장거리 3×40 Gbps 파장 분할 다중 시스템에서 색 분산과 자기 위상 변조에 의해 왜곡된 광 펄스를 최상으로 보상할 수 있는 최적의 펌프 광 전력을 수치적 방법으로 살펴보았다. 광 펄스 왜곡 보상 기법으로 경로 평균 강도 근사를 채택한 MSSI (Mid-Span Spectral Inversion) 기법을 사용하였고, 전체 전송로 중간에서 MSSI를 수행하는 광 위상 공액기(OPC)의 비선형 매질로는 HNL-DSF(Highly-Nonlinear Dispersion Shifted Fiber)를 이용하였다. 광 대역 WDM 전송을 위한 OPC의 비선형 매질로는 HNL-DSF가 매우 유용하다는 것을 확인하였고, 최상의 보상을 위한 OPC의 펌프 광 전력은 OPC를 통해 두 번째 광섬유로 입사하는 공액파 광 전력이 WDM 채널의 입력 광 전력과 같아지도록 전체 전송 거리와 관련하여 선택되어야 한다는 것을 확인하였다. 또한 적은 변환 효율을 갖는 WDM 채널의 개선된 보상은 전력 변환비를 1 이상으로 증가시킬 수 있는 전력의 펌프 광을 이용해야 얻을 수 있다는 것을 확인하였다.
본 논문에서는 수중 음향통신에서 데이터 복구를 위한 위상고정루프와 결합된 등화기의 성능을 분석하였다. 도플러 주파수가 존재하는 채널환경에서는 등화기 동작만으로는 데이터 복구가 어렵다. 도플러 주파수를 복구하기 위해 등화기는 위상고정루프를 결합하여 사용한다. 등화기와 위상고정루프는 각각 채널의 다중경로와 도플러 주파수를 보상하면서 맞물려 동작하게 된다. 또한, 고속 푸리에 변환을 통해 얻은 초기 주파수 오차를 보상하면, 위상고정루프와 결합된 등화기의 수렴속도를 향상시킬 수 있다. 성능 검증을 위해 호수실험과 해상실험을 진행하였다. 결과적으로, 도플러 주파수의 보상 유무와 상관없이 위상고정루프와 결합된 등화기는 프리엠블 구간에서 충분히 수렴하며, 랜덤 데이터 구간에서 비트오류는 발생하지 않았다. 그러나, 도플러 주파수의 보상을 통해 등화기의 수렴 속도를 2배 이상 증가시킬 수 있었다.
본 논문에서는 모바일 로봇의 경로 주총 제어에 관해 다룬다. 설계된 제어기는 운동학 제어기와 동역학 제어기로 구성된다. 운동학 제어기는 2개의 게인을 가짐에 따라 기존의 3개의 게인을 가지는 제어기에 비해 게인 설정에 필요한 시간을 줄일 수 있다. 동역학 제어기는 마찰력과 외란 보상을 고려하여 다양한 환경에서 경로 추종 성능을 개선시킬 수 있다. 모의실험 결과를 통해 제안된 제어기의 안정된 성능을 확인할 수 있다.
능동소음제어를 위하여 수렴속도가 빠르면서 정상상태오차를 최소화하는 오차보상 NLMS 알고리듬인 CNLMS 알고리듬을 제안하였다. 이 CNLMS 알고리듬에서는 수렴속도를 빠르게 하기 위하여 입력소음과 오차소음의 전력에 따라 수렴인자를 가변시킨 NLMS 알고리듬을 사용하였다. 도한 정상상태오차를 최소화하기 위하여 소음발생기를 사용하지 않고 오차경로에서 발생하는 소음오차를 더욱 작아지도록 보상하는 보조시스템을 사용하여 안정된 능동소음제어가 되도록 하였다. 이와 같은 시스템의 성능을 기존의 적응디지틀필터인 LMS 및 NLMS 알고리듬을 이용한 필터의 그 성능과 비교하였다. 각 알고리듬에 대한 시뮬레이션을 행한 결과, 제안한 CNLMS 알고리듬의 소음레벨은 LMS 및 NLMS 알고리듬의 것보다 각각 평균 14dB 및 6dB 정도 더 큰 감쇄효과가 있음을 확인하였다.
