KR102650673B1 - Underwater communication apparatus and method using css signal - Google Patents

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KR102650673B1
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고학림
이호준
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호서대학교 산학협력단
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Abstract

CSS 신호를 이용하는 수중 통신 시스템 및 그 수중 통신방법이 개시된다. 본 발명에 따른 수중 통신 시스템은, 수중에서 서로 다른 신호를 송출하는 복수의 송신기, 및 각각의 송신기에 의해 송출되는 신호를 수신하며 수신되는 신호에 대응하는 송신기를 식별하는 수신기를 포함하는 수중 통신 시스템에 있어서, 각각의 송신기는, CSS(Chirp Spread Spectrum) 신호에 사용 가능한 전체 주파수대역을 복수의 분할 주파수대역으로 분할하는 주파수대역 분할부; 주파수대역 분할부에 의해 분할된 각각의 분할 주파수대역에 대응하는 CSS 신호를 조합하는 CSS신호 조합부; 및 CSS신호 조합부에 의해 조합되는 CSS 신호를 송신 데이터로 송출하는 데이터 송출부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.An underwater communication system using CSS signals and an underwater communication method thereof are disclosed. An underwater communication system according to the present invention includes a plurality of transmitters that transmit different signals underwater, and a receiver that receives signals transmitted by each transmitter and identifies the transmitter corresponding to the received signal. In, each transmitter includes: a frequency band divider that divides the entire frequency band available for a CSS (Chirp Spread Spectrum) signal into a plurality of divided frequency bands; a CSS signal combining unit that combines CSS signals corresponding to each divided frequency band divided by the frequency band dividing unit; and a data transmission unit that transmits the CSS signal combined by the CSS signal combination unit as transmission data.

Description

CSS 신호를 이용하는 수중 통신 시스템 및 그 수중 통신방법{UNDERWATER COMMUNICATION APPARATUS AND METHOD USING CSS SIGNAL}Underwater communication system using CSS signals and underwater communication method {UNDERWATER COMMUNICATION APPARATUS AND METHOD USING CSS SIGNAL}

본 발명은 수중 통신 시스템 및 그 수중 통신방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 CSS(Chirp Spread Spectrum) 신호를 이용하여 수중에서 데이터의 송수신을 수행함으로써 수신신호의 신호 대 잡음비가 낮은 환경에서도 수신기가 용이하게 송신기의 ID를 검출할 수 있을 뿐만 아니라 동기용 프리엠블을 사용하지 않아도 되어 송신단의 복잡도와 전력소모를 줄일 수 있고, 신호의 전송거리를 증가시킬 수 있는, CSS 신호를 이용한 수중 통신 시스템 및 그 수중 통신방법에 관한 것이다.The present invention relates to an underwater communication system and an underwater communication method, and more specifically, to transmit and receive data underwater using a CSS (Chirp Spread Spectrum) signal, making it easy to receive even in an environment with a low signal-to-noise ratio of the received signal. An underwater communication system and its It is about underwater communication method.

수중에서는 다수의 수중 작업자, 수중 장비, 수중 실종자 등에 송신기를 부착하고, 각각의 송신기에서 어느 하나의 수신기로 서로 다른 신호를 전송하여야 하는 경우가 있다.Underwater, there are cases where transmitters must be attached to multiple underwater workers, underwater equipment, or missing persons underwater, and transmit different signals from each transmitter to a certain receiver.

이와 같이, 수중에서 다수의 송신기가 어느 하나의 수신기로 서로 다른 신호를 전송하는 경우, 각각의 송신기는 수신기에서 구별할 수 있는 신호를 송신하여야 하며, 수신기는 수신되는 각각의 신호를 복조하여 송신기의 ID(identity)를 추정한다.As such, when multiple transmitters in water transmit different signals to one receiver, each transmitter must transmit a signal that can be distinguished by the receiver, and the receiver demodulates each received signal to determine the transmitter's signal. Estimate ID (identity).

일반적으로 송신기(10)는 도 1에 도시한 바와 같이, 동기신호와 송신기용 코드로 구성된 송신 프레임을 송출한다. 이때, 각각의 송신기(10)에는 서로 다른 코드(송신기 ID)가 할당된다. 또한, 수신기는 수신된 신호의 동기신호를 이용하여 프레임 동기를 획득하고, 동기신호 이후의 신호를 복조하여 송신기의 ID를 추정한다.In general, the transmitter 10 transmits a transmission frame consisting of a synchronization signal and a transmitter code, as shown in FIG. 1. At this time, each transmitter 10 is assigned a different code (transmitter ID). Additionally, the receiver obtains frame synchronization using the synchronization signal of the received signal and estimates the ID of the transmitter by demodulating the signal after the synchronization signal.

이와 같은 통신 방식의 송신기는 수신기가 신호 대 잡음비가 낮은 환경에서도 수신기가 용이하게 검출할 수 있도록 CSS(Chirp Spread Spectrum) 신호를 동기신호로 사용한다. 그런데, 송신기의 ID를 전송하는 부분은 FSK(Frequency Shift Keying), BPSK(Binary Phase Shift Keying), QPSK(Quadrature Phase Shift Keying) 등의 일반적인 변복조 기법이 사용되기 때문에, 수신기의 수신신호의 신호 대 잡음비가 낮으면 송신기의 ID를 검출하는데 에러가 발생할 수 있다는 문제점이 있다.The transmitter of this communication method uses the CSS (Chirp Spread Spectrum) signal as a synchronization signal so that the receiver can easily detect it even in an environment with a low signal-to-noise ratio. However, since the part that transmits the transmitter's ID uses common modulation and demodulation techniques such as FSK (Frequency Shift Keying), BPSK (Binary Phase Shift Keying), and QPSK (Quadrature Phase Shift Keying), the signal-to-noise ratio of the receiver's received signal is If is low, there is a problem that an error may occur in detecting the ID of the transmitter.

