진공인터럽터는 진공차단기에서 실제 사고전류차단시 발생하는 아크소호 및 차단을 담당하는 매우 중요한 부분이다. 일반적으로 교류차단기는 일시적으로 에너지가 공급되지 않는 전류 영점에서 아크소호 및 전류차단이 이루어진다. 일반적으로 아크가 발생하는 전극분리시점에서 아크가 소호되는 전류영점까지의 시간을 아크지속시간(arcing time)이라고 한다. 일단 진공 인터럽터 내부의 접점이 분리됨과 동시에 아크가 발생하게되면 이때 진공인터럽터는 아크지속시간동안 고온의 아크에 의한 접점손상을 최소화하기 위해 아크의 거동을 적절히 제어하여 아크에너지를 접점표면상에 골고루 분산시켜야 한다. 현재 진공인터럽터에 사용되는 아크제어 방식에는 크게 횡자계 방식과 축자계 방식이 있다. 본 논문에서는 횡자계 방식 중 spiral type 접점을 사용하여 25 kA의 전류차단시험을 진행하면서 아크전압을 취득하는 동시에 아크이미지를 촬영하여 아크지속시간동안의 아크의 거동을 분석하였는데 특히 본 실험에서는 전체 아크지속시간동안의 아크상태천이과정이 가장 잘 관찰되는 비교적 긴 아크지속시간을 설정하여 실험을 진행하였으며 이때 접점손상이 아크거동 및 차단성능에 미치는 영향을 중점적으로 다루었다.
FRP로 보강된 콘크리트 부재의 파괴형태는 콘크리트 압괴와 섬유 파단으로 정의되며, 설계방법에 따라 한계상태를 조금씩 다르게 정의하고 있다. FRP 보강재는 섬유에 따라 성능이 상이하기 때문에 사용상태와 극한상태의 성능을 예측하는 것이 상대적으로 까다롭다. 특히 많이 사용되고 있는 ACI 440의 기준은 주로 저탄성계수를 갖는 GFRP를 중심으로 개발되었기 때문에 다른 섬유에 대한 적용성이 충분히 검증되지 않은 상태이다. 또한 ACI440의 휨한계상태는 보강비에 따라 압괴와 파단이 동시에 발생하는 천이영역이 상대적으로 크기 때문에 균형보강비에서의 거동예측이 상대적으로 어렵고, 사용성 예측 방법이 하중조건에 따라 민감하기 때문에 상대적으로 복잡한 단점이 있다. 따라서 본 연구에서는 0.8~1.2 𝜌b의 보강비를 갖는 슬래브의 실험결과와 문헌고찰을 통하여 설계방법별 거동예측의 신뢰성과 편이성을 고찰하였다. 해석결과 Model Code의 모멘트 곡률식(LIM-MC) 간략식의 경우 FRP 보강구조물에도 충분히 적용할 수 있는 것으로 분석되었으며, EC2에 기반한 한계상태 설계법이 상대적로 극한강도설계법보다 신뢰성 있는 결과를 나타내었다.
현재 태양광 시장에 진출한 대부분의 Si계열 태양전지는 복잡한 공정과 원재료 고갈, 높은 가격으로 인해 한계에 직면에 있는 상태이다. 최근 많은 연구소나 학교에서는 기존의 Si계열 태양전지를 대체할 대안으로 염료 감응형 태양전지에 대해서 높은 관심을 보이고 있으며, 그동안의 연구개발로 단위 셀 면적에서는 상용화에 근접한 효율을 확보한 상태이다. 염료 감응형 태양전지의 작동과정을 간단히 단계별로 살펴보면 나노 결정 산화물 반도체 표면에 흡착된 염료분자가 가시광선을 흡수하면 전자는 HOMO에서 LUMO로 천이하고 이 들뜬 상태의 전자는 다시 에너지 준위가 낮은 반도체 산화물의 전도띠로 주입된다. 주입된 전자는 나노 입자간 계면을 통하여 투명 전도성막으로 확산, 전달되고 산화된 염료분자는 전해질 I-에 의해 다시 환원되어 중성 분자가 된다. 그러나 표면상태 전자 중 일부는 산화된 염료와 다시 결합하거나, 전해질의 $I^{3-}$ 이온을 환원시키기도 한다. 이와 같은 과정은 암전류를 증가시키면서 반도체 전극 막의 성능을 저해하는 주원인이 된다. 전자의 재결합은 투명 전극을 통해서도 가능하기 때문에 투명 전극에 얇은 blocking layer를 도포한 후 나노 결정 산화물 반도체 전극을 제작하면 전지 특성을 향상시킬 수 있다. 본 실험에서 우리는 졸-젤 법으로 $TiO_2$ blocking layer 졸을 만들었고 간단하며 저가공정이 가능한 스크린 프린팅 방법으로 blocking layer를 형성하는 실험을 진행하였다. 전도띠 에너지가 높은 반도체 물질로 표면을 처리하면 $TiO_2$-전해질 간 계면에 에너지 장벽이 형성되어 재결합을 줄여 모든 광전특성이 향상 되었다.
