• 융합신호처리학회논문지
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• 제10권1호
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• pp.1-6
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• 2009

수중이나 지하에서는 매질의 전도성으로 인하여 전파를 이용한 무선 통신이 어렵다. 이러한 경우 초음파 등과 같은 음향신호를 이용하여 무선통신을 하는데 이 경우도 시변 다경로현상, 도플러효과, 각종 감쇄 등으로 인하여 코히어런트방식의 통신에서는 장거리 전송이 어렵다. 따라서 장거리 전송에서는 FSK 등과 같은 넌코히어런트방식의 데이터 전송방식을 사용하는데 이 경우 음향신호의 전송속도가 늦다는 특성 때문에 넓은 대역폭의 데이터 전송이 어렵다. 수중에서 다양한 통신 수요에 따라 음성통신 뿐만 아니라 화상 데이터 전송 등이 요구되는데 이와 같은 많은 데이터 전송시 넌코히어런트방식의 통신에서 그 요구조건을 만족시키기가 어렵다. 본 연구에서는 시간지연신호에 디지털 데이터를 실음으로써 동시에 8비트 또는 16비트 등과 같이 여러 비트의 데이터를 전송함으로써 전송속도를 개선할 수 있는 새로운 전송프로토콜을 제안한다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제26권11호
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• pp.1697-1705
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• 2022

대규모 해양 건설에 따른 해양 건설 작업자의 안전 및 해양 오염 문제가 발생하고 있다. 특히, 해양의 수중 건설 작업은 다른 작업에 비해 위험도가 높아 작업자의 안전을 고려한 무인 대체 시스템의 적용이 필요하다. 본 논문에서는 수중 무인 작업을 위해 해양 건설용 ROV 시스템을 개발 완료하였다. 수중 추진체의 제어를 통한 위치제어, 공압 gripper 그리고 수중 작업 모니터링을 위한 모니터링 시스템을 개발하였다. 성능평가 결과 ROV의 수중 이동속도는 최대 0.89m/s로 평가되었으며, 공압 gripper의 최대 하중은 80kg의 하중 허용 가능함을 확인하였다. 또한, 수중 ROV의 제어와 수중 영상 스트리밍에 필요한 네트워크 대역폭이 300Mbps 이상으로 평가되었으며, 유선 통신은 205m에서 92.7 ~ 95.0Mbit/s, 무선 통신은 78.3 ~ 84.8Mbit/s의 속도로 평가되었다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제20권9호
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• pp.1688-1695
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• 2016

수중에서의 통신은 해수면 및 해저면 등에 의한 신호의 반사를 통해 다중경로 현상이 나타난다. 이러한 다중경로의 영향으로 신호는 왜곡되고 원할한 수신을 방해받게 된다. 또한, 수중 통신은 제한된 주파수를 사용하고 다중 경로로 인한 심볼 내 간섭으로 전송률이 매우 낮고 성능이 저하된다. 따라서 본 논문에서는 수중통신 환경에서 전송률 향상 및 성능 향상을 위해 터보 등화 기법 기반의 Faster Than Nyquist 전송방식을 고려한다. 무선 통신에서 전송률 향상을 위해 적용되고 있는 Nyquist 속도보다 빠르게 전송하는 Faster Than Nyquist 기법에 대해 다중 간섭이 존재하는 수중 환경에서 효율적인 복호 모델을 제시하고 기존의 전송률 향상에 고려되는 천공 부호화 방식과 실제 호수 실험을 통하여 성능을 비교 분석하였으며, 적용 가능성 및 효율성을 확인하였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제39B권6호
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• pp.360-369
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• 2014

