• Journal of the Institute of Electronics and Information Engineers
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• v.52 no.5
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• pp.174-180
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• 2015

In this paper, we propose the passive sonar signal processing technique for estimating target information using proximity sensor. This algorithm is performed by single sensor which is constituted underwater sensor network and has a hierarchical structure. The estimated parameter is the velocity, the depth, the distance and bearing at CPA situations and we can improve the accuracy of signal processing techniques through having a hierarchical structure. We verify the performance of the proposed method by computer simulation and then we check the result that 20% error can be occurred in maximum detectable range. We also confirm that proposed method has the reliability in the actual sea environment through the sea experiment.

• The Journal of the Acoustical Society of Korea
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• v.27 no.3
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• pp.149-153
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• 2008

General underwater target detection methods adopt short-time FFT for estimate target doppler. This paper proposes the efficient target detection method, instead of conventional FFT, using approximate FFT for distributed sensor network target detection, which requires lighter computations. In the proposed method, we decrease computational rate of FFT by the quantization of received signal. For validation of the proposed method, experiment result which is applied to FFT based active sonar detector and real oceanic data is presented.

• The Journal of Korean Institute of Communications and Information Sciences
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• v.35 no.9A
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• pp.874-881
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• 2010

Acoustic signal, which is a main carrier of underwater communication, attenuates along the traveled path heavily depending on the frequency as well as inter-node distance. In addition, since it has a long propagation delay, the conventional medium access control (MAC) schemes requiring complex signaling procedures and accordingly heavy overhead messages would not be appropriate in underwater communications. In this paper, we propose a code division multiple access (CDMA) scheme as a solution for MAC of underwater communication and evaluate the performance. A hierarchical data-gathering tree topology is considered and a staggered wake-up pattern is employed for the purpose of energy saving. As a performance measure, the data rate at each level of hierarchical topology is derived.

• Proceedings of the Korean Institute of Information and Commucation Sciences Conference
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• 2011.05a
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• pp.187-190
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• 2011

Until now, water pollution environmental monitoring system has been used at to acquire and measure data for streams and rivers. Recently coastal and marine environment monitoring system is becoming most important and urgent thing. The realtime automatic coastal and marine environment monitoring system using CDMA data transmission technique is developed in this study. The Embedded field server is designed and developed to acquire and measure underwater environment information such as pH, DO, water temperature using the water quality sensor. The obtained data is sent to the server via CDMA modem connected to the embedded field server and stored in database. Our purpose is to provide and monitor underwater environment information with CDMA communication in coastal areas.

• Journal of the Korea Institute of Military Science and Technology
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• v.17 no.5
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• pp.591-603
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• 2014

In this paper, we have described the characteristics of the Underwater Distributed Sensor Network (UDSN) and proposed the conceptual design guideline by an effectiveness analysis. To perform the effectiveness analysis, we defined an battlefield environment, and then analyzed principal components which compose the UDSN to find out simulation parameters and system constraints. We have chosen a measure of effectiveness based on a target trajectory, which could enhance intuitive understanding about current status, and performed various simulations to reveal critical design parameters in terms of sensor node types, arrangement, cost and combination of detection information.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2022.05a
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• pp.44-44
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• 2022

우리나라의 경우 강수량의 2/3 정도가 하절기에 집중되는 강우특성상 해마다 여름철 홍수기의 탁수 문제가 다양하게 발생하고 있다. 이상강우와 기상이변에 의한 집중강우가 증가 추세이며, '02년 태풍 루사', '03년 태풍 매미', '06년 에위니아'부터 20년 마이삭, 하이선 까지 장마와 태풍에 의한 유입량이 급증하는 시기 탁수의 유입으로 수중 탁도가 급상승하며 댐 저수지 내 탁수 문제가 발생하였다. 특히 연 평균 물사용량의 대부분을 하천 및 댐 저수지를 이용하는 우리나라의 경우 탁수 문제가 장기화될 경우 댐 하류 해당 지역 농업, 공업, 수생태 등 사회적, 환경적으로 많은 문제를 발생시킨다. 이러한 탁수 예측을 통한 대응을 위해 탁수 모델링에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 탁수를 모델링을 위해서는 유량, 수온, SS 데이터가 필요하다. 이를 위해 국가측정망에서 하천 및 댐 저수지 내 SS를 측정하여 탁수를 측정 하고 있으나 설비가 미흡하여 데이터 해상도가 낮다는 한계점이 있으며 주요 댐 저수지 내에서는 수자원공사에서 관리하는 자동 측정기기를 활용하여 높은 데이터 해상도를 유지 하고 있으나 댐 별, 기상 조건에 따라 미측정 기간이 존재한다. 탁도를 측정을 위한 센서로는 Optical Backscatter Sensor(OBS), YSI 등이 있으며 SS를 측정하기 위한 센서는 레이저부유사측정기(LISST: Laser In-Situ Scattering and Transmissometry) 등의 장비를 이용하고 있다. 하지만 이런 첨단 센서의 경우 또한 수중 고정하여 측정하기에는 장비의 안정성 등의 이유로 한계가 있음에 따라 취득된 유량, 수온, SS, 탁도 데이터를 기반으로 분석을 통해 미측정 기간에 대한 보간이 필요하다. 본 연구에서는 국가 측정망 데이터 및 강우시 유량에 따른 탁수 유입의 증가와 탁수 유입에 따른 항목별 측정 데이터를 기반으로 유량, 수온, SS 미측정 기간을 보간하여 입력자료로 탁수를 모의하여 분석하고자 하였다.

