다중 송수신 안테나 시스템에서 비트 오류 확률 성능면에서 최적의 기법으로 알려진 ML(Maximum-Likelihood) 복호기를 구현하기 위해 격자 복호 기법이 제안되었다. 그러한 격자 복호 기법에 기반한 복호기에는 구 복호기, K-best 복호기 등이 있으며, K-best 검출 기법은 격자 복호 기법의 실제 구현에 가장 적합하지만 오차 전달 현상에 의한 성능 저하라는 단점이 있다. 본 논문에서는 이러한 K-best 검출 기법의 단점을 보완해 비트 오류 확률 성능을 개선하고 평균 연산량을 낮춘 적응 K-best 기법을 제안하였다.

현재 초고속 인터넷 사용자가 급증하고 있고, 광대역 네트워크 인프라의 구축이 늘어나고 있다. 하지만, 지금 사용하고 있는 TCP 혼잡 제어 알고리즘은 협대역 네트워크 환경에 적합하여, 광대역 네트워크의 트래픽 전송에 있어서 효율성이 낯은 상태이다. 이런 문제점을 개선하기 위해 광대역 네트워크에 적합하도록 개선된 혼잡 제어 알고리즘을 적용한 TCP가 요구되고 있다. 본 논문에서는 광대역 네트워크를 충분히 활용할 수 있도록 개선된 TCP 혼잡 제어 알고리즘을 제안한다. 제안된 알고리즘은 수신측에서 송신측에 보내는 ACK 정보 및 RTT 변화와 특성을 이용하여 가용한 대역폭을 예측함으로써 가용한 혼잡 윈도우 크기를 조정하고 대량의 패킷 손실을 최소화한다. 또한, 혼잡 회피 단계에서의 기존 TCP 알고리즘을 개선함으로써 가용한 대역폭을 빠르게 활용할 수 있도록 한다. 본 논문에서는 제안된 알고리즘 성능을 평가하기 위하여 ns-2를 이용하여 시뮬레이션을 수행하였으며, 시뮬레이션 결과 광대역 네트워크 환경에서 제안된 알고리즘이 기존 $HSTCP^{[2]}$보다 전송률이 향상되어 가용 대역폭 활용률을 높였을 뿐만 아니라 공정성과 RTT 공정성도 개선하였음을 보였다.

목표신호와 간섭신호 사이에 상호 상관성분이 크게 존재할 경우에도 성능저하를 극복할 수 있는 새로운 빔형성 알고리듬을 제안한다. 제안하는 방식을 이용하여 상관행렬로부터 간섭신호의 도달각을 바로 구하고 입력신호의 상관행렬 내에 존재하는 상호상관 성분을 제거할 수 있음을 보였다. 제안한 방식을 적용하였을 경우에는 공간평균(Spatial Averaging)을 사용하는 것에 비해서 간섭신호의 크기를 줄이는 데 있어서 성능향상이 있음을 모의실험 결과를 통해서 보였다.

본 논문은 3[Cm] 이내의 Tag-to-Reader 잡음 공간에서도 기계 ID 인식을 정확하게 보장하는 초소형($1.4{\times}2.8[Cm^2]$) 13.56[MHz] RFID Reader를 구현하였다. 그 RFID 시스템의 작동을 위하여, 먼저, 본 논문은 13.56[MHz] RFID Air Interface ISO/IEC 규격을 따르는 전파 전파에서 후방 산란의 페이딩 모델과 Loop Antenna를 설계하였고, 다음으로 초소형 RFID RF 이슈들을 측정하고 분석하여 자동으로 경로 선택된 RF 스위칭 회로와 펌웨어의 작동 관계를 제안하였으며, 끝으로, 초소형 Reader의 본체로서 국제표준규격 ISO/IEC 18000-3이 정의한 13.56[MHz] RFID 신호의 반송과 동시에 $1{\sim}2$개 기계 ID 정보의 추출과 오류 예방을 위하여 제작된 DSP(Digital Signal Processor) 보드와 소프트웨어 기능을 제시하였다.

