현재 전 세계의 많은 과학자들이 지속 가능한 에너지원을 찾기 위하여 많은 노력을 하고 있지만, 태양광에너지가 궁극적인 해답이 될 것으로 받아들여지고 있다. 이러한 광 에너지는 조명용, 발열용, 통신용 등으로 사용될 수 있으며, 심지어 최근에는 광에너지로 동작하는 광자구동 모터에 대한 연구결과도 나오고 있다. 본 논문에서는 이러한 광에너지를 광섬유를 통해 전송할 수 있는 기술에 대해 이론적인 분석을 수행하였다. 특히, 한 가닥의 광섬유에 여러 개의 코어(core)가 삽입된 멀티코어(multi-core) 광섬유를 이용한 광에너지 전송의 에너지 전송량에 대해 예측해 보았다. 본 논문의 분석 결과에 따르면, 한 가닥의 멀티코어 광섬유로 약 2 kW 의 광에너지 전송이 가능할 것으로 예측되었으며, 초고압선처럼 수 cm 의 직경으로 광섬유 다발을 묶을 경우에는 10 MW 이상의 광에너지 전송이 가능할 것으로 예측되었다. 이는 도체 전력선과 비교하여 절반수준의 에너지 전송량으로 충분한 경쟁력이 있을 것으로 생각된다.
무선광통신기술은 케이블의 신설 또는 재 설치가 어려운 구간이나 보안성이 요구되는 무선전송 구간에 많이 사용된다. 또한 기존의 무선주파수와 상호간섭이 적으며, 구현이 간편하여 실내의 짧은 광 전송구간과 빌딩간의 고속광전송에 그 이용이 점점 증가하고 있다$^{(1-5)}$ . LOS(Line of sight)방식의 광연결에서는 광원으로부터의 출력빔의 방향과 광검출기의 위치가 잘 정렬되어야 한다. 광원으로부터 광검출기 사이의 신호전송매체가 자유공간이므로 외부의 기계적 진동에 의하여 광원의 위치가 미소하게 변경되는 경우, 출력광의 진행방향이 광검출기의 위치에 일치하지 않아 수신부에서 검출되는 신호는 매우 약해질 수 있다. 본 논문에서는 이러한 경우에 효과적으로 사용할 수 있는 자동정렬형 광검출구조를 개발하였다. 자동정렬형 광검출기의 구조도는 그림[1]과 같다. (중략)
Visible Light Communication (VLC) using Light Emitting Diodes (LEDs) within the existing lighting infrastructure can reduce the implementation cost and may gain higher throughput than radio frequency (RF) or Infrared (IR) based wireless systems. Current indoor VLC systems may suffer from poor downlink resource allocation problems and small system throughput. To address these two issues, we propose an algorithm called a conflict graph scheduling (CGS) algorithm, including a conflict graph and a scheme that is based on the conflict graph. The conflict graph can ensure that users are able to transmit data without interference. The scheme considers the user fairness and system throughput, so that they both can get optimum values. Simulation results show that the proposed algorithm can guarantee significant improvement of system throughput under the premise of fairness.
KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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제12권10호
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pp.4835-4855
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2018
In this paper, we study the sparse signal recovery that uses information of both support and amplitude of the sparse signal. A convergent iterative algorithm for sparse signal recovery is developed using Majorization-Minimization-based Non-convex Optimization (MM-NcO). Furthermore, it is shown that, typically, the sparse signals that are recovered using the proposed iterative algorithm are not globally optimal and the performance of the iterative algorithm depends on the initial point. Therefore, a modified MM-NcO-based iterative algorithm is developed that uses prior information of both support and amplitude of the sparse signal to enhance recovery performance. Finally, the modified MM-NcO-based iterative algorithm is used to estimate the time-varying sparse wireless channels with temporal correlation. The numerical results show that the new algorithm performs better than related algorithms.
본 논문에서는 광버스트 무선교환망에서 버스트가 거쳐 온 홉 수에 따른 우선순위 처리기능을 제공하는 대역예약할당방식을 제안하고 향상된 성능을 분석한다. 기존의 대역예약방식은 버스트간 충돌이 발생되면 홉 수를 고려하지 않고, 상대적으로 짧은 옵셋타임을 가지는 버스트를 폐기시킨다. 결과적으로 많은 홉을 경유한 버스트가 폐기된다면 해당 버스트가 경유한 스위치들에 예약된 대역들이 모두 낭비되기 때문에 적은 홉을 경유한 버스트가 폐기되는 경우보다 망의 전체적인 효율성이 떨어지는 문제가 발생된다. 이러한 문제를 해결하기 위해서 본 논문에서는 많은 홉 수를 경유한 버스트에 대해 우선순위를 부여하는 Just Enough Time(JET) with hop count 방식을 사용하여 가급적 대역낭비를 감소시킨다. 제안된 방식에 대한 모의실험을 통해서 기존의 대역예약방식과 제안된 JET with hop count 방식의 블로킹확률과 링크효율을 비교 분석하여 제안된 방식의 성능이 우수함을 보였다.
