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최영철,임용곤,Choi, Youngchol,Lim, Yong-kon 한국정보통신학회 2017 한국정보통신학회논문지 Vol.21 No.6
본 논문에서는, ad-hoc on-demand distance vector (AODV) 라우팅 프로토콜의 브로드캐스트 스톰 문제가 발생하지 않는 이동 애드혹 네트워크를 위한 새로운 온디맨드 라우팅 프로토콜을 제안한다. 경로요청 패킷을 송신하는 노드와 목적지의 위치 정보를 이용하여, 경로요청 패킷을 전달할 수 있는 후보를 지리적으로 제한한다. 그 다음에, AODV의 원리를 따르는 라우팅 프로토콜들은 최초로 수신된 경로요청 패킷 이외의 중복 수신되는 경로요청 패킷을 모두 버리지만, 제안하는 라우팅 프로토콜은 중복 수신되는 경로요청 패킷을 해석하여, 경로요청 패킷의 불필요한 중복 재방송을 회피하고 송신한 경로요청 패킷에 대한 수동 ACK 기능을 수행한다. 제안하는 라우팅 프로토콜을 AODV의 소스 코드를 수정하여 QualNet으로 구현하고 시뮬레이션을 수행한 결과, 기존 AODV 대비, 노드 밀집도가 높고 트래픽이 많은 네트워크의 패킷 전달 비율 및 시간 지연을 크게 향상시킨다. In this paper, we propose a novel geographical on-demand routing protocol for a mobile ad-hoc network (MANET) that resolves the broadcast storm problem of ad-hoc on-demand distance vector (AODV) routing protocol. The candidates relaying route request (RREQ) packet are geographically restricted by the locations of the destination and a (RREQ sender. Then, the duplicate RREQs, which are generally discarded in the protocols that follow the principle of the AODV, are parsed to avoid redundant RREQ rebroadcasts and to perform passive acknowledgement with respect to a RREQ rebroadcast. The proposed routing protocol is implemented by modifying the source code of the AODV in QualNet. It is shown through QualNet simulations that the proposed routing protocol significantly improves the packet delivery ratio and the latency of the AODV in high-density and heavy traffic network scenarios.
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Circulant Matrix Factorization을 이용한 FIR/IIR Lattice 필터의 설계
김상태,임용곤,Kim Sang-Tae,Lim Yong-Kon 대한전자공학회 2004 電子工學會論文誌-TC (Telecommunications) Vol.41 No.1
We Propose the methods to design the finite impulse response (FIR) and the infinite impulse response (IIR) lattice filters using Schur algorithm through the spectral factorization of the covariance matrix by circulant matrix factorization (CMF). Circulant matrix factorization is also very powerful tool used for spectral factorization of the covariance polynomial in matrix domain to obtain the minimum phase polynomial without the polynomial root finding problem. Schur algorithm is the method for a fast Cholesky factorization of Toeplitz matrix, which easily determines the lattice filter parameters. Examples for the case of the FIR filter and for the case of the In filter are included, and performance of our method check by comparing of our method and another methods (polynomial root finding and cepstral deconvolution). Circulant Matrix Factorization (CMF)는 covariance 행렬의 spectral factorization된 결과를 얻을 수 있다. 우리는 얻어진 결과를 가지고 일반적으로 잘 알려진 방법인 Schur algorithm을 이용하여 finite impulse response (FIR)차 infinite impulse response (IIR) lattice 필터를 설계하는 방법을 제안하였다. CMF는 기존에 많이 사용되는 root finding을 사용하지 않고 covariance Polynomial로부터 minimum phase 특성을 가지는 polynomial을 얻는데 유용한 방법이다. 그리고 Schur algorithm은 toeplitz matrix를 빠르게 Cholesky factorization하기 위한 방법으로 이 방법을 이용하면 FIR/IIR lattice 필터의 계수를 쉽게 찾아낼 수 있다. 본 논문에서는 이러한 방법들을 이용하여 FIR과 IIR lattice 필터의 설계의 계산적인 예제를 제시했으며, 제안된 방법과 다른 기존에 제시되었던 방법 (polynomial root finding과 cepstral deconvolution)들과 성능을 비교 평가하였다.
