• 한국산학기술학회논문지
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• 제14권6호
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• pp.2985-2991
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• 2013

경부고속철도 2단계 구간에 도입된 열차무선시스템은 TETRA 기반으로 851MHz 대의 주파수를 사용하고 있다. 이와 같은 열차무선시스템에서 운행중인 차량과 지상과의 끊임없는 정보송수신을 위하여 전파 경로손실을 감안한 기지국 설계가 필수적이다. 본논문에서는 고속철도 선로에서의 측정데이터를 토대로, 열차무선의 전파 경로손실을 정량적으로 분석하였다. 열차무선 기지국 설계에서는 자유공간 전파 경로손실모델 및 Okumura-Hata모델이 사용되고 있는데, 이 모델들에 의한 예측치는 현장측정치보다 10dB 이상 작거나 20dB 이상 크게 나타남에 따라 고속철도 열차무선의 경로손실 예측에는 적합하지 않은 것으로 나타났다. 측정결과를 log-distance 경로손실모델에 적용하여 회귀분석을 수행한 결과 경로손실지수는 2.8~3.2의 범위로 나타났으며, 이 결과는 향후 고속철도 열차무선에서의 전파경로손실 예측에 적용할 수 있다.

• 한국통신학회논문지
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• 제40권2호
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• pp.273-284
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• 2015

본 논문에서는 상향링크와 하향링크가 공존하는 역 듀플렉스 셀룰러 네트워크 상황에서 단방향 기지국 협력을 통한 단사 간섭 정렬 타당성에 대한 연구를 하였다. 일반적인 안테나 개수와 사용자수에 따른 단사 간섭 정렬의 필요조건과 충분조건을 제시하였고, 이어서 특정 조건을 만족하는 네트워크에서 간략화 된 충분조건을 제시하였다. 특히 대칭 네트워크 상황에서는 단사 간섭 정렬의 필요충분조건을 제시하였고, 각 셀 당 두 명의 사용자가 존재하는 대칭 네트워크 상황에서는 닫힌 형태의 필요충분조건을 규명하였다. 제안한 단방향 기지국협력을 통해 합 자유도를 크게 증가시킬 수 있으며, 모의실험을 통해 상용 신호 대 잡음비 영역에서 합 전송률을 획기적으로 개선 할 수 있음을 확인 하였다.

• 정보처리학회논문지:컴퓨터 및 통신 시스템
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• 제7권8호
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• pp.203-210
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• 2018

모바일 트래픽은 계속해서 폭발적으로 증가하고 있으며 이동통신 사업자들은 기지국의 추가 설치만으로 계속해서 증가하는 모바일 트래픽 요구량을 충족하는 것이 점점 어려워지고 있다. 이를 극복하기 위해 기존의 매크로 셀에 펨토셀과 같은 스몰 셀을 설치하여 공간 및 주파수의 재사용이 가능한 이기종 네트워크(Heterogeneous network) 개념이 도입되었다. 그러나 펨토 소유자의 협력 없이는 기존의 매크로셀 사용자가 펨토셀에 연결되어 전체 네트워크의 효율성을 증대시키기 어렵다. 펨토 소유자도 적절한 인센티브(incentive)를 받지 않고는 다른 단말들을 자신의 펨토 기지국에 수용할 필요성을 느끼지 못한다. 본 논문에서는 새로운 단말을 펨토 셀에 추가하기 위하여 펨토 소유자에 제시할 최적의 인센티브를 도출하는 방법을 제시한다. 단말의 전송률을 바탕으로 이득함수를 구성하였으며 네트워크 전체의 이득함수를 최대화 할 수 있는 인센티브를 계산한다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제9권12호
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• pp.5015-5027
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• 2015

Transceiver optimization in multiple input multiple output (MIMO) cognitive systems is studied in this paper. The joint transceiver beamformer design is introduced to minimize the transmit power at secondary base station (SBS) while simultaneously controlling the interference to primary users (PUs) and satisfying the secondary users (SUs) signal-to-interference-plus-noise ratio (SINR) based on the convex optimization method. Due to the limited cooperation between SBS and PUs, the channel state information (CSI) usually cannot be obtained perfectly at the SBS in cognitive system. In this study, both perfect and imperfect CSI scenarios are considered in the beamformer design, and the proposed method is robust to CSI error. Numerical results validate the effectiveness of the proposed algorithm.

