$\require{mediawiki-texvc}$

연합인증

연합인증 가입 기관의 연구자들은 소속기관의 인증정보(ID와 암호)를 이용해 다른 대학, 연구기관, 서비스 공급자의 다양한 온라인 자원과 연구 데이터를 이용할 수 있습니다.

이는 여행자가 자국에서 발행 받은 여권으로 세계 각국을 자유롭게 여행할 수 있는 것과 같습니다.

연합인증으로 이용이 가능한 서비스는 NTIS, DataON, Edison, Kafe, Webinar 등이 있습니다.

한번의 인증절차만으로 연합인증 가입 서비스에 추가 로그인 없이 이용이 가능합니다.

다만, 연합인증을 위해서는 최초 1회만 인증 절차가 필요합니다. (회원이 아닐 경우 회원 가입이 필요합니다.)

연합인증 절차는 다음과 같습니다.

최초이용시에는
ScienceON에 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 로그인 (본인 확인 또는 회원가입) → 서비스 이용

그 이후에는
ScienceON 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 서비스 이용

연합인증을 활용하시면 KISTI가 제공하는 다양한 서비스를 편리하게 이용하실 수 있습니다.

비선형 chirp 신호를 이용한 수중음향통신
Underwater Acoustic Communication Using Nonlinear Chirp Signal 원문보기

한국음향학회지= The journal of the acoustical society of Korea, v.33 no.4, 2014년, pp.255 - 261  

이창은 (한국해양대학교 전파공학과) ,  김기만 (한국해양대학교 전파공학과) ,  김우식 (국방과학연구소) ,  천승용 (국방과학연구소) ,  이상국 (국방과학연구소)

초록
AI-Helper 아이콘AI-Helper

본 논문에서는 수중음향통신에서 비선형 chirp 변조 신호를 사용하는 방법을 제안한다. 과거 대부분의 수중음향통신에서는 반송파의 크기, 주파수 또는 위상에 정보를 실었다. 이에 반해 제안된 방법은 심볼 내에서 반송파의 주파수 변화율에 정보를 포함하게 된다. 특히, 반송파로 비선형 chirp 신호의 일종인 하이퍼볼릭 주파수 변조 신호를 사용하는 경우, 도플러 채널에서 강한 특성을 가진다. 제안된 방법은 시뮬레이션을 통해 기존 방법과 비교 및 분석하였다. 제안된 방식과 선형 주파수 변조 신호를 갖는 기존 방식을 비교하였을 때 도플러 편이가 있는 경우 제안된 방법의 오차 확률이 평균 5~12 % 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 또한 제안된 방법의 성능을 분석하기 위해 해상실험이 수행되었다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

This paper presents an underwater acoustic communication with nonlinear chirp modulation. The information is carried by the carrier amplitude, frequency or phase in the most common underwater acoustic communications. However, the proposed method includes the information within frequency variation of...

주제어

#수중음향통신   #다중경로 전달   #도플러 편이   #선형 주파수 변조   #비선형 chirp   #하이퍼볼릭 주파수 변조  

AI 본문요약
AI-Helper 아이콘 AI-Helper

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  • [9] 하지만 여전히 도플러 현상을 극복해야 할 필요성이 있는데 이는 기존에 레이다나 소나 등에서 표적 탐지를 위해 연구된 신호들을 고려할 수 있다.[10-12] 이에 본 논문에서는 선형 chirp 신호 대신에 비선형 chirp 신호를 반송파로 사용하는 방법을 제안한다. 비선형 chirp 신호의 사용은 과거 레이다에서 표적 탐지 확률을 향상시키기 위한 신호로써 연구되었으며, 특히 도플러 현상에 강한 것으로 알려져 있다.
  • 본 논문에서는 수중음향통신에 있어서 간단한 송수신 구조를 가지면서 도플러 문제를 극복하기 위해서 하이퍼볼릭 주파수 변조된 반송파를 사용하는 방법을 제안하였고, 이의 성능을 평가하기 위해 시뮬레이션과 해상실험을 수행하였다. 결과에서 제안한 방법은 기존의 선형 주파수 변조된 반송파를 사용한 경우보다 향상된 성능을 보였다.
  • 이에 반해 본 논문에서는 반송파로써 선형 chirp 신호 대신에 아래와 같이 나타내어지는 비선형 chirp 신호를 사용하는 방법을 제안한다.
본문요약 정보가 도움이 되었나요?

