본 논문에서는 알 수 없는 주파수의 정현파외란(sinusoidal disturbance)을 가지는 선형시불변(linear time-invariant) 시스템에 대해 그 외란의 주파수 추정과 억제를 목표로 하는 알고리즘을 설계한다. 제시된 알고리즘은 주파수 추정을 위한 적응관측기(adaptive observer)와 외란 제거를 위한 출력조정기(output regulator)로 구성된다. 기존에 연구에 비하여 모델불확실성에 대한 강인성은 유지하면서 제어기의 초기값(initial value) 설정에 의존하지 않는 안정도 및 성능을 가진다. 제안된 알고리즘은 외란의 주파수를 완벽하게 추정하며, 그 정보를 바탕으로 외란 제거 성능을 보장할 수 있다. 또한, 실제 광디스크 시스템(optical disc drive systems)에 대한 시뮬레이션을 통하여 그 효과를 보여준다.
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.
초음파 에코파형의 시간-주파수해석법으로 Wigner 분포와 웨이브렛 변환 등과 같은 새로운 신호처리 기법이 비파괴평가 분야에 널리 응용되고 있다. 본 연구에서는 웨이브렛 변환(wavelet transform)에 의한 음속과 감쇠계수의 주파수의존성과 초음파 결함신호의 잡음제거의 유용성 유무를 실험적으로 검증하였다. Gabor 함수를 웨이브렛의 기본함수로 사용하였다. 초음파의 에코파형에 포함된 각 주파수성분의 속도와 감쇠계수의 주파수의존성을 추정할 수 있었으며, 초음파탐상에서 결함의 검출능 향상과 결함크기 산정의 정량화에 접근하기 위해 웨이브렛 변환에 의한 S/N비 신호처리 시뮬레이션 결과를 오스테나이트강 스테인레스 용접부에 가공한 EDM 노치의 초음파 결함신호에 적용한 결과 임상에코를 저감하고 S/N비를 개선하는 것이 가능하였다.
디지털신호처리 분야에서 다양한 환경에서 존재하는 배경잡음을 제거하여 음성신호의 품질을 개선시키는 것은 반드시 필요한 문제이다. 음향학적으로 배경잡음을 제거할 때 고려해야 할 중요한 점은 인간의 청각기전이 주로 음성의 진폭 스펙트럼의 정보에 의존하여 문제 해결을 하고 있다는 사실이다. 본 논문에서는 음성의 진폭 스펙트럼의 추출을 주요 목적으로 하는 주파수가중 스펙트럼성형필터의 특성을 도입한다. 따라서 본 논문에서는 배경잡음으로 중첩된 음성신호 성분 중에 이 진폭 스펙트럼 정보를 추출하여, 위너 필터법과 음향학적인 모델에 의한 주파수가중 스펙트럼성형필터를 사용한 알고리즘을 제안한다. 본 실험에서는 스펙트럼 왜곡률(SD)에 의하여 제안한 알고리즘의 출력 SD가 기존의 다른 방법과 비교하여 약 5.28 dB 이상 개선되었다.
본 논문에서는 동종 또는 이종 무선시스템에 대해 최소결합손실 기반의 주파수 조정을 위한 이론적 모델링 및 계산 결과를 제시한다. 주파수 조정에 핵심 변수들인 시스템 특성, 전파전파 모델, 가용율 및 보호비, 주파수의존제거 또는 인접채널간섭비, 변별각을 고찰하고, 각각에 대해 수치계산 결과를 도출한다. 주파수 조정의 절차를 보이기 위해 도심 또는 부도심에서 간섭원 이동기지국과 피해 고정무선시스템 간의 간섭전력을 분석하며, 가정한 양 시스템 특성에 대해 변별각 및 거리의 함수로 최대허용간섭전력과 간섭 영향을 비교한다. 제시된 방법은 다양한 무선시스템의 주파수 조정에 필요한 상호 공존 또는 양립성을 위한 기술적 분석에 활용이 클 것으로 판단된다.
본 논문에서는 주파수 변조 단속 지속파(Frequency Modulated Interrupted Continuous Wave: FMICW) 시스템을 기반으로 한 고해상도(HRR: High Range Resolution) 레이더 탐색기에서 발생하는 스퓨리어스(Spurious)를 제거하기 위한 스펙트럼 분석 기법에 대해서 연구하고 새로운 제거 기법을 제안한다. 주파수 변조 지속파(Frequency Modulated Continuous Wave: FMCW)를 기반으로 하는 고해상도 레이더 시스템과 다르게 FMICW를 사용한 시스템은 주기적으로 나타나는 비연속적 IF(Intermediate Frequency) 신호에 의해 스펙트럼 상에서 스퓨리어스가 생기게 된다. 이러한 스퓨리어스를 제거하기 위해서 대역 통과 필터(band pass filter)를 사용하면 FMICW 시스템의 정확도가 이전 추정된 거리 값에 의존적이 되고 random interrupted sequence를 사용하면 noise floor가 증가하며, staggering process를 사용하면 중복된 정보를 위해 여러 개의 파형을 송신해야 되는 단점이 있다. 최근 소개된 IAA(Iterative Adaptive Approach) 또는 SPICE(SemiParametric Iterative Covariance-based Estimation method)와 같은 스펙트럼 분석 기법을 이용하면 이러한 단점 없이 FMICW 시스템에서의 스퓨리어스를 효과적으로 제거할 수 있다. IAA 또는 SPICE를 사용하기 위해서는 신뢰할 수 있는 데이터(reliable data)와 신뢰할 수 없는 데이터(unreliable data)를 구분하고, 신뢰할 수 있는 데이터만 이용하여야 하는데, 이를 위해서 STFT(Short Time Fourier Transform)가 적용된다.
