수중 레이저 무선 통신에서 기울어진 펄스 위치 변조 기법에 관한 연구

Abstract

수중에서는 매질의 특성 때문에 주로 음향통신기술을 사용한다. 하지만 음향통신기술은 여러 단점을 가지고 있다. 이러한 단점을 보안 할 수 있는 방법으로 광을 이용한 무선 통신 의 연구가 각광받고 있다. 무선 광 통신을 할 때의 채널 특성으로 흡수와 산란이 중요한 요소이다. 흡수와 산란을 최소화하는 것이 중요하다. 흡수의 영향을 최소화하기 위해 전자기 스펙트럼의 청록색 부분의 낮은 흡수 창을 활용한다. 산란 현상은 물 자체 보다 물속에 용해되어 있는 여러 물질과 입자에 의해 일어난다. 이때 산란에 많은 영향을 미치는 요소는 탁도이다. 지금까지 많은 연구들은 탁도를 고려하지 않은 환경에서 실험이 이루어졌지만 본 논문에서는 수조실험 시 물의 탁도를 고려하여 실험을 진행하였다. 또한 흡수와 산란에 따른 수중 감쇠 특성을 설명한다.

무선 광 통신을 할 때, 주로 쓰이는 방식은 펄스 위치 변조 방식과 온-오프 키잉 방식이다. 펄스 위치 변조 방식은 다양하게 변형하여 각각의 장점을 가진 변형된 펄스 위치 변조 방식이 있다. 본 논문에서는 기존의 사각 펄스을 이용한 방식이 아닌 기울어진 펄스를 이용한 새로운 방식을 제안하였다.

모의실험을 통해 기존의 방식과 제안된 방식을 비트 오류율 관점과 대역폭 효율 관점에서 성능을 비교 분석하였다. 비트 오류율 관점에서는 기존의 방식이 우수했지만 대역폭 효율 관점에서는 제안된 방식이 우수하였다.