PN신호를 이용한 천해역 채널의 통계 특성 분석

Abstract

수중 음향 통신 채널은 시변 다중경로 환경으로서 공기 중의 전자파 채널과 비교하여 도플러 변이 및 시간 지연 특성이 상대적으로 크게 나타나며 시간에 따라 변화하는 물리적 특성과 해수면 및 해저면의 산란 현상으로 인하여 수중 음향을 이용한 통신기의 성능을 크게 저하시킨다. 일반적으로 공기 중에서의 전자파 통신 채널의 통계 특성은 레일레이(Rayleigh), 라이시안(Rician), 로그노말(Lognormal) 분포 등으로 구분하고 있으나 수중 채널 특성에 대한 연구, 특히 천해역에서 수십 kHz 대역의 통계 특성에 대한 연구는 미미한 상황이다. 2008년 거제도 근해 진해만에서 순음 신호를 이용한 채널의 통계 특성 연구가 수행된 바 있으나 순음 신호의 특성상 각 경로에 대한 분석은 수행되지 못하였다. 본 논문에서는 광대역 신호를 이용하여 직접파 및 해수면 반사파 등 각 경로별로 주파수(20-40kHz) 및 거리(0.1-1km)에 따른 채널의 통계적인 특성을 분석한다. 직접파는 안정적인 전달 채널 특성으로 라이시안 분포로 수렴하는 반면 해수면 반사파는 크기가 크게 변화하며 레일레이 분포의 특성을 가진다. 결론적으로 해수면에서 반사되는 채널이 수중 통신기의 성능을 저하시키는데 큰 영향을 미치는 것을 알 수 다.