A Broadband FIR Beamformer for Underwater Acoustic Communications

최영철,임용곤,Choi, Young-Chol,Lim, Yong-Kon The Korea Institute of Information and Commucation 2006 한국정보통신학회논문지 Vol.10 No.12

수중음향통신을 위한 빔형성 기법은 대역폭이 반송주파수에 비해서 큰 광대역 신호 특성을 고려해야한다. 수중 음향통신에서는 협대역 신호가정이 성립하지 않는다. 본 논문에서는 기저 대역 배열신호 모델을 이용한 수중음향통신 광대역 FIR 빔형성기에 대해서 논한다. 반송주파수 25Hz, 심볼 속도 5kHz인 QPSK 방식의 수중음향통신에 있어서 광대역 FIR 빔형성기를 고려했다. 배열 센서는 8개의 등방형 센서로 구성된 선형등간격 구조이고, 센서간 간격은 반송주파수 파장의 절반이다 컴퓨터 모의실험을 통하여 각 센서에 길이가 2인 FIR 필터를 채택하고 탭간 간격이 심볼 주기의 1/4일 때 광대역 FIR 빔형성기는 최적 신호 대 간섭잡음비에 근접하였으며, 기존의 통상적인 협대역 빔형성기보다 신호 대 간섭 잡음비가 0.5dB 향상된 결과를 보였다. 광대역 FIR 빔형성기의 성능은 FIR 필터 길이가 특정 값 이상으로 커지면 더 나빠지고, 탭간 간격이 심볼 주기의 절반보다 작으면 탭간 간격은 성능에 영향을 주지 않았다. 탭간 간격 이 심볼 주기와 같은 경우에, 훈련 신호열이 통상적인 경우보다 더 많이 필요하였다. Beamforming for underwater acoustic communication (UAC) is affected by the broadband feature of UAC signal, which has relatively low currier frequency as compared to the signal bandwidth. The narrow-band assumption does not hold good in UAC. In this paper, we discuss a broadband FIR beamformer for UAC using the baseband equivalent way signal model. We consider the broadband FIR beamformer for QPSK UAC with carrier frequency 25kHz and symbol rate 5kHz. Array geometry is a uniform linear way with 8 omni-directional elements and sensor spacing is the half of the carrier wavelength. The simulation results show that the broadband n beamformer achieves nearly optimum signal to interference and noise ratio (SINR) and outperforms the conventional narrowband beamformer by SINR 0.5dB when two-tap FIR filter is employed at each sensor and the inter-tap delay is a quarter of the symbol interval. The broadband FIR beamformer performance is more degraded as the FIR filter length is increased above a certain value. If the inter-tap delay is not greater than half of the symbol period, SINR performance does not depend on the inter-tap delay. More training period is required when the inter-tap delay is same as the symbol period.

농업환경 평가를 위한 지표곤충 선발

최영철,박해철,김종길,심하식,권오석,Choi Young-Cheol,Park Hae-Chul,Kim Jong-Gill,Sim Ha-Sik,Kwon Oh-Seok 한국응용곤충학회 2004 한국응용곤충학회지 Vol.43 No.4

