• 한국음향학회지
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• 제40권5호
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• pp.428-438
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• 2021

심해 장거리 통신에서는 전달 손실이 적은 낮은 반송 주파수가 효율적이지만, 좁은 대역폭을 가지는 제약이 따른다. 대역폭의 감소는 전송률의 감소를 의미하며, 제한된 대역폭을 가진 환경에서 전송률을 증가시키기 위해서는 고차 변조 기법으로 설계될 필요가 있다. 본 논문은 고차 변조 기법으로 설계된 장거리 수중음향통신 데이터 분석 결과를 제시한다. 2020년 10월 동해에서 예인 음원을 이용한 장거리 해상실험 (23 km ~)이 수행되었고, 수직 선 배열을 통해 데이터를 획득하였다. 본 연구팀은 위상 변조 방식이 적용된 Phase Shift Keying (PSK) 계열 신호와 위상 및 진폭 변조 방식이 적용된 Quadrature Amplitude Modulation (QAM) 계열의 신호를 송신하였으며, 구체적으로 각 계열별 두 종류의 신호를 설계하였다; 1) PSK : quadrature PSK and 8PSK, 2) QAM : 8QAM and 16QAM. 데이터 분석을 위해 수신 신호와 채널 임펄스 응답 사이의 상관성을 활용하여 심볼 간 간섭을 완화시키는 시역전 처리가 적용되었다. 23 km 거리 데이터에 대해 모든 변조 방식이 성공적으로 복조됨으로써 장거리 환경에서 고차 변조 기법의 활용 가능성을 실험적으로 확인하였다.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제15권4호
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• pp.230-236
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• 2022

본 논문에서는 확산기반 분자통신 채널에서 랜덤오류와 ISI에 의한 오류 모두에 효율적인 직렬연결 부호를 제안하였다. ISI 제거를 위해 설계된 ISI 완화 부호와 랜덤오류에 강한 ISI 해밍부호를 결합하여 직렬연결 부호를 구성하였으며, 시뮬레이션을 통해 오율 성능을 분석하였다. 방사 분자수 M=1,200 이상인 채널 환경의 경우 직렬연결 부호의 오율 성능은 ISI에 강한 ISI 완화부호의 오율 성능을 따라가며, M=600 이하의 채널 환경에서는 랜덤오류에 강한 ISI 해밍부호의 오율 성능을 따라가고 있음을 알 수 있다. M=600~1,200의 구간에서 직렬연결 부호는 가장 우수한 오율 성능을 보여주는데 이는 랜덤오류와 ISI에 의한 오류가 병존하는 구간에서 두 오류 모두를 정정할 수 있기 때문인 것으로 분석된다. M=800 이하의 경우 직렬연결 부호와 ISI 완화부호의 오율은 평균적으로 약 1.0×10^-1 의 오율 격차를 보여줌을 알 수 있었다.

• International Journal of Computer Science & Network Security
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• 제23권5호
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• pp.172-178
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• 2023

In this paper, performance of autoencoder based OFDM communication systems is compared with IEEE 802.11a Wireless Lan System (Wi-Fi). The proposed autoencoder based OFDM system is composed of the following steps. First, one sub-carrier's transmitter - channel - receiver system is created by autoencoder. Then learning process of the one sub-carrier autoencoder generates constellation map. Secondly, using the plural sub-carrier autoencoder systems, parallel bundle is configured with inserting IFFT and FFT before and after the channel to configure OFDM system. Finally, the receiver part of the OFDM communication system was updated by re-learning process for adapting channel condition such as multipath channel. For performance comparison, IEEE802.11a and the proposed autoencoder based OFDM system are compared. For channel estimation, Wi-Fi uses initial long preamble to measure channel condition. but Autoencoder needs re-learning process to create an equalizer which compensate a distortion caused by the transmission channel. Therefore, this autoencoder based system has basic advantage to the Wi-Fi system. For the comparison of the system, additive random noise and 2-wave and 4-wave multipaths are assumed in the transmission path with no inter-symbol interference. A simulation was performed to compare the conventional type and the autoencoder. As a result of the simulation, the autoencoder properly generated automatic constellations with QPSK, 16QAM, and 64QAM. In the previous simulation, the received data was relearned, thus the performance was poor, but the performance improved by making the initial value of reception a random number. A function equivalent to an equalizer for multipath channels has been realized in OFDM systems. As a future task, there is not include error correction at this time, we plan to make further improvements by incorporating error correction in the future.

