• Information and Communications Magazine
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• v.33 no.8
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• pp.52-62
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• 2016

해양에서 음파를 사용하여 수중통신을 시도할 경우 해양매질은 음향 도파관(acoustic waveguide)의 역할을 하게 되고, 이 경우 해양환경의 변동성과 그에 따른 음파와 매질의 간섭에 의해 수중통신 채널의 변동성이 발생한다. 수중음향 채널은 대역 제한 채널이면서 잔향음 제한 채널이고 강한 도플러 변이 채널이므로 수신된 통신 신호는 육상통신에 비해 심한 인접 심볼간 간섭(intersymbol interference)과 위상변이를 가지게 된다. 따라서 수중통신을 시도함에 있어 이러한 해양환경 변동성과 그에 따른 수중음향 채널 변동에 대한 충분한 고려가 필요하다. 본 논문은 수중통신 시스템 구성에 도움을 줄 수 있도록 수중통신 채널에 영향을 미치는 해양 매질의 기본적 특성에 대해 소개하고 수중통신 채널과의 상관성 및 환경 변동성에 따른 통신채널의 변동성에 대해 소개하고자 한다.

• Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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• 2020.11a
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• pp.156-159
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• 2020

본 논문은 수중 다중 매체를 사용하는 수중 무선 통신 네트워크에서 수중 다중 매체 라우팅을 지원하는 프로토콜 계층 모델을 제안한다. 이 모델은 상향식 방식의 모델로써 각 물리 매체가 갖는 장점을 대부분 활용하여 수중 통신에 활용할 수 있는 장점이 있으며, 이 모델에 대한 프로토콜 계층 구조, 수중 노드와 수중 통신 매체에 부여되는 주소, 프로토콜 계층별 주요 기능과 인터페이스를 제시한다. 논문에서 제시된 수중 다중 매체를 위한 프로토콜 계층을 통해 수중 다중 매체 통신의 기반이 될 수 있으며, 제안한 프로토콜 계층 모델 기반으로 실제 구현 시 불안정한 수중 통신 환경에서 안정적으로 통신에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

• Information and Communications Magazine
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• v.33 no.8
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• pp.82-88
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• 2016

본고에서는 은밀 수중음향통신과 관련한 연구동향과 수중 채널 환경의 특징들에 대해 소개한다. 육상 무선통신 환경과 마찬가지로 수중 채널에서도 전달 손실, 다중경로 전달, 도플러 효과 및 잡음이 장애 요인으로 작용하나 물 속의 상황을 정확히 예측하기 어렵고 시간에 따른 변동성이 매우 심하기 때문에 통신 시스템 설계를 어렵게 한다. 이러한 장애 요인들을 극복하면서 은밀 수중음향통신으로써 대표적인 대역확산 기법과 함께 수중 생체 모방형 신호를 사용하는 방법을 소개하고, 실제 국내 해역에서 획득한 데이터를 이용한 결과들을 제시한다.

• Information and Communications Magazine
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• v.33 no.8
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• pp.63-70
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• 2016

본고에서는 최근 활발하게 연구되고 있는 수중 음향통신을 위한 물리계층 기술에 대하여 알아 본다. 수중음향통신은 지상의 전파를 이용한 무선 통신 기술과 달리 음파를 이용한다. 음파는 수중에서 약1500m/s로 매우 저속이고 시간에 따른 다중 경로와 해수면과 해저면에서의 반사가 발생한다. 또한 수온, 염분, 수압, 해류와 해저지형 등에 의해 신호의 왜곡 및 손실이 일어나기 때문에 수중음향통신은 지상에서 전파를 이용한 통신에 비하여 매우 어려운 일이다. 본고에서는 이러한 수중음향채널의 특성을 살펴보고 링크버짓 계산을 한다. 그리고 수중음향통신을 위한 물리계층 변조기법을 살펴본다. 특히 OFDM 변조기법에 대하여 자세히 설명하고 실해역 측정을 통한 수중채널 특성을 기반으로 채널을 모델링하고 OFDM 변조기법을 위한 파라미터 선정 및 성능비교를 하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• v.36 no.2
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• pp.309-314
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• 2012

In this paper, we present surface-to-underwater visible light communication systems using white LEDs. Pulse position modulation (PPM)-based analogue data communications and on-off keying-based digital data communications systems are developed. Inexpensive and commercial power-LEDs and photo-diodes are used to construct two types of systems. We report the experimental results obtained from the prototype systems to show the possibility of an optical underwater visible light transceiver as a basis for short range underwater wireless network. Their performance deteriorates more than the atmosphere's one because of attenuation and scattering of the light in water, but these results are promising for the potential to create more robust network interface that improve medium performance such as a LED modulation and a photo-detector demodulation.

