• 한국시뮬레이션학회논문지
• /
• 제20권4호
• /
• pp.157-166
• /
• 2011

최근 수중 환경 모니터링 시스템에 대한 관심이 높아지면서 수중음파센서네트워크에 관련된 연구가 활발히 진행되고 있다. 수중음파센서네트워크는 수중환경 모니터링, 수중자원탐사, 해양 데이터 수집, 군사 목적 등 다양한 분야에 활용되고 있다. 이러한 다양한 분야에서 활용 가능한 수중음파센서네트워크의 활성화를 위해서는 PHY-MAC 프로토콜의 정의가 필수적이다. 하지만, 수중음파센서네트워크는 제한된 대역폭, 다중경로 및 페이딩현상, 지상 무선통신에 비해서 낮은 음파 속도로 인한 전송 지연시간 등 수중환경의 특수성에 고려해서 구현을 해야 한다. 본 논문에서는 수중환경과 관련된 제약사항을 고려하여 적응적인 PHY 프로토콜의 주파수, 네트워크 토폴로지, MAC 프로토콜, PHY-MAC 인터페이스, 데이터 프레임 포맷을 정의하고, 구현한 시스템의 구성에 대해서 설명하며, 수중환경에서의 실제 실험을 통한 데이터를 기반으로 성능 평가를 하였다.

• 한국멀티미디어학회논문지
• /
• 제13권11호
• /
• pp.1657-1666
• /
• 2010

수중 센서 네트워크(UWSN: Underwater Wireless Sensor Networks)는 수중 센서 노드들의 에너지 자원의 제약이 심하고, 제한된 통신 대역폭과 다양한 전파지연 등의 환경적인 특성 때문에 효율적이고 안정적인 데이터전송 방법이 요구된다. 본 논문에서는 수중 센서 네트워크의 센서 노드들이 해양 바닥에 고정된 2차원 구조(2D: two-dimensional underwater wireless sensor network model)에서 이상적인 셀 크기의 육각 모자이크 구조를 이용한 향상된 하이브리드 전송 방법을 설명하고, 또한 센서 노드를 해양 바닥의 닻에 매달아 움직임이 가능한 3차원 구조(3D: three-dimensional underwater wireless sensor network model)에서 효과적인 데이터전송을 위한 에너지 효율적인 인식 및 통신범위를 확장하는 방법을 제안한다. 2D 및 3D 구조에서 제안된 방법들은 시뮬레이션 결과에 의해 기존의 전송 방법보다 높은 에너지 효율성을 가지는 것이 확인되었다.

• 한국시뮬레이션학회논문지
• /
• 제15권4호
• /
• pp.87-96
• /
• 2006

무선 센서 네트워크는 다양한 분야에서 연구되고 있다. 그 중 해양 센서 네트워크는 해양 환경 감시와 같은 다양한 목적으로 사용 될 수 있다. 그러나 무선 센서 네트워크는 주로 지상에서 연구된다. 기존에 지상에서의 연구는 해양에 적용하기에 부적합하다. 따라서, 해양 환경을 고려한 해양 센서 네트워크 구조를 제안한다. 본 논문에서는 해양 센서 네트워크에 클러스터링 기법과 기능별 노드 구축을 적용하였다. 각 클러스터는 클러스터 데이터를 수집하여 전송한다. 이중의 슈퍼 클러스터 헤드는 각각 수신한 클러스터 데이터를 베이스 스테이션에 전송한다. 제안한 해양 음파 센서 네트워크 라우팅 알고리즘을 구현하고, 테스트 베드를 구축하여 클러스터 데이터의 수신율을 분석한다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
• /
• 한국정보처리학회 2013년도 추계학술발표대회
• /
• pp.486-488
• /
• 2013

In the earth more than half of the space filled with water. In that water most of the part is in the form of oceans. The ocean atmosphere determines climate on the land. Combining the Underwater Acoustic Sensor Network (UWASN) system with Internet Of Things (IoT) is called Internet of Underwater Things (IoUT). Using IoUT we can find the changes in the ocean environment. Underwater sensor nodes are used in UWASN. Underwater sensor nodes are constructive in offshore investigation, disaster anticipation, data gathering, assisted navigation, pollution checking and strategic inspection. By using IoT components such as Database, Server and Internet, ocean data can be broadcasted. This paper introduces IoUT architecture and and explains fish forming application scenario with this IoUT architecture.

• 한국통신학회논문지
• /
• 제36권4B호
• /
• pp.399-404
• /
• 2011

본 논문은 해양에서 동작하는 센서들 간의 통신 상황에 있이, 정보의 중요도에 따라 패킷에 우선순위를 줌으로써 보다 안정적이고 차별화된 정보 전달이 이루어질 수 있는 방안을 제안한다. 특히 음향통신을 기반으로 하는 해양 수중 통신은 환경 변화에 따라 그 성능이 크게 변화하기 때문에, 본 논문에서는 무작위적으로 분포되어있는 센서 노드들이 환경 변화에 적응적으로 대처할 수 있도록 하기 위하여 기존의 SON(Self Organizing Network) 기법을 효과적으로 적용할 수 있는 방안을 제시한다. 구체적으로 수중에 분포된 센서노드들이 중요도에 따라 두 종류의 패킷을 생성하여 정보수집노드로 전송하는 시스템을 가정하였고, 실험을 통하여 제안 기법을 적용하였을 때 중요도가 높은 패킷이 일반 패킷에 비하여 전송 시간이 단축됨을 확인하였다.

