본 논문에서는 심리음향 모델과 MDCT/IMDCT(Modified DCT/Inverse Modified DCT)를 이용하여 고음질 오디오 워터마킹 알고리즘을 제안하였다. 일반적으로 디지털 오디오 워터마크는 디지털 오디오 신호를 주파수 영역으로 변환 한 다음 주파수 영역에 워터마크를 삽입하지만 삽입된 워터마크에 의해 디지털 오디오 음질이 영향을 받게 된다. 제안된 알고리즘에서는 디지털 오디오 데이터를 PN(Pseudo Noise) 코드를 사용하여 확산시킨 다음 심리음향 모델을 참조하여 MDCT 과정을 통하여 오디오 워터마크를 삽입시킨다. MDCT 과정에서 고음질의 오디오를 얻기 위해 필터뱅크 출력의 첨예도에 따라 256, 1,024 또는 2,048 포인트의 윈도우가 선택되어진다. 본 논문에서 워터마크 계수 ${\alpha}$가 2.5 이하일 때, 워터마크의 검출률이 SDMI(Secure Digital Music Initiative)의 제안 조건을 50% 이상 상회 하며, SNR은 4종류의 공격(압축, 절단, FFT, 에코)에 대해 $50{\sim}68dB$ 값을 가짐을 확인하였다.
랜덤한 주파수도약을 실현하기 위해 기존의 PLL(Phase Locked Loop)방식이 많이 사용 되었으나 locking time이 소요되는바, 출력주파수의 졍현파형을 직접 합성하는 직접 디지털 주파수 합성방식을 이용하여 이러한 단점을 없앨 수 있으나. 기존의 위상누적 방식을 이용한 직접 디지털 주파수 합성방식에서는 합성 파형상에 위상 왜곡이 수반되어 불요잡음이 크게 나타났다. 이러한 단점을 개선하기 위해 위상누적 방식에 관한 이론을 고찰하고 새로운 방식의 이론식을 유도하여 이에 적합한 시스템을 구성하였다. 또한 합성된 출력주파수의 정현파형에 대한 스펙트럼 분석과 PN(pseudo Noise)부호를 사용한 순시적인 주파수 도약상태의 확인 결과, 기존의 위상누적 방식보다 불요잡음 전력레벨이 10~25dB 줄고 주파수 대역도 420kHz까지 확장 가능함을 알았다.
본 논문은 2020년 11월 동해에서 실시한 장거리 수중음향통신의 해상실험 결과를 제시한다. 하나의 이동하는 송신기와 16개의 수직 배열 수신기들을 통해 신호를 수집하였으며, 송신기와 수신기 사이의 거리는 약 20 km정도였다. 실험에 적용된 신호는 기존의 직접수열 대역확산 방식과 각 심볼마다 다수의 순환된 Pseudo Noise(PN) 시퀀스를 중첩함으로써 전송률을 높이는 중첩된 직접수열 대역확산 방식이다. 실험결과 채널 부호화 기법이 적용되지 않은 비부호화 비트 오류율에 있어서 기존의 직접수열 대역확산 방식은 16채널 평균 0.0005로 나타났으며, 중첩된 직접수열대역확산 방식은 0.00124을 보였다.
본 논문에서는 수중 통신에서 은밀성과 성능 향상을 위해 직접 수열 확산 방식 기반 다중 밴드 기법을 사용한 부 대역 Frequency Shift Keying(FSK) 신호의 효율적인 송수신 구조를 제시하였다. 은밀성적인 측면에서는 Pseudo Noise(PN) 부호의 chip을 직접 곱하는 직접 수열 대역 확산 방식을 적용하였으며, 성능적인 측면에서는 다중 경로 특성, 도플러 확산 등으로 인한 성능 감쇠를 극복하기 위해 다중 밴드, 터보 등화, 각 밴드별 가중치 알고리즘을 적용하였다. 시뮬레이션 결과를 바탕으로, 송수신기 사이의 거리가 약 300 m ~ 500 m인 호수에서 기동 실험을 하여 대역확산 신호의 chip 수를 8개, 32개로, 다중 밴드 수는 4개 일 때의 성능을 분석하였으며, chip 수가 증가할수록, 터보 등화 기법 적용 시 반복횟수가 증가할수록 성능이 향상되었고, 다중 밴드에서 프리엠블 오류율을 분석하여 밴드 별 가중치를 적용 시 더 많은 패킷 전송 성공률을 나타냈다.
