신경망 기반의 신호 천이 고속 분류 연구

장연수 한국정보기술학회 2022 한국정보기술학회논문지 Vol.20 No.6

In cognitive radio communication systems, classification ability is required for an individual communication device for adaptive reuse of spectrum. If characteristics of a transient signal that is the initial duration of a transmitted communication signal can be analyzed, we can classify the individual transmitter. For a real-time operation, a fast classification with low complexity should be available. We propose a fast classification method of a communication signal transient based on a neural network. To improve the processing speed of the classifier with low complexity, we use transient samples of the communication signal without preprocessing and adopt a simple neural network structure. Classification is performed for twelve transient types including raised-cosine and square-root raised-cosine shapes. Through computer simulation, it was confirmed that the proposed method showed a classification accuracy of 99% at a signal-to-noise ratio of 10 dB. Furthermore, because the proposed method has a structure in which multiplication is performed 12 times per clock, it was analyzed as having low computational complexity. 인지 무선 통신 시스템에서는 가변적인 스펙트럼 재사용을 위해 개별 통신 객체를 분류하는 능력이 요구된다. 송신되는 통신 신호의 초기 구간인 천이 신호의 특성을 분석하면 개별 송신기를 분류할 수 있으며, 실시간으로 운용되기 위해서는 낮은 계산 복잡도를 갖고 고속의 분류가 가능해야 한다. 본 논문에서는 신경망 기반의 통신 신호 천이 고속 분류 방법을 제안한다. 분류기의 복잡도를 낮추면서 처리 속도를 향상시키기 위해 전처리 없이 통신 신호 천이 구간의 샘플을 사용하고 단순한 형태의 신경망을 적용한다. 상승 코사인 및 제곱근 상승 코사인 천이 타입을 포함하여 12가지 종류의 천이 타입에 대한 분류를 수행한다. 컴퓨터 모의실험을 통해 제안하는 방법이 신호 대 잡음비 10 dB에서 99%의 분류 정확도를 나타내는 것을 확인하였다. 그리고 제안하는 방법은 매 클럭당 12번의 곱셈을 수행하는 구조이므로, 낮은 계산 복잡도를 갖는 것으로 분석되었다.

A New Robust Signal Recognition Approach Based on Holder Cloud Features under Varying SNR Environment

( Jingchao Li ) 한국인터넷정보학회 2015 KSII Transactions on Internet and Information Syst Vol.9 No.12

The unstable characteristic values of communication signals along with the varying SNR (Signal Noise Ratio) environment make it difficult to identify the modulations of signals. Most of relevant literature revolves around signal recognition under stable SNR, and not applicable for signal recognition at varying SNR. To solve the problem, this research developed a novel communication signal recognition algorithm based on Holder coefficient and cloud theory. In this algorithm, the two-dimensional (2D) Holder coefficient characteristics of communication signals were firstly calculated, and then according to the distribution characteristics of Holder coefficient under varying SNR environment, the digital characteristics of cloud model such as expectation, entropy, and hyper entropy are calculated to constitute the three-dimensional (3D) digital cloud characteristics of Holder coefficient value, which aims to improve the recognition rate of the communication signals. Compared with traditional algorithms, the developed algorithm can describe the signals` features more accurately under varying SNR environment. The results from the numerical simulation show that the developed 3D feature extraction algorithm based on Holder coefficient cloud features performs better anti-noise ability, and the classifier based on interval gray relation theory can achieve a recognition rate up to 84.0%, even when the SNR varies from -17dB to -12dB.

