• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제14권6호
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• pp.149-157
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• 2014

본 논문은 건물 차양을 위한 RF 제어 시스템 제작에 관한 연구이다. 저전력, 저전압 UHF 무선 송 수신 칩인 CC1020을 사용하여 주파수 447.8625~447.9875, Data rate 4800Baud, Channel spacing 12.5kHz, SPDT 스위치로 입출력 분리하여 설계하여 Microcontroller 프로그램 하였다. 안테나는 나선형 Helical 안테나 형태로 제작하였다. 시작 제품을 주파수 447.8625~447.9875 무선 공중선 전력을 측정하여 실험한 결과 소출력 무선기기 기준인 10dBm을 넘지 않았다. 차양 효과 실험은 차양을 25%, 50%, 75% 위치에서 실내 온도 및 조도를 1시간 단위로 측정하였다. 실험결과 25% 위치시 조도는 82~87%로 낮아지고, 온도는 $0.6{\sim}1.4^{\circ}C$ 낮아졌으며, 50% 위치시 조도는 60~68%로 낮아지고, 온도는 $2.3{\sim}4.1^{\circ}C$ 낮아졌다. 75% 위치시 조도는 41~47% 낮아지고, 온도는 $3.4{\sim}5.1^{\circ}C$가 낮아졌다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제17권6호
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• pp.69-78
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• 2017

5G 스마트폰의 샤논과 신호처리의 푸리에가 표본화정리(최고 주파수의 2배분1 즉, $\frac{1}{2f_n}=T$)에서 만난다. 본 논문에서는 초기 샤논 정리가 Point-to-Point에서 샤논 용량을 구했지만 5G는 Multi point MIMO로 기술이 발전했음을 Relay 채널에서 보인다. 푸리에 변환은 고정매개변수로 신호처리를 했는데, 멀티미디어 시대에 2N-1 다변수인 푸리에-Jacket 변환을 제안해서 성능을 분석했다. 이 연구에서 저자는 시간 계산 측면에서 프리 코딩 / 디코딩 복잡성을 줄이기위한 Jacket 기반의 빠른 방법을 제안함으로써 신호 처리의 복잡성 문제를 해결한다. 재킷 변환은 신호 처리 및 코딩 이론에서 응용 프로그램을 찾는 것으로 나타냈다. 재킷 변환은 속성 $AA^{\dot{+}}=nl_n$이 있는 필드 F에 대해 $n{\times}n$ 행렬 $A=(a_{jk})$로 정의되며, 여기서 $A^{\dot{+}}$는 A의 원소 역행렬의 전치 행렬, 즉 $A^{\dot{+}}=(a^{-1}_{kj})$이며, 이는 변환을 일반화하고 중심 가중 변환, 특히 재킷 변환 특성을 이용하여, 저자는 전송 기반의 중계 기반 DF 협동 무선 네트워크에서 분산 다중 입력 다중 출력 채널의 프리 코딩 및 디코딩에 적용하여 새로운 고유치 분해 (EVD : eigenvalue decomposition) 방법을 제안한다. 단일 심볼 디코딩 가능한 시공간 블록 코드를 사용한다. 본 논문은은 제안 된 Jacket 기반 EVD 방법이 기존의 EVD 방법에 비해 계산 시간이 현저히 단축되었다. 계산 시간 단축과 관련된 성능은 수학적 분석 및 수치결과를 통해 정량적으로 평가했다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제17권4호
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• pp.77-82
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• 2017

밀리미터파 대역으로 주파수가 높아짐에 따라 도파관의 단면이 수 밀리미터 이내로서 작아져서 공간결합 전력증폭기를 구현하기에 공간적으로 어려움을 겪게 된다. 본 논문에서는 혼 안테나 원리로 도파관의 폭을 확장하여 이 문제를 극복하고자하였다. 60GHz ISM 대역(57-64GHz)의 공간결합 전력 증폭기에 활용하기 위한 확장된 구형 도파관을 설계하고 확장된 도파관 내에 공간결합을 위한 안티포달 변환기를 설치하여 공간결합 전력 증폭기로서의 특성을 분석하였다. WR15 표준 구형 도파관과의 호환을 위해 WR15 도파관에서 H면 부채꼴 혼 안테나 원리를 이용하여 도파관 폭(a)을 7mm로 확장하여 3개의 백투백 구조의 안티포달 변환기 슬롯을 설치하였다. 설계한 공간결합 전력 증폭기는 사용하고자 하는 대역(57-64GHz)에서 반사손실은 -22.4dB이하이고 삽입손실은 0.53dB 이하로서 매우 양호한 특성을 나타냈다. 한편, 도파관의 폭을 확장함에 따라 WR15 대역폭 내에 $TE_{10}$ 모드 외에도 $TE_{20}$, $TE_{30}$ 모드 등 추가적인 모드들이 발생하게 되었고 이로 인해 대역폭을 제한하여 도파관의 폭 확장을 제한하였다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제18권1호
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• pp.47-58
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• 2018

