5G MIMO communication simulator considering channel characteristic

학위논문(석사) -- 서울대학교대학원 : 공과대학 전기·정보공학부, 2023. 2. 남상욱.5G was commercialized in Korea for the first time in the world, and as 5G mobile communication technology has recently developed, efforts are being made to improve the performance level of communication technology by grafting 5G technology to vehicles and terminals. Nevertheless, while a commercial tool (REMCOM) exists for radar systems, interpretation is limited for other applications such as mobile communication in a 5G environment. A channel representing a space existing between a transmitter and a receiver is a parameter that can influence communication performance, and in particular, its value and importance are gradually emerging in that most of the current communication is wireless. Through the research presented in this paper, it can be extended to various radio application system analysis through changing the scenario (channel and flow chart) as well as the radar/communication system. In addition, by building an analysis platform in a dynamic environment, it has the advantage of being able to more realistically simulate the actual operating environment. In this paper, we propose a communication simulator for 5G mm-Wave band, and the simulator not only reflects the actual communication process and system structure (Tx & Rx: reflects the latest base station and terminal structure), but also complies with the standards stipulated by 3GPP. In the case of the MIMO 5G communication simulator considering the channel characteristics presented in this paper, the development was carried out using the existing QAMCOM Model and System Vue Tool as reference models. It is valuable in terms of overcoming the disadvantages of the tool (adding MIMO function, enabling overall communication performance, etc.). In addition, a format called JSON File is used to secure differentiation from the existing development model so that the user can use the simulator without directly accessing the code or without professional knowledge of the code. In the case of a channel model, which can be said to be one of the most important factors in designing a 5G communication system, modeling was conducted in two ways. First, a statistical method was used to statistically simulate the entire channel by looking at the trends and result values of the partial channels. In another way, a deterministic method was used to accurately predict the propagation of radio waves in a given environment based on physical theories. The 5G communication simulator presented in this paper shows the communication performance obtained under the channels modeled by the two methods presented above. By looking at the result, the appropriate values of the parameters (number of pilot subcarriers, Tx transmission power, distance between Tx and Rx, etc.) that determine the channel state can be identified according to the given environment. That is, through the 5G communication simulator, the user can check the communication performance under the desired scenario. And by analyzing this result value, not only can channel parameter values suitable for the given environment be obtained, but also communication performance can be checked through a parameter called EVM (Error Vector Magnitude), which indicates the difference between the signal actually sent from the Tx and the signal received from the Rx.5G가 세계 최초로 한국에서 상용화 되었고 최근 5G 이동통신 기술이 발달함에 따라 차량 및 단말기에 5G 기술을 접목시켜 통신 기술 수준을 향상시키려는 노력이 계속되고 있다. 그럼에도 불구하고 레이다 시스템의 경우 상용 툴(REMCOM)이 존재하는 반면, 5G 환경에서의 이동통신과 같은 다른 분야에 대해서는 해석이 한정적인 상황이다. 이와 더불어 5G 이동통신 기술이 발달함과 더불어 무선 통신 채널에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 송신기와 수신기 사이에 존재하는 공간을 나타내는 채널은 통신의 성능을 좌지우지할 수 있는 파라미터이며, 특히 현재 이루어지고 있는 대다수의 통신이 무선이라는 점에서 점점 그 가치 및 중요성이 대두되고 있다. 본 논문에서 제시한 연구내용을 통해 레이다/통신시스템 뿐만 아니라 시나리오(채널 및 순서도)의 변경을 통해 다양한 전파 응용 시스템 해석으로 확장할 수 있다. 추가로 동적 환경에서의 해석 플랫폼 또한 구축함으로써 실제 운용 환경을 더 현실적으로 모사한다는 장점을 가진다. 본 논문에서는 5G mm-Wave대역용 통신 시뮬레이터를 제안하며, 해당 시뮬레이터는 실제 통신 프로세스 및 시스템 구조(송수신기: 최신 기지국과 단말기 구조를 반영)를 반영하였을 뿐만 아니라, 3GPP에서 규정한 내용을 준수하고 있다. 본 논문에서 제시한 채널 특성을 고려한 MIMO 5G 통신 시뮬레이터'의 경우 기존의 QAMCOM사의 모델과 System Vue이라는 상용 툴을 Reference 모델로 삼아 개발을 진행하였으며, 해당 툴의 단점을 극복(MIMO 기능 추가, 전반적인 통신 프로세스 지원가능 등등) 하였다는 측면에서 가치가 있다. 그 외에도 사용자가 직접 코드에 접근하지 않고도, 혹은 코드에 대한 전문적인 지식이 없어도 해당 시뮬레이터를 사용할 수 있게끔 JSON 파일이라는 형식을 활용하여 기 개발 모델과 차별성을 확보하였다. 5G 통신 시스템을 설계함에 있어 가장 중요한요소 중 하나라고 할 수 있는 채널 모델의 경우 크게 2가지로 모델링을 진행하였다. 첫째는 부분적인 채널의 경향 및 결과 값을 보고 전체의 채널을 통계적으로 모사하는 Statistical 한 방법을 사용하였으며, 이외의 다른 방법으로는 주어진 환경의 전파전파현상을 물리 이론을 바탕으로 정확하게 예측하는 Deterministic한 방법을 활용하였다. 본 논문에서 제시한 5G 통신 시뮬레이터는 앞에서 제시한 2가지 방법으로 모델링한 채널 하에서 얻은 통신 성능을 보여준다. 결과를 보고 채널의 상태를 결정 짓는 파라미터(Pilot Subcarrier의 개수, 송신기의 송신 전력, 송수신기간 거리 등등)의 타당한 값들을 주어진 환경에 따라 파악할 수 있다. 즉 해당 5G 통신 시뮬레이터를 통해 사용자는 자신이 원하는 시나리오 하에서의 통신성능을 확인할 수 있고 이 결과값을 분석하여 주어진 환경에 맞는 채널 파라미터 값을 얻을 뿐만 아니라 송신기에서 실제 보낸 신호와 수신기에서 받은 신호 간의 차이를 나타내는 EVM(Error Vector Magnitude)과 같은 파라미터를 통해 통신성능이 확인 가능하다.제 1 장 서 론 1 제 2 장 5G 통신 시스템 시뮬레이터 3 제 1 절 시뮬레이터 Overview 3 제 2 절 시뮬레이터 구성 6 2.1. Source 6 2.2. Waveform Modulation (Demodulation) 6 2.3. Tx & Rx Analog 9 2.3.1 PA 9 2.3.2 Mixer 10 2.4. Channel 12 2.5. Channel Estimation & Equalization 16 제 3 장 정적 환경 5G 통신 시뮬레이터 20 제 1 절 RF 소자의 비선형성 보상 알고리즘 20 제 2 절 MIMO 통신 기술 25 제 3 절 Beamforming 27 제 4 장 채널 모델링 31 제 1 절 AWGN 채널 31 제 2 절 Deterministic 채널 32 제 3 절 Statistical 채널 37 제 5 장 동적 환경 5G 통신 시뮬레이터 45 제 1 절 동적 환경 고유 파라미터 분석 및 정의 45 제 2 절 결과 및 분석 50 제 6 장 사용자용 매뉴얼 53 제 7 장 결 론 60 참고문헌 62 Abstract 64석