질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
수중음향통신 시스템 설계에 있어 고려되는 것들은 무엇인가? 수중음향통신 시스템 설계에 있어서 고려되는 부분은 다중경로 전달, 도플러 현상, 전달 손실 및 배경 잡음 등을 들 수 있으며, 이 가운데 천해에서는 다중 경로 전달과 도플러가 성능에 큰 영향을 미치게 된다. 이러한 다중경로 전달과 도플러 현상은 수신기 구조를 복잡하게 하므로 비교적 근거리･ 저전송율에서는 간단한 FSK 방식의 비동기식 수신기가 선호 되는 이유이다.
PSK 변복조 기법이 가진 단점은 무엇인가? 일반적인 디지털 통신 시스템에서는 전송하고자하는 정보를 반송파의 크기, 주파수, 위상 또는 이들의 혼합으로 생성된 신호에 실어 보낸다. 하지만 이들 방식에는 각각의 장단점이 존재하는데 위상 정보를 사용하는 PSK 변복조 기법의 경우 다중경로 전달 채널이나 도플러 현상을 극복하기 위해 수신기가 복잡해진다는 단점이 있다. 이러한 문제를 보완하기 위해 과거에 반송파로써 선형 chirp 신호를 사용하는 방식이 제안되었다.
하이퍼볼릭 주파수 변조된 반송파를 이용한 수중음향통신 연구 결과는 어떠했는가? 본 논문에서는 수중음향통신에 있어서 간단한 송수신 구조를 가지면서 도플러 문제를 극복하기 위해서 하이퍼볼릭 주파수 변조된 반송파를 사용하는 방법을 제안하였고, 이의 성능을 평가하기 위해 시뮬레이션과 해상실험을 수행하였다. 결과에서 제안한 방법은 기존의 선형 주파수 변조된 반송파를 사용한 경우보다 향상된 성능을 보였다. 하지만 비교적 넓은 대역폭을 필요로 하고, 높은 전송율을 얻기는 어려우므로 상대적으로 낮은 전송율에서 근거리이지만 송수신기 사이에 상대적인 움직임이 있는 환경에서의 통신에 적합할 것으로 판단된다.
질의응답 정보가 도움이 되었나요?

참고문헌 (13)

  1. D. B. Kilfoyle and A. B. Baggeroer, "The state of art in underwater acoustic telemetry," IEEE J. Oceanic Eng. 25, 4-27 (2000). 

    상세보기 crossref

  2. E. Gallimore, J. Partan, I. Vaughn, S. Singh, J. Shusta, and L. Freitag,"The WHOI micromodem-2 : A scalable system for acoustic communications and networking," Proc. IEEE/MTS Oceans Conference,1-7 (2010). 

  3. H. Yan, L. Wan, S. Zhou, Z. Shi, J.H. Cui, J. Huang, and H. Zhou, "DSP based receiver implementation for OFDM acoustic modems," Physical Communication, Elsevier 5, 22-32 (2012). 

    상세보기 crossref

  4. J. Tao, Y.R. Zheng, C. Xiao, T.C. Yang, and W.B. Yang, "Time-domain receiver design for MIMO underwater acoustic communications," Proc. IEEE/MTS Oceans Conference, 1-6 (2008). 

  5. Y. C. Choi and Y. K. Rim, "A Broadband FIR Beamformer for Underwater Acoustic Communications" (in Korean), J. Korea Inst. Infor. Comm. Eng. 10, 2151-2156 (2006). 

  6. J. W. Han, Y. J. Son, and K. M. Kim, "Performance analysis of acoustic communication using OFDM modulation in underwater" (in Korean), J. Korean Inst. Nav. Port 34, 769-774 (2010). 

    원문보기 상세보기 crossref

  7. J. W. Han, K. M. Kim, Y. J. Youn, H. W. Moon, S. Y. Chun, and K. Son, "Sea trial results of the direct sequence spread spectrum underwater acoustic communication in the east sea" (in Korean), J. Acoust. Soc. Kr. 31, 441-448 (2012). 

    원문보기 상세보기 crossref

  8. J. H. Jeon and S. J. Park, "Design and Implementation of an Acoustic Modem for Small Underwater Devices Operating at Shallow Water" (in Korean), J. Inst. Elec. Infor. Eng. 49, 110-117 (2012). 

    원문보기 상세보기 crossref

  9. E. J. Kaminsky and L. Simanjuntak, "Chirp slope keying for underwater communications," Proc. SPIE 5778, 894-905 (2005). 

  10. R.A. Altes and E.L. Titlebaum, "Bat signals as optimally Doppler tolerant waveforms," J. Acoust. Soc. Am. 48, 1014-1020 (1970). 

    상세보기 crossref

  11. S. A. Kramer, "Doppler and acceleration tolerances of high-gain, wideband linear FM correlation sonars," Proc. IEEE 55, 627-636 (1967). 

    상세보기 crossref

  12. P. R. Atkins, T. Collins, and K. G. Foote, "Transmitsignal design and processing strategies for sonar target phase measurement," IEEE J. Sel. Topics Signal Proc. 1, 91-104 (2007). 

    상세보기 crossref

  13. J.D. Rhodes, "Matched-filter theory for Doppler-invariant pulse compression," IEEE Trans. Circuit Theory 19, 53-59 (1972). 

    상세보기 crossref

저자의 다른 논문 :

LOADING...

관련 콘텐츠

오픈액세스(OA) 유형

GOLD

오픈액세스 학술지에 출판된 논문

유발과제정보 저작권 관리 안내
섹션별 컨텐츠 바로가기

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

AI-Helper 아이콘
AI-Helper
안녕하세요, AI-Helper입니다. 좌측 "선택된 텍스트"에서 텍스트를 선택하여 요약, 번역, 용어설명을 실행하세요.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.

선택된 텍스트

맨위로