본 논문에서는 광대역 코드분할 다중접속방식(W-CDMA : Wideband-Code Division Multiple Access)을 이용하는 전력제어된 이동통신 시스템에서 영상전송을 위한 채널모형을 설계하고, 영상 소스 데이터와 결합된 채널 부호화에 대한 설계를 하고 전송성능을 검증하고자 한다. 웨이브릿 변환 알고리즘을 이용하여 각 대역별 중요도에 따라 차등적인 크기의 블록 단위로 세분화하여 독립적으로 부호화 하였고, 영상정보의 전송에러에 대한 감응도를 고려하여 RS(Reed-Solomon)부호화시에 각각의 신호대역에 따라 분리된 RS 부호화율을 적용하여 W-CDMA 페이딩 채널 에러에 대하여 동일한 데이터율로서 더 나은 PSNR 이득을 얻도록 하였다. 또한 Truncated Hybrid Type I ARQ 방식에 의한 재전송과정에서 재전송 프레임간 Combine하여 성능을 향상시킬 수 있는 장점이 있다. 시뮬레이션을 통해 차세대 영상전송 시스템으로서 기존의 독립적인 영상-채널 부호화방식에 비해 무선채녈의 열화에서도 성능의 감소가 크지 않아 효과적인 영상전송 방법임을 알 수 있었다.
OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)은 하나의 데이터 열(data stream)을 낮은 데이터 전송률을 갖는 작은 데이터로 나누고, 이들을 부반송파(subcarrier)를 통해 동시에 전송한다. OFDM이 차세대 전송방식으로 채택된 이유는 주파수 선택적 페이딩(frequency selective fading)이나 협대역(narrow band)간 간섭에 받는 영향이 적어 고속 통신이 가능하기 때문이다. 본 논문에서는 RS 부호(Reed-Solomon Code)를 사용하여 OFDM에서 대용량 데이터를 전송할 때 발생하기 쉬운 연집 오류(burst error)를 정정하도록 하였다. 또한 채널 사이에 파일롯 심볼(pilot symbol)을 삽입하여 채널 추정을 통한 신호의 타이밍 오류도 고려하였다.
본 논문에서는 MB-OFDM(Multiband-Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 시스템에서 사용되는 RS(23,17) 부호에 대한 복호기의 최적 구조를 제안하고, 설계하였다. 제안된 복호기 구조는 파이프 라인 구조를 갖는 수정된 유클리드(Modified Euclidean) 알고리즘을 사용하며, MB-OFDM 시스템에 최적화되어 작은 복호 지연(latency) 및 하드웨어 복잡도를 가진다. 제안된 복호기는 Verilog HDL을 사용하여 구현되었고, 삼성 65nm library를 이용하여 합성하였다. 350MHz로 합성했을 때 timing violation이 발생하지 않았기 때문에, 실제 ASIC을 제작해도 250MHz까지 동작하며, gate count는 20,710로 나타났다.
OSI 네트워크 모델의 데이터 링크 계층에서는 노드와 노드 사이에 신뢰성 있는 통신을 목표로 하며, 오류 발생이 잦은 무선 센서 네트워크 환경에서는 FEC(forward error correction) 기법을 주로 사용한다. FEC 기법은 패리티의 길이에 따라 오류 정정률을 설정할 수 있는데 오류 정정률을 높게 설정할수록, 에너지 소모가 크다는 한계가 존재한다. 한편 태양 에너지 기반 센서 네트워크에서는 주기적으로 에너지가 충전되며, 이로 인해 노드가 기본적으로 동작하는 데 필요한 에너지보다 더 많은 양의 에너지가 존재할 가능성이 있다. 따라서 본 논문에서는 수집되는 에너지 중 여분의 에너지를 사용해 데이터 손실률을 감소시키는 에너지 적응형 Reed-Solomon 기법을 제안한다. 노드의 에너지 상태에 따라 FEC의 패리티 길이를 다르게 설정하여, 에너지와 데이터 손실률의 trade-off(이율배반) 관계를 이용하는 기법을 제안하고 시뮬레이션을 통해 성능을 검증한다.
