Earticle

최근 위성 통신 시스템은 링크 가용도와 대역폭 효율을 증대시키기 위해 ACM(Adaptive Coding and Modulation) 기술을 사용하고 있지만, PEP(Performance Enhancing Proxy)에서 동작하는 TCP는 ACM 동작에 따라 변경된 물리계층 전송능력을 감지하지 못하고 작아진 BDP (Bandwidth Delay Product) 네트워크에 혼잡을 발생 시킨다. 본 논문에서는 ACM과 PEP를 사용할 때 발생되는 문제점 을 극복하여 PEP의 성능을 향상시키는 기법을 제안한다. 이를 위해 ACM기능을 지원하는 물리/MAC(링크)계층 모듈과 전송계층 모듈인 TCP 간에 정보 전달 메시지를 적용하여 물리/MAC(링크)계층의 정보가 TCP에 전달되도록 하여 MODCOD (Modulation and Coding)에 따라 변경되는 물리계층 대역폭을 고려한 적응적인 TCP 혼잡제어를 수행하도록 하였다. 제안한 기법에 대해서 ns-2 를 이용한 모의시험 결과 물리계층과 전송계층간의 전송 속도를 적응적으로 정합시킴으로써 네트워크의 혼잡을 미리 방지하고 최적 화된 혼잡제어를 수행함으로써 PEP 성능을 향상 시킬 수 있음을 보였다.

Currently satellite communication systems usually use the ACM(Adaptive Coding and Modulation) to extend the link availability and to increase the bandwidth efficiency. However, when ACM system is used for satellite communications, we should carefully consider TCP congestion control to avoid network congestions. Because MODCODs in ACM are changed to make a packet more robust according to satellite wireless link conditions, bandwidth of satellite forward link is also changed. Whereas TCP has a severe problem to control the congestion window for the changed bandwidth, then packet overflow can be experienced at MAC or PHY interface buffers. This is a reason that TCP in transport layer does not recognize a change of bandwidth capability form MAC or PHY layer. To overcome this problem, we propose the adaptive congestion control scheme of TCP for supporting ACM in Satellite PEP (Performance Enhancing Proxy) systems. Simulation results by using ns-2 show that our proposed scheme can be efficiently adapted to the changed bandwidth and TCP congestion window size, and can be useful to improve TCP performance.

다양하고 많은 발사체를 효과적으로 운영하기 위해서 우리의 실정에 맞는 차세대 FTS(Flight Termination System)를 선정해서 개 발할 필요가 있다. 차세대 FTS 방식으로는 Standard 톤, Secure 톤, MHA(Modified High Alphabet), EFTS(Enhanced FTS) 그리고 DSSS(Direct Sequence Spread Spectrum)가 검토되고 있다. FTS는 사용 목적 때문에 우수한 성능과 높은 신뢰성을 필요로 하며, 소요 수량이 적은 반면에 가격은 고가이다. 때문에 차세대 FTS의 방식을 선정해서 새로운 FTS를 도입하더라도 현재 사용하고 있는 시스템의 주요 구성품의 재사용 가능성 여부도 검토할 필요가 있다. 특히 송신기의 주요 구성품인 전력증폭기는 반드시 재사용 가능 성을 검토할 필요가 있다. 신호의 CCDF(Complementary Cumulative Distribution Function)는 신호의 평균전력에 대한 첨두전력의 비를 빈도로 나타낸 것이므로 전력증폭기나 송신기의 성능을 나타낼 때 주로 사용한다. 본 논문에서는 전력증폭기의 재사용 가능성 을 검토하는 방법으로 송신신호의 CCDF를 시뮬레이션해서 비교하는 방법을 이용하였다. CCDF 시뮬레이션 결과 Standard 톤의 PEP(Peak Envelop Power)는 0.21dB로 계산되었으며, Secure 톤과 MHA은 송신신호가 Standard 톤과 같기 때문에 동일한 PEP를 갖는다. CPFSK 변조를 이용하는 EFTS의 경우에 PEP는 1.81dB 였으며, BPSK 변조를 이용하는 DSSS의 경우에는 2.6dB로 계산되 었다.

