수중 AWGN 채널에서의 파라메트릭 배열 통신 성능

이재일,이종현,배진호,팽동국,김원호,Lee, Jaeil,Lee, Chong Hyun,Bae, Jinho,Paeng, Dong-Guk,Kim, Won-Ho 한국음향학회 2013 韓國音響學會誌 Vol.32 No.4

본 논문에서는 간략화된 차 주파수의 신호대잡음비을 이용하여 수중 AWGN 환경하에서 파라메트릭 배열 통신 시스템의 성능을 비트오류확률과 MIMO 채널용량 관점에서 분석한 결과를 제시한다. 분석을 위해 사용된 차주파수의 신호대잡음비는 전달손실, 잡음준위 그리고 비선형성이 고려된 차 주파수의 음원준위로 계산된다. 1차 주파수 210 kHz와 190 kHz, 차 주파수 20 kHz, 트랜스듀서 직경 0.1 m, 잡음준위 50 dB, 요구되는 비트오류 확률을 $10^{-4}$으로 가정할 때, 담수 환경과 해수 환경에서의 1차 주파수 통신 거리 대비 파라메트릭 배열의 통신거리 이득을 각각 59.11 km와 5 km를 얻었다. 또한, 10 bps/Hz의 채널용량 조건을 위해 SISO 및 ($2{\times}2$) MIMO 파라메트릭 배열을 사용할 경우, 담수에서는 38.84 km와 46.38 km 거리이득을 해수에서는 3.88 km 4.381 km의 거리이득을 얻었다. In this paper, we present performance analysis results of parametric array communication system in terms of theoretical BER and channel capacity of MIMO in underwater AWGN channel by using simplified SNR of difference frequency. The SNR of the difference frequency is calculated by using transmission loss, noise level, and source level of difference frequency in which nonlinear effect is considered. By assuming primary frequencies as 210 kHz and 190 kHz, difference frequency as 20 kHz, transducer diameter as 0.1 m, and noise level as 50 dB and the requested BER as $10^{-4}$, we obtain parametric array communication range gains over the communication system using primary frequency of 59.11 km in fresh water and 5 km in sea water, respectively. Also we obtain range gains of 38.84 km and 46.38 km in fresh water, and 3.88 km and 4.38 km in sea water when we use SISO and $2{\times}2$ MIMO parametric array communications for the channel capacity of 10 bps/Hz.

트랜스듀서 배열을 이용한 파라메트릭 배열 신호 생성 시스템

이재일,이종현,배진호,팽동국,최미흥,김원호,Lee, Jaeil,Lee, Chong Hyun,Bae, Jinho,Paeng, Dong-Guk,Choe, Mi Heung,Kim, Won-Ho 한국음향학회 2013 韓國音響學會誌 Vol.32 No.4

본 논문에서는 20 kHz와 32.5 kHz에 공진 주파수를 갖는 다공진 트랜스듀서를 $3{\times}16$ 배열로 구성하여 파라메트릭 배열 신호를 생성하는 시스템을 제안한다. 배열 트랜스듀서를 구동하기 위해 LM1875증폭기 소자를 이용하여 16채널 다중 증폭기를 제작하였고, 임의의 파형 생성 및 분석을 하기 위해 PXI 시스템과 LabView 8.6을 이용한 시스템이 구축되었다. 구축된 시스템을 이용하여 거리에 따른 음압레벨 변화와 빔 패턴을 측정하여 파라메트릭 현상을 확인하였다. 이론적으로 계산된 차 주파수의 감쇠거리와 회절거리는 각각 15.51 m와 1.9332 m이며, 음압레벨 실험결과 회절거리 이전 근거리 음장에서 차 주파수의 음압이 누적되어 증가되는 현상을 확인 하였다. 실험을 통해 측정된 차 주파수의 빔 패턴은 2개의 1차 주파수가 중첩된 빔 패턴과 유사함을 확인하여 고지향 파라메트릭 신호가 생성됨을 확인하였다. We present a parametric array signal generating system using $3{\times}16$ transducer array which is composed of multi-resonant frequency transducers of 20kHz and 32.5kHz. To drive transducer array, sixteen channel amplifier using LM1875 chips is designed and implemented, and the PXI system based on the LabView 8.6 for arbitrary signal generation and analysis is used. Using the proposed system, we measure sound pressure level and beam pattern of difference frequency and verify the nonlinear effect of difference frequency. The theoretical absorption range and the Rayleigh distance are 15.51m and 1.933m, respectively and we verify that sound pressure of difference frequency is accumulated and increased at the near-field shorter than the Rayleigh distance. We verify that the beam pattern of the measured difference frequency and the beam pattern obtained by the superposition of two primary frequencies are similar, and high directional parametric signal was generated.

