• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제21권12호
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• pp.1493-1503
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• 2018

We propose an object recognition system and experiential game contents using Kinect to maximize object recognition rate by utilizing underwater robots. we implement an ice hockey game based on object-aware interactive contents to validate the excellence of the proposed system. The object recognition system, which is a preprocessor module, is composed based on Kinect and OpenCV. Network sockets are utilized for object recognition communications between C/S. The problem of existing research, degradation of object recognition at long distance, is solved by combining the system development method suggested in the study. As a result of the performance evaluation, the underwater robot object recognized all target objects (90.49%) with 80% of accuracy from a 2m distance, revealing 42.46% of F-Measure. From a 2.5m distance, it recognized 82.87% of the target objects with 60.5% of accuracy, showing 34.96% of F-Measure. Finally, it recognized 98.50% of target objects with 59.4% of accuracy from a 3m distance, showing 37.04% of F-measure.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제16권2호
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• pp.61-68
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• 2023

수중통신에서 다중 밴드 기법은 채널 부호화된 동일한 데이터를 여러 주파수 밴드로 나누어 전송하는 기법인데, 이는 수중에서 다중 경로, 도플러 확산 등으로 인한 특정 주파수의 선택적 페이딩 현상을 극복하면서 성능을 향상시키는 기법이다. 이러한 다중 밴드 통신의 단점은 성능이 열악한 특정한 밴드가 전체 성능에 영향을 미친다. 따라서 본 논문에서는 다중 밴드 통신에서 각 밴드의 성능을 예측하여 가장 신뢰성이 높은 밴드를 선택함으로써 성능을 향상시키는데, 본 논문에서는 세 가지 성능을 예측하는 기법을 제시하였으며, 실험을 통하여 프리엠블 오류율을 이용하는 방법이 가장 효율적인 방법임을 확인하였다.

• 한국음향학회지
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• 제28권6호
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• pp.506-513
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• 2009

본 논문에서는 원거리 수중음향 통신환경에서 중계노드가 사용가능한 센서노드 간의 데이터 교환을 위해 시역전 방법을 적용한 두 단계 양방향 수중 중계노드 통신 방식을 제안한다. 제안된 방법은 기존의 4 단계 중계절차를 2 단계로 줄이기 위해 시역전 기법을 이용한 양방향 통신방법을 적용하였으며 이를 통해 향상된 시스템 통신 용량을 얻는다. 또한 중계노드가 낮은 복잡도로 구현이 가능하기 때문에 효과적으로 전송 거리를 증가시킬 수 있다. 전산모의실험을 통해 제안된 방법이 기존의 방법보다 20 dB의 SNR에서 약 3.2 bps/Hz만큼 향상됨을 보였다.

• 전자공학회논문지
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• 제53권8호
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• pp.145-149
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• 2016

수중음파통신은 지상과는 다른 환경적 문제에 의해 고속 데이터 전송률을 얻기 위해서는 여러 가지 어려움이 있다. 고속 데이터 전송을 위해서 다중안테나 전송방식에 대해서 많은 연구가 진행되고 있다. V-BLAST 알고리즘은 무선통신에서 다중안테나 전송방식에 적용되고 검파방식이다. 본 논문에서는 수중음파채널에 대해서 여 MIMO 시스템의 VBLAST 검파 방식에 대해서 성능을 분석한다.

• 한국마린엔지니어링학회:학술대회논문집
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• 한국마린엔지니어링학회 2005년도 전기학술대회논문집
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• pp.454-458
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• 2005

In this paper we analyzed the performance of data transmission using BPSK modulation. The system performances were evaluated by the experiments in water tank. As a result we showed the influences of reverberation due to the multipath. In order to simplify the experiment procedure the channel coding etc. were omitted. The experimental result shows that the maximum transmission data rate in used water tank is about 350 bps at bit error rate of $10^{-3}$.

