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이동통신 중계기용 스마트 안테나 구조 설계 (The Design of Smart Antenna Structures for RF Repeater)

  • 조대영;김계원;이승구;김민상;;박병훈;고학림
    • 융합신호처리학회논문지
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    • 제14권2호
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    • pp.110-116
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    • 2013
  • RF 중계기의 증폭율은 궤환되어 재수신되는 중계기의 출력 신호에 의해 제한된다. 따라서 궤환되어 재수신되는 간섭 신호를 제거하기 위한 간섭제거용 중계기가 개발되었다. 간섭제거 중계기는 중계기의 출력 신호를 기준신호로 이용하여 증폭 후 재수신되는 궤환 신호의 진폭 및 위상을 추정하여 제거한다. 하지만 간섭신호의 추정 및 제거 알고리즘의 연산량이 매우 많아 고속의 신호처리를 위한 하드웨어의 비용이 증가한다. 더욱이 간섭제거 중계기는 기지국으로부터 수신되는 다중 경로 신호에 의한 중계기 신호의 SINR 저하와 복수개의 기지국에 의한 파일롯 오염 문제를 해결할 수 없다. 따라서 본 연구에서는 스위칭 빔 구조의 스마트 안테나를 구현함으로써 앞에 언급한 문제를 해결하였다. 즉, 본 연구에서는 RF단의 추가 없이 중계기용 스마트 안테나 시스템을 구현하였으며, 저가의 마이크로 프로세서를 이용하여 기지국 방향을 추정하면서도 궤환되어 재수신되는 간섭 신호를 제거함으로써, 스마트 안테나의 적용에 의한 중계기 가격과 크기의 증가를 최소화 하였다. 우리는 제안된 시스템의 성능 검증을 위하여 중계기의 출력 SINR에 대한 증폭율과 중계기의 입력 SINR 대비 간섭 제거 후의 출력 SINR에 대한 성능 비교를 수행하였으며, 성능 비교 결과 같은 중계기의 출력 SINR에 대해 본 연구에서 제안한 스마트 안테나 구조를 중계기에 적용하는 경우 증폭율이 간섭제거 중계기에 비해 약 23dB 증가하였으며, 간섭 제거에 의한 출력 SINR은 약 6dB 증가함을 알 수 있었다.

맥진 가압 트레이닝 시스템 개발 (Development of Indentation Training System for Pulse Diagnosis)

  • 이전;이유정;전영주;우영재;김종열
    • 전자공학회논문지SC
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    • 제45권6호
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    • pp.117-122
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    • 2008
  • 맥진은 한의 진단에 있어 중요한 요소이나 맥진 교육에 있어서 수련자와 교육자 간에 언어적 표현 외에는 적절한 교육 정보 소통의 도구가 없어 정량적이며 과학적 교육이 어려운 실정이다. 이에 본 논문에서는 맥진 시 한의사가 세 손가락을 통해 맥진 부위에 가하는 가압력 프로파일을 정량적으로 측정할 수 있는 하드웨어와 이를 기반으로 맥진 동작을 트레이닝할 수 있는 프로그램을 개발하였다. 가압력 프로파일 측정 하드웨어는 인조 팔 속 맥진 위치에 놓인 3개의 로드셀과 맥진 가압력 신호를 증폭하는 증폭부 및 상용 A/D 변환 모듈인 NI-USB 6009로 구성하였으며, 3채널 가압력 신호는 200Hz로 샘플링하였다. 하드웨어 출력 신호를 질량 값으로 교정할 수 있도록 $50{\sim}500g$ 범위의 8개 추를 인조 팔에 올려놓았을 때의 질량 대비 출력전압 테이블을 작성하였다 또한, 이 시스템을 통해 한방 전문의 3명의 맥진 가압 프로파일을 각 3회씩 측정해 보았으며, 이를 통해 한의사의 맥진은 크게 3개의 구간으로 나눌 수 있고 최대 가압력이 약 $500g{\cdot}f$인 것 등을 알 수 있게 되었다. 맥진 가압트레이닝 프로그램은 LabView를 통해 구현하였으며, 수련자가 미리 저장된 목표 맥진 가압 프로파일과 유사하도록 인조 팔을 맥진할 때의 가압 프로파일이 목표 가압 프로파일과 유사한 정도를 평가하여 일정 범위를 벗어나면 경고하고, 실습이 끝나면 목표 프로파일과 유사도 점수를 화면에 표시하도록 하였다. 더 나아가 유사도 점수의 추이를 통해 숙련 추이를 관찰 할 수 있도록 하였다. 이 시스템을 맥진 교육에 활용한다면 보다 정량적이며 과학적인 교육이 가능해질 뿐만 아니라 교육의 효율도 크게 향상될 것으로 기대된다.