• 한국통신학회논문지
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• 제37권5C호
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• pp.376-383
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• 2012

본 논문은 상호 간 간섭을 주는 두 개의 다중입력 다중출력 간섭 브로드캐스트 채널 (MIMO-IBC: Multiple input multiple output-interfering broadcast channel)에서 공통된 잡음 없는 백본(backbone)망을 통해 두 기지국이 상호간의 사용자 데이터를 공유할 수 있을 때의 공간적 다중화 이득 (SMG: Spatial multiplexing gain)의 일반적인 공식을 유도하였다. 본 MIMO-IBC 모델은 다중안테나를 갖는 두 개의 기지국과 각각 다수의 다중안테나 사용자가 있고, 모두 고정된 채널을 통해 독립적인 메시지를 송신한다고 가정한다. 최종 유도된 결과로부터 다양한 상황의 안테나 분포뿐 만 아니라 기지국 협력 유무에 따른 공간적 다중화 이득의 변화를 정량적으로 관찰할 수 있다. 그리고 사용자들 사이에 완전한 협력이 되는 상황과 본 MIMO-IBC 모델에서의 유도된 SMG 결과를 비교하였다.

• 지질공학
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• 제31권3호
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• pp.257-267
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• 2021

Constraints on the structure and composition of the active layer are important for understanding permafrost evolution. Soil convection owing to repeated moisture-induced freeze-thaw cycles within the active layer promotes the formation of self-organized patterned ground. Here we present the results of ground penetrating radar (GPR) surveys across a selected sorted circle near King Sejong Station, Antarctica, to better delineate the active layer and its relation to the observed patterned ground structure. We acquire GPR data in both bistatic mode (common mid-points) for precise velocity constraints and monostatic mode (common-offset) for subsurface imaging. Reflections are derived from the active layer-permafrost boundary, organic layer-weathered soil boundary within the active layer, and frozen rock-fracture-filled ice boundary within the permafrost. The base of the imaged sorted circle possesses a convex-down shape in the central silty zone, which is typical for the pattern associated with convection-like soil motion within the active layer. The boundary between the central fine-silty domain and coarse-grained stone border is effectively identified in a radar amplitude contour at the assumed active layer depth, and is further examined in the frequency spectra of the near- and far-offset traces. The far-offset traces and the traces from the lower frequency components dominant on the far-offset traces would be associated with rapid absorption of higher frequency radiowave due to the voids in gravel-rich zone. The presented correlation strategies for analyzing very shallow, thin-layered GPR reflection data can potentially be applied to the various types of patterned ground, particularly for acquiring time-lapse imaging, when electric resistivity tomography is incorporated into the analysis.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권1호
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• pp.660-665
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• 2018

세계적으로 해양 자원 개발을 비롯하여 재난 방지 및 군사적 목적 등을 위하여 수중 환경 감시 및 제어를 가능하게 하는 수중 무선 통신망에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 국내에서도 호서대학교를 중심으로 '분산형 수중 관측 제어망'에 대한 연구가 진행되고 있는데, 본 논문에서는 해당 제어망 중 수중기지제어국과 수중기지국 사이의 음파 통신을 위한 인터폴레이터(Interpolator)를 연구하였다. 수중 음파 통신망은 양방향 듀플렉스(duplex) 통신을 위하여 서로 다른 4개의 주파수 링크를 정의하고 있으며, 링크에 따라 100배 혹은 200배 샘플링 레이트를 변환해야 한다. 또, 수중은 전원 공급이 원활하지 않은 환경이므로 저전력 설계가 중요하다. 따라서 저전력 인터폴레이터인 CIC 인터폴레이터를 기본으로 하여 링크에 따라 샘플링 레이트를 선택할 수 있도록 설계하였다. 하지만 CIC 인터폴레이터는 통과 대역 감쇠(passband droop)가 크고, 전이영역(transition region)이 넓기 때문에 채널 간격이 비교적 좁은 음파 통신에서는 저주파 대역 필터로서의 조건을 만족하기 어렵다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 본 논문에서는 통과 대역 감쇠를 보상하기 위한 보상 필터(compensator)와 전이 영역을 줄이기 위한 하프밴드 필터(halfband filter)를 추가하였다. Matlab을 이용하여 알고리즘을 검증한 후 Verilog-HDL로 하드웨어를 설계하고 Modelsim에서 시뮬레이션하여 동작을 검증하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제12권11호
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• pp.5214-5218
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• 2011