고지향 소나 시스템 통신 성능분석

이재일,이종현,이승욱,신정채,정진우,Lee, Jaeil,Lee, Chong Hyun,Lee, Seung Wook,Shin, Jungchae,Jung, Jin Woo 대한전자공학회 2012 전자공학회논문지 Vol.50 No.8

본 논문에서는 파라메트릭 배열 기반 소나 통신 성능을 분석하였다. 분석을 위하여 음향학적 설계요소를 고려한 최적의 차 주파수 발생조건을 구하고 비선형성이 고려된 소나 방정식을 이용하여 차 주파수의 SNR을 추정하였다. 추정된 차 주파수의 SNR을 이용하여 디지털 변조 방식에 따른 이론적인 비트오류확률과 MIMO 채널 용량을 모의실험 하였다. 1차 주파수의 평균 주파수를 560kHz, 차 주파수를 45kHz 그리고 방사 파워 28.05Watt를 가정할 때, 비트오류확률 $10^{-4}$ 이하의 통신 거리는 1차 주파수를 사용할 경우 0.9km이고 차 주파수는 4.25km로 3.35km의 거리 이득을 얻음을 확인하였다. 또한 요구되는 채널 용량 10bps/Hz를 가정할 때 1차 주파수의 구동거리는 0.83km인 반면 주파수의 경우 SISO 통신은 3.8km 그리고 $2{\times}2$ MIMO 통신은 3.98km 까지 전송 할 수 있음을 확인 하였다. In this paper, we present novel analysis results of sonar communication using parametric array. We consider transducer diameter, primary frequency, difference frequency and acoustic power as analysis parameters of communication performance. We calculate theoretical BER(Bit Error Rate) and channel capacity of MIMO(Multi Input and Multi Output) communication system. By considering practical parameters, we obtain optimum difference frequency generation condition. The obtained primary frequency is 560 kHz, difference frequency 45kHz and acoustic power is 28.05Watt. For BER of $10^{-4}$, the range gain of parametric array communication is 3.35km compared to primary frequency communication. For channel capacity of 10bps/Hz, the SISO and $2{\times}2$ MIMO communication range of parametric array communication are 3.8km and 3.98km respectively, while primary frequency communication range is 0.83km.

모듈러 공법 기반 강교 공급사슬 관리를 위한 시뮬레이션 모형 개발

이재일,정은지,김시남,정근채,Lee, Jaeil,Jeong, Eunji,Kim, Sinam,Jeong, Keunchae 한국건설관리학회 2022 한국건설관리학회 논문집 Vol.23 No.2

