본 논문에서는 PSK 변조 신호에 대한 위상 잡음 성능 특성을 무한 급수로 전개하여 위상 잡음 분포 함수인 Tikhonov 함수와 Gaussian 함수에 대한 오율 특성을 평가하였으며, 위상 잡음에 의한 성능 손실 분석을 통하여 Tikhonov 함수와 Gaussian 함수에 의한 위상 잡음 영향이 일치하는 복원 반송파 신호대 잡음비 범위를 고찰하였다. 그리고, 주파수 변조 신호의 변조 지수와 위상 잡음의 상관 정의에 의해 1/f$^2$특성을 갖는 위상 잡음 신호를 발생하였으며, 발생된 위상 잡음 신호를 디지털 위성통신시스템 수신기에 적용하여 측정한 위상 잡음에 의한 성능 손실과 위상 잡음 분포 함수에 의해 분석된 성능 열화를 평가하였다
본 논문은 고속 지수 선택기를 이용한 여분 부동 소수점 이진수의 제산/스퀘어-루트 설계 및 구현에 관하여 기술하였다. 본 제산/스퀘어-루트는 처리 속도 25㎒를 갖는 여분 이진수의 가산 방식을 사용하여 올림수 지연을 제거함으로써 비트 크기에 관계없이 일정한 시간으로 가산을 수행한다. 각각의 반복 단계에 널리 사용된 제산과 스퀘어-루트에 대해 16-비트 VLSI 회로를 설계하였다. 이것은 매번 16개 클럭마다 시프트된 이진수를 여분 가산하여 제산 및 스퀘어-루트를 실행한다. 또한 이 회로는 비복원 방법을 사용하여 지수 비트를 얻는다. 지수 선택 논리의 간단한 회로를 구현하기 위하여 나머지 비트의 주요 세 자리를 사용하였다. 결과적으로, 이 회로의 성능은 새로운 지수 선택 가산 논리를 적용하여 지수 결정 영역을 병렬 처리함으로써 한층 더 연산 처리 속도를 높인 것이다. 이전에 동일한 알고리즘을 사용하여 제안된 설계보다 13% 빠른 속도 증가를 보였다.
위성영상 기반의 정규식생지수(normalized difference vegetation index, NDVI)는 넓은 영역에서 주기적인 정보를 수집할 수 있어 산림 및 농업 모니터링에 주로 사용된다. 그러나 광학센서 기반 식생지수는 구름 등의 영향으로 일부 지역에서 결측을 가지기 때문에, 본 연구는 전천후 및 주야에 관계없이 관측 가능한 Sentinel-1의 합성 개구 레이더(synthetic aperture radar, SAR) 영상을 활용하여 Sentinel-2 NDVI 결측값을 복원하는 모델을 개발하였다. 이는 광학적으로 관측이 어려운 구름 조건이나 야간에도 NDVI를 추정할 수 있는 잠재력을 보여준다. Automated machine learning (AutoML)을 활용한 비선형 결측복원모델의 5폴드(fold) 교차검증 결과, 절대오차 7.214E-05, 상관계수 0.878의 NDVI 복원 성능을 보였다. 이를 통해 시공간 연속적인 NDVI 생산 방법론을 발전시켜, 전천후 식생 모니터링에 필요한 정보 생산에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.
본 논문은 다중 경로 페이딩과 대역폭 제한 특성을 갖는 채널에서 부호간 간섭을 제거시킬 수 있는 CMA 적응 등화기에서 위상 보상이 가능한 I-CMA (Improved-CMA) 알고리즘에 관한 것이다. 기존 CMA 알고리즘의 오차신호를 얻기 위한 비용 함수를 개량하여 진폭과 위상의 동시 제거가 가능토록 새로운 비용 함수가 제안되며 이의 성능을 컴퓨터 시뮬레이션 확인하였다. 알고리즘의 단순성과 등화 후 위상 보상을 위한 별도의 PLL을 제거할 수 있는 장점을 가지며, 이를 위해 수신측에서의 등화기 출력 신호인 복원된 신호 성상도, 수렴 성능을 나타내는 성능 지수인 잔류 isi 및 MD (Maximum Distortion) 특성 곡선과 채널과 등화기의 종합 주파수 특성을 사용하였다. 시뮬레이션 결과 I-CMA가 복원 성상도에서 진폭과 위상 보상 능력이 CMA보다 우월하였지만, 수렴 시간에서는 동시 위상 보상으로 인하여 CMA보다 늦어짐을 알 수 있었다.
