• 한국통신학회논문지
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• 제41권11호
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• pp.1446-1455
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• 2016

최근 컨테이너를 이용한 신선화물, 위험화물, 고가품 등이 해상 운송되면서 화주나 선사들이 운송중인 화물의 모니터링에 대한 요구가 증가하고 있다. 사용자 요구사항 증가에 따라 운송 중 컨테이너의 상태 모니터링에 대한 기술들이 국내외에서 개발되고 있다. 하지만 개발된 기술들은 대부분 이동통신을 기반으로 수집한 컨테이너의 상태 정보를 전송하기 때문에 선박에 통신 인프라를 설치하는데 많은 비용이 필요하다. 또한 해운물류에서 컨테이너가 적재되는 선박 홀드는 운항 중 완전히 밀폐되고, 그 위에 컨테이너가 다단으로 적재되기 때문에 홀드에 적재된 많은 컨테이너들의 상태를 모니터링 하는데 한계가 있다. 본 논문에서는 낮은 비용으로 선박 내 위치한 컨테이너의 상태를 선박에서 실시간으로 확인 가능한 IP-RFID 기술을 이용한 컨테이너 상태 모니터링 시스템을 소개한다. 또한 소개한 시스템을 한국과 중국을 오가는 선박에 설치하여 실제 물류구간에서 운항중인 선박 홀드에 적재된 컨테이너의 상태 모니터링이 가능한지를 실험하였다. 실험결과 기존 개발되었던 컨테이너 상태 모니터링 시스템에 비해 저렴한 비용으로 홀드에 위치한 컨테이너의 상태 모니터링이 가능함을 확인하였다.

• 한국시뮬레이션학회논문지
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• 제25권2호
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• pp.31-40
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• 2016

무선센서네트워크는 해양환경, 군사시설 등 다양한 분야에서 활용되고 있다. 이러한 활용은 센서 데이터를 기반으로 이루어지기 때문에 센서 데이터는 굉장히 중요하다. 무선센서네트워크에서의 통신은 주위 환경에 매우 민감하게 영향을 받기 때문에 통신장애가 발생할 확률이 높다. 특히 수중통신의 경우 좁은 대역폭과 느린 전송 속도, 주변 환경의 잡음 등으로 인해 전파통신에 비해 통신장애는 더 빈번하게 발생한다. 통신장애가 발생하면 센서 데이터 전달과정에서 데이터가 손실될 수 있고, 이는 화재감지 시스템과 같이 실시간성이 중요한 분야에서는 큰 피해를 입을 수 있다. 이를 위해 센서 데이터의 저장 및 압축을 위한 연구를 진행하였지만 이를 위한 프레임워크가 존재하지 않아 그 실현에 어려움이 있었다. 따라서 본 논문에서는 센서 데이터의 손실 감소를 위한 프레임워크를 제안하고 성능을 분석하였다. 분석 결과, 프레임워크를 적용하지 않은 경우에는 통신장애 발생 후 t 시간이 경과함에 따라 T/t(T는 통신장애 발생 시 데이터 저장에서 메모리가 full 상태가 되는 시간)의 복구율 감소를 보인다. 게다가, T 시간 이후의 센서 데이터는 모두 복구가 불가능한 오류에 해당한다. 그러나, 제안한 프레임워크를 적용한 경우는 100%의 데이터 복구율과 2~6%의 복구 후 데이터 오차율을 보인다.

• 한국위성정보통신학회논문지
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• 제8권1호
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• pp.89-100
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• 2013

