• 융합신호처리학회논문지
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• 제16권4호
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• pp.175-181
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• 2015

본 논문은 전파천문 관측데이터 분석을 위해 소프트웨어를 이용한 디지털필터 설계방법에 대해 제안한다. 전파천문 관측시스템은 컴퓨팅 시스템의 발전과 함께 하드웨어에서 소프트웨어를 이용한 분석방법으로 넘어가는 단계이다. 기존 하드웨어로는 특정규격에 맞도록 설계 제작되었기 때문에 규격을 변경하는 것이 어렵고 제작에 많은 비용이 소요되지만, 소프트웨어는 규격 변경이 유연하고 공개 소프트웨어를 이용할 경우 저렴하게 설계할 수 있는 장점이 있다. 그러나 소프트웨어로 전파천문과 같이 많은 자료를 분석하기 위해서는 컴퓨터 시스템의 성능이 우수해야 하는 점도 있다. 본 연구에서는 한국우주전파관측망에서 운영하고 있는 관측시스템 중에서 하드웨어로 구성된 디지털필터와 같은 성능을 갖는 소프트웨어 디지털 필터 설계에 대해 제안한다. 제안 방법은 표준 C언어를 이용하여 디지털 필터를 설계하였으며, 설계한 디지털필터에 대해 GNU Octave로 시뮬레이션을 수행하여 유효성을 검토하였다. 또한 설계한 디지털필터의 고속연산을 위해 병렬연산이 가능한 SSE 라이브러리를 도입하였다. KVN 관측모드 중에 광대역 관측데이터를 대상으로 제안한 방법의 디지털 필터를 통하여 협대역 관측모드로 데이터 필터링을 수행하였다. 그 결과, 대역 내의 필터링이 설계대로 수행되었고 리플이 발생하지 않아, 제안방법이 유효함을 확인하였다.

• 한국정보과학회논문지:컴퓨팅의 실제 및 레터
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• 제16권4호
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• pp.497-501
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• 2010

소프트웨어 몽타주란 소프트웨어로부터 빠르게 추출 가능하고 내재된 특성을 함축하고 있는 정보를 의미한다. 잘 알려진 프로그램으로부터 몽타주를 작성하면 몽타주를 기반으로 유사 프로그램 탐지 대상을 필터링할 수 있다. 본 논문에서는 API 호출과 문자열 기반의 소프트웨어 몽타주를 제안한다. 제안된 몽타주를 평가하기 위해서 인스턴트 메신저 프로그램에 대한 유사 프로그램 탐지 대상의 필터링 실험을 하였다. 이 실험으로부터 제안된 몽타주가 잘 알려지지 않은 프로그램 탐지 대상을 필터링하는 포렌식 도구로 활용될 수 있다는 것을 확인하였다.

• 융합신호처리학회논문지
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• 제19권4호
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• pp.153-161
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• 2018

본 논문은 GPU를 이용한 소프트웨어(SW) 디지털 필터의 성능개선에 대해 기술한다. 기존에 개발한 SW 디지털 필터는 CPU 기반에서 동작하여 속도가 느린 문제점이 있었는데, EAVN 관측데이터의 디지털 필터링을 위해 GPU를 도입하여 연산속도를 개선하였고, 필터링을 통하여 다른 관측국과의 데이터 처리가 가능하도록 하였다. SW 디지털 필터의 연산속도를 개선하기 위해 Tensor Core가 내장된 NVIDIA Titan V GPU 보드를 사용하였으며, 2Gbps (512 MHz BW, 1-IF)의 95초 관측데이터를 필터링하는데 관측시간의 약 1.1배, 1Gbps (16MHz BW, 16-IF)로 필터링하는데 약 0.78배 처리속도를 각각 달성하였다. 또한 KVN으로 1, 2Gbps 동시관측한 데이터에 대해 2Gbps 데이터를 디지털 필터링하여 기존 1Gbps와 비교한 결과, 교차전력스펙트럼, 위상, SNR 등이 유사한 값을 얻어 본 연구에서 개발한 SW 디지털 필터를 활용한 데이터 처리와 분석을 수행하는데 유효함을 확인하였다. 향후에는 여러 개의 GPU 보드를 사용하기 위한 소스 코드의 분산처리 최적화를 수행할 경우 실시간으로 관측데이터를 필터링할 수 있을 것으로 기대된다.

