재밍환경하 독립성분분석 기법 기반 군 소부대 통신 시스템 성능 향상 방안 :A performance improvement of small military troop communication system based on ICA algorithm in jamming environment

정용석

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자료유형: 학위논문

저자정보: 정용석 (연세대학교, 연세대학교 대학원)

지도교수: 이충용

발행연도: 2018

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2021

독립성분 분석 기반 군 소부대 전술통신망 항재밍 기법

정용석 , 윤동원 한국군사학논집 2021.10 학술저널

군 소부대 전술통신망에서 특이값 분해 기반 널스티어링 항재밍 성능 분석

정용석 , 윤동원 한국정보기술학회논문지 2021.06 학술저널

2018

재밍환경하 독립성분분석 기법 기반 군 소부대 통신 시스템 성능 향상 방안

정용석 전기전자공학과 2018.01 학위논문

2017

재밍환경에서 군 소부대 통신망 비트 오류율 성능 향상을 위한 Null-Space 선택 기법

정용석 , 권구형 , 정상원 외 1명 대한전자공학회 학술대회 2017.06 학술대회자료

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대한민국 육군의 군통신 시스템은 과거 SPIDER 체계에서 차세대전술통신망 TICN (Tactical Information Communication Network, TICN) 체계로 진화하였다. 하지만, 대대급 이하의 소부대 통신 시스템에 대한 연구는 전무한 것이 현실이다. 따라서, 전체적인 군통신 시스템의 성능을 향상시키기 위해서는 시스템의 밑바탕이라고 할 수 있는 소부대 통신 시스템의 안정적인 구축이 필요하다.
본 논문은 군 소부대 통신 시스템의 안정적인 구축을 위해 기존의 군 소부대 통신 시스템에 MIMO (Multiple-Input Multiple-Output) 기술 및 독립성분분석(independent component analysis) 기법을 적용한 성능 향상 기법을 제안하였다. 먼저, 현재 군 소부대 통신 시스템 모델인 SISO (Single-Input Single-Output) 시스템을 MIMO 시스템으로 확장 후 독립성분분석 기법을 적용하였을 경우 공간 다이버시티 이득(spatial diversity gain) 및 비트 오류율 성능이 향상됨을 모의 실험으로 증명하였다. 또한, Gaussian 및 non-Gaussian 재밍 등 각종 재밍환경에서의 독립성분분석 기법 적용을 통해 수신단에서 재밍채널에 대한 채널정보가 없는 실제 작전상황에서의 비트 오류율 성능을 수신단이 재밍채널에 대한 채널정보를 알고 있는 시스템과 비교하여 성능을 분석하였다. 이를 통해 MIMO 기술 및 독립성분분석 기법을 군 소부대 통신 시스템에 적용하였을 경우 얻을 수 있는 이득 및 효과에 대해 분석하였다. 모의 실험 결과 채널이 변하지 않는 경우 재밍신호의 종류와 관계없이 독립성분분석 기법을 이용하여 재밍신호와 목적신호를 분리할 수 있었다. 또한, 시변채널의 경우에도 사용자가 정지해 있을 경우에는 독립성분분석 기법으로 재밍신호와 목적신호를 적절하게 분리할 수 있었다. 이는 독립성분분석 기법을 군 소부대 통신 시스템에 적용하였을 경우 시스템의 성능 향상을 이룰 수 있다는 것을 의미한다.
본 연구를 바탕으로 MIMO 기술 및 독립성분분석 기법을 이용한 다방면의 군 소부대 통신환경 개선에 대한 연구가 활발히 진행될 것으로 예상된다. 이를 통해 대대급 이하 소부대에서 임무를 수행하고 있는 장병들의 통신 시스템 개통 및 유지에 대한 부담을 조금이나마 덜어 주었으면 한다.

The ROK (Republic Of Korea) Army is deploying its next generation Tactical Information Communication Network (TICN) system from the end of last year (2016). However, as in the past SPIDER system, there has been no study on the TICN system that connects the Tactical Communication System (TCS) and the Combat Communication System (CCS). And the biggest limitation that I felt while carrying out the duty of staff and company commander of the battalion level is that it is really difficult to open and maintain small military troop communication system and therefore do not have enough time to prepare for battle.
In order to overcome these limitations of the small military troop communication system that is described in the introduction, this thesis applies the Multiple-Input Multiple-Output (MIMO) technique and Independent Component Analysis (ICA) algorithm to the small military troop communication system for the Bit Error Rate (BER) performance improvement. First, we extended the SISO (Single-Input Single-Output) system, which is the model of the small military troop communication system, to the MIMO system. Then, using the MATLAB simulation, we demonstrated that the BER performance is improved when ICA algorithm is applied through the spatial diversity gain. We also applied ICA algorithm in various jamming environments. And we compared the performance of the BER in the actual operation situation where there is the jamming signal and absence of the Channel State Information (CSI) is compared with the control case where the CSI is perfectly existent. Through this, we analyzed the benefits and effects of applying MIMO technique and ICA algorithm to the small military troop communication system.
Through this thesis, it is expected that various study and research on the improvement of the small military troop communication environment using MIMO technique and ICA algorithm will be actively carried out. Also, I would like to relieve the burden on the opening and maintaining of the small military troop communication system of the soldiers who are carrying out their duties at the battalion level.

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