• 한국음향학회지
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• 제26권8호
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• pp.426-431
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• 2007

본 논문에서는 수중 채널 환경에서 초음파 통신의 성능 및 효율을 향상시키기 위하여 MIMO(Multiple Input Multiple Output) 용 수중 벡터 채널 모델링을 연구하였으며, 이를 이용한 MIMO 기법의 성능을 분석하였다. 수중 MIMO 채널 모델링을 위하여 실해역 환경에서 측정을 수행하였으며, 측정된 데이터를 분석하여 수중 채널 환경에서의 페이딩, 도플러, 시간지연, 도달각, 수신전력 등의 파라미터 값을 추정하였고, 이를 이용한 MIMO용 수중 벡터 채널 모델링을 수행하였다. 또한 제안된 채널 모델링을 이용하여 수중 MIMO 시스템의 성능을 분석하였으며, 성능 분석 결과 수중에서 MIMO 기법을 사용하는 경우 같은 SNR에 대해 비트 에러 율이 크게 감소함을 알 수 있었다.

• Journal of information and communication convergence engineering
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• 제8권2호
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• pp.163-167
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• 2010

In underwater acoustic communication, acoustic signals from transducers or hydrophones are used. And the underwater acoustic communication channels are very complicated, because of vertical distribution of acoustic velocity according depths, and reflections from boundaries like as surface or bottom. For the implementation of the underwater acoustic communication channel, the image method or ray tracing method have been used. In this paper, we introduce a new approach for implementation of underwater acoustic communication channel using the simulation of the Transmission Line Matrix Modeling and cross-correlations from the input and output signals.

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

• 한국군사과학기술학회지
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• 제11권3호
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• pp.19-29
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• 2008

Underwater acoustic(UWA) communication is one of the most difficult field in terms of severe channel environments 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 the image transmission using vertical sensor array instead of single sensor in the viewpoint of bit error rate(BER), constellation diagram, and received image quality.

• ETRI Journal
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• 제45권3호
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• pp.379-393
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• 2023

Underwater communication (UWC) is widely used in coastal surveillance and early warning systems. Precise channel estimation is vital for efficient and reliable UWC. The sparse direct-adaptive filtering algorithms have become popular in UWC. Herein, we present an improved adaptive convex-combination method for the identification of sparse structures using a reweighted normalized leastmean-square (RNLMS) algorithm. Moreover, to make RNLMS algorithm independent of the reweighted l₁-norm parameter, a modified sparsity-aware adaptive zero-attracting RNLMS (AZA-RNLMS) algorithm is introduced to ensure accurate modeling. In addition, we present a quantitative analysis of this algorithm to evaluate the convergence speed and accuracy. Furthermore, we derive an excess mean-square-error expression that proves that the AZA-RNLMS algorithm performs better for the harsh underwater channel. The measured data from the experimental channel of SPACE08 is used for simulation, and results are presented to verify the performance of the proposed algorithm. The simulation results confirm that the proposed algorithm for underwater channel estimation performs better than the earlier schemes.

• 한국음향학회지
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• 제39권3호
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• pp.216-225
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• 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.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제6권1호
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• pp.29-36
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• 2013

심벌 간 간섭은 천해 수중 음향 채널에서 신뢰성 있는 고속 데이터 통신을 방해하는 주된 장해 요인 중의 하나이다. 이 논문은 수중 음향 통신 시스템에서 심벌 간 간섭을 완화시키기 위한 방법으로서 사용되는 적응 등화기의 시뮬레이션에 대하여 연구한다. 수중 채널은 다중 경로의 중첩으로 모델링하는데, 각 경로의 길이와 상대적 지연은 채널 기하로부터 계산된다. 이 채널 모델을 기반으로 컴퓨터 시뮬레이션을 수행하여 천해 수중 음향 채널에서 적응 등화기의 성능을 탐구한다.

• 전자공학회논문지
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• 제52권10호
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• pp.148-158
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• 2015

수중음향 채널환경에서 운영되는 검파시스템 성능분석은 실험의 제약으로 인해 모의 도구를 활용하여 시스템 성능을 결정한다. 본 논문은 수중음향 채널에 대한 탐지 효과도 분석을 위하여 수중환경 데이터베이스를 기반 수중음향 탐지 효과도 분석 모의 도구를 제안한다. 먼저, HYCOM 수중환경 데이터베이스 기반으로 수중 환경을 구축하고, 음선이론을 이용하여 수중음향 전달 경로/음압 계산을 통한 다중경로 지연 특성을 고려하였다. 또한, 실 환경에서 발생하는 수중 잡음 특성을 반영하기 위해 운용 주파수에 따른 수중청음기/수중음향 채널 잡음 특성인 열잡음/수중 주변 잡음을 적용하였다.

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

• 한국시뮬레이션학회논문지
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• 제30권1호
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• pp.11-20
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• 2021

최근 수중 무인 체계가 대두됨에 따라 핵심 기반 기술인 장거리 수중통신기술 및 고속 수중채널모델링 기술이 많은 관심을 받고 있다. 본 논문에서는 고속 수중채널모델링을 수행하기 위한 고속 음파전달모델을 제안하여, 정량적인 성능 분석을 통해 제안 기술의 적용 가능성을 살펴보았다. 수층에서의 파동 전파를 모사하기 위하여 고차 유한 차분 기법을 사용하였으며, 범용 그래픽 프로세서를 이용한 영역 분할 기법을 적용하여 여러 개의 그래픽 프로세서 병렬 처리를 통해 연산 속도를 향상시켰다. 제안한 기법은 반무한 매질에서의 해석해와의 비교 및 파선법에 기반한 VirTEX 모델을 이용한 결과와의 비교를 통해 그 타당성을 검증하였다. 최종적으로 수치예제를 통해 고속 수중채널 모델링 기법의 정량적인 연산 성능을 분석하였다. 개발모델의 연산 성능 향상 정도를 정량적으로 분석한 결과 그래픽 프로세서 수가 증가함에 따라 연산 속도가 선형에 가깝게 빨라지는 것을 확인하였다. 연산 영역의 크기가 2배로 증가할 때와 주파수가 2배로 증가할 때 계산 시간은 각각 2배와 8배로 증가하였다. 본 논문을 통해 제안한 고속 수중채널모델 기술은 해양무인체계의 수중통신기술 개발을 위한 수중통신 채널모델 및 분석 툴로 탑재되어 국방력 강화에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.