직교 주파수 분할 다중(OFDM) 기법은 현재 무선 통신에서 가장 중요한 전송 기술 중 하나로 여겨지고 있다. OFDM은 장애가 심한 무선 환경에서 적응 능력이 뛰어나기 때문에 애드 혹(Ad Hoc), 메시(Mesh) 및 센서 네트워크 환경에 이용되기 적합하다. 그러나, OFDM에서 비트 할당과 관련된 기존 연구는 센서 네트워크에서 요구되는 에너지 효율성 및 낮은 계산 복잡도가 충분히 고려되지 않았다. 본 논문은 주파수 선택적 페이딩 채널(Frequency Selective Fading Channel) 환경 하에서 에너지 제한을 고려하며, 낮은 계산 복잡도를 가지는 비트 할당 기법을 제시한다. 이 기법은 피드백 채널을 이용해 수집한 채널 상태 정보를 이용하여 에너지 제한에 맞는 비트 할당 방법을 찾는 적응적(Adaptive) 방법이다. 시뮬레이션을 통하여 성능을 분석한 결과, 본 기법은 매우 낮은 계산 복잡도를 가지지만 계산 복잡도가 높은 최적화 기법과 성능 차이가 거의 없다는 점을 확인하였다.
이용 가능한 데이터 영역과 전송전력 등 다양한 제한 요소들로 인하여 지그비 통신의 기술규격에는 음성통신에 대한 기준 사양이 포함되지 않았다. 본 논문에서는 지그비의 기반인 IEEE 802.15.4 표준에 적용하기 위한 음성부호화 기법이 제시된다. 여기서는 높은 압축율과 파형 복구능력이 우수한 파형부호기의 실현이 필수적이다. 이를 위하여 제시된 방법에서는 다단 이산 웨이블릿변환과 두 가지 펄스부호변조로 구성된 이진부호기가 사용된다. 이론적인 분석과 실내 무선 환경에서의 모의실험 결과 2단 웨이블릿변환을 적용한 경우가 압축율과 음성신호 복구능력 면에서 가장 적합한 것으로 판단된다. 직선전파경로 성분이 지배적인 경우 제시된 방법은 중간 정도의 신호 대 잡음비에서도 만족스러운 복구능력을 가진다. 따라서 제시된 음성부호화 방법은 향후 지그비를 이용한 음성통신의 표준 선정에 참고 가능한 기술이 될 수 있을 것으로 사료된다.
인지무선 통신장치(cognitive radio)는 일반적으로 일차 사용자(primary user)와의 간섭을 피하기 위해 어떠한 일차 사용자도 점유하고 있지 않은 주파수 자원을 활용한다. 그러나 비어있는 주파수 자원을 발견할 수 없을 경우, 인지무선 통신장치는 언더레이(underlay) 형태로 일차 사용자들과 주파수를 공유할 수 있으며, 이 때 스스로의 통신이 일차 사용자들에게 간섭을 미치지 않도록 전송 전력을 조절해야 한다. 본 논문은 셀룰라 네트워크의 상향링크 주파수 자원을 사용하는 언더레이 주파수 공유 방법을 제안한다. 셀룰라 네트워크의 범위 안에 존재하는 한쌍의 인지무선 통신장치들이 단방향 점대점(point-to-point) 통신 링크를 생성할 때 사용할 수 있는 전송 전력의 재한을 계산하고, 계산된 전송 전력을 적용할 수 있는 실용적인 상향 링크 공유 방안을 제시한다. 또한 시뮬레이션을 통해 제안된 상향 링크 공유 방안이 하향 링크 주파수 자원을 공유하는 것에 비해 인지무선 통신장치의 부담(overhead)을 줄일 뿐만 아니라 점대점 통신 링크의 수율(throughput) 성능을 향상시킬 수 있음을 보인다.
