비면허대역 셀룰라 통신의 성능 분석 및 성능 향상 기법 연구

학위논문 (박사) -- 서울대학교 대학원 : 공과대학 전기·정보공학부, 2021. 2. 박세웅.3GPP는 LAA (licensed-assisted access)라고하는 5GHz 비면허 대역 LTE를 개발했습니다. LAA는 충돌 방지 기능을 사용하기 위해 Wi-Fi의 CSMA / CA (Carrier Sense Multiple Access with Collision avoidance)와 유사한 LBT (Listen Before Talk) 작업을 채택하여 각 LAA 다운 링크 버스트의 프레임 구조 오버 헤드는 각각의 종료 시간에 따라 달라집니다. 이전 LBT 작업. 이 논문에서는 비면허 대역 셀룰러 통신을 분석하기위한 수치 모델을 제안한다. 다음으로, 비면허 대역 셀룰러 통신의 다음 두 가지 향상된 기능을 고려합니다. 대역 독립형 셀룰러 통신. 기존 WiFi 분석 모델로는 LAA의 성능을 평가할 수 없다는 점을 감안하여 본 서신에서는 여러 경합 진화 된 NodeB로 구성된 LAA 네트워크의 성능을 분석하기위한 새로운 Markov 체인 기반 분석 모델을 제안합니다. LAA 프레임 구조 오버 헤드의 변형. LTE-LAA는 LTE에서 상속 된 속도 적응 알고리즘을 위해 적응 변조 및 코딩 (AMC) 을 채택합니다. AMC는 진화 된 nodeB (eNB)가 현재 전송의 채널 품질 표시기 피드 백을 사용하여 다음 전송을위한 변조 및 코딩 방식 (MCS)을 선택하도록 돕습니다. 라이선스 대역에서 동작하는 기존 LTE의 경우 노드 경합 문제가 없으며 AMC 성능 에 대한 연구가 잘 진행되고 있습니다. 그러나 비면허 대역에서 동작하는 LTE-LAA 의 경우 충돌 문제로 인해 AMC 성능이 제대로 처리되지 않았습니다. 이 편지에서는 AMC 운영을 고려한 현실적인 채널 모델에서 LTELAA 성능을 분석하기위한 새로 운 Markov 체인 기반 분석 모델을 제안합니다. 무선 네트워크 분석에 널리 사용되는 Rayleigh 페이딩 채널 모델을 채택하고 분석 결과를 ns-3 시뮬레이터에서 얻은 결과 와 비교합니다. 비교 결과는 평균 정확도가 99.5%로 분석 모델의 정확도를 보여줍니다. 높은 데이터 속도에 대한 요구 사항으로 인해 3GPP는 LTE-LAA를위한 다중 반송파 운영을 제공했습니다. 그러나 다중 반송파 동작은 OOBE에 취약하고 제한된 전송 전력을 사용하여 비효율적 인 채널 사용을 초래합니다. 본 논문은 채널 효율을 높이기위한 새로운 다중 반송파 접근 방식을 제안한다. 우리가 제안한 방식은 전송 버스트를 여러 개로 분할하고 전송 전력 제한을 충족하면서 짧은 서브 프레임 전송 을 사용합니다. 또한 채널 상태를 정확하게 판단하여 OOBE 문제를 극복 할 수있는 에너지 감지 알고리즘을 제안합니다. 소프트웨어 정의 라디오를 사용하는 프로토 타입은 99% 이상의 정확도로 채널 상태를 결정하는 에너지 감지 알고리즘의 실행 가능성과 성능을 보여줍니다. ns-3 시뮬레이션을 통해 제안 된 다중 반송파 액세스 방식이 기존 LBT 유형 A 및 유형 B에 비해 사용자인지 처리량에서 각각 최대 59% 및 21.5%의 성능 향상을 달성 함을 확인했습니다. 레거시 LAA에는 배포 문제가 있기 때문에 3GPP와 MulteFire 얼라이언스는 비면허 대역 독립형 셀룰러 통신 시스 템을 제안했습니다. 그러나, 종래의 비면허 대역 독립형 셀룰러 통신 시스템은 상향 링크 제어 메시지의 전송 확률이 낮다. 이 논문은 Wi-Fi 블록 ACK 프레임에 업 링크 제어 메시지를 넣는 W ARQ : Wi-Fi 지원 HARQ를 제안합니다. 또한 W-ARQ의 처 리 성능을 향상시키기 위해 병렬 HARQ 및 클러스터링 된 Minstrel을 제안합니다. 우리가 제안한 알고리즘은 기존 MulteFire가 거의 제로 처리량 성능을 보이는 경우 높은 처리량 성능을 보여줍니다. 요약하면 비면허 대역 셀룰러 통신의 성능을 분석 합니다. 제안 된 모델을 사용함으로써 우리는 레거시 다중 반송파 동작을 주장하며 비면허 셀룰러 통신의 HARQ는 효율적이지 않다. 이러한 이유로, 우리는 최첨단 기 술에 비해 UPT 및 처리량과 같은 네트워크 성능 향상을 달성하는 OOBE 인식 추가 액세스 및 W-ARQ를 제안합니다.3GPP has developed 5 GHz unlicensed band LTE, referred to as licensed-assisted access (LAA). LAA adopts listen before talk (LBT) operation, resembling Wi-Fis carrier sense multiple access with collision avoidance (CSMA/CA), to enable collision avoidance capability, while the frame structure overhead of each LAA downlink burst varies with the ending time of each preceding LBT operation. In this dissertation, we propose numerical model to analyze unlicensed band cellular communication. Next, we consider the following two enhancements of unlicensed band cellular communication: (i) out-of-band emission (OOBE) aware additional carrier access, and (ii) Wi-Fi assisted hybrid automatic repeat request (H-ARQ) for unlicensed-band stand-alone cellular communication. Given that, existing analytic models of Wi-Fi cannot be used to evaluate the performance of LAA, in this letter, we propose a novel Markov chain-based analytic model to analyze the performance of LAA network composed of multiple contending evolved NodeBs by considering the variation of the LAA frame structure overhead. LTE-LAA adopts adaptive modulation and coding (AMC) for the rate adaptation algorithm inherited from LTE. AMC helps the evolved nodeB (eNB) to select a modulation and coding scheme (MCS) for the next transmission using the channel quality indicator feedback of the current transmission. For the conventional LTE operating in the licensed band, there is no node contention problem and AMC performance has been well studied. However, in the case of LTE-LAA operating in the unlicensed band, AMC performance has not been properly addressed due to the collision problem. In this letter, we propose a novel Markov chain-based analysis model for analyzing LTELAA performance under a realistic channel model considering AMC operation. We adopt Rayleigh fading channel model widely used in wireless network analysis, and compare our analysis results with the results obtained from ns-3 simulator. Comparison results show an average accuracy of 99.5%, which demonstrates the accuracy of our analysis model. Due to the requirement for a high data rate, the 3GPP has provided multi-carrier operation for LTE-LAA. However, multi-carrier operation is susceptible to OOBE and uses limited transmission power, resulting in inefficient channel usage. This paper proposes a novel multi-carrier access scheme to enhance channel efficiency. Our proposed scheme divides a transmission burst into multiple ones and uses short subframe transmission while meeting the transmission power limitation. In addition, we propose an energy detection algorithm to overcome the OOBE problem by deciding the channel status accurately. Our prototype using software-defined radio shows the feasibility and performance of the energy detection algorithm that determines the channel status with over 99% accuracy. Through ns-3 simulation, we confirm that the proposed multi-carrier access scheme achieves up to 59% and 21.5% performance gain in userperceived throughput compared with the conventional LBT type A and type