공개특허공보 제10-2009-0056416호 (공개일자: 2009.06.03)Public Patent Publication No. 10-2009-0056416 (Publication date: 2009.06.03)

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, CSS(Chirp Spread Spectrum) 신호를 이용하여 수중에서 데이터의 송수신을 수행함으로써 수신신호의 신호 대 잡음비가 낮은 환경에서도 수신기가 용이하게 송신기의 ID를 검출할 수 있을 뿐만 아니라 동기용 프리엠블을 사용하지 않아도 되어 송신단의 복잡도와 전력소모를 줄일 수 있고, 신호의 전송거리를 증가시킬 수 있는, CSS 신호를 이용한 수중 통신 시스템 및 그 수중 통신방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention was created to solve the above-described problem. By transmitting and receiving data underwater using a CSS (Chirp Spread Spectrum) signal, the receiver can easily identify the ID of the transmitter even in an environment with a low signal-to-noise ratio of the received signal. Provides an underwater communication system using CSS signals and an underwater communication method that can not only detect, but also reduce the complexity and power consumption of the transmitter by eliminating the need to use a synchronization preamble, and increase the transmission distance of the signal. The purpose is to

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 수중 통신 시스템은, 수중에서 서로 다른 신호를 송출하는 복수의 송신기, 및 각각의 상기 송신기에 의해 송출되는 신호를 수신하며 상기 수신되는 신호에 대응하는 송신기를 식별하는 수신기를 포함하는 수중 통신 시스템에 있어서, 각각의 상기 송신기는, CSS(Chirp Spread Spectrum) 신호에 사용 가능한 전체 주파수대역을 복수의 분할 주파수대역으로 분할하는 주파수대역 분할부; 상기 주파수대역 분할부에 의해 분할된 각각의 분할 주파수대역에 대응하는 CSS 신호를 조합하는 CSS신호 조합부; 및 상기 CSS신호 조합부에 의해 조합되는 CSS 신호를 송신 데이터로 송출하는 데이터 송출부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.An underwater communication system according to an aspect of the present invention for achieving the above-described object includes a plurality of transmitters transmitting different signals underwater, and receiving signals transmitted by each of the transmitters and responding to the received signals. In the underwater communication system including a receiver that identifies a transmitter, each of the transmitters includes: a frequency band divider that divides the entire frequency band available for a CSS (Chirp Spread Spectrum) signal into a plurality of divided frequency bands; a CSS signal combining unit that combines CSS signals corresponding to each divided frequency band divided by the frequency band dividing unit; and a data transmission unit that transmits the CSS signal combined by the CSS signal combination unit as transmission data.

여기서, 상기 수신기는, 각각의 상기 분할 주파수대역에 대응하는 CSS 신호의 조합에 대응하여 형성되는 복수의 정합필터(MF: Matched Filter); 상기 복수의 정합필터 중 출력신호의 세기가 가장 큰 정합필터를 선택하는 정합필터 선택부; 및 상기 정합필터 선택부에 의해 선택되는 정합필터에 대응하여, 신호를 송출한 송신기를 추정하는 송신기 추정부;를 포함할 수 있다.Here, the receiver includes a plurality of matched filters (MF) formed in response to a combination of CSS signals corresponding to each of the divided frequency bands; a matched filter selection unit that selects a matched filter with the greatest output signal intensity among the plurality of matched filters; and a transmitter estimation unit that estimates a transmitter that transmitted a signal in response to the matched filter selected by the matched filter selection unit.

또한, 각각의 상기 송신기는, N!개(여기서, N은 상기 주파수대역 분할부에 의해 분할된 분할 주파수대역의 수)의 분할 CSS 신호의 조합 중의 어느 하나의 분할 CSS 신호의 조합을 송신 데이터로 송출할 수 있다.In addition, each of the transmitters converts any one combination of divided CSS signals among N! (where N is the number of divided frequency bands divided by the frequency band divider) divided CSS signals into transmission data. It can be transmitted.

또한, 각각의 상기 송신기는, 상기 주파수대역 분할부 및 상기 데이터 송출부로 동기 프리엠블용 신호와 송신용 신호를 대체할 수 있다.Additionally, each of the transmitters can replace the synchronous preamble signal and the transmission signal with the frequency band divider and the data transmitter.

여기서, 상기 수신기는, N!개(여기서, N은 상기 주파수대역 분할부에 의해 분할된 분할 주파수대역의 수)의 분할 CSS 신호의 조합에 각각 대응하는 복수의 상기 정합필터를 구비할 수 있다.Here, the receiver may be provided with a plurality of the matched filters, each corresponding to a combination of N! divided CSS signals (where N is the number of divided frequency bands divided by the frequency band divider).

