• 한국항행학회논문지
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• 제17권6호
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• pp.693-699
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• 2013

본 논문에서는 ITU-R M.1842-1 표준 권고안 Annex1에 따르는 ${\pi}/4$-DQPSK 모뎀에 대해 분석하고 시뮬레이션을 수행하였다. 우선 VHF 대역의 해상 이동통신에 대한 표준 및 기술동향을 소개하였다. Annex1에 제시된 ${\pi}/4$-DQPSK 모뎀은 25KHz의 대역폭에서 28.8Kbps 비트전송률을 제공하도록 제시되어 있다. 송수신기에서 RRC필터를 채용하는 ${\pi}/4$-DQPSK 모뎀의 시뮬레이션 프로세스에 대해 설명하고, 다양한 시뮬레이션 결과(시간영영 신호파형, 성좌도, 롤오프 팩터에 따른 전력스펙트럼밀도, Eye 다이어그램)들과 모뎀의 BER 성능을 제시하였다. 시뮬레이션 결과로부터, RRC 필터의 롤오프 팩터에 의해서 SNR에 따른 BER 성능에 미치는 영향이 다름을 확인하였고, 설계한 시뮬레이션 모델이 ITU-R M.1842-1 권고안에 제시된 스펙트럼 마스크 요구사항을 만족함을 알 수 있었다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제9권10호
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• pp.4002-4014
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• 2015

ITU-R M.1842-1, as a well-known specification dedicated to maritime mobile applications, has standardized wireless transmission protocols according to the particular characteristics of a maritime communications scenario. A time division multiple access (TDMA) frame structure, along with modulation schemes to achieve a high data rate, has been described clearly in ITU-R M.1842-1. However, several specification items are still under "to be decided" status, which brings ambiguity to research works. In addition, the current version of ITU-R M.1842-1 is focused mainly on maritime transmissions in open-sea areas, where the cyclic prefix (CP) is set to zero and only 16-QAM is used in the multi-carrier (MC) system. System performance might be dramatically degraded in coastline areas due to the inter-symbol interference (ISI) caused by selective fading. This is because there is a higher probability that the signal will be reflected by obstacles in coastline areas. In this paper, we introduce the transmission resource block (TRB) dedicated to ITU-R M.1842-1 for a ship ad-hoc network (SANET), where the pilot pattern of TRB is based on the terrestrial trunked radio (TETRA). After that, we evaluated SANET performance under the maritime channel model in a coastline area. In order to avoid noise amplification and to overcome the ISI caused by selective fading, several strategies are suggested and compared in the channel estimation and equalization procedures, where the link-level simulation results finally validate our proposals.

• 한국통신학회논문지
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• 제39C권7호
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• pp.582-588
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• 2014

IMO (International Maritime Organization)와 IALA (International Association of Lighthouse Authorities)는 VHF (Very High Frequency) 해상이동업무에서 음성과 데이터를 효율적으로 전송하는 향후의 디지털통신 시스템을 구현하기 위한 GMDSS (Global Maritime Distress and Safety System) 현대화와 E-navigation 등의 프로젝트를 진행하고 있다. IALA는 해상무선통신 계획을 발표하고 E-navigation을 위한 시스템 구성, 신기술 및 표준을 검토하고, ITU (International Telecommunication Union) R은 해상통신 시스템의 기술적 특성에 관해 규정하고 있다. ITU-R에서는 선박운항과 항만보안 및 항해안전을 지원하기 위한 스펙트럼의 효율적인 활용 연구로 WRC (World Radiocommunication Conference) 07, Resolution 357을 의결하고, IALA와 ITU WP5B는 기술개발 및 스펙트럼 문제를 협력하고 있다. WP5B는 권고문 ITU-R M.1842-1을 승인하여 VHF 해상이동업무에서 50kHz와 100kHz의 광대역으로 데이터 서비스를 제공할 수 있도록 규정하였다. 본 논문은 E-navigation을 위한 VHF 데이터 교환, VHF 육상이동업무에서 기지국과 이동국간 데이터전송, 권고문 ITU-R M.1842-1에 대한 분석 및 육상이동업무의 표준을 근거로 해상이동업무의 데이터전송 요구를 만족하는 시스템의 성능평가 방안에 대하여 제시하였다.

