• 제목/요약/키워드: doppler shift

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도플러 추정을 적용한 직접수열 대역확산 전송 기반 수중 이동통신 방법 및 가상 이동신호를 이용한 해상시험 결과 (Underwater mobile communication scheme based on the direct sequence spread spectrum transmission using Doppler estimation and its sea trial results with the pseudo-moving transmission)

  • 김승근
    • 한국음향학회지
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    • 제41권1호
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    • pp.16-29
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    • 2022
  • 본 논문에서는 수중통신 장치가 수중에서 이동시 발생하는 도플러(Doppler) 편이를 극복하기 위한 도플러 편이 추정방법과 직접수열 확산대역 전송의 신호처리 방법을 제시한다. 제안한 방법은 도플러 편이에 강인하고, 자기 상관 특성이 우수한 64길이의 Frank 신호열을 두 번 반복하는 프리앰블을 사용하여 2단계로 도플러 편이를 추정한다. 또한, 제안한 방법을 직접수열 대역확산 전송을 사용하는 수중통신방식에 적용하여 수중이동통신용 패킷 설계와 RAKE 수신기를 설계한다. 설계한 확산대역 수중이동통신 변조방식은 데이터 심볼을 Differential-Quadrature Phase Shift Keying(DQPSK) 변조하여 수신시 위상추적이 필요 없고, RAKE 수신기에서 동위상 결합이 용이하게 할 수 있는 장점이 있다. 제안한 도플러 편이 추정방법을 포함하는 RAKE 수신방법은 약 17.5 m/s의 이동속도까지 가상으로 이동하는 송신기로부터 수신한 직접수열 대역 확산 신호를 성공적으로 수신한다.

광음향 효과를 이용한 $CO_2$ 레이저 도플러 속도 측정기 (Laser Doppler Velocimetry Using the Photoacoustic Effect of $CO_2$ Laser)

  • 최종운;유문종
    • 대한전기학회논문지:전기물성ㆍ응용부문C
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    • 제53권1호
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    • pp.36-40
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    • 2004
  • A new laser Doppler velocimeter employing a $CO_2$ laser has been developed by using its photoacoustic effect. A change in the pressure of a discharge, induced by mixing of a returned wave with an originally existing wave inside the cavity, is employed to detect the Doppler frequency shift. We found that a Doppler frequency shift as much as 34 KHz was detected, and also a good linear relationship between the velocity and the Doppler frequency shift was obtained.

다중 안테나와 Doppler Shift를 고려한 고속 철도의 경로 손실 모델 (Path Loss Model with Multiple-Antenna and Doppler Shift for High Speed Railroad Communication)

  • 박해규;윤기후;유흥균
    • 한국통신학회논문지
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    • 제39A권8호
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    • pp.437-444
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    • 2014
  • 본 논문에서는 다중 안테나를 사용한 고속철도 환경의 경로 손실 모델을 제안 하였다. 기본적으로 고속 철도의 모든 특성들 사이에서, 경로 손실(path loss)는 고속 철도 통신 시스템의 설계에서 매우 중요하다. 현재까지 진행되어진 연구 중 대다수는 경로 손실 모델은 송신단과 수신단 사이이의 지리적 환경을 고려한 모델은 많았지만 다중 안테나를 사용한 시스템과 Doppler effect를 고려한 환경에서의 연구는 상대적으로 적게 고려되어 왔다. Doppler shift에 평균 residuals고려하는 모델링을 위해 사용되는 조정된 자유 공간 손실 모델(tuned free-space path loss model)은 최대 이동 속도가 340km인 ZhengZhou - Xi'an 간 전용선에서의 측정값을 활용하고 다중 안테나의 평균 residuals은 MRC 기법을 사용했을 시의 이론적 계산값을 다이버시티 이득을 활용한다. 통신 시스템상의 두 가지 요인으로 발생하는 평균 residuals을 추정하여 제안하는 모델은 다중 안테나를 사용한 시스템에서 수신 신호의 손실을 예측한다.

