• 한국통신학회논문지
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• 제34권2C호
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• pp.145-152
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• 2009

임펄스 기반의 초광대역 통신 기술은 이론적으로 근거리에서 고속의 데이터 전송과 고해상도의 거리 인지 및 무선 측위가 가능하다는 장점을 가지고 있지만 이러한 기능들을 수행하기 위해서는 우선적으로 고속의 ADC (Analog to Digital Convertor)가 요구되며 특히, 시간 기반의 무선 측위 기법을 적용할 경우 더욱 그러하다. 그러나 현실적으로 GHz 이상의 고속의 ADC는 매우 고가이기 때문에 본 논문에서 목표로 하는 저비용을 고려한 저속의 무선 개인 영역 네트워크 (Low Rate - Wireless Personal Area Network; LR-WPAN)에서는 부적합하다. 따라서 본 논문에서는 저속의 ADC로 고정밀의 무선 측위가 가능한 주파수 영역에서의 측위 기법을 소개하고 아날로그 단에서 주파수 변환을 위해 FM (Frequency Modulation) 방식을 접목시킨 새로운 형태의 non-coherent 기반의 수신 구조를 제안한다. 제안된 기법에 대한 성능을 검증하기 위해서 IEEE 802.15.4a TG에서 제시한 채널 모델을 적용하였으며 시뮬레이션 결과로부터 제안된 방안의 우수성을 검증하였다.

• 전기전자학회논문지
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• 제2권1호
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• pp.1-14
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• 1998

본 논문에서는 초고속 정보통신망에 이용할 수 있는 이동수신 시스템 단말기의 RF 핵심부품인 안테나, 저잡음 증폭기, 혼합기, VCO와 베이스밴드 처리부에서의 변복조 시스템을 연구하였다. 고속 디지털 통신을 행하는 경우, 안테나의 대역폭과 멀티패스에 의해 생기는 선택성 페이딩이 커다란 문제가 될 수 있는 데 이를 해결하기 위한 방안으로 루프구조의 자계 안테나 특성을 갖는 광대역 소형 MSA(Microstrip Antenna)를 설계 제작하였다. 2단 저잡음 증폭기는 잡음 특성이 우수한 NE32584C를 사용하여 첫단에서 0.4dB 이하의 잡음지수를 갖도록 최적화 하였으며, 두 번째 단은 충분한 이득을 얻을 수 있도록 설계하였다. 그 결과 전체 잡음 지수는 중심 주파수에서 약 0.5dB, 이득은 39dB를 얻었다. 분포형 주파수 혼합기는 Dual-Gate GaAs MESFET를 사용하여 입력단에 하이브리드를 사용하지 않고 10dB 이상의 LO/RF 분리도를 얻었고, 회로의 크기를 최소화하였다. 또한, 선형적인 혼합 신호를 출력하여 베이스밴드에서의 신호왜곡을 감소 시켰으며, 주파수 혼합작용과 증폭작용이 동시에 이루어지므로 변환이득을 얻을 수 있고 분포형 증폭이론을 적용하여 광대역특성을 갖도록 설계하였다. VCO(voltage control oscillator)의 설계는 대신호 해석을 통한 발진기 이론을 도입하여 비교적 안정된 신호를 출력할 수 있도록 설계 제작하였다. 베이스밴드 처리부의 변복조 시스템은 선호의 대역폭을 넓히고 내잡음 간섭성 등에 우수한 방식으로 알려져 있는 DS/SS(Direct Sequence/spread Spectrum) 방식의 시스템 설계이론을 적용하였다. 본 연구에서는 BER 특성이 우수하고 고속 디지털 신호처리에 유리한 DQPSK 변/복조방식을 채택하였으며 PN 부호 발생기는 m-계열 부호를 출력하도록 하였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제26권11B호
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• pp.1501-1509
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• 2001

최근 들어 무선 통신 시스템의 급격한 증가로 인해, 한정된 주파수 자원의 효과적인 배분이 큰 문제로 대두되고 있으며, 이의 근본적인 해결 방안으로서, 초광대역 시간도약 임펄스 라디오 시스템이 많은 관심을 모으고 있다. 임펄스 라디오 시스템은 PPM 변조된 데이터를 1 nsec 이하의 매우 짧은 펄스폭을 갖는 가우시안 모노사이클 펄스를 사용하여 전송한다. 따라서 전송 신호는 매우 낮은 전력의 수 GHz에 이르는 초광대역 스펙트럼을 갖게 되며, 기존의 통신 시스템에 거의 간섭을 미치지 않는 것으로 알려져 있다. 본 논문의 목적은 임펄스 라디오 신호의 다중 경로 전파 특성을 파악하고 다중 경로 환경에서 상관기를 사용하는 수신기의 성능을 평가하는데 있다. 이러한 목적을 위하여 본 논문에서는 결정론적인 2-path 모델과 Saleh와 Valenzuela의 통계적 실내 다중 경로 모델을 고려하였다. 2-path 모델에 대하여 이상적인 기준 파형을 사용하는 상관기의 출력이 간접 경로의 지연 시간과 PPM 이진 데이터의 시간 지연의 상대적 차와 간접 경로의 경로 이득에 의존함을 보이고 모의 실험을 통하여 두 모델에 대한 임펄스 라디오의 비트 오율 특성을 관측하였다. 모의 실험 결과에 의하면 임펄스 라디오의 성능은 간접 경로의 지연 시간과 PPM 이진 데이터의 시간 지연의 상대적 차에 따라서 변하는 것이 관측되었다. 또한 기존의 AWGN (additive white Gaussian noise) 채널 환경에서 사용되는 기준 파형을 다중 경로 채널에서 적용할 수 없음을 관측하였다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제24권3호
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• pp.247-252
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• 2013

