5세대 이동통신 시스템에서 스펙트럼 효율을 향상시키기 위한 새로운 후보 변조기술들이 제안되고 있다. 후보 변조기술로 다중반송파 기반의 UFMC(Universal Filtered Multi-Carrier), FBMC(Filter Bank Multi-Carrier)가 큰 주목을 받고 있으며, 최근 저복잡도 처리가 가능한 W(Weighted)-OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 시스템 또한 주목받고 있다. 본 논문에서는 기본적인 OFDM 시스템과 함께 UFMC, FBMC, W-OFDM 시스템에 HPA(High Power Amplifier) 비선형 특성이 고려되었을 경우, 각 시스템의 스펙트럼 특성과 BER(Bit Error Rate) 특성을 종합적으로 평가하여 보다 유력한 시스템을 찾는다. 시뮬레이션 결과로, 동일한 비선형 HPA 환경에서는 UFMC, FBMC, W-OFDM 시스템이 모두 유사한 스펙트럼 특성과 BER 특성을 보이는 것을 확인할 수 있다. 이러한 이유로 비선형 HPA 환경에서는 시간영역에서 저복잡도의 Windowing 처리만을 요구하는 W-OFDM 시스템이 다른 시스템에 비하여 유리함을 확인할 수 있다.
주파수 도약(frequency hopping) 기법은 대역확산(spread spectrum) 방법 중 하나로, 광대역 상에서 반송파의 주파수가 고정되어 있지 않고, 다양한 주파수 채널로 도약하는 통신방식이다. 이러한 특성으로 인해 뛰어난 항재밍 성능, 낮은 탐지율 등의 장점을 가지고 있어, 군 통신에 자주 사용되고 있으며, 상용 통신에도 종종 사용되고 있다. 바꿔 말하면, 이런 주파수 도약 신호를 잘 탐지해내는 것은 매우 어려우며 중요한 연구분야 중 하나이다. 본 논문에서는 FFT를 이용한 신호 탐지를 할 때, 주파수 도약 신호의 탐지율을 증가시킬 수 있는 기법을 제안한다. 수신한 신호를 FFT를 이용하여 주파수 성분으로 변환시킬 경우, 스펙트럼 누설(spectral leakage)이 발생하여 탐지율이 낮아진다. 이때, 해밍 윈도우(hamming window)를 이용하여 문제를 해결하고 탐지율을 증가시킬 수 있는데, 주파수가 도약하는 환경에서는 윈도우가 오히려 성능 저하를 가져오기도 한다. 제안하는 기법은 주파수 변화에 대응하여 이러한 약점을 해결하였으며, 기존에 비해 최대 13 % 정도의 탐지율 향상을 얻을 수 있다.
본 논문에서는 microwave 채널 환경에 적합한 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 기반의 DMR(Digital Microwave Radio)시스템 구조를 제안하고 시스템 성능을 분석하였다. 기존의 단일 반송파 방식의 DMR 시스템은 High-level QAM변조방식을 사용하며 시스템 구성이 복잡하고, 페이딩 채널에 매우 민감한 특성을 갖기 때문에 전송용량의 한계가 발생한다. 따라서 이러한 문제점을 극복하기 위한 방안으로 페이딩 채널에 강한 OFDM 방식이 연구되어왔다. 본 논문에서는 기존 OFDM에서 사용된 windowing 방식 대신 BL-PSF(Band-Limited Pulse Shaping Filter)를 이용 하므로서 GI/GB(Guard Interval/Guard Band) 등의 잉여 데이터 사용을 지양하여 전송용량을 향상 시킬수 있도록 하였으며, IFFT/FFT 블록의 이용효율을 개선시킬 수 있도록 하였다. 본논문에서는 microwave 채널 환경에 대해 단일 반송파 방식의 DMR 시스템과 OFDM/QPSK-DMR 시스템의 성능을 시뮬레이션하여 비교분석하였다. 그 결과, 제안하는 DMR 시스템은 부 반송파의 수가 많아질수록 단일 반송파 방식의 DMR 시스템보다 우수한 fade margin을 갖는것을 알 수 있었다.
