SDR-Based Frequency Interference Emulator in the Space-Time Domain and Its Application

Hyungoo Yoon,Jungsun Um,Jin-Soo Park,Byung-Jun Jang 한국전자파학회JEES 2018 Journal of Electromagnetic Engineering and Science Vol.18 No.1

In this study, we propose a software-defined radio-based frequency interference emulator in the space-time domain. This emulator can easily model actual interference environments because of the versatile programming capability of the universal software radio peripheral and LabVIEW. As an example of an interfering network using the contention-based multiple access scheme in the time domain, we emulate a coordinated Wi-Fi network that consists of one access point and two Wi-Fi nodes. Results show that our emulator can successfully model multiple interfering signals in the Wi-Fi network and easily adjust various space–time domain parameters.

주파수 간섭의 이해, 분석 방법, Sub-GHz 주파수대역 적용 사례

윤현구(Hyungoo Yoon),장병준(Byung-Jun Jang) 한국전자파학회 2021 한국전자파학회논문지 Vol.32 No.1

무선기기의 급속한 확산과 광대역화 추세로 인해 증가하는 주파수 수요 요구에 적절히 대응하기 위해서는 주파수 스펙트럼을 효율적으로 사용하는 것이 매우 중요하다. 하지만 모든 무선기기는 자유공간에 전파를 방사하므로 타 무선기기에 주파수 간섭을 줄 수 있으며, 이러한 주파수 간섭에 대한 막연한 두려움으로 타 무선기기의 사용을 배제한다면 주파수 스펙트럼의 효율적인 사용은 요원하다. 따라서 주파수 간섭을 정량적으로 분석하여 합리적인 주파수 간섭 대책을 세우는 것이 매우 중요하다. 이에 본 논문에서는 무선기기에서 발생하는 주파수 간섭을 총간섭전력의 개념으로 설명할 수 있음을 보인다. 하지만 실제의 경우, 다양한 이유로 이러한 접근법의 한계가 있음을 주파수간섭 이슈가 많은 Sub-GHz 대역의 면허대역과 비면허대역에서 주파수간섭을 고려한 실제 주파수 할당 사례를 통해 설명한다. Utilizing the frequency spectrum efficiently is critical to properly respond to increasing frequency demands owing to the rapid spread of wireless devices and the latest broadband technology trends. However, because all wireless devices emit radio waves into air, frequency interference with other wireless devices can be caused. If the use of these wireless devices is restricted owing to uncertain fears of such frequency interference, efficient utilization of the frequency spectrum becomes difficult. Therefore, it is crucial to quantitatively analyze frequency interference and establish a reasonable countermeasure against it. Therefore, this study shows that the frequency interference generated by wireless devices can be explained in terms of total interference power. However, practically, this approach is limited for various reasons. These shortcomings are discussed herein through an actual frequency allocation case considering frequency interference in the licensed and unlicensed bands of the sub-GHz band, in which several frequency interference issues are faced.

국내 RFID/USN 주파수 대역의 Duty Cycle 기술기준 하에서 LoRa 기기의 성능 분석

윤현구(Hyungoo Yoon),엄중선(Jungsun Um),장병준(Byung-Jun Jang) 한국전자파학회 2017 한국전자파학회논문지 Vol.28 No.2

