본 논문에서는 광대역 무선 통신에서 직교 주파수 분할 다중화 방식의 적응 변조 기법(적응 OFDM)을 소개한다. 또한, 향상된 성능의 채별 예측 방식을 이용하여 고속 이동 환경에서 적응 OFDM 시스템 성능을 향상시킨다. 주파수 선택적 페이딩 환경에서 적응 OFDM 방식은 고속 데이터 전송의 신뢰도를 향상시킨다. 하지만, 이 방식은 보다 좋은 성능을 위해 전송단과 수신단간의 정확한 채널 정보를 요구한다. 고속의 이동성을 갖는 실외 환경에서 적응 OFDM 시스템들은 수신단으로부터 전송된 채별 정보를 필요로 한다. 하지만, 이 경우 전송단에서는 지연된 채널 정보를 갖게 된다. 더구나, 고속 이동 환경에서 채별 충격 응답은 매우 빠르게 변한다. 따라서, 전송시 적응 OFDM 시스템에 이미 오래된 채널 정보를 사용할 경우 시스템 성능은 저하된다. 이러한 문제를 해결하기 위해 본 논문에서는 향상된 성능의 채널 예측기를 갖는 적응 OFDM 방식을 제안한다. 제안한 방식의 적응 OFDM은 적은 계산량으로 고속의 비트 할당을 가능케하며 향상된 성능의 채별 예측기를 이용함으로써 채널 지연의 영향을 완화시켜 적응 OFDM 시스템의 성능이 오래된 채널 정보에도 밀 민감하게 한다. 다양한 모의 실험의 성능 결과를 통해 제안한 방식의 우수한 성능을 볼 수 있다.
다중사용자 무선 채널 환경에서 공간분할 다중접속 기법을 사용함으로서 전체 시스템의 전송률을 대폭 증가시킬 수 있다. 송신단에서 정확한 채널정보를 알고 있는 경우, 전송률을 적절하게 조절함으로서 시스템 성능을 보다 향상시킬 수 있다. 뿐만 아니라, 주파수 선택적 페이딩 특성을 갖는 광대역 무선 채널에서는 채널 부호화를 통해 채널 다이버시티를 활용하여 신뢰성이 높은 데이타 전송이 가능하도록 BIC-OFDM 기술을 사용한다. 본 논문에서는 제한된 궤환정보를 이용한 기회적 스케줄링 기법과 결합된 적응 변조 시스템을 제안하고자 한다. 제안된 기법은 주파수 다이버시티와 다중 사용자 다이버티시를 이용하여 링크 성능을 항샹시킬 수 있다. 또한, 적은양의 궤환정보를 위해 모든 부채널 대신 하나의 OFDM심볼을 기준으로 적응 변조 기법을 사용한다. 모의 실험에서는 본 논문에서 제안한 기법이 적절한 계산복잡도를 가지면서도 상당한 링크 성능 향상이 있음을 보여주고자 한다.
OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 전송방식의 장점은 높은 주파수 효율, RF간섭에 대한 강인성, 낮은 다중 경로 왜곡 등을 들 수 있다. 다중 사용자 OFDM의 채널용량을 확대하기 위해서는 사용자간의 부채널과 비트 할당의 효율적인 알고리즘을 개발하여야 한다. 본 연구에서는 다중 사용자의 전송요구량을 만족하는 최적 부채널 및 비트 할당 문제를 0-1 정수계획법 모형으로 형성하고, 원래 문제의 선형계획법 완화 (linear programming relaxation)문제를 dual-decomposition과 subgradient 알고리즘을 사용하여 해를 구하는 효과적인 알고리즘을 제시한다. 또한 dual-decomposition으로 구한 목적함수값은 원래 문제의 선형계획법 완화문제의 최적목적함수 간과 동일함을 증명하였다 모의실험을 통하여 다수의 문제에 대하여 원래 문제의 최적 목적항수값에 대한 dual-decomposition으로 구한 하한의 성능을 제시하였다. MQAM (M-ary Quadrature Amplitude Modulation)을 사용하고 3개의 독립적인 Rayleigh 다중 경로로 구성된 주파수 선택적 채널을 가정한 경우 MATLAB을 사용한 모의실험에서 0-1 정수계획 법으로 구한 최적해의 성능을 실험하였다.
