DGS를 이용하여 다중대역 안테나 설계 및 제작

박상욱 신라대학교 일반대학원 2024 국내석사

Due to the rapid advancement of internet and mobile communication technologies, High-speed data transmission, which was achieved through advances in mobile communication technology, further extends the possibility of providing a variety of services to users. To provide various wireless services, it is essential to develop components suitable for multiple systems. Antennas that will used for multiple systems should also be designed to exhibit broadband or multiband characteristics. Wireless Local Area Network (WLAN) is one of the short-range wireless communication services, and it is the most successful and rapidly growing wireless communication technology in the world. In the early IEEE 802.11 standards, WLAN used the 2.4 GHz band and supported a transmission rate of 2 Mbps. However, currently, the 5 GHz band is sometimes used, in addition to the 2.4 GHz, and a transmission rate of up to 7 Mbps. WLAN is a technology that was designed to compensate for the drawbacks of and it allows access to the network from anywhere. WLAN has several advantages: there is no need to connect cables in a complicated manner, and it is convenient and simple. However, However, WLANs are vulnerable to security risks compared to wired LANs because they are wireless networks. In order to support IoT (Internet of Things) and various data services in the future, studies are being conducted on methods for enhancing data speed in the 802.11a and 802.11b/g standards, which support the 2.4 GHz band (2.4∼2.484 GHz) and the 5 GHz band (5.15∼5.875 GHz). This paper presents a tri-band antenna structure that covers the GPS, DCS, and WLAN bands. The front side of the proposed antenna has two microstrip , and the ground plane was designed by inserting the Slit 1, Slit 2, and Slit 3 structures to satisfy the frequency bands and bandwidths of the GPS, DCS, and WLAN systems. The measurement results showed, with a -10dB criterion, 〜1.805 GHz) in the 1.5/1.8 GHz band, a bandwidth of 480 MHz (2.155〜2.635 GHz) in the 2.4 GHz band, and a bandwidth of 1950 MHz (4.975〜6.925 GHz) in the 5.0 GHz band. These results confirmed that the GPS, DCS, and WLAN bands required in this paper have been satisfied. The average gain and maximum gain of the tri-band antenna were -3.95 dBi and 0.25 dBi, respectively, in the 1.5 GHz band; -4.26 dBi and 2.08 dBi, respectively, in the 1.8 GHz band; -1.78 dBi and 4.70 dBi, respectively, in the 2.45 GHz band; and -5.38 dBi and 2.22 dBi, respectively, in the 5.6 GHz band. Secondly, was designed to exhibit tri-band characteristics applicable to WLAN systems by inserting two strip lines and various structures of the ground plane. The simulation was run using Ansoft's HFSS program, and optimal characteristics were checked from the simulation results. Then the antenna was fabricated by The measurement results showed, with