본 논문에서는 IEEE 802.16e OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiplexing-FDMA) TDD(Time Division Duplexing) 시스템 단말 수신기의 입력 신호에 대하여 DC 오프셋 보상, 자동 주파수 조정, 자동 이득 조정을 수행하는 DFE(Digital Front End)의 동작 원리와 Fixed-point 설계 방법에 대하여 설명하고, DFE의 성능을 ITU-R M. 1225 Veh-A 60km/h 채널 환경에서 시뮬레이션 결과를 통해 분석한다. DFE의 Fixed-point 설계시, 시스템의 성능에 영향을 주지 않는 범위 내에서 연산을 통해 출력되는 bit의 크기를 줄임으로서때 H/W 동작의 복잡도를 줄이고, Acquisition time과 안정도 간의 Trade-off를 고려하여 Loop Filter를 설계함으로서 DFE 의 Fixed-point 설계를 최적화 한다.
본 논문에서는 AlGaN/GaN HEMT의 DC 및 RF 특성을 최적화 하기위해서 2차원 소자 시뮬레이터를 이용하여 연구를 진행하였다. 먼저, AlGaN층의 두께, Al mole fraction 의 변화에 따른 2차원 전자가스 채널의 농도변화가 생기는 현상을 바탕으로 DC특성을 분석하였다. 다음 게이트, 소스, 드레인 전극의 크기와 위치 변화에 따른 RF 특성을 분석하였다. 그 결과 Al mole fraction이 0.2몰에서 0.45몰로 증가할수록 전달이득(transconductance, $g_m$) 과 I-V 특성이 향상됨을 확인하였다. 한편 AlGaN층의 두께가 10nm에서 50nm로 증가할수록 I-V특성은 향상되지만 $g_m$은 감소하는것을 확인하였다. RF 특성에서는 게이트 길이가 가장 큰 영향을 미치며 그 길이가 짧을수록 RF특성이 향상되는 것을 확인하였다.
기존 MOS (Metal-Oxide-Semiconductor) 소자의 게이트 산화막으로 사용된 $Er_2O_3/SiO_2$ 더블레이어 층은 낮은 누설전류와 높은 캐패시턴스를 갖는 장점을 가지고 있다. 본 논문에서는 이 더블레이어 층을 비휘발성 메모리 소자의 전하포획층으로 처음 적용하여 우수한 성능의 메모리 특성을 얻을 수 있었다. 소자를 제작하기 전에 EDISON Nanophysics 시뮬레이션을 통해 낮은 누설 전류값과 높은 캐패시턴스 값을 기준으로 하여 산화막 두께를 최적화하였다. 이 후, 최적화된 조건으로 금속실리사이드 소스/드레인, 10 um/ 10um의 채널 넓이/길이를 갖는 비휘발성 메모리 소자를 제작하였다. 그 결과, 11 V, 50 ms의 프로그램 특성, -11 V, 500 ms의 소거 특성 및 10년의 기억유지 특성, $10^4$의 내구성 특성을 얻을 수 있었다.
본 논문에서는 동작주파수 범위가 DC에서부터 3GHz인 MMIC SPST(Single Pole Single Throw) 스위치를 설계 및 제작하였다. 스위치 회로 설계에 앞서 성능을 정확히 예측하기 위하여 스위치 소자의 소신호 및 대신호 모델이 필요하며, 새로이 제안된 스위치 소자의 소신호 등가회로 모델 파라미터들은 측정된 5-파라미터로부터 최적화 기법을 사용하여 추출하였다. 이때 예측된 초기값과 경계구간을 사용함으로써 최적화 기법이 가지고 있는 문제점을 보완하였다. 대신호 모델은 측정된 DC 데이터로부터 경험식의 파라미터들을 추출함으로써 전류원을 모델링하였고, 드레인-소오스간 바이어스 전압을 변화시켜 측정한 5-파라미터로부터 채널 커패시턴스 값을 추출함으로써 전하 모델을 도출하였다. 이를 초고주파 회로 시뮬레이터에 적용하여 일반적인 직렬-병렬구조의 SPST 스위치와 격리도를 개선한 SPST 스위치를 설계하였으며, 개선된 SPST 스위치 경우 3GHz의 동작주파수에서 0/-3V의 컨트롤 전압을 인가하머 측정한 결과 삽입손실은 0.302dB, 격리도는 35.762dB, 입출력 VSWR은 각각 1.249와 1.254이며, PldB는 약 15.7dBm이다.
