• 제목/요약/키워드: spread spectrum

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터보등화를 이용한 직접대역확산통신 기반의 은밀 수중통신 성능분석 (Turbo Equalization for Covert communication in Underwater Channel)

  • 안태석;정지원;박태두;이동원
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제20권8호
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    • pp.1422-1430
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    • 2016
  • 전송되는 정보들의 가로채기 확률을 감소시키기 위한 피감청 기술 중 대표적인 대역확산통신 기법을 적용함으로써 통신 성능에 미치는 영향을 분석하고, 이를 통해 최적의 은밀 수중음향통신 시스템의 모델을 제안한다. 대역확산 통신 된 신호의 레벨이 낮아져 주변의 배경소음과 같은 레벨로 전송하기 때문에 피탐지 확률이 감소하고 은밀성의 특징을 갖게 된다. 본 논문에서는 BCJR(Bahl, Cocke, Jelinek, Raviv) 복호방법과 대역 확산 기법 중 직접 수열 대역 확산 기법을 적용하였으며, 은밀 수중 통신에서 고려되는 송수신 모델은 크게 두 가지로 나뉘는데, 경판정 기반의 송수신 모델과 반복기반의 터보 등화 모델의 성능을 시뮬레이션과 호수 실험을 통해 성능을 비교 분석하였다.

부분 대역 재밍 하에서의 가산성 백색 가우시안 잡음 채널에서 고차 변조의 저속 주파수 도약 대역 확산 시스템 (The Higher-Order-Modulated Slow-Frequency-Hopping Spread-Spectrum System over AWGN under Partial-Band Jamming)

  • 안형배;김찬기;노종선;박진수;송홍엽;한성우
    • 한국통신학회논문지
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    • 제42권1호
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    • pp.14-24
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    • 2017
  • 본 논문은 부분 대역 재밍(partial-band jamming, PBJ)과 가산성 백색 가우시안 잡음(additive white Gaussian noise, AWGN)이 존재하는 채널에서 주파수 고효율 변조(higher order modulation, HOM)에 적용 가능한 평균 최소 잡음 전력 기반 소실 삽입 기법(erasure insertion method, EIM)을 제안한다. 제안한 기법을 적용한 저속 주파수 도약 대역 확산(slow-frequency-hopping spread-spectrum, SFH/SS) 통신 시스템을 설계하고, 이 시스템의 패킷오류율(packet error rate, PER) 계산식을 유도한다. 이를 바탕으로 주어진 시스템 사양에서 최적의 성능을 보이는 소실 삽입 판정의 잡음 임계값을 구하는 방법을 제시하고 설계한 16-QAM SFH/SS 시스템에서 이를 검증한다.

대역확산방법을 이용한 웨이블릿 기반의 비디오 워터마킹 (A Video Watermarking Based on Wavelet Transform Using Spread Spectrum Technique)

  • 김승진;김태수;이건일
    • 대한전자공학회논문지SP
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    • 제42권5호
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    • pp.11-18
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    • 2005
  • 본 논문에서는 영상의 에너지 분포에 따른 통계적 특성과 대역확산방법 (direct sequence spread spectrum)을 이용한 웨이블릿 기반의 비디오 워터마킹(watermarking) 방법을 제안하였다. 제안한 방법에서는 원 비디오를 공간 영역에서 움직임의 다소에 따라 분류된 움직임이 큰 영역과 움직임이 적은 영역을 공간계차측정 (spatial difference metric)방법에 의해 나누어진 장면 (scene) 단위로 각각 3차원 DWT와 2차원 DWT를 수행하여 3 레벨 및 2 레벨로 각각 분해한다. 비가시성과 견고성을 만족시키기 위해 기저대역을 제외한 레벨 3 및 레벨 2에서 부대역 계수값의 표준편차를 이용하여 문턱값을 정하고 워터마크가 삽입될 계수를 각각 선택한다. 그리고 워터마크(watermark)는 시각적인 정보를 가진 이진 영상으로 임의 교환 (random permutation) 후 대역확산방법을 이용하여 비디오 워터마크로 대체되어 선택된 계수에 삽입된다. 제안한 방법의 성능 평가를 위한 모의실험 결과에서 기존의 방법보다 비가시성 및 견고성이 우수함을 확인하였다.