정전유도(靜電誘導) 포토 트랜지스터의 잡음(雜音) 원인(原因) 분석(分析) (1) - 잡음(雜音) 원인(原因) 분석(分析)을 위한 SIPT 등가회로(等價回路) - (Analysis on the Noise Factors of Static Induction Photo-Transistor (SIPT) (1) - The SIPT's Equivalent Circuits for the Analysis on the Noise Factors -)

  • 김종화
    • 센서학회지
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    • 제4권4호
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    • pp.29-40
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    • 1995
  • 본논문(本論文)에서는 정전유도(靜電誘導) 트랜지스터의 잡음원인분석(雜音原因分析)을 위하여 직류(直流) 및 잡음특성(雜音特性), 잔존성분(殘存成分), 입력용량등(入力容量等)의 정무화(定武化)에 필요(必要)한 잡음(雜音) 등가회로(等價回路)를 제안(提案)하였다. 가장 단순(單純)한 잡음(雜音) 등가회로(等價回路)는 정전유도(靜電誘導) 트랜지스터의 동작원리(動作原理)에 의한 모델이며, 이 모델에 의한 실측치(實測値)가 산탄(shot) 잡음(雜音)보다 작게 나타났다. 소스 저항(抵抗)이 삽입(揷入)된 등가회로(等價回路)에서는 소스 저항(抵抗)의 부귀환효과(負歸還效果)에 의하여 산탄 잡음(雜音)이 저감(低減)됨을 확인(確認)하였다. 정확(正確)한 잡음저감원인(雜音低減原因)을 분석(分析)하기 위하여 소스 저항(抵抗)과 드레인 저항(低抗)의 계산식(計算式)을 유도(誘導)하기 위한 등가회로(等價回路)를 제안(提案)하였다. 등가회로(等價回路) 확인(確認) 실험(實驗)에서는 잔존성분(殘存成分)에 대한 신호원저항(信號源抵抗)과 출력부하저항(出力負荷抵抗)의 영향(影響)은 작으며, 잔존성분(殘存成分)은 입력환산등가잡음저항(入力換算等價雜音抵抗)으로 나타낼 수 있다. 또한, 입력용량(入力容量)은 부하저항(負荷抵抗)이 $0{\Omega}$일 때 13.6pF이며, 게이트 배선등(配線等) 정전유도(靜電誘導) 트랜지스터 동작(動作)에 직접(直接) 관여(關與)하지 않는 용량(容量)은 10pF정도(程度)이다.

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자료포락분석(DEA)을 활용한 국방 기초연구개발 사업의 효율성 분석 (Analyzing the Efficiency of Defense Basic Research Projects using DEA)

  • 임용환
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제21권7호
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    • pp.517-524
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    • 2020
  • 최근 4차 산업혁명의 거대 물결에 맞춰 국방 연구개발의 환경은 첨단 군사기술 중심으로 변모하고 있으며, 특히 선진국은 첨단 국방과학기술의 보호를 위해 기술수출 및 기술이전에 대한 통제를 강화하고 있다. 이러한 이유로 미래 전장환경에 맞는 첨단무기 및 핵심기술의 독자개발 능력 확보를 위한 예산 요구가 증가하고 있으며, 한정된 예산의 효율적 배분을 위해 연구개발 투자에 대한 효율성 제고가 중요하게 부각되고 있다. 본 연구에서는 비모수적 접근법인 자료포락분석(Data Envelopment Analysis, DEA)을 활용하여 국방 기초연구개발 사업에 대한 효율성을 분석하고자 한다. 투입변수로 연구비, 연구인력, 연구기간을 선정하였고, 산출 변수로는 논문, 특허 건수를 사용하였다. CCR(Charnes, Cooper and Rhodes), BCC(Banker, Charnes and Cooper) 모형 및 규모 효율성(Scale Efficiency, SE)을 통해 기초연구개발 사업에 대한 효율성을 분석하였다. 마지막으로 효율성 측정결과를 바탕으로 비효율적인 연구개발 사업은 비효율성의 원인을 제시하고 효율성 개선방안을 제시하였다. 본 연구 국방 기초연구개발 사업에 대한 효율성 분석을 통해 과제 성과관리에 활용하고 환류를 통해 과제기획 단계에 반영할 수 있는 유용한 정보로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