Estimation of Ocean Current Velocity near Incheon using Radarsat-1 SAR and HF-radar Data

  • Kang, Moon-Kyung;Lee, Hoon-Yol
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제23권5호
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    • pp.421-430
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    • 2007
  • This paper presents the results of the ocean surface current velocity estimation using 6 Radarsat-1 SAR images acquired in west coastal area near Incheon. We extracted the surface velocity from SAR images based on the Doppler shift approach in which the azimuth frequency shift is related to the motion of surface target in the radar direction. The Doppler shift was measured by the difference between the Doppler centroid estimated in the range-compressed, azimuth-frequency domain and the nominal Doppler centroid used during the SAR focusing process. The extracted SAR current velocities were statistically compared with the current velocities from the high frequency(HF) radar in terms of averages, standard deviations, and root mean square errors. The problem of the unreliable nominal Doppler centroid for the estimation of the SAR current velocity was corrected by subtracting the difference of averages between SAR and HF-radar current velocities from the SAR current velocity. The corrected SAR current velocity inherits the average of HF-radar data while maintaining high-resolution nature of the original SAR data.

Ocean Surface Current Retrieval Using Doppler Centroid of ERS-1 Raw SAR Data

  • Kim Ji-Eun;Kim Duk-jin;Moon Wooil M.
    • 대한원격탐사학회:학술대회논문집
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    • 대한원격탐사학회 2004년도 Proceedings of ISRS 2004
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    • pp.590-593
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    • 2004
  • Extraction of ocean surface current velocity offers important physical oceanographic parameters especially on understanding ocean environment. Although Remote Sensing techniques were highly developed, the investigation of ocean surface current using Synthetic Aperture Radar (SAR) is not an easy task. This paper presents the results of ocean surface current observation using Doppler Centroid of ERS-1 SAR data obtained off the coast of Korea peninsula. We employed the concept, in which Doppler frequency shift and the ocean surface current are closely related, to evaluate ocean surface current. Moving targets cause Doppler frequency shift of the back scattered radar waves of SAR, thus the line-of-sight velocity component of the scatters can be evaluated. The Doppler frequency shift can be measured by estimating the difference between Doppler Centroid of raw SAR data and reference Doppler Centroid. Theoretically, the Doppler Centroid is zero; however, squinted antenna which is affected by several physical factors causes Doppler Centroid to be nonzero. The reference Doppler Centroid can be obtained from measurements of sensor trajectory, attitude and Earth model. The estimated Doppler Centroid was compensated by considering the accurate attitude estimation of ERS-1 SAR. We could verify the correspondence between the estimated ocean surface current and observed in-situ data in the error bound.

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저궤도 이동위성통신에 있어서의 신호열화 해석 및 이의 보상기술 (Analysis of the Signal Degradations and Its Compensation Techniques in the LEO Mobile Satellite Communication)

  • 강영흥
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제8권1호
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    • pp.22-34
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    • 1997
  • 저궤도 이동위성 통신시스템의 선호열화는 주로 페이딩 및 도플러 시프트에 기인하므로 이로 인한 신호의 열화 해석 및 이의 보상기볍이 중요하다. 도플러 시프트 보상기로서 블록 복조기는 시간 변화의 도플러 시프트 보상에는 유용하지만 그 보상 능력이 32 ksymbols/ s QAM (또는 QPSK) 선호 전송에 있어서 수백 Hz 정도밖에 되지 않는다. 따라서 본 논문에서는 먼저 페이딩과 도플러 시프트에 기인하는 QAM 신호열화를 분석한 후, 보상기로서 기존의 파일룻 신호를 이용한 페이딩 보상기의 이용과 새로운 도플러 시프트 보상기를 제안하여 그 성능을 분석하였다. 그 결과 제안된 보상기는 수 kHz 이상의 도플러 시프트를 보상할 수 있으며, 기존의 파일롯 신호를 이용한 페이딩 보상기는 레일리 페이딩 뿐만 아니라 강한 라이시안 페이딩 ($K{\leq}10 dB$) 보상회로로서 유용하다는 것을 알 수 있었다. 더욱이 등이득 다이버시티를 이용함으로써 보상기로 완전히 보상할 수 없는 강한 페이딩 및 도플라 시프트하에서도 시스템 성능을 상당히 개선할 수 있었다.

