본 논문에서는 직교 주파수 분할 다중 (orthogonal frequency division multiplexing: OFDM) 시스템 기반의 디지털 비디오 방송 (digital video broadcasting: DVB) 시스템에서 파일럿 심볼을 이용하여 정수 주파수 옵셋을 추정하는 기법을 제안하였다. OFDM 기반의 DVB 시스템에서 정수 주파수 옵셋을 추정하는 기존 기법은 파일럿 심볼이 제공하는 조합 정보 중 일부분만 이용하였다. 따라서 본 논문에서는 파일럿 심볼이 제공하는 모든 조합 정보를 이용하여 정수 주파수 옵셋을 추정하는 기법을 제안하였다. 기존 기법과 제안한 기법의 정수 주파수 옵셋 추정 성능을 비교하기 위해 덧셈꼴 백색 정규잡음 환경과 (additive white Gaussian noise: AWGN) 다중 경로 레일리 (multipath Rayleigh) 환경에서 모의실험을 수행하였으며, 이를 통해 제안한 기법의 정수 주파수 옵셋 추정 성능이 기존 기법보다 뛰어남을 확인하였다.
본 논문은 4개의 송신 안테나를 사용 할 경우 임의의 QAM 변조 방식과 준정지 Rayleigh 페이딩 채널 환경에서 최대 다이버시티 이득을 획득하고 더불어 full-rate을 획득하는 새로운 QO-STBC(quasi-orthogonal space-time block code)를 제안한다. 특히 제안된 부호는 기존의 MDC-QO-STBC(minimum decoding complex QO-STBC)와 같이 준직교 특성을 만족하여 수신단에서 2개의 실수 심벌들로 구성된 4개의 그룹들에 대하여 각각 독립적인 ML(maximum likelihood) 복호가 가능하다는 장점을 갖는다. 전산 실험 결과 제안된 부호는 모든 변조 방식들에 대하여 MDC-QO-STBC와 동일한 비트 오율(BER) 성능을 보여준다. 하지만 제안된 부호는 모든 송신 안테나들에서 성상 회전 이전의 신호들에 비해 PAPR(peak-to-average power ratio) 값들이 증가하는 기존의 MDC-QO-STBC와 달리 오직 2개의 송신 안테나들에서만 PAPR의 증가가 발생하도록 수정 가능하며 따라서 실제 송신 시스템 구현 시 훨씬 큰 이점을 갖게 된다.
OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 시스템은 다수 반송파 전송의 특수한 형태로 주파수 선택적 페이딩이나 협대역 간섭에 대한 강건함이 증가하기 때문에 차세대 무선 광대역 통신 시스템의 전송 방식으로 큰 관성을 받고 있다. 하지만 출력 신호의 크기가 Rayleigh 분포를 갖기 때문에 무선 통신 환경에서 TWTA (Traveling Wave Tube Amplifier)와 같은 고출력 증폭기 (High Power Amplifier; HPA)의 비선형 특성으로 인하여 단일 반송파 전송 방식보다 심각한 비선형 왜곡이 발생하게 된다. 본 논문에서는 HPA의 비선형성에 의한 비선형 왜곡을 보상하기 위해 SCPWL (Simplicial Canonical Piecewise-Linear) 모델 기반의 새로운 디지털 사전왜곡기를 제안한다. 제안된 사전왜곡기의 성능평가를 위해 AWGN (Additive White Gaussian Noise) 채널 하에서 16-QAM과 64-QAM 변조 방식을 이용하고, 1024-point FFT/IFFT로 구현된 OFDM 시스템에서 다양한 실험을 실시하였다. 모의실험 결과, HPA에 의해 발생하는 비선형 왜곡을 효과적으로 보상함으로써 우수한 성능 향상이 있음을 확인하였다.
