본 논문에서는 무선 LAM 시스템에서 전력증폭기의 위상왜곡에 따른 출력 스펙트럼의 관계에 대해 분석하고자 하였으며, 이를 위해 전력증폭기의 ACPR. 특성과 OFDM방식의 고려사항을 고찰하였다. 또한, OFDM 변조방식과 전력증폭기의 비선형성과의 관계를 알기위해 최대. 54Mbps의 전송속도를 갖는 IEEE 802.11a 규격의 OFDM 변조부와 송신부를 시뮬레이션하였다. 전력증폭기의 비선형 특성은 AM-to-AM과 AM-to-PM으로 모델링 하였으며, 구성된 입력 신호원을 전력증폭기에 인가하여 위상왜곡에 따른 출력 스펙트럼 특성을 분석하였다. 출력 스펙트럼 분석결과 위상왜곡이 증가할수록 전력 증폭기의 AM-to-PM 특성이 $5^{\circ}$일 때 P1dB에서의 출력 스펙트럼은 요구 스펙트럼을 만족하였지만, $10^{\circ}$에서부터 $20^{\circ}$까지의 위상왜곡에서는 요구 스펙트럼을 만족하지 못함을 확인할 수 있었다. 또한, 전력증폭기의 비선형 특성으로 인해 생성되는 주파수 재성장으로 인한 전력증폭기의 출력 스펙트럼은 P1dB에서 만족하지 않는다. 따라서, AM-to-PM 왜곡 정도에 따라 back-off값이 요구되며, OFDM을 이용한 변조부의 경우 더 적은 back-off값이 요구됨을 알 수 있었다.
본 논문에서는 무선 LAM 시스템에서 전력증폭기의 위상왜곡에 따른 출력 스펙트럼의 관계에 대해 분석하고자 하였으며, 이를 위해 전력증폭기의 ACPR. 특성과 OFDM방식의 고려사항을 고찰하였다. 또한, OFDM 변조방식과 전력증폭기의 비선형성과의 관계를 알기위해 최대. 54Mbps의 전송속도를 갖는 IEEE 802.11a 규격의 OFDM 변조부와 송신부를 시뮬레이션하였다. 전력증폭기의 비선형 특성은 AM-to-AM과 AM-to-PM으로 모델링 하였으며, 구성된 입력 신호원을 전력증폭기에 인가하여 위상왜곡에 따른 출력 스펙트럼 특성을 분석하였다. 출력 스펙트럼 분석결과 위상왜곡이 증가할수록 전력 증폭기의 AM-to-PM 특성이 $5^{\circ}$일 때 P1dB에서의 출력 스펙트럼은 요구 스펙트럼을 만족하였지만, $10^{\circ}$에서부터 $20^{\circ}$까지의 위상왜곡에서는 요구 스펙트럼을 만족하지 못함을 확인할 수 있었다. 또한, 전력증폭기의 비선형 특성으로 인해 생성되는 주파수 재성장으로 인한 전력증폭기의 출력 스펙트럼은 P1dB에서 만족하지 않는다. 따라서, AM-to-PM 왜곡 정도에 따라 back-off값이 요구되며, OFDM을 이용한 변조부의 경우 더 적은 back-off값이 요구됨을 알 수 있었다.
In this paper, we are going to analyze on relation of an output spectrum along phase distortion of power amplifier in wireless LAN system, and then considered an ACPR characteristic of power amplifier and consideration of an OFDM method for this. Also, we did implementation for OFDM modulation and t...
In this paper, we are going to analyze on relation of an output spectrum along phase distortion of power amplifier in wireless LAN system, and then considered an ACPR characteristic of power amplifier and consideration of an OFDM method for this. Also, we did implementation for OFDM modulation and transmission section of an IEEE 802.11a standard to have transmission speed of the maximum 54Mbps in order to know an OFDM modulation method and relation of non-linear characteristic of power amplifier. The non-linear characteristic of power amplifier did modeling with AM-to-AM and AM-to-PM, and we analyzed an output spectrum characteristic along phase distortion composed input signal supply for power amplifier. When output spectrum analysis results phase distortion increased, and an AM-to-PM characteristic of power amplifier in 5 degrees, the output spectrum was satisfied with a demand spectrum in P1 dB, but 10-20 degrees were able to confirm what cannot be satisfied with a demand spectrum in phase distortion. Also, an output spectrum of power amplifier by frequency re-growth generated by a non-linear characteristic of power amplifier did not satisfied in P1dE. therefore, a back-off value was requested according to an AM-to-PM distortion degree, and smaller back-off value were able to know what demand became in case of modulation section that used OFDM.