본 논문에서는 국내 RFID/USN 주파수 대역의 Duty Cycle 기술기준 하에서 광역 IoT 망의 하나인 LoRa 기기의 성능분석 결과를 제시하고, LoRa 기술의 활성화를 위해 기술기준 개정이 필요함을 제안한다. 무선기기는 국가별로 전파법 및 무선설비규칙을 준수하여야 하므로 나라별로 기술기준이 다를 경우 그 성능에 차이가 있을 수 있다. 따라서 향후 IoT 기술의 발전을 위해서는 국내 기술기준에 따른 LoRa 기술의 성능의 한계를 아는 것은 매우 중요하다. 분석 결과, 국내 RFID/USN 주파수 대역의 Duty cycle 기술기준인 0.4초 이내로 데이터 송신을 마치도록 한 규정에 따라 단일 LoRa 기기의 성능이 크게 제한됨을 알 수 있었다. 이에 따라 LoRa IoT 망의 활성화를 위해서는 EU와 유사하도록 국내 Duty Cycle 기술기준을 개정할 필요가 있다고 판단된다. In this paper, we have shown the performance analysis results of the LoRa low power wide area network under duty cycle local regulation in Korean RFID/USN frequency band. Especially, we analyzed uplink throughput and data transmission time of a single LoRa end device. From the analysis results, duty cycle regulation, in which a data transmission should be ended within 0.4 second, limits the performance of LoRa network. Therefore, it is necessary to revise Korea"s duty cycle regulation referencing EU regulation in order to assess LoRa network in Korea.

국내 RFID/USN 대역에서 PHY/MAC 계층을 모두 고려한 주파수 공동사용 분석 방법

윤현구(Hyungoo Yoon),장병준(Byung-Jun Jang) 한국전자파학회 2013 한국전자파학회논문지 Vol.24 No.1

본 논문에서는 PHY 계층에서의 간섭 전력을 수학적으로 모델링하고, 이를 MAC 계층의 DTMC(Discrete Time Markov Chain) 모델과 결합한 주파수 공동사용 분석 방법을 제안하였다. 그리고 제안한 방법을 국내 RFID/USN 대역에서 수동형 RFID와 USN 간의 주파수 공동사용을 위한 이격 거리 분석에 적용하였다. 국내 RFID/USN에서 채널 20 미만일 경우에는 4 W의 고출력 RFID가 사용하므로 USN과 주파수를 공동사용하기 어려우나, 채널 20 이상은 출력 200 mW로 최소 보호 영역 반경 300 m가 확보되면 RFID 리더 간섭에 따른 USN의 성능 감소가 1 % 미만으로 공동사용이 가능함을 확인하였다. In this paper, we have proposed the interference analysis method which uses both an interference probability model at the PHY layer of RFID system and the DTMC model at the MAC layer of USN system. Using the proposed method, we have performed sharing analysis between passive RFID and USN systems at the Korean RFID/USN frequency bands. If 1 % performance degradation of USN system is allowed, RFID and USN systems can share the frequency bands where channel number is greater or equal to 20 on condition that radius of protection area is greater than 300 m.

PHY/MAC 계층을 모두 고려한 RFID Gen-2 시스템의 간섭 분석

윤현구(Hyungoo Yoon),최선웅(Sunwoong Choi),장병준(Byung-Jun Jang) 한국전자파학회 2010 한국전자파학회논문지 Vol.21 No.7

본 논문에서는 리더간 간섭이 EPCglobal Generation-2(Gen-2) RFID(Radio Frequency Identification) 시스템의 성능에 미치는 영향을 물리 계층과 MAC 계층을 모두 고려하여 분석하였다. 이를 위해 기존의 태그 충돌만을 고려한 Gen-2 프로토콜 성능 분석 연구에 리더간 간섭을 추가하여, 실제 UHF RFID 시스템 운용 상황과 유사한 환경에서 성능을 분석할 수 있는 모델을 제안하였다. 제안한 모델은 DTMC(Discrete Time Markov Chain) 모델에 다른 리더에 의해 발생하는 리더간 간섭 확률을 결합한 것으로, 간섭 리더의 수에 따른 QSR(Query Success Rate)와 TIS(Tag Identification Speed)의 변화를 정량적으로 분석할 수 있다. 시뮬레이션을 검증하기 위하여 이론치와 비교한 결과, 100개 이상의 태그를 갖는 경우 이론치와 차이를 보이지 않았다. 분석 결과, EPCglobal Gen-2 프로토콜에서 간섭 리더 1기당 TIS가 10 tags/sec씩 감소되는 것을 확인하였다. This paper investigates the performance of EPCglobal Generation-2(Gen-2) radio frequency identification(RFID) protocol under reader-to-reader interfering environments. We establish a modified discrete-time Markov chain(DTMC) model for the Gen-2 and accordingly obtain quantitative results of query success rate(QSR) and tag identification speed (TIS). Extensive simulations validate our theoretical analysis and demonstrate that the number of tags over 100 has little impact on the performance. TIS linearly decreases by 10 tags/sec/reader as the number of interfering readers increases. Our model for Gen-2 protocol is also useful to study the performance of other RFID protocols.