본 논문에서는 결함 접지 구조를 갖는 다중 공진기를 이용하여 인식 코드를 생성한 주파수 스캔 방식의 마이크로파 태그 시스템을 제안하였다. 기존의 칩 기반 RFID가 시간 순차 비트에 의한 코드를 저장하였던 반면, 제안된 방식은 주파수에 따른 순차적 비트 인식을 공진기를 이용하여 구현함으로써 완벽한 수동 태그를 설계하였다. 또한, 공진기로 사용한 맴돌이형 결함 접지 구조는 전송선로의 후방 배치가 가능하여 리더 신호의 공진기 재방사에 의한 비트 오류를 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 우수한 대역 저지 특성을 가지고 있다. 제안된 마이크로파 태그는 UWB 안테나와 함께 3~7 GHz 대역에서 설계되었으며, 무반향실 환경에서 다양한 5비트 코드의 인식 실험 결과 우수한 특성을 확인하였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제34권6C호
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• pp.561-570
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• 2009

임펄스 기반의 초광대역 통신 기술은 이론적으로 근거리에서 고속의 데이터 전송과 고해상도의 거리 인지 및 무선 측위가 가능하다는 장점을 가지고 있지만 이러한 기능들을 수행하기 위해서는 우선적으로 고속의 ADC(Analog to Digital Convertor)가 요구되며 특히, 시간 기반의 무선 측위 기법을 적용할 경우 더욱 그러하다. 그러나 현실적으로 GHz 이상의 고속의 ADC는 매우 고가이기 때문에 본 논문에서 목표로 하는 저비용을 고려한 저속의 무선 개인 영역 네트워크 (Low Rate - Wireless Personal Area Network; LR-WPAN)에서는 부적합하다. 따라서 본 논문에서는 저속의 ADC로 고정밀의 무선 측위가 가능한 주파수 영역에서 계산의 복잡도가 낮은 AR(Auto Regressive) 모델을 기반으로한 레인징 기법을 소개하고, 아날로그 단에서 주파수 변환을 위해 카운터를 이용한 VCO(Voltage Control Oscillator) 방식의 non-coherent 기반의 수신 구조를 제안한다. 제안된 기법에 대한 성능을 검증하기 위해서 IEEE 802.15.4a TG에서 제시한 채널 모델을 적용하였으며 시뮬레이션 결과로부터 제안된 레인징 및 측위 방안의 우수성을 검증하였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제20권4호
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• pp.691-697
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• 2016

본 논문에서는 UWB 통신 시스템에 적합한 안테나를 제안하였으며, 특정 구간에서 위치 인식에 적합한 특성을 만족하였다. 제안된 테이퍼드 슬롯 안테나는 Ansys사의 HFSS 시뮬레이션 툴을 통하여 최적화 설계되었으며, 유전율 4.5, 손실 탄젠트 0.0035, 두께 1.62 mm를 갖는 Taconic TRF-45 기판으로 제작되었다. 테이퍼드 슬롯 안테나는 주파수 영역에서의 반사계수 및 정재파비, 방사패턴 등을 분석하였다. 제작된 테이퍼드 슬롯 안테나의 임피던스 대역폭은 3.8 ~ 8.9 GHz 대역에서 5.1 GHz 대역폭을 보였으며, 안테나의 E-평면과 H-평면에서 방사패턴은 특정 구간에서 실내 외 위치 인식에 적합한 지향성의 특성을 만족하였다. 안테나 이득은 시뮬레이션에서 6 GHz 대역에서 7.4 dBi이며, 측정 결과는 6 GHz 대역에서 7.6 dBi의 최대 이득을 보인다. 제안된 테이퍼드 슬롯 안테나는 시뮬레이션과 측정 결과는 다소 차이가 있지만 UWB 통신 시스템의 규정을 만족하였다.