우리는 MOSFET Layout 단계에서 Multiplier 구성을 통한 Common centroid layout 방식을 사용한 무선 전력 전송 용 CMOS 정류회로를 제안한다. 제안하는 정류회로는 기존의 다이오드를 사용하지 않은 Cross-coupled MOSFET 정류회로로 13.56 MHz에서 동작한다. 전력 소모를 최소화하고, 높은 주파수까지 동작하기 위하여 Full bridge 정류회로에서 효율을 높이기 위한 비교기를 제거하였다. Layout 단계에서 Multiplier 구성을 통한 Common centroid layout 방식은 Chip-layout 상에서 MOSFER의 Finger에 의해 길어진 연결 선로에 존재하는 기생 직렬 저항과 병렬 Capacitor에 의해 발생하는 시간 지연을 줄이기 위해 고안되어, 천이 시간을 줄여 Cross-coupled 구조의 On-상태에서 Off-상태, 혹은 그 반대의 상태 변화를 빠르게 한다. 이는 빠른 상태 변화 시간으로 인해 전력 변환 효율을 증가시킨다. 본 정류회로는 $0.11{\mu}m$ CMOS 공정으로 제작되었으며, 전력 변환 효율은 최대 86.4%로 측정되었으며, 600 MHz 이상까지 높은 전력 변환 효율을 가지며, 이는 현재 발표된 것 중, Cross-coupled 구성을 기반으로 한 정류회로 중 가장 높은 성능을 가진다.
본 논문에서는 VBR MPEG 비디오 트래픽의 마코프 모델 기반 트래픽 기술자에 대해 효과적인 policing 방법을 제안한다. VBR 비디오 스퀀스에 대해 보다 효율적이고 정확한 자원할당 및QoS 예측을 위해 장면기반 마코프 모델을 이용한 트래픽 기술자를 사용하여 망에 그 트래픽 특성를 기술하고, 망에서는 이를 근거로 제안된 새로운 policing 알고리즘을 이용하여 모니터링을 수행한다. 마코프 모델의 안정상태 천이확률의 감시를 위해 장면상태 마다 대표성을 갖는 두 가지 감시 파라미터(평균 체류시간 및 평균 회귀시간)를 정의하여 이를 누적 평균의 형태로 모니터링 한다. 또한 장면상태의 프레임 타입별 평균 셀 발생률도 누적 평균을 이용하여 안정상태 값과 비교된다. Transient 구간에서의 변이를 고려하여 지수함수를 이용한 bounding 방법을 제시하였고, 이는 실제 비디오 시퀀스에 잘 맞는 것을 알 수 있다. 실험결과 미코프 모델 기반 트래픽 기술자에 대해 제안된 방법은 MPEG 비디오와같은 매우 복잡한 트래픽에 대해서도 효과적인 모니터링이 가능하며 부적합 트래픽에 대해서도 좋은 감시성능을 보임을 알 수 있다.
RSTP는 링크 상태에 반응하는 제안-동의 절차를 통해 포트의 상태 천이 시간을 감소시킴으로써 노드 수 40개로 구성된 링 망에서 장애 복구 시간을 400 ms 이하로 단축시킬 수 있다. 본 본문에서는 기존 RSTP가 장애 위치 및 종류에 따라 이웃 브리지 간에 제안-동의 절차가 대체 포트를 갖는 브리지에서 번복되는 현상에 유의하여, 장애 발생 시 오직 한 번의 제안-동의절차가 수행되게 함으로써 장애 복구 시간을 최대 1/4로 감소시킬 수 있는 새로운 위치 기반의 장애 복구 절차를 제안하고 성능을 분석하였다. 제안된 절차는 링 형 망에서 각 브리지가 루트 브리지에 대한 상대적인 위치, 즉 홉 수를 사전에 인지하도록 하고, 이를 기반으로 루트 브리지의 장애 또는 링크 장애 발생 시 이를 감지한 이웃 브리지에 의해 개시된 제안-동의 절차가 양 방향의 링에서 전파될 때 장애 감지 브리지를 기준으로 항상 링의 중간 브리지에서 제안-동의 절차가 종료되도록 함으로써 신속한 망 복구 절차가 가능하다. 수식 분석 및 모의실험을 통하여 제안된 절차가 기존 400ms의 RSTP에 비하여 1/4인 100 ms 이내의 복구 시간으로 단축될 수 있음을 검증하였다.