무선 랜 환경에서 신뢰성 있는 멀티캐스트 프로토콜을 지원하기 위해서는 에러 복구와 흐름 제어와 같은 기능이 필요하다. 유선과 무선의 비대칭적인 상호작용으로 인해 발생하는 큐잉 손실과 제한된 무선 채널의 대역폭은 패킷 손실을 줄일 수 있는 효율적인 방법을 필요로 한다. 그리고 공유되는 하나의 브로드캐스트 매체를 사용하기 때문에 여러 수신 단말로부터 동시에 피드백 정보가 전송단에 전달되면 전송단의 채널 혼잡과 과부하를 야기 시킬 뿐만 아니라 순방향의 데이터 프레임 전송을 지연시키게 된다. 그러므로 수신 단말로부터 전송되는 피드백 정보의 수를 줄이는 방법이 필요하다. 본 논문에서는 무선 랜 멀티캐스트 환경에서 채널 상태를 고려하는 적응적 FEC(Forward Error Correction) 방법과 ARQ(Automatic Repeat Request) 방법을 사용하여 역방향 채널의 피드백 수와 재전송 횟수를 줄이고 높은 데이터 신뢰성을 제공할 수 있는 ARS(Adaptive Redundancy Scheme) 방법을 제안한다. 제안하는 방법의 성능을 수학적 분석과 AWGN과 레일리 페이딩(Rayleigh fading) 채널 환경에서의 모의실험 결과를 통해 평가하였다. 성능 평가 결과, 제안하는 방법이 기존의 FEC와 ARQ를 사용하는 방법에 비해 비슷한 효율을 유지하면서 피드백 정보의 수와 재전송 횟수를 줄이고 높은 데이터 신뢰성을 제공하는 것을 확인하였다.
OFDM 기반의 무선 LAN 시스템에 대한 기존의 연구는 주로 주파수 오프셋이나, 채널추정 방식에 관한 개별적인 성능분석에 관한 내용이었다. 본 논문에서는 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)방식을 채택한 IEEE 802.11a 무선 LAN 시스템에 대해 실내 다중경로 채널에서 주파수 오프셋 보상 및 채널 추정을 고려한 무선 LAN 시스템의 성능분석을 하였다. 실내 환경에서 측정된 전력지연 프로파일에 Rayleigh 다중경로 채널모델을 적용하여, 표준안에 맞추어 구성된 OFDM 무선 LAN 시스템에서 1/2 코딩율 16-QAM 방식의 BER(Bit Error Rate) 성능을 구하였다. 성능분석 결과, 주파수 오프셋 보상과 채널 추정을 통한 성능과 주파수 오프셋이 없고 완벽한 채널추정 상황에서 성능은 10-3 BER 기준 약 1-2dB의 Eb/No 차이가 있음을 확인 하였다.
이동통신에서, 신호의 페이딩을 보상하기 위하여 pilot symbol assisted modulation (PSAM)에 대한 많은 연구가 진행 되어왔다. 본 논문에서는 최대비합성 다이버시티를 사용하는 PSA-QAM에서 전력증폭기 비선형성 의 효과를 분석하였다. 먼저, PSAM성능의 한계를 구하기 위하여, 페이딩에 대한 완벽한 정보가 주어진 상태에서 최대비합성 다이버시티를 갖는 QAM의 이론적 성능을 분석하였다. 실제 PSAM에서, 페이딩에 대한 정보는 파일럿 심볼의 보간에 의하여 얻어진다. 오차의 평균전력을 최소화하는 보간필터를 사용하여 필터의 탭수, 파일럿 심볼 프레임 주기, 도플러 주파수가 성능에 미치는 영향을 분석하였다. 비선형 전력증폭기 AB, B, C급 의 AM/AM, AM/PM 특성을 성능분석 에 고려하였다. 비선형 보상기술인 Cartesian Feedback Loop (CFB) 이용하여 AWGN 채널과 Rayleigh 페이딩 채널에서 비선형 전력증폭기 종류에 따른 성능변화를 나타내었다.
본 논문에서는 듀얼 홉 중계 시스템에서의 협력 전송 방식과 비협력 전송 방식간의 효율적인 선택을 통하여 아웃티지 성능을 향상시키는 기회적 협력 방식에 대해 연구한다. 특히, 디코딩 후 전달 중계 시스템에서 부분 중계 노드 선택 기법을 이용한 기회적 협력 방식의 아웃티지 성능을 분석한다. 여기서, 독립적이고 균일 분포를 갖는 레일레이 페이딩 채널을 가정하여 정확한 아웃티지 확률 표현식과 점근적인 아웃티지 확률 표현식을 유도한다. 수치적 결과에서, 유도된 표현식들을 검증하고, 데이터율의 목표치와 중계 노드 수에 대한 아웃티지 성능을 분석한다. 또한, 기존의 협력 방식과 기회적 협력 방식의 아웃티지 성능을 비교한다.