B, respectively. Since the legacy LAA has deployment problem, 3GPP and MulteFire alliance proposed unlicensed band stand-alone cellular communication system. However, conventional unlicensed band stand-alone cellular communication system has low transmission probability of uplink control messages. This disertation proposes W-ARQ: Wi-Fi assisted HARQ which put uplink control messages into Wi-Fi block ACK frame. In addition we propose parallel HARQ and clustered Minstrel to enhance throughput performance of W-ARQ. Our proposed algorithm shows high throughput performance where conventional MulteFire shows almost zero throughput performance. In summary, we analyze the performance of unlicensed-band cellular communication. By using the proposed model, we insist the legacy multi-carrier operation and HARQ of unlicensed cellular communication is not efficient. By this reason, we propose OOBE aware additional access and W-ARQ which achievee enhancements of network performance such as UPT and throughput compared with state-of-the-art techniques.Abstract i Contents iv List of Tables vii List of Figures viii 1 Introduction 1 1.1 Unlicensed Band Communication System . . . . . . . . . . . . . . . 1 1.2 Overview of Existing Approaches . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 1.2.1 License-assisted access . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 1.2.2 Further LAA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 1.2.3 Non-3GPP Unlicensed Band Cellular Communication . . . . 6 1.3 Main Contribution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 1.3.1 Performance Analysis of LTE-LAA . . . . . . . . . . . . . . 6 1.3.2 Out-of-Band Emission Aware Additional Carrier Access for LTE-LAA Network . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 1.3.3 W-ARQ: Wi-Fi Assisted HARQ for Unlicensed Band StandAlone Cellular Communication System . . . . . . . . . . . . 8 1.4 Organization of the Dissertation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 2 Performance Analysis of LTE-LAA network 10 2.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 2.2 Background . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 2.3 Proposed Markov-Chain Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 2.3.1 Markov Property . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 2.3.2 Markov Chain Model for EPS Type Variation . . . . . . . . . 16 2.3.3 LAA Network Throughput Estimation . . . . . . . . . . . . . 18 2.4 Model Validation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 2.5 Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 3 Out-of-Band Emission Aware Additional Carrier Access for LTE-LAA Network 35 3.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 3.2 Related work and Background . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 3.2.1 Related work . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 3.2.2 Listen Before Talk . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 3.2.3 Out-of-Band Emission . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 3.3 Multi-carrier Operation of LTE-LAA . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 3.4 Carrier Sensing considering Out-of-Band Emission . . . . . . . . . . 47 3.4.1 Energy Detection Algorithm . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49 3.4.2 Nominal Band Energy Detection . . . . . . . . . . . . . . . . 50 3.4.3 OOBE-Free Region Energy Detection . . . . . . . . . . . . . 51 3.5 Additional Carrier Access Scheme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52 3.5.1 Basic Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52 3.5.2 Transmission Power Limitation . . . . . . . . . . . . . . . . 53 3.5.3 Dividing Transmission Burst . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54 3.5.4 Short Subframe Decision . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54 3.6 Performance Evaluation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57 3.6.1 Performance of Energy Detection considering OOBE . . . . . 57 3.6.2 Simulation Environments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57 3.6.3 Performance of Proposed Carrier Access Scheme . . . . . . . 58 3.7 Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 4 W-ARQ: Wi-Fi Assisted HARQ for Unlicensed Band Stand-Alone Cellular Communication System 66 4.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66 4.2 Background . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67 4.3 Motivation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69 4.4 W-ARQ: Wi-Fi assisted HARQ for Unlicensed Band Stand-Alone Cellular Communication System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69 4.4.1 Parallel HARQ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71 4.4.2 Clustered Minstrel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72 4.5 Performance Evaluation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75 4.6 Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77 5 Concluding Remarks 80 5.1 Research Contributions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80 5.2 Future Work . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81 Abstract (In Korean) 90 감사의 글 93Docto

