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CDMA 상향채널용 CGM-LMS 접목 적응빔형성 알고리듬에 관한 연구
홍영진,Hong, Young-Jin 한국통신학회 2007 韓國通信學會論文誌 Vol.32 No.9c
코드분할다중접속(CDMA)시스템의 역방향에서 사용할 수 있는 스마트안테나의 새로운 빔 형성 알고리듬을 제안하였다. 제안된 알고리듬은 적응 빔 형성을 위하여 Least Mean Square 알고리듬과 Conjugate Gradient 알고리듬을 직렬 연결한 것으로 차선의 웨이트벡터를 생성한다. 웨이트벡터의 갱신은 원하는 사용자 신호의 전력이 다른 신호 즉 간섭신호들의 전력보다 훨씬 크다는 가정 하에 수신기의 PN 상관기에 의한 역확산의 뒷단인 심벌 계층에서 이루어진다. 제안된 알고리듬은 웨이트 갱신을 위한 한 번의 과정에서 안테나 숫자의 다섯 배에 해당하는 O(5N)의 낮은 계산량을 요구한다. 제안된 알고리듬의 웨이트벡터가 평형상태에 도달했을 때의 출력 신호대간섭잡음비(SINR)가 수식으로 표현되었고 제안된 알고리듬에 의한 스마트안테나가 한 개의 안테나로 구성된 재래의 시스템보다 출력 SINR을 월등히 향상시키는 것이 모의실험에 의해 입증되었다. CGM-LMS 접목 알고리듬의 과도 상태에서의 웨이트벡터 수렴특성이 CGM 이나 LMS 알고리듬의 과도상태 수렴특성보다 우수하다는 것이 역시 모의실험에서 보여 졌고 빔 형성기 입력 신호대잡음비가 변화할 때의 BER 특성이 설명되었다. This paper proposes a robust sub-optimal smart antenna in Code Division Multiple Access (CDMA) basestation. It makes use of the property of the Least Mean Square (LMS) algorithm and the Conjugate Gradient Method (CGM) algorithm for beamforming processes. The weight update takes place at symbol level which follows the PN correlators of receiver module under the assumption that the post correlation desired signal power is far larger than the power of each of the interfering signals. The proposed algorithm is simple and has as low computational load as five times of the number of antenna elements(O(5N)) as a whole per each snapshot. The output Signal to Interference plus Noise Ratio (SINR) of the proposed smart antenna system when the weight vector reaches the steady state has been examined. It has been observed in computer simulations that proposed beamforming algorithm improves the SINR significantly compared to the single antenna case. The convergence property of the weight vector has also been investigated to show that the proposed hybrid algorithm performs better than CGM and LMS during the initial stage of the weight update iteration. The Bit Error Rate (BER) characteristics of the proposed array has also been shown as the processor input Signal to Noise Ratio (SNR) varies.
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CDMA 기지국에 설치된 평면 스마트 안테나의 성능 고찰
홍영진,Hong, Young-Jin 한국통신학회 2007 韓國通信學會論文誌 Vol.32 No.3C
CDMA 셀룰라 망의 기지국에 이용될 수 있는 선형 스마트 안테나를 이차원으로 확장시켜 성능의 척도인 출력 신호대잡음비(Output SNR: Output Signal to Noise Ratio), 출력신호대간섭비(Output SIR: Output Signal to Interference Ratio), 출력신호대간섭잡음비(Output SINR: Output Signal to Interference plus Noise Ratio)를 도출 하였다 Beam forming algorithm 으로 SCGM(Simplified Conjugate Gradient Algorithm)을 설정하고 입력신호대 잡음비, antenna element 숫자, 간섭신호의 분포 등을 변화시키며 평면 스마트 안테나의 성능을 simulate 하였다. 간섭신호들의 방위각(Azimuth angle)이 -90도 에서 +90도 사이에서 고르게 분포할 때, 평면 스마트 안테나의 성능은 같은 숫자의 element를 갖는 선형 스마트 안테나의 성능에 근접함을 보였다. Performance indicators such as output SNR, SIR, SINR for rectangular smart antennas in CDMA basestations have been derived. Simulations have been carried out to find the rectangular smart antenna performance while varying the input SNR, number of antenna elements, and the interferers' spatial distributions. Simplified Conjugate Gradient Method was chosen as the underlying beam forming algorithm. It has been shown that the performance of a rectangular smart antenna is similar to that of the linear one having the same number of elements when the interferers are randomly distributed over the whole azimuth angle range.