A Two-Point Modulation Spread-Spectrum Clock Generator With FIR-Embedded Binary Phase Detection and 1-Bit High-Order ΔΣ Modulation

  • Xu, Ni;Shen, Yiyu;Lv, Sitao;Liu, Han;Rhee, Woogeun;Wang, Zhihua
    • JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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    • 제16권4호
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    • pp.425-435
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    • 2016
  • This paper describes a spread-spectrum clock generation method by utilizing a ${\Delta}{\Sigma}$ digital PLL (DPLL) which is solely based on binary phase detection and does not require a linear time-to-digital converter (TDC) or other linear digital-to-time converter (DTC) circuitry. A 1-bit high-order ${\Delta}{\Sigma}$ modulator and a hybrid finite-impulse response (FIR) filter are employed to mitigate the phase-folding problem caused by the nonlinearity of the bang-bang phase detector (BBPD). The ${\Delta}{\Sigma}$ DPLL employs a two-point modulation technique to further enhance linearity at the turning point of a triangular modulation profile. We also show that the two-point modulation is useful for the BBPLL to improve the spread-spectrum performance by suppressing the frequency deviation at the input of the BBPD, thus reducing the peak phase deviation. Based on the proposed architecture, a 3.2 GHz spread-spectrum clock generator (SSCG) is implemented in 65 nm CMOS. Experimental results show that the proposed SSCG achieves peak power reductions of 18.5 dB and 11 dB with 10 kHz and 100 kHz resolution bandwidths respectively, consuming 6.34 mW from a 1 V supply.

SS 다중반송파 변조방식을 이용한 효율적인 차량 에드혹 네트워크 거리측정 기법 (An Efficient Vehicular Ad-hoc Networks and Ranging System Using Spread Spectrum Multi-carrier Modulation Scheme)

  • 김영안
    • 한국통신학회논문지
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    • 제34권7A호
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    • pp.554-561
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    • 2009
  • 본 논문에서는 통신과 거리측정을 동시에 행하는 대역확산방식을 이용한 VANET에서의 거리측정 시스템에 다중반송파(Multi-Carrier) 변조방식을 적용한 시스템을 제안한다. 기존방식에서는 자기차량이 송신한 PN신호에 상대차량의 정보를 실어서 재송신하고 자기차량은 대역확산에 의해 상대차량 정보를 파악하였으며, 동시에 송수신한 PN신호의 위상차를 탐지허여 차량거리를 정확하게 측정하는 것이 가능했다. 그러나 그 차량거리 측정의 문제점으로서 위상차의 탐지 오차와 분석 능력을 높이기 위해 고속 PN신호가 펼요할 수밖에 없다. 제안 시스템은 이러한 문제점 해결을 위해 다중반송파 변조방식을 적용했다. 다중반송파 변조방식은 단일반송파와 비교해서 Chip rate이 작은 PN신호를 사용함으로 단일반송파와 동일한 주파수 대역에서 복수의 반송파 이용이 가능하다. 복수의 반송파는 등이득 합성법에 의해 합성되기 때문에 다이버시티 효과가 얻어져 위상차의 에러검출을 방지하는 것이 가능하고 정밀 거리측정도 기존방식과 비교해서 우수하게 개선되었다.

직접 수열 확산 방식 기반 다중 밴드 FSK 신호의 성능 분석 및 실험 결과 (Performance analysis and experiment results of multiband FSK signal based on direct sequence spread spectrum method)

  • 정현우;신지은;정지원
    • 한국음향학회지
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    • 제40권4호
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    • pp.370-381
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    • 2021
  • 본 논문에서는 수중 통신에서 은밀성과 성능 향상을 위해 직접 수열 확산 방식 기반 다중 밴드 기법을 사용한 부 대역 Frequency Shift Keying(FSK) 신호의 효율적인 송수신 구조를 제시하였다. 은밀성적인 측면에서는 Pseudo Noise(PN) 부호의 chip을 직접 곱하는 직접 수열 대역 확산 방식을 적용하였으며, 성능적인 측면에서는 다중 경로 특성, 도플러 확산 등으로 인한 성능 감쇠를 극복하기 위해 다중 밴드, 터보 등화, 각 밴드별 가중치 알고리즘을 적용하였다. 시뮬레이션 결과를 바탕으로, 송수신기 사이의 거리가 약 300 m ~ 500 m인 호수에서 기동 실험을 하여 대역확산 신호의 chip 수를 8개, 32개로, 다중 밴드 수는 4개 일 때의 성능을 분석하였으며, chip 수가 증가할수록, 터보 등화 기법 적용 시 반복횟수가 증가할수록 성능이 향상되었고, 다중 밴드에서 프리엠블 오류율을 분석하여 밴드 별 가중치를 적용 시 더 많은 패킷 전송 성공률을 나타냈다.