Enhancement of high-level context recognition performance based on smartphone data using user information

학위논문 (석사)-- 서울대학교 대학원 : 공과대학 산업공학과, 2018. 8. 박종헌.개인화 기기인 스마트폰의 사용이 보편화되고 있고 이를 이용한 다양한 종류의 서비스가 등장함에 따라, 사용자의 상황에 따른 맞춤형 서비스에 대한 요구가 증가하고 있다. 스마트폰은 음성 통화나 문자 메시지 등과 같은 기존의 휴대전화의 기능 외에도 데이터 통신이나 다종 센서 데이터 등을 활용 가능한 애플리케이션의 활용이 가능한 개인용 컴퓨터로서의 역할을 수행하고 있다. 많은 수의 스마트폰 사용자들은 일상생활 대부분의 시간에 스마트폰을 휴대하고 있기 때문에, 스마트폰으로부터 수집할 수 있는 데이터를 활용하여 사용자의 상황을 인지하는 연구들과 사용자 특성 정보를 추론하는 연구들이 다양하게 진행되어왔다. 센서 데이터를 통해 물리적 운동에 따라 구분되는 저수준 컨텍스트를 인지하는 연구에 비해, 사회나 문화적 차이에 따라 의미가 달라질 수 있는 고수준 컨텍스트 인지에 대한 연구는 상대적으로 물리 센서 데이터의 의존도가 낮기 때문에, 인지 난이도도 높고 아직까지 상대적으로 미진하였다. 고수준 컨텍스트 인지 정확도가 좋을수록 상황별 맞춤형 서비스의 다양화나 정교화에 있어서 활용 방안이 다양하다. 이에 본 연구에서는 사용자 특성에 따라 센서 데이터의 분포가 달라진다는 점을 통해, 센서 데이터 기반의 사용자 상황 인지 모형에 사용자 특성 정보를 함께 사용하여 사용자의 고수준 컨텍스트 상황 인지 모형의 정확도를 향상시킬 수 있는 기법을 제안한다. 본 연구에서 제안하는 기법은 두 단계로 구성된다. 그 첫번째 단계로, 순간적으로 획득이 가능한 스냅샷 데이터를 이용하기 때문에 즉시 추론이 가능한 사용자 특성 정보 추론을 수행한다. 두번째 단계로는, 첫 단계에서 얻은 사용자 특성 정보를 인지 대상이 되는 센서 데이터와 병합하여 상황 인지 모형의 입력값으로 사용하여 인지 대상의 사용자의 상황 인지를 수행한다. 사용자 특성 추론 모형은 스냅샷 데이터인 사용자의 스마트폰 애플리케이션 목록으로부터 생성한 요인벡터를 이용해 학습을 수행하여 사용자 특성 정보를 추론한다. 상황 인지 모형은 가속도 센서 데이터와 오디오 센서 데이터를 이용하여 앙상블 학습 방법의 일종인 랜덤 포레스트 분류 모형을 통해 수면, 식사, 수업, 공부, 음주, 이동의 총 여섯 가지 상황을 인지 한다. 자체 제작한 애플리케이션을 통해 100명의 피실험자들로부터 실험 데이터를 수집하고 제안 기법의 성능을 확인하였다. 여섯 가지 상황과 열두 가지 사용자 특성 정보를 조합하여 각 특성 정보가 클래스 별로 인지 성능에 미치는 영향력을 살펴보았다. 그 결과, 제안 기법을 통해 기존의 상황 인지 모형에서 13%의 성능 향상을 확인할 수 있었다.초록 i 목차 v 표 목차 vi 그림 목차 vii 제 1 장 서론 1 1.1 연구 배경 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 1.2 연구 목적 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 1.3 연구 내용 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 제 2 장 배경 이론 및 관련 연구 5 2.1 배경 이론 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 2.1.1 랜덤 포레스트 .... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 2.1.2 Doc2Vec . . . . .... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 2.1.3 TF-IDF ... . . . . . . .... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 2.2 관련 연구 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 2.2.1 사용자 상황 인지 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 2.2.2 사용자 특성 정보 추론 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 제3 장 제안 기법 16 3.1 전체 과정 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 3.2 데이터 전처리. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 3.2.1 데이터 수집 구간 동기화 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 3.2.2 가속도 센서 데이터 보정. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 3.2.3 오디오 센서 데이터 전처리 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 3.3 인지 모형 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 3.3.1 사용자 상황 인지 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 3.3.2 사용자 특성 정보 추론 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 제 4 장 실험 및 결과 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 4.1 실험 데이터 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 4.1.1 데이터 수집용 애플리케이션 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 4.1.2 데이터 수집 실험 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 4.2 실험 설계 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 4.3 실험 환경 및 평가 지표 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 4.3.1 실험 환경 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 4.3.2 평가 지표 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 4.4 실험 결과 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 4.4.1 사용자 상황 인지 모형 최적 매개변수 . . . . . . . . . . . . . 32 4.4.2 사용자 특성 정보 적용 여부 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 4.4.3 사용자 특성 정보 추론 실험 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 4.4.4 실제 추론한 사용자 특성 정보를 적용한 상황 인지 모형의 성능 39 제 5 장 결론 41 5.1 요약 및 연구 의의 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 5.2 향후 연구 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 참고문헌 44 Abstract 51Maste