It is necessary to develop the next generation FTS which is suitable for our environment and effectively operates many launch vehicles. Standard tone, Secure tone, MHA, EFTS and DSSS are studied for the next generation FTS. FTS requires a high quality of performance and reliability because of their specific mission. And few FTSs are needed but the price is very expensive. Therefore we must investigate a part of the FTS whether the part can be reused for a part of the next FTS. In this paper, we use CCDF of the transmitted signal from FTS as the method to study a possibility of reusing HPA used in the present system. The simulation results show that PEP of Standard tone is 0.21dB and Secure tone and MHA has the same PEP. CPFSK's PEP is 1.81dB and PEP of DSSS using BPSK modulation is 2.6dB.

GPS 전파엄폐는 GPS 전파가 대기에 의해 굴절 및 지연되는 현상에 기초하여 대기의 물리적 특성을 관측하기 위한 원격탐사 기법이 다. 2006년 미국과 대만이 공동 개발한 FORMOSAT-3/COSMIC 위성은 하루 2500여건의 전파엄폐 자료를 준실시간으로 제공하고 있으며, 우리나라의 다목적실용위성 5호의 AOPOD(Atmosphere Occultation and Precision Orbit Determination) 시스템은 이중주파 수 GPS 수신기 및 전파엄폐 자료수신용 안테나를 장착함으로써 전파엄폐 자료의 획득이 가능하도록 설계되어 대류권과 전리층 연구에 활용될 것으로 기대되고 있다. 본 연구에서는 GPS 전파엄폐의 신호처리와 지오메트리 분석기법을 검토하고, 대류권 온습도 와 전리층 전자밀도 및 신틸레이션(scintillation) 산출기법을 분석하며, 이러한 전자엄폐 탐측자료를 활용하기 위한 방안으로서 전리 층 총전자수 변화를 통한 지진감시와 효율적인 자료서비스를 위한 오픈 API(application programming interface) 구축에 대해 검토 하고자 한다.

GPS radio occultation is a remote sensing technique probing atmospheric properties based on the fact that GPS signal is refracted and delayed by atmosphere. The FORMOSAT-3/COSMIC mission jointly developed by the USA and Taiwan is providing about 2500 occultation soundings a day on the near real-time basis. The Korean KOMPSAT-5/AOPOD system is preparing to launch for monitoring troposphere and ionosphere using a dual frequency GPS receiver and the antenna for occultation data acquisition. In this paper, we examine the methods for signal processing and the geometry analysis for GPS radio occultation, and look into the retrieval techniques for the temperature and humidity of troposphere and the electron density and scintillation of ionosphere. Using these atmospheric properties, we aim to derive the strategies for applying GPS radio occultation to space weather, for example, ionospheric TEC(total electron content) analysis for earthquake monitoring and the Open API(application programming interface) development for more effective data service.

본 연구는 “극항로 우주방사선 예보 모델 개발을 위한 사전연구”로서 2013년부터 본격적으로 개발하게 될 기상청의 극항로 우주방사 선 예보 모델의 개발 방안 마련을 위한 사전 조사에 초점을 맞추고 있다. 자료 조사는 주로 항공기 운항과 우주기상 관련 문헌 및 법령 조사, 국내 항공사들의 우주기상 관련 운영지침 및 실태 조사를 통해서 이루어졌다. 또한 주요 선진국들이 현재 사용하고 있는 우주 방사선 계산 프로그램들의 장단점을 파악하고 개선할 수 있는 가능성을 찾는데 주력하였다. 조사 결과 국내에서는 아직 극항로 우주방사선을 예보하는 독자적인 모델이 전무한 상황으로 극항로 우주방사선 예보 모델의 국내 개발의 필요성이 절실함을 파악하였 다. 현재 주요 선진국에서 사용하고 있는 대부분의 우주방사선 계산 프로그램들이 태양활동 및 우주기상의 변화를 제대로 반영하지 못하고 있다는 사실도 파악하였다. 본 연구에서는 현재 일반적으로 널리 사용되고 있는 우주방사선 계산 프로그램들의 장단점을 비교 분석하였다. 최종적으로 현재의 우주방사선 계산 모델들이 반영하지 못한 실시간 우주기상 효과를 반영하고, 보다 정밀한 우주 방사선 예보 모델을 개발하고자 하는 목적으로 다음의 4가지 방안을 최종 제시하였다. (1) 우주방사선 예보 모델의 기반이 될 지상 방사선량 계산 프로그램의 후보 선정, (2) 항공기 고도에서 적용 가능한 정밀한 대기 모델 개선 및 결정, (3) 지상 방사선량 계산 프로그램과 항공기 고도에서의 대기 모델과 결합, (4) 최종적으로 결합된 우주방사사선 모델에 우주기상 예보 정보 반영

