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돌고래 휘슬음을 모방한 frequency shift keying 수중통신기법의 다중경로결합 수신 방법
안종민,이호준,김용철,김완진,정재학,Ahn, JongMin,Lee, HoJun,Kim, YongChul,Kim, WanJin,Chung, JaeHak 한국음향학회 2018 韓國音響學會誌 Vol.37 No.6
본 논문은 수중에서 은밀성을 확보하기 위해 FSK(Frequency Shift Keying)를 이용하여 돌고래 휘슬음을 모방하는 통신 기법과 다중경로 결합 이득을 이용하여 BER(Bit Error Rate) 성능을 높이는 방법을 제안한다. 제안하는 방법은 휘슬음을 짧은 시간 구간으로 나누고 그 구간에 심볼의 직교성을 보장하는 FSK 변조신호를 만든다. 그리고 휘슬음을 모방할 때 다중경로 채널에서 심볼간의 ISI(Inter Symbol Interference)가 줄어드는 특징을 이용하여 다중경로 결합 이득을 얻는 방법이다. 제안한 방법의 성능을 보이기 위해 전산모의실험과 실제 호수실험을 진행하였다. 전산모의실험을 통해 다중경로에 의해 추가적인 다중경로 결합 이득이 발생함을 보였다. 호수 실험에서는 제안된 FSK 방법이 20 msec의 심볼 길이와 900 Hz의 변조 대역을 갖는 경우 다중경로 결합 이득을 얻어 0.002의 BER갖고 0.185의 BER을 갖는 CSS(Chirp Spread Spectrum)보다 우수함을 보였다. 그리고 모방한 신호와 실제 휘슬 신호의 시간-주파수 영역에서 평균 상호 상관 값을 통해 모방도를 분석하여 제안된 FSK방법이 CSS방법에 비해 높은 모방도를 보였다. This paper proposes a dolphin whistle mimicking underwater communication method using FSK (Frequency Shift Keying) and method to improve BER (Bit Error Rate) performance by using multipath gain combining. The proposed method divides whistle sound into short time intervals and transmits FSK modulated signal that ensures orthogonality of the symbol. Multipath gain can be obtained by using characteristic of mimicked signal frequency that varies with time. To demonstrate the performance of the proposed method, computer simulations and lake experiments were conducted. Computer simulation results show that an additional multipath gain is obtained by multipath. From lake experiments, when symbol length is 20 msec and modulation band is 900 Hz, the proposed FSK method with multipath combining gain obtains BER of 0.002, which is better than CSS (Chirp Spread Spectrum) with BER of 0.185. he proposed based on FSK method has higher imitation degree than the CSS method by analyzing mean cross-correlation value in the time - frequency domain of the imitated signal and actual whistle signal.
조현진(Hyunjin Cho),김완진(Wanjin Kim) 한국시뮬레이션학회 2021 한국시뮬레이션학회 논문지 Vol.30 No.1
본 연구에서는 하드-킬 방식 어뢰 방어체계의 운동 및 센서 분야 주요 파라미터가 방어 성능에 미치는 영향을 분석하기 위한 실험 설계 및 구성요소 모델에 대해서 소개하였다. 시뮬레이션은 적-아 플랫폼이 상호작용하는 교전수준에서 구현되었으며, 방어체계의 핵심 성능을 측정할 수 있는 종말 단계로 범위를 한정하였다. 한편 공학수준 시뮬레이션의 주요 관심사항인 기동(Kinematics), 센서 성능, 음향탐지 이론에 대해 세부적으로 모사하여 현실 충실도를 높였다. 본 연구는 새로운 운용개념을 가진 무기체계 개발 시 선행되어야 하는 성능 영향 요인 분석을 위한 방법론을 제시하고 있으며 실험을 통하여 주요파라미터 변화에 따른 방어 성능 변화를 확인 할 수 있었다. This paper introduces experimental design and components model for analysing the impact of parameter(in the field of kinematics and sensor) on performance of hard-kill torpedo defence system. The simulation is implemented at the level of engagement and its scope is limited to final stage of engagement where main function of anti-torpedo system is operating. It improves the fidelity of physical realism by precise model of simulation components in the perspectives of kinematics, sensor capability and acoustic detection theory. This paper provides the experimentation methodology for evaluating parameter sensitivity which is required to analyze in advance of development the defense system with novel concepts. In addition, the experimental result shows the tendency of defense capability according to parameter adjustments.