본 논문에서는 새로운 빔 조향 방식을 갖는 하이브리드 안테나를 제안하였다. 본 안테나는 카세그레인 안테나 구조로서, 파라볼라 구조의 고이득 특성을 구현하기 위하여 설계된 주반사판과 평판형 구조로서 모든 방향에서 ${\pm}3^{\circ}$ 회전할 수 있도록 설계된 부반사판의 경사각을 이용하여 안테나 빔 조향(beam pointing)을 제어할 수 있도록 하였다. 또한, 20개의 소자 안테나로 구성되는 능동 배열을 급전부에 적용함으로써, 일차적으로 급전 배열에 의한 전자식 빔 조향 제어와 함께, 부 반사판의 경사각을 이용한 이차적인 빔 조향 제어가 가능하도록 하였다. 본 안테나는 이동체 내에서 위성을 통한 멀티미디어 서비스를 제공할 수 있도록 설계되었으며, 무궁화위성의 사양에 맞춰 송신은 Ka-대역(30.085$\sim$30.885 GHz)에서, 수신은 K-대역(20.355$\sim$21.155 GHz)에서 동작하도록 설계되었다. 또한, 제작된 시제품 안테나의 특성 시험을 통하여, 송신 및 수신 대역에서 최소 47 dBi와 44.4 dBi의 안테나 이득을 가지며, 급전 배열 및 부 반사판을 통하여 안테나의 빔이 ${\pm}2^{\circ}$ 범위까지 가변할 수 있음을 확인하였다.
본 논문에서는 성층권 통신 시스템(HAPS : High Altitude Platform System)과 NGSO (Non-Geostationary Orbit) 시스템간 간섭 영향을 두 가지의 경우로 나누어서 분석한다. 한가지는 HAPS 시스템이 NGSO 시스템에 미치는 간섭이며, 다른 한가지는 NGSO 위성이 HAPS 시스템에 미치는 간섭 영향이다. 그 결과 NGSO 이동국이 받는 간섭은 NGSO 위성 위치가 $95^{\circ}$일 때 가장 높게 나타났으며, 이때 HAPS와 NGSO 모두에 의한 간섭은 사용자 수가 20명 이상부터 간섭 기준을 초과함을 알 수 있었다. 그리고 HAPS 이동국이 받는 간섭의 경우에는 NGSO 위성 앙각이 $87^{\circ}$일 때 가장 높은 간섭이 나타났으며, 이 때 NGSO와 HAPS 모두에 의한 간섭은 사용자 수가 10명 이상부터 간섭 기준을 초과함을 알 수 있었다. 또한 $64^{\circ}$일 때 가장 낮은 간섭이 나타났으며, 이때 NGSO와 HAPS의 사용자 수가 같을 경우에는 190명에서부터 간섭을 초과함을 알 수 있었다.
본 논문은 안테나 어레이를 이용한 블라인드 방법을 관간으로 하는 최적의 웨이트 벡터 계산방법을 제시한다. 본 논문에서 사용되는 적응알고리즘은 수신신호의SINR(Signal to Interference plus Noise Ratio)을 최대화하는 웨이트 벡터를 구하는 일반화된 온-오프 알고리즘(Generalized On-Off algorithm)이다. 제안된 알고리즘은 선형화된 일차의 계산량, O(6N+8), 으로 작동되어 범용 DSP를 이용하여 웨이트 벡터 계산을 실시간으로 처리 할 수 있음을 확인하였다. 또한 다양한 성능분석을 통해 본 논문에서 제안한 알고리즘은 각분산(angular spread)이 많을 때와 처리이득(processing gain)이 낮은 열악한 신호 환경하에서는 일반화되지 않은 기존의 알고리즘의 경우보다 약 3배까지 용량증대 효과를 제공한다는 것을 확인하였다. 제안 알고리즘을 IS2000 1X 이동통신시스템과 위성추적시스템에 응용한 결과, 통신용량측면과 통신품질측면 모두에서 우수한 성능을 확인하였다.
도시의 급격한 발전으로 공사가 증가하게 되고 이동 차량 또한 증가 하게 된다. 이는 자연히 시각 장애인들의 보행을 점점 더 어렵게 만든다. 이러한 어려움을 해결하고자 Android 기반의 Portable Navigation System을 도입하여 시각 장애인의 보행을 돕고, 서비스 센터에서 시각 장애인의 이동을 실시간으로 모니터링 하여서 시각 장애인의 보행에 도움을 주고자 한다. 노인이 서비스 센터에 배치되어 노인 인구 증가 문제의 해소 방안도 제공한다. 시각 장애인이 소지하고 다닐 수 있는 형태의 Navigation System은 GPS, Camera, Audio, wifi를 장착하고 있다. GPS위치 정보와 Camera 영상 정보를 실시간으로 wifi망을 이용해 서비스 센터로 전송을 하여 주도록 설계 하였다. 서비스 센터에서 시각 장애인의 GPS Location 정보를 바탕으로 그 위치를 지도에 표시하고, Camera 영상 정보로 시각 장애인이 바라보고 있는 곳의 상황을 모니터링 하며, Audio를 통해, 실시간으로 대화를 통해서 길안내 해주는 Navigation System이다.