농업환경 평가를 위한 지표곤충을 선발하기 위해 2001년부터 2003년까지 홍천군 남면 양덕원리(홍천A), 홍천군 남면 명동리(홍천B)와 양평군 단월면 덕수리(양평)에서 농경지 주변에 서식하는 곤충을 채집, 동정하고 자연환경을 조사하였다. 시험지역의 벼 재배특성을 조사한 결과, 홍천A 지역은 농약을 년 2-3회 살포하고, 화학비료의 시비 등 일반관행 농법으로 이루어 졌으며, 홍천B 지역은 오리농법을, 양평 지역은 왕우렁이 농법을 도입하여 무농약, 무시비로 재배하면서 호맥을 재배하여 녹비로 이용하였다. 각 조사지역 내에서의 식생을 조사한 결과, 세 지역 모두 바랭이(Digitaria ciliaris (Retz.) Koel.), 돌피(Echinochloa crus-galli (L.) Beauvois) 등이 우점하였으며, 서식 식물 종수는 세 지역 모두 다양한 종이 서식하였고 녹지자연도(DGN)는 홍천A 지역(1.6)보다 홍천B 지역(2.0)과 양평 지역(3.6)이 높았다. 각 조사지역에 서식하고 있는 곤충을 채집, 분류 동정한 결과, 세 지역 모두 8, 9월에 개체수가 가장 많았으며, 채집 종수는 6월부터 9월까지 30종 이상이었다. 홍천A 지역에 비해 홍천B 지역과 양평 지역에서 채집된 곤충의 종수가 더 많았으며, 딱정벌레목의 종수가 다른 목의 곤충의 종수에 비해 월등히 많았다. 세 지역의 곤충 군집분석 결과, 우점도 지수(DI)는 홍천B 지역이 0.24로 가장 낮았으나, 종다양도(H'), 풍부도(RI)와 균등도 지수(DI)는 홍천B 지역과 양평 지역이 홍천A 지역보다 높았다. 세 지역의 시기별, 종별 채집빈도 등을 종합분석한 결과, 농업생태계 환경평가를 위한 유망 지표 곤충종으로 홍천A 지역은 딱정벌레목의 등빨간먼지벌레, 홍천B 지역과 양평 지역은 남방폭탄먼지벌레와 좀방울벌레가 선발되어야 할 것으로 판단된다. To select indicator insects, the abundance of which is one of the major criteria for the evaluation of agricultural environment, was designated and monitored in the three sites (Hongcheon A, B, and Yangpyeong) from 2001 to 2003. Characteristics of rice cultivation are usual cultivation with 2 or 3 times sprayed chemical agents per year in Hongcheon A site, duck cultivation with non-sprayed chemical agent, green manure and mowing in Hongcheon B site, and pond snail with non-sprayed chemical agent, green manure and mowing in Yangpyeong site. Dominant floral species are Digitaria ciliaris (Retz.) Koel., Persicaria thunbergii (Siebold & Zuccarini) H. Gross, Echinochioa crus-galli (L.) Beauvois, and Humulus scandens (Lour.) Merr. in Hongcheon A site, Digitaria ciliaris (Retz.) Koel., Persicaria thunbergii (Siebold & Zuccarini) H. Gross, and Echinochloa crus-galli (L.) Beauvois in Hongcheon B site, and Digitaria ciliaris (Retz.) Koel., Setaria viridis (L.) Beauv., and Persicaria langiseta (De Btuyn) Kitagawa in Yangpyeong site. Degree of green naturality (DGN) was higher in Hongcheon B site (2.0) and Yangpyeong site (3.6) than in Hongcheon A site (1.6). Number of species and individual of insects collected in the three sites were abundant on August and September. The species diversity was higher in Hongcheon B and Yangpyeong than in Hongcheon A. And Coleoptera was dominant in the all sites. The dominance index (DI) was the lowest, but diversify index (H'), evenness index (E) and richness index (RI) were the highest in Hongcheon B site. Based on three results, indicator insects for the evaluation of agricultural environment were selected as Dolichus halensis in Hongeheon A site, as Pheropsophus. javanus and Polionemobius mikado in Hongcheon B and Yangpyeong sites.

Zr-Ti-Cu-Ni-Be 합금으로 제조된 상용 골프클럽헤드의 부위별 물리적 특성 및 기계적 거동

최영철,홍순익,Choi, Young-Chul,Hong, Sun-Ig 한국재료학회 2005 한국재료학회지 Vol.15 No.11

The deformation behavior of a bulk amorphous and crystallized amorphous $Zr_{22.5}Ti_{14}Cu_{12.5}Ni_{10}Be_{22.5}$ alloy extracted from a commercial golf club head was characterized at room temperature ana $300^{\circ}C$. At room temperature, amorphous specimens revealed higher yield stress and ductility than partially crystallized alloy specimens. Amorphous alloy displayed some plasticity before fracture, which resulted from strain hardening and repeated crack initiation and propagation. The fracture is mainly localized on one major shear band, and the compressive fracture angle of the amorphous specimen between the stress axis and the fracture plane was about $40^{\circ}$ Scanning electron microscope observations revealed mainly a vein-like structure in the amorphous alloy But the fracture surface of partially crystallized amorphous alloy consisted of vein-like and featureless fracture structure. The partially crystallized alloy extracted from the thick part of the club fractured in the elastic region, at a much lower stress level than the amorphous, suggesting that relatively coarse crystal particles formed during cooling cause the brittle fracture.