• 한국항행학회논문지
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• 제18권6호
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• pp.541-545
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• 2014

ITU-R M.1842-1은 해상 이동 서비스를 위한 RR Appendix18 채널에서 VHF 대역의 디지털 통신의 가이드라인을 제공하는 국제 권고안이다. 본 논문에서는 ITU-R M.1842-1 Annex1에서 제시하는 28.8 kbps 급 ${\pi}$/4-DQPSK 디지털 기저대역 모뎀을 시뮬레이션하고, FPGA로 설계 및 구현한다. 권고안에 패킷구조가 아직 정의되지 않은 상태이므로 패킷검출 및 동기화를 위해 Cazac 시퀀스를 프리앰블로 사용한다. 기저대역 변복조 모뎀은 VHDL로 설계되어 자이링스사의 Atrix7 FPGA 칩이 장착된 NEXYS4 개발 플랫폼에 구현된다. 무선 통신 테스트를 수행하기 위해 ADC/DAC 보드를 제작하고, RF 모듈로서 EV9730을 장착하여 통합 프로토타입을 구현하고 실험한다. 권고안에 정의된 바와 같이 송수신신호는 25 kHz 대역폭을 유지하고, 송수신 플랫폼간 통신이 정상적으로 이루어짐을 실험을 통해 확인한다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제18권12호
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• pp.2839-2846
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• 2014

AIS VDL의 과부하 방지와 새로운 해상 데이터 교환 (VDE)을 위해 VHF 대역 채널이 WRC-12에서 할당되었고, ITU-R M. 1842-1을 통해 VDE 시스템의 기술 특성이 권고되었다. ITU-R M. 1842-1에서 다중 접속 방식으로 AIS class B용 CS-TDMA를 권고하고 있으나, 선박의 속도에 따른 전송주기의 적용은 고부하 데이터를 고속으로 전송하려는 VDES에 비효율적일 수 있다. 본 논문에서는 네트워크 트래픽에 직접 영향을 미치는 활성 선박국의 수에 따라 전송 주기를 결정하기 위해 모의시험을 수행하였다. 모의시험에서 수신 패킷의 수, 수신 성공률, 채널 이용률, 수신 충돌률 등의 다양한 성능을 분석하여, 활성 선박국의 수에 따라 전송 주기를 결정하는데 도움을 줄 수 있는 성능 지표를 제시한다.

• 한국통신학회논문지
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• 제41권6호
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• pp.681-688
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• 2016

해상에서 새로운 디지털 데이터 교환 서비스를 제공하기 위해 기존 아날로그 통신용으로 사용하던 초단파 대역 일부를 디지털 통신용으로 전환하는 것을 2012년 세계 전파 회의에서 결의하였고, 국제 전기통신연합 무선통신섹터는 ITU-R M. 1842-1 표준을 통해 해상 디지털 데이터 통신 시스템의 기술 특성을 권고하였다. 수십 해리 정도의 제한적인 초단파 대역의 통신 거리를 극복하기 위해 애드혹 통신을 이용하여 육상국으로부터 멀리 떨어진 선박국에게도 디지털 데이터 교환 서비스를 제공할 수 있도록 선박 애드혹 네트워크 (SANET; Shipborne Ad-hoc Network)의 개념이 국제해사기구를 통해 소개되었다. 본 논문에서는 해상 초단파 대역 디지털 데이터 통신을 위해 개발된 ITU-R M. 1842-1 기반의 통신 시스템에 계층별로 SANET 프로토콜을 구현하고, 실해역에서 네트워크를 구축하여 채널 접속, 경로 설정, 데이터 송수신 등의 기능 들을 검증하였다. 구축된 SANET은 해상정보 수집 및 분석, 입출항 간소화에 활용할 수 있으며, e-navigation을 위한 해상 디지털 통신 인프라로 활용 가능할 것이다.

