본 논문에서는 유무선 통합을 위한 광대역 액세스 망의 연결을 지원하는 파장 분할 다중화 (Wavelength Division Multiplexing; WDM) 메트로(metro) 망을 위한 노드 구조를 제안한다. 또한 노드 구조의 기능과 망 요구 사항을 고려한 매체 접근 제어 (Medium Access Control; MAC) 프로토콜을 제안하고 성능을 비교, 평가한다. 광통신 백본 망과 액세스 망사이의 병목현상을 해결하기 위하여 WDM 서브 캐리어 다중화 기술, 광소자 기술 등을 살펴보고 고비용 자원에 해당하는 파장 채널의 공유를 위한 액세스 노드 구조를 제안한다. 또한 제안된 기능 모델을 이용하여 기존 SS (Source-Stripping) MAC 프로토콜을 분석하고 슬롯 재사용성을 높이기 위한 DS+SS (Destination-Stripping and Source-Stripping)와 DS+IS(Destination-Stripping and Intermediate-Stripping) MAC 프로토콜을 제시한다. 제안된 프로토콜은 다른 파장 그룹의 목적지 노드로 슬롯이 전송되는 경우에 목적지에 따라서 슬롯의 제거를 중간 액세스 노드나 근원지 노드에서 수행한다. 따라서 전송된 슬롯의 불필요한 망 순환을 줄임으로써 슬롯 재사용성이 증가한다. 슬롯 재사용성에 의한 대역 효율성과 노드의 최대 처리율을 예측하기 위하여 수치적 분석을 수행하며 네트워크 시뮬레이션을 통하여 처리율 검증과 전송 지연, 전송 공정성 등의 다양한 성능 파라미터를 기존 프로토콜과 비교 평가한다.
본 논문에서는 M/W 중계 주파수의 증설 또는 신규 수용을 가급적 배제하고 필요 회선을 B-WLL 또는 광통신망으로 대체 가능성을 품질 및 경제성 측면에서 분석하였다. 품질 목표에서는 매체간 비교를 위한 전제조건 및 분석방법을 도출하였다. 그리고 E1급을 기준으로 비트오율(BER) $10^{-6}$ 을 만족하도록 기준을 설정하고, 매체별로 가용도에 대한 거리를 산출하였다. 또한 경제성 측면에서는 광통신, M/W, B-WLL 시스템의 기본 구성 단위를 기반으로 서비스 기간, 장비용량, 전송거리, 대용량 전송으로 분류하고 다양한 광전송 회선 및 B-WLL 구성에 대해 분석하였다. 목표 가용도를 99.999 %로 설정시 B-WLL로 M/W를 반경 1.6 km까지 대체 가능하다는 것을 알 수 있었다. 또한 광으로 대체할 경우, 광 관로용의 전주 임대 시에는 서비스 기간에 관계없이 M/W보다 경제성이 있으며, 광 관로 자체를 굴착할 경우에는 고려 방법 중의 어느 경우에 대해서도 경제성이 없는 것으로 판명되었다.
본 논문에서는 5세대 이동통신 네트워크 서비스의 커버리지를 확장하고, 빌딩내에서의 안정적인 무선 네트워크 연결해 주는 5G 광중계기의 인빌딩용 디지털 송수신 유닛 설계를 제안한다. 제안된 5G 광중계기 구동을 위한 디지털 송수신 유닛은 신호처리부, RF 송수신부, 광입출력부, 클록발생부 등의 4개 블록으로 구성된다. 신호처리부는 CPRI 인터페이스의 기본 동작과 4채널 안테나 신호의 조합 및 외부에서의 제어 명령에 대한 응답 등 중요한 역할을 수행한다. 또, JESD204B 인터페이스로 고품질의 IQ 데이터를 송수신 한다. 파워 앰프를 보호하기 위해 CFR, DPD 블록이 동작한다. RF 송수신부는 안테나로부터 수신된 RF 신호를 AD 변환하여 JESD204B 인터페이스로 신호처리부에 전달되고, 신호처리부에서 JESD204B 인터페이스로 전달된 디지털 신호를 DA 변환하여 안테나로 RF 신호를 송신한다. 광입출력부는 전기신호를 광신호로 변환하여 송신하고, 광신호를 전기신호로 변환하여 수신한다. 클록발생부는 광입출력부의 CPRI 인터페이스에서 공급되는 동기 클록의 지터(Jitter)를 억제하고, 신호처리부와 RF 송수신부에 안정적인 동기 클록을 공급한다. CPRI 연결전에는 로컬 클록을 공급하여 CPRI 연결 준비 상태로 동작한다. 본 논문에서 제안된 5G 광중계기 구동을 위한 디지털 송수신 유닛의 정확성을 평가하기 위해서 Xilinx 사의 MPSoC 계열의 XCZU9CG-2FFVC900I를 사용하였고 설계 툴은 Vivado 2018.3을 사용하였다. 본 논문에서 제안된 5G 광중계기 디지털 송수신 유닛이 ADC로 입력되는 5G RF 신호를 디지털로 변환하여 CPRI를 통해 JIG로 전달하는 Uplink 동작과 JIG로부터 CPRI를 통해 전달받은 Downlink 데이터 신호를 DAC로 출력하는 기능과 성능을 평가하였다. 실험결과는 평탄도, Return Loss, Channel Power, ACLR, EVM, Frequency Error 등이 목표로 한 설정 값 이상의 성능이 나타남을 확인 할 수 있었다.