신발 장착 관성 센서 기반 보행자 추측 항법의 센서 대역폭 및 샘플링 주파수에 따른 성능 분석

학위논문 (석사)-- 서울대학교 대학원 : 공과대학 기계항공공학부, 2019. 2. 박찬국.개인의 위치를 기반으로 다양한 서비스를 제공하는 기술들에 대한 관심이 높다. 이러한 기술은 개인 항법 시스템(PNS, Personal Navigation System)이라 불리는데, 예로, 소방관이나 군인의 임무수행 중 위치 정보 제공이나 쇼핑몰 내에서 고객들의 위치 정보 제공 등 다양한 분야에서 사용되고 있다. 개인 항법 시스템 중 보행 항법 시스템(PDR, Pedestrian Dead Reckoning)은 관성 센서를 사용하여 보행자의 위치를 추정한다. 신발에 관성 센서를 부착한 보행 항법은 관성 항법을 기반으로 한다. 자이로와 가속도계이 바이어스와 백색 잡음에 의해 발생하는 추정 오차를 줄이기 위해서 관성 항법은 영속도 보정(ZUPT, zero-velocity update)과 결합된다. 영속도 보정은 보행자 신발의 속도가 접지기(stance phase)에서 0이라고 가정한다. 바이어스와 백색 잡음으로 인한 오차는 ZUPT등을 이용하여 줄일 수 있지만, 다른 원인으로 인한 오차는 여전히 남아 있다. 보행 중 신발의 움직임은 다양한 주파수 성분으로 표현된다. 특히, 신발이 지면에 닿으면서 충격이 발생하는 heel-strike에서는 자이로와 가속도계 신호가 급격히 변하면서 고주파 성분이 포함될 것이다. 센서는 대역폭과 샘플링 주파수에 의해 측정할 수 있는 주파수 범위가 결정된다. 대역폭 또는 샘플링 주파수가 작을 경우, 이를 초과하는 주파수 성분이 측정되지 않아 측정 정확도가 낮아지고 위치 오차가 발생한다. 본 논문에서는 보행 주기 동안 센서가 측정한 신호를 주파수 분석을 하고 측정 신호의 정확도의 저하를 방지하기 위한 주파수 범위를 제안한다. 다양한 대역폭과 샘플링 주파수에 따라 보행 항법 시스템의 위치 추정 성능을 비교하여 제안한 주파수 범위의 타당성을 검증한다.There is a high interest in technologies that provide various services based on personal location. These service is called personal navigation system (PNS), and it is used in a variety of fields such as providing location information during the mission of firefighters or soldiers, and providing customers location in shopping malls. Pedestrian dead reckoning (PDR), a personal navigation system, uses an inertial sensor to estimate the position of a pedestrian. PDR with foot-mounted IMU is based on inertial navigation system (INS). In order to reduce the estimation error caused by gyro and accelerometer bias and white noise, INS is combined with zero-velocity update (ZUPT). The ZUPT assumes that the velocity of the pedestrian shoe is zero in the stance phase. Error due to bias and white noise can be reduced by using ZUPT, but error still remain due to other factors. The movement of the shoe during walking is represented by various frequency components. In particular, the gyro and accelerometer signal change suddenly and contain high-frequency components in the heel-strike, when the impact occurs as the shoe touches the ground. The IMU determines the frequency range that can be measured by the bandwidth and the sampling rate. If the bandwidth or sampling rate is narrow, the frequency components exceeding boundary can not measured and position error occurs because the measurement accuracy is lowered. In this paper, I propose a frequency range to analyze the signal measured by the sensor during the gait cycle and to prevent the degradation of the accuracy of the signal. The validity of the proposed frequency range is verified by comparing the position estimation performance of the PDR system with various bandwidth and sampling rate.1. 서 론 1 1.1. 연구 배경 1 1.2. 연구 목적 및 내용 4 2. 보행 항법 시스템 6 2.1. 서론 6 2.2. 적분 기반 보행 항법 7 2.2.1. 스트랩다운 관성 항법 9 2.2.2. 확장 칼만 필터 15 2.2.3. INS-EKF-ZUPT 18 2.3. 일반적인 보행 항법 시스템의 한계 24 2.3.1. 불충분한 센서 대역폭 25 3. 센서 대역폭과 샘플링 주파수에 대한 보행 항법의 성능 27 3.1. 보행자 동작의 주파수 성분 27 3.1.1. 데이터 수집을 위한 실험 환경 27 3.1.2. 에너지 스펙트럼의 누적 분포 30 3.1.3. 단시간 푸리에 변환 36 3.2. 센서 대역폭과 샘플링 주파수에 대한 보행 항법의 성능 비교 41 3.2.1. 성능 비교를 위한 실험 환경 41 3.2.2. 대역폭이 보행 항법 시스템에 미치는 영향 43 3.2.3. 샘플링 주파수가 보행 항법 시스템에 미치는 영향 45 3.3. 요약 47 4. 결론 49 참 고 문 헌 52 ABSTRACT 59Maste

