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장거리 무선 통신에서의 수신 신호 세기 측정에 관한 연구
김영균(Kim Younggyun),이우용(Lee Woo Yong) 한국통신학회 2022 한국통신학회 학술대회논문집 Vol.2022 No.2
본 논문은 장거리 무선 통신에서의 수신 신호 세기 측정에 대한 것으로, 잡음 보다 작은 수신 신호의 세기 측정을 위해 반복하여 송신된 직교 주파수 분할 다중 (Orthogonal Frequency Division Multiplexing, OFDM) 신호를 사용하고, 스프레딩 이득을 활용하여 수신 신호의 세기를 측정한다. 스프레딩 이득은 수신 신호와 알고 있는 송신 신호의 상호 상관(cross-correlation) 연산으로 얻는다. 송수신기 사이의 피할 수 없는 캐리어 주파수 오차와 심볼 타이밍 오차가 신호세기 측정의 정확도에 미치는 영향을 최소화할 수 있는 방안을 제시하였다. 캐리어 주파수 오차와 심볼 타이밍 오차는 주파수 영역에서 신호의 주파수 축 이동과 신호 위상의 주파수에 비례한 증가로 각각 나타난다. 이 성질을 이용하여 상호상관 연산은 주파수 영역에서의 윈도우잉과 다시 시간 영역으로 변환된 신호에서의 최대 크기 측정으로 수행된다. 제안된 방법을 적용하여 낮은 신호대 잡음 전력비에서 캐리어 주파수 오차와 심볼 타이밍 오차가 있는 경우에도 정확한 수신신호 세기를 추정할 수 있는 것을 확인하였다.
장거리 무선 통신을 위한 빔형성 훈련 신호와 안테나 위상 추정에 관한 연구
김영균(Kim Younggyun),이우용(Lee Woo Yong) 한국통신학회 2021 한국통신학회 학술대회논문집 Vol.2021 No.6
본 논문은 장거리 무선 통신을 위한 빔 형성 기술에 대한 것으로, 빔 형성 훈련 신호로 단일 주파수의 정현파(sine wave) 신호를 사용하고, 수신기에서 피할 수 없는 잔여 운반파(carrier) 주파수의 영향을 최소화 하여 각 안테나의 위상을 추정하는 방법을 제시하였다. 빔 형성을 이용하여 얻는 안테나 이득이 크면 클수록, 빔 형성 없이 계산되어야 하는 초기 안테나 위상 추정은 더욱 더 낮은 SNR 에서 수행되어야 한다. 위상 오차에 따른 안테나 손실을 계산하여 필요한 위상추정의 정확도를 먼저 얻었다. 수신기에서 위상 추정을 위하여 각 안테나 별 신호 관측 구간을 여러 개로 나누고, 훈련신호의 중간 지점을 기준으로 이전과 이후의 동일한 시점에 동일한 안테나 신호를 관측하게 하여 위상 추정에 대한 운반파 주파수 오차의 영향을 최소화하였다. 수신 안테나 선택 순서는 안테나 별 위상 추정 오차의 크기에 차이가 없도록 결정하였다. 훈련 신호의 길이 별로 위상 추정의 정확도를 평가하여 필요한 훈련 신호의 길이를 산정하였다.