비균질 재료인 콘크리트의 강성 특성과 성능저하 현상을 웨이블릿 변환을 이용한 다중해상도해석을 통해 각 관찰 규모에 따라 동질화 과정의 적용성 및 거시적 손상지수의 평가 등을 연구하였다. 연속적인 Haar 웨이블릿 변환은 기존 강성행렬의 특성을 연속적인 축소규모로의 복제를 통해 미세규모로부터 거시규모로의 축소 또는 복원 과정을 나타내었고 이는 선형구조계의 크기별 스펙트럼 특성의 보존, 즉 타원성, 철면성 그리고 양의 정부호성을 보존하여 각 규모별 해의 유효성을 확인하였다. 웨이블릿 계수를 이용한 기존 강성의 평균은 거시단계의 변형에너지와 상호관계를 가지고 아래 단계로의 축소, 윗 단계로의 복원을 자유롭게 할 수 있는 장점이 있다. 이러한 다중해상도해석의 예제로서 1차원 및 2차원 2상복합체를 가지고 유한요소해석을 통해 기존 이론의 검증과 최소고유치의 각 크기단계별 변화 과정, 원 축소 구조계의 해의 유일성 그리고 국부적 손상지수의 동질화 여부 등을 검사하였다. 이러한 동질화 축소 과정은 자유도가 큰 비선형 구조계로의 적용의 첫 단계를 제공하였다.
본 논문에서는 시분산 채널에서 발생되는 진폭과 위상 찌그러짐을 동시에 보상할 수 있는 적응 등화 알고리즘인 MMA (Multiple Modulus Algorithm)와 S-MMA (Sliced-MMA)의 성능을 비교하였다. 기존 CMA 알고리즘은 진폭만을 복원하며 위상의 복원이 불가능하므로 이를 위해 별도의 부가 회로가 필요케 되는 단점을 극복하기 위해 MMA 알고리즘에서는 개선된 비용 함수를 적용하였다. MMA 알고리즘에서는 탭 계수의 갱신을 위해 dispersion constant를 이용한 오차를 표현하고, S-MMA에서는 결정 장치의 출력 (Sliced-Symbol)을 고려한 dispersion constant를 이용한 오차를 표현하게 되어, 이와 같은 오차 신호의 차이로 인하여 적응 등화 알고리즘은 서로 상이한 성능을 갖게 된다. 논문에서 QAM 신호의 차수를 16과 64로 한 후 동일 채널을 통과하여 신호를 수신할 때 이들 적응 등화 알고리즘의 성능을 나타내는 지수로 복원 성상도, 잔류 isi, MD 및 SER을 적용하여 비교한다. 시뮬레이션 결과 S-MMA가 QAM의 차수가 높을수록 MMA보다 SER 성능이 개선으로 Roburstness가 개선됨을 확인하였다.
V-BLAST의 신호 복원을 위한 기법으로는 MMSE, ZF, ML 등이 있으며, 이중 ML 기법이 최적의 성능을 나타낸다. 그러나 ML 기법은 송신안테나 수와 변조차수에 따라 연산복잡도가 지수적으로 증가하는 문제점이 있다. 본 논문에서는 V-BLAST의 신호 복원을 위해 보다 낮은 복잡도를 갖는 저 복잡도 선형 ML검출 기법을 제안하고 이 시스템을 기존의 검출 기 법들과 BER과 연산량 측면에서 비교, 분석하였다. 분석결과 제안한 검출기법의 BER 성능은 ZF과 MMSE 검출기법보다 우수하였고 ML 검출기법과는 유사하였다. 그러나 연산량 측면에서는 제안한 시스템의 연산량이 ML 검출기법의 연산량보다 약 50%정도 적었다. 이 결과들을 통해 본 논문에서 제안한 저 복잡도 선형 ML 검출기법이 기존의 검출기법 보다 우수함을 알 수 있다.