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고학림,임용곤,이덕환,Ko, Hak-Lim,Lim, Yong-Kon,Lee, Deok-Hwan 한국음향학회 2007 韓國音響學會誌 Vol.26 No.1
본 논문에서는 수중에서 이동체의 3차원 위치를 추정하기 위한 위치추적 시스템을 구현하였다. 본 연구에서는 네 개의 초음파 센서를 수중의 서로 다른 위치에 고정시키고, 이동중인 이동체 센서와 서로 다른 신호를 송 수신하게 함으로써 고정체와 이동체 모두에서 이동체의 3차원 위치 추적과 이동체의 원격제어를 가능하게 하였다. 또한 위치 추적 시에 Newton 알고리즘에서 매 iteration 시에 Jacobian 행렬의 norm을 추정하고, 행렬의 norm이 임계값 이상이 되어 역행렬에 의한 해가 불안정해질 때는 또 다른 초기값을 이용하여 해를 구하게 함으로써 이동체의 위치가 보다 신뢰성 있게 추정되게 하였다. 그리고 제안한 알고리즘을 이용하여 실시간 위치 추적이 가능한 위치 추적 DSP 시스템을 구현하였으며, 성능 검증을 위한 수조 실험을 수행하였다. 성능 검증결과 본 연구에서 구현한 위치 추적 시스템은 1초에 2회 이상의 속도로 오차율 5cm 이내에서 이동체의 위치를 추적함을 알 수 있었다. In this paper we have implemented a 3-D PL (Position Location) system to estimate the 3-dimensional position of a moving object in underwater environments. In this research, we let four sensors fixed in different Positions and moving sensorsto communicate with each other to find the 3-dementianal positions for both the fixed and moving objects. Using this we were also able to control the moving object remotely. When finding the position, we calculated the norm of the Jacobian matrix every iteration in the Newton algorithm. Also by using a different initial value for calculating the solution when the norm became higher than the critical value and the solution from the inverse matrix became unstable, we could find a more reliable position for the moving object. The proposed algorithm was used in implementing a DSP system capable of real-time position location. To verify the performance, experiments were done in a water tank. As a result we could see that our system could located the position of an object every 2 seconds with a error range of 5cm.
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A Broadband FIR Beamformer for Underwater Acoustic Communications
최영철,임용곤,Choi, Young-Chol,Lim, Yong-Kon The Korea Institute of Information and Commucation 2006 한국정보통신학회논문지 Vol.10 No.12
수중음향통신을 위한 빔형성 기법은 대역폭이 반송주파수에 비해서 큰 광대역 신호 특성을 고려해야한다. 수중 음향통신에서는 협대역 신호가정이 성립하지 않는다. 본 논문에서는 기저 대역 배열신호 모델을 이용한 수중음향통신 광대역 FIR 빔형성기에 대해서 논한다. 반송주파수 25Hz, 심볼 속도 5kHz인 QPSK 방식의 수중음향통신에 있어서 광대역 FIR 빔형성기를 고려했다. 배열 센서는 8개의 등방형 센서로 구성된 선형등간격 구조이고, 센서간 간격은 반송주파수 파장의 절반이다 컴퓨터 모의실험을 통하여 각 센서에 길이가 2인 FIR 필터를 채택하고 탭간 간격이 심볼 주기의 1/4일 때 광대역 FIR 빔형성기는 최적 신호 대 간섭잡음비에 근접하였으며, 기존의 통상적인 협대역 빔형성기보다 신호 대 간섭 잡음비가 0.5dB 향상된 결과를 보였다. 광대역 FIR 빔형성기의 성능은 FIR 필터 길이가 특정 값 이상으로 커지면 더 나빠지고, 탭간 간격이 심볼 주기의 절반보다 작으면 탭간 간격은 성능에 영향을 주지 않았다. 탭간 간격 이 심볼 주기와 같은 경우에, 훈련 신호열이 통상적인 경우보다 더 많이 필요하였다. Beamforming for underwater acoustic communication (UAC) is affected by the broadband feature of UAC signal, which has relatively low currier frequency as compared to the signal bandwidth. The narrow-band assumption does not hold good in UAC. In this paper, we discuss a broadband FIR beamformer for UAC using the baseband equivalent way signal model. We consider the broadband FIR beamformer for QPSK UAC with carrier frequency 25kHz and symbol rate 5kHz. Array geometry is a uniform linear way with 8 omni-directional elements and sensor spacing is the half of the carrier wavelength. The simulation results show that the broadband n beamformer achieves nearly optimum signal to interference and noise ratio (SINR) and outperforms the conventional narrowband beamformer by SINR 0.5dB when two-tap FIR filter is employed at each sensor and the inter-tap delay is a quarter of the symbol interval. The broadband FIR beamformer performance is more degraded as the FIR filter length is increased above a certain value. If the inter-tap delay is not greater than half of the symbol period, SINR performance does not depend on the inter-tap delay. More training period is required when the inter-tap delay is same as the symbol period.
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