최근의 스마트 라이프를 추구하는 경향은 자동차 활용에도 영향을 미치게 되었다. 자동차의 안전성 향상에 대한 만족도가 부족한 상황에서 첨단 통신, 제어 및 센싱 기술을 활용하여 운전자 및 도로 이용자의 안전성, 운전효율성 및 편리성을 향상시키는 차세대 스마트 자동차 서비스 개발이 진행되고 있다. 이러한 스마트 자동차 서비스용 통신기술로 특화되어 개발되고 있는 기술이 바로 WAVE(Wireless Access in Vehicular Environment)이다. 이와 관련하여 해외 업체들은 차량간 통신 기술인 WAVE 관련 부품, 플랫폼, 플랫폼 및 안전 서비스를 개발하고 있다. 국내 ITS 업체들도 관련 기술 확보 및 제품 개발을 추진하고 있지만 국내에는 WAVE용 주파수가 할당되어 있지 않다. 본 연구에서는 국내 WAVE 주파수 할당 여부를 판단하기 위해 필요한 기초 자료인 ITS 관련 표준화 동향, 국내외 ITS용 주파수 할당 현황, 국내 WAVE 주파수 할당시 문제점 및 주파수 간섭과 관련한 실험 결과를 토대로 국내 현실에 적합한 정책적 방향을 제시한다.

양자화된 빔포밍 시스템은 정확한 채널 상태 정보를 특정 벡터로 구성된 유한 집합, 즉 코드북으로 양자화하여 원하는 벡터에 대응되는 인덱스만을 송신단으로 피드백함으로써 피드백 오버헤드 및 지연 등에 의해 발생되는 영향을 최소화한다. 이와 관련하여 전역 (exhaustive) 및 그룹화 (group-based)를 이용한 탐색 기반의 인덱스 재배치 기법을 통해 추가적인 비트의 요구없이 피드백 에러에 의한 성능저하의 최소화 기법에 대한 연구가 수행되었다. 본 논문에서는 기존에 연구되었던 인덱스 재배치 기법에 코드북 내 벡터간의 chordal 거리에 따른 최적 코드북 설계기법 통해 적응적 특성을 갖는 개선된 그룹화 기반의 코드북 인덱스 배치 기법을 제안한다. Monte-Carlo 기반의 모의실험에 의해 제안하는 기법은 송신 안테나 수가 4이고 LTE 코드북을 이용할 경우 인덱스 재배치 기법을 사용하지 않을 때보다 동일한 비트 에러율을 얻기 위해 0.5~1dB 성능이 향상되며, 기존 그룹화 기반의 인덱스 배치 기법보다는 동일 환경에서 0.1~0.2dB 성능이 향상된다.

본논문을 통해, 리드솔로몬 복호기에서 매우 복잡한 나누기회로를 사용않고, 오류위치를 찾아내는 치엔기기의 최적설계기법을 제시했다. 최적화는 매우 간단한 제곱/4제곱회로를 사용하고, 병렬처리를 통해 가능했다. 이법은 현대 디지털 통신및/가전기기 대부분에 응용되질수 있다.

인트라세션 네트워크 코딩은 멀티 홉 무선 네트워크의 스케줄링을 간소화하고 패킷 전송의 효율성을 통하여 처리율을 향상시킬 수 있는 방법으로 제시되었다. 다중 레이트는 대부분의 무선 네트워크에서 사용되고 있으며 기존 연구에서 기회주의적 라우팅 방식과 결합하여 처리율의 증가를 보였다. 본 논문에서는 다중 레이트와 인트라세션 네트워크 코딩 방식을 사용하여 멀티 홉 네트워크 환경에서 처리율을 향상하기 위한 방법을 제안한다. 네트워크 모델을 인트라세션 네트워크 환경으로 모델링하고 제안한 레이트 선택 방법을 통하여 각 노드에서 최적인 전송 속도를 결정한다. 선형계획법을 사용하여 최대 처리율을 도출하고 MATLAB과 lp_solve IDE 프로그램을 이용하여 성능을 평가한다. 성능평가 결과를 통해 다중 레이트를 사용할 경우 단일 레이트 환경에 비하여 처리율이 향상되며 인트라세션 네트워크 코딩 방식은 기회주의적 라우팅 방식에 비하여 처리율이 향상됨을 보였다.

본 논문에서는 스마트 안테나 시스템에 대해 경로 결함들의 보정과 전력 증폭기의 비선형성 보상을 결합하는 새로운 기술을 제안하였다. 배열 안테나의 각각의 경로들이 동일한 특성을 갖기 위한 보정과 보상을 위해 선형 항에 3차 항을 추가한 다항식과 간접 학습 구조를 사용하였다. 본 논문에서는 컴퓨터 모의실험을 통해 성능을 입증하였다. 모의실험 결과, 단 하나의 3차 항을 추가하여 선형 결함들뿐만 아니라 모든 비선형 효과까지 효율적으로 보상함을 확인하였다.