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PW 도플러 시스템에서 Base Line 이동 기법을 이용한 오디오 신호 처리 방법 (Audio Processing Algorithm Using Base Line Shift Method in Pulsed Doppler Systems)

  • 김기덕;송태경
    • 대한의용생체공학회:의공학회지
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    • 제20권3호
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    • pp.275-281
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    • 1999
  • 현재 널리 쓰이고 있는 PW 도플러 시스템 주파수가 나이퀴스트 주파수를 초과할 경우 스텍트럼 aliasing 현상에 의하여 정확한 혈류 속도의 측정을 할 수 없다는 문제점을 가지고 있다 . 도플러 스펙트럼의 aliasing 현상을 극복하기 위하여 통상적으로 기준선 (Base Line) 이동기법을 사용하고 있으나 도플러 오디오 신호는 aliasing 된채로 남게 된다. 이 논문에서는 주파수 천이 및 필터링 기법들을 적절히 적용하여 기준선 이동시 도플러 스텍트럼과 오디오 신호의 aliasing 현상을 함께 제거할 수 있는 기법을 제안한다. 제안된 방법은 단방향 혈류 성분을 검사하는 경우 aliasing 현상 없이 측정 가능한 도플러 주파수를 나이퀴스트 주파수의 두배인 PRF 까지 증가되도록 한다. 실제 시스템에서 얻어진 신호를 이용하여 제안된 방법을 실험적으로 검증하였다.

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광전류 효과를 이용한 $Co_2$ 레이저 도플러 속도 측정기 (Laser doppler velocimetry using the optogalvanic effect of $Co_2$ laser)

  • 최종운;김용평;김윤명
    • 한국광학회지
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    • 제8권6호
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    • pp.482-485
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    • 1997
  • CO$_{2}$ 레이저의 광전류 효과를 이용한 간단한 구조의 레이저 도플러 속도계를 제작하였다. 단일파장의 레이저 광을 움직이는 물체에 조사하여 발생한 도플러 이동된 산란광의 일부를 CO$_{2}$ 레이저 공진기 속으로 되먹임시켜 레이저 고유주파수와 자체혼합시켰다. 자체혼합에 의해서 도플러 주파수로 변조된 공진기 속의 광전류 변화를 측정하였다. 광전류의 변화 주파수는 최고 60 kHz까지 발생하였고, 외부 산란물체의 속도벡터와 레이저 빔과 광축 사이의 코사인에 선형적으로 변화함을 확인하였다.

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Photoacoustic Laser Doppler Velocimetrv Using the Self - mixing Effect of RF - excited CO2 Laser

  • Choi, Jong-Woon;You, Moon-Jong;Choi, Sung-Woong;Woo, Sam-Young
    • Journal of the Optical Society of Korea
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    • 제8권4호
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    • pp.188-191
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    • 2004
  • A new laser Doppler velocimeter employing a $CO_2$ laser has been developed by using its photoacoustic effect. A change in the pressure of a discharge, induced by mixing of a returned wave with an originally existing wave inside the cavity, is employed to detect the Doppler frequency shift. We found that a Doppler frequency shift as small as 50 kHz was detected, and also a good linear relationship between the velocity and the Doppler frequency shift was obtained.

직접대역확산방식 기술조사 및 분석 (Technical Survey and Analysis of DSSS)

  • 임유철;마근수;김명환;이재득
    • 항공우주기술
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    • 제10권1호
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    • pp.45-53
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    • 2011
  • 본 연구는 직접대역확산방식(DSSS)에 대한 기술검토 자료로서 현재까지 직접대역확산방식이 적용되고 있는 통신시스템들을 알아보고 각각의 주파수, 코드길이, 확산이득, 데이터 전송속도 등의 대역확산 규격에 대하여 소개한다. 또한 발사체에 직접대역확산방식을 적용하기 위해 고려되어야 하는 사항에 대하여 알아보고 특히 도플러천이(Doppler Shift)가 직접대역확산방식의 동기획득에 미치는 영향에 대하여 기존에 연구된 사례들을 조사하고 정리하였다. 도플러천이에 대한 영향을 다루는 이유는 발사체와 같이 빠르게 이동하는 시스템에 있어서 도플러천이는 DSSS시스템의 코드추적에 주요오차요인으로 작용한다. 따라서 시스템에 적용을 위해서는 이에 대한 검토가 필요하다.