법률의 위헌 여부 판단을 위한 Oakes 심사의 논증구조와 적용강도를 중심으로

학위논문(박사)--서울대학교 대학원 :법과대학 법학과,2020. 2. 전종익.캐나다 연방대법원은 1986년 Oakes 판결에서 캐나다권리자유헌장 제1조의 일반적 법률유보조항을 해석하여 법률의 헌장상 권리 침해 여부를 판단하는 Oakes 심사를 정립하였다. Oakes 심사는 목적의 충분한 중요성, 합리적 관련성, 최소피해성, 효과의 비례성의 4단계 하위 심사척도로 구성된다. Oakes 판결 이후 Oakes 심사는 최소피해성에서 형량을 포함한 대부분의 논증을 하는 구조가 대세를 이루다가, 2009년에 선고된 Hutterian Brethren 판결을 계기로 최소피해성과 효과의 비례성을 엄격히 구별하고, 형량은 효과의 비례성에서 수행하는 방식의 논증구조가 형성되고 있다. Oakes 심사를 적용하는 강약의 조절은 입법재량 존중 정도를 의미하는 deference 법리를 통해 이루어진다. 캐나다 연방대법원은 Oakes 심사에 있어 deference를 결정하는 요소로 심판대상조항이 대립하는 이해관계를 조정하기 위한 법률인지 여부, 사회문제에 대처하기 위한 복잡한 규제조치인지 여부, 사회적 약자를 보호하기 위한 법률인지 여부, 과학적 증거 제시가 곤란한지 여부 등을 고려한다. 위와 같은 내용의 Oakes 심사는 이론적으로 볼 때 목적의 정당성 원칙, 수단의 적합성 원칙, 피해의 최소성 원칙, 법익의 균형성 원칙의 4단계로 구성된 과잉금지원칙의 적용 방식의 하나이다. 이론적인 관점에서 과잉금지원칙의 적용은 논증구조와 적용강도로 나누어 분석할 수 있다. 과잉금지원칙의 논증구조란 과잉금지원칙이라는 위헌심사척도의 세부적인 하위 판단기준을 의미한다. 과잉금지원칙의 논증구조 중 피해의 최소성 원칙은 심판대상조항을 입법대안과 비교함으로써 심판대상조항의 입법목적 달성 효율성을 검증하는 것을 본질로 한다. 피해의 최소성 원칙은 ´입법대안 존부 검증단계´, ´목적달성 동일성 검증단계´, ´대가 동일성 검증단계´, ´제한 완화 검증단계´의 4단계의 세부 논증구조로 이루어진다. 또한 법익의 균형성 원칙은 ´심판대상조항에 의해 달성되는 입법목적의 구체적인 가치´와 ´심판대상조항에 의해 제한되는 기본권의 구체적인 가치´ 각각을 규범적으로 측정한 다음, 그 측정 결과를 규범적으로 비교하는 2단계 판단으로 이루어진다. 이 판단과정이 비교형량이고, 비교형량을 통해 비로소 헌법상 권리 제한의 심각성에 견주어 심판대상조항의 입법목적 달성 정도 자체에 대해 의문을 제기할 수 있다. 헌법상 권리 제한의 심각성의 정도를 본격적으로 살펴보는 비교형량이 법익의 균형성 원칙에서 이루어지므로, 법익의 균형성 원칙이 과잉금지원칙의 핵심이다. 법규범은 그 속성상 적용과정에서 불확실성이 발생할 수 있고 그에 따라 판단 불능의 상황에 이를 수 있는데, 이는 과잉금지원칙의 적용도 예외가 아니다. 과잉금지원칙을 위헌심사척도로 선택한 후 그 적용과정에서 불확실성이 발생하여 판단 불능 상태에 이르는 경우, 이는 입법재량 존중의 정도를 조절함으로써 해결할 수 있다. 그 결과 위헌의 결론에 이를 경향성의 정도가 달라지는데, 이를 ´과잉금지원칙적용강도´로 개념화 할 수 있다. 이론적인 관점에서 볼 때, 과잉금지원칙적용강도 조절은 과잉금지원칙의 각 하위 원칙별로 가능하고, 이를 결정하는 요소로는 민주적 정당성, 입법부의 상대적 전문성, 헌법상 권리 제한의 심각성 등이 있다. 입법재량의 존중은 권력분립원리의 문제이므로, 입법재량 존중 정도를 조절하여 과잉금지원칙적용강도를 다양화 하는 것은 권력분립원리에 의해 정당화 되어야 한다. 권력분립원리는 견제/균형과 분업/협동의 두 가지 형태로 발현된다. 권력분립원리의 견제/균형 측면은 과잉금지원칙적용강도의 강화를, 분업/협동 측면은 과잉금지원칙적용강도의 완화를 정당화할 수 있다. 과잉금지원칙의 논증구조에 관한 이론에 비추어 보면, Hutterian Brethren 판결에서 제시된 효과의 비례성 중심 논증유형에 의할 때 비교형량을 충실하게 할 수 있고, 심사의 효율성을 높일 수도 있다. 또한 과잉금지원칙적용강도에 관한 이론에 비추어 보면, Oakes 심사에 있어 deference 법리는 과잉금지원칙의 적용 과정에서 발생하는 불확실성을 해결하기 위한 것임을 알 수 있다. 또한 deference 법리를 통한 Oakes 심사의 적용강도 조절 정도 및 조절 사유들 역시 과잉금지원칙적용강도에 관한 이론들을 통해 설명할 수 있다. 캐나다 연방대법원의 판결들은 Oakes 심사의 논증구조와 적용강도에 관하여 하나의 일관된 목소리를 내고 있지 않지만, 그에 관한 법리적 논쟁이 판결문을 통해 면면히 이루어져 오고 있다는 점은 긍정적으로 평가할 수 있다. 헌법재판소의 과잉금지원칙 논증구조는 4단계 하위 원칙을 명확히 구별하지 않는 미분화형 논증유형, 4단계 하위 원칙을 구별하되 피해의 최소성 원칙에서 형량을 하지 않는 완전 분화형 논증유형, 4단계 하위 원칙을 구별하되 피해의 최소성 원칙에서 형량을 하는 불완전 분화형 논증유형의 셋으로 유형화할 수 있다. 완전 분화형 논증유형에 의할 때 온전한 비교형량을 통한 설득력 있는 결론 도출, 헌법재판소의 권한 남용 방지, 판단의 효율성 확보와 같은 과잉금지원칙의 장점을 제대로 실현할 수 있다. 따라서 완전 분화형 논증유형의 선례들을 계승하는 것이 바람직하다. 한편, 헌법재판소 결정례에서 입법재량 존중은 과잉금지원칙적용강도 완화는 물론이고 과잉금지원칙 논증구조의 변형의 근거로도 사용된다. 과잉금지원칙적용강도 완화는 권력분립원리의 분업과 협동 측면에 근거를 둔 입법재량 존중만으로도 정당화된다. 그러나 과잉금지원칙 논증구조의 변형은 입법재량 존중만으로 정당화하기 어렵다. 또한 과잉금지원칙 논증구조의 변형은 과잉금지원칙 적용의 일관성과 설득력을 떨어뜨리므로, 입법재량 존중을 근거로 들어 과잉금지원칙의 논증구조를 변형하기보다는 과잉금지원칙의 논증구조는 일관되게 유지한 채 과잉금지원칙적용강도를 다양화하는 방안을 모색하는 것이 바람직하다. 과잉금지원칙적용강도는 특정 사안에 관한 입법부와 사법부 사이의 권한 행사의 헌법적 정당성 및 구체적 전문성을 고려하여 4단계로 다양화하는 방안이 가능하다. 특히, 특정 사건에서 과잉금지원칙적용강도를 정했다면, 그 근거를 결정문에 분명히 제시하는 것이 중요하다.In 1986, the Supreme Court of Canada established a standard of proportionality review called the Oakes test in the R. v. Oakes decision. The Oakes test is comprised of four steps: (1) sufficient importance of legislative purpose, (2) rational connection, (3) minimal impairment, (4) proportionality of effects. After the Oakes decision, the minimal impairment has played an important role in most cases. The proportionality of effects has lost its own raison dêtre. This trend has been changing since the Hutterian Brethren decision in 2009 where the