본 논문에서는 고속 이동환경에서 강건성을 향상시킬 수 있는 OTFS(orthogonal time frequency space) 시스템에서 주파수 및 시간영역에서의 선형 MMSE(minimum mean squared error) 필터를 이용한 디코딩 알고리즘과 강화된 Gauss-Seidel 알고리즘을 이용한 디코딩 알고리즘의 성능을 비교한다. 강화된 Gauss-Seidel 알고리즘은 잡음 증폭을 억제함으로써 비트 오류율 성능을 개선할 수 있다. 전산 실험 결과를 통해 주파수 영역에서 MMSE 필터를 이용한 디코딩 알고리즘은 수신기의 이동 속도가 높아짐에 따라 성능 열화가 발생하는 것을 확인할 수 있고, 강화된 Gauss-Seidel 알고리즘을 이용한 디코딩 방법은 120km/h 속도와 500km/h 속도를 가지는 채널 환경에 대해 주파수 영역 및 시간 영역에서의 MMSE 필터 디코딩 알고리즘에 비해 우수한 성능을 나타내는 것을 확인할 수 있다.
본 논문에서는 비 샘플간격을 갖는 빠른 시변채널에서 OFDM 시스템의 위한 채널 추정 기법과 최적 보간기 대신 선형 보간기를 사용한 채널 추정기법이 제안되었다. 제안된 채널 추정기는 비 샘플간격을 갖는 채널의 기존의 채널 추정기가 활용하지 못했던 주파수 상관관계를 이용한 2-D 보간기법을 적용하여 채널의 추정의 정확도를 향상시켜 샘플 간격 채널 뿐만 아니라 실제 채널과 유시한 비 샘플간격 채널에도 적용이 가능하다. 또한 기존의 채널 추정기와 같은 복잡도를 갖는 경우에도 기존의 채널추정기의 성능을 능가함을 모의 실험을 통해 보여졌다. 또한 시간에 따른 채널의 변화가 적을 경우 도플러와 같은 시간변화에 대한 정보를 사용하지 않는 선형 보간기가 최적 보간를 대체하여도 성능 열화가 적음을 실험을 통해서 보였다. 따라서 제안된 채널 추정기는 비 샘플 간격을 갖는 빠른 시변채널에서 OFDM의 성능을 향상시키는데 도움을 줄 수 있다.
광도 요소의 워터마크 내장은 컬러 영상을 그레이 스케일 영상과 같은 변형에서 삽입한 소유권 정보의 추출을 보장하기 때문에 YCbCr와 같은 광도-색차 컬러 공간에서 색상의 광도 요소에 소유권 정보를 내장한다. 따라서 본 논문은 워터마크의 견고성과 비시각성에 중점을 두고, 멀티미디어 컨텐츠서비스의 장치와 성능을 고려한 컬러 영상의 워터 마크 내장, 추출 및 인증 알고리즘을 제안한다. 컬러 영상은 RGB 컬러 공간에서 YCbCr 컬러 공간으로 변형 한 다음 Y(Luminance), Cb(Color Differences) 및 Cr(Color Differences) 각 요소의 특성을 고려하여 웨이브릿 기반의 주파수 영역에서 다중 레벨(Multi-Level)의 워터마크를 내장하고 추출 및 인증한다. 실험 결과, JPEG 압축에 따른 견고성과 다중 레벨에 대한 워터마크의 비 시각성을 보장할 수 있었다
본 연구에서는 마제형터널 주변에 공동이 존재하는 경우에 대해 동적해석을 수행함으로써 터널주변의 공동이 터널의 동적거동에 미치는 영향을 검토하였다. 이를 위해 반무한 평면상에서 터널의 동적응답해석을 수행할 수 있는 해석기법을 개발하였다. 먼저 주파수 영역에서의 다층 반무한 지반내에서의 동적 기본해를 유도하였고 이를 경계요소에 적용하였다. 외부영역을 모형화한 경계요소를 내부영역의 유한요소와 조합하여 반무한 영역에서의 터널구조의 동적응답을 구할 수 있도록 하였다. 개발된 기법의 검증을 위하여 단층 및 다층 반무한 구조계에 대해 Ricker 파형을 이용한 동적해석을 수행하여 기존의 해석결과와 비교하였고, 개발된 기법을 이용하여 석회암층에 있는 터널에 대해 공동의 유무 및 터널과의 이격거리에 따른 터널의 동적거동을 고찰하였다.