이기종 셀룰러 네트워크 (HCN)는 미래 5 세대 (5 세대) 무선 네트워크의 핵심 기술로서 가장 중요하다. 고려된 이기종 네트워크는 펨토셀 기지국 (BS)으로 중첩 된 임의로 매크로 셀 기지국 (MBS)으로 구성된다. 확률 적 기하학은 무선 ad hoc, 센서 네트워크 및 다중 계층 셀룰러 네트워크와 같은 무작위 토폴로지를 사용하여 네트워크를 모델링, 분석 및 설계하는 매우 강력한 도구이다. HCN은 미래의 5G 무선 네트워크를위한 기술 중 하나에 중점을 두어 다른 네트워크에 속한 다양한 BS를 배치함으로써 에너지 효율적으로 설계 될 수 있다. 본 논문에서는 능동 / 슬립 모드를 도입하여 셀룰러 네트워크의 BS가 효율적으로 전력을 소비 할 수 있도록 해주는 시스템을 끄고 켜는 방법을 제안한다. 이 모드는 MBS 및 FBS의 간섭 및 전력 소모를 개별적으로 줄일 수있다. 잘 셀룰러 네트워크의 에너지 효율성을 향상시킬 수 있다. 펨토 기지국 BS 밀도에 따라 Karush Kuhn Tucker (KKT) 조건을 해결할 수있는 처리량 정지 제약 조건 하에서 에너지 효율을 최대화하기위한 최적화 문제뿐만 아니라 MBS 및 FBS에 대한 전력 소모 최소화를 공식화한다. 우리는 또한 커버리지 홀을 피하기 위해 코디네이트 된 멀티 포인트 (CoMP)가 있거나없는 HCN 시나리오에서 커버리지 확률과 에너지 효율의 식을 제안하고 기종 알고리즘과 비교한다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제18권1호
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• pp.59-69
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• 2018

본 논문에서는 5G 무선 통신을위한 다중 셀 다중 입력 다중 출력 (MIMO)-비 직교 다중 접속 (NOMA) 다운 링크 시스템에서 WSRM (weighted sum-rate maximization) 문제를 해결하기위한 견고한 빔 형성 설계를 제시한다. 이 연구는 채널 추정 행렬에 최악의 모델, 즉 SVOF (singular value uncertainty model)로서 불확실성을 추가함으로써 기지국 (BS)에서 불완전한 채널 상태 정보 (CSI)를 고려한다. 이러한 관찰을 통해, WSRM 문제는 BS에서의 전송 전력 제약에 따라 공식화된다. 객관적 문제는 해결하기 어려운 비 결정적 다항식 (NP) 문제로 알려져 있다. 객관적 문제를 효율적으로 해결할뿐만 아니라 최적의 송신 빔 포밍 행렬을 찾기 위해 ML (majorization minimization) 기법을 안정화시킨 견고한 빔 형성 설계를 제안한다. 또한 최상의 사용자 쌍을 클러스터로 선택하여 더 높은 합계를 달성하는 공동 사용자 클러스터링 및 전력 할당 (JUCPA) 알고리즘을 제안한다. 제안 된 JUCPA 알고리즘과 함께 제안된 견고한 빔 포밍 설계가 기존의 NOMA 기법 및 기존의 OMA (orthogonal multiple access) 기법과 비교하여 총 레이트 측면에서 성능을 크게 향상 시킨다는 것을 보여주기 위해 광범위한 수치 결과가 제공된다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제18권5호
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• pp.69-75
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• 2018

