ATSC 3.0 방송 시스템용 물리계층 GUI 시뮬레이터 구현 및 MISO 시스템 성능 분석

본 논문에서는 ATSC 3.0 물리계층 규격에서 정의되는 다양한 파라미터 조합에 따른 시뮬레이션 결과를 쉽게 확인할 수 있는 MATLAB GUI 기반의 ATSC 3.0 시뮬레이터를 구현한다. 구현된 시뮬레이터를 통하여 물리계층 파라미터 구성을 위해 필요한 시그널링 정보를 직접 설정하여 프레임 길이 [ms]와 데이터 전송률[Mbps]을 계산할 수 있다. 또한 시뮬레이션, 실내, 필드 환경 테스트에 따른 AWGN, RC20, RL20 채널에서의 요구 SNR [dB]을 알 수 있다. 시뮬레이션 동작을 위해 다양한 시뮬레이션 파라미터를 설정하여 송수신 시뮬레이션 결과를 도출할 수 있으며 송수신기의 성상도와 frequency response를 관찰할 수 있다. 시뮬레이션 동작 결과로써 수신기의 성능 검증을 위한 비트 에러율과 프레임 에러율을 관찰할 수 있다. 구현된 시뮬레이터가 다양한 파라미터 조합에 따른 동작을 지원하기 위해 본 논문에서는 PLP 다중화에 따른 셀 인덱싱 방법을 구현한다. 또한 ATSC 3.0에서 적용되는 MISO 시스템을 구현하여 MISO 시스템의 특성을 분석하고 시스템 성능을 분석한다.|In this paper, a physical layer GUI simulator for ATSC 3.0 which can easily verify the validity for various combinations of system parameters is implemented. It is possible to calculate the length of the frame and the data rate by directly setting the physical layer signaling information via the implemented simulator. In addition, it is possible to know the required signal-to-noise ratio under several channel models, e.g., AWGN, RC20, and RL20, and indoor/outdoor field tests. With the simulator, outputs of various functional blocks of ATSC 3.0 transmitter and receiver such as signal constellations and frequency responses can be observed. Also, it is possible to observe the bit error rate and the frame error rate to verify the performance of the receiver. In order to support various combinations of multiplexing schemes, the simulator provides the cell indexing method according to various PLP multiplexing schemes. Furthermore, the multiple-input single-output system of ATSC 3.0 is implemented in the simulator and the performance is analyzed.1. 서 론 1.1 연구 배경 1.2 연구 내용 2. ATSC 3.0 물리계층 시스템 2.1 송신기 시스템 구조 2.2 수신기 시스템 구조 2.3 프레임 구조 3. ATSC 3.0 물리계층 파라미터 3.1 L1-시그널링 3.1.1 L1-시그널링의 보호 3.1.2 부트스트랩 3.1.3 L1-Basic 3.1.3.1 L1-Basic: 시스템 파라미터 3.1.3.2 L1-Basic: L1-Detail 관련 파라미터 3.1.3.3 L1-Basic: 첫 번째 부프레임 파라미터 3.1.4 L1-Detail 3.1.4.1 L1-Detail: 기본 파라미터 3.1.4.2 L1-Detail: 채널 본딩 파라미터 3.1.4.3 L1-Detail: 부프레임 파라미터 3.1.4.4 L1-Detail: PLP 파라미터 3.1.4.5 L1-Detail: LDM 파라미터 3.1.4.6 L1-Detail: 채널 본딩 파라미터 3.1.4.7 L1-Detail: MIMO 파라미터 3.1.4.8 L1-Detail: 셀 다중화 파라미터 3.1.4.9 L1-Detail: 시간 인터리버 파라미터 4. 계층 분할 다중화 및 PLP 다중화 4.1 계층 분할 다중화 4.2 PLP 다중화 4.2.1 LDM을 하지 않는 경우 4.2.1.1 CL의 L1D_plp_type 가 0인 경우 4.2.1.2 CL의 L1D_plp_type가 1인 경우 4.2.2 LDM을 하는 경우 4.2.2.1 CL의 L1D_plp_type이 0인 경우 4.2.2.2 CL의 L1D_plp_type이 1인 경우 5. ATSC 3.0 물리계층 GUI 시뮬레이터 구현 5.1 GUI 시뮬레이터 인터페이스 5.1.1 부트스트랩 항목 5.1.2 프리앰블 항목 5.1.3 부프레임 항목 5.1.4 PLP 항목 5.2 GUI 시뮬레이터의 동작 결과 5.2.1 S-PLP 시뮬레이션 결과 5.2.2 LDM 시뮬레이션 결과 6. MISO 시스템 성능 분석 6.1 MISO 시스템 송수신기 구조 6.2 TDCFS 6.3 성능 분석 결과 7. 결론Maste