• 전자공학회지
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• 제30권4호
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• pp.422-422
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• 2003

본 논문에서는 기존의 기지국과 W-CDMA 시스템을 상호 연동하기 위한 SDR(Software Defined Radio) 기반의 멀티 밴드 디지털 IF 모듈 구현에 대해 소개한다. 하드웨어 플랫폼상에 테스트 및 시험 검증하기 위해서 크게 광대역 ADC, DAC, FPGA로 구성하였으며, FPGA 내에 디지털 필터 및 NCO 등의 응용 소프트웨어는 VHDL로 코딩하였다. 디지털 필터는 FPGA의 허용 자원을 고려하여 인터폴레이션 및 데시메이션을 위한 폴리페이즈 필터 뱅크로 구현하였다. 또한 송신단에서는 이미지 성분을 제거하기 위해 2단의 DCQM(Digital Complex Quadrature Modulation)을 적용하였으며, 이때 적용되는 NCO(Numerically Controlled Oscillator)는 1/4주기의 LUT를 사용하여 설계하였다. 수신단에서는 IF 단에 SAW 필터를 사용하지 않기 때문에 W-CDMA의 블록커 규약에 준하면서 근접 채널을 제거하기 위한 고출력의 감쇄 특성을 갖는 필터를 설계하였다. 본 논문에서는 컴퓨터 시뮬레이션 결과와 스펙트럼 분석기를 통해 측정된 결과를 비교 분석하였으며 이에 대한 디지털 IF 모듈의 성능을 검증하였다.

• 전자공학회지
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• 제30권4호
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• pp.76-88
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• 2003

본 논문에서는 기존의 기지국과 W-CDMA 시스템을 상호 연동하기 위한 SDR(Software Defined Radio) 기반의 멀티 밴드 디지털 IF 모듈 구현에 대해 소개한다. 하드웨어 플랫폼상에 테스트 및 시험 검증하기 위해서 크게 광대역 ADC, DAC, FPGA로 구성하였으며, FPGA 내에 디지털 필터 및 NCO등의 응용 소프트웨어는 VHDL로 코딩하였다. 디지털 필터는 FPGA의 허용 자원을 고려하여 인터폴레이션 및 데시메이션을 위한 폴리페이즈 필터 뱅크로 구현하였다. 또한 송신단에서는 이미지 성분을 제거하기 위해 2단의 DCQM(Digital Complex Quadrature Modulation)을 적용하였으며, 이때 적용되는 NCO (Numerically Controlled Oscillator)는 1/4주기의 LUT를 사용하여 설계하였다. 수신단에서는 IF 단에 SAW필터를 사용하지 않기 때문에 W-CDMA의 블록커 규약에 준하면서 근접 채널을 제거하기 위한 고출력의 감쇄 특성을 갖는 필터를 설계하였다. 본 논문에서는 컴퓨터 시뮬레이션 결과와 스펙트럼 분석기를 통해 측정된 결과를 비교 분석하였으며 이에 대한 디지털 IF 모듈의 성능을 검증하였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제25권5A호
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• pp.743-750
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• 2000

본 논문에서는, 디지털 IF 다운 샘플러와 업 샘플러의 저전력 구현을 위한 블록 필터링 아키텍처를 제안한다. 소프트웨어 라디오와 같은 차세대 이동통신 방식에서 디지털 IF 다운 샘플러와 업 샘플러의 효율적인 구현방법이 더욱더 요구되어가고 있는 추세이다. 디지털 IF 다운 샘플러는 앞단에 데시메이션 필터를 수반하여 구성되며, 업 샘플러는 뒷단에 인터폴레이션 필터가 수반디어 구성된다. 본 논문의 다운 샘플러 아키텍처에서는 블록 필터링 구조가 갖는 병렬처리 구조를 이용하여 필터를 구현하였으며, 블록 필터링 아키텍처에서 구조적으로 생겨나는 업 샘플링을 직렬로 연결되는 다운 샘플러와 상쇄시킴으로서 효과적인 구조가 만들어짐을 보인다. 또한 업 샘플러 아키텍처에서는 인터폴레이션 필터의 블록 필터링에서 만들어지는 다운 샘플링이 앞단의 업 샘플러와 상쇄되어 병렬처리와 저속의 처리가 가능해짐을 보인다. 본 논문에서 제안된 아키텍처와 Polyphase 아키텍처를 비교 분석한다. 리와 저속의 처리가 가능해짐을 보인다. 본 논문에서 제안된 아키텍처와 Polyphase 아키텍처를 비교 분석한다.

• 한국방송∙미디어공학회:학술대회논문집
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• 한국방송∙미디어공학회 2020년도 하계학술대회
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• pp.596-600
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• 2020

본 논문에서는 Xilinx 사(社)의 Spartan-6 FPGA 와 Analog Devices 社의 Transceiver 칩인 AD9361 을 이용한 소프트웨어 정의 라디오 장비인 Universal Software Radio Peripheral(USRP) B210 를 이용하여 디지털 방송 표준인 ATSC 의 실시간 영상 송수신 시스템을 신호 처리 소프트웨어인 그누 라디오로 구현하였다. ATSC 에서 사용하는 MPEG 트랜스포트 스트림 영상 신호가 송신부에서 소프트웨어로 디지털 신호 처리되고 Digital-to-Analog Conversion(DAC) 과정을 거쳐 영상 신호가 송출된다. 본 논문은 디지털 방송 수신부에서 핵심 기능을 하는 등화기 알고리즘을 소프트웨어를 통해 구현하여 신호의 왜곡을 보상하는 방법을 제안한다. 수신부에서는 신호를 수신하여 튜너, 매치 필터, 위상 고정루프, 등화기, 비터비 복호 알고리즘 등의 과정을 거쳐 수신한 후 영상을 확인하였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제33권5A호
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• pp.494-499
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• 2008

