수심이 얕은 연안에서는 다중경로에 의한 주파수 선택적인 페이딩이 수중음향통신시스템의 성능을 결정한다. 본 연구에서는 수심 약 50m이고 유효파고 0.5m, 사니질 저질인 부산인근 해역의 수중음향통신 채널의 특성과 다중반송파 음향통신시스템의 성능을 평가하였다. 송수신기 수평거리에 따른 다중경로 지연 확산과 시간영역 및 주파수 영역 페이딩 특성을 제시하고 전송률 1kbps인 5ch-4FSK 시스템의 비트 오류율을 평가하였다. 시간영역 페이딩 오류를 제거하기 위해 리드 솔로몬 코드를 적용하였다. 다중경로는 4개 이하로 구성되며 송수신기 거리가 증가하면 시간 및 주파수 영역 페이딩은 작아지며 시스템의 비트 오류율은 감소하고 600m 이상의 거리에서 비트 오류율은 약 10-4 이었다.
고속 철도나 자동차와 같은 고속의 이동 환경에서 고속 데이터 전송을 위해서는 빠른 빔 추적 능력이 중요하다. 디지털 역지향성 안테나는 수신 신호의 방향에 대한 사전 정보 없이, 안테나 위상을 변화시킴으로써 신호를 수신된 방향으로 재전송을 할 수 있기 때문에 자동적으로 빔 추적이 가능하다. 또한, 디지털 역지향성 안테나는 아날로그 역지향성 안테나와 비교하여 수정과 업그레이드가 쉽다는 장점을 가진다. 본 논문에서는 AWGN과 다중 신호 환경에서 디지털 역지향성 안테나의 BER 성능을 분석하였다. 시뮬레이션 결과, 위상 검출기를 사용하여 역지향성 안테나의 정확한 위상 추적 및 위상 공액을 하는 것을 확인하였다. 두 번째 안테나의 위상 지연이 $15^{\circ}$ 발생할 경우에 위상 공액 기법을 사용하게 되면 사용하지 않았을 경우에 비해서 전력 효율이 1 dB 향상된다. 본 논문에서는 다중 신호가 존재할 경우에 역지향성 안테나에서의 성능을 논의하였다. 다중 신호나 간섭신호가 존재할 경우, 역지향성 안테나에서 직접파의 방향에 대해서 진폭 또는 위상 오차가 발생함을 확인할 수 있다.
지하철 운행 중 차지상간 무선영상전송을 위해 18GHz 대역을 이용한 OFDM 방식의 영상 전송 시스템을 개발하였다. 개발된 시스템은 디지털 변조 보드와 RF 보드로 구성하였으며, 지하철 터널구간 내에서 18GHz의 멀티패스 페이딩에 강한 특성을 가진다. 시스템의 검증을 위하여 스펙트럼 분석기를 사용해 전송 시스템의 출력 신호를 분석하였고, 분석결과 구현된 시스템은 350MHz에 대역폭 8MHz, -19dBm의 채널 파워를 가짐을 확인할 수 있었다. 또한, 영상의 송 수신 특성을 시험하기 위하여 SR사의 MPEG-2엔코더를 사용하여 영상을 입력하고 송신한 후 SR사의 수신기를 이용하여 영상 수신 실험을 하였다. 실험결과 송신한 영상이 손실 없이 수신됨을 확인하였다.
차지상간 통합데이터전송 시스템에서 사용하는 18GHz는 다중경도페이딩의 영향이 크고, 회절이 되지 않아 전파의 도달 범위가 송신각과 수신각에 따라 크게 영향 받는다. 본 논문은 차지상간통합데이터전송 시스템에서 지하구간의 전파 특성과 지상 구간의 전파 특성을 비교하였다. 18GHz 차지상통합데이터전송 시스템에 주로 사용되는 지향성 무선안테나인 이득이 15dBi 와 10dBi인 안테나를 사용했을 경우를 가정하여 반경이 100, 200, 400인 선로에 대하여 표준적인 특성을 지상선로구간과 지하터널구간으로 나누어 비교하였다. 이때 송수신 특성은 한국철도기술연구원의 차지상간통합전송의 OFDM모뎀방식의 샘플시료의 송신 출력은 20dBm, 수신감도는 -90dBm을 사용하여 시뮬레이션하였다.
초소형 CMOS 카메라 센서나 마이크로 폰과 같이 멀티미디어 데이터를 수집할 수 있는 모듈들이 개발되면서 기존의 무선 센서 네트워크 기술을 확장한 무선 멀티미디어 센서 네트워크 기술 및 응용에 대한 연구가 활발하게 수행되고 있다. 이러한 응용에서 멀티미디어 데이터 저장 및 처리 기술, 데이터 전송 기술 등과 같은 다양한 기반 기술들이 요구된다. 특히, 실제 환경에 적용하기 위해서는 멀티미디어 데이터에 대한 보안 기술은 필수적이다. 본 논문은 다양한 해킹 기술 중 하나인 스니핑 공격을 방어하기 위해, 데이터 전송 경로를 위험요소로부터 물리적으로 회피시키기 위한 다중 경로 라우팅 기법을 제안한다. 제안하는 기법은 위험요소의 움직임을 토대로 지리적으로 인근에 위치한 센서 노드에 준비태세 단계와 데이터의 중요도에 따른 우선순위를 설정한다. 이를 기반으로 준비태세 단계와 데이터우선 순위를 고려하여 안전한 경로를 통해 위험요소 우회 다중 경로 라우팅을 수행한다. 시뮬레이션 결과 기존 기법에 비해 약 5% 전송지연 시간을 갖지만 위험요소가 데이터를 공격 및 감청 할 수 있는 감청율은 약 18% 낮음을 확인함으로써 제안하는 기법의 우수성을 확인하였다.
