• 한국음향학회지
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• 제26권8호
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• pp.426-431
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• 2007

본 논문에서는 수중 채널 환경에서 초음파 통신의 성능 및 효율을 향상시키기 위하여 MIMO(Multiple Input Multiple Output) 용 수중 벡터 채널 모델링을 연구하였으며, 이를 이용한 MIMO 기법의 성능을 분석하였다. 수중 MIMO 채널 모델링을 위하여 실해역 환경에서 측정을 수행하였으며, 측정된 데이터를 분석하여 수중 채널 환경에서의 페이딩, 도플러, 시간지연, 도달각, 수신전력 등의 파라미터 값을 추정하였고, 이를 이용한 MIMO용 수중 벡터 채널 모델링을 수행하였다. 또한 제안된 채널 모델링을 이용하여 수중 MIMO 시스템의 성능을 분석하였으며, 성능 분석 결과 수중에서 MIMO 기법을 사용하는 경우 같은 SNR에 대해 비트 에러 율이 크게 감소함을 알 수 있었다.

• 한국음향학회:학술대회논문집
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• 한국음향학회 2004년도 추계학술발표대회논문집 제23권 2호
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• pp.441-442
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• 2004

본 논문에서는 남해 바다에서 디지털 데이터 전송 실험을 통하여 잃은 데이터를 이용하여 수중 초음파 전달 채널을 분석하고, 데이터 분석으로 추정된 채널 파라메타를 이용하여 수중에서 고속 및 고성능의 디지털 통신을 위하여 요구되는 디지털 처리 기법의 성능을 정확하게 분석하기 위한 수중채널 모델링을 하였다. 또한, 수중 채널 모델링은 모델링된 채널을 및 기타 파라메타를 계수 값으로 하는 FIR 구조 근간의 COSSAP 기법을 사용하였다.

• 한국시뮬레이션학회논문지
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• 제25권3호
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• pp.15-28
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• 2016

수중환경에서 운영되는 무기체계 획득을 위한 설계/개발을 진행하기 위해 수중음향채널 모델링 및 시뮬레이션을 통한 분석은 필수적이다. 일반적으로 수중음향채널 분석을 위해 사용되는 수중음향 전파 수치해석 모델은 음선이론 법, 정규방식 법, 포물선방정식 법, 파수적분 법이 있으나 다중 주파수 분석일 경우 유효성과 신호처리 및 분석에 제한적이다. 본 논문은 단일 및 다중 주파수 분석 및 신호처리 및 분석이 용이한 기존 의사 스펙트럼 시간영역 법 수중음향 수치해석 모델에 수중환경 소음 모델을 적용하여 실제 수중환경과 유사한 합성환경 수중음향채널을 모델링 하였다. 이렇게 구현된 합성환경 수중음향채널 모델의 유효성을 확인하기 위해 단일 주파수 신호 시나리오 4가지 다중 주파수 신호 시나리오 4가지 및 잠수함 기동에 따른 방사소음 분석 시나리오 시뮬레이션을 통해 의사 스펙트럼 시간영역 법 합성환경 수중음향채널 모델 유효성을 확인하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권8호
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• pp.5571-5578
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• 2015

본 논문에서는 수중 수직통신채널 환경에서 Alamouti를 이용한 MIMO-OFDM 방식을 분석하였다. 수중 수직통신채널은 수중환경에 적합한 전달손실과 다중경로손실 등을 고려해야 해서 수중통신에서 통신 성능과 효율을 향상할 수 있는 방안이 필요하다. 따라서 본 논문은 각 손실을 고려한 실질적인 모의 수중통신 환경을 구현하기 위해, 오차를 유발하는 환경에서 다중경로 손실, 전달손실, 도플러확산을 고려하여 모델링하였고, 모델링된 임펄스응답에 대한 채널 다중경로 프로파일을 Alamouti STBC 방식의 MIMO-OFDM 시스템을 통하여 시뮬레이션 했다. 본 논문에서 제안한 수중 수직통신채널에서 모델링한 Alamouti STBC 방식의 MIMO-OFDM 시스템 2Tx-2Rx 방식이 2Tx-1Rx 방식에 비하여 $10^{-3}$ BER 기점을 기준으로 약 3~5 dB 가량의 이득을 얻었다.

• 한국시뮬레이션학회논문지
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• 제30권1호
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• pp.11-20
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• 2021

최근 수중 무인 체계가 대두됨에 따라 핵심 기반 기술인 장거리 수중통신기술 및 고속 수중채널모델링 기술이 많은 관심을 받고 있다. 본 논문에서는 고속 수중채널모델링을 수행하기 위한 고속 음파전달모델을 제안하여, 정량적인 성능 분석을 통해 제안 기술의 적용 가능성을 살펴보았다. 수층에서의 파동 전파를 모사하기 위하여 고차 유한 차분 기법을 사용하였으며, 범용 그래픽 프로세서를 이용한 영역 분할 기법을 적용하여 여러 개의 그래픽 프로세서 병렬 처리를 통해 연산 속도를 향상시켰다. 제안한 기법은 반무한 매질에서의 해석해와의 비교 및 파선법에 기반한 VirTEX 모델을 이용한 결과와의 비교를 통해 그 타당성을 검증하였다. 최종적으로 수치예제를 통해 고속 수중채널 모델링 기법의 정량적인 연산 성능을 분석하였다. 개발모델의 연산 성능 향상 정도를 정량적으로 분석한 결과 그래픽 프로세서 수가 증가함에 따라 연산 속도가 선형에 가깝게 빨라지는 것을 확인하였다. 연산 영역의 크기가 2배로 증가할 때와 주파수가 2배로 증가할 때 계산 시간은 각각 2배와 8배로 증가하였다. 본 논문을 통해 제안한 고속 수중채널모델 기술은 해양무인체계의 수중통신기술 개발을 위한 수중통신 채널모델 및 분석 툴로 탑재되어 국방력 강화에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

