차세대 통신기술인 Software-Defined Radio (SDR)시스템은 단일 하드웨어 플랫폼에 소프트웨어 변경만으로 다양한 통신표준을 수용할 수 있는 시스템이다. 시스템의 융통성(flexibility)과 적응성(adaptability)을 위하여 RF와 관련된 하드웨어의 최소화가 필요하며, 이를 위해 ADC를 사용으로 기저대역(baseband) 또는 낮은 IF단으로 직접하향 변환(downconversion)을 할 수 있는 bandpass sampling 기법이 필수적이다. 이 논문에서는 complex bandpass sampling 방식을 이용하여 두 가지의 통신 표준이 한 시스템에서 동시에 직접 하향 변환하는 새로운 방법을 제안하였다. 이에 따른 sampling 가능 영역, 보호대역(guard-band)을 고려한 sampling 가능 최소 주파수 그리고 이동된 신호의 위치를 구하는 수식들을 유도한 뒤 그래프를 통해 비교 분석하였다. 또한 제안한 sampling방식이 모의실험을 통해 기존에 제안되었던 real bandpass sampling방식보다 SDR시스템에 더욱 적합하다는 것을 입증하였다.
44.1 kHz 샘플링 비율의 표준 CD음질의 오디오 신호를 인터넷 상에서 전송 및 분배하기 위해서 네트워크 대역폭과 저장 공간의 제한점을 고려해야 한다. 이러한 제한은 오디오 신호의 샘플링 비율을 낮추거나 MP3와 같은 오디오 데이터 압축 기법을 이용하여 해결할 수 있지만, 공통적으로 고 주파수 (High frequency) 대역의 정보가 손실 된다는 문제가 발생한다. 이러한 고 주파수 손실은 결국 저 샘플링 비율의 오디오 신호를 생성하게 되며 표준 CD음질을 가지는 오디오 신호보다 제한된 저 주파수 대역만을 재생할 수 있게 된다. 일반적으로 오디오 신호의 고주파 성분은 위치정보와 명료도, 재생 환경 등에 대한 음의 풍부한 정보를 제공한다. 본 논문의 목적은 LMS 적응 필터링과 DWT 분석/합성을 이용하여 저 샘플링 비율을 가지는 오디오 신호로부터 고 주파수 대역의 정보를 효과적으로 추정하는 것이다. 제안된 알고리즘은 DWT 영역에서 LMS 적응 알고리즘을 이용하여 고 주파수 정보를 추정하고 DWT 합성을 이용하여 고 주파수 정보가 강화된 고음질의 오디오 신호를 재생한다. 제안된 알고리즘의 성능 평가를 위해 실제 음성신호와 음악 신호를 이용하여 컴퓨터 모의 실험과 청취 평가를 수행하여 기존 알고리즘과 비교하였으며, 실험 결과 제안된 알고리즘의 우수성을 확인하였다.
Compressive sensing is a new sampling technique, which allows to sample a signal under the Nyquist-Shannon sampling rate. For block-based compressive sensing, a hybrid sensing matrix which contains low-frequency patterns in addition to the random Gaussian numbers is good for exploiting typical property of natural images. By noting that MH-BCS-SPL is well known for its good recovery performance, this paper investigates effect of the hybrid sensing matrix on MH-BCS-SPL in the sense of how large portion of low-frequency patterns can provide performance improvement.
In this paper, active noise control is performed in a duct system using the periodic pulse train which corresponds to the periodic component of noise source as a reference signal. Control algorithm applied in this study is possible to eliminate the acoustic feedback which occurs in the conventional filtered-x and filtered-u LMS algorithm by using electrical reference signal and has the fast adaptation speed with low filter orders by using synchronous sampling method is discussed via computer simulations and experiments of case studies such as frequency modulation, amplitude modulation and frequency differency between source signal and reference signal.
Mutiresolution proportional-integral-derivative(MRPID) 제어기는 웨이브렛 기반의 다해상도 응답을 이용해서 에러 신호에 포함되어 있는 잡음과 외란을 제거하는 필터 역할을 해준다. 다해상도 응답의 특징상 샘플링 주파수가 높을 경우 상대적으로 고주파성분이 남아있음으로 인해 응답속도가 떨어지는 대신에 오버슈트가 제거되고, 낮을 경우 신호 성분이 제거되므로 인해 응답속도가 향상되지만 오버슈트가 증가 되는 결과를 보였다. 본 논문에서는 proportional-integral-derivative(PID) 제어기와 MRPID 제어기의 응답을 이용한 샘플링 주파수를 설정하는 기법과, MRPID 제어기의 특성을 고려한 파라미터 설정기법을 제안한다. 모의실험을 통해서 제안된 기법의 타당성을 검증하였다.
