Verification of the feasibility of higher-order modulation for long-range communication in deep water

김동현,김재수,한주영,Kim, Donghyeon,Kim, J.S.,Hahn, Joo Young The Acoustical Society of Korea 2021 韓國音響學會誌 Vol.40 No.5

심해 장거리 통신에서는 전달 손실이 적은 낮은 반송 주파수가 효율적이지만, 좁은 대역폭을 가지는 제약이 따른다. 대역폭의 감소는 전송률의 감소를 의미하며, 제한된 대역폭을 가진 환경에서 전송률을 증가시키기 위해서는 고차 변조 기법으로 설계될 필요가 있다. 본 논문은 고차 변조 기법으로 설계된 장거리 수중음향통신 데이터 분석 결과를 제시한다. 2020년 10월 동해에서 예인 음원을 이용한 장거리 해상실험 (23 km ~)이 수행되었고, 수직 선 배열을 통해 데이터를 획득하였다. 본 연구팀은 위상 변조 방식이 적용된 Phase Shift Keying (PSK) 계열 신호와 위상 및 진폭 변조 방식이 적용된 Quadrature Amplitude Modulation (QAM) 계열의 신호를 송신하였으며, 구체적으로 각 계열별 두 종류의 신호를 설계하였다; 1) PSK : quadrature PSK and 8PSK, 2) QAM : 8QAM and 16QAM. 데이터 분석을 위해 수신 신호와 채널 임펄스 응답 사이의 상관성을 활용하여 심볼 간 간섭을 완화시키는 시역전 처리가 적용되었다. 23 km 거리 데이터에 대해 모든 변조 방식이 성공적으로 복조됨으로써 장거리 환경에서 고차 변조 기법의 활용 가능성을 실험적으로 확인하였다.

심해에서의 빔 다이버시티를 이용한 수중음향통신 성능 분석

김동현,박희진,김재수,박정수,한주영,Kim, Donghyeon,Park, Heejin,Kim, J. S.,Park, Joung-Soo,Hahn, Joo Young 한국음향학회 2019 韓國音響學會誌 Vol.38 No.6

수중에서는 다중 경로로 인한 인접 심볼 간 간섭의 영향으로 통신 성능이 저하되며, 수동형 시역전 처리는 다중 경로를 완화하기 위한 가장 효율적인 기법이다. 수동형 시역전 처리의 성능을 향상시키기 위해 다이버시티 결합기법이 이용되고 있으며, 본 논문에서는 여러 각도로의 빔 조향을 통해 획득한 신호들을 결합하는 빔 다이버시티 결합기법을 이용하여 통신 성능을 분석하였다. 수직 선 배열 센서에 수신된 탐침 신호로부터 추정한 빔-시간 그래프를 통해 음파의 전달 각도들을 추정하였으며, 추정된 각도 중 결합 개수 및 방식에 따른 통신 성능을 분석하였다. 분석을 위해 2018년 10월 포항 동방 해역에서 수행된 Biomimetic Long range Acoustic Communications 2018(BLAC18) 실험 데이터를 활용하였으며, 통신 성능 지표로써 출력 신호 대 잡음비를 이용하였다. Underwater communication performance is degraded by the influence of Inter-Symbol Interference (ISI) due to multipath. Passive time reversal processing is the most effective technique for mitigating multipath, and the diversity combining method can be used to improve its performance. This paper analyzed communication performance using the beam diversity combining method, which combines signals obtained through the beam steering to various angles. Directions of arrival were estimated through the beam-time migration, which, in turn, was estimated from probe signals received by a vertical line array. The performance was analyzed based on the number and type of combinations among the estimated angles. In this paper, the data obtained from the Biomimetic Long range Acoustic Communications 2018 (BLAC18) experiment, which was conducted in the East sea, ~50 km east of Pohang, in October 2018, were used for the analysis. The output Signal to Noise Ratio (SNR) was used as communication indicators.

음선 기반 블라인드 디컨볼루션의 장거리 심해 환경으로의 적용

김동현,박희진,김재수,한주영,Kim, Donghyeon,Park, Heejin,Kim, J.S.,Hahn, Joo Young 한국음향학회 2022 韓國音響學會誌 Vol.41 No.2

When the source waveform is unknown, the Green's function can be estimated by Ray-based Blind Deconvolution (RBD) based on the simple array signal processing. In previous papers, RBD was successfully demonstrated using simulation and experiments in shallow water environment. In this paper, we investigate the applicability of RBD for a long-range communication (e.g., 30 km, 60 km, and 90 km) in a deep water environment (1,000 m ~), using experimental data conducted in the east of Pohang, South Korea, in October 2018. Data results are presented to demonstrate Green's function estimation of a communication signal (2.2 kHz ~ 2.9 kHz) using a 16-element, 42-m long vertical array. The results show that the Green's function estimated from RBD is comparable to that of matched filter result. Additional communication performance at a maximum range of 90 km will be also presented.

