본 논문에서는 항공관제용 VHF대역 무선 송신기 설계 제작에 관하여 연구하였다. 연구된 무선 송신기의 기본적인 성능은 기존 상용화된 관제용 무선 송신기의 사양을 만족하도록 설계 제작하였으며, 전력 증폭부의 교체만으로 출력 전력 25 W와 50 W가 모두 가능하고 AM 변조로 음성을 전송하는 것을 기본으로 한다. 본 논문에서 연구된 항공관제용 무선 송신기는 크게 4개의 모듈 즉, 전원부, 제어부, 저출력 송신부, 전력 증폭부로 구성되어 있으며, 전력 증폭부를 장착하지 않으면 1 W급 송신기로 동작하게 설계되었다. 연구된 항공관제용 무선 송신기는 CNS/ATM의 기본 요소로 사용되기에 충분한 시스템이라고 판단된다.
본 논문에서는 WCDMA 규격[1,2]에 근거하여 WCDMA 기지국 무선부 설계 파라미터들로서, 수신기 잡음 지수(NF:Noise Figure), IIP3(Input 3$^{rd}$ order Intercept Point), ACS(Adjacent Channel Selectivity) 와 Blocking 특성을 만족하기 위한 여파기의 감쇠 특성 및 송신기 전체의 ACLR 특성을 만족하기 위한 송신기 구성 소자의 ACLR 특성 등을 고찰하였으며, 이와 같은 무선부 설계 파라미터를 기본으로 구현한 무선부의 시험 결과를 기술하였다.
일반적으로 무선 네트워크는 유선 네트워크에 비하여 고가의 무선 송수신기를 사용하여 설치 및 유지비용이 높다. 하지만, 터널 내 환경관리 시스템의 경우는 기본적으로 터널 내 환경 정보를 감지하여 최소한의 정보만을 중앙통제장치와 유선으로 연결된 지시 노드로 보내는 것이기 때문에 전송되는 데이터양이 매우 적고, 따라서 저속의 무선 송수신기는 낮은 비용으로 구현하여 적용 가능하다. 그리고 무선 네트워크에서는 유선 네트워크와는 달리 데이터 전달 경로를 결정하는 라우팅 문제가 발생한다. 센서에서 감지한 신호를 디지털화하여 얻은 데이터를 무선 송신기를 사용하여 직접 지시노드로 보내는 경우에는 라우팅 문제가 발생하지 않지만, 이 경우에는 상대적으로 고출력의 무선 송신기가 요구되어 무선 송신기 구현 비용이 증가하게 되고, 해당 센서 노드의 전력소모가 커지는 문제점이 발생한다. 이러한 문제점을 해결하기 위해서는, 무선송신기의 출력을 줄이는 대신 인접한 센서 노드의 무선 송수신기를 이용한 중계를 통하여 지시노드까지 전달하도록 하는 방식을 사용할 수 있다. 그러나, 이 경우에는 해당 센서 노드에서 지시노드까지는 복수의 경로가 존재하기 때문에 최적의 경로를 선택하는 라우팅 알고리즘이 필요하게 된다. 따라서 본 논문에서는 터널 내 자동환경 관리 시스템에 적합한 라우팅 알고리즘을 제안하였으며, 추가로 센서 노드들을 각 터널 내에 부착 후 노드 등록 등의 초기화 과정을 거치면 자동으로 노드 간의 협업과정을 통해서 무선 네트워크가 구성될 수 있는 방안을 구현하였다.
200m 이하의 전송거리를 가지며 송신기와 수신기가 일체화된 단거리 무선 광통신용 트랜시버를 제작하고, 그 성능을 평가하였다. 이러한 단거리 무선 광통신 트랜시버는 가격이 저렴한 저출력의 레이저를 광원으로 사용할 수 있고, 능동 정렬이 필요 없을 뿐만 아니라, 작은 구경의 렌즈를 사용할 수 있기 때문에 크기가 작고, 가벼우며, 설치가 쉽다는 장점을 가진다. 특히 패키징 개념을 사용하여 송신기와 수신기의 광축을 미리 수평으로 정렬한 후 영구고정함으로서 기계공작이 최소화되고, 송신기 부분의 정렬만으로 수신기가 정렬되므로 링크의 정렬이 매우 간단하며, 저렴한 무선 광통신 시스템의 구성이 가능하다.
무선 사운드 스피커는 서로 다른 위치에 배치되어 송신기와의 채널 환경이 서로 다르게 되어 송신기와의 거리가 상대적으로 먼 후방 스피커의 경우 사람이나 구조물에 의해 채널 환경이 열악하게 되어 전방 스피커에 비해 데이터 오류 발생 확률이 높다. 본 논문은 Multi-band orthogonal frequency division multiplexing (MB-OFDM) 기반의 무선 오디오 전송 시스템에서 무선 채널 환경이 우수한 스피커에서 무선 채널 환경이 열악한 스피커로 데이터를 전달하는 스피커 릴레이 기법을 사용할 때, packet error ratio (PER) 성능을 향상시키며 전송 시간을 감소시킬 수 있는 효율적인 스피커 릴레이 기법을 제안한다.
