• 한국음향학회지
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• 제27권3호
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• pp.154-162
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• 2008

수중 채널에서의 음파를 사용한 신호는 다중 전달 경로 현상에 의해 왜곡된다. 본 논문에서는 채널의 임펄스 응답을 바탕으로 신호를 미리 왜곡시켜 수신기에 도착했을 때 최소한의 등화만으로 신호를 받을 수 있는 선 처리 기법을 제안하였다. 그리고 음선 이론 기반 시뮬레이션과 수조 실험을 통해 제안한 기법의 성능을 검토하였다. 다중 전달 경로 현상이 약할 경우, SNR이 약 20 dB 일 때 BER이 $10^{-3}{\sim}10^{-4}$의 성능을 보였고 다중 전달 경로 현상이 심한 환경에서 SNR이 약 30 dB 일때 유사한 BER 성능을 보였다. 제안한 기법을 수중 운동체의 통신에 사용가능하도록 송수신기의 위치 변화에 따른 채널예측 기법을 제안하였고 그 성능을 검토하였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제40권8호
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• pp.1631-1636
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• 2015

무선 통신기술의 발전과 함께, 수중 통신 기술도 초기의 점대점 통신에서 벗어나 다수개의 노드를 연결하는 네트워크 구축으로 연구가 진행되고 있다. 수중의 통신환경은 전파지연, 도플러 효과, 다중경로, 그리고 전파손실의 측면에서 기존의 지상 무선 환경과 크게 차이가 있다. 따라서, 지상의 연구 결과가 수중에서 그대로 적용되기는 어려운 상황이다. 특히, 전파환경에 의존성이 큰 매체접속제어 프로토콜은 수중 통신망을 위해 새로 설계되어야한다. CSMA/CA는 데이터 패킷의 충돌을 피하고 숨겨진 노드 문제 등을 해결할 수 있으므로 이를 기반으로 한 여러 수중 매체접속제어 프로토콜들이 제안되어 왔다. 하지만 현실적으로는 RTS/CTS가 도달하는 전송범위 밖에서 발생한 간섭에 의해 수신신호의 성능이 저하되어 RTS/CTS의 효율이 감소될 수 있다. 본 논문에서는 수중 환경에서 전파반경 밖의 간섭 신호의 영향으로 인해 발생되는 신호대잡음비(SNR) 감소를 분석하여 RTS/CTS의 효율 감소를 도출하고, 기존 매체접속제어 프로토콜에 미치는 영향을 분석하였다. 또한, 수중 환경에서의 전파 간섭문제와 지상에서의 전파 간섭 문제를 비교 분석하여 지상과 차별화된 수중 통신환경에서 고려해야 할 사항들을 정리해 보았다.

• The Journal of the Acoustical Society of Korea
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• 제26권3E호
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• pp.97-103
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• 2007

We propose a combined STBC (Space Time Block Coding) and AMC (Adaptive Modulation and Coding) in the underwater multipath communication channel. Performance of UAC (underwater acoustic communication) in shallow water is degraded by complicated multipath and reverberation. For this reason, and considering the variability of the ocean channel, we combined STBC and AMC techniques, which are the spatial diversity in a multi-sensor communication system. BER (Bit error rate) of combined STBC and AMC is improved by 5dB when we compare with the BER of a single sensor based system. The proposed system shows a 3dB improvement when we compare it with the BER of the single sensor based system applying the AMC technique only.

• 지구물리
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• 제9권4호
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• pp.351-359
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• 2006

We investigated subsurface structures of the Bransfield Basin, the Antarctic with AUH (Autonomous Underwater Hydrophne) which was designed to record abyssal T-waves generated from submarine earthquakes. The data obtained from a multi-channel seismic survey and an AUH were used for this study. A seismic reflection method was applied to the multi-channel seismic survey data in order to identify bathymetry and sedimentary structures, and the signals recorded in the AUH were used to obtain deep structures as we applied a seismic refraction method. Even though we couldn’t investigate deeper and detailed structure in study area because of lack of Airgun’s capacity, the AUH showed possibilities for being used for a marine seismic survey. From this experiment, we decided the upper and lower sediment layer velocities, detected irregular basement topography probably caused by submarine volcanic/magmatic activities, and retrieved the velocity of the basement and the depth of the sediment layer/basement boundary.

• 한국통신학회논문지
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• 제41권1호
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• pp.132-139
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• 2016

본 연구는 10kHz의 반송 주파수를 사용하여 서해안의 수중 채널 환경 측정과 분석을 목표로 하여 충청남도 당진군 장고항 인근 해역에서 측정을 수행하였으며, 수평채널 환경을 측정하기 위해 송신기와 수신기 사이의 이격거리를 10m~4000m까지 다르게 하였고, 수직 채널 측정은 송신측 선박과 수신측 선박을 접선시켜 고정한 후 송신기와 수신기의 입수 깊이를 다르게 하여 측정을 수행하였다. 측정 데이터를 바탕으로 실해역의 전력 지연 프로파일(Power delay profile)을 분석 하여 상관대역폭(Coherence bandwidth)을 추정하였으며, 수신된 tone신호의 주파수 변환을 통한 도플러 주파수를 분석하여 상관시간(Coherence time)을 추정 하였다. 따라서 본 연구는 향후 수중 채널 환경에서 원활한 통신과 통신의 신뢰성 확보를 위한 수중통신용 프레임 설계 연구를 수행하는 기반연구가 될 것으로 기대된다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제12권6호
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• pp.997-1002
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• 2017