a criterion of VSWR 2:1, a bandwidth of 108 MHz (0.908〜1.016 GHz) in the 900 MHz, a bandwidth of 360 MHz (2.276〜2.636 GHz) in the 2.4 GHz band, and a bandwidth of 2,484 MHz (4.904〜7.388 GHz) in the 5.0/6.0 GHz. Hence, it was verified that the required bands have been satisfied. Furthermore, was 2.92 dBi in the 0.903 GHz band, 5.10 dBi in the 2.44 GHz, 5.85 dBi in the 5.3 GHz band, 8.82 dBi in the 5.8 GHz band, 9.36 dBi in the 6.2 GHz band, and 9.78 dBi in the 6.8 GHz band. the antenna proposed in this paper can be applied to WLAN systems requiring tri-bands. Furthermore, it is expected that the proposed tri-band antenna can be applied to it is determined that the antenna proposed in this paper can be applied to WLAN systems requiring tri-bands. Furthermore, it is expected that the proposed tri-band antenna can be applied to all communication devices that can utilize the ground plane 최근 인터넷과 이동통신 기술의 급속한 발전으로 인해 이동 환경에서도 고속의 데이터를 송수신할 수 있게 됨에 따라 이동통신 서비스는 이전에 단순히 음성만을 전송하던 서비스에서 고속의 양방향 데이터 전송을 활용한 서비스로 확대되고 있다. 결국 이러한 이동통신 기술의 발전을 통해 얻어진 고속의 데이터 전송 속도의 실현은 이용자들에게 다양한 서비스를 제공할 수 있다는 가능성을 더욱 확장 시키고 있다. 이러한 다양한 무선 서비스를 제공하기 위해서 다중 시스템에 적합한 부품의 개발이 필수적이며, 다중 시스템에 사용될 안테나 역시 광 대역 혹은 다중대역 특성을 갖도록 설계되어야 한다. 근거리 무선통신 서비스의 하나인 WLAN(Wireless LAN)은 세계에서 가장 성공적이고 빠르게 성장하는 무선통신 기술이다. 초기에 IEEE 802.11 규격에서는 2.4 GHz 대역을 사용하였고, 2 Mbps의 전송률 가졌지만, 현재는 2.4 GHz 대역뿐만 아니라 5 GHz 대역을 추가하여 사용하기도 한다. 최대 7 GHz에 도달하는 전송률을 지원한다. WLAN은 유선 LAN 형태를 가진 이더넷의 단점을 보완하기 위한 고안된 기술이며, 어디서나 네트워크에 접속할 수 있다. 복잡하게 선을 연결 할 필요가 없고, 편리하고 간편함 있어 여러 가지 장점들이 있다. 반면에 무선 형태이기 때문에 유선에 비해 보안에 취약한 단점이 있다. 향후 IoT 및 다양한 데이터 서비스지원을 위해 기존 2.4 GHz 대역 (2.4∼2.484 GHz)와 5 GHz 대역 (5.15∼5.875 GHz)을 지원하는 규격(802.11a, 802.11b/g)에서 데이터 속도를 향상 시킬 수 있는 여러 가지 방안에 대한 연구가 진행되고 있다. 본 논문에서는 GPS/DCS/WLAN 대역을 포함하는 삼중대역 안테나의 구조를 나타내었다. 제안된 안테나의 앞면은 두 개의 마이크로스트립 분기선로를 가지며 접지면은 슬릿 1, 슬릿 2, 슬릿 3 구조를 삽입하여 GPS/DCS/WLAN 시스템의 주파수 대역과 대역폭을 만족하도록 설계하였다. 측정결과, -10dB 기준으로 1.5/1.8 GHz 대역에서는 340 MHz (1.465〜1.805 GHz), 2.4 GHz 대역에서는 480 MHz (2.155〜2.635 GHz), 그리고 5.0 GHz 대역에서는 1950 MHz (4.975〜6.925 GHz)으로 논문에서 요구되는 GPS/DCS/WLAN의 대역이 만족한 것을 확인 할 수있다. 삼중대역 안테나의 평균이득과 최대이득은 1.5 GHz에서는 –3.95 dBi 평균이득과 0.25 dBi의 최대이득을 얻었으며 1.8 GHz에서는 –4.26 dBi 평균이득과 2.08 dBi의 최대이득을 그리고 2.45 GHz에서는 –1.78 dBi의 평균이득과 4.70 dBi의 최대이득 얻었고 5.6 GHz에서는 –5.38 dBi 평균이득과 그리고 2.22 dBi의 최대이득을 얻었다. 두 번째로 두 개의 스트립 선로와 접지면의 다양한 구조를 삽입하여 WLAN 시스템에 적용 가능한 삼중대역 특성을 갖도록 설계하였다. Ansoft사의 HFSS 프로그램을 사용하여 시뮬레이션 결과부터 최적의 특성을 확인하고 이러한 수치를 적용하여 안테나를 제작하였다. 측정결과, VSWR 2:1 기준으로 900 MHz 대역에서 108 MHz (0.908〜1.016 GHz), 2.4 GHz 대역에서 360 MHz (2.276〜2.636 GHz), 그리고 5.0/6.0 GHz 대역에서 2,484 MHz (4.904〜7.388 GHz)으로 요구되는 대역을 만족한 것을 확인하였다. 또한 측정된 이득은 0.903 GHz에서는 2.92 dBi, 2.44 GHz에서는 5.10 dBi, 5.3 GHz에서는 5.85 dBi, 5.8 GHz에서는 8.82 dBi, 6.2 GHz에서는 9.36 dBi, 6.8 GHz에서는 9.78 dBi의 최대이득을 얻었다. 본 논문에서 제안된 안테나는 심중대역을 요구하는 WLAN 시스템에 잘 적용될 수 있을 것으로 판단된다. 더불어 제안된 삼중대역 안테나는 접지면에 활용할 수 있는 모든 통신기기에 적용이 가능할 것으로 기대된다.

