• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권5호
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• pp.336-342
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• 2017

최근 해양 자원 개발뿐만 아니라 지구 온난화에 따른 해양 환경 모니터링 및 해양 재난 대비 등을 위하여 수중 무선통신에 대한 연구가 요구되고 있다. 대부분의 수중 무선 통신에서는 수중에서의 매질 특성 및 환경 변화 특성을 고려하여 수십 KHz 대역의 음파를 이용하며, 특히 DSP를 비롯한 프로세서를 기반으로 하여 모뎀 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 수중 관측 및 제어를 위한 수중 음향 통신 시스템 중 수중기지제어국과 수중기지국 간의 음향 통신을 위한 Digital Up Converter(DUC)와 Digital Down Converter(DDC)를 연구하였다. 수중 음향 통신 시스템은 사용 환경의 제약 때문에 소형 및 저전력 시스템을 추구한다. 따라서, 본 연구에서는 DUC 및 DDC 전용 하드웨어 모듈을 설계하였다. 수중 음향 통신 시스템의 4개의 링크를 지원하며, 각각 샘플링 레이트 및 주파수를 변환하였다. Verilog-HDL를 사용하여 설계하였으며, ModelSim 환경에서 수중 음향 통신 시스템의 베이스밴드 신호를 이용하여 동작을 검증하였다.

• The Journal of the Acoustical Society of Korea
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• 제24권3E호
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• pp.109-114
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• 2005

In this paper, we present a phase coherent all-digital transceiver for underwater acoustic communication, which allows the system to reduce complexity and increase robustness in time variant underwater environments. It is designed in the digital domain except for transducers and amplifiers and implemented by using a multiple digital signal processors (DSPs) system. For phase coherent reception, conventional systems employed phase-locked loop (PLL) and delay-locked loop (DLL) for synchronization, but this paper suggests a frame synchronization scheme based on the quadrature receiver structure without using phase information. We show experimental results in the underwater anechoic basin at MOERI. The results show that the adaptive equalizer compensates frame synchronization error and the correction capability is dependent on the length of equalizer.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2000년도 하계학술대회 논문집 C
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• pp.1658-1660
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• 2000

Simple signs were usually exchanged as the means of underwater communications. As people recently, need more informations for underwater activities, necessities of underwater communication systems exchanging hunman voice are increased. The purpose of this paper is understanding the ordinary characteristics of underwater communication and investigating the necessary conditions for a good underwater communication system by making a basic communication module. The experiment is achieved by applying AM (Amplitude Modulation) which is mainly used for the underwater communication systems and using common ultrasonic transducers. Ultrasonic transducers usually have narrow bandwidth for transducing electrical energy to mechanical energy. For improvement of sound reconstruction, transducers need more bandwidth which covers voice's frequency range, and goof linearity characteristics in this frequency range. As underwater transmissions have many factors to distort signals. Amplitude Modulation is not a proper way for underwater communications. Using digital signal by sampling human voice should be a good way for this systems, because digital communication simplify transmitting signals.

• 디지털산업정보학회논문지
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• 제16권1호
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• pp.93-98
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• 2020

Research on underwater sensor networks is increasing due to such reasons as marine resource management, maritime disaster prediction and military protection. Many underwater sensor networks performs wireless communication using an acoustic sound wave band signal having a relatively low frequency. So the digital part of their modem can take charge of carrier band signal processing. To enable this, the sampling rate of the baseband band signal should be increased to a sampling rate at which carrier band signal processing is possible. In this paper, we designed a sampling rate increasing circuit based on a CIC interpolator for underwater sensor nodes. The CIC interpolator has a simple circuit structure. However, since the CIC interpolator has a large attenuation of the pass band and a wide transition band, an inverse sinc LPF is added to compensate for frequency response of the CIC interpolator. The proposed interpolator was verified in time domain and frequency domain using ModelSim and Matlab.