통신, 해양, 기상의 세 분야 복합 임무를 수행하는 천리안위성(Communication Ocean Meteorological Satellite: COMS)이 2010년 6월 27일 지구정지궤도로 발사된 이후 궤도상시험을 마치고 현재 정상운영 임무를 수행하고 있다. 천리안위성은 정지궤도의 동경 $128.2^{\circ}$에 위치한다. 세 임무를 수행하기 위해 천리안위성에는 3가지 탑재체인 기상탑재체(Meteorological Imager: MI), 해양탑재체(Geostationary Ocean Color Imager: GOCI), 통신탑재체(Ka-band Antenna)가 실려 있다. 각 탑재체는 각각의 임무를 전담하여 수행한다. 기상탑재체(MI)와 해양탑재체(GOCI)는 각각 기상 관측과 해양 모니터링을 위한 지구 관측 임무를 수행한다. 궤도상시험 기간 동안 천리안위성과 지상국의 기능과 성능이 지구 관측 임무 운영을 통해 점검되었다. 지구 관측 임무는 지구의 여러 영역에 대한 기상 현상 관측과 한반도 주변의 해양 환경 모니터링으로 구성된다. 천리안위성 궤도상시험에 대한 기상 및 해양 임무 운영 특성을 기술하고 천리안위성 임무 계획에 대해 논하였다. 궤도상시험 임무 운영 결과로서 시험 기간 동안의 임무 계획 결과와 위성 영상 수신 상황에 대한 통계 분석 및 종합 결과를 제시하여 궤도상시험에서 검증된 천리안위성의 임무 운영 능력과 달성된 위성 영상 수신 역량을 연구하였다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2018년도 추계학술대회
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• pp.522-525
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• 2018

본 논문에서는 무선 근거리 고속 통신을 위한 UWB/WAS용 마이크로스트립 안테나를 설계하였다. 제안된 안테나의 기판은 FR-4(er=4.3)이고 크기는 $30[mm]{\times}30[mm]$이며, UWB/WAS의 주파수대역인 3.5 [GHz]와 5.2 [GHz]의 대역에서 사용할 수 있는 특성을 갖도록 설계하였다. 시뮬레이션은 CST Microwave Studio 2014을 사용하였으며 시뮬레이션 결과 이득은 3.5 [GHz]일 때 1.592 [dBi], 5.2 [GHz]일 때 2.210 [dBi]이다. S-Parameter 또한 원하는 주파수 대역에서 -10 [dB](WSWR 2:1) 이하의 결과를 볼 수 있었다. 마이크로스트립 안테나는 소형화, 고성능, 초경량화 등이 되어 우수하고 저가의 시스템이 계속해서 개발되고 있다. 또한, 가정, 회사, 공공시설 등에서 사용되고 있는 무선 근거리 통신망 시스템을 많은 사람들이 사용하고 있다. 시스템의 발달과 수요 증가에 따른 UWB/WAS 기술이 제안되고 있기 때문에 위의 조건에 만족하는 안테나를 설계하여 해당 시스템에 적용가능한 기술을 더욱 편리하게 사용할 것이다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제25권8호
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• pp.1103-1109
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• 2021

통합기관제어체계(ECS)는 함정의 추진체계 전반을 제어하고 감시함으로써 함정이 안정적으로 임무를 수행할 수 있도록 하는 제어장비이다. 최근 함정의 요구성능 및 임무가 다양해짐에 따라 함정 추진체계는 과거에 비해 구성 및 제어가 복잡해지고 있다. 복잡해지고 있는 추진체계 구성에 맞춰 운용자 입장에서 편리하고 안정적인 추진체계 제어를 위해 함정의 ECS의 자동제어 기능의 요구가 증가하고 있다. 이에 따라 ECS의 안정서 및 신뢰성에 대한 검증이 요구되고 있다. 본 논문에서는 CODLOG 추진체계를 갖는 함정을 대상으로 ECS 제어로직 및 통신 프로토콜 검증을 위한 연동신호 시뮬레이터를 개발한다. 개발한 연동신호 시뮬레이터는 가스터빈, 추진전동기, 디젤발전기 외 11종의 보조기기 계통의 신호를 시뮬레이션 가능하도록 구현하였다. 개발한 연동신호 시뮬레이터는 ECS의 함 탑재이전 공작수락시험(FAT) 단계에서 ECS 콘솔과 연동하여 ECS의 통신 프로그램 및 I/O 신호의 정적 시험을 통해 ECS의 신뢰성을 검증하였다.