Effect of rigid body modes on continuous gust response

학위논문(석사) - 한국과학기술원 : 항공우주공학과, 2017.2,[iv, 60 p. :]본 학위논문에서는 항공기의 연속 돌풍 응답에서 강체모드가 미치는 영향에 대하여 연구하였다. 감항인증 FAR 25에 의하면 돌풍 응답 해석을 위한 동적 해석에 있어서 강체운동을 포함하는 구조적 자유도를 감안하여 수행되어야 한다는 규정이 존재한다. 이러한 이유로 폰 카르만 연속 돌풍 모델에 의하여 항공기 날개 구조 모델에 작용하는 돌풍 응답 해석에 있어 동체의 잘량과 강체모드에 의한 운동이 돌풍 하중에 얼마나 큰 영향을 미치는지 보이고자 NASTRAN SOL 146을 사용하여 파워스펙트럼밀도(PSD)와 초과빈도곡선으로써 비교 해석을 수행하였다. 그리고 미익의 양력에 의한 강체모드 운동과 동체 및 미익의 탄성모드가 돌풍 응답 하중에 미치는 영향을 확인하고자 항공기 전기체 구조 모델과 동체 및 미익의 영향을 질점으로 대체한 날개 구조 모델에 대한 돌풍 응답 해석의 비교를 수행하였다. 강체모드에 의한 응답이 연속 돌풍 응답에 가장 큰 영향을 미친다는 해석 결과를 바탕으로 본 연구에서는 주익의 끝단에 추가되는 미소질량에 의한 돌풍 응답 하중 변화 시, 주익에 대한 부분적인 돌풍 하중 재해석만으로 전기체 항공기에 대한 하중 변화를 추정할 수 있는 방안을 제안하였다.한국과학기술원 :항공우주공학과

