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수중 음향 통신에서 주파수 편이 변조 신호의 프리엠블 오류율을 이용한 주파수 이득 조절 연구
A study on frequency gain control of frequency shift keying signals using the preamble error rate for underwater acoustic communications 원문보기

한국음향학회지= The journal of the acoustical society of Korea, v.41 no.2, 2022년, pp.218 - 226  

정현우 (한국해양대학교) ,  정지원 (한국해양대학교) ,  김완진 (국방과학연구소)

초록
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수중 음향 채널의 주요 특징은 다중 경로와 빠른 주파수 페이딩을 가지고 있다. 이로 인해 다중 주파수 대역을 가지는 주파수 변이 변조(Frequency Shift Keying, FSK) 신호는 다중 경로로 인한 선택적 페이딩으로 인하여 특정한 주파수에 할당된 정보 비트의 손실을 가져온다. 따라서 본 논문에서는 프리엠블 오류율 기반으로 각 중심 주파수의 이득을 조절하는 알고리즘을 제안하였다. 제안한 알고리즘은 수신되는 신호의 페이딩으로 인한 특정 주파수의 이득을 변화하면서 프리엠블 오류율이 10 % 미만인 영역의 값을 할당하여 최적의 이득 값을 추정하였다. 경북 문경의 호수에서 300 m ~ 500 m의 이동 거리를 가지는 호수 실험을 하였으며, 부호화율 1/3을 가지는 주파수 변이 변조 신호의 터보 등화 모델에서 터보 등화 반복 횟수가 증가함에 따라 제안한 알고리즘의 적용 시 모두 복호됨을 확인하였다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

The main characteristics of the underwater acoustic channel have varying multipath and fast fading. Especially, Frequency Shift Keying (FSK) signals with multiple frequency bands caused loss of information bits allocated on the specific frequencies due to selective fading phenomenon. Therefore, this...

주제어

#반복 부호   #터보 부호   #수중 음향 채널   #주파수 이득   #프리엠블 오류율  

표/그림 (13)

참고문헌 (12)

  1. P. V. Walree, "Channel sounding for acoustic communications: techniques and shallow-water examples," Norwegian Defence Research Establishment, Tech. Rep., 2011. 

  2. B. Sklar, "Rayleigh fading channels in mobile digital communication systems Part I: Characterization," IEEE Communications Magazine, 35, 136-146 (1997). 

  3. B. Natarajan, C. R. Nassar, and S. Shattil, "Novel multi-carrier implementation of FSK for bandwidth efficient, high performance wireless systems," Proc. ICC. 872-876 (2002). 

  4. S. Kolev, B. Nenova, and I. Ivanov, "Automatic gain control in an underwater acoustic receiver," International Scientific Journals, section: technical facilities for ensuring security, 5, 112-114 (2021). 

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  7. F. Liu, Q. He, F. Kong, and Y. Liu, "Doppler effect reduction based on time-domain interpolation resampling for wayside acoustic defective bearing detector system," Mechanical Systems and Signal Processing, 46, 253-271 (2014). 

    상세보기

  8. J.-W. Jung, "Performance analysis of turbo equalizer in the multipath channel" (in Korean), JKIECT. 5, 169-173 (2012). 

  9. H. R. Sarraj, "LMS and RLS adaptive equalizers in frequency-selective fading channel," Proc. ICST. 115-118 (2019). 

  10. B. Natarajan, C. R. Nassar, and S. Shattil, "An efficient receiver structure based on pn performance in underwater acoustic communications" (in Korean), J. Navig. Part. Res. 41, 173-180 (2017). 

  11. T. C. Yang, "Measurements of temporal coherence of sound transmissions through shallow water," J. Acoust. Soc. Am. 120, 2595-2612 (2006). 

    상세보기

  12. J.-H. Lee, G.-H. Lee, J.-H. An, K.-M. Kim, M.-S. Han, and S.-Y. Kim, "Signal synchronization method for depth information transmission of high-speed underwater vehicle" (in Korean), J. Acoust. Soc. Kr. 39, 69-76 (2020). 

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