In this study, we summarized the results of “Pre-study for the development of Polar route space radiation forecast model”, funded by National Meteorological Satellite Center, Korea Meteorological Administration. We investigated the aviation space weather-related literature and the airline companies’s operation manual associated with the space weather. We also identify the strengths and weaknesses of many pre-existing space radiation calculation programs, and find the potential to be improved. Until now, we don’s have our own space radiation calculation program, so we need more improved space radiation calculation program which will be developed by ourselves. Currently most space radiation calculation programs cannot reflect temporary variations in the solar activities and the space weather. Here we analyzed the strengths and weaknesses of those programs, which are widely used in typical space radiation calculations. Finally to reflect the real-time space weather effects in the forecast model, we need to develop more precise forecast model. For that purpose, we suggest the following four steps: (1) at first, we have to choose the ground-based radiation dose calculation program, (2) we have to select a proper atmospheric model in aircraft altitude, (3) we combine the selected ground cosmic radiation dose calculation program and the selected atmospheric model, and finally (4)we have to reflect the real time space weather information and space weather forecast into the newly combined model.

본 논문은 4세대 이동통신인 Long Term Evolution (LTE) 단말기에 의해 발생된 간섭 신호가 음향기기에 유입되었을 때 음향기기의 잡음영향에 대해 검토하였다. 먼저, LTE 송신 신호에 대한 분석 및 측정을 바탕으로 음향기기에 간섭을 주는 LTE 간섭 신호는 송신 전력의 크기에 의해 결정됨을 확인하였다. 또한, LTE 단말기의 송신전력 및 단말기와 음향기기간의 거리를 변화시키면서 발생 하는 음향기기의 잡음을 측정하였다. 측정 결과, LTE 단말기가 최대 전력(22 dBm)을 송신하더라도 단말기와 음향기기의 거리를 25 cm 이상 이격시킴으로써 음향기기에서 발생하는 잡음을 방지할 수 있었다.

This paper deals with the interfering audio noise caused by LTE(Long Term Evolution) UE(User Equipment) which is 4th generation mobile communications on audio devices. At first, we realized that the interfering signal of the LTE UE is determined by the transmit power of the LTE UE through analysis and measurement. Then, we performed to measure audio noise level according to the variation of transmitting power level and separation distance between the LTE UE and an audio device. As a result, it is required that minimum separation distance should be 25 cm and above in order to protect audio device from the interference noise of the LTE UE with the maximum transmit power level of 22 dBm.

본 논문에서는 지상용 GPS(Global Positioning System)와 유사한 GBAS(Ground Based Augmentation Systems)의 위치측정오차에 대해서 연구하였다. GBAS의 위치측정오차에 영향을 주는 요소는 많이 있으며 측위오차(DOP: Dilution Of Precision)도 그 중의 하 나이다. 측위오차는 송신기와 수신기의 수와 기하학적 배치위치에 따라서 결정된다. 본 연구에서는 한반도 지형에 2-열로 송신기를 배치하고 수신기의 위치에 따른 고도별 DOP를 예측할 수 있는 알고리즘을 개발하였다. 본 논문은 송신기와 수신기가 배치된 3차원 공간의 DOP를 정확하게 예측할 수 있어서 항법시스템에 매우 유용하게 사용될 수 있을 것으로 판단된다.

