• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제37권5호
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• pp.527-532
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• 2013

무선 가시광 통신 기술은 실내 또는 수중에서 고속 통신 서비스가 가능하여 많은 주목을 받고 있다. 그러나 가시광에 대한 해수채널의 통신 성능은 현재의 가시광 파장영역 광원과 광 검출기 기술의 한계와 수중 통신채널의 변화로 인한 여러 가지 제약사항들 때문에 실용화를 위해서는 극복해야 할 문제점들이 존재한다. 본 논문에서는 직선상의 가시영역에 있는 해수 환경에서 신호 대 잡음비와 비트 오류율을 분석하였다. 데이터 속도, 통신거리, 감쇠계수등과 같은 파라미터들의 영향에 대하여 연구하였으며, OOK와 L-PPM 변조기법을 적용한 시스템의 모델링과 전산모의를 통하여 수중환경 통신에 대한 강점과 제한점등을 기술하였다.

• 한국CDE학회논문집
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• 제13권1호
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• pp.45-57
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• 2008

A submarine good military weapon because of its confidentiality and intimidating power. Therefore, training warfighters how to maneuver submarine is very important. Because submarine is very expensive and has regional and temporal limitations, M&S(Modeling and Simulation) can be a good alternative. However, as the existing M&S systems of submarine generally use expensive commercial software and dedicated hardware, which cause the warfighters to take troubles to visit the secured places, and then to train themselves during limited time slots. Also, many M&S systems have only one-channel display system which reduces the sense of immersiveness. Another problem is that many heterogeneous simulators can hardly be used as an integrated system. To solve these problems, X3D, a platform-independent and open standard graphic file format, is used with the general-purpose PCs. To increase immersiveness, multi-channel display system and a motion chair are used. Finally, HLA/RTI is used to integrate individual components of the simulator. All of these are verified through experiments.

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

• 한국통신학회논문지
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• 제41권3호
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• pp.365-370
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• 2016

최근 수중통신의 성능 향상을 위해 육상의 이동통신 기술 중 하나인 다중반송파 방식을 수중채널 환경에 적용하기 위한 연구 사례가 증가 하고 있으며, 본 연구에서는 기존 다중반송파 방식에 비하여 우수한 통신 성능을 갖는 시스템 설계를 위해 자원 확산에 의한 주파수 다이버시티 효과와 반복(Repetition)효과를 갖는 RS(Resource Spreading) FMT-OFDM 시스템을 제안한다. 본 연구에서는 실해역에서 측정한 데이터를 기반으로 채널을 모델링하고 시스템 파라미터를 설정한 후 RS FMT-OFDM 시스템과 기존 FMT-OFDM 시스템의 성능을 시뮬레이션을 통해 검증 하였다. 성능검증 결과 기존의 FMT-OFDM 시스템에 비하여 BER $10^{-3}$ 기준 약 12dB정도 통신성능의 향상이 있었으며, 자원 확산률이 증가함에 따라 통신 성능 향상이 있음을 확인할 수 있었다.

• 한국음향학회지
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• 제34권1호
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• pp.20-35
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• 2015

수중음향 전달채널의 임펄스 응답(Channel Impulse Response: CIR)은 음속구조(Sound Speed Profile: SSP)의 영향을 받으며, 채널 임펄스 응답의 변화는 수중음향통신 시스템의 성능에 중요한 영향을 미친다. 음속분포의 변화는 단기간 내에서도 나타날 수 있으며, 수중음향 모뎀 설계 시 반드시 고려되어야 한다. 이 논문은 2013년도에 제주도 동방해역에서 수행된 JACE13에서 취득된 데이터를 기반으로 음선전달 수치해석을 통해 단기간 동안 시간에 따라 변화하는 음속구조가 음향 신호 전달에 미치는 영향을 통계적으로 분석한 결과를 제시한다. 분석결과 송 수신기 수심별로 채널 임펄스 응답의 변화가 다양하게 나타나며, 송 수신기 수심이 깊을수록 음속구조의 변동에 따른 음향신호 전달 양상의 변화는 작아지고, 신호 준위가 높게 나타난다. 이 연구에서의 다양한 거리, 송, 수신기 수심에 따라 얻어진 채널 임펄스 응답 추정 결과는 수온약층에서의 하방굴절로 인한 연속된 해저면 반사와 작은 해저면 반사손실이 장거리 신호 전파에 중요한 요인이 될 수 있음을 보여주며, 시변동성을 갖는 해양환경에서의 수중 음향 통신은 시간에 따라서 성능이 충분히 달라질 수 있다는 것을 보여준다.

