본 논문에서는 기존 Star 망 기반의 위성통신 시스템 성능 향상과 기존 시스템과의 하드웨어 호환성을 예상할 수 있는 계층적 망동기 획득 방안을 제안하도록 한다. 여기에서의 시스템 성능이란 시스템 설계 시 대역 효율성과 구현 복잡도 및 모뎀 변복조 성능 간의 관계, 그리고 실제 시스템 적용성의 우수한 정도를 말한다. 제안한 방식은 DVB-S2/RCS 표준을 기반으로 하는 TDM / MF-TDMA(Time Division Multiplexing / Multi-Frequency Time Division Multiple Access) Star 망에서의 단말 시스템이 가지고 있는 높은 하드웨어 복잡도와 비교적 낮은 정확성의 망동기 획득 구조를 보완할 수 있다. 이밖에, 최초에는 위성방송 시스템을 목적으로 설계되었지만 시스템 기능의 업그레이드로 인해 통신 시스템 구조로 변경되어야 하는 경우에 비용 및 성능적인 면에서 높은 효과를 얻을 수 있다. 본문에서는 제안된 망동기 획득방안 알고리즘을 이론적 접근 방식으로 분석하여 구현 복잡도 및 시스템 성능을 예측해보고 그것을 검증하기 위해 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 확산율, 심볼율 등의 관련 파라미터와 제어채널의 BER 성능 데이터를 도출하여 실제 시스템에 적용 가능한지를 분석해보도록 한다.
DVB-T, DVB-S, 지상파 DAB, 위성 DAB 등 디지털 방송기술에 대하야 학계 및 산업계의 관심이 모아지고 있으며, 이동수수니 시 고품질의 디지털 멀티미디어 서비스를 제공하기 위한 많은 연구들이 진행되고 있다. 본 고는 이러한 여러 분야의 디지털 방송기술 중 국내에서 상용 서비스 제공을 목표로 추진중인 위성 DAB 시스템의 Digital System E에 대한 전반적인 시스템 구조와 시험시스템을 이용한 필드테스트 결과를 기술하고자 한다.
KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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제6권2호
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pp.702-721
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2012
In the DVB-T2 system with a multiple-input single-output (MISO) transmission mode, Alamouti coded orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) signals are transmitted simultaneously from two spatially separated transmitters in a single frequency network (SFN). In such systems, each transmit-receive link may have a distinct carrier frequency offset (CFO) due to the Doppler shift and/or frequency mismatch between the local oscillators. Thus, the received signal experiences dual CFOs. This not only causes dual phase errors in desired data but also introduces inter-carrier interference (ICI), which cannot be removed completely by simply performing a CFO compensation. To overcome this problem, this paper proposes an iterative detection with dual phase errors compensation technique. In addition, we propose a successive-iterative ICI cancellation technique. This technique successively eliminates ICI in the initial iteration by exploiting pre-detected data pairs. Then, in subsequent iterations, it performs a fine interference cancellation using a priori information, iteratively fed back from the channel decoder. In contrast to previous works, the proposed techniques do not require estimates of dual CFOs. Their performances are evaluated via a full DVB-T2 simulator. Simulation results show that the DVB-T2 receiver equipped with the proposed dual phase errors compensation and the successive-iterative ICI cancellation techniques achieves almost the same performance as ideal dual CFOs-free systems, even for large dual CFOs.
