• 대한전자공학회:학술대회논문집
• /
• 대한전자공학회 2004년도 ICEIC The International Conference on Electronics Informations and Communications
• /
• pp.110-113
• /
• 2004

Underwater acoustic(UWA) communication is one of the most difficult field because of several factors such as multipath propagation, high temporal and spatial variability of channel conditions. Therefore, it is important to model and analyze the characteristics of underwater acoustic channel such as multipath propagation, transmission loss, reverberation, and ambient noise. In this paper, UWA communication channel is modeled with a ray tracing method and applied to image transmission. Quadrature phase shift keying(QPSK) and multichannel decision feedback equalizer(DFE) are utilized as phase-coherent modulation method and equalization technique, respectively. The objective is to improve the performance of vertical sensor array than that of single sensor in the viewpoint of bit error rate(BER), constellation output, and received image quality.

• 한국전자통신학회논문지
• /
• 제5권5호
• /
• pp.509-515
• /
• 2010

최근 심해 해난 구조 통신, 해저 탐사와 환경오염에 대한 모니터링과 같은 서비스에서 수중 음향 채널을 통한 데이터의 전송은 고속이 요구되고 있다. 수중 음향 채널은 매우 복잡하고 지속적인 시변 특성을 가지므로 기존의 무선 통신 기술들은 좋은 성능을 나타내지 못한다. 이러한 수중 음향 채널에서 고속 전송을 제공하고 열악한 환경에 대해서 신뢰성이 있고 강건한 통신 서비스를 제공하기 위해서 본 논문에서는 적응형 OFDM 시스템의 성능을 분석한다. 이를 통해서, 음성 통신 서비스를 기준으로 수중 음향 채널에서 적절한 적응 알고리즘의 적응 스위칭을 위한 임계값을 제시한다.

• 한국해양공학회지
• /
• 제34권6호
• /
• pp.442-453
• /
• 2020

Underwater color images suffer from low visibility and color cast effects caused by light attenuation by water and floating particles. This study applied single image enhancement techniques to enhance the quality of underwater images and compared their performance with real underwater images taken in Korean waters. Dark channel prior (DCP), gradient transform, image fusion, and generative adversarial networks (GAN), such as cycleGAN and underwater GAN (UGAN), were considered for single image enhancement. Their performance was evaluated in terms of underwater image quality measure, underwater color image quality evaluation, gray-world assumption, and blur metric. The DCP saturated the underwater images to a specific greenish or bluish color tone and reduced the brightness of the background signal. The gradient transform method with two transmission maps were sensitive to the light source and highlighted the region exposed to light. Although image fusion enabled reasonable color correction, the object details were lost due to the last fusion step. CycleGAN corrected overall color tone relatively well but generated artifacts in the background. UGAN showed good visual quality and obtained the highest scores against all figures of merit (FOMs) by compensating for the colors and visibility compared to the other single enhancement methods.

• 융합신호처리학회논문지
• /
• 제19권3호
• /
• pp.139-146
• /
• 2018

수중음향통신은 자원 및 지질탐사, 무인잠수정을 이용한 수중탐지 등 산업, 과학, 군사 분야에 다양하게 이용될 수 있으며 최근 들어 미국을 비롯한 선진국을 중심으로 활발하게 연구되고 있다. 그러나 수중음향통신은 지상에서의 무선통신과 달리, 느린 음파 전달속도로 인한 전송대역의 제한과 다중경로에 의한 심볼간 간섭과 이로 인한 심각한 신호왜곡 등의 치명적인 문제점을 갖는다. 본 논문에서는 이러한 문제점 중, 다중경로에 의한 심볼간 간섭을 제거하기 위한 방법으로 단일반송파 전송방식을 사용하는 주파수영역등화(FDE) 기법과 다중반송파 전송방식을 사용하는 직교주파수분할다중화 기법(OFDM)을 수중음향통신 채널에 적용하여 그 성능과 수중통신에서의 적용성 여부를 판단하였다. 이를 위해 모의된 수중채널을 바탕으로, SC-FDE와 OFDM 방식의 성능을 SER 관점에서 비교하였다. 수중채널은 벨홉모델을 이용하여 모의하였으며, 모의실험 결과, SC-FDE는 OFDM에 비해 $10^{-3}SER$ 기점을 기준으로 약 5dB 이상의 SNR 이득이 발생하였다. 모의실험 결과를 통해, SC-FDE가 수중 음향통신에 효율적으로 적용 가능한 시스템임을 보였다.

• 한국음향학회지
• /
• 제39권3호
• /
• pp.216-225
• /
• 2020

본 논문은 음선 경로법에 기반한 광대역 수중음향 전달 채널을 모델링하는 방법을 다루었다. 수중음향 전달 채널은 종종 주파수 영역에서 시간 조화 함수로 취급되어, 광대역 시계열 신호 모의 시 활용이 어렵다. 따라서 수중 음파 전달 환경을 반영한 광대역 시간영역 모델링 기법이 요구되며, 본 논문에서는 이를 위해 시간영역에서 다중 경로의 도달 시간지연이 계산 가능한 고유 음선 분석 기법을 활용하였다. 또한 연속 시간의 파동방정식으로부터 산출된 고유 음선의 분석 결과를 컴퓨터 모의가 가능한 이산시간 시스템에 적용하기 위해, 음선의 위상, 주파수별 손실 및 도달 시간지연을 유한 임펄스 응답으로 근사하여, 광대역 수중음향 전달 채널을 모의하는 방법을 제안하였다.