• 한국음향학회지
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• 제38권6호
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• pp.678-686
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• 2019

수중에서는 다중 경로로 인한 인접 심볼 간 간섭의 영향으로 통신 성능이 저하되며, 수동형 시역전 처리는 다중 경로를 완화하기 위한 가장 효율적인 기법이다. 수동형 시역전 처리의 성능을 향상시키기 위해 다이버시티 결합기법이 이용되고 있으며, 본 논문에서는 여러 각도로의 빔 조향을 통해 획득한 신호들을 결합하는 빔 다이버시티 결합기법을 이용하여 통신 성능을 분석하였다. 수직 선 배열 센서에 수신된 탐침 신호로부터 추정한 빔-시간 그래프를 통해 음파의 전달 각도들을 추정하였으며, 추정된 각도 중 결합 개수 및 방식에 따른 통신 성능을 분석하였다. 분석을 위해 2018년 10월 포항 동방 해역에서 수행된 Biomimetic Long range Acoustic Communications 2018(BLAC18) 실험 데이터를 활용하였으며, 통신 성능 지표로써 출력 신호 대 잡음비를 이용하였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제35권8A호
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• pp.777-784
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• 2010

최근 수중 통신에 대한 관심이 급증하고 있으며, 수중 통신을 통한 음성 및 고해상도 영상 데이터와 같은 다양한 데이터 전송의 요구가 증가하고 있다. 수중 음향 통신 시스템의 성능은 수중 채널의 특성에 의해 크게 영향을 받으며, 특히 수중 채널 환경은 다중경로(Multi-path)에 따른 지연확산(delay spread)으로 인하여 데이터 전송 시 인접 심볼 간의 간섭(Inter Symbol interference: ISI)이 발생하여 통신의 성능을 저하시킨다. 본 논문에서는 지연 확산에 강한 성능을 나타내는 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 기법을 수중 통신 시스템에 적용하고, OFDM의 CP(Cyclic Prefix)를 이용하여 수중 채널 환경의 다중경로로 인한 지연 확산을 보상한다. 하지만 수중 통신 시스템에 OFDM을 적용할 때, OFDM 시스템이 갖는 고유한 문제인 높은 PAPR(Peak-to-Average Power Ratio)이 발생한다. 그러므로 본 논문에서는 높은 PAPR로 인한 신호의 비선형 왜곡을 피하고 증폭기의 효율을 위하여 DFT-spread OFDM 기법을 적용한다. DFT-spread OFDM 방식은 IFFT 수행 이전에 DFT(discrete Fourier transform) 확산을 수행하여 각각의 병렬 데이터를 모든 부반송파들에 실어 줌으로써 좋은 PAPR 저감 효과를 얻는다. 그러므로 본 논문에서는 OFDM 시스템을 통해 수중 채널에서 지연 확산에 대한 성능 이득을 보이고, 일반적인 OFDM 시스템보다 DFT-spread OFDM이 수중 통신 환경에서 더 적합한 통신 방식임을 시뮬레이션을 통하여 보였다. 그리고 DFT-spread OFDM의 두 가지 자원 분배 방식(Interleaved, Localized)에 따른 성능을 분석하고 수중 통신 환경에서 자원 분배 방식에 따른 성능의 적응성에 대하여 논의하였다. 시뮬레이션 결과를 통해 CP 삽입을 통한 보상후의 BER 성능은 DFT-spread OFDM 방식이 일반 OFDM에 비하여 $10^{-4}$에서 약 5~6dB 정도 좋은 것을 보였으며, 자원 분배 방식에 따른 BER 성능을 비교하였을 때, Interleaved 방식은 Localized 방식에 비하여 $10^{-4}$에서 약 3.5dB 정도 좋은 것을 보였다.

