• 한국정보통신학회논문지
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• 제8권6호
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• pp.1243-1249
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• 2004

본 논문에서는 다중경로 복반사 환경의 수중음향채널 대역이 EFSK(Binary frequency Shift Keying)와 BPSK(Binary Phase Shift Keying) 방식의 비트 오류율에 미치는 영향을 해석하였다. 이산적인 복반사와 연속적인 복반사가 공존하는 다중경로 환경으로 수중음향채널을 모델화 하였고, 모의실험으로 채널 특성에 따른 비트 오류율 특성과 대역을 결정하는 다중경로 지연 확산 정수의 기준을 제시하였다. 채널 대역폭이 100Hz인 수조실험에서 전송율이 100bps이하로 제한되어 모의실험에서 제시한 전송성능과 일치하였다.

• 한국음향학회지
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• 제29권6호
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• pp.365-373
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• 2010

원활한 수중 디지털 통신을 위해 데이터 신호는 물리계층 단위의 프레임으로 전송되고, 채널 추정을 위한 프레임 내의 파일릿 간격은 수중 통신 환경에 맞게 설계되어야 한다. 본 논문은 주파수와 시간에 따른 수중 채널 변화에 관련된 상관 대역폭과 상관 시간에 대하여 기술하고 실제 동해 천해환경에서의 실험을 통해 상관 대역폭과 상관 시간 값들을 산출하였다. 그리고 파일럿 간격의 변화에 따른 실제 수중 통신의 비트 오류율 변화를 구함으로써 산출한 결과가 적절함을 보였다.

• 한국음향학회지
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• 제38권5호
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• pp.494-510
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• 2019

수중음향통신시스템의 모뎀이나 채널 코딩 설계를 위한 채널 매개변수는 임펄스 응답, 지연 확산, 산란함수, 도플러 확산, 상관 대역폭, 주파수 선택적 페이딩, 상관 시간 및 시변 진폭 페이딩의 통계적 분포 함수 등이다. 이들 매개 변수들은 주어진 해양 음향 조건에서 수층의 음속 구조, 플렛폼의 운동이나 해면의 거칠기에 영향을 받는다. 본 논문에서는 송수신기 고정 천해 수중음향통신 채널에 대한 페이저 기반의 채널 모델과 모의실험 및 채널 매개변수들의 측정과 분석 방법을 제시하고 천해의 실험 자료를 이용하여 이들 매개변수들을 해석하였다. 송수신기 거리가 300 m와 600 m에 대한 이들 매개 변수들은 직접파, 산란 성분을 갖는 해면 반사파 및 해저 반사파로 구성되는 3개 다중 경로에 의해 그 특징이 결정됨을 보인다. 연구의 결과는 천해 고정 시스템의 채널 모델 방법, 채널 매개변수들의 측정과 분석 방법 및 시스템 설계와 성능평가 방법을 제시한다.

• 한국음향학회지
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• 제32권2호
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• pp.95-103
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• 2013

천해에서 수중음향통신은 해면과 해저의 음향특성에 강한 영향을 받는다. 시변적인 해면 산란과 입사각에 좌우되는 해저손실에 의해 수중통신 시스템의 성능은 영향을 받게 되어 고속의 디지털 통신 성능은 저하된다. 우세한 직접파가 존재하면 통신채널은 Rice 페이딩, 그렇지 않은 경우 Rayleigh 페이딩으로 모델링된다. 그러나 실해역의 실험으로 이러한 통계적인 채널 모델링을 검증하는 것은 어려운 연구주제로 알려져 있다. 해면산란과 해저반사 손실이 수중음향통신에 미치는 영향의 근원적인 이해를 돕기 위하여 저자들은 이들의 영향을 정량화하기 위한 천해 해역에서 실험을 수행하였다. 이진 주파수 천이 변조 방식으로 영상을 전송하여 해면산란과 해저 입사각에 좌우되는 해저반사 영향을 송신기와 수신기간의 거리, 수신기 깊이에 따른 영상의 양호성과 비트 오류율로 평가하였다. 결론적으로 영상의 전송 성능은 채널의 일관성 대역폭을 결정하는 송수신기간의 거리 및 수신기의 깊이에 좌우된다.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제48권1호
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• pp.1-8
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• 2011

본 논문에서는 수조 실험을 통해 수중 다중경로 채널의 수면변동과 지연확산이 텍스트 전송성능에 미치는 영향 확인하였다. 수면변동과 지연확산은 채널의 코히어런스 대역폭을 제한하는 요인으로 수중음향 통신의 전송성능을 제한한다. 잔잔한 수면과 교란하는 수면에 따른 응답특성 실험결과에서 수면 반사파의 진폭변동과 지연확산 특성을 확인하였다. 각각의 지연확산 유효치는 각각 5ms, 4ms로 그에 대응하는 코히어런스 대역폭은 200Hz, 250Hz였다. BFSK (Binary Frequency Shift Keying) 방식을 이용한 수중 텍스트 전송성능에서 지연확산에 따른 채널의 코히어런스 대역폭 제한으로 인해 잔잔한 수면인 경우 200bps이하에서 $10^{-4}$, 교란하는 수면인 경우 250bps 이하에서 $10^{-4}$으로 오류율이 나타났다. 따라서 본 실험을 통해 수중 다중경로 채널에서 수면변동에 의한 코히어런스 대역폭 제한용 수중음향 통신의 전송성능을 결정하는 중요한 요인임을 확인하였다.

