• 한국전자통신학회논문지
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• 제8권1호
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• pp.27-40
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• 2013

본 연구는 미래예측방법으로 많이 활용되고 있는 시나리오플래닝 방법론을 적용하여 2006년에 개발된 한국형 수중로봇시스템(심해무인잠수정시스템)의 바람직한 미래상을 도출하였다. 한국이 개발한 이 심해무인잠수정의 설계심도는 6000미터이며, 그 구성을 보면, '해미래'는 실질적인 심해탐사작업을 실행하고, 이 '해미래'를 지원하는 '해누비'는 심해에서 시료채취나 탐사가 가능하다. 한편 이 한국형 심해무인잠수정시스템은 수중복합항법시스템을 사용하고 있지만, 6000m심해에서 5m이내의 항법오차가 있고 50cm이내의 상대 위치오차를 가지고 있다. 따라서 본고는 이를 보완하여 관련 분야에서 기술 선도국이 될 수 있는 한국정부가 추진해야 할 바람직한 미래전략방향을 고찰했다. 그 결과 인디케이터와 가상벽을 갖춘 외부장치를 구비한 심해무인잠수정 시스템 개발이 한국에 있어 미래지향적인 정책추진방안이었다.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2008년도 하계종합학술대회
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• pp.89-90
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• 2008

We present an implementation and it's real-sea test of an underwater acoustic communication system, which allows the system to reduce complexity and increase robustness in time variant underwater environments. For easy adaptation to complicated and time-varying environments of the ocean, all-digital transmitter and receiver systems were implemented. For frame synchronization the CAZAC sequence was used, and QPSK modulation/demodulation method with carrier frequency of 25kHz and a bandwidth of 5kHz were applied to generate 10kbps transmission rate including overhead. To improve transmission quality, we used several techniques and algorithms such as adaptive beamforming, adaptive equalizer, and convolution coding/Viterbi decoding. For the verification of the system performance, measurement of BER has been done in a very shallow water with depth of 20m at JangMok, Geoje. During the experiment, image data were successfully transmitted up to about 9.6km.

• 한국음향학회지
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• 제32권2호
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• pp.124-130
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• 2013

수중음향통신 시스템의 성능은 신호의 다중경로 전달 과정에 의해 발생하는 지연 확산 현상 때문에 인접심벌 간 간섭(ISI)에 영향을 받는다. 인접 심벌 간 간섭을 제거하기 위해 등화기가 사용되어진다. 본 논문에서는 한국 연근해에서 수집된 실측 데이터를 이용하여 채널 부호화 기법과 등화기가 결합하여 동작하는 터보 등화기를 갖는 수중음향통신 시스템의 성능을 검증하였다. 그 결과 터보 등화기를 이용하여 반복 복호를 하였을 때는, 1회 반복 시 BER(Bit Error Rate) $10^{-4}$을 기준으로 반복이 없는 등화기를 사용하였을 때 보다 1.5 dB 성능이 향상되었다. 또한 반복이 2~3회인 경우 약 3.5 dB 성능이 향상되었으나, 3회 이상 반복하였을 때는 더 이상 성능이 향상되지 않았다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제12권1호
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• pp.325-339
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• 2018

In this paper, we propose a joint adaptive combining and variable tap-length multiuser detector (MUD) for amplify-and-forward (AF) underwater acoustic cooperative interleave-division multiple access (IDMA) communication system. The proposed MUD jointly realizes tap-length adjustment, adaptive combining, and multiuser detection. In contrast to the existing methods, the proposed detector can adaptively combine the received signals from different nodes at destination, and does not need the assumption that full and perfect channel state information (CSI) of all the links at the receiver is known. Moreover, the proposed detector can adaptively adjust the tap coefficient vector and tap-length of each branch according to the specific channel profile of each branch. Simulation results validate the feasibility and show the advantages of the proposed detector against existing counterparts.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제38권7호
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• pp.923-928
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• 2014

수중통신은 통신채널로서의 물이 가시광 영역을 제외한 전자파 영역에는 본질적으로 전도성이 매우 떨어지므로 공기 중 통신에 비하여 성능이 심각하게 제한된다. 음파통신은 장거리 전송이 가능하지만 전자파에 비하여 음속이 수중에서 매우 느리므로 통신 속도에 제한이 있다. 한편 광무선 통신은 수중 관측이나 해중 모니터링을 위한 요구조건을 충족시킬 수 있는 대안 중의 하나로 제안되었다. 본 연구에서는 블루투스를 이용하여 모선의 통신시스템과 결합할 수 있는 수중 가시광 통신 시스템을 개발하였다. LED 조명통신 시스템과 블루투스의 인터페이스로 수중-수상 통신시스템을 연동할 수 있으며, 수중 3 m 거리에서 230.4 kbps 전송속도로 이미지와 문자를 에러 없이 전송할 수 있음을 보였다. 이러한 노력은 수중 무선 시스템과 수상에서 모니터링을 위한 모선과의 통신을 효과적으로 상호 연결하는 인프라를 강화하는데 기여할 것이다.

