• 대한전자공학회논문지TC
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• 제40권6호
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• pp.253-259
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• 2003

본 논문에서는 몬테칼로 유한차분 시간영역 해석법을 이용하여 피어선-모스코위츠 완전도체로 가정된 바다표면에서 산란된 장을 구하였다. 산란해석에 사용된 일차원 표면은 피어선-모스코위츠 모델을 이용하여 생성하였다. 계산된 값은 이 표면의 형상을 결정하는 바람의 속도(U)에 대한 역 방향 산란계수였다. 계산에 사용된 표면의 수는 50개, 표면의 점의 수는 8192개이고, 표면의 길이는 128파장이었다. 계산된 결과의 타당성을 검증하기 위해 소 섭동 근사 기법을 이용하여 계산된 결과와 비교하였다. 그 결과 양자간의 결과는 서로 잘 일치함을 알 수 있었다.

• Journal of the Optical Society of Korea
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• 제19권5호
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• pp.514-520
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• 2015

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.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제19권8호
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• pp.1773-1779
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• 2015

본 논문은 컬러 클러스터 MIMO 기술을 적용하여 육상과 해상 간의 저비용 고속 무선 데이터 전송이 가능한 해상 가시광 통신 시스템을 제안한다. 제안하는 시스템은 각 컬러 클러스터에 50개의 RGB LED 로 구성되며, 온-오프키잉을 사용하여 변조한다. 수신기에서는 선택적 합성기술을 수행하여 컬러 클러스터의 다이버시티 효과를 얻어 비트오율 개선을 제공한다. 성능 실험에서는 해상 채널 구성을 위해 대기 난류 조건에서 바다 상태 데이터 (파고, 풍속 등)를 Pierson-Moskowitz 및 JONSWAP 스펙트럼에 적용하여 구현하였으며 해상 링크 품질을 통신거리와 비트 오율을 통해 분석하였다. 시뮬레이션 결과를 통하여 제안한 시스템은 국제항로표지협회의 해상 부표식에 충족하고, 고출력 LED를 사용하기 때문에 충분한 조명을 동시에 제공할 수 있는 효율적인 해상 가시광통신 기술임을 보여주고 있다.

• 한국음향학회지
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• 제32권2호
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• pp.116-123
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• 2013

본 논문은 시변 해수면을 생성하고 KA(Kirchhoff Approximation) 기반으로 산란계수를 시뮬레이션하여 결정론적 모델인 벨홉 임펄스 응답에 적용함으로써 시변동성 채널을 생성한다. 1D Pierson-Moskowitz 해수면 스펙트럼과 가우시안 상관 함수를 이용하여 일정한 속도로 변화하는 시 변동성 해수면을 사용하였다. 산란계수는 벨홉의 채널 임펄스 응답의 신호 응답 강도에 적용한다. 실제 실측 데이터에서 해수면 반사 성분을 분리하여 시 변동성 특성에 대한 도플러 파워 스펙트럼을 구하고, 해수면 산란계수 시뮬레이션의 결과와 비교하여 해수면에 사용된 가우시안 상관 함수의 상관 시간을 추정하였다. 최종적으로 생성된 시변동성 채널에 수동 시역전 통신 시나리오를 가정하고 기법을 적용하여 비트에러율 및 채널응답 상관계수 시뮬레이션을 수행하였다.

• Journal of electromagnetic engineering and science
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• 제18권2호
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• pp.136-140
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• 2018

We propose an improved semi-empirical scattering model for X-band radar backscattering from rough sea surfaces. This new model has a wider validity range of wind speeds than does the existing semi-empirical sea spectrum (SESS) model. First, we retrieved the small-roughness parameters from the sea surfaces, which were numerically generated using the Pierson-Moskowitz spectrum and measurement datasets for various wind speeds. Then, we computed the backscattering coefficients of the small-roughness surfaces for various wind speeds using the integral equation method model. Finally, the large-roughness characteristics were taken into account by integrating the small-roughness backscattering coefficients multiplying them with the surface slope probability density function for all possible surface slopes. The new model includes a wind speed range below 3.46 m/s, which was not covered by the existing SESS model. The accuracy of the new model was verified with two measurement datasets for various wind speeds from 0.5 m/s to 14 m/s.