• Journal of the Institute of Electronics and Information Engineers
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• v.53 no.2
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• pp.133-140
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• 2016

In active sonar field, a target detection and localization based on a distributed sensor network has been much studied for the underwater surveillance of the coast. Zhou et al. proposed a target localization method utilizing the positions of target-detected sensors in distributed sensor network which consists of detection-only sensors. In contrast with a conventional method, Zhou's method dose not require to estimate the propagation model parameters of detection signal. Also it needs the lower computational complexity, and to transmit less data between network nodes. However, it has large target localization error. So it has been modified for reducing localization error by Ryu. Modified Zhou's method has better estimation performance than Zhou's method, but still relatively large estimation error. In this paper, a target localization method based on modified Zhou's method is proposed for reducing the localization error. The proposed method utilizes the geometry of the positions of target-detected sensors and a line that represents the bearing of target, a line can be found by modified Zhou's method. This paper shows that the proposed method has better target position estimation performance than Zhou's and modified Zhou's method by computer simulations.

• Journal of Institute of Control, Robotics and Systems
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• v.19 no.8
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• pp.694-701
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• 2013

This paper deals with the problem of accurately tracking a single target moving through UWSNs (Underwater Wireless Sensor Networks) by employing underwater acoustic sensors. This paper addresses the issues of estimating the states of the target, and improving energy efficiency by applying a Kalman filter in a distributed architecture. Each underwater wireless sensor nodes composing the UWSNs is battery-powered, so the energy conservation problem is a critical issue. This paper provides an algorithm which increases the energy efficiency of each sensor node through WuS (Waked-up/Sleeping) and VM (Valid Measurement) selecting schemes. Simulation results illustrate the performance of the distributed tracking filter.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2023.05a
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• pp.136-136
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• 2023

우리나라의 강우 특성은 하절기에 집중되어 있으며 최근 이상강우와 기상이변에 따른 집중호우 발생으로 여를철 탁수 문제 발생 빈도가 높아지고 있는 추세이다. 과거 '02년 태풍 루사', '03년 태풍 매미', '06년 에위니아'부터 20년 마이삭, 하이선과 같은 태풍 및 장마에 의해 탁수 유입이 급증되어 수중 탁도가 높아지며 저수지 탁수 문제가 발생하였다. 특히 우리나라 경우 하천 및 저수지에서 물 사용량의 대부분을 이용하고 있기에 탁수 문제가 장기화 될 시 댐 하류 지역의 농업, 공업, 수생태 등 사회적, 비용적, 환경적 문제를 발생시킨다. 이러한 문제를 파악, 대응을 위한 탁수 모의에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 탁수를 모의하기 위해서는 유량, 수온, SS, 탁도 데이터가 필요하며 이를 위해 국가측정망에서 하천 및 댐 저수지 내 SS를 측정하여 탁수를 측정 하고 있다. 하지만 현재 측정의 경우 채수를 통한 점단위의 측정으로 데이터 해상도가 낮다는 한계점이 있다. 이러한 데이터 취득의 한계로 기존 조사를 통한 탁도-SS 관계식을 통해 탁수를 예측하고 있으나 과거 2003년 이후 자료를 바탕으로 산정된 식으로 불확도가 존재한다. 탁수 모의 정확도 개선을 위한 데이터 해상도 및 탁도-SS 관계식 문제를 해결 하기 위해 기존 데이터 분석을 통한 미계측 기간에 대한 보간을 필요로 하며 현장 계측을 통한 탁도, SS 자료를 취득하여 탁도-SS 관계식을 최신화 할 필요가 있다. 따라서, 본 연구에서는 탁도를 측정 센서 YSI와 SS 측정센서 레이저부유사측정기(LISST: Laser In-Situ Scattering and Transmissometry)를 활용하여 자료를 취득하고 탁도-SS 산정식을 최신화 하였다. 또한 기존 국가 수질 측정망 데이터 및 기상 자료 데이터를 취득하여 데이터 분석을 통해 미계측 기간에 대한 데이터를 보간하여 탁수 모의 입력자료를 개선하였고 이를 기반으로 탁수 모의 정확도를 개선하고자 하였다.

• Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering
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• v.22 no.3
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• pp.418-424
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• 2018

Detection and classification of underwater targets is an important issue for both military and non-military purposes. Recently, many performance improvements are being reported in the field of pattern recognition with the development of deep learning technology. Among the results, DBN showed good performance when used for pre-training of DNN. In this paper, DBN was used for the classification of underwater targets using active sonar, and the results are compared with that of the conventional BPNN. We synthesized active sonar target signals using 3-dimensional highlight model. Then, features were extracted based on FrFT. In the single aspect based experiment, the classification result using DBN was improved about 3.83% compared with the BPNN. In the case of multi-aspect based experiment, a performance of 95% or more is obtained when the number of observation sequence exceeds three.