수중 음파 센서 네트워크를 이용하여 수중 환경의 자료를 수집하고 이를 이용하여 오염도를 측정하거나 자연재해를 예방하는 등의 연구가 진행되고 있다. 수중에서 수집된 자료는 음파 통신으로 지상의 통신 개체로 전달된다. 수중 환경은 지상 환경에 비해 전송 속도가 낮고, 전송 지연이 빈번히 일어나는 등 통신 성능이 좋지 않기 때문에 지상의 무선 통신에서 사용되는 보안 기술을 그대로 적용시키는 것이 어렵다. 이로 인해 보안 기술을 배제한 체 통신 기술만 사용할 경우 전송되는 자료가 공격자에 의해 탈취되거나 위 변조 되는 등의 보안 위협에 노출될 수 있다. 그렇기 때문에 개체 간의 신뢰성을 입증해 주고, 암호화 통신을 위한 비밀키를 공유하는 인증 및 키 발급 프로토콜 등과 같은 보안 기술이 요구된다. 따라서 본 논문에서는 수중 환경을 위해 경량화한 인증 및 키 발급 프로토콜인 UW-AKE을 제안한다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2011년도 정기 학술대회
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• pp.433-436
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• 2011

스마트폰, 아이패드, 갤력시S, 탭 등 비약적인 과학기술의 발전으로 생활수준이 향상함에 따라, 한강 르네상스 및 4대강 살리기 사업, 각종 생태하천복원 등 새로운 수변문화공간 구축을 위한 공공 사업에서 첨단무선통신기술을 융합한 신개념의 서비스와 문화가 요구되고 있다. 서울시, 서울인근 지역의 강, 하천에 유량이 유입되는 주요지점에 수중환경감지 센서설치. 주변오염지역 감지 및 수중환경 생태를 실시간 감지하여 이상 징후(BOD, COD, DO, 전도, 탁도 등)발생이 예상되는 주변 오염원인 공장, 폐기처리장, 폐수처리장 등의 시설물을 D/B 관리하여 오염원 관련 피해주민에게 실시간 공지하여 대형사고 예방 및 청정하천 수중환경유지를 목표로 한다. 본 논문에서는 수중환경(하천, 호수, 강 등)대한 지능적이고, 효율적인 관리를 위해 센서수중환경에 적합한 4세대 센서 보드 설계 및 블록다이어그램 설계, 통신기술, 인터페이스 개발을 통해 수중환경에 적합한 센서 및 데이터 획득기술 개발한다.

• 한국항해항만학회지
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• 제34권3호
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• pp.181-187
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• 2010

수중무선통신 시스템의 성능은 수중채널의 특성에 영향을 받으며, 특히 잔향 및 다중경로(Multi-path)로 인한 지연확산은 데이터 전송 시 인접심벌간의 간섭(Inter Symbol Interference : ISI)를 발생시켜 통신의 성능을 저하시킨다. 본 논문에서는 잔향 및 다중경로로 인한 인접 심벌간의 간섭에 강한 성능을 나타내는 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 기법을 이용하여 수중에서 고속 데이터 전송의 적용성을 검토하였다. 실제 수중 채널을 모의하는 모델을 사용하여 수중에서 통신 성능을 확인하였다. 그 결과 1000m의 거리에서 단일 반송파의 경우 BER이 $2{\times}10^{-1}$ 이였으며, 다중 반송파의 경우 BER이 $8{\times}10^{-2}$이었다.

• 융합정보논문지
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• 제10권5호
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• pp.1-7
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• 2020

본 논문은 수중 IoT 네트워크에서 센서의 전력 소비를 줄이고 네트워크의 처리량을 향상하는 수중 링크적응 방법을 제안한다. 링크 적응 방법의 하나인 AMC(Adaptive Modulation and Coding) 기술은 SNR(Signal Noise Rate)과 BER(Bit Error Rate)의 강한 상관관계를 이용하지만, 수중에 바로 적용하는 것은 어렵다. 따라서 수중 환경에 적합한 머신러닝 기반의 AMC 기술을 제안한다. 제안하는 MCS(Modulation Coding and Scheme) 예측 모델은 수중 채널 환경에서 목표 BER 값을 달성하기 위한 통신 방법을 예측한다. 예측된 통신 방법을 실제 수중 무선 통신에서 적용하는 것은 현실적으로 어렵기 때문에 본 논문에서는 높은 정확도의 BER 예측 모델을 사용해 MCS 예측 모델의 성능을 확인한다. 결과적으로 제안하는 AMC 기술은 통신 성공 확률을 올림으로써 머신러닝의 적용 가능성을 확인시켰다.

