The Journal of the Acoustical Society of Korea (한국음향학회지)

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Sum-Capacity Analysis of Multiple-Sensor Node Underwater Communications Using Time Reversal Transmission Method

시역전 기법을 이용한 다중 센서 노드 환경에서의 합용량 해석

  • Received : 2010.03.25
  • Accepted : 2010.05.11
  • Published : 2010.07.31
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Abstract

This paper proposes a multiple access method based on Time Reversal Mirror (TRM) technique when the multiple sensor nodes exist. Proposed method increases system sum capacity using energy focusing effects of the TRM. Simulation results show that proposed algorithm obtains higher system sum capacity than Orthogonal Frequency Division Multiple Access (OFDMA), e.g., 27 bps/Hz higher than the OFDMA method when the number of sensor node is 30, the number of transducer is 8, and is SINR 16 dB.

본 논문은 다중 센서 노드가 존재하는 채널에서 시역전 전송방식을 이용하여 셀의 합용량을 증대시키는 다중 접속 기술에 대한 제안을 하였다. 제안된 방식은 시역전 기법의 신호 집속 효과를 이용하여 모든 센서노드에 동시에 다른 정보를 전달함으로써 합 용량이 증대된다. 실험을 통해 제안된 기술이 기존 주파수 직교 다중 접속 방법보다 높은 셀의 합 용량을 얻었고 센서노드의 수 30개, 트랜스듀서의 수 8개, SINR 16 dB에서 기존의 방법보다 약 27 bps/Hz 향상됨을 보였다.

Keywords

References

  1. D. Kilfoyle and A. Baggeroer, "The state of the art in underwater acoustic telemetry," IEEE J. Ocean. Eng., vol. 25, no. 1, pp. 4-27, Jan. 2000. https://doi.org/10.1109/48.820733
  2. J. A. Catipovic. "Performance limitations in underwater acoustic telemetry." IEEE J. Ocean. Eng., vol. 15, no. 3, pp. 205-216, Jul 1990. https://doi.org/10.1109/48.107149
  3. P. J. Hearn, "Underwater acoustic telemetry,' IEEE Trans. Comm. Tech., vol. 14, no. 6, pp.839-843, Dec. 1966. https://doi.org/10.1109/TCOM.1966.1089409
  4. H. C. Song, W. S. Hodgkiss, W. A. Kuperman, M. Stevenson, and T. Akal, "Improvement of time--reversal communications using adaptive channel equalizers," IEEE J. Ocean. Eng., vol. 31, no. 2, pp. 487-496, Apr. 2006 https://doi.org/10.1109/JOE.2006.876139
  5. G. F. Edelmann, T. Akal, W. S. Hodgkiss, S. Kim, W. A. Kuperman, and H. C. Song. "An initial demonstration of underwater acoustic communication using time reversal," IEEE J. Ocean. Eng., vol. 27, no. 3, pp. 602-609, Jul, 2002. https://doi.org/10.1109/JOE.2002.1040942
  6. F. B. Jensen, W. A. Kuperman, M. B. Porter, and H. Schmidt, Computational Ocean Acoustics, New York, 1994.
  7. R. Narasimhan, "Spatial multiplexing with transmit antenna and constellation selection for correlated mimo fading channels, IEEE Trans. on Sig, Proc., vol, 51, no, 11, pp.2829-2838, 2003 https://doi.org/10.1109/TSP.2003.818205
  8. R. Heath Jr., M. Airy and A. J, Paulraj, "Multiuser diversity for MIMO wireless systems with linear receivers", Proc, IEEE Asilomar conf signal, syst, comput., pp. 1194 2001.
  9. M. Fink, "Time reversal mirrors," in Acoustical Imaging. edited by B. F. Jones, Plenum, New York, Vol. 25, pp. 1-15, 1995.
  10. D, R. Jackson and D. R. Dowling, "phase conjugation in underwater acoustics:' J. Acous. Soc. Am., Vol. 89, pp. 171-181, 1991. https://doi.org/10.1121/1.400496
  11. S. Loyka, "Multiantenna capacities of waveguide and cavity Channels", IEEE Tran. on veh. tech., vol.54, no.3, pp. 1-10, 2005 https://doi.org/10.1109/TVT.2004.838846
  12. 김현수, 권양수, 이일신, 정재학, 김성일, "시역전 수중 디지털 통신 성능 분석", 한국음향학회지, 28권, 3호, 213-221쪽, 2009년 4월.
  13. 김현수, 권양수, 유재호, 정재학, "수중음향채널에서의 시역전 기법을 적용한 양방향 통신 방식의 용량 분석," 한국음향학회지, 28권, 6호, 506-513쪽, 2009년 7월.