본 논문에서는 높은 대역폭과 넓은 동적 영역을 갖는 DVB-S2를 위한 새로운 디지털 이득 제어 시스템을 제안하였다. DVB-S2 시스템의 PAPR은 매우 크며, 요구되는 정착 시간은 매우 작기 때문에 일반적인 폐-루프 아날로그 이득 제어 방식은 사용할 수 없다. 정확한 이득 제어와 기저 대역 모뎀과의 직접적인 인터페이스를 위해서 디지털 이득 제어가 필요하다. 또한 아날로그 이득 제어 방식에 비해 정착 시간과 공정, 전압, 온도 값의 변화에 둔감한 이점을 갖는다. 본 논문에서는 세밀한 해상도와 넓은 이득 영역을 갖기 위해서 AGC 시스템 및 구성회로를 제안하였다. 이 시스템은 높은 대역폭의 디지털 VGA와 넓은 파워 범위를 가진 RMS 검출기, 저 전력의 SAR 타입 ADC, 그리고 디지털 이득 제어기로 구성되어 있다. 파워 소모와 칩면적을 줄이기 위해 한 개의 SAR 타입 ADC를 사용했으며, ADC 입력은 4개의 파워 검출기를 사용하여 시간 축 상에서 인터리빙 방식으로 구현하였다. 모의실험 및 측정 결과는 제안하는 AGC 시스템의 이득 에러가 $10{\mu}s$ 내에서, 0.25 dB보다 낮은 것을 보여주고 있다. 전체 칩은 $0.18{\mu}m$ CMOS 공정을 사용하여 설계하였다. 제안된 IF AGC 시스템의 측정 결과는 0.25 dB의 해상도와 80 dB의 이득 범위, 8 nV/$\sqrt{Hz}$의 입력 기준 잡음, $IIP_3$는 5 dBm, 전력 소모는 60 mW임을 보여주고 있다. 파워검출기는 100 MHz 입력에서 35 dB의 동적 영역을 갖는다.
지하수나 폐수 등에 포함된 독성을 가진 음이온류나 양이온류 등의 유독물질을 경제적으로 처리하는데 탁월한 분리기능을 가진 것으로 알려진 전기투석공정에 사용하기 위해 음이온 교환 복합막을 제조하여 그 전기화학적인 특성을 조사하였다. 다양한 조성의 vinylbenzylchloride (VBC)와 divinylbenzene (DVB) 그리고 ${\alpha},\;{\alpha}$-azobis(isobutyronitrile) (AIBN)으로 이루어진 단량체 용액에 다공성 지지체인 poly(ethylene) (PE)을 함침한 후 열중합 가교시켜 poly(VBC-DVB)/PE 복합막을 생성한 다음 trimethylamine(TMA)과 acetone을 이용해 음이온 교환기$(-N^+(CH_3)_3)$를 함유하는 복합막을 제조하였다. 음이온 교환막 제조시 VBC/DVB의 비율과 TMA/Acetone의 비율에 따른 막의 함수율, 이온교환용량(IEC) 및 전기저항을 조사하였다. 그 결과 제조된 막들은 사용된 PE지지체의 얇은 막두께에 기인하여 아스톰사의 상용화 음이온 교환막(AMX)보다 높은 IEC와 낮은 전기저항 및 낮은 함수율 등을 나타내는 것을 확인할 수 있었다. 본 실험에서 제조된 복합막은 저렴한 제조비용과 우수한 전기화학적 특성으로 정수 및 폐수처리를 위한 전기투석공정에 충분히 적용될 수 있음을 알 수 있었다.
본 연구에서는 OFDM 기반 통신 시스템을 위한 가변길이 FFT/IFFT 프로세서를 설계하였다. 설계된 FFT/IFFT 프로세서는 $N=64{\times}2^k$ ($0{\leq}k{\leq}7$)의 8가지 크기에 대해 FFT/IFFT 연산이 가능하며, in-place 방식의 단일 메모리 구조를 기반으로 FFT 길이에 따라 radix-4와 radix-2 DIF 알고리듬의 혼합구조가 적용된다. 메모리 감소와 연산 정밀도 향상을 위해, 중간결과 값의 크기에 따른 2단계 조건적 스케일링 기법을 적용하여 설계되었다. 설계된 가변길이 FFT/IFFT 프로세서의 성능을 평가한 결과, 64점~8,192점 FFT 연산의 경우 평균 60-dB 이상의 정밀도를 가지며, $0.35-{\mu}m$ CMOS 셀 라이브러리로 합성한 결과 75-MHz@3.3-V의 클록주파수로 동작 가능한 것으로 평가되었다. 64점 FFT 연산에 $2.55-{\mu}s$가 소요되고, 8,192점 FFT 연산에 $762.7-{\mu}s$가 소요되어 OFDM 기반의 무선 랜, DMB, DVB 시스템의 요구조건을 만족한다.