• 융합정보논문지
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• 제10권7호
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• pp.33-40
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• 2020

본 논문은 기존 강화학습 기반 수중통신 예약방식에서 성능 저하 요인 중 하나인 긴 학습 시간을 단축시킴으로써 에너지 소모를 감소시킬 수 있는 향상된 채널 접속 기법을 제안한다. 수중 무선 네트워크에서 노드 간 거리를 추정하여 이를 바탕으로 기존 강화 학습 기반 채널 접속 방법의 학습 범위의 최대, 최소치를 결정한다. 이는 기존 강화학습의 학습 범위를 줄일 수 있다. 수중 무선 네트워크 환경의 특성에 따른 거리 추정값의 오차를 고려하여 NAV 학습 범위를 고려하며, 이를 적용하기 위해 인위적으로 간섭의 크기를 변경시켜가며 학습 진행률에 대한 성능 테스트를 진행하였다. 실험 결과 기존 방법 대비 제안된 AQ-NAV 방안의 경우, 20-40회 학습에서도 360개의 학습 배열 중 평균 340-350개 이상의 학습 배열이 학습이 진행되었고 50회 이상 학습에서는 모든 학습 배열에 대하여 학습이 진행되었다. 반면, 기존 연구의 경우 학습이 120회 이상 진행되어도 360개의 배열 중 300-320개의 배열에 대한 학습이 진행되었다. 실험에서는 기존 대비 적은 횟수의 시도로 학습이 가능함을 보여준다. AQ-NAV가 수중 무선 네트워크에 적용될 경우 에너지 소비 절감을 통해 기존의 방안의 문제점을 완화하고 네트워크 성능 향상을 이룰 것으로 예상된다.

• 한국음향학회지
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• 제26권7호
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• pp.366-374
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• 2007

수중에서 무선통신이 기존에는 초음파를 이용한 단거리통신에 국한되었으나 최근 고주파를 이용한 장거리 통신의 필요성이 증가되고 음성뿐만이 아니라 각종 데이터나 고화질 영상자료의 송수신 수요가 늘어나고 있다. 본 연구에서는 수중에서 디지털 변조방식의 차이에 따라 실제 수중통신에 미치는 영향에 대하여 연구하였다. 모의 환경 하에서 PSK기반의 변조방식(BPSK, QPSK, MSK, GMSK)에 대한 시뮬레이션을 통해 실험한 결과 GMSK만이 큰 차이를 보였다. 위 결과를 바탕으로 SNR을 35dB이하로 하고 부산 남방에 위치한 207-선(한국해양자료센타)의 15Km 구간을 모의하여 음성통신과 영상자료를 전송실험한 결과 음성통신시($10^{-2}$BER, 채널용량 1Kbps기준)는 약 8Km의 거리 차이를, 그리고 영상자료($3{\times}10^5$ 화소, 화소 당 정보량 4bit) 전송시는 BPSK, QPSK, MSK 는 60Kbps, GMSK는 45Kbps의 전송율을 확보하여 약 7초의 전송시간 차이가 생김을 확인하였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제42권5호
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• pp.985-988
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• 2017

자기 유도 (Magnetic Induction; MI) 방식의 통신은 코일 안테나에 교류 전류를 가하면 생성되는 자기장 영역을 이용하여 정보를 전송하는 근거리 무선통신 기술 중의 하나이다. 본 논문에서는 수중 환경에서 코일 안테나의 이동 및 축 회전을 고려한 자기장 직접 전송과 자기장 도파로 전송의 경로 손실을 비교 및 분석한다.