• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2022년도 추계학술발표대회
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• pp.173-175
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• 2022

서로 다른 수중 통신 매체 사이의 각기 다른 장단점을 해결하기 위해 여러 종류의 수중 통신 모듈을 함께 운용하는 통신 기술인 다중매체 통신 기술이 등장하였다. 다중매체 통신은 한 네트워크에서 서로 다른 통신 매체들을 함께 운용하기 때문에 이들의 전송 속도 차이로 인한 흐름 제어 문제가 발생한다. 이에 본 논문에서는 통신 속도 차이로 인한 전송데이터 손실을 미연에 방지하는 수중 다중매체 통신에서 전송데이터 흐름을 제어하는 일종의 DTN (Delay/ Disruption Tolerant Network) 프로토콜을 제안한다. 이 전송 속도 제어 프로토콜을 이용하여 수중 다중매체 통신 네트워크에서 전송 속도 차이로 인해 한 노드에 메시지가 쌓여 전송 큐의 전송데이터 손실이 예측되는 경우 보조 저장장치를 이용하여 큐의 길이를 늘이고, 보조 저장장치 또한 전송데이터 손실이 예측되는 경우 전송 중인 노드에 전송 일시중지를 요청하며 지연상태가 해결된 후 다시 전송을 요청할 수 있다.

• 한국통신학회논문지
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• 제34권6A호
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• pp.437-444
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• 2009

최근 해양개발 및 재난 재해 방지 시스템에 대한 관심이 높아지면서 수중 센서네트워크 관련 연구가 시작되고 있으며, 다수의 노드 간 효율적인 통신을 위해 고속, 저가의 수중 통신 모뎀의 필요성이 증대되고 있다. 본 논문에서는 저가의 초음파 센서를 이용하여 수중 통신 모뎀을 설계 및 구현하였고 실내와 실외 환경에서 구현한 모뎀의 성능을 검증하였다. 실험 결과에 의하면, 개발한 모뎀은 실내의 수조에서 1.5kbps, 연못에서 2kbps로 통신이 가능하였으며 모뎀 간의 최대 통신 거리는 30m이었다. 또한, 수중 센서네트워크의 기능 구현을 고려하여 싱크노드용 모뎀과 센서노드용 모뎀들 간의 일대다 통신 실험을 수행하였다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제13권1호
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• pp.109-114
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• 2013

수중 무선 센서 네트워크에서 센싱 데이터는 수온과 염도 등 평균 계산 등을 사용하여 병합이 가능한 경우가 많다. 데이터 병합은 수중 무선 센서 네트워크에서 패킷의 수를 줄이고 에너지를 절약하는 데 큰 도움이 된다. 하지만 데이터 병합으로 인해 지연이 발생할 수 있고, 불필요하게 긴 경로나 싱크 방향이 아닌 경로를 통해 패킷이 전달되는 단점이 있다. 본 논문에서는 이런 문제를 완화할 수 있는 데이터 병합 기반의 새로운 경로 결정 알고리즘을 제안한다. 제안 논문은 간섭 없이 지연을 줄이고 싱크 방향이 아닌 경로를 제거하여 에너지 효율성을 최대화 한다. 실험 결과를 통해 제안 알고리즘이 에너지 효율과 패킷 지연 면에 있어 우수함을 알 수 있다.

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제13권11호
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• pp.1657-1666
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• 2010

수중 센서 네트워크(UWSN: Underwater Wireless Sensor Networks)는 수중 센서 노드들의 에너지 자원의 제약이 심하고, 제한된 통신 대역폭과 다양한 전파지연 등의 환경적인 특성 때문에 효율적이고 안정적인 데이터전송 방법이 요구된다. 본 논문에서는 수중 센서 네트워크의 센서 노드들이 해양 바닥에 고정된 2차원 구조(2D: two-dimensional underwater wireless sensor network model)에서 이상적인 셀 크기의 육각 모자이크 구조를 이용한 향상된 하이브리드 전송 방법을 설명하고, 또한 센서 노드를 해양 바닥의 닻에 매달아 움직임이 가능한 3차원 구조(3D: three-dimensional underwater wireless sensor network model)에서 효과적인 데이터전송을 위한 에너지 효율적인 인식 및 통신범위를 확장하는 방법을 제안한다. 2D 및 3D 구조에서 제안된 방법들은 시뮬레이션 결과에 의해 기존의 전송 방법보다 높은 에너지 효율성을 가지는 것이 확인되었다.

• 한국음향학회지
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• 제32권1호
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• pp.86-94
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• 2013

본 논문에서는 높은 비트 오류율을 가지는 수중 환경에 적용 가능한 네트워크 코딩 기법을 제안한다. 제안하는 네트워크 코딩 기법의 매체 접속 방식으로 코드 분할 다중 접속 방식을 사용한다. 또한 제안하는 기법은 다수의 소스 노드와 중계 노드, 하나의 싱크 노드로 이루어진 구조에 적용된다. 성능 분석 파라미터로서 소스 노드가 전송한 전체 패킷의 수에 대한 싱크 노드에 성공적으로 도달한 패킷의 수의 비율인 패킷 전달률을 사용하였고 모의실험 결과 50%에 가까운 패킷 오류율 환경에서도 95% 이상의 패킷 전달률을 나타내었다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제8권6호
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• pp.97-103
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• 2008

