무선 통신과 고성능 모바일 기기의 발달과 함께 모바일 데이터 트래픽은 매년 꾸준히 증가할 것으로 예상된다. 또한, 4세대 이동통신 이후 5G 이동통신에서는 4세대 대비 1,000배 이상의 무선 데이터 트래픽 용량이 요구된다. 이를 해결하기 위해서 스펙트럼의 효율이 높고, 고용량의 데이터 처리가 가능한 동일대역 전이중 시스템의 연구가 필요하다. 따라서 본 논문에서는 5G 동일대역 전이중 무선통신 적용을 위한 ...
무선 통신과 고성능 모바일 기기의 발달과 함께 모바일 데이터 트래픽은 매년 꾸준히 증가할 것으로 예상된다. 또한, 4세대 이동통신 이후 5G 이동통신에서는 4세대 대비 1,000배 이상의 무선 데이터 트래픽 용량이 요구된다. 이를 해결하기 위해서 스펙트럼의 효율이 높고, 고용량의 데이터 처리가 가능한 동일대역 전이중 시스템의 연구가 필요하다. 따라서 본 논문에서는 5G 동일대역 전이중 무선통신 적용을 위한 RF 자기간섭 제거 회로를 제안한다. 동일대역 전이중 무선통신에서 가장 문제가 되는 요소는 동일대역에서 송수신이 이루어지면서 발생하는 자기간섭이다. 이를 해결하기 위한 기술은 안테나 및 채널, RF, 디지털 영역에서 이루어지며 본 논문은 RF 영역에서 아날로그 능동형 방식의 자기간섭 제거 방법과 회로 설계에 대하여 기술하였다. 아날로그 능동형 자기간섭 제거 회로는 가중치 계산 회로, 벡터변조기, RF 증폭기와 믹서로 구성된다. 수학적 분석을 통해 송신 출력 크기와 회로의 루프 이득 그리고 자기간섭 제거 비의 관계를 확인하였다. 또한, 시스템 시뮬레이션을 활용하여 자기간섭 회로의 목표 제거 비 -25 dB를 달성하기 위한 블록별 요구사항을 확인하였다. 최종 도출된 파라미터를 바탕으로 적합한 상용화 소자를 선택하여 PCB모듈을 제작하였다. 제작된 자기간섭 제거 모듈은 단일 톤 입력에서 최대 -50 dB의 자기간섭 제거 성능을 보였다. RF 가변 증폭기를 추가하여 목표성능을 만족하는 자기간섭 제거회로의 동작범위를 122% 향상하였다. 1 ~ 20 MHz 대역폭의 변조 신호를 입력하여 성능을 하였는데5 MHz 이상의 넓은 대역폭 신호의 경우 구간별 불균형한 자기간섭 제거 비를 보였다. 이를 개선하기 위해 두 개의 탭으로 자기간섭 제거 시스템을 구성하였다. 결과적으로 5 MHz와 20- MHz 대역폭의 변조 신호에 대해 자기간섭 제거 비를 단일 탭 대비 각각 182%, 240% 향상하였다. 자기간섭 제거 회로는 동일대역 전이중 무선통신에 적용되어 다가오는 5G 시대의 제한된 주파수 자원의 해결책이 될 것이다.
무선 통신과 고성능 모바일 기기의 발달과 함께 모바일 데이터 트래픽은 매년 꾸준히 증가할 것으로 예상된다. 또한, 4세대 이동통신 이후 5G 이동통신에서는 4세대 대비 1,000배 이상의 무선 데이터 트래픽 용량이 요구된다. 이를 해결하기 위해서 스펙트럼의 효율이 높고, 고용량의 데이터 처리가 가능한 동일대역 전이중 시스템의 연구가 필요하다. 따라서 본 논문에서는 5G 동일대역 전이중 무선통신 적용을 위한 RF 자기간섭 제거 회로를 제안한다. 동일대역 전이중 무선통신에서 가장 문제가 되는 요소는 동일대역에서 송수신이 이루어지면서 발생하는 자기간섭이다. 이를 해결하기 위한 기술은 안테나 및 채널, RF, 디지털 영역에서 이루어지며 본 논문은 RF 영역에서 아날로그 능동형 방식의 자기간섭 제거 방법과 회로 설계에 대하여 기술하였다. 아날로그 능동형 자기간섭 제거 회로는 가중치 계산 회로, 벡터 변조기, RF 증폭기와 믹서로 구성된다. 수학적 분석을 통해 송신 출력 크기와 회로의 루프 이득 그리고 자기간섭 제거 비의 관계를 확인하였다. 또한, 시스템 시뮬레이션을 활용하여 자기간섭 회로의 목표 제거 비 -25 dB를 달성하기 위한 블록별 요구사항을 확인하였다. 최종 도출된 파라미터를 바탕으로 적합한 상용화 소자를 선택하여 PCB 모듈을 제작하였다. 제작된 자기간섭 제거 모듈은 단일 톤 입력에서 최대 -50 dB의 자기간섭 제거 성능을 보였다. RF 가변 증폭기를 추가하여 목표성능을 만족하는 자기간섭 제거회로의 동작범위를 122% 향상하였다. 1 ~ 20 MHz 대역폭의 변조 신호를 입력하여 성능을 하였는데5 MHz 이상의 넓은 대역폭 신호의 경우 구간별 불균형한 자기간섭 제거 비를 보였다. 이를 개선하기 위해 두 개의 탭으로 자기간섭 제거 시스템을 구성하였다. 결과적으로 5 MHz와 20- MHz 대역폭의 변조 신호에 대해 자기간섭 제거 비를 단일 탭 대비 각각 182%, 240% 향상하였다. 자기간섭 제거 회로는 동일대역 전이중 무선통신에 적용되어 다가오는 5G 시대의 제한된 주파수 자원의 해결책이 될 것이다.
