본 연구는 MRI 검사 시 금속 인공물을 억제하기 위한 목적에서 합리적인 수신대역폭 적용 기준을 제시하고자 하였다. 이를 위해 척추 수술용 나사로 제작된 팬텀을 대상으로 고속 스핀 에코기법을 적용한 T2 대조도 영상을 획득해 금속 인공물을 재현하였다. 그리고 수신대역폭을 100 Hz/PX에서 800 Hz/PX까지 100 Hz/PX씩 증가시키며 영상을 획득하였다. 금속 인공물은 신호 감쇄 영역과 신호 누적 영역의 면적을 측정하여 합으로 정하였다. 더불어 영상 변수에 따른 금속 인공물의 양상을 분석하기 위해 Pearson 상관 분석을 시행하였다. 그 결과, 신호 누적 영역은 수신대역폭 증가에 따라 유의한 변화가 없었지만(p>0.05) 신호 소실 영역과 금속 인공물의 면적은 수신대역폭의 증가에 따라 감소하였다(p<0.05). 흥미로운 점은 금속 인공물의 면적은 수신대역폭을 100 Hz/PX에서 200 Hz/PX로 증가시킨 구간에서 최대로 감소하였는데 이는 수신대역폭 증가에 따른 에코 간격이 최대로 줄어든 구간과 일치하였다. 더불어 상관 분석 결과에서도 에코 간격은 수신대역폭과 비교하여 신호 감쇄 영역 및 금속 인공물의 면적과 더 높은 연관성이 있는 것으로 나타났다. 따라서 금속 인공물을 줄이기 위한 목적으로 수신대역폭을 증가시킬 경우, 화질 요소를 고려해 에코 간격이 최소화되는 수치를 기준으로 정하는 것이 합리적이라 생각된다.
Six-port 위상 상관기는 한 개의 divider와 세 개의 coupler로 구성되어 진다. 일반적인 wilkinson power divider와 $90^{\circ}$ hybrid coupler를 결합하여 제작시 10% 미만의 대역특성을 갖는다. 본 논문에서는 대역폭이 33%인 2 section power divider와 15%인 external matching $90^{\circ}$ hybrid coupler 세 개를 이용하여 six-port 위상 상관기를 시뮬레이션 후 제작하였다. ADS를 이용한 시뮬레이션 결과 중심 주파수 2.5GHz에서 RF port, LO port 모두 15%의 대역폭을 얻을 수 있었다. 이러한 시뮬레이션 결과를 바탕으로 실제 제작한 six-port 위상 상관기는 손실이 증가 하였으나 비슷한 대역폭(600MHz)을 얻을 수 있었다. 또 이 구간에서의 위상 오차는 약 $5^{\circ}$로 양호한 특성을 얻었다.
본 연구에서는 L자형 Inset 급전구조를 갖는 U슬롯 마이크로스트립 패치 안테나의 파라미터와 이중공진 간의 상관관계를 분석하고 이를 이용하여 광대역 안테나를 설계하고자 하였다. 첫 번째 단계에서는 안테나의 성능에 영향을 주는 안테나 파라미터의 변화를 통해서 이중공진이 발생하는 케이스를 분류하였다. 두 번째 단계에서는 각 안테나 파라미터가 공진점의 위치, 세기와 3dB 대역폭에 미치는 상관관계를 분석하였다. 다음으로는 좁은 대역폭을 갖는 U슬롯 안테나 케이스에서 앞서 제시한 두 번째 단계에서의 상관관계를 이용하여 넓은 대역폭을 갖도록 설계하는 과정을 안테나 시뮬레이션을 통해 확인하였다. 마지막으로 설계된 안테나를 제작하였으며, 그 상관관계 분석을 통한 안테나 광대역화의 유효성을 입증하였다.
