• 지구물리와물리탐사
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• 제14권1호
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• pp.98-104
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• 2011

탐사 지구물리학에서 수치 모사는 지하매질에서의 탄성파 전파 현상을 이해하는데 중요한 통찰력을 제공한다. 탄성파 모사는 음향파 근사에 의한 수치 모사보다 계산시간이 많이 소요되지만 전단응력 성분을 포함하여 보다 현실적인 파동의 모사를 가능하게 한다. 그러므로 탄성파 모사는 탄성체의 반응을 탐사하는데 적합하다고 할 수 있다. 계산 시간이 길다는 단점을 극복하기 위해 본 논문에서는 그래픽 프로세서(GPU)를 이용하여 탄성파 수치 모사 시간을 단축하고자 하였다. GPU는 많은 수의 프로세서와 광대역 메모리를 갖고 있기 때문에 병렬화된 계산 아카텍쳐에서 사용할 수 있는 장점이 있다. 본 연구에서 사용한 GPU 하드웨어는 NVIDIA Tesla C1060으로 240개의 프로세서로 구성되어 있으며 102 GB/s의 메모리 대역폭을 갖고 있다. NVIDIA에서 개발된 병렬계산 아카텍쳐인 CUDA를 사용할 수 있음에도 불구하고 계산효율을 상당히 향상시키기 위해서는 GPU 장치의 여러 가지 다양한 메모리의 사용과 계산 순서를 최적화해야만 한다. 본 연구에서는 GPU 시스템에서 시간영역 유한차분법을 이용하여 2차원과 3차원 탄성과 전파를 수치 모사하였다. 파동전파 모사에 가장 널리 사용되는 유한차분법 중의 하나인 엇갈린 격자기법을 채택하였다. 엇갈린 격자법은 지구물리학 분야에서 수치 모델링을 위해 사용하기에 충분한 정확도를 갖고 있는 것으로 알려져 있다. 본 논문에서 제안한 모델링기법은 자료 접근 시간을 단축하기 위해 GPU 장치를 메모리 사용을 최적화하여 가능한 더 빠른 메모리를 사용한다. 이점이 GPU를 이용한 계산의 핵심 요소이다. 하나의 GPU 장치를 사용하고 메모리 사용을 최적화함으로써 단일 CPU를 이용할 경우보다 2차원 모사에서는 14배 이상, 3차원에서는 6배 이상 계산시간을 단축할 수 있었다. 세 개의 GPU를 사용한 경우에는 3차원 모사에서 계산효율을 10배 향상시킬 수 있었다.

• 한국광학회지
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• 제24권1호
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• pp.1-8
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• 2013

본 논문에서는 3차원 영상을 위한 LADAR(LAser Detection And Ranging)용 광검출기 모듈을 설계-제작하고 그 특성을 측정한 결과를 보고한다. 광검출기 모듈은 광파이버 어레이와 접속될 수 있도록 200 um 직경을 갖는 InGaAs APD(Avalanche Photodiode)로 설계-제작하였으며, 선형모드 동작 특성을 만족하도록 TIA(Trans-impedance Amplifier)를 설계-제작하였다. 광검출기 모듈을 구성하는 핵심부품들은 12개의 lead pin을 갖는 TO8 상에 집적되었으며, 집적에 필요한 APD 서브마운트 및 TIA 회로 등을 자체적으로 설계-제작하여 사용하였다. 제작한 광검출기 모듈은 450 ps의 rising time과 780 MHz의 대역폭 특성을 보였으며, 0.8 mV 이하의 잡음 특성과, 150 nW의 MDS(Minimum Detectable Signal) 신호 크기에 대해 15 이상의 신호대 잡음비(SNR)를 보임으로써 설계한 모든 특성을 만족하였는데, 이는 저자들이 아는 한 200 um 직경의 대면적 InGaAs APD를 이용한 광수신기에서 가장 우수한 특성을 나타낸 것이다.