알칼리 활성 슬래그 결합재의 미소수화열 분석

최영철,조현우,오성우,문규돈,Choi, Young-Cheol,Cho, Hyun-Woo,Oh, Sung-Woo,Moon, Gyu-Don 한국건설순환자원학회 2015 한국건설순환자원학회 논문집 Vol.3 No.3

본 연구에서는 알칼리 활성화 슬래그 결합재의 반응성을 정량적으로 살펴보기 위해 미소수화열을 분석을 수행하였다. 알칼리 활성화 슬래그 결합재의 반응성 및 작업성 확보를 위해 다양한 알칼리 자극제의 종류 및 농도에 대해서 실험을 수행하였다. 알칼리 자극제 및 $SO_3$ 질량비를 변화하면서 미소수화열을 측정하였으며, 응결시간 제어를 위해 sodium tripolyphosphate ($Na_2P_3O_{10}$)와 hydrated sodium borate ($Na_2B_4O_710H_2O$)를 적용하였다. 그 결과, 알칼리 활성화 슬래그 결합재는 알칼리 활성에 의해 calcium silicate hydrate(C-S-H)를 촉진하는데 4~5% 농도의 알칼리가 필요한 것으로 나타났으며, $SO_3$ 함량이 높아질수록 누적 발열량이 작아지면서 전반적으로 발열이 지연되는 것으로 나타났다. 또한, 응결 지연제로서 hydrated sodium borate를 사용하였을 경우 발열을 억제하여 지연된 효과를 나타내며, 전체적인 누적 발열을 지연시키는 효과를 보이는 것을 확인할 수 있었다. In this research, isothermal conduction calorimetry analysis has been conducted to investigate the reactivity of alkali activated slag binders. In order to secure the reactivity and workability of alkali activated slag binders, experiences with various types and concentrations of alkali activators were performed. Isothermal conduction calorimetry were measured with different alkali activators and mass ratio of $SO_3$ to binders as variables, and sodium tripolyphosphate ($Na_2P_3O_{10}$) and hydrated sodium borate ($Na_2B_4O_710H_2O$) were used to control setting time. As a results, alkali activated slag binders required alkali activators with 4 to 5 percent of concentration to accelerate the formation of calcium silicate hydrate(C-S-H) by alkali-activation, and overall heat generation rate delayed as accumulated heat decreased due to the high $SO_3$ contents. Moreover, the use of hydrated sodium borate as setting retarder causes elongated setting time due to delaying heat generation, so it can be considered that setting retarder played an important role in delaying total heat generation rate.

수중음향통신을 위한 적응 결정궤환 등화기

최영철,박종원,임용곤,Choi, Young-Chol,Park, Jong-Won,Lim, Yong-Kon 한국정보통신학회 2009 한국정보통신학회논문지 Vol.13 No.4