WLAN을 이용한 LED조명의 원격 제어 시스템에 관한 연구

허홍강 인하대학교 공학대학원 2014 국내석사

본 논문에서는 LED조명의 네트워크 구성의 필요성과, 기존 유∙무선 네트워크 구성에 대해 알아보고, WLAN을 이용한 원격 제어 시스템에 대해 연구하였다. WLAN을 이용한 네트워크 구성 및 제어 방법은 기존에 사용하고 있는 AP(Access Point)를 이용하거나, 새로 AP를 설치해 쉽게 구축이 가능하다. WLAN(Wi-Fi)을 이용한 네트워크 구성은 전원선 외에 별도의 통신선을 설치할 필요가 없다. 그 결과 설치 시 번거롭지 않고, 설비 비용이 감소하며, 관리가 편리하다. 또한 양방향 통신이 가능하고, 통신속도도 기존 유선에 비해 빠르다. AP를 통해 WLAN의 주파수 채널을 설정을 할 수 있기 때문에, 다른 통신에 의한 간섭 문제를 최대한 피할 수 있다. 그리고, 다른 WLAN 사용자나 Device를 고려하여, LED조명을 제어하기 위한 패킷 전송량을 최대한 줄이도록 알고리즘을 구현하였기 때문에, 다른 WLAN 사용자나 Device의 데이터 손실 등의 피해를 최소화 할 수 있다. 마지막으로, 본 논문에서는 실험을 위해 LED조명컨트롤러와 WLAN모듈 등을 제작 하였고, 기존 사용하고 있는 AP를 이용해 WLAN을 구성하여 LED의 조광제어 및 모니터링이 가능하도록 하였으며, 이를 실험을 통해 입증하였다.

WLAN(Wireless LAN) AP를 활용한 무선침입탐지 시스템 검출 방안

최경준 연세대학교 공학대학원 2018 국내석사

WLAN 기반 측위 정보를 이용한 PDR 오차 보정 알고리즘 연구

조현훈 경북대학교 대학원 2011 국내석사

Indoor localization is a core technology for providing 'Seamless LBS(Location Based Service)". Localization is divided as two parts, which are indoor localization and outdoor localization. At the outdoor localization, dominant technology is existed like a GPS. but, this technology is can not use in the indoor due to restriction of arrival of signal. Therefore, study of indoor localization technology is needed for providing precise position information as a GPS of the outdoor. for this, recently research institution, laboratory are develop various indoor system which is using various communication technologies such as WLAN(Wireless Local Area Network), RFID(Radio Frequency IDentification), UWB(Ultra WideBand), Ultrasonic, Infrared and e.t.c.. Geomagnetic sensor typically is used to estimate the direction of the user by PDR. To calculate the azimuth from geomagnetic sensors, the error of estimated azimuth can occur by axis change of geomagnetic sensors. however, regardless of the position of user, azimuth information can be obtained in WLAN-based localization system. To overcome this PDR problem, this thesis introduces research for improve estimation the direction of user using WLAN-based localization information.

WLAN망과 GPRS 망간의 연동을 위한 이동성 관리 모델 제안

송경희 全北大學校 大學院 2004 국내석사

GPRS provide users with high mobility and ubiquitous coverage but less throughput. Conversely, WLAN offer high throughput but with less mobility and limited coverage. Therefore, Internetworking of WLAN and GPRS networks serves as one way to overcome their respective limitations and provide broadband mobile public access to the Internet and enterprise intranets. However, this internetworking raises the issues of managing roaming in the integrated WLAN-GPRS network. We plan to propose network architecture and mobility management model. The proposed architecture is a hibrid architecture of tight coupling and loose coupling. The mobility management model follows the principles of location-update of GPRS and association of WLAN. Using the proposed WLAN-GPRS network architecture, we propose to mobility management model to provide seamless service continuity between WLAN and GPRS.