13 km 광섬유를 통해 1.4 GHz의 기준 주파수를 전송할 때, 광섬유에서 발생하는 위상잡음을 제거하는 시스템을 구성하였다. 전송된 주파수의 안정도 성능은 실험장치의 온도변화폭에 의존하였다. 실험실의 온도변화폭이 $0.3^{\circ}C$ 이내로 유지되는 동안에는 광섬유의 위상잡음을 제거했을 때, 원격지에 전송된 신호가 0.8초의 평균 시간에서 $4.6{\times}10^{-14}$, 1000초의 평균 시간에서 $2.5{\times}10^{-16}$의 상대주파수 전송 안정도를 보여 만족할 만한 결과이었으나, 실험실의 온도가 $3.5^{\circ}C$ 범위로 변할 때에는, 1.2초의 평균 시간에서 $6.8{\times}10^{-14}$, 1000초의 평균 시간에서 $3.0{\times}10^{-15}$의 전송 안정도를 보였다. 이 결과로부터 1000초의 평균시간에서 $10^{-16}$ 수준의 상대주파수 안정도를 얻기 위해서 요구되는 실험장치의 온도 안정도 조건을 제시할 수 있었다.
By virtue of Rec. ITU-R P.1546 and geography information system, interference analysis for the fixed wireless system and radar has been presented based upon the frequency-distance rules with minimum coupling loss, and a comprehensive methodology for assessing interoperability between systems was examined in terms of received signal, protection ratio, frequency dependent rejection. Also to find the antenna gain from a discrimination angle, a useful S-I plane was introduced based on signal and interference vectors derived from the real map with geographic information. To show some computational results, geography information on the map was taken for the given area, and field strength and path profile were illustrated for the radar and fixed wireless system operating at 2.7 GHz, for convenience. In addition the interference effect of receiver was also checked as a function of radar beam direction including protection ratio and frequency dependent rejection. The developed interference analysis can be actually applied to evaluate interoperability for wireless systems in the VHF and UHF bands.
현재 적용되고 있는 선박의 식별체계들은 대부분 사용자의 판단을 도울 수 있는 수중 음파의 주파수 분석, 분석 자료의 보관 및 데이터베이스, 그리고 비교기능 등의 사용자 인터페이스를 제공하고 있으나, 선박고유의 특성 추출부터 식별까지 전적으로 사용자의 정보인식능력에 의존하고 있다. 그러므로 이러한 식별방법들의 신뢰성은 사용자의 전문성에 크게 의존하고 있으며, 분석 장비 역시 고가의 장비를 사용하고 있다. 본 논문에서는 선박식별의 자동화로 가기위한 기초 자료를 제공할 목적으로 수중에서 들려오는 소리를 일반 PC에서 획득하여 수중 음파 특성을 도출하고 패턴인식 통하여 선박들을 클래스 별로 분류함으로써 식별 가능성을 보이고자 한다. 이를 위해 Matlab을 이용한 주변소음 제거 및 신호 처리를 통한 음파 특성을 추출하고 패턴인식을 이용하여 추출된 클래스에 대해 분류하고자 한다.
본 논문에서는 도심 또는 부도심에서 고정무선시스템과 이동기지국 간의 주파수 조정을 위한 이론적 모델링 및 수치해석 결과를 제시한다. 간섭분석에 필요한 주요 변수인 시스템 특성, 전파전파 모델, 보호비, 주파수의존제거, 신호-간섭 평면의 변별각을 고찰하고, 이들에 대해 수치계산을 통해 결과를 도출한다. 최소커플링손실 방법을 기반으로 가정한 고정무선시스템과 이동기지국의 특성에 대해 도심 또는 부도심에서 높이-이득 모델, 변별각, 그리고 거리의 함수로 수신간섭전력을 계산하고, 그 결과들을 보호비로부터 유도된 최대허용간섭전력과 비교한다. 제시된 방법은 다양한 무선시스템의 주파수 조정 또는 재배치 과정에 요구되는 상호 공존 또는 양립성의 기술적 분석에 유용할 것으로 판단된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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