Phytochromes are red and far-red light absorbing photoreceptors for photomorphogenesis in plants. The red/far wavelength reversible biliproteins are made up of two structural domains. The light-perceiving function of the photoreceptor resides in the N-terminal domain, whereas the signal transducing regulatory function is located within the C-terminal domain. The characteristic role of the phytochromes as phtosensory molecular switches is derived from the phototransformation between two distinct spectral forms, the red light absorbing Pr and the far-red light absorbing Pfr forms. The photoinduced Pr Pfr phototransformation accompanies subtle conformational changes throughout the phytochrome molecule. The conformational signals are subsequently transmitted to the C-terminal domain through various inter-domain crosstalks and induce the interaction of the activated C-terminal domain with phytochrome interacting factors. Thus the inter-domain crosstalks play critical roles in the photoactivation of the phytochromes. Posttranslational modifications, such as the phosphorylation of Ser-598, are also involved in this process through conformational changes and by modulating inter-domain signaling.
Phytochromes (with gene family members phyA, B, C, D, and E) are a wavelength-dependent light sensor or switch for gene regulation that underscore a number of photo responsive developmental and morphogenic processes in plants. Recently, phytochrome-like pigment proteins have also been discovered in prokaryotes, possibly functioning as an auto-phosphorylating/phosphate-relaying two-component signaling system (Yeh et al., 1997). Phytochromes are photochromically convertible between the light sensing Pr and regulatory active Pfr forms. Red light converts Pr to Pfr, the latter having a "switch-on" conformation. The Pfr form triggers signal transduction pathways to the downstream responses including the expression of photosynthetic and other growth-regulating genes. The components involved in and the molecular mechanisms of the light signal transduction pathways are largely unknown, although G-proteins, protein kinases, and secondary messengers such as $Ca^{2+}$ ions and cGMP are implicated. The 124-127 kDa phytochromes form homodimeric structures. The N-terminal half contains the tetrapyrrolic phytochromobilin for red/far-red light absorption. The C-terminal half includes both a dimerization motif and regulatory box where the red light signal perceived by the chromophore-domain is recognized and transduced to initiate the signal transduction cascade. A working model for the inter-domain signal communication within the phytochrome molecule is proposed in this Review.
다중 채널을 사용하는 디지털 멀티톤 데이터 전송 시스템의 성능은 전송 채널의 영향으로 발생하는 심벌간의 간섭 잡음에 제한적이다. ISI를 제한하여 시스템의 데이터 전송 성능을 향상시키는 목적으로 전송 채널 임펄스 응답의 길이를 단축시키는 기법과 전송 채널의 주파수 특성을 향상시키는 기법을 합성하는 채널 등화 기법을 제안하였다. 수렴 속도가 빠른 칼만 알고리즘 및 구현 상 효율적인 LMS 알고리즘을 적용하여 제안한 등화기를 구현한다. 구현된 등화기를 필터 뱅크 기반 다중반송파 데이터 전송 시스템에 적용한 결과, 기존의 시스템의 성능보다 우수한 신호 대 간섭 잡음 비를 얻을 수 있음을 컴퓨터 시뮬레이션을 통하여 확인하였다.
Adenylate kinase (AK) enzyme which acts as the catalyst of reversible high energy phosphorylation reaction between ATP and AMP which associate with energetic metabolism and nucleic acid synthesis and signal transmission. This enzyme has three distinct domains: Core, AMP binding domain (AMPbd) and Lid domain (LID). The primary role of AMPbd and LID is associated with conformational changes due to flexibility of two domains. Three dimensional structure of human AK1 has not been confirmed and various mutation experiments have been done to determine the active sites. In this study, AK1R138A which is changed arginine[138] of LID domain with alanine[138] was made and conducted with NMR experiments, backbone dynamics analysis and mo-lecular docking dynamic simulation to find the cause of structural change and substrate binding site. Synthetic human muscle type adenylate kinase 1 (hAK1) and its mutant (AK1R138A) were re-combinded with E. coli and expressed in M9 cell. Expressed proteins were purified and finally gained at 0.520 mM hAK1 and 0.252 mM AK1R138A. Multinuclear multidimensional NMR experiments including HNCA, HN(CO)CA, were conducted for amino acid sequence analysis and signal assignments of $^1H-^{15}N$ HSQC spectrum. Our chemical shift perturbation data is shown LID domain residues and around alanine[138] and per-turbation value(0.22ppm) of valine[179] is consid-ered as inter-communication effect with LID domain and the structural change between hAK1 and AK1R138A.