최근 실내조명으로 사용하는 LED(Light Emitting Diode)와 무선통신 기술을 융합한 가시광통신이 주목받고 있다. 하지만 가시광 통신은 광 신호를 측정할 수 있는 커버리지 내에서만 통신이 가능하고, 비가시선 영역에서 통신이 단절되는 현상이 발생한다. 본 논문에서는 가시광 통신의 커버리지 확장과 비가시선 영역에서 통신 단절 현상 개선을 위해 VLC(Visible Light Communication) 릴레이 모듈을 제안한다. 제안하는 VLC 릴레이 모듈은 송신기로부터 전달받은 패킷을 VLC 릴레이 모듈 및 수신기로 전송한다. 1개의 VLC 송신기와 3개의 VLC 릴레이 모듈을 설치하여 실험을 진행하였으며, VLC 릴레이 모듈의 증가에 따른 통신 커버리지 확장과 비가시선 영역에서 통신 단절 현상 개선을 확인하였다. 또한, 이중 샘플링 기법을 사용하여 광 신호 측정 성능이 2.4배 향상됨을 확인하였다.
안개 및 대기의 교란이 광무선 통신에 주는 영향을 해석하기 위해 가시광선영역의 LD(laser diode) 및 적외선 영역의 LD 사용하고, 카세그레인 광학계를 이용하여 광을 송수신하게 하였으며, 광 소신소자로는 APD(avalanch photo diode)를 사용함을 가정하여 대기 중의 안개의 정도에 따른 가시도 및 교란의 세기를 나타내는 굴절률 구조상수에 따른 광 수신 전력, 잡음 전력을 고려한 SNR(signal to noise ratio)을 계산해 보고 각각의 통신 상태에서 BER(bit error rate)이 $10^{-9}$이 가능한 통신 거리를 알아보았다.
Optical wireless communication, or free space optics, is a promising solution for backhauls in sixth-generation mobile systems. However, the susceptibility of optical links to weather conditions has led to FSO links being furnished with radio frequency (RF) backups. These Hybrid FSO/RF systems provide enhanced link availability but lead to RF resource wastage. Cognitive radio technology, in contrast, is well known for its optimal use of RF resources and may be combined with an FSO link to create a Cognitive Hybrid FSO/RF system. This work uses such a system to analyze a configuration for a mobile backhaul in sixth-generation mobile systems. This configuration can seamlessly coexist with established large scale RF cellular networks. The performance of this configuration is analyzed with respect to outage probability and average bit error by considering the impact of optical channel turbulence, misalignment loss, RF interference, and noise. Mathematical closed-form expressions are verified by simulations.
이동통신망에서 RF 신호를 송수신하는 기지국(base station)과 이동 통신 신호의 교환 전송을 담당하는 중앙국(central station)을 광섬유로 연결하여 구성한 SCM(Subcarrier Multiplexing) 광링크는 RF 신호를 효율적이고 경제적으로 전송하는 시스템으로 널리 사용되고 있다. 그러나 링크의 전송 성능이 광전송 링크와 무선링크의 다양한 환경에 의해 크게 제한되므로, 본 논문에서는 이동통신망에서 CDMA RF 신호전송을 위한 SCM 광링크 시스템의 분석적 모델을 제시하고 다양한 링크 환경에서 전송 성능을 분석하였다. 특히, 광전송 링크에서 레이저 다이오드(LD: Laser Diode)에 의해 발생하는 비선형 왜곡과 무선링크에서 다중 가입자에 의해 발생되는 다중접속간섭(MAI: Multiple Access Interference)을 고려하여 최적의 전송 성능 조건을 제시하였다. 제안된 분석적 모델링으로부터 얻은 성능분석을 통해 최적의 시스템 성능은 사용된 코드의 길이나 다중 가입자의 수에 따라 변화하며 광링크 고유의 잡음과 LD 비선형 왜곡에 의한 영향이 최소가 되는 광변조지수(optical modulation index)를 선택함으로써 얻어짐을 알 수 있었다.
We propose a visible light communication system in which the color and brightness are controllable. Pulse width modulation and variable pulse position modulation (VPPM) schemes are used to control the color and brightness, respectively. A digital algorithm to decode VPPM signals is suggested and implemented. A seamless transmission is observed in a testbed experiment under various environmental conditions. The proposed scheme can be applied to emotional-lighting-based wireless optical communication.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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