최근 제한된 스펙트럼 대역을 더욱 효율적으로 사용할 수 있는 비직교 다중화 (Non-orthogonal multiple access)방식이 차세대 이동통신 다중화 방식으로 주목받고 있다. 한편 스펙트럼 효율은 상황인지 무선통신으로도 높일 수 있는데, 상황인지 무선통신 방식은 비허가 사용자가 허가사용자에게 제한된 간섭을 주는 조건으로 동일한 스펙트럼을 이용할 수 있기 때문이다. 따라서 본 논문에서는 NOMA 시스템과 상황인지 방식을 결합하였을 때 상황인지 협동 NOMA 시스템의 성능을 분석하였다. 협동 통신을 위한 릴레이는 근거리 사용자 중에서 선택하였으며, 원거리 사용자는 선택결합을 가정하였다. 릴레이 및 원거리 사용자의 오수신율을 closed-form으로 유도하였으며, 수치적인 결과는 Monte Carlo 시뮬레이션 결과와 잘 일치하였다. 수치적인 해석결과 릴레이의 오수신율은 전력할당 계수에 따라서 영향을 받았으며, 주어진 조건에서 원거리 사용자의 전력할당계수가 0.86인 경우 오수신율이 가장 낮았다. 원거리 사용자의 오수신율은 주어진 상황 하에서 주파수 획득확률이 1인 경우에 비하여 0.5인 경우 $1{\times}10^{-13}$의 오수신율을 유지하기 위하여 15 dB 이상의 신호 대 잡음비가 더 필요하였다. 따라서 상황인지 릴레이의 주파수 획득확률에 따라서 원거리 사용자의 성능이 현저히 영향을 받음을 알 수 있었다.

• 전자공학회논문지
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• 제49권12호
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• pp.209-218
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• 2012

최근 무어의 법칙을 연장시킬 시스템 집적 기술로서 Field Programmable Stateful Logic Array (FPSLA)가 제안되었다. 본 논문은 FPSLA의 설계 자동화 절차를 확립하고 논리 합성, 동기화, 물리적 매핑, 자동 배치 등의 접근 방법을 최초로 제시한다. 특히, 동기화를 통해 배치를 1차원 문제로 축소한 후 비선형 최적화 기법을 개량한 개략 배치 모델 및 하향식 계층적 2분법을 이용한 배치 적법화 알고리즘을 제안하였다. 또한, 제안된 모델 및 알고리즘을 소프트웨어로 구현하여 ACM/SIGDA 벤치 마크 예제에 적용함으로써 그 유효성을 입증하였다. 이 소프트웨어에는 Fanout 수만큼 출력 상태를 같은 단의 멤리스터성 스위치에 복사해야 하는 FPSLA의 특성을 고려하여 최적화 단계 별로 넷을 하이퍼에지로 통합했다가 다시 에지로 분리하는 기법이 제안되었으며 약 18.4%의 추가적 최적화를 이룩했다. FPSLA의 출력 상태 복사는 논리 단 일부에 셀 밀도가 집중되는 문제를 노출했으며 단위 논리 게이트의 Fanin을 제한하는 기법으로 18.5% 감소 효과를 얻었다. FPSLA의 실용성 확보를 위해서는 우선 논리 합성 시 Fanin의 수가 일부 단에 집중되지 않도록 제약하는 방안을 개발하여야 한다. 또한, FPSLA 패브릭 구조를 이식하기 위해 대칭성이 감소된 나노와이어 크로스바가 형성하는 복잡한 그래프 상에서 수행되어야 하는 자동 배선의 효율성 연구도 필요하다. 이러한 툴 개발은 설계 자동화 자체뿐만 아니라 FPSLA의 패브릭 구조 개선에 필요한 실험에 유용한 평가 도구로서도 큰 역할을 할 것이다.

