본 논문에서는 수중에서 운동하는 무인잠수정의 경로점 유도법칙을 제안한다. 시선각 유도법칙과 수선경로 오차를 줄여가는 경로추종 유도법칙을 조합하여 효과적인 경로점 유도법칙을 설계하였고, 수선경로 오차의 거리에 따라 제어이득을 변화시켜 시스템의 안정성을 증가시켰다. 또한, 관성항법장치와 도플러속도계를 이용한 복합항법 시스템의 성능을 확인할 수 있는 HILS를 구성하였다. 같은 경로점 및 목표점을 입력 후 HILS 수행결과와 실해역 주행시험 결과를 비교하여, 제안한 유도법칙 및 HILS가 올바르게 구성되어 있음을 확인하였다.
본 논문은 구현에 사용된 동기알고리즘에 의한 구현손실과 다중경로 페이딩을 고려하여 MB-OFDM UWB(Multi-Band Orthogonal Frequency Division Multiplexing Ultra Wide Band) 시스템 수신기 링크 마진 (link margin)을 시뮬레이션을 통해 정량적으로 분석하였다. MB-OFDM UWB시스템은 CP(Cyclic Prefix)대신에 ZP(Zero padding)를 사용하고 심볼마다 3개 주파수 대역을 호핑(Hopping)하는 TFI(Time Frequency Interleaving)모드와 하나의 주파수 대역을 선택하여 신호를 전송하는 FFI(Fixed Frequency Interleaving)모드를 지원한다. 이러한 MB-OFDM UWB 시스템의 특징은 기존 연속적인 신호를 전송하는 OFDM 시스템들에 비해 평균전력은 동일하지만 유효송신출력 측면에서 더 높은 전력 방사를 가능하게 하는 장점이 있다. 본 논문에서 수행한 시뮬레이션 결과를 이용한 링크마진 계산 결과 200Mbps 모드에서 4m 서비스 반경을 보장하기 위해서는 TFI 모드 구현이 필수적이며, 480Mbps모드의 실질적인 서비스 반경은 가시거리가 확보되는 다중경로 환경에서 1-2m정도 일 것으로 분석되었다.
통합유도조종(IGC, Integrated Guidance and Control)은 기존의 분리형 유도조종루프의 성능한계를 극복하기 위해 제안된 개념이다. 본 논문에서는 입사각제어가 가능한 새로운 형태의 IGC 기법을 제안하였다. 제안된 IGC는 자동조종성능과 유도성능을 동시에 얻기 위해 받음각, 피치각속도, 피치각, 시선각을 상태변수로 고려한다. 제안된 IGC의 제어특성을 고찰하기 위하여 비선형 상태방정식에 대한 가제어성 해석 및 평형점 해석을 수행 하였다. IGC 모델에 대한 제어기법으로는 LQR(Linear Quadratic Regulator)을 사용하였으며 LQR을 IGC에 적용하기 위한 방법을 상세하게 설명하였다. 수치 시뮬레이션을 통해 분리형 유도조종루프와 IGC의 성능을 비교하였다. 성능 비교 결과 IGC는 급격한 기동이 필요한 유도기하에 대하여 분리형 유도조종루프에 비해 우수한 유도성능을 보임을 확인하였다.
본 연구에서는 최소 자승 에러 최소화(MMSE: Minimum Mean Square Error) 선형 적응 등화기를 이용하여 실내 무선 광대역 고속 신호전송 특성 개선의 기초연구로서, 먼저 16-QAM 시스템에 채용할 경우의 성능을 컴퓨터 시뮬레이션을 통새 분석하였으며, 또한 실제적으로 실내 비가시거리 조건에서 원형편파 안테나를 이용하여 측정한 광대역 신호에도 적용하여 광대역 무선채널 특성 개선을 시도하였다. 그 결과 MMSE 등화기를 채용한 경우가 등화기를 채용하지 않은 통산의 16-QAM에 비해 $10^{-2}$를 기준으로 약 6dB, $10^{-3}$을 기준으로 13dB 정도의 성능 개선을 가져왔으며, 실내 비가시거리 조건에서 측정한 광대역 신호에 적용결과 상당한 대역내 편차특성 개선이 있었으며, 또한, 편파 다이버시티 기법을 함께 접목함으로 보다 효과적으로 광대역 채널특성 및 페이딩을 개설할 수 있었다.
Recent complex battle field demands Network Centric Warfare(NCW) ability to control various parts into a cohesive unit. In path planning filed, the NCW ability increases complexity of path planning algorithm, and it has to consider a communication coverage map as well as traditional parameters such as minimum radar exposure and survivability. In this paper, pros and cons of various propagation models are summarized, and we suggest a coverage map generation method using a Longley-Rice propagation model. Previous coverage map based on line of sight has significant discontinuities that limits selection of path planning algorithms such as Dijkstra and fast marching only. If there is method to remove discontinuities in the coverage map, optimization based path planning algorithms such as trajectory optimization and Particle Swarm Optimization(PSO) can also be used. In this paper, the Longley-Rice propagation model is used to calculate continuous RF strengths, and convert the strength data using smoothed leaky BER for the coverage map. In addition, we also suggest other types of rough coverage map generation using a lookup table method with simple inputs such as terrain type and antenna heights only. The implemented communication coverage map can be used various path planning algorithms, especially in the optimization based algorithms.
