• Title/Summary/Keyword: Underwater Acoustic Communication

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수중음향통신을 위한 훈련 신호 구간의 비트 오차율에 기반한 레이크 수신기 (Rake Receiver Based on Bit Error Rate of Training Sequence Duration for Underwater Acoustic Communication)

  • 손지홍;김기만
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제20권5호
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    • pp.887-894
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    • 2016
  • 수중음향통신 채널은 다중 경로 전달이 주요 장애 요인이 되며, 이러한 문제점을 해결하기 위해 레이크 수신기를 이용하여 이를 통해 시간 다이버시티 효과를 얻을 수 있다. 그러나 수중음향통신 채널은 시변동성이 높은 채널로써 적합하지 못한 경로의 신호를 복조에 이용하게 될 우려가 있다. 이를 방지하기 위해 본 논문에서는 훈련 신호의 오차율에 기반을 두어 경로 선택 및 가중치 할당하는 레이크 수신기를 제안한다. 호수 실험을 통해 제안된 레이크 수신기와 기존의 레이크 수신기, 레이크 방법을 사용하지 않은 일반 수신기를 이용하여 성능을 분석하였다. 분석 결과, 전송비트 512개 중에서 제안된 레이크 수신기는 8개, 기존의 레이크 수신기는 45개, 그리고 레이크 수신기를 사용하지 않은 일반 수신기는 72개의 비트오류가 발생하였다.

수중 무선채널환경에서 주파수영역 등화기법의 심볼오율에 대한 연구 (A Study on Performance of Symbol Error Rate for Frequency Domain Eqaulization)

  • 황호선;박규태;신기철;조성일
    • 융합신호처리학회논문지
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    • 제18권2호
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    • pp.37-42
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    • 2017
  • 본 논문에서는 수중무선통신에서 다중경로에 의해 발생하는 심볼간 간섭을 제거하기 위한 방법으로, 단일반송파 전송방식에 주파수-시간 영역 등화 기법을 결합한 주파수영역 결정궤환 등화기법에 대한 성능을 평가한다. 수중채널 모델링은 벨홉모델을 이용하였으며, 모의실험을 통해, 제안한 기법이 심볼간 간섭에 의한 신호왜곡 문제에 효율적으로 대처할 수 있는 대처할 수 있는 전송방식임을 보였다.

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수온약층이 존재하는 천해역에서 단기간 음속구조 변화에 따른 음향 신호 전달 변동에 관한 연구 (A Study on the Characteristics of Underwater Sound Transmission by Short-term Variation of Sound Speed Profiles in Shallow-Water Channel with Thermocline)

  • 정동영;김시문;변성훈;임용곤
    • 한국음향학회지
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    • 제34권1호
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    • pp.20-35
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    • 2015
  • 수중음향 전달채널의 임펄스 응답(Channel Impulse Response: CIR)은 음속구조(Sound Speed Profile: SSP)의 영향을 받으며, 채널 임펄스 응답의 변화는 수중음향통신 시스템의 성능에 중요한 영향을 미친다. 음속분포의 변화는 단기간 내에서도 나타날 수 있으며, 수중음향 모뎀 설계 시 반드시 고려되어야 한다. 이 논문은 2013년도에 제주도 동방해역에서 수행된 JACE13에서 취득된 데이터를 기반으로 음선전달 수치해석을 통해 단기간 동안 시간에 따라 변화하는 음속구조가 음향 신호 전달에 미치는 영향을 통계적으로 분석한 결과를 제시한다. 분석결과 송 수신기 수심별로 채널 임펄스 응답의 변화가 다양하게 나타나며, 송 수신기 수심이 깊을수록 음속구조의 변동에 따른 음향신호 전달 양상의 변화는 작아지고, 신호 준위가 높게 나타난다. 이 연구에서의 다양한 거리, 송, 수신기 수심에 따라 얻어진 채널 임펄스 응답 추정 결과는 수온약층에서의 하방굴절로 인한 연속된 해저면 반사와 작은 해저면 반사손실이 장거리 신호 전파에 중요한 요인이 될 수 있음을 보여주며, 시변동성을 갖는 해양환경에서의 수중 음향 통신은 시간에 따라서 성능이 충분히 달라질 수 있다는 것을 보여준다.

Multipath를 고려한 수중영상 전송 시스템 설계 (A Design of Acoustic-based Underwater Image Transmission System Based on the Multipath Analysis.)

  • 임용곤;박종원;최영철
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제5권1호
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    • pp.202-211
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    • 2001
  • 본 논문은 수중에서 초음파를 이용하여 데이터를 전송할 때 전체 전송성능에 영향을 주는 Multipath를 수학적으로 분석하였고, 분석된 결과를 이용하여 다중경로의 영향을 고려한 수중 초음파 영상통신 시스템을 설계하였다. 주파수 제약환경에 강인한$\pi/4 QPSK$ 알고리듬을 채택하였고, 수중 초음파 통신에서 발생하는 신호의 Ringing 효과를 상쇄하기 위하여 FM 변조방식을 가미한 Hybrid 변복조 시스템을 설계하였다. 또한, 다중경로의 영향을 상쇄하기 위하여 적응 등화기를 설계하였으며, Baseline PEG 기법을 이용하여 수중영상 압축에 대한 연구를 수행하였다.