동일 채널 환경에서 WLAN 시스템을 위한 스마트 안테나의 성능 분석에 관한 연구

김현웅 仁川大學校 大學院 2004 국내석사

최근 휴대형 장치의 사용이 많아지면서 이동성의 요구가 증대되고, 휴대 장치간의 양방향 근거리 통신을 복잡한 케이블 없이 저가격으로 구현하기 위해 WLAN(Wireless Local Area Network)과 WPAN(Wireless Personal Area Network) 기술이 등장하였고, 사용자도 급격히 증가하고 있다. 하지만, 이러한 무선 통신 기술들은 대기를 매체로 하는 전파를 사용하기 때문에, 무선의 한계인 한정된 주파수 자원과 주파수 간섭으로 인한 신호 왜곡이라는 단점을 직면하지 않을 수 없게 되었다. WLAN system은 채널 수가 비교적 적고, 시스템의 특성상 셀 간의 중첩지역 발생 빈도가 높아 인접 채널 또는 동일 채널 간섭 문제가 발생한다. 또한 WLAN과 WPAN은 ISM Band인 2.4GHz 대역을 같이 사용하고 있기 때문에 두 시스템간의 주파수 간섭으로 인한 문제가 주요 이슈가 되고 있다. 이 논문에서는 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 방법들 중 스마트 안테나 기술의 적용을 제안하였다. 스마트 안테나를 적용하여, 원하는 방향으로 주엽을 형성하고, 원하지 않는 간섭 신호원 방향에서 들어오는 신호를 최소화함으로써 신호 간의 간섭을 줄이는 방법을 모색하였다. HR/DSSS(High Rate/Direct Sequence Spread Spectrum) WLAN인 IEEE 802.11b 규격의 무선랜을 중심으로, 선형 제약형 적응 어레이 처리 기법과 공간 유화 방법, 그리고 Integral Null 지정 방법을 적용한 스마트 안테나의 모의 실험을 통하여, 다이버시티 안테나에 비해 간섭 신호가 현저히 감소되었음을 확인하였다. This paper presents an efficient technique for interference suppression in IEEE 802.11b WLAN systems. A lineally constrained adaptive array processor that can improve reception performance of WLAN device by reducing co-channel interference signal and multipath effects effectively is proposed. A spatial smoothing method is used to prevent elimination of a desired signal in the linearly constrained LMS algorithm in a coherent environment and also integral nulling method is employed to improve the array performance. It was shown that the integral nulling approach performed best while the spatial smoothing method performed better than the antenna diversity method. The basis for the next generation smart antenna system may be formed by the proposed research work which theoretically and structurally reduce co-channel, coherent, and WPAN interferences effectively.

