위치 추적이 가능한 다중 센서 수중 통신

Abstract

본 연구는 수중에서 초음파 신호를 이용해 데이터 통 신을 수행하는 동시에 수신된 신호를 이용해 송신기의 위치를 추적할 수 있는 다중 센서 수중 통신 송수신기에 관한 연구 결과를 제시하고자 한다. 위치 추적을 위하 여 본 연구에서는 총 4개의 수중음향 센서가 서로 직교 하도록 설계된 2차원 배열 센서를 제작하였으며, QPSK 변조 방식을 이용하여 데이터 통신을 수행하도록 하였 다. 센서 특성 및 다중경로에 의한 채널 왜곡 현상을 보 상하기 위하여 선형 최소자승오차 등화기를 채용하였으 며, Equal gain combining(EGC)을 통해 배열 센서에 의 한 공간 다이버시티 이득을 얻도록 하였다. 본 연구에 서는 수면 반사파에 의한 다중경로가 존재하는 수조에 서의 실험을 통해 제안된 알고리듬의 위치 추정 성능을 확인하고, 위치 추정 시 센서 간의 위상 차이를 이용하 는 경우와 도착 시간만을 이용하는 경우의 위치 추정 오 차를 비교하였다. 실험 결과, 등화기의 사용이 센서 왜 곡과 다중경로가 존재하는 채널에서 위치 추정 성능을 개선시키는 것을 확인하였으며, 등화기를 사용할 경우 위상 차이를 이용하여 위치를 추정하는 방법이 더 작은 추정 오차를 보여주었다. 이와 함께 EGC에 의한 공간 다이버시티 이용이 통신 에러를 크게 감소시키는 것을 확인하였다.