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 츨면에 따른 수중 통신방법은, 수중에서 서로 다른 신호를 송출하는 복수의 송신기, 및 각각의 상기 송신기에 의해 송출되는 신호를 수신하며 상기 수신되는 신호에 대응하는 송신기를 식별하는 수신기를 포함하는 수중 통신 시스템에 의해 수행되는 수중 통신방법에 있어서, 각각의 상기 송신기는, CSS 신호에 사용 가능한 전체 주파수대역을 복수의 분할 주파수대역으로 분할하는 단계; 상기 분할된 각각의 분할 주파수대역에 대응하는 CSS 신호를 조합하는 단계; 및 조합된 상기 CSS 신호를 송신 데이터로 송출하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.An underwater communication method according to one aspect of the present invention for achieving the above-described object includes a plurality of transmitters transmitting different signals underwater, receiving signals transmitted by each of the transmitters, and responding to the received signals. An underwater communication method performed by an underwater communication system including a receiver that identifies a transmitter, each of which includes: dividing the entire frequency band available for CSS signals into a plurality of divided frequency bands; combining CSS signals corresponding to each of the divided frequency bands; And transmitting the combined CSS signal as transmission data.

여기서, 상기 수신기는, 각각의 상기 분할 주파수대역에 대응하는 CSS 신호의 조합에 대응하여 형성되는 복수의 정합필터를 구비하는 단계; 상기 복수의 정합필터 중 출력신호의 세기가 가장 큰 정합필터를 선택하는 단계; 및 상기 선택되는 정합필터에 대응하여, 신호를 송출한 송신기를 추정하는 단계;를 포함할 수 있다.Here, the receiver includes providing a plurality of matched filters formed in response to a combination of CSS signals corresponding to each of the divided frequency bands; selecting a matched filter with the largest output signal intensity among the plurality of matched filters; and estimating a transmitter that transmitted a signal in response to the selected matched filter.

또한, 각각의 상기 송신기는, N!개(여기서, N은 상기 주파수대역 분할부에 의해 분할된 분할 주파수대역의 수)의 분할 CSS 신호의 조합 중의 어느 하나의 분할 CSS 신호의 조합을 송신 데이터로 송출할 수 있다.In addition, each of the transmitters converts any one combination of divided CSS signals among N! (where N is the number of divided frequency bands divided by the frequency band divider) divided CSS signals into transmission data. It can be transmitted.

또한, 상기 수신기는, N!개(여기서, N은 상기 주파수대역 분할부에 의해 분할된 분할 주파수대역의 수)의 분할 CSS 신호의 조합에 각각 대응하는 복수의 상기 정합필터를 구비할 수 있다.Additionally, the receiver may be provided with a plurality of the matched filters, each corresponding to a combination of N! divided CSS signals (where N is the number of divided frequency bands divided by the frequency band divider).

본 발명에 따르면, CSS(Chirp Spread Spectrum) 신호를 이용하여 수중에서 데이터의 송수신을 수행함으로써 수신신호의 신호 대 잡음비가 낮은 환경에서도 수신기가 용이하게 송신기의 ID를 검출할 수 있을 뿐만 아니라 동기용 프리엠블을 사용하지 않아도 되어 송신단의 복잡도와 전력소모를 줄일 수 있고, 신호의 전송거리를 증가시킬 수 있게 된다.According to the present invention, by transmitting and receiving data underwater using a CSS (Chirp Spread Spectrum) signal, the receiver can not only easily detect the ID of the transmitter even in an environment with a low signal-to-noise ratio of the received signal, but also provide a free signal for synchronization. Since there is no need to use an amble, the complexity and power consumption of the transmitter can be reduced, and the signal transmission distance can be increased.

도 1은 일반적인 송신기가 송출하는 신호의 프레임 구조의 예를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 수중 통신 시스템에 이용되는 송신기의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 CSS 신호의 예로서 Up-chirp를 나타낸 도면이다.
도 4는 CSS 신호의 예로서 Down-chirp를 나타낸 도면이다.
도 5는 시간에 따른 주파수 변화로서 선형적으로 변하는 예를 나타낸 도면이다.
도 6은 시간에 따른 주파수 변화로서 비선형적으로 변하는 예를 나타낸 도면이다.
도 7은 서로 다른 spreading factor의 CSS 신호의 예를 나타낸 도면이다.
도 8은 cyclic shift 되어 서로 다른 데이터를 전송하는 CSS 신호의 예를 나타낸 도면이다.
도 9는 CSS 신호가 사용하는 전체 대역폭을 복수개의 작은 대역폭을 갖는 CSS 신호로 분할한 예를 나타낸 도면이다.
도 10은 CSS 신호가 사용하는 전체 대역폭을 네 개의 작은 대역폭을 갖는 CSS 신호로 분할한 예를 나타낸 도면이다.
도 11은 네 개의 작은 대역폭을 갖는 분할 CSS 신호를 조합한 데이터 송신 방식의 예를 나타낸 도면이다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 수중 통신 시스템에 이용되는 수신기의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 13은 도 12의 수신기가 송신기로부터 수신한 신호 중 정합하는 신호에 기반하여 대응하는 송신기를 추정하는 과정을 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
도 14는 본 발명의 실시예에 따른 수중 통신방법을 나타낸 흐름도로서, 송신기에 의해 수행되는 통신방법을 나타낸 도면이다.
도 15는 본 발명의 실시예에 따른 수중 통신방법을 나타낸 흐름도로서, 수신기에 의해 수행되는 통신방법을 나타낸 도면이다.Figure 1 is a diagram showing an example of the frame structure of a signal transmitted by a general transmitter.
Figure 2 is a diagram schematically showing the configuration of a transmitter used in an underwater communication system according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a diagram showing Up-chirp as an example of a CSS signal.
Figure 4 is a diagram showing Down-chirp as an example of a CSS signal.
Figure 5 is a diagram showing an example of a linear change in frequency over time.
Figure 6 is a diagram showing an example of non-linear change in frequency over time.
Figure 7 is a diagram showing examples of CSS signals of different spreading factors.
Figure 8 is a diagram showing an example of a CSS signal that is cyclically shifted and transmits different data.
Figure 9 is a diagram showing an example of dividing the entire bandwidth used by a CSS signal into CSS signals with a plurality of small bandwidths.
Figure 10 is a diagram showing an example of dividing the total bandwidth used by a CSS signal into CSS signals with four small bandwidths.
Figure 11 is a diagram showing an example of a data transmission method combining four split CSS signals with small bandwidths.
Figure 12 is a diagram schematically showing the configuration of a receiver used in an underwater communication system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a diagram illustrating a process in which the receiver of FIG. 12 estimates a corresponding transmitter based on a matching signal among signals received from the transmitter.
Figure 14 is a flowchart showing an underwater communication method according to an embodiment of the present invention, and is a diagram showing the communication method performed by a transmitter.
Figure 15 is a flowchart showing an underwater communication method according to an embodiment of the present invention, and is a diagram showing the communication method performed by a receiver.

