밀폐된 공간에서 통신인프라가 파괴될 경우, 긴급 유 무선 통신환경을 구축하여 화재진압 및 소방관 위치확인을 통한 보다 안전한 재난대응환경 확보가 필요하다. 본 연구에서는 Ultra-Wide Band (UWB) 무선통신망을 이용하여 밀폐된 실내 통신환경을 구축하기 위해 6가지 실내환경에 대해 단일 UWB 통신모듈에 대한 통신측위 성능평가를 최대 20 m까지 측정하였다. UWB 통신주파수 각 대역별 6개 채널에 대한 실내환경 통신거리 측정 결과, 개방공간(평균 15.5 m, 최대 20 m), 복도(평균 17.33 m, 최대 20 m), 실내집기류 존치 실내(평균 15.3 m, 최대 20 m), 수직계단(평균 4.33 m, 최대 6 m), 방화문 폐쇄 수평공간(평균 6.5 m, 최대 17 m)으로 나타났다. 이중 7번 채널인 6489.6~1081.6 MHz 주파수 대역에서 통신성능과 거리성능이 가장 우수한 것으로 나타났다. 이에 UWB 통신모듈을 20m 간격으로 설치하고 멀티채널을 이용할 경우 밀폐공간에서 통신환경 구축이 가능한 것으로 판단된다.
본 논문에서는 다중 사용자 간섭이 존재하는 환경에서 초광대역 (UWB: Ultra Wide Band) 기반의 전술이동통신 시스템의 성능을 분석하고 모의 실험을 통해 성능을 검증하였다. 본 논문에서 고려한 시스템은 채널에서 발생하는 오류를 정정하기 위해 이중 이진 터보 부호를 채널 부호로 채택한 시스템이다. 무선 채널은 수정된 SV (Saleh and Valenzuela) 모델로 모델링되었다. 또한 시스템 성능을 향상시키기 위해 시공간 블록 부호화 (STBC: Space Time Block Coding) 개념을 적용하였다. 시스템 성능은 비트 오류 확률 측면에서 분석되었다. 모의 실험 결과, 이중 이진 터보 부호로 부호화된 UWB 기반의 전술이동통신 시스템은 다중 사용자 간섭이 존재하는 환경에서 적절한 부호화 및 복호화 복잡도를 가지면서도 상당한 부호화 이득을 가질 수 있는 것을 확인하였다. 또한 고정된 부호화율에서 UWB 기반의 전술이동통신 시스템의 비트 오류 확률 성능은 반복 복호 횟수를 증가시킴에 따라 향상되는 것을 확인하였다. 그리고 이중 이진 터보 부호는 요구되는 비트 오류 확률을 유지하면서 동시 사용자 수를 증가시키는데 매우 효과적임이 검증되었다.
UWB시스템은 수 GHz의 넓은 대역폭을 이용해 적은 전력으로도 높은 전송률을 낼 수 있도록 하는 차세대 이동 통신시스템이다. 여기에 Cognitive Radio 기술을 이용하면 위성통신시스템에 간섭을 주지 않고 서로 공존하여 주파수를 효과적으로 사용할 수 있는데, 위성통신수신기의 수동적인 특성 대문에 적용이 힘들다. 따라서 이 논문에서는 수동적인 위성통신기의 Local Oscillator에 증폭기와 안테나를 연결하여 LO 신호를 방사시키고 UWB터미널은 Energy Detection을 이용하여 위성통신수신기에서 방사된 LO신호를 감지하는 구조를 제안한다. 또한 제안한 구조에 대한 시뮬레이션을 통해 UWB시스템과 위성통신시스템의 공존 가능성을 확인한다.
In this paper, certain scaling functions are generated using the dyadic subband tree structure and applied to a time-hopping, pulse position modulation, ultra-wideband (TH-PPM UWB) system. Scaling functions can be obtained by iterating a lowpass filter at each level using a critically sampled dyadic tree. The performance of the TH-PPM UWB system employing scaling functions as the mono-cycle waveform is evaluated through computer simulations in a Rayleigh fading environment.
본 논문에서는 UWB 대역에 관한 해외 각국의 주파수 정책에 대해 살펴보고 그 결과를 우리나라 실정에 적용할 수 있는 방안에 대해 연구를 수행하였다. 그 결과 현재 우리나라의 기술 기준은 미국이나 유럽 등의 외국과 달리 주로 통신 서비스분야에서 사용할 수 있도록 규정되어 있음을 확인하였다. 그러나 UWB의 서비스 영역이 다양한 분야로 확대되고 있어 이러한 규정은 국내 산업의 보호 및 활성화를 저해하는 요소로 작용하고 있다. 따라서 외국의 사례와 같이 방송 통신을 제외한 다양한 영역에서 사용할 수 있도록 출력기준만 만족하면 언제, 어디서든지 사용할 수 있는 비허가 무선기기항목으로 지정하여 관련 산업보호 및 활성화를 도모해야 할 것으로 사료된다.
