본 논문에서는 인터넷 멀티캐스트 환경하에서의 멀티미디어 스트리밍 데이터에 대한 인증 메커니즘을 제안한다. 최근, 신뢰성 있는 멀티캐스트 전송에 응용되어지고 있는 패킷 계층에서의 전방 오류수정부호를 멀티캐스트 인증 메커니즘과 연동시킨다. 이와 관련하여, 전송과정에서 일부 패킷들이 손실되어진다고 할지라도 다른 패킷들에 대한 개별 인증에는 영향을 미치지 않게 하기 위하여 Reed-Solomon 삭제부호를 적용한다.
본 논문에서는 저속의 무선 센서 네트워크(WSN: Wireless Sensor Network)에서 블록 FEC(Forward Error Correction) 알고리즘의 심볼 크기의 변화에 따른 802.11 MAC 프로토콜의 전송 효율과 전송 에너지를 해석적으로 분석한다. 블록 FEC 알고리즘은 심볼(symbol) 단위로 오류를 복원하므로, 주어진 무선 센서 채널에서 같은 FEC 체크 비트(check bit) 량을 사용하더라도 블록 FEC 알고리즘의 오류 패킷 복원률은 블록 FEC 심볼 크기에 의존적이다. 즉, 같은 양의 FEC 체크 비트를 사용하는 경우에, 연속된 군집 오류 길이는 작으면서 군집 오류가 자주 발생하는 채널에서는 작은 FEC 심볼이, 이에 반해 군집 오류의 길이는 크고 군집 오류 개수가 작은 군집적 분포를 보이는 채널에서 큰 FEC 심볼이 효율적이다. 심볼 크기의 영향을 평가하기 위해서 본 논문에서는 센서 노드 TIP50CM을 사용하는 WSN에서 수집한 패킷 트레이스를 기반으로 WSN 채널을 Gilbert 모델로 모델링하고, 심볼 크기가 다른 RS(Reed-Solomon) 코드를 생성하고 해석하기 위한 에너지를 측정하였다. 이러한 모델링된 채널과 각 RS 코드 생성과 해석 에너지를 이용하여 FEC 심볼 크기에 따른 RS FEC 코드를 채택한 802.11 MAC 프로토콜의 전송 효율과 전송 에너지를 계산하였다. 실제 측정 데이터와 해석적으로 계산한 데이터를 결합한 계산에 의하면 비슷한 FEC 체크 비트 량을 사용하더라도 FEC 심볼 크기에 따라 전송 효율은 최대 4.2%, 그리고 소요 에너지는 최대 35%의 차이가 발생한다.
본 논문에서는 비행체에 탑재하여 영상 자료와 비행 자료를 동시에 전송할 수 있는 데이터/영상 복합전송장치에 대하여 기술하였다. 데이터/영상 복합장치는 GPS 위치 데이터와 원격측정 데이터를 영상 신호에 합성하여 그 영상 신호를 MPEG-2 방식으로 압축하고 DVB-S 방식으로 변조시켜 전송한다. DVB-S 변조기는 오류정정부호를 추가한 후 QPSK 방식으로 변조하는 기능을 수행한다. 데이터/영상 복합장치는 지상시험과 환경시험, 전자파 간섭 시험을 거쳐 2회의 항공기 탑재 시험과 5회의 로켓 탑재 시험을 거쳐 그 성능을 입증하였다.
본 논문은 비행중인 유도탄을 원격으로 통제하기 위한 대역확산 방식의 무선통신 상향링크 개발에 대하여 기술하였다. 낮은 피탐성과 높은 항재밍 능력을 갖으며 비행체의 초고속 이동 및 페이딩에 의한 위상 또는 주파수 옵셋으로 인한 성능열화를 최소화하기 위해 대역확산 부분 DBPSK 변조방식을 사용하였으며 통신지연시간을 줄이기 위해 고속 디지털신호처리 알고리즘을 설계하였다. 또한 통신채널 장애의 주요 원인이 되는 멀티패스 간섭을 최소화하기 위해 복수의 수신안테나를 사용하여 선택적 다이버시티를 구현하였으며 추가적으로 터보코드를 에러정정부호로 사용하여 양질의 데이터를 수신할 수 있도록 개발하였고 비행시험을 통하여 성능을 확인하였다.
데이터가 일방향으로 전송되는 네트워크 환경에서 데이터에 대한 오류 제어는 매우 민감하고 중요한 문제이다. 이 문제를 해결하기 위해서 전방향 오류 정정 부호 기법이나 수신 결과를 회신하여 데이터를 재전송하는 기법이 사용되고 있다. 본 논문에서는 데이터를 일방향으로 전송하는 채널과 수신 결과만 회신할 수 있는 별도의 채널이 있는 네트워크 환경에서 오류 제어 기법 및 연속 데이터 전송을 할 수 있는 프로토콜을 제안한다. 또한, 일방향 네트워크에서 사전 공유 키 분배 기법에 기반한 데이터 암호 및 키 업데이트 메커니즘을 제안하고 이를 구현하기 위한 응용 서비스 데이터 단위(ASDU) 구조를 제시한다.