Impedance Analysis of a Partially Open Two-Dimensional Membrane-Cavity Coupled System

초록 Dealing with the coupling problem where structural vibration mutually interacts with acoustic fields, we have to solve them simultaneously. This fact makes us difficult to solve coupling problems. Many researchers have analyzed such coupling problems especially ones between a structure and either a finite or infinite size of an acoustic field. Recently a general coupling problem, which deals with a structure which interacts both finite and infinite acoustic fields have been studied experimentally and analytically. However, it is needed to introduce some measures which are easily understandable for the explanation of coupling mechanism. For this reason, we attempt to use of the concept of modal impedance. As an example of a coupled system, a partially open two-dimensional membrane-cavity system was used. As a result we found that impedance is highly dependent on the system characteristics

The First and Second Kinds of Total Impedances

Impedance is an inherent property that represents the relation between the excitation and motion of a system. It is not only gives the frequency characteristics of the system but also help us to understand an interaction with the other systems. If the impedance to be described is not with respect to a point but to a certain area, modal impedance must be used. However, it is highly dependent on modal functions and it is needed to know all information on the modal impedance to understand the whole characteristics. In this paper, two new types of impedances are introduced: the first and second kinds of total impedances. Their definitions certainly convey the implication that their properties are similar to the conventional impedance. With some limit checks and the simulations of several simple systems, we found that they are useful to describe the frequency characteristics of systems

An analysis of the Sound Radiation Characteristics of the King Song-Dok Bell Using Cylindrical Acoustic Holography

성덕대왕 신종의 방사 음장 특성을 분석하기 위하여 30개의 마이크로폰으로 구성된 어레이를 이용하여 360개의 위치에서 음압을 측정한 후 원통형 음향 홀로그라피 방법을 적용하여 시간, 주파수별로 음장 해석을 행하였다. 타종 직후, 신종에서 방사되는 음장은 넓은 주파수 영역(800Hz까지 해석)에 걸쳐 고른 분포를 가지나 시간이 지남에 따라 고주파 성분은 급격히 감쇠하여 약 10초 이후에는 저주파 성분만이 존재한다. 마찬가지로 시간에 따른 음압 신호를 살펴보면 초기에 여러 성분의 모우드들이 중첩되어 복잡한 모양을 하고 있으나 10초 이후에는 한쌍의 저주파 성분(64.06Hz, 64.38Hz)에 의한 맥놀이 현상이 나타남을 확인할 수 있다. 이 맥놀이에 의한 여음이 초기의 화려하면서 장엄한 소리와 어우러져 신종만의 독특한 소리를 나타낸다. 맥놀이 현상은 종의 축에 대한 비대칭 현상에 의해 근접한 고유진동수를 가지기 때문에 발생하며 다른 고주파 성분에서도 쌍으로 존재하는 고유진동수를 관찰할 수 있다. 저주파 모우드의 경우 쌍으로 존재하는 방사 음장 형태는 길이 방향 절선 간격의 반에 해당되는 각도만큼 회전되어 나타난 것을 제외하고는 동일함을 알 수 있으며 고주파 모우드의 경우는 이보다 복잡한 모양을 이루고 있다

Characteristics and Errors of Four Acoustic Holographies

Acoustic holography makes it possible to reconstruct the acoustic field based on the measurement of the pressure distribution on the hologram surface. Because of the merit that one can obtain an entire three-dimensional wave field from the data recorded on a two-dimensional surface, the holographic method has been widely studied. Being an experimental method, holography has an unavoidable error which is generate by sampling in space and frequency domain and finite aperture size. Its magnitude is dependent on the space and frequency domain and finite aperture size. Its magnitude is dependent on the shape of hologram surface, acoustic holography may be classified into four types of holography : rectangular type planeholography, circular type plane holography, cylindrical holography and spherical holography. In this paper, four types of holography are studied by modal summation method. Numerical simulation is performed using a monopole source with varying parameters to find out effects to the estimation error in each holography. Experiments of circular type plane holography and cylindrical holography explain strong relation between the shape of hologram surface and the acoustic field

Wave Propagation Characteristics along a Simple Catenary with Arbitrary Impedance Condition

The characteristics of wave propagation along a catenary depend on various impedance conditions; i.e., spatial impedance of catenary, impedance of boundaries. In this study, wave propagation along a simple catenary system is studied with arbitrary impedance conditions such as impedance of pantograph, boundary, catenary etc. Seven coupled equations which determine the characteristics of wave propagation along catenary system have been derived and numerically solved. Results demonstrate the role of each impedance condition in the dynamics of catenary system, i.e. the way in which the conditions affect waves on catenary as well as contact force of pantograph. The formulation and suggested solution method can be certainly used for desinging an optimal catenary system for a given pantograph