• 융합신호처리학회논문지
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• 제12권1호
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• pp.44-49
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• 2011

The need of data transmission in oceans and other underwater mediums are increasing day by day, so as the research. The underwater medium is very different from that of air. Propagation of electromagnetic wave in water or underground is very difficult because of the conductivity of the propagation materials. In this case, we usually use acoustic signals as ultrasonic but, they are not easy to transfer long distance with coherent method because of time varying multipaths, Doppler effects and attenuations. So, we use non-coherent methods such as FSK or ASK to communicate between long distances. But, as the propagation speed of acoustic wave is very slow, BW of the channel is narrow. It is very hard to guaranty the enough speed for the transmission of digital image data. In previous studies, we proposed this data communication protocol theoretically. In this paper, an underwater channel is modeled and this protocol is tested in this channel condition. The results show that the protocol is 4-6 times faster than ASK. Some relations and results are shown depending on the data length, channel length, bit rate etc.

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제24권11호
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• pp.1526-1537
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• 2021

Due to the difference between the underwater communication environment and the terrestrial communication environment, the radio communication mainly used on the ground cannot be used in underwater. For this reason, in the underwater communication environment, various communication media such as acoustic waves, infrared rays, light and so on has been studied, but there exist several difficulties in operating them individually due to their physical limitations. The concept for overcoming these difficulties is the very underwater multi-media communication, a method to select a communication medium best suitable for the current underwater environment among underwater communication multimedia whenever there occurs underwater communication failure. In this paper, we present an underwater multi-media communication network based on star topology and a fragmentation and reassembly technique to solve the problems caused by the different MTU (Maximum Transmission Unit) sizes among different underwater communication media. We also present the estimations and analysis on processing times in each of fragmentation and reassembly and the total data amount for transmitting fragments in our proposed underwater multi-media communication network.

• 한국해양공학회:학술대회논문집
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• 한국해양공학회 2003년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.109-114
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• 2003

Wireless communication systems are inevitable for efficient underwater activities. Because of the poor propagation characteristics of light and electromagnetic waves, acoustic waves are generally used for the underwater wireless communication. Although there are many kinds of information type, visual images take an essential role especially for search and identification activities. For this reason, we developed an acoustic-based underwater image transmission system under a dual use technology project supported by MOCIE (Ministry of Commerce, Industry and Energy). For the application to complicated and time-varying underwater environments all-digital transmitter and receiver systems are investigated. Array acoustic transducers are used at the receiver, which have the center frequency of 32kHz and the bandwidth of 4kHz. To improve transmission speed and quality, various algorithms and systems are used. The system design techniques will be discussed in detail including image compression/ decompression system, adaptive beam- forming, fast RLS adaptive equalizer, ${\partial}/4$ QPSK (Quadrilateral Phase Shift Keying) modulator/demodulator, and convolution coding/ Viterbi. Decoding.

• 한국항해항만학회지
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• 제37권5호
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• pp.487-492
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• 2013

수중에서의 통신은 해수면과 해저면 등에 의한 신호의 반사가 생겨 다중경로 현상이 발생한다. 이러한 다중경로의 영향으로 신호는 왜곡되고 원활한 수신을 방해하게 된다. 본 논문에서는 수신신호의 성능을 향상시키고자 수중통신에 적합한 반복부호를 설정하였다. 적용 가능한 반복부호로는 터보 부호와 LDPC 부호, BCJR 기반의 컨볼루션 부호가 있으며, 동일한 부호화율 및 비슷한 부호어 길이에서 터보 등 화기 기반의 성능을 분석하였다. 반복횟수를 5회로 고정하였고, 수중 채널 데이터는 실제 동해 바다에서 송수신 거리가 5Km로 실험을 하였다. 그리고 데이터 속도를 1Kbps에서 측정된 실제 데이터를 이용하였다. 성능 분석 결과, BCJR 기반의 컨볼루션 부호가 가장 적합함을 알 수 있었다.

• 한국통신학회논문지
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• 제39B권6호
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• pp.360-369
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• 2014

수중 음파 센서 네트워크를 이용하여 수중 환경의 자료를 수집하고 이를 이용하여 오염도를 측정하거나 자연재해를 예방하는 등의 연구가 진행되고 있다. 수중에서 수집된 자료는 음파 통신으로 지상의 통신 개체로 전달된다. 수중 환경은 지상 환경에 비해 전송 속도가 낮고, 전송 지연이 빈번히 일어나는 등 통신 성능이 좋지 않기 때문에 지상의 무선 통신에서 사용되는 보안 기술을 그대로 적용시키는 것이 어렵다. 이로 인해 보안 기술을 배제한 체 통신 기술만 사용할 경우 전송되는 자료가 공격자에 의해 탈취되거나 위 변조 되는 등의 보안 위협에 노출될 수 있다. 그렇기 때문에 개체 간의 신뢰성을 입증해 주고, 암호화 통신을 위한 비밀키를 공유하는 인증 및 키 발급 프로토콜 등과 같은 보안 기술이 요구된다. 따라서 본 논문에서는 수중 환경을 위해 경량화한 인증 및 키 발급 프로토콜인 UW-AKE을 제안한다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제41권1호
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• pp.91-98
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• 2017

