• 제목/요약/키워드: chirp spread spectrum

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OFDM 기반 돌고래 휘슬음 모방 수중 은밀 통신 기법 (OFDM based mimicking dolphin whistle for covert underwater communications)

  • 이호준;안종민;김용철;설승환;김완진;정재학
    • 한국음향학회지
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    • 제40권3호
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    • pp.219-227
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    • 2021
  • 본 논문에서는 적으로부터 은밀히 아군에게 통신 신호를 전송하기 위해서 Orthogonal Frequency Division Multiplexing(OFDM) 기반 돌고래 휘슬음 모방 변조 기법을 제안하였다. 제안한 방법은 돌고래 휘슬음을 여러 개의 OFDM 심볼과 대응되는 시간 슬롯들로 나눈 후, 매 슬롯에서 돌고래 휘슬음이 위치한 주파수 대역을 갖는 부반송파에 Differential Phase Shift Keying(DPSK) 심볼을 매핑하여 변조한다. 제안한 방법은 기존의 Chirp Spread Spectrum(CSS)와 Frequency Shift Keying(FSK) 기반의 돌고래 휘슬음 모방 변조 기법들에서 발생하는 주파수 윤곽의 불연속성을 줄일 수 있고, 변조 차수를 증가시켜도 모방 성능 열화량이 작다는 장점이 있다. 전산 모의실험을 통해 제안 방법의 Bit Error Rate(BER)과 모방 성능이 기존의 CSS와 FSK에 비해 우수함을 보였다.

Performance analysis of DSSS- and CSS-based physical layer for IoT transmission over LEO satellites

  • Jung, Sooyeob;Im, Gyeongrae;Jung, Dong-Hyun;Kim, Pansoo;Ryu, Joon Gyu;Kang, Joonhyuk
    • ETRI Journal
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    • 제44권4호
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    • pp.543-559
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    • 2022
  • To determine a suitable waveform for Internet of Things (IoT) transmission over low-Earth orbit (LEO) satellites, this paper reports the results of a performance comparison between chirp spread spectrum (CSS)-based LoRa and direct sequence spread spectrum (DSSS)-based Ingenu. The performance of both waveforms was measured in terms of the packet error rate, throughput, and packet loss rate, considering the Doppler effect caused by the high speed of LEO satellites and the interference among multiple terminals. Simulation results indicate that the DSSS scheme is more suitable than the CSS scheme for high-traffic IoT services because of its robustness against interference among multiple terminals. However, the CSS scheme is more suitable than the DSSS scheme for high-mobility IoT services because of its robustness against the Doppler effect. We discuss various solutions, such as the preprocessing of Doppler effect and avoidance of packet collision, to enhance the performance of the DSSS and CSS schemes. The simulation results of the proposed solution show that the enhanced DSSS scheme can be a proper waveform in IoT transmission over LEO satellites for both the high-traffic and high-mobility services.

스마트 홈용 9.6Kbps급 전력선 통신 시스템 구현에 관한 연구 (A Study on the Implementation of 9.6Kbps Power Line Communication System for Smart Home)

  • 김철;정영화
    • 정보학연구
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    • 제6권4호
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    • pp.81-91
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    • 2003
  • 본 논문은 가정내 설치되어 있는 전력선을 이용한 스마트 홈 구축에 적합한 9.6Kbps 전력선 통신 시스템 구현에 관한 것이다. 제안한 전력선 통신 시스템은 가변 감쇄 특성과 가전기기에 의해 발생되는 각종 잡음들, 그리고 각종 가전기기 접속에 의한 임피던스 특성 변화등에 강한 신호 방식으로 100KHz~200KHz 대역 확산 주파수와 선형형태의 Chirp 신호를 사용하였다. 전력선통신 환경과 유사한 의사 부하 망을 제작하여 구현한 시스템에 대한 성능 실험을 하였다. 실험결과 의사 부하망 환경에서의 통신은 매우 만족하게 이루어졌으며, 구현된 Chirped-SS 방식의 9.6Kbps전력선 통신 시스템이 스마트 홈 구축에 있어서 상용화 할만한 성능을 가짐을 확인할 수 있었다.