908.5~914 ㎒ 대역에서 RFID와 USN 시스템의 주파수 공유 조건에 관한 연구

윤현구(Hyungoo Yoon),강민수(Min-Soo Kang),장병준(Byung-Jun Jang) 한국전자파학회 2008 한국전자파학회논문지 Vol.19 No.6

본 논문에서는 908.5~914 ㎒ 대역을 RFID와 USN 시스템이 공유하기 위한 간섭 분석 결과를 제시한다. 먼저, 평균 간섭 전력은 통계적인 간섭 분석 모델을 사용하여 이론값과 시뮬레이션 값을 각각 구하고 이를 비교ㆍ검증하였다. 그리고 간섭원의 수, 최소 이격 거리에 따른 고출력 및 저출력 RFID 시스템과 USN 시스템 간의 간섭 전력의 누적 확률 분포를 시뮬레이션 하였다. 시뮬레이션 결과, 저출력 RFID 시스템 1개와 다수의 USN node가 서로 보호 영역을 1 m 이상으로 유지할 경우, 상호 최대 허용 간섭 레벨을 만족할 확률은 95 %로 계산되었다. 향후 간섭에 의한 시스템 throughput 등과 같은 추가적인 간섭 영향에 대한 검토가 추가된다면 908.5~914 ㎒ 주파수 대역 공유를 위한 기초 연구로 본 연구의 결과가 활용되리라 기대된다. In this paper, we present interference power distribution results when radio frequency identification(RFID) and ubiquitous sensor network(USN) systems share the 908.5~914 ㎒ frequency bands. Average interference powers are obtained by simulation and statistical analysis, respectively. Simulation results are then verified by statistical analysis. According to the number of interferers and the diameter of the protection area, the cumulative density functions(CDFs) of interference power are simulated under the various conditions. From the simulation results, the probability that both USN and RFID systems meet the required maximal interference power levels is 95 % on condition that there are 1 low powered RFID reader and several USN nodes and that the minimum distance between a RFID reader and an USN node is greater than 1 m. Our results can be used as an basic research for coexistence analysis of RFID and USN systems in the 908.5~914 ㎒ frequency bands.

WPAN 간섭원에 의한 MIMO-OFDM WLAN의 성능 열화 분석을 위한 실시간 주파수 간섭 분석 시스템

윤현구(Hyungoo Yoon),박진수(Jin-Soo Park),장병준(Byung-Jun Jang) 한국전자파학회 2016 한국전자파학회논문지 Vol.27 No.1

본 논문에서는 WPAN(Wireless Personal Area Network) 주파수 간섭원에 의한 MIMO(Multi Input Multi Output)-OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) WLAN(Wireless Local Area Network)의 성능 열화를 분석하기 위해 LabVIEW 와 USRP (Universal Software Radio Peripheral)를 이용한 실시간 주파수 간섭 분석 시스템을 제안하였다. 제안한 시스템은 간섭원과 피간섭원을 각각 소프트웨어로 구현하고, USRP와 연결하여 실제 시스템과 유사한 2.4 GHz 대역의 송신신호를 발생시킨 후, 피간섭원의 수신과정에 잡음신호 및 간섭신호와 결합하여, 주파수 공동사용에 따른 MIMO 시스템의 BER (Bit Error Rate)을 분석하는 방식이다. 분석 결과, 이론값과 거의 일치하는 결과를 보여 제안한 시스템의 타당성을 입증하였다. In this paper, we have proposed the frequency interference analysis system using both LabVIEW and Universal Software Radio Peripheral(USRP) for performance degradation analysis of Multi Input Multi Output-Orthogonal Frequency Division Multiplexing(MIMO-OFDM) Wireless Local Area Network(WLAN) due to Wireless Local Area Network(WPAN) interferer. The proposed system consists of three part, i.e., victim, channel, and interferer. Both victim and interferer are implemented by LaBVIEW and a USRP board. Then interfering signal and additive white Gaussian noise are combined with the wanted signals of a victim. Measured Bit Error Rate(BER) at the victim receiver is compared with theoretical BER according to various signal to interference plus noise power ratio (SINR) values. Measured and theoretical BER curves show good agreement.

