본 논문에서는 무선통신로 채널상에 존재하는 가우스 잡음을 포함한 협대역 A급 임펄스 잡음과 나카가미 페이딩 환경에서 하이브리드 DS/FH-CDMA MFSK 시스템의 성능을 비교 분석하고, 성능 개선 기법으로 MRC 다이버시티 수신 기법과 부호화 기법을 동시에 채용함으로써 고려되어진 시스템의 성능을 개선시켰다. 결과에 의하면 임펄스 지수가 강할수록 또한, 페이딩 지수가 작을수록 하이브리드 DS/FH-CDMA 시스템에서는 성능이 더욱 열화됨을 알 수 있었고, 성능 개선 기법으로 BCH 부호화 기법을 채용했을 경우 페이딩 지수가 증가할수록 성능개선의 폭이 큼을 알 수 있었다. 페이딩 지수가 작은 열악한 환경에서는 MRC 다이버시티 수신 기법을 채용하였을 경우 시스템 성능이 우수하였지만, 페이딩 영향이 감소할수록 BCH 부호화 기법을 채용하였을 경우 시스템 성능이 우수함을 알 수 있었다. 또한, 레일리 페이딩 환경에서 각각의 성능개선 기법을 단독으로 채용하였을 경우, 음성서비스 품질($10^{-3}$)에 도달할 수 없지만, BCH 부호화 기법과 MRC 다이버시티를 동시에 채용함으로써 강한 임펄스 잡음 하에서도 24dB 이상에서 음성서비스 기준 오율을 만족하는 성능 개선 효과를 얻을 수 있었고, 페이딩 지수가( $m_{i}$=3) 이상에서는 강한 임펄스 잡음이 부가되어도 21dB에서 $10^{-3}$을 만족하고 28dB 이상에서는 데이터 서비스 기준($10^{-5}$) 오율을 만족하는 우수한 성능 개선 효과를 보임으로써 다이버시티 가지수와 부호화의 이득에 의한 에러 성능이 향상되었다.
본 논문은 인하도선의 설치에 따른 접지시스템의 임펄스전류에 대한 과도임피던스 특성을 다루었다. 임펄스전류를 심매설 봉상 접지전각과 그리드 접지전극에 인가하였을 때 임펄스전류의 상승시간과 인하도선의 길이에 따른 전위상승과 실효임펄스접지임피던스를 측정하고 분석하였다. 과도접지임피던스는 접지전극의 형상과 크기 및 임펄스전류의 파형과 인하도선의 길이에 강하게 의존하며, 인덕턴스가 최소화되도록 인하도선을 설치하는 기법이 과도접지 임피던스의 저감을 위한 중요한 요소이다.
본 논문에서는 임펄스를 방사하기 위한 IR-UWB용 테이퍼 슬롯 안테나(Tapered Slot Antenna: TSA) 설계와 성능평가에 대해 연구하였다. UWB 대역에서 지향성 특성을 갖는 테이퍼 슬롯 안테나는 낮은 방사손실과, 임펄스 방사왜곡이 최소이어야 한다. 이를 위해 광대역 임피던스 변환기와 마이크로스트립-슬롯라인 천이부 구조를 갖는 테이퍼 슬롯 안테나 급전부를 설계하였다. 설계 및 제작된 테이퍼 슬롯 안테나는 전파 무반사실에서 방사패턴을 측정하였으며, 임펄스 방사에 따른 시간영역 특성을 평가하기 위해 펄스충실도 및 왜곡율 수식을 유도하였다. 제작된 테이퍼 슬롯 안테나의 임펄스 방사에 의한 펄스충실도는 ${\pm}30^{\circ}$ 빔폭 내에서 약 93% 이상의 양호한 결과를 얻었다.
본 논문에서는 임펄스 잡음과 주파수 선택성 레일리 페이딩이 공존하는 통신로에서 OFDM/ QPSK 시스템의 오율 성능을 해석하고, 성능 개선 기법으로 컨벌루션 부호화 기법을 적용하여 성능 개선을 도모하였다. 임펄스 잡음과 주파수 선택성 레일리 페이딩이 공존하는 채널에서는 보호 구간 길이보다 채널 지연 시간이 짧은 경우에 좋은 오율 성능을 나타내고, 보호 구간 길이를 벗어나면 오율 성능이 현격히 떨어짐을 알 수 있었다. 그리고 채널 상에서 존재하는 강한 임펄스 잡음의 영향을 받으면 오율 성능이 약 $10^{-1}$ 정도로 떨어짐을 알 수 있었다. 또한 임펄스 잡음과 주파수 선택성 레일리 페이딩이 공존하는 통신로에서는 부호화기법을 적용하지 않으면 음성 서비스조차 지원할 수 없는 반면에, 컨벌루션 부호화 기법을 적용하면 데이터 서비스까지 지원할 수 있음을 알 수 있었다.
