본 논문에서는 국내지형환경에서 차세대 이동통신인 IMT-2000을 위한 경로손실을 측정 및 고찰하였다. 이를 위해 국내지형환경을 분류하였으며, 주파수 1.9201GHz에서 비가시(non line of sight) 경로로 수신전력을 측정하였다. 또한 이를 토대로 안테나 복사패턴을 고려하여 경로손실을 계산하였다. 국내지형환경에서 경로손실을 고찰하기 위해 각 지형환경에 대해 계산된 경로손실 데이터를 비교기준모델인 COST-231 HATA Urban Model 기울기로 fitting하고 비교하였다. 결과를 살펴볼 때 국내지형환경의 경우, 비교기준 모델인 COST-231 HATA Urban Model에 비해 도심환경의 경우 약 5dB, 한산한 도심환경의 경우 약 8dB, 밀집한 부심환경의 경우 약 12dB, 부심환경의 경우 약 13dB, 한산한 부심환경의 경우 약 19dB, 도로환경의 경우 약 29dB가 적게 나타남을 확인할 수 있었다.
본 논문은 실내 환경에서 정확도를 고려한 효과적인 도래시간 기반 무선 측위 방법을 제안하였다. 위치 측위의 목적은 타겟의 위치를 추정하는 것이다. 실내 환경에서 타겟의 정확한 위치를 추정하는 것은 다양한 오류들 때문에 어렵다. 무선 측위의 정확성은 비가시성 오류에 큰 영향을 받는다. 도래시간 기반 측위는 수신기와 3개 이상의 송신기 들 사이에서 거리 값을 이용하여 위치를 추정한다. 그러나 송신기와 수신기의 위치에 따라 장애물들로 인해 각각의 비가시성 오류도 다르다. 수신기의 위치를 정확하게 추정하기 위해서는 최적화된 위치 측위 방법이 필요하다. 본 논문은 무선 센서 네트워크에서 정확도를 높이기 위한 효과적인 측위 방법을 제안한다. 측위 시스템의 정밀도를 높이기 위해 거리 측정 단계에서의 거리 값을 보정하는 방법과 비가시성 환경에서 발생하는 오차들을 최소화시켜 효율적으로 송신기들을 선택하는 알고리즘을 제안하여 성능을 향상시켰다. 제안한 방법의 성능 평가는 다양한 오차들이 존재하는 실제 환경에서의 실험들로 인해 제시되었고, 실험적인 결과들은 기존의 방법과 제안된 방법을 가진 측위 절차의 추정 오차 결과들의 비교를 통해 측위 시스템의 정확도가 향상된 것을 증명하였다.
본 논문에서는 실외 환경에서 영역 축소 기법을 이용하여 대상의 위치를 추적할 수 있는 위치추정 알고리즘을 제안하고 이를 위한 테스트베드를 설계, 구현하였다. 제안한 알고리즘은 고정노드의 수가 제한된 환경에서 미지노드의 수신신호 세기를 활용한 상호협력 위치추정 방식으로 3단계의 영역 축소 기법을 통해 미지노드의 위치를 추정하였다. 또한 알고리즘의 검증을 위해 $60m{\times}23m$ 영역에서 5개의 고정노드용 지그비 모듈과 4개의 미지노드용 지그비 모듈을 배치하여 실험하였다. 실험 결과 가시거리 환경에서 고정노드의 수가 동일할 때 미지노드의 수가 증가할수록 제안한 영역 축소 기법을 이용한 협력 위치 추정의 정밀도가 향상됨을 확인하였다. 향후, 실내 및 비가시거리 환경에서도 연속 위치추정이 가능한 알고리즘의 보완이 필요할 것이다.
We use high-resolution hydrodynamic simulations to study nonlinear gas responses to imposed non-axisymmetric stellar potentials in barred-spiral galaxies. The gas is assumed to be infinitesimally thin, isothermal, and unmagnetized. We consider various spiral-arm models with differing strength and pattern speed, while fixing the bar parameters. We find that the extent and shapes of spiral shocks as well as the related mass drift depend rather sensitively on the pattern speed. In models where the arm pattern is rotating more slowly than the bar, the gaseous arms extend from the bar ends all the way to the outer boundary, with a pitch angle slightly smaller than that of the stellar counterpart. The arms drive mass inflows at a rate of ${\sim}0.5-2.5M{\odot}/yr$ to the bar region to which the shock dissipation, external torque, and self-gravitational torque contribute about 50%, 40%, and 10%, respectively. About 85% of the inflowing mass is added to bar substructures such as an inner ring, dust lanes, and a nuclear ring. while the remaining 15% encircles the bar region. On the other hand, models where the arms corotate with the bar exhibit mass outflows, rather than inflows, over most of the arm region. In these models, spiral shocks are much more tightly wound than the stellar arms and cease to exist in the region where $M{\bot}/sinp*{\geq}25-40$, where $M{\bot}$ denotes the Mach number of a rotating gas perpendicular to the arms with pitch angle p*. We demonstrate that the distributions of line-of-sight velocities and densities can be a useful diagnostic tool to distinguish if the arms and bar corotate or not.