SC-FDE(Single Carrier with Frequency Domain Equalizer) 전송 방식에서 채널의 다중경로를 통과한 신호들은 채널 지연 확산과 노이즈 영향으로 심하게 왜곡이 되거나 ISI(Inter-Symbol Interference)가 발생된다. 기존 UW(Unique-Word) 기반 SC-FDE 전송 방식중 하나인 반복적 채널 추정은 채널 길이를 안다고 가정하여 추정한 CIR(Channel Impulse Response)의 채널 길이 밖에 있는 노이즈 성분을 시간 영역에서 스무딩을 함으로써 노이즈 성분을 제거한다. 또한, 주파수 영역에서 채널 추정에 사용하는 UW를 복원하여 잔재하는 ISI 성분을 제거함으로써 채널 추정 성능을 향상시킨다. 본 논문은 채널 길이 안으로 있는 노이즈 성분 억압을 통한 채널 추정기법을 제안한다. 노이즈 성분을 억압하기 위해 시간 영역에서 추정된 CIR로 채널 길이 밖에 있는 노이즈 성분을 이용하여 노이즈의 표준편차를 추정하고 본래 신호 샘플에 영향이 안가도록 노이즈 표준편차 이득의 기준을 만든다. 추정된 노이즈의 표준편차와 이득을 이용하여 CIR 샘플들이 기준값 이하 일 때 채널 길이 안에 있는 노이즈 성분을 스무딩을 한다. 시뮬레이션 결과는 채널의 MSE(Mean Square Error)와 BER(Bit Error Rate)을 통하여 제안된 기법을 적용할 때 성능 개선이 나타남을 확인 할 수 있었다.
본 논문에서는 레이다 수신신호의 거리 및 방위 방항 데이터의 위상 연속성을 유지하면서 프로세서간의 데이터 전송량을 최소화하는 레이다 신호처리기 구조를 제안하였다. 이는 레이다 기능 알고리듬의 추가나 운용 시나리오 변경 등에 의한 하드웨어 재구성이나 확장이 용이한 다중 DSP 구조의 프로그램 가능한 레이다 신호처리기 이다. 기능 알고리듬 수행 및 신호처리 결과 데이터 전송 소요시간을 측정하여 병열 분산처리 가능한 타스크 구조로 신호처리기를 설계함으로써, 레이다의 기능 알고리듬 수행시 프로세서간 데이터 교환을 필요없게 하였다. 레이다 신호처리기를 구현하기 위하여 아날로그 디바이스사의 ADSP-21060 프로세서가 탑재된 스리트럼사의 Morocco-2 보드와 병렬처리 소프트웨어 개발 도구인 APEX-3.2를 이용하였다.
유럽형 지상파 디지털 방송 표준인 DVB-T 시스템에서는 OFDM방식을 사용하여 신호를 전송하며, 주파수 선택적 페이딩 환경과 충격 잡음 채널에서도 향상된 성능을 제공 할 수 있다. 그러나 이동성이 가정된 시변 채널에서는 도플러 확산의 영향 때문에 한 OFDM 심볼 안에 존재하는 부반송파 사이의 직교성의 파괴, 즉 inter-carrier interference(ICI)가 발생하여 심각한 성능 열화가 발생한다. 본 논문에서는 시간 및 주파수 축에서 채널의 특성과 ICI를 분석하고, OFDM시스템에서 구현이 간단한 LS 알고리즘과 이를 이용한 잡음 및 ICI 감쇄 기법을 사용한 LS 방식을 단말기의 속도에 따라 선택하여 사용하는 적응형 채널 추정 방식을 제안한다. 단말기의 속도를 추정하는 방법을 제안하여 COST207의 TU6 채널 모델을 적용한 시뮬레이션을 통하여 그 동작을 확인하였다. 또한 속도 추정을 위한 연산을 최소화한 알고리즘을 제안하여 하드웨어의 증가를 무시할 정도로 줄였다. 제안된 적응형 채널 추정 알고리즘은 속도가 약 70 km/h 이하인 경우에 잡음 및 ICI 감쇄기법을 위한 하드웨어를 동작시키지 않음으로서 전력의 소모가 현저하게 줄어든다.