ZigBee 보안에서 네트워크 키나 링크키의 전달 및 상호 인증은 ZigBee Alliance 규격에 포함되어 있으나, 마스터키를 안전하게 각 노드에 전달하기 위한 방법을 제공하지는 않는다. 마스터키를 전송하는 과정이 안전하지 않은 채널을 통해서 전달하기 때문에 마스터키가 직접적으로 노출되는 단점을 가지고 있다. 또한 ZigBee Alliance에서는 보안에서 가장 핵심인 trust center 역할을 코디네이터가 하도록 정의하고 있다. 새롭게 PAN에 조인하는 디바이스마다 코디네이터와 키 연결을 해야 하기 때문에 코디네이터는 부하가 집중되고, 악의 있는 디바이스에게 직접적으로 위험에 노출되는 단점이 있다. 몇 개의 디바이스만 키 연결을 할 때는 문제가 되지 않지만 네트워크가 거대해지면 코디네이터에서 발생하는 트래픽 양이 증가하면서 코디네이터의 부하가 증가하게 된다. 본 논문에서는 이러한 문제를 해결하기 위해서 Parent-Child 키 연결 알고리즘을 제안하였다. 제안한 알고리즘은 두 가지 구조로 되어있다 일방향 해쉬 체인을 사용해서 안전하게 마스터키를 전송할 수 있는 마스터키 전송알고리즘과, 새롭게 PAN에 조인하는 디바이스가 효율적으로 키 연결을 할 수 있게 child 노드와 parent 노드끼리 키 연결을 하는 Parent-Child 네트워크 키 전송 알고리즘으로 구성되어 있다. 디바이스가 마스터키를 가지고 있는 경우에는 제안한 방식이 기존 방식보다 키 연결 시간이 $200{\sim}1300ms$ 정도 더 좋은 성능을 보였고, 디바이스가 마스터키를 가지고 있지 않은 경우에는 제안한 방식이 기존 방식보다 키 연결 시간이 $400{\sim}500ms$정도 더 좋은 성능을 보였다.

본 논문에서는 기존의 아날로그 트랜시버가 가지고 있는 단점을 극복하기 위한 디지털 트랜시버를 제안한다. 제안된 트랜시버는 불연속적인 협대역 채널들로 구성된 환경에서 사용된다고 가정하였다. 그리고 어느 정도의 보안성을 가지며 개인 대(對) 개인뿐만 아니라, 개인 대(對) 그룹, 그룹 대(對) 그룹의 음성 및 데이터 통신이 가능하여야 하며, 음성과 데이터를 동시에 전송할 경우 1 Mbps의 데이터 율을 가져야 한다고 가정하였다. 주파수 대역의 제한 때문에 FH-SS(Frequency Hopping-Spread Spectrum) 방식을, 구현의 복잡성 때문에 D8PSK(Differential 8 Phase Shift Keying) 방식을 채택하였다. 반송파와 심볼 타이밍 복원을 위해 IEEE 802.11 FHSS 프레임 구조를 바탕으로 새로운 프리앰블 구조를 제안하여 검출 확률을 높였다. 전산 모의 실험과 전력 계산을 통하여 제안된 시스템은 아날로그 워키토키와 같은 간단한 무선 통신에 사용될 수 있음을 보였다.

셀률러 OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 시스템에서는 각 부반송파별로 주변 셀에서 오는 간섭의 양이 다를 수 있다. 만일 각 부반송파에 대해서 주변 셀로부터 오는 간섭의 양을 정확히 측정할 수 있다면 SINR(Signal to Interference and Noise Ratio) weighting을 통해서 성능을 대폭 향상시킬 수 있다. 이 논문에서는 셀률러 OFDMA 시스템에서의 셀간 간섭의 양을 측정하는 방법을 제안한다. 제안하는 방법은 각 파일럿 심벌들이 겪는 주파수 오차, 타이밍 오차, 단말의 이동 속도, 딜레이 스프레드에 의한 채널 변화의 영향을 제거하고 순수한 잡음 및 간섭에 의한 채널 변화를 측정한다.

OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)은 주파수 선택적 페이딩 환경에서 구현상의 복잡도가 크지 않으면서 우수한 성능을 나타내는 특성을 가지고 있으며 광대역 무선통신 시스템에서 널리 사용되고 있다. OFDM 시스템의 수신기에서 하는 가장 중요한 일 중 하나는 프리앰블의 검출이다. 이 논문에서는 확장된 차동 검출 방식과 유사한 형태를 가지는 이동평균필터를 사용하는 차동 검출 방식을 제안하며 이동평균필터의 크기를 결정하여 다양한 환경에서 최적의 성능을 얻는 방법을 제안한다. 수식에서 최적의 이동평균필터의 크기는 딜레이 스프레드가 커짐에 따라 그리고 신호대잡음비가 커짐에 따라 감소함을 보인다.