본 논문은 3D 위치 정보를 산출하기 위한 기압고도계 및 기준국을 이용한 절대 고도 측정 정확도 향상에 관한 연구이다. GPS와 같은 위성 항법 시스템이 신뢰성이 있는 절대 고도를 제공하지 못하는 점과 기압 고도계가 변화하는 대기압의 특성상 절대 고도 정보를 제공하지 못한다는 문제점을 인식하고, 이를 개선하기 위해 새로운 기법을 제안하였다. 제안된 기법을 검증하기 위해 RTK를 활용한 기준국을 지정하고 시중에 판매하는 압력 센서 및 EVK 단말기를 활용하였으며, 실내 외에서의 사람의 이동으로 인한 고도 변화 실험과 차량을 이용한 이동 실험을 통해 검증하였다. 이 논문의 결과는 기준국을 이용하는 기존의 2D 측위 시스템을 간단히 3D 측위 시스템으로 확장할 수 있는 저가 솔루션을 제공할 수 있음을 보였다.
항공기의 이동속도의 증가로 인해 위치 측위의 중요성이 더욱 부각되고 있다. 이러한 요구는 GPS의 등장으로 충족되었으나 이는 트래픽 재밍 등 위성으로부터의 신호 수신이 어려운 경우에는 측위가 불가능하게 된다. 이러한 경우 통신용 링크가 측위에 부가적으로 사용된다면 상대적인 위치를 추정하여 위치를 추정할 수 있다. 통신용 링크를 이용한 측위는 추가적인 장치 없이 신호 처리만으로 위치를 추정할 수 있는데 대표적으로 ESPRIT이 존재하며 이는 수신 신호의 상관 행렬을 기반으로 한다. 이론적으로 상관 행렬의 추정에는 평균 연산이 필요하나 이는 실제 상황에서 많은 수의 샘플이 필요해 충분한 샘플이 주어지지 않은 경우 오류가 발생할 수 있다. 이에 적은 수의 샘플에서의 상관 행렬의 오류 행렬을 정의하고 추정하여 순시적으로 제거하는 알고리즘을 제시한다. 제안하는 알고리즘은 송신기가 밀집되어 있는 경우 기존의 알고리즘에 비해 우세한 성능을 보인다.
전자 부자 흐름 패턴 시스템은 위치 측위 기술과 여러 가지 통신 기술을 이용하여 원격에서 부자의 위치를 모니터링 함으로써 하천의 유량을 예측할 수 있다. 현재 자연하천의 흐름 패턴을 분석하기 위해 여러 형태의 수동 부자들이 사용되고 있다. 수동 부자를 이용한 유량 측정은 유량을 측정하기위해 거리와 시간을 직접 측정한 후 이것을 이용한다. 이러한 방법은 측정방법과 정확한 유량 측정 측면에서 효율적이지 못하다. 이러한 문제를 극복하기 위해 본 연구진은 CDMA, GPS 그리고 2.4GHz기반의 RF모듈을 이용하여 전자부자를 설계 및 구현했다. 그리고 전자부자의 위치정보와 흐름 패턴 정보를 알기 위한 모니터링 시스템을 설계 및 구현하였다. 더불어 배터리로 동작하는 전자부자에서 짧은 life cycle은 전자부자를 이용한 흐름 패턴 시스템에서의 효용성을 떨어뜨린다. 이를 극복하기 위해 전자부자 흐름 패턴 시스템의 전자부자를 위한 전원 절약 기법을 설계하였다.