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

  • 강희훈;이영종;한완옥
    • 전자공학회논문지
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    • 제49권11호
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    • pp.211-216
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    • 2012
  • 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.

Performance Evaluation of the Complex-Coefficient Adaptive Equalizer Using the Hilbert Transform

  • Park, Kyu-Chil;Yoon, Jong Rak
    • Journal of information and communication convergence engineering
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    • 제14권2호
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    • pp.78-83
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    • 2016
  • In underwater acoustic communication, the transmitted signals are severely influenced by the reflections from both the sea surface and the sea bottom. As very large reflection signals from these boundaries cause an inter-symbol interference (ISI) effect, the communication quality worsens. A channel estimation-based equalizer is usually adopted to compensate for the reflected signals under the acoustic communication channel. In this study, a feed-forward equalizer (FFE) with the least mean squares (LMS) algorithm was applied to a quadrature phase-shift keying (QPSK) transmission system. Two different types of equalizers were adopted in the QPSK system, namely a real-coefficient equalizer and a complex-coefficient equalizer. The performance of the complex-coefficient equalizer was better than that of two real-coefficient equalizers. Therefore, a Hilbert transform was applied to the real-coefficient binary phase-shift keying (BPSK) system to obtain a complex-coefficient BPSK system. Consequently, we obtained better results than those of a real-coefficient equalizer.

이론적 수중음향 채널모델에서 QPSK 변조의 성능분석 (Analysis of QPSK Performance over a Theoretical Underwater Acoustic Channel)

  • 강희훈;임요웅
    • 전자공학회논문지
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    • 제53권7호
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    • pp.144-149
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    • 2016
  • 본 논문에서는 수중 음향 채널 모델에서 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying) 모뎀의 성능을 분석한다. 수중음향채널의 배경잡음과 다양한 환경 파라메터는 수중모뎀의 비트오류율(BER:Bit Error Rate) 성능을 저하시키는 원인이다. 본 논문에서는 이론적인 수중채널모델에서 비부호화된 QPSK와 부호율 2/3의 길쌈부호기를 사용한 부호화된 QPSK의 BER 성능을 분석한다. 수중 음향 통신 시스템의 성능을 개선하기 위해서 파일럿 심볼 기반의 채널 등화 방식을 적용하였다.

Bit Error Characteristics of Passive Phase Conjugation Underwater Acoustic Communication Due to a Drifting Source

  • Lin Chun-Dan;Ro Yong Ju;Rouseff Daniel;Yoon Jong Rak
    • The Journal of the Acoustical Society of Korea
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    • 제24권2E호
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    • pp.61-66
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    • 2005
  • Experimental work in underwater acoustic communications using passive phase conjugation has shown that the demodulation error depends on the relative drift rate between the source and receiver [Rouseff et al., IEEE J. Oceanic Eng. 26, 821-831 (2001)]. The observed effect involves the mismatch between the initial impulse response and the subsequent response after the source or receiver has changed locations. In the present work, the effect of drifting source is analyzed by numerical simulations and compared to the experimental results. The communications bit error rate is qualified as a function of drift rate, drifting direction, and source-receiver range.

AM 방식의 수중통신 (An underwater communication by AM technic)

  • 서호선;차일환
    • 한국통신학회:학술대회논문집
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    • 한국통신학회 1984년도 춘계학술발표회논문집
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    • pp.33-36
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    • 1984
  • An underwater communication technic using AM modulated ultrasonicwave was studied. The experiment were performed in the ahechoic water tank with 60KHz carrier wave and the frequency response of the system by demodulated signals were measured varing the degree of modulation and distance between transmitter and receiver. The bandwidth of transmitted signals was limited by the acoustic characteristics. As the result, it was found out that this kind of system is applicable to the underwater speech communication.

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Performance Analysis of an Underwater Acoustic Communication System Combining AMC and STBC Techniques

  • Jung, Jin-Woo;Shim, Tae-Bo
    • The Journal of the Acoustical Society of Korea
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    • 제26권3E호
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    • pp.97-103
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    • 2007
  • We propose a combined STBC (Space Time Block Coding) and AMC (Adaptive Modulation and Coding) in the underwater multipath communication channel. Performance of UAC (underwater acoustic communication) in shallow water is degraded by complicated multipath and reverberation. For this reason, and considering the variability of the ocean channel, we combined STBC and AMC techniques, which are the spatial diversity in a multi-sensor communication system. BER (Bit error rate) of combined STBC and AMC is improved by 5dB when we compare with the BER of a single sensor based system. The proposed system shows a 3dB improvement when we compare it with the BER of the single sensor based system applying the AMC technique only.