본 논문에서는 Beyond 3G 시스템에서 연구되고 있는 OFCDM 시스템에서 터보 코드화되고 클러스터링된 신호의 주파수 다이버시티 이득을 최대화하는 것을 목적으로 한다. 즉, OFCDM시스템은 OFDM과 달리 주파수 영역확산을 하기 때문에 확산 후의 통일 심볼들을 여러 개의 안테나와 같은 안테나에 적절히 할당함으로써 통일 심볼간의 페이딩을 거친 수신 신호의 무상관 특성을 최대화함으로써 주파수 다이버시티 이득을 최대화할 수 있다. 제안된 최적의 방식은 STA-OFCDM에 비해서는 낮은 지연 확산(${\sigma}=0.02{\mu}sec$)에서 4dB 성능 향상이 있고 높은 지연 확산(${\sigma}=0.3{\mu}sec$)에서는 2.5dB가량의 성능 향상되었다. 또한 제안된 최적화 방식을 부반송파 재배열(SR: subcarrier rearrange)을 가진 STA-OFCDM과 비교하면 $10^{-3}$의 요구되는 BER에서 클러스터링에 의해 주파수 다이버시티 이득을 극대화함으로써 지연 확산과 상관없이 2dB정도의 성능 향상을 시킬 수 있었다. 또한 제안된 최적화 방식은 어떤 대역폭 확장이나 수신기로부터 송신기로의 피드백이나 기존의 클러스터링 방식에 비해 더 많은 복잡도를 요구하지 않는다.
최근 다수의 후 순위 사용자(Secondary User)가 각각의 검출 결과를 융합 센터(Fusion Center)에 보고하여 대역 검출의 성능을 향상시키기 위한 협력 대역 검출 기법이 이루어지고 있다. 또한 선 순위 사용자(Primary User)에게 할당된 주파수 대역을 융합 센터가 공유하는 인지 무선(Cognitive Radio)기술이 개발되고 있다. 이 논문에서는 분산 협력 대역 검출 환경에서 후 순위 사용자의 검출 정보가 융합 센터로 보고되는 채널의 오류 확률을 고려한 기존 분산 협력 대역 검출 기법의 성능 저하를 보완하는 새로운 분산 협력 대역 검출 기법을 제안하였다. 또한 분산 협력 대역 검출 기법의 오류 확률을 최소화 하는 검출 문턱값의 최적화 방법을 수식의 유도를 통해 제안하였다. 최적의 검출 문턱값은 분산 협력 대역 검출의 성능을 최대화 하는 것을 확인하였다.
본 논문에서는 셀프-캐스코드 구조를 이용한 LDO 레귤레이터를 제안하였다. 셀프-캐스코드 구조의 소스 측 MOSFET의 채널 길이를 조절하고, 드레인 측 MOSFET의 바디에 순방향 전압을 인가함으로써 최적화하였다. 오차 증폭기 입력 차동단의 셀프-캐스코드 구조는 높은 트랜스컨덕턴스를 가지도록, 출력단은 높은 출력 저항을 가지도록 최적화하였다. 제안 된 LDO 레귤레이터는 $0.18{\mu}m$ CMOS 공정을 사용하였고, SPECTERE를 이용하여 시뮬레이션 되었다. 제안 된 셀프-캐스코드 구조를 이용한 LDO 레귤레이터의 로드 레귤레이션은 0.03V/A로 기존 LDO의 0.29V/A보다 급격하게 개선되었다. 라인 레귤레이션은 2.23mV/V로 기존 회로보다 약 3배 향상되었다. 안정화 속도는 625ns로 기존 회로보다 346ns 개선되었다.
