본 논문에서는 MIMO (multi input multi output) 기술의 위성 통신에 적용을 위한 연구에 대해 논하고자 한다. 위성은 광역 커버리지의 장점을 활용하여 DVB-S/S2, DVB-SH와 같은 방송 서비스 및 지상망 커버리지외각에 대해 음성 및 데이터 fill-in 서비스 제공하여 왔다. 한편 최근의 지상망은 MIMO 기술을 적용하여 높은 전송 효율 및 전송 커비러지를 넓히는 것을 가능하게 하였다. 이러한 관점에서, 위성 시스템의 지상망과의 효율적인 공존 및 4세대 통신에서 요구하는 유비커터스 환경에 부합하기 위해서는 지상망의 핵심 기술인 MIMO 기술의 위성 시스템 적용을 위한 연구가 필요하다. 이에 본 논문에서는 위성 및 IMR (intermediate module repeater) 환경에서의 효과적인 MIMO적용을 위한 여러 시스템 시나리오들을 소개하고 각각의 시나리오 모델에서 필요로 하는 기술적 요구사항 및 적용 가능성에 대해 논하고 대략적인 실험 결과를 통해 그 가능성을 확인 하고자 한다. MIMO기술은 크게 Space time coding (STC)기법과 Spatial multiplexing (SM) 기법으로 나눌 수 있는데, 위성 통신에서는 STC 의 위성 및 IMR환경에서 전송 효율 및 IMR cell 커버리지를 증가 시키기 위해 사용되었으며, SM의 경우 IMR환경에서 위성에서 전송된 방송 외에 IMR cell지역의 지역 방송을 multiplexing 하기 위한 형태로 형태로 활용 되었다.
본 논문에서는 Long Term Evolution (LTE) 시스템에서 새로 설치된 셀이 자율적으로 이웃 셀 정보를 수집하고 Physical Cell Identifier (PCI)를 결정하는 방안을 제안한다. PCI의 수는 한정되어 재사용이 필요하며, 도심 환경에서 Macro 셀 안에 Pico/Femto 셀과 같은 작은 크기의 셀이 다수 설치되면 PCI의 수는 더욱 제한될 것으로 예상된다. 따라서 제한된 수의 PCI를 효율적으로 할당하는 연구가 필요하다. 본 논문에서는 Self-Organization Network (SON) 환경에서 셀이 주변 셀들로부터 오는 수신신호세기를 수집하고, 이를 이용하여 PCI 재사용 효율을 높일 수 있도록 자율적으로 PCI를 할당하는 방안을 제안한다. 모의실험을 구성하여 제안한 방안이 적용된 경우의 성능을 분석하였고, 새로 설치되는 셀의 커버리지 타입에 따른 성능도 도출하고 분석하였다. 제안한 기법을 적용하면 시스템을 운용하는데 필요한 PCI의 수를 줄여 효율적으로 PCI를 재사용할 수 있음을 확인하였다
본 논문에서는 의사무작위패턴만으로는 생산하기 힘든 결정론적 테스트 큐브의 생산확률을 높일 수 있는 새로운 clustered reconfigurable interconnect network (CRIN) 내장된 자체 테스트 기법을 제안한다. 제안된 방법은 주어진 테스트 큐브들의 신호확률에 기반을 둔 스캔 셀 재배치 기술과 규정 비트(care-bit: 0 또는 1)가 집중된 스캔 체인 테스트 큐브의 생산확률을 높이기 위한 전용의 하드웨어 블록을 사용한다. 테스트 큐브의 생산확률을 최대로 할 수 있는 시뮬레이티드 어닐링(simulated annealing) 기반 알고리듬이 스캔 셀 재배치를 위해 개발되었으며, CRIN 하드웨어 합성을 위한 반복 알고리듬 또한 개발되었다. 실험을 통하여 제안된 CRIN 내장된 자체 테스트 기법은 기존의 연구 결과보다 훨씬 적은 저장 공간과 짧은 테스트 시간으로 $100\%$의 고장검출율을 달성할 수 있음을 증명한다.