• 한국통신학회논문지
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• 제42권2호
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• pp.383-385
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• 2017

For the purpose of providing high data rate real-time services, radio transmission technologies for ship ad-hoc network based on the Recommendation ITU-R 1842-1 are designed. In order to increase the link throughput of real-time services, in this paper, we investigate the performance of the SANET with the spatial transmit diversity techniques are employed. Based on the analysis of the packet error rate and throughput, we select the efficient multiple antenna schemes for SANET to improve the link reliability.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2011년도 추계학술대회
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• pp.83-85
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• 2011

최근 국제적으로 e-Navigation 구현을 위한 논의가 활발히 이루어지면서 VHF 대역에서 해상 디지털 통신 시스템 도입을 위한 표준 및 권고 개정이 진행되고 있다. 본 논문에서는 ITU-R M.1842-1기반 디지털 VHF 구축을 위하여 국제적으로 진행되고 있는 디지털 VHF 시스템 구현에 대하여 고찰하고 ITU-R 권고에 입각한 해상 디지털 VHF 구축 방안에 대하여 기술하였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제38C권3호
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• pp.254-262
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• 2013

본 논문은 해상 초단파 대역에서 데이터 통신이 가능한 FMT(Filtered Multi-Tone) 변조 기반의 디지털 무선전송기술을 소개하고 선박국의 송신기 특성을 기준으로 시뮬레이션 성능과 시스템 시험 결과를 비교 분석하였다. 본 연구에서 CSTDMA(Carrier Sensing Time Division Multiple Access) 방식을 적용하기 위한 프레임 구조와 프로토콜을 도출하였고, ITU-R M.1842-1에 제안된 변조 기술, 스펙트럼 마스크와 지연시간 등의 시스템 특성을 만족하도록 기저대역 모뎀과 RF 송수신단을 구현하였다. 이와 같이 본 시스템은 해상이동서비스용 초단파 대역에서 50kHz-100kHz의 광대역 채널과 디지털 무선전송기술을 도입함으로써 데이터 전송속도를 최대 307.2kbps까지 증가시킬 수 있으며 e-Navigation을 위한 데이터 통신뿐만 아니라 선상에서 로컬 WLAN(Wireless Local Area Network)과 연결하여 다른 데이터 서비스도 쉽게 제공할 수 있다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제21권10호
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• pp.1999-2007
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• 2017

본 논문에서는, 해상에서 가용한 LTE, 초단파(VHF), 단파(HF) 통신 서비스 중에서 네트워크 환경에 따라서 최적의 통신 대역을 결정하는 멀티대역 네트워크 선택기 (MNS: Multi-band Network Selection) 시스템을 리눅스 기반의 소프트웨어로 구현한다. 구현된 소프트웨어는 네트워크 인터페이스, MNS 서버, 사용자 GUI로 구성된다. 2조의 MNS 시스템을 구축하여 구현된 MNS 시스템의 기능을 실내 시험을 통하여 검증한다. 이를 위하여, ITU-R M.1842-1 Annex1과 Annex4를 각각 준수하는 2종의 VHF 통신 링크는 소프트웨어적으로 에뮬레이션하고, HF 통신은 한 MNS 시스템의 송신(수신)을 다른 MNS의 수신(송신)에 직접 연결하여 실내 기능 검증이 가능하도록 한다. LTE, 초단파, 단파 각 통신 링크의 인위적인 단절 또는 재연결에 따른 구현된 MNS의 단절 없는 해상 통신 서비스 기능을 검증한다. 구현된 MNS 시스템은 e-navigation 등과 같은 다양한 해상 통신 서비스에 활용 가능하다.