본 연구에서는 모듈러 공법 기반 강교 건설공사에 대해 공급사슬 관리를 위한 시뮬레이션 모형을 개발한다. 이를 위해, 우선 강교 건설에 대한 공장 제작/현장 시공 체계 자료를 수집한 후, 이를 바탕으로 공급사슬, 개체, 자원, 공정 등을 정의하였다. 이후, Arena 소프트웨어를 이용하여 데이터, 플로차트, 애니메이션 모듈을 작성함으로써 강교 공급사슬 시뮬레이션 모형을 개발하였다. 마지막으로, 개발된 모형의 논리성 검증과 유효성 확인을 위한 애니메이션 검증, 극한 조건 검증, 평균값 확인, 리틀의 법칙 확인, 사례 실적값 확인 등의 방법론을 이용하여 모형의 타당성을 검토하였다. 검토 결과, 개발된 시뮬레이션 모형은 논리적 오류 없이 강교 공급사슬의 공정과 특성을 적합하게 표현하며, 분석 대상 공급사슬에 대한 정확한 성능평가척도 예측치를 제공하였다. 향후, 본 연구에서 개발된 시뮬레이션 모형은 강교 공급사슬 체계를 최적으로 운영하기 위한 관리기법을 개발함에 있어 성능 평가 플랫폼으로서의 역할을 충실히 수행할 수 있을 것이다. In this study, we develop a simulation model for Supply Chain Management (SCM) of modular construction based steel bridge. To this end, first, Factory Production/Site Construction system data for the steel bridge construction were collected, and supply chain, entities, resources, processes were defined based on the collected data. After that, a steel bridge supply chain simulation model was developed by creating data, flowchart, and animation modules using Arena software. Finally, verification and validation of the model were performed by using animation check, extreme condition check, average value test, Little' s law test, and actual case value test. As a result, the developed simulation model appropriately expressed the processes and characteristics of the steel bridge supply chain without any logical errors, and provided accurate performance evaluation values for the target system. In the future, we expect that the model will faithfully play a role as a performance evaluation platform in developing management techniques for optimally operating the steel bridge supply chain.

진동센서를 이용한 이동자의 걸음걸이 분류

이재일(Jaeil Lee),배진호(Jinho Bae),이종현(Chong Hyun Lee),팽동국(Dong-Guk Paeng),이동식(Dongsik Lee),전종훈(Jonghoon Chun),이노복(Nobok Lee) 제어로봇시스템학회 2011 제어로봇시스템학회 합동학술대회 논문집 Vol.1 No.1

We propose an algorithm to find the footstep classification of person movement using seismic sensor. A field study were conducted in 2011 at Jeju national university, to document seismic signature of a person who is walking crawling and running in ground. The person generated a vertical ground vibration were recorded using 2000 Hz of sampling frequency with geophone (GD20DX). The hypothetical sensor performance predictions were made using a s statistical signal processing approach is developed footstep classification of the movement of a person. We experimentally verified the algorithm of the footstep classification by using the collected seismic data.

국내 모바일 산업 활성화를 선도하는 스마트 모바일 앱 개발 지원센터

이재일(Jaeil Lee) 한국정보과학회 2010 정보과학회지 Vol.28 No.11

“S/W 산업 재조명” 공동특집을 발간하며...

이재일(Jaeil Lee),박춘식(Choon Sik Park),김성수(Sung-Soo Kim) 한국정보과학회 2010 정보과학회지 Vol.28 No.11

X.509 인증서에 포함된 프라이버시 보호기능을 가진 개인 식별 방법

이재일(Jaeil Lee),박종욱(Jongwook Park),김승주(Seungjoo Kim),송주석(JooSeok Song) 한국정보보호학회 2006 정보보호학회논문지 Vol.16 No.5