• 전기학회논문지
• /
• 제65권1호
• /
• pp.135-141
• /
• 2016

Recently, the needs for the development and application of marine robots are increasing as marine accidents occur frequently. However, it is very difficult to acquire the information by utilizing marine robots in the marine environment. Therefore, the needs for the researches of sensor networks which are composed of underwater, surface and aerial robots are increasing in order to acquire the information effectively as the information from heterogeneous robots has less limitation in terms of coverage and connectivity. Although various researches of the sensor network which is based on marine robots have been executed, all of the underwater, surface and aerial robots have not yet been considered in the sensor network. To solve this problem, a collaborative control method based on the acoustic information and image by the sonars of the underwater robot, the acoustic information by the sonar of the surface robot and the optical image by the camera of the static-floating aerial robot is proposed. To verify the performance of the proposed method, the collaborative control of a MUR(Micro Underwater Robot) with an OAS(Obstacle Avoidance Sonar) and a SSS(Side Scan Sonar), a MSR(Micro Surface Robot) with an OAS and a BMAR(Balloon-based Micro Aerial Robot) with a camera are executed. The test results show the possibility of real applications and the need for additional studies.

• 제어로봇시스템학회논문지
• /
• 제18권8호
• /
• pp.699-705
• /
• 2012

In this paper, an infrastructure-based localization method using underwater wireless sensor network (UWSN) is addressed. A localization using the UWSN is necessary to widen the usage of underwater applications, however it is very difficult to establish the UWSN due to the restrictions of water. In this paper, to extend the usage of UWSN at the infrastructure, we propose a sophisticated UWSN localization method using the Received Signal Strength Indicator (RSSI) of the electromagnetic waves. During the electromagnetic waves propagating in underwater, there arises a lot of attenuation according to the distance, while the attenuation shows uniformity according to the distance. Using this characteristics, the localization system in underwater infrastructure is proposed and the experimental results show the effectiveness.

• 제어로봇시스템학회논문지
• /
• 제15권6호
• /
• pp.641-648
• /
• 2009

Currently several kinds of sensor localization methods have been developed for terrestrial wireless sensor networks. This study, in order to extend the field to underwater environments, a localization technique is studied for UWSNs (Underwater Wireless Sensor Networks). In underwater environments, RF (Radio Frequency) signal is not suitable for underwater usage because of extremely limited propagation. Because of that reason UWSNs should be constituted with acoustic modems. But, to realize underwater application, we can borrow many design principles from ongoing research for terrestrial environments. So, in this paper we introduce the modified localization algorithm using ToA method which is based on the terrestrial research. First of all, we study the localization techniques for terrestrial environments where we investigate possible methods to underwater environment. And then the appropriate algorithm is presented in the underwater usage. Finally the proposed underwater based localization algorithm is evaluated by using computer.

• 한국통신학회논문지
• /
• 제37C권12호
• /
• pp.1328-1336
• /
• 2012

수중 음향통신 환경에서는 지상 RF 통신에 비하여 제한된 대역폭, 높은 페이딩효과, 높은 수중음파 전달지연과 같은 제약이 있다. 본 논문에서는 이러한 수중 음향통신의 제약을 극복하여 효과적인 대규모 수중감시시스템의 구축을 가능케 하는 계층적 네트워크 구조를 제안한다. 제안하는 네트워크구조는 수중센서, 클러스터헤드, 수중/해상 싱크 및 수중무인기를 포함하며, 패킷의 전송성공률을 최대화하고 센서노드의 전력소모를 최소화시키기 위하여 복수의 수중무인기를 이용한 하이브리드 형태의 데이터라우팅을 제공한다. 즉, 클러스터 내부에서 클러스터멤버들은 Tree구조기반 라우팅을 사용하여 클러스터헤드에게 데이터를 전송하며, 궤도 이동을 하는 수중무인기는 클러스터헤드로부터 병합된 센싱데이터를 수집하고 Store-carry-forward 방식으로 싱크노드에게 데이터를 전달한다. 수중무인기의 최장 궤도이동 시간을 최소화하기 위하여 Integer Linear Programming 기반의 알고리즘이 사용된다. 시뮬레이션을 이용한 성능분석을 통하여 제안하는 수중센서네트워크 구조가 기존의 Gradient 기반 라우팅과 Geographical Forwarding 방식에 비해 높은 전송성공율과 낮은 전력소모를 획득할 수 있음을 보인다.

• 디지털산업정보학회논문지
• /
• 제16권1호
• /
• pp.93-98
• /
• 2020

Research on underwater sensor networks is increasing due to such reasons as marine resource management, maritime disaster prediction and military protection. Many underwater sensor networks performs wireless communication using an acoustic sound wave band signal having a relatively low frequency. So the digital part of their modem can take charge of carrier band signal processing. To enable this, the sampling rate of the baseband band signal should be increased to a sampling rate at which carrier band signal processing is possible. In this paper, we designed a sampling rate increasing circuit based on a CIC interpolator for underwater sensor nodes. The CIC interpolator has a simple circuit structure. However, since the CIC interpolator has a large attenuation of the pass band and a wide transition band, an inverse sinc LPF is added to compensate for frequency response of the CIC interpolator. The proposed interpolator was verified in time domain and frequency domain using ModelSim and Matlab.