위성통신안테나 추적제어를 위한 DSP 기반의 협대역신호 전력 검출기

김원호 한국융합신호처리학회 2006 융합신호처리학회 논문지 (JISPS) Vol.15 No.1

This paper presents DSP based narrow band satellite communication signal power detector for tracking control of mobile satellite antenna system. An analog filter based conventional power detector has poor performance due to frequency drift of carrier. Also, it is very difficult to change an analog filter bandwidth according to changed bandwidth of transmitted signal. To solve these difficulties, we proposed DSP based signal power detector, which is easy to change bandwidth of filter and to match shifted frequency of carrier. The proposed signal power detector consists of a FFT function to measure frequency drift of carrier, a programmable filter bank function to limit of received signal bandwidth and a power calculation function to measure power of filtered signal in 12-bit linear scale. Test results of implemented signal power detector, based on TMS320C5402 DSP, showed that it satisfied required functions and performances and properly operated. 본 논문은 협대역의 위성통신 수신신호 전력을 측정하여 이동형 위성통신 안테나를 추적제어하기 위한 DSP 기반의 협대역 위성통신 신호전력 검출기를 제안한다. 기존의 아날로그 검출방식에 의한 협대역 위성통신 신호전력 검출기는 위성 전파경로 상에서 발생되는 반송파의 중심주파수 천이로 인해 고정된 아날로그 필터대역을 통과하여 검출되는 신호 전력의 오차가 심하고 전송 신호의 대역폭 가변에 따른 아날로그 필터의 대역폭을 변경하기가 용이하지 않다. 따라서 이러한 반송파 주파수 천이에 영향 받지 않고 가변 하는 신호 대역폭에 대응하는 필터를 실시간으로 프로그래머블하게 지원하기 위하여 DSP 기반의 협대역 디지털 위성통신 신호전력 검출기를 제안하였다. 제안된 협대역 위성통신 신호전력 검출 알고리즘은 FFT를 이용하여 주파수 천이된 협대역 위성통신 신호의 주파수를 탐색하고 프로그래머블한 디지털 필터를 선택하여 필터링한 다음, 일정구간 주기로 신호전력을 계산하여 12비트 해상도로 출력하는 기능을 가진다. TMS320C5402 DSP 칩을 기반으로 설계 제작된 신호전력 검출기의 실제 시험을 통하여 제시된 요구기능과 규격을 만족하면서 동작함을 검증하였고 실용성을 확인하였다.

소노부이의 음향신호 수신 및 제어를 위한 통신장치 개발

이재은,한상규,권범수 한국군사과학기술학회 2021 한국군사과학기술학회지 Vol.24 No.3

Low Frequency Active Sonobuoy(hereinafter referred to as LFAS) are being developed in Korea in consideration of compatibility with existing overseas sonobuoys, and a communication device for acoustic signals receiving and operating control of LFAS has been developed. The communication device needs to verify compatibility with the existing Sonobuoy, and for this purpose, the standardized Sonobuoy communication protocol was applied. The communication device is designed/manufactured to transmit the acoustic signal received in real time from the Sonobuoy through VHF band RF communication to the data processing device, and transmit CFS/CSG commands for operation control to the Sonobuoy through UHF band RF communication. In order to verify the manufactured communication device, the communication status and performance were verified by interlocking test through Ultra Electronics' PASS-II equipment and domestically developed electronic device of Sonobuoy. In addition, operability was verified through environmental tests, water tanks, and marine operations. In the future, the communication device of sonobuoy can be used for verification of the Sonobuoy developed in Korea.

Implementation of Network System for Bio-physical signal Communication

Jeong Lae Kim,Jeong Jin Kang,Edward J. Rothwell 국제문화기술진흥원 2013 International Journal of Advanced Culture Technolo Vol.1 No.1

This network system for home care realized communication by the bio-physical signal, to convey physical rhythm. Four function of displacement had point of a Vision, Somatosensory, Vestibular and CNS. Bio-physical signal was decided to design a maximum points and minimum points with 0.01unit in reference level. Bio-physical signal was checked to compound physical condition of body posture for sensory organ. There detected a measurement of Vision, Somatosensory, Vestibular, CNS and BMI. The service of network system of home can be used to support a health care system for health assistant in health care center. It will expect to manage a physical parameter for network communication.

딥러닝 기반 레이더-통신 중첩 신호 분리 기술

이시호,정석현,정재연,남해운 한국통신학회 2024 韓國通信學會論文誌 Vol.49 No.5

무선 통신 기술의 발전으로 인해 신호 간의 간섭이 일어나고 있으며, 이는 통신의 품질과 신뢰성에 부정적인영향을 미친다. 이와 같은 문제를 해결하기 위해 주파수 필터링, 공간적 분리와 같은 신호처리 알고리즘이 개발되었지만, 주파수가 완전히 중첩된 환경에서는 성능이 크게 저하된다. 본 논문에서는 이와 같은 문제를 해결하기 위해 딥러닝 모델인 U-Net을 활용하여 중첩된 신호를 분리하고 원본 신호를 복원시키는 방법을 제안한다. 1차원의I/Q 데이터를 STFT 알고리즘을 적용하여 2차원의 시간-주파수 이미지로 변환시켰고, U-Net 모델을 적용하여 중첩된 신호를 분리하였다. 통신 신호를 복원하는 것을 목표로 하였으며, -29dB ~ 0dB의 SIR에서 BPSK 신호의BER이   이하로 보장되었다. The advancement of wireless communication technology has led to increased signal interference between signals, negatively affecting the quality and reliability of communication. To address such issues, signal processing algorithms like frequency filtering and spatial separation have been developed, yet their performance significantly degrades in environments with completely overlapping frequencies. This paper proposes a method using the deep learning model U-Net to separate overlapping signals and restore the original signals. 1D I/Q data was transformed into 2D time-frequency images through the application of the STFT algorithm, and the U-Net model was employed to segregate the overlapping signals. The goal was to restore the communication signal, and a BER of   or less was guaranteed for the BPSK signal at a SIR of -29 dB to 0 dB.