• IEIE Transactions on Smart Processing and Computing
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• 제6권1호
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• pp.10-17
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• 2017

We propose classification algorithms for human and dog movement. The proposed algorithms use micro-Doppler signals obtained from humans and dogs moving in four different directions. A two-stage classifier based on a support vector machine (SVM) is proposed, which uses a radial-based function (RBF) kernel and $16^{th}$-order linear predictive code (LPC) coefficients as feature vectors. With the proposed algorithms, we obtain the best classification results when a first-level SVM classifies the type of movement, and then, a second-level SVM classifies the moving object. We obtain the correct classification probability 95.54% of the time, on average. Next, to deal with the difficult classification problem of human and dog running, we propose a two-layer convolutional neural network (CNN). The proposed CNN is composed of six ($6{\times}6$) convolution filters at the first and second layers, with ($5{\times}5$) max pooling for the first layer and ($2{\times}2$) max pooling for the second layer. The proposed CNN-based classifier adopts an auto regressive spectrogram as the feature image obtained from the $16^{th}$-order LPC vectors for a specific time duration. The proposed CNN exhibits 100% classification accuracy and outperforms the SVM-based classifier. These results show that the proposed classifiers can be used for human and dog classification systems and also for classification problems using data obtained from an ultra-wideband (UWB) sensor.

• 한국ITS학회 논문지
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• 제8권6호
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• pp.88-97
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• 2009

WBAN은 인체 내부 혹은 인체로부터 3미터 이내의 주변에서 일어나는 근거리 무선 통신을 목적으로 하는 네트워크이며 운전자의 생체 정보를 분석하여 보다 안전한 차량 운전이 가능하도록 하는 차량 산업에 적용할 수 있다. 본 논문에서는 고속 WBAN 시스템의 요구 조건을 만족하기 위한 UWB 기술과 다중 안테나 기법에 대해 논하고 Noncoherent UWB 수신기를 이용한 수신 안테나 선택 기법을 제안한다. 제안된 방식은 Noncoherent 수신기를 이용하여 BPPM 구간의 에너지 비율을 비교하여 수신 신호를 선택하는 기법으로 2~4개의 수신 안테나 환경에서의 성능을 비교 하였고, 시스템의 요구조건인 10-3 BER을 만족하는 경우에는 수신 신호의 에너지 크기를 비교하여 안테나를 선택하는 방식에 비해 4dB 이상의 성능 향상을 보였다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제6권5호
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• pp.1316-1332
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• 2012

Formation flying is an important technology that enables high cost-effective organization of outer space aircrafts. The ad-hoc wireless network based on direct-sequence ultra-wideband (DS-UWB) techniques is seen as an effective means of establishing wireless communication links between aircrafts. In this paper, based on the theory of matched filter and error bits correction, a hybrid detection algorithm is proposed for realizing multiuser detection (MUD) when the DS-UWB technique is used in the ad-hoc wireless network. The matched filter is used to generate a candidate code set which may contain several error bits. The error bits are then recognized and corrected by an novel error-bit corrector, which consists of two steps: code mapping and clustering. In the former step, based on the modified optimum MUD decision function, a novel mapping function is presented that maps the output candidate codes into a feature space for differentiating the right and wrong codes. In the latter step, the codes are clustered into the right and wrong sets by using the K-means clustering approach. Additionally, in order to prevent some right codes being wrongly classified, a sign judgment method is proposed that reduces the bit error rate (BER) of the system. Compared with the traditional detection approaches, e.g., matched filter, minimum mean square error (MMSE) and decorrelation receiver (DEC), the proposed algorithm can considerably improve the BER performance of the system because of its high probability of recognizing wrong codes. Simulation results show that the proposed algorithm can almost achieve the BER performance of the optimum MUD (OMD). Furthermore, compared with OMD, the proposed algorithm has lower computational complexity, and its BER performance is less sensitive to the number of users.

• 한국통신학회논문지
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• 제33권1A호
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• pp.74-84
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• 2008

UWB(ultra wideband)는 기존의 무선통신망 시스템에게 간섭을 주지 않고 공존할 수 있는 매력적인 기술로 유비쿼터스 홈 실현을 위한 핵심기술로 인식되고 있다. 하지만 UWB 신호는 펄스 당 매우 낮은 에너지를 갖기 때문에 동일한 주파수 대역을 사용하는 협대역 통신시스템들에 의해서 강한 간섭을 받게 된다. 특별히 5GHz에서 작동하는 IEEE 802.11a 시스템은 FCC에서 규정한 UWB 신호의 대역폭과 겹쳐지게 되고 UWB 시스템에게 심각한 간섭효과를 준다. 본 논문에서는 IEEE 802.15.4a 채널환경에서 대역제한된 AWGN으로 모델링한 IEEE 802.11a 간섭신호가 DS-UWB 시스템에 미치는 간섭효과를 살펴보고 특이값 분해 알고리즘을 이용하여 수신된 신호로부터 IEEE 802.11a 신호를 추출하여 간섭을 억압하는 기법을 제안한다. 특이값 분해 알고리즘이 적용된 간섭억압기법을 통하여 단일 사용자 DS-UWB 시스템과 다중 사용자 DS-UWB 시스템에서 BER 성능이 향상된 것을 확인하였다.