본 논문은 SDR(Software Defined Radio) 기술을 기반으로 CDMA(Code Division Multiple Access) 방식의 이동전화 시스템과 같은 다중 채널 처리 시스템에서 특정 FA(frequency Assignment)만을 여파하여 처리하는 다양한 응용에 적용될 수 있는 디지털 필터 기법을 제안한다. 이 기법은 마이크로 프로세서를 이용하여 사용자가 선택하는 특정 시스템 정보에 따라 소프트웨어적으로 필터 계수(Filter Coefficients)를 재설계하여 한 개의 디지털 FIR(Finite Impulse Response) 대역통과 필터(BPF: Band Pass Filter)를 재구성함으로써 여러 개의 대역통과 필터를 갖는 효과를 얻는다. 본 논문에서 제안하는 기법을 적용하여 다중채널 신호 발생기를 구현하고, 동일한 하드웨어 상에서 WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access) 시스템 혹은 CDMA 시스템으로 재구성하는 시험을 통하여 본 알고리즘의 구현 가능성을 검증하였다.

• 융합신호처리학회논문지
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• 제9권1호
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• pp.62-74
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• 2008

본 논문에서는 전파천문용으로 사용하기 위한 대칭형 디지털 필터 코어의 설계를 제안한다. 본 논문에서는 Xilinx사의 Virtex-4 SX55 모델의 FPGA칩을 기반으로 한국우주전파관측망(Korean VLBI Network; KVN)의 자료획득시스템에서 요구하는 FIR 필터 코어의 기능을 VHDL 코드로 설계하였다. 본 논문에서 설계한 디지털 필터는 디지털 필터계수를 공유하여 시스템의 효율을 증대시킨 대칭형 구조(Symmetric Structure)를 갖는다. 대칭구조의 디지털 필터(Symmetric FIR Filter Unit; SFFU)는 제한된 시스템 클록을 이용하여 데이터의 처리를 효과적으로 수행하기 위해 병렬처리 방법을 사용한다. 따라서 본 논문에서는 SFFU의 효율적인 설계를 위해 전체적인 IP core의 합성 및 실험에는 통합 합성 소프트웨어 ISE Foundation을 사용하였으며, GUI 환경이 뛰어난 core generator를 활용하였다. 설계한 디지털 필터 코어의 합성 결과, 최대 동작 주파수는 260MHz를 약간 상회하는 수준까지 달성하였으며, 슬라이스, LUT 등의 리소스 사용량은 40% 이하임을 확인하였다 또한 Mentor Graphics사의 Modelsim 6.la 버전을 이용하여 SFFU(Symmetric FIR Filter Unit)의 시뮬레이션을 수행한 결과, 오류 없이 작동하는 것을 확인하였다. SFFU의 기능을 확인하기 위하여 추가적으로 Matlab을 이용하여 의사 신호를 이용한 시뮬레이션을 수행하였다. 시뮬레이션과 설계한 디지털 FIR 필터의 비교실험결과에서 FIR 필터의 기능을 수행하고 있음을 확인할 수 있어 본 논문에서 FPGA와 VHDL을 이용하여 설계한 대칭구조의 디지털 FIR 필터의 유효성을 확인할 수 있었다.

• 방송공학회논문지
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• 제24권3호
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• pp.485-494
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• 2019

주파수 변조 방식의 방송 주파수에 동조되는 안테나와 Realtek 사(社)의 RTL2832 칩을 이용하는 디지털 TV용 튜너와 아날로그-디지털 변환기로 구성되는 universal serial bus (USB) 동글을 이용하여 스테레오 주파수 변조 방송의 실시간 수신기를 컴퓨터의 소프트웨어로 구현한다. 아날로그 방송 신호가 USB 동글에서 디지털 신호로 변환되고 이진 데이터를 컴퓨터에서 매트랩 및 파이선 프로그래밍 언어의 신호처리 기법을 이용하여 저역 통과 필터, 대역 통과 필터, 주파수 판별기, 양측파대 진폭 복조, 위상 고정 루프. 샘플링 변환, 디앰퍼시스 등의 기능 블록을 설계한다. 최종적으로 수신기의 실시간 구현을 위하여 파이선 및 C++로 구성되는 그누라디오 (GNU Radio)를 이용하여 수신기 알고리즘을 소프트웨어로 구현한다.