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수중 환경 변화에 따른 수중기지국 기반 수중통신망 성능 분석
손세우(Son Se Woo),차민혁(Cha Min Hyuk),김세연(Kim Se Yeon),필웅후(BI XIONG HOU),임태호(Im Tae Ho),고학림(Ko Hak Lim) 한국통신학회 2021 한국통신학회 학술대회논문집 Vol.2021 No.2
본 논문은 수온과 풍속에 따른 수중 통신 성능분석을 위해 실해역 실험을 수행한 결과이다. 현재 연구중인 수중 관측제어망 실험으로써 해저면에 센서노드 10개와 수중 기지국 2개, 해수면에 해상부이 1개를 경상남도 통영시 인근 해역에 설치하였으며 수중-육상 연계 통신 시스템을 구현하여 실시하였다. 약 일주일 간 취득한 데이터를 기반으로 주간(06시~17시), 야간(18시~익일05시)의 패킷 성공률과 풍랑 주의보 유무에 따른 패킷 성공률을 비교분석 하였다. 실험결과, 주간의 경우 95.7% 야간의 경우 93.65%의 패킷 성공률을 확인하였으며, 풍랑 주의보가 발생한 14, 15일은 각 88.3%, 82%, 비교적 풍속이 약한 16, 17일은 각 100%, 98.7%의 패킷 성공률을 확인하였다. 결과적으로 수온과 풍속이 변화할 때 수중 통신 시스템에도 영향을 미치는 것을 확인하였다.
수중음향통신시스템에 사용되는 20-40㎑, 40-60㎑ 대역 트랜스듀서 성능 분석
김도훈(Do-Hoon Kim),차민혁(Min-Hyuk Cha),김세연(Se-Yeon Kim),손세우(Se-Woo Son),임태호(Tae-Ho Im),고학림(Hak-Lim Ko) 한국정보통신학회 2020 한국정보통신학회 종합학술대회 논문집 Vol.24 No.1
본 논문은 수중음향통신시스템에 사용되는 20-40㎑ 대역과 40-60㎑ 대역의 트랜스듀서를 제작하여 상용 트랜스듀서와의 성능 비교를 진행하였다. 실험 환경은 미니 수조에서 실시하였으며 두 제품의 데이터시트 상의 성능은 상용 트랜스듀서가 제작트렌스듀서 보다 약 7㏈(20-40㎑), 약 4㏈(40-60㎑)의 좋은 성능을 나타내었지만 미니 수조 실험 결과는 상용 트랜스듀서 20-40㎑ 대역이 약 1㏈ 높았으며, 40-60㎑ 대역은 제작 트랜스듀서가 약 2㏈의 좋은 성능을 나타나는 결과를 확인하였다. This paper produced transducers in the 20-40㎑ band and 40-60 ㎑ band used in the underwater acoustic communication system, and proceeded with the performance comparison with commercial transducers. The experimental environment was carried out in a mini-water tank, and the performance on the datasheet of the two products was about 7㏈(20-40㎑) better than that of the commercial transducers, about 4㏈(40-60㎑), but the mini-water tank,experimental results showed that the commercial transducer 20-40㎑ was about 1㏈ higher, and the 40-60㎑ band was about 2㏈ better.
다중접속 수중 음파 통신을 위한 LFM 기반 신호 검출 성능 분석 연구
김도훈(Kim Do Hoon),차민혁(Cha Min Hyuk),유호동(Liu Hao Dong),필웅후(Bi Xion Ghou),임태호(Im Tae Ho) 한국통신학회 2021 한국통신학회 학술대회논문집 Vol.2021 No.6
본 논문에서는 수중음향통신 송신 기법 중 하나인 LFM(Linear Frequency Modulateion)을 이용하여 모의실험을 진행하였다. LFM이란 시간에 따라 주파수가 변화하는 Chirp 신호를 전송하는 통신 기법이며, 다중 접속을 위해 다양한 LFM 기법을 사용한다. 다중 접속 수는 1, 2, 4로 각각 진행하고, LFM 기법은 Up-LFM, Down-LFM, Up&Down-LFM를 통해 모의실험 후 비교하였다. 모의실험 결과 Up-LFM과 Down-LFM으로 실험한 진행한 결과 다중 접속 수가 4일 때에는 SNR이 증가하더라도 송신 데이터의 일부가 손실된 상태로 수신되었으며, 접속 수가 1일 때와 2일 때에는 SNR이 약 -7dB 이상일 경우 데이터를 완벽하게 수신하는 것을 확인하여 다중 접속을 할 경우 다중 접속의 수를 2로 하는 것이 적합한 것을 확인하였다. Up&Down-LFM으로 실험을 진행한 결과 다중 접속의 수가 4일 때에는 샘플링 주파수가 낮을 경우에는 SNR이 증가하더라도 데이터가 일부 손실하였고 샘플링 주파수를 높일 경우 송신 데이터를 완벽하게 수신하는 것을 확인하였다.
대한민국 남해 해역에서 원형 배열 하이드로폰을 이용한 수중 OFDM 시스템의 적응 빔포밍 연구
김준호(Jun Ho Kim),차민혁(Min Hyuk Cha),왕비(Fei Wang),임태호(Tae Ho Im),고학림(Hak Lim Ko) 한국통신학회 2021 한국통신학회 학술대회논문집 Vol.2021 No.11
본 논문은 12개의 하이드로폰을 원형으로 배열하여 하이드로폰 개수에 따른 수중 OFDM 시스템의 MMSE 빔포밍 성능향상 실험을 수행하였다, 대한민국 경상남도 거제도 인근 해역에서 실해역 실험을 진행하였으며, 실해역 실험 데이터를 통해 원형 배열 하이드로폰의 개수를 3개, 4개, 6개, 12개로 달리하여 MMSE 빔포밍을 적용한 결과 omni대비 최대 8.5392dB의 EVM 이득이 확인되었으며, BER이 최대 0.0285 낮아졌음을 확인하였다.