The Journal of Korean Institute of Communications and Information Sciences (한국통신학회논문지)

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A Study on The Modulation Method for Low Power Communication in Underwater Sensor Network

수중 센서 네트워크에서 저전력 통신을 위한 변조기법의 적용성 연구

  • 장철희 (한국해양대학교 전파공학과 DSP 연구실) ;
  • 한정우 (한국해양대학교 전파공학과 DSP 연구실) ;
  • 김기만 (한국해양대학교 전파공학과 DSP 연구실) ;
  • 이성로 (목포대학교 정보전자공학과)
  • Received : 2011.02.07
  • Accepted : 2011.05.23
  • Published : 2011.06.30
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Abstract

In this paper, we propose the result of PSSK(Phase Silence Shift Keying) modulation scheme that is mixed PSK(Phase Shift Keying) modulation and PPM(Pulse Position Modulation) method. The performance of underwater communication systems are influenced underwater channel characteristics. In particular, delay spread can make ISI(Inter Symbol Interference) because of reverberation and multi path. It degrade the performance of the communication system. Also underwater sensor networks consider about power efficient due to the particularities of their operating environment. PSSK modulation method transmit two orthogonal symbol and using silence period in a period so it can reduce the power. Increasing the distance of between modulation symbols, to enhance the performance of BER(Bit Error Rate) as well as to improve power efficient. The result of sea trial, QPSK modulation BER is $3.19{\times}10^{-1}$ and PSSK modulation BER is $2.89{\times}10^{-1}$.

본 논문에서는 PSK(Phase-Shift-Keying) 변조와 PPM(Pulse Position Modulation) 방식의 혼합형이라 볼 수 있는 PSSK(Phase Silence Shift Keying) 변조 방식을 수중 통신에 적용한 결과를 제시한다. 수중 통신 시스템의 성능은 수중 채널 특성에 영향을 많이 받는다. 특히, 잔향 및 다중 경로(Multi-path)로 인한 지연 확산은 데이터 전송 시 인접 심벌간의 간섭 (ISI : Inter Symbol Interference)을 발생시켜 통신의 성능을 저하시킨다. 또한 수중 센서 네트워크인 경우 그 운용 환경의 특수성으로 언해 전력 효율적인 측면도 시스템 구성의 중요한 고려 요소가 된다. PSSK 변조 방식은 2개의 직교 심별을 전송하는 방식으로 한 주기 내에 silence 구조댄 사용함으로써 전력 사용을 절반으로 줄일 수 있다. 이로 인해 변조 심벌간의 거리를 늘려 BER(Bit Error Rate) 성능을 향상 시킬 뿐만 아니라 송신 전력을 낮추어 전력 효율적인 측면의 성능 향상도 기대 할 수 있다. 근거리 해상 실험 결과 QPSK 변조 방식인 경우 BER이 $3.19{\times}10^{-1}$ 이였으며, PSSK 인 경우 BER이 $2.89{\times}10^{-1}$ 이었다.

Keywords

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