• 대한전자공학회논문지TC
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• 제48권1호
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• pp.32-37
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• 2011

수중에서의 통산은 수중채널의 잔향음이나 소음특성에 영향을 받으며, 다중 음파 경로 등으로 인하여 신호의 지연 현상이 발생하게 된다. 이로 인해 신호는 왜곡되고 송수신시에 많은 오류를 발생시키기 때문에 오류정정을 위한 채널코딩이 필요하다. 본 논문에서는 수신된 신호의 오류를 정정할 수 있는 채널코딩 방법에 대하여 연구하였다. 이 채널코딩 방법을 이용하여 송수신 깊이별로 성능을 비교 분석하였다. 변조방식으로는 QPSK, 부호화율로는 1/2 code rate를 사용하였고 길쌈부호화를 사용하였을 때 성능이 향상되었다.

• 한국항해항만학회지
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• 제37권3호
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• pp.269-273
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• 2013

수중음향 채널은 일반적으로 다중경로 전달과 분산 등으로 인해 통신하기에 어려운 매질 가운데 하나로 인식된다. MIMO (Multiple-input multiple-output) 기술은 대역이 제한된 수중음향 채널에서 데이터 전송율을 증가시키기 위해 최근 활발히 연구되고 있다. 이 경우 전송 다이버시티 기술을 적용할 수 있는데 대표적인 것이 Alamouti 구조이다. 이 논문에서는 실험을 통하여 전송 다이버시티 기술의 성능을 고찰하였다. 실험에는 2개의 송신기와 2개의 수신기가 사용되었으며, 실내의 음향수조에서 수행되었다. 실험 결과 5~8%의 오차율을 확인하였는데 이는 같은 전송율을 기준으로 SISO(Single-input single-output) 채널에서의 오차율 14.8% 보다 향상된 결과를 나타내었다.

• 한국통신학회논문지
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• 제39B권10호
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• pp.645-653
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• 2014

최근 해양 플랜트, 해저 탐사, 수중 모니터링 시스템 등에 대한 관심이 급증하고 있으며, 그에 대한 연구도 활발히 진행 중이다. 하지만, 수중 무선 통신은 물속이라는 특수한 환경적 요소로 인해 지상에 비해 매우 열악한 통신 환경을 가진다. 이로 인해 기존에 사용하던 지상 통신의 방법을 수중에 그대로 적용하는 것은 성능적인 면에서 적합하지 않다. 이에 본 논문은 수중 무선 센서네트워크에서 통신 신뢰성을 향상시키기 위하여 수중 환경의 특성을 직접적으로 고려한 라우팅 알고리즘을 제시한다. 특히, 수중 무선 통신을 어렵게 만드는 두 가지 문제, 즉, 다중경로 문제와 신호의 감쇠현상을 해결함으로써 수중에서 보다 나은 신뢰성을 보장하고자 한다. 또한, 실험을 통하여 제시하는 알고리즘이 보다 나은 성능을 보임을 증명하였다.

• 한국ITS학회 논문지
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• 제17권5호
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• pp.135-142
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• 2018

본 논문은 수중 음향 채널 환경에 따른 CDMA(code division multiple access)와 OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 전송기법의 장단점을 비교 분석한다. 이를 위해서 r.m.s.(root mean square) 지연시간과 도플러 주파수 그리고 다중 경로의 수를 변화시켜가며 다양한 수중 음향 채널에서 전산 모의실험을 수행하였다. r.m.s. 지연시간과 도플러 주파수가 각 전송기법의 설계치 내의 수치이며 동일한 전송률을 갖는 경우 CDMA가 OFDM에 비해 우수한 성능을 갖는 것을 보였다. 그러나 도플러가 설계치보다 큰 경우에는 CDMA의 성능이 저하되어 OFDM이 CDMA보다 우수한 것을 보였다.

• 한국음향학회지
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• 제32권2호
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• pp.95-103
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• 2013

천해에서 수중음향통신은 해면과 해저의 음향특성에 강한 영향을 받는다. 시변적인 해면 산란과 입사각에 좌우되는 해저손실에 의해 수중통신 시스템의 성능은 영향을 받게 되어 고속의 디지털 통신 성능은 저하된다. 우세한 직접파가 존재하면 통신채널은 Rice 페이딩, 그렇지 않은 경우 Rayleigh 페이딩으로 모델링된다. 그러나 실해역의 실험으로 이러한 통계적인 채널 모델링을 검증하는 것은 어려운 연구주제로 알려져 있다. 해면산란과 해저반사 손실이 수중음향통신에 미치는 영향의 근원적인 이해를 돕기 위하여 저자들은 이들의 영향을 정량화하기 위한 천해 해역에서 실험을 수행하였다. 이진 주파수 천이 변조 방식으로 영상을 전송하여 해면산란과 해저 입사각에 좌우되는 해저반사 영향을 송신기와 수신기간의 거리, 수신기 깊이에 따른 영상의 양호성과 비트 오류율로 평가하였다. 결론적으로 영상의 전송 성능은 채널의 일관성 대역폭을 결정하는 송수신기간의 거리 및 수신기의 깊이에 좌우된다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제19권7호
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• pp.1525-1530
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• 2015