무선전파를 사용하는 지상통신과는 달리 1500[m/s] 속도의 음향채널이 사용되는 수중통신은 수중온도, 염도를 비롯한 통신환경에 민감할 뿐 아니라 3D 공간의 영향을 받는다. 3D 수중통신은 통신공간의 복잡성과 더불어 음파의 전파손실, 해저환경에서 발생되는 음향잡음 등에 민감하다. 본 연구에서는 이와 같은 3D 수중통신환경의 특성을 고려하여 3D 수중통신환경에서 운용되는 MANET을 대상으로 전송성능을 측정 분석하고 이를 토대로 수중 MANET 운용조건을 제시한다. 본 연구는 NS-2를 기반으로 구축한 수중통신 시뮬레이터를 사용하여 수행하며, 성능파라미터로는 처리율, 전송지연, 패킷손실율 및 소비에너지를 사용한다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제1권1호
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• pp.105-111
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• 1997

This Paper Proposes a new efficient system design strategies for the acoustic-based underwater multiple modem and media access control protocol. The system aims to establish the acoustic-based communication network of an underwater vehicles for deep sea mining, which ensures a certain level of maximum throughput regardless of the propagation delay of acoustic and allows fast data transmission through the acoustic-based multiple channel. A media access control protocol for integrated communication network and it's acoustic-based communication modems that allows 'peer-to-peer' communication between a surface mining plant multiple underwater system is designed, and the proposed media access control protocol is implemented for its verification. Furthermore, a proposed design strategies which make it possible to control the multiple vehicle for an underwater mining is presented in this paper.

• 전자공학회논문지
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• 제49권11호
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• pp.110-117
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• 2012

내수면 및 연근해에서 수질 오염 감시, 수중 생태 관찰, 수중 침입 감지 등을 효과적으로 수행하는 시스템이 요구됨에 따라 근거리 수중 음파 통신을 수행하는 음향 모뎀에 대한 관심도 증대되고 있다. 얕은 수심에서는 음파의 수중 전달 과정에서 발생하는 확산, 흡수, 반사, 산란 등에 의해 채널 해석이 용이하지 않으며 음향 모뎀의 개발 사례 및 성능이 매우 제한적이다. 또한, 얕은 수심에서 수중 음파 통신 시스템을 구성할 경우 고정형 수중 노드 및 이동형 수중 이동체에 탑재되는 수중 모뎀의 크기에 대한 제약이 존재한다. 본 논문에서는 수중 채널에서 음파의 전송 중 발생하는 손실에 대해 고찰하고, 고정형 및 이동형 근거리 수중 음파 통신에 적합한 고효율 초소형 음향 모뎀을 설계 구현한다. 개발한 수중 음향 모뎀을 활용하여 최대 500 미터, 2 kbps의 전송속도로 수심이 얕은 호수에서 실증 실험을 실시함으로써 적용 가능성을 검증한다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제18권5호
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• pp.1061-1066
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• 2014

천해에서 음파 전달은 매우 복잡하며, sparse한 전달 특성을 갖는다. 이러한 환경에서 수중음향통신 시스템의 성능을 향상시키기 위하여 채널을 추정하기 위한 여러 방법들이 연구되었다. 본 논문에서는 기존의 sparse-aware LMS(Least Mean Square) 알고리즘들보다 빠른 수렴속도를 갖는 LMS 기반 채널 추정 알고리즘을 제안하였다. 제안한 방법은 $L_p$-norm LMS 알고리즘과 soft decision 과정을 결합한 것이다. 모의실험은 실제 해상 실험을 통하여 얻은 수중 음속 데이터를 바탕으로 수행되었다. 그 결과 제안한 방법이 기존의 방법들보다 빠른 수렴속도와 향상된 성능을 보이는 것을 확인하였다.

• 한국음향학회지
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• 제38권2호
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• pp.207-213
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• 2019

본 논문은 수중 주파수 선택적 채널에서 블록 인터리빙 기법을 적용한 길쌈부호기법의 통신성능을 평가하였다. 블록 인터리빙은 디지털 데이터 열을 확산 분산하고 재배치하는 기법으로 주파수 선택적 채널에서 연집오류(burst error)의 집중을 분산시켜 성능을 향상하게 시키는 기법으로 블록 인터리빙 기법이 적용되고 있다. 수조 실험에서 블록 인터리빙이 적용된 길쌈부호의 성능을 평가한 결과 주파수 비 선택적 채널에서 블록 인터리빙을 적용한 길쌈부호의 성능의 차이가 없었다. 하지만 주파수 선택적 채널에서는 블록 인터리빙이 적용된 길쌈부호가 길쌈부호보다 2 dB 이득이 발생하였으며, 이로 인해 수중 음향 통신 성능향상에 기여함을 확인하였다.