Six-port 위상 상관기는 한 개의 power divider 와 세 개의 hybrid coupler로 구성되어 진다. 본 논문에서는 광대역 특성을 갖는 three-arm branch $90^{\circ}$ hybrid coupler를 사용한 six-port 위상 상관기를 ADS2003A을 사용하여 중심 주파수 11.85 GHz에서 설계하여 시뮬레이션을 통해 성능을 분석하였다. 모의 실험결과 three-arm branch $90^{\circ}$ hybrid coupler를 이용한 six-port 위상 상관기의 대역폭은 약 1.5GHz$(10.8{\sim}12.3)$로 기존의 $90^{\circ}$ hybrid branch-line coupler를 이용한 six-port 위상 상관기보다 약 5배 정도의 광대역 특성을 보였다. Six-port 위상 상관기의 port간 위상 오차는 $5^{\circ}$ 이하로 양호한 특성을 보였으며, 모의 실험한 결과를 바탕으로 six-port 위상 상관기의 실질적인 성능을 비교 검증하기 위하여 six-port 위상 상관기를 제작하고 성능을 측정하였다. 측정된 six-port 위상 상관기의 특성은 시뮬레이션 데이터와 거의 일치하였다.
본 논문에서는 고속전송을 위해 넓은 대역폭을 사용하는 OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiflex)시스템에서 심각한 주파수 선택적 페이딩 환경에서도 강한 특성을 갖는 FE(Frequency Estimation) 채널 추정 기법을 제안하였다. 시간적으로 천천히 변화하는 채널에서 주로 사용하는 채널추정기법은 상관도가 높은 심볼간 데이터를 이용하는 DDCE(Decision Directed Channel Estimation)기법이 있다. DDCE는 주파수 비선택적인 환경에서는 높은 이득을 보이지만 시스템 대역폭이 증가함에 따라 심각한 주파수 선택적 페이딩 환경이 되어 데이터의 신뢰도가 떨어지면 에러 플로우 현상이 일어나게 된다. 제안한 방법인 FE 기법은 주파수 선택적 페이딩 채널에서 OFDM의 부반송파간의 상관관계를 이용하여 목표 주파수에서의 채널 추정감을 인접 부반송파의 채널 추정값들의 평균으로 적응시켜주어 이득을 얻는다. FE 기법은 DDCE처럼 데이터를 이용하지 않고 프리엠블만을 이용하기 때문에 데이터의 신뢰도와 관계된 전송율과 다중 경로 수에 독립적이다 본 논문에서 제안한 FE 기법은 DDCE의 에러 플로우가 발생한 넓은 대역폭을 가진 시스템에서도 이득을 얻을 수 있어 심각한 주파수 선택적 페이딩 환경에서 유용하다.
본 논문에서는 광통신시스템에서 사용되는 필터의 대역폭과 시스템의 에러 확률과의 상관관계에 대해 연구를 수행하였다. 이를 위하여 전치증폭시스템에서 발생하는 에러확률을 수신기의 감도에 관한 함수로 나타내었으며 수신기 감도를 다양한 에러 확률에 대해 계산을 수행하였다. 또한 다양한 에러확률에 대한 채널당 데이터 전송률의 함수의 변화에 대한 수신기 필터의 최적의 대역폭을 계산하였는데, 같이 최적 상태에서 동작하기 위해 필요한 필터의 대역폭 범위는 채널당 데이터 전송율이 1에서 10Gb/s의 범위일 때, 0.2에서 3.5nm 사이이다.
광대역(Wideband) 통신은 신호 대역폭이 채널의 상관 대역폭(Coherence Bandwidth)를 크게 초과하는 시스템을 나타낸다. 이때, 큰 대역폭을 갖을수록 반송 주파수대역과 사용대역의 최대 및 최소 주파수 간 차이가 커지며, 통신 시스템이 겪는 채널의 주파수 선택적 페이딩 또한 커지게 된다. 수중에서 광대역 통신을 성능을 확인하기 위한 실험을 수행하였다. 실험환경으로는 송·수신기 간 수평 이격거리는 약 10m, 수직 이격거리는 약 190m로 설정하였다. 광대역 신호의 성능을 확인하기 위하여 14kHz와 30kHz의 주파수 대역과 협대역신호와의 비교를 위해 16kHz와 4kHz 대역폭 등 파라메타를 달리하여 설정하였다. x축을 Repetition Freq.와 Repetition Time의 조합으로 설정하였으며, y축을 BER(Bit Error Rate)로 성능결과를 나타내었다.