LTE 시스템에서는 폐회로 기반의 다중 안테나 기술이 적용되었으며, 차분 코드북을 비롯한 다양한 다중 안테나 기반의 선부호화 기술들이 향상된 LTE (LTE-Advanced) 시스템의 요구조건을 만족시키기 위해 제안되었다. 차분 코드북 설계와 관련하여 이전에 연구된 내용은 준 대각(quasi-diagonal) 단위 행렬 및 구면 캡(spherical cap)에 중점을 두었지만, 이는 동 이득 성질을 만족하지 못한다. 동 이득 성질은 특히 상향 링크에서 첨두 전력 대 평균 전력비 (PAPR)에 상당한 영향을 미치므로 매우 중요하다. 본 논문에서는 각 송신 안테나에 동 이득을 유지하는 성질을 이용한 새로운 차분 코드북을 상향 링크 기반 차분 선부호화 시스템에 적용하고, 이를 통해 비트 오류율(BER)과 첨두 전력 대 평균 전력비를 분석하였다. 특히, 송신기의 비선형 증폭기를 고려하여 다양한 차분 선부호화 기법들의 성능을 분석하였다. 모의 실험을 통해 선형 증폭기를 고려할 경우 기존에 제안된 차분 코드북이 우수한 성능을 보이지만, 비선형 증폭기를 고려할 경우에는 제안하는 차분 코드북의 우수함을 증명하였다.

개인 휴대용 장치를 위한 최초의 CR (cognitive radio) 표준인 ECMA-392에서는 채널 추정을 위해, 매 프레임마다 2 OFDM 심볼 길이의 long preamble과 13 OFDM 심볼 구간 단위로 반복되는 pilot sub-carrier를 전송해 주도록 하고 있다. 본 논문에서는 ECMA-392 시스템의 long preamble과 pilot sub-carrier를 모두 이용하는 채널 추정 방식들을 고려하며, pilot sub-carrier에서 얻은 채널 추정치에 1차 순환 필터(first order recursive filter)를 적용하고 long preamble에서 얻은 초기 추정치를 필터의 초기 값으로 사용하는 '1차 순환 필터 기반 채널 추정' 방식을 제안한다. 또한 채널 추정 지연을 줄일 수 있는 방안도 제시할 것이며, 컴퓨터 모의실험을 통해 제안된 방식들이 저속 이동 채널 환경에서 우수한 성능을 가짐을 보이고자 한다.

높은 도플러 확산에 의한 채널 통계의 정확한 전송 및 추정은 최근 및 미래의 이동 통신 시스템에서 고려되는 주요 문제중 하나이다. 따라서 기존 채널 추정 기법의 한계를 극복하는 새로운 채널 추정 기술을 연구하는 것이 중요하다. 본 논문에서는 첫 번째 OFDM symbol의 간단한 추정 후 새로운 채널 추정 방법인 파일럿 부반송파와 OFDM symbol의 나머지 채널을 추정하기 위해서 Kalman Filter를 사용하는 것을 제안한다. 또한 지금까지의 대부분 연구에서는 block-type이나 comb-type 파일럿 배열에 초점 맞춰져 있는 것과 달리 LTE-Advanced의 파일럿 부반송파의 lattice-type 배열을 고려하여 설계한다. 이 외에도 결과를 최적화하기 위해서 나머지 부반송파에 대한 채널 주파수 응답을 추정하기 위해 채널 임펄스 응답의 필터링과 Winer Filter를 사용한다.

본 논문에서는 super-RENS 디스크의 채널 모델링을 위하여 압축 센싱 알고리즘에 기반한 sparse Volterra 필터에 대해 연구하였다. Super-RENS 디스크 시스템에서 심한 비선형 심벌간 간섭(ISI)이 발생하는 것은 익히 알려진 사실이다. 메모리를 가진 비선형 시스템은 Volterra 급수로 모델링할 수 있다. 또한, 압축 센싱은 측정치로부터 성긴 또는 압축된 신호를 복원할 수 있다. 이러한 이유로 super-RENS의 성긴 특성을 갖는 read-out 채널을 예측하기 위해 압축 센싱 알고리즘을 사용하였다. 평가 결과는 압축 센싱 알고리즘으로 super-RENS의 read-out 채널을 위한 sparse Volterra 모델을 효과적으로 구성할 수 있음을 보여준다.

이동성이 있는 센서 노드나 매우 제한된 에너지 량을 사용할 수 있는 배터리 용량을 가진 센서 노드는 채널의 변화나 미세한 이동이 있더라도 정확한 네트워크 구성을 할 수 있어 한다. 본 논문에서는 무선 센서 네트워크 내에서 다수의 협동 릴레이 노드가 존재할 때 선택기준에 따라 SNR(Signal to Noise Ratio)과 릴레이 노드의 신호 증폭률 그리고 단말과 단말 간 직접적으로 통신하는 경우 경로의 이득의 변화에 따른 무선 센서네트워크의 단위 비트를 전송하는데 소모되는 에너지 효율에 대하여 분석하고 이에 따른 영향을 정량적으로 평가하였다. 전송용량의 이득과 에너지 소모에 있어서 이득이 있는 협동 릴레이 노드를 선택하여 직접 경로와 릴레이 경로의 복수의 경로를 사용함으로써 위상 비동기 협동 릴레이를 적용하는 센서네트워크 환경하에서 직접적으로 통신하는 경우대비 적은 에너지를 사용하여 무선 센서 네트워크 내에서 효율적으로 통신이 이루어 질 수 있음을 분석을 통해 확인하였다.