Long-range multiple-input-multiple-output underwater communication in deep water

김동현,김대환,김재수,한주영,Kim, Donghyeon,Kim, Daehwan,Kim, J.S.,Hahn, Joo Young The Acoustical Society of Korea 2021 韓國音響學會誌 Vol.40 No.5

Long-range communication in deep waters must overcome the low data rate due to limited bandwidth. This paper presents the performance of Multiple-Input-Multiple-Output (MIMO) system to increase the data rate. In MIMO system, communication performance is degraded by crosstalk between users and an adaptive passive Time Reversal Processing (TRP) is widely used to eliminate this. In October 2018, long-range underwater acoustic communication experiment was conducted in deep water (1,000 m ~) off the east of Pohang, South Korea. During the experiment, a vertical line array was utilized and communication signals modulated by binary phase shift keying and quadrature phase shift keying with a symbol rate of 512 sps were transmitted. To generate MIMO communication signals, received signals from ranges of 26 km and 30 km is synthesized. Compared to the conventional passive TRP, the adaptive passive TRP eliminates the crosstalk between users and achieves error-free performance with an increase of output signal-to-noise ratio. Therefore, two users separated by 4 km in range achieves an aggregate data rate of 1,024 symbols/s.

나카가미 페이딩 채널에서 딥러닝 기반 송신 전력 제어 기법을 이용하는 무선통신 시스템에 대한 성능 분석

김동현,김동연,이인호,Kim, Donghyeon,Kim, Dongyon,Lee, In-Ho 한국정보통신학회 2020 한국정보통신학회논문지 Vol.24 No.6

본 논문에서는 무선통신 시스템의 주파수 효율과 에너지 효율을 개선하기 위하여 딥러닝 기반의 송신 전력 제어 기법을 제안한다. 무선통신 시스템에서 다수의 송수신기의 위치는 균일 분포를 따르고 송수신기 간 채널은 나카가미 페이딩 채널을 가정하여 제안하는 송신 전력 제어 기법에 대한 주파수 효율과 에너지 효율의 성능을 분석한다. 제안하는 송신 전력 제어 기법은 딥러닝 기반의 학습에서 주파수 효율과 에너지 효율을 개선하기 위하여 배치 정규화 기법을 이용한다. 시뮬레이션을 통해 송수신기의 위치 범위를 제한하는 지형적 크기와 나카가미 페이딩 지수에 대하여 제안하는 송신 전력 제어 기법과 기존의 송신 전력 제어 기법의 주파수 효율과 에너지 효율의 성능 결과를 비교한다. 성능 결과의 비교를 통해 제안하는 기법이 기존의 기법보다 우수한 성능을 제공함을 입증한다. In this paper, we propose a deep learning based transmit power control (TPC) scheme to improve the spectral and energy efficiency of wireless communication systems. In the wireless communication system, the positions of multiple transceivers follow a uniform distribution, and the performances of spectral and energy efficiency for the proposed TPC scheme are analyzed assuming the Nakagami fading channels. The proposed TPC scheme uses batch normalization to improve spectral and energy efficiency in deep learning based training. Through simulation, we compare the results of the spectral and energy efficiency of the proposed TPC scheme and the conventional one for various area sizes that limit the position range of the transceivers and Nakagami fading factors. Comparing the performance results, we verify that the proposed scheme provides better performance than the conventional one.

컨베이어 벨트 고장 분류기 학습 시 증강 데이터 유무에 따른 DNN 성능 비교

김동현(DongHyeon Kim),김태원(TaeWon Kim),김현돈(Hyun-Don Kim),김도윤(Do-Yoon Kim) 대한전기학회 2023 대한전기학회 학술대회 논문집 Vol.2023 No.7

마그네틱 기어의 형상 변화에 따른 효율 해석에 관한 연구

김동현(DongHyeon Kim),정형근(HoungKun Joeng),노민수(MinSu Noh),박종빈(JongBin Park),김정휴(JeongHyu Kim),김창현(ChangHyun Kim),김효준(HyoJun Kim),이호준(HoJoon Lee) 대한전기학회 2023 대한전기학회 학술대회 논문집 Vol.2023 No.5

Homecare Kit를 활용한 수면무호흡 진단 서비스 개발

김동수(Dongsu-KIM),김도영(Doyoung-KIM),김동현(Donghyeon-KIM),김동겸(Donggyeom-KIM),김민규(Mingyu-KIM),김일곤(Ilgon-KIM) 한국정보과학회 2017 한국정보과학회 학술발표논문집 Vol.2017 No.12

전송률 분할 다중접속 기반의 무선 자원 관리 기술 동향

김동현(Donghyeon Kim),유병하(Byungha You),이인호(In-Ho Lee),정해준(Haejoon Jung) 한국통신학회 2023 한국통신학회 학술대회논문집 Vol.2023 No.2