평면형 구조에서 공간 영역 그린 함수를 구하기 위해서는 무한 Sommerfeld 적분을 계산하여야 한다. 무한 적분을 짧은 시간에 계산하기 위한 실수축 적분 방법(real axis integration method)은 주파수와 거리에 대해 넓은 범위에 걸쳐 매우 정확한 방법이지만 관측점의 수지 성분 z가 변하게 되면, 근사의 과정을 반복해야 하는 비효율성과 z가 커질수록 파수 영역 함수의 변화가 심해져 정확한 근사가 어렵다는 단점이 있다. 본 논문에서는 폐루프 적분 경로를 이용하여 파수 영역 함수를 근사화 함으로써 일반적인 마이크로스트립 구조에서 기존의 결과에 비해 정확한 closed-form 그린 함수를 구하는 방법을 제시하였다.
워터마킹(Watermarking) 기법은 멀티미디어 컨텐츠의 저작권 보호를 위해서 특정 데이터를 저작물의 품질이나 데이터 크기의 변화 없이 삽입하고, 필요시 이를 검출하는 기술이다. 워터마크가 삽입된 컨텐츠는 사람의 육안이나 청각으로 구별할 수 없어야 하고 여러 종류의 변환 또는 고의적 공격에 강인성을 가져야한다. 본 논문에서는 영상의 공간 영역과 주파수 영역에 대한 정보를 함께 갖는 웨이블릿(Wavelet) 변환영역에서 워터마킹을 수행하는 방법을 제안하였다. 제안한 방법에서는 강인성과 비가시성을 동시에 만족하기 위해 다중 임계값을 사용하였다. 워터마크 삽입 위치는 상관도가 높은 부대역 계수들의 유사성을 조사하고 관련 주파수 대역에서 계수의 중요도를 검증한 뒤 워터마크를 삽입할 위치로 결정하였다. 이 때 유사성의 표현은 부대역간의 계수 값 차를 이용하였고, 이 차들의 분포는 워터마크를 삽입하고 검출하는데 사용한다. 워터마크의 검출은 부대역간의 특성을 이용함으로써 원래의 영상을 사용하지 않고 검출할 수 있다. 이러한 특성들 때문에 제안한 워터마킹 알고리즘은 JPEG 압축 공격 등을 비롯한 일반적인 영상처리에 대해 비가시성과 강인성을 동시에 만족함을 보였다.
Time Stretched Pulse (TSP)는 공간적으로 임펄스(Impulse)를 효율적으로 전달하고 분석하기 위해서 사용되어 진다. 하지만 발신기와 수신기의 전달함수를 포함시키지 않으면, 시간 영역에서의 분석은 직, 간접 신호의 중첩으로 공간의 자유음장 특성을 파악하기 불가능하다. 일반적으로 공간의 자유음장(Free Field)은 표준 ISO 3745 Annex A에 의해서 평가되고 있는데, 일정 주파수 간격의 1/3 옥타브 밴드 신호를 연속적으로 발신 및 수신하여 거리별 신호 감소를 역자승 법칙(Inverse Square Law)을 적용하여 판단하고 있다. 본 논문은 자유음장 분석에서 TSP 신호를 적용하여 일반적인 ISO 3745의 1/3 옥타브 밴드 신호와 비교하였다. 역자승 모델 값과의 차이점을 분석한 결과 TSP 신호 또한 1/3 옥타브 밴드 신호와 유사한 결과를 보이고 있으며, 측정 시간 및 확장성에 대해서는 우수하게 판단되었다. 본 실험에서는 ISO 3745에 의해서 제한된 주파수 범위에서 자유음장과 반자유음장(Hemi-free Field)을 검증 받은 무향실을 사용하였다.
