• 비파괴검사학회지
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• 제36권5호
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• pp.399-405
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• 2016

최근 많은 장점으로 기존 전기식 센서를 대체하여 그 적용 영역을 빠르게 넓혀가고 있는 광섬유 센서는 센서부에서 계측기 사이의 신호 전달을 위해 광 어댑터와 광 점퍼 코드와 같은 광소자를 사용하게 된다. 광 어댑터를 이용하여 신호 전달을 하는 경우 단면이 서로 맞닿게 되어 이물질에 의해 코어 부분에 손상이 발생할 수 있으며, 이는 광 손실 및 광 접속 불능을 유발할 수 있다. 따라서, 본 연구에서는 지속적인 유지보수를 필요로 하는 문제들을 근원적으로 해결할 수 있는 대안으로 비접촉식 광섬유 점퍼 코드를 개발하였으며 그 전송 성능을 평가하였다. 시험 결과, 기존의 접촉식 광 점퍼 코드는 2 mm의 간극에서 광 신호 전송이 불가능한데 반해 비접촉식 광 점퍼 코드의 경우 초기 광 손실은 상대적으로 크지만 간극이 증가하더라도 약 7 mm 정도까지 안정적으로 신호 전송이 가능하였다. 따라서, 패치 코드가 광센서 간 신호 전송을 위한 케이블임을 고려할 때 외부의 환경적 요인에 대해 더 우수한 신호 안정성을 가진 비접촉식 패치 코드가 접촉식 패치 코드에 비해 현장 적용성이 더 뛰어남을 확인하였다.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제48권3호
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• pp.60-67
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• 2011

가시광 무선 통신은 반도체로 제조된 LED (light emitted diode)의 발광을 제어하여 데이터를 송신하고, 수광 소자인 PD (photo diode)를 통하여 데이터를 수신하는 차세대 무선통신 기술이다. 가시광 무선 통신 시스템의 전송 능력은 LED의 발광 세기, PD의 수신 감도, 송수신기 간의 거리 및 송수신기가 이루는 수신각에 의해 결정된다. 특히, 수신기의 수직적 및 수평적 이동에 따라 송수신기가 거리와 수신각의 변화가 발생하고, 이러한 변화는 수신기의 수신 감도에 영향을 주어 시스템의 전송 능력이 저하될 수 있다. 이에 본 논문에서는 실내 가시광 무선 통신 시스템에서 LED AP (access point)의 통신 영역 내 수신 광도에 따른 위치별 수신 광도 특성화 곡선과 주기적으로 측정된 단말기의 수신 광도 변화를 비교하는 특징을 가진 단말기의 위치와 수신각 추정 알고리즘을 제안한다. 제안 알고리즘에 대한 성능 분석을 위해 모의실험을 수행하였고, 그 결과 수신 광도 정보를 이용한 위치 및 수신각 추정이 가시광 무선통신 시스템의 성능을 향상 시킬 수 있음을 확인하였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제37권4A호
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• pp.219-226
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• 2012

본 연구는 조명 및 무선통신이 동시에 가능한 가시광 송수신기에 대해 가시광 통신 본연의 가시성, 무선 통신의 사용 편의성 그리고 고속의 통신 속도를 고려해 edge-emitting laser diode와 silicon photo diode를 기반으로한 고속 가시광 무선 송수신기를 구현하였다. 제안된 가시광 무선 송수신기는 120Mbit/s의 고속에서 양방향 전송이 가능하도록 설계되었으며 이때 발생하는 누화(crosstalk)를 방지하기 위한 방법으로 shielding 방식을 적용해 가시광 송수신기의 성능을 실험적으로 측정 분석하였다. 또 수신기의 시야각 확대를 위한 방법으로는 새로운 구조의 광학적 antenna를 적용해 광학적 antenna가 없는 두 개의 송수신기 사이의 전송링크 특성과 광학적 antenna를 사용한 두 개의 송수신기 사이의 전송링크 특성을 2차원 평면상에서 전송거리, 적용범위 그리고 기울임 정도를 변화시켜 실험과 시뮬레이션을 통해 그 성능을 비교 분석하였다.

• 한국태양에너지학회 논문집
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• 제31권1호
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• pp.31-36
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• 2011

CF(Circular Fresnel) POF(Plastic Optical Fiber) daylighting system is a beam daylighting system utilizing solar direct beam radiation. In this study, a CF POF daylighting system has been introduced, developed and applied to KIER test buildings. The CF POF daylighting system consists of three parts: light collector, light transmitter and light diffuser. The light collector includes a Circular Fresnel lens focusing solar direct illuminance by sun tracking. The light transmitter contains the POF cable which has light transmission loss of 4.5% per meter. The light diffuser has about 80% diffuser efficiency. This study aims to evaluate of POF daylighting system performance. At the results of a CFPOF system performance evaluation, the theoretical CFPOF system efficiency was 41.9% and the actual CFPOF system efficiency at the KIER test building was 37.5%. The difference was due partly to the connecting efficiency.

• Journal of the Optical Society of Korea
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• 제20권2호
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• pp.276-282
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• 2016

A 2 Gbit/s visible-light communication (VLC) scheme using time-frequency color-clustered (TFCC) multiple-input multiple-output (MIMO) based on blue, cyan, yellow, and red (BCYR) light-emitting diodes (LEDs) is presented. In the proposed scheme, BCYR LEDs are employed to form four different color clusters. Data transmission using the four color clusters is performed in MIMO, so that the scheme achieves a very high speed of data transmission. Moreover, the scheme employs the TFCC strategy to yield high performance in terms of bit error rate (BER). TFCC operates in such a way that the original data and the two delayed versions of the data are multiplied by orthogonal frequencies and then transmitted using a specific color of the BCYR LED. In the receiver, color filters are employed to detect the data transmitted from the desired cluster. Selection combining (SC) is also performed to yield a diversity effect within each color cluster, to further improve the performance. Performance evaluation demonstrates that the proposed TFCC MIMO VLC offers a data rate of 2 Gbit/s and a bit error rate of 4×10^-5, at an E_b/N_o value of merely 3 dB.

