• 한국음향학회지
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• 제41권1호
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• pp.16-29
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• 2022

본 논문에서는 수중통신 장치가 수중에서 이동시 발생하는 도플러(Doppler) 편이를 극복하기 위한 도플러 편이 추정방법과 직접수열 확산대역 전송의 신호처리 방법을 제시한다. 제안한 방법은 도플러 편이에 강인하고, 자기 상관 특성이 우수한 64길이의 Frank 신호열을 두 번 반복하는 프리앰블을 사용하여 2단계로 도플러 편이를 추정한다. 또한, 제안한 방법을 직접수열 대역확산 전송을 사용하는 수중통신방식에 적용하여 수중이동통신용 패킷 설계와 RAKE 수신기를 설계한다. 설계한 확산대역 수중이동통신 변조방식은 데이터 심볼을 Differential-Quadrature Phase Shift Keying(DQPSK) 변조하여 수신시 위상추적이 필요 없고, RAKE 수신기에서 동위상 결합이 용이하게 할 수 있는 장점이 있다. 제안한 도플러 편이 추정방법을 포함하는 RAKE 수신방법은 약 17.5 m/s의 이동속도까지 가상으로 이동하는 송신기로부터 수신한 직접수열 대역 확산 신호를 성공적으로 수신한다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제23권5호
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• pp.421-430
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• 2007

This paper presents the results of the ocean surface current velocity estimation using 6 Radarsat-1 SAR images acquired in west coastal area near Incheon. We extracted the surface velocity from SAR images based on the Doppler shift approach in which the azimuth frequency shift is related to the motion of surface target in the radar direction. The Doppler shift was measured by the difference between the Doppler centroid estimated in the range-compressed, azimuth-frequency domain and the nominal Doppler centroid used during the SAR focusing process. The extracted SAR current velocities were statistically compared with the current velocities from the high frequency(HF) radar in terms of averages, standard deviations, and root mean square errors. The problem of the unreliable nominal Doppler centroid for the estimation of the SAR current velocity was corrected by subtracting the difference of averages between SAR and HF-radar current velocities from the SAR current velocity. The corrected SAR current velocity inherits the average of HF-radar data while maintaining high-resolution nature of the original SAR data.

• 한국통신학회논문지
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• 제37권6C호
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• pp.453-461
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• 2012

본 논문에서는 진폭 변조 거리 측정 시스템에 적용 가능한 개선된 위상 추정 기법을 제안한다. 기존 위상 측정 방법은 이동 목표물의 도플러 천이에 의해 위상 측정 오차가 발생한다. 제안된 위상 추정 기법은 도플러 천이에 대해 적응 도플러 보정(Adaptive Doppler Correction)을 사용하여 위상 추정 오차를 보정하므로 거리 측정 정확도를 향상 시킬 수 있다. 모의실험 결과 도플러 주파수 천이 보정은 기존 방식보다 94.7% 향상된 성능을 보이며, 거리 측정 정확도는 50%로 향상되었다. 음향 수조에서는 오차가 7.7cm로 추정되어 해양 환경에서 음파를 이용하여 거리 추정에도 적용 가능함을 확인하였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제39A권8호
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• pp.437-444
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• 2014

본 논문에서는 다중 안테나를 사용한 고속철도 환경의 경로 손실 모델을 제안 하였다. 기본적으로 고속 철도의 모든 특성들 사이에서, 경로 손실(path loss)는 고속 철도 통신 시스템의 설계에서 매우 중요하다. 현재까지 진행되어진 연구 중 대다수는 경로 손실 모델은 송신단과 수신단 사이이의 지리적 환경을 고려한 모델은 많았지만 다중 안테나를 사용한 시스템과 Doppler effect를 고려한 환경에서의 연구는 상대적으로 적게 고려되어 왔다. Doppler shift에 평균 residuals고려하는 모델링을 위해 사용되는 조정된 자유 공간 손실 모델(tuned free-space path loss model)은 최대 이동 속도가 340km인 ZhengZhou - Xi'an 간 전용선에서의 측정값을 활용하고 다중 안테나의 평균 residuals은 MRC 기법을 사용했을 시의 이론적 계산값을 다이버시티 이득을 활용한다. 통신 시스템상의 두 가지 요인으로 발생하는 평균 residuals을 추정하여 제안하는 모델은 다중 안테나를 사용한 시스템에서 수신 신호의 손실을 예측한다.

