• 한국음향학회지
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• 제37권6호
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• pp.451-456
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• 2018

최근 장거리 수중음향통신 연구가 활발하게 진행되고 있다. 장거리 수중음향통신 연구를 위한 해상실험은 해양환경의 영향을 크게 받고 높은 비용과 많은 시간이 소요된다. 따라서 장거리 환경에서 수중음향통신 시스템의 성능을 예측하고 검증하기 위한 시뮬레이터에 대한 연구가 필요하다. 본 논문에서는 장거리 수중음향통신 시뮬레이터의 개발을 목적으로 중장거리 다중송신환경에서 수중음향통신 시뮬레이터로서 VirTEX(Virtual Time series EXperiment)의 성능을 분석하고, 해상 실험 결과와 비교 검증하였다. 송신 신호는 탐침을 위한 Chirp신호와 16QAM 방식으로 변조된 통신 신호를 사용하였다. VirTEX를 통해 수신 신호를 모의하고 다중송신환경에 의해 발생하는 채널 간 간섭을 적응 수동형 시역전을 이용하여 보상하여 통신 성능을 분석하였다. 또한 2005년 7월 이탈리아의 Elba island 북쪽 해역에서 수행한 FAF05(Focused Acoustic Field 2005) 실험 데이터와 비교하여 이를 검증하였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제18권9호
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• pp.2094-2100
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• 2014

수중에서의 음향 통신의 성능은 신호의 다중경로 전달과정에 의해 발생하는 지역 확산 현상으로 인하여 인접 심볼간 간섭의 영향을 받는다. 따라서 인접 심볼간 간섭을 제거하기 위하여 수중 통신에 적합한 등화기 기술, 채널 부호화 기술이 필요하다. 본 논문에서는 다중 경로 환경에서 원활한 통신과 함께 수신 신호의 성능을 향상시키기 위한 낮은 SNR에서 우수한 성능을 보이는 BCJR 복호기와 다중 경로로 인해 왜곡된 데이터를 보상하기 위한 기법인 결정 궤환 등화기가 결합된 반복기반 BCJR등화기 구조를 제안하고, 경북 문경 경천호에서의 실제 수중 실험을 통하여 제안한 구조의 성능이 반복횟수의 증가에 따라 향상됨을 알 수 있다.

• 한국음향학회지
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• 제21권7호
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• pp.606-613
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• 2002

본 논문에서는 수중에서 송신 빔 형성기를 이용한 고속 데이터 전송 기법을 연구하였다. 또한 범용 디지털 신호처리 프로세서와 다수의 디지탈-아날로그 변환기를 이용한 시험용 송신단을 설계 및 구현하였으며, 구현된 시스템을 이용하여 수조에서 실험을 수행하여 그 성능을 분석하였다. 이때 실험 과정을 단순화하기 위하여 채널 코딩 및 등화기 (equalizer) 등과 같은 과정은 생략하였고, 간장 간단한 디지털 통신 변조 기법인 OOK(On-Off keying) 기법을 사용하였다. 실험 결과 5개의 하이드로폰 송신 어레이를 사용한 경우에 1개만 사용했을 때보다 오차율 10/sup -2/을 기준으로 전송 속도가 약 3배 향상되었으며, 실험에 사용된 수조에서 음성 신호 전송을 위해 400 bps 정도까지 가능함을 확인하였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제23권11호
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• pp.1434-1442
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• 2019

본 논문에서는 인천 덕적도 부근 해안에서 2017년 7월 5일부터 24시간 동안 채널 변화를 지속적으로 측정하였다. 수중 채널은 실시간으로 시간 축에서 변화와 주파수 축에서 변화가 발생함에 따라서 다양한 채널 환경 특성을 가지고 있으며, 다중 경로 페이딩 및 도플러 효과 등으로 인하여 수중 통신 성능저하가 발생한다. 따라서, 본 연구에서는 실해역 수중 통신 환경에서의 통신 성능 향상을 위하여 시간 및 주파수 영역에서의 반복 전송 다이버시티 기법을 적용하여 수중 채널 환경에서의 OFDM 시스템 성능 분석에 관한 연구를 수행하였다. 수집한 데이터를 이용하여 시간과 주파수 영역에서의 채널 환경 비교를 수행하였으며, 파일럿 배치 간격과 시간 및 주파수 축에서의 반복 전송 회수에 따른 BER 성능 분석을 수행하였다.

• 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.

