확산 DQPSK 변조방식의 수중통신 적용가능성 연구

Abstract

선박해양플랜트연구소에서는 2012년부터 수중음파를 이용하여 최대 30km의 거리에서 100bps 이상의 통신이 가능한 시스템을 개발하고 있다[1]. 수중통신 채널환경은 많은 다중경로 성분이 존재하고, 상대적인 큰 도달 시간차를 가지며, 각각의 다중경로 성분의 크기 또한 상대적으로 큰 특징을 가지고 있다. 이러한 채널환경을 극복하면서, 고신뢰도를 갖는 장거리 통신시스템 개발을 위해 다중경로성분을 효과적으로 제거할 수 있는 확산변조 방법을 적용하는 것을 고려하고 있다. [1]에서는 2013년도 4월에 제주 동쪽 근해에서 취득한 데이터[2]를 이용하여 분석한 채널응답 함수를 이용하여 확산대역통신을 적용한 경우와 적용하지 않은 경우에 대한 시뮬레이션을 통하여 확산대역을 적용하는 경우가 월등히 우수한 성능을 보임을 확인하였다. [1]에서는 확산QPSK 변조방식을 사용하여 적용가능성을 살펴보았으며, 본 발표에서는 전송 정보를 연접한 채널심볼의 차에 포함하는 확산DQPSK 변조방식을 사용하고, 균일음속분포 채널을 가정한 경우에 대하여 시뮬레이션을 통하여 적용가능성을 살펴본다. 시뮬레이션 결과, QPSK 변조 방법이 DQPSK 방법보다 우수한 성능을 보이고, RAKE 수신기 구조를 적용하면 10-2BER에서 2dB 이상의 성능개선이 됨을 확인하였다.의 크기 또한 상대적으로 큰 특징을 가지고 있다. 이러한 채널환경을 극복하면서, 고신뢰도를 갖는 장거리 통신시스템 개발을 위해 다중경로성분을 효과적으로 제거할 수 있는 확산변조 방법을 적용하는 것을 고려하고 있다. [1]에서는 2013년도 4월에 제주 동쪽 근해에서 취득한 데이터[2]를 이용하여 분석한 채널응답 함수를 이용하여 확산대역통신을 적용한 경우와 적용하지 않은 경우에 대한 시뮬레이션을 통하여 확산대역을 적용하는 경우가 월등히 우수한 성능을 보임을 확인하였다. [1]에서는 확산QPSK 변조방식을 사용하여 적용가능성을 살펴보았으며, 본 발표에서는 전송 정보를 연접한 채널심볼의 차에 포함하는 확산DQPSK 변조방식을 사용하고, 균일음속분포 채널을 가정한 경우에 대하여 시뮬레이션을 통하여 적용가능성을 살펴본다. 시뮬레이션 결과, QPSK 변조 방법이 DQPSK 방법보다 우수한 성능을 보이고, RAKE 수신기 구조를 적용하면 10-2BER에서 2dB 이상의 성능개선이 됨을 확인하였다.