Supreme Court of Canada explicitly separated the minimal impairment from the proportionality of effects and conducted a comprehensive balancing in the last step of the Oakes test. The Supreme Court of Canada adjusts the intensity of the Oakes test following the degree of deference that the Court confers on the Parliament. To decide the degree of deference, the Supreme Court of Canada considers specific features of the case at hand such as mediation between colliding interests, protection of minorities, complex regulatory measures to solve social problems, and the severity of infringement to Charter rights. Theoretically, the application of the proportionality principle can be analyzed by two elements: (1) reasoning structure of the principle, (2) application intensity of the principle. The proportionality principle has four prongs: (1) legitimacy, (2) suitability, (3) necessity, (4) balancing. The reasoning structure of necessity consists of four sub-tests: (1) whether there is a legislative alternative, (2) whether the alternative can achieve legislative aim as high as the impugned statute does, (3) whether the alternative needs the same or fewer resources to achieve the legislative aim than the impugned statute does, (4) whether the alternative infringes the applicants fundamental rights less than the impugned statute does. All these four steps examine the efficiency of the impugned statute in achieving the legislative purpose. The reasoning structure of balancing (proportionality in strict sense) is divided into two steps: (1) normative measurement of the specific value of the legislative purpose achieved by the impugned statute and normative measurement of the specific value of constitutional rights infringed by the impugned statute, (2) normative comparison between the results of both measurement. These two steps touch the essence of balancing, which can put the legislative purpose itself into question. Through the balancing, the seriousness of infringement of fundamental rights can be inspected thoroughly. On the contrary, the necessity merely checks the efficiency of achieving the legislative purpose. Therefore the balancing takes the center stage of the proportionality test. When applying norms, uncertainty may arise sometimes. The application of the proportionality principle is not an exception. In the proportionality review, this uncertainty is removed by the degree of judicial respect to the legislature. Hence, the degree of judicial respect decides the application intensity of the proportionality principle. The application intensity is able to be controlled at each prong of the proportionality principle. The intensity is decided by specific characteristics of the case, such as the democratic legitimacy on the issue, the relative expertise of the judiciary, and the severity of infringement of fundamental rights. The separation of powers doctrine legitimizes judicial respect to the legislature. The doctrine operates in two ways: (1) checks and balance, (2) division of labor and cooperation. The former serves as the reason for strengthening the intensity, and the latter as the reason for the weakening the intensity. Theoretical analysis of the proportionality review upholds the reasoning structure of the Hutterian Brethren decision which puts much importance on the proportionality of effects. Through the Hutterian Brethren decisions structure of reasoning, the Court can promote the efficiency of review and engage in the balancing thoroughly. The deference in the Oakes test removes the uncertainty the Court faces when applying the test. The varying degrees of deference at