우리군에서는 지상공간에서의 TICN과 우주공간에서의 차기위성을 연동한 미래전술네트워크 구축을 추진하고 있다. 그러나, 위성의 낮은 대역폭과 높은 운영비용에 의하여, 위성을 통한 모든 전술 정보의 유통에는 한계가 있다. 이를 극복하기 위하여, 공중망을 구축하는 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 논문에서는 지상 노드의 단절에 대응하여 공중중계망과 지상전술망을 효과적으로 연동하기 위한 구조와 운영하는 방안을 제안한다. 그리고, 이의 효과도를 분석하기 위한 방안을 함께 제안한다. 효과도 분석 실험 결과는 공중중계망의 운영은 지상전술망의 장애상황에 효과적으로 대처 가능함을 보여준다.
본 논문에서는 탑재운영절차서 실행환경을 위한 Lua 인터프리터 기반의 가상머신 설계와 기능 및 성능분석 결과를 나타낸다. 한국항공우주연구원에서 계획 중인 달 탐사 임무를 온보드상에서 자율적으로 운영하기 위해 탑재운영절차서 실행환경의 개발이 요구되어졌다. 탑재운영절차서는 위성에 탑재되어 지상 간섭없이 자율적으로 임무 수행을 가능케 함으로써 전파 지연과 제한된 데이터 통신용량을 갖는 심우주 임무들에서 이미 적용되고 있다. 가상머신의 실행엔진인 인터프리터는 고급언어로 작성된 원시코드를 한줄씩 번역하고 실행하므로 컴파일러에 의해 생성된 코드가 실행되는 것에 비해서 실행 속도가 현저하게 느리다. 이를 극복하기위해 레지스터 기반의 Lua 인터프리터를 적용하여 탑재운영절차서 실행환경 설계 및 구현하였으며 실험을 통해 여러 요소들에 따른 성능분석을 수행하였다. 성능분석 결과는 탑재운영절차서 스케줄링 방안 뿐 아니라 Lua 인터프리터를 적용하는 시스템에 적용될 수 있을 것으로 기대된다.
현재의 주파수 분배상황을 살펴보면 대부분의 주파수 대역이 고정 할당되어 있으며 특히 무선통신 환경에 가장 적합한 저주파 대역은 거의 사용할 여지가 없다. 이에 인지무선 기술은 무선통신환경에서 주파수 부족 문제를 해결하고 주파수 활용도를 높이기 위한 중요한 기술로 대두되고 있다. 본 논문에서는 SDR (Software Define Radio)플랫폼인 USRP (Universal Software Radio Peripheral) 보드와 SDR 개발 툴킷인 GNU Radio를 이용하여 실제 인지무선(Cognitive Radio : CR) 시스템에서 데이터를 송, 수신하였다. 구체적으로 스펙트럼 센싱 기술을 이용하여 면허 사용자의 주파수 사용 여부를 감지하여 이 정보를 데이터베이스로 넘겨준다. 정보를 넘겨받은 데이터베이스에서는 유전자 알고리즘을 이용하여 최적의 송신전력과 대역폭, 채널 정보를 인지무선 기기에 보내어 주어 인지무선 기기가 면허 사용자에게 아무런 간섭을 주지 않고 데이터 통신을 할 수 있도록 하였다.
본 논문에서는 전리층에서의 직입사 측정 및 사입사 측정 간 등가 이론을 정리하여, 이를 바탕으로 실제 운용중인 전리층 관측기를 이용한 사입사 Ionogram을 중간 지점의 등가 직입사 Ionogram으로 변환할 수 있는 변환 알고리즘을 제시하였다. 또한 관측 중간 지점에 전리층 직입사 관측기가 없는 상황에서 변환 알고리즘 결과를 검증하기 위해, 관측 송수신 지점에서 시차를 두고 측정하는 직입사 Ionogram 데이터를 이용하여 변환 데이터와 비교하였다. 비교 결과 대체적으로 변환된 등가 직입사 Ionogram이 두 지역의 Ionogram의 형태를 잘 따라가고 있음을 볼 수 있다. 이에 따라 본 변환 알고리즘은 단거리 사입사 측정 Ionogram을 등가 직입사 Ionogram으로 변환하여 중간 지점 전리층 전자밀도 프로파일을 얻는 데 충분히 활용가능하다고 판단된다.
실시간 관측자료를 사용하여 현재상태를 진단하고 이후의 변화를 예보하는 것은 우주환경 모니터링 시스템의 필수적인 요소라 할 수 있다. 본 연구에서는 ION(IDL On the Net)을 이용하여 웹 기반의 우주환경모니터링 시스템을 구축하였다(http://sun.kao.re.kr). 이 웹 페이지에서는 현재의 태양 및 지자기 데이터를 보여주고 위성, 통신, 지상 전력시스템에 줄 수 있는 영향을 예측하여 제시하고 있다. 그리고 NOAA/SEC에서 매일 제시하는 태양 X선 플레어, 프로톤 현상, 지자기 폭풍의 예보결과를 표시한다. 또한 행성간 태양 충격파와 CME(Coronal Mass Ejection; 코로나 물질 방출)의 지구도달 시간을 예측하기 위해 두 가지의 예측모델이 웹에서 구동되도록 하였다. 현재 우리는 여러가지 태양 및 지자기 활동과 관련된 각종데이터를 IDL과 FTP 프로그램을 사용하여 실시간으로 다운받아 우주환경 데이터베이스를 확장하고 있다. 본 논문에서는 한국천문연구원의 우주환경모니터링시스템 개발에 관하여 자세히 기술한다.