채널환경에 따라 변조방식이 가변되는 적응변조에 의해 높은 대역효율을 얻을 수 있다. 그러므로 시간에 따라 채널이 바뀌는 이동통신 채널에는 특히 적응변조가 적합하다. 이동체의 속도에 따라 적절하게 변조방법을 바꾸기 위해서는 신호대 잡음비의 최적 문턱값을 결정하여야 한다. 따라서 본 논문에서는 특정 이동체의 속도에 대하여 터보부호를 사용할 경우 요구 비트오율 $10^{-6}$을 얻을 수 있는 최적 문턱값을 결정한다. 이를 바탕으로 보간법에 의해서 이동체의 연속적인 속도에 대한 최적 문턱값을 제안한다. 그리고 다양한 이동체의 속도와 채널환경에 대해 그 오류성능 및 대역효율을 분석한다.

TCP는 신뢰성을 보장하는 전송 프로토콜로서 인터넷 등에서 가장 널리 사용되고 있는 전송 방식이다. 하지만 TCP는 유선망에 적합하도록 설계되었기 때문에 무선망에서 TCP를 사용할 경우 성능 저하가 발생된다. TCP의 성능 저하 원인으로는 MAC 계층에서의 무선 매체 경쟁, hidden-terminal 문제와 exposed terminal 문제, 링크 계층에서의 패킷 손실, 불공정성의 문제들과 노드의 이동에 의한 경로 단절시 발생되는 패킷 순서 바뀜 문제와 경로의 단절로 인한 재전송 타이머의 exponential backoff에 의한 대역폭의 낭비 등이 있다. 특히 이동 ad-hoc 망에서는 전송 범위(transmission range)와 간섭범위(interference range)의 불일치로 인해 발생되는 hidden terminal 문제로 인해 동시에 전송할 수 있는 노드의 수가 제한되며 이로 인해 성능저하가 크게 발생된다. 본 논문에서는 IEEE 802.11 기반 이동 ad-hoc 망에서 발생되는 hidden terminal 문제로 인해 노드가 전송을 하지 못하고 CW(contention window)만 크게 증가되는 문제를 해결하기 위한 MAC 알고리즘을 제안한다. 기존의 802.11 MAC의 DCF(distributed coordination function)에서는 전송에 실패할 경우 CW를 지수적으로 증가시키지만 본 논문에서 제안하는 기법은 노드가 전송 실패를 하였을 경우 그 원인에 따라 CW를 적절하게 변화시킴으로 성능 향상을 얻을 수 있다. 이 기법을 사용하면 hidden terminal에 의해 전송을 실패하는 노드에게 공정한 전송 기회를 부여함으로써 TCP 성능 향상을 얻을 수 있음을 시뮬레이션을 통해 보였다.

본 논문에서는 cascode 구조에 shunt peaking 기술을 접목시킨 밀리미터파 광대역 amplifier를 설계 및 제작하였다. 밀리미터파 광대역 cascode amplifier의 설계 및 제작을 위해서 $0.1{\mu}m\;{\Gamma}-gate$ GaAs PHEMT와 CPW 및 passive library를 개발하였다. 제작된 PHEMT는 최대 전달 컨덕턴스는 346.3 mS/mm, 전류이득 차단 주파수 ($f_T$)는 113 GHz, 그리고 최대공진 주파수($f_{max}$)는 180 GHz의 특성을 갖고 있다. 설계된 cascode amplifier는 회로의 발진을 막기 위해서 저항과 캐패시터를 common-rate 소자의 드레인에 병렬로 연결하였다. 대역폭의 확장 및 gain의 평탄화를 위해 바이어스 단들에 short stub 및 common-source 소자와 common-gate 소자 사이에 보상 전송선로를 삽입하고 최적화하였으며, 입출력 단은 광대역 특성을 갖는 정합회로로 설계하였다. 제작된 cascode amplifier의 측정결과, cascode 구조에 shunt peaking 기술을 접목시킴으로써 대역폭을 확장 및 gain을 평탄화 시킬 수 있다는 것을 확인하였다. 3 dB 대역폭은 34.5 GHz ($19{\sim}53.5GHz$)로 광대역 특성을 얻었으며, 3 dB대역 내에서 평균 6.5 dB의 $S_{21}$ 이득 특성을 나타내었다.