남해 연안에서의 해양환경 일변화에 따른 수중통신 성능분석

Abstract

최근 해양재해 및 해양환경 실시간 관측 등의 필요성이 증가함에 따라 수중 기지국, 수중 센서 노드 등을 이용한 수중무선 통신망 구축과 관련된 연구가 수행되고 있다. 한편 수중통신망의 고정된 센서에 의한 통신은 해양환경의 일변화에 따른 채널 변동성이 통신성능에 영향을 미치므로 이에 따라 일변화에 따른 채널 특성을 분석하고 연구하는 것은 중요하다. 본 연구에서는 2021년 7월에 남해 완도연안에서 고정된 송수신기를 이용하여 26시간 동안 수행된 수중통신 실험을 통해 채널 변동성에 따른 통신성능을 분석하였다. 실험이 수행되는 동안 풍속, 수온, 조석 등의 해양환경이 변화함에 따라 다중경로 특성의 차이가 발생하였다. 통신신호는 중심주파수 15 kHz, 주파수대역폭 3 kHz, BPSK(Binary Phase-Shift Keying) 변조방식의 신호를 이용하였고, 복조를 위해 수동 시역전 기법(Passive Time Reversal Method, assive), 결정궤환 위상 고정루프(Decision Feedback Phase Locked Loop), 결정 궤환 등화기(Decision Feedback Equalizer)를 적용하였다. 시간에 따른 채널 특성을 채널 파라미터로써 분석하고 통신성능과 비교함으로써 통신성능에 영향을 미치는 해양환경 요소를 확인하였다.