• 전자공학회논문지
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• 제51권10호
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• pp.96-106
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• 2014

기존 학계의 FPGA 툴 연구는 단순한 가상 아키텍처 모델 가정에 의존해 왔다. 이러한 제약을 극복하기 위한 첫걸음으로 분석적 배치 및 배치 적법화의 기본 알고리즘들을 상용 FPGA의 아키텍처에 적용하는 실제 상황에서 발생되는 이슈들을 도출하여 대안을 제시한 후 그 효과를 평가하였다. 먼저, 코어 사용률이 낮은 FPGA에서 배치된 셀들의 무게 중심이 칩 중심에서 벗어나는 현상이 발생할 수 있는데 이 변위를 최소화하는 함수를 분석적 배치의 목적 함수에 추가하였다. 또한 배치 밀도 평가의 정확도를 높이기 위해 셀 종류별로 별도의 밀도 행렬을 사용하는 다층 분석, 그리고 자원이 매우 한정된 블록의 조기 고정 방안을 제안하였다. 그밖에, 슬라이스 내에서 두 개의 플립플롭이 제어 핀들을 공유하기 때문에 발생하는 호환성 문제를 개선하기 위한 플립플롭 사전 패킹도 제안하였다. 제안된 기법은 상용 FPGA 아키텍처를 정확하게 모델링하고 수정 개선할 수 있는 K-FPGA 패브릭 평가 툴킷을 근간으로 구현되었으며 12개의 실용 예제에 적용하여 기존 방식에 비해 평균적으로 배선길이 22%, 슬라이스 사용량 5%를 감축하는 효과를 확인하였다. 본 연구는 신규 FPGA 아키텍처 개발을 위한 최적화 CAD 툴 개발 연구의 기초가 될 것으로 기대한다.

• 전자공학회논문지
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• 제51권10호
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• pp.80-86
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• 2014

본 연구를 통해서 정전용량 방식의 이차원 마이크로볼로미터를 위한 저잡음 신호취득 회로를 연구하였다. 잡음 대역폭이 매우 낮고 픽셀 면적이 작기 때문에 비 적분형 방식의 간단하고 효과적인 픽셀 단위의 회로를 사용했다. 또한, 가장 문제가 되는 kT/C 잡음을 줄이고 전력소모를 낮추기 위해 새로운 CDS 방식을 열 단위의 회로에 사용했다. 제안하는 회로는 $0.35-{\mu}m$ 2-poly 4-metal CMOS 공정을 이용하여 설계했고, 마이크로볼로미터의 픽셀 크기는 $50{\mu}m{\times}50{\mu}m$이다. 제안하는 신호취득회로는 볼로미터의 kT/C 잡음 등을 포함한 저주파 잡음을 효과적으로 제거하며, 제작된 칩에 대한 잡음 측정을 통하여 이를 검증하였다. 제안하는 회로는 간단한 신호취득 회로에 비해 그 잡음을 30 %에서 55 % 이하까지 개선할 수 있으며, 전체 감지시스템의 잡음등가온도차(NETD)를 21.5 mK 정도로 낮출 수 있다.

• 전자공학회논문지
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• 제51권6호
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• pp.276-281
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• 2014

현대 사회에서 자동차는 교통수단의 필수품이 되어 생활의 편리함을 인간이 누리고 있습니다. 반면 늘어나는 차량에 비례하여 교통사고 증가로 인한 피해도 인간의 몫이 되었다. 자동차 주행을 하다보면 전방에 갑자기 나타나는 장애물과 급정거한 차량 등으로 필연적으로 급제동을 한다. 급제동시 시간적 여유가 있을 때는 수동으로 비상등을 켜고, 끌 수 있지만 다급하게 나타나는 장애물에 대해서는 급제동은 인간이 본능적으로 하지만 뒤 차량에 비상을 알릴 수 없어 추돌사고가 발생한다. 본 장치는 GPS를 이용하여 차량의 속도를 종합 분석하여 운전하는 자동차가 비상등을 켜야 하는 상황에서 자동으로 비상등을 작동시킨다. 또한 고속주행이나 저속주행에서 차량의 속도가 계속 감속하거나 정지되면 비상등은 상시 켜져 있고, 차량의 속도가 다시 상승하면 위험을 벗어 난 것으로 판단하여 비상등을 자동으로 꺼준다. 운전차량이 만약 뒤 차량에 추돌되었거나 운전차량이 전복되었을 때 추돌센서가 작동하여 비상등을 수동 리셋 할 때까지 작동하도록 되어있다. 이장치를 이용하면 대형의 교통사고인 연쇄추돌교통사고를 현저히 줄일 것으로 기대 되고 운전 중 운전자가 불필요한 동작과 여유 있는 안전운전에 도움이 됨을 실험을 통해서 확인 했다.