본 논문에서는 레이저 다이오드의 자기혼합 효과를 이용한 레이저 도플러 혈류계를 위한 신호처리 알고리즘들에 대한 in vitro적인 실험결과를 비교하였다. 단순하고 유연성있는 레이저 도플러 시스템을 구성함으로써 디지털 신호해석 방법에 의하여 여러 가지 신호처리 알고리즘들을 비교할 수 있도록 하였다. 이 시스템은 다양한 알고리즘을 퍼스널 컴퓨터를 사용하여 소프트웨어로 제어하므로써 다양한 알고리즘을 선택하여 비교 연구할 수 있도록 하였다. 또한, 유체 흐름의 재현성과 조직의 혈류 흐름을 모의하기 위하여 두 개의 실험적인 혈류모델을 제작하여 적용하였다. 광원은 파장 780nm의 레이저 다이오드를 사용하였으며, 3 종류의 입자 농도와 속도를 갖는 액체를 두 개의 실험모델에 흘리면서 측정된 결과들을 비교하였다. 그 결과 주파수로 가중되지 않은 알고리즘(0차 모멘트)이 속도와 농도변화를 잘 나타내는 반면에 주파수로 가중된 알고리즘들(1차와 2차 모멘트, 0차 모멘트와의 비)은 농도보다는 속도 변화를 잘 나타내었다.
고주파용 형광램프 시스템은 높은 발광효율 때문에 일반적으로 많이 사용되고 있다. 그러나, 이 고주파용 형광램프의 동작 특성은 동작주파수, 램프형상, 램프전압 및 전류값과 전자식안정기와 코아식안정기의 사용에 따라서 차이가 많이 난다. 그렇기 때문에 형광램프의 특성은 안정기의 특성을 고려한 형광램프 시스템의 동작특성 정합성에 매우 중요하다. 본 논문에서는 FHF32W(T8)형광램프의 고주파 특성을 가장 많이 사용되는 주파수 영역(12[kHz]∼50[kHz]에서 측정, 분석하였다. 특히 램프전류의 변화에 따른 형광램프의 비선형 임피던스를 모델링해서, 램프전류 변화에 의한 형광램프의 부임피던스 동작특성을 파악하여 고주파 형광램프의 최적 특성치를 선택할 수 있는 방법을 제시하였다.
OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 전송방식은 4G LTE (Long Term Evoluation)와 Wi-Fi와 같은 무선 통신 시스템에서 주파수 선택적 페이딩 환경을 극복할 수 있는 변조 방식으로 활용되고 있다. OFDM 심벌은 여러 개의 협대역 부반송파들로 이루어져 있어, OFDM 방식은 블록 단위 전송방식이라 할 수 있다. 즉, 마지막 OFDM 심벌까지 모두 채워서 프레임을 구성해야 한다. 따라서, 전송하고자 하는 정보량에 따라서 마지막 OFDM 심볼이 정보 비트들보다 OFDM 심볼을 채우기 위한 패딩 비트로 채워지는 경우가 있다. 이는 전송하고자 하는 데이터 양이 적은 경우에 심각한 스루풋 저하를 초래한다. 따라서 이와 같은 비효율성을 해결하기 위하여, DFT(Discrete Fourier Transform)의 성질을 이용한 효율적 패딩 기법을 제안하였다. 제안 방식에서는 마지막 OFDM 심볼에서 사용되는 데이터 부반송파의 개수에 따라서 OFDM 심볼의 길이를 조절한다. 그리고, 제안된 방식에 따른 성능 향상이 전송 방식 및 데이터 길이에 따라서 20%까지 될 수 있음을 수치적으로 확인하였다.