초광대역 무선 통신에서 불규칙 각도 퍼짐이 발생하는 초광대역 옥내 환경에 적합한 새로운 신호 모형을 제안하고 군집된 초광대역 신호의 도착 방향(AOA)을 추정한다. 제안된 모형에 적합한 부공간 추정기법을 적용하여 수신된 초광대역 군집 신호의 신호 도착 방향과 퍼짐모수의 추정치를 얻는다. 제안된 모형과 추정기법은 컴퓨터 모의실험으로 검증되며 추정 오차의 성능도 분석한다.
UWB(Ultra Wide-Band)통신 기술은 매우 짧은 펄스를 사용하기에 정밀한 동기 획득 제어가 필요하다. 고속 W-PAN 응용이나 저속 무선측위 응용 모두를 위해 정확한 UWB 신호의 동기 획득(Signal Acquisition)은 매우 중요하다. 본 논문에서는 UWB 다중경로 채널 환경에서 동기 획득을 위해 두 단계 신호 탐색기법을 이용하여 동기 획득 알고리즘을 제안한다. 첫 번째 단계는 수신된 신호전체 시간을 두고 탐색 구간을 절반으로 나눠 각각 나눠진 창의 전력 값의 합을 비교하여 더 큰 전력 값을 가지는 구간을 다음 탐색 창으로 잡는다. 이러한 과정을 반복하여 다음 탐색 창을 구한다. 비교된 값이 임계값을 넘을 때까지 탐색을 반복한다. 두 번째 단계에서는 첫 번째 단계에서의 구해진 탐색 창을 Fine Search 하기 위하여 Linear 탐색 알고리즘을 적용하여 검색한다. 이 제안 알고리즘을 UWB 다중경로 채널 환경에서 모의실험 결과 병렬 탐색 알고리즘에 비해 고속 동기 획득이 가능하고 SNR의 변화가 심한 환경에 적합한 특성을 확인하였다.
UWB(ultra wide band) 통신 시스템은 신호 에너지를 매우 넓은 주파수 스펙트럼에 정보를 전송하기 위해 펄스를 사용한다. UWB 신호의 수신 신호 대 잡음 전력비는 위치 추정 시스템의 정확도를 결정하는 중요한 요소이다. 신호 대 잡음 전력비가 높을수록 잡음의 영향이 낮아 위치 추정 오류는 감소한다. 통신 거리에 따른 신호 대 잡음 전력비의 계산은 시스템 설계에 중요한 지침을 제공하며 위치 추정 시스템의 성능은 채널 모델에 크게 의존한다. 분석 결과, 통신 거리에 따른 수신 신호 대 잡음 전력비의 성능은 Non LOS (line of sight)채널 환경보다 LOS 채널 환경에서 더 좋은 것으로 나타났다. 그리고 특정 통신 거리에서 프리앰블 신호의 심볼 간격이 증가하면 UWB 시스템의 채널 용량은 증가하였다.
컴퓨터와 디지털 미디어 기기의 발전으로 인해 무선 홈네트워크 구축 시 전송이 요구되는 정보의 용량이 증가함에 따라 이를 처리할 수 있는 새로운 무선 통신 기술이 요구되고 있는 상황에서 UWB와 60GHz 대역 무선 통신 기술이 그 대안으로 활발히 연구되고 있다. 본 연구에서는 UWB와 60GHz 대역 무선 통신 기술의 국내외 동향과 특징을 알아보고, 무선 홈네트워크에서의 역할과 그 구현방안을 제안하였다. 끝으로 UWB와 60GHz 대역 무선 통신 기술의 주된 서비스 분야로 예상되는 WPAN과 HDMI의 시장 전망에 대해 서술하였다.
Control message exchange is major job for cognitive radio to exist and use spectrum opportunistically. For this control message exchange they need a common control channel (CCC). Once this channel is affected by a primary user, communication stops until new CCC is setup. This takes substantial time and if they could not get free channel, this halt continues for long time. To prevent such cease of communication, we propose a combination of two networks, namely WLAN and UWB, to let the communication continue. In our proposed idea if the CCC of a certain CR in WLAN is affected, the CR changes its network from WLAN to UWB and keeps the communication because UWB cannot be affected by PU. In the proposed idea every cognitive radio has two transceivers; one for the overlay network (WLAN) and another UWB network. If a primary user is detected in the spectrum of a cognitive radio, it continues exchanging control messages under the UWB network and in parallel negotiates for a new CCC using the WLAN network. This idea solves the communication interruption until new CCC is setup.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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