본 논문에서는 무선 멀티미디어 통신 시스템 환경에서 고속의 전송데이터를 전송할 시스템을 이루기 위해 적응변조 방식을 적용한 Truncated Type-II Hybrid ARQ 방식과 부호화 기법을 제안하였다. 여기서, 나카가미 페이딩 채널 환경으로 적응변조방식을 해석하였다. 적응변조 시스템은 나카가미 페이딩 지수에 따라서 변조 레벨과 심볼율을 제어할 수 있다. Eb/No가 높거나 나카가미 페이딩 지수 m이 높을 경우 이 시스템은 높은 변조 레벨과 높은 심볼율을 선택하여 전송 효율을 증가시키는데 목적이 있다. 이와 반대로, Eb/No가 낮을 경우, 전송 성능 감소를 막기 위해 낮은 변조 레벨과 낮은 심볼율을 선택한다. 변조 방법으로는 QPSK, 16QAM, 64QAM, 256QAM 방식을 채용하였다. Truncated Type-II Hybrid ARQ 기법에 의한 적응변조 방식은 실시간 처리 및 고 신뢰도가 요구되는 무선 멀티미디어 통신 시스템에 적용이 가능하리라 판단된다.
최근에 초경량 비디오 압축 기술로써 분산 비디오 부호화 기법 (DVC)이 많은 주목을 받고 있다. 대부분의 DVC 시스템들은 우수한 비트율-왜곡 성능을 얻기 위해 피드백 채널을 통해 패리티 비트 제어를 수행하고 있으나, 높은 복호화 시간 지연을 초래하여 실시간 구현에 가장 큰 문제점이 되고 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 본 논문에서는 LDPCA 프레임별 적응적 패리티 요구 비트량에 대한 적응적 예측을 통한 효과적인 분산 비디오 부호화 방법을 제안한다. 제안된 방법은 화소영역 위너-지브 부호화기법에서 각 비트 플레인 내의 LDPCA 프레임간에 존재하는 통계적 특성을 이용하여 비트 요구량을 적응적으로 예측하는 방식을 이용한다. 모의실험을 통하여, 제안 방식은 LDPCA 복호화기에 사용한 경우 패리티 비트 요구량 예측을 사용하지 않는 방식보다 평균적으로 80% 이상의 복호화 지연 시간을 절감함을 보인다.
분산 비디오 부호화 기법(DVC)은 매우 낮은 복잡도를 갖는 비디오 부호화기를 제공하는데 중요한 역할을 담당하고 있다. 그러나 우수한 비트율-왜곡 성능을 얻기 위해 기존의 대부분의 DVC 기법은 피드백 채널을 통해 패리티 비트 제어를 수행하고 있으며, 이것은 비디오 복호화에 있어 많은 시간을 초래하여 실시간 구현을 위해 꼭 극복해야 할 문제점으로 남아 있다. 이러한 문제점을 해결하고 상업화를 촉진하기 위해, 본 논문에서는 LDPCA 프레임 크기가 복호화 지연 및 전체적인 부호화 성능에 미치는 영향을 분석한다. 먼저 화소 영역 위너-지브 부호화 기법에서 각 비디오 프레임을 일정한 크기의 LDPCA 프레임으로 분할하고, 분할된 LDPCA 프레임별로 시간적 상관성을 이용한 예측 방식과 공간적 상관성을 갖는 예측 방식에 따른 성능을 비교 분석한다. 모의실험을 통하여, 현재 가장 많이 연구되고 있는 QCIF크기의 영상에 대해서는 LDPCA 프레임 크기가 3168크기일 때, 가장 우수한 부호화 성능 및 고속화에 유리함을 보인다.
