• Journal of information and communication convergence engineering
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• 제8권2호
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• pp.163-167
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• 2010

In underwater acoustic communication, acoustic signals from transducers or hydrophones are used. And the underwater acoustic communication channels are very complicated, because of vertical distribution of acoustic velocity according depths, and reflections from boundaries like as surface or bottom. For the implementation of the underwater acoustic communication channel, the image method or ray tracing method have been used. In this paper, we introduce a new approach for implementation of underwater acoustic communication channel using the simulation of the Transmission Line Matrix Modeling and cross-correlations from the input and output signals.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제1권1호
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• pp.105-111
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• 1997

This Paper Proposes a new efficient system design strategies for the acoustic-based underwater multiple modem and media access control protocol. The system aims to establish the acoustic-based communication network of an underwater vehicles for deep sea mining, which ensures a certain level of maximum throughput regardless of the propagation delay of acoustic and allows fast data transmission through the acoustic-based multiple channel. A media access control protocol for integrated communication network and it's acoustic-based communication modems that allows 'peer-to-peer' communication between a surface mining plant multiple underwater system is designed, and the proposed media access control protocol is implemented for its verification. Furthermore, a proposed design strategies which make it possible to control the multiple vehicle for an underwater mining is presented in this paper.

• International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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• 제9권3호
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• pp.256-265
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• 2017

In this paper, an ascheme is proposed for multiuser underwater acoustic communication by using the multi-chirp rate signals. It differs from the well known TDMA (Time Division Multiple Access), FDMA (Frequency Division Multiple Access) or CDMA (Code Division Multiple Access), by assigning each users with different chirp-rate carriers instead of the time, frequency or PN code. Multi-chirp rate signals can be separated from each other by FrFT (Fractional Fourier Transform), which can be regarded as the chirp-based decomposing, and superior to the match filter in the underwater acoustic channel. VTRM (Virtual Time Reverse Mirror) is applied into the system to alleviate the ISI caused by the multipatch and make the equalization more simple. Results of computer simulations and pool experiments prove that the proposed multiuser underwater acoustic communication based on the multi-chirp rate exhibit well performance. Outfield experments carrie out in Xiamen Port show that using about 10 kHz bandwidth, four users could communicate at the same time with 425 bps with low BER and can match the UAC application.

• 정보처리학회논문지:컴퓨터 및 통신 시스템
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• 제5권3호
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• pp.71-78
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• 2016

최근 환경오염에 의한 수질관리, 재난방지, 해양자원탐사 및 군사목적 등으로 수중환경에서의 음파통신에 대한 관심이 증가하고 있다. 그러나 수중네트워크는 물이라는 특수한 환경으로 인해 많은 제약사항이 존재한다. 이를 극복하기 위한 노력은 계속되고 있으며 더불어 보안의 필요성도 함께 중요시 되고 있다. 본 논문에서는 수중 음파통신에서 활용가능한 다양한 플랫폼에서 AES, ARIA, LEA 암호 알고리즘의 성능을 측정하고 그 결과를 비교 분석하여, 향후 수중 네트워크에서의 통신에 효율적으로 기밀성을 제공할 수 있도록 한다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제17권1호
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• pp.239-260
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• 2023

The underwater acoustic wireless communication networks are generally formed by the different autonomous underwater acoustic vehicles, and transceivers interconnected to the bottom of the ocean with battery deployed modems. Orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) has become the most popular modulation technique in underwater acoustic communication due to its high data transmission and robustness over other symmetrical modulation techniques. To maintain the operability of underwater acoustic communication networks, the power consumption of battery-operated transceivers becomes a vital necessity to be minimized. The OFDM technology has a major lack of peak to average power ratio (PAPR) which results in the consumption of more power, creating non-linear distortion and increasing the bit error rate (BER). To overcome this situation, we have contributed our symmetry research into three dimensions. Firstly, we propose a machine learning-based underwater acoustic communication system through long short-term memory neural network (LSTM-NN). Secondly, the proposed LSTM-NN reduces the PAPR and makes the system reliable and efficient, which turns into a better performance of BER. Finally, the simulation and water tank experimental data results are executed which proves that the LSTM-NN is the best solution for mitigating the PAPR with non-linear distortion and complexity in the overall communication system.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제25권2호
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• pp.327-329
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• 2021