In this paper, we are going to analyze on relation of an output spectrum along phase distortion of power amplifier in wireless LAN system, and then considered an ACPR characteristic of power amplifier and consideration of an OFDM method for this. Also, we did implementation for OFDM modulation and transmission section of an IEEE 802.11a standard to have transmission speed of the maximum 54Mbps in order to know an OFDM modulation method and relation of non-linear characteristic of power amplifier. The non-linear characteristic of power amplifier did modeling with AM-to-AM and AM-to-PM, and we analyzed an output spectrum characteristic along phase distortion composed input signal supply for power amplifier. When output spectrum analysis results phase distortion increased, and an AM-to-PM characteristic of power amplifier in 5 degrees, the output spectrum was satisfied with a demand spectrum in P1 dB, but 10-20 degrees were able to confirm what cannot be satisfied with a demand spectrum in phase distortion. Also, an output spectrum of power amplifier by frequency re-growth generated by a non-linear characteristic of power amplifier did not satisfied in P1dE. therefore, a back-off value was requested according to an AM-to-PM distortion degree, and smaller back-off value were able to know what demand became in case of modulation section that used OFDM.
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문제 정의
심벌간 간섭현상은 고속 통신 환경일수록 더욱 심해지며, 송신출력을 높여도 해결되지 않기 때문에 적응 등화기와 같은 별도의 신호처리 과정이 요구된다. 따라서 본 논문에서는 송신부의 전력 증폭기와 밀접한 관련이 있는 인접채널 간섭에 대해 살펴보도록 하겠다. 디지털 통신 시스템에서 전력 증폭기의 포화상태를 피하려고 증폭기를 무조건 크게 만들면 증폭기를 동작시키는 전력이 너무나 크게 되어 증폭기의 용량은 자연히 제한을 받게 된다.
본 논문에서는 5.8GHz 무선 LAN 시스템에서 전력증폭기의 위상왜곡에 따른 출력 스펙트럼의 관계에 대해 분석하고자 하였으며, 이를 위해 전력증폭기의 ACPR 특성과 OFDM 방식의 고려사항를 고찰하였고 54Mbps OFDM 변조 부와 송신부를 시뮬레 이션하였다. 전력증폭기의 비선형 특성은 AM-to-AM과 AM-to-PM으로 모델링 하였으며, 구성된 입력 신호원을 전력증폭기에 인가하여, 위상왜곡에 따른 출력스펙트럼 특성을 분석하였다.
이 모델링을 통하여 변조방식에 따른 요구스펙트럼 마스크를 만족하는 비선형 왜곡 정도를 시뮬레이션 하고자 하였다. 본 논문에서는 OFDM 변조방식과 전력증폭기의 비선형성과의 관계를 알기 위해 최대 54M化ps의 전송속도를 갖는 IEEE 802.11a 규격의 OFDM 변조 부를 모델링 했으며, 이에 대하여 증폭기의 비선형 왜곡에 따른 주파수 재성장을 기술한다.
전력 증폭기의 비선형 특성은 입력 전력에 따른 진폭과 위상 왜곡으로 분석되며, 전력증폭기의 비선형 왜곡에 따른 주파수 재성장 특성 해석을 위해 AM-to-AM 및 AM-to-PM의 모델링을 하였다. 이 모델링을 통하여 변조방식에 따른 요구스펙트럼 마스크를 만족하는 비선형 왜곡 정도를 시뮬레이션 하고자 하였다. 본 논문에서는 OFDM 변조방식과 전력증폭기의 비선형성과의 관계를 알기 위해 최대 54M化ps의 전송속도를 갖는 IEEE 802.
제안 방법
OFDM 변조방식을 이용한 5.8GHz 무선 LAN 시스템에서 요구하는 출력스펙트럼 특성을 만족하는 전력증폭기 사양을 제시하기 위해, 시스템 시뮬레이터를 사용하여 OFDM 변조 부와 송신부를 구성했다.
수 있다. 따라서 본 논문에서는 특정 ACPR값의 측정보다는 무선 LAN 시스템의 출력 스펙트럼에 요구 스펙트럼 마스크를 이용하여 증폭기의 위상왜곡에 따른 주파수 재성장 정도를 분석하였다. 그림6~9는 각각의 위상 왜곡의 경우 입력전력에 따른 PldB에서의 출력스펙트럼을 나타내고 있으며, 또한 IEEE 802.
AM-to-AM 특성은 PldB에서 각각 5。간격으로 0。에서 20。의 선형위상 왜곡 특성을 갖도록 하였다. 모델링된 54Mbps OFDM 신호를 전력증폭기에 인가한 후 입력 전력을 -lOdBm에서 2dBm까지 변화시키면서 출력 스펙트럼을 측정하였다. 그림5는 전력증폭기의 위상왜곡이 없는 경우 입력전력에 따른 출력 스펙트럼의 특성을 나타낸 것이 다.
11a 표준의 요구 스펙트럼 마스크에 만족하는지 살펴보았다. 이를 살펴보기 위해 출력스펙트럼에 요구 스펙트럼 마스크를 이용하여 만족 여부를 알아보았다.