• 한국음향학회지
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• 제38권1호
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• pp.1-8
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• 2019

본 논문은 호수에서의 원활한 수중음향통신을 위해 호수의 수중 채널 환경에 따른 통신 변수들을 도출하였다. 본 논문에서는 실제 호수 환경에서의 두 번의 실험을 통하여 상관 시간과 상관 대역폭을 산출하였다. 두 번의 실험에서 채널 추정과 비트오류율 산출을 위해 chirp 신호와 BPSK(Binary Phase Shift Keying) 신호를 전송하였고, 각각의 실험은 송신단과 수신단과의 거리가 300 m에서 400 m일 때와 500 m에서 600 m일 때 진행하였다. 첫 번째 실험과 두 번째 실험에서 각각 산출한 상관 시간은 175 msec와 340 msec이고, 상관 대역폭은 10 Hz와 5.71 Hz이다. 동기 신호의 길이와 프레임 내 파일럿 신호의 간격이 상관 시간보다 짧은 경우에만 동기화와 비트오류율 성능이 더 우수하여 산출한 실험 결과가 적절함을 확인하였다.

• 한국음향학회지
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• 제26권8호
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• pp.381-389
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• 2007

본 논문에서는 천해역에서 PN 신호열의 자기상관특성을 이용하여 수중 초음파통신 채널 특성을 측정하는 방법과 수신 신호 샘플 데이터로부터 수중통신 채널 특성 분석 결과에 대하여 기술한다. 수중음향통신 채널의 특성을 측정하기 위하여 두개의 PN 신호를 I-채널 및 Q-채널 데이터로 사용하여 QPSK 심볼을 생성하고, 5 kHz 심볼율과 25 kHz 반송파를 갖는 신호로 변조하여 전송한다. 수신부는 송신기에서 675 m와 1492 m 떨어진 위치에서 수신 신호를 샘플링하여 저장한다. 저장된 샘플 데이터를 이용하여 산란 함수, 상관 시간, 지연전력 프로파일, spaced-tone 자기상관함수, 지연 확산 및 상관 대역폭을 각각의 음파 전파 거리에 대하여 분석한다. 또한, 분석한 채널 특성을 토대로 수중 전송 시스템 설계 및 구현을 위한 설계 지침을 제안한다.

• 전자공학회논문지
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• 제54권6호
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• pp.140-145
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• 2017

수중통신을 위한 채널환경은 매우 가혹하다. 주파수 대역폭의 효율적인 사용이 요구되는 수중음향통신에서는 주파수 대역특성이 좋은 변조 신호가 필요하다. 위상편이변조는 전송비트수가 1이나 2비트일 경우 수신측의 잡음에 대한 민감도는 양호한 편이지만 3비트 이상의 전송인 위상편이변조 방식은 스펙트럼 사용효율을 높일 수 있으나 잡음에 민감하게 된다. 1비트나 2비트 전송에 있어 CPFSK는 성능면에서 동기식 위상편이변조와 비슷하지만 스펙트럼의 고주파 성분을 작게 한다. 본 논문에서는 통계적 수중음향채널에서의 트렐리스 부호화 4-CPFSK방식에 대한 성능을 분석한다.

• 한국음향학회지
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• 제32권6호
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• pp.494-501
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• 2013

천해 수중 음향 채널의 배경잡음과 다중경로에 의한 비트 오류율(BER)을 경감하기 위해 Quadrature Phase Shift Keying(QPSK)에 전방 오류 정정 코드(FEC)로 부호화 비율 1/2의 길쌈 코딩(CC)을 적용하였다. 전송신호의 대역폭에 대한 채널의 일관성 대역폭의 비를 주파수 선택 지표로 정의하였고 주파수 선택지표에 따른 전송 신호의 BER과 비트 에너지 대 잡음비의 이득을 평가하였다. 실내 수조 실험 결과, 주파수 선택지표가 약 1.0 이하인 경우 BER은 이론적인 결과와 일치하고 비트 에너지 대 잡음비의 이득은 약 5 dB로 이론적인 결과와 일치한다. 주파수 선택 지표가 1.0 이상인 주파수 선택적인 다중경로 채널에서도 BER은 효율적으로 감소하지만 비트 에너지 대 잡음비가 일정크기 이상인 조건에서만 CC의 비트 오류 감소에 효과가 있다. 이러한 결과는 본 연구에서 정의한 주파수 선택 지표가 다중 경로 채널에서 CC의 성능 평가의 지표로 적용될 수 있다. 아울러 등화기를 적용하지 않고 저속 수중 음향 통신시스템에 효과적으로 BER을 줄일 수 있다.

• 한국음향학회지
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• 제34권4호
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• pp.295-302
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• 2015

수중에서의 음향 통신의 성능은 신호의 다중 경로 전달과정에 의해 발생하는 지역 확산 현상으로 인하여 인접 심볼간 간섭의 영향을 받는다. 따라서, 인접 심볼 간 간섭을 제거하기 위하여 수중 통신에 적합한 등화기 기술, 채널 부호화 기술이 필요하다. 또한, 수중에서는 시변 채널의 영향으로 인해 긴 사이즈의 데이터 전송 중 채널의 변화에 따라 수신 신호의 높은 오류율을 야기 시킨다. 본 논문에서는 다중 경로 환경에서 원활한 통신과 함께 수신 신호의 성능을 향상시키기 위하여 낮은 SNR(Signal to Noise Ratio)에서 우수한 성능을 보이는 부호화 기법인 BCJR(Bahl, Cocke, Jelinek, Raviv) 기반 컨볼루션 부호와 다중 경로로 인해 왜곡된 데이터를 보상하기 위한 기법인 결정 궤환 등화기가 결합된 터보 등화기를 기반으로 제한된 대역폭 내에서 전송률을 향상시킬 수 있는 큰 사이즈의 데이터를 효율적으로 복호 하는 방법에 대해 경북 문경시 경천호에서의 실제 수중 실험을 통하여 성능을 분석하였다.