• 한국통신학회논문지
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• 제34권6A호
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• pp.437-444
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• 2009

최근 해양개발 및 재난 재해 방지 시스템에 대한 관심이 높아지면서 수중 센서네트워크 관련 연구가 시작되고 있으며, 다수의 노드 간 효율적인 통신을 위해 고속, 저가의 수중 통신 모뎀의 필요성이 증대되고 있다. 본 논문에서는 저가의 초음파 센서를 이용하여 수중 통신 모뎀을 설계 및 구현하였고 실내와 실외 환경에서 구현한 모뎀의 성능을 검증하였다. 실험 결과에 의하면, 개발한 모뎀은 실내의 수조에서 1.5kbps, 연못에서 2kbps로 통신이 가능하였으며 모뎀 간의 최대 통신 거리는 30m이었다. 또한, 수중 센서네트워크의 기능 구현을 고려하여 싱크노드용 모뎀과 센서노드용 모뎀들 간의 일대다 통신 실험을 수행하였다.

• 융합신호처리학회논문지
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• 제18권2호
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• pp.37-42
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• 2017

본 논문에서는 수중무선통신에서 다중경로에 의해 발생하는 심볼간 간섭을 제거하기 위한 방법으로, 단일반송파 전송방식에 주파수-시간 영역 등화 기법을 결합한 주파수영역 결정궤환 등화기법에 대한 성능을 평가한다. 수중채널 모델링은 벨홉모델을 이용하였으며, 모의실험을 통해, 제안한 기법이 심볼간 간섭에 의한 신호왜곡 문제에 효율적으로 대처할 수 있는 대처할 수 있는 전송방식임을 보였다.

• 한국항해항만학회지
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• 제35권10호
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• pp.811-816
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• 2011

이 논문에서는 저전력 통신 기법 가운데 하나인 PSPM(Phase Shift Pulse position Modulation) 전송 기법이 근거리 수중음향 채널에서 어떠한 성능을 나타낼지 고찰하기 위해 해상실험을 통해 분석하였다. PSPM은 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying)와 PPM(Pulse Position Modulation) 기법을 서로 혼합한 형태로 WBAN(Wireless Body Area Network) 시스템에서 저전력 통신을 위해 제안된 기법이다. 이는 기존의 일반적인 전송 방식에 비해 대역효율은 떨어지지만 전력효율은 증가하는 것으로 알려져 있다. 이 논문에서는 실해역에서 취득한 PSPM 데이터를 통해 BER 성능을 분석한다. 실험 결과 QPSK의 경우 총 56,000개의 전송 데이터 비트 중 오차 비트 수가 3,384개로 BER이 약 $6.04{\times}10^{-2}$이고, PSPM의 경우는 19,652개로 BER이 약 $3.5{\times}10^{-1}$를 얻었다. 또한 영상 데이터 전송에 따른 PSNR(Peak signal-to-noise ratio)을 비교한 결과 QPSK의 경우 9.37 dB 였으며, PSPM의 경우 9.11 dB 였다.

• 한국음향학회지
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• 제27권6호
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• pp.279-285
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• 2008

본 논문은 수중 무인잠수체 (UUV) 통제를 위한 다중접속 프로토콜의 효율 평가에 관한 연구이다. 수중에서 무인잠수체는 현재 유선에 의한 통제가 대부분이나, 유선 통제시 운용성에 크게 제한을 받기 때문에 무선에 의한 통제가 요구고 있다. 본 연구에서는 해수면에 위치한 모선, 통신부이 또는 해저 면에 위치한 통신노드에 의한 무선통제를 목적으로 정형화된 다중접속 프로토콜 (순수 알로하 (Pure ALOHA), 슬롯화된 알로하 (Slotted ALOHA), 비영속적 CSMA (Nonpersistent CSM), 슬롯화된 비영속적 ISMA (Slotted Nonpersistent ISMA))의 효율을 모의 평가하였다. 평가결과 비영속적 CSMA, 슬롯화된 비영속적 ISMA가 비교적 수중에서 높은 효율을 갖는 것으로 확인되었다.

