• Current Optics and Photonics
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• 제6권1호
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• pp.39-43
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• 2022

Underwater optical wireless communication (UOWC) is a good candidate for high-speed underwater wireless communication. In this work, we compare the performance of several modulation techniques for a UOWC system consisting of a light-emitting diode (LED) with an operating wavelength of 405 nm and a Si avalanche photodiode (APD). In this work, we consider six modulation schemes: 4-quadrature amplitude modulation (QAM), 8-QAM, quadrature phase shift keying (QPSK), binary phase shift keying (BPSK), on-off keying (OOK), and 4-pulse amplitude modulation (PAM). We also consider the cases of pure water and seawater for the working conditions. Our results show that 4-QAM and 8-QAM perform the best, in terms of communication distance and transmission power efficiency, for all water types considered.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제38권7호
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• pp.923-928
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• 2014

수중통신은 통신채널로서의 물이 가시광 영역을 제외한 전자파 영역에는 본질적으로 전도성이 매우 떨어지므로 공기 중 통신에 비하여 성능이 심각하게 제한된다. 음파통신은 장거리 전송이 가능하지만 전자파에 비하여 음속이 수중에서 매우 느리므로 통신 속도에 제한이 있다. 한편 광무선 통신은 수중 관측이나 해중 모니터링을 위한 요구조건을 충족시킬 수 있는 대안 중의 하나로 제안되었다. 본 연구에서는 블루투스를 이용하여 모선의 통신시스템과 결합할 수 있는 수중 가시광 통신 시스템을 개발하였다. LED 조명통신 시스템과 블루투스의 인터페이스로 수중-수상 통신시스템을 연동할 수 있으며, 수중 3 m 거리에서 230.4 kbps 전송속도로 이미지와 문자를 에러 없이 전송할 수 있음을 보였다. 이러한 노력은 수중 무선 시스템과 수상에서 모니터링을 위한 모선과의 통신을 효과적으로 상호 연결하는 인프라를 강화하는데 기여할 것이다.

• Ocean Systems Engineering
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• 제8권1호
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• pp.33-39
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• 2018

The paper presents a numerical underwater channel model developed in MATLAB for estimating the optical link budget between a light emitting diode (LED) based optical transmitter and a photo diode (PD) receiver when operated in the harbor, coastal and deep waters locations in the Bay of Bengal. The water samples are collected at different locations in the Bay of Bengal using a water sampler during an offshore research cruise. The optical attenuation, the main inherent parameter determining the range of the optical communication link is identified for the different waters using an underwater irradiance measurement system in the laboratory. The identified parameters are applied to the numerical model and found that a 10 W LED and a photo diode based system can provide the optical budget required for a horizontal underwater communication range of about 0.5, 14 and 35 m in the harbor, coastal and deep waters locations respectively. By increasing the transmitter power to 50 W, the operating range of the communication link could be increased up to 53 m in deep water locations in the Bay of Bengal.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2014년도 춘계학술대회
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• pp.115-118
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• 2014

수중무선통신 시스템은 수질 조사, 해양 자원 탐사 및 개발, 해양환경 분석 및 군사적인 정보 수집 수단 등 다양한 분야에 활용 가능하다. 하지만 수중무선통신 환경에서는 매질의 특성과 다양한 지형적 요소, 의도된 공격 등으로 인해 데이터 손실이 발생하고 데이터 위변조를 포함한 다양한 보안위협이 존재한다. 이를 해결하기 위해서 본 논문에서는 데이터 기밀성, 무결성, 출처인증, 그리고 재공격 방지기능을 제공하는 CCM 운영모드를 수중무선통신 환경에 적합하게 변형한 CCM-UW(CCM Underwater)운영모드를 제안한다. 이를 수중무선통신 MAC 프로토콜인 MACA Protocol에 구현하고 통신 속도를 측정해서 CCM-UW의 보안적용 가능성과 통신환경에 미치는 영향을 분석하고자 한다.

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제13권11호
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• pp.1657-1666
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• 2010

수중 센서 네트워크(UWSN: Underwater Wireless Sensor Networks)는 수중 센서 노드들의 에너지 자원의 제약이 심하고, 제한된 통신 대역폭과 다양한 전파지연 등의 환경적인 특성 때문에 효율적이고 안정적인 데이터전송 방법이 요구된다. 본 논문에서는 수중 센서 네트워크의 센서 노드들이 해양 바닥에 고정된 2차원 구조(2D: two-dimensional underwater wireless sensor network model)에서 이상적인 셀 크기의 육각 모자이크 구조를 이용한 향상된 하이브리드 전송 방법을 설명하고, 또한 센서 노드를 해양 바닥의 닻에 매달아 움직임이 가능한 3차원 구조(3D: three-dimensional underwater wireless sensor network model)에서 효과적인 데이터전송을 위한 에너지 효율적인 인식 및 통신범위를 확장하는 방법을 제안한다. 2D 및 3D 구조에서 제안된 방법들은 시뮬레이션 결과에 의해 기존의 전송 방법보다 높은 에너지 효율성을 가지는 것이 확인되었다.

• 한국항행학회논문지
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• 제23권1호
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• pp.61-68
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• 2019

블랙박스 본체를 회수하지 않고도 블랙박스의 정보나 수중 장비의 기록된 정보 등을 회수할 수 있도록 빛을 이용하는 수중 무선 광 통신 시스템은 매우 요긴하다. 본 논문에서는 탁도가 높은 천해환경에서 수중 가시광 통신시 발생하는 노이즈 원인을 분석하고 이러한 환경에서도 노이즈를 효과적으로 제거하면서도 광 검출신호의 최대 전압 스윙을 향상시킬 수 있는 기준신호 기반의 광 검출 센서 기술을 연구하였다. 그리고 개발한 통신 시스템의 성능을 입증하기 위해 광 무선통신 시스템을 제작하고 탁한 해수가 담긴 수조에서 송수신 시험을 수행하여 개발한 광 무선통신 기법이 실제로 효과가 있음을 검증하였다.

• 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.

• 한국통신학회논문지
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• 제42권5호
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• pp.985-988
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• 2017

자기 유도 (Magnetic Induction; MI) 방식의 통신은 코일 안테나에 교류 전류를 가하면 생성되는 자기장 영역을 이용하여 정보를 전송하는 근거리 무선통신 기술 중의 하나이다. 본 논문에서는 수중 환경에서 코일 안테나의 이동 및 축 회전을 고려한 자기장 직접 전송과 자기장 도파로 전송의 경로 손실을 비교 및 분석한다.

• 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.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2008년도 추계종합학술대회 B
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• pp.231-234
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• 2008

본 논문에서는 음향의 비선형 채널에 적합한 새로운 수중 무선 동신 시스템을 제안하였다. 일반적으로 음향의 비선형 채널에서의 통신은 두 음파의 차의 주파수를 가지는 음파에 대한 파라메트릭 효과를 이용한 통신을 한다. 이러한 동신기법에서는 위상변조를 이용한 통신의 구현은 쉽지 않았다. 본 논문에서 제안된 시스템에서는 위상변조 후 오프셋을 주어 통신하는 비선형 채널에 적합한 통신 방식을 제안하였고 시뮬레이션을 통하여 그 타당성을 입증하였다.