ACPR(Adjacent Channel Power Ratio)은 인접 채널에 나타나는 신호와 출력전력과의 비율로 정의되며, 시스템의 고효율 및 선형성을 저해하는 요인으로 작용한다. 전력 증폭기의 비선형 특성은 입력 전력에 따른 진폭과 위상 왜곡으로 분석되며, 전력증폭기의 비선형 왜곡에 따른 주파수 재성장 특성 해석을 위해 AM-to-AM 및 AM-to-PM의 모델링을 하였다. 이 모델링을 통하여 변조방식에 따른 요구스펙트럼 마스크를 만족하는 비선형 왜곡 정도를 시뮬레이션 하고자 하였다.
8GHz 무선 LAN 시스템에서 전력증폭기의 위상왜곡에 따른 출력 스펙트럼의 관계에 대해 분석하고자 하였으며, 이를 위해 전력증폭기의 ACPR 특성과 OFDM 방식의 고려사항를 고찰하였고 54Mbps OFDM 변조 부와 송신부를 시뮬레 이션하였다. 전력증폭기의 비선형 특성은 AM-to-AM과 AM-to-PM으로 모델링 하였으며, 구성된 입력 신호원을 전력증폭기에 인가하여, 위상왜곡에 따른 출력스펙트럼 특성을 분석하였다. 출력 스펙트럼분석 결과 위상왜곡이 증가할수록 즉, 전력 증폭기의 AM-to-PM 특성이 5。일 때 Pl dB에서의 출력 스펙트럼은 요구 스펙트럼을 만족하였지만, 10。에서부터 20。까지의 위상 왜곡에서는 요구 스펙트럼을 만족하지 못함을 확인할 수 있었다.
전송속도에 따라 변조방법 및 파라미터 등이 다름을 알 수 있으며, 본 논문에서 54Mbps의 전송 속도를 갖는 OFDM 변조부를 모델링 하였다. 최초 생성된 신호는 64-QAM 변조 방식으로 Mapping되며, IFFT 처리 후 guard interval과 wave shaping단계를 거친 후, I/Q Modulator에 인가하여 RF송신부로 보내어진다.
대상 데이터
OFDM 변조방식을 채택하고 있는 무선 LANe ISM-band 대역 중 5.725~5.85曲 의 주파수대역으로 설정 되어있다. 이는 IEEE 802.
성능/효과
출력 스펙트럼분석 결과 위상왜곡이 증가할수록 즉, 전력 증폭기의 AM-to-PM 특성이 5。일 때 Pl dB에서의 출력 스펙트럼은 요구 스펙트럼을 만족하였지만, 10。에서부터 20。까지의 위상 왜곡에서는 요구 스펙트럼을 만족하지 못함을 확인할 수 있었다. 또한, 전력증폭기의 비선형 특성으로 인해 생성되는 주파수 재성장으로 인한 전력증폭기의 출력 스펙트럼은 PldB에서 만족하지않으므로 AM-to-PM 왜곡 정도에 따라 back-off값이 요구되며, OFDM을 이용한 변조 부의 경우 더 적은 back-o任값이 요구됨을 알 수 있었다. 이결과는 5.
첫째, 인접채널 간섭 현상은 주로 주파수 불안정, 수신기 대역폭, 송신 필터의 한계, 전력증폭기의 비선형성등 통신 장비의 한계에 기인한다. 비록 시스템 설계시 간섭의 영향을 최소화하기 위해 많은 노력을 기울인다 하더라도, 일반적으로 RF 채널은 대역폭의 효율성을 극대화하기 위한 구조로 설계되므로 채널들이 매우 가깝게 위치할 수밖에 없고, 따라서 인접한 채널의 경우 간섭현상을 피하기 어렵다.
후속연구
발전해 나아가고 있다. 따라서 통화 품질에 대한 신뢰성을 유지하면서도 주어진 대역폭을 경제적으로 이용하기 위한 인접채널 간섭에 대한 연구는 더욱 활성화될 것이다. 대체로 기존의 무선 통신 서비스에 대해서는 여러 간섭 현상에 대한 대책 마련을 위한 연구가 주목을 받을 듯하고, 신규 무선 통신 서비스에 대해서도 고속이면서 효율적이고 신뢰성 높은 방식을 개발하는데 많은 노력이 투자되리라 여겨진다.
또한, 전력증폭기의 비선형 특성으로 인해 생성되는 주파수 재성장으로 인한 전력증폭기의 출력 스펙트럼은 PldB에서 만족하지않으므로 AM-to-PM 왜곡 정도에 따라 back-off값이 요구되며, OFDM을 이용한 변조 부의 경우 더 적은 back-o任값이 요구됨을 알 수 있었다. 이결과는 5.8GHz OFDM 무선 LAN 시스템의 전력 증폭기 설계에 유용하게 응용될 것이라 사료된다.
향후 연구과제로는 본 논문의 특성 결과를 기반으로 하여 실제 환경에 근접한 모델로 변경하여 성능평가를 수행할 계획이다.
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