• 한국해양공학회:학술대회논문집
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• 한국해양공학회 2003년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.319-323
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• 2003

In this paper, we propose a hybrid transceiver for underwater acoustic communication, which allows the system to reduce complexity and increase robustness in time variant underwater channel environments. It is designed in the digital domain except for amplifiers and implemented by using a multiple digital signal processors (DSPs) system. The digital modulation technique is quadrature phase shift keying (QPSK) and frame synchronization is an energy (non-coherent) detection scheme based on the quadrature receiver structure. DSP implementation is based on block data parallel architecture (BDPA). We shaw experimental results in th? underwater anechoic basin at KRISO. The results indicate that the frame synchronization is performed without PLL. Also, we shaw that the adaptive equalizer can compensate frame synchronization error and the correction capability is dependent on the length of equalizer.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제15권4호
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• pp.810-816
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• 2011

기존의 수중음향통신모뎀은 상용 제품들을 기반으로 개발되어 수중음향통신모뎀의 기능 및 성능 구현은 가능하지만 개발 시스템을 제품화하기에는 시스템의 크기나 개발 비용 등에서 단일 플랫폼으로의 시스템 구현이 필수적으로 요구되었다. 따라서 본 논문에서는 수중음향통신모뎀의 단일 하드웨어 플랫폼을 구현함에 있어 중요한 역할을 하는 신호처리 모듈을 TigerSHARC DSP 프로세서를 이용하여 설계 및 구현하고자 한다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제10권2호
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• pp.235-242
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• 2006

본 논문에서는 해저의 이동체 사이의 효과적인 다중 초음파 데이타 통신을 위한 다중 초음파 접속제어 프로토콜을 제안 하였다. 논리계층에서의 프로토콜은 모선과 수중 이동체간에 다중 채널 통신이 가능하고 논리계층간의 peer to peer 통신이 가능함을 확인하였다. 본 논문에서 제안된 접속제어 프로토콜은 수중 통신 시스템의 여러 가지 수중 물리적 환경에서 전파지연 시간에 무관하게 최대 수율을 보장하고 서로 다른 주파수 대역을 사용하는 다중 전송채널을 이용하여 수중에서 고속 데이터 전송의 가능함을 확인하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2004년도 하계학술대회 논문집 D
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• pp.2643-2645
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• 2004

The underwater system autonomously is navigated by using the wireless communication system, which receives the control signal from surface ship. The study proposes the new media access control protocol for underwater vehicles network in the view of communication distance and as CSMA(Carrier Sense Multiple Access) for the existing networks is intended to communication network using the high speed media such as electric signal or microwave signal, and thus it may introduce the reduction in throughput when applying the protocols to underwater communication network.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제15권1호
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• pp.33-40
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• 2011

본 논문에서는 단일 반송파 기반의 디지털 변조 기법들의 성능을 수중 통신 실험을 통하여 분석하였다. 통신 실험은 실제 해상에서 수행되었으며 적용된 변조기법은 위상 비동기 방식인 ASK, FSK와 위상 동기 방식의 QPSK이다. 통신 성능을 평가하기 위해 이미지 파일을 600bps~3Kbps의 전송률을 가지는 신호로 변조하여 전송하였다. 수신된 신호를 복조하여 BER을 추정한 결과 ASK와 FSK의 경우 보상 알고리즘 없이 $10^{-3}{\sim}10^{-4}$의 오차율을 나타내었고, QPSK의 경우 선형 등화기를 이용하여 $10^{-4}$의 오차율을 가지는 통신이 가능함을 확인하였다.

• 융합신호처리학회논문지
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• 제12권1호
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• pp.44-49
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• 2011

The need of data transmission in oceans and other underwater mediums are increasing day by day, so as the research. The underwater medium is very different from that of air. Propagation of electromagnetic wave in water or underground is very difficult because of the conductivity of the propagation materials. In this case, we usually use acoustic signals as ultrasonic but, they are not easy to transfer long distance with coherent method because of time varying multipaths, Doppler effects and attenuations. So, we use non-coherent methods such as FSK or ASK to communicate between long distances. But, as the propagation speed of acoustic wave is very slow, BW of the channel is narrow. It is very hard to guaranty the enough speed for the transmission of digital image data. In previous studies, we proposed this data communication protocol theoretically. In this paper, an underwater channel is modeled and this protocol is tested in this channel condition. The results show that the protocol is 4-6 times faster than ASK. Some relations and results are shown depending on the data length, channel length, bit rate etc.