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음향 통신 및 위치측정 시스템에서의 비가청 음향 신호 설계에 관한 연구
A Study on the Design of Inaudible Acoustic Signal in Acoustic Communications and Positioning System 원문보기

The journal of the institute of internet, broadcasting and communication : JIIBC, v.17 no.2, 2017년, pp.191 - 197  

오종택 (한성대학교 전자정보공학과)

초록
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스마트폰의 사용이 보편화됨에 따라 스마트폰을 이용한 다양한 응용서비스가 개발되고 있으며, 추가적인 장치없이 음향 신호를 이용하여 데이터를 송수신하거나 위치를 측정하는 기술이 활발하게 개발되고 있다. 그러나 스마트폰 장치의 한계로 음향 주파수의 선택에 한계가 있고, 음향신호 발생 장치의 전자회로의 비선형성으로 인해 인간이 감지할 수 있는 음향신호 잡음이 발생하는 문제가 있다. 따라서 시끄러운 소리가 나므로 실용화에 어려움이 있다. 본 논문에서는 인간이 감지하는 음향 신호의 크기 측정 방법을 제안하고, 이에 따라 여러 가지 음향 신호를 비교 분석함으로써 음향 통신 및 위치측정 시스템 개발시에 비가청 음향 신호 설계에 활용하도록 한다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

According to the ubiquitous usage of smartphone, so many smartphone applications have been developed, and especially data communications and position measurement technologies without additional equipments have been developed using acoustic signal. But there is a limitation to select the frequency of...

주제어

#inaudible sound   #signal shaping   #communications   #positioning   #smartphone  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 따라서 본 논문에서 음향 신호 파형을 설계할 때에 A-weight 필터를 사용하여 실제로 인간의 귀에 들리는 정도를 비교하여 효용성을 평가할 것이다.
  • 본 논문에서는 사용자가 감지할 수 없는 수준의 음향 신호를 설계하기 위하여, 우선적으로 음향 신호가 인간의 귀에 인식되는 정도를 계산하기 위한 방법을 제안하고, 설계된 몇 가지 음향 신호 파형에 이 방법을 적용하여 가청 음향 신호의 세기를 분석한다.
  • 본 논문에서는 스마트폰 위치 측정을 위한 음향 신호 발생 시스템[9]을 대상으로 가청 음향 신호를 최소화시키는 것을 목표로 음향 신호의 파형을 설계한다. 전반적으로 음향 신호의 주파수가 매우 높거나 음향 신호 파형의 변화가 느릴수록 가청 음향 신호의 크기가 줄어든다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
스마트폰의 사용이 보편화됨에 따라 어떠한 기술이 개발되고 있는가? 스마트폰의 사용이 보편화됨에 따라 스마트폰을 이용한 다양한 응용서비스가 개발되고 있으며, 추가적인 장치없이 음향 신호를 이용하여 데이터를 송수신하거나 위치를 측정하는 기술이 활발하게 개발되고 있다. 그러나 스마트폰 장치의 한계로 음향 주파수의 선택에 한계가 있고, 음향신호 발생 장치의 전자회로의 비선형성으로 인해 인간이 감지할 수 있는 음향신호 잡음이 발생하는 문제가 있다.
스마트폰 장치의 한계로 어떤 문제가 발생하는가? 스마트폰의 사용이 보편화됨에 따라 스마트폰을 이용한 다양한 응용서비스가 개발되고 있으며, 추가적인 장치없이 음향 신호를 이용하여 데이터를 송수신하거나 위치를 측정하는 기술이 활발하게 개발되고 있다. 그러나 스마트폰 장치의 한계로 음향 주파수의 선택에 한계가 있고, 음향신호 발생 장치의 전자회로의 비선형성으로 인해 인간이 감지할 수 있는 음향신호 잡음이 발생하는 문제가 있다. 따라서 시끄러운 소리가 나므로 실용화에 어려움이 있다.
스마트폰에서 음향신호 잡음이 발생하는 문제로 인한 어려움은? 그러나 스마트폰 장치의 한계로 음향 주파수의 선택에 한계가 있고, 음향신호 발생 장치의 전자회로의 비선형성으로 인해 인간이 감지할 수 있는 음향신호 잡음이 발생하는 문제가 있다. 따라서 시끄러운 소리가 나므로 실용화에 어려움이 있다. 본 논문에서는 인간이 감지하는 음향 신호의 크기 측정 방법을 제안하고, 이에 따라 여러 가지 음향 신호를 비교 분석함으로써 음향 통신 및 위치측정 시스템 개발시에 비가청 음향 신호 설계에 활용하도록 한다.
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참고문헌 (9)

  1. K.Liu, X.Liu, and X.Li, "Acoustic Ranging and Communication via Microphone Channel," in proc. Global Communications Conf. (GLOBECOM), Anaheim, U.S.A., Dec. 2012. 

  2. Y.Lu and A.Finger, "Ultrasonic beacon-based local positioning system using broadband PN -chirp codes," in proc. Int. Conf. Wireless Optical Comm., Banff, Canada, July 2009. 

  3. H.Lee, T.Kim, J.Choi, and S.Choi, "Chirp Signal-Based Aerial Acoustic Communication for Smart Devices," 2015 INFOCOM, pp.2407-2415, Hong Kong, April, 2015. 

  4. H.Kim and N.Kim, "Multiple Access Control Method for Distance Measurement Using Radio and Ultrasonic Wave," J. Korean Inst. Info. Tech., vol. 11, no. 1, pp.1-7, Jan. 2013. 

  5. Z.Zhou, W.Diao, X.Liu, and K.Zhang, "Acoustic Fingerprinting Revisited: Generate Stable Device ID Stealthy with Inaudible Sound," in proc. 2014 ACM SIGSAC Conf. Computer and Comm. Security, pp. 429-440, Scottsdale, U.S.A., Nov. 2014. 

  6. L.Deshotels, "Inaudible Sound as a Covert Channel in Mobile Devices," USENIX Workshop for Offensive Technologies, 2014. 

  7. P.Lazik and A.Rowe, "Indoor Pseudo-ranging of Mobile Devices using Ultrasonic Chirps," in Proc. ACM Conf. Embedded Network Sensor Systems, pp.99-112, Toronto, Canada, Nov. 2012. 

  8. https://en.wikipedia.org/wiki/A-weighting 

  9. J.Oh, "A Study on Multi-hop Positioning Error in Indoor Positioning System," J. IIBC, vol. 16, no. 2, pp.123-129, April 2016. 

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