• 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.

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제18권4호
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• pp.506-523
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• 2015

The intent is to determine whether or not the custody transfer is helpful for data transmission in challenging underwater communications when running Bundle protocol or underwater protocols. From the point of view defending side, Underwater Acoustic Network (UAN) will be a serious threat for its strong functionality long rang and high precision of surveillance and detection. Therefore, countermeasures must be taken to weaken its effect. Our purpose is analyzed that how to benefit from the UIoT to learn from, exploit and preserve the natural underwater resources. Delay/Disruption Tolerant Network (DTN) is essential part of the network heterogeneity communication network. The vulnerability and potential security factors of UIoT are studied thereafter. Security mechanisms for an underwater environment are difficult to apply owing to the limited bandwidth. Therefore, for underwater security, appropriate security mechanisms and security requirements must be defined simultaneously. The paper consists of mathematical and security model. Most important point of view in the security challenges of effective Buffer and Storage management in DTN.

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

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제16권2호
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• pp.544-564
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• 2022

Underwater images often suffer from color distortion, blurring and low contrast, which is caused by the propagation of light in the underwater environment being affected by the two processes: absorption and scattering. To cope with the poor quality of underwater images, this paper proposes a multiscale fusion underwater image enhancement method based on channel attention mechanism and local binary pattern (LBP). The network consists of three modules: feature aggregation, image reconstruction and LBP enhancement. The feature aggregation module aggregates feature information at different scales of the image, and the image reconstruction module restores the output features to high-quality underwater images. The network also introduces channel attention mechanism to make the network pay more attention to the channels containing important information. The detail information is protected by real-time superposition with feature information. Experimental results demonstrate that the method in this paper produces results with correct colors and complete details, and outperforms existing methods in quantitative metrics.

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제24권11호
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• pp.1526-1537
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• 2021

Due to the difference between the underwater communication environment and the terrestrial communication environment, the radio communication mainly used on the ground cannot be used in underwater. For this reason, in the underwater communication environment, various communication media such as acoustic waves, infrared rays, light and so on has been studied, but there exist several difficulties in operating them individually due to their physical limitations. The concept for overcoming these difficulties is the very underwater multi-media communication, a method to select a communication medium best suitable for the current underwater environment among underwater communication multimedia whenever there occurs underwater communication failure. In this paper, we present an underwater multi-media communication network based on star topology and a fragmentation and reassembly technique to solve the problems caused by the different MTU (Maximum Transmission Unit) sizes among different underwater communication media. We also present the estimations and analysis on processing times in each of fragmentation and reassembly and the total data amount for transmitting fragments in our proposed underwater multi-media communication network.

• 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.

• 한국통신학회논문지
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• 제40권6호
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• pp.1200-1207
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• 2015

게이트웨이 부이시스템은 수중 어플리케이션 구현 시 수중-육상 간 네트워크 연계를 위한 시스템으로 수중노드와 육상국간 통신 연계, 수중 네트워크 모니터링 등을 수행한다. 본 논문에서는 다수의 수중노드로 수중 네트워크를 구현 시 취득된 데이터들을 육상국과 연계하여 실시간으로 모니터링이 가능한 게이트웨이 부이시스템 개발에 대해 소개한다. 개발된 게이트웨이 부이시스템은 수중음향통신모뎀, RF 통신시스템, 게이트웨이 운용시스템으로 구성되며, 게이트웨이 운용과 수중 네트워크 상태모니터링을 위한 육상국용 관제 프로그램을 구현하였다. 또한 실 해역 시험을 통해 실시간 수중 네트워크 모니터링, 게이트웨이 상태모니터링 등의 성능 검증을 수행하였다.

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

• 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.

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