부진정예비적 병합의 개념과 심판방법

김동현 ( Kim Donghyeon ) 안암법학회 2017 안암 법학 Vol.0 No.54

종래 부진정예비적 병합에 관하여는 우리나라와 독일의 학설 및 판례가 그 개념을 전혀 다르게 정의함으로써 허용여부 및 요건과 심판방법등을 둘러싸고 혼란이 있었는바, 본고는 독일에서 인정하는 부진정예비적 병합과 우리 판례가 인정하는 부진정예비적 병합에 관하여 각각 상세히 살펴봄으로써 부진정예비적 병합의 개념을 바르게 정립하고 그것을 이해하는 데 도움을 주는 것을 목적으로 한다. 본래 `선택적 병합`이란 양립할 수 있는 여러 개의 청구에 관하여 택일적으로 심판을 구하는 것이고 `예비적 병합`이란 양립할 수 없는 여러개의 청구에 관하여 순위를 정하여 심판을 구하는 것인데, 우리 판례는 `부진정예비적 병합`이라는 이름하에 양립할 수 있는 여러 개의 청구에 관하여 당사자가 그 심판의 순위를 붙여 예비적 병합의 형태로 청구하는 것을 허용하고 있다. 판례가 이와 같은 형태의 병합을 인정하는 것은 처분권주의의 관점에서 수긍할 수 있다. 다만, 이를 전면적으로 허용한다는 취지는 아니고, 예비적 병합이란 양립할 수 없는 청구에 관하여 심판의 순위를 붙여 병합하는 것이 원칙이되, 양립할 수 있는 청구라도 심판의 순위를 붙여 청구할 합리적 필요성이 있는 경우에는 예외적으로 적법한 것으로 인정하겠다는 의미로 해석함이 타당하다. 문제는 구체적으로 어떠한 요건하에 인정할 것인지 그리고 그 심판방법을 어떻게 할 것인지 여부인데, 본고에서는 이에 관하여 관련 대법원판결을 상세히 분석하며 살펴보았다. 그러나, 이와 같은 병합형태를 `허용하는 것`과 별론으로, 이를 가리켜 부진정예비적 병합이라고 `이름붙이는 것`은 타당하지 않다고 할 것이다. 생각건대 부진정예비적 병합은 독일의 통설 및 판례가 이해하는 바와 같이 “주위적 청구가 인용될 때에 대비하여 조건부로(즉 주위적 청구의 배척을 해제조건으로) 예비적 청구에 대하여 심판을 구하는 것”으로 그 개념을 정의함이 타당하다. 우리나라의 학설은 대체로 이를 `단순병합`으로 보지만, 그 법적 성질이 조건부 심판청구임에 비추어 `예비적 병합`의 한 형태로 봄이 타당하다. 또한 예비적 병합, 예비적 반소, 예비적 공동소송과 같은 예비적 신청의 경우에 `진정`예비적 신청은 주위적 신청이 배척될 때에 대비하여 하는 예비적 신청이고 `부진정`예비적 신청은 주위적 신청이 인용될 때에 대비하여 하는 예비적 신청이라고 새긴다면, 법률용어의 통일적 사용이라는 측면에서도 우리 판례의 개념정의보다는 독일에서의 개념정의가 보다 일관성 있고 바람직하다고 생각한다. 이와 같은 의미에서의 부진정예비적 병합은 우리나라에서 잘 알려지지 않은 관계로 실무상 이용되지 않고 있으나, 소송경제를 꾀할 수 있고 주위적 청구가 이유 없으면 예비적 청구에 관하여 심판을 하지 않아도 된다는 장점이 있으므로 앞으로 우리나라에서도 활용되기를 기대한다. Zweck der vorliegenden Arbeit ist Begriffsbestimmung und rechtliche Behandlung der uneigentlichen oder unechten Eventualhaufung kritisch zu uberprufen. Nach der koreanischen standigen Rechtsprechung ist es soweit erforderlich zulassig, einen Hilfsantrag fur den Fall zu stellen, dass der Hauptantrag als unzulassig oder unbegrundet abgewiesen wird, auch wenn beide Antrage nebeneinander bestehen konnen und daher in alternativem Verhaltnis stehen. Meiner Meinung nach ist eine Klagenhaufung dieser Art aufgrund des Dispositionsgrundsatzes zuzulassen. Aber die dafur verwendete Bezeichnung “unechte eventuelle Klagehaufung” ist eher irrefuhrend und kaum hilfreich. Die eventuelle Klagenhaufung in Deutschland ist auch zulassig, wenn der Hilfsantrag fur den Fall gestellt wird, dass der Hauptantrag durchdringt (sog. uneigentliche oder unechte Eventualhaufung). Die deutsche Rechtsprechung und herrschende Meinung erkennt eine Eventualhaufung dieser Art mit Recht aus prozessokonomischen Grunden an, denn die Ergebnisse des Prozesses fur beide Antrage verwertet werden konnen und daher eine doppelte Prozessfuhrung vermieden wird. Mit der Klage auf Abschluss eines Kaufvertrags aus einem Vorvertrag kann daher fur den Fall, dass sie Erfolg hat, auf Zahlung des Kaufpreises geklagt werden. Voraussetzung fur die unechte Eventualhaufung ist dass es sich um zwei verschiedene Streitgegenstande handelt, die in ein uneigentliches Eventualverhaltnis gebracht werden. Anders als bei der echten Eventualhaufung darf bei der unechten Eventualhaufung das Gericht uber den Hilfsantrag nur entscheiden, wenn es den Hauptantrag fur begrundet halt. Der Hilfsantrag mit der Abweisung des Hauptantrags gegenstandlos wird.