이하, 본 발명의 일부 실시 예들을 예시적인 도면을 통해 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 기재함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호로 표시한다. 또한, 본 발명의 실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시 예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. Hereinafter, some embodiments of the present invention will be described through exemplary drawings. When assigning reference numerals to components in each drawing, identical components are indicated with the same reference numerals as much as possible, even if they are shown in different drawings. Additionally, when describing embodiments of the present invention, if detailed descriptions of related known configurations or functions are judged to impede understanding of the embodiments of the present invention, the detailed descriptions will be omitted.

또한, 본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결, 결합 또는 접속될 수 있지만, 그 구성 요소와 그 다른 구성요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.Additionally, when describing the components of an embodiment of the present invention, terms such as first, second, A, B, (a), and (b) may be used. These terms are only used to distinguish the component from other components, and the nature, sequence, or order of the component is not limited by the term. When a component is described as being "connected," "coupled," or "connected" to another component, that component may be directly connected, coupled, or connected to that other component, but may not be connected to that component or that other component. It should be understood that another component may be “connected,” “coupled,” or “connected” between elements.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 수중 통신 시스템에 이용되는 송신기의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다. 이때, 송신기(100)는 복수로 마련되며, 수중에서 서로 다른 신호를 송출한다. Figure 2 is a diagram schematically showing the configuration of a transmitter used in an underwater communication system according to an embodiment of the present invention. At this time, a plurality of transmitters 100 are provided and transmit different signals underwater.

도 2를 참조하면, 각각의 송신기(100)는 주파수대역 분할부(102), CSS신호 조합부(104) 및 데이터 송출부(106)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 2, each transmitter 100 may include a frequency band dividing unit 102, a CSS signal combining unit 104, and a data transmitting unit 106.

주파수대역 분할부(102)는 CSS 신호에 사용 가능한 전체 주파수대역을 복수의 분할 주파수대역으로 분할한다. 이때, 주파수대역 분할부(102)는 송신기(100)의 개수를 고려하여 분할되는 분할 주파수대역의 수를 설정할 수 있다.The frequency band divider 102 divides the entire frequency band available for the CSS signal into a plurality of divided frequency bands. At this time, the frequency band division unit 102 can set the number of divided frequency bands by considering the number of transmitters 100.

CSS는 도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이, 사용 가능한 주파수 대역폭 내에서 시간에 따라 신호의 주파수를 변화시켜 전송하는 방식이다. 즉, 사용 가능한 주파수 대역이 30~34KHz 대역이고, 이 대역에서 CSS 신호를 발생시키면, Up-chirp의 경우에는 시간에 따라 신호의 주파수가 30KHz에서 34KHz로 변화한다. 마찬가지로, Down-chirp CSS에서는 시간에 따라 사용 가능한 주파수 대역의 높은 주파수에서 낮은 주파수로 변화한다.As shown in Figures 3 and 4, CSS is a method of transmitting a signal by changing the frequency of the signal over time within the available frequency bandwidth. In other words, the usable frequency band is 30~34KHz, and when a CSS signal is generated in this band, in the case of up-chirp, the frequency of the signal changes from 30KHz to 34KHz over time. Likewise, in down-chirp CSS, the available frequency band changes from high to low frequencies over time.

이때, 시간에 따라 주파수는 도 5에 도시한 바와 같이 선형적으로 변하거나, 도 6에 도시한 바와 같이 비선형적으로 변화할 수 있다.At this time, the frequency may change linearly over time as shown in FIG. 5, or may change non-linearly as shown in FIG. 6.

한편, CSS 신호는 낮은 신호 대 잡음비의 환경에서 통신이 가능하지만 데이터의 전송률은 낮다. 또한, 일반적인 CSS 방식에서는 전송되는 신호가 사용 가능한 모든 주파수 대역을 사용하기 때문에, 서로 다른 정보를 전송하기가 어렵다.Meanwhile, CSS signals allow communication in an environment with a low signal-to-noise ratio, but the data transmission rate is low. Additionally, in the general CSS method, transmitted signals use all available frequency bands, making it difficult to transmit different information.

또한, CSS는 도 7에 도시한 바와 같이, 서로 다른 spreading factor로 신호를 전송할 수 있다. Additionally, CSS can transmit signals with different spreading factors, as shown in FIG. 7.