WLAN-WiBro 이종 네트워크에서 Fast Base Station Switching을 이용한 Vertical Handover 기법

임영빈 서강대학교 일반대학원 2009 국내석사

본 논문에서는 WLAN과 WiBro 통합 네트워크에서 단말이 WLAN에서 WiBro로 핸드오버를 수행할 때 소요되는 시간을 줄이기 위한 Vertical Handover (VHO) 기법을 제안한다. 제안된 기법에서는 WiBro 시스템에서 빠른 핸드오버를 위하여 사용되는 Fast Base Station Switching (FBSS)을 통합 네트워크의 VHO에 적용한다. FBSS를 적용한 VHO 수행을 위하여 WLAN에 연결된 단말은 VHO 수행 시점 이전에 목표 WiBro 기지국에 등록하여 기존 VHO 과정에서 필요한 목표 네트워크 진입 과정을 미리 수행한다. 목표 WiBro 기지국에 등록한 단말은 VHO 수행 시점 이전에 목표 WiBro 기지국에 대하여 시간 동기를 맞추고 송신 전력을 조절한다. 단말이 VHO를 수행하는 경우, 목표 WiBro 기지국은 이미 등록되어 있는 단말에게 특정 프레임의 무선 자원을 할당하고 단말은 할당 받은 무선 자원에 대역폭 요청 메시지를 전달하여 WLAN에서 WiBro로 VHO를 빠르게 수행할 수 있다. 제안된 기법의 성능을 분석하기 위하여 모의 실험을 수행하였다. 성능 분석 지표로는 단말이 서빙 네트워크와 연결을 끊고 목표 네트워크에 데이터를 전송하기까지 걸리는 시간을 VHO 지연 시간으로 도출하였다. 모의 실험 결과 제안된 VHO 기법을 이용하는 경우 기존 기법에 비해 VHO 지연 시간이 최대 37.30ms에서 3.06ms로 약 91.8% 감소하였다. 이를 통하여 제안된 VHO 기법이 WLAN에서 WiBro로 VHO 지연 시간을 줄이는데 효과적인 것을 확인하였다. In this paper, we propose a Vertical Handover (VHO) scheme to reduce time during handover execution from wireless local area network (WLAN) to WiBro in WLAN-WiBro heterogeneous networks. In the proposed scheme, the fast base station switching (FBSS) that is used in a WiBro system for fast handover is adapted for VHO scheme in WLAN-WiBro heterogeneous networks. Before executing the proposed VHO scheme adapted from FBSS, a mobile station (MS) connected to WLAN registers with a target WiBro base station (BS). This registration is used for traditional VHO scheme. In order to synchronize target WiBro BS and adjust transmission power before executing VHO, the MS registered with both networks tries to connect to the target WiBro BS. The target WiBro BS allocates an uplink radio resource to the MS which was registered before and the MS sends a bandwidth request message to the target WiBro BS using own allocated bandwidth when a VHO is carried out. The MS can execute a link switching from WLAN AP to WiBro BS quickly using these procedures. The proposed VHO scheme and traditional VHO scheme ware simulated to evaluate the performance. As a performance measure, a VHO latency which is the time gap between the point of disconnecting serving WLAN AP and the point of sending data to the target WiBro BS is used. The result shows that the proposed VHO scheme utilizing FBSS can reduce handover latency from 37.30ms to 3.06ms about 91.8% compared with traditional VHO scheme. Therefore we confirm that the proposed VHO scheme is an effective method to reduce VHO latency from WLAN to WiBro network.

WLAN 기반 Indoor CR 시스템에서 인컴번트 센싱결과의 Relay 방법 및 동작절차 : Cooperative Channel Operation MAC Protocol for WLAN-Based Indoor Cognitive Radio Systems

하오난 인하대학교 정보통신대학원 2008 국내석사

Currently, for the purpose of utilizing the spectrum resource fully, the cognitive radio technology has been proposed to take advantage of the spectrum holes that exist within the UHF band. In order to combine the capacity of supporting the high speed data transmission with the convenience of IEEE 802.11 WLAN (wireless local area network), we proposed a new network architecture that operates over a separate lower data rate band (ISM), which is mainly used for the common control information transmission, and a multiple high speed data channel band (UHF) at the same time. Due to the specialty of the WLAN and CR combined system, we also give a unique operation procedure including normal operation module, interface changing module and handover module that guarantees the whole system’s working procedure be performed correctly and efficiently. Besides, there also exists a new kind of the hidden node problem (hidden incumbent node) due to the introduction of the CR into the WLAN, which leads to the possible signal collisions between incumbent devices and cognitive radio WLAN devices, for solving the problem, an incumbent node sensing information exchange mechanism among neighbor APs is proposed, such mechanism could increase the available channel number for the cognitive users while keeping the incumbent user away from interference. Simulation results show that cooperated with the unique operation procedure and hidden incumbent node resolutions, our proposed system is able to deal with dynamics of resource availability of UHF band using cognitive radio technology effectively while keeping the relative high data transmission rate for the WLAN networks successfully.