CA는 소유자와 공개키를 연계시키기 위해 X.509 공개키 인증서를 발급한다. 소유자는 인증서의 "subject" 필드나 "subjectAltName" 확장필드에 있는 하나 이상의 소유자 명에 의해 특정되어진다. 그러나 실세계에서는 동일하거나 유사한 이름을 갖는 개인들이 존재한다. 이런 모호성은 같은 소유자에게 발급되는 모든 인증서 내에 여러 CA간에 유일성을 보장해주는 “항구식별자”를 포함시킴으로써 해결될 수 있다. 그러나 많은 경우에 있어서 개인의 유일한 식별자는 민감한 개인정보이기 때문에 소유자 필드에 단순 포함시켜서는 안 된다. 누출될 경우 오용될 수 있기 때문이다. 본 논문에서는 X.509 인증서의 표준 확장필드에 포함되는 PEPSI를 통하여 사용자 식별자의 기밀성을 제공함으로써 보다 안전하고 정확한 사용자 인증방안을 제시한다. A Certification Authority issues X.509 public key certificates to bind a public key to a subject. The subject is specified through one or more subject names in the "subject" or "subjectAltName" fields of a certificate. In reality, however, there are individuals that have the same or similar names. This ambiguity can be resolved by including a "permanent identifier" in all certificates issued to the same subject, which is unique across multiple CAs. But, a person's unique identifier is regarded as a sensitive personal data. Such an identifier cannot simply be included as part of the subject field, since its disclosure may lead to misuse. We present a new method for secure and accurate user authentication through the PEPSI included in the standard certificate extension of a X.509 certificate. The PEPSI can be served not only for user authentication but also for the user anonymity without divulging personal information.

PDR 센서의 검출 시간차를 이용한 표적 경로 검출 알고리즘

이재일(Jaeil Lee),이종현(Chong Hyun Lee),배진호(Jinho Bae),권지훈(Jihoon Kwon),전종훈(Jonghoon Chun),이노복(Nobok Lee) 제어로봇시스템학회 2011 제어로봇시스템학회 합동학술대회 논문집 Vol.1 No.1

본 논문에서는 탐지영역에 존재하는 이동 표적 유무 정보만을 제공하는 제한된 PDR(Pulse Doppler Radar 센서노드 환경에서 인접한 한 쌍의 PDR 센서로부터 표적 이동 경로에 따른 검출 시간차의 통계적 특성을 이용한 표적 경로 검출 알고리즘을 제안한다. 알고리즘에 사용된 변수는 실측 실험 정보를 기반으로 도출한 표적 검출 시작 시간차와 비검출 시간차 이다. 또한 한 쌍의 PDR센서 탐지 영역에서 발생되는 표적 이동 경로를 센서를 관통하는 경로, 센서와 병렬로 이동하는 경로 그리고 두 센서 사이를 바라보고 진입한 후 한쪽 센서 방향으로 향하는 3가지 경우로 제한한 후 각각 600회의 실험 결과 각 경우에 따른 오류 검출 백분율은 각각 5.67%, 5.83% 그리고 7.17%이며, 검증 결과 제한된 표적 검출 환경에서 높은 검출 확률을 얻었다.

생물의약품 제조 공정에서 Porcine transmissible gastroenteritis virus 정량 검출을 위한 TaqMan Probe Real-Time RT-PCR 개발

이재일 ( Jaeil Lee ),한상은 ( Sangeun Han ),김인섭 ( Inseop Kim ) 한국미생물생명공학회(구 한국산업미생물학회) 2015 한국미생물·생명공학회지 Vol.43 No.3

Biopharmaceuticals and the cell substrates used for their manufacture are currently tested for porcine adventitious viruses due to the widespread use of porcine trypsin in cell culture. Porcine transmissible gastroenteritis virus (PTGV) is one of the major adventitious porcine viruses causing contaminated during the manufacture of biopharmaceuticals. Therefore, rapid and sensitive detection of PTGV is essential in ensuring the safety of biopharmaceuticals. A TaqMan probe real-time RT-PCR method was developed for the quantitative detection of PTGV contamination in cell substrates, raw materials, manufacturing processes, and final products, as well as PTGV clearance validation. Specific primers for the amplification of PTGV RNA were selected, and PTGV RNA was quantified by use of a specific TaqMan probe. Specificity, limit of detection (LOD), and robustness of the method was validated according to international guidelines on the validation of nucleic acid amplification tests. The sensitivity of the assay was calculated to be 1.10 × 100 TCID50/ml. The real-time RT-PCR method was validated to be reproducible, very specific to PTGV, and robust. The established real-time RT-PCR assay was successfully applied to the validation of Chinese Hamster Ovary (CHO)-K1 cells artificially infected with PTGV.