최근 다양한 산업분야에서 회의는 없어서는 안 될 의사소통 수단이다. IT기술의 발전으로 컴퓨터를 이용한 회의가 급속히 증가함에 따라 회의를 지원하기 위한 시스템이 필수적이다. 무선 랜 환경에서 회의 지원 시스템은 회의 주관자의 컴퓨터 화면을 실시간으로 회의 참가자 모두에게 전송하여 화면을 공유하는 시스템이다. 화면 공유를 위해서 일대다 통신을 지원하는 멀티캐스트를 사용한다. 화면 전송 중에 발생 가능한 데이터 손상 및 손실 문제를 효율적으로 해결하기 위해 RS(Reed-Solomon) 코드를 적용하여 회의 참가자 측에서 오류를 복구할 수 있도록 구현하였다. 회의 참가자 컴퓨터는 회의 참가할 때 RSSI(Received Signal Strength Indication)를 측정하여 주관자 컴퓨터로 전송하고 주관자 컴퓨터는 이에 따라 인코딩을 함으로써 시스템 성능을 향상시킨다.
본 논문은 40Gb/s급 광통신 시스템에서 사용되는 고속 리드-솔로몬(RS) 복호기의 하드웨어 면적을 줄인 새로운 구조를 소개하고 RS 복호기 기반의 고속 FEC구조를 제안한다. 특히 높은 데이터처리율과 적은 하드웨어 복잡도를 가지고 있는 차수 연산 블록이 제거된 pDCME 알고리즘 구조를 소개한다. 제안된 16채널 RS FEC구조는 8개의 신드롬 계산 블록이 1개의 KES 블록을 공유하는 8 채널 RS FEC구조 2개로 구성되어 있다. 따라서 4개의 신드롬 계산 블록에 1개의 KES블록을 공유하는 기존의 16채널 3-병렬 FEC 구조와 비교하여 하드웨어 복잡도를 약 30%정도 줄일 수 있다. 제안된 FEC 구조는 1.8V의 공급전압과 $0.18-{\mu}m$ CMOS 기술을 사용하여 구현하였고 총 250K개의 게이트수와 5.1Gbit/s의 데이터 처리율을 가지고 400MHz의 클럭 주파수에서 동작함을 보여준다. 제안된 면적 효율적인 FEC 구조는 초고속 광통신뿐만 아니라 무선통신을 위한 차세대 FEC 구조 등에 바로 적용될 수 있을 것이다.
KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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제13권10호
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pp.5144-5160
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2019
Secret sharing is an effective way of protecting secret messages. However, the traditional secret sharing schemes are considered meaningless due to malicious people attention which might raise risks. To overcome the weakness, this paper presents an effective secret sharing scheme with the functionality of cheater identification, based on meaningful QR code. The secret message will be split and concealed in the padding region of cover QR codes with the assistance of Latin square and it can be completely restored when all the involved participants cooperate. The concealing strategy exploits the characteristic of Reed-Solomon (RS) code to ensure the strong robustness of generated QR code pseudo-shares. The meaningful QR code pseudo-shares help to reduce the curious of unrelated persons. Some experiments were done to evaluate the performance of proposed scheme. The results showed that the proposed scheme is feasible, efficient and secure compared to the other existing schemes. It also achieves a higher secret payload and maintains stronger robustness.
이 논문에서는 데이타 통신에서 발생되는 오류를 정정하기 위해 많이 사용되고 있는 RS 부호의 3항 기약다항식에서 새로운 Trace연산 알고리즘에 대해 고찰한다. 이 방법은 기존의 방법에 비해 Trace을 간단한 연산으로 구할 수 있다. 이 새로운 알고리 즘은 복잡한 연산을 피함으로써 연산시간을 줄일 수 있고, 복호화 과정을 간략히 할 수 있어서, 같은 정도의 데이터 신뢰도를 얻는데 효과되는 노력을 감소시킬 수 있다. 새로운 Trace 연산 알고리즘과 기존의 Trace 정의에 따른 방법은 SUN SPARC2 workstation상에서 C-언어로 구현한 결과를 비교, 분석하였다.
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.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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