본 논문에서는 2007년 11월 거제 연안에서 실해역 실험을 통하여 취득한 데이터를 이용하여 수중음향통신을 위한 적응 결정제환 등화기의 비트 오율 성능 분석 결과에 대해서 논한다. 전방먹임 필터 길이, 되먹임 필터 길이, 훈련신호열 길이, 시간지연 등의 변수를 변화시키면서 RLS 알고리듬을 적용한 적응 결정궤환 등화기의 비트 오율을 분석한 결과, 오류정정부호를 적용하지 않았을 때, 전달 거리 9.7km, 4km에서 각각 $4{\times}10^2\;and\;1.5{\times}10^{-2}$ 비트 오율을 얻었다. 얻어진 $10^{-2}$ 수준의 비트 오율은 오류정정부호를 적용할 경우에 $10^{-3}$ 이하로 낮아지므로, 적응 결정궤환 등화기는 모뎀의 무게 및 부피가 작아야 하는 자율무인잠수정에서 고속의 통신 수단을 제공할 수 있는 기술로서 활용 가치가 클 것으로 예상된다. In this paper, we present bit error rate(BER) performance of an adaptive decision feedback equalizer(DFE) using experimental data. The experiment was performed at the shore of Geoje in November 2007. The BER of the adaptive DFE whose tap weight is updated by RLS is described with change of feedforward filter length, feedback filter length, training sequence length, and delay, which shows that the uncoded average BER is $4{\times}10^2\;and\;1.5{\times}10^{-2}$ with transmission range of 9.7km and 4km, respectively. The BER of the adaptive DFE can be lower than 10-3 by a forward error correction code and therefore the adaptive DFE may be a good candidate for a high speed AUV communications since the volume and weight of the underwater acoustic modem should be small because of the restricted space and power in the battery-operated AUV.

새로운 지리적 온디맨드 라우팅 프로토콜

최영철,임용곤,Choi, Youngchol,Lim, Yong-kon 한국정보통신학회 2017 한국정보통신학회논문지 Vol.21 No.6

본 논문에서는, ad-hoc on-demand distance vector (AODV) 라우팅 프로토콜의 브로드캐스트 스톰 문제가 발생하지 않는 이동 애드혹 네트워크를 위한 새로운 온디맨드 라우팅 프로토콜을 제안한다. 경로요청 패킷을 송신하는 노드와 목적지의 위치 정보를 이용하여, 경로요청 패킷을 전달할 수 있는 후보를 지리적으로 제한한다. 그 다음에, AODV의 원리를 따르는 라우팅 프로토콜들은 최초로 수신된 경로요청 패킷 이외의 중복 수신되는 경로요청 패킷을 모두 버리지만, 제안하는 라우팅 프로토콜은 중복 수신되는 경로요청 패킷을 해석하여, 경로요청 패킷의 불필요한 중복 재방송을 회피하고 송신한 경로요청 패킷에 대한 수동 ACK 기능을 수행한다. 제안하는 라우팅 프로토콜을 AODV의 소스 코드를 수정하여 QualNet으로 구현하고 시뮬레이션을 수행한 결과, 기존 AODV 대비, 노드 밀집도가 높고 트래픽이 많은 네트워크의 패킷 전달 비율 및 시간 지연을 크게 향상시킨다. In this paper, we propose a novel geographical on-demand routing protocol for a mobile ad-hoc network (MANET) that resolves the broadcast storm problem of ad-hoc on-demand distance vector (AODV) routing protocol. The candidates relaying route request (RREQ) packet are geographically restricted by the locations of the destination and a (RREQ sender. Then, the duplicate RREQs, which are generally discarded in the protocols that follow the principle of the AODV, are parsed to avoid redundant RREQ rebroadcasts and to perform passive acknowledgement with respect to a RREQ rebroadcast. The proposed routing protocol is implemented by modifying the source code of the AODV in QualNet. It is shown through QualNet simulations that the proposed routing protocol significantly improves the packet delivery ratio and the latency of the AODV in high-density and heavy traffic network scenarios.

조선후기(朝鮮後期) 감영(監營) 중심축(中心軸)의 구성(構成)과 직제별(職制別) 상관성(相關性)에 관한 연구(硏究)