• 융합신호처리학회논문지
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• 제19권3호
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• pp.139-146
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• 2018

수중음향통신은 자원 및 지질탐사, 무인잠수정을 이용한 수중탐지 등 산업, 과학, 군사 분야에 다양하게 이용될 수 있으며 최근 들어 미국을 비롯한 선진국을 중심으로 활발하게 연구되고 있다. 그러나 수중음향통신은 지상에서의 무선통신과 달리, 느린 음파 전달속도로 인한 전송대역의 제한과 다중경로에 의한 심볼간 간섭과 이로 인한 심각한 신호왜곡 등의 치명적인 문제점을 갖는다. 본 논문에서는 이러한 문제점 중, 다중경로에 의한 심볼간 간섭을 제거하기 위한 방법으로 단일반송파 전송방식을 사용하는 주파수영역등화(FDE) 기법과 다중반송파 전송방식을 사용하는 직교주파수분할다중화 기법(OFDM)을 수중음향통신 채널에 적용하여 그 성능과 수중통신에서의 적용성 여부를 판단하였다. 이를 위해 모의된 수중채널을 바탕으로, SC-FDE와 OFDM 방식의 성능을 SER 관점에서 비교하였다. 수중채널은 벨홉모델을 이용하여 모의하였으며, 모의실험 결과, SC-FDE는 OFDM에 비해 $10^{-3}SER$ 기점을 기준으로 약 5dB 이상의 SNR 이득이 발생하였다. 모의실험 결과를 통해, SC-FDE가 수중 음향통신에 효율적으로 적용 가능한 시스템임을 보였다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제43권1호
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• pp.17-26
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• 2006

DVD용 아날로그 read channel에 사용되는 PR (1 2 2 1) 신호용 아날로그 비터비 디코더를 순환형 아날로그 병렬회로망 구조를 이용하여 설계하였다. 고 밀도의 마그네틱 기록매체나 DVD등은 인접 신호들의 영향을 많이 받게 되므로, 상호 간섭된 심볼 코드를 일정한 규칙에 따라 생성시켜 코딩하며, 재생 시에는 코딩 규칙의 부합도에 따라 디코딩하여 재생오류를 최소화 시키는 기술이 PRML이다. 이 PRML기술은 주로 디지털 기술로 구현하여 사용되고 있으나, 보다 고속 저 전력화 필요가 증대하여 최근 아날로그 기술로 구현하는 방법이 활발하게 연구되고 있다. 본 연구는 DVD read channel의 아날로그 PRML 구현에 관한 연구로서 PRML의 고속화에 가장 어려운 부분인 비터비 디코더 부분을 순환형 아날로그 병렬 회로망 구조를 이용하여 설계하였다. 설계한 PRML용 비터비 디코더는 PR (1 2 2 1) type으로 기존의 디지털 비터비 디코더 속도의 3배, 전력소모의 1/3인 성능을 보였다.

• 전자공학회논문지
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• 제49권12호
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• pp.184-193
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• 2012

본 논문에서는 고속 직렬 링크에 사용할 수 있는 5비트 2.0GS/s 2-way time interleaved 파이프라인 ADC 기반의 수신기를 소개한다. 샘플링 주파수를 높이기 위해, ADC 각 단은 트랙킹과 증폭이 동시에 수행되는 전류 모드 구조를 사용하였다. 또한 ADC 각단에 1-tap FIR 등화기를 탑재하여 별도의 디지털 후처리 없이 채널의 ISI를 감소시켰다. 제안한 수신기는 110nm 공정을 사용하여 설계하였다. 메모리를 제외한 수신기는 $0.58{\times}0.42mm^2$의 크기를 갖고, 동작전압 1.2V에서 91mW의 전력을 소모한다. 시뮬레이션 결과 2.0GS/s 샘플링 주파수에서 20MHz의 입력 주파수와 Nyquist 주파수인 1.0GHz 입력신호에 대하여 동일하게 26.0dB의 SNDR과 4.0비트의 ENOB특성을 확보하였다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제12권4호
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• pp.7-13
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• 2012