본 연구는 IT생활화 개념을 도입하여 IT기술을 전통산업, 국방, 의료, 교육 등 사회 8대 분야에 접목시켜, 무선 통신분야에서의 응용 서비스를 구현할 수 있는 소요기술 및 공통기반기술을 도출하고, 계층분석(AHP, Analytic Hierarchy Process)기법을 활용하여 IT생활화를 구현할 수 있는 핵심기술 도출 및 우선 순위를 선정하였다 연구결과의 의미는 다음과 같다. 첫째, AHP모형을 활용하여 15개 핵심기술 후보군 중 4대 중점기술분야에서 가장 중요하다고 판단된 핵심기술은 초고속 패킷 무선전송기술(4G), 이동네트워크 및 시스템기술, 무선LAN/MAN기술, 무선 홈 링크기술, 주파수이용 핵심기반기술, 위성 탑재체 개발기술로 선정되었다 둘째, 평가항목의 상위요소는 기술성이 가장 높게 나타났으며, 그 다음으로는 경제성, 파급효과, 공공성 순으로 중요도가 평가되었으며, 평가항목의 하위요소는 기술상용화 가능성, 시장성, 경제적 파급효과가 가장 중요한 하위 요소로 인식되었다 셋째, 서비스-기술-기술개발 전략을 통하여 기술개발전략을 제시하였다 기술성과 경제성을 기준으로 해서 핵심 기술 포트폴리오를 구성하여 선도기술, 수출경쟁력이 있는 기술, 틈새기술, 사회적 수요를 창출할 수 있는 응용서비스 기술 등 4대 기술개발전략을 수립하였다
무선 네트워크 기술과 모바일 프로세서의 성능이 향상됨에 따라 스마트 폰과 같은 무선통신이 가능한 소형 단말이 널리 활용되고 있다. 이러한 이동형 장치는 GPS를 이용하여 위치정보의 활용이 가능하여 위치정보를 기반으로 하는 서비스가 증가하고 있다. GPS는 위성신호를 수신할 수 없는 실내와 전파음영지역에서 위치 정보를 제공하지 못하며, 근거리 통신기술을 이용하는 시스템은 인프라의 구축이 필수적이다. IEEE 802.11을 기반으로 하는 추적 시스템은 널리 보급된 AP 인프라를 기반으로 위치 측정이 가능하나 표준 동작을 따를 때 심각한 전력소모의 문제가 있다. 본 논문에서는 IEEE 802.11 기반 저전력 위치 추적 장치를 제안한다. 저전력 동작을 위해 채널 검색 및 연결유지로 인한 전력소모를 최소화하여 동작시간을 극대화 하였다. 성능평가를 위해 저전력 태그 장치를 설계 및 구현하여 전력소모를 측정하였으며, 시뮬레이션 결과 기본 방법에 비해 제안 방법의 전력소모가 46% 감소함을 확인하였다.
본 연구에서는 웹기반의 화물차량위치추적시스템의 개발과 관련된 문제를 다루고 있다. 화물위치추적 시스템이란 이동하는 화물차량으로부터 위치데이터 및 관련 정보를 수신하여 중앙관제센터에서 이 정보를 데이터베이스에 저장하여 두고 화물위치 정보를 지도 위에 표시하는 시스템으로 화주, 운송회사 등 육상물류관련 기관에서 화물위치추적, 공동수배송, 화물차량 통제 등 다양한 목적으로 사용될 수 있다. 화물차량위치추적시스템은 AVLS(Automatic Vehicle Location System)라 불리우면서 산업계에서 활용되고 있으며 위치획득 방법의 종류에 따라 다양한 유형의 AVLS모델이 등장하고 있다. 예를 들면 전통적인 GPS(Global Positioning System) 위성 수신, DGPS(Differential GPS) 기지국, PCS(Personal Communication System) Cell, 도로기반 시설에 포함되는 비콘 등의 방법에 의해 AVLS는 구현되고 있다. AVLS는 정보통신 요소 기술과 정보통신 기반 시설로 구성되는데, 정보통신 요소기술로는 위치획측의 매개체인 AVL단말기와 관제시스템 S/W. 그리고 GIS(Geographic Information System)가 있고, 정보통신 기반 시설로는 차량의 단말기와 관제시스템 사이의 데이터 중계를 담당하는 네트워크가 있다. 화물차량위치추적시스템을 구성하기 위한 구비요건으로 중계망의 안정성과 신뢰성, 획득한 위치데이터의 정확성, 관제시스템의 완성도와 AVL단말기의 사용자 인터페이스, GIS S/W개발을 위한 Map API(Application Program Interface)등을 들 수 있다. 본 연구에서는 PCS Cell 방식에 의한 위치결정방식을 채택하였는데, 이것은 PCS망을 기반으로 데이터를 주고받이며 인터넷 단말기로 확장 가능한 PCS 단말기를 사용해서 위치추적을 하는 시스템이다. 이러한 시스템을 선정하게된 배경은 단말기아 망 이용료의 가격이 저렴하여 현실적으로 트럭이 쉽게 부착할 수 있다는 장점이 있으며 나아가 인터넷 단말기를 활용하여 차량과 관제센터사이에 메시지 전송 등 부가적인 서비스가 가능하기 때문이다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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