With increased human activity in space, the risk of re-entry and collision between space objects is constantly increasing. Hence, the need for space situational awareness (SSA) programs has been acknowledged by many experienced space agencies. Optical and radar sensors, which enable the surveillance and tracking of space objects, are the most important technical components of SSA systems. In particular, combinations of radar systems and optical sensor networks play an outstanding role in SSA programs. At present, Korea operates the optical wide field patrol network (OWL-Net), the only optical system for tracking space objects. However, due to their dependence on weather conditions and observation time, it is not reasonable to use optical systems alone for SSA initiatives, as they have limited operational availability. Therefore, the strategies for developing radar systems should be considered for an efficient SSA system using currently available technology. The purpose of this paper is to analyze the performance of a radar system in detecting and tracking space objects. With the radar system investigated, the minimum sensitivity is defined as detection of a $1-m^2$ radar cross section (RCS) at an altitude of 2,000 km, with operating frequencies in the L, S, C, X or Ku-band. The results of power budget analysis showed that the maximum detection range of 2,000 km, which includes the low earth orbit (LEO) environment, can be achieved with a transmission power of 900 kW, transmit and receive antenna gains of 40 dB and 43 dB, respectively, a pulse width of 2 ms, and a signal processing gain of 13.3 dB, at a frequency of 1.3 GHz. We defined the key parameters of the radar following a performance analysis of the system. This research can thus provide guidelines for the conceptual design of radar systems for national SSA initiatives.
SCADA(Supervisory Control and Data Acquisition) 시스템은 국가 기반시설에서 주로 사용되는 제어 시스템이다. 과거 SCADA 시스템은 폐쇄 망에서 운영되어진다는 이유로 보안에 대한 고려 없이 설계되었다. 하지만 기술의 발달로 SCADA 시스템과 공용망과의 연계가 추진되면서 보안에 대한 문제점이 대두 되고 있다. 본 논문에서는 SCADA 시스템의 제약사항과 보안요구사항을 살펴보고, 안전한 SCADA 시스템을 위한 키 관리 구조를 제안한다. 기존에 제안되어있는 SCADA 시스템을 위한 키 관리 방식이 메시지 브로드캐스팅을 지원하지 못하는 반면, 제안하는 방식은 메시지 브로드캐스팅을 지원한다. 또한 제안하는 방식은 성능상의 제약을 가지고 있는 RTU의 계산량을 최소화하기 위해, 상위 노드(SUB-MTU 또는 MTU)에 계산량을 분배하여 RTU의 잠재적인 성능 병목을 해결하였다.
본 논문에서는 다중 전압을 사용하는 초소형 시스템 구성 및 모듈 설계 방법론을 제시한다. 특히 잡음에 취약한 아날로그 IC의 특성을 개선하기 위한 PDN 구성 방법과 필터 구성 방법에 중점을 두어 설계하였다. 이에 제작된 모듈은 고전압에 의한 잡음을 방지하기 위해 공급 전원별로 접지면을 분할하고, 이를 공통 접지면으로 구성하기 위해 필터를 연결하였으며, via stitching 기법을 사용하였다. 이를 본 논문에서는 PDN 구조를 Lumped 모델로 구성하여 시뮬레이션을 통해 분석하고, 측정을 통해 확인하였다. 시뮬레이션 결과 4.7 uH의 Inductor를 연결하였을 때, 공통 접지면을 사용했을 때보다 -7 dB의 잡음 감소 효과를 확인할 수 있었고, 측정 결과 약 12 %가 감소하였음을 확인할 수 있었다.
센서 네트워크는 에너지 제안이 있기 때문에 에너지가 효율적인 오류 정정 방법을 사용하는 것이 중요하다. 본 논문에서는 낮은 전송 전력으로 전송한 데이터를 FEC (Forward Error Correcting) 코드를 적용하는 방식을 제안한다. RS (Reed-Solomon) 코드는 FEC kd법 중의 하나로 블록 코드를 사용한다. RS 코드는 데이터에 추가한 리던던시로 동작한다. 인코딩 데이터는 저장되거나 전송될 수 있다. 오류가 발생했을 때 인코딩 된 데이터는 복원된다. 추가된 리던던시는 디코더에서 수신된 데이터에서 오류가 있는 부분을 감지하고 정정하는 데에 사용된다. RS 코드가 정정할 수 있는 오류의 수는 추가되는 리던던시에 의해 결정된다. 1분마다 32바이트를 전송할 경우 RS(15,13)은 138일, RS(31,27)은 132일, RS(63,57)은 126일, RS(127,115)는 111일, RS(255,239)는 103일의 수명을 예측할 수 있었다.
