• 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.

• 전자공학회논문지
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• 제54권1호
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• pp.121-128
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• 2017

본 논문에서는 다음향(multisource) 환경에서의 음향 사건 검출 정확도를 높이기 위해 비음수 텐서 분해(nonnegative tensor factorization, NTF)와 은닉 마코프 모델(hidden Markov model, HMM)을 이용한 이중 채널 음향 사건 검출 방법을 제안한다. 제안된 방법은 먼저 이중 채널 입력 신호들에 NTF 기법을 적용하여 얻은 각 음향 사건 별 채널 이득을 활용하여 다수의 음향 사건들을 검출한다. 그러고 나서, 채널 이득에 의해 검출된 음향 사건의 발생 여부를 검증하기 위하여 채널 이득을 우도 가중치로 활용하는 HMM 기반의 우도비 검증을 수행한다. 제안된 방법의 검출 정확도를 평가하기 위하여 다양한 잡음과 사건간 중첩 밀도를 고려하는 다중 사건 발생 환경에 대한 F-measure를 측정하였고, 기존의 혼합 가우시안 모델 및 비음수 행렬 분해 기반의 음향 사건 검출 방법들과 비교하였다. 실험 결과, 제안된 방법이 기존 방법들에 비하여 모든 실험 조건에서 높은 정확도를 보였다.

• 한국음향학회지
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• 제21권3호
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• pp.245-255
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• 2002

5.1채널 스피커 시스템을 이용하여 음향을 재현시 나타나는 현상인 크로스토크를 제거하여 청취자에게 보다 입체적인 음을 재현하는 방법에 관한 것이다. 본 논문에서는 크로스토크를 제거하기 위하여 자유음장 모델을 사용하였다. 이것을 구현함에 있어 주파수 영역에서 심리음향에 기초한 바크 스케일 (bark scale)을 사용한 복소이득 보상을 실시하였으며, 서라운드 채널에 관해서는 밴드패스 필터를 추가하여 주파수 제한적인 음질 보상을 실시하였다. 정면 채널과 서라운드채널의 음원을 제작하여 기존의 2채널 및 5.1 시스템에서 제시하는 음원과 비교하여 객관적인 음질 평가 및 청취자를 대상으로 한 주관 평가를 실시하였다. 제안된 방법에 따라 측정한 결과에 따르면 ±30°의 정면 스피커를 배치한 돌비 표준 스피커 배치에서 38 dB이상의 분리도를 얻었으며 확산감에 대해 전문가를 대상으로 한 주관 평가는 5점 평가를 기준으로 0.4점이 향상되었다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제24권3호
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• pp.405-411
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• 2020

최근 수중 자원개발, 재난 감시 및 국방에 관련하여 수중 통신에 대한 연구가 활발히 진행 중이다. 무선통신 시스템 설계에서 경로손실은 주어진 통신 링크에 대한 수신 전력 레벨을 계산하여 통신 신뢰성을 보장하는데 필요한 링크 예산을 도출하기 위한 중요한 정보이다. 수중음향채널은 각 해역에 따라 수온, 수심, 파고, 조류, 탁도 등에 의해 서로 다른 특성을 보이며, 각 해역별 수중음향채널의 경로손실은 서로 다른 특성을 갖는다. 따라서 수중음향 통신 시스템개발을 목적으로 하는 전 세계의 여러 연구기관에서는 다양한 해역에서 수중음향채널에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 하지만 국내는 아직까지 수중음향채널의 경로손실에 대한 연구결과가 매우 부족하다. 따라서 본 연구에서는 남해 거제도 천해역의 실해역 측정을 통해 경로손실을 추정하였으며, 기존 연구에서 제안한 경로손실 수식에 남해의 환경정보를 적용하여 도출한 결과를 비교하여 그 차이를 확인하였다.

• 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.