일반적으로 spreading factor가 증가하면 심볼 신호의 전송시간이 길어지고 데이터 전송률은 감소하는 한편, 통신거리는 증가한다.Generally, as the spreading factor increases, the transmission time of the symbol signal becomes longer, the data transmission rate decreases, and the communication distance increases.

또한, CSS를 이용하여 송신기의 ID 등의 데이터를 전송하기 위해서는 같은 spreading factor를 갖는 CSS 신호에서 신호의 시작점이 한 심볼 내에서 천이(cyclic shift)되어 전송한다. 즉, 두 bits의 데이터를 전송하는 경우 00, 01, 10, 11의 데이터에서는 전송하는 데이터에 따라 원래의 CSS 신호가 도 8에 도시한 바와 같이 천이되어 전송된다.Additionally, in order to transmit data such as the transmitter's ID using CSS, the starting point of the signal is shifted within one symbol in the CSS signal having the same spreading factor and transmitted. That is, when two bits of data are transmitted, in the data of 00, 01, 10, and 11, the original CSS signal is transferred and transmitted according to the transmitted data as shown in FIG. 8.

본 발명에서는 CSS 신호가 사용하는 전체 대역폭을 도 9에 도시한 바와 같이, 복수개의 작은 대역폭으로 나누고, 분할된 작은 대역폭에 대한 CSS 신호를 이용하여 송신 신호나 송신기의 ID로 사용한다. In the present invention, the entire bandwidth used by the CSS signal is divided into a plurality of small bandwidths, as shown in FIG. 9, and the CSS signal for the divided small bandwidth is used as a transmission signal or ID of the transmitter.

CSS신호 조합부(104)는 주파수대역 분할부(102)에 의해 분할된 각각의 분할 주파수대역에 대응하는 CSS 신호를 조합한다. 예를 들어, 주파수대역 분할부(102)가 도 10의 (a)에 도시한 바와 같이 전체 주파수대역을 네 개의 분할 주파수대역으로 분할한 경우, CSS신호 조합부(104)는 도 10의 (b)에 대응하는 바와 같은 각각의 분할 주파수대역에 대응하는 CSS 신호를 다양한 형태로 조합할 수 있다. The CSS signal combining unit 104 combines CSS signals corresponding to each divided frequency band divided by the frequency band dividing unit 102. For example, when the frequency band dividing unit 102 divides the entire frequency band into four divided frequency bands as shown in (a) of FIG. 10, the CSS signal combining unit 104 divides the entire frequency band into four divided frequency bands as shown in (a) of FIG. 10. ), the CSS signals corresponding to each divided frequency band can be combined in various forms.

데이터 송출부(106)는 CSS신호 조합부(104)에 의해 조합되는 CSS 신호를 송신 데이터로 송출한다. 이때, 각각의 송신기(100)는 서로 다른 신호를 송출하도록 구현될 수 있다. 또한, 각각의 송신기(100)는 N!(여기서, N은 주파수대역 분할부(102)에 의해 분할된 분할 주파수의 수)의 분할 CSS 신호의 조합 중 어느 하나의 분할 CSS 신호의 조합을 송신 데이터로 송출할 수 있다. 예를 들어, 도 11에 도시한 바와 같이, 분할된 주파수대역의 수가 네 개인 경우, 송신기 아이디가 000인 송신기(100)는 분할 주파수대역 f1, f2, f3 및 f4에 대응하는 CSS 신호의 조합을 송출 데이터로 송출하며, 송신기 아이디가 001인 송신기(100)는 분할 주파수대역 f1, f2, f4 및 f3에 대응하는 CSS 신호의 조합을 송출 데이터로 송출할 수 있다. 이와 같이, 전체 주파수대역이 네 개의 분할 주파수대역으로 분할된 경우, 각각의 송신기(100)는 4 x 3 x 2 x 1 = 24 개 중의 어느 하나의 CSS 신호의 조합으로 송신 데이터를 송출할 수 있다. 도 11에는 8개의 송신기가 네 개의 분할주파수 대역으로 분할된 CSS 신호의 조합을 송신 데이터로 송출하는 예로 도시하였으나, 본 발명의 실시예에 따른 수중 통신 시스템은 전체 주파수에 대해 분할된 분할 주파수대역의 수에 따라 보다 많은 송신기를 이용하여 분할 CSS 신호의 조합을 송신 데이터로 송출할 수 있음은 물론이다. The data transmission unit 106 transmits the CSS signal combined by the CSS signal combination unit 104 as transmission data. At this time, each transmitter 100 may be implemented to transmit different signals. In addition, each transmitter 100 transmits any one combination of divided CSS signals among the combinations of divided CSS signals of N! (where N is the number of divided frequencies divided by the frequency band divider 102) as transmission data. It can be transmitted to . For example, as shown in FIG. 11, when the number of divided frequency bands is four, the transmitter 100 with the transmitter ID 000 sends a combination of CSS signals corresponding to the divided frequency bands f1, f2, f3, and f4. It transmits as transmission data, and the transmitter 100 with the transmitter ID of 001 can transmit a combination of CSS signals corresponding to divided frequency bands f1, f2, f4, and f3 as transmission data. In this way, when the entire frequency band is divided into four divided frequency bands, each transmitter 100 can transmit transmission data with any one combination of CSS signals among 4 x 3 x 2 x 1 = 24. . Figure 11 shows an example in which eight transmitters transmit a combination of CSS signals divided into four divided frequency bands as transmission data. However, the underwater communication system according to an embodiment of the present invention uses the divided frequency bands divided for the entire frequency. Of course, a combination of divided CSS signals can be transmitted as transmission data by using more transmitters depending on the number.

