• 제목/요약/키워드: Maritime Channel

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수중 음향 채널에서 터보 복호기의 채널 신뢰도 추정에 관한 연구 (A study on channel reliability estimation of turbo decoder for underwater acoustic channel)

  • 정현우;정지원;김인수
    • 한국음향학회지
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    • 제41권4호
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    • pp.410-418
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    • 2022
  • 터보 부호화 같은 반복 부호에서 채널 신뢰도 추정은 시변하는 수중 음향 채널에서 성능 향상을 위한 중요한 요소로서, 부정확한 채널 신뢰도 추정은 오히려 성능을 더욱 악화시킨다. 따라서 본 논문에서는 시변 수중 음향 채널에서 부호화율 1/3을 가지는 터보 부호화된 Frequency Shift Keying(FSK) 신호의 최적의 채널 신뢰도 추정 방식을 분석하였다. 추정(Estimation Bit Error Rate, E-BER) 알고리즘은 복호된 데이터를 재부호화시켜 수신된 신호와의 차이를 산정하는 방식이며, 채널 신뢰도의 변화에 따른 E-BER을 구하여 최적의 채널 신뢰도를 결정할 수 있다. 성능 분석을 위해 문경의 호수에서 거리 300 m ~ 500 m의 이동성 실험을 하였으며, 데이터를 복호하지 못하는 패킷에 대해 최적의 채널 신뢰도를 추정하여 적용한 결과, 모두 복호하였음을 확인하였다.

해상 초단파 대역 디지털 데이터 통신을 위한 선박 애드혹 네트워크의 실해역 실증 연구 (Sea-Experiment Test of a Shipborne Ad-Hoc Network (SANET) for Maritime VHF Digital Data Communications)

  • 윤창호;김승근;조아라;임용곤
    • 한국통신학회논문지
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    • 제41권6호
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    • pp.681-688
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    • 2016
  • 해상에서 새로운 디지털 데이터 교환 서비스를 제공하기 위해 기존 아날로그 통신용으로 사용하던 초단파 대역 일부를 디지털 통신용으로 전환하는 것을 2012년 세계 전파 회의에서 결의하였고, 국제 전기통신연합 무선통신섹터는 ITU-R M. 1842-1 표준을 통해 해상 디지털 데이터 통신 시스템의 기술 특성을 권고하였다. 수십 해리 정도의 제한적인 초단파 대역의 통신 거리를 극복하기 위해 애드혹 통신을 이용하여 육상국으로부터 멀리 떨어진 선박국에게도 디지털 데이터 교환 서비스를 제공할 수 있도록 선박 애드혹 네트워크 (SANET; Shipborne Ad-hoc Network)의 개념이 국제해사기구를 통해 소개되었다. 본 논문에서는 해상 초단파 대역 디지털 데이터 통신을 위해 개발된 ITU-R M. 1842-1 기반의 통신 시스템에 계층별로 SANET 프로토콜을 구현하고, 실해역에서 네트워크를 구축하여 채널 접속, 경로 설정, 데이터 송수신 등의 기능 들을 검증하였다. 구축된 SANET은 해상정보 수집 및 분석, 입출항 간소화에 활용할 수 있으며, e-navigation을 위한 해상 디지털 통신 인프라로 활용 가능할 것이다.

수중 통신에서 전송률 향상을 위한 Faster Than Nyquist 전송기법 연구 (Faster Than Nyquist Transmission Method for Throughput Improvement in Underwater Communication)

  • 백창욱;정지원
    • 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.

GPU를 이용한 영상기반 고속 해무제거 기술 (Digital Image based Real-time Sea Fog Removal Technique using GPU)

  • 최운식;이윤혁;서영호;최현준
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제20권12호
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    • pp.2355-2362
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    • 2016
  • 해무 제거는 컴퓨터 비전과 영상처리 분야에서 상당히 중요하게 다루고 있는 분야이다. 해무 혹은 안개제거 기술은 자동 제어 시스템, CCTV, 영상인식 등과 같은 여러 분야에서 사용되고 있다. 이와 같이 컬러 영상의 해무 제거 기술이 다양하게 연구되고 있고 특히 Dark Channel Prior (DCP) 기술을 이용한 방법이 가장 활발하게 이용되고 있다. 본 논문에서는 DCP 알고리즘을 적용하여 해무를 빠르고 효율적으로 제거하는 기술을 소개한다. 이 기술은 GPU를 기반으로 구현한다. 병렬 프로그래밍과 최적화 과정을 거쳐 약 250배 정도의 연산속도를 빠르게 개선하였다. 이를 위해 기존의 프로그램 일부분을 몇 가지 과정을 거쳐 병렬화와 최적화 과정을 수행하였다. 제안한 GPU 프로그래밍 알고리즘과 구현결과는 선박의 안전항해, 지형조사, 지능형 자동차 등과 같은 분야에 적용될 수 있을 것으로 기대된다.

