• 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.

• 융합정보논문지
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• 제10권6호
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• pp.1-7
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• 2020

수중 자원 탐색 및 해양 탐사, 환경 조사 등 수중 통신에 대한 수요가 급격하게 증가하고 있다. 하지만 수중 무선 통신을 사용하기 앞서 많은 문제점을 가지고 있다. 특히 수중 무선 네트워크에서 환경적 요인으로 인해 불가피하게 발생하는 불필요한 지연 시간과 노드 거리에 따른 공간적 불평등 문제가 존재한다. 본 논문은 이러한 문제를 해결하기 위해 ALOHA-Q를 기반으로 한 새로운 NAV 설정 방법을 제안한다. 제안 방법은 NAV 값을 랜덤하게 사용하고 통신 성공, 실패 유무에 따라 보상을 측정한다. 이후 보상 값에 따라 NAV 값을 설정 한다. 수중 무선 네트워크에서 에너지와 컴퓨팅 자원을 최대한 낮게 사용하면서 NAV 값을 강화 학습을 통하여 학습하고 한다. 시뮬레이션 결과 NAV 값이 해당 환경에 적응하고 최선의 값을 선택하여 불필요한 지연 시간문제와 공간적 불평등 문제를 해결할 수 있음을 보여준다. 시뮬레이션 결과 설정한 환경 내에서 기존 NAV 설정 시간 대비 약 17.5%의 시간을 감소하는 것을 보여준다.

• 수산해양기술연구
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• 제53권1호
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• pp.19-40
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• 2017

A scientific and objective sound exposure criterion for underwater sound damage on fish has been required since there has been many disputes between an underwater sound maker and a fish damage receiver. The existing criteria are still incomplete scientifically owing to a degree of variability of underwater sounds, diversity of fish hearing sensitivity and damage types, etc. This study reviews existing studies on a hearing mechanism of fish species, manmade underwater sound characteristics and sound exposure assessment parameters, and recent sound exposure criteria. A governing equation for damage coverage estimation and damage coverage dependency on sound source level, ambient noise and transmission loss are also reviewed and interpreted based on sound exposure environments. The foreign and Korean (National Environmental Dispute Medication Commission) criteria are reviewed and compared based on scientific aspects. In addition, the deficit and limit of Korean criteria are presented. The objective of this study is to give a direction for related researches and legislation of sound exposure criteria on fish.

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제22권11호
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• pp.1259-1268
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• 2019

Recently, Communication media have been developed for the underwater communication in underwater environments where the underwater communication failures occur frequently. Although the underwater communication by one medium is not stable due to the influence of the underwater environment, the use of various communication media can complement each other and so this makes the underwater communication more stable. For this reason, this paper proposes approaches to the design and implementation of integrated MAC for complementing individual unstable underwater communications. In addition this paper presents the comparison and analysis on each of the proposed approaches so to be able to provide guidelines to designers and implementers of integrated MAC.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2013년도 춘계학술대회
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• pp.557-560
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• 2013

기반구조 없이 단말기를 중심으로 구성되는 임시 통신망인 MANET(Mobile Ad-Hoc Networks)은 최근에 이르러 Wi/Fi 기술의 발달과 단말기의 소형화로 응용영역이 지상뿐만 아니라 수중환경으로 확대되고 있다. 수중 센서네트워크, 해저환경 탐사/탐지, 수중정보전달 등이 대표적인 수중 MANET 응용분야이다. 특히 이들 응용 분야에서, 전송성능의 측정 및 분석은 수중 MANET의 중요한 연구분야 가운데 하나로, 수중 MANET의 설계/구축 및 운용의 토대를 이룬다. 그러나 이 연구들은 주로 네트워크 차원의 각종 전송 파라메타를 대상으로 이루어지고 있으며, 그 분석 대상이 주로 네트워크 성능이다. 따라서 본 연구에서는 응용 서비스 수준에서 수중 MANET의 전송성능을 측정하고 사용자 수준에 제공되는 수중 MANET의 전송성능을 탐구하여 본다. 본 연구는 음성 트래픽을 대상 응용 트래픽으로 대상으로 하였으며, 연구 방법으로는 NS-2를 기반으로 수중 통신 환경을 구축하고, 이를 활용한 컴퓨터 시뮬레이션을 사용하였다. 설정된 수중 MANET의 규모에서 트래픽 환경에 따른 응용트래픽 전송성능을 측정하고 분석하였으며, 이를 토대로 적절한 수중통신 운용조건을 제시하였다.

• 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.

• 한국통신학회논문지
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• 제38C권3호
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• pp.303-310
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• 2013

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 기반의 터보 등화기를 사용하여 실제 동해 바다에서 송수신 거리가 5Km 그리고 데이터 속도를 1Kbps로 설정하여 성능을 확인하였다.

• International Journal of Ocean System Engineering
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• 제1권4호
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• pp.205-210
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• 2011

High data-rate underwater communications is demanded. This demand imposes stringent requirements on underwater communication equipment of phase-locked-loop (PLL). Phase noise in PLL is unwanted and unavoidable. In this paper, we investigate the PLL phase noise effect on high order QAM for underwater communication systems. The phase noise model using power spectral density is adopted for performance evaluation. The phase noise components considered in PLL are reference oscillator, voltage controlled oscillator (VCO), filter and divider. The filters in PLL noise are assumed to be second order active and passive low pass filters. Through simulation, we analyze the phase noise characteristics of the four components and then investigate the performance improvement factor of each component. Consequently, we derive specifications of VCO, phase detector, divider to meet performance requirement of high data-rate communication using QAM under phase noise influence.

• 한국통신학회논문지
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• 제36권10B호
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• pp.1210-1215
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• 2011

이 논문에서는 다중경로 특성과 충격성 잡음이 있는 수중 통신 채널에 대해 확률밀도함수 정합 방법에 근거한 적응등화 알고리듬을 소개하고 결정 궤환을 적용한 확률밀도함수 정함 알고리듬을 제안하였다. 기존의 제곱평균오차 기반의 최소평균제곱 (LMS) 알고리듬은 수중통신 채널의 충격성 잡음과 다중경로 채널을 보상하지 못하는 현상을 보였다. 충격성 잡음에 효과적인 면역성을 보인 선형 확률밀도함수 정합 알고리듬도 열악한 다중경로 환경에서는 만족스럽지 못한 성능을 나타났다. 한편, 제안한 결정 궤환 구조의 비선형 확률밀도함수 정합 알고리듬은 수중 통신 채널의 다중경로 특성과 충격성 잡음에 대해 탁월한 강인성을 가짐을 모의실험을 통해 입증되었다.

• 한국통신학회논문지
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• 제36권7B호
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• pp.878-885
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• 2011

수중음향 통신은 대역이 제한되어 있고 음파가 해저 및 해수면에 반사되어 신호가 수신된다는 특성 때문에 신뢰성이 높고 전송속도가 빠른 수중음향 통신의 구현이 어렵다. 그러므로 최근의 수중 통신시스템에서 다수의 센서를 이용하는 MIMO 기술이 활발히 연구 중에 있다. 그러나 송수신단의 다중 센서를 이용한 수중통신에서의 MIMO 통신기술은 송수신단의 각 수신 센서에서의 상관값이 크기 때문에 다중 경로로 인하여 공간 다이버시티를 사용해 이득을 기대하기가 어렵다. 따라서 본 논문에서는 송신 센서는 두개를 설정하고 수신센서를 한 개로 하는 MISO 채널에서 부호화 기법으로는 LDPC 부호를 이용하여 채널 추정 보상 기법과 결합하여 성능을 분석하였다.