수중 환경에 따른 광대역 OFDM의 통신 성능 분석

Analysis of Communication Performances of Wideband OFDM under Underwater Environments

본 논문에서는 광대역 OFDM(orthogonal frequency division multiplexing)의 통신 성능을 수중 음향 채널의 특성에 따라 분석하였다. 광대역 수중 음향 채널 특성은 주파수에 따른 전달 손실 차이가 거리가 멀어질수록 커지며, 이는 광대역 OFDM의 최대 주파수와 최소 추파수에 대응되는 부반송파 간의 전달 손실 차이로 이어진다. 이는 곧 부반송파 간의 SNR(signal-to-noise power ratio)의 차이를 의미하며 이로 인해 거리가 먼 경우 오류정정코드로 극복이 불가능해져 통신 성능이 저하된다. 따라서 광대역 OFDM은 장거리 통신에는 부적합하다. 그러나 높은 전송률로 통신이 가능하기 때문에, 높은 전송률을 요구하는 단거리 통신, 예를 들면 수중 무인 이동체들의 군집 운행을 위한 군집체 내부 통신 시스템 등에 활용이 가능하다.

In this paper, the communication performances of wideband OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) were analyzed according to the characteristics of the underwater acoustic channels. In the wideband underwater acoustic channels, the difference in transmission loss depending on frequency is proportional to the distance between the transmitter and receiver, which leads to the difference in transmission loss between subcarriers corresponding to the maximum and minimum frequencies of the wideband OFDM. The difference in the transmission loss indicates the difference in SNR (signal-to-noise power ratio) between subcarriers, which degrades the performance of an error correction code. Therefore, wideband OFDM is unsuitable for long-distance communication. However, since the wideband OFDM has the advantage of a high data rate, it can be used for short-distance communication that requires a high data rate, for example, internal communication systems for swarm operation of underwater unmanned vehicles.