UMTS와 WLAN 시스템의 연동 방안 및 성능 분석

서원경 경북대학교 대학원 2007 국내석사

This thesis proposed a interworking scheme between UMTS and WLAN, and analyzed its performance using the developed simulator based on the OPNET. In order to implement the simulator, we modified a mobile station to support dual interfaces and implemented newly a WLAN gateway. In the simulator, the mobile station with dual interfaces simultaneously communicates with UMTS and WLAN systems. Since the WLAN transmits a outgoing data to UMTS core network by the encapsulation of a MAC frame between the mobile station and the WLAN gateway, so that the mobile station in the WLAN can use the 3GPP standard message format without change. The developed simulator can support a vertical handover mechanism between UMTS and WLAN. We evaluated the performance of the proposed interworking scheme using the OPNET simulator. Simulation result showed that the overall network performance can be outstandingly improved when the user equipment uses the WLAN at hotspot area in the UMTS-WLAN interworking system. We also confirmed that the proposed interworking scheme could support a soft handover without packet losses

이동통신망과 WLAN이 존재하는 이기종 네트워크 환경에서 단말의 접속 네트워크 선택 및 무선 인터페이스 제어 방법

조형욱 성균관대학교 일반대학원 2011 국내석사

As demands for wireless communications are rapidly increasing, internetworking between wireless local area network (WLAN) and cellular network is considered as an attractive solution to alleviate shortage of radio resources and to extend capacity of wireless networks. The internetworking helps cellular network to accommodate more users since cellular network shares its traffics with WLANs. However, in order to guarantee users' quality of service (QoS), efficient wireless connection management scheme is required for internetworking between WLAN and cellular network. In heterogeneous networks consisting of WLAN and cellular network, we propose wireless connection management scheme in order to effectively support minimum data rate services to users. In proposed scheme, mobile node (MN) manages connections with WLAN and cellular network based on received signal strength (RSS) of WLAN access point (AP). For performance evaluation, we implemented a testbed consisting of WLANs, 3GPP (3rd generation partnership project) high speed downlink packet access (HSDPA) network, and MN with WLAN and HSDPA interfaces. The testbed also includes software based on Linux operating system (OS) to utilize wireless interfaces in the proposed connection management scheme. From test results, we confirmed that the proposed connection management scheme can provide steadier and higher data rate than the conventional connection management scheme applied in Google Android OS and Apple iOS. 무선 통신의 수요가 증가함에 따라 무선자원 부족현상을 완화시키고 네트워크 시스템 용량을 확장할 수 있는 방안으로서 이동통신망과 WLAN(Wireless Local Area Network)의 연동이 고려되고 있다. 이동통신망과 WLAN의 연동은 이동통신망의 무선 트래픽 중 일부를 WLAN에 분담시킴으로써 이동통신망이 보다 많은 사용자를 수용할 수 있도록 도울 수 있다. 하지만 이동통신망과 WLAN의 연동은 사용자의 서비스 품질을 보장하기 위해서 효율적인 통신망간 연결 제어 기법을 필요로 하며, 이를 위해 본 논문에서는 이동통신망과 WLAN로 구성된 이기종 네트워크 환경에서 효율적으로 사용자의 최소 요구전송속도를 만족시킬 수 있는 무선연결 관리기법을 제안한다. 단말은 WLAN AP(Access Point)의 수신 신호세기 및 WLAN의 경쟁 수준을 반영하여 WLAN을 통해 사용자의 요구전성속도를 보장할 수 있는지를 평가하고 두 통신망 중 하나의 통신망을 데이터 송수신을 위해 사용한다. 성능평가를 위해서 HSDPA(High Speed Downlink Packet Access)망과 WLAN으로 구성된 이기종 네트워크환경과 두 네트워크와의 통신이 가능한 이동 단말로 구성된 테스트베드를 구축하여 실험을 수행하였다. 또한 테스트베드는 단말의 통신망 접속 관리 기능을 구현하기 위해서 리눅스 기반에서 이동통신망 및 WLAN 장치를 제어하는 소프트웨어를 포함한다. 테스트베드를 통한 실험결과를 통해 제안하는 접속관리 기법이 구글의 안드로이드 및 애플의 iOS에 내장된 접속 제어 기법들보다 안정적인 데이터 전송이 가능하며 사용자의 요구전송속도를 보다 효율적으로 보장 할 수 있음을 확인했다.