본 논문에서는 무선 인지(Cognitive Radio, CR) 기반의 다중 홉 릴레이 전송 환경에서 링크별 가용 주파수 자원을 할당하는 문제를 다룬다. 경로 탐색, 채널 센싱 및 판단, 자원 할당의 3단계 시나리오를 제시하고 컬러 다중 그래프 모델과 시분할 된 프레임 구조를 토대로 서비스 받는 사용자의 수를 최대화하는 최적화 문제로 수학적 모델링을 한다. 이에 대한 해법으로 단말 선택, 릴레이 및 경로 선택 그리고 각 홉별 주파수 자원 선택의 3단계로 구성되는 부 최적화된 종합적 자원관리 방안을 제시한다. 모의실험에서는 홉-별 시분할 된 프레임 구조를 가지는 셀룰러 기반 2차 시스템을 고려하였으며, 다중 홉 통신과 단일 홉 통신 간의 성능을 비교를 통해 무선인지 시스템에서 다중 홉 통신의 필요성을 보였다. 또한 다중 홉 통신 가운데 가장 우수한 홉 수와 그 환경에 대해 살펴보았다.
본 논문에서는 응용 맞춤형 그래픽 분할 실행 라이브러리에 기반한 효율적인 온라인 소프트웨어 서비스에 대하여 소개한다. 그래픽 분할 실행을 이용한 소프트웨어 서비스는 클라이언트 렌더링을 통하여 3D 그래픽 소프트웨어와 같은 고사양의 소프트웨어를 서버 기반의 온라인 소프트웨어 서비스로 제공할 수 있다. 그래픽 분할 실행은 서버에서 소프트웨어가 실행될 때, 그래픽 관련된 작업은 클라이언트의 GPU를 이용하여 처리하고, 데이터 관련 작업은 서버의 CPU를 이용하여 처리하는 방식이다. 그래픽 분할 실행 소프트웨어 서비스의 성능을 향상시키기 위하여, 비동기 전송 채널을 추가하고, 최적화 된 소프트웨어 공통 모듈과 소프트웨어 맞춤형 모듈을 기존의 그래픽 분할 실행 엔진에 추가한다. 이를 위하여, 본 논문에서는 그래픽 관련 API와 메시지들을 분석하여 소프트웨어 맞춤형 모듈을 구현하고, 서버 사이드 캐싱 방법을 통하여 최적화된 소프트웨어 공통 모듈을 구현하는 방법에 대하여 기술한다. 마지막으로, 성능 비교 실험을 통하여 개선된 분할 실행 엔진이 더 나은 성능을 가짐을 보여준다.
본 논문에서는 CORBA환경 하에서 오디오/비디오 스트림을 효율적으로 처리하고 제어하기 위한 분산 오디오/비디오 스트림 프래임워크의 설계와 구현에 관한 내용을 기술한다. 분산 오디오/비디오 스트림 서비스 프레임워크는 오디오/비디오 스트림의 효율적인 처리와 제어 그리고 전송을 위한 소프트웨어 구성 요소들을 분산 객체들로 설계한다. 그리고 오디오/비디오 데이터의 전송 효율을 최적화하기 위하여 제어 데이터와 미디어 데이터의 전송 경로를 분리한다. 분산 객체들은 IDL로 정의하며 JAVA로 구현한다. 그리고 미디어 데이터의 캡쳐, 재생 그리고 통신 채널 등 디바이스에 의존적인 기능들은 JMF에서 제공하는 컴포넌트들로 구현한다. 스트림 통신을 위한 분산 객체들 간의 연결설정과 제어 절차를 보여주며, 검증을 위하여 테스트 시스템을 구축하여 성능을 실험한다. 실험 결과 연결설정 지연은 TCP 연결에 비해 다소 지연을 가지나, 미디어 데이터의 전송은 RTP/UDP프로토콜을 사용하여 CORBA의 IIOP 프로토콜에 비해 최적화된 성능을 보여준다. 또한 미디어 데이터를 전송할 때 서비스 품질을 측정한 결과 만족할 만한 성능을 보여준다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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