The mobile data traffic increases every year with the development of high performance mobile device and wireless communication. 5G communication requires the mobile data traffic capacity more than 1000 times in 4G. In this thesis RF self-interference cancellation circuit for 5G in-band full-duplex r...
The mobile data traffic increases every year with the development of high performance mobile device and wireless communication. 5G communication requires the mobile data traffic capacity more than 1000 times in 4G. In this thesis RF self-interference cancellation circuit for 5G in-band full-duplex radio is proposed. The most problematic element in In-band full duplex radio is the self-interference signal which caused by simultaneous communication using same frequency band. The self-interference cancellation is performed by three domains RF, Digital and Antenna. This thesis describes the major issues of RF self-interference cancellation circuit and measurement results in RF domain. The analog adaptive self-interference cancellation circuit consists of a weight calculation circuit, a vector modulator, an RF amplifier and a mixer. The relation of self-interference cancellation ratio with transmission power and loop gain is verified through mathematical analysis. Also, the system simulation is used to identify the block-specific requirements to achieve a target performance of -25 dB for a self-interference circuit. Especially, a variable gain amplifier is connected in series to compensate for the limited performance of the vector modulator. In addition, based on the derived parameters, a PCB module was fabricated by selecting a suitable off-the-shelf device. Implemented RF self-interference module shows maximum cancellation ratio of -50 dB using single-tone input. Also, the dynamic range of the circuit is improved more than 1.22 times by using RF variable amplifier. The modulated transmit signal with 1 MHz ~ 20 MHz bandwidth is applied to verify a performance of the circuit. However, an input, more than 5 MHz bandwidth, shows an unbalanced spectrum results. Thus, 2-tap self-interference cancellation system is configured to improve this problem. Self-interference cancellation ratio for modulated signals of 5 MHz and 20 MHz bandwidth is improved by 182% and 240%, respectively, compared to single-tap configuration. The in-band full-duplex wireless communication that includes a self-interference cancellation circuit will be a solution to the limited frequency resources of the upcoming 5G era.
The mobile data traffic increases every year with the development of high performance mobile device and wireless communication. 5G communication requires the mobile data traffic capacity more than 1000 times in 4G. In this thesis RF self-interference cancellation circuit for 5G in-band full-duplex radio is proposed. The most problematic element in In-band full duplex radio is the self-interference signal which caused by simultaneous communication using same frequency band. The self-interference cancellation is performed by three domains RF, Digital and Antenna. This thesis describes the major issues of RF self-interference cancellation circuit and measurement results in RF domain. The analog adaptive self-interference cancellation circuit consists of a weight calculation circuit, a vector modulator, an RF amplifier and a mixer. The relation of self-interference cancellation ratio with transmission power and loop gain is verified through mathematical analysis. Also, the system simulation is used to identify the block-specific requirements to achieve a target performance of -25 dB for a self-interference circuit. Especially, a variable gain amplifier is connected in series to compensate for the limited performance of the vector modulator. In addition, based on the derived parameters, a PCB module was fabricated by selecting a suitable off-the-shelf device. Implemented RF self-interference module shows maximum cancellation ratio of -50 dB using single-tone input. Also, the dynamic range of the circuit is improved more than 1.22 times by using RF variable amplifier. The modulated transmit signal with 1 MHz ~ 20 MHz bandwidth is applied to verify a performance of the circuit. However, an input, more than 5 MHz bandwidth, shows an unbalanced spectrum results. Thus, 2-tap self-interference cancellation system is configured to improve this problem. Self-interference cancellation ratio for modulated signals of 5 MHz and 20 MHz bandwidth is improved by 182% and 240%, respectively, compared to single-tap configuration. The in-band full-duplex wireless communication that includes a self-interference cancellation circuit will be a solution to the limited frequency resources of the upcoming 5G era.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.