본 논문에서는 방향성 결합기를 이용한 새로운 형태의 임피던스 튜너를 제안하였다. 이 튜너를 signal flow graph를 이용하여 해석하였고, 이 방식은 직렬 라인의 길이 변화가 어려운 single stub 방식에 비해 구현이 용이하고 double stub 방식에 비해 넓은 튜닝 범위를 가진다. 10개의 핀 다이오드를 이용하여 제작된 튜너는 10개의 스위치가 비트 형태로 동작하면서 Smith 차트 전 영역에서 $2^{10}$개의 균일한 임피던스 분포를 가지도록 설계되었다. 제작된 튜너는 $1.8{\sim}2.2GHz$의 대역폭에서 넓은 튜닝 영역을 가지며, 반사 계수 크기는 최대 0.9까지 측정되었다. 측정된 임피던스 값을 바탕으로 load-pull 시스템을 구성하였고, 전력 소자용 트랜지스터의 최적 출력단 임피던스를 찾아내었다.
Multihop transmission is a promising technique that helps in achieving broader coverage (excellent network connectivity) and preventing the impairment of wireless channels. This paper proposes a cluster-based multihop wireless network that makes use of the advantages of multihop relaying, i.e., path loss gain, and partial relay selection in each hop, i.e., spatial diversity. In this partial relay selection, the node with the maximum instantaneous channel gain will serve as the sender for the next hop. With the proposed protocol, the transmit power and spectral efficiency can be improved over those in the case of direct transmission and conventional multihop transmission. Moreover, at a high signal-to-noise ratio (SNR), the performance of the system with at least two nodes in each cluster is dependent only on the last hop and not on any of the intermediate hops. For a practically feasible decode-and-forward relay strategy, a compact expression for the probability density function of the end-to-end SNR at the destination is derived. This expression is then used to derive closed-form expressions for the outage probability, average symbol error rate, and average bit error rate for M-ary square quadrature amplitude modulation as well as to determine the spectral efficiency of the system. In addition, the probability of SNR gain over direct transmission is investigated for different environments. The mathematical analysis is verified by various simulation results for demonstrating the accuracy of the theoretical approach.
최근 디지털 멀티미디어 방송 기술의 발전에 따라 기존 아날로그 방송의 디지털화가 추진되고 있다. 라디오 방송의 경우 국내에서는 Eureka-147 DAB(Digital Audio Broadcasting)시스템을 디지털 라디오 방송 방식으로 결정하였다. DAB는 CD 수준의 고품질오디오는 물론 다양한 데이터 서비스, 우수한 이동수신 성능 등을 제공할 수 있으며, 국내에서는 DAB를 이용한 동영상 멀티미디어서비스의 특성을 강조하기 위해 DMB(Digital Multimedia Broadcasting)로 개칭하였다. 디지털 방송의 경우 송신기 커버리지와 수신품질을 조사하는데 있어서 비트오류율(BER Bit Error Rate) 측정이 필수적이다. 본 논문에서는 지상파 DMB에서의 비트오류율 측정을 위한 효율적인 서브채널 데이터 구조와 알고리즘을 제안하고 실험을 통해 검증하였다. 제안된 방법은 비트오류율 측정을 위한 동기화가 용이한 장점이 있고. 특히 수신에 실패한 CIF(Common Interleaved Frame)의 수를 알아내어 포함된 비트들을 오류로 분류함으로써 정확한 측정 결과를 제공할 수 있다. 이러한 장점으로 인하여 제안된 측정 시스템은 이동 수신으로 인한 채널상황에 변화가 많은 DMB에 더욱 유용하게 적용될 수 있다.
This paper describes a automatic video surveillance system(AVSS) with long range and 360$^{\circ}$ coverage that is automatically rotated in an elevation over azimuth mode in response to the TTM(tracked target message) signal of vessels tracked by ARPA(automatic radar plotting aids) radar. This AVSS that is a video security and tracking system supported by ARPA radar, CCTV(closed-circuit television) camera system and other sensors to automatically identify and track, detect the potential dangerous situations such as collision accidents at sea and berthing/deberthing accidents in harbor, can be used in monitoring the illegal fishing vessels in inshore and offshore fishing ground, and in more improving the security and safety of domestic fishing vessels in EEZ(exclusive economic zone) area. The movement of the target vessel chosen by the ARPA radar operator in the AVSS can be automatically tracked by a CCTV camera system interfaced to the ECDIS(electronic chart display and information system) with the special functions such as graphic presentation of CCTV image, camera position, camera azimuth and angle of view on the ENC, automatic and manual controls of pan and tilt angles for CCTV system, and the capability that can replay and record continuously all information of a selected target. The test results showed that the AVSS developed experimentally in this study can be used as an extra navigation aid for the operator on the bridge under the confusing traffic situations, to improve the detection efficiency of small targets in sea clutter, to enhance greatly an operator s ability to identify visually vessels tracked by ARPA radar and to provide a recorded history for reference or evidentiary purposes in EEZ area.