본 논문에서는 배열 안테나 기반의 MVDR (minimum variance distortionless response) 항 재밍 GPS (global positioning system) 수신기에서 안테나 경로 사이에 존재하는 이득, 위상, 지연 편차를 교정하기 위한 안테나 교정 기법을 제안한다. 제안하는 기법은 다중 안테나 시스템에서 안테나 경로들 사이의 이득, 위상, 지연 편차를 추정하고 이를 보상한다. 경로 간 이득, 위상, 지연 편차를 정확히 추정하기 위해 좋은 상관 특성을 갖는 파일럿 신호가 사용된다. 교차 상관에 기반하여 지연 편차가 먼저 추정되며 이후에 이득과 위상 편차가 추정된다. 정밀한 지연 편차 추정 및 보상을 위해 보간기법을 사용하는데 이산 푸리에 변환 (DFT) 기반의 보간기법으로 계산 복잡도를 감소시킨다. 제안된 기법은 MATLAB을 이용한 컴퓨터 모의실험을 통해 검증한다. 모의실험 결과에 따르면 제안하는 기법을 적용하면 이득, 위상 시간 지연 편차를 각각 0.01 dB, 0.05 도, 0.5 ns 이내로 줄일 수 있다.
본 논문에서는 단거리 M/W 전송장비에서 사용 가능한 10Mbps 급 OFDM/QPSK 시스템을 제안하였다. OFDM 변조 신호는 two-ray 다중경로 페이딩의 영향을 받는다. 채널 모델은 Rummler가 제안한 마이크로파 대역의 two-ray 채널 모델을 사용하였다. 수신단에서는 다중 경로 채널에 따른 성능 왜곽을 보상하기 위해 여분의 Training Sequence 또는 Pilot 심볼 없이 등화를 행할 수 있는 Blind 적응 등화기를 채택하였다. OFDM 시스템에 따른 두 가지의 등화기, Pre-FFT 적응 등화기와 주파수 적응 등화기 및 두 개의 등화기를 결합한 병행 적응 등화기를 각각 시스템에 도입하여 성좌도와 SER 성능 곡선을 통해 성능 개선 정도를 분석하였다. 분서결과로부터 주파수 적응 등화기와 Pre-FFT 적응 등화기의 각각의 특성을 확인할 수 있었으며, 또한 병행 적응 등화기의 도입에 따른 시스템 개선 정도를 확인할 수 있었다.
최근 국제 유가의 상승에 따라 선박 운항 시 연료비를 최소화하고자 하는 연구의 필요성이 제기되고 있다. 이에 본 연구에서는 해상 상태를 고려하여 선박의 연료비를 최소화하는 운항 경로, 즉 최적 운항 경로를 결정하는 연구를 수행하였다. 이를 위해 해상 상태에 따라 선박에 추가적으로 가해지는 부가 저항을 추정하였고, 이를 기반으로 선속 저하량과 이의 보상을 위해 요구되는 마력 증가량을 추정하였으며, 마지막으로 연료 소모량과 운항 시간을 추정하였다. 또한 해상 상태의 취득 방법에 대해서도 연구하였다. 본 방법의 효용성을 검증하기 위해 이를 간단한 예제에 적용하였으며, 그 결과 연료 소모량을 최소화하는 선박경제 항로 결정 과정에 활용할 수 있음을 확인하였다.
무선 다중경로 채널에서 데이터를 고속으로 전송할 경우, 신호는 페이딩, ISI(inter-symbol interfrence) 등의 영향으로 높은 에러율을 가지게 된다. 현재의 DSRC 시스템은 1Mbps 이상의 데이터 서비스가 어려울 것으로 예상되므로 개선된 변복조방식이 요구된다. OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 방식은 보호기간의 삽입을 통하여 ISI를 방지할 수 있으므로 고속 데이터 전송에 적합하다. 따라서 본 논문에서는 다중경로 페이딩 환경에서 시뮬레이션을 통하여 12 Mbps 전송 속도를 갖는 OFDM/QPSK 통신 시스템의 BER 성능을 비교${\cdot}$분석하고 다중경로 페이딩 환경에서 채널 상태를 추정 보상하기 위하여 판정 궤환경 등화기(Decision Feedback Equalizer)를 적용하여 시스템 성능을 개선하였다.
본 논문에서는 마이크로파용 소프트웨어 기반 폴라 송신기를 구현하고, 경로 간의 동기화를 분석하였다. 폴라 송신기의 위상신호와 진폭신호의 두 경로 간 시간 지연부정합 문제를 해결하기 위해 단순화된 보정알고리즘을 적용하였으며, 보정 전과 보정 후의 두 경로 간 동기화 결과를 비교하였다. 동기화 보정하기 전, 9.3 GHz에서 두 경로 간 지연부정합은 최대 97 nsec가 발생하였으며, 이에 따른 점유대역폭은 12 MHz이었으며, 제안한 보정알고리즘을 적용한 결과, 두 경로 간 동기화를 이루었고, 점유대역폭도 기존의 3.7 MHz로 복원할 수 있음을 확인하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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