• 한국항해항만학회지
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• 제37권5호
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• pp.487-492
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• 2013

수중에서의 통신은 해수면과 해저면 등에 의한 신호의 반사가 생겨 다중경로 현상이 발생한다. 이러한 다중경로의 영향으로 신호는 왜곡되고 원활한 수신을 방해하게 된다. 본 논문에서는 수신신호의 성능을 향상시키고자 수중통신에 적합한 반복부호를 설정하였다. 적용 가능한 반복부호로는 터보 부호와 LDPC 부호, BCJR 기반의 컨볼루션 부호가 있으며, 동일한 부호화율 및 비슷한 부호어 길이에서 터보 등 화기 기반의 성능을 분석하였다. 반복횟수를 5회로 고정하였고, 수중 채널 데이터는 실제 동해 바다에서 송수신 거리가 5Km로 실험을 하였다. 그리고 데이터 속도를 1Kbps에서 측정된 실제 데이터를 이용하였다. 성능 분석 결과, BCJR 기반의 컨볼루션 부호가 가장 적합함을 알 수 있었다.

• 한국통신학회논문지
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• 제40권1호
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• pp.187-192
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• 2015

수중음향통신 채널은 해수면의 시변동성, 해저지형, 음속 분포 및 송수신단 사이의 기하학적인 구조 등에 따라 매우 복잡한 형태의 채널 특성을 나타낸다. 특히, 바람과 해류에 의한 시변동성과 도플러 효과를 갖는다. 이러한 수중음향통신 환경에서 전송 효율을 높이기 위해서는 변화하는 채널의 상태를 파악하고 통신기법에 적용시켜야 한다. 이 논문에서는 채널 시변동 매개변수 가운데 도플러 주파수 추정을 위하여 모호 함수와 자기상관 기법을 적용한 프레임 재귀 변복조 방식을 제안하고, 모의실험과 실제 남해에서의 해상실험을 통해 성능을 확인하였다. 해상실험 결과 채널 부호화 기법을 적용하지 않은 경우, 기존의 방법에 비해 제안한 방법의 비트 오류율이 약 32% 향상되었다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제10권5호
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• pp.645-652
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• 2015

양식장 또는 바다와 같은 수중은 물방울과 다양한 부유물에 의하여 탁도가 높아지므로, 깊이에 따라 빛의 감쇠가 발생하고 부유물에 의한 빛의 산란 효과도 발생한다. 본 논문에서는 이러한 수중 환경에서 획득한 수중 영상의 가시성을 개선하기 위하여, dark channel prior 개념을 이용한 안개 제거 방법과 학습된 색상 변환 모델을 이용하여 색을 복원하는 수중 영상의 가시성 개선 방법을 제안하였다. 색상 변환 모델을 학습하기 위하여 여수와 포항에서 획득한 수중 패턴 영상을 사용하였으며, 제안 방법의 제안된 방법의 성능을 측정하기 위하여 여수, 거문도, 필리핀 등에서 수집한 수중 영상을 사용하여 가시성 개선 실험을 수행하였다. 실험 결과 제안 방법이 다양한 장소에서 수집된 수중 영상의 가시성을 개선시킴을 확인하였다.

• International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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• 제12권1호
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• pp.1-10
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• 2020

This paper investigates the influence of the Circulating Water Channel (CWC) side wall and support struts on the hydrodynamic coefficient prediction for Autonomous Underwater Vehicles (AUVs) experiments. Computational Fluid Dynamics (CFD) method has been used to model the CWC tests. The hydrodynamic coefficients estimated by CFD are compared with the prediction of experiments to verify the accuracy of simulations. In order to study the effect of side wall on the hydrodynamic characteristics of the AUV in full scale captive model tests, this paper uses the CWC non-dimensional width parameters to quantify the correlation between the CWC width and hydrodynamic coefficients of the chosen model. The result shows that the hydrodynamic coefficients tend to be constant with the CWC width parameters increasing. Moreover, the side wall has a greater effect than the struts.

• 한국시뮬레이션학회논문지
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• 제30권1호
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• pp.11-20
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• 2021