본 논문에서는 디지털 전송시 시분산 통신 채널에서 발생되는 부호간 간섭을 최소화시키기 위한 블라인드 등화 알고리즘인 ISCA (Improved Square Contour Algorithm)과 MSCA (Modified Square Contour Algorithm)의 성능을 비교하였다. 송신 신호는 통신 채널에서 진폭과 위상 전달 특성의 비선형성으로 인하여 대역 제한 및 시분산되어 수신될 것이므로 수신측에서 적응 등화기를 사용하여 찌그러짐을 보상한 후 검출기를 통과시켜 "1"과 "0"을 판정하게 된다. 이때 수신기에서 사용되는 적응 등화기의 알고리즘에서는 Constellation Dependent Constant가 매우 중요한 역할을 하며, 이의 계산을 위하여 ISCA와 MSCA에서는 2차 통계치만 이용하였다. 다른 알고리즘에 비해 비교적 간단한 연산으로 이들 2 가지의 전달 특성을 동시에 보상할 수 있는 알고리즘인 ISCA와 MSCA는 존의 SCA (Square Contour Algorithm) 알고리즘 성능을 더욱 개선시킨 것으로 이들의 성능을 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 비교하였다. 이를 위하여 복원 성상도, 잔류 isi양 및 MSE를 사용하였으며, 성능의 비교 결과 모든 비교 지수에서 ISCA 알고리즘이 MSCA 알고리즘보다 우월함을 확인하였다. 그러나 등화 알고리즘이 정상 상태에서는 MSCA의 CME항에 의하여 성능의 미소 변화량이 ISCA 보다 적어져서 높은 안정성을 얻을 수 있었다.

• 한국통신학회논문지
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• 제34권2C호
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• pp.209-216
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• 2009

OFDM 방식을 사용하는 Wibro(Wireless Broadband Internet) 시스템의 중계 과정에서 발생하는 지연 시간을 최소화하여 복조 과정에서 고려될 수 있는 심볼간 간섭 발생을 방지하기 위해 Wibro용 디지털 상하향 변환 과정의 전체 처리 지연 시간을 최소화하기 위한 방안이 필수적이다. 특히 디지털 처리단에서 적용되는 채널화 필터는 일반적으로 FIR 형태로 구성되지만 고도의 필터 특성을 위해 비교적 많은 수의 계수 값들을 요구하며, 이로 인해 과도한 처리 지연 시간을 발생한다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 본 논문에서는 기존 채널화 필터의 크기 응답을 최대한 보존하면서 안정성을 갖는 IIR 필터를 설계하는 방법과 IIR 필터 본연의 비선형적인 위상 특성 보정을 위해 전대역 통과 IIR 필터를 구성하는 기법을 소개하고 이 두 기법을 통합한 IIR 필터군을 제안한다. 또한 IIR 필터군이 갖는 비선형 위상 특성을 좀 더 개선하며, 처리 복잡도를 개선하기 위해 전체 IIR 필터군을 다상 필터 구조로 변환하는 방안을 제안한다. 본 논문에서 제안하는 IIR 필터군을 적용한 디지털 상하향 변환 구조는 전체 처리 시간을 단축할 수 있을 뿐 아니라 우수한 신호 품질을 유지하게 됨을 시뮬레이션을 통해 입증한다.

• 한국항해항만학회지
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• 제39권4호
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• pp.293-297
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• 2015

수중 음향 통신은 과거 군사적 목적을 위해 제한적으로 사용되어졌으나, 수중 탐지, 운동체 추적, 잠수함, 부이를 이용한 해양의 날씨 변화 등 해양에서의 통신에 대한 연구가 활발히 이루어지며 활용 분야가 확대되고 있는 추세이다. 수중음향통신은 다중경로로 인한 신호간의 간섭으로 성능 및 전송율이 열약한 실정이다. 따라서 다중 경로 전달 환경인 수중음향통신에서 원활한 통신과 함께 수신 신호의 성능을 향상시키기 위하여 낮은 SNR에서도 우수한 성능을 보이는 채널 부호화 기법에 대해 연구하였다. 본 논문에서는 데이터 길이의 가변성이 좋은 BCJR기반 (2,1,7) 컨볼루션 부호를 적용하였으며, 다중 경로 전달로 인해 왜곡된 데이터를 보상하기 위해 결정 궤환 등화기가 결합된 터보 등화기 구조를 적용하였다. 문경시 경천호에서의 실제 수중 실험을 통하여 BCJR 기반의 터보 등화 구조가 다른 비터비 복호방식의 경판정, 연판정 기법에 비해 성능이 우수함을 검증하였다. 이러한 BCJR 복호의 성능은 반복횟수는 평균 1회에서 3회 정도에 오류가 정정되고, 복호기 입력단의 오류율이 $10^{-1}$ 이하이면 모두 복호가 가능함을 볼 수 있으며, 16번의 수중통신 실험은 약 83%의 성공률을 획득하였다.