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[국내논문] 디지털 역지향성 배열 안테나 시스템에서 위상 추적 Settling 시간과 BER 성능 평가
Phase Tracking Settling Time and BER Performance Evaluation in the Digital Retrodirective Array Antenna System 원문보기

韓國電磁波學會論文誌 = The journal of Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science, v.24 no.1, 2013년, pp.55 - 63  

김소라 (충북대학교 전자공학과) ,  이승환 (한국전자통신연구원) ,  신동진 (한국전자통신연구원) ,  유흥균 (충북대학교 전자공학과)

초록
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디지털 역지향성 안테나 시스템은 사전 정보 없이 입사된 신호의 위상을 추적하고 위상을 반대로 돌려 수신된 방향으로 재전송을 할 수 있는 시스템으로써 아날로그 역지향성 안테나와 비교하여 수정과 업그레이드가 쉽다는 장점이 있다. 이러한 특성으로 디지털 역지향성 안테나는 고속 이동체 환경에서의 빠른 빔 추적이 가능할 것이다. 특히 빠르고 정확하게 빔을 추적하기 위해서는 설계된 디지털 역지향성 안테나 시스템의 디지털 PLL의 성능이 매우 중요하므로, 본 논문에서는 디지털 역지향 안테나 시스템에서 디지털 필터 설계에 따른 위상 추적의 동작시간과 BER 성능을 확인하였다. 1 MHz의 QAM 신호를 발생시켰으며, $30^{\circ}$의 위상 지연이 생겼을 경우의 시뮬레이션 결과, 필터의 동작이 안정할 경우 위상 공액 기법을 사용한 역지향성 안테나 시스템의 성능이 사용하지 않았을 경우의 역지향성 안테나 시스템보다 약 1 dB의 성능 차이가 나며, 필터의 동작이 불안정할 경우, 발진이 일어나 위상을 추적하지 못해 성능이 매우 나빠짐을 확인할 수 있다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

Digital retrodirective antenna system is easy to modify and upgrade because it can control the phase information of the output signal toward opposite direction to input signal without a priori knowledge of the arrival direction. Due to this advantage, it is possible to do fast beam tracking. Especia...

Keyword

#Beam Forming   #Digital Retrodirective Array   #Phase Conjugation   #Digital PLL   #Digital Filter  

AI 본문요약
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* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  • 디지털 역지향성 안테나는 앞으로 신호 처리 속도를 빠르고 정확하게 하는데 연구가 될 것이며, 본 논문에서는 디지털 역지향성 안테나 시스템에서의 핵심인 공액 위상 역할을 하는 디지털 PLL에 따른 반응 속도와 수신 성능을 확인하였다. 필터에 따라 동작 속도와 수신 성능이 달라지는데, 이것은 앞으로 고정된 링크에서의 빔 포밍뿐만 아니라 이동체에서의 무선 통신에서의 성능에 대해 영향을 줄 것이다.
  • 앞에서 언급한 바와 같이, 본 논문은 필터에 따른 공액을 이용한 역지향성 안테나 시스템의 반응 속도와 성능을 알아보았다.
  • 본 논문에서는 고정된 링크상에서 디지털 역지향성 안테나 시스템의 위상 추적 및 공액 위상기 역할을 하는 디지털 PLL의 필터에 따라 완전하게 위상을 추적하는데 걸리는 동작 속도와 그에 따른 BER 성능을 MATLAB의 시뮬링크로 확인하였다. 필터 계수에 따라 추적 동작 속도는 달랐지만, 필터의 안정도에 따라 BER의 성능이 결정됨을 알 수 있다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
역지향성 안테나 시스템은 어떤 특성 때문에 송수신 전력의 낭비를 줄일 수 있는가? 서로 다른 안테나는 독립적으로 신호를 받으며 신호의 각을 계산하며, 그때 각을 반대로 하여 신호를 재전송한다. 두 개의 링크가 고정되어 있는 상태에서, 무선 통신의 Quality of Service (QoS)를 향상할 수 있으며, 역지향성 안테나는 모든 방향에 대하여 전력을 송출해야 하는 무지향성 안테 나보다 별도의 신호 처리 기술 없이 수신된 방향으로 신호를 재전송하므로 입사된 방향으로만 에너지가 집중되어 높은 지향성을 갖기 때문에 에너지 소모를 줄일 수 있다. 이것은 현대의 많은 이동기기에 있어서 매우 중요한 특성이다.
디지털 역지향성 안테나 시스템이란? 디지털 역지향성 안테나 시스템은 사전 정보 없이 입사된 신호의 위상을 추적하고 위상을 반대로 돌려 수신된 방향으로 재전송을 할 수 있는 시스템으로써 아날로그 역지향성 안테나와 비교하여 수정과 업그레이드가 쉽다는 장점이 있다. 이러한 특성으로 디지털 역지향성 안테나는 고속 이동체 환경에서의 빠른 빔 추적이 가능할 것이다.
디지털 역지향성 안테나 시스템의 장점은? 디지털 역지향성 안테나 시스템은 사전 정보 없이 입사된 신호의 위상을 추적하고 위상을 반대로 돌려 수신된 방향으로 재전송을 할 수 있는 시스템으로써 아날로그 역지향성 안테나와 비교하여 수정과 업그레이드가 쉽다는 장점이 있다. 이러한 특성으로 디지털 역지향성 안테나는 고속 이동체 환경에서의 빠른 빔 추적이 가능할 것이다.
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참고문헌 (9)

  1. T. Tanaka, R. Miura, and Y. Karasawa, "Implementation of a kigital signal processer in a BDF selfbeam- Steerin array antenna", IEICE Trans. Commun., vol. E80-B, no. 1, Jan. 1997. 

  2. Y. Otaki, W. Chujo, K. Uehara, and M. Fujise, "Implementation of a digital beamforming antenna for mobile satellite communications utilizing multi-digital sigmal processor", Proc. ISAP, pp. 145-148, 1992. 

  3. E. D, Sharp, M. A. Daib, "Van Atta reflector array", IRE Trans. Antennas and Propagation, vol. AP-8, pp. 436-438, 1960. 

  4. L. C. Van Atta, "Electromagnetic reflector", U.S. patent 2,908,002, 1955. 

  5. J. H. Reed, Softwere Radio: A Modern Approach to Radio Engineering, Prentice Hall PTR, 2002. 

  6. R. Y. Miyamoto, Y. Qian, and T. Itoh, "Retrodirective arrays for wireless communication", IEEE Microwave Magagine, vol. 3, no. 1, pp. 171-79, 2002. 

  7. R. Y. Miyamoto, Y. Qian, and T. Itoh, "A reconfigurable active retrodirective/ direct conversion receiver arrays for wireless communication", IEEE Microwave Magagine, vol. 3, no. 1, pp. 71-79, 2002 

  8. C. Loadman, "A DSP based retrosirective array for duplex digital communication at 2.4 GHz", master's thesis, Dalhousie University, 2006. 

  9. Junyeong Bok, Seung Hwan Lee, Dong Jin Shin, and Heung-Gyoon Ryu, "Analysis of digital retrodirective antenna technology in high-speed rail", The Journal of Korean Institute of Electromagetic Engineering and Science, 23(11), pp. 1264-1271, Nov. 2012. 

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