GPS(Global Positioning System는 지구상에서 약 2km 떨어진 위성으로부터 송신한 신호를 수신하므로 그 수신감도가 매우 낮아 재밍과 간섭에 매우 취약하다. 따라서 GPS 수신단에서 항재밍 능력에 대한 필요성은 점점 증가하고 있다. 이러한 GPS의 취약성을 이용하여 전시 상황에서 적군은 재밍 기법을 이용하여 수신단에서 아군의 GPS 신호를 이용한 정확한 측위를 방해한다. 따라서 전시상황에 대비하여 재밍 환경에 대응하고, 측위 정보를 획득할 수 있는 방법이 필요하다. 본 연구에서는 재밍 환경에서의 측위 정확도를 향상시키기 위해 BSS(Blind Source Separation) 기법을 사용하여 GPS 신호와 재밍 신호를 분리하는 방법을 제안한다. 또 재밍신호와 분리된 GPS 신호에는 여전히 잡음(noise)이 존재해 정확한 측위 정보를 획득하기 어렵다. 따라서 잡음을 효과적으로 제거하기 위해 웨이블릿 임계화 기법을 사용한다. 실험 결과는 본 연구실에서 수행한 GPS/QZSS/Wi-Fi 밀결합 측위기법의 테스트 결과를 이용하여 재밍 환경에서의 BSS 와 웨이블릿 임계화 기법을 통한 정확도 향상을 보이며 제안한 시스템 모델의 우수성을 입증한다.
멀티 코어 프로세서의 보급 확산으로 최근에는 임베디드 시스템에서도 채택되고 있다. 따라서 일반적으로 대규모의 컴퓨팅과 메모리 접근을 필요로 하는 멀티미디어 응용은 멀티 코어 플랫폼 기반의 병렬화가 가능하다. 본 논문에서는 멀티 코어 CPU을 이용한 효율적 색 공간 변환을 위한 스레드 수준 병렬 기법의 성능 향상을 검증하였다. 스레드 수준 병렬화 특히 멀티 코어 프로세서기반 공유 메모리 컴퓨팅 시스템에서는 매우 유용한 병렬 처리 패러다임이 되고 있다. 본 구현에서 스레드 수준 병렬화는 각 스레드에 다른 입력 픽셀을 할당하여 실행하였다. 성능 평가를 위해 직렬 및 병렬 구현들 사이의 처리 속도의 비교에 기초하여 대표적 멀티 코어 프로세서에서 색 변환을 위한 성능 향상 정도를 평가하였다. 결과는 스레드 수준의 병렬 구현에 관계없이 다른 멀티 코어에서 전반적으로 비슷한 성능 향상의 비율을 보여주었다.
ITU-R은 긴급사안으로 결의 122를 통하여 47.2-47.5 GHz 및 47.9-48.2 GHz 대역에서 HAPS지구국이 우주국 수신기와의 공유를 원할하게 하기 위해서 적용 가능한 전력 제한치를 연구할 것을 요청하였다. 하지만 현재까지 이것과 관련된 연구는 진행되지 않은 상태이다. 이미 개발된 권고서 ITU-R SF.1481-1를 통하여 HAPS를 이용한 FS 시스템과 FSS 시스템간의 공유 가능성을 분석하기 위한 방법과 시스템 특성 파라미터가 제시되었으며, 위 주파수 대역에서 일반적인 HAPS에 대한 시스템 특성에 관하여 권고서 ITU-R F.1500에 도한 제시되었다. 본 논문에서는 결의 122에 따라서 HAPS 지상국에 적용 가능한 전력 제한치에 대한 결과를 제시한다. 이미 권고서 ITU-R SF.1481-1에 언급되었듯이 HAPS 지상국과 FSS 위성시스템간의 공유를 위해서는 충분한 이격거리가 필요하다. FSS 위성수신기로의 이러한 간섭레벨을 줄이기 위해서 HAPS 지상국의 전력 감소와 낮은 부엽레벨을 갖는 안테나 빔패턴의 적용을 고려하여 분석된 공유조건 결과들의 예들을 제시한다.
Due to its high spectrum efficiency, 64-amplitude phase-shift keying (64-APSK) is one of the primary technologies used in deep space communications and digital video broadcasting through satellite-second generation. However, 64-APSK suffers from considerable computational complexity because of the de-mapping method that it employs. In this study, a low-complexity de-mapping method for (4 + 12 + 20 + 28) 64-APSK is proposed in which we take full advantage of the symmetric characteristics of each symbol mapping. Moreover, we map the detected symbol to the first quadrant and then divide the region in this first quadrant into several partitions to simplify the formula. Theoretical analysis shows that the proposed method requires no operation of exponents and logarithms and involves only multiplication, addition, subtraction, and judgment. Simulation results validate that the time consumption is dramatically decreased with limited degradation of bit error rate performance.
본 논문에서는 위성 데이터 통신을 위해 격벽 구조형 원형 편파기와 결합된 넓은 빔 폭을 갖는 시컨트 패턴 안테나를 설계하였다. 방사 패턴을 형성하기 위하여 전류 분포와 공간인자 사이의 푸리에 변환 관계를 이용하였고, 원형 대칭인 개구 형태를 이용하여 설계를 용이하게 하였다. 설계한 방사체를 격벽 구조형 원형 편파기와 결합하여 최적화 과정을 수행하였으며, 설계된 방사 패턴, 축비, 반사 손실 특성이 안테나의 목표 성능에 적합함을 확인하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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