반도체 스위칭소자를 이용한 커패시터 방전 임펄스 착자기는 착자요크에 순간적인 고전류 임펄스를 방전시켜 여러 종류의 영구자석을 생산하는데 사용된다. 요즈음 이러한 착자기의 비용은 상당히 고가이다. 본 연구에서는 반도체 스위칭 소자를 이용한 커패시터 방전 임펄스 착자기의 비용산정을 위한 방법 및 그 경제적 분석에 대하여 제시하였다. 이를 위하여 5개의 부시스템으로 구성되는 비용 구조를 이용하였다. 특히 Learning Curve를 이용한 임펄스 착자기의 비용감소 및 평가절하에 의한 비용의 변동추이를 관찰하였다. 중용량 착자기와 연결된 철심요크 (브러시레스 직류모터의 8극 회전자 자석용)를 이용하여 신뢰할 수 있는 결과를 얻었다.
위성 편대 비행 시 주위성과 부위성 간의 연료 소비 균형을 고려한 임펄스 기동에 관한 연구를 수행하였다. 위성 간 사용가능한 연료량을 비교하여 가중치(weight)를 두고 가격함수(cost function)를 설계하여 라그랑지 승수법을 통해 필요한 임펄스를 획득하였다. 상대궤도 발산 방지를 위해 에너지 매칭 기법을 사용하였고, 임펄스 기동 후 상대 거리 구속이 이루어짐을 시뮬레이션을 통해 확인하였다. 시뮬레이션은 지구 중력 외의 외란이 없는 경우와 대기 항력이 외란으로 존재하는 상황으로 시나리오를 나누어 수행하였다. 본 논문 결과는 이후 실제로 위성을 편대로 사용한 위성 군집 비행 시, 상대 궤도 구속 요건을 만족하고 각 위성의 연료량을 비교한 임펄스 기동이 요구될 때 사용가능할 것으로 기대된다.
본 논문에서는 두 가지 새로운 임펄스 잡음 검출기를 설계하고 총변량(total variation) 최적화를 통하여 영상에 존재하는 임펄스 잡음을 제거하는 방법을 제안한다. 설계된 임펄스 잡음 검출기는 적응 미디언 필터(AMF:Adaptive Median Filter)를 기반으로 하고 있으며 기존의 검출기에 비해 잡음검출의 정확도가 높고 영상의 디테일 정보를 잡음으로 오인하는 확률을 줄였다. 또한 제안하는 검출기는 잡음발생 확률에 무관하게 우수한 성능을 유지한다. 영상에서의 잡음제거는 제안된 검출기에 의해 얻어진 잡음후보 화소에 대해서만 총변량 최적화를 적용하므로 불필요한 계산을 줄이고 영상의 경계선을 잘 보존하면서 잡음을 제거할 수 있다. 실험결과 제안하는 2단 구조의 잡음제거 알고리즘은 다양한 형태의 잡음 밀도에 대해서 기존의 알고리즘에 비해 약 2dB 정도의 화질개선 효과를 얻었다.
본 논문에서는 임펄스 잡음 환경에서 길쌈 부호화 기법을 채용한 16 QAM 신호의 오율 성능을 분석하였다. 성능 개선을 목적으로 길쌈 부호화 기법과 최대비 합성 다이버시티를 사용하였다. 임펄스 잡음과 가우시안 잡음의 환경에서의 비교 분석을 통해서 임펄스 잡음과 가우시안 잡음의 특성에 따른 신호의 성능을 해석할 수 있다. 분석의 결과로서 임펄스 잡음 환경에서는 신호 전력을 높여주어도 오율 성능이 향상되지 않는 Error floor 구간이 있으며, 이 한계를 넘는 신호 전력이 제공되어야지만 오율 성능이 개선됨을 확인할 수 있다.
영상전송 등의 과정에서 임펄스 잡음에 의한 영상의 열화가 발생하며, 이러한 잡음을 제거하기 위해 활발한 연구가 진행되고 있다. 현재 대표적인 임펄스 잡음제거 방법에는 SM 필터(Standard Median Filter)가 있지만, SM 필터는 임펄스 잡음 밀도가 커짐에 따라 에지 영역에 오류를 나타낸다. 따라서 본 논문에서는 영상의 에지를 보존하기 위해 또한 영상의 왜곡을 줄이기 위해 변형된 적응 메디안 필터 알고리즘을 제안하였으며, 시뮬레이션 결과 제안한 알고리즘은 여러 영역에서 모두 우수한 결과를 나타내었고, 평가기준으로 PSNR을 사용하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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