소개글
"전자공학 자기 소개"에 대한 내용입니다.
목차
1. 정보통신과 수학
1.1. 정보통신 기술의 발전과 배경
1.2. 무선 통신 시스템에서의 행렬 활용
1.3. 통신 신호처리를 위한 행렬
1.4. 진폭 변조와 필터링의 전기전자회로 구현
2. 물리와 생명공학
2.1. 자기공명영상장치(MRI)
2.2. 전자현미경
2.2.1. 투과전자현미경
2.2.2. 주사전자현미경
3. 한양대학교 미래자동차공학과
3.1. 인재상 및 교육 목표
3.2. 교육과정 및 진로
3.3. 특성화 사업단
4. 학생부종합전형 평가 요소
4.1. 교과 성적
4.2. 학업 역량
4.3. 창의적 체험활동 상황
4.4. 인성 및 잠재력
5. 나의 학교생활 분석 및 계획
5.1. 교과 활동 평가
5.2. 비교과 활동 평가
5.3. 반성 및 앞으로의 계획
6. 참고 문헌
본문내용
1. 정보통신과 수학
1.1. 정보통신 기술의 발전과 배경
정보통신 기술의 발전과 배경은 다음과 같다.
정보 혁명은 전자계산기에 의해 정보의 처리를 중심으로 하고, 나아가서 자동제어와 통신기술 등의 광범위한 기술혁신 및 오퍼레이션 리서치, 인간공학, 경영공학 등에 의해서 이루어지는 경영혁신을 말한다. 우리 인류는 지난 약 5,000년 동안 몇 차례의 혁명을 겪으면서 그 삶의 방식에서 급변을 맞이해 왔다. 정보 혁명은 산업 혁명 시대를 넘어 우리 지식사회가 한 단계 더 성장하게 된 발판이라 할 수 있다.
컴퓨터의 급격한 보급과 이들의 인터넷 연결, 고성능 휴대용 컴퓨터, 그리고 셀룰러 무선통신기의 결합인 스마트폰은 정보통신혁명을 이끄는 인류사적 신혁명의 도구가 되어 인류가 매일매일 살아가는 방식을 근본적으로 변화시키고 있다. 이러한 정보통신 기술의 발전은 수학의 지식을 활용하여 파장의 전파를 이해하고 무선 통신 시스템을 구현하는데 기반이 되고 있다.
1.2. 무선 통신 시스템에서의 행렬 활용
RIS를 활용한 무선 통신 시스템에서 행렬은 중요한 역할을 한다. RIS란 재구성 가능한 지능형 표면(Reconfigurable Intelligent Surface)을 말하며, 이는 최근 6G 통신 시스템의 에너지 효율 향상을 위한 핵심 기술로 주목받고 있다.
6G 통신 시스템에서는 밀리미터파와 테라헤르츠 주파수 대역을 사용하기 때문에 전파의 경로 감쇄가 크지만, RIS의 위상 제어를 통해 원하는 방향으로 전파를 반사시켜 수신 성능을 높일 수 있다. 또한 RIS는 낮은 에너지로도 반사파를 원하는 방향으로 조절할 수 있어 에너지 효율성이 높다는 장점이 있다. 따라서 6G 통신 시스템에서 RIS의 물리적 특성을 반영한 연구가 필수적이다.
최근에는 RIS를 활용한 무선 통신 시스템에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 그 중 J. K. Lee는 RIS를 구성하는 수동 소자의 물리적 한계를 고려하여 위상 행렬 최적화를 위해 심층신경망을 활용하는 기법을 제안했다. 또한 O. Ozdogan은 RIS의 근거리 영역에서 전자기장의 편광 특성을 반영한 채널 이득 모델을 도출했다.
이러한 연구들은 공통적으로 RIS에 의해 반사된 전파의 전력 손실이 없거나 모든 위상 변화에 대해 동일한 전력 손실을 가정하고 있다. 하지만 실제로는 위상 변화에 따라 반사계수의 진폭이 달라질 수 있다.
따라서 원거리 경로 감쇄 모델을 행렬로 구현하기 위해서는 이를 고려해야 한다. N개의 RIS를 활용하여 기지국과 사용자가 통신한다고 가정하면, n번째 RIS의 원거리 경로 감쇄 모델은 로 표현할 수 있다. 여기서 와 는 각각 기지국에서 RIS까지의 수평, 수직 크기를 나타내며, 는 반사계수의 진폭이다.
이렇게 행렬을 활용하여 RIS 기반 무선 통신 시스템을 모델링하면 시뮬레이션을 통해 위상 행렬 최적화 기법을 평가할 수 있다. 실제 연구 결과에 따르면 제안된 기법이 RIS 시스템의 성능 향상에 효과적인 것으로 나타났다.
종합해보면, RIS를 활용한 무선 통신 시스템에서 행렬은 원거리 경로 감쇄 모델을 나타내는데 핵심적인 역할을 한다. 이를 통해 RIS의 물리적 특성을 반영한 시스템 설계와 성능 분석이 가능해진다. 향후 더욱 발전된 행렬 기반 해석 기법이 RIS 기반 차세대 통신 시스템 개발에 기여할 것으로 기대된다.
1.3. 통신 신호처리를 위한 행렬
행렬은 직교성을 가지며, 음성신호와 영상신호의 변환 및 부호화에 매우 유용하게 쓰인다. Hadamard 변환은 Handamard 행렬 원소 중 에 의해 이루어지므로, 단지 신호의 가산과 감산만으로도 변환을 수행할 수 있어 Hardware의 단순화 및 고속화로 통신 및 신호처리에 꼭 필요한 기술이다. 따라서 Hadamard 행렬은 영상 부호화 분야, 대역확산통신, 디지털 신호처리, Quantum 신호 처리, 암호화 등에서 널리 사용되고 있다. 특히 Jacket 행렬은 Hadamard 행렬을 일반화하여 행렬요소가 로 set를 확장하였다. 기본 아이디어는 하중 Hadamard 행렬로부터 출발하고 있다. Jacket 행렬의 정의는 어떤 행렬의 정의는 어떤 행렬의 역행렬은 그 행렬요소의 역으로 구할 수 있고, Hadamard 행렬과 Jacket 행렬의 특수한 경우에 속하며 Hadamard 행렬은 Jacket 행렬의 특수한 경우에 속하며 Hadamard 행렬과 Jacket 행렬은 필드 개념에서는 같지만 실수에서 나타나는 것이 다르다. Hadamard 행렬은 이지만 Jacket 행렬은 을 나타낼 수 있다고 한다. Hadamard 행렬과 푸리에 관계, Jacket 행렬을 비교하면 Jacket 행렬은 Galois Field에서 실수, 복소수에서...
참고 자료
조준호, 고교 수학과 물리로 이해하는 무선 통신, 한국통신학회, 2016
이진규 외 1명, RIS를 활용한 무선 통신 시스템을 위한 위상 행렬 최적화, 한국통신학회, 2022
이문호 외 1명, 통신신호처리를 위한 Jacket 행렬의 특성, 한국인터넷방송통신학회, 2021