최근 수중 무인 체계가 대두됨에 따라 핵심 기반 기술인 장거리 수중통신기술 및 고속 수중채널모델링 기술이 많은 관심을 받고 있다. 본 논문에서는 고속 수중채널모델링을 수행하기 위한 고속 음파전달모델을 제안하여, 정량적인 성능 분석을 통해 제안 기술의 적용 가능성을 살펴보았다. 수층에서의 파동 전파를 모사하기 위하여 고차 유한 차분 기법을 사용하였으며, 범용 그래픽 프로세서를 이용한 영역 분할 기법을 적용하여 여러 개의 그래픽 프로세서 병렬 처리를 통해 연산 속도를 향상시켰다. 제안한 기법은 반무한 매질에서의 해석해와의 비교 및 파선법에 기반한 VirTEX 모델을 이용한 결과와의 비교를 통해 그 타당성을 검증하였다. 최종적으로 수치예제를 통해 고속 수중채널 모델링 기법의 정량적인 연산 성능을 분석하였다. 개발모델의 연산 성능 향상 정도를 정량적으로 분석한 결과 그래픽 프로세서 수가 증가함에 따라 연산 속도가 선형에 가깝게 빨라지는 것을 확인하였다. 연산 영역의 크기가 2배로 증가할 때와 주파수가 2배로 증가할 때 계산 시간은 각각 2배와 8배로 증가하였다. 본 논문을 통해 제안한 고속 수중채널모델 기술은 해양무인체계의 수중통신기술 개발을 위한 수중통신 채널모델 및 분석 툴로 탑재되어 국방력 강화에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제20권9호
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• pp.1688-1695
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• 2016

수중에서의 통신은 해수면 및 해저면 등에 의한 신호의 반사를 통해 다중경로 현상이 나타난다. 이러한 다중경로의 영향으로 신호는 왜곡되고 원할한 수신을 방해받게 된다. 또한, 수중 통신은 제한된 주파수를 사용하고 다중 경로로 인한 심볼 내 간섭으로 전송률이 매우 낮고 성능이 저하된다. 따라서 본 논문에서는 수중통신 환경에서 전송률 향상 및 성능 향상을 위해 터보 등화 기법 기반의 Faster Than Nyquist 전송방식을 고려한다. 무선 통신에서 전송률 향상을 위해 적용되고 있는 Nyquist 속도보다 빠르게 전송하는 Faster Than Nyquist 기법에 대해 다중 간섭이 존재하는 수중 환경에서 효율적인 복호 모델을 제시하고 기존의 전송률 향상에 고려되는 천공 부호화 방식과 실제 호수 실험을 통하여 성능을 비교 분석하였으며, 적용 가능성 및 효율성을 확인하였다.

• 한국해양공학회지
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• 제11권4호
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• pp.180-188
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• 1997

This paper proposes a new efficient MAC(Media Access Control) protocol to establish the ultrasonic communication network for underwater vehicles, which ensures a certain level of maximum throughput regardless of the propagation delay of ultrasonic and allows fast data transmission through the multiple ultrasonic communication channel. A MAC protocol for underwater communication network that allows 'peer-to-peer' communication between a surface ship and multiple underwater systems is designed, and the proposed control protocol is implemented for its verification.

• International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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• 제7권2호
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• pp.426-434
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• 2015

In this paper we proposed a dada-aided Doppler estimation method for underwater acoustic communication. The training sequence is non-dedicate, hence it can be designed for Doppler estimation as well as channel equalization. We assume the channel has been equalized and consider only flat-fading channel. First, based on the training symbols the theoretical received sequence is composed. Next the least square principle is applied to build the objective function, which minimizes the error between the composed and the actual received signal. Then an iterative approach is applied to solve the least square problem. The proposed approach involves an outer loop and inner loop, which resolve the channel gain and Doppler coefficient, respectively. The theoretical performance bound, i.e. the Cramer-Rao Lower Bound (CRLB) of estimation is also derived. Computer simulations results show that the proposed algorithm achieves the CRLB in medium to high SNR cases.

• International Journal of Computer Science & Network Security
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• 제23권1호
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• pp.96-102
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• 2023

In this paper, we proposed Channel Transfer Function estimation based on Delay and Doppler Profile for underwater acoustic OFDM communication system. It improved the estimation accuracy of the channel transfer function by linear time interpolation the change of Scattered Pilot (SP) insertion frequency in the time direction and the time by Delay and Doppler profile that analyzes the multipath situation of the channel investigated the performance of interpolation by simulation and report it. Previous works is inserted SP every 4 OFDM. It was effective under the environment without multipath, but it has observed that the effect of CTF compensation has been lowered in multipath channel condition. In addition to be better when inserted SP every 2 OFDM. But the amount of sending data will be decrease. Therefore, we conducted research to improve 4 OFDM with new interpolator. A computer simulation was performed as a comparison of SP inserted every 4 OFDM, SP inserted every 2 OFDM, and 4 OFDM with new interpolator. the performance of the proposed system is overwhelmingly improved, and the performance is slightly improved even 64 QAM.

• 한국음향학회지
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• 제30권2호
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• pp.86-91
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• 2011

In the underwater communications, the acoustic channel is in poor communication conditions, such as long propagation delay, narrow bandwidth, and high bit-error rate. For these bad acoustic channels, we propose an efficient automatic repeat request (ARQ) for multi-hop underwater network by using the concepts of concurrent bi-directional transmission, multiple sub-packets, and overhearing data packet instead of the acknowledgement signal. Our results show that the proposed ARQ significantly reduces the transmission latency especially in high BER compared with the existing Stop and Wait ARQ.