제어이론의 역사적 발전사를 고찰해보면 1930년대부터 1960년대까지를 고전 제어(classical control) 시대로 분류되고 이때 주로 사용되었던 용어들은 주파수역(frequency domain)에서 사용된 개념인 극점(pole), 영점(zero), Nyquist, 근궤적(root-Locus) 선도(plot)등으로 대표된다. 그 다음단계인 현대 제어(modern control) 시대 (1960년대-1980년대)때는 새로운 개념들이 도입 되었는데 시간역(time domain)에서 사용되는 상태공간(state-space) 모델, 가제어성(controllability), 가관측성(observability), Kalman 필터, LQG 제어 등이다. 1980년대부터 현재까지를 강인제어(robust control) 시대로 분류하는데 이것의 특징들은 극점이나 영점 대신 상태공간 모델을 사용하여 주파수역에서 정의되는 개념들인 H$_{\infty}$ 합성법, .$\mu$ 해석법, LQG/LTR 및 QFT, Lyapunov 등으로 대표된다. 현대제어시대때는 제어기 K는 공칭 플랜트 모델 G$_{0}$를 기준으로 설계되었으나 실제로 공칭 플랜트 모델은 실제 플랜트와 항상 같을 수가 없었다. 따라서 실제 플랜트 G는 G=G$_{0}$ + .DELTA.G로 표현되며 여기서 .DELTA.G는 플랜트 불 확실성(plant uncertainty), 즉 실제 플랜트와 공칭 플랜트의 차이를 나타낸 다. 이 플랜트 불확실성은 제어기가 실제 응용되어 사용되었을 때 제대로 작동하지 않는 주요 이유중에 하나이다. 이와 같은 상황에서 안정도 강인성 (stability robustness) 및 성능 강인성(performance rosubtness)의 보장은 상 당히 중요한 문제로 대두되었으며 주어진 플랜트 불확실성하에서 이러한 강이성들이 보장되는 제어이론들 중 H$_{\infty}$ 제어이론이 많이 연구/응용 되고 있다. 특히 공칭 플랜트 모델과 함께 사용되는 플랜트 모델과 함께 사용되는 플랜트 불확실성 모델은 직접적으로 성능 및 안정도에 영향을 미치므로 주의 깊게 선정해야 한다.
JPEG은 가장 널리 사용되는 이미지 압축 표준 기술이다. 본 논문에서는 JPEG 이미지 압축 알고리즘을 소개하고 압축 및 압축 해제의 각 단계를 서술하고자 한다. 이미지 압축은 디지털 이미지를 데이터 압축을 적용하는 과정이다. 이산코사인변환은 시간 도메인에서 주파수 도메인으로 변환하는 기술이다. 먼저, 이미지는 8 by 8 픽셀 블록으로 분할하게 된다. 둘째, 위에서 아래로 왼쪽에서 오른쪽으로 진행하면서 DCT가 각각의 블록에 적용하게 된다. 셋째, 각 블록은 양자화를 통해 압축을 진행한다. 넷째, 이미지를 구성하는 압축된 블록의 행렬은 크게 줄어든 공간에 저장된다. 끝으로, 원하는 경우 이미지는 역이산코사인변환(IDCT)을 사용하는 프로세스인 압축 해제를 통해 재구성하게 된다. 본 연구에서는 이산코사인변환 기법을 이용해 이미지 압축/복원 및 재구성하는 것에 목적을 두고 있다.
For many industrial problems originating from aerodynamic noise, noise prediction techniques, reliable and easy to apply, would be of great value to engineers and manufacturers. General algorithm is presented for the prediction of internal flow-induced noise from quick opening throttle valve in an automotive engine. This algorithm is based on the integral formula derived by using the General Green Function, Lighthill's acoustic analogy and Curle's extension of Lighthill's. Novel approach of this algorithm is that the integral formula is so arranged as to predict frequency-domain acoustic signal at any location in a duct by using unsteady flow data in space and time, which can be provided by the Computational Fluid Dynamics Techniques. This semi-analytic model is applied to the prediction of internal aerodynamic noise from a throttle valve in an automotive engine. The predicted noise levels from the throttle valve show good agreement with actual measurements. The results show that the dipole noise is dominant in this phenomena and the origin of noise sources is attributed to the anti-vortex lines formed in the down-stream from a throttle valve. This illustrative computation shows that the current method permits generalized predictions of flow noise generated by bluff bodies and turbulence in flow ducts.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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