sub-steps of the Oakes test and the various features the Supreme Court of Canada takes into consideration when deciding the specific degree of deference are in accord with the theory on the application intensity of the proportionality. The reasoning structure and application intensity of the Oakes test lack consistency. However, it is valuable that the Justices have tried to give persuasive reasons as to why they chose specific reasoning structure or application intensity of the Oakes test over 30 years. The reasoning structure of the Constitutional Court of Koreas proportionality can be classified as three categories: (1) Non-Differentiated Reasoning, (2) Completely Differentiated Reasoning, (3) Incompletely Differentiated Reasoning. Decisions which took the Non-Differentiated Reasoning structure do not separate the four prongs of the proportionality. Decisions categorized as the Completely Differentiated Reasoning or Incompletely Differentiated Reasoning proceed with the four prongs of proportionality test step by step. The difference between Completely Differentiated Reasoning and Incompletely Differentiated Reasoning lies in the reasoning structure of necessity and balancing. The Completely Differentiated Reasoning strictly discern the necessity from the balancing. Decisions with Completely Differentiated Reasoning structure do not balance conflicting values at the necessity stage. However, decisions which took the Incompletely Differentiated Reasoning structure tend to balance conflicting values at the necessity stage. Among those three reasoning structures, the Completely Differentiated Reasoning is most desirable, because it can fully realize the advantage of the proportionality test such as fair balancing and transparent reasoning. The Constitutional Court of Korea considers the legislative discretion not only when weakening the intensity of the proportionality test, but also when changing the reasoning structure of proportionality. However, the modification of reasoning structure cannot be fully justified by the legislative discretion alone. Furthermore, this kind of modification damages the consistency and persuasiveness of decisions. In this regard, it is better to regulate the intensity of proportionality review instead of modifying the reasoning structure itself. The constitutional legitimacy of exercising power and the relative institutional expertise on a specific matter decide the application intensity of proportionality. Four levels of application intensity seem to be appropriate for the Constitutional Court of Korea to adopt. If the Court has chosen a specific intensity, it is important to present the reasons for the choice explicitly.제1장 서론 1 제1절 연구의 목적 1 제2절 연구의 범위 5 제2장 Oakes 심사의 논증구조 및 적용강도 14 제1절 Oakes 심사의 논증구조 14 1. 캐나다 연방대법원의 위헌법률심사 개관 14 2. Oakes 판결에 의한 Oakes 심사 논증구조의 정립 19 3. 최소피해성과 효과의 비례성 논증구조의 변화 30 4. 소결 68 제2절 Oakes 심사의 적용강도 69 1. deference 법리 개관 70 2. Oakes 심사에 있어 deference 관련 판결 76 3. Oakes 심사에 있어 deference에 대한 학설 112 4. 소결 118 제3장 Oakes 심사의 논증구조 및 적용강도에 대한 이론적 분석 119 제1절 Oakes 심사의 논증구조에 대한 이론적 분석 119 1. 이론적 분석의 방향 119 2. 피해의 최소성 원칙과 법익의 균형성 원칙 논증구조 이론 123 3. 최소피해성과 효과의 비례성 논증구조에 대한 이론적 분석 151 4. 소결 161 제2절 Oakes 심사의 적용강도에 대한 이론적 분석 163 1. 과잉금지원칙적용강도 개념의 정립 163 2. 과잉금지원칙적용강도에 대한 이론 180 3. Oakes 심사에 있어 deference 법리에 대한 이론적 분석 208 4. 소결 223 제4장 대한민국 헌법재판소에 대한 시사점 224 제1절 과잉금지원칙 논증구조에의 시사점 224 1. 헌법재판소의 과잉금지원칙 논증구조 224 2. 완전 분화형 논증유형 선례 계승의 필요성 267 제2절 과잉금지원칙적용강도에의 시사점 271 1. 헌법재판소의 과잉금지원칙적용강도 271 2. 과잉금지원칙적용강도의 다양화 280 제5장 결론 289 제1절 연구결과의 종합정리 289 제2절 과잉금지원칙 연구의 좌표와 전망 292 [별지] 헌법재판소의 과잉금지원칙 논증구조 관련 선례 정리 298 참고문헌 320 Abstract 336 헌사(獻詞) 340Docto