본 연구는 Hofstede의 문화차원을 기준으로 온라인상에서의 문화적 차이를 사회 네트워크 분석을 통해 비교하는 것을 목적으로 한다. 이를 위해 동양 문화권에 속하는 한국과 영미 문화권에 속하는 미국, 영국의 온라인 커뮤니티에서 수집된 휴대폰 관련 구전 데이터를 활용하여 사회 네트워크 분석을 실시하였다. 분석결과 불확실성 회피성향을 반영하는 매개 중앙성을 제외한 모든 사회 네트워크 지표가 오프라인 상에서의 주장과 상반되는 결과를 보였다. 온라인상에서는 네트워크의 밀도와 연결 정도 중앙성, 위세 중앙성이 영미 문화권보다 한국에서 높게 나타나 한국이 영미 문화권보다 개인주의 성향이 강하고, 권력 거리가 작게 나타났다. 커뮤니케이션 속도 또한 한국보다 영미 문화권이 빠를 것으로 예상하였으나, 한국의 커뮤니케이션 속도가 영미 문화권에 비해 더 빠른 것으로 나타났다. 본 연구는 온라인상에서의 문화적 차이가 오프라인과 다르게 나타남을 발견하여 문화권에 대한 고정관념이 온라인 상에 그대로 적용되어서는 안 된다는 점을 확인함과 동시에, 온라인이 일탈의 공간으로써의 역할을 담당할 수 있음을 제시하였다. 또한 본 연구는 온라인상에서의 문화는 오프라인과는 다른 차원에서 접근할 필요가 있음을 확인하였다는 점에서 연구의 의의를 찾을 수 있을 것이다.
최근 정보화를 기반으로 급변하는 사회 현상과 함께 관심을 끌고 있는 USN프로젝트는 아직까지 미흡한 점들이 많이 존재하고 있는 상황이다. 현재의 연구 진행은 정보이용의 효율성을 추구하는 움직임이 주를 이루고 있으며, 네트워크 기술과 나노기술의 발달 등으로 인하여 USN 시장의 확대와 활성화에 많은 영향을 끼치고 있다. 우리나라의 경우 USN 구축 계획의 시행과 급변하는 네트워크 시장 등의 영향으로 수많은 연구가 진행되고 있으며, 무선센서를 이용한 분야의 확대 움직임이 활성화되고 있다. 본 논문에서는 우리나라의 USN 프로젝트의 기반이 되는 센서 네트워크에 대한 연구를 위하여 일반적으로 구성 가능한 센서노드, 싱크노드와 임베디드 시스템을 이용한 무선 센서 네트워크의 모델을 설계하고 ST사의 STR711FR2 프로세서 칩과 Sensirion사의 SHT11센서 모듈 그리고 Chipcon사의 CC2420 통신모듈을 사용하여 센서 노드를 설계하였다. 이후 제작된 센서노드에 임베디드 시스템을 이용하여 목적에 맞는 프로그램을 탑재하고 이를 이용하여 센서네트워크를 구현하였으며, 센서노드와 호스트 PC간의 데이터 전송실험을 위하여 센서로부터 센싱된 온도와 습도 데이터의 전송실험을 하였다.
이 논문에서는 임시 애드 혹 네트워크 기반 무선 영상 관측이 가능한 임베디드 시스템의 두 가지 설계 기법을 제안하고 구현한다. 첫 번째 방법은 실시간에 가까운 단기 관측 적용 서비스를 위한 임베디드 시스템 설계 기법에 기반을 둔 것으로 $160{\times}128$ 영상을 최대 1 fps(초당 프레임) 속도의 무선 영상 전송 능력을 가지며, 영상처리 기능이 내장된 특수한 원격 관측노드를 가진다. 두 번째 방법은 일반 무선 영상 장기 관측을 위한 임베디드 시스템을 사용하며, 1/3 fps 무선 영상 전송 능력을 가지고, 영상처리가 내장된 시스템 제어기, 주노드, 관측노드로 구성이 된다. 제안 시스템은 저전력 근거리 양방향 디지털 통신 방식으로 잘 알려진 애드 혹 무선 네트워크를 사용하며, 제안 시스템의 하드웨어는 일반 개발 보드, 소형 카메라, 그리고 시스템 제어를 위해 PC로 구성되며, 지그비 스택에 기반을 둔 임베디드 소프트웨어와 시스템 제어용 사용자 인터페이스 소프트웨어가 개발되고 구현된 하드웨어 모듈에 내장되어 동작된다. 또한 프로토콜 분석기를 사용해 무선 환경 분석을 수행한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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