CCTV를 이용한 감시는 범죄를 억제하고 공적관계를 기록할 수 있는 효율적인 방법으로 활용도가 높아지고 있지만, 이를 정량적으로 비교평가 할 수 있는 방법론은 부재한 상황이다. 이에 본 연구의 목적은 3차원 가상모델 시뮬레이션 기술을 이용하여 카메라의 설치대안에 따른 카메라의 공간적 대응성능 변화를 측정할 수 있는 방법론과 분석어플리케이션을 구축하는 것이다. 분석방법은 래스터기반의 ISOVIST분석방법론을 3차원적으로 확장하여, 각 시점에 입사되는 시선량을 누적시키고, 동시에 각 측정지점에 연결되는 카메라의 중복감시량을 누적시켜 교차분석하는 것이다. 충돌감지모델을 이용한 분석어플리케이션을 구축하고, 예시를 적용하여 분석한 결과 카메라의 배치대안별로 감시성능의 변화를 정량화시킬 수 있었으며, 가시음영지역을 그래프로 재현하여 직관적인 검토와 보완이 가능하도록 하였다.
인체에 부착된 센서들의 위치는 인간의 신체적 활동에 따라 자주 이동된다. 이에 따른 노드 위치 이동과 비가시선상의 문제들은 무선 인체 통신망에서 핫 스팟과 에너지 효율, 그리고 신뢰적인 통신 성능에 영향을 미친다. 우리는 빈번히 변화하는 네트워크 토폴로지와 채널 조건을 고려한 포워딩을 결정하는 방법을 제안하였다. 본 논문에서는 각 노드의 라우팅 레벨에서 입, 출력 링크들의 비율에 근거하여 포워딩 비율과 패킷들의 크기를 제어한다. 또한 패킷 크기와 포워딩 비율 제어를 지원하는 격자 기반의 연결을 확장함으로써 네트워크 토폴로지를 견고하게 한다. 본 논문의 시뮬레이션은 이러한 접근들이 네트워크 수명을 48.2% 증가시키는 것뿐 아니라 약 6.08%의 패킷 전달율의 증가가 있음을 증명한다. 또한 핫 스팟 문제도 본 제안을 통해 해결된다.
본 논문에서는 가시광 통신 시스템에서 디밍 제어를 위한 Zero Reduction Code (ZRC)의 다양한 부호화율 및 채널 조건에서 성능 분석을 진행함으로써, ZRC 부호의 특성 일반화 고찰을 목표로 한다. 이를 위해 무선 광 통신 시스템의 LOS (Line-Of-Sight)와 NLOS (Non-LOS) 채널의 특성을 설명하고, (5, 4), (6, 5), (7, 6)ZRC 부호화율에서 디밍 과 BER (Bit Error Rate)측면에서 모의실험을 통해 성능 분석을 진행하였다. 모의실험 결과, 3가지 타입의 부호화율에서 디밍 성능은 비슷하지만, NLOS 채널 환경에서 RMS (Root Mean Square) 지연 확산 값이 증가 될수록 상대적으로 높은 부호화율의 ZRC코드가 좋은 BER성능을 달성하는 것을 확인 하였다. 따라서 향후 가시광 통신시스템에서 ZRC를 이용한 디밍 제어 기술을 설계할 때 본 연구에서 분석한 결과를 통해 채널 상태에 따른 부호화율을 결정하는데 도움이 될 것으로 예상된다.
본 논문에서는 비시선각 오차에 크게 영향을 받는 지상파 기반 무선측위의 정확도 개선을 위하여 근래에 제안된 무선신호 지도정합법의 성능을 실험을 통하여 검증하였다. 무선신호 지도정합법은 지상파 무선 네트워크 으로부터 다량의 익명 이동기기들로부터 무선신호를 자동적으로 무작위 채집하여 확률 통계적으로 비시선각 오차의 크기를 추정하고 보정하는 새로운 방법론이다. 무선신호 지도정합법은 이동성 관리가 필요한 어떠한 형태의 이동통신 네트워크에 적용이 가능하며 측위를 위하여 특별한 사양의 이동국 단말기와 기준국의 사양을 별도로 요구하지 하지 않으므로 향후 다양한 개형으로 전개될 ubiquitous sensor network의 고효율 측위 수단으로 전개가 가능하다. 실재 도심환경에서 획득한 CDMA 신호에 대하여 무선신호 지도정합법을 적용한 결과 비시선각 오차의 영향을 감소시키며 측위성능의 향상이 현실적으로 가능함을 확인하였다.
본 논문에서는 나카가미 페이딩 채널 환경에서 전력 혹은 전송률 적응화 된 직접 대역확산 부호분할 다중접속 통신시스템에서의 최적 칩률에 관하여 연구한다. 주파수 효율을 최대화하는 최적의 칩률은 다중경로 세기 프로파일과 직접파 성분, 그리고 적응화 방식에 의해 결정됨을 알았다. 전송률 적응화 방식에서의 최적의 칩률은 채널 파라미터에 상관없이 다중경로 지연 확산 $1/T_m$ 보다 적다. 이 결과는 전송률 적응화 방식에서는 상관 수신기가 RAKE 수신기보다 더 높은 주파수 효율을 얻을 수 있다는 것을 의미한다. 반면에 전송 전력 적응화 방식에서는 최적의 칩률과 그에 상응하는 RAKE 수신기의 탭 수가 다중경로 세기 프로파일과 직접파 성분에 관한 함수임을 알 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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