The Journal of Korean Institute of Communications and Information Sciences (한국통신학회논문지)

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Performance Analysis of Channel Compensation and Channel Coding Techniques based on Measured Maritime Wireless Channel in VHF-band Ship Ad-hoc Network

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

  • 전광현 (인하대학교 전자공학과 이동통신연구실) ;
  • 회빙 (인하대학교 전자공학과 이동통신연구실) ;
  • 장경희 (인하대학교 전자공학과 이동통신연구실) ;
  • 김승근 (한국해양연구원 해양시스템안전연구소) ;
  • 김시문 (한국해양연구원 해양시스템안전연구소) ;
  • 임용곤 (한국해양연구원 해양시스템안전연구소)
  • Received : 2011.01.24
  • Accepted : 2011.05.11
  • Published : 2011.05.31
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Abstract

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.

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 ${\pi}$/4-DQPSK와 ${\pi}$/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.

Keywords

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