Growth and Characterization of ZnO Film by the Helicon Wave Plasma Assisted Evaporation Process

Maste

The Relationship between Exercise Behavior and Insulin Resistance in Hypertension Patients: Using Triglyceride and Glucose Index

Background: In 2015, the prevalence of diabetes over the age of 30 in Korea was 9.5%, respectively.In particular, the prevalence of diabetes over the age of 65 rapidly increased to 30.4%.The number of diabetics is increasing.Diabetes depends on genetic trends, dietary habits, stress levels, comorbidities and exercise.Aerobic and anaerobic exercise has been reported to improve cardiovascular function, reduce arteriosclerosis, and improve insulin sensitivity. Methods: The study analyzed, the association between exercise behavior in patients with hypertension and TyG (triglyceride and glucose) index was studied. For research, 4,121 males and 6,416 females were selected among patients with hypertension and prehypertension from 2016 to 2018. The TyG index according to exercise behavior was analyzed and linear regression analysis was performed to identify general characteristics of TyG index. Multivariate regression was also performed to investigate the association between gender physical activity and TyG index. And subgroup analysis was conducted for the association analysis between TyG index and intensity of physical activity according to changes in the covariates of gender, income level, frequency of drinking, amount of smoking and type of hypertension. Results: In the analysis of the correlation between the TyG index between the total strength of anaerobic exercise and physical activity, for men, the moderate was 0.018 higher than the reference point and the low was 0.03 higher than the reference point (p-value>0.05), showing no statistically significant results (p-value>0.05). In addition, when anaerobic exercise was not performed, the high was 0.013 higher than the reference point, the moderate was 0.034 higher, the low was 0.028 higher, and only the moderate was statistically significant (p-value 0.05). For women, the moderate was 0.016 higher than the reference point when aerobic exercise was performed, which was statistically significant (p-value0.05). And when aerobic exercise was not performed, High was 0.045 higher and Low was 0.014 higher, which was statistically significant (p-value>0.05). However, for Moderate, it was not statistically significant (p-value>0.05). Conclusions: This study shows that High blood pressure and diabetes are the main causes of various diseases, and if prevented through proper management, they can reduce the burden of high blood pressure and diabetes, which currently account for a large percentage of health insurance premiums at the national level, as well as the health of the people, which is managed as part of the chronic disease management project at the national level. In this study, 10,537 men and women with hypertension and hypertension, reported in the National Health and Nutrition Survey from 2016 to 2018, were established