위성 통신의 수요가 증가하고 있고, 무궁화 위성 등 우리 위성이 발사되면서 위성 탑재체의 국내 개발이 꾸준히 진행되고 있다. 위성 탑재체의 채널 성능은 채널 필터와 입출력 멀티플렉서의 주파수 특성에 의해 크게 좌우된다. 이 글에서는 채널 필터와 멀티플렉서의 구성과 설계에서의 고려 사항에 대해 검토하겠다. 채널 필터를 포함하는 멀티플렉서는 전기적 설계뿐만 아니라 기계적, 열적 설계에서도 까다로운 사양을 요구하고 있다. 채널필터는 소형 경량화의 요구에 따라 주로 이중 모드(dual mode) 필터로 설계되고 있고, 최근에는 HTS 필터에 의한 설계도 시도되고 있다. 입력 멀티플렉서는 채널 사이의 간섭을 방지하기 위해 써큘레이터를 이용하여 구성하고, 출력 멀티플렉서는 손실을 최소화하기 위하여 매니폴드(manifold)를 이용하여 채널필터를 결합한다. 이 글은 Kunes와 Kudsia의 논문을 주로 참조하였다.
현재의 TDX-1 에서 사용되는 푸쉬버튼 수신기는 애널로그형으로 TDM방식의 디지틀 교환기인 TDX-1 에는 적합치 못하며 애널로그방식의 푸쉬버튼 수신기는 채널당 한 회로가 필요하게 되어 32채널 수용시 경제성 및 회로 팩 부피에서 불리한 입장이다. 따라서 본고에서는 디지틀화 추세에 따라 디지틀 필터 방식에 의한 디지틀 푸쉬버튼 수신기를 구성하여 채널을 다중화할 수 있으며, 이에 따라 애널로그 방식보다 경제성 및 집적도가 향상되며 안정도가 높은 디지틀 푸쉬버튼 수신기를 구성하는 방법을 제시하였다.
무선 BAN은 인체를 중심으로 3m 이내에서 이루어지는 통신을 위한 기술이다. 무선 BAN은 인체 내 외부에서 의료용 서비스를 위하여 여러 개의 채널로 구성된 MICS(Medical Implanted Communication Service) 주파수 대역을 사용한다. MICS는 다중 채널 환경에서 LBT(Listen Before Talk)와 AFA(Adaptive Frequency Agile)을 사용하여 장치간의 간섭을 최소화한다. 경쟁기반의 LBT와 AFA는 데이터 전송의 안정성을 보장하지 못할 뿐만 아니라 채널 홉핑(Hopping)으로 인한 전력 소비를 야기한다. 본 논문에서는 의료용 데이터의 주기적인 특성과 전송 안정성을 고려하여 예약 기법의 채널 액세스 관리 기법을 제안한다. 여러 채널 가운데 하나의 채널을 제어 채널로 설정하고 나머지는 데이터 전송을 위한 채널로 설정한다. 코디네이터는 제어 채널에서 beacon을 전송하여 디바이스에게 데이터 채널을 할당한다. 예약방식을 통하여 채널 할당의 안정성을 확보할 뿐만 아니라 디바이스의 요구 사항에 따라 채널을 유동적으로 결합함으로써 채널의 효율성을 개선한다. 또한 제어 채널 관리 방안을 통하여 LBT 장치와 상호 운용성을 확보하고, 시뮬레이션을 통하여 예약방식의 채널 관리 방안의 효율성을 검증한다.
부엽 잡음 재머 제거를 위한 SLC(Sidelobe Canceller, 부엽제거기)는 주 채널(합 채널) 빔 패턴에 의한 수신 신호 외에 보조 채널 빔 패턴에 의한 수신 신호를 요구한다. 적응형 SLC가 최상의 부엽 잡음 재머 제거 성능을 발휘하기 위해서는, 주 채널 빔 패턴의 부엽에 해당하는 고각/방위각 영역에서 각각의 보조 채널 빔 패턴의 우세한 이득(gain)을 보이는 영역이 서로들 겹치지 않게 되어야 한다. 그리고 주 채널 빔 패턴의 주엽에 해당하는 영역에서 보조 채널 빔 패턴들이 낮은 이득을 보여야 한다. 모노펄스 레이더에서 모노펄스 처리용 차 채널들의 빔 패턴들은 이러한 특성을 가지고 있다. 본 논문에서는 부엽 제거를 위한 보조 채널로서 모노펄스 처리용 차 채널을 이용하는 방법을 제안하고, 제안한 방법의 SLC 성능 분석 및 시뮬레이션 결과를 보였다. 모노펄스 레이더에서 모노펄스 처리용 차 채널의 빔으로 SLC를 구현하면 추가적인 채널 구성없이 기본적으로 사용되는 합, 차 채널들을 이용하여 SLC를 구성할 수 있다.
벡터 승산 구조를 이용하여 다중채널 FIR디지털 필터를 구성하기 위한 한 기법을 제안하였다. 제안된 기법은 하드웨어의 구성을 간소화시키고, 동작속도를 개선할 수 있었다. 위의 기법으로 구성된 4채널 디지털 필터의 주파수 응답은 Remez방식으로 시뮬레이션하여 얻어진 주파수 응답과 전 일치하였다.