연집제로구간에서 발생하는 음영현상을 줄이기 위한 기법에서 신호지연이 미치는 영향 연구

한두희,이규진 중소기업융합학회 2018 융합정보논문지 Vol.8 No.6

In this paper, we analyzed the effect of modulation scheme and modulation scheme on the dimming level of visible light communication system and studied the effect of distortion due to delayed signal. Currently, the modulation schemes most commonly used in visible light communication result in increasing the communication performance but reducing the brightness of the entire illumination. Continuous Burst Zero Duration will severely degrade lighting. This degrades not only the illumination but also the performance of the whole system and causes Flicker phenomenon. In this paper, we analyze the relationship between modulation technique and illumination - communication performance and investigate the effect of signal delay on visible light communication system. Through simulation, we analyze the performance of IPI-OOK which has the best communication-lighting performance and propose future research directions accordingly. 본 논문에서는 가시광 통신시스템의 변조 방식과 각 변조 방식이 Dimming level에 미치는 영향을 분석하고, 지연 신호로 인한 왜곡이 미치는 영향에 대해서 연구하였다. 현재 가시광 통신에서 가장 많이 사용되는 변조 방식들은 통신 성능은 증가하나 전체 조명의 밝기를 감소시키는 결과를 나타낸다. 연속적인 Burst Zero Duration이 발생하면 조명 기능이 심각하게 저하된다. 이는 조명뿐만 아니라 전체 시스템의 성능저하 시키게 되며 Flicker 현상을 유발한다. 본 논문에서는 이러한 변조 기술과 조명-통신 성능의 관계를 분석하고, 신호지연으로 인한 왜곡이 발생하였을 경우에 가시광 통신 시스템에 미치는 영향을 연구하였다. 시뮬레이션을 통해 통신-조명성능이 가장 좋은 IPI-OOK의 성능을 분석하고 그에 따른 향후 연구 방향을 제안하였다.

선박작업 안전을 위한 수신호 통일지침 마련에 관한 연구(1) - 선박의 수신호 체계 표준화 타당성 검증을 중심으로

김주환,조민철,김용남,최충정,김화영 해양환경안전학회 2017 해양환경안전학회지 Vol.23 No.1

본 연구는 수신호 통일지침 개발을 위한 사전연구로 선박작업시 의사소통 수단으로서 수신호 체계의 활용가능성과 표준화 타당성을 검토하였다. 실증연구에 앞서 선박안전관리자의 의견을 수렴하여 수신호 활용가능성이 있는 선박작업활동을 분류하고, 이러한 작업활동 하에 작업자의 수신호 활용의사와 제도적 표준화 선호도를 측정하였다. 통계분석(t-검정, 상관관계분석) 결과 응답자들은 근무형태(선원/육상선박 안전관리감독)와 근무환경(갑판부/기관부)에 관계없이 수신호 소통이 가능한 작업활동에서는 표준화된 수신호 체계를 의사소통 수단으로 적극 수용할 의사가 있었다. 또한, 주어진 선박작업활동 종류에 따라 응답자의 수신호 활용빈도는 유의미한 차이가 있으나 표준화 선호도와는 강한 양(+)의 상관관계에 있었다. 따라서 후속연구로 응답자의 수신호 활용빈도가 높은 크레인 운용, 윈드라스 윈치 운용, 삭류 이동/전달, 화물창 운용 등 항만내 작업활동들을 우선순위로 수신호 통일지침을 설계한다면 선박작업자간 의사소통 개선에 효과적일 수 있다는 결론을 얻었다. As preliminary work for the establishment of a harmonized ship hand signal standard, this paper explores the availability of hand signals as a means of shipboard work communication and considers the validity of standardization. Prior to the feasibility study, shipboard work activities that use hand signals were classified based only on ship safety managers’ arbitrary decisions. This survey was carried out to measure shipboard workers’ willingness to communicate with hand signals and their preferences regarding the institutional standardization of a hand signal framework if they engage in activities classified as relevant. The results of statistical analysis (a t-test and correlation analysis) showed that respondents are willing to accept harmonized hand signals regardless of both their work type (crew/safety supervisors) and work department (deck/engine room) under working situations where hand signals are an available means of communication. In addition, there was a significant difference in the extent of shipboard workers' frequency of hand signal usages between each type of work activity, indicating a significant positive (+) correlation between frequency of usage and preference for standardization. Finally, it was concluded that shipboard work communication would be effectively improved if a follow-up study is carried out to establish prioritized harmonized hand signal standards for port-related work activities, such as crane operation, windlass/winch operation, line movement/delivery and cargo hold operations.

