Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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제40권1호
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pp.45-49
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2016
수중에서의 음향 통신의 성능은 신호의 다중경로 전달과정에 의해 발생하는 지역 확산 현상으로 인하여 인접 심볼간 간섭의 영향을 받는다. 이러한 다중경로의 영향으로 신호는 왜곡되고 원활한 수신을 방해하게 된다. 이러한 다중경로 환경에서 본 논문에서는 수신 신호의 성능을 향상시키고자 수중통신에 적합한 반복부호를 설정하였다. 적용 가능한 반복부호로는 터보 부호와 BCJR 기반의 컨볼루션 부호가 있으며, 동일한 부호화율 및 비슷한 부호어 길이에서 터보부호의 성능을 비교 분석하였다. 본 논문에서는 경북 문경시 경천호에서의 실제 수중 실험을 통하여 두 가지 방식의 성능을 분석하였다. 송수신 거리가 400m 그리고 데이터 속도를 1Kbps에서 측정된 실제 데이터를 이용하였다. 실험 결과 컨볼루션 부호 기반의 BCJR 복호기는 81%의 성공률, 터보 부호 기반의 터보 등화기는 93%의 성공률을 나타내는 것으로 보아 터보 부호 기반의 터보 등화기가 성능이 약간 우수함을 알 수 있다.
본 논문은 시변하는 열악한 수중환경에서 복잡도를 줄이면서 강인한 수중 음향 데이터 통신 시스템의 구현내용과 천해역에서의 실해역 시험결과를 다루고 있다. 실해역 시험시의 복잡하고 시변하는 실험환경에 쉽게 적용할 수 있도록 수중음향센서와 증폭기를 제외한 모든 부분을 디지털화된 송신시스템과 수신 시스템으로 구현하였다. 프레임 동기방식으로 CAZAC 시퀀스가 사용되었고, 중심주파수 25kHz와 대역폭이 5kHz를 갖는 QPSK 변복조 방식이 사용되어 오버헤드를 포함하여 10kbps의 전송율을 가질 수 있도록 설계되었으며, 전송 효율을 향상시키기 위해서 적응 빔형성기, 적응 등화기, 컨볼루션/Viterbi 부호화기 등과 같은 여러 가지 기술이 사용되었다. 개발된 시스템의 성능검증을 위해서 거제도 장목연안의 수심 8m에서 실시간 데이터 통신 시험을 수행하였으며, 전송거리 7.4km에서 10kbps의 전송속도를 가지고 영상 데이터가 성공적으로 전송되었음을 확인하였다.
본 논문은 기존의 DPSK(Differential Phase-Shift Keying) 방식 수중음향통신에 직접 수열 대역확산 기법을 적용하여 송수신단을 구성하는 내용을 다루었다. DPSK방식의 수신기에서는 인접 비트 간 위상차만 알고 있으면 복조가 가능하기 때문에 수신기 구조가 간단해지는 장점이 있다. 기존의 DPSK 수신단에서는 역확산 전 신호의 두 심볼씩 전이 상관기로 입력되면 상관 결과의 최대값을 비교하여 데이터를 검출하는데 이 때 채널에 따른 낮은 SNR(Signal to Noise Ratio) 또는 높은 도플러 천이 주파수 때문에 전이 상관기 출력의 최대값 오류율이 증가할 수 있다. 본 논문에서는 전이 상관기에서 생성되는 다수 출력들의 크기뿐만 아니라 간격을 추가적으로 이용하여 더욱 정확한 검출 결과를 얻을 수 있도록 하는 방법을 제안하였다. 제안된 방법의 성능은 모의 및 호수실험을 통해 획득한 데이터를 이용하여 분석되었다.
본 논문은 호수에서의 원활한 수중음향통신을 위해 호수의 수중 채널 환경에 따른 통신 변수들을 도출하였다. 본 논문에서는 실제 호수 환경에서의 두 번의 실험을 통하여 상관 시간과 상관 대역폭을 산출하였다. 두 번의 실험에서 채널 추정과 비트오류율 산출을 위해 chirp 신호와 BPSK(Binary Phase Shift Keying) 신호를 전송하였고, 각각의 실험은 송신단과 수신단과의 거리가 300 m에서 400 m일 때와 500 m에서 600 m일 때 진행하였다. 첫 번째 실험과 두 번째 실험에서 각각 산출한 상관 시간은 175 msec와 340 msec이고, 상관 대역폭은 10 Hz와 5.71 Hz이다. 동기 신호의 길이와 프레임 내 파일럿 신호의 간격이 상관 시간보다 짧은 경우에만 동기화와 비트오류율 성능이 더 우수하여 산출한 실험 결과가 적절함을 확인하였다.
본 논문에서는 2021년 9월 동해에서 수행된 초장거리 대역확산 수중음향통신의 해상실험 결과를 제시한다. 8개의 수직 배열 센서를 이용하여 수중음향통신 신호를 수집하였으며, 전송 거리는 160 km로 하였다. 송신 신호로 30 bps의 다중 코드 대역 확산 방식과 100 bps의 처프 대역확산 방식이 사용되었다. 실험 결과 단일 채널에서 채널 부호화 기법이 적용되지 않은 경우에 높은 비트 오류율을 나타내었으나 각 수신 채널에서 프레임 동기화를 수행한 후 신호들에 등이득 조합 다이버시티 기법을 적용하면 비부호화 비트 오류율이 순방향 오류 정정 한계인 0.1 이하로 감소하였다.