In this paper, we describe on the position error of GBAS. In reality, there are many sources which make errors into the calculation of receiver position. It is well known that the DOP of GBAS is an important position error source and is dependent on the numbers and positions of the transmitters. Here, we develop an algorism to calculate the DOP of the GNSS with 2-line transmitters into Korean area. The result is useful to predict the DOP of the positions where transmitters and receivers are located.

기존의 NEDSCR 소자는 매우 낮은 스냅백 홀딩전압과 낮은 온-저항을 가져 정상적인 동작 동안 래치업을 초래하므로 ESD 보호소 자로 사용하는데 어려움이 있었다. 본 연구에서는 NEDSCR 소자의 시뮬레이션 및 TLP 테스트를 통해 이러한 단점들을 극복할 수 있는 새로운 방법을 제안하였다. 매우 우수한 ESD 보호 성능과 높은 래치업 면역 특성을 구현하기 위해 N+ 소오스 확산영역을 둘러싸는 P형의 CPS 이온주입공정을 추가함으로써 NEDSCR 소자의 스냅백 홀딩전압과 온 저항을 증가시켜 정전기 보호 성능을 개선시킬 수 있는 것으로 입증되었다.

An electrostatic discharge (ESD) protection device, so called, N-type extended drain silicon controlled rectifier (NEDSCR) device, was analyzed for high voltage I/O applications. A conventional NEDSCR device shows typical SCR-like characteristics with extremely low snapback holding voltage. This may cause latch-up problem during normal operation. However, a modified NEDSCR device with proper junction/channel engineering using counter pocket source (CPS) ion implantation demonstrates itself with both the excellent ESD protection performance and the high latch-up immunity. Since the CPS implant technique does not change avalanche breakdown voltage, this methodology does not reduce available operation voltage and is applicable regardless of the operation voltage.

인공위성의 임무가 다양해지고 요구사항이 높아짐에 따라 탑재컴퓨터의 성능 향상이 필수적으로 대두되었으며, 인공위성 탑재컴퓨 터의 활용도를 높이기 위해 표준화 설계 및 시스템 재구성이 가능한 모듈화 기반으로 개발 되고 있다. 현재 한국항공우주연구원에서 개발 중인 차세대 인공위성의 탑재컴퓨터 경우 높은 성능을 제공하기 위해 SPARC v8 기반의 LEON2-FT/ AT697F 프로세서를 채택하였으며 SpaceWire, MIL-STD-1553B, CAN 등의 다양한 통신 디바이스들을 표준화 된 통신칩으로 구성하여 프로세서에서 PCI 통신을 통해 각종 디바이스들을 제어 및 통신 할 수 있도록 개발 하고 있다. 본 논문에서 차세대 탑재컴퓨터의 LEON2-FT 프로세서와 PCI 기반에서의 시스템 소프트웨어 개발 방안에 대해서 기술하며, PCI 소프트웨어 컴포넌트 설계 및 실시간 운영체제인 VxWorks 6.5 포팅 그리고 개발 된 시스템 소프트웨어를 검증하기 위한 시뮬레이션 방안을 제시한다.

The need for high performance of on-board computer (OBC) is essential due to the growing requirements and diversified missions, and so OBC has been developed on the basis of the standard design and reconfigurable modularization in order to improve the utilization of OBC for different missions. The processor in OBC of next generation satellite which is currently developed by KARI is adopted the LEON2-FT/AT697F processor based SPARC v8 as main processor and controls various devices such as SpaceWire, MIL-STD-1553B and CAN through PCI on the standardized communication chips. This paper presents the architecture and design of system software for LEON2-FT processor based on PCI, and development of PCI software component. Also it describes the porting of VxWorks 6.5 for LEON2-FT and the test under the simulation environment for LEON2-FT and PCI with communication chips.

본 논문에서는 기존 에너지 스펙트럼 센싱 할 경우 고정된 FA를 기반으로 정해진 임계값에 따라 센싱이 진행된다. 하지만 SNR 상태가 높다면 낮은 레벨의 SNR에서보 비해 오경보 확률이 일어날 확률이 상대적으로 적어진다. 따라서 90%로 이상의 검출확률을 얻는 구간에 대하여 FA를 제어하는 방법으로 오경보 확률을 높게 설정하지 않아도 검출확률이 유지 되는지를 확인한다. 따라서 CR사용자의 SNR 상태에 따라 FA값을 컨트롤하여 적응적 임계값을 얻는 시스템 모델을 제안하고 성능을 분석한다.