위성통신안테나 추적제어를 위한 DSP 기반의 협대역신호 전력 검출기

김원호,Kim, Won-Ho 한국융합신호처리학회 2006 융합신호처리학회 논문지 (JISPS) Vol.7 No.4

본 논문은 협대역의 위성통신 수신신호 전력을 측정하여 이동형 위성통신 안테나를 추적제어하기 위한 DSP 기반의 협대역 위성통신 신호전력 검출기를 제안한다. 기존의 아날로그 검출방식에 의한 협대역 위성통신 신호전력 검출기는 위성 전파경로 상에서 발생되는 반송파의 중심주파수 천이로 인해 고정된 아날로그 필터대역을 통과하여 검출되는 신호 전력의 오차가 심하고 전송 신호의 대역폭 가변에 따른 아날로그 필터의 대역폭을 변경하기가 용이하지 않다. 따라서 이러한 반송파 주파수 천이에 영향 받지 않고 가변 하는 신호 대역폭에 대응하는 필터를 실시간으로 프로그래머블하게 지원하기 위하여 DSP 기반의 협대역 디지털 위성통신 신호전력 검출기를 제안하였다. 제안된 협대역 위성통신 신호전력 검출 알고리즘은 FFT를 이용하여 주파수 천이된 협대역 위성통신 신호의 주파수를 탐색하고 프로그래머블한 디지털 필터를 선택하여 필터링한 다음, 일정구간 주기로 신호전력을 계산하여 12비트 해상도로 출력하는 기능을 가진다. TMS320C5402 DSP 칩을 기반으로 설계 제작된 신호전력 검출기의 실제 시험을 통하여 제시된 요구기능과 규격을 만족하면서 동작함을 검증하였고 실용성을 확인하였다. This paper presents DSP based narrow band satellite communication signal power detector for tracking control of mobile satellite antenna system. An analog filter based conventional power detector has poor performance due to frequency drift of carrier. Also, it is very difficult to change an analog filter bandwidth according to changed bandwidth of transmitted signal. To solve these difficulties, we proposed DSP based signal power detector, which is easy to change bandwidth of filter and to match shifted frequency of carrier. The proposed signal power detector consists of a FFT function to measure frequency drift of carrier, a programmable filter bank function to limit of received signal bandwidth and a power calculation function to measure power of filtered signal in 12-bit linear scale. Test results of implemented signal power detector, based on TMS320C5402 DSP, showed that it satisfied required functions and performances and properly operated.

디지털음성명료도 향상을 위한 적응형 잡음제거 기법에 관한 연구

김수용,지석근,Kim, Soo-Yong,Jee, Suk-Kun 한국정보통신학회 2007 한국정보통신학회논문지 Vol.11 No.5

오늘날, 우리는 어디엔가 엔제나 무전기 통신 장치를 사용할수 있다. 때때로, 우리는 음향잡음환경에서 장치를 사용하였다. 그 음향잡음은 통신장치에서 많은 문제를 만들었다. 음향잡음환경에서는, 말은 음성신호와 잡음신호 양쪽에 신호를 포함하고, 받았기 때문에 깨끗한 정보를 받기위해 보낼수가 없었다. 디지털필터는 바라는 신호를 얻기 위해 옮기는 잡음으로서 유용하였다. 방법의 하나는 자동적으로 맞추는 필터 파라미터로서 적응 잡음 망상조직으로 적응디지털필터를 사용하는 것이다. 본 논문은 두 적응필터 방법에 의하여 현실에서 음향잡음으로서 명료도 알고리즘의 번지라고 할 수가 있다. 하나는 두 입력 채널과 함께 적응잡음 망상조직이라 할 수 있고, 또 다른 것은 하나 입력 채널과 함께 스펙트럼 빼기필터이다. 이 실험의 결과는 제안된 필터로부터 스펙트럼 진폭필터는 움직이지 않는 잡음은 효력이 있는 동안 움직이는 것을 줄이기 위해 사용되어지는 것은 적응잡음망상조직으로 보여준다. Today, we can use radio communication device anywhere-anytime. Sometimes, we use the device in acoustic noise environment. The acoustic noise makes many problems in communication system. In acoustic noise environment, speaker cannot send clear information to receiver, because the received signal includes both speech signal and noise signal. A digital filter is useful to remove noise to get desired signal. One of methods is the adaptive digital filter using the adaptive noise canceller that automatically adjust filter parameters. This thesis addresses articulation algorithms against actual acoustic noises by means of two adaptive filtering methods. One is the adaptive noise canceller with two input channels and another is the spectral subtraction filter with one input channel. The experimental result from the proposed filter shows that the adaptive noise canceller is useful to reduce the non-stationary noises, while the spectral amplitude filter is effective for stationary noises.