대한민국 남해 해역에서 원형 배열 하이드로폰을 이용한 수중 OFDM 시스템의 MMSE 적응 빔포밍 연구 (A Study on MMSE Adaptive Beamforming of an Underwater OFDM System Using a Circular Array Hydrophones in the South Sea of Korea)

서지정보

· 발행기관 : 한국통신학회
· 수록지 정보 : 한국통신학회논문지 / 47권 / 7호 / 986 ~ 995페이지
· 저자명 : 김준호, 차민혁, 왕비, 임태호, 고학림

초록

본 논문에서는 열악한 수중 음향 채널 환경에서 OFDM 시스템의 성능 향상을 위해 적응 빔포밍 적용 연구를수행하였다. 중심 주파수는 32kHz이며 대역폭이 4kHz인 OFDM 시스템을 사용하였으며, 한 심볼의 길이는 125ms 이다. 부반송파 사이마다 삽입되는 파일럿 심볼을 이용해 MMSE 연산을 통해 가중치를 계산하고 빔포밍을 적용하였다. 사용하는 주파수 대역의 파장에 따라 배열되는 하이드로폰의 간격을 설정하였고, 하이드로폰 개수에 따른성능 향상 분석을 위해 경상남도 거제시 지세포항 인근 해역에서 실해역 실험을 진행하였다. 측정 데이터를 이용하여 SNR과 CIR 특성을 분석하고, 해당 채널에서의 EVM과 coded BER 성능을 분석하였다. 그 결과 하이드로폰이 늘어날수록 MMSE 빔포밍이 적용된 OFDM 수신기의 성능이 증가하는 것을 확인하였으며, 단일 하이드로폰의성능증가 기대치는 2차함수 형태로 감소하는 것을 확인하였다.

영어초록

In This paper, Adaptive beamforming was used to improve the performance of the OFDM system in UWA channel. the center frequency and bandwidth of the OFDm system were 32kHz, 4kHz. and the length of one symbol was 125ms. beamforming weights were calculated through MMSE operation using pilot symbols inserted between subarriers and beamforming was applied. the interval of hydrophones arranged according to the wavelength of the frequency band. In order to the performance improvement according to the number of hydrophones, a ocean experiment was conducted in the waters near Jisepo Port, Geoje, Gyeongsangnam-do. SNR and CIR channel characteristics were analyzed using the measured data, and EVM and coded BER performance in the corresponding channel were analyzed. As a result, it was confirmed that the performance of the OFDM receiver to which MMSE beamforming is applied increases as the number of hydrophones increases. However, the performance increase expected of a single hydrophone decreased in the form of a quadratic function.

참고자료

· 없음