• 한국정보통신학회논문지
• /
• 제15권1호
• /
• pp.22-32
• /
• 2011

본 논문에서는 수중 통신 환경에서의 Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) 시스템과 지상에서의 일반적인 OFDM 시스템과의 차이점을 분석하고, 실제 측정된 채널 데이터를 사용한 수중 채널 모델을 기반으로 OFDM 파라미터들을 설정하였다. 또한, 선형 보간법을 이용한 least square (LS) 채널 추정기법을 이용하여 채널의 상태 정보를 획득하였다. Alamouti code를 이용한 space-time block code (STBC) 및 space-frequency blcok code (SFBC)를 적용하여 그 성능을 평가 및 분석 하였으며, 동시에 $1{\times}2$ maximum ratio combining (MRC)을 적용하여 성능을 비교 분석 한 결과, SFBC의 경우 수중 채널의 심각한 주파수 선택적 특성으로 인하여 유효한 BER 특성을 보이지 못하였으나, STBC의 경우 4-column 파일럿 구조를 적용하였을 때, SISO 시스템과 비교하여 약 7dB 정도의 향상된 성능을 나타내고 있음을 확인하였다.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
• /
• 대한전자공학회 2007년도 하계종합학술대회 논문집
• /
• pp.421-422
• /
• 2007

In underwater, acoustic waves are used for telecommunication. The communication channels are very complicated, because of the distribution of temperature in depth, reflections from boundaries like as the surface of water and the bottom. We report the constitution of the underwater acoustic channel using the simulation of the Transmission Line Matrix Modeling and cross-correlations from the input and output signals.

• 한국시뮬레이션학회논문지
• /
• 제25권3호
• /
• pp.15-28
• /
• 2016

수중환경에서 운영되는 무기체계 획득을 위한 설계/개발을 진행하기 위해 수중음향채널 모델링 및 시뮬레이션을 통한 분석은 필수적이다. 일반적으로 수중음향채널 분석을 위해 사용되는 수중음향 전파 수치해석 모델은 음선이론 법, 정규방식 법, 포물선방정식 법, 파수적분 법이 있으나 다중 주파수 분석일 경우 유효성과 신호처리 및 분석에 제한적이다. 본 논문은 단일 및 다중 주파수 분석 및 신호처리 및 분석이 용이한 기존 의사 스펙트럼 시간영역 법 수중음향 수치해석 모델에 수중환경 소음 모델을 적용하여 실제 수중환경과 유사한 합성환경 수중음향채널을 모델링 하였다. 이렇게 구현된 합성환경 수중음향채널 모델의 유효성을 확인하기 위해 단일 주파수 신호 시나리오 4가지 다중 주파수 신호 시나리오 4가지 및 잠수함 기동에 따른 방사소음 분석 시나리오 시뮬레이션을 통해 의사 스펙트럼 시간영역 법 합성환경 수중음향채널 모델 유효성을 확인하였다.

• International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
• /
• 제9권3호
• /
• pp.256-265
• /
• 2017

In this paper, an ascheme is proposed for multiuser underwater acoustic communication by using the multi-chirp rate signals. It differs from the well known TDMA (Time Division Multiple Access), FDMA (Frequency Division Multiple Access) or CDMA (Code Division Multiple Access), by assigning each users with different chirp-rate carriers instead of the time, frequency or PN code. Multi-chirp rate signals can be separated from each other by FrFT (Fractional Fourier Transform), which can be regarded as the chirp-based decomposing, and superior to the match filter in the underwater acoustic channel. VTRM (Virtual Time Reverse Mirror) is applied into the system to alleviate the ISI caused by the multipatch and make the equalization more simple. Results of computer simulations and pool experiments prove that the proposed multiuser underwater acoustic communication based on the multi-chirp rate exhibit well performance. Outfield experments carrie out in Xiamen Port show that using about 10 kHz bandwidth, four users could communicate at the same time with 425 bps with low BER and can match the UAC application.

• 한국전자통신학회논문지
• /
• 제18권3호
• /
• pp.405-412
• /
• 2023

드론 및 ICT 융합 기술의 발전에 따라 기존 잠수사가 담당하고 있던 수중 현황 탐색, 수중 구조물 검사 등의 작업을 수중 드론으로 대체하고 낚시를 위한 수중 탐사 등의 레저용 수중 드론, 다리 교각 등 산업용 등의 수중 드론의 활용성이 증대되고 있다. 기존 모터 컨트롤러는 항공 드론에 적합하며 수중 드론 전용 BLDC 모터 컨트롤러의 개발을 통해 수중 드론의 완성도와 모터 컨트롤에 대한 신뢰도를 높일 수 있다. 수중 드론 전용 배터리 관리 시스템(BMS)의 개발을 통해 충전 상태 확인, 방전 상태 확인, 셀 밸런싱 조정, 고전압 보호 기능 구현으로 배터리 안정성을 확보하였다.