• 정보와 통신
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• 제33권8호
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• pp.63-70
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• 2016

본고에서는 최근 활발하게 연구되고 있는 수중 음향통신을 위한 물리계층 기술에 대하여 알아 본다. 수중음향통신은 지상의 전파를 이용한 무선 통신 기술과 달리 음파를 이용한다. 음파는 수중에서 약1500m/s로 매우 저속이고 시간에 따른 다중 경로와 해수면과 해저면에서의 반사가 발생한다. 또한 수온, 염분, 수압, 해류와 해저지형 등에 의해 신호의 왜곡 및 손실이 일어나기 때문에 수중음향통신은 지상에서 전파를 이용한 통신에 비하여 매우 어려운 일이다. 본고에서는 이러한 수중음향채널의 특성을 살펴보고 링크버짓 계산을 한다. 그리고 수중음향통신을 위한 물리계층 변조기법을 살펴본다. 특히 OFDM 변조기법에 대하여 자세히 설명하고 실해역 측정을 통한 수중채널 특성을 기반으로 채널을 모델링하고 OFDM 변조기법을 위한 파라미터 선정 및 성능비교를 하였다.

• 융합신호처리학회논문지
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• 제18권2호
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• pp.37-42
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• 2017

본 논문에서는 수중무선통신에서 다중경로에 의해 발생하는 심볼간 간섭을 제거하기 위한 방법으로, 단일반송파 전송방식에 주파수-시간 영역 등화 기법을 결합한 주파수영역 결정궤환 등화기법에 대한 성능을 평가한다. 수중채널 모델링은 벨홉모델을 이용하였으며, 모의실험을 통해, 제안한 기법이 심볼간 간섭에 의한 신호왜곡 문제에 효율적으로 대처할 수 있는 대처할 수 있는 전송방식임을 보였다.

• 한국음향학회지
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• 제39권3호
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• pp.216-225
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• 2020

본 논문은 음선 경로법에 기반한 광대역 수중음향 전달 채널을 모델링하는 방법을 다루었다. 수중음향 전달 채널은 종종 주파수 영역에서 시간 조화 함수로 취급되어, 광대역 시계열 신호 모의 시 활용이 어렵다. 따라서 수중 음파 전달 환경을 반영한 광대역 시간영역 모델링 기법이 요구되며, 본 논문에서는 이를 위해 시간영역에서 다중 경로의 도달 시간지연이 계산 가능한 고유 음선 분석 기법을 활용하였다. 또한 연속 시간의 파동방정식으로부터 산출된 고유 음선의 분석 결과를 컴퓨터 모의가 가능한 이산시간 시스템에 적용하기 위해, 음선의 위상, 주파수별 손실 및 도달 시간지연을 유한 임펄스 응답으로 근사하여, 광대역 수중음향 전달 채널을 모의하는 방법을 제안하였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제36권5B호
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• pp.573-581
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• 2011

수중채널은 매질에 의한 신호 감쇄로 인해 전송대역이 제한되며, 수온, 염도, 기하학적 구조 등 다양한 요소의 영향을 받기 때문에 복잡하며 신뢰성을 유지하기 어려운 통신 환경 중의 하나이다. 본 논문에서는 수중채널에 대한 분석을 토대로 보다 실질적인 모의 수중채널을 모델링하였다. 또한 ISI, 주파수 선택적 페이딩, 시간 선택적 페이딩을 동시에 고려한 Coded Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) 시스템을 디자인하였으며 앞서 언급한 실질적인 표의 수중채널에 대한 시뮬레이션을 통하여 디자인된 시스템이 다양한 상태의 채널에서도 성능변화의 폭이 작고 견실하게 작동할 수 있음을 보였다. 제안하는 Coded OFDM 시스템은 Low Density Parity Check (LDPC) 코드를 사용했으며, Un-coded OFDM 시스템에 비해 $10^{-3}$ BER기점을 기준으로 7 dB의 이득이 발생하였다. 뿐만 아니라 채널의 변화에 따른 SNR 차가 8 dB에서 3 dB로 줄였다.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제6권1호
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• pp.29-36
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• 2013

심벌 간 간섭은 천해 수중 음향 채널에서 신뢰성 있는 고속 데이터 통신을 방해하는 주된 장해 요인 중의 하나이다. 이 논문은 수중 음향 통신 시스템에서 심벌 간 간섭을 완화시키기 위한 방법으로서 사용되는 적응 등화기의 시뮬레이션에 대하여 연구한다. 수중 채널은 다중 경로의 중첩으로 모델링하는데, 각 경로의 길이와 상대적 지연은 채널 기하로부터 계산된다. 이 채널 모델을 기반으로 컴퓨터 시뮬레이션을 수행하여 천해 수중 음향 채널에서 적응 등화기의 성능을 탐구한다.