해수면 거칠기에 의해 해수면 산란이 발생하면 통신신호의 주파수 확산과 통신채널 시변동성을 야기하여 통신성능을 악화시킨다. 수면 거칠기에 따른 통신채널의 시변동성 차이를 비교하기 위하여 한양대학교 해양음향공학연구실 수조에서 실험을 수행하였다. 수조에서 인위적인 수면 거칠기를 생성하고 대역폭에 따른 차이를 비교하기 위하여 3가지 대역폭을 갖는 통신신호를 사용하였다. 측정된 수면 거칠기는 레일리 파라미터로 변환하여 거칠기에 대한 파라미터로써 사용하였으며, 수면 경로의 시변 채널 특성은 도플러 확산과 상관시간을 이용하여 통계적 분석을 수행하였다. 수면 경로의 도플러 확산은 통신신호의 반송 주파수와 대역폭의 영향을 보정한 가중 유효 도플러 확산(Weighted Root Mean Square Doppler spread, wfσν)을 사용하였다. 수면 경로의 상관시간과 직접 경로와 수면 경로의 에너지 비율을 이용하여 전체 채널의 상관관계를 모의하고 측정된 전체 채널의 상관시간과 비교하였다. 본 연구에서는 해수면 거칠기에 따른 해수면 경로의 시변 채널특성을 이용하여 임의의 해양환경에서 효율적인 통신신호 설계를 위한 방법을 제안한다.
수중음향통신시스템의 모뎀이나 채널 코딩 설계를 위한 채널 매개변수는 임펄스 응답, 지연 확산, 산란함수, 도플러 확산, 상관 대역폭, 주파수 선택적 페이딩, 상관 시간 및 시변 진폭 페이딩의 통계적 분포 함수 등이다. 이들 매개 변수들은 주어진 해양 음향 조건에서 수층의 음속 구조, 플렛폼의 운동이나 해면의 거칠기에 영향을 받는다. 본 논문에서는 송수신기 고정 천해 수중음향통신 채널에 대한 페이저 기반의 채널 모델과 모의실험 및 채널 매개변수들의 측정과 분석 방법을 제시하고 천해의 실험 자료를 이용하여 이들 매개변수들을 해석하였다. 송수신기 거리가 300 m와 600 m에 대한 이들 매개 변수들은 직접파, 산란 성분을 갖는 해면 반사파 및 해저 반사파로 구성되는 3개 다중 경로에 의해 그 특징이 결정됨을 보인다. 연구의 결과는 천해 고정 시스템의 채널 모델 방법, 채널 매개변수들의 측정과 분석 방법 및 시스템 설계와 성능평가 방법을 제시한다.
광섬유는 수십THz이상의 넓은 대역폭과 0.2-0.4 dB/Km의 적은 전송손실의 우수성을 가지고 있으므로 이를 CDMA시스템에 적용하면 고속, 대용량의 데이터 전송 및 비동기식 전송의 장점이 있으므로 광 LAN이나 광 교환기 등의 광통신 네트워크에 유용하게 사용할 수 있다$^{[1][2]}$ . 그러나 광CDMA시스템은 다수 사용자가 동시에 데이터를 전송할 때 다른 사용자의 데이터 전송으로부터 발생되는 오류정보를 최소화하기 위해 최적의 자기상관 및 상호상관특성을 가져야 자신의 정보데이터를 복원할 수 있다$^{[3]}$ . 따라서 본 논문에서는 광섬유 지연선을 이용한 광 CDMA시스템에서 코드구성을 광 직교 코드로 하였을 경우 컴퓨터 시뮬레이션을 통한 시스템 해석에 대하여 서술한다. 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 광 직교 코드를 사용한 경우 사용자수가 증가함에 따른 최적의 자기상관 및 상호상관특성을 갖는 코드를 구하고, 임계값 변화에 따른 에러확률을 분석한다. (중략)
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[게시일 2004년 10월 1일]
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