In this paper, we propose system model to solve conventional threshold problem of using fixed false alarm for energy spectrum sensing. Spectrum sensing reliability is ensured when Secondary user have high SNR. Thus, it is not reasonable using fixed optional false alarm without considering CR user’s SNR. So, we propose adaptive threshold method. adaptive threshold is decided by controling FA according to CR user’s SNR

본 논문에서는 협력하고자하는 소출력 기기들이 협력 스펙트럼 센싱 할 경우 협력 노드들이 같은 FA(False Alarm)가지고 있다 가정 하며, 이때 최적의 임계값을 셋팅하고 서로 정보를 공유하는 시스템 모델을 제안하고 성능을 분석한다. 협력하고자하는 모든 노드의 False alarm이 같아도 각 채널에 따라 임계값이 달라지게 된다. 임계값이 낮아지면 검출확률이 낮아지게 되고, 반대로 임계값이 높을 때 검출확률은 높아지는 특성을 가지기 때문에, 따라서 가장 높음 임계값을 선택하여 세팅하고 공유하게 된다. 이는 협력스펙트럼 센싱시 가장 높은 임계값을 공유함으로써 고정되어 있는 임계값을 보다 높은 검출성능을 보일 수 있다.

In this paper, Threshold setting method is proposed to improve detection probability for cooperative sensing. Even if cooperative users have all same false alarm rate, each user has different threshold due to pass ad-hoc channel. threshold level is related to detection probability. So, we select the highest threshold among cooperative users and then share threshold information for getting the high detection probability.

본 논문에서는 LED(Light Emitting Diode)의 White 조명을 이용한 VLC(Visible Light Communication) 송·수신기를 구현하였다. LED의 송신파형과 PD의 수신파형을 VLC 데이터를 복원하기 위하여 분석하였다. 가시광 무선 통신 시스템의 가능성을 보이기 위해 서 오디오 신호를 성공적으로 전송하였고, 아두이노, 랩뷰, RS232 직렬 포트를 사용하여 이미지 데이터를 송수신 하는 시스템을 만들었다. 다양한 모듈레이션 기법들의 성능을 다양한 채널 조건에서 평가와 비교를 해 보았다.

In this paper, a transceiver of VLC (Visible Light Communication) using LED white lighting has been implemented. The transmitted waveforms of LED and PD (Photo Diode) of the received signal are analyze to restore VLC data. Audio signal was successfully transmitted to demonstrate possibility and potential of optical wireless communication systems. Various modulation formats are considered to evaluate and compare performance in diverse channel conditions.

최근 주목을 받고 있는 Particle Filtering은 실제 객체 추적에서 발생하는 비선형, 비 가우시안 분포를 가지는 상태 벡터의 사후확률 을 추정하기 위한 Monte Carlo 시뮬레이션에 기반을 둔 추적 방법론이다. 우리는 본 논문에서 Particle Filtering을 이용한 객체 추적 성능을 향상시킬 수 있는 두 가지 방법론을 제안한다. 첫 번째는 확률이 가장 낮은 샘플을 이전 프레임의 추정된 상태 벡터로 대치하 는 피드백 방법론이고, 두 번째는 객체 확률 분포를 추정된 객체 후보영역에 역투영하여 신뢰구간을 구함으로써 추적 박스의 정확도 를 향상시키는 방법이다. 또한, 실험을 통해 구한 추적 샘플의 진화 방정식을 제시하였다. 우리는 다양한 상황이 설정된 실험 데이터 셋을 구성하여 실험을 실시하여 제안한 방법론의 우수성을 입증하였다.

The object tracking method using particle filtering has been proved successful since it is based on the Monte Carlo simulation to estimate the posterior distribution of the state vector that is nonlinear and non-Gaussian in the real-world situation. In this paper, we present two nobel methods that can improve the performance of the object tracking algorithm based on the particle filtering. First one is the feedback method that replace the low-weighted tracking sample by the estimated state vector in the previous frame. The second one is an tracking box correction method to find an confidence interval of back projection probability on the estimated candidate object area. An sample propagation equation is also presented, which is obtained by experiments. We designed well-organized test data set which reflects various challenging circumstances, and, by using it, experimental results proved that the proposed methods improves the traditional particle filter based object tracking method.