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홍영진 에스케이텔레콤 (주) 2007 Telecommunications Review Vol.17 No.5
VI. 결 론Supply chain RFID 의 효용성을 높이기 위한EPC 체계의 생성은 MIT 의 교수들의 열정과 유통에종사하는 일부 기업들의 필요성에 의하여 이루어졌고EPCglobal 이라는 비영리 단체의 탄생으로 본 궤도에올랐다. EPCglobal은 리더와 태그 사이의 정보 교환뿐만 아니라 그 정보의 가치와 응용성을 극대화하기 위하여 리더와 기업의 Back-end 와의 연결 통로(Middleware)를 정의하였고 나아가서는 태그 정보의구체화, 상세화를 위한 DB(EPCIS)를 설정하고 DB의위치를 찾아주는 길잡이(ONS)도 정의하였다.EPCglobal은 또한 실제의 응용에 적합하면서 경제적인가격으로 RFID 시스템을 실생활 환경에 정착시키기 위하여 Class 0/Class 1 프로토콜을 시작으로 태그의Active/passive 여부, 주파수 대역의 차이, 태그에 정보Read/write 가능 여부, 통달 거리의 차이 등을 달리 하는 진화된 프로토콜도 정의하였다. RFID 의 응용분야가 더욱 세분화, 특화됨에 따라 동일지역 내에서 많은숫자의 리더가 하나의 태그와 통신하거나, 짧은 시간 내에 하나의 리더가 수백개의 태그를 정확히 읽어 들여야할 필요가 생김에 따라 Generation 2 기술표준을 지원하는 RFID 시스템이 출현하였다. Gen.2 표준은 기본적으로 Gen.1 표준보다 빠른 Read/write 속도를 보장하고, 동일지역 내의 복수개의 리더/태그 사이의 통신을 상호 충돌없이 안정적으로 수행할 수 있어야 한다.또한 Gen.2 표준은 고도의 보안성을 보장하여야 한다. Gen.2 표준이 RFID 기술 진화의 끝은 아니다. 비록 Gen.2 표준이 Gen.1 표준에 비해 다양한 점에서 개선된 성능을 나타낸다 할지라도 Gen.2 표준이 기본적으로 pallet 이나 case level tagging을 염두에 두고 제정되었다는 점을 고려한다면 더욱 그렇다. 왜냐하면 사용자의 요구사항은 끝없이 고도화, 세분화할 것이고 궁극적으로 item level tagging 으로 진화할 것이기 때문이다. Item level tagging 을 활성화시키는 지름길은새로운 표준, 즉 Generation 3의 제정이며 Gen.3 시대의 가장 우선시 되어야하는 이슈는 Gen.2 가 보장하는보안성을 훨씬 능가하는 초고도의 보안성이라 할 수 있다. Gen.3 표준의 초고도 보안성은 많은 기업의 RFID시스템 도입의 당위성을 보장해 줄 것이다. EPCGen.1에서 Gen.2로의 전이가 성공적으로 진행된 것으로 EPC 구조의 유연성은 이미 증명되었고 이제 몇 년안에 기업들은 EPC Gen.3가 지원하는 item leveltagging을 보편화할 것이다.
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Approximation of the Performance Loss of an Adaptive Array due to a Neighboring Interferer
홍영진,Hong, Young-Jin The Korean Institute of Communications and Informa 2007 韓國通信學會論文誌 Vol.32 No.4C
This paper derives an approximate expression for the output SINR(Signal to Interference plus Noise Ratio) of Applebaum type adaptive array under the scenario of the interferer's proximity to the desired signal. The approximation is made in terms of array geometry, the arrival direction of desired signal and that of an interfering signal. An interferer in the close proximity of target signal is shown to drastically impair the away performance. An approximate expression for interferer arrival direction which results in a predetermined performance loss is also obtained in terms of array configurations. Proposed approximation agrees with the computer calculated performance impairment when the two signals are apart by less than eight degrees. The allowable proximity of the interfering signal increases with the number of array elements. Applebaum 타입의 beam forming 알고리듬을 사용하는 어댑티브 어레이에서 간섭신호가 원하는 신호와 매우 근접해 있을 때의 출력 신호 대 간섭 잡음비의 간단한 근사식을 도출하였다. 이 근사식은 어레이 크기, 원하는 신호와 간섭신호의 입사각 차이의 함수로 표현된다. 이 근사식에 의해 정해진 성능열화를 유발하는 간섭신호의 입사각 위치를 결정하는 식을 도출하였다. 제안된 근사식은 원하는 신호와 간섭신호가 8 도 이내의 입사각 차이를 유지할 때 컴퓨터로 계산한 정확한 신호 대 간섭 잡음비의 값과 1 dB 이내의 오차를 유지함을 보였다. 또한 어레이 엘리먼트의 숫자가 늘어남에 따라 간섭신호가 원하는 신호에 근접할 수 있는 정도도 더 늘어남을 보였다.
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