본 논문에서는 8 괘(卦)와 같은 제안한 네트워크 토폴로지를 이용하여 기존의 간섭 제거에 대해 서술한다. 전송신호의 할당 제어를 통해 간섭할당 방법을 적절히 선택함으로서 다른 동기시간에 최적의 대칭 DoF가 달성될 수 있다는 점을 중요하게 서술한다. 그러나 이 결과 복잡한 문제가 발생되는데 간섭제거 및 반복 코딩과 같은 다른 방법을 혼합하여 사용하는 문제 때문이다. 이 방법에 덧붙여 최적의 DoF를 달성하기 위해 8 user 네트워크를 위한 TTC(triangular transmit cooperation) 알고리즘을 제안한다. 또한 8 괘(卦)의 상보성원리를 위상 간섭제거에 응용했다. 상생과 상극개념을 송신과 수신의 직접신호와 간섭신호에 대응시켰다. 상보성 원리를 역(易)(I Ching)의 괘(卦)에서 뿌리를 찾았다. 즉 대(對)와 대(待)이다. 서로 대립하면서도 서로의 공존관계를 8개의 송 수신단에 적용한 결과 대칭 DoF는 4/3 였다.
본 논문에서는 물리 계층 네트워크 부호화를 적용하는 릴레이의 협력 하에 두 사용자 노드가 두 전송 단계로 데이터를 교환하는 양방향 릴레이 시스템을 고려한다. 이 시스템은 첫 전송 단계에서 두 사용자가 동시에 이진위상변조 심볼을 전송하고, 릴레이 노드는 수신 신호로부터 두 사용자 정보 비트의 배타 합을 복호한 뒤 다시 재변조하여 두 번째 전송 단계에서 방송함으로써, 각 사용자가 상대방 정보를 복호하도록 한다. 이 때 시스템 성능은 나카가미-m 페이딩 채널에서의 사용자 노드가 겪는 평균 최종 심볼 오류율로 살펴보며, 이에 대한 정확한 상한을 닫힌 식으로 유도함으로써 성능을 빠르고 정확하게 제공한다. 성능 평가 결과 본 논문에서 얻은 이론적 상한은 다양한 채널 및 시스템 환경에서 모의실험 결과와 일치함을 볼 수 있다. 또한 분석 결과를 이용하면 다양한 채널 및 시스템 환경에 대한 최적 릴레이 위치와 전력 할당 값 등의 유용한 정보를 빠르게 얻을 수 있다.
본 논문은 선단 내 해상 통신에서 두 통신 선박이 다중 안테나 릴레이 선박의 도움으로 데이터를 교환하는 양방향 릴레이 네트워크를 고려한다. 상기 네트워크에서 두 통신 선박의 정보 전송률이 다를 때 정보 전송 신뢰도를 높이는 전송률 인지 세 단계 아날로그 네트워크 부호화 기법을 제안한다. 제안 기법은 릴레이에서 직교하게 수신된 각 통신 선박의 신호로부터 향상된 품질의 아날로그 네트워크 부호화 신호를 안테나 수신 전력만을 이용하여 생성함으로써 릴레이를 채널 추정 기능 없이 낮은 복잡도로 구현할 수 있도록 한다. 또한, 제안 기법은 두 통신 선박의 서로 다른 전송률을 고려한 전송률-인지 릴레이 전력 할당 방법을 적용하여 비대칭 전송률을 갖는 데이터 교환의 아웃티지 확률을 크게 줄일 수 있음을 모의실험으로 보였다.
초기 지상파DMB(T-DMB)는 단방향 방송 서비스만을 제공하였으나, 최근에는 이동통신의 리턴채널을 이용한 양방향 데이터 서비스까지 제공한다 T-DMB는 텔레매틱스, RFID 등과 같은 이질적인 응용서비스와 통합된 서비스를 제공하는 형태로 진화될 것으로 예측된다. 이러한 관점에서 T-DMB 플랫폼에서 다양한 텔레매틱스 및 RFID 응용들을 지원할 수 있는 프레임 워크가 정의되어야 한다. 본 논문에서는 T-DMB가 양방향 인터렉티브 통신을 제공하는 환경에서, 교통정보 서비스, 콘텐츠 서비스와 같은 REID 응용서비스를 제공할 수 있는 통합 서비스 모델을 제안하였다. 실현을 위해 서비스 시나리오, 네트워크 참조 모델, 각 엔티티의 기능, 데이터 전송 방법, 메시지, 코딩 규칙을 설계하였다. 제안한 모델은 RFID 리더 기능이 없는 T-DMB 단말상에서, FRID 응용서비스를 동일하게 제공받을 수 있다. 또한, TPEG-Location 응용을 이용하므로 사용자의 위치를 기준으로 교통 및 여행자 정보(TTI) 서비스뿐만 아니라 주변에서 제공하는 모든 RFID 응용서비스를 이용할 수 있다. 메시지 구조는 TPEG 표준을 따라 설계하였다.