은닉채널에 관한 연구는 1980년대 이전부터 진행되어 왔으며 최근에는 멀티미디어 데이터에 대한 스테가노그래피에 대한 관심이 집중되고 있다. 하지만, 본 논문에서는 현재 스테가노그래피나 정보은닉에서 다루는 동영상 데이터에 대한 은닉채널이 아닌, 인터넷 환경의 근간을 이루는 TCP/IP 네트워크 트래픽에 존재하는 은닉채널에 대한 연구를 수행하였다. 먼저 은닉채널 개념 및 기존 연구동향을 분석하였으며 그 후 TCP/IP를 구성하는 각 프로토콜에 생성 가능한 은닉채널을 분석하여 향후 연구 방향을 제시하였다.
현재 ad hoc의 연구 방향은 무천 기반의 패킷 라우팅에 관련된 것이 대부뿐 이러 네트워크 토폴로지 생성에 대한 연구는 거의 진행된 것이 없다. 현재 대부분의 ad hoc 네트워크는 대표적인 싱글 채널 방식인 broadcast 기반의 무선 미디어 방식을 물리적 계층을 사용하며, 이를 기반으로 이동 노드의 무선 범위 제한을 극복하기 위한 형태로 네트워크 토폴로지를 형성한다. 블루투스(B1uetooth)는 frequency hopping(FH) 방식을 사용하므로 연결 설정 과정에서 동기화 과정이 반드시 요구되며, ad hoc 네트워크을 형성을 위해 다중 채널을 사용한다. 따라서 블루투스와 같이 다중 채널을 물리적 계층으로 사용하는 네트워크에서는 싱글 채널 방식과 달리 명시적으로 토폴로지를 형성하기 위한 메커니즘이 요구된다. 본 논문에서는 다중 채널과 블루투스가 탑재된 노드의 이질적 특성을 고려한 스캐터넷(Scatternet) 구성 메커니즘을 제안한다. 본 메커니즘은 칵 노드의 전력 상태와 이동성 정보를 바탕으로 스캐터넷의 마스터와 브리지 노드틀 선택 함으로서 효율적인 네트워크 토플로지를 구성한다.
항공기 능동 위상 배열(AESA) 레이더에 적용할 수 있는 레이더 안테나 부배열 채널 구성 및 보정에 대한 내용을 기술하였다. 설계된 부배열 채널 구조의 성능시험을 위하여 디지털 빔 형성이 가능한 12개 부배열 채널을 갖는 AESA 레이더 시연기(demonstrator)를 설계하고 제작하였다. 제작한 부배열 채널에서는 채널 간 크기 및 위상 오차가 필수적으로 발생하게 된다. 본 논문에서는 부배열 채널 간 발생하는 오차를 보정하는 방법을 제안하였다. 오차 보정후 채널의 신호 레벨과 모노펄스 기울기를 측정하여 보정된 효과를 확인하였다. 채널 보정 후 부배열 채널로 형성된 디지털 모노펄스 채널을 검증하기 위하여 별도로 구성된 아날로그 모노펄스 채널과 성능을 비교하였다. AESA 레이더 시연기의 성능 확인을 위하여 지상에서 원전계(far field) 시험을 수행하였다. 표적 모의 장치를 이용하여 단일 표적을 생성하고, 동일한 파형 및 탐색 조건하에서 탐지 및 추적시험을 수행하였다. 설계된 12개 부배열 채널 신호로 구성한 디지털 모노펄스 채널의 표적 탐지 추적 성능이 기존 아날로그 모노펄스 채널의 성능과 유사함을 확인하였다. 또한, 부엽으로 입사하는 재머 신호에 대하여 부배열 채널에서 적응 빔 형성(adaptive beam-forming) 기능이 효과적으로 동작함을 확인하였다.
본 논문에서는 IEEE802.11a의 규격에 따라 OFDM 무선 LAN 모뎀과 프레임 포맷을 구성하여 시뮬레이션에 의해 BER 성능을 분석하고 수정된 채널 예측 알고리즘을 적용하여 채널예측성능이 개선됨을 보인다. 실내 무선채널로서는 AWGN과 TDL 모델을 적용한 지연확산채널을 고려한다. 우선 AWGN 환경에서 규격에 제시된 전송속도 및 부호율에 따른 OFDM 무선 LAN 시스템의 성능을 분석하고, 다음으로 실내무선채널 환경에서 채널추정이 불완전한 경우에 대한 성능을 분석한다. 기존의 채널추정방식으로서 프리앰블내의 2개의 Long 훈련심볼을 이용하여 채널을 추정하는 경우에 대한 성능을 분석하고, 이를 수정하여 Long 훈련심볼 뿐만 아니라 전체 10개의 Short 훈련심볼 중 8개의 훈련심볼들을 채널추정에 부가적으로 사용하는 방식을 채용한 경우의 성능을 분석하여 기존의 방식과 비교한다. 시뮬레이션 결과에 대한 분석으로부터 수정된 채널추정방식을 적용하는 경우, 잡음을 억제하는 효과가 높아지므로 채널추정오차를 감소시켜서 성능이 개선됨을 확인하였다.
본 논문에서는 IEEE 802.11a 무선 LAN 용 CODEC 회로를 설계하고, VHDL 코딩과 FPGA에 의한 회로설계 검증에 관해 기술한다. IEEE 802.lla WLAN CODEC의 구조는 크게 데이터 보호를 위한 스크램블러/디스크램블러, 채널 에러에 대한 정보보호를 위한 Convolutional 부호기와 Viterbi 복호기로 구성된 채널 코덱, 그리고 연집에러를 랜덤 에러로 변화시키는 인터리버/디인터리버로 구성된다. 본 논문에서는, 이와 같은 CODEC의 각 부분을 하드웨어로 구현하기 위한 새로운 회로구성을 제안하고, 그 성능을 VHDL 코딩에 의한 시뮬레이션과 FPGA에 의한 하드웨어 검증 결과를 제시한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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