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이진 ZCD 코드 기반의 WPAN용 CSS 변복조 알고리즘의 BER성능분석에 관한 연구 (BER analysis of CSS MODEM algorithm for WPAN based on binary ZCD)

  • 여운서;윤승금;이선희;최성진;조주필;김성권;차재상
    • 한국방송∙미디어공학회:학술대회논문집
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    • 한국방송공학회 2006년도 학술대회
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    • pp.207-211
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    • 2006
  • IEEE 802.15.4a에서는 첩(Chirp)신호을 이용한 UWB(Ultra Wide Band) 시스템으로서 DBO(Differential Bi-Orthogonal)-CSS(Chirp Spread Spectrum) 기술을 선택적 표준안으로 정하였다. 기존 DBO-CSS에서는 다중 피코넷 간섭(MPI; Multiple Piconets Interference)을 피하기 위하여 각 피코넷 별로 Different Time-Gap을 할당하고 있다 하지만 완벽한 직교성이 존재하지 않는다는 특성을 가지고 있어서 간섭의 영향에 민감할 수 밖에 없고, 무선통신시스템의 성능 저하를 야기시킨다. 본 논문에서는 각 피코넷 별로 보다 완전한 직교성을 확보하기 위하여, 확산코드기법을 적용한 CSS 변복조 알고리즘을 제안하고, 또한 일정한 시간 구간동안 연속적인 직교특성을 가지는 이진 ZCD(Zero Correlation Duration) 코드를 사용하여 BER(Bit Error Rate) 성능 분석을 통해 SOP(Simultaneously Operating Piconets) 환경에서 다중 피코넷 간섭 등의 영향을 효과적으로 제거함을 확인하였다.

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Performance Evaluation of Location Estimation System Using a Non Fixed Single Receiver

  • Myagmar, Enkhzaya;Kwon, Soon-Ryang
    • International Journal of Contents
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    • 제10권4호
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    • pp.69-74
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    • 2014
  • General location aware systems are only applied to indoor and outdoor environments using more than three transmitters to estimate a fixed object location. Those kinds of systems have environmental restrictions that require an already established infrastructure. To solve this problem, an Object Location Estimation (OLE) algorithm based on PTP (Point To Point) communication has been proposed. However, the problem with this method is that deduction of performance parameters is not enough and location estimation is very difficult because of unknown restriction conditions. From experimental tests in this research, we determined that the performance parameters for restriction conditions are a maximum transmission distance of CSS communication and an optimum moving distance interval between personal locations. In this paper, a system applied OLE algorithm based on PTP communication is implemented using a CSS (Chirp Spread Spectrum) communication module. A maximum transmission distance for CSS communication and an optimum moving distance interval between personal locations are then deducted and studied to estimate a fixed object location for generalization.

Class 4 Active RFID Multi-hop Relay System based on IEEE 802.15.4a Low-Rate UWB in Sensor Network

  • Zhang, Hong;Hong, Sung-Hyun;Chang, Kyung-Hi
    • KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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    • 제4권3호
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    • pp.258-272
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    • 2010
  • The low-rate (LR) UWB is a promising technology for the ubiquitous sensor network (USN) due to its extremely low power consumption and simple transceiver implementation. However the limited communication range is a bottleneck for its widespread use. This paper deals with a new frame structure of class 4 active RFID multi-hop relay system based on ISO/IEC 18000-7 standard integrating with IEEE 802.15.4a LR-UWB PHY layer specification, which sets up a connection to USN. As a result of the vital importance of the coverage and throughput in the application of USN, further we analyze the performance of the proposed system considered both impulse radio UWB (IR-UWB) and chirp spread spectrum (CSS). Our simulation results show that the coverage and throughput are remarkably increased.

패턴 매칭을 이용한 EKF 기반 이동 로봇 실내 위치 추정 (EKF based Mobile Robot Indoor Localization using Pattern Matching)

  • 김석용;이지홍
    • 로봇학회논문지
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    • 제7권1호
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    • pp.45-56
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    • 2012
  • This paper proposes how to improve the performance of CSS-based indoor localization system. CSS based localization utilizes signal flight time between anchors and tag to estimate distance. From the distances, the 3-dimensional position is calculated through trilateration. However the error in distance caused from multi-path effect transfers to the position error especially in indoor environment. This paper handles a problem of reducing error in raw distance information. And, we propose the new localization method by pattern matching instead of the conventional localization method based on trilateration that is affected heavily on multi-path error. The pattern matching method estimates the position by using the fact that the measured data of near positions possesses a high similarity. In order to gain better performance of localization, we use EKF(Extended Kalman Filter) to fuse the result of CSS based localization and robot model.

