본 연구에서는 MPEG 시스템의 동기화 방식에 대해 조사하고, 이를 바탕으로 특정 어플리케이션 개발에 적용 할 오디오/비디오 동기화 시스템을 구현하고자 한다. 먼저 비디오 신호와 오디오 신호를 각각 MPEG-1 시스템의 비디오 압축 방식과 G.722 팡대역 음성 부호화 방식을 이용하여 부호화하고, 부호화된 두 미디어간의 동기화를 위해 시간 정보를 삽입하여 최종적으로 하나의 비트스트림으로 다중화 하고, 다중화된 비트스트림으로부터 오디오/비디오 신호를 각각 분리하여 재생할 수 있음을 보였다.
단일 주파수 방송 시스템에서 이레이저 현상이 생길 경우 기존의 공간 다중화 기법은 큰 성능 저하가 발생한다. 이에 본 논문에서는 라이시안 이레이저 페이딩 채널 환경에서 기존의 $2{\times}2$ 공간 다중화 기법에 직교 선부호기를 직렬 연접한 공간 다중화 기법의 성능을 분석하고, 수신 SER 성능을 최대화하는 선부호기 최적화를 수행한다. 전산 실험 결과, Rician 이레이저 페이딩 채널 환경에서 최적의 선부호화 공간 다중화 기법은 수신단에서 성상 모호성을 줄여 기존의 공간 다중화 기법에 비하여 우수한 성능 향상을 보였다.
다중사용자 다중안테나 시스템은 높은 성능 이득을 가지기 때문에 현재 활발히 연구가 진행되고 있다. 그러나 다중사용자 시스템은 필연적으로 간섭이 발생하게 된다. 송신단이 각 수신단의 채널 정보를 완전히 알면 기존의 간섭제거 기법으로 완벽히 간섭을 제거할 수 있지만 제한된 피드백 환경에서는 그럴 수 없다. 제한된 피드백 환경에서는 채널을 양자화 해야 되는데 양자화 기법으로는 벡터 양자화와 스칼라 양자화 기법이 있다. 일반적으로는 벡터 양자화가 스칼라 양자화 보다 성능이 더 좋다고 알려져 있다. 본 논문에서는 벡터 양자화와 스칼라 양자화의 성능을 비교하고 그 차이가 어느 정도 되는 지 실험결과를 통해서 알아보겠다.
최근 광섬유 하이드로폰 시스템은 차세대의 장거리 탐지용 수동 소나 시스템의 탐지 센서로 각광을 받고 있다. 소나 시스템으로서, 광섬유 하이드로폰 시스템은 수중에 전자부가 없이 다중화 기술을 바탕으로 많은 채널의 하이드로폰을 구성할 수 있는 장점을 가지고 있다. 본 논문에서는 다채널 배열 설계, 광-전자부, 하이드로폰 설계, 해상시험을 바탕으로 한 최근의 기술 발전 추세를 기술한다. 또한, 시분할 다중화를 바탕으로 32채널 혹은 그 이상까지 확장 가능한 간섭계형 다채널 광섬유 하이드로폰 배열 시스템 개발에 관하여 기술한다. 이를 위해 12채널의 시분할 다중화 하이드로폰 배열을 제작하여 해상시험을 통해 그 성능을 평가하였다.
본 논문에서는 데이터 방송 송출 시스템 구조와 작동 방법에 관하여 기술한다. 또한 본 시스템을 통하여 다중화되어 전송된 비동기/동기화 비스트림(Non-stream)을 분석하고 데이터 방송 단말 화면에 재생되는 결과에 대하여 서술한다. 본 논문에서는 데이터 방송 서비스를 위하여 프로그램 다중화기 모듈을 변경하지 않고, 비동기/동기화 데이터를 전송할 수 있도록 데이터 인젝터라는 모듈을 개발하였다. 이와 관련하여 데이터 방송 송출 시스템을 제어하는 다중화 관리기/프로그램 스케줄러, 부가 데이터를 MPEG-2 부호화하는 데이터 서버, PSI/PSIP/SDF 테이블을 생성하는 PSIP 서버 모듈과의 연동을 통해 비동기/동기화된 비스트림 데이터를 전송할 수 있도록 데이터 방송 송출 시스템을 구현하였다.
본 논문은 동기화된 다중화 기법을 사용하는 고화질 다시점 비디오 전송 시스템의 프로토타입을 제안한다. 제안된 동기화된 다중화 기법은 비디오 획득 과정에서 동기화를 고려하고 전송하는 동안의 상호적인 시점 선택을 위한 다중화를 고려한다. IEEE 1394 인터페이스를 통해 다수의 HDV 캠코더들로부터 비디오 획득시의 동기화를 위하여 카메라와 서버 사이의 전역시간 (global time)을 사용하여 MPEG-2로 부호화된 비디오 스트림들 간의 기준 시간 차이를 추정(예측)하고 MPEG-2 시스템의 시간 모델을 수정함을 통하여 비디오 스트림들의 기준 시간 차이를 보정한다. 이와 함께 상호적인 시점 전환을 위해서 MPEG-2 TS (transport stream)에서 다중화를 수행한다. 최종적으로 제안하는 동기화된 다중화 기법을 사용하여 사용자들은 동기화된 고화질 시점 비디오를 재생할 수 있다.
