This paper presents a novel shore-to-sea maritime data transmission system based on time-code diversity, using visible light in maritime environments to overcome the limitations of conventional maritime wireless communications. The proposed system is primarily comprised of existing LED-based lighthouses and maritime transceivers (marine beacons, buoys, etc.), and thus is considered cost-effective in terms of implementation. We first analyze maritime visible-light communications on the basis of the unique properties of a maritime environment, i.e. sea states (wave height, wind speed, etc.), plus atmospheric turbulence, using the Pierson-Moskowitz (PM) and JONSWAP (JS) spectrum models. It is found that the JS model outperforms the PM model, and that the coverage distance depends on the LED power and sea states. To combat maritime fading conditions that significantly degrade performance and coverage distance, we propose a time-code diversity (TCD) scheme in which the delayed versions of the original data are retransmitted using orthogonal Walsh codes. This TCD scheme is found to be superior, in that it offers three orders of magnitude in terms of BER performance, compared to a conventional (non-TCD) transmission scheme. The proposed scheme is robust and efficient in overcoming the effect of impairments present in maritime environments with a BER of approximately $10^{-5}$and a data rate of 100 Kbps at a distance of 1 km.
원거리 해상통신에는 INMARSAT 통신위성이 있으나 통신 사용료의 부담 때문에 non-SOLAS 선박에서는 거의 사용되지 못하고 있으며, 이를 해결할 수 있는 한가지 방법으로 소형선박에서 사용되고 있는 HF대역의 SSB를 이용한 디지털통신이 대체 수단으로 이미 여러 나라에서 논의되고 있다. HF대 디지털통신 시스템이 구축되려면 A2와 A3해역을 항해하는 모든 크기의 선박뿐만 아니라 소형 선박을 포함하여 효과적으로 이용되어야 하며, HF 데이터 통신은 E-mail서비스 외에 해상에서의 안전에 관련된 최근의 정보의 방송서비스, 위치보고서비스, 폴링 서비스 등의 기능을 갖추어야 제 기능을 발휘할 수 있다. 본 논문에서는 HF대 해상통신에서 디지털통신망을 구축하기 위한 핵심요소라고 할 수 있는 해안국과 선박국간에 통신설정을 위한 통신프로토콜의 통신시��스를 중심으로 연구하였다.
원거리 해상 데이터통신에는 INMARSAT 통신이 있으나 소형선박에서는 고비용의 문제로 사용되지 못하고 있으며, NBDP의 무용론과 함께 HF대역의 효과적인 데이터통신을 수행할 수 있는 대체 수단에 대한 의제가 여러 나라에서 제시되고 있다. 전리층 반사파를 이용하는 HF대 통신의 특성상 거리에 관계없이 A2, A3 및 A4 해역을 항해하는 모든 선박에게 조난 및 일반통신 외에 MSI방송, VMS위치보고, E-mail 서비스 등을 효과적으로 제공할 수 있는 SSB 송수신기용 통신시퀜스를 설계할 필요가 있다. 본 논문에서는 SSB에 의한 HF대 해상 데이터통신을 자동화로 구성하기 위하여 상호간 호출과 통신을 신뢰성 있게 통신할 수 있는 새로운 패캣과 통신시퀜스를 설계하였다.
해상에서 인명과 재산을 보호하기 위하여 해양사고를 예방하고 사고발생 시에 신속하게 대처하는 능력이 중요시된다. RFID 기술을 적용하면 선박에서 선원들의 이동경로와 출입을 통제함으로써 안전사고를 미리 방지하는 것은 물론 선박의 안정성을 크게 높일 수 있다. 이에 적용된 RFID 기술은 현재 물류유통 분야에서 많이 이용되고 있는 RFID KS 국내표준인 $860MHz{\sim}960MHz$ 대역을 이용하여 선원이 RFID 태그를 소지하여 입출항과 동선을 파악하여 안전사고를 미리 방지하는 효과를 가져 올 수 있다.