본원발명에 따르면, 같은 시간 길이의 전송시간 내에 네 개의 데이터를 전송할 수 있다. 또한, 본원발명에 따르면, 분할된 CSS의 전송시간이 분할 이전 CSS 심볼의 전송시간에 비하여 짧기 때문에 상관시간이 짧은 채널 환경에서 성능이 더 우수할 수 있다.According to the present invention, four pieces of data can be transmitted within the same transmission time. In addition, according to the present invention, since the transmission time of the divided CSS is shorter than the transmission time of the CSS symbol before division, performance can be better in a channel environment with a short correlation time.

도 12는 본 발명의 실시예에 따른 수중 통신 시스템에 이용되는 수신기의 구성을 개략적으로 도시한 도면이며, 도 13은 도 12의 수신기가 송신기로부터 수신한 신호 중 정합하는 신호에 기반하여 대응하는 송신기를 추정하는 과정을 설명하기 위하여 도시한 도면이다. 여기서, 수신기(200)는 각각의 송신기(100)에 의해 송출되는 신호를 수신하며, 수신되는 신호에 대응하는 송신기(100)를 식별한다.Figure 12 is a diagram schematically showing the configuration of a receiver used in an underwater communication system according to an embodiment of the present invention, and Figure 13 shows a corresponding transmitter based on a matching signal among the signals received by the receiver of Figure 12 from the transmitter. This is a drawing shown to explain the process of estimating . Here, the receiver 200 receives signals transmitted by each transmitter 100 and identifies the transmitter 100 corresponding to the received signal.

도 12 및 도 13을 참조하면, 수신기(200)는 복수의 정합필터(202), 정합필터 선택부(204) 및 송신단 추정부(206)를 포함할 수 있다.Referring to FIGS. 12 and 13 , the receiver 200 may include a plurality of matched filters 202, a matched filter selection unit 204, and a transmitter estimator 206.

복수의 정합필터(202)는 송신기(100)의 각각의 분할 주파수대역에 대응하는 CSS 신호의 조합에 대응하여 형성된다. 이때, N!개(여기서, N은 상기 주파수대역 분할부에 의해 분할된 분할 주파수대역의 수)의 분할 CSS 신호의 조합에 각각 대응하는 복수의 정합필터를 구비할 수 있다. 예를 들어, 송신기(100)가 전체 주파수대역을 네 개의 분할 주파수대역으로 분할하고, 각각의 분할 주파수대역에 대응하는 CSS 신호의 조합을 송신 데이터로 송출하는 경우, 복수의 정합필터(202)는 각각의 CSS 신호의 조합에 대응하는 24개의 정합필터로 구현될 수 있다. 여기서, 복수의 정합필터(202)는 송신기(100)의 분할된 분할 주파수대역에 의해 조합되는 CSS 신호의 조합에 대응하여 복수의 정합필터를 구비할 수 있다.The plurality of matched filters 202 are formed in response to a combination of CSS signals corresponding to each divided frequency band of the transmitter 100. At this time, a plurality of matched filters may be provided, each corresponding to a combination of N! (where N is the number of divided frequency bands divided by the frequency band divider) divided CSS signals. For example, when the transmitter 100 divides the entire frequency band into four divided frequency bands and transmits a combination of CSS signals corresponding to each divided frequency band as transmission data, the plurality of matched filters 202 It can be implemented with 24 matched filters corresponding to each combination of CSS signals. Here, the plurality of matched filters 202 may be provided to correspond to the combination of CSS signals combined by the divided frequency bands of the transmitter 100.

정합필터 선택부(204)는 복수의 정합필터(202) 중 출력신호의 세기가 가장 큰 정합필터를 선택한다. 즉, 수신기(100)는 복수의 송신기(100)에서 송출되는 신호를 수신하는 데, 이때, 각각의 정합필터(202) 중 대응하는 송신기(100)의 CSS 신호에 정합하는 정합필터(202)는 가장 큰 출력신호를 출력하게 된다. 이 경우, 정합필터 선택부(204)는 출력되는 신호의 세기가 가장 큰 정합필터를 선택한다.The matched filter selection unit 204 selects the matched filter with the largest output signal strength among the plurality of matched filters 202. That is, the receiver 100 receives signals transmitted from a plurality of transmitters 100. At this time, the matched filter 202 that matches the CSS signal of the corresponding transmitter 100 among each matched filter 202 is It outputs the largest output signal. In this case, the matched filter selection unit 204 selects the matched filter with the largest intensity of the output signal.

송신기 추정부(206)는 정합필터 선택부(204)에 의해 선택되는 정합필터에 대응하여, 신호를 송출한 송신기를 추정한다. 즉, 송신기 추정부(206)는 복수의 정합필터(202)의 각각에 대응하는 CSS 신호의 조합을 알고 있으므로, 출력되는 신호가 가장 큰 정합필터에 기반하여 수신기(200)가 어느 송신기(100)로부터 신호를 수신한 것인지를 추정할 수 있다.The transmitter estimation unit 206 estimates the transmitter that transmitted the signal in response to the matched filter selected by the matched filter selection unit 204. That is, since the transmitter estimation unit 206 knows the combination of CSS signals corresponding to each of the plurality of matched filters 202, which transmitter 100 does the receiver 200 determine based on the matched filter with the largest output signal? It can be estimated whether a signal was received from .