최근에 제안된 수중 음향 센서 네트워크용 MAC 프로토콜인 T-Lohi는 저가형 음향 모뎀들이 밀집되어 구성된 네트워크에서 사용되도록 설계된 프로토콜이다. 그러나 T-Lohi는 각 노드들이 모든 노드들의 신호를 수신할 수 없어 멀티 홉 라우팅이 필요한 네트워크에서 사용될 때 hidden terminal 문제로 인해 많은 패킷 충돌이 발생한다. 본 논문에서는 T-Lohi처럼 톤을 사용하여 전력 소모에 있어서의 경제성을 추구하면서도 RTS/CTS handshaking을 통해 hidden terminal 문제를 해결한 새로운 MAC프로토콜을 제안한다. 모의실험 결과는 새로운 MAC프로토콜이 T-Lohi와 비교했을 때 패킷 손실을 훨씬 줄이면서도 좋은 네트워크 활용률을 달성할 수 있음을 보여준다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2007년도 한국컴퓨터종합학술대회논문집 Vol.34 No.1 (D)
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• pp.153-156
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• 2007

최근 대두되고 있는 무선 센서네트워크는 지상뿐만 아니라 해양에서도 필요성이 점차 커지고 있다. 해양에서의 무선통신을 하기 위해서는 지상에서 사용하는 RF와 같이 높은 주파수를 사용할 수 없기 때문에 낮은 주파수 대역을 사용하여야 한다. 따라서 본 논문에서는 낮은 주파수 대역을 사용하는 초음파를 센서노드에 장착하고 이들 센서 노드들의 통신 수행을 위하여 수중통신모듈을 설계 및 구현하였다. 그리고 실험을 통하여 텍스트 기반의 통신이 성공하였음을 확인할 수 있었다. 본 논문에서 구현된 수중통신 모듈은 추후 해양 센서네트워크 서비스를 위한 해양 센서노드 제작에 기반이 될 것이다.

• 융합정보논문지
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• 제10권6호
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• pp.41-48
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• 2020

수중 IoT 네트워크에서 센서 노드는 지속적인 전력 공급이 어렵기 때문에 제한된 상황에서 소비 전력과 네트워크 처리량의 효율성이 매우 중요하다. 이를 위해 기존의 무선 네트워크에서는 SNR(Signal Noise Rate)과 BER(Bit Error Rate)의 높은 연관성을 기반으로 적응적으로 통신 파라미터를 선택하는 AMC(Adaptive Modulation and Coding) 기술을 적용한다. 하지만 본 논문의 실험 결과, 수중에서 SNR과 BER 사이의 상관 관계가 상대적으로 감소함을 확인하였다. 따라서 본 논문에서는 SNR과 함께 다중 파라미터를 동시에 사용하는 딥러닝 기반 BER 예측 모델(MLP, Multi-Layer Perceptron)을 적용한다. 제안하는 BER 예측 모델은 처리량이 가장 높은 통신 방법을 찾아낼 수 있고, 시뮬레이션 결과 85.2%의 높은 정확도와 네트워크 처리량은 기존 처리량보다 4.4배 높은 성능을 보여주는 우수한 성능을 확인하였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제21권5호
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• pp.929-935
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• 2017

일반적으로 수중 센서 네트워크에서 모든 센서 노드는 위치가 결정된 앵커 노드를 이용하여 자신의 위치를 결정한다. 본 논문에서는 수중 센서 네트워크에서 모든 센서 노드의 위치를 결정하기 위해 최소의 수를 가진 앵커 노드를 결정하기 위한 타부 서치 알고리즘을 제안한다. 네트워크에서 센서 노드의 수가 증가함에 따라 앵커 노드의 수를 결정하는 계산량은 급격히 늘어나게 된다. 본 논문에서는 밀집도가 높은 네트워크에서 적정한 시간 내에 최소의 앵커 노드수를 결정하는 타부 서치 알고리즘을 제안하며, 효율적인 검색을 위해 타부 서치 알고리즘의 효과적인 이웃해 생성 동작을 제안한다. 제안된 알고리즘은 최소 앵커 노드의 수와 실행시간 관점에서 성능을 평가하며, 평가 결과에서 제안된 알고리즘이 기존의 알고리즘에 비해 성능이 5-10% 우수함을 보인다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2020년도 추계학술발표대회
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• pp.156-159
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• 2020

본 논문은 수중 다중 매체를 사용하는 수중 무선 통신 네트워크에서 수중 다중 매체 라우팅을 지원하는 프로토콜 계층 모델을 제안한다. 이 모델은 상향식 방식의 모델로써 각 물리 매체가 갖는 장점을 대부분 활용하여 수중 통신에 활용할 수 있는 장점이 있으며, 이 모델에 대한 프로토콜 계층 구조, 수중 노드와 수중 통신 매체에 부여되는 주소, 프로토콜 계층별 주요 기능과 인터페이스를 제시한다. 논문에서 제시된 수중 다중 매체를 위한 프로토콜 계층을 통해 수중 다중 매체 통신의 기반이 될 수 있으며, 제안한 프로토콜 계층 모델 기반으로 실제 구현 시 불안정한 수중 통신 환경에서 안정적으로 통신에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.