• 한국전자파학회논문지
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• 제28권10호
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• pp.788-793
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• 2017

본 논문에서는 거친 바다표면의 마이크로파 반사를 계산할 수 있는 이론적 모델의 정확도를 검증한다. 우선 Pierson-Moskowitz 해양 스펙트럼을 이용하여 거친 바다표면을 생성하였다. 생성된 바다표면의 유의파고와 유효높이(root-mean square height)값을 추정하여 풍속에 따른 유의파고, 유효높이 관계식을 유도하였고, 다른 측정 데이터들과 비교하였다. 수치해석적 방법을 이용하여 다양한 거칠기 조건(풍속)에서 생성된 바다표면의 반사계수를 계산하였고, 기존에 반사계수를 계산하기 위해 사용하는 이론적 모델인 Ament 모델, PO(Physical Optics) 모델, GO(Geometrical Optics) 모델, B-M(Brown-Miller) 모델과 비교하였다. 비교적 거칠기가 매우 낮은 경우($kh_{rms}$<0.4, k는 파수, $h_{rms}$는 RMS 높이) 외에는 Ament 모델은 정확하지 않았다. 또한 거칠기가 크지 않은 바다($kh_{rms}$<10)에서는 PO, GO, B-M 모델들의 정확도가 보장되지만, 풍속이 높아 거칠기가 높은 바다($kh_{rms}$>10)에서는 입사각이 $70^{\circ}$ 이하에서는 PO 모델과 GO 모델이 수치해석결과와 비교적 잘 일치하였으며, $80^{\circ}$ 이상에서는 B-M 모델이 수치해석 결과와 비교적 잘 일치함을 보였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2011년도 추계학술대회 초록집
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• pp.38.1-38.1
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• 2011

This study investigates the effects of Pierson-Moskowitz, Jonswap spectrum that are typical irregular wave spectrums for wind turbine system with jacket support structure. Also various offshore environmental parameters based on korean local condition were used in our study. The loads acting on the system was considered by referring to the Design Load Case from IEC guide line. And improved von Karman model was used as a turbulence model. As a result, various significant wave height and peak spectral period cause noticeable difference of extreme and fatigue loads prediction.

• 정보처리학회논문지A
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• 제12A권4호
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• pp.327-332
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• 2005

컴퓨터 그래픽스 분야에서는 해양파(ocean waves)를 표현하기 위한 여러가지 방법들이 있지만, 완전한 해결책은 아직까지 제시되지 못하고 있다. 해양파는 여러가지 원인에 의해 생성되지만, 가장 지배적인 요소는 바람과 중력에 의한 표면 중력파(surface gravity waves)이다. 본 논문에서는 해앙학 분야의 정밀한 해양파 모델에 기초하여, 실시간에 표면 중력파를 시뮬레이션하는 방법을 제시한다. 기존 연구들은 수심이 무한대라고 가정하는 Pierson-Moskowitz(PM) 모델[1]을 사용하여, 얕은 바다를 시뮬레이션하기에는 무리가 따랐다. 본 논문에서는 좀더 정밀한 Texel-Marsen-Arsloe(TMA) 모델[2]을 사용하여 더욱 사실적인 해양파를 표현할 수 있다. TMA 모델을 분석한 후, 3차원 컴퓨터 그래픽스 프로그램들에서 사용할 수 있는 실제적인 구현 모델(implementation model)을 정립하였고, 이를 구현한 프로토타입 시스템은 펜티엄-4 1.6GHz PC들에서 초당 30프레임 이상을 표시할 수 있음을 보였다. 본 논문에서 제안하는 방법은 기존 연구들에 비해, (1) 사용자가 제어할 수 있는 매개변수들이 더욱 다양해짐으로써, 사용자 요구에 적합한 파형(wave shape)들을 다양하게 생성할 수 있고, (2) 정밀한 해양파 모델을 사용하여, 얕은 바다에서도 더욱 사실적인 파도를 표현할 수 있다.

• Journal of electromagnetic engineering and science
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• 제5권2호
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• pp.87-91
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• 2005

This paper presents a Monte-Carlo FDTD technique to determine the scattered field from a perfectly conducting surface like a sea surface, from which the useful information on the incoherent pattern tendency could be observed. A one-dimensional sea surface used to analysis scattering was generated using the Pierson-Moskowitz model. In order to verify the numerical results by this technique, these results are compared with those of the small perturbation method, which show a good match between them. To investigate the incoherent pattern tendency involved, the dependence of the back scattering coefficients on the different wind speed(U) is discussed for the back scattering case.

• International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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• 제7권1호
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• pp.70-86
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• 2015

Short crested waves play an important role for planning and design of harbours. In this context a numerical simulation is carried out to evaluate wave tranquility inside a real harbour located in east coast of India. The annual offshore wave climate proximity to harbour site is established using Wave Model (WAM) hindcast wave data. The deep water waves are transformed to harbour front using a Near Shore spectral Wave model (NSW). A directional analysis is carried out to determine the probable incident wave directions towards the harbour. Most critical threshold wave height and wave period is chosen for normal operating conditions using exceedence probability analysis. Irregular random waves from various directions are generated confirming to Pierson Moskowitz spectrum at 20m water depth. Wave incident into inner harbor through harbor entrance is performed using Boussinesq Wave model (BW). Wave disturbance experienced inside the harbour and at various berths are analysed. The paper discusses the progresses took place in short wave modeling and it demonstrates application of wave climate for the evaluation of harbor tranquility using various types of wave models.