• Annual Conference of KIPS
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• 2008.05a
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• pp.881-884
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• 2008

수중 음향 센서 네트워크는 무선 센서 네트워크의 한 분야로서 활발하게 연구되고 있다. 하지만 무선 센서 네트워크에서의 지상이라는 환경은 수중 음향 센서 네트워크에서의 수중이라는 환경과 많은 차이가 있다. 예를 들어 수중에서는 지상에서 보다 더 많은 통신 에너지를 필요로 하며 현재 단일채널 밖에 사용할 수 없다. 그러므로 수중 음향 센서 네트워크에서 무선 센서 네트워크의 메커니즘을 그대로 사용하기에는 적합하지 않다. 본 논문에서는 수중 음향 센서 네트워크에서의 에너지 효율적 클러스터링 메커니즘을 제안한다. 제안하는 클러스터링 메커니즘은 단일채널의 수중환경을 대상으로 클러스터 내 통신에서 발생하는 충돌문제를 최소화하여 에너지 효율을 증가시키기 위해 하향식방법을 이용하여 클러스터 헤드 노드를 선정하고 선정된 클러스터 헤드 노드를 중심으로 클러스터 범위를 결정하는 방법을 제시한다.

• Proceedings of the Acoustical Society of Korea Conference
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• spring
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• pp.253-256
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• 2000

본 연구에서는 유한요소법(FEM)을 이용하여 압전 수중음향센서의 모델링 및 음향특성을 해석하였다. 압전 복합구조 수중음향센서의 해석에서 기본적인 압전-탄성 구조물과 유체-구조물의 연성해석을 위한 유한요소 정식화를 하였으며 무한영역의 음향유체를 처리하기 위하여 IWEE(Infinite Wave Envelop Element)를 도입하였다. Topilz형 수중음향센서를 수중 산란체로 볼 경우 입사파가 산란체의 표면을 가진할 때 산란체로부터 발생되는 산란파는 IWEE로 인하여 무한 유체영역에서의 산란파의 감소특성을 갖게되어 무한영역을 유한영역으로 나눈 인위적인 경계에서 반사가 일어나지 않게 되므로 산란파의 음압을 정확히 구할 수 있었다. 또한, 이러한 산란해석을 바탕으로 입사파에 대한 음향센서 내부의 전기적 응답특성인 RVS(Receiving Voltage Signal)를 구하였다. 이러한 일련의 연구 과정들은 소나(SONAR) 시스템을 정확히 해석하고 음향특성을 예측하는 데 큰 도움이 될 것이다.

• Information and Communications Magazine
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• v.33 no.8
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• pp.71-81
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• 2016

본 논문에서는 수중 통신을 위한 매체 접속 제어(Medium Access Control: MAC) 프로토콜에 대한 연구 동향을 소개한다. 먼저 수중 음향 센서 네트워크(Underwater Acoustic Sensor Network: UWASN)와 수중 음향 채널의 특성을 소개하고 이로 인한 수중 MAC 프로토콜 설계 시 고려 사항에 대해 정리한다. 본 논문에서는 수중 MAC 프로토콜을 크게 비경쟁(contention-free) 기반과 경쟁 기반(contention-based) 프로토콜로 나누어 각각의 대표적인 프로토콜들에 대한 핵심 동작 원리에 대해 설명한다. 마지막으로 MAC 프로토콜을 실제 해양 환경에 구현하기 위한 고려 사항에 대해 정리한다.

• The Journal of the Acoustical Society of Korea
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• v.31 no.8
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• pp.569-579
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• 2012

Typical Tonpilz type underwater acoustic transducers making use of piezoelectric ceramics detect the magnitude of an acoustic pressure, a scalar quantity, and convert this pressure into a proportional output voltage. The scalar sensor has no directional sensitivity. In this paper, we have proposed a new vector sensor based on the Tonpilz transducer structure, which is sensitive to both the magnitude and the azimuthal direction of an acoustic wave. Validity of this new design has been confirmed with analytic equations and finite element analyses.

• The Journal of the Acoustical Society of Korea
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• v.20 no.1
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• pp.68-76
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• 2001

Sonar is the system that detects objects and finds their location in water by using the echo ranging technique. In order to have excellent performance in variable environment, acoustic characteristics of this system must be analyzed accurately. In this paper, based on the finite element analysis, modeling and analysis of acoustic characteristics of underwater acoustic sensors are preformed. Couplings between piezoelectric and elastic materials, and fluid and structure systems associated with the modeling of piezoelectric underwater acoustic sensors are formulated. In the finite element modeling of unbounded acoustic fluid, IWEE (Infinite Eave Envelop Element) is adopted to take into account the infinite domain. When an incidence wave excites the surface of Tonpilz underwater acoustic sensor, the scattered wave on the sensor is founded by satisfying the radiation condition at the artificial boundary approximately. Based on this scattering analysis, the electrical response of the underwater acoustic sensor under incidence, so called RVS (Receiving Voltage Signal) is founded accurately. This will devote to design Sonar systems accurately.