본 논문에서는 이동 통신용 기지국 안테나로 사용할 수 있는 직렬 급전된 두 개의 다이폴 배열(STDA) 안테나의 대역폭 향상에 관해 연구하였다. 제안된 STDA 안테나는 두 개의 서로 다른 길이의 스트립 다이폴 안테나가 코플래너스트립라인 급전선으로 바로 연결되어 있다. 두 다이폴 사이의 간격과 두 번째 다이폴의 길이를 조정함으로써 대역폭을 증가시킬 수 있다. 또한, 급전부를 최소화하기 위해 단락이 종단된 마이크로스트립라인과 슬롯라인으로 구성된 내장 밸런을 사용하였으며, 급전위치를 조정하여 광대역 임피던스 정합을 얻을 수 있었다. 제안된 구조로 현재 운용되는 이동 통신 주파수를 모두 포함하는 1.75-2.7 GHz 대역에서 이득이 5dBi 이상인 안테나를 설계하고 FR4 기판(비유전율 4.4, 두께 0.8 mm)상에 제작하여 특성을 실험하였다. 제작된 안테나는 VSWR<2 기준으로 임피던스 대역폭이 49%(1.7-2.8 GHz)이고 5.5 dBi 이상의 이득을 가지며, 12 dB 이상의 전후방비를 가진다.

• 정보처리학회논문지:컴퓨터 및 통신 시스템
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• 제10권8호
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• pp.215-222
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• 2021

이중 연결 네트워크(Dual Connectivity Network)는 소몰 셀 기지국(SBS: Smallcell Base Station)의 제한된 자원 문제와 간섭 문제를 완화하기 위해 스몰 셀 기지국과 매크로 셀 기지국(MBS: Macrocell Base Station)이 협력하여 서비스를 지원하는 기술이다. 하지만 이중 연결 네트워크 역시 한정된 자원을 분배해주는 기술이기 때문에 자원 할당 방식은 매우 중요한 문제이다. 그래서 본 논문에서는 이중 연결 네트워크에서 효율적이고 공정한 자원할당을 위해 일반화된 강한 포부 협상 해법(GTABS: Generalizing Tempered Aspiration Bargaining Solution)과 굽타 리빈 협상 해법(GLBS:Gupta and Livne Bargaining Solution)을 이용한 두 단계 자원 분배 알고리즘을 제안한다. 단계 자원 분배 알고리즘은 다음과 같다. 첫 번째 단계인 그룹 자원 분배 알고리즘에서는 GTABS를 이용하여 각 기지국의 무선 자원을 실시간 그룹과 비 실시간 그룹에게 효율적으로 할당한다. 두 번째 단계인 사용자 자원 분배 알고리즘에서는 GLBS를 이용하여 각 그룹으로 나누어진 자원을 각 그룹의 사용자들에게 최적으로 할당한다. 이러한 두 단계 자원 분배 방식은 5G 무선 자원을 최적으로 할당하여 네트워크 시스템 성능 최대화와 사용자 만족도를 동시에 보장한다. 마지막으로 본 논문에서는 성능 평가를 통해 제안된 방식이 서비스 요청 증가에 따라 전체 시스템 처리량, 공정성, 통신 장애율 측면에서 비교 방식들 보다 모두 10% 이상의 효율성을 입증했다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제8권8호
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• pp.2722-2742
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• 2014

We propose methods of linear transceiver design for two different power constraints, sum relay power constraint and per relay power constraint, which determine signal processing matrices such as base station (BS) transmitter, relay precoders and user receivers to minimize sum mean square error (SMSE) for multi-relay multi-user (MRMU) networks. However, since the formulated problem is non-convex one which is hard to be solved, we suboptimally solve the problems by defining convex subproblems with some fixed variables. We adopt iterative sequential designs of which each iteration stage corresponds to each subproblem. Karush-Kuhn-Tucker (KKT) theorem and SMSE duality are employed as specific methods to solve subproblems. The numerical results verify that the proposed methods provide comparable performance to that of a full relay cooperation bound (FRCB) method while outperforming the simple amplify-and-forward (SAF) and minimum mean square error (MMSE) relaying in terms of not only SMSE, but also the sum rate.