멀티캐리어 DS-CDMA는 다중경로 페이딩 채널에서 광대역 시스템의 구현에 효과적인 방법이다. 본 논문에서는 콘볼류션 코딩을 적용한 중복된 멀티캐리어 DS-CDMA 시스템을 제안하고, 기존의 멀티캐리어 시스템과 비교하여 성능의 우수성을 입증한다. 제안된 멀티캐리어 DS-CDMA 시스템을 분할된 각 서브밴드를 가용주파수 대역 내에서 보다 효율적으로 구성하기 위하여 50% 중복 (overlapping) 된 구조를 갖도록 한다. 그리고 전송률이 1/M인 콘볼루션 채널코딩과 반복율이 1/R인 반복코딩을 적용하여 채널 코딩에 의한 이득과 주파수 다이버시티 (frequency diversity) 효과를 동시에 획득하고, 또한 MUI(Multiple User Interference)를 효과적으로 감소시키기 위하여 각 서브밴드의 확산신호에 raised-cosine 칩 성형필터를 적용하였다. 사용된 칩 성형필터의 rolloff 인자 (0< ${\beta}{\le}1$)의 변화에 따른 MUI를 분석하여 기존의 멀티캐리어 시스템의 성능보다 우수함을 보인다.
본 논문에서는 화면 간 차이 신호에 적용하기 위한 적응적인 그레이코드 할당을 갖는 분산 비디오 코덱의 성능 분석을 수행하였다. 즉, 화면 간 차이 신호가 갖는 통계특성에 기초하여 양자화된 값에 대해 최고의 성능을 갖는 그레이코드 할당 방법과 최저의 성능을 갖는 그레이코드 할당 방법에 대해 성능을 비교 분석하였다. 모의실험을 통해 8비트 밝기 해상도를 갖는 영상에서 화면 간 차이 신호는 9비트의 데이터를 발생시키고, 양자화해서 전송되는 비트가 n비트이면, 화면 간 차이 신호에 $256+2^{9-n-1}$를 더함으로써 가상채널잡음의 효과를 최소화할 수 있음을 확인하였다. 영상시퀀스를 이용한 모의실험에서 최고의 성능과 최저의 성능을 갖는 방식간에 동일 비트율에서 약 1.5dB이상의 화질 차이가 발생함을 확인하였다. 본 논문에서 분석된 결과는 화소영역 또는 변환영역의 위너-지브 부호화기법으로 확장하여 적용될 수 있을 것으로 기대된다.
분산 비디오 부호화 기법은 우수한 비트율-왜곡 성능을 달성하기 위해 패리티 비트 제어용으로 피드백 채널을 필요로 하고 있다. 그러나 이 방법은 분산 비디오 부호화기법에서 매우 높은 복호화 지연을 야기한다. 실시간 환경에 구현하고 상용화를 촉진하기 위해서, 많은 연구가 고속 복호화 알고리즘 개발에 집중되어 오고 있다. 실시간 구현의 한 방법으로서 본 논문에서는 복호화기에서 부호화기측으로 움직임 정보와 같은 부호화 통계 특성을 제공할 수 있는 응용 환경에 적합한 새로운 분산 비디오 부호화 기법을 다룬다. 즉, 본 논문에서는 보조 정보 생성시에 얻어지는 움직임 정보를 피드백함으로써 복호화 속도를 개선하기 위한 고속 분산 복호화 방식을 제안한다. 모의실험을 통하여, 제안 방식은 기존의 고속 분산 복호화 방식들 보다 우수함을 보인다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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