최영철,박언곤,Choi, Young-Chul,Park, Eon-Kon 한국건축역사학회 1994 건축역사연구 Vol.3 No.2

The KAMYOUNG is the supreme local government office in CHOSEON dynasty. This study aims to propose the new methodology on research of local government office's prototype in CHOSEON dynasty. Especially this study is the zoning plan of the KAMYOUNG in the late CHOSEON dynasty, It is meant to present the first trial that pursue to total frame of local government in CHOSEON dynasty through the new methodology. The 18th century is the transitional era when the system of norm was deconstructed. The institution and organization of the supreme lacal government office(KAMYOUNG) was united nationwidely and at the same time its deconstruction was carried out in the 18th century. The domain of the governer has fixed in the 18th century, though the scale of 街e KAMYOUNG was enlarged. These domain expressed a strong symbolization according to hierarchy in exterior appearance of the traditional architecture. With the entire execution of a local government coming soon, the concerns about the localization have been increased rapidly. Under this time situation, as the discussion centered on the creation or change of the local self-governing community, so the concerns regarding the traditional aspects of a local government office have been increasing. Hower, without the recognition of this history, as the research of these existing historical materials has been progressed, so the misunderstanding is still left. Especially, because the government office of CHOSEON is a Confucian nation thinking much of a hierarchy based on Yae - Jae, the hierarchy of this architecture has a deep correlation with the organization of an office. The method of this study is like following: Firstly, prescribed characteristic of KAMYOUNG tough syudys of hierarchy in a local government system, human and material composition. secondly, as the changing progress of KAMYOUNG is compared and analyzed with organization of an office in the center. So characteristics of KAMYOUNG are abstracted. And finally, from this, the interpretation methodology of KAMYOUNG is revealed, with a deep correlation between specific characters of organization and architectural structurals. And also, with these methodologies, the interpretation method of the local government office and normative frame in CHOSEON dynasty are suggested.

바이오 콘크리트를 활용한 유지관리 기술의 현재와 미래

최영철,권성준,이광명,Choi, Young-Cheol,Kwon, Seung-Jun,Lee, Kwang-Myong 한국콘크리트학회 2015 콘크리트학회지 Vol.27 No.1

수중음향통신 링크 해석

최영철,변성훈,임용곤,Choi, Young-Chol,Byun, Sung-Hoon,Lim, Yong-Kon 한국정보통신학회 2007 한국정보통신학회논문지 Vol.11 No.8

수중음향통신 링크는 육상에서의 통신 링크와 비교했을 때, 물과 공기라는 매질의 차이, 음파와 전자기파라는 전달 파의 차이로 인하여 링크 해석에 있어서 수중음향통신 환경 고유의 특성을 고려한 링크 해석이 필요하다. 본 논문에서는 수중에서 음파를 이용한 무선통신의 매질로서 바다 속을 경로 손실, 흡음, 환경 잡음 측면에서 수중음향통신 링크 예산 수립에 적합하도록 음향학 기반의 지식을 해석하고 고찰하였다. 우리나라 연안에서의 흡음 계수 및 잡음 레벨에 대해서 분석하고 흡음 계수 및 잡음 레벨을 고려한 수중음향통신 주파수 대역 선정 방법을 제시하였다. 또한, 수중음향채널 링크 해석 결과의 적용 예로서 수중음향통신 시스템에서 널리 사용되고 있는 주파수 대역 중에서 25kHz 중심 주파수를 사용하고 전송 속도 10kbps, 목표 전달 거리 1km, 목표 비트 오율 $10^{-3}$인 QPSK 수중음향통신 시스템의 천해 동작환경을 고려한 이상적인 AWGN 환경에서의 링크 예산 수립 예를 보였다. The electro-magnetic wave propagates through the air in the terrestrial communications, but the acoustic wave propagates through the seawater in the underwater acoustic communication(UAC). It makes the differences between the UAC link and the well hon air communication links. In this paper, we have studied path loss, absorption and ambient noise of the ocean as a medium for UAC. We have analyzed the absorption coefficient and ambient noise level of the coastal area of South Korea and suggested a strategy for the selection of the frequency band by considering the absorption coefficient and ambient noise level. Also, we present an illustrative example of a link budget for the QPSK UAC system which has carrier frequency 25kHz, bit rate 10kbps, range 1km and BER $10^{-3}$ in the shallow water environment with an ideal AWGN assumption.