타일 기반 주파수 도약 첩 대역 확산 기법 (Tile Based Frequency Hopping Chirp Spread Spectrum Technique)

  • 이철호;이병규;주현
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제23권8호
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    • pp.988-995
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    • 2019
  • 본 논문에서는 저피탐(LPI)/항재밍(AJ) 성능이 우수한 타일 기반 주파수 도약 첩 대역 확산(TBFH-CSS) 기법을 제안한다. 기존 주파수 도약 첩 확산(FH-CSS) 기법은 신호 주기와 대역폭이 일정한 단일 첩 신호로 주파수 도약을 수행하여 추적 재머가 쉽게 신호를 탐지하고 재밍 공격을 할 수 있다. 제안한 TBFH-CSS 기법은 단위 시간과 단위 대역폭으로 이루어진 기준 타일의 조합으로 첩 신호를 생성하여 신호 주기와 대역폭이 일정하지 않아 추적 재머가 신호를 탐지하고 효과적으로 재밍하기 어렵다. 추적 재머를 이용한 재밍 공격 시 기존 FH-CSS 기법과 제안한 TBFH-CSS 기법의 저피탐/항재밍 성능을 비교하여 TBFH-CSS 기법이 저피탐/항재밍 성능이 우수함을 확인하였다.

처프 확산 대역 시스템에서 다중 접속 간섭의 감소를 위한 처프율 할당 기법 (A Chirp Rate Allocation Scheme for Multiple Access Interference Reduction in Chirp Spread Spectrum Systems)

  • 김광열;이승우;김용신;이재생;김진영;신요안
    • 한국통신학회논문지
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    • 제41권11호
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    • pp.1420-1422
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    • 2016
  • 처프 확산 대역 시스템의 다중 사용자 전송을 위해서는 서로 다른 사용자마다 직교성이 보장된 처프율을 할당해야 한다. 본 논문은 다중 접속 간섭을 감소시키기 위해 상호 상관 계수 기반 처프율 할당 기법을 제안하였다. 모의실험 결과, 제안된 기법의 전송 성능이 기존의 기법보다 우수한 것을 확인하였다.

처프 확산 대역 시스템을 위한 상호 상관 계수 분석 (Analysis of Cross-Correlation Coefficient for Chirp Spread Spectrum Systems)

  • 김광열;이승우;김용신;이재생;김진영;신요안
    • 한국통신학회논문지
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    • 제41권11호
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    • pp.1417-1419
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    • 2016
  • 처프 확산 대역 시스템의 전송 성능을 향상시키기 위해서는 처프 신호 사이의 상호 상관 계수를 반드시 고려해야 한다. 본 논문은 단일 사용자 전송을 위한 처프 신호의 상호 상관 계수를 수식적으로 도출하였으며, 이를 기반으로 전송 성능을 향상시킬 수 있는 처프율을 이론적으로 제안하였다. 모의실험 결과, 최적의 상호 상관 계수를 고려했을 때 전송 성능이 향상되었으며, 도출된 이론적인 성능이 모의실험 결과와 동일함을 확인하였다.

A Self-Calibrated Localization System using Chirp Spread Spectrum in a Wireless Sensor Network

  • Kim, Seong-Joong;Park, Dong-Joo
    • KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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    • 제7권2호
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    • pp.253-270
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    • 2013
  • To achieve accurate localization information, complex algorithms that have high computational complexity are usually implemented. In addition, many of these algorithms have been developed to overcome several limitations, e.g., obstruction interference in multi-path and non-line-of-sight (NLOS) environments. However, localization systems those have complex design experience latency when operating multiple mobile nodes occupying various channels and try to compensate for inaccurate distance values. To operate multiple mobile nodes concurrently, we propose a localization system with both low complexity and high accuracy and that is based on a chirp spread spectrum (CSS) radio. The proposed localization system is composed of accurate ranging values that are analyzed by simple linear regression that utilizes a Big-$O(n^2)$ of only a few data points and an algorithm with a self-calibration feature. The performance of the proposed localization system is verified by means of actual experiments. The results show a mean error of about 1 m and multiple mobile node operation in a $100{\times}35m^2$ environment under NLOS condition.