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ICI를 Data Conversion 방식으로 상쇄하는 OFDM 통신시스템과 성능분석
허근재,이영선,유흥균,정두영 한국전자파학회 2003 한국전자파학회논문지 Vol.14 No.11
In the multi-carrier OFDM communication system, the inter-carrier-interference(ICI) produced by phase noise in the transceiver local oscillator makes a severe influence on the system performance. In this paper, a new ICI self-cancellation scheme in the data-conversion type is proposed to reduce effectively the ICI. Also, the common phase error(CPE), ICI and carrier to interference power ratio(CIR) are found by the linear approximation of the phase noise. Then, the proposed method is compared with the conventional OFDM to analyze the efficiency of system performance improvement. When the number of subcarriers is 64, there are respectively the SNR gain of 0.6 ㏈ in the phase noise variance of 0.3 with QPSK and 1.5 ㏈ in the phase noise variance of 0.1 with 16 QAM at BER=10$\^$-3/. As a result, the performance degradation by ICI can be effectively lowered in the proposed system with ICI self. cancellation scheme, compared with the conventional OFDM system. 무선 통신 시스템에서 고속 데이터 전송에 효율적인 다중 반송파 시스템인 OFDM통신 시스템에서는 송수신단의 오실레이터에서 발생하는 위상잡음이 인접채널간 간섭(Inter-carrier-interference: ICI)을 야기시켜 통신 성능에 악영향을 끼친다. 본 논문에서는 ICI영향을 효과적으로 줄일 수 있는 새로운 data-conversion 형식의 ICI 제거 방법을 제안하고 위상잡음을 선형 근사화하여 위상잡음에 의해 발생하는 common phase error(CPE), ICI 그리고 carrier to interference power ratio(CIR)를 분석한다. 그리고 data-conversion 형식의 위상잡음에 의한 성능 개선 효과를 분석하기 위해서 기존의 OFDM과 비교하였다. 이때 부반송파수 64의 조건하에서 위상 잡음 분산 0.3의 QPSK변조방식과 위상 잡음 분산 0.1의 16 QAM변조방식의 경우, BER=$10^{-3}$에서 각각 0.6 ㏈, 1.5 ㏈의 SNR 이득을 가짐을 볼 수 있다. 결과적으로 ICI 제거방법을 사용하였을 때 기존의 OFDM system에 비하여 ICI에 의한 성능손실을 효과적으로 줄일 수 있다.
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고속 스위칭 동작의 주파수 합성기를 위한 하이브리드형 구조 설계와 DLT 대체 회로 연구
이훈희,허근재,정락규,유흥균,Lee Hun-Hee,Heo Keun-Jae,Jung Rag-Gyu,Ryu Heung-Gyoon 한국전자파학회 2004 한국전자파학회논문지 Vol.15 No.12
기존의 PLL(phase locked loop)은 폐루프 구조이므로 주파수 스위칭 속도가 낮은 단점을 갖는다. 이를 개선하기 위해서 개루프 구조를 혼합한 Digital Hybrid PLL 구조를 연구하였다. 또한 이 구조는 빠른 주파수 스위칭 속도로 동작할 수 있지만, VCO의 전압대 주파수 전달특성을 ROM 형태로 구현하는 DLT(digital look-up table)이 사용되어야 하므로 회로소자가 많아지고 소비전력이 증가된다. 그러므로, 본 논문에서는 복잡한 DLT의 구조를 간단한 Digital logic 회로로 대체시킨 새로운 구조를 제안하였다. 또한 주파수 합성때마다 타이밍 동기화를 이루는 회로를 설계하여 합성기의 항상성을 확보하였으며 DLT를 사용하는 방식과 비교하여 회로소자를 약 $28\%$정도 줄일 수 있다. 고속 스위칭 동작 특성과 주파수 합성을 시뮬레이션과 실제 회로 구현으로 확인하였다. The conventional PLL(phase locked loop) frequency synthesizer takes a long switching time because of the inherent closed-loop structure. The digital hybrid PLL(DH-PLL) which includes the open-loop structure into the conventional PLL synthesizer has been studied to overcome this demerit. It operates in high speed, but the hardware complexity and power consumption are the serious problem because the DLT(digital look-up table) is usually implemented by the ROM which contains the transfer characteristic of VCO(voltage controlled oscillator). This paper proposes a new DH-PLL using a very simple DLT-replacement digital logic instead of the complex ROM-type DLT. Also, a timing synchronization circuit for the very small over-shoot and shorter settling time is designed for the ultra fast switching speed at every frequency synthesis. The hardware complexity gets decreased to about $28\%,$ as compared with the conventional DH-PLL. The high speed switching characteristic of the frequency synthesis process can be verified by the computer simulation and the circuit implementation.
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OFDM통신 시스템의 PAPR저감을 위한 Dummy Sequence를 삽입하는 새로운 SLM 기법
이재은,허근재,김상우,유흥균 한국전자파학회 2004 한국전자파학회논문지 Vol.15 No.4
OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 통신 방식은 무선 고속 데이터 전송에 적합한 방식이다. 하지만 높은 PAPR(peak-to-average power ratio)의 발생으로 HPA(high power amplifier)에서 비선형 왜곡된다. 따라서 본 논문에서는 이 문제점을 개선시키기 위한 PAPR 저감 방법으로 dummy sequence를 삽입하는 새로운 방식의 SLM 기법(dummy sequence insertion - selected mapping: DSI-SLM)을 제안한다. 이 DSI-SLM 기법은 각각의 브렌치에 서로 다른 위상 factor를 곱하는 대신 각각에 일정비율의 부반송파에 dummy 시퀀스를 삽입하여 IFFT 후 가장 낮은 PAPR을 갖는 브렌치의 데이터를 전송한다. 이 방식들에 사용된 dummy 시퀀스는 송신단의 PAPR 저감만을 위해 사용하며 위상 회전 부가 정보 전송 및 복원 과정이 필요치 않아 기존 SLM에 비해 계산량 및 복잡도를 감소시킬 수 있다. 또한 PTS 방식에서 최적의 rotation factor를 찾기 위한 peak value optimization에 의한 계산량 증가 및 송신기의 시간 지연 문제 등을 해결할 수 있다. OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) communications system is very attractive for the high data rate transmissionin the frequency selective fading channel. Since OFDM has high PAPR(peak-to-average power ratio), OFDM signal may be distorted by the nonlinear HPA(high power amplifier). In this paper, we propose an improved dummy sequence scheme for reducing the PAPR in OFDM communication system. This method inserts each different dummy sequence at the predefined sub-carriers fur PAPR reduction. After IFFT, the OFDM data signal with the lowest PAPR is selected to transmit. The complementary sequence is used as dummy sequence. So, it can cut down the computation time and quantity because it dose not require the peak value optimization for finding the phase rotation factor and the transmission of the side information about the rotation factor unlike the PTS method.
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