본 논문에서는 성능을 향상시키기 위해 터보부호화기를 이용한 터보등화기법의 성능을 수중 실험의 데이터를 이용하여 분석 하였다. 다중 경로전달로 인해 왜곡된 데이터를 보상하기 위해 LMS-DFE 등화기와 터보 채널 부호기를 연접하여 서로간의 반복적인 연산을 통하여 성능을 개선하는 반복 기반의 터보 등화기 구조를 적용하였다. 문경시 경천호에서의 실제 수중 실험을 통하여 터보부호 기반의 터보등화기의 오류확률이 93%를 나타내었다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제18권5호
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• pp.1042-1050
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• 2014

수중에서의 음향 통신의 성능은 신호의 다중경로 전달과정에 의해 발생하는 지역 확산 현상으로 인하여 인접간섭의 영향을 받는다. 그리고 음파를 이용한 주파수의 제한으로 인하여 낮은 전송 속도로 통신을 한다. 따라서 전송속도의 향상과 함께 인접간섭을 제거하기 위하여 수중 통신에 적합한 시공간 부호화 기술과 등화기 기술, 채널 부호화 기술이 필요하다. 본 논문에서는 이러한 기술들을 시뮬레이션을 통하여 MIMO 수중 통신 시스템에서 최적의 터보 등화 기법을 이용한 복호구조를 제안한다. 각 모듈별 시뮬레이션을 통한 성능결과 본 논문에서 제안한 계층적 시공간 부호화 방식 기반의 터보 등화 기법을 이용하면 일반적인 수중 통신 보다 성능이 우수함을 알 수 있다.

• 한국음향학회지
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• 제41권2호
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• pp.218-226
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• 2022

수중 음향 채널의 주요 특징은 다중 경로와 빠른 주파수 페이딩을 가지고 있다. 이로 인해 다중 주파수 대역을 가지는 주파수 변이 변조(Frequency Shift Keying, FSK) 신호는 다중 경로로 인한 선택적 페이딩으로 인하여 특정한 주파수에 할당된 정보 비트의 손실을 가져온다. 따라서 본 논문에서는 프리엠블 오류율 기반으로 각 중심 주파수의 이득을 조절하는 알고리즘을 제안하였다. 제안한 알고리즘은 수신되는 신호의 페이딩으로 인한 특정 주파수의 이득을 변화하면서 프리엠블 오류율이 10 % 미만인 영역의 값을 할당하여 최적의 이득 값을 추정하였다. 경북 문경의 호수에서 300 m ~ 500 m의 이동 거리를 가지는 호수 실험을 하였으며, 부호화율 1/3을 가지는 주파수 변이 변조 신호의 터보 등화 모델에서 터보 등화 반복 횟수가 증가함에 따라 제안한 알고리즘의 적용 시 모두 복호됨을 확인하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제22권6호
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• pp.1-10
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• 2021

최근 해양 수중 산업의 발전으로 수중 센서 네트워크(UWASN: Underwater Acoustic Sensor Network)에 대한 관심이 증대되고 있다. 수중 센서 네트워크를 효율적으로 운용하기 위해서는 노드 간 전송 충돌을 방지하고 통신 자원을 효율적으로 공유할 수 있는 매체 접속 제어(MAC: Medium Access Control) 프로토콜을 적용하는 것이 매우 중요하다. 하지만 수중 채널은 지상 무선 통신 환경과 달리 좁은 대역폭, 긴 전파 지연 시간, 낮은 전송률 등의 특성을 가지므로 지상 환경에서 개발된 비직교 다중 접속(NOMA: Non Orthogonal Multiple Access)의 노드 페어링 기법을 그대로 적용할 수 없다. 따라서 본 논문에서는 수중 채널의 특수성을 고려한 수중 음향 센서 네트워크에서의 비직교 다중 접속 다차원 노드 페어링 기법을 제안한다. 기존의 기법들은 노드 페어링 시 채널 품질만을 고려하였다. 기존 기법과 달리 제안 기법에서는 채널 품질 뿐 아니라 노드 간 공평성, 트래픽 부하, 패킷의 나이를 추가로 고려하여 최적의 노드 쌍(node-pair)을 찾는다. 추가적으로, 송신 노드는 실제 경로 손실 대신 노드 쌍 가능 노드 목록(PNL: Pairable Nodes List)을 활용함으로써 노드 페어링 시의 계산 복잡도를 줄인다. 시뮬레이션 결과에 따르면 공평성 요소까지 고려한 제안 기법이 기존 기법 대비 최대 23.8% 전송률 증가, 28% 지연 시간 감소, 공평성은 최대 5.7% 향상됨을 확인할 수 있었다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2013년도 추계학술대회
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• pp.405-408
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• 2013

수중에서의 음향 통신의 성능은 신호의 다중경로 전달과정에 의해 발생하는 지역 확산 현상으로 인하여 인접간섭에 영향을 받는다. 그리고 음파를 이용한 주파수의 제한으로 인하여 낮은 전송 속도로 통신을 한다. 따라서 전송속도의 향상과 함께 인접간섭을 제거하기 위하여 수중 통신에 적합한 시공간 부호화 기술과 등화기 기술, 채널 부호화 기술이 필요하다. 본 논문에서는 이러한 기술들을 시뮬레이션을 통하여 수중 통신 시스템에 대한 분석을 하였다. 시뮬레이션 결과 본 논문에서 제시한 시공간부호화 기술, 터보부호화 기술, Zero Forcing 검출 기법을 이용하면 일반적인 수중 통신 보다 성능이 우수함을 알 수 있다.