Conventional inductive powerline communications typically use ferrite cores. However, since the recent nanocrystalline cores are expected to perform better, this paper aims to measure the performance of inductive couplers using nanocrystalline cores. To do this, we used inductive powerline communications to observe the communication range when increasing the number of cores from one to five. This experiment shows that we have the best communication performance when we connect 5 cores.
본 논문에서는 고속 이동환경에서 강건성을 향상시킬 수 있는 OTFS(orthogonal time frequency space) 시스템에서 주파수 및 시간영역에서의 선형 MMSE(minimum mean squared error) 필터를 이용한 디코딩 알고리즘과 강화된 Gauss-Seidel 알고리즘을 이용한 디코딩 알고리즘의 성능을 비교한다. 강화된 Gauss-Seidel 알고리즘은 잡음 증폭을 억제함으로써 비트 오류율 성능을 개선할 수 있다. 전산 실험 결과를 통해 주파수 영역에서 MMSE 필터를 이용한 디코딩 알고리즘은 수신기의 이동 속도가 높아짐에 따라 성능 열화가 발생하는 것을 확인할 수 있고, 강화된 Gauss-Seidel 알고리즘을 이용한 디코딩 방법은 120km/h 속도와 500km/h 속도를 가지는 채널 환경에 대해 주파수 영역 및 시간 영역에서의 MMSE 필터 디코딩 알고리즘에 비해 우수한 성능을 나타내는 것을 확인할 수 있다.
We have proposed and demonstrated an gas-flow sensor using optical fiber bragg grating(FEG). The flow sensor has no electronics and no mechanical parts in its sensing part and the structure is th11s simple and immune to electromagnetic interference(EMI). The FEG sensor was consisted qf the sensing element and a coil heater. The metal coil was used to supply the current to the FEG. While some currents supply to the coil, the refractive index of the FEG under the coil is changed and thus the wavelength shift of fiber optic sensor was induced In this work, the wavelength shift according to flow-rate was experimentally studied and was used to evaluate the gas flow-rate in a gas tube. As a result, it was possible to measure the flow-rate in a linear range from 5 to $20{\ell}/min$ with a resolution of approximately $1{\ell}/min$ at the applied currents of 100 mA and 120 mA. The measured sensitivities were $15.3\;pm/\ell/min$ for 100 mA and $20.2\;pm/\ell/min$ for 120 mA.
본 논문에서는 HF (high frequency) 데이터 통신을 위한 디지털 모뎀의 성능 향상을 위하여 개선된 오류정정부호 방식을 제안하고 성능을 검증한다. 제안하는 오류정정부호 방식은 외부의 Reed-Solomon 부호와 내부의 컨볼루션 부호를 연접하여 만들어진다. 시뮬레이션 결과는 제안하는 시스템이 기존 PACTOR-III 규격의 오류정정부호 방식을 사용하는 시스템에 비해 비트 오율 성능을 크게 향상시킴을 보여준다. 따라서 제안하는 부호화 방식을 사용하여 HF 데이터 통신을 위한 디지털 모뎀의 대역폭 효율성을 크게 향상시킬 수 있을 것이다.
히스토그램 스트레칭이나 히스토그램 균등화 등 기존 대비 향상 기법들과 히스토그램 균등화 기반의 수많은 방법들은 저대비에 소수의 화소들이 넓게 퍼져 있는 영상에 대해서 만족할만한 결과를 내지 못한다. 따라서 본 논문은 군집화 방법을 이용한 새로운 영상 대비 향상 기법을 제안한다. 히스토그램의 군집수는 원영상의 히스토그램을 분석하여 얻을 수 있다. 히스토그램 성분들을 K-means 알고리즘을 이용하여 군집화한다. 그리고 히스토그램 군집 범위와 군집의 화소수 비율을 비교하여 히스토그램 스트레칭과 히스토그램 균등화를 선택적으로 적용한다. 실험 결과로부터 제안한 방법이 기존의 대비 향상 기법들보다 더 효과적임을 확인할 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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