• 한국음향학회지
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• 제32권5호
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• pp.377-384
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• 2013

수중 음향 통신 채널에서 주파수 선택적 페이딩에 강한 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)에 전방오류정정 기법을 적용한 COFDM(Coded OFDM)의 성능을 평가하였다. OFDM은 광대역신호를 협대역 신호로 나누어 전송하는 기법으로 다중경로에 의한 성능저하를 해결하는데 효과적인 전송기법이지만, 특정 부 채널에 깊은 페이딩이 있는 경우에 오류가 증가하여 성능이 저하된다. 이러한 페이딩에 대한 오류를 감소시키기 위해 컨벌루션 코드를 적용한 COFDM을 제안한다. 다중 경로 채널에서 COFDM이 OFDM에 비해 상대적으로 우수한 전송성능을 보였다.

• 전자공학회논문지
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• 제52권10호
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• pp.168-174
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• 2015

본 논문에서는 수중음향 채널에서의 협력통신 방식에 대한 성능을 분석한다. 협력전송 프로토콜과 동일비율 결합(Equal Ratio Combining:ERC) 방법, 고정비율결합(Fixed Ratio Combining:FRC) 방법, 최대비 결합(Maximum Ratio Combining:MRC), SNRC( Signal to Noise Ratio Combining), ESNRC (Enhanced Signal to Noise Combining) 방법에 대해서 수중음향 채널에서의 성능을 분석함으로 분석 결과를 통해서 적절한 협력통신 기술을 선택할 수 있다. 이 수중음향 채널에 대한 협력통신의 성능 분석은 컴퓨터 모의실험으로 수행된다.

• 한국음향학회지
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• 제35권5호
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• pp.383-388
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• 2016

본 논문은 볼록 규준화 RLS(Recursive Least Squares)에 쓰이는 규준화를 위한 상수를 정하는 법을 제안한다. Eksioglu와 Tanc는 희소성 음향 채널 추정을 위해서 볼록 규준화 RLS 알고리즘을 구현하였다. 그러나 이 알고리즘은 더 좋은 추정 성능을 위해서 채널의 참 임펄스 응답 정보가 사용된다. 본 논문에서는 이 같은 참 임펄스 응답 정보가 필요 없는 규준화 상수를 위한 두 가지 선정법을 제안한다. 그리고 제안한 방법을 사용했을 때 Eksioglu와 Tanc의 방법에 필적한 추정 성능을 유지함을 보인다.

• 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.

• 한국음향학회지
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• 제41권6호
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• pp.610-620
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• 2022

음향 벡터센서는 한 위치에서 음향압력 뿐만 아니라 입자속도 및 가속도와 같은 벡터량을 동시에 수신할 수 있기 때문에 수중음향 통신 시스템의 단일입력다중출력 수신기로써 사용가능하다. 한편, 단일 벡터센서로 수신되는 벡터 신호는 송·수신기 간 방위각과 다중경로 각 요소의 전파각도에 따라 서로 다른 채널 특성을 갖기 때문에 다른 통신성능을 야기한다. 본 논문에서는 단일 벡터센서를 이용한 수중음향 통신 시스템의 성능 향상을 위한 채널 파라미터 기반 가중 방법을 제안한다. 제안 방법의 검증을 위해 Korea Reverberation Experiment(KOREX-17) 중에 수행된 통신실험 데이터를 사용하였다. 음향 송신기는 수신기로부터 멀어지면서 통신신호를 전송했으며 단일 벡터 수신기는 음향압력 신호와 x, y, 및 z 가속도 신호를 측정했다. 수신된 가속도 신호는 압력등가 입자속도 신호로 변환되어 음향압력 신호와 함께 다중채널 통신 시스템의 입력값으로 사용되었다. 통신 복조를 위해 시변 채널에 강인한 블록기반 시역전 기법이 활용되었으며, 통신 결과로부터 단일 벡터센서를 이용한 수중음향 통신 시스템에 대한 채널 파라미터 기반 가중 방법의 유효성이 입증되었다.