본 논문은 기존의 DPSK(Differential Phase-Shift Keying) 방식 수중음향통신에 직접 수열 대역확산 기법을 적용하여 송수신단을 구성하는 내용을 다루었다. DPSK방식의 수신기에서는 인접 비트 간 위상차만 알고 있으면 복조가 가능하기 때문에 수신기 구조가 간단해지는 장점이 있다. 기존의 DPSK 수신단에서는 역확산 전 신호의 두 심볼씩 전이 상관기로 입력되면 상관 결과의 최대값을 비교하여 데이터를 검출하는데 이 때 채널에 따른 낮은 SNR(Signal to Noise Ratio) 또는 높은 도플러 천이 주파수 때문에 전이 상관기 출력의 최대값 오류율이 증가할 수 있다. 본 논문에서는 전이 상관기에서 생성되는 다수 출력들의 크기뿐만 아니라 간격을 추가적으로 이용하여 더욱 정확한 검출 결과를 얻을 수 있도록 하는 방법을 제안하였다. 제안된 방법의 성능은 모의 및 호수실험을 통해 획득한 데이터를 이용하여 분석되었다.
본 논문에서는 2018년 10월 동해에서 수행된 장거리 수중음향통신의 해상실험 결과를 제시한다. 하나의 송신기와 16개의 수직 배열 수신기를 이용하여 수중음향통신 신호를 수집하였으며, 송신기와 수신기 사이의 거리는 최대 90 km로 하였다. 대표적인 디지털 주파수 변조 기법에 해당하는 BFSK(Binary Frequency Shift Keying) 방식과 BCSK(Binary Chirp Shift Keying) 방식으로 정보를 전송하였다. 실험 결과 60 km 전송 거리에서는 모든 경우에서 오류가 나타나지 않았으며, 90 km 전송 거리에서는 채널 부호화 기법이 적용되지 않은 비부호화 비트 오류율에 있어서 BFSK와 BCSK 두 방식 각각 평균 0.0197과 0.0007을 나타내었다.
본 논문은 채널에서 발생되는 부호간 간섭을 줄일 수 있는 QE-MMA 적응 등화 알고리즘의 성능 개선을 위하여 varying stepsize를 적용한 VS-QE-MMA (Varying Stepsize-Quantized Error-MMA)에 관한 것이다. 송신 신호의 고차 통계치와 오차 신호의 부호만을 이용하는 SE-MMA에서 오차 신호의 크기를 power-of-two 연산을 적용하여 탭 계수 갱신시 필요한 승산과 감산을 천이와 감산만으로 대체하여 H/W 응용을 용이하도록 QE-MMA가 등장하였다. QE-MMA는 이와 같이 연산량의 단순화에 의한 적응 등화 성능이 열화되므로 이를 개선하기 위하여 제안 방식인 VS-QE-MMA에서는 적응을 위한 고정 stepsize를 오차 신호의 비선형 변환에 의한 varying stepsize를 적용하였다. 동일한 채널과 신호대 잡음비에서 제안 방식이 기존 QE-MMA보다 개선된 성능을 얻을 수 있음을 시뮬레이션으로 확인하였다. 시뮬레이션 결과 VS-QE-MMA가 QE-MMA보다 모든 성능 지수에서 우월하였으며, 신호대 잡음비가 10dB 이상일 때 varying stepsize의 효과를 얻을 수 있음을 확인하였다.
본 논문에서, Feedforward 기법을 이용하여 송신 혼변조 왜곡 신호뿐만 아니라 수신 대역 잡음도 감소시킬 수 있는 새로운 전력 증폭기를 제안했다. 대전력 증폭기는 IMT-2000 기지국 송신 주파수 대역에서 구현되었다. 송신 대역 혼변조 왜곡 신호와 수신대역 잡음 신호는 가변 감쇠기와 위상 천이기, 에러 증폭기의 제어에 의해 감소되어진다. 두 개의 루프, 즉 혼변조 왜곡 신호와 수신대역 잡음 신호제거 루프를 포함하고 있는 제안된 전력 증폭기를 사용하면 송신 대역 통과 여파기의 수신 대역 감쇠 특성을 엄격히 하지 않아도 되어 다양한 무선통신 시스템에서 낮은 송신경로 삽입 손실을 가진 듀플렉서를 제공할 수 있다. 전력 증폭기의 2-tone 실험은 5MHz 주파수 간격을 가진 2.14GHz에서 하였고, 수긴 대역 제거 실험은 중심 주파수가 1.95GHz인 60MHz 수신 전체 대역에서 하였다. 실험 결고, 혼변조 왜곡 제거 성능과 수신 잡음 제거 성능이 각각 31 dB와 21dB이상이었다.
본 연구에서는 성문파에 의한 음원 특성과 입술에서 음성이 방사될 때 발생하는 방사 특성을 효과적으로 제거하기 위하여 성문파의 음원 특성과 입술에서의 방사 특성은 근사적으로 음파의 에너지와 비례한다고 가정하고, 정규화된 단구간 에너지를 이용하는 에너지 의존 프리엠퍼시스 기법을 제안하며, 이를 이용하여 비안정 구간인 발음의 시작 부분과 천이구간에 대하여 음성 신호 분석 성능을 개선하고자 한다. 제안된 프리엠퍼시스 기법을 이용하여 5개 한국어 단모음의 스펙트럼 및 형성음 주파수 추출 등의 음성 신호 분석을 수행하고, 기존에 널리 이용되던 두 가지 프리엠퍼시스 기법과 성능을 비교하여 본 결과, 제안된 방법에 의한 스펙트럼의 형태가 기존의 방법에 비하여 상당히 개선되었고, 보다 더 정확한 형성음 주파수를 나타내며, 인접한 두 형성음 주파수가 증첩되는 현상이 제거되었음을 알 수 있었다.