A Study on the Safe Maneuvering of a G/T 100,000 Ton LNG Vessel by Using Her Control Surface through a Narrow Channel

  • Yoon, Jeom-Dong;Seol, Dong-Il
    • 한국항해항만학회:학술대회논문집
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    • 한국항해항만학회 2000년도 Proceeding of CIN-KIN Joint Symposium 2000 on M.E.T. Under STCW 78/95 and SINO-KOREA MARITIME CONTACT IN MID-CENTURIES
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    • pp.115-155
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    • 2000
  • Nawadays LNG has been beginning to take the place of petroleum as fuel all over the world and VLCC tankers of LNG will take the same sea routes that had been used by VLCC tankers of petroleum in the last pat of he 20th century. The transportation of LNG by a VLCC include more dangerous nature of sea peril than that of petroleum. We already know the dimensions of a disaster a LNG tanker could bring about in the case of the LNG tanker, Yuyo-Maru No. 10 in the Tokyo Bay of Japan in 1974. From the point of safety when we construct a LNG base or LNG pier in the base, the appropriate government authority and constructing company had better take sea pilots or some ships handling experts to participate in a prior consultation of the design of the project. A G/T 100,000 ton LNG base and pier were completed in November of 1996 in Inchon harbour in Korea and LNG VLCC tankers of G/T 100,000 ton class have been entering into the base ever since. This study was started and completed to comply with the requisition of the Sea Pilot Association of Inchon harbour in advance of the opening of the LNG base. As the entrance and exit channels leading to Inchon harbour were constructed in the years of 1930s, it was one of the most pressing works for Inchon sear pilots in 1996 to certify the method of safe passing maneuvering of a G/T 100,000 ton LNG tanker through the Pudo narrow channel prior to commercing actual piloting of the LNG VLCC tanker. The author made some mathematical models computing maneuvering of a vessel changing her course with her control surface through a narrow channel and computed maneuvering of a G/T 100,000 ton LNG tanker and also made maneuvering simulations of the vessel by a desk-top simulator. The results of computations and simulations are well coincided with each other in qualitative aspects to assure safe passing of the LNG VLCC.

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ASO-TDMA기반 다중-홉 VHF 대역 데이터 통신 시스템의 주파수 재사용을 고려한 채널간 부하 균형을 위한 자원 할당 최적화 (Optimization of Resource Allocation for Inter-Channel Load Balancing with Frequency Reuse in ASO-TDMA-Based VHF-Band Multi-Hop Data Communication System)

  • 조구민;이준만;윤창호;임용곤;강충구
    • 한국통신학회논문지
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    • 제40권7호
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    • pp.1457-1467
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    • 2015
  • 해양 통신을 위한 VHF 대역 데이터 통신 시스템(VHF Data Exchange System: VDES)은 송수신단의 종류에 따라 서로 다른 주파수 대역을 사용하도록 설계되어 있으며, 육상국으로부터 멀리 떨어진 선박국에게 육상국과 연결성을 보장하기 위해 제안된 ASO-TDMA (Ad-hoc Self-Organizing TDMA) MAC 프로토콜을 이용하여 다중-홉 통신을 수행하는 경우에 주파수 채널간 부하 불균형 문제가 발생한다. 본 논문에서는 이러한 주파수 채널간 부하 불균형 문제를 해결하기 위해 통계적 기하(stochastic geometry) 모델링을 도입한다. 이를 기반으로 동일 홉 영역에서의 공간적 자원 재사용률을 분석하고, 각 홉 영역 별로 최적의 자원 할당을 통해 채널간의 부하 불균형 문제를 해결하여 자원 활용도를 극대화하는 것을 보인다.

수중음향통신에서 PN 성능 기반의 효율적인 수신 구조 (An Efficient Receiver Structure Based on PN Performance in Underwater Acoustic Communications)

  • 백창욱;정지원
    • 한국항해항만학회지
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    • 제41권4호
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    • pp.173-180
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    • 2017
  • 수중음향통신은 다중경로로 인한 신호간의 간섭으로 성능이 열악하므로 채널 부호화의 적용은 필수적이다. 수중 통신에서 데이터를 전송하기 위한 패킷의 구조는 동기 획득을 위해 데이터 전송 전에 PN 시퀀스를 데이터의 헤드 부분에 첨가하여 전송한다. PN 시퀀스는 송 수신 간에 서로 알고 있는 데이터를 이용하여 동기를 획득하는 기능을 하고 있으므로 PN 시퀀스는 채널 부호화를 하지 않고 전송된다. 이러한 비부호화 된 PN 시퀀스는 대부분의 연구에서는 동기 획득을 위해 활용되지만 본 논문에서는 동기 획득 뿐 아니라 PN 시퀀스의 성능을 이용하여 데이터 필드의 성능 또한 예측할 수 있어 데이터 필드의 복호부에 정보를 제공할 수 있다. 본 논문에서는 다중 경로 전달 환경인 수중음향통신에서 원활한 통신과 함께 수신 신호의 성능을 향상시키기 위하여 낮은 SNR에서도 우수한 성능을 보이는 컨볼루션 부호화 기법과 BCJR 복호 방식을 이용하여 다양한 부호화 율에서 비 부호화 된 PN 시퀀스의 오류율과 부호화 된 데이터 필드의 오류율의 상관관계를 시뮬레이션 및 실제 수중 실험을 통해 분석하여 효율적인 수신 구조를 제시하였다.