• 산업융합연구
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• 제21권11호
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• pp.29-41
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• 2023

본 연구에서는 미래 대한민국 해군의 주요 전력으로 활용될 해양 유·무인 복합체계의 해상교통로 보호 작전 수행을 가정하여 주요 위협별 전투 효과를 측정하였으며, 이를 통해 유·무인 복합체계의 발전방향을 도출하였다. 전투 효과 측정을 위해 다기준 의사 결정기법인 델파이 및 AHP 기법을 사용하였고, AHP 설문은 무기체계 전투 효과 및 유·무인 복합체계에 이해가 깊은 영관급 장교 25명 등 40명의 해군 장교를 대상으로 실시하였다. 전투 효과 측정의 평가지표로 OODA loop를 주속성으로 설정하였으며 측정 결과, Observe(0.358), Orient(0.315), Act(0.217), Decide(0.110) 순으로 나타났다. 최하위 대안인 해상교통로 상 주요 위협별 전투 효과는 대북한 위협 대응이 주변국 해상갈등 대응보다 1.68배, 초국가적 위협 대응보다는 3.61배 높게 측정되었다. 이러한 연구결과는 해양 유·무인 복합체계 획득 시 요구 기술 수준 판단 및 전력 운용 방안을 정립하는 데에 합리적인 의사결정을 지원할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국항해항만학회지
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• 제47권6호
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• pp.430-436
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• 2023

자율운항선박 관련 기술개발은 2010년도 중반부터 충돌회피, 항로 지정, 디지털 트윈 및 통신 기술개발 등의 주제로 활발하게 진행되고 있다. 그러나, 이와 비교하여 자율운항선박과 연계된 물류시스템, 항만시설 및 선박교통관제 등의 육상 인프라에 관한 연구는 상대적으로 관심을 받지 못하고 있다. 이 연구에서는 자율운항선박의 등장에 따라 기존 선박교통관제 업무에 미치게 되는 영향을 분석함과 동시에 이를 대비하기 위한 관제 업무 변화 방안을 제시하였다. 이를 위하여 현행 선박교통관제 업무를 분석하고, 동시에 자율운항선박 기술 중 선박교통관제에 영향을 미칠 수 있는 요소를 파악하였다. 또한, 선박교통관제사들을 대상으로 자율운항선박 관제 관련 항목 도출을 위한 설문조사를 수행하였으며, 이를 AHP 기법으로 분석한 결과 비상 상황 대응 및 자율운항선박과의 통신 방법에 대한 준비가 가장 중요한 것으로 도출되었다. 이를 기반으로 해상교통관제구역 내에서 데이터 통신을 기반으로 한 기본적인 자율운항선박 관제 절차 및 비상 대응 절차 등 세부 방안을 도출할 수 있었다. 이 연구에서 제안하는 자율운항선박 관제 절차는 향후 자율운항선박의 연안 해상교통안전에 관한 문제점들을 해소하는 방안으로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제40권1호
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• pp.28-33
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• 2016

배터리는 휴대폰, 전기자동차, 무인잠수정 등과 같은 분야에서는 주 동력원으로 사용되고, 일반 자동차에서는 시동기 또는 램프구동용으로 사용되며, 일반 선박에서는 비상전원으로 사용되고 있다. 2차 전지로는 납축전지와 리튬이온 배터리를 많이 사용하고 있으며, 납축전지는 가격이 비교적 저렴하고 안전하다. 리튬이온전지는 에너지 밀도가 높고 출력이 우수하며 수명이 긴 장점이 있으나 공기 중의 수분과 반응하여 폭발의 위험성을 가지고 있다. 그러나 최근에는 방수, 방염, 방진 기술의 발달에 힘입어 리튬배터리의 사용이 증가하고 있고, 특히 하이브리드 선박 및 전기추진 선박 등의 주동력원으로 사용될 만큼 그 사용범위가 점점 넓어지고 있으므로 좀 더 엄격한 배터리의 관리가 필요하다. 하이브리드 선박에서는 500kWh 이상의 대용량 동력원을 만들기 위하여 셀(Cell) 단위로 이루어진 수십 개의 리튬배터리가 들어 있는 팩들로 접속이 된 전원을 사용한다. 따라서 배터리 점검에 필요한 검출 전압, 전류 및 온도 데이터들을 관리용 서버로 보내 주는 유선 점검 및 감시시스템을 구현하는 데에는 많은 전선과 통신 모듈이 필요하다. 본 논문에서는 직렬통신 모듈보다 가격이 저렴하고 전선을 사용하지 않는 저 전력 블루투스(Bluetooth low energy, BLE) 무선통신 모듈과 전력선 모뎀을 사용하여 하이브리드 선박용 리튬배터리 저가형 점검 및 감시시스템을 구현하고자 한다. 배터리의 점검요소에는 잔존용량(State of charge, SOC)과 잔존수명(State of health, SOH)이 있으며, 제안한 시스템은 이들을 규칙적으로 점검하여 배터리의 수명 예측과 예방 정비를 할 수 있기 때문에 안전사고를 방지할 수 있을 것으로 전망된다.