• The Journal of the Acoustical Society of Korea
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• v.12 no.3
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• pp.34-42
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• 1993

수중운동 추적체계의 추적 성능은 표적에 부착된 핑거로부터의송신음향이 수중센서에 도달하기 까지의 시지연과, 해저에 부설된 각 센서가 시지연을 이용하여 기하학적으로 계산하는 LOP를 얼마나 정확하게 추출하느냐에 달려있다. 본 논문에ㅓ는 수중운동 추출하느냐에 달려있다. 본 논문에서는 수중운동 추적체계의 추적성능을 예측하기 위하여 먼저 CRLB를 이용한 시지연 예측오차의 기준경계식을 유도하고, 임의 표적운도에 이를 적용시켜 추적거리오차를 추출하였다. 시뮬레이션 결과, 표적이 원형 기동하는 경우보다 직선 기동하는 경우에 표적위치에 따라 오차의변화가 더 심하고, 수중운동 추적체계의 이론적 설계성능은 주파수 대역에 의해 영향을 가장 많이 받음을 확인하였다. 한편 4km*4km 범위의 수중센서 패턴을 사용하고 주파수 대역폭을 200Hz로 취한 경우 시간지연에 의한 수중운동 추적체계의 이론적 추적오차는 0.24m 이내로 시뮬레이션 되었다.

• Journal of the Institute of Electronics and Information Engineers
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• v.52 no.12
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• pp.32-40
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• 2015

Code division multiple access (CDMA) is one of the promising medium access control scheme for underwater acoustic sensor networks due to its beneficial features such as robustness against frequency-selective fading and high frequency-reuse efficiency. In this paper, we design a closed-loop power control scheme for the underwater CDMA, to adapt time-varying acoustic channel. In the proposed scheme, sink node sends to sensor nodes the associated path loss which is acquired by uplink-channel analysis based on received packets from the sensor nodes. Then, sensor nodes adjust their transmission power in an adaptive manner to time-varying underwater acoustic channel, according to the informations sent by the sink node.

• The Journal of the Acoustical Society of Korea
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• v.38 no.2
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• pp.240-245
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• 2019

This paper is a study result on long distance transmission of underwater acoustic sensor data over cable. The data transceiver is designed using the LVDS (Low Voltage Differential Signaling) transmission scheme, and the jitter characteristics are analyzed by measuring the long distance transmission signal through the cable. In order to reduce the jitter, a pre-emphasis technique is applied to compensate the transmitting signal to be attenuated by long distance transmission, and the transmission characteristics were verified according to the distance.

• Proceedings of the Optical Society of Korea Conference
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• 2000.02a
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• pp.246-247
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• 2000

최근에 개발된 광섬유 격자소자(FBG)를 이용한 광섬유 수중 음향센서는 기존의 광섬유 센서가 지니고 있는 우수한 장점들을 지니고 있을 뿐만 아니라, PZT센서가 검출할수 없는 저주파수(30Hz∼300Hz)특성에서도 우수한 신호 감지효과를 지니고 있으며, 특히 군사용으로 사용될 수 있는 저주파 신호 검출에 실용화를 기대 할수 있으며, 센서 어레이(array)를 통하여 고감도 다중화로 발전될 수 있다.

• Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
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• 2010.10a
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• pp.1-3
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• 2010

수중 무인항체(Autonomous Underwater Vehicle, AUV)를 고정밀, 고위험 임무수행 분야에 이용하기 위해서는 연속적이고 정확한 항법정보를 제공하는 기술이 반드시 필요하다. 특히, 최근에는 항공분야에서 국내외적으로 연속적이고 정확한 항법정보를 제공하기 위하여 여러 가지 센서를 결합한 통합 항법시스템에 관한 연구가 활발하며, GPS나 음향장치를 관성센서와 통합하는 방법이 대표적이다. 하지만 수중 무인항체에 경우는 해수면 노출로 인한 탐사시간 장기화와 음향장치 설치 및 회수의 한계로 인하여 GPS나 음향장치 이외에 센서를 이용한 통합 항법시스템의 필요성이 커지고 있다. 본 논문에서는 자율성이 높으면서, 적은 비용으로 설치가 가능한 영상센서를 이용하여 항법성능을 효과적으로 증대시키는 Vision/INS 통합 항법을 제안한다. 제안한 통합 항법알고리즘은 외부표정요소 직접결정기법을 이용하여 영상 데이터로부터 항체의 위치와 자세를 추정하고, 추정된 결과를 INS의 추정치와 비교한다. 그리고 추정한 위치와 자세오차를 입력으로 칼만필터를 구동하도록 설계하였다. 모의실험을 통해 제안한 방법의 유효성을 확인하였다.