러시아는 자국 내 위성기반 보강시스템의 서비스 제공을 위하여 최근 정지궤도 위성을 통하여 SDCM 신호를 송출하기 시작하였다. SDCM용 정지궤도 위성인 LUCH-5A와 LUCH-5B의 영향권에 포함되어 있는 한반도에서도 현재 테스트 중인 PRN (pseudo random number) 140번 메시지가 수신되고 있어 국내 SDCM의 적용 및 그 성능 분석이 가능하다. 본 논문에서는 수신된 SDCM 메시지를 남한 지역의 최북단에 위치한 국토지리정보원 철원 기준국에 적용하였고, 이를 통해 수평 0.8749 m, 수직 0.9589 m (RMS)으로 그 성능이 크게 향상됨을 확인하였다. 또한 GPS와 GLONASS를 동시에 보강하는 SDCM의 특성을 반영하여 분석한 결과, 다중 위성군의 SBAS가 GPS 단독 SBAS에 비해 보호수준은 약 30 % 감소시킴으로써, APV-I 가용성 증대에 기여함을 확인하였다. 이를 통해 다중 위성군의 SBAS가 국내 개발될 KASS 시스템의 성능 향상에 기여할 수 있음을 예측할 수 있다.
주파수 재사용을 사용하는 셀룰러 시스템에서 단말은 셀 경계로 이동할수록 인접 셀로부터 오는 간섭 신호의 세기가 커지게 되어 낮은 신호 대 간섭 비를 갖게 되고 채널 추정 및 수신 성능이 열화되는 경향을 보인다. 각 셀에 할당된 프리앰블 파일럿이 상호 직교적인 관계이거나 disjoint한 위치에 있는 경우, 각 셀로부터의 채널을 추정하여 이를 간섭 제거에 활용할 수 있다. 도플러 확산에 의한 채널의 시간 변화율이 큰 경우에는 데이터 파일럿의 사용이 필요하나, 다수의 셀로부터 전송되는 데이터 파일럿이 모든 셀에서 동일한 위치에 배치되어 있는 경우, 간섭에 의한 영향으로 채널 추정 성능의 열화를 겪는다. 본 논문에서는 인접 셀 간섭의 영향을 고려한 의사 잡음(pseudonoise: PN) 수열이 적용된 데이터 심볼에서, 간섭 신호로 인한 성능 열화를 줄일 수 있는 채널 추정 방법을 설명하고, 셀 경계 지역에서 수신 신호 검출 성능을 평가한다. 특히 최대비 결합과 셀 간 공간 역다중화 검출 방식에 활용 시, 도플러 주파수와 간섭 신호의 세기에 따른 전송 효율을 산출하여 성능 이득을 정량적으로 제시한다.
위성 디지털 멀티미디어 방송 (DMB : Digital Multimedia Broadcasting) 시스템은 효율적인 서비스 제공을 위해 위성과 지상중계기(Gap-filler)를 이용하여 서비스를 제공한다. 이때 지상중계기의 고출력 송출 신호는 위성으로부터 상대적으로 낮은 전력으로 수신되는 인접대역 서비스에 큰 간섭을 준다. 또한, 낮은 출력의 지상중계기를 사용할 경우 서비스 커버리지가 작아져 효율적인 지상중계기 운영을 할 수 없다. 본 논문에서는 링크버짓 분석을 통해, 인접대역에서 서비스 되는 지상중계기와 위성과 의 간섭을 최소화하며, 지상 중계기의 서비스 반경을 최대화 할 수 있는 지상중계기의 송신전력(EIRP) 13dBW를 산출하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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