위성 DMB(Digital Multimedia Broadcasting) 시스템은 중앙의 송신기인 위성과 지상보조 중계기인 Gap-filler로 구성되는 단일 주파수 망이다. NLOS 환경의 음영지역을 커버하기 위해서는 다수의 Gap-filler 설치가 필요한데, 이로 인해 다중경로 성분이 증가하여 Finger의 수가 제한된 현 RAKE 수신기의 성능을 저하시킨다. 이에 본 논문은 RAKE 수신기를 대신하여 주파수 영역 등화기를 사용하되, 현재 시스템의 변경을 최소화하기 위하여 기존 주파수 영역 등화기 기술에서 필요로 한 보호구간을 사용하지 않는 것으로 하고, 시뮬레이션을 통해 그 성능을 분석한다. 시뮬레이션 결과를 통해 주파수 영역 등화기는 현 RAKE 수신기보다 Gap-filer 개수의 증가에 둔감하고, 보다 큰 CDM 채널 용량을 가질 수 있음을 확인할 수 있다. 뿐만 아니라, 다양한 채널 모델에서의 결과는 주파수 영역 등화기가 기존의 시스템에서도 환경에 따라 충분히 사용가능할 수 있음을 말해준다.
RTLS (Real Time Locating Systems) 란 사물이나 사람의 위치를 실시간으로 추적하는 시스템으로써, 주로 근거리 무선 통신을 이용하여 태그의 위치를 추적한다. 일반적으로 위치 추적 시스템은 하나의 서버가 많은 수의 태그와 리더를 관리하기 때문에, 태그와 리더의 수가 늘어나고, 접속자가 많아지면 과부하가 걸린 서버는 실시간 위치 추적 동작을 실패 할 수 있다. 또한 신호 감쇄나 NLOS(Non Line-Of-Sight) 등에 의하여 태그의 신호를 3개 미만의 리더가 수신한 경우, RTLS는 태그의 위치 추적을 실패하게 된다. 본 논문에서는 RTLS 리더에 측위 엔진을 내장함으로써 네트워크 및 측위 엔진의 부하를 분산하고 응답성을 높였으며, 독립적으로 동작 하는 지향성 안테나를 이용하여 위치 측정 신뢰도를 향상시켰다. 제안한 기법을 실제로 구현하여 그 성능을 평가하였으며, 그 결과 서버로 전송되는 패킷은 16배 이상 감소 하였고, 혼잡한 상황에서도 태그의 신호에 대해1초 이내의 실시간 위치 계산 응답성을 보였다. 구현한 시스템의 측위 오차는 1m 이내의 위치 오차를 갖는다.
본 논문에서는 NLOS(non-line-of-sight) 환경에서 신뢰성 있는 LBS(location based service)를 제공하기 위해, TDOA(time difference of arrival) 위치 추정 성능 향상을 위한 시간 지연 역추적 기법을 제안하고, 다양한 사용조건에서 성능을 분석하였다. 제안하는 위치 추정 기법은 탐색영역 주변에 복수의 리더를 배치하여 송신된 신호를 리더 조합(reader combination) 수만큼 재활용 하는 방안을 적용하였다. 또한, NLOS에 의한 성능 열화를 개선하기 위해 리더가 수신한 시간에서 일정한 시간 간격을 빼주면서 위치를 재추정하는 기법을 적용하였다. 실험 결과 제안하는 시간 지연 역추적 기법을 적용하였을 때, NLOS 시간 지연 70 m에서 NLOS 리더를 3개로 가정하고 Sub-blink 수를 3회로 하였을 때 약 16 m의 RMSE 개선을 확인 할 수 있었다. 이와 같은 결과를 통해 NLOS 환경에서 LBS 서비스 제공을 위해 요구되는 위치 추정 기법으로 본 논문에서 제안하는 시간 지연 역추적 기법이 적합함을 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.
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.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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