• 대한원격탐사학회:학술대회논문집
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• 대한원격탐사학회 2004년도 Proceedings of ISRS 2004
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• pp.590-593
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• 2004

Extraction of ocean surface current velocity offers important physical oceanographic parameters especially on understanding ocean environment. Although Remote Sensing techniques were highly developed, the investigation of ocean surface current using Synthetic Aperture Radar (SAR) is not an easy task. This paper presents the results of ocean surface current observation using Doppler Centroid of ERS-1 SAR data obtained off the coast of Korea peninsula. We employed the concept, in which Doppler frequency shift and the ocean surface current are closely related, to evaluate ocean surface current. Moving targets cause Doppler frequency shift of the back scattered radar waves of SAR, thus the line-of-sight velocity component of the scatters can be evaluated. The Doppler frequency shift can be measured by estimating the difference between Doppler Centroid of raw SAR data and reference Doppler Centroid. Theoretically, the Doppler Centroid is zero; however, squinted antenna which is affected by several physical factors causes Doppler Centroid to be nonzero. The reference Doppler Centroid can be obtained from measurements of sensor trajectory, attitude and Earth model. The estimated Doppler Centroid was compensated by considering the accurate attitude estimation of ERS-1 SAR. We could verify the correspondence between the estimated ocean surface current and observed in-situ data in the error bound.

• 한국음향학회지
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• 제42권6호
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• pp.511-518
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• 2023

수중 이동체의 시험평가 과정에서 정확한 거리 추정은 중요한 요소 가운데 하나이다. 특히, 도달 시간 값을 이용하여 거리를 추정하는 경우 상관 특성 등으로 인해 처프 신호인 Linear Frequency Modulation(LFM)과 같은 신호의 적용성이 높다. 하지만 이동성이 있는 도플러 천이 환경에서는 거리-도플러 커플링 효과로 인하여 측정 오류가 발생할 수 있다. 이에 본 논문에서는 거리-도플러 커플링 효과를 보상하여 도달 시간 값의 측정 오류를 감소시키는 신호를 제시한다. 제안된 신호는 2종류의 LFM 신호를 중첩하여 구성하였으며, 거리-도플러 커플링 효과를 최소화할 수 있다. 시뮬레이션을 통해 제안된 신호가 수중 이동체의 거리 추정에 있어서 거리-도플러 커플링 효과를 보상하여 도달 시간 값의 측정 오류를 줄이는 방법임을 확인하였다.

• International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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• 제7권2호
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• pp.426-434
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• 2015

In this paper we proposed a dada-aided Doppler estimation method for underwater acoustic communication. The training sequence is non-dedicate, hence it can be designed for Doppler estimation as well as channel equalization. We assume the channel has been equalized and consider only flat-fading channel. First, based on the training symbols the theoretical received sequence is composed. Next the least square principle is applied to build the objective function, which minimizes the error between the composed and the actual received signal. Then an iterative approach is applied to solve the least square problem. The proposed approach involves an outer loop and inner loop, which resolve the channel gain and Doppler coefficient, respectively. The theoretical performance bound, i.e. the Cramer-Rao Lower Bound (CRLB) of estimation is also derived. Computer simulations results show that the proposed algorithm achieves the CRLB in medium to high SNR cases.