무선 광 통신 시스템에서 고속의 데이터를 전송하기 위한 방법으로 대역 효율이 높은 OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 시스템이 연구되고 있다. OFDM 시스템은 PAPR(peak to average power ratio)이 높고 비선형 에러와 디바이스의 불균형으로 발생하는 ICI(inter channel interference)가 발생한다. 무선 광통신 시스템에서 LED(light emission diode)의 구동 전류에 의하여 구동되는 광 출력 파워는 비선형이며 전송 신호는 왜곡된다. 그러므로 비선형 LED 전달함수와 OFDM 신호에 의한 방사된 광 출력의 수신 성능에 대한 연구가 진행되었다. 비선형 왜곡에 의해 발생하는 효과는 기존의 무선 통신에서 사용되는 OFDM의 비선형 특성과 다르며 BER 성능을 저감시킨다. 본 연구에서는 최근 연구된 LED의 비선형성 전달함수를 적용하며, 비선형 왜곡과 Back-off에 의하여 수신기의 주파수영역에서 진폭 감쇄와 ICI를 발생시키므로, BER 성능을 개선시키기 위한 방법을 제안한다. 먼저 LED의 비선형 왜곡을 감소시키기 위한 새로운 PAPR저감 기법을 제안하며, 또한 수산 성능을 향상시키기 위하여 적응형 채널 추정 방식과 전송된 신호를 사용하여 SNR(signal to power ratio)을 개선하여 BER(bit error rate)을 개선하였다. 제안된 방법들을 시뮬레이션 결과를 통하여 확인한다.
International Journal of Computer Science & Network Security
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제23권7호
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pp.1-8
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2023
An Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) based wireless communication system has drawn wide attention for its high transmission rate and high spectrum efficiency in not only radio but also Underwater Acoustic (UWA) applications. Because of the narrow sub-carrier spacing of OFDM, orthogonality between sub-carriers is easily affected by Doppler effect caused by the movement of transmitter or receiver. Previously, Doppler compensation signal processing algorithm for Desired propagation path was proposed. However, other Doppler shifts caused by delayed Undesired signal arriving from different directions cannot be perfectly compensated. Then Receiver Bit Error Rate (BER) is degraded by Inter-Carrier-Interference (ICI) caused in the case of Multi-path Doppler channel. To mitigate the ICI effect, a modified Delay and Doppler Profiler (mDDP), which estimates not only attenuation, relative delay and Doppler shift but also sampling clock shift of each multi-path component, is proposed. Based on the outputs of mDDP, an ICI canceling multi-tap equalizer is also proposed. Computer simulated performances of one-tap equalizer with the conventional Time domain linear interpolated Channel Transfer Function (CTF) estimator, multi-tap equalizer based on mDDP are compared. According to the simulation results, BER improvement has been observed. Especially, in the condition of 16QAM modulation, transmitting vessel speed of 6m/s, two-path multipath channel with direct path and ocean surface reflection path; more than one order of magnitude BER reduction has been observed at CNR=30dB.
수중음향통신은 자원 및 지질탐사, 무인잠수정을 이용한 수중탐지 등 산업, 과학, 군사 분야에 다양하게 이용될 수 있으며 최근 들어 미국을 비롯한 선진국을 중심으로 활발하게 연구되고 있다. 그러나 수중음향통신은 지상에서의 무선통신과 달리, 느린 음파 전달속도로 인한 전송대역의 제한과 다중경로에 의한 심볼간 간섭과 이로 인한 심각한 신호왜곡 등의 치명적인 문제점을 갖는다. 본 논문에서는 이러한 문제점 중, 다중경로에 의한 심볼간 간섭을 제거하기 위한 방법으로 단일반송파 전송방식을 사용하는 주파수영역등화(FDE) 기법과 다중반송파 전송방식을 사용하는 직교주파수분할다중화 기법(OFDM)을 수중음향통신 채널에 적용하여 그 성능과 수중통신에서의 적용성 여부를 판단하였다. 이를 위해 모의된 수중채널을 바탕으로, SC-FDE와 OFDM 방식의 성능을 SER 관점에서 비교하였다. 수중채널은 벨홉모델을 이용하여 모의하였으며, 모의실험 결과, SC-FDE는 OFDM에 비해 $10^{-3}SER$ 기점을 기준으로 약 5dB 이상의 SNR 이득이 발생하였다. 모의실험 결과를 통해, SC-FDE가 수중 음향통신에 효율적으로 적용 가능한 시스템임을 보였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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