• 비파괴검사학회지
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• 제25권5호
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• pp.391-399
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• 2005

레이저 유도 초음파 시스템은 놀은 공간분해능으로 스캐닝 하면서 광대역 범위에서 검사를 할 수 있는 비접촉식 검사 장치이다. 유도되는 초음파 신호의 크기는 펄스레이저의 출력에 의해서도 변화하지만, 연속발진 레이저빔이 위치하는 표면 상태에 따라서도 측정되는 초음파 세기는 크게 변화한다. 본 논문에서는 안정된 레이저 유도 초음파 시스템을 구성하기 위하여 펄스 레이저빔의 출력을 측정하여 초음파 발생 오차를 보정하였으며, 대상체 표면의 상태에 따라 크게 변화하는 측정용 레이저 간섭계의 측정 이득 변화를 매순간 측정하여 측정 오차를 보정하였다. 본 논문에서는 대상체 표면을 스캐닝 할 수 있도록 다이나믹 안정기가 부착된 레이저 유도 초음파 시스템을 개발하였다. 개발한 레이저 초음파 시스템은 스캐닝 과정에서 간섭계의 이득이 최대가 되는 순간을 적응적으로 포착하여 초음파를 발생시키고, 유도된 초음파 신호를 고속으로 샘플링 한 후에 실시간으로 신호처리를 한다. 본 논문에서는 안정적인 레이저 유도 초음파 시스템을 구성하기 위한 전체 시스템의 하드웨어 구성 방법과 제어 알고리듬에 대하여 기술한다. 또한 본 논문에서 제안한 발생오차 보정방법과 측정오차 보정 방법이 시스템의 성능 향상에 유효함을 실험을 통하여 확인하였다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제17권2호
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• pp.89-94
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• 2006

본 논문에서는 초광대역(UWB: Ultra-Wideband) 무선 통신 시스템에 적합한 소형의 마이크로스트립 대역 저지 필터를 제안한다. 제안된 필터는 $50{\Omega}$ 마이크로스트립 선로 좌측에 단락 스터브(short-circuited)를 이용한 고역 필터와 우측에 결합 공진기를 이용한 대역 저지 필터를 합성하였다. 3.1 GHz에서 10.6 GHz까지의 초광대역 특성을 갖는 고역 필터를 설계하기 위해서 the mixed lumped/distributed(L/D) 방법을 이용하였다. 또한 원하는 주파수 대역의 협대역 저지 필터를 설계하기 위해서 3개의 결합 공진기(coupled resonator)를 이용하였다. 공진기를 미앤더(meander) 형태로 구현함으로써 L-형태의 공진기에 비해 면적을 $29\%$ 정도 소형화시켰다. 측정 결과 3-dB 삽입 손실을 기준으로 $146.7\;\%(2.1\;GHz{\sim}10.15\;GHz)$의 광대역 통과 특성을 얻었으며 $10.04\;\%(5.2\;GHz{\sim}5.75\;GHz)$의 저지 대역을 나타내었다. 측정된 군 지연(group delay) 특성은 저지 대역을 제외한 주파수 대역에서 0.7 ns 미만이다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제20권10호
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• pp.1050-1060
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• 2009

본 논문에서는 능동 위상 배열 안테나를 가지는 SAR(Synthetic Aperture Radar)용 X-대역 T/R(Transmit/Receive) 모듈을 설계, 제작하였다. T/R 모듈은 X-대역에서 800 MHz 이상 대역폭을 가지며 이중 편파 운용이 가능하다. 송신 출력 7 W 이상에 잡음지수 3.9 dB 이하를 가진다. 위상과 이득은 6비트 위상변위기와 6비트 디지털 감쇠기에 의해 각각 제어된다. 게다가 제작된 T/R 모듈은 방향성 결합기와 전력분배기로 연결되는 성능 점검/보정 포트를 가진다. LTCC 다층 기판을 사용하여 고직접화 T/R 모듈이 가능하게 하였다. 모든 동작 주파수 대역에서 수신시 RMS 이득 오차는 최대 0.8 dB 이하이고, 송/수신시 RMS 위상 오차는 최대 $4^{\circ}$ 이하로 측정되었고, 또한 시험 결과 T/R 모듈은 요구되는 전기적인 성능을 만족하였다. 이 구조는 능동 위상 배열 SAR용 안테나에 적용될 수 있음을 확인하였다.