본 논문에서는 평판형 디스플레이 장치의 필수 구성품인 투명한 ITO(Indium-Tin-Oxide) 유리를 가공하기 위한 펨토초(Femto-second) 레이저 미세 가공의 효율을 극대화하기 위해 가공 대상체의 정보를 추출하는 시스템을 제안한다. 제안한 시스템은 레이저 스캐닝 시스템을 활용하여 펨토초 레이저빔의 초점 거리 오차와 각도 오차를 사전에 계측하고 3차원으로 형상을 복원한다. 본 시스템은 라인 스캔 레이저, 고해상도 카메라, 리니어 모션 가이드(Linear Motion Guide), 시스템 제어부로 구성되어있다. 또한 본 시스템의 모델링을 통한 카메라와 레이저의 위치와 측정 결과와의 관계를 나타낼 수 있는 민감도 지수를 정의하고, 이를 활용하여 더욱더 정확한 측정이 가능한 시스템을 설계할 수 있었다. 가공 대상체인 ITO 유리의 높이와 표면 형상을 측정하고 3차원으로 형상을 복원하여 주사 탐침 현미경(SPM)으로 얻은 결과와 비교하여 본 시스템의 성능을 검증하였다.
본 논문은 DSE-MMA (Dithered Sign Error-MMA) 적응 등화기에서 adaptive modulus와 adaptive stepsize를 이용하여 등화 성능을 개선할 수 있는 Hybrid-DSE-MMA에 관한 것이다. DSE-MMA는 탭 계수 갱신을 위한 오차 신호를 얻을 때 dither 신호를 부가한 후 이의 부호만을 이용하므로 SE-MMA의 외부 잡음에 대한 robustness 성능을 개선시키지만, 고정 modulus와 stepsize를 이용하므로 수렴 속도와 잔류 isi 성능이 저하되는 단점이 있다. 논문에서는 등화기 출력 신호의 전력에 비례하는 adaptive modulus와 adaptive stepsize를 DSE-MMA에 적용하므로서 저하되는 등화 성능을 개선할 수 있음을 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 확인한다. 개선된 등화 성능을 기존 DSE-MMA와 비교하기 위하여 수신측에서의 등화기 출력 신호인 복원된 신호 성상도, 잔류 isi, MD (Maximum Distortion), MSE 및 외부 잡음에 대한 알고리즘의 강인성을 알 수 있는 SER 성능을 사용하였다. 컴퓨터 시뮬레이션 결과 Hybrid-DSE-MMA 알고리즘은 모든 잔류 isi와 MD, MSE 및 SER등의 모든 성능 지수에서 DSE-MMA 보다 개선 되지만 수렴 속도가 늦어짐을 알 수 있었다.
본 논문에서는 nonconstant modulus 신호 전송에서 채널에서 발생되는 부호간 간섭 영향을 줄이기 위한 FC-MMA 적응 등화 알고리즘에 가변 스텝 크기를 적용하여 등화 성능을 개선할 수 있는 VSS-FC-MMA 알고리즘을 제안한 후, 이의 개선된 성능을 확인하였다. FC-MMA 는 적응 등화를 위한 오차 신호를 얻을 때 신호 심볼의 레벨수를 고려한 수정된 dispersion constant와 고정 스텝 크기를 적용하여 MMA의 수렴 속도를 개선할 수 있지만 정상 상태에서 등화 성능이 열화된다. 논문에서 제안하는 VSS-FC-MMA는 기존 FC-MMA와 가변 스텝 크기를 적용하므로서 정상 상태에서 등화 성능을 개선할 수 있으며, 이를 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 확인하였다. 이를 위하여 동일한 채널과 신호대 잡음비를 적용할 때 알고리즘의 신호 복원 능력 및 성능 비교를 위한 지수로는 잔류 isi, MSE와 SER을 적용하였다. 시뮬레이션의 결과 제안 VSS-FC-MMA는 FC-MMA보다 잔여량과 SER 성능이 개선되지만, 수렴 속도에서는 1.7배 정도 늦어짐을 확인하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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