• 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.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제24권3호
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• pp.405-411
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• 2020

최근 수중 자원개발, 재난 감시 및 국방에 관련하여 수중 통신에 대한 연구가 활발히 진행 중이다. 무선통신 시스템 설계에서 경로손실은 주어진 통신 링크에 대한 수신 전력 레벨을 계산하여 통신 신뢰성을 보장하는데 필요한 링크 예산을 도출하기 위한 중요한 정보이다. 수중음향채널은 각 해역에 따라 수온, 수심, 파고, 조류, 탁도 등에 의해 서로 다른 특성을 보이며, 각 해역별 수중음향채널의 경로손실은 서로 다른 특성을 갖는다. 따라서 수중음향 통신 시스템개발을 목적으로 하는 전 세계의 여러 연구기관에서는 다양한 해역에서 수중음향채널에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 하지만 국내는 아직까지 수중음향채널의 경로손실에 대한 연구결과가 매우 부족하다. 따라서 본 연구에서는 남해 거제도 천해역의 실해역 측정을 통해 경로손실을 추정하였으며, 기존 연구에서 제안한 경로손실 수식에 남해의 환경정보를 적용하여 도출한 결과를 비교하여 그 차이를 확인하였다.

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제13권1호
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• pp.122-132
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• 2010

해양 환경 분석은 해양탐사에 필수적인 정보들을 제공한다. 그러나 해양 환경은 해류에 의한 노드의 이동과 염수에 의한 부식, 전파감쇠와 다중경로 발생, 그리고 센서 노드 설치의 어려움 등 다양한 환경변수가 존재한다. 따라서 해양 데이터 통신은 지상통신 환경과는 달리 이러한 환경적 제약 요소로 인해 해양 환경의 데이터들을 수집하는 과정이 복잡하고 힘들다. 이를 해결하기 위해 해양 환경과 유사한 경포호에서 실제 실험을 통해 수질 환경 모니터링을 위한 해양 데이터 통신망을 구축한다. 따라서 본 논문은 경포호 환경 모니터링 시스템의 구축을 통해 환경적 장애요소를 극복하고 해양 환경 모니터링을 위한 센서 노드들의 배치, 그리고 통신 환경의 효과적인 구조를 정의하는데 목적이 있다.

• 한국항해항만학회지
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• 제34권3호
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• pp.181-187
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• 2010

수중무선통신 시스템의 성능은 수중채널의 특성에 영향을 받으며, 특히 잔향 및 다중경로(Multi-path)로 인한 지연확산은 데이터 전송 시 인접심벌간의 간섭(Inter Symbol Interference : ISI)를 발생시켜 통신의 성능을 저하시킨다. 본 논문에서는 잔향 및 다중경로로 인한 인접 심벌간의 간섭에 강한 성능을 나타내는 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 기법을 이용하여 수중에서 고속 데이터 전송의 적용성을 검토하였다. 실제 수중 채널을 모의하는 모델을 사용하여 수중에서 통신 성능을 확인하였다. 그 결과 1000m의 거리에서 단일 반송파의 경우 BER이 $2{\times}10^{-1}$ 이였으며, 다중 반송파의 경우 BER이 $8{\times}10^{-2}$이었다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제36권1호
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• pp.166-171
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• 2012

본 논문에서는 가시광 LED를 이용한 근거리 수중 광무선 통신 기술을 제안하였다. 수중 통신을 위한 기존 음향 시스템의 대안으로 부상하는 가시광 LED 통신은 고품질의 높은 통신 속도를 보장한다. 수중에서 근거리 통신을 위하여 주파수 변조 방식을 적용한 광 무선 오디오 시스템을 개발하였으며 CD4046B 위상잠김루프를 이용하여 주파수 변조와 복조 회로 부분을 구현하였다. 수조내에서 송신단과 수신단을 30 cm 떨어뜨린 후 100 kHz의 변조 중심 주파수에서 오디오 신호를 전송하여 성공적으로 수신됨을 확인하였다.

• 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.