이동성이 있는 센서 노드로 구성 된 센서 네트워크를 효율적으로 사용하기 위하여 고려해야 할 사항 중 중요한 것이 자원의 효율적인 사용과 신호를 빠르고 정확하게 보내는 것이다. 본 논문에서는 무선 센서 네트워크 내에서 SNR(Signal to Noise Ratio)과 릴레이 노드의 신호 증폭률 그리고 노드와 노드 간 직접적으로 통신하는 경우 경로의 이득의 변화에 따른 무선 센서 네트워크의 특성에 대하여 분석하고 다수의 협동 릴레이 노드가 존재할 때 선택기준을 제시하고 이에 따른 영향을 정량적으로 평가하였다.

다양한 서비스와 네트워크의 융합이 가속화되면서 이종 네트워크별 효과적 이동성 관리에 대한 중요성이 부각되고 있다. 본 논문에서는 이종 네트워크 중 이동 IP 네트워크의 구조에 적합한 이동성 모델을 고려하고 주어진 환경 하에서 사용자 이동에 따른 다양한 성능평가와 관련된 지수를 도출하고 이를 활용하기 위한 방안을 제시한다. 또한 미래의 스마트 인지 네트워킹 환경 하에서는 개별 사용자의 이동성이 체계적으로 관리되어야 네트워크 자원의 효율적 활용과 무선 접속을 위한 주파수 스펙트럼의 효과적 활용에 매우 중요하다. 기존의 이동성 모델은 개별 네트워크 측면에서 다루어지면서 새로운 융합 이종 네트워크 환경에 적용하는데 적합성이 낮으므로 새로운 이동성 모델을 고려하여 융합 네트워크의 성능을 평가하는데 유용할 것으로 기대된다.

최근 국내외 주요 이동통신 사업자들이 본격적으로 4G 무선표준 방식인 LTE (Long Term Evolution) 서비스를 시작 하면서 LTE 방식을 지원하는 이동단말의 MIMO (Multi Input-Multi Output) OTA (Over The Air) 성능 평가 방법의 필요성이 중요해 지고 있다. LTE 방식은 high packet data rate을 기반으로 한 무선 데이터 서비스이므로 LTE 단말의 Downlink Data throughput 향상을 위한 MIMO 안테나 설계가 매우 중요하다. 본 논문에서는 3GPP (3rd Generation Partnership Project)에서 논의되고 있는 MIMO OTA 측정 시스템 중 하나인 Anechoic chamber 방식에 기반 한 MIMO OTA test system 시스템에 대한 이론 및 실험적인 검증을 수행하고 기존의 antenna의 성능 평가 방법과의 비교를 통해 데이터의 유효성을 검증하였다.

최근 국내외 주요 이동통신 사업자들이 본격적으로 4G 무선표준 방식인 LTE (Long Term Evolution) 서비스를 시작 하면서 LTE 방식을 지원하는 이동단말의 MIMO (Multi Input-Multi Output) OTA (Over The Air) 성능 평가 방법의 필요성이 중요해 지고 있다. 본 논문에서는 3GPP (3rd Generation Partnership Project)에서 논의되고 있는 MIMO OTA 시스템에서의 LTE 이동 단말기의 핸드 효과에 의한 안테나의 특성변화를 이론 및 실험적으로 검증하였다. 핸드 효과에 의한 LTE 이동 단말기의 성능은 MIMO OTA 시스템에서의 LTE PDSCH throughput 비교를 통해 link level에서 확인하였다.

함정의 운용 효율성을 높이기 위해서 한국 해군은 음성통신위주의 함내외 통합통신체계(ICS:Integrated Communication System)을 운용해 오고 있으며, 최근에는 음성, 영상, 문자 등이 포함된 멀티미디어 통합통신망에 대한 적용을 고려하고 있다. 본 논문은 함정용 멀티미디어 통합통신망을 구축하기 위한 기초연구로써 한국 해군의 함정 내 여러 통신망 중에서 통합통신망에 적용할 통신망을 구분하고, 구분된 통신망에서 운용중인 멀티미디어 트래픽의 종류 및 특성들을 고찰한다. 아울러 ICS 통신교환기에서의 트래픽 입력소스 수에 따른 링크용량을 예측하기 위해서 트래픽 다중화 모델을 제안하고, 한국 해군의 주요 함정 별 트래픽의 링크용량 산출 및 통합 트래픽을 분석한다.