• 한국항해항만학회지
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• 제30권10호
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• pp.847-853
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• 2006

본 논문에서는 부성저항 특성을 갖는 발진기 이론을 적용하여 직렬 궤환형 유전체 공진 발진기를 구성하고 바랙터 다이오드를 삽입하여 전압 제어 유전체 공진 발진기를 제작한 후, 샘플링 위상 비교기와 루프 필터를 결합한 PLL 방식을 도입하여 고안정 주파수 발생기인 위상고정 유전체 공진형 발진기를 설계 및 제작하였다. 설계 제작한 PLDRO는 주파수 12.05 GHz에서 13.54 dBm의 출력 전력을 얻었으며, 이때의 주파수 가변 동조 범위는 중심 주파수에서 약 ${\pm}7.6 MHz$ 이며, 전력 평탄도는 0.2 dBm으로서 매우 우수한 선형 특성 결과를 얻었다. 또한 데이터 전송시 오율특성에 상당한 영향을 미치는 위상 잡음은 반송파로부터 100 kHz 떨어진 offset 지점에서 -114.5 dBc/Hz을 얻었다. 고조파 억압 특성은 2 차 고조파에서 -41.49 dBc 이하의 특성을 나타내었다. 이러한 특성은 위상고정을 하기 전의 전압 제어 발진기보다 더욱 향상된 특성을 보였으며, 종전의 PLDRO보다 위상 잡음과 전력 평탄도면을 개선시킬 수가 있었다.

• 한국지리정보학회지
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• 제8권3호
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• pp.142-149
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• 2005

동해중북부 연안역의 해황 변화에 따른 연안 양식 환경변화에 능동적으로 대처할 수 있도록 연안 어장에서 관측한 해양자료를 실시간으로 일반사용자들에게 제공하는 실시간 어장정보 제공시스템을 개발 및 운용할 수 있는 연구를 수행 하였다. 실시간 어장정보 제공시스템은 크게 어장정보 생산 부이시스템, 해양자료 수집서버, 해양자료 저장데이터베이스 서버, 인터넷을 통한 자료제공을 위한 웹 서버로 구성하였다. 또한 인터넷을 통해 최종 이용자들에게 자료를 제공할 뿐만 아니라 원하는 사용자에 대해 휴대전화서비스 빚 문자서비스(SMS)를 제공할 수 있게 하였다. 실시간 어장정보 제공시스템에서 관측한 수온, 유향 유속자료를 이용하여 연안역 저층에서 수 일 이하의 단주기적인 해황변동이 발생함을 정량화 할 수 있었다. 수일 이내 단주기적 해황변동은 어장환경에 영향을 미쳐 어장의 폐사를 유발시키는 원인 중에 하나가 되기도 한다. 따라서 실시간 자료에 의해 이상 해황이 발생하면 수하식 양식시설을 적수온대로 이동 시켜 대량폐사를 막을 수 있으리라 생각된다. 또한 수층별 장기적인 자료의 데이터베이스 구축을 활용하여 수평 및 연직의 양식장 적격지 공간을 과학적으로 도출할 수 있다.