• 한국음향학회지
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• 제38권5호
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• pp.494-510
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• 2019

수중음향통신시스템의 모뎀이나 채널 코딩 설계를 위한 채널 매개변수는 임펄스 응답, 지연 확산, 산란함수, 도플러 확산, 상관 대역폭, 주파수 선택적 페이딩, 상관 시간 및 시변 진폭 페이딩의 통계적 분포 함수 등이다. 이들 매개 변수들은 주어진 해양 음향 조건에서 수층의 음속 구조, 플렛폼의 운동이나 해면의 거칠기에 영향을 받는다. 본 논문에서는 송수신기 고정 천해 수중음향통신 채널에 대한 페이저 기반의 채널 모델과 모의실험 및 채널 매개변수들의 측정과 분석 방법을 제시하고 천해의 실험 자료를 이용하여 이들 매개변수들을 해석하였다. 송수신기 거리가 300 m와 600 m에 대한 이들 매개 변수들은 직접파, 산란 성분을 갖는 해면 반사파 및 해저 반사파로 구성되는 3개 다중 경로에 의해 그 특징이 결정됨을 보인다. 연구의 결과는 천해 고정 시스템의 채널 모델 방법, 채널 매개변수들의 측정과 분석 방법 및 시스템 설계와 성능평가 방법을 제시한다.

• 한국항행학회논문지
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• 제24권5호
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• pp.343-347
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• 2020

본 논문에서는 수중에서의 물체위치추적 소프트웨어와 수중선저 입체지도 생성 소프트웨어를 개발하였다. 선저청소로봇을 위한 소프트웨어로써 선저 청소로봇의 위치를 추적하고 음파통신의 음영지역을 발견함으로써 센서의 정위 구현을 목표로 하였다. 수중에서 로봇의 위치를 추적하기 위하여 개발된 소프트웨어는 수중의 초음파통신에 변수로 작용하는 파도의 고저와 세기를 적용하였다. 선(lines)들을 이용하여 그려진 선박의 도면을 스캔하여 OpenGL을 이용하여 입체지도를 형성하는 소프트웨어를 개발하였다. 이는 청소로봇이 비가시적인 수중 선저에서의 위치파악이 용이하며, 선저의 굴곡으로 인한 초음파통신 음영지역을 쉽게 발견함으로써 그에 따른 센서의 정위를 구현하여 원활한 통신 상태를 유지하는데 활용될 수 있다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제18권5호
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• pp.1042-1050
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• 2014

수중에서의 음향 통신의 성능은 신호의 다중경로 전달과정에 의해 발생하는 지역 확산 현상으로 인하여 인접간섭의 영향을 받는다. 그리고 음파를 이용한 주파수의 제한으로 인하여 낮은 전송 속도로 통신을 한다. 따라서 전송속도의 향상과 함께 인접간섭을 제거하기 위하여 수중 통신에 적합한 시공간 부호화 기술과 등화기 기술, 채널 부호화 기술이 필요하다. 본 논문에서는 이러한 기술들을 시뮬레이션을 통하여 MIMO 수중 통신 시스템에서 최적의 터보 등화 기법을 이용한 복호구조를 제안한다. 각 모듈별 시뮬레이션을 통한 성능결과 본 논문에서 제안한 계층적 시공간 부호화 방식 기반의 터보 등화 기법을 이용하면 일반적인 수중 통신 보다 성능이 우수함을 알 수 있다.

• 한국음향학회지
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• 제23권2호
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• pp.134-145
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• 2004

본 연구는 수중과 수상의 송수신자간의 음성 통화를 위한 수중 무선 전화기 설계 제작과 그 성능에 관한 연구이다. 배경잡음, 다중경로 및 잠수자의 흡배기음과 같은 수중음향통신채널의 변수들과 수중 무선 전화기의 통화성능과의 관계를 해석하여 단측파대 방식으로 시스템을 제작하였다. 반송 주파수는 배경 잡음에 대한 S/N비를 높이기 위해 약 33 kHz로 하였으며 송신 음압 준위는 131 dB re 1 μPa이다. 해양에서의 성능평가 결과 거리 300 m 이하에서 문장 이해도는 80% 이상이었다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제17권7호
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• pp.1577-1582
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• 2013

본 논문에서는 수조에서 실험을 통해 획득한 데이터를 이용하여 MIMO (Multi-Input Multi-Output) 수중음향통신의 성능을 분석하였다. 이를 위하여 먼저 여러 송수신 위치에서 채널 전달 특성을 측정하였다. 송신신호는 QPSK (Quadrature Phase Shift Keying)로 변조하였으며, 수신신호는 Zero Forcing 등화기 등을 포함하는 검출기를 거쳐 복원되었다. 실험이 이루어진 수조 환경이 물리적으로 폐쇄된 매우 심한 다중 경로 전달 환경이어서 최대 30~40 ms의 지연 현상이 나타났다. 실험 결과 송신 및 수신 센서가 각각 두 개인 $2{\times}2$ MIMO 시스템을 사용하였을 때 채널 특성으로 인해 비트 오차율이 비교적 크게 나타났지만 SISO (Single-Input Single-Output) 시스템에 비해 약 15% 정도 향상된 성능을 갖는 것을 확인하였다.