Underwater acoustic communication channel is influenced by environmental parameters such as multipath, background noise and scattering. Therefore, a transmitted signal is influenced by the sea surface and the sea bottom boundaries, and a received signal shows a delay spread. These factors create a noise in the image and degrade the quality of underwater acoustic communication. To solve these problems, in this paper, we evaluate the performance of an underwater acoustic communication model using a denoising auto-encoder used for unsupervised learning. Noise images generated by the underwater multipath channel were collected and used as training data. Experimental results were analyzed as a PSNR parameter that expressed the noise ratio of the two images.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2008년도 추계종합학술대회 B
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• pp.231-234
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• 2008

본 논문에서는 음향의 비선형 채널에 적합한 새로운 수중 무선 동신 시스템을 제안하였다. 일반적으로 음향의 비선형 채널에서의 통신은 두 음파의 차의 주파수를 가지는 음파에 대한 파라메트릭 효과를 이용한 통신을 한다. 이러한 동신기법에서는 위상변조를 이용한 통신의 구현은 쉽지 않았다. 본 논문에서 제안된 시스템에서는 위상변조 후 오프셋을 주어 통신하는 비선형 채널에 적합한 통신 방식을 제안하였고 시뮬레이션을 통하여 그 타당성을 입증하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권5호
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• pp.336-342
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• 2017

최근 해양 자원 개발뿐만 아니라 지구 온난화에 따른 해양 환경 모니터링 및 해양 재난 대비 등을 위하여 수중 무선통신에 대한 연구가 요구되고 있다. 대부분의 수중 무선 통신에서는 수중에서의 매질 특성 및 환경 변화 특성을 고려하여 수십 KHz 대역의 음파를 이용하며, 특히 DSP를 비롯한 프로세서를 기반으로 하여 모뎀 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 수중 관측 및 제어를 위한 수중 음향 통신 시스템 중 수중기지제어국과 수중기지국 간의 음향 통신을 위한 Digital Up Converter(DUC)와 Digital Down Converter(DDC)를 연구하였다. 수중 음향 통신 시스템은 사용 환경의 제약 때문에 소형 및 저전력 시스템을 추구한다. 따라서, 본 연구에서는 DUC 및 DDC 전용 하드웨어 모듈을 설계하였다. 수중 음향 통신 시스템의 4개의 링크를 지원하며, 각각 샘플링 레이트 및 주파수를 변환하였다. Verilog-HDL를 사용하여 설계하였으며, ModelSim 환경에서 수중 음향 통신 시스템의 베이스밴드 신호를 이용하여 동작을 검증하였다.

• 한국시뮬레이션학회논문지
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• 제27권4호
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• pp.27-45
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• 2018

지상 통신 네트워크와 수중음파 통신 네트워크는 동작 환경, 통신 매체, 전파 지연 속도, 주파수 대역폭, 통신 속도, 비트 에러율 등에서 매우 다른 통신 특성을 갖는다. 이러한 다른 특성들로 인해 이들 두 통신 네트워크는 주소체계와 최대 패킷 크기에서 차이가 생기며, 결과적으로, 이 차이는 두 통신 네트워크를 상호연결 하는데 장애가 될 수밖에 없다. 본 논문은 지상 통신 네트워크와 수중음파 통신 네트워크 사이에서 서로 다른 주소체계로 인해 발생하는 상호연결 문제를 해결하기 위해 가상 주소를 이용하는 방법을 제시하고 수학적 모델링을 통해 수중 환경에서의 메시지 송수신 지연 시간에 대한 성능을 분석한다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제9권5호
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• pp.243-247
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• 2009

수중통신은 지상과는 다른 환경적 문제에 의해 고속 데이터 전송률을 얻기 위해서는 여러 가지 어려움이 있다. 이러한 문제점을 극복하기 위해서 끊임없는 연구가 계속되어 왔다. 본 논문에서는 수중 채널의 특성을 살펴보고 현재 수중 통신을 위한 다양한 송, 수신 기법에 대한 설명과 국내 외 수중 통신 동향을 알아본다.