최근 스마트폰 사용자가 늘어나면서 증강현실 (Augmented Reality) 기술을 활용한 제품 소개 또는 광고 마케팅이 활발히 이뤄지고 있다. 이는 실제 환경에 가상 물체나 정보를 합성하여 원래의 실제 환경에 존재하는 사물처럼 보이게 하는 증강현실을 활용한 애플 리케이션들이다. 본 논문에서는 모바일 환경에서 증강현실의 기술 요소 및 관련 표준화 동향을 살펴보고, 이미지 기반의 증강현실 기술에 대한 표준화 필요성에 대해 논의한다.

Recently, by increasing the number of smartphone users, the applications for product brochure and advertising service using a technology of augmented reality are also taking place exponentially. The term, augmented reality, is an application of providing composite view with real world and virtual world, and synthesizing the information to make it look-like things that exist in the actual environments of the original real world. In this paper, we present the trends of core technologies and the standardization related on augmented reality in the mobile environment, and discuss the necessary of standards related to image-based augmented reality.

통신, 해양, 기상의 세 분야 복합 임무를 수행하는 천리안위성(Communication Ocean Meteorological Satellite: COMS)이 2010년 6월 27일 지구정지궤도로 발사된 이후 궤도상시험을 마치고 현재 정상운영 임무를 수행하고 있다. 천리안위성은 정지궤도의 동경 128.2° 에 위치한다. 세 임무를 수행하기 위해 천리안위성에는 3가지 탑재체인 기상탑재체(Meteorological Imager: MI), 해양탑재체 (Geostationary Ocean Color Imager: GOCI), 통신탑재체(Ka-band Antenna)가 실려 있다. 각 탑재체는 각각의 임무를 전담하여 수행 한다. 기상탑재체(MI)와 해양탑재체(GOCI)는 각각 기상 관측과 해양 모니터링을 위한 지구 관측 임무를 수행한다. 궤도상시험 기간 동안 천리안위성과 지상국의 기능과 성능이 지구 관측 임무 운영을 통해 점검되었다. 지구 관측 임무는 지구의 여러 영역에 대한 기상 현상 관측과 한반도 주변의 해양 환경 모니터링으로 구성된다. 천리안위성 궤도상시험에 대한 기상 및 해양 임무 운영 특성을 기술하고 천리안위성 임무 계획에 대해 논하였다. 궤도상시험 임무 운영 결과로서 시험 기간 동안의 임무 계획 결과와 위성 영상 수신 상황에 대한 통계 분석 및 종합 결과를 제시하여 궤도상시험에서 검증된 천리안위성의 임무 운영 능력과 달성된 위성 영상 수신 역량을 연구하였다.

Communication Ocean Meteorological Satellite (COMS) for the hybrid mission of meteorological observation, ocean monitoring, and telecommunication service was launched onto Geostationary Earth Orbit on June 27, 2010 and it is currently under normal operation service after the In-Orbit Test (IOT) phase. The COMS is located on 128.2° East of the geostationary orbit. In order to perform the three missions, the COMS has 3 separate payloads, the meteorological imager (MI), the Geostationary Ocean Color Imager (GOCI), and the Ka-band antenna. Each payload is dedicated to one of the three missions, respectively. The MI and GOCI perform the Earth observation mission of meteorological observation and ocean monitoring, respectively. During the IOT phase the functionalities and the performances of the COMS satellite and ground station have been checked through the Earth observation mission operation for the observation of the meteorological phenomenon over several areas of the Earth and the monitoring of marine environments around the Korean peninsula. The operation characteristics of meteorological mission and ocean mission are described and the mission planning for the COMS is discussed. The mission operation results during the COMS IOT are analyzed through statistical approach for the study of both the mission operation capability of COMS verified during the IOT and the satellite image reception capacity achieved during the IOT.