• 융합신호처리학회논문지
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• 제15권4호
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• pp.162-168
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• 2014

수중 채널 환경에서 고속의 데이터를 신뢰성 있게 전송하기 위한 OFDM 시스템에 대한 연구가 활발히 진행 중이다. 또한, OFDM 통신 시스템에서는 각 부반송파의 대역폭을 채널의 상관 대역폭 보다 작게 설정해야지만 수중 채널 환경에 OFDM 통신의 적용에 의한 성능 향상을 기대할 수 있다. 하지만 실제의 수중 채널 환경에서의 상관 대역폭은 수십 Hz로 매우 작기 때문에, 수중 OFDM 통신 시스템 구성 시에 OFDM을 위한 FFT의 크기가 증가하고, 각 부반송파에 실효 지연 확산 이상의 길이를 갖는 주기적 전치 부호를 추가해야하기 때문에 시스템의 복잡도가 증가하고 데이터의 효율이 저하된다. 따라서 본 연구에서는 수중 채널 환경에서 빔형성기의 적용에 의한 상관 대역폭의 증가를 연구하였다. 이를 위해 실제의 수중 채널 환경에서 측정을 수행하고, 측정 데이터를 분석해 봄으로써 수중 채널 환경에서 빔형성기의 적용에 의한 상관 대역폭의 증가 정도를 분석하였다. 분석 결과 수중 채널 환경에 빔형성기를 적용하는 경우 상관대역폭이 단일 센서를 사용하는 경우에 비해 크게 증가함을 알 수 있었다.

• 한국항해항만학회지
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• 제39권4호
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• pp.293-297
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• 2015

수중 음향 통신은 과거 군사적 목적을 위해 제한적으로 사용되어졌으나, 수중 탐지, 운동체 추적, 잠수함, 부이를 이용한 해양의 날씨 변화 등 해양에서의 통신에 대한 연구가 활발히 이루어지며 활용 분야가 확대되고 있는 추세이다. 수중음향통신은 다중경로로 인한 신호간의 간섭으로 성능 및 전송율이 열약한 실정이다. 따라서 다중 경로 전달 환경인 수중음향통신에서 원활한 통신과 함께 수신 신호의 성능을 향상시키기 위하여 낮은 SNR에서도 우수한 성능을 보이는 채널 부호화 기법에 대해 연구하였다. 본 논문에서는 데이터 길이의 가변성이 좋은 BCJR기반 (2,1,7) 컨볼루션 부호를 적용하였으며, 다중 경로 전달로 인해 왜곡된 데이터를 보상하기 위해 결정 궤환 등화기가 결합된 터보 등화기 구조를 적용하였다. 문경시 경천호에서의 실제 수중 실험을 통하여 BCJR 기반의 터보 등화 구조가 다른 비터비 복호방식의 경판정, 연판정 기법에 비해 성능이 우수함을 검증하였다. 이러한 BCJR 복호의 성능은 반복횟수는 평균 1회에서 3회 정도에 오류가 정정되고, 복호기 입력단의 오류율이 $10^{-1}$ 이하이면 모두 복호가 가능함을 볼 수 있으며, 16번의 수중통신 실험은 약 83%의 성공률을 획득하였다.

• 한국음향학회지
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• 제38권1호
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• pp.30-38
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• 2019

최근 수중 통신을 활용하는 사례가 많아짐에 따라 여러 가지 통신 방식에 대한 연구가 진행되고 있으며, 그 중에서 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 방식과 CDMA(Code Division Multiple Access) 방식에 대한 연구 사례가 증가하고 있다. 일반적으로 OFDM은 수중에서 도플러에 강하고 고속 통신이 가능하다는 장점이 있으며, CDMA는 수중에서 주파수 선택적 페이딩에 강하고 에너지 소모를 줄일 수 있는 등의 장점이 있다. 따라서 본 논문에서는 수중 채널 환경에서 OFDM과 CDMA 통신 방식의 성능 분석을 위해 서해 천해역에서 실험을 수행하였다. 서해 천해역의 수중 채널 환경 특성을 분석하기 위해 실해역에서 취득한 데이터를 사용하여 최대 지연 확산과 도플러 확산을 도출하였으며, 최대 지연 확산과 도플러 확산의 변화에 따른 OFDM과 CDMA 방식의 통신 성능을 coded BER(Bit Error Rate)로 나타내었다. 분석 결과 OFDM 방식이 CDMA 방식에 비해 수중 채널 환경 변화에 강인한 통신 성능을 보임을 확인하였다.