셀룰러 이동통신망을 이용한 멀티캐스트/브로드캐스트 전송 기술은 이미 수 년 전부터 표준화되어 왔지만 무선 전송 대역의 부족과 멀티캐스트/브로드캐스트 서비스의 필요성에 대한 문제로 상용화까지는 이루어지지 못하고 있었다. 그러나, 3GPP의 LTE와 mobile WiMAX 기술의 등장으로 인하여 전송 대역의 부족에 대한 문제가 해결되었고 스마트폰 등 첨단 기능을 가지는 이동 단말의 등장으로 인하여 멀티캐스트/브로드캐스트 서비스에 대한 요구가 증가되는 등 기술 및 시장에 형성되고 있다. 본 논문에서는 3GPP LTE에서 멀티미디어 멀티캐스트/브로드캐스트 전송 기술에 대한 표준화 동향에 대해서 살펴보고 이를 제공하기 위한 망구조에 대하여 설명한다. 그리고 3GPP LTE에서 동기화된 멀티셀 전송을 위한 전송 기술, 프레임 구조아 동기화 기술에 대해서 기술한다.
본 논문에서는 정지궤도위성 관측탑재체 고속 데이터 전송을 위한 X-대역 이중모드 원통형 고전력 전송 출력필터의 비행모델 개발 이전에 개발 모델을 설계하고 해석적 멀티팩션 요구마진을 보장하기 위해 해석되어졌다. 먼저 멀티팩션에 가장 민감한 슬롯 아이리스의 폭 및 두께를 가변하면서 멀티팩션 발생 임계전력의 민감도를 분석하였으며 그것을 토대로 선정된 아이리스 폭 및 두께에 대한 주파수 대역에 따른 멀티팩션 임계전력을 분석하였으며 대역 내에서 해석적 요구 8 dB 마진을 가짐을 확인하였다. 또한 멀티팩션과 함께 고출력 소자에 중요한 코로나 발생 임계전력 분석을 아이리스 폭 및 두께의 영향을 제시하였다. 마지막으로 제작된 개발모델을 시험한 결과 주요 요구사항을 만족함을 확인하였다.
본 논문에서는, 해상에서 가용한 LTE, 초단파(VHF), 단파(HF) 통신 서비스 중에서 네트워크 환경에 따라서 최적의 통신 대역을 결정하는 멀티대역 네트워크 선택기 (MNS: Multi-band Network Selection) 시스템을 리눅스 기반의 소프트웨어로 구현한다. 구현된 소프트웨어는 네트워크 인터페이스, MNS 서버, 사용자 GUI로 구성된다. 2조의 MNS 시스템을 구축하여 구현된 MNS 시스템의 기능을 실내 시험을 통하여 검증한다. 이를 위하여, ITU-R M.1842-1 Annex1과 Annex4를 각각 준수하는 2종의 VHF 통신 링크는 소프트웨어적으로 에뮬레이션하고, HF 통신은 한 MNS 시스템의 송신(수신)을 다른 MNS의 수신(송신)에 직접 연결하여 실내 기능 검증이 가능하도록 한다. LTE, 초단파, 단파 각 통신 링크의 인위적인 단절 또는 재연결에 따른 구현된 MNS의 단절 없는 해상 통신 서비스 기능을 검증한다. 구현된 MNS 시스템은 e-navigation 등과 같은 다양한 해상 통신 서비스에 활용 가능하다.
True VOD 시스템은 클라이언트들이 서비스 요청을 할 때마다 통신망을 통하여 즉시 비디오서비스를 제공할 수 있는 대화형 시스템이다. 그러나 멀티미디어 스트리밍 응용은 비디오나 오디오 클립들이 높은 대역과 긴 재생시간을 요구하기 때문에 많은 서버 및 네트워크 자원을 요구한다. 패칭기법은 클라이언트들의 요청에 대해 미디어 스트림을 멀티캐스트 전송함으로써 요구되는 서버 및 네트워크 자원을 줄이는 동적 멀티캐스트 방법이다. 하지만 패칭은 클라이언트의 요청을 즉시 처리하기 위해 많은 량의 버퍼링을 필요로 하며 높은 디스크 대역을 요구한다. 본 논문에서는 비디오 서버의 입출력 요청을 동적으로 감소시키며, 인기 있는 비디오에 대한 요청을 즉시 처리할 수 있도록 정규채널과 패칭 채널을 예약해 두는 True VOD 시스템을 위한 개선된 패칭 알고리즘을 제안한다.
디지털 워터마킹은 멀티미디어 데이터의 저작권 보호 목적으로 최근에 많은 연구가 진행되고 있다. 본 논문에서는 디지털 영상에 저작권 정보를 은닉하는 디지털 워터마킹 방법의 기법을 고찰한다. 웨이브릿 변환 영역에서 각 대역에 삽입된 워터마크는 영상 압축 등의 처리과정을 거치면서 변형이 생기게 되는데, 영상처리 후에 각 대역의 통계적 특성에 따라 변형정도가 다르게 된다는 특성을 고려한다. 이를 통해 영상의 대역 특성에 따라 워터마크를 다르게 삽입해야 좋은 결과를 얻을 수 있음을 알 수 있다.
본 논문에서는 HDTR, 디지털 TV, 영상전화, 멀티미디어 영상 등의 다양한 영상에 적용할 수 있는 영상 부호화 기법을 제안한다. 효율적인 영상 압축을 위하여 움직임에 따른 인간의 시각 효과 특성을 결합한 영상 부호화 기법이다. 입력 영상은 웨이브릿 변환을 통하여 다해상도 영상으로 구성된다. 데이터 압축은 저주파수 대역의 움직임 벡터를 움직임 정도에 따라 고주파수 대역 성분들을 처리함에 의해 얻어진다. 즉, 공간과 방향 주파수에 감도에 따라 인간의 눈에 민감하지 않은 대역을 제거한다. 대역내의 모든 블록을 균일하게 처리하는 기존의 방법에 비해 제안한 방법은 같은 전송율에서 재생 영상의 우수한 화질을 얻었다.
본 연구에서는 위성통신을 이용한 방송 및 멀티미디어 서비스의 확대를 앞두고 20[GHz] 이상의 높은 주파수 대역의 강우에 의한 전파 손실 예측 모델을 제안하고 강우량에 따른 감쇠 정도를 기존의 모델과 비교 분석하였다. 특히 위성 방송대역으로 이용될 Ka 대역에서 강우 감쇠에 의한 전파 손실을 제시하고 Ka 대역 위성통신 링크 설계를 위한 기본 자료를 제공하고 강우 감쇠 극복 대책을 제시하고자 한다.
본 논문에서는 Ka대역 위성 중계기용 출력 멀티플렉서의 설계 및 제작에 대하여 언급하였다. 출력 멀티플렉서는 저역통과필터, 채널필터, 매니폴드(Manifold)로 구성되어 있으며, 위성 중계기의 무게와 부피를 최소화하기 위하여 채널필터는 이중모드로 설계하였다. 채널별 주파수 선택도를 높이기 위하여 채널필터는 4차 타원 응답형으로 설계하였으며, 저역통과 필터는 13차 corrugated 형으로 설계하였다. 채널필터와 매니폴드의 초기 설계 후 최적화 과정에 있어서 모든 설계 변수를 최적화시키는 대신 일부의 설계 변수만을 최적화시킴으로써 용이하게 최적화 설계할 수 있음을 확인하였다. 제작한 Ka 대역 위성 중계기용 출력 멀티플렉서의 측정결과는 설계결과와 동일한 특성을 나타내었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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