본 논문에서 이동 대 이동 Rayleigh 및 Rician 페이딩 채널 상에서 시뮬레이션 모델의 성능이 분석되고 그 결과가 비교된다. Clarke의 페이딩 모델의 수신 신호 및 Clarke의 페이딩 모델에서 위상 천이된 수신 신호에 근거한 자기 상관 함수 및 상호 상관 함수를 유도하고, 그 시뮬레이션 모델의 결과를 구하였다. 또한 이동 대 이동 Rician 페이딩 채널에 이 두 모델을 적용하고, 복소 포락선 수신 신호의 자기 상관 함수 결과는 통계적 특성이 이론값과 매우 일치하고, N=8인 작은 수에서도 빨리 수렴함을 보였다.
본 논문에서는, 모의 진공차단기 내에서의 구리 증기입자의 공간적 및 시간적 밀도분포를 레이저유기형광법 (LIF)에 의해 계측하였다. 레이저 트리거 방전에 의해 생성된 어블레이션(ablation) 플라즈마에서의 구리입자를 324.75nm의 Nd:YAG 레이저를 이용하여 여기시키고, 이때 여기준위에서 기저준위로 천이할 때의 형광신호(510.55nm)를 분광기 및 광전자증배관을 이용하여 계측하였다. 음극점으로부터 넓은 각도를 가지고 전자가 튀어나오며, 넓은 범위에 걸쳐 전자나 이온이 존재하는 것을 알 수 있었다. 또한 음극으로부터 8mm ( x=0, y=8mm 진 위치에서 가장 강한 신호와, 2mm ( x=0, y=2mm 가장 약한 신호를 얻을 수 있었다.
본 논문에서는 Orthogonal Frequency Division Multiplexing(OFDM) 시스템에서 압축센싱을 이용하는 채널추정기법을 연구한다. 압축센싱은 측정벡터의 크기가 성능에 영향을 주는데, OFDM에서는 channel delay spread가 큰 경우에 압축센싱 기법을 사용하는데 제약이 된다. 본 논문에서는 채널추정 오차를 줄이기 위해서 OFDM data block에 pilot information을 추가해 측정벡터의 길이를 증가시켜 성능을 향상시킨다. 제안하는 방식이 성긴 신호의 위치를 찾을 확률을 높이고 압축센싱의 신호 복원 성능을 높인다. 모의실험을 통해 제안하는 방식이 기존 방식보다 신호 복원 능력이 더 우수함을 확인한다.
유 무성음의 음원을 이용한 음성부호화 시스템에서는 프레임 내에 유성자음과 무성자음이 공존하는 경우 음질의 왜곡을 수반할 수 있다. 따라서 프레임 내에 유성자음과 무성자음이 공존하지 않도록 하기 위해서 무성자음을 탐색 및 검출을 포함하는 천이구간을 제안하였다. 본 연구는 최소 자승법과 주파수 대역 분할법을 사용함으로써 TS 근사합성의 새로운 방식을 제시하였다 결과적으로 이 방식은 0.547kHz이하와 2.813kHz 이상에서의 주파수 정보를 이용함으로써 TS내에서 고품질의 근사합성 파형을 얻을 수 있었다. 중요한 것은 최대 오류신호는 TS내에 저 왜곡 근사 합성파형이 생길 수 있다는 것이다. 이 방식은 유성음/묵음/TS의 새로운 음성부호화, 음성해석 및 음성합성에 적용할 수 있으리라 생각한다.
졸음운전은 전체 교통사고 원인 중 큰 비중을 차지하며 그 위험성이 음주운전보다도 크다고 알려져 있다. 따라서 운전자의 졸음을 판단하고 경고하는 시스템 개발에 대한 관심이 높아지고 있으며, 뇌파를 분석하는 것이 운전자의 피로와 졸음을 감지하는데 효과적이라는 연구결과들이 발표되었다. 본 논문은 짧은 시간에 높은 해상도를 가지는 auto-regressive 모델 기법 중 잡음에 강인한 errors-in-variables(EIV) 방법을 이용하여 특징벡터를 추출하고, 다층신경망(multilayer perceptron; MLP)에 적용하여 운전자의 상태를 각성, 천이, 졸음의 세 가지 상태로 분류하는 졸음 감지 시스템을 제안한다. 생체신호의 측정 환경에 따른 성능을 평가하기 위해 높은 진단률을 갖도록 하는 EIV차수를 결정하고, 잡음에 대한 강인성을 확인하기 위해 신호대 잡음비(signal-to-noise ratio; SNR)에 따른 성능을 선형 예측 부호화(linear predictive coding; LPC) 방법과 비교하였다. 이 결과로부터 제안한 EIV와 MLP를 결합한 졸음 감지 시스템은 기존의 LPC와 MLP를 이용한 시스템에 대해 우수한 성능을 얻을 수 있음을 확인하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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