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수중 음향 채널에서 OFDM 시스템의 성능 분석
Performance Analysis of an OFDM System over an underwater acoustic channel 원문보기

Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea = 전자공학회논문지, v.49 no.11, 2012년, pp.211 - 216  

강희훈 (여주대학교 전자과) ,  이영종 (여주대학교 전자과) ,  한완옥 (여주대학교 자동차과)

초록
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최근 심해 해난 구조 통신, 해저 탐사와 환경오염에 대한 모니터링과 같은 서비스에서 수중 음향 채널을 통한 데이터의 전송은 고속이 요구되고 있다. 그러나 수중 음향 채널은 매우 복잡하고 지속적인 시변 특성을 가지므로 양질의 통신 서비스를 제공하기란 쉽지 않다. 이러한 수중 음향 채널의 열악한 환경상에서 고속의 데이터 전송율과 신뢰성 그리고 강건성을 제공하기 위해서 다중경로 지연확산과 동기오류를 가지는 OFDM 시스템에 대한 성능개선 방안을 제안한다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Such as disaster rescue in deep water, undersea exploration and monitering for environmental pollution, many applications require the acoustic communication for high data rate over underwater acoustic channel. As underwater channel is very complex and is time-varying, In this paper, The proposed OFD...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 시뮬레이션 결과는 수중 음향채널에서 신호의 지연 확산 및 동기 오류로 발생하는 OFDM 시스템의 성능 저하는 보호구간을 삽입함으로써 해결됨을 나타내었다. 또한 실제 OFDM 시스템의 구현시 향후 수중음향 채널에서 OFDM의 구현에 대한 방법도 논의하였다.
  • 본 논문에서는 기존의 무선통신 채널에 비해 매우 복잡한 구조로 감쇠와 다중경로 신호등이 발생되는 수중 음향채널에 대해서 다중경로 지연확산과 프레임 시작 동기 오류가 발생하는 OFDM에 대한 성능을 분석하였다. 시뮬레이션 결과는 수중 음향채널에서 신호의 지연 확산 및 동기 오류로 발생하는 OFDM 시스템의 성능 저하는 보호구간을 삽입함으로써 해결됨을 나타내었다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
수중 전송매체 이용 시 주된 제약은 무엇인가? 이러한 수중 음향 통신에서 고속 데이터를 전송할 수 있는 OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 전송기술이 적용되고 있다. [1~4] 수중 전송매체를 사용하는데 있어 주된 제약은 매우 복잡하고 지속적으로 변화하는 바다의 특성이다. 수중 음향채널이 사용되고 있다.
수중 음향 채널의 다중경로 현상은 어떤 문제를 야기하는가? 이는 더 나아가 불완전한 경계에 의해서 보다 복잡해진다. 수중 경로의 전체적인 다중경로 현상은 신호의 시간 분산을 야기한다. 시간 확산은 깊은 수중의 수초에 비해서 얕은 수중에서 수백 밀리 초만큼 많은 높을 수 있다.
수중 음향 통신에서 고속 데이터를 전송할 수 있는 기술은 무엇인가? 상업적이나 군사 분야와 같은 많은 응용 분야에서 잠수함이나 심해 무인 장치와의 실시간 통신에 대한 요구가 증가하고 있는 추세이다. 이러한 수중 음향 통신에서 고속 데이터를 전송할 수 있는 OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 전송기술이 적용되고 있다. [1~4] 수중 전송매체를 사용하는데 있어 주된 제약은 매우 복잡하고 지속적으로 변화하는 바다의 특성이다.
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참고문헌 (10)

  1. P. J. Gendron, "Orthogonal frequency division multiplexing with on-offkeying: Noncoherent performance bounds, receiver design and experimental results," U.S. Navy Journal of Underwater Acoustics, vol. 56, no. 2, pp. 267-300, Apr. 2006. 

  2. M. Stojanovic, "Low complexity OFDM detector for underwater channels," in Proc. of MTS/IEEE OCEANS conference, Boston, MA, Sept. 18-21, 2006. 

  3. W. G. Jeon and Y. S. Cho, "An equalization technique for OFDM and MC-CDMA in a multipath fading channels," in Proc. of IEEE Conf. on Acoustics, Speech and Signal Processing, pp. 2529-2532, Munich, Germany, May 1997. 

  4. B. Li, S. Zhou, M. Stojanovic, L. Freitag, and P. Willett, "Multicarrier communication over underwater acoustic channels with nonuniform Doppler shifts," IEEE Journal of Oceanic Engineering, vol. 33, no. 2, Apr. 2008. 

  5. S. S. Riaz Ahamed, "PERFORMANCE ANALYSIS OF OFDM", Journal of Theoretical and Applied Information Technology, p23-30, 2008. 

  6. M. Chitre, S. H. Ong, and J. Potter, "Performance of coded OFDM in very shallow water channels and snapping shrimp noise," in Proceedings of MTS/IEEE OCEANS, vol. 2, 2005, pp. 996-1001. 

  7. Yuri Labrador, Masoumeh Karimi , Deng Pan, and Jerry Miller, "Modulation and Error Correction in the Underwater Acoustic Communication Channel", IJCSNS International Journal of Computer Science and Network Security, VOL.9 No.7, July 2009. 

  8. Ram Pattarkine," High Rate OFDM Acoustic Link for Underwater Communication", PVG's College of engineering and Technology, 44, Vidyanagari, Parvati Darshan Pune India 411009. 

  9. http://www.underwaternoise.org.uk/ measuring _noise/ transmission_loss.shtml. 

  10. 박지현(Ji Hyun Park), 김종욱(Jong Wook Kim), 윤종락(Jong Rak Yoon), "수중 다중경로 채널에서 수면변동에 의한 지연확산이 텍스트 전송성능에 미치는 영향", 電子工學會論文誌 第48卷 TC編 第1 號, pp.1-107, 2011.1. 

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