Robust frame synchronization algorithm in time-varying underwater acoustic communication channel

Seokjun Ko; Wan-Jin Kim

doi:10.7776/ASK.2020.39.1.008

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2020 Vol.39, Issue 1 Preview Page Next Page

Research Article

Robust frame synchronization algorithm in time-varying underwater acoustic communication channel 수중 음향통신에서 채널 시변동성에 강인한 프레임 동기 알고리즘

31 January 2020. pp. 8-15

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Abstract

In this paper, we propose a frame synchronization algorithm for robust to the combined effects of large Doppler fluctuations and extended, time-varying multipath in the underwater acoustic communication. From the algorithm, we can recover a high timing error which is occurred from an acoustic propagation delay and uncertainty of oscillator between transmitter and receiver. In order to verify the performance of the synchronization algorithm, the lake trial results are used. The lake experiments are performed in a Gyeongcheonho located in Mungyeong-si, Gyeongsangbuk-do. We can see that the start position of frame is adjusted after the frame synchronization while the receiver moving.

Keywords

Underwater acoustic communication

Frame synchronization

Pseudo Noise (PN) code

Minimum mean square error equalizer

본 논문에서는 채널 시변동성에 강인한 송수신 모델을 제안하고, 송신기의 특성을 반영한 디지털 변조 신호를 프레임 동기화 기법을 통해 수신 신호의 성능을 향상시킨다. 제안하는 동기화 기법을 통해 송신기와 수신기 사이의 프레임 시점의 불일치 및 음파 지연에 의해 발생되는 정도가 큰 타이밍 오차를 복구한다. 수중환경 채널 및 수중음향통신을 위한 타이밍 및 위상 동기화 성능 확인을 위해 경상북도 문경시에 위치한 경천호에서 호수실험을 수행하였으며, 제안하는 프레임 동기화 기법을 적용하였다. 수신기가 고정 상태인 경우는 처음에 예상했던 프레임 시작 위치와 프레임 동기 이후 변동이 거의 없었으나 이동 중일 때는 다중 경로 전달 과정으로 인한 인접 신호 사이의 간섭으로 인하여 프레임의 시작 위치가 프레임 동기화이후 보정이 되는 것을 확인 할 수 있었다.

키워드

수중음향통신

프레임동기화

Pseudo Noise (PN) 부호

최소 평균자승오차 등화기

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Information

Publisher :The Acoustical Society of Korea
Publisher(Ko) :한국음향학회
Journal Title :The Journal of the Acoustical Society of Korea
Journal Title(Ko) :한국음향학회지
Volume : 39
No :1
Pages :8-15
Received Date : 2019-09-03
Accepted Date : 2019-12-10
DOI :https://doi.org/10.7776/ASK.2020.39.1.008

The Journal of the Acoustical Society of Korea ISSN:1225-4428(Print) 2287-3775(Online) 한국음향학회지

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