지구상에서 70%이상을 차지하는 해양 특히 해저에서 음파를 이용한 통신은 해저자원, 대체에너지 개발 등을 견인할 차세대 핵심기술로써 주목받고 있다. 수중에서 초음파를 이용하여 데이터 전송하는 수중음파통신 기술의 국내외 표준화 동향 및 진행 방향을 살펴보고 우리나라의 역할 및 표준화로부터 얻을 수 있는 파급효과와 향후 전략적 접근을 위한 제언을 기술하였다.
Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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2015.10a
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pp.851-854
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2015
수중음파통신은 물속에서 지상과는 달리 음파를 사용하여 통신한다. 또한 제한된 전력과 자원을 사용하기 때문에 최소한의 연산으로 본래의 목적을 수행해야만 하는 조건이 따른다. 따라서 수중음파통신에 보안을 적용하기 위해서는 기밀성과 안전성도 중요하지만 무엇보다 가용성을 고려한 보안설계가 중요하다. 본 논문은 제한된 전력과 자원 환경에서 동작하는 수중음파통신용 MAC 프로토콜에 가용성이 부각할 수 있는 LEA 블록암호알고리즘의 적용방안을 논하고자 한다. 또한 기존의 AES(Advanced Encryption Standard)와 ARIA(Academy, Research Institute, Agency) 블록암호알고리즘과의 성능분석을 통해 LEA의 우수성과 수중음파통신에 적합성을 보이고자 한다.
KIPS Transactions on Computer and Communication Systems
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v.5
no.3
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pp.71-78
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2016
Recently, The interest about underwater acoustic communication is increase such as marine resources, disaster prevention, weather prediction, and so on. Because the underwater acoustic communication uses a water as media, the underwater acoustic communication has a lot of restrictions. Although the underwater acoustic communication is hard, it is important to consider the security. In this paper, we estimate the performance of cryptographic algorithms(AES, ARIA, and LEA) on a various devices, available in underwater acoustic communication, and analysis the results. This result will be provide effective data confidentiality for underwater communication.
The terrestrial communication network and the underwater acoustic communication network have very different communication characteristics each other in operational environments, communication media, propagation delay, frequency bandwidth, transmission speed, bit error rate, and so on. These different characteristics cause some different address schemes and different maximum transmission units and, as a result, these differences must form certainly obstacles to the intercommunication between a terrestrial communication network and an underwater acoustic communication network. In this paper, we presents a method to use the virtual addresses to resolve the interconnection problem caused by different address schemes between a terrestrial communication network and an underwater acoustic communication network, and, through a mathematical modeling, we analyze the performance on the message transceiving delay time in the underwater environment.
해양에서 음파를 사용하여 수중통신을 시도할 경우 해양매질은 음향 도파관(acoustic waveguide)의 역할을 하게 되고, 이 경우 해양환경의 변동성과 그에 따른 음파와 매질의 간섭에 의해 수중통신 채널의 변동성이 발생한다. 수중음향 채널은 대역 제한 채널이면서 잔향음 제한 채널이고 강한 도플러 변이 채널이므로 수신된 통신 신호는 육상통신에 비해 심한 인접 심볼간 간섭(intersymbol interference)과 위상변이를 가지게 된다. 따라서 수중통신을 시도함에 있어 이러한 해양환경 변동성과 그에 따른 수중음향 채널 변동에 대한 충분한 고려가 필요하다. 본 논문은 수중통신 시스템 구성에 도움을 줄 수 있도록 수중통신 채널에 영향을 미치는 해양 매질의 기본적 특성에 대해 소개하고 수중통신 채널과의 상관성 및 환경 변동성에 따른 통신채널의 변동성에 대해 소개하고자 한다.
Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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2015.10a
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pp.847-850
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2015
최근 환경오염에 의한 수질관리, 재난방지, 해양자원탐사 및 군사목적 등으로 수중환경에서의 음파통신에 대한 관심이 증가하고 있다. 그러나 수중네트워크는 물이라는 특수한 환경으로 인해 많은 제약사항이 존재한다. 이를 극복하기 위한 노력은 계속되고 있으며 더불어 보안의 필요성도 함께 중요시 되고 있다. 본 논문에서는 수중 음파통신 MAC계층에서 AES, ARIA, LEA 암호 알고리즘의 성능을 측정하고 LEA 암호 알고리즘의 우수성을 보이고자 한다.
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.
Journal of the Institute of Electronics and Information Engineers
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v.49
no.11
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pp.110-117
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2012
As the demand for underwater systems providing pollution monitoring, marine ecosystem observation, surveillance monitoring is increased, acoustic modem for short-range underwater communication is spotlighted as one of significant research topics. Typically, in shallow water, it is so hard to analyze acoustic wave which undergoes spreading, absorption, reflection and scattering through transmission that there are limited advanced results. Furthermore, in order for the modem to be loaded in a fixed node or a moving vehicle in shallow water, its size should be small enough. In this paper, we address underwater acoustic channel model and design and implement an efficient micro acoustic modem which is adequate for short-range underwater communication. The developed modem is verified in a lake by varying working range and data rate up to 500 meters and 2 kbps, respectively.
Kim, Ji-Eon;Yun, Nam-Yeol;Kim, Yung-Pyo;Shin, Soo-Young;Park, Soo-Hyun;Jeon, Jun-Ho;Park, Sung-Joon;Kim, Sang-Kyung;Kim, Chang-Hwa
Journal of the Korea Society for Simulation
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v.20
no.4
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pp.157-166
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2011
As underwater environment monitoring system's interest has increased, the research is proceeding about underwater acoustic sensor network. Underwater sensor network can be applicable to many fields, such as underwater environment monitoring, underwater resource exploration, oceanic data collection, military purposes, etc. It is essential to define the PHY-MAC protocol for revitalization of the underwater acoustic sensor network which is available utilization in a variety of fields. However, underwater acoustic sensor network has to implement by consideration of underwater environmental characteristics, such as limited bandwidth, multi-path, fading, long propagation delay caused by low acoustic speed. In this paper, we define frequency of adjusted PHY protocol, network topology, MAC protocol, PHY-MAC interface, data frame format by consideration of underwater environmental characteristics. We also present system configuration of our implementation and evaluate performance based on our implementation with test in real underwater field.
Proceedings of the Korean Institute of Information and Commucation Sciences Conference
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2001.05a
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pp.363-368
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2001
Because of rapid damping of light and electromagnetic wave, acoustic wave has been widely used for underwater communication. However, the propagation of the acoustic wave is highly dependent on the environment such as water properties(temperature, pressure, salinity), bottom and surface conditions, etc.. This paper deals with the surface reflection effect on the wave propagation in the underwater anechoic basin in KRISO. Both theortical and experimental approaches are performed and the results are compared.
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