RTLS를 적용한 산업용 로봇의 위치 제어 기술 (Location Control Technique for Industrial Robots Based on RTLS)

  • 이광희;송병훈;최학수
    • 한국정보과학회:학술대회논문집
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    • 한국정보과학회 2008년도 한국컴퓨터종합학술대회논문집 Vol.35 No.1 (D)
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    • pp.424-427
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    • 2008
  • 최근 산업용 로봇에서부터 청소 로봇과 지능형 서비스 로봇에 이르기까지 주행 기능을 갖고 있지만, 제한된 상황에서의 단순한 주행 기능이 거의 대부분이다. 로봇이 복잡한 환경에서 자율 주행 하기 위해서는 로봇의 위치인식이 되어야 가능하다. 지금까지 많은 기술들이 나와 있지만 비교적 고가의 장비로 구현되어야 한다는 단점을 가지고 있다. 따라서 본 논문에서는 IEEE 802.15.4a 기반에 CSS (Chirp Spread Spectrum) 방식의 RTLS를 로봇 위치추적에 사용함으로 낮은 가격에 로봇의 위치 추적이 가능한 방법을 제안한다. 이를 위해 RTLS 모듈을 제작하였고, 로봇의 위치제어에 사용하였다. RTLS를 적용한 로봇은 비용적인 측면에서 비교적 낮은 가격에 로봇의 현재 위치를 얻을 수 있는 장점을 가지며, 충돌감지 센서와 같은 센서를 통해 간편하게 지도를 작성할 수 있다는 장점이 있다. 또 앞으로 여러 대의 로봇을 동시에 사용하는 환경에서도 각각의 로봇이 위치를 인식하기 위해 드는 비용을 줄임으로 실제 저가의 로봇에 적용 가능할 것이다.

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개인 무선네트워크에서 CSS 방식과 RSSI 를 이용한 거리측정에 관한 연구 (A Study on Distance Measurement using CSS and RSSI in WPAN)

  • 권대길;조진웅;임승옥;이장연;이현석;원윤재
    • 대한전자공학회:학술대회논문집
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    • 대한전자공학회 2008년도 하계종합학술대회
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    • pp.321-322
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    • 2008
  • CSS(Chirp Spread Spectrum) technology adopt SDS-TWR algorithms of TOA(Time of Arrival) using velocity of specific medium and ToF(Time of Flight) to measure a distance, but this method always has a regular error on distance regardless of a real distance, as a result, in far distance, it decrease a error on distance relatively, but in near distance, it increase a error on distance relatively. in this paper, we propose and test new method measuring a distance more precisely in near distance using CSS and RSSI

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Zero Cross Point를 이용한 전력선 통신 모뎀의 FPGA 설계 (FPGA Design of Power Line Communication Modem using Zero Cross Point)

  • 이원태;최성수;원동선;임자용;이영철
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2007년도 제38회 하계학술대회
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    • pp.1874-1875
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    • 2007
  • 전력선 통신(Power Line Communication)은 전력선과 연결되어 있는 디바이스들을 간단히 제어하기 위한 기술로 제안 되었으며, 홈오토메이션, 원격 검침(AMR) 분야에서 많이 사용되고 있다. 최근에는 스마트 홈, 유비쿼터스와 관련해 다양한 홈 네트워크 시스템들이 제안되면서 이들 시스템을 효과적으로 구현할 수 있는 방안으로 전력선 통신기술이 많이 제안되고 있다. 전력선 통신은 많은 유용성에도 불구하고 전력선 채널에 대한 정확한 채널 모델링과 전력선 모뎀의 성능에 관해서는 많은 문제점을 나타내고 있다. 본 논문에서는 전력선 통신을 위한 전송선로의 주파수에 대한 잡음과 임피던스 특성 및 전력선 채널에 데이터 신호를 Chirp-SS(Spread Spectrum) 신호로 맵핑하여 채널의 Zero Cross Point 구간에 전송하였을 때의 시뮬레이션 결과와 설계된 FPGA 보드를 비교분석 하였다. 채널 모델은 배경 잡음과 할로겐 잡음, 전송선로의 감쇄 특성만을 고려하였으며, 전력선 채널 상에서의 Zero Cross Point를 이용한 전력선 통신 모뎀의 성능을 분석하였다.

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