본 연구에서는 초저팽창물질(Ultra-low expansion material, ULE)로 제작된 초안정 기준공지기와 다이오드의 전류 변조 특성을 이용하여 상용 다이오드 레이저로 주파수를 안정화시켰다. 레이저의 주파수 선폭은 공주(free run) 상태에서 적분시간 1 s 동안 1 MHz 정보이며, 대략 20분 동안 측정된 주파수 표류 속도는 300 kHz/s 정도였다. ULE로 제작된 초안정 기준공지기투과 신호의 측면(기울기 500 kHz/V)에 주파수를 안정화시켰을 때 선폭의 rms 값은 10 s 이상의 적분시간에서 50 kHz정도였다. 알란 분산(Allan variance)의 제곱근 값은 10ms 이상의 샘플링 시간에 대해 2kHz 이내가 되었다.
현재 SAW Device는 좁은 대역폭으로 원하는 주파수만 통과 시키는 특성을 이용한 주파수 필터로 사용되고 있다. 하지만 무전원으로 영구적인 사용이 가능하다는 장점이 있기 때문에 다양한 분야로 활동 분야가 넓어지고 있다. 이러한 SAW Device를 이용한 센서 태그는 많은 연구가 이뤄졌지만, 아직 Reader Platform에 대한 개발이 미비한 상태이다. SAW Device를 이용한 ID Tag의 값을 읽는 방법에는 시간 영역 샘플링(TDS) 방식과 주파수 영역 샘플링(FDS) 방식이 있다. 본 연구에서는 고속의 샘플링을 요구하지 않아 상대적으로 느린 샘플링 속도로 고속의 프로세싱을 요구하는 FDS 방식을 사용한다. 기존의 FDS 방식의 Reader Platform은 PC를 통하여 ID를 검출하는 방식이었으나 Cortex-A9 프로세서를 기반으로 하여 저가, 소형, 실시간의 임베디드 Reader Platform을 구현한다.
This paper presents the effects of a virtual mass with a low-pass filter on the stability boundary of a virtual spring in the haptic system. In general, a haptic system consists of a haptic device, a sampler, a virtual impedance model and zero-order-hold. The virtual impedance is modeled as a virtual spring and a virtual mass. However the high-frequency noise due to the sampling time and the quantization error of sampled data may be generated when an acceleration is measured to compute the inertia force of the virtual mass. So a low-pass filter is needed to prevent the unstable behavior due to the high-frequency noise. A finite impulse response (FIR) filter is added to the measurement process of the acceleration and the effects on the haptic stability are simulated. According to the virtual mass with the FIR filter and the sampling time, the stability boundary of the virtual spring is analyzed through the simulation. The maximum available stiffness to guarantee the stable behavior is reduced, but simulation results still show that the stability boundary of the haptic system with the virtual mass is larger than that of the haptic system without the virtual mass.
현재 일반적으로 사용되는 시간 영역 샘플링(아래 TDS) 방식의 SAW 디바이스는 빠른 데이터 처리를 할 수 있지만 그만큼의 빠른 샘플링 속도를 요구하기 때문에 고속의 A/D 컨버터가 필요하다. 이 고속의 A/D 컨버터는 고가의 장비로 디바이스 제작에 부담이 되는 실정이다. 반면에 주파수 영역 샘플링(아래 FDS) 방식으로 구현된 SAW 디바이스는 고속의 샘플링을 요구하지 않기 때문에 고가의 고속 A/D 컨버터가 필요하지 않다. 이렇게 느린 샘플링 속도는 상대적으로 고속의 프로세싱을 요구하게 되는데 이는 저가의 임베디드 시스템만으로도 구현이 가능하기 때문에 가격대비 성능에서 효율이 훨씬 높다고 할 수 있다. 그럼에도 FDS 방식의 SAW 센서를 제작하는 것이 까다롭기 때문에 현재 구현된 FDS 방식의 SAW 디바이스는 매우 드문 실정이다. 본 연구에서는 이 문제를 해결하기 위해 기존의 TDS용 SAW 센서를 그대로 이용한 FDS 방식의 SAW 디바이스에 대해 설계 및 구현한다.
Software Defined Radio(SDR)에서는 ADC를 안테나 가까이에 위치시키는 것을 목표로 하고 있다. 하지만 실제 RF 대역의 신호를 ADC를 이용해 디지털화 하는 방법은 아직 어렵다. 그래서 RF 대역의 신호를 IF 대역으로 하향 변환 후 샘플링을 하는 방법이 연구되고 있다. 이런 방법의 하나로, Sub-Sampling 방식은 발진기 없이 RF 대역의 신호를 IF로 변환할 수 있는 방법이다. Sub-Sampling 방법을 이용한다면 2개 이상의 밴드를 하향 변환할 수 있지만, RF 필터의 성능으로 인해 하향 변환된 신호간에 간섭이 작용할 수 있어 성능을 저하시킨다. 본 논문에서는 time division multiplexing(TDM) 방식을 이용해 2개 이상의 신호를 시간적으로 분리시킴으로써 RF 필터의 좋지 않은 성능으로 인해 발생할 수 있는 신호간 간섭을 피할 수 있는 방법을 제안한다. 이 방식은 샘플앤홀더에서 두 신호에 대한 시간적 분리와 Sub-Sampling을 동시에 구현함으로써 하드웨어적인 큰 변화 없이 신호를 수신할 수 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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