상관 기반 채널 측정을 이용한 다중경로 성분의 도플러 추정

Abstract

본 연구는 시변 다중경로 채널 특성을 가지는 수중음향 채널의 수신 신호로부터 다중경로 성분을 분리하고, 분리된 다중경로 신호 성분의 매개변수를 추정하는 방법에 관한 연구 결과를 제시한다. 본 연구에서는 상관 함수를 이용해 측정된 시변 채널 임펄스 응답에서 관심 대상이 되는 신호가 존재하는 시간 지연, 입사각을 여과하고, 여과된 채널 임펄스 응답을 다시 보간하여 다중경로 신호 성분을 추정하는 방법을 사용하였다. 이러한 방법은 특정한 수신 신호 모델을 가정하지 않으므로 수중음향 채널과 같이 신호의 중심 주파수에 비해 대역폭이 크고 정확한 수신 신호 모델을 도입하기 어려운 경우에도 적용할 수 있는 장점을 지닌다. 제안된 방법을 검증하기 위하여, 본 연구에서는 인공 파도 생성이 가능한 수조에서 수행한 시변 다중경로 채널 측정 실험 데이터로부터 다중경로 성분을 분리하고 움직이는 수면파에 의해 발생하는 도플러 편이를 추정하였다. 추정된 도플러 편이는 배열 수신기의 채널 별로 거의 동일한 값을 가지는 것으로 관측되었으며, 모델 기반 신호처리 기법을 적용하여 추정한 기존 연구 결과와 매우 유사하게 나타나 제안된 방법이 실제와 유사하게 다중경로 성분을 분리해내는 것을 확인하였다.