as key variables to determine whether anaerobic and aerobic exercise affects the decrease in TyG index. Prevention has become an important issue not only for diabetes, but also for high blood pressure and treatment. Although the TyG index tended to decrease as the intensity of exercise increased, some of the items did not show statistically significant results. It is understood that quantitative information about the type and intensity of exercise performed in a controlled environment was not reflected. This seems to require further research in the future. In addition, in the case of women, there was a significant result in the correlation between exercise and TyG index, but in men, it was difficult to draw a definitive conclusion. It is necessary to understand the effect of exercise by studying the type and intensity of exercise and examine the changes in TyG indicators. In addition, through previous studies, if aerobic exercise and anaerobic exercise are performed together, it is believed that it can have a more positive effect on TyG indicators than when each was performed alone. Additional research is needed to compare the exercise behaviors with the exercise. 목적: 우리나라의 의료기술 발전과 인구 구성의 고령화가 급속하게 진행 중인 점을 고려하였을 때 향후 고혈압과 당뇨병의 증가가 예상된다. 우리나라는 현재 만 30세 이상의 당뇨병 유병률은 9.5%로 조사되었고 특히 65세 이상 노인층에서 당뇨병 유병률은 30.4%로 급격히 증가하는 추세이다. 이러한 경향은 남녀 구분이 없고 특히 고혈압과 당뇨병이 공존하는 환자가 증가하고 있다. 현재 보건복지부에서는 만성질환 관리사업의 일환으로 당뇨병 관리를 국가적인 차원에서 시행하고 있다. 당뇨병은 유전적 경향과 식사습관, 스트레스 정도, 동반질환 및 운동에 따라 달라진다. 장기적인 유산소 운동과 무산소 운동에 따른 심혈관 기능 개선과 동맥경화의 주요 위험요인인 고혈압, 고지혈증, 체중개선 등의 효과는 잘 알려져 있다. 이 연구에서는 운동 행태에 대한 Triglyceride과 Glucose의 연관성을 설명하기 위해서 국민건강영양조사 자료를 활용하였고 운동 행태에 대한 Triglyceride과 Glucose의 연관성의 도움이 될 수 있는 기초자료를 제공하고자 한다. 방법: 연구대상에는 2016년부터 2018년까지 국민건강영양조사에 포함하는 남자 4,121명과 여자 6,416명을 대상으로 운동행태에 따라 변화하는 TyG Index를 분석하였다. 연구 대상자의 일반적 특성에 대해 각 성별 집단을 나누어 변수 별 인원수와 백분율로 분석하였고 TyG 지수의 일반적 특성을 분석하기 위하여 선형 회귀 분석을 실시하였다. 또한 성별 신체 활동과 TyG 지수 사이의 연관성을 조사하기 위해 다변수 회귀 분석을 실시하였으며 무산소 운동, 유산소 운동으로 분류되는 신체 활동의 유형과 신체 활동의 총 강도 사이의 TyG 지수에 대한 상호 연관 관계 분석을 위해 다변수 회귀 분석을 실시하였다. 그리고 성별, 소득수준, 음주 빈도, 흡연량, 고혈압 유형 등의 공변량의 변화에 따른 신체 활동 강도와 TyG 지수 사이의 연관 분석을 위해 하위 집단 회귀 분석을 실시하였다. 결과: 무산소 운동과 신체활동의 총 강도 사이의 TyG 지수에 대한 상호 연관 관계 분석에서 남자의 경우 무산소 운동을 했을 때 기준점 대비 Moderate는 0.018 높은 수치, Low는 0.03 높은 수치를 보였으며 이는 통계적으로 유의한 결과를 보이지 않았다(p-value>0.05). 그리고 무산소 운동을 하지 않았을 때는 기준점 대비 High는 0.013 높은 수치, Moderate는 0.034 높은 수치, Low는 0.028 높은 수치를 보였으며, Moderate의 경우에만 통계적으로 유의했다(p-value0.05). 그리고 유산소 운동을 하지 않았을 때는 High는 0.045 높은 수치, Low는 0.014 높은 수치를 보였으며 이는 통계적으로 유의했다(p-value>0.05). 그러나 Moderate의 경우에는 통계적으로 유의하지 않았다(p-value>0.05). 결론: 운동 여부와 관련된 신체 활동의 유형과 신체활동의 총 강도 사이의 TyG 지표에 대한 상호 연관 관계 분석을 수행했을 때 TyG 지표가 운동의 강도가 높을수록 감소하는 경향을 보였다. 여자의 경우 무산소 운동을 했을 때 이 연구에서 파악하고자 하는 경향을 더욱 뚜렷하게 보였는데, 무산소 운동을 했을 때가 하지 않았을 때보다 낮은 TyG 지표를 보였으며, 신체 활동의 강도가 높아질수록 낮은 TyG 지표를 보였다. 그리고 신체 활동의 단계에 따라 low, moderate, high 세 개의 하위 집단으로 분류해 하위집단 회귀 분석을 수행했을 때 연령이나 소득 수준 보다도 신체에 직접적인 영향을 미치는 음주 빈도와 흡연량에 있어 신체 활동의 단계가 높을수록 낮은 TyG 지표를 보여 일상적인 생활에서도 많은 신체 활동을 할수록 TyG 지표가 감소하는 경향을 살필 수 있었다.open석