KSTAR 토카막의 두번째 실험 캠페인 동안 고속파 전자가열 (FWEH)을 위한 ICRF 고주파입사 실험을 실시하였다. 토로이달 자기장은 2 T, 플라즈마 전류는 200-300 kA, 주반경은 1.8 m, 부반경은 0.5 m의 원형 플라즈마가 가열 대상이 되었으며, 네개의 ICRF 안테나 전류띠 가운데 중심부의 두개의 전류띠를 최대 300 kW로 구동하기 위한 운전 주파수는 44.2 MHz가 선택 되었다. 이 주파수는 플라즈마의 모든 영역에서 이온 사이클로트론 공명을 일으키지 않으므로 플라즈마에 흡수되는 대부분의 출력은 전자에게 전달될 것으로 기대되었다. 낮은 고주파-플라즈마 결합으로 인하여 전송선의 최대 고주파 전압이 허용치를 초과하기 때문에 비교적 낮은 최대 출력만이 허용 되었으나, ECE에 의해 관측된 전자의 온도는 국지적으로 최대 150 % 까지 증가하는 것을 확인 할 수 있었다. 낮은 고주파-플라즈마 결합의 첫번째 원인은 FWEH의 효율이 이온을 가열할 때 보다 상대적으로 낮기 때문이다. 플라즈마 내에 이온 사이클로트론 공명층이 형성되면 높은 효율로 고주파를 입사 할 수 있다는 것은 잘 알려진 사실이다. 또다른 원인은 D 형상의 플라즈마에 맞도록 만들어진 안테나와, 원형 플라즈마간의 부조화로 인하여 고속파 차단층이 (Fast Wave Cutt-off Layer) 평균적으로 넓게 형성되기 때문이다. 플라즈마 외곽에 반드시 존재하는 낮은 플라즈마 밀도의 고속파 차단층 내부에서, 중심부로 향하는 고주파의 진폭은 지수함수로 감쇠하므로 가능하면 플라즈마 밀도를 높여 차단층 자체의 폭을 줄이거나, 안테나 전류띠를 플라즈마에 바짝 접근시켜야만 한다. 고주파 진단 장치로는 송출기의 출력과 반사파 측정 장치, 공명루프의 전압 측정 장치가 있는데, 이것들을 이용하여 안테나에 전달되는 출력 및 고주파-플라즈마 결합 효율을 나타내는 플라즈마에 대한 고주파 부하 저항을 구할 수 있다. 측정 결과, 부하 저항의 최소값은 진공시 또는 ICRF만의 방전시의 값 0.25 Ohm 보다 큰 0.5 Ohm을 나타냈으며, 최대값은 플라즈마의 상태에 따라 1 Ohm에서 2 Ohm 사이에서 매우 빠르게 요동하는 것을 확인했다. Mm 파 반사계의 측정에 의하면 플라즈마 언저리의 위치가 약 3 cm 정도의 크기로 요동하는 것으로 나타났는데, 부하 저항과 언저리 위치의 파형이 정확하게 일치하지 않지만 유사한 경향성을 가진 것으로 보인다. 따라서 플라즈마 언저리 위치의 제어를 통하여 가열 효율을 높게 유지할 수 있음을 알 수 있다. 본 발표에서는 실험의 소개와 함께 부하 저항의 관점에서 가열 효율을 높일 방안을 토론하도록 한다.
본 논문에서는 입력신호를 하위대역 (low-band)과 상위대역 (high-band)으로 나누어 각 대역을 개별적으로 부호화하는 대역분할 부호화 (split-band coding) 방식에 있어서, 상인대역 신호를 효율적으로 부호화하는 방법에 대해 다룬다. 일반적으로 그리고 특히, 그 동안 대역폭 확장법 (Bandwidth Extension, BWE)에 관한 연구를 통하여 두 대역 사이에 일정 정도의 상관관계가 존재한다는 사실이 밝혀져 있다. 따라서 두 대역간에 예측 부호화 기법을 도입함으로써 부호화 효율을 향상시킬 수 있다. BWE 예측기반 부호화 기법과 관련하여, 단순히 선형 BWE 함수를 이용하는 것은 두 대역간의 관계가 비선형성을 가지고 있으므로 최적의 결과를 얹기 어렵다. 따라서 비선형 BWE 함수를 포함한 다양한 예측 함수들의 성능비교를 통하여 가장 적절한 예측기를 선택하고자 하는 노력이 필요하다. 본 논문에서는 몇몇 대표적인 BWE 함수를 이용한 주파수 대역간 예측 부호화 방법에 대해 살펴 보고 각각의 성능을 평가한다. 또한 BWE 예측기반 부호화기를 (주파수)공간상의 중복제거 기술로 볼 때, 시간적 중복 제거 기술 즉, 예측 벡터 양자화기 (predictive vector quantizer)와의 결합이 부호화 효율향상에 상승효과가 있는지에 대해서도 검토한다.
본 논문에서는 HE-AAC (High Efficiency Advanced Audio Coding) 오디오 부호화기의 저주파 대역과 고주파 대역을 담당하고 있는 AAC부호화기와 SBR (Spectral Band Replication) 부호화기에 대해 낮은 비트율에서 효과적인 개선 방법을 제안한다. AAC 부호화기가 담당하는 저주파 대역에서 과도신호가 발생하는 부분의 프리에코를 줄이기 위하여 적용 주파수범위가 저주파 대역 방향으로 선택적으로 확장되는 eTNS (exteded Temporal Noise Shaping) 방법을 고안하였다. 또한 SBR에 의해 부호화되는 고주파 대역에서 톤 성분 복원 시에 잡음층 (Noise floor)이 추가 발생되지 않도록 정현파 모델을 통해 톤을 사전 인지하고 인지된 톤들의 주파수를 QMF 밴드의 중앙으로 재배치하여 성능 향상을 이루었다. 제안한 방법들을 사용하여 복호화한 샘플 음원들에 대해 주/객관적 음질평가를 실시한 결과, 표준 HE-AAC에 비해 향상된 결과를 보여주었다.
