The Eigenpath-Based Underwater Acoustic Communication Channel Modeling

Abstract

수중음향통신의 군사와 상업분야에서의 응용과 발전은 점차적으로 사람들의 주목을 받게 되었다. 수중음향통신은 일반적으로 채널환경의 다중경로 전파 영향 과 시공의 변화성의 제한을 받게 되는데 이로 인하여 수중음향통신 시스템의 디자인은 주로 비간섭성의 변조 기술을 사용하게 된다. 최근에 와서 얕은 바다영역의 음향통신이 광범위하게 각종 해양학과 관련 연구와 응용에 사용되고 있는데 잠수함 통신에서의 수중전화를 예를 들 수 있다. 바다물의 온도, 밀도, 압력, 경계 면의 반사조건 등의 불확정적인 원인으로 인하여 음향신호의 전송은 다중 경로 전파의 특성을 갖게 되며 수신된 신호는 서로간의 간섭으로 인하여 데이터 오류가 생기게 된다. 동시에 송신자과 수신자사이의 불확정적인 상대적 이동과 전송매체의 변화는 신호의 위상변동을 발생하게 된다. 이런 원인으로 인하여 간섭성의 통신 수중음향통신에 적용하지 어렵다. 따라서 이러한 환경에서 고속 데이터 전송을 실현하기 위한 간섭성 통신 시스템을 설계하기 위해서는 수중 통신채널의 모텔링이 중요한다. 본연구에서는 수중음향채널의 특성에 기반하여 수신신호를 몇 개의 고유경로로 전파한 신호의 중첩으로 가정하고, 그 중에서 각각의 고유경로를 안정된 성분과 랜덤산란한 성분들로 구성되어 있다고 가정하에 수중음향통신 채널을 모델링하였다. 모델링 결과를 BFSK에 적용하여 통신성응을 해석하였다.