선박 소음의 블라인드 디컨볼루션을 이용한 수중음향 채널 특성 분석

Abstract

음선 기반 블라인드 디컨볼루션 기법(Ray-based Blind Deconvolution)[1, 2]은 음원 파형에 대한 사전 정보 없이 채널 임펄스 응답과 음원 파형을 추정할 수 있으며, 빔형성 기법을 이용하여 음원 파형을 추출하므로, 특별한 음원 파형 특성을 가정하지 않고채널 추정이 가능한 장점을 지닌다. 본 연구는 선박에서 방사된 소음 신호에 음선 기반 블라인드 디컨볼루션 기법을 적용해 선박과 수신 배열 센서 사이의 채널 임펄스 응답을 추정하고, 해저면 반사 계수를 추정한 결과를 제시한다. 이를 위해 미국 샌디에이고 연안에서 2009년에 수집된 Noise09 실험 데이터를 분석하였으며, 컴퓨터 전파 모델링 및 서로 떨어진 거리에 설치된 수직 선배열 데이터의 상호 비교를 통해 추정된 채널 임펄스 응답을 검증하였다. 더불어, 채널 임펄스 응답으로부터 해저면 반사 계수 측정을 시도하였으며, 선박의 이동에 따라 다양한 입사각에서의 반사 계수 측정이 가능하였다. 서로 다른 시간대의 유사 선박 이동 경로에서 얻어진 반사 계수 측정 결과는 일관성 있는 경향을 나타내 선박 소음의 블라인드 디컨볼루션을 이용한 해양 환경 추정 가능성을 보여준다.