Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering (한국정보통신학회논문지)

The Korea Institute of Information and Commucation Engineering (한국정보통신학회)
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Experimental Results of Single Carrier Digital Modulation for Underwater Sensor Networks

수중 센서네트워크 구현을 위한 단일 반송파 디지털 변조기법의 실험적 고찰

  • 김세영 (한국해양대학교 전파공학과) ;
  • 한정우 (한국해양대학교 전파공학과) ;
  • 김기만 (한국해양대학교 전파공학과)
  • Received : 2010.09.16
  • Accepted : 2010.10.01
  • Published : 2011.01.31
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Abstract

In this paper, underwater acoustic communication experiment was carried out to test a performance of single carrier digital modulation schemes. The communication experiment was performed at real sea and tested modulation schemes are ASK, FSK with non-coherent detection and QPSK with coherent detection. A modulated image data was transmitted with data rates of 600bps~3Kbps. From the results of BER of the demodulated signal, ASK and FSK show the achievable BER of $10^{-3}{\sim}10^{-4}$ without compensation techniques and QPSK show that of $10^{-4}$ with linear equalizer.

본 논문에서는 단일 반송파 기반의 디지털 변조 기법들의 성능을 수중 통신 실험을 통하여 분석하였다. 통신 실험은 실제 해상에서 수행되었으며 적용된 변조기법은 위상 비동기 방식인 ASK, FSK와 위상 동기 방식의 QPSK이다. 통신 성능을 평가하기 위해 이미지 파일을 600bps~3Kbps의 전송률을 가지는 신호로 변조하여 전송하였다. 수신된 신호를 복조하여 BER을 추정한 결과 ASK와 FSK의 경우 보상 알고리즘 없이 $10^{-3}{\sim}10^{-4}$의 오차율을 나타내었고, QPSK의 경우 선형 등화기를 이용하여 $10^{-4}$의 오차율을 가지는 통신이 가능함을 확인하였다.

Keywords

References

  1. Daniel B. Kilfoyle and Arthur B. Baggeroer, "The state of art in underwater acoustic telemetry," IEEE J. Oceanic Eng., vol. 25, no. 1, pp. 4-27, Jan. 2000. https://doi.org/10.1109/48.820733
  2. M. Stojanovic, "Recent Advances in High-Speed Underwater Acoustic Communications," IEEE J. Oceanic Eng., vol. 121, No. 2, April 1996, pp.125-136.
  3. M. Chitre, S. Shahabodeen and M. Stojanovic, "Underwater Acoustic Communications and Networking: Recent Advances and Future Challenges," Marine Technology Society Journal," vol. 42, No. 1, Spring 2008, pp. 103-116. https://doi.org/10.4031/002533208786861263
  4. I. F. Akyildiz, D. Pompili and T. Melodia,"Underwater acoustic sensor networks : research challenges," Ad Hoc Networks, vol. 3, no. 2, pp. 257-279, Feb. 2005. https://doi.org/10.1016/j.adhoc.2005.01.004
  5. S. Merriam and D. Porta, DSP-based acoustic telemetry modems, Sea Technology, May 1993.
  6. M. Suzuki and T. Sasaki, "Digital acoustic image transmission system for deep sea research submersible," IEEE Oceanic Eng., Conf., 567-570, Newport, Oct. 1992.
  7. A. Kaya and S. Yauchi, "An acoustic communication system for subsea robot," IEEE Oceanic Eng., Conf., Seattle, 765-770, Oct. 1989.
  8. 임용곤, 박종원, 최영철, "Multipath를 고려한 수중영상 전송 시스템 설계," 한국해양정보통신학회 춘계종합학술대회 논문집, 4(1), 419-424, May, 2000.
  9. O. H. Lee, Y. J. Son and K. M. Kim, "Underwater acoustic communications using channel estimation," IEEE Oceanic Eng., Conf., 1573-1576, Biloxi, Oct. 2002.
  10. 손근영, 노용주 윤종락, "수중 데이터 통신 시스템개발 -변조방식의 성능 분석," 한국음향학회 학술발표대회논문집, 19 (2(s)), 345-348, Nov. 1998.
  11. B. Sklar, "Digital Communications: Fundamentals and Applications,'' Prentice Hall; 2 edition (January 21, 2001).
  12. 김현수, 최동현, 서종필, 정재학, 김성일, "동해 연근해에서 위상 추정기를 갖는 적응형 등화기의 실험적 성능 검증," 한국음향학회지, 제29권, 제4호, pp. 229-236, 2010.

Cited by

  1. 동해에서 직접 수열 대역확산 수중음향통신 기법의 해상실험 결과 vol.31, pp.7, 2011, https://doi.org/10.7776/ask.2012.31.7.441