• 한국해양공학회지
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• 제34권2호
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• pp.147-154
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• 2020

Underwater acoustics that is the study of the phenomenon of underwater wave propagation and its interaction with boundaries, has mainly been applied to the fields of underwater communication, target detection, marine resources, marine environment, and underwater sound sources. Based on the scientific and engineering understanding of acoustic signals/data, recent studies combining traditional and data-driven machine learning methods have shown continuous progress. Machine learning, represented by deep learning, has shown unprecedented success in a variety of fields, owing to big data, graphical processor unit computing, and advances in algorithms. Although machine learning has not yet been implemented in every single field of underwater acoustics, it will be used more actively in the future in line with the ongoing development and overwhelming achievements of this method. To understand the research trends of machine learning applications in underwater acoustics, the general theoretical background of several related machine learning techniques is introduced in this paper.

• 한국음향학회지
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• 제37권1호
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• pp.21-30
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• 2018

수동 시역전 기법은 시공간적인 집속효과를 통해 다중경로 채널응답에 의한 인접 심볼간 간섭의 영향을 줄임으로써 수중통신 시스템의 오류 성능을 향상시킬 수 있는 방법이다. 이러한 수동 시역전 기법은 일반적으로 시역전 결합에 사용되는 수신신호가 많을수록 큰 공간 다이버시티 이득을 얻기 때문에 많은 수의 수신기를 사용할 때 우수한 통신 성능을 얻을 수 있다. 본 논문에서는 제한된 개수의 수신기를 사용하더라도 많은 수의 수신기를 사용할 때와 근접한 통신 성능을 얻을 수 있는 수신기의 개수와 조합에 대해 분석한다. 분석을 위해 2015년 5월에 제주 남서쪽 해역에서 수행된 SAVEX15(Shallow-water Acoustic Variability Experiment 2015) 실험 데이터를 활용한다. 음향채널이 존재하는 채널 특성 때문에 에너지가 집중되는 수심이 존재하였고 에너지가 집중되는 수심에 존재하는 수신기를 포함하여 수동 시역전 결합을 할 때, 일부의 수신기만을 사용하여 최적에 가까운 통신 성능을 도출할 수 있음을 보인다.

• 한국통신학회논문지
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• 제39C권12호
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• pp.1318-1322
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• 2014

기존의 음파의 위상차를 이용하여 음원의 위치와 움직임을 파악하던 소나와 원리가 전혀 다른 음향렌즈형 소나를 개발한다. 이 음향렌즈형 소나는 파동을 수차 없이 렌즈의 반대편 가장자리의 한 점에 완벽히 모으므로 음원의 움직임을 직접 눈으로 볼 수 있다. 소리를 빛으로 바꾸어 움직임을 바로 인식하므로 빛이 전혀 들어오지 않는 깊은 해저의 음향창으로 사용될 수 있다. 실질적으로 사용이 가능한 크기의 소나 모형을 소개하고 현재까지의 개발상황을 보고한다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제16권11호
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• pp.2397-2404
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• 2012

수중에서의 통신은 해수면과 해저면 등에 의한 신호의 반사가 생겨 다중경로 현상이 발생한다. 이러한 다중경로의 영향으로 신호는 왜곡되고 원활한 수신을 방해하게 된다. 이러한 다중 경로 환경에서 본 논문에서는 수신신호의 성능을 향상시키고자 수중통신에 적합한 반복부호를 설정하였다. 적용가능한 반복부호로는 터보 부호와 LDPC 부호가 있으며, 성능 및 부호화 길이, 등화기 적용 등의 파라메타를 기반으로 수중통신에서는 터보 부호의 적용이 적합하다는 결론을 얻었다. 따라서 터보 부호 기반으로 다중경로로 인한 위상 오차 추정은 decision directed 방식을 이용하여 위상 추적을 하였다. 실제 동해 바다에서 송수신 거리가 3Km 그리고 데이터 속도를 1Kbps로 설정하여 터보 부호의 성능을 확인하였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제1권1호
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• pp.95-104
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• 1997

본 논문은 수중에서 초음파를 이용하여 데이터를 전송할 때, 전체 성능에 영향을 주는 Multipath를 수학적으로 분석하였고, 분석된 결과를 이용하여 Multipath의 영향을 고려한 수중 초음파 통신시스템을 구현하였다. 표면이나 해저면, 반사물 등에 의한 신호의 반사로 인한 Multipath를 이상적인 채널을 가정하여 각 신호에 대하여 수학적으로 모델링 하였으며, multipath에 의한 영향을 살펴보기 위해 SMR(Signal to Multipath Ratio) 파라미터를 도입하였으며 MATLAB을 이용하여 모의 실험하였다. 주파수 대역폭의 심한 제약을 가지고 있는 수중 초음파 환경에서 보다 효율적인 데이터 전송을 위하여 ${\pi}/4$ QPSK(Quadrature Phase Shift Keying) 변복조 방식을 도입하였고, 이 변복조 방식을 이용하여 수중 초음파 환경에서 보다 효율적인 시스템을 구현하였다.