FDM 풀 컬러 3D프린터 GUI디자인 사용성을 위한 체크리스트 개발 (FDM Full Color 3D Printer GUI Design Development of Checklist for Usability)

  • 박지훈;장중식
    • 한국융합학회논문지
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    • 제11권11호
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    • pp.123-134
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    • 2020
  • 최근 3D프린터의 발전에 따라 실제 제품과 유사하게 제작하고 싶은 니즈가 늘어가고 있다. 이에 따라 FDM 풀 컬러 3D프린터가 개발되어 활발하게 보급되고 있으나, GUI디자인은 그에 미치지 못하여 사용자로 하여금 혼란을 야기한다. 이에 따라 본 연구는 문헌조사를 진행하였고, 사례 조사를 통하여 FDM 풀 컬러 3D프린터의 현황을 파악하고 선행연구를 바탕으로 GUI디자인의 구성요소를 분석하였다. 도출한 GUI디자인의 구성요소에 맞춰 체크리스트 초안을 도출하였으며, 세 차례의 델파이 조사를 통해 초안 50항목 중 24항목을 삭제하였으며 나머지 26가지 항목에 대한 타당성을 검증하였다. 그 결과 레이아웃은 직관적인 화면 구성과 사용빈도가 높은 메뉴 위주로 구성하여야 하며, 텍스트는 직관적으로 눈에 띄며 기능을 명확하게 전달하여야 한다. 또한 아이콘은 눈에 잘 보이는 위치에 위치하고 실생활에서 차용하여 이미지화하여야한다. 마지막으로 컬러는 강조색을 사용하여 사용자에게 피드백을 주고, 출력물과의 색상이 겹치지 않도록 하여야 함을 알 수 있었다.

전류-컨베이어(CCII)를 사용한 새로운 계측 증폭기 설계 (Design of a Novel Instrumentation Amplifier using Current-conveyor(CCII))

  • 차형우;정태윤
    • 전자공학회논문지
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    • 제50권12호
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    • pp.80-87
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    • 2013
  • 저가, 광대역, 그리고 넓은 이득 제어 범위를 갖는 전자 계측 시스템을 실현하기 위한 정극성 전류 컨베이어(positive polarity current-conveyor : CCII+)를 사용한 새로운 계측 증폭기(instrumentation amplifier : IA)를 설계하였다. 이 IA는 두 개의 CCII+, 세 개의 저항 그리고 한 개의 연산 증폭기(operational amplifier : op-amp)로 구성된다. 동작 원리는 두 입력 전압의 차가 전압 및 전류 폴로워(follower) 사용되는 두 개의 CCII+에 의해 각각 동일한 전류로 변환되고 이 전류는 op-amp의 (+)단자의 저항기와 귀환 저항기를 통과시켜 출력 전압을 구하는 것이다. IA의 동작 원리를 확인하기 위해 AB급 CCII+를 설계하였고 상용 op-amp LF356을 사용하여 IA를 구현하였다. 시뮬레이션 결과 CCII+를 사용한 전압 폴로워는 ${\pm}$4V의 선형범위에서 0.21mV의 오프셋 전압을 갖고 있었다. IA는 1개의 저항기의 저항값 변화로 -20dB~+60dB의 이득을 갖고 있으며, 60dB에 대한 -3dB 주파수는 400kHz이였다. 제안한 IA의 외부의 저항기의 정합이 필요 없고 다른 저항기로 오프셋을 조절할 수 있는 장점을 갖고 있다. 소비전력은 ${\pm}$5V 공급전압에서 130mW이였다.