본 논문에서는 주파수 선택적 시변 채널 OFDM 시스템에서 파일럿 심볼을 이용하는 채널 예측 및 등화 방식의 성능을 분석하고 문제점 및 개선 방안을 제시한다. 주파수 영역 채널 행렬의 대역폭을 제한하기 위하여 시간 영역 윈도우를 도입하며, 채널 예측에 LS(Least Square) 및 선형 MMSE(Minimum Mean Square Error) 예측 방식을 이용한다. 채널 등화에는 채널 예측에 이용되는 파일럿 심볼의 존재가 고려된 선형 MMSE 및 결정 귀환 등화 방식을 이용한다. 계산량을 감소시키기 위하여 채널 등화 알고리즘에 요구되는 선형 연립 방정식의 풀이에 band LU 행렬 분해 알고리즘을 도입하며, 컴퓨터 시뮬레이션을 통하여 기존 방식과의 성능을 비교한다. 결정 귀환 등화 방식에 시간 영역 윈도우를 적용하는 경우, 결정 귀환 관련 행렬의 대역폭이 제한되지 않아 성능이 저하되는 문제점을 분석하였다.
본 논문에서는 대역제한필터(BL-PSF)를 이용하는 OFDM/QPSK-DMR 시스템에 적합한 클럭 복원 알고리즘을 제안하고 OFDM/QPSK-DMR 시스템과 단일 주파수방식의 DMR 시스템의 클럭 위상에러분산을 비교 분석하였다. 기존 Windowing을 적용하는 OFDM/QPSK-DMR 시스템은 수신 클럭의 위상을 동기 시키기 위해 훈련심볼 또는 CP(Cyclic Prefix)등의 잉여 데이터를 사용하나 본 논문의 DMR 시스템은 전송효율을 향상시키기 위해 잉여 데이터를 삽입하지 않고 단일 주파수방식의 클럭복조방식을 채택하였다. 이 방식은 간단하게 구현할 수 있는 장점을 갖는다. 제안한 클럭 복원 알고리즘은 AWGN 환경에서 단일 주파수방식의 DMR 시스템과 성능 열화 없이 동일한 클럭 위상 에러 분산값을 갖는 것을 시뮬레이션 결과로 확인하였다.
Optical coherence tomography (OCT) is high resolution medical imaging system which is obtaining image inside biological objects with non-destructive method. OCT system is based on Michelson interferometer with a reciprocating mirror in the reference arm and a biological object in the sample arm. The obtained OCT image suffers from a granular or mottled image, called speckle. Speckle is caused by random interferences between reflected coherence waves. In this paper, we propose effective speckle reduction method that uses wavelet transform. With wavelet domain image, sub-windowing and thresholding are performed. Finally, speckle reduction experiments for Misgurnus mizolepis skin and rat eye images are shown.
A technical method of noise modeling and adaptive filtering reducing of speckle noise in ultrasonic medical images is presented. By adjusting the characteristics of the filer according to local statistics around each pixel of the image as moving windowing, it is possible to suppress noise sufficiently while preserve edge and other significant information required in diagnosis. Homogeneous factor(HF) from the noise models that enables the filter to recognize the local structures of the image is introduced, and an algorithm for determining the HF fitted to the diagnostic systems with various inner statistical properties is proposed. We show by the experimented that the performance of proposed method is superior to these of other filters and models in preserving small details and suppressing the noise at homogeneous region.
The High Peak to Average Power Ratio (PAPR) could be a severe Problem in OFDM performance since it causes the significant distortion to the transmitting signal through a nonlinear device such as High Power Amplifier (HPA). In this paper, the performance of Peak cancellation method according to the HPA characteristic is comparatively analyzed with the clipping and windowing methods. The BER performances and the out-band power spectrums are demonstrated in detail.
Community noise has been great concerned in public. A traffic noise from a road or a railway has affected too mush damage on quiet living environment. In this paper, a measured noise signal on a street has been applied to extract a noise source and a path by using a complex cepstrum. An example shows that the waveform of the source and the path could be separated if a temporal windowing is properly applied.
A technique for a wear volume calculation is improved and verified in this research. The wear profile data measured by a surface roughness tester is used. The present technique uses a data flattening, the FFT and the windowing procedure, which is used for a general signal processing. The measured value of an average roughness of an unworn surfnce is used for the baseline of the integration for the volume calculation. The improvements from the previous technique are the procedures of the data flattening and the determination of a baseline. It is found that the flattening procedure efnciently manipulates the raw data when the levels of it are not horizontal, which enables us to calculate the volume reasonably well and readily. By comparing it with the weight loss method by using artificial dents, the present method reveals more volume by aroung 3~10%. It is attributed to the protruded region of the specimen and the inaccuracy and data averaging during the weght loss measurement. From a thorough investigation, it is concluded that the present technique can provide an accurate wear volume.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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