본 논문에서는 해양 플랜트 수중 구조물의 감시 제어를 위한 수중 다중 센서 음향통신 기법에 대해 분석한다. 각 구조물의 상태 정보는 구조물에 부착된 센서를 통해 정보가 수중으로 전송되며, 여러 구조물의 정보를 동시에 전송 및 수신하는 최적의 기법을 제시한다. 다중 센서를 통해 동일한 주파수를 이용하여 간섭 없이 성능 열화를 감소시키는 대역확산기법을 이용하여 수중 통신 송수신단 구성을 제시하며, 수중에서의 다중 경로로 인한 성능 열화를 감소시키기 위한 RAKE 기반의 수신모델을 제시한다. 본 논문에서는 센서의 갯수를 세 개로 제한하고 센서의 개수에 따른 성능을 시뮬레이션을 통해 제안한 방식의 효율성을 증명하였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제38C권3호
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• pp.303-310
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• 2013

수중에서의 통신은 해수면과 해저면 등에 의한 신호의 반사가 생겨 다중경로 현상이 발생한다. 이러한 다중경로의 영향으로 신호는 왜곡되고 원활한 수신을 방해하게 된다. 이러한 다중 경로 환경에서 본 논문에서는 수신신호의 성능을 향상시키고자 수중통신에 적합한 반복부호를 설정하였다. 적용가능한 반복부호로는 터보 부호와 LDPC 부호가 있으며, 성능 및 부호화 길이, 등화기 적용 등의 파라메타를 기반으로 수중통신에서는 터보 부호의 적용이 적합하다는 결론을 얻었다. 따라서 터보 부호 기반의 터보 등화기를 사용하여 실제 동해 바다에서 송수신 거리가 5Km 그리고 데이터 속도를 1Kbps로 설정하여 성능을 확인하였다.

• 한국항해항만학회지
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• 제36권8호
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• pp.631-635
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• 2012

수중에서의 통신은 해수면과 해저면 등에 의한 신호의 반사가 생겨 다중경로 전달현상이 발생한다. 이러한 다중경로 전달의 영향으로 신호는 왜곡되고 원활한 수신을 방해하게 된다. 본 논문에서는 이러한 다중경로 환경에서 효율적인 패킷 설계를 위하여 채널 부호화 기법으로는 부호화 후의 크기 N = 1944 비트, 전송하고자 하는 데이터의 크기 K = 972 비트를 가지는 부호화율 1/2 인 LDPC(Low Density Parity Check codes) 부호를 이용하였으며, 다중경로로 인한 위상 오차 추정은 decision directed 방식을 이용하여 위상 추정을 하였다. 실제 동해 바다에서 송수신 거리가 200m, 500m 그리고 데이터 속도를 1Kbps, 4Kbps로 설정하여 각 거리 및 데이터 속도에 따른 QEF(Quasi Error Free)가 되는 지점에서의 최적의 패킷 구성을 위한 데이터 길이를 제시하였다.

• 한국해양공학회:학술대회논문집
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• 한국해양공학회 2004년도 학술대회지
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• pp.386-389
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• 2004

Beamforming for underwater acoustic communication is affected by the broadband feature of underwater acoustic communication signal, which has the low center frequency compared to the signal bandwidth. In this paper, the baseband equivalent array signal model is derived and we present computer simulation results for the broadband finite impulse response (FIR) beamformer performance according to the FIR filter order and the tap spacing. If the FIR filter order is increased above the optimum value, the beamformer performance is degraded. Also the tap spacing is related to the optimum FIR filter order.

• The Journal of the Acoustical Society of Korea
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• 제24권3E호
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• pp.99-108
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• 2005

To investigate the equalizer performance in underwater acoustic communication m the presence of intersymbol interference (ISI) due to multipath, computer simulations are carried out in discrete multipath shallow water channels for three different horizontal ranges. For the purpose of computation simplicity, least mean square (LMS) algorithm is adopted both in linear equalizer and nonlinear equalizer, decision feedback equalizer (DFE) to cancel out ISI effects. Binary phase shift keying (BPSK) signals have been transmitted with high data rate of 2000bps through the use of equalization technique. The results demonstrate that equalization is an efficient way to achieve high transmission data rate in the shallow water channel.