• Journal of the Optical Society of Korea
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• 제19권5호
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• pp.514-520
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• 2015

This paper presents a novel shore-to-sea maritime data transmission system based on time-code diversity, using visible light in maritime environments to overcome the limitations of conventional maritime wireless communications. The proposed system is primarily comprised of existing LED-based lighthouses and maritime transceivers (marine beacons, buoys, etc.), and thus is considered cost-effective in terms of implementation. We first analyze maritime visible-light communications on the basis of the unique properties of a maritime environment, i.e. sea states (wave height, wind speed, etc.), plus atmospheric turbulence, using the Pierson-Moskowitz (PM) and JONSWAP (JS) spectrum models. It is found that the JS model outperforms the PM model, and that the coverage distance depends on the LED power and sea states. To combat maritime fading conditions that significantly degrade performance and coverage distance, we propose a time-code diversity (TCD) scheme in which the delayed versions of the original data are retransmitted using orthogonal Walsh codes. This TCD scheme is found to be superior, in that it offers three orders of magnitude in terms of BER performance, compared to a conventional (non-TCD) transmission scheme. The proposed scheme is robust and efficient in overcoming the effect of impairments present in maritime environments with a BER of approximately $10^{-5}$and a data rate of 100 Kbps at a distance of 1 km.

• 한국통신학회논문지
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• 제36권9B호
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• pp.1117-1125
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• 2011

이 논문에서는 LED(Light Emitting Diode) 조명을 이용한 간편한 가시광 통신 시스템을 구현하기 위해, 비 캐리어 NRZ-OOK(non-return to zero on off keying) 변조 방식을 사용하고, 가시광 송신을 위한 발광소자인 $3{\times}3$ 백색 LED 배열과 가시광 수신을 위한 여러 가지 포토다이오드를 사용하여 송수신 소자사이의 거리가 약 2.5m이고, 전체 시스템 속도가 115.2kbps의 전송속도를 가지는 가시광 시스템을 설계하여 구현 한다. 구현된 시스템의 성능분석을 위해 LED 와 포토다이오드 종류, LED 배열 수, 전송속도 따른 최대 송수신 거리를 구하고 여러 가지 구현시스템의 성능을 실험을 통해 분석한다.

• Ocean Systems Engineering
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• 제11권4호
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• pp.331-351
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• 2021

Underwater images are very much different from images taken on land, due to the presence of a higher disturbance ratio caused by the presence of water medium between the camera and the target object. These distortions and noises result in unclear details and reduced quality of the output image. An underwater image restoration method is proposed in this paper, which uses blurriness information, background light neutralization information, and red-light intensity to estimate depth. The transmission map is then estimated using the derived depth map, by considering separate attenuation coefficients for direct and backscattered signals. The estimated transmission map and estimated background light are then used to recover the scene radiance. Qualitative and quantitative analysis have been used to compare the performance of the proposed method against other state-of-the-art restoration methods. It has been shown that the proposed method can yield good quality restored underwater images. The proposed method has also been evaluated using different qualitative metrics, and results have shown that method is highly capable of restoring underwater images with different conditions. The results are significant and show the applicability of the proposed method for underwater image restoration work.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제14권1호
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• pp.93-113
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• 2020

According to information theory, non-orthogonal transmission can achieve the multiple-user channel capacity with an onion-peeling like successive interference cancellation (SIC) based detection followed by a capacity approaching channel code. However, in multiple antenna system, due to the unideal characteristic of the SIC detector, the residual interference propagated to the next detection stage will significantly degrade the detection performance of spatial data layers. To overcome this problem, we proposed a modified power-domain non-orthogonal multiple access (P-NOMA) scheme joint designed with space-time coding for multiple input multiple output (MIMO) NOMA system. First, with proper power allocation for each user, inter-user signals can be separated from each other for NOMA detection. Second, a well-designed quasi-orthogonal space-time block code (QO-STBC) was employed to facilitate the SIC-based MIMO detection of spatial data layers within each user. Last, we proposed an optimization algorithm to assign channel coding rates to balance the bit error rate (BER) performance of those spatial data layers for each user. Link-level performance simulation results demonstrate that the proposed time-space-power domain joint transmission scheme performs better than the traditional P-NOMA scheme. Furthermore, the proposed algorithm is of low complexity and easy to implement.

• Journal of Communications and Networks
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• 제17권4호
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• pp.370-383
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• 2015

Effective link quality estimation is a vital issue for reliable routing in wireless networks. This paper studies the performance of expected transmission count (ETX) under different traffic loads. Although ETX shows good performance under light load, its performance gets significantly worse when the traffic load is high. A broadcast packet storm due to new route discoveries severely affects the link ETX values under high traffic load, which makes it difficult to find a good path. This paper presents the design and implementation of a variation of ETX called high load - ETX (HETX), which reduces the impact of route request broadcast packets to link metric values under high load. We also propose a reliable routing protocol using link quality metrics, which is called link quality distance vector (LQDV). We conducted the evaluation of the performance of three metrics - HETX, ETX and minimum hop-count. The simulation results show that HETX improves the average route throughput by up to 25% over ETX under high traffic load. Minimum hop-count has poor performance compared with both HETX and ETX at all of the different traffic loads. Under light load, HETX and ETX show the same performance.