본원발명의 실시예에 따른 수중 통신 시스템은 송신기 전체 데이터의 전송시간이 분할되기 전의 심볼 전송시간과 같기 때문에 신호의 전송거리를 증가시킬 수 있다. The underwater communication system according to an embodiment of the present invention can increase the signal transmission distance because the transmission time of the entire transmitter data is the same as the symbol transmission time before division.

또한, 일반적으로 CSS 전송에서는 동기 프리엠블용 CSS 신호를 전송하고, 그 뒤에 데이터용 CSS 신호를 전송하며, 수신단의 정합필터에서는 수신된 동기용 프리엠블용 CSS 신호를 이용하여 동기를 획득하고 그 뒤에 수신되는 신호를 복조하지만, 본 발명에서는 분할되어 전송되는 CSS 신호를 이용하여 바로 데이터 복조를 하기 때문에 동기용 프리엠블을 사용하지 않아도 되어 송신기의 복잡도와 전력소모를 줄일 수 있게 된다.Additionally, in general, in CSS transmission, a CSS signal for the synchronization preamble is transmitted, followed by a CSS signal for data, and the matched filter at the receiving end uses the received CSS signal for the synchronization preamble to obtain synchronization, and then The received signal is demodulated, but in the present invention, data is demodulated directly using the divided and transmitted CSS signal, so there is no need to use a synchronization preamble, thereby reducing the complexity and power consumption of the transmitter.

도 14는 본 발명의 실시예에 따른 수중 통신방법을 나타낸 흐름도로서, 송신기에 의해 수행되는 통신방법을 나타낸 도면이다.Figure 14 is a flowchart showing an underwater communication method according to an embodiment of the present invention, and is a diagram showing a communication method performed by a transmitter.

이때, 송신기(100)는 CSS 신호에 사용 가능한 전체 주파수대역을 복수의 분할 주파수대역으로 분할한다(S101).At this time, the transmitter 100 divides the entire frequency band available for the CSS signal into a plurality of divided frequency bands (S101).

여기서, CSS는 사용 가능한 주파수 대역폭 내에서 시간에 따라 신호의 주파수를 변화시켜 전송하는 방식이다. 즉, 사용 가능한 주파수 대역이 30~34KHz 대역이고, 이 대역에서 CSS 신호를 발생시키면, Up-chirp의 경우에는 시간에 따라 신호의 주파수가 30KHz에서 34KHz로 변화한다. 마찬가지로, Down-chirp CSS에서는 시간에 따라 사용 가능한 주파수 대역의 높은 주파수에서 낮은 주파수로 변화한다.Here, CSS is a method of transmitting the signal by changing the frequency of the signal over time within the available frequency bandwidth. In other words, the usable frequency band is 30~34KHz, and when a CSS signal is generated in this band, in the case of up-chirp, the frequency of the signal changes from 30KHz to 34KHz over time. Likewise, in down-chirp CSS, the available frequency band changes from high to low frequencies over time.

이때, 시간에 따라 주파수는 선형적으로 변하거나, 비선형적으로 변화할 수 있다.At this time, the frequency may change linearly or nonlinearly over time.

한편, CSS 신호는 낮은 신호 대 잡음비의 환경에서 통신이 가능하지만 데이터의 전송률은 낮다. 또한, 일반적인 CSS 방식에서는 전송되는 신호가 사용 가능한 모든 주파수 대역을 사용하기 때문에, 서로 다른 정보를 전송하기가 어렵다.Meanwhile, CSS signals allow communication in an environment with a low signal-to-noise ratio, but the data transmission rate is low. Additionally, in the general CSS method, transmitted signals use all available frequency bands, making it difficult to transmit different information.

또한, CSS는 서로 다른 spreading factor로 신호를 전송할 수 있다. Additionally, CSS can transmit signals with different spreading factors.

일반적으로 spreading factor가 증가하면 심볼 신호의 전송시간이 길어지고 데이터 전송률은 감소하는 한편, 통신거리는 증가한다.Generally, as the spreading factor increases, the transmission time of the symbol signal becomes longer, the data transmission rate decreases, and the communication distance increases.

또한, CSS를 이용하여 송신기의 ID 등의 데이터를 전송하기 위해서는 같은 spreading factor를 갖는 CSS 신호에서 신호의 시작점이 한 심볼 내에서 천이(cyclic shift)되어 전송한다. 즉, 두 bits의 데이터를 전송하는 경우 00, 01, 10, 11의 데이터에서는 전송하는 데이터에 따라 원래의 CSS 신호가 천이되어 전송된다.Additionally, in order to transmit data such as the transmitter's ID using CSS, the starting point of the signal is shifted within one symbol in the CSS signal having the same spreading factor and transmitted. That is, when two bits of data are transmitted, the original CSS signal is transferred and transmitted in the data of 00, 01, 10, and 11 according to the transmitted data.

본 발명에서는 CSS 신호가 사용하는 전체 대역폭을 복수개의 작은 대역폭으로 나누고, 분할된 작은 대역폭에 대한 CSS 신호를 이용하여 송신 신호나 송신기의 ID로 사용한다. In the present invention, the entire bandwidth used by the CSS signal is divided into a plurality of small bandwidths, and the CSS signal for the divided small bandwidth is used as a transmission signal or transmitter ID.

송신기(100)는 분할된 각각의 분할 주파수대역에 대응하는 CSS 신호를 조합한다(S103). 예를 들어, 전체 주파수대역을 네 개의 분할 주파수대역으로 분할한 경우, 송신기(100)는 각각의 분할 주파수대역에 대응하는 CSS 신호를 다양한 형태로 조합할 수 있다. The transmitter 100 combines CSS signals corresponding to each divided frequency band (S103). For example, when the entire frequency band is divided into four divided frequency bands, the transmitter 100 can combine CSS signals corresponding to each divided frequency band in various forms.