• The Journal of the Korea institute of electronic communication sciences
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• v.12 no.6
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• pp.997-1002
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• 2017

Underwater communication, which is used acoustic channel of 1500[m/s] speed being different of wireless electric wave in terrestrial communication, is sensitive on water temperature and salinity and also affected from 3D underwater space. 3D underwater communication is sensitive on propagation loss of acoustic wave and underwater noise with complexity of communication space. In this paper, transmission performance with consideration of these characteristics of 3D underwater communication environments is measured and analyzed on MANET operated on 3D underwater communication environments. Some underwater MANET operation conditions will be suggested. Computer simulation with underwater simulator based on NS-2 will be used for performance measure, performance parameter like as throughput, transmission delay, packet loss rate and consumed energy will be used in simulation for performance measure.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• v.37 no.4
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• pp.425-430
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• 2013

Robust and high speed underwater communication is severely limited when compared to communications in terrestial. In free space, RF communication operates over long distances at high data rates. However, the obstacle in seawater is the severe attenuation due to the conducting nature. Acoustic modems are capable of long range communication up to several tens of kilometers, but it has low data-rate, high power consumption and low propagation speed. An alternative means of underwater communication is based on optics, wherein high data rates are possible. In this paper, the characteristics of underwater channel in the range of visible wavelength is investigated. And the possibility of optical wireless communication in underwater is also described. The LED-based transceiver and CMOS sensor module are integrated in the system, and the performance of image transmission was demonstrated.

• Journal of the Korea Society for Simulation
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• v.31 no.4
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• pp.11-22
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• 2022

Unlike a short-range, a long-range underwater acoustic communication(UWAC) uses low frequency signal and deep sound channel to minimize propagation loss. In this case, even though communication signals are modulated using a covert transmission technique such as spread spectrum, it is hard to conceal the existence of the signals. The unconcealed communication signal can be utilized as active sonar signal by enemy and presence of underwater vehicles may be exposed to the interceptor. Since it is very important to maintain stealthiness for underwater vehicles, the detection probability of friendly underwater vehicles should be considered when interceptor utilizes our long-range UWAC signal. In this paper, we modeled a long-range UWAC environment for analyzing the detection performance of underwater vehicles and proposed the region of interest(ROI) setup method and the measurement of detection performance. By computer simulations, we yielded parameters, analyzed the detection probability and the detection performance in ROI. The analysis results showed that the proposed detection performance analysis method for underwater vehicles could play an important role in the operation of long-range UWAC equipment.

• The Journal of the Acoustical Society of Korea
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• v.35 no.1
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• pp.1-7
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• 2016

This paper proposes an adequate UWA (Underwater Acoustic) communication system of underwater communication network in the Yellow Sea. UWA channel is obtained from Bellhop ray tracing method with Yellow Sea environments. Based on this channel, communication parameters for CDMA (Code Division Multiple Access) and SC-FDM (Single Carrier-Frequency Division Multiplexing) using diversity techniques are calculated. In order to prove the proposed methods, BER (Bit Error Rate) and data rate are obtained using computer simulations and the adequate communication system for long rms delay spread and low Eb/No environments is proposed from the simulation.

• Proceedings of the Acoustical Society of Korea Conference
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• spring
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• pp.429-432
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• 2000

수중에서 AUV신호나 화상데이터의 정확한 고속 전송 등을 위해 수중 데이터 통신에 대한 많은 연구가 진행되어 왔다. 수중 데이터 통신에서 잔향과 배경 잡음 등의 해양 환경 특성을 극복하는 것은 신뢰성 있는 통신 환경을 이룩하는데 중요하다. 특히 해면과 해저로 이루어진 천해 환경에서 해면과 해저 반사파에 의한 영향은 수중 데이터 통신의 성능을 좌우하는 중요한 요소 중의 하나로 알려져 있다. 이러한 환경적 영향을 최소화하여 높은 성능의 통신 환경을 제공하기 위해 다중경로의 영향을 적게 받는 변조방식을 선택하는 것이다. 수중 데이터 통신에서 일반적으로 사용되는 변조방식은 FSK, PSK, DPSK 등이 있다. 본 연구에서는 해면$\cdot$해저로 이루어진 해양 통신 채널에서 세 가지 변조방식의 성능을 수치모의실험을 통하여 비교$\cdot$분석하였다. 수치모의실험에서 해면 해저로 이루어진 천해의 해양 통신 채널은 음원 영상법을 적용하여 구성하였으며 각 변조방식의 성능은 BER(Bit Error Ratio)로 나타내었다.