Nitrobenzene을 guest로 포접한 3차원 금속착체 포접화합물의 결정구조 (Crystal Structure of the Three-Dimensional Metal Complex Inclusion Compound Clathrated Nitrobenzene Guest)

  • 박기민;박상윤;이욱;이와모토 토시타케
    • 대한화학회지
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    • 제40권7호
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    • pp.509-514
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    • 1996
  • 3차원 금속착체 포접화합물 $Cd(pn)Ni(CN)_4{\cdot}0.5NO_2C_6H_5$(pn: 1,2-diaminopropane=propylenediamine)은 사방정계 공간군 $Pn2_1$a로, a=13.868(5), b=26.591(4), c=7.840(1)${\AA}$, V=2891(1)${\AA}^3$, Z=4이며, 28000개의 독립적인 회절반점에 대한 R값은 0.054이다. 이 포접화합물의 host구조는 가지 달린 지방족 guest 분자를 포접한 포접화합물의 host 구조(T-type)와 같다. Nitrobenzene guest 분자는 T-type의 nodal형 턴넬속에 안정하게 포접되는데, 이는 node 위치체 pn-amino group이 놓이고, antinode 위치에 부피가 큰 방향조 고리가 놓이며, 이들 사이에 극성인 nitro group이 있기 때문이다. 턴넬형의 포접골간을 갖는 금속착체 $Cd(pn)Ni(CN)_4$의 host 구조가 가지 달린 방향족 guest 분자를 포접하고 있다.

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수중통신에서 Zero Forcing기법을 이용한 최적의 시공간 부호화 알고리즘 (An Optimal Space Time Coding Algorithm with Zero Forcing Method in Underwater Channel)

  • 권해찬;박태두;천승용;이상국;정지원
    • 한국항해항만학회지
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    • 제38권4호
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    • pp.349-356
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    • 2014
  • 수중통신에서는 다중경로로 인해 심벌간의 상호간섭이 발생하여 시스템의 성능을 저하시킨다. 최근 수중 통신시스템에서는 이러한 열악한 채널환경을 극복하고 전송률을 향상시키기 위하여 등화기 및 채널 부호화와 시공간 부호화 방식의 효율적인 연접 구조가 수중통신에서 MIMO시스템으로 응용되어 연구되고 있다. 수중 MIMO 환경에서 시공간 부호화 방식 중에서는 시공간 블록 부호화 방식과 시공간 격자 부호화 방식이 있으며, 시공간 격자 부호화 방식이 등화기 및 채널 부호화 방식에 최적이다. 따라서 본 논문에서는 다중경로 채널 환경에서 효율적인 전송을 위해 터보 Pi 부호화기를 외부부호로 사용하고, MIMO시스템에서 전송 다이버시티와 부호화이득을 동시에 가지는 시공간 격자부호를 내부부호로 구성한다. 그리고 심볼간 상호 간섭 제거를 위해 Zero Forcing 등화기법을 사용하여 수중채널에서의 시뮬레이션을 통해 성능을 확인하였다.

WDM 채널수에 따른 최적의 OPC 위치 및 광섬유 분산 계수 (Optimal OPC Position and Fiber Dispersion Coefficients depending on WDM Channel Numbers)

  • 이성렬;정재필
    • 한국항행학회논문지
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    • 제11권2호
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    • pp.177-186
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    • 2007
  • 본 논문에서는 광 위상 공액기 (OPC ; optical phase conjugator)를 중심으로 광 전력과 색 분산량을 대칭화 하는 방법을 대체할 수 있는 OPC의 최적 위치 편차와 그에 따른 광섬유 구간의 최적 분산 계수 편차를 WDM 시스템의 채널수에 따라 살펴보았다. 본 논문에서 고려한 WDM 시스템의 채널수는 8, 12, 16, 20, 24로 가정하였고, 각 채널의 비트율은 40 Gbps로 가정하였다. 모든 WDM 채널의 보상을 위한 최적 OPC 위치 편차와 광섬유 구간의 최적 분산 계수 편차는 채널수가 증가할수록 커져야 한다는 것을 확인하였다. 그러나 최적 OPC 위치 편차와 광섬유 구간의 최적 분산 계수 편차가 동시에 증가하기 때문에 OPC 위치 이동 1 km 당 최적 분산 계수 값은 WDM 채널수에 크게 의존하지 않는다는 것을 알 수 있었다. 그리고 이들 최적 파라미터 값들은 WDM 채널수가 적은 시스템에서보다 채널수가 많은 시스템에 더욱 효과적이라는 것을 알 수 있었다.

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