• 한국물환경학회지
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• 제34권6호
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• pp.632-641
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• 2018

Algal dynamics is controlled by multiple environmental factors such as flow dynamics, water temperature, trophic level, and irradiance. Underwater irradiance penetrating from the atmosphere is exponentially decreased in water column due to absorption and scattering by water molecule and suspended particles including phytoplankton. As the exponential decrease in underwater irradiance affects algal photosynthesis, regulating their spatial distribution, it is critical to understand the light extinction characteristics to find out the mechanisms of algal dynamics more systematically. Despite the significance, the recent data have been rarely reported in the main stream areas of large rivers, Korea. In this study, the euphotic depths and light extinction coefficients were determined by monitoring the vertical variation of underwater irradiance and water quality in the main channel of Nakdong River near Dodong Seowon once a week during summer of 2016. The average values of euphotic depth and light extinction coefficient were 4.0 m and $1.3m^{-1}$, respectively. The degree of light extinction increased in turbid water due to flooding, causing an approximate 50 % decrease in euphotic depth. Also, the impact was greater than the self-shading effect during the periods of cyanobacterial bloom. The individual light extinction coefficients for background, total suspended solid and algal levels, frequently used in surface water quality modeling, were determined as $0.305m^{-1}$, $0.090m^{-1}/mg{\cdot}L^{-1}$, $0.013m^{-1}/{\mu}g{\cdot}L^{-1}$, respectively. The values estimated in this study were within or close to the ranges reported in literatures.

• 한국음향학회지
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• 제8권4호
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• pp.13-22
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• 1989

수중 채널은 그 음향학적 특성상 물의 깊이, 온도 분포, 염분포 등의 환경적 특성과 수위의 경계조건, 표면 상해 등 지형적 조건들로 구성되는 시면 시스템(time varying system)으로 볼 수 있다. 특히 천해(shallow water)의 경우 물표면과 바닥이 하나의 도파관 구실을 하게되므로 multipath reflection으로 인한echo 현상이 심각하다. 따라서 천해에서의 수중 통신은, time varying multipath fading 특성의 수중 채널에 의해 왜곡된 음향 신호를 등화(equalizing)시키는 것이 수중 통신의 질을 높이는데 결정적이라 할 수 있다. 본 논문에서는 주파수 영역 적응 필터를 채택하여 Inverse modeling 기법으로 수중채널을 등화시키는 시스템을 제시하였으며 시뮬레이션으로 이들의 타당성을 조사하였다.

• 한국음향학회지
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• 제32권2호
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• pp.116-123
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• 2013

본 논문은 시변 해수면을 생성하고 KA(Kirchhoff Approximation) 기반으로 산란계수를 시뮬레이션하여 결정론적 모델인 벨홉 임펄스 응답에 적용함으로써 시변동성 채널을 생성한다. 1D Pierson-Moskowitz 해수면 스펙트럼과 가우시안 상관 함수를 이용하여 일정한 속도로 변화하는 시 변동성 해수면을 사용하였다. 산란계수는 벨홉의 채널 임펄스 응답의 신호 응답 강도에 적용한다. 실제 실측 데이터에서 해수면 반사 성분을 분리하여 시 변동성 특성에 대한 도플러 파워 스펙트럼을 구하고, 해수면 산란계수 시뮬레이션의 결과와 비교하여 해수면에 사용된 가우시안 상관 함수의 상관 시간을 추정하였다. 최종적으로 생성된 시변동성 채널에 수동 시역전 통신 시나리오를 가정하고 기법을 적용하여 비트에러율 및 채널응답 상관계수 시뮬레이션을 수행하였다.

• 한국음향학회지
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• 제33권3호
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• pp.174-183
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• 2014

능동소나에 의한 표적 반향 신호는 다중경로 환경에서 전파됨에 따라 신호가 변형되어 수신된다. 또한 표적의 위치와 자세각에 따라 반향 신호 특성이 다르게 나타난다. 따라서 이러한 특성을 반영할 수 있는 3차원 형상의 표적 모델을 통해 반향 특성이 모의 되어야 한다. 본 논문에서는 3차원 표적신호의 모의를 위해 표적의 각 구성부를 형상 함수화 하였으며 각 구성부의 대표 반향점을 등간격으로 선정하여 표적 모델을 개발하였다. 개발된 표적 모델을 이용하여 음의 입사각에 따른 반향 신호와 표적강도(TS : Target Strength)를 모의하였다. 모의된 표적신호의 반향 강도 및 신호 특성을 검증하기 위해 조립이 가능한 구성부별 축소 모형을 제작하여 수조에서 축소 표적을 이용한 반향 실험을 수행하였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제36권4B호
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• pp.422-428
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• 2011

본 논문에서는 n개의 균등하게 위치한 센서 노드를 가지는 수중 애드 혹 음향 네트워크에서의 시스템 및 채널 모델링, 그리고 이를 바탕으로 유도한 용량 스케일링 법칙을 소개한다. 특히 협 대역 모델에서 캐리어 주파수가 n의 함수로 스케일 되는 것을 허용하는 상황을 가정한다. 가정하는 네트워크에서, 전송 거리 뿐 아니라 주파수 스케일링에도 의존하는 감쇠 변수의 특성을 분석한다. 이를 바탕으로 단일 노드 밀도를 가지는 확장 네트워크 하에서 용량 스케일링에 대한 cut-set 기반 상향 경계선을 유도한다. 상향 경계선은 감쇠 변수에 역으로 비례한다는 결과물로부터, 전 영역에 대해 전력 제한된 네트워크가 생성됨을 보인다. 뿐만 아니라 간단한 최 근거리 다중 홉 전송에 기반 하여 용량 달성 가능한 기술을 소개한다. 확장 네트워크에서 다중 홉 기술은 감쇠 변수의 함수로 표현되는 모든 동작 영역에서 order 측면 최적임을 보인다.