본 논문에서는 IEEE 802.11 무선 근거리 지역망(Wirelee LAN:WLAN) 환경에서 실시간 서비스를 제공하기 위한 매체 접근제어 계층에서의 채널의 사용 구간 할당 방법을 제안하고 컴퓨터 모의 실험을 통하여 제안된 방식의 실시간 서비스 지원 성능과 채널 사용 효율을 분석하였다. 제안한 채널 사용 구간 할당 방안을 바탕으로 한, 개선된 매체 접근 제어(Medium Access Control: MAC)프로토콜은 실시간 서비스를 이용하고자 하는 단말들로 하여금 사용하고자 하는 대역폭에 대한 정보를 AP(Access Point)로 전송토록 함으로써 비경쟁 구간에서 뿐 아니라, 경쟁 구간에서도 높은 채널 효율이 얻어질 수 있도록 하고 있다. 제안된 방안의 성능 평가를 위한 모의 실험은 실시간 서비스 데이터를 7개의 상태 천이를 갖는 VBR 소스로 모델링하고 비동기 트래픽들은 Poisson 소스로 모델링하여 실시간 서비스 단말들의 이용 대여폭과 버퍼 크기등을 성능 평가 인자로 하여 수행하였다. 본 논문에서 제안된 방법을 적용한 개선된 매체 접근 제어 프로토콜을 모의 실험을 통하여 분석한 결과, 표준안 방법에 비해 제안 방법은 버퍼의 크기 변화가 작고 실시간 서비스의 서비스 시간이 보장됨과 아울러 비경쟁 구간에서도 높은 처리율을 갖는 좋은 성능을 발휘함을 확인할 수 있었다.
본 논문에서는 부가 잡음에 오염된 음성신호에 이득 적응을 가지는 음성인식을 시간 영역에서 다루었다. 잡음은 유색잡음이라고 가정한다. 전화망에서 마찰음 (fricative), 운음 (glides), 유음 (liquds), 그리고 천이영역(transition region)과 같은 음성 신호의 뚜렷한 비정상상태를 극복하기 위해서 NAR-HMM (nonstationary autoregressive HMM)7을 제안하였다. 비정상상태 AR 처리는 M개의 알고 있는 기저 함수 (basis function)의 선형 결합으로 이루어진 다항 함수 (polynomial function)로 나타낼 수 있다. 오염된 신호만을 이용할 수 있을 때, 잡음의 추정 (estimation)문제는 필연적으로 발생한다. 다중 Kalman 필터를 사용함으로써, 잡음모델의 추정과 음성의 이득곡선 (gain contour)을 수행하였다. 제안한방법의 잡음 추정은 오염된 신호로부터 효과적으로 잡음을 제거하여 깨끗한 음성신호를 얻을 수 있었다. 또한 잡음 추정을 하는 일반적인 ARHMM보다 제안한 NAR-HMM이 약 2-3%의 인식성능을 향상시켰다.
본 논문에서는 능동형 RFID 시스템의 표준인 ISO/IEC 18000-7의 성능을 개선하기 위하여 간소화된 태그 수집 알고리즘을 제안한다. 제안한 알고리즘에서는 태그 수집 라운드의 시작을 나타내는 수집 명령을 수정하여, 이전 라운드의 LP 구간 응답에 대한 결과를 포함시킨다. 수집 명령을 수신한 태그는 자신이 응답한 슬롯의 충돌 여부를 확인하고, 별도의 점대점 읽기 명령과 슬립 명령 없이 자신의 데이터 슬롯으로 추가적인 데이터를 전송하고 슬립 상태로 천이한다. 표준에서의 수집 라운드는 일련의 수집 명령, 수집 응답, 읽기 명령, 읽기 응답, 및 슬립 명령으로 구성된다. 반면, 제안한 태그 수집 알고리즘은 표준과는 달리 하나의 수집 라운드가 수집 명령 및 수집 응답으로만 구성된다. 성능 분석결과, 태그의 수가 300개일 때 제안한 기법의 평균 식별지연은 표준에 비하여 16% 개선됨을 알 수 있었다.
본 논문에서는 WDM 망에서 연결의 설정 및 해제를 효율적으로 제어하기 위한 분리 제어 신호방식 (Separated Control Signaling Protocol : SCSP)을 제안하였다. 제안된 분리 제어 신호 방식은 기존의 연결 제어 기능을 파장 및 각 노드 자원의 가용성을 점검하는 호 제어와 망 자원의 예약 및 할당을 위한 베어러 제어로 분리함으로써, 자원을 예약하기 전에 망 자원의 가용성을 점검하고 망 자원의 예약 시간을 줄일 수 있도록 하여 효율적으로 망 자원을 이용하며 또한 연결 설정 요청 수락률을 증가시킬 수 있다. 분리 신호 방식을 위한 노드 구조는 호 제어 기능을 수행하는 호 제어기와 베어러 제어 기능을 수행하는 베어러 제어기로 구성하였으며, 이에 대한 각 제어기의 기능과 제어기간의 정보 교환을 위한 제어 메시지 및 프리미티브를 정의하고 상태 천이도를 설계하였다. 이를 기반으로 분리 신호 방식에서의 연결 설정, 해제 및 실패에 대한 정보 흐름도를 작성하였다. 제안된 분리 제어 신호 방식의 성능 평가를 위해 다양한 시뮬레이션을 수행하였다. 성능 평가 결과 연결 요청 거절 확률과 자원의 이용률 측면에서 분리 제어 신호 방식이 기존의 통합 제어 신호 방식보다 우수한 성능을 보임을 확인할 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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