무선 스마트카드는 빌딩 보안 어플리케이션에 주된 역할을 하고 있다. 본 연구는 사용자에게 보다 편리함을 주고 스마트카드 시스템의 성능 개선을 제안한다. 스마트카드는 카드 리더기에 삽입을 하지 않고 장치에서 수센티미터 떨어져도 접근이 허용된다. 적응형 변조와 오류 제어를 통해 전력소비를 제어하는 성능은 필요하다. 본 논문에서는 적응형 리드 솔로몬 코드 기반의 FEC와 링크에서 M계수를 변화시킨 M-FSK변조에 대하여 연구한다. 적응형 변조와 적응형 오류 정정은 다른 다양한 정적스키마와 에너지 효율을 비교한 결과 50% 이상 에너지를 저장한다.
본 논문에서는 Nakagami 페이딩 채널 특성의 이동 통신 환경에서 정보 데이터를 PN 시퀀스로 대역 확산시켜 BPSK 변조를 취한 CDMA 시스템에 MRC 다이버시티와 반복 전송(다수결 선택)이나 부호화 기법을 다양하게 결합하였을 때의 블록 오율 성능 향상에 대하여 분석한다. 분석 결과로써, 부호화는 다이버시티 기법보다 더 효과적인 성능 향상을 보였다. 그러나 부호화는 더 넓은 주파수 대역을 필요로 하게 된다. 또한 MRC 다이버시티와 부호화 기법을 결합하였을 때 성능 개선이 크게 향상되었다.
LDPC 부호는 최근 Wi-Fi, WiGig, 10GBased-T Ethernet과 같은 최신 통신 표준들에서 순방향 오류 정정 부호로 적용되고 있다. 그러나 LDPC 부호는 우수한 성능을 위해 큰 블록 크기와 많은 반복 복호 횟수를 요구되어 많은 연산량을 필요로 한다. 이러한 문제를 해결하기 위해서 오류 정정 성능을 크게 저하시키지 않고 연산량을 감소시키기 위한 다양한 연구가 지속적으로 수행되고 있다. 본 논문에서는 특정 조건식을 만족하는 변수 노드나 체크 노드에 대하여 메시지 갱신 연산을 중지시켜 연산 복잡도를 감소시키는 AFC 알고리즘을 제안한다.
디지털 비디오 방송표준(DVB-S2)은 순방향 에러 코딩방법으로 BCH와 LDPC을 연결한 시스템을 내부코딩으로 사용한다. DVB-S2에서 LDPC 코드는 11개의 서로 다른 부호화 율을 정의하고 있기 때문에, DVB-S2 LDPC 복호기는 다양한 부호화 율을 지원해야 한다. 11개의 부호화 율 중에서 7가지(3/5, 2/3, 3/4, 4/5, 5/6, 8/9, 9/10)는 균일한 부호화 율이고, 나머지 4가지(1/4, 1/3, 2/5, 1/2)는 비균일 부호화 율이다. 본 논문에서는 균일한 LDPC 코드를 위한 유연한 복호기를 제시한다. 제안된 복호기는 칩의 면적, 메모리의 효율, 처리속도 등에서 많은 장점을 갖는 반 병렬 복호 구조와 변수노드와 체크노드의 내부 연결선을 줄이고 다양한 부호화 율을 지원할 수 있도록 Benes 네트워크를 결합하여 블록크기가 64,800까지 사용가능하도록 설계하였다. 제안하는 복호기는 200MHz에서 193.2MbPs의 처리속도를 갖으며, 면적은 $16.261m^2$이고, 전력은 공급전압이 1.5V에서 198mW의 소모를 보인다.
한국정보기술응용학회 2005년도 6th 2005 International Conference on Computers, Communications and System
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pp.77-80
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2005
Wireless sensor networks(WSN) technology has various applications such as surveillance and information gathering in the uncontrollable area of human. One of major issues in WSN is the research for reducing the energy consumption and reliability of data. A system with forward error correction(FEC) can provide an objective reliability while using less transmission power than a system without FEC. In this paper, we propose to use LDPC codes of various code rate(0.53, 0.81, 0.91) for FEC for WSN. Also, we considered node-to-node interference in addition to AWGN channel. The proposed system has not only high reliable data transmission at low SNR, but also reduced transmission power usage.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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