이 연구에서는 상용 디지털 카메라를 이용하여 야간에 촬영된 월면 영상을 분석하여 야간의 대기 광학두께와 에어로솔 광학두께를 추정하였다. 기본적으로 랑리회귀법을 이용하였으며 구름이 없고 대기의 광학적 특성이 비교적 안정한 날에 관측을 수행하였다. 카메라의 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 채널의 파장별 반응함수를 이용하여 월광관측에 대한 유효 중심파장 및 레일리 광학두께를 추정하였으며, 랑리 회귀법에서 유도된 대기광학두께로부터 레일리 광학두께를 제하여 에어로솔 광학 두께를 산출하였다. 야간에는 독립적인 방법으로 산출된 검증자료나 다른 에어로솔 광학두께 자료가 거의 없으므로 월면 관측이 이루어지기 수 시간 전의 주간에 정밀한 태양분광광도계로 측정된 에어로솔 광학두께 자료와 MODIS 위성센서 관측으로부터 산출된 에어로솔 광학두께 자료를 본 연구에서 월면 관측을 통해 산출된 자료와 비교하였다. 비교 결과 R, G, B 채널에서 대략 0.1정도의 오차 범위에서 월면 영상분석을 통해 에어로솔 광학두께의 추정이 가능함을 알 수 있었다. 단, 대기 중의 에어로솔 입자들의 크기를 나타내는 모수인 앙스트롬지수(${\AA}$ngstr$\ddot{o}$m Exponent)는 파장별 광학두께의 작은 오차에도 큰 오차를 가질 수 있기 때문에 에어로솔 광학두께의 오차에 비해 비교적 큰 오차를 보일 수 있음이 나타났다. 그럼에도 불구하고, 야간의 에어로솔 광학두께 자료가 많지 않은 현실에서 저비용으로 월면 관측을 통하여 에어로솔 광학두께를 산출할 수 있는 가능성을 찾았다는 점에서 본 연구의 의의가 있으며 앞으로 보다 많은 관측과 분석을 통해 보다 향상된 야간 에어로솔 광학두께 추정이 가능할 것으로 보인다.
본 논문은 레일레이 페이딩 채널 환경하에서, 적응형 변조기와 적응형 부채널 할당 방식을 적용한 다중 반송파 CDMA 시스템의 성능을 분석한다. 제안한 적응형 변조기는 QPSK, 16 QAM, 64 QAM, 256 QAM으로 구성하고, 신호점은 그레이 코드(Gray Code)로 나타내며, 임계값은 비트 에러율(BER)이 1 %일 경우의 평균 Eb/No를 사용한다. 적응형 부채널 할당 방식을 적용한 다중 반송파 시스템은 사용자의 DS파형을 L개의 부채널 중 가장 큰 K개의 부 채널로 선택하여 전송한다. 제안한 시스템의 경우, 총 부 채널수가 4이고 이 가운데 두 개의 부 채널로 데이터를 전송한다면 각 채널의 임계값은 5.2 dB, 9 dB, 13.2 dB와 8.4 dB, 12.2 dB, 16.3 dB 나타났다. BER이 $10^{-3}$을 만족하는 평균 $E_{b/}$$N_{o}$ 는 8.1 dB로 기존의 시스템에 비해 12.9 dB의 성능이 개선되었다. 평균 심볼당 비트수(BPS)는 7 bit의 경우 15 dB의 평균 $E_{b/}$$N_{o}$ 가 필요하다. 부 채널 에러가 발생한다면 BER이 $10^{-3}$을 만족하는 평균 $E_{b/}$$N_{o}$ 는 13.6 dB로 5.5 dB의 성능 저하가 일어났다. 일어났다.
실내를 따뜻하게 하기위한 고온의 라디에이터, 냉동코일, 변압기, 전기가열장치 및 전자장비에서와 같이 자연대류에 의한 에너지전달은 여러 공업분야에 응용되고 있다. 일반적으로 임의의 벽면온도에 따른 수평채널에서의 비정상자연대류흐름과 수학적.물리적 대류이동에 관한 기본법칙을 고찰하였다. 전달문제에 관한 물리적 의미있는 엄밀해는 표준유한정현변환기법을 적용함으로써 폐쇄형에 있어서 얻어진다. 또한 최종 정상상태의 유동과 열전달을 초래하는 Pr수와 Ra수 등 기본매개변수의 영향에 대해서 각각 검토하였다. 축방향의 평균속도를 측정하는 Pr수가 Pr>1 과 Pr<1 일 경우 각각 시간차에 접근하고 또한 축방향의 온도구배를 대표하는 함수는 기본매개변수가 없으므로 영향을 받는 것이라 본다. 그러나 정상상태의 유동현상은 Ra수에 따라서만 영향을 받게된다. 자연대류는 여러 가지 전기기구들은 물론이고 파이프장치 등의 열전달에 큰 영향을 미친다. 또한 열전달과정이 포함되는 바다와 대기의 운동과 같은 지구의 환경과학에도 중요하다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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