직교부호 도약 다중화기술(Orthogonal Code Hopping Multiplexing)은 CDMA기반 이동통신시스템에서 가용한 직교부호의 수보다 많은 수의 사용자를 수용하기 위해 제안된 통계적다중화기반 하향링크 기술이다. 본 논문에서는 최근 다양한 이동통신시스템에 제안되고 있는 다중안테나 기술인 MIMO기술을 사용하여 기존의 직교부호 도약 다중화기술의 성능을 향상시키는 기술을 제안한다. 각 변조된 심벌은 N번 반복되고 반복된 기 심볼은 N개의 송신 안테나로 동시에 전송된다. 반복을 통하여 기존 직교부호 도약 다중화 기술에서 제기되었던 천공(Perforation)의 영향은 반복된 심볼로 분산된다. 반복된 모든 심볼이 모두 천공될 확률은 급격히 줄어드는 것을 확인할 수 있다. 본 논문에서는 시뮬레이션을 통하여 다중안테나를 이용하여 기존의 직교부호 도약 다중화기술이 가지고 있던 단점이 보상될 수 있음을 보인다.
다중모드 광섬유를 이용한 홀로그래픽 메모리 시스템을 제안하였다. 이 시스템에서 다중모드 광섬유에서 나온 빛을 기준빔으로 사용하여 홀로그램을 다중화 하였다. 제안된 시스템은 다중모드에서 나온 스펙클 패턴과 다중모드 광섬유의 위치와 같은 2가지의 다중화 자유도를 가지고 있다.
본 논문에서는 직교 주파수분할 다중화 기반 시스템에서 공간 다양성을 높이기 위한 복잡도가 낮은 다중 안테나 릴레이 전송 방식을 설계한다. 기반이 되는 릴레이 전송 방식은 직교 주파수분할 다중화 신호를 주파수 영역변환 없이 시간 영역에서의 신호 처리만으로 시공간 부호화를 이룸으로써 IFFT와 FFT를 필요로 하지 않는다. 본 논문에서는 기존의 낮은 복잡도를 갖는 시공간 부호화 직교 주파수분할 다중화 릴레이 전송 방식을 상용 직교 주파수분할 다중화 시스템에 호환 기능하도록 전송 방식을 수정하고 다중 릴레이 환경에서 성능 향상을 위한 방법을 안테나별 수신 품질 정보 유무에 따라 제공한다. 제안하는 기법의 성능 평가 결과 다양성 이득이 향상되어 아웃티지 확률과 부호화 비트오류율 줄이는 것을 볼 수 있다. 이에, 직교 주파수분할 다중화 시스템을 적용하는 무선랜 및 해상 통신 시스템에서 서비스 품질 향상 또는 커버리지 확장에 유용할 것으로 판단된다.
안테나 그룹화(antenna grouping)는 빔 형성(beamforming)파 공간 다중화 기법(spatial multiplexing)의 결합이라 할 수 있다. 안테나 그룹화는 $N_t$개의 송신 안테나를 $N_r$개의 그룹으로 나누고, 한 그룹 내에서는 빔 형성으로 하나의 데이터 정보를, 각 그룹 사이에서는 공간 다중화 기법으로, 전체 $N_r$개의 데이터 정보를 전송하는 시스템을 가정한다. 안테나 그룹화를 통하면 빔 형성을 통하여 다이버시티 이득을 얻을 수 있는 동시에 공간 다중화 기법에 따른 다중화 이득을 통하여 주파수 효율을 높일 수 있다. 하지만 통신 채널이 조건 나쁜(ill-conditioned) 행렬로 모델링 되거나, 안테나 사이에 상관관계가 있는 경우에는 안테나 그룹화의 BER 성능이 열화될 수 있으므로, 이 경우에는 전체 시스템에서 하나의 데이터 정보만 전송하는 빔 형성의 성능이 가장 좋다. 이 논문에서는 채널이 안테나 그룹화에 적합하면 안테나 그룹화 모드를 선택하여 전송하고, 빔 형성에 적합하면 빔 형성 모드를 선택하여 전송하는 시스템을 가정하였다. 그리고 간단한 모드 선택 기법을 제안한다. 이 모드 선택 기법을 사용하면 매 시간동안 일정한 데이터를 전송할 때, 채널 상태에 따른 BER 성능의 열화를 막고, 최적의 BER 성능을 얻을 수 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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