• 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.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제20권6호
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• pp.831-836
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• 2010

실제 시스템 적용에 있어서, 수중음향 통신(underwater acoustic communication)에 기반한 이종 해양로봇의 협력제어(coordinated control)를 위한 경로 계획 및 추종(path planning and following) 시스템은 다음의 문제점을 가지고 있다. 즉, 수상 및 수중로봇은 기동 특성이 상이하며, 수중로봇은 더욱 효과적인 운용이 요구되며, 음파의 전달 손실(Transmission Loss : TL)로 통신 거리 제한을 가지며, 음파의 도플러 변형(Doppler distortion)으로 통신 오류를 갖는다. 나아가, 구조와 파라메터의 관점에 있어서 용이한 설계 절차를 요구한다. 이러한 문제들을 해결하기 위해서 시스템 모델링에 기초하여 진화 전략(Evolution Strategy : ES) 및 퍼지논리 제어기(Fuzzy Logic Controller : FLC)를 이용하는 지능형 경로 계획 및 추종 알고리즘을 제안하였다. 제안된 알고리즘의 성능을 검증하기 위해 수상로봇의 기동에 따른 수중로봇의 경로 계획 및 추종이 수행되었다. 시뮬레이션 결과는 제안된 알고리즘이 제기된 문제점들을 효과적으로 해결하고 있음을 보여준다.

• 한국해양공학회:학술대회논문집
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• 한국해양공학회 2004년도 학술대회지
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• pp.386-389
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• 2004

Beamforming for underwater acoustic communication is affected by the broadband feature of underwater acoustic communication signal, which has the low center frequency compared to the signal bandwidth. In this paper, the baseband equivalent array signal model is derived and we present computer simulation results for the broadband finite impulse response (FIR) beamformer performance according to the FIR filter order and the tap spacing. If the FIR filter order is increased above the optimum value, the beamformer performance is degraded. Also the tap spacing is related to the optimum FIR filter order.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제7권1호
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• pp.33-38
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• 2012

수중 음향 채널은 매우 복잡하고 지속적인 시변 특성을 가지므로 양질의 통신 서비스를 제공하기란 쉽지 않다. 이러한 수중 음향 채널의 열악한 환경에 대해서 신뢰성이 있고 강건한 통신 서비스를 제공하기 위해서 본 논문에서는 데이터 전송율을 가변시키는 다중 반송파 CDMA(MC-CDMA) 시스템의 성능을 분석한다. 제안한 시스템에 적용한 가변 전송율 알고리즘은 사용자 데이터 전송율을 순시 채널 조건의 함수로 계산하여 채널의 정보를 파악한다. 채널 상태 정보의 획득은 보다 효율적으로 데이터를 전송할 수 있게 하고 시스템의 전반적인 성능을 개선하게 한다. 본 논문에서는 제안한 가변 전송율 다중 반송파 CDMA 시스템의 성능 분석을 시뮬레이션을 통해서 검증한다. 또한 다중 반송파에 적용하는 확산부호들의 적용 가능성을 분석한다.

• International Journal of Fuzzy Logic and Intelligent Systems
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• 제15권1호
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• pp.20-26
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• 2015

It is very difficult to design an underwater communication system because of multipath, Doppler effects, noise, and attenuation. These factors lead to errors in the communication performance and maximum propagation distance. In this study, we calculate the distance that can be realized using the direct-sequence code division multiple access (DS-CDMA) technique with direct-sequence spread spectrum (DSSS) in an underwater communication system considering only the attenuation and noise. We also compare the estimated and calculated propagation distances obtained for several different scenarios.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2010년도 춘계학술대회
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• pp.258-261
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• 2010

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 TigherSHARC DSP 칩을 이용하여 설계 및 구현하고자 한다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제5권1호
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• pp.202-211
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• 2001

본 논문은 수중에서 초음파를 이용하여 데이터를 전송할 때 전체 전송성능에 영향을 주는 Multipath를 수학적으로 분석하였고, 분석된 결과를 이용하여 다중경로의 영향을 고려한 수중 초음파 영상통신 시스템을 설계하였다. 주파수 제약환경에 강인한$\pi/4 QPSK$ 알고리듬을 채택하였고, 수중 초음파 통신에서 발생하는 신호의 Ringing 효과를 상쇄하기 위하여 FM 변조방식을 가미한 Hybrid 변복조 시스템을 설계하였다. 또한, 다중경로의 영향을 상쇄하기 위하여 적응 등화기를 설계하였으며, Baseline PEG 기법을 이용하여 수중영상 압축에 대한 연구를 수행하였다.

• 한국해양공학회지
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• 제34권3호
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• pp.227-236
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• 2020

Underwater acoustics, which is the domain that addresses phenomena related to the generation, propagation, and reception of sound waves in water, has been applied mainly in the research on the use of sound navigation and ranging (SONAR) systems for underwater communication, target detection, investigation of marine resources and environment mapping, and measurement and analysis of sound sources in water. The main objective of remote sensing based on underwater acoustics is to indirectly acquire information on underwater targets of interest using acoustic data. Meanwhile, highly advanced data-driven machine-learning techniques are being used in various ways in the processes of acquiring information from acoustic data. The related theoretical background is introduced in the first part of this paper (Yang et al., 2020). This paper reviews machine-learning applications in passive SONAR signal-processing tasks including target detection/identification and localization.

• The Journal of the Acoustical Society of Korea
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• 제26권3E호
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• pp.97-103
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• 2007

We propose a combined STBC (Space Time Block Coding) and AMC (Adaptive Modulation and Coding) in the underwater multipath communication channel. Performance of UAC (underwater acoustic communication) in shallow water is degraded by complicated multipath and reverberation. For this reason, and considering the variability of the ocean channel, we combined STBC and AMC techniques, which are the spatial diversity in a multi-sensor communication system. BER (Bit error rate) of combined STBC and AMC is improved by 5dB when we compare with the BER of a single sensor based system. The proposed system shows a 3dB improvement when we compare it with the BER of the single sensor based system applying the AMC technique only.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2000년도 춘계종합학술대회
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• pp.371-377
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• 2000

본 논문에서는 수중에서의 초음파를 이용하여 개발되고 있는 시스템 및 핵심기술들의 시험을 위해 반드시 필요한 무향수조 설계에 대하여 기술하고 있다. 무향수조에 사용되는 흡음판의 재질로서는 일반적으로 다공성 플라스틱, 재생용 고무, 알루미늄 폼, 우레탄 폼 둥을 사용하는데, 본 논문에서는 흡음성능이 우수하고 경제적인 다공생 재생고무를 선정하였다. 따라서, 이 재질에 대한 흡음성능 및 특성을 살펴보았다. 또한, 흡음판의 형상설계를 통해 최적의 흡음성능을 갖는 무향수조를 설립할 수 있도록 쐐기형 흡음판을 설계하였으며, 쐐기각도에 따른 반사경로를 수학적으로 해석하여 최적의 흡음성능을 가질 수 있는 흡음판을 설계하였다 또한, 확보된 무향수조 공간에 효율적인 흡음판 배치를 위한 치구설계 및 배치설계를 수행하였다.