겨울철 동해 연안에 출현하는 대구(Gadus macrocephalus)와 명태(G. chalcogrammus)의 먹이분할

대구(Gadus macrocephalus)와 명태(G. chalcogrammus)는 대구목(Gadiformes) 대구과(Gadidae)에 속하는 어류로 북태평양 연안에 넓게 분포하는 저서성 어류이다. 북태평양에서 대구과 명태는 유사한 분포범위, 분포수심, 서식형태를 가지고 있지만, 우리나라에서는 대구가 좀 더 얕은 수심 까지 서식하고 동해 전 연안과 남해 및 서해까지 더 넓은 분포범위를 보인다. 동해 연안에서는 강원도 북부 연안에서 두 종이 동시에 출현하는 것으로 알려져 있으며, 본 연구는 겨울철 2종간 먹이분할 관계를 분석하였다. 본 연구에서 사용된 대구와 명태 시료는 2018년 1월 강원도 북부 연안(고성 아야진)의 수심 100-300m에서 저층자망을 이용하여 채집하였다. 총 57개체의 대구와 83개체의 명태가 채집되었고, 전장(Total length)은 각각 18.5-41.1cm와 16.1-53.6cm의 범위를 보였다. 먹이생물의 중량비(%W) 기준으로 어류(Teleostei)가 중량비 85.7%로 대구의 주요 먹이생물이었고, 난바다곤쟁이류(Euphausiacea), 단각류(Amphipoda), 새우류(Caridea)가 각각 중량비 35.0%, 23.9%, 17.8%로 명태의 주요 먹이생물이었다. 성숙체장 기준으로 명태는 크기별 주요 먹이생물의 차이를 보였는데, 미성어는 난바다곤쟁이류를 주로 섭식하였고, 성어는 새우류와 두족류를 주로 섭식하였다. 그러나 대구는 미성어와 성어 모두 어류를 주로 섭식하여 크기별 먹이생물의 차이가 거의 없었다. 대구와 명태의 탄소(δ13C)와 질소(δ15N) 안정동위원소 분석결과 질소 안정동위원소 값은 종간 유의한 차이가 없었지만, 탄소 안정동위원소 값은 명태가 유의하게 높은 값은 나타냈다. 즉, 대구가 명태에 비해 저서성 먹이원을 더 많이 섭식하였음을 의미한다. 크기별로 탄소와 질소 안정동위원소 값에서 2종 모두 유의한 차이를 나타냈는데, 질소 안정동위원소는 성어에서 높은 값을 나타냈고, 탄소 안정동위원소는 미성어에서 높은 값을 나타냈다. 이는 2종의 성어가 미성어에 비해 영양단계가 높고, 부유성 먹이원에 더 의존함을 나타낸다. 본 연구는 겨울철 동해 연안에 출현하는 대구와 명태의 먹이자원 분할(food resource partitioning)과 이에 따른 유의한 생태지위 차이(trophic niche partitioning)를 보여줬다.2

VIRTUALLY INVISIBLE AERIAL VEHICLE

본 발명은 가상 투명 비행체에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 동체 표면이 빛을 반사하는 물질로 코팅되고 날개는 투명한 재질로 구성됨으로써 비행중 투명하게 보이는 효과를 내어, 지상의 관측자에게 관측되지 않도록 하는 비행체에 관한 것이다. 본 발명에 의하면, 빛 반사로 거울의 역할을 하는 동체 표면에 의해, 관측자로 하여금 비행체 표면으로부터 반사된 하늘의 모습을 보게 함으로써 비행체가 없는 것으로 인식하게 하여, 특히 군사작전시 상대방에게 관측되지 않고 비행체에 의한 임무 수행을 가능하게 한다

Development of the K-CE System to improve Product Development Process

시공학으로의 제품개발 프로세스 개선을 위해서는 기업의 제품개발 조직 운영을 동시공학적 철학에 따라 개선하고 이를 지원하기 위한 컴퓨터 환경을 구축하는 두 가지 측면으로의 상호보완적인 접근방법이 요구된다. 한국적 기업환경에 적합한 동시공학시스템 K-CE시스템은 동시공학환경의 구현을 위해 핵심적인 제품정보 및 프로세스정보 관리, 워를로우 관리, 가상팀 지원의 동시공학 기반시스템 K-CE BASE와 프로세스의 병렬화 진행을 위한 프로세스 계획관리의 K-PMS, 네트윅을 통한 여러 부문 관계자의 설계 평가를 지원하는 제품개발 평가지원의 K-DESS로 구성된다. 이를 통해 기존의 제품개발 환경의 문제점을 극복하고 프로세스 간 지연요소를 제품개발 환경에서 설계변경의 최소화를 추구, 궁극적으로는 제품개발기간 단축과 원가 절가, 품질 향상의 동시공학 가치를 실현하고자 한다