곤충 다양성 지수를 이용한 도시 및 공단지역 농경지 환경평가

최영철,김종길,최지영,김원태,심하식,박병도,Choi, Young-Cheol,Kim, Jong-Gill,Choi, Ji-Young,Kim, Won-Tae,Shim, Ha-Sik,Park, Beong-Do 한국응용곤충학회 2007 한국응용곤충학회지 Vol.46 No.3

우리나라 도시 및 공단지역의 농경지에 대해 서식하고 있는 지표곤충 및 평가지수를 이용하여 농업생태계 내의 환경상태를 평가하고자 2004년부터 2006년까지 곤충 서식환경이 다른 지역을 대상으로 곤충 상을 조사하였다. 각 조사지역 내에서의 서식식물을 조사하여 식생을 평가한 결과 농업지역의 자연성이 좋았으며, 도시지역 과 공단지역은 자연환경 상태가 다소 떨어졌다. 각 지역별 수질, 토양 및 대기환경을 조사한 결과 농업지역에 비해 도시지역과 공단지역의 수질, 토양중금속, 대기 등 오염이 더 심한 것으로 나타났다. 5월부터 10월까지 서식곤충을 조사한 결과 조사지역 모두 6월부터 8월까지 가장 많은 곤충이 채집되었으며, 농업지역은 총 12목 106과 166종, 도시지역은 11목 102과 148종, 공단지역은 11목 100과 152종으로 농업지역에서 가장 많은 곤충이 서식하고 있었다. 목별로는 딱정벌레목의 곤충이 가장 많이 서식하였으며, 곤충 군집분석 결과 다양도 지수는 농업지역이 2.36으로 도시지역(1.92)과 공단지역(1.28) 보다 높았다. 이상의 결과를 종합하여 평가 항목별 기준을 보면 양호한 지역은 농업지역이며, 곤충 다양성 지수 2.1이상, 지표곤충은 남방폭탄먼지벌레, 환경조건은 수질 BOD 4.8 ml/L, 토양중금속 Cd 0.06 ppm이하였다. 보통인 지역은 도시지역이며, 곤충 다양성 지수 1.5-2.0, 지표곤충은 끝동매미충, 환경조건은 수질 BOD 10.98 ml/L, 토양중금속 Cd 0.30 ppm이하였다. 그리고 불량한 지역은 공단지역이며, 곤충 다양성 지수 1.5미만, 지표곤충은 콩잎벌레, 환경조건은 수질 BOD 29.7 ml/L, 토양중금속 Cd 1.01 ppm이었다. 따라서 도시 및 공단지역은 농업지역에 비해 곤충이 서식할 수 있는 환경조건, 특히 식생, 수질, 토양환경이 떨어졌으며, 서식하고 있는 곤충 종수, 개체수 등 서식밀도가 낮은 것으로 보아 이들 농경지에 대한 건전성을 평가할 수 있는 일부 기준이 될 것으로 사료된다. To evaluate environment of farm lands using indicator insects and evaluation indices, the insect abundance of which is one of the major criteria for the evaluation of agricultural environment of farm land in urban areas and industrial complex, three sites (Ansan, Daesan, Suncheon) were designated and monitored from 2004 to 2006. The flora of agricultural land was more than urban areas and industrial complex of that in three sites. Soil, water and air pollution of urban areas and industrial complex were more serious than those of agricultural land in three sites. Overall population of insects were high from June to August in the surveyed three sites. Collected insects in agricultural land were 12 order, 106 family and 166 species, those in urban areas were 11 order, 102 family and 148 species, and in industrial complex were 11 order, 100 family and 152 species. Species and population belonging to Coleoptera was dominant in the surveyed sites. The insect diversity indices of farm land were 2.36 in agricultural land, 1.92 urban areas and industrial complex. And agricultural environment of agricultural land was good, urban areas was common and industrial complex was poor. Based on the major criteria of evaluation items, the criteria were selected as diversity index over 2.1, insect indicator Pheropsophus javanus in agricultural land, diversity index 1.5-2.0, insect indicator Nephotettix cincticeps in urban areas, diversity index below 1.5, insect indicator Pagria signata in industrial complex.