최근 디지털 컨버전스는 현실세계를 기반으로 만들어진 미디어 콘텐츠에 가상 콘텐츠를 투영시켜 사용자에게 새로운 경험을 제공 할 수 있도록 발전하고 있다. 이에 본 논문에서는 HMD AR 기술을 이용한 Light ID 및 HMD-AR 기반 인터렉티브 전시를 제안하였다. 이 접근법은 현재 사용되고 있는 전시물에 추가적인 인프라를 설치할 필요 없이 기존 사용되고 있는 조명 또는 디스플레이를 사용 할 수 있다. 또한 Light ID는 웹 콘텐츠로의 접근을 위해서만 사용되는 QR 태그와 달리 위치 인식을 위한 식별자 및 통신 매체로도 사용될 수 있는데, 이는 카메라를 기반으로 한 광 무선 통신 (OWC)의 장점을 활용하여 스마트 장치에서 미디어 콘텐츠에 대한 ID를 수신하고 AR형태로 실감 3D 콘텐츠를 시각화하여 제공한다. 본 논문에서는 안드로이드 스마트폰을 사용하여 제안한 설계 기법에 대해 전주 한옥 마을을 타겟으로 Light ID 기반 광무선통신 기술을 활용한 실감 3D View 제공 기술을 구현하고 테스트를 수행하였으며, 실험 결과 제안한 기법을 통해 전시물에 관한 실시간 몰입형 3D 뷰를 제공 할 수 있음을 확인하였다.
Piezoresistive-type, capacitive-type, and optical-type sensors have mainly been used for measuring a strain. However, in building a sensor network for remote monitoring using these conventional sensors there are disadvantages such as the complexity of a measuring system including wireless communication circuitry and high cost. In this paper, we demonstrates a highly-sensitive surface acoustic wave (SAW) strain sensor which is advantageous to harsh environments and wireless network. We designed and fabricated the SAW strain sensor. The SAW strain sensor attached on a specimen was tested with a tensile tester. The strain on the sensor surface was measured with a commercial strain gauge and compared with that obtained from strain analysis. The central frequency shift of the SAW sensor was measured with a network analyzer. The sensitivity of the SAW strain sensor is 134 $Hz/{\mu}{\varepsilon}$ which is high compared to previous results.
구리선 기반의 기존 무선 백홀 기술들은 급속히 증가하는 무선 멀티미디어 서비스 요구를 수용하지 못하고 조만간 용량의 한계에 도달할 것이다. PON 기술은 광섬유의 대역이득으로 획기적인 네트워크 용량을 제공하는 동시에 유지 및 보수비용이 저렴하여 기존 무선 백홀을 대체할 기술로 주목 받고 있다. 수십 기가대의 넓은 대역폭을 제공하는 PON기반 무선 백홀을 바탕으로, 무선 환경에서도 화상회의와 IPTV와 같은 광대역 멀티미디어 서비스를 무리없이 받을 수 있다. 본 논문에서는 우선 PON기반 무선 백홀 기술의 개요와 장점을 소개한다. PON-무선 결합망의 현실적인 예로 EPON-WiMAX의 세 가지 결합망 구조를 제시하고 그 특징을 경제적인 측면과 네트워크 성능의 측면에서 비교 분석한다. 그 후, PON-무선 결합 망에서 상당 부분을 차지할 멀티캐스트 기반 트래픽 전송에 효과적인 네트워크 코딩을 적용할 경우 기대되는 효과, 결합 망구조, 적용방안을 제시한다.