이 연구는 치과임플란트 시술후에 발생할수 있는 감각이상의 평가를 위하여 뉴로미터를 사용하여 정량적으로 측정하여, 임플란트 시술후의 감각신경 평가에 개관적 지침을 마련하고자 하는데 목적이 있다. 2006년 대전 썬 병원 구강내과에 내원한 환자중에 임플란트 술식을 시행한 환자 44명과 대조군 30명을 대상으로 $Neurometer^{(R)}$ CPT/C (Neurotron, Inc., Baltimore, Maryland, U.S.A.)를 이용하여 임플란트 시술전과 시술후 발사시에 2000 Hz, 250 Hz, 5 Hz,주파수로 검사를 시행하였다. 측정 부위는 임플란트 시술부위에 따라 삼차신경의 상악신경 분지와 하악신경 분지에 적용하였다. Neurometer는 세가지의 주파수 (2000 Hz, 250 Hz, 5 Hz)를 적용할 수 있는데, 각 주파수별로 대상자가 감각을 느낄 수 있는 가장 낮은 전류의 세기를 전류인지역치로 기록하였다. 각 신경섬유별 전류인지역치는 $A{\beta}$섬유의 경우 2000 Hz, $A{\delta}$섬유의 경우 250 Hz의 전류자극 하에서 특징적으로 반응하며, C섬유의 경우 5 Hz의 전류자극 하에서 반응한다. 전류인지역치 검사는 삼차신경 영역에 있어서도 말초신경 손상을 평가하기 위하여 검사를 시행할 수 있으며, 말초신경부위에 특징적인 주파수의 전류를 발생시켜 선택적인 신경 섬유를 자극한다. 서로 다른 굵기의 신경 섬유들은 각기 다른 빈도의 전류자극에 선택적으로 반응하는데, 각기 다른 주파수의 전류자극을 적용하며, 각 전류에 선택적으로 반응하는 $A{\beta},\;A{\delta}$, C신경 섬유의 반응 역치를 개별적으로 평가할 수 있다. 전류인지역치를 통한 평가에서는 전류인지 역치의 증감을 측정하여 감각과민이나 감각감퇴등의 감각이상을 진단할 수 있다. 임플란트 시술전후의 전류인지역치를 평가한 본 연구에서는 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 임플란트 시술 전후의 평가에서는 좌우 상하악 각각의 2000 Hz, 250 Hz, 5 Hz에서의 전류인지역치는 전반적으로 수술 후가 증가되었으며, 하악에서는 2000 Hz와 5 Hz에서 수술후에의 전류인지역치가 통계학적으로 유의하게 증가하였다. 2. 전신질환을 가지고있거나 그로 인하여 투약중인 군에서는 임플란트 수술 전후에 유의한 차이가 없었으며, 대조군에 비해서는 좌측 2000 Hz와 5 Hz에서 임플란트 시술군이 전류인지역치가 유의하게 높았다. 3. 대조군과 임플란트 수술군의 수술전의 전류인지역치 측정치의 비교에서는 우측 2000 Hz, 5 Hz에서 임플란트 시술군이 유의하게 높았으며, 대조군과 임플란트 수술후의 전류 인지 역치 평가에서는 2000 Hz에서 유의한 차이를 보였다. 4. 남자가 여자보다는 전류인지역치가 높았으나, 통계학적인 유의성을 보이지는 않았으며, 임플란트 시술군내에서도 남녀차이는 보이지 않았으며, 대조군에서 좌측 2000 Hz에서 유의하게 낮았다. 임플란트 시술 전후의 전류인지 평가에서 남녀성별에 따른 차이는 남자군에서는 통계학적 차이가 없었고, 여자군에서 우측 5 Hz, 좌측 2000 Hz에서 유의하게 높았다. 5. 감각신경이 있다고 호소하는 군과 아닌 군과의 비교에서는 감각이상을 호소하는 군이 전체적으로 전류인지역치가 증가했으나 통계학적인 유의성은 없었다. VAS상에 증가를 보이는 군의 수술전후의 전류인지측정 평가에서는 우측 5 Hz에서 임플란트 시술후 전류인지역치가 유의하게 증가하였으며, VAS 표시가 수술전후에 모두 0 인 경우에 좌측 2000 Hz에서 수술후의 전류인지역치가 유의하게 증가하였다. 이 연구는 뉴로미터를 이용하여 치아 임플란트 시술후에 발생할 수 있는 감각이상을 평가 할수 있는 객관적이고 정량적인 전류인지역치를 제시하고자 하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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