In this paper, a new multi carrier, direct sequence code division multiple access (MC-DS-CDMA) system is proposed. Our new signal construction is based on convolutional encoding of the transmitted data, serial-to-parallel (S/P) conversion of the encoded data, Walsh-Hadamard-transformation (WHT), a second S/P conversion of the WHT outputs, spread spectrum (SS) modulation with a common pseudo-noise (PN) sequence, and then multicarrier transmission. The system bit error rate (BER) performance in frequency selective fading channel in the presence of additive white Gaussian noise (AWGN) and a jamming tone is analyzed and simulated. The numerical results are compared with those from an orthogonal MC-DS-CDMA system of Sourour and Nakagawa [7]. It is shown that the two systems have almost the same BER performance, but the proposed scheme has better anti-jamming ability.
Self-encoded spread spectrum (SESS) is a novel modulation technique that acquires its spreading code from a random information source, rather than using the traditional pseudo-random noise (PN) codes. In this paper, we present our study of the SESS system performance under pulsed-noise jamming and show that iterative detection can significantly improve the bit error rate (BER) performance. The jamming performance of the SESS with correlation detection is verified to be similar to that of the conventional direct sequence spread spectrum (DSSS) system. On the other hand, the time diversity detection of the SESS can completely mitigate the effect of jamming by exploiting the inherent temporal diversity of the SESS system. Furthermore, iterative detection with multiple iterations can not only eliminate the jamming completely but also achieve a gain of approximately 1 dB at $10^{-3}$ BER as compared with the binary phase shift keying (BPSK) system under additive white gaussian noise (AWGN) by effectively combining the correlation and time diversity detections.
안테나 배열을 사용하는 직접 대역 확산 시스템에서 초기 동기 포착을 위하여 안테나 배열을 사용하는 병렬 포착 방식을 제안한다. 제안된 병렬 방식은 단일 안테나를 사용하는 기존의 병렬 방식에 비하여 포착이 가능한 SNR의 범위를 크게 낮출 수 있다. 이를 위하여, 동일한 PN (pseudo-noise) 위상에 해당하는 안테나 배열로부터의 독립된 판정 변수들을 합하여 새로운 판정 변수로 사용한다. 성능분석을 위하여 부가성 백색 가우시안 잡음과 Rayleigh 페이딩 채널하에서 검출확률, 손실확룔, 오인확룔이 유도되며, 이러한 값들을 이용하여 제안된 방식의 평균 포착 성능을 평가한다. 수치적인 분석 결과를 통하여, 제안된 시스템의 성능은 안테나의 개수가 증가함에 따라 지속적으로 향상된다는 사실을 확인할 수 있다.
의사난수열은 코드 분할 다중접속과 같은 무선통신에서 중요한 역할을 한다. 여러 사용자가 동시에 시스템에 접속할 때 충돌이 발생 할 수 있는데, 의사난수열의 낮은 상관관계는 그런 통신시스템에서 다중 접속 간섭을 최소화 할 수 있다. 본 논문에서는 Welch bound의 관점에서 최적의 상호 상관관계 함숫값을 갖는 $m$-수열, GMW 수열, Kasami 수열, No 수열 등을 모두 포함하는 낮은 상호 상관관계를 갖는 비선형 확장 이진 수열군을 제안한다. 그리고 제안한 수열의 상호상관관계를 분석한다.
본 논문에서는 부호 분할 다중 접속 (code division multiple access: CDMA) 시스템에서 의사 잡음 부호 및 반전된 의사 잡음 부호의 획득이 가능하고 데이터 복조도 가능한 위상 변이 네트워크 기반의 차동 순차 추정 기법을 제안하였다. 모의실험을 통해 제안한 기법의 성능이 이제까지의 이중 상관 순차 추정 기법에 비해 낮은 복잡도를 가지면서도 동일한 성능을 지니고 있음을 보였다.
본 논문에서는 고정밀 차량위치 추적 기반의 교통신호등 제어를 위한 저전송율 초광대역 무선통신 시스템에서의 Ultra Fast Acquisition 알고리즘을 연구하였다. 현재 CDMA에서 사용되는 acquisition방식으로는 저전송율 UWB시스템에서 회로가 복잡해지고 빠른 acquisition을 기대할 수 없기 때문에 새로운 Ultra Fast Acquisition방식이 필요하다. 기본적으로 Sequential Estimation방식을 사용하며 trinomial m-시퀀스를 사용하여 유비쿼터스 센서 네트워크용 U시스템에서 long PN code를 사용하는 경우에도 회로의 복잡도를 줄이고 FCC Emission limit을 만족시키면서, $1\~3{\mu}sec$이내의 acquisition을 가능하도록 설계하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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