본 논문에서는 네트워크 상황 정보를 이용한 다중 인터페이스 단말의 배터리 수명 연장 방법을 제안한다. 단말은 현재 접속 네트워크에 병목현상이 발생하는 경우, 다중 인터페이스를 이용하여 다중 경로로 데이터를 수신한다. 하지만 다중 인터페이스를 이용하는 경우 단말의 배터리 소모가 많아 단말의 배터리 수명이 짧아진다. 이러한 배터리 소모를 줄이기 위해 OLT를 통해 네트워크의 병목현상 유무를 판단하고 단말에게 네트워크 상황 정보를 전송한다. 단말은 네트워크 상황 정보를 통해 하나의 인터페이스를 비활성화 시켜 에너지 소비를 절감시킨다. 단일 인터페이스와 다중 인터페이스를 사용함에 따른 배터리 소비량을 계산하여 제안 방안의 효과를 확인하였다.
WLAN 및 이동통신은 계속해서 많은 서로 다른 표준으로 진화함에 따라 이동통신 사업자는 기술적 경제적 많은 어려움에 직면하고 있다. 따라서 끊임없는 시스템 업그레이드가 필요하게 된다. 이러한 문제를 해결하기 위한 새로운 접근 방법을 모색하여 그 타당성을 연구하였다. 즉, electro-absorption modulator(EAM) 과 optical single sideband (OSSB)에 기반한 radio over fiber (RoF) 기술을 사용해 저가, 단순, 주파수변화 및 프로토콜 변화가 없는 트랜스패런트한 무선 액세스 망을 구축하여 그 해결책을 제시하였다. 본 논문에서는 프로토타입 CATV 용 60GHz 대 무선 RoF 분배시스템을 구축하여 broadband convergence network (BcN)의 무선 액세스망에 사용가능성을 타진하였다.
본 논문에서는 가시광 통신시스템에서 고속 전송을 위한 변조 기법에 대해서 분석하고, 최적의 비직교 다중 전송을 위한 Dimming level 및 송신 전력 비율에 대해서 연구하였다. 기존의 가시광 통신은 전송 속도를 높이기 위한 멀티전송이 어렵다는 단점이 있다. 송신단에서 고속 전송을 위해서는 반드시 다중 전송기법이 필요한데, 일반적인 가시광 통신은 다중 전송에 한계가 있기 때문에 고속 전송을 위한 다양한 연구가 진행되고 있다. 최근에는 이미지 센서인 Optical Camera Communication(OCC)을 가시광 통신에 적용한 VLC-OCC가 연구되어 기존 가시광 통신이 가지는 다중 전송의 한계를 극복하였다. 그러나 VLC-OCC 방식은 외부 조도의 영향을 더 많이 받고, 수신단에서 검출이 어렵다는 단점이 있다. 또한, 다중 전송을 위한 LED 매트릭스의 위치 인식과 딥러닝을 위한 데이터 셋 신호처리를 위한 Processing-time이 필요하기 때문에 시스템의 복잡도가 증가하게 된다. 이러한 문제를 해결하기 위해 본 논문에서는 비직교 다중 전송 방식을 적용한 고속 가시광 통신을 위한 다중 변조 방식과 그에 따른 향후 연구 방향을 제안하였다.
본 논문은 밀리미터파를 사용하는 광대역 무선 접속용 마이크로 셀룰라 시스템에 적용할 수 있는 새로운 광링크 구조를 제시하고 분석한다. 제안된 링크 구조는 EOM(electro optic modulator)의 비선형성에 의해 발생하는 고조파 성분을 광믹성(photonic mixing)에 이용해 링크로 입격되는 전기 신호를 주파수 천이시켜 BS(base station)에서의 전기적 믹싱을 불필요하게 하며 또한 CS(central station)로부터 공급된 밀리미터파 광 캐리어를 사용하므로써 BS에 능동 광원(optical source)이 없도록 하여 BS의 구조를 간단히 한다. 제시된 링크 구조에 대한 하향링크(downlink) CNR(carrier to noise ratio), IM3/C(third order intermoulation to carrier ratio) 및 상향링크(uplink) SFDR(spurious free dynamic range)에 대한 분석 및 상용소자의 파라메타값을 이용한 시뮬레이션을 통하여 제시된 링크 구조가 현재의 마이크로 셀룰라 시스템 요구조건을 만족시킬 수 있음을 보인다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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