VHF 대역 선박 간 애드혹 네트워크에서 실측 해상채널에 기반한 채널 보상과 채널 부호화 기법의 성능분석

Abstract

본 논문에서는 차세대 해상 통신 시스템인 SANET (Ship Ad-hoc NETwork)의 우선 전송 규격 파라미터를 설정하고, VHF 대역의 실측 해상 채널을 분석하여 SANET 채널 모델링을 수행한다. 또한, 프리앰블, guard time, 파일롯을 포함한 단일 및 다중 반송파 시스템을 위한 프레임 구조를 제안하며, 제안된 프레임 구조 하에서 채널 보상과 채널 부호화 기법에 의한 SANET 시스템의 BER (Bit Error Rate) 성능을 평가 및 분석한다. 결과로 <TEX>${\pi}$</TEX>/4-DQPSK와 <TEX>${\pi}$</TEX>/8-D8PSK를 적용한 단일 반송파 SANET의 경우, differential 변조방식 채택에 의하여 별도의 채널 보상을 하지 않으며, 부호화 이득을 얻을 수 있는 컨볼루션 부호화를 적용하기로 한다. 다중 반송파 SANET의 경우에는 해상환경, 파도에 의한 선박의 움직임 등에 의한 K값의 변화를 고려하여 시스템의 성능을 최대화 하도록 채널 보상 기법과 컨볼루션 부호화를 적용한다. In this paper, the parameters of the RTT (Radio Transmission Techniques) for SANET (Ship Ad-hoc NETwork), which is considered for the next generation maritime communication systems, are set up. A channel model has been analyzed based on the practical measured maritime wireless channel in VHF (Very-High Frequency) for SANET system. Also, by considering the frame structure including preamble, guard time and pilots for both single and multi-carrier systems, the BER (Bit Error Rate) performances are evaluated and analyzed in the aspects of channel compensation and channel coding techniques. Based on the simulation results, optimal modulation & coding schemes are suggested for SANET. That is, in single-carrier system by using differential modulation schemes, channel compensation is not necessary. However, channel coding is helpful to achieve additional gain. On the other hand, when 16-QAM modulation is employed in multi-carrier system, the implementation of both channel compensation and channel coding techniques show huge performance gain for various of K values, which are related to different maritime environments, and the rolling effects of wave.