천해 통신채널에서의 수동 시역전 기법을 활용한 수중통신 성능 향상 기법 연구

Abstract

해양에서의 음파를 이용하는 수중 음파통신은 육상의 전파 무선통신에 비해 전파속도가 느리고 매질인 해수에서 음파감쇠가 일어나는 대역제한 채널이며, 해수면과 해저면의 신호 산란에 의한 다중경로 발생에 따른 채널 임펄스 응답으로 심각한 인접 심볼간 간섭과 위상변화가 일어난다. 또한 해양환경은 시간적으로 복잡하게 변동하여 통신채널 추정이 어려워 통신 시스템이 저하되는 특성을 가지고 있다. 이러한 수중 음파통신 환경에서 통신성능을 보장하고자 본 논문에서는 수동 시역전 기법과 위상고정루프 기법을 사용하여 채널 임펄스 응답과 위상변화를 보상하였다. 그리고 통신신호의 시간상관성을 측정함으로써 통신채널의 시변성을 확인하였다. 시간상관성으로부터 측정한 상관시간과 통신성능의 변화관계를 비교했을 때 상관시간이 짧음에도 불구하고 통신성능이 좋은 경우가 발생하는 등 상관시간과 통신성능과의 불일치한 현상을 확인하였다. 따라서 본 논문에서는 상관시간 대신 통신성능을 나타내는 비트오류율의 시간에 따른 변화를 기반으로한 누적 BER을 통신성능에 대한 지표로 활용하기 위해 제안하였다. 또한 제안한 누적 BER과 시간상관성 변화를 비교함으로써 누적 BER을 통해 통신채널 시변성을 확인할 수 있음을 검증하였다.