채널 상관 및 직접파가 존재하는 해상 통신 환경에서 개루프 프리코딩 기반의 공간다중화 전송 기법 (Spatial Multiplexing Using Open-Loop Precoding in Maritime Communication Environment with Channel Correlation and LOS)

  • 장정엽;이성로;김동호
    • 한국통신학회논문지
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    • 제40권7호
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    • pp.1397-1404
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    • 2015
  • 최근 해상 통신망에서 대용량 데이터 전송이 요구 되고 있다. 이에 따라 본 논문에서 다중 입출력의 공간 다중화 기법을 고려하였다. 하지만 공간 다중화 기법은 송 수신 안테나 사이의 공간 채널 상관 및 직접파 성분에 의해 수신 성능이 열화 된다. 특히, 해상 통신 환경에서 송 수신기 주변의 산란체가 거의 존재하지 않아 채널 상관 및 직접파 수신이 빈번하게 발생한다. 이를 위해 수신기로부터 채널정보를 피드백 받아 프리코딩을 적용하여 수신 성능 열화를 줄일 수 있다. 하지만 채널 상관과 직접파 성분이 동시에 존재 하는 경우 공간 다중화를 위한 프리코딩은 폐형 수식 도출 및 적용의 어려움이 있다. 따라서 본 논문에서는 수신기로부터 채널정보를 요구하지 않는 개루프 프리코딩 기반으로 채널 상관 및 LOS에 대한 성능을 분석하여 해상 통신망 환경에서 고속 데이터 전송 방법을 제시하였다. 개루프 프리코딩을 적용한 공간 다중화 기법은 수신기로부터 채널 정보를 피드백 받지 않고 채널 상관 및 직접파 수신 환경에서도 성능 열화를 줄일 수 있음을 확인하였다. 따라서 해상 통신 환경에서 신뢰성 및 고속 데이터 전송을 위한 기법으로 개루프 프리코딩 기반의 공간 다중화 기법이 적합할 것으로 예상된다.

완전-차동 선형 OTA를 사용한 새로운 계측 증폭기 설계 (A Design of Novel Instrumentation Amplifier Using a Fully-Differential Linear OTA)

  • 차형우
    • 전자공학회논문지
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    • 제53권1호
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    • pp.59-67
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    • 2016
  • 저가, 광대역, 그리고 넓은 이득 제어 범위를 갖는 전자 계측 시스템을 실현하기 위한 완전-차동 선형(fully-differential linear operational transconductance amplifier : FLOTA)를 사용한 새로운 계측 증폭기(instrumentation amplifier : IA)를 설계하였다. 이 IA는 한 개의 FLOTA, 두 개의 저항 그리고 한 개의 연산 증폭기(operational amplifier : op-amp로 구성된다. 동작 원리는 FLOTA에 인가되는 두 입력 전압의 차가 각각 동일한 차동 전류로 변환되고 이 전류는 op-amp의 (+)단자의 저항기와 귀환 저항기를 통과시켜 단일 출력 전압을 구하는 것이다. 제안한 IA의 동작 원리를 확인하기 위해 FLOTA를 설계하였고 상용 op-amp LF356을 사용하여 IA를 구현하였다. 시뮬레이션 결과 FLOTA를 사용한 전압-전류 특성은 ${\pm}3V$의 입력 선형 범위에서 0.1%의 선형오차와 2.1uA의 오프셋 전류를 갖고 있었다. IA는 1개의 저항기의 저항 값 변화로 -20dB~+60dB의 이득을 갖고 있으며, 60dB에 대한 -3dB 주파수는 10MHz이였다. 제안한 IA의 외부의 저항기의 정합이 필요 없고 다른 저항기로 오프셋을 조절할 수 있는 장점을 갖고 있다. 소비전력은 ${\pm}5V$ 공급전압에서 105mW이였다.