The Moderating Effect of Structural Holes on the Relationship between Supplier Openness and Buyer Satisfaction

( Hyungoo Ko ),( Yoon Young Noh ) 서암순창장학회 2017 Journal of Marketing Thought Vol.4 No.1

This study examines how structural holes affect channel member’s satisfaction with its channel partners. Specifically, this study demonstrates that structural holes strengthen the relationship between a supplier’s openness toward subsuppliers and buyer satisfaction. Also, supplier’s openness is positively associated with buyer satisfaction. These results indicate that the concept of structural holes is quite significant for building relationships because obtaining new information and resources gives channel parties a competitive advantage.

Emulator for Generating Heterogeneous Interference Signals in the Korean RFID/USN Frequency Band

Sangjoon Lee,Hyungoo Yoon,Kyung-Jin Baik,Byung-Jun Jang 한국전자파학회JEES 2018 Journal of Electromagnetic Engineering and Science Vol.18 No.4

In this study, we suggest an emulator for generating multiple heterogeneous interference signals in the Korean radio frequency identification/ubiquitous sensor network (RFID/USN) frequency band. The proposed emulator uses only one universal software radio peripheral to generate multiple heterogeneous interference signals more economically. Moreover, the physical and media access control parameters can be adjusted in real time using the LabVIEW program, thereby making it possible to create various time-varying interference environments easily. As an example showing the capability of the proposed emulator, multiple interference signals consisting of a frequency-hopping RFID signal and two LoRa signals with different spreading factors were generated. The generated signals were confirmed in both frequency and time domains. From the experimental results, we verified that our emulator could successfully generate multiple heterogeneous interference signals with different frequency and time domain characteristics.

시각적 웹 기반 그래프 알고리즘 학습 시스템

윤선영(Sunyoung Yoon),한현구(Hyungoo Han) 한국정보과학회 2006 한국정보과학회 학술발표논문집 Vol.33 No.2A

정보 통신의 발달과 인터넷 기술의 발달로 그래픽 등의 매체를 통하여 시간과 장소에 구애받지 않는 학습자 수준에서 적절한 교육을 받을 수 있는 쌍방향 멀티미디어 환경의 원격 웹 기반교육(Web Based Instruction, WBI)이 등장하게 되었다. 인터넷을 활용한 교육을 함으로써 개별화된 교육을 할 수 있고, 학습자들이 인터넷을 통해 함께 탐구하고 대화하며 결론에 도달하는 협력 학습의 장을 제공할 수 있게 되었다. 그래프 알고리즘은 자료구조의 한 분야로 종류도 다양하고 개념도 복잡하여 학습자들이 쉽게 이해하지 못하는 부분이 많았다. 본 논문에서는 그래프 알고리즘을 하이퍼텍스트를 통한 단순한 자료의 제시에 그치지 않고 웹의 장점을 살려 플래시를 통해 각 그래프 알고리즘의 수행단계를 시각적으로 보임으로써 그래프 개념을 쉽게 이해하고 여러 종류의 그래프 알고리즘을 효율적으로 반복 학습할 수 있도록 하였다. 또한 C로 구현된 각 알고리즘의 소스를 볼 수 있게 하고 그 결과도 보여줌으로 그래프 알고리즘을 정확히 이해하도록 하였다. 학습 후 평가 문제를 통해 학습자의 이해도를 평가하고 평가 결과를 막대그래프 차트로 보임으로써 비교 평가가 쉽게 구현하였다.