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수중음향채널에서의 시역전 기법을 적용한 양방향 통신 방식의 용량 분석
김현수,권양수,유재호,정재학,김성일,Kim, Hyeon-Su,Kwon, Yang-Soo,Yoo, Jae-Ho,Chung, Jae-Hak,Kim, Seong-Il 한국음향학회 2009 韓國音響學會誌 Vol.28 No.6
본 논문에서는 원거리 수중음향 통신환경에서 중계노드가 사용가능한 센서노드 간의 데이터 교환을 위해 시역전 방법을 적용한 두 단계 양방향 수중 중계노드 통신 방식을 제안한다. 제안된 방법은 기존의 4 단계 중계절차를 2 단계로 줄이기 위해 시역전 기법을 이용한 양방향 통신방법을 적용하였으며 이를 통해 향상된 시스템 통신 용량을 얻는다. 또한 중계노드가 낮은 복잡도로 구현이 가능하기 때문에 효과적으로 전송 거리를 증가시킬 수 있다. 전산모의실험을 통해 제안된 방법이 기존의 방법보다 20 dB의 SNR에서 약 3.2 bps/Hz만큼 향상됨을 보였다. In this paper, we propose a bi-directional communication method applying time reversal technique in underwater acoustic channel in order to exchange data between sensor nodes with an available relay node. The proposed method reduces the conventional 4-step relaying procedure to 2-step and improves the system capacity. Moreover, it increases transmission range efficiently while the relay node can be implemented with low complexity. Simulation results demonstrate that the proposed scheme achieves 3.2 bps/Hz higher capacity than that of the conventional method at SNR 20 dB.
김현수,권양수,이일신,정재학,김성일,Kim, Hyeon-Su,Kwon, Yang-Soo,Lee, Il-Shin,Chung, Jae-Hak,Kim, Seong-Il 한국음향학회 2009 韓國音響學會誌 Vol.28 No.3
수중 시역전 통신기법은 복잡한 수중채널환경에서 정합장 처리를 통해 수신단의 구조가 간단하면서 전송성능을 높이기 때문에 많은 연구가 진행되어 왔으나 디지털 시역전 통신을 하기 위한 전송변수에 대한 연구가 부족하다. 본 논문은 수중시역전 채널과 전송방식을 분석하여 시역전 통신이 공간 다이버서티 이득을 얻을 수 있음을 보였다. 그리고 디지털 시역전 전송 시 전송심볼간의 간섭을 회피하여 최적의 성능을 얻을 수 있는 통신변수인 심볼 구간, 프레임의 길이 및 전송 프로토콜에 대한 설계방법을 제안한다. 전산모의실험을 통해 제안된 설계변수를 이용한 시역전 통신에서의 전송심볼간 간섭효과를 보였다. 또한 보다 많은 트랜스듀서를 사용할수록 시역전 효과에 의해 부정합 신호경로의 개수와 크기가 줄어 ISI의 효과가 감소함을 보였다. The time reversal mirror (TRM) method for underwater communications has been developed to improve transmission performance with low complexity. However, digital communication parameters for TRM have not been researched deeply. This paper demonstrates that the TRM scheme obtains spatial diversity gain similar to multiple antennas, and proposes design methodologies of symbol interval, frame duration and transmission protocol for time reversal mirror transmission. Simulation results show that spatial diversity gain is achieved and the effect of ISI decreases as the number of transducer increases.
부분 중계기 협력 다중화 기술에서 동적 최적 시간 할당 기술
조정일(Jung-il Cho),권양수(Yang-soo Kwon),김남리(Nam-ri Kim),정재학(Jae-hak Chung) 한국통신학회 2009 韓國通信學會論文誌 Vol.34 No.10C
본 논문에서는 부분 중계기 협력 다중화 기술에서 중계기의 위치에 따른 최적의 시스템 용량을 얻기 위한 동적 최적 시간 할당 기법을 제안하였다. 제안된 기법은 중계기 시스템의 전송 조건식을 추가함으로써 중계기의 유동적인 위치에 따라 최대의 시스템 용량을 가지도록 각 시간 구간의 길이를 최적화하였다. 전산 모의실험을 통해 균일하게 고정된 시간 할당을 가지는 기존의 부분 중계기 협력 다중화 기술에 비해 향상된 시스템 용량을 얻을 수 있었다. We propose a dynamic time allocation method in cooperative multiplexing with partial relaying system. This method uses a linear programming and considers protocol that is based on relaying of partial information bits followed by cooperative multiplexing. In this protocol, regardless of the location of relay, the allocation time for each transmission time slots are constant. Using a dynamic time allocation method with considering the location of relay, we can find optimal transmission time slots, and show that the system capacity is optimized.