시간 제약 조건하에서 면적을 고려한 효율적인 CPLD 기술 매핑 (An Efficient CPLD Technology Mapping considering Area under Time Constraint)

  • 김재진;김희석
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제38권1호
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    • pp.79-85
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    • 2001
  • 본 논문에서는 시간제약 조건하에서 면적을 고려한 CPLD 기술매핑 알고리즘을 제안한다. 본 기술매핑 알고리즘은 주어진 EDIF나 부울식의 불린 네트워크에서 궤환을 검출한 후 궤환이 있는 변수를 임시 입력변수로 분리하여 조합논리회로로 구성한다. 구성된 회로는 DAG 형식으로 표현한다. DAG에서 각 노드를 검색한 후, 출력 에지의 수가 2이상인 노드는 분할하지 않고 노드만을 복제(replication)하여 팬 아웃 프리트리로 재구성한다. 이러한 구성 방법은 주어진 시간 조건 안에서 기존의 CPLD 기술 매핑 알고리즘으로 제안된 TEMPLA보다 적은 면적으로 회로를 구현하고, TMCPLD의 단점인 전체 수행 시간을 개선하기 위한 것이다. 시간제약 조건과 소자의 지연시간을 이용하여 그래프 분할이 가능한 다단의 수를 결정한다. 각 노드가 가지고 있는 OR 텀수를 비용으로 하는 초기비용과 노드 병합 후 생성될 OR 텀수인 전체비용을 계산하여 CPLD를 구성하고 있는 CLB의 OR텀수보다 비용이 초과되지 않는 노드를 병합하여 매핑 가능한 클러스터를 구성한다. 매핑 가능 클러스터들 중에서 가장 짧은 다단의 수를 갖는 클러스터들을 선택하여 그래프 분할을 수행한다. 분할된 클러스터들은 콜랍싱(collapsing)을 통해 노드들을 병합하고, 주어진 소자의 CLB안에 있는 OR텀 개수에 맞게 빈 패킹(Bin packing)을 수행하였다. 본 논문에서 제안한 기술매핑 알고리즘을 MCNC 논리합성 벤치마크 회로들에 적용하여 실험한 결과 DDMAP에 비해 62.6%의 논리블록의 수가 감소되었고, TEMPLA에 비해 17.6% 감소되었다. TMCPLD와의 결과 비교는 조합논리 회로의 5개 회로만을 비교한 결과 4.7% 감소되었다. 이와같은 실험결과는 CPLD를 이용한 기술매핑에 상당한 효율성을 제공할 것으로 기대된다.

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사용자중심 의료공간을 위한 서비스디자인 프로세스의 적용사례 (Case of Service Design Process for Medical Space Focused on Users)

  • 노미경
    • 의료ㆍ복지 건축 : 한국의료복지건축학회 논문집
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    • 제21권4호
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    • pp.27-36
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    • 2015
  • Purpose: Of late, the focus of service design is moving toward emphasizing customer satisfaction and taking users' experience more seriously. In addition to the change in perspective in service design, scholars in this area are paying more attention to service design methodology and process, as well as its theory and real-world case studies. In the case of medical space, there have been few studies in attempting to apply service design methods useful for deriving user-focused results. The author of this paper believes, however, case study-oriented approaches are more needed in this area rather than ones focusing on theoretical aspects. The author hopes thereby to expand the horizon to practical application of spatial design beyond service design methodology. Methods: In order to incorporate the strengths of service design methodology that can reflect a variety of user opinions, this study will introduce diverse tools in the framework of double diamond process. In addition, it will present field cases that successfully brought about best results in medical space design. It will end with summarizing the ideal process of medical space design which is reasonable and comprehensive. Results: Medical service encompasses preventive medicine as well as treatment of existing medical conditions. A study in establishing the platform of medical service design consists of a wide range of trend research, followed by the summary of two-matrix design classification based on results of the trend research. The draft of design process is divided into five stages composed of basic tools for establishing spatial flow lines created by matching service design tools with each stage of space design processes. In all this, most important elements to consider are communication and empathy. When service design is actually applied to space design, one can see that output has reflected the users' needs very well. The service design process for user-oriented medical space can thus be established by interactions on the final outcome and feedback on the results. Implications: One can see that the service design with the hospital at its center produces the result that encompasses the user's needs best. If the user-focused service design process for medical space can be extended to other space designs, the author believes that it would enhance the level of satisfaction for users and minimize trials and errors.