Current Concepts in the Oral Soft Tissue Wound Healing

The aim of this study is to provide an overview on the soft tissue wound healing around teeth. The classical stages of wound repair are composed of the haemostatic phase, the inflammatory phase, the proliferation phase and the remodeling phase. The oral mucosa wound heals faster and with less scar tissue formation than skin wounds and the granulation tissue originating from the periodontal ligament or connective tissue covered by keratinized epithelium has the potential to induce the keratinized tissue. The healing following non-surgical periodontal treatment is characterized by epithelial proliferation, which occurs to be completed after 7~14 days after treatment. 4 weeks after the flap surgery, the flap is re-attached to the tooth by dense connective tissue. At 5 weeks, the tissues seem to be completely regenerated. 2 weeks after free gingival graft, the epithelium had developed but no keratinization was present. A keratinized tissue was detectable at 28 days. In thicker grafts, re-vascularization appears to be more delayed, but less shrinkage was observed.ope

Association of Lifestyle-Related Comorbidities With Periodontitis: A Nationwide Cohort Study in Korea

The aim of this study was to determine the association of periodontitis with lifestyle-related comorbidities (LCs) using data in the Korean National Health Insurance Cohort Database from 2002 to 2013. This was a retrospective study involving a large national cohort with patient samples (representing 2% of the total Korean population) stratified on the basis of sociodemographic information. Using this precisely extracted database, the correlations between LCs (cerebral infarction, angina pectoris, myocardial infarction, hypertension, diabetes mellitus, rheumatoid arthritis, erectile dysfunction, osteoporosis, and obesity) and periodontitis were investigated while adjusting for confounding bias. Univariate and multiple logistic regression analyses were used to evaluate differences in variable factors. Among a total of 1,025,340 samples, 321,103 (31.3%) cases were diagnosed with periodontitis. Statistically significant associations were found between all LCs except myocardial infarction and periodontitis (P < 0.005). Periodontitis is significantly and positively correlated with LCs (except for myocardial infarction) after adjusting for confounding bias. In particular, lifestyle-related diseases, erectile dysfunction, and osteoporosis seem to be intimately related to periodontitis.ope

Mechanical and biological complication rates of the modified lateral-screw-retained implant prosthesis in the posterior region: an alternative to the conventional Implant prosthetic system.

PURPOSE: The modified lateral-screw-retained implant prosthesis (LSP) is designed to combine the advantages of screw- and cement-retained implant prostheses. This retrospective study evaluated the mechanical and biological complication rates of implant-supported single crowns (ISSCs) inserted with the modified LSP in the posterior region, and determined how these complication rates are affected by clinical factors. MATERIALS AND METHODS: Mechanical complications (i.e., lateral screw loosening [LSL], abutment screw loosening, lateral screw fracture, and ceramic fracture) and biological complications (i.e., peri-implant mucositis [PM] and peri-implantitis) were identified from the patients' treatment records, clinical photographs, periapical radiographs, panoramic radiographs, and clinical indices. The correlations between complication rates and the following clinical factors were determined: gender, age, position in the jaw, placement location, functional duration, clinical crown-to-implant length ratio, crown height space, and the use of a submerged or nonsubmerged placement procedure. RESULTS: Mechanical and biological complications were present in 25 of 73 ISSCs with the modified LSP. LSL (n=11) and PM (n=11) were the most common complications. The incidence of mechanical complications was significantly related to gender (P=.018). The other clinical factors were not significantly associated with mechanical and biological complication rates. CONCLUSION: Within the limitations of this study, the incidence of mechanical and biological complications in the posterior region was similar for both modified LSP and conventional implant prosthetic systems. In addition, the modified LSP is amenable to maintenance care, which facilitates the prevention and treatment of mechanical and biological complications.ope

Guided Bone Regeneration Using Type-I Collagen Membrane Cross-Linked by 1-ethyl-3-(3-dimethyl aminopropyl) Carbodiimide in Two Implant Dehiscence Cases

The purpose of this study was to evaluate the guided bone regeneration, using 1-ethyl-3-(3-dimethyl aminopropyl) carbodiimide (EDC), cross-linked type-I collagen membrane in bony defects around the installation site of the implant. In two case studies, presented buccal and palatal dehiscence defects were solved using EDC collagen membrane. Defects were measured clinically at the time of the 1st surgery and were compared with defects at the 2nd surgery. No clinical complication was observed. EDC collagen membrane improved the ability of space maintenance and showed biocompatibility and low cytotoxicity. In conclusion, using an implant with EDC collagen membrane has satisfactory results with regard to esthetic and functional aspects.ope

Maxillary Implant placement with pedicle soft tissue graft: Two case reports

The aim of this case report was to evaluate the use of a pedicle soft tissue (vascularized interpositional periosteal-connective tissue (VIP-CT)) graft. VIP-CT graft technique has several advantages: 1) adequate blood supply from greater palatine artery and enhanced the bone maturation, 2) surgery was completed with tension-free primary closure, 3) reduced morbidity, surgery and treatment time, and less discomfort for the patient. We showed two cases of immediate implant placement in anterior and posterior region and good results.ope

Keratinized gingiva augmentation around dental implants with apically positioned flap and free gingival graft: a case report

Keratinized gingiva around dental implants has important roles: 1) protecting the marginal gingiva from bacterial invasion, 2) preventing gingival recession, 3) dissipating muscular and frenal pull and 4) enhancing effective plaque control. Therefore adequate amount of keratinized gingiva (minimum 2 mm) has been recommended for long-term maintenance of dental implants. The aim of this case report was to augment keratinized gingiva around dental implants by apically positioned flap and free gingival graft and enhance oral hygiene for long term maintenance of implants.ope