차동 처프 대역 확산 방식을 갖는 수중음향통신에 관한 연구

Abstract

수중음향통신은 지상 통신에 비해 채널의 시-변동성이 매우 강하다. 이를 극복하기 위해 다양한 통신 기법이 연구되고 있다. 좁은 대역폭은 사용하는 통신 방법은 주파수 선택적 페이딩에 매우 취약하며, 이로 인하여 대역 확산 기법을 사용할 수 있다. 이는 광대역 통신의 특성 때문에 신호의 크기가 작아도 비교적 통신이 용이하다. 본 논문에서는 대역 확산 기법 중 처프 대역 확산 기법에 대한 연구를 진행하였다. 처프 대역 확산 기법은 복조할 때 정합 필터를 사용하는데 정합 필터의 심볼 길이와 대역폭의 곱(Time bandwidth product, TBP)을 증가시키면 성능이 향상된다. TBP를 늘이기 위해 차동 부호화 방식을 적용하고, 다중밴드 통신을 사용하는 방식 그리고 심볼의 겹쳐짐을 유발시키는 방법에 대한 연구를 진행하였다. 또한 통신의 신뢰성을 증명하기 위해 채널 시뮬레이터를 사용하였다. 채널 시뮬레이터는 측정된 채널 정보를 사용하는 방식과 측정된 도플러 확산 함수의 형태를 일반화 하여 확률론적인 채널 시뮬레이터 설계 두 가지 방식으로 진행하였다. 시뮬레이터와 실제 실험을 통해 제안하는 방식의 성능을 평가하였다. 채널 임펄스 응답의 변화 즉, 채널이 갖는 다중경로 특성 및 도플러 특성에 따른 BER(Bit Error Rate)성능의 변화를 측정하고 제안한 방법에 대한 타당성을 검증한다.