• ETRI Journal
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• 제22권4호
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• pp.32-39
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• 2000

In low earth orbit (LEO) satellite communication systems, more severe phase distortion due to Doppler shift is frequently detected in the received signal than in cases of geostationary earth orbit (GEO) satellite systems or terrestrial mobile systems. Therefore, an estimation of Doppler shift would be one of the most important factors to enhance performance of LEO satellite communication system. In this paper, a new adaptive Doppler compensation scheme using location information of a user terminal and satellite, as well as a weighting factor for the reduction of prediction error is proposed. The prediction performance of the proposed scheme is simulated in terms of the prediction accuracy and the cumulative density function of the prediction error, with considering the offset variation range of the initial input parameters in LEO satellite system. The simulation results showed that the proposed adaptive compensation algorithm has the better performance accuracy than Ali's method. From the simulation results, it is concluded the adaptive compensation algorithm is the most applicable method that can be applied to LEO satellite systems of a range of altitude between 1,000 km and 2,000 km for the general error tolerance level, M = 250 Hz.

• 한국항공우주학회지
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• 제34권11호
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• pp.61-69
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• 2006

도플러 효과를 이용해서 동물의 위치를 추적하는 경우 동물에 장착된 단말기의 송신신호를 위성의 수신기에서 얼마나 많이, 정확하게 측정하느냐에 따라 위치 추적의 정밀도가 달라진다. ARGOS 위성시스템의 경우 다수의 위성을 운용하여 단말기의 송신신호를 비교적 많이 측정하며, 이러한 많은 측정 데이터를 이용해서 상당히 높은 위치추적 정밀도를 유지하고 있다. 하지만 단일 위성을 사용하는 동물추적시스템의 경우 위성이 단말기를 통과하는 짧은 시간동안 송신 신호를 많이 측정하기 힘들며, 이는 위치추적의 정밀도를 떨어뜨리는 가장 큰 원인이 된다. 따라서 본 논문에서는 단일 위성에서 도플러 천이 측정 데이터의 개수를 증가시키기 위해서 도플러 천이 변화율을 이용하여 수신 데이터를 추정하였으며, 추정된 데이터를 측정치로 사용하여 측정 데이터의 개수를 증가 시켰다. 결과적으로 도플러 천이 변화율을 이용하여 비교적 높은 위치추적 정밀도를 획득 할 수 있으며, 단일 위성을 사용하는 동물추적시스템에 적합한 방식임을 알 수 있다.

• International Journal of Computer Science & Network Security
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• 제23권9호
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• pp.8-16
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• 2023

In Japan, high-speed ground transportation service using linear motors at speeds of 500 km/h is scheduled to begin in 2027. To accommodate 5G services in trains, a subcarrier spacing frequency of 30 kHz will be used instead of the typical 15 kHz subcarrier spacing to mitigate Doppler effects in such high-speed transport. Furthermore, to increase the cell size of the 5G mobile system, multiple base station antennas will transmit identical downlink (DL) signals to form an expanded cell size along the train rails. In this situation, the forward and backward antenna signals are Doppler-shifted in opposite directions, respectively, so the receiver in the train may suffer from estimating the exact Channel Transfer Function (CTF) for demodulation. In a previously published paper, we proposed a channel estimator based on Delay and Doppler Profiler (DDP) in a 5G SISO (Single Input Single Output) environment and successfully implemented it in a signal processing simulation system. In this paper, we extend it to 2×2 MIMO (Multiple Input Multiple Output) with spatial multiplexing environment and confirm that the delay and DDP based channel estimator is also effective in 2×2 MIMO environment. Its simulation performance is compared with that of a conventional time-domain linear interpolation estimator. The simulation results show that in a 2×2 MIMO environment, the conventional channel estimator can barely achieve QPSK modulation at speeds below 100 km/h and has poor CNR performance versus SISO. The performance degradation of CNR against DDP SISO is only 6dB to 7dB. And even under severe channel conditions such as 500km/h and 8-path inverse Doppler shift environment, the error rate can be reduced by combining the error with LDPC to reduce the error rate and improve the performance in 2×2 MIMO. QPSK modulation scheme in 2×2 MIMO can be used under severe channel conditions such as 500 km/h and 8-path inverse Doppler shift environment.