교환 다이버시티 방식은 선택 다이버시티 방식보다 성능은 다소 떨어지지만, 안테나 개수와 상관없이 1개의 수신 RF 회로만 사용한다는 장점 때문에 널리 사용되고 있는 기술이다. 본 논문에서는 적응 변조 기능을 갖는 대역 확산 시스템에 안테나 교환 다이버시티(switched diversity) 기술을 적용한 방식을 제안하고, 해당 방식의 평균 비트 전송 속도를 최대로 하는 안테나 교환 임계값을 유도하였다. 그리고 안테나 다이버시티를 사용하지 않는 방식과 선택 다이버시티를 사용하는 방식을 비교 대상으로 하여 제안한 시스템의 성능을 심볼 당 평균 비트 수와 송신 중단 확률 그리고 평균 BER 측면에서 비교하였다. 성능을 비교한 결과, 제안한 방식과 선택 다이버시티를 사용하는 방식은 채널 경로 개수가 증가함에 따라 심볼 당 평균 비트 개수 측면에서 그 격차가 줄어든다는 사실을 확인할 수 있었다. 그리고 평균 SNR이 높을 때는 제안한 방식이 갖는 송신 중단 확률이 선택 다이버시티를 사용한 경우보다 다소 높게 나타나지만, 평균 SNR이 낮을 때는 거의 대등한 송신 중단 확률을 갖는다는 것을 알 수 있었다.
본 논문에서는 Zigbee 무선통신모듈과 RSS(Received Signal Strength) 측위 방식을 이용하여 다단계 TSS(Transmission Signal Strength)기술을 적용한 실내측위 시스템을 제안하고자 한다. 특히 실내공간에서 효과적으로 사용할 수 있는 확률적 알고리즘과 영역인식 알고리즘을 적용하여 위치정+확도에 대한 신뢰를 높이고자 하였다. 또한 1차원공간과 2차원 공간에서의 실험을 통해 공간의 형태에 따라 반사나, 회절, 멀티패스 등의 영향으로 변화하는 전파환경을 고려한 효과적인 측위 시스템을 확인하고자 하였다. 특히 약자나 환자에 대한 긴급 상황 발생 시 해당 위치를 찾아 신속한 대응이 필요하다. 따라서 본 연구의 측위 시스템은 교통 IT 분야에 적용하여 사용 될 수 있을 것으로 기대된다.
본 논문은 무선 애드혹 네트워크에서 신뢰성이 보장되는 데이터 전송을 위해 다중 경로를 설정하는 노드분리 경로문제를 해결하기 위한 강화학습을 제안한다. 노드분리 경로문제는 소스와 목적지사이에 중간 노드가 중복되지 않게 다수의 경로를 결정하는 문제이다. 본 논문에서는 기계학습 중 하나인 강화학습에서 Q-러닝을 사용하여 노드의 수가 많은 대규모의 무선 애드혹 네트워크에서 전송거리를 고려한 최적화 방법을 제안한다. 특히 대규모의 무선 애드혹 네트워크에서 노드분리 경로 문제를 해결하기 위해서는 많은 계산량이 요구되지만 제안된 강화학습은 효율적으로 경로를 학습함으로써 적절한 결과를 도출한다. 제안된 강화학습의 성능은 2개의 노드분리경로를 설정하기 위한 전송거리 관점에서 평가되었으며, 평가 결과에서 기존에 제안된 시뮬레이티드 어널링과 비교평가하여 전송거리면에서 더 좋은 성능을 보였다.
향후 CDMA 디지털 셀룰러 이동통신망에서는 안테나와 RF 송 .수신기만을 갖춘 다수의 소형 기지국들을 광섬유를 이용하여 중앙국으로 연결시키는 SCM (Subcarrier Multiplexing) 광링크 시스템의 수요가 많이 예상된 다. 본 논문에서는 CDMA RF 신호전송을 위한 SCM 광링크 시스템의 성능분석을 위하여 MZ (Mach-Zehnder) 변조기의 전달함수를 입력신호가 3제곱이 되어 출력되는 비 선형으로 모델링 하였다. 그리고 페이딩 채널 영향으로 다중경로 신호성분을 가지고 소형 기지국에 수신되는 여러 다중 가입자 CDMA 신호들이 MZ 변조기를 통과한 후 복조되는 과정에서 생기는 다중접속 간섭신호를 유도하여 성능분석을 하였다.
GPS cannot determine random errors such as multipath and signal cutoff caused by surrounding environment that determines the visibility of satellites and the speed of data creation and transmission is lower than the speed of vehicles, it is difficult to determine accurate dynamic positions. Thus this study purposed to implement a method of deciding the accurate dynamic position of vehicles by combining AHRS (Attitude Heading Reference System) IMU (Initial Measurement Unit) based on low-priced MEMS (Micro Electro Mechanical System) in order to provide the information of attitude, position and speed at a high transmission rate without external help. This study conducted an initialization test to decide dynamic position using AHRS IMU sensor, and derived attitude correction angles of vehicles against time through regression analysis. The roll angle was $y=(A{\times}10^{-6})x^2 -(B{\times}10^{-5})x+Cr{\times}10^{-2}$ and the pitch angle was $y=(A{\times}10^{-6})x^2-(B{\times}10^{-7})x+C{\times}10^{-2}$, each of which was derived from second-degree polynomial regression analysis. It was also found that the heading angle was stabilized with variation less than $1^{\circ}$ after 60 seconds.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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