본 연구는 릴레이의 코일 접점 신호의 검출을 송신기에서 코일의 데이터를 검출하고 4-20mA데이터를 1/5,000까지의 분해능으로 환산하되 블루투스를 이용한 무선통신으로 전송할 수 있도록 하여 송신기의 각 코일에서 검출된 데이터 값을 인디케이터에 전송하고 다시 릴레이 코일 신호로 만들어 표시하고 제어하도록 한 것이다. 데이터의 전송은 1Port 에서 10 Port까지 릴레이 코일 및 4-20mA 물리량을 이용하여 검출대상의 접점 리액턴스를 각각 측정하여 블루투스를 이용한 무선통신 데이터 값을 송신하는 코일의 접점 송신수단과 상기 릴레이 접점 송신수단으로부터 전송된 데이터 값을 블루투스를 이용하여 무선통신으로 수신한 후, 상기 릴레이 접점에서 전송된 각각의 데이터 값과 전체 물리량으로 연산 처리된 데이터 값을 디스플레이 하고, 데이터의 디스플레이된 값을 통해 리액턴스 출력, 경보음출력, RS232, 4-20mA 출력이 발생되게 하는 인디케이터로 구성하는 블루투스를 이용한 10 Port 코일 리프트 제어 콘트롤러이다.
본 논문에서는 PLL 주파수 합성기를 이용한 900 MHz 대역의 무선 마이크용 송신기를 설계 및 제작하였다. 위상잡음을 고려한 주파수 합성기는 VCO, Loop Filter 및 RF 중폭부로 구성한 후 HP EEsof ADS ver. 1.3을 이용하여 설계하였다. VCO는 구조가 간단하며 변조가 용이한 직접변조방식을 사용하였으며 Loop Filter는 주파수 합성기의 기준 고조파 성분을 낮추기 위해 수동 3차 필터를 사용하였다. 주파수 대역 928.125 MHz~929.875 MHz 내에서 채널간격 125 kHz를 갖으며 15개의 채널이 되도록 분주비를 설정한 주파수 합성기는 제작 결과, 송신기 출력 9.3 dBm과 위상잡음이 100 kHz에서 -113 dBc/Hz 이하의 위상잡음 특성을 나타내었고 불요주파수 특성은 -80 dBc 이하의 특성을 나타내었다.
해양 수중 소음이 수중 무선 전화기를 설계하는데 있어서 미치는 영향에 대한 연구는 거의 이루어지지 않고 있다. 본 연구는 잠수기 어업용 수중 무선 전화기의 최적 반송 주파수 선정과 통신 가능한 수신기의 SNR 및 송신기의 최적 음향 출력 준위를 산정하기 위한 것이다. 우리 나라 잠수기 어업의 주 조업장에서의 수중 소음을 측정 분석하여 이들 수중 무선전화기 설계 패러미터을 해석하였다. (중략)
지상파 디지털멀티미디어방송(T-DMB)을 이용하여 국지적인 재난경보 방송을 실시하고 있지만 산간오지 등과 같은 전파 음영 지역에는 시설 투자의 한계로 서비스가 제한되고 있는 실정이다. 무선 마을 방송 시스템은 ISM 밴드 주파수를 사용하고 있으며 마을 방송용으로 주파수를 제한하여 간섭영향이 상대적으로 적은 장점을 갖는다. 본 논문에서는 T-DMB 재난 방송을 기존 무선 마을 방송 시스템의 장점을 이용하여 산간오지의 댁내까지 방송 가능한 시스템을 제안하였다. 재난 발생시 T-DMB 특수 수신기의 재난 방송 출력 신호를 무선 마을 방송 송신기와 복수의 댁내 무선 수신기를 통하여 방송 가능한 구조이며 T-DMB 수신기와 무선 방송 송신기간에는 접점 인터페이스를 통하여 정확한 시퀀스 제어가 필요하다. 무선 마을 방송 시스템은 UHF 대역의 ISM 밴드 무선 주파수를 이용하여 오지산간 지역의 부락에 적합한 특성을 갖고 있다. 장애물로 인한 장거리 전송의 한계는 무선 중계기를 이용하여 커버리지를 확장 가능하다. 따라서, 본 논문에서는 T-DMB 재난 방송을 재송신하는 수단으로 ISM 밴드와 연동할 경우 방송 음영지역 해소 및 재난 방송 수신율이 개선되어 국지적 재난에 대한 대국민 인명과 재산보호에 기여할 것으로 판단된다.
본 논문에서는 기존의 AV용 적외선 송수신 시스템을 중간 매체로 이용하고, 그의 대역내에서 디지털 비트스트림을 고속으로 송수신할 수 있는 적외선 무선 데이터 통신 시스템을 제안 및 구현하였다. 제안한 시스템의 송신측에서는 디지털 비트스트림을 NTSC 비디오 신호 규격과 유사한 형태의 아날로그 신호로 변환하고, 이를 기존의 적외선 송신기로 무선 전송한다. 수신측에서는 기존의 적외선 수신기로 아날로그 신호를 수신하고, 이를 다시 디지털 비트스트림으로 변환한다. 본 논문의 결과는 다양한 AV시스템에서 적외선을 이용한 고속 무선 데이터 송수신에 응용될 수 있을 것이다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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