식약처에서 허가된 국내 11개 및 국외 6개 제조사의 46개 탄도형 체외 충격파 치료기 중 기술 문서가 공개된 15개 제품 70개의 충격파 발생 장치에 대해 충격파 음향 출력을 조사했다. 조사 결과, 임상에서 가장 보편적인 피폭 변수로 사용되는 에너지 속 밀도(Energy Flux Density, EFD)는 치료기의 충격파 발생 장치에 따라 최소 출력 설정에서 최대 563.64배, 최대 출력 설정에서 최대 74.62배까지 차이가 나고 있다. 동일 모델 제품에서 충격파 변환자의 선택으로 EFD의 값은 최소 설정에서 최대 81.82배, 최대 설정에서 최대 46.15배 차이를 보이고 있다. 최대 출력 설정에서 EFD의 최저값 0.013 mJ/mm2이 최소 출력 설정에서 EFD의 최대값 0.62 mJ/mm2보다 훨씬 낮은 것(2.1 %)으로 나타났다. 동일한 적응증으로 허가 받은 탄도형 체외 충격파 치료기의 음향 출력이 수십~수백 배 차이가 난다는 것은 치료기의 치료 효과 및 안전성을 보증하기 어렵다는 것을 시사한다. 본 연구의 결과는 치료기의 허가 및 성능의 동등성에 대한 명확한 기준을 포함하는 식약처의 가이드라인 개정 및 사용 중인 치료기의 음향 출력과 기술 문서와의 일치성 확인을 포함하는 치료기의 성능에 대한 규제 기관의 사후 관리의 필요성을 제기한다.
Due to a development of a modem technology as Power Line Communication(PLC) over 200 Mbps, the high-speed multi-media data trasmission could be currently possible. In This paper we develop a high quality media transmitter-receiver based on merging the HomePlug AV, which is 200 Mbps class PLC technology and HDMI Interface technology. Smart Live 6 software were used for the assessment of audio property. As the result of measurement of the HD class images by capturing from the receiver of the PLC, the quality of images couldn't be confirm any deterioration, which has compared with original reflections. In case of audio part as the result of confirmation of the Phase, Magnitude, it has been confirmed that over 90% of nomal transmition and receiving of acoustic signal.
A hybrid-integrated SAW(surface acoustic wave) douplexer including transmitter(Tx) filter, receiver(Rx) filter an dantenna terminal has been studied. The prototype duplxer was designed for CDMA system application in the 800 MHz-band. Ladder type SAW filters consisting of one port SAW resonators wer integrated on epoxy substrate to demonstrate the feasiblity of antenna duplexer. In order to perform the duplexing function, a strip line for impedance transformaton with length of .gamma./4 was inserted at rx path. The fabricted duplexer has an insertion loss of 3.0 dB at Tx path and 3.7 dB at Rx path. The attenuation has more than 40dB.
The passive type RFID (Radio Frequency Identification) System using Surface Acoustic Wave (SAW) tag at 900 MHz in the range of more than 1 m was fabricated. To improve interrogation range of the system propose a method to increase isolation between transmitter and receiver. This method using a direct conversion architecture achieves a leakage rejection of 10 dB increased compared with conventional system. Measured interrogation range is more than 1 m.
An experiment to acoustically analyze the shape of gill-net in the current was conducted in Jaran Bay, Gosung, Korea on the 9th to 10th September(spring tide) and 28th to 29th September(neap tide) 2006. It was measured by a 3D underwater positioning system with a radio-acoustic linked positioning buoys. Six of 7 acoustic transmitters used in the experiment were attached on the float line of the gill-net and the other was fixed on the sea bed. During spring tide, the maximum movement of the gill-net was 27.0m(22:00) in the west(4.4cm/s, $311.9^{\circ}$) and 20.6m(04:00) in the east(3.9cm/s, $66.5^{\circ}$). The maximum extension of the gill-net(the distance between P1 and P6) was 119.8m(21:00, 11.6cm/s, $321.9^{\circ}$) and the minimum was 109.9m(23:00, 16.1cm/s, $88.5^{\circ}$). During neap tide, the maximum movement was 38.0m(20:00) in the east(9.6cm/s, $278.2^{\circ}$) and 11.0m(12:00) in the west(1.9cm/s, $232.1^{\circ}$). The maximum extension was 99.6m(14:00, 12.5cm/s, $94.7^{\circ}$) and the minimum was 85.0m(06:00, 9.0cm/s, $265.8^{\circ}$). During spring tide, the maximum height of the gill-net from the sea bed was 3.7m(02:00, 7.4cm/s, $151.6^{\circ}$) and the minimum was produced the three times as 1.5m. At that time, the current speed and direction was 17.9cm/s and $85.3^{\circ}$(23:30), 16.1cm/s and $249.4^{\circ}$(05:00), and 13.7cm/s and $291.4^{\circ}$(06:30), respectively. During neap tide, the maximum height was 3.6m(12:30, 2.1cm/s, $242.3^{\circ}$) and the minimum was 1.5m(14:00, 12.5cm/s, $94.7^{\circ}$).
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[게시일 2004년 10월 1일]
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