술폰화 폴리스티렌/테플론(Polystyrene/Teflon, 이하 'PS/PTFE'로 칭함) 복합막을 제조하여 직접 메탄을 연료전지용 막에 관한 특성을 조사하였다. 복합막은 다음과 같이 제조되었다. 먼저 다공성 테플론 필름에 styrene 단량체와 가교제인 diviny benzene (이하 'DVB'로 칭함)의 비율을 달리하면서, 개시제 2,2'-azobis(isobutylonitlie) (AIBN)와 함께 함침시킨 후 열을 가해 폴리스티렌/테플론 복합막을 제조하였다. 그 후 술폰화제인 chlorosulfonic acid와 1,2-dichloroethane혼합용액을 사용하여 술폰화된 복합막을 제조하였다. 제조된 복합막의 술폰화 전과 후의 물리화학적 구조는 ATR-FTIR, SEM, THF 및 물에 대한 함유율, 이들의 이온교환량을 통하여 확인하였다. 이러한 결과로부터 스티렌/디비닐벤젠의 비율에 따라 복합막이 성공적으로 제조되었음을 확인하였다. 또한 가교제인 디비닐벤젠의 함량이 높을수록, 가교도가 증가하여 물 및 THF에 대한 함유율이 감소하였다. 이온전도도, 메탄올투과도를 조사한 결과, 디비닐벤젠의 함량 증가와 함께 이온전도도는 감소하였으며, 메탄올 투과도가 감소하였다. 제조된 술폰화된 폴리스티렌/테플론 복합막은 Nafion$^{(R)}$ 과 비교할 만한 높은 이온 전도도(0.11∼0.08 S/cm, $25^{\circ}C$)를 보이면서 훨씬 낮은 메탄올 투과도($6.6{\times}10^{-7}∼1.3{\timas}10^{-7}$$\textrm{cm}^2$/s)를 나타내었다. 이러한 결과들은 본 연구에서 개발된 복합막이 직접 메탄올 연료전지에 적용될 가능성이 높다는 것을 보여준다.
본 논문은 방송현장에서 TV중계차와 EFP카메라 또는 ENG카메라간의 카메라 케이블 연결이 방송프로그램 제작시 여러가지 장애물과 거리에 한계가 있어 자유로운 카메라 촬영활동에 불편을 주고 있는바, DVB-T방송에서 사용하는 무선영상 전송장치와 수신장비를 제작하여 본 연구에 응용하는 사례로, 야외는 물론 실내에서도 카메라 촬영활동이 자유스러운 "Wireless 카메라 영상전송 시스템"의 개발을 목표로 하였다. 본 연구는 연구접근이 용이한 아날로그 콤포지트 영상신호 출력을 갖는 카메라와 이 영상신호를 압축하는 MPEG-2시스템, COFDM 전송방식을 이용하는 영상전송시스템으로 제작실험하게 되었으며, 그 결과 영상 및 전송장치에 대하여 양호한 QoS값을 얻게 되었으며, 본 실험을 통해 TV방송제작 현장의 활용은 물론, 무선 CCTV 장치산업의 적용 할 수 있는 가능성을 갖게 되었다.
본 연구에서는 전기방사를 이용하여 PS의 취성을 개선하고자 내충격성이 우수한 HIPS와 가교제 DVB를 혼합하여 방사한 후 가교와 술폰화 반응을 통해 HIPS 이온교환 나노섬유를 제조하였다. 또한, 이들을 FT-IR, XPS, 함수율, 이온교환 용량, SEM 및 접촉각으로 나노섬유의 기본특성을 확인하였다. FT-IR 및 XPS 구조분석 결과, HIPS 나노섬유는 술폰화 시간이 지남에 따라 $-SO_3H$기의 도입이 증가하는 것을 확인할 수 있었다. 또한 술폰화 시간이 지남에 따라 섬유의 친수성이 증가하여 DVB 함량이 7.5 wt%, 술폰화 시간이 200분일 때 함수율과 이온교환용량은 최대 75.6%, 2.67 meq/g으로 나타났다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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