• 정보처리학회논문지C
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• 제12C권4호
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• pp.571-580
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• 2005

초고속-장거리 네트워크(fast long-distance network)에서 TCP의 혼잡 제어(congestion control) 알고리즘은 대역폭을 효과적 사용하지 못하는 문제점을 가지고 있다. 이 문제를 해결하기 위하여 TCP 혼잡 제어 알고리즘을 수정한 여러 윈도우 기반 혼잡 제어 프로토콜(window-based protocol)이 제안되었다 이러한 프로토콜들은 주로 확장성(scalability), TCP-친밀성(TCP-friendliness), 그리고 RTT-공평성(RTT-fairness) 등의 세 가지의 요구사항을 고려하고 있다. 하지만 기존에 제안된 프로토콜은 위 세 가지 특성의 균형관계(trade-off)로 인하여 이들 세 특성을 동시에 만족시키지 못한다. 본 논문에서는 EIMD (Exponential Increase/ Multiplicative Decrease)라고 하는 윈도우 기반 TCP 혼잡 제어 알고리즘을 제안한다. EIMD는 위의 세 가지 특성을 동시에 제공함은 물론이고, 초고속-장거리 네트워크에서 중요하게 고려해야 할 빠른 공정배분 수렴성(fair share convergence)도 제공한다. EM는 패킷 손실(packet loss)이 없는 한, 지수적으로 윈도우를 증가시켜 큰 대역폭을 효과적으로 사용하면서도, 혼잡제어 알고리즘의 반응 함수(response function)에 RTT를 반영하여 RTT-공평성와 TCP-친밀성을 제공한다. 또한 패킷 손실이 생기기 직전의 혼잡 윈도우 크기에 반비례하게 윈도우를 증가시킴으로써 공정배분(fair share) 값에 빠르게 수렴할 수 있다. 모의실험을 통해 제안된 프로토콜이 초고속-장거리 네트워크에서 위 4가지 특성들을 모두 만족하는지 검증하였다.

• 한국정보과학회논문지:정보통신
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• 제28권3호
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• pp.389-405
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• 2001

최근 인터넷 뿐만 아니라 이동 컴퓨팅 환경에서도 멀티미디어 정보와 같은 실시간 데이터의 이용이 증가함에 따라 실시간 데이터의 효육적이고 안정적인 전송 방법들이 요구되고 있다. 현재 실시간 데이터를 전송하기 위해서는 RTP가 사용되는데 이 프로토콜은 주로 UDP의 상위계층에서 동작하도록 설계되었기 때문에 안정된 전송을 보장받지 못하며 따라서 패킷 손실을 피할 수 없다. [1,2]. 특히 제한된 무선 대역폭을 이용하는 이동 컴퓨팅 환경에서는 기존의 인터넷보다도 더 많은 패킷들이 손실될수 있다. 본 논문에서는 유선 및 무선망 환경에서의 실시간 데이터 전송시 발생되는 패킷 손실특성을 길버트 모델에 기초하여 확률적으로 분석하고 이를 기반으로 새로운 복구 방법을 제안한다. 제안하는 실시간 데이터의 복구 방법에서는 수신자 측에서 분석한 패킷의 손실률에 따라 송신자 측이 패킷에 부가하는 잉여 데이터의 양을 가변적으로 조절함으로써 사용중인 네트워크의 패팃 손실 특성을 반영할 수 있다. 특히 잉여 데이터들의 오프셋 값들을 비연속적으로 설정함으로써 간헐적인 패킷 손실과 연속적인 패킷 손실 모두에 대처할 수 있는 특징이 있다. 이러한 특징은 기존의 네트워크에 비해 패킷의 손실률이 높고 급격한 트래픽 변이를 가지는 이동 컴퓨팅 환경에 잘적용될수 있다. 또한 본 논문에서 제안하는 방법은 확률 이론에 근거하기 때문에 기존의 인터넷과 같은 유선망 환경에서도 비슷한 손실 특성을 가지는 경우에 적용가능하다. 제안된 방법은 Mobile IP 및 RTP/RTCP를 이용하여 구현되었드며 실시간 데이터의 전송에 효율적임을 실험적으로 보였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제15권12호
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• pp.7287-7291
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• 2014

CDTA는 전류모드로 아날로그 신호처리를 수행하는 능동회로로써 높은 선형성과 넓은 주파수 대역폭을 갖는 장점을 가지고 있다. 또한 입력 차동전류가 모두 접지된 임피던스 소자로 흐르게 되어 안정적인 동작을 수행하도록 한다. 본 논문에서는 CDTA를 해석하기 위해 새로운 소신호 등가회로를 제안한다. 제안된 소신호 등가회로는 입력과 내부단자 및 출력단자의 기생성분이 고려되어 크기 및 주파수 특성이 기존회로보다 정밀하게 분석될 수 있다. 제안된 소신호 회로를 활용하여 다양한 파라미터의 변화에 의하여 특성변동을 관찰한 결과, 저항(Rz) 등 특정한 값이 CDTA의 특성에 큰 영향을 주게 되는 것도 확인되었다. 본 논문에서 검증된 소신호 등가회로의 설계 파라미터는 CDTA 아날로그 회로와 그 응용회로를 설계하는데 편리성과 정확성을 제공할 수 있음을 보였다. 본 논문에서 제안된 CDTA 소신호등가회로를 이용하여 2.5MHz 저역통과 필터를 설계하였고 HSPICE 시뮬레이션을 통하여 그 유용성을 검증하였다.

• 지적과 국토정보
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• 제48권1호
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• pp.71-91
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• 2018

최근 영농분야에서 종자파종, 병충해 방제 등에 무인항공기(UAV ; Unmanned Aerial Vehicle)를 활용한 응용이 활발히 진행되고 있다. 본 연구는 UAV에 다양한 파장대의 영상센서를 탑재하고 SfM(Structure from Motion) 영상해석기법과 연계한'고해상 저고도 원격탐측시스템(UAS ; Unmanned Aerial System)'를 구성, UAS 기반 식생조사의 효용성을 고찰하여 정밀영농의 활용성을 검토하였다. 이를 위해 저가 UAV에 가시 컬러(VIS_RGB ; Visible Red, Green, and Blue) 영상센서, 수정된 BG_NIR(Blue Green_Near Infrared Red) 근적외 영상 센서, $7.5{\sim}13.5{\mu}m$ 분광대역의 열적외 영상(TIR ; Thermal Infrared Red)센서를 조합 연계한 UAS를 구성하였다. 또한, 가시 근적외 및 열적외 파장대를 기본요소로 광합성에 따른 식물의 엽록소, 질소 및 수분 함유량 등을 검토할 수 있는 총 10종의 식생지수를 선정, 식생상태 검출에 활용하였다. 시험대상지에 대한 각 파장대역의 영상을 획득하고 사전에 조사된 지상 피복현황을 기준으로 각 식생지수의 분포도 및 식생지수 간 상관성(결정계수 R2) 등을 비교 고찰하여 무인항공기를 활용한 가시 컬러, 근 적외 및 열 적외 영상에 의한 식생상태의 검측 수행능력을 검토하였다. 저가 무인항공기에 VIS_RGB, BG_NIR 및 TIR 영상 센서를 탑재, 식생조사의 효용성을 종합적으로 검토한 결과, 인공위성과 항공영상에 의존한 과거의 식생조사방식 대비, 영상해상도, 경제성 및 운용성 면에서 UAV기반 고해상 저고도 원격탐측시스템(UAS)의 효용성을 입증할 수 있었으므로 정밀농업, 수계 및 산림조사 등의 분야에 그 활용이 기대된다.

• 전자공학회논문지
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• 제50권1호
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• pp.34-45
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• 2013

최근 국내외에서는 새로운 네트워크 구조 및 프로토콜에 대한 연구 활동이 활발하게 진행되고 있으며, 이러한 연구활동 지원을 위한 테스트베드 및 관련 기술에 대한 연구 활동이 활발히 진행되고 있다. 국내에서는 OpenFlow 프로토콜 기반의 미래 인터넷 테스트베드 구축과 연구자들에게 독립적인 연구 공간 제공을 위한 네트워크 가상화 기술에 관한 연구가 함께 진행되고 있다. 네트워크 가상화는 많은 연구자들이 테스트베드를 공유하면서 각각의 연구에 대해 서로 영향을 주지 않고 테스트 베드 활용을 극대화하는 기술이다. 본 논문에서는 수락 제어 및 사용자의 최소 대역폭 보장을 제공하는 QoS기능을 포함하는 Enhanced FlowVisor를 구현하였다. 또한, OpenFlow 프로토콜 기반의 미래인터넷 테스트베드에서 Enhnaced FlowVisor의 성능 검증을 위한 실시간 비디오 스트리밍 실험을 수행 하였으며, 실험을 통하여 미래인터넷 테스트베드의 가상화된 네트워크에 각각의 연구들에게 서로의 트래픽 간섭없이 신뢰있고 안정적인 QoS 보장을 제공할 수 있음을 확인하였다.