송신기(100)는 조합되는 CSS 신호를 송신 데이터로 송출한다(S105). 이때, 각각의 송신기(100)는 서로 다른 신호를 송출하도록 구현될 수 있다. 또한, 각각의 송신기(100)는 N!(여기서, N은 주파수대역 분할부(102)에 의해 분할된 분할 주파수의 수)의 분할 CSS 신호의 조합 중 어느 하나의 분할 CSS 신호의 조합을 송신 데이터로 송출할 수 있다. 예를 들어, 분할된 주파수대역의 수가 네 개인 경우, 송신기 아이디가 000인 송신기(100)는 분할 주파수대역 f1, f2, f3 및 f4에 대응하는 CSS 신호의 조합을 송출 데이터로 송출하며, 송신기 아이디가 001인 송신기(100)는 분할 주파수대역 f1, f2, f4 및 f3에 대응하는 CSS 신호의 조합을 송출 데이터로 송출할 수 있다. 이와 같이, 전체 주파수대역이 네 개의 분할 주파수대역으로 분할된 경우, 각각의 송신기(100)는 4 x 3 x 2 x 1 = 24 개 중의 어느 하나의 CSS 신호의 조합으로 송신 데이터를 송출할 수 있다. 이때, 본 발명의 실시예에 따른 수중 통신 시스템은 전체 주파수에 대해 분할된 분할 주파수대역의 수에 따라 보다 많은 송신기를 이용하여 분할 CSS 신호의 조합을 송신 데이터로 송출할 수 있음은 물론이다.The transmitter 100 transmits the combined CSS signal as transmission data (S105). At this time, each transmitter 100 may be implemented to transmit different signals. In addition, each transmitter 100 transmits any one combination of divided CSS signals among the combinations of divided CSS signals of N! (where N is the number of divided frequencies divided by the frequency band divider 102) as transmission data. It can be transmitted to . For example, when the number of divided frequency bands is four, the transmitter 100 with the transmitter ID 000 transmits a combination of CSS signals corresponding to the divided frequency bands f1, f2, f3, and f4 as transmission data, and the transmitter ID The transmitter 100 with 001 can transmit a combination of CSS signals corresponding to divided frequency bands f1, f2, f4, and f3 as transmission data. In this way, when the entire frequency band is divided into four divided frequency bands, each transmitter 100 can transmit transmission data with any one combination of CSS signals among 4 x 3 x 2 x 1 = 24. . At this time, of course, the underwater communication system according to an embodiment of the present invention can transmit a combination of divided CSS signals as transmission data using more transmitters depending on the number of divided frequency bands divided for the entire frequency.

본원발명에 따르면, 같은 시간 길이의 전송시간 내에 네 개의 데이터를 전송할 수 있다. 또한, 본원발명에 따르면, 분할된 CSS의 전송시간이 분할 이전 CSS 심볼의 전송시간에 비하여 짧기 때문에 상관시간이 짧은 채널 환경에서 성능이 더 우수할 수 있다.According to the present invention, four pieces of data can be transmitted within the same transmission time. Additionally, according to the present invention, since the transmission time of the divided CSS is shorter than the transmission time of the CSS symbol before division, performance can be better in a channel environment with a short correlation time.

도 15는 본 발명의 실시예에 따른 수중 통신방법을 나타낸 흐름도로서, 수신기에 의해 수행되는 통신방법을 나타낸 도면이다.Figure 15 is a flowchart showing an underwater communication method according to an embodiment of the present invention, and is a diagram showing the communication method performed by a receiver.

수신기(200)는 송신기(100)의 각각의 분할 주파수대역에 대응하는 CSS 신호의 조합에 대응하는 복수의 정합필터(202)를 구비한다(S201). 이때, 수신기(200)는 N!개(여기서, N은 상기 주파수대역 분할부에 의해 분할된 분할 주파수대역의 수)의 분할 CSS 신호의 조합에 각각 대응하는 복수의 정합필터를 구비할 수 있다. 예를 들어, 송신기(100)가 전체 주파수대역을 네 개의 분할 주파수대역으로 분할하고, 각각의 분할 주파수대역에 대응하는 CSS 신호의 조합을 송신 데이터로 송출하는 경우, 수신기(200)는 송신기(100)의 각각의 CSS 신호의 조합에 대응하는 24개의 정합필터를 구비할 수 있다.The receiver 200 is provided with a plurality of matched filters 202 corresponding to combinations of CSS signals corresponding to each divided frequency band of the transmitter 100 (S201). At this time, the receiver 200 may be provided with a plurality of matched filters, each corresponding to a combination of N! (where N is the number of divided frequency bands divided by the frequency band divider) divided CSS signals. For example, when the transmitter 100 divides the entire frequency band into four divided frequency bands and transmits a combination of CSS signals corresponding to each divided frequency band as transmission data, the receiver 200 ) can be provided with 24 matched filters corresponding to each combination of CSS signals.

수신기(200)는 복수의 정합필터(202) 중 출력신호의 세기가 가장 큰 정합필터를 선택한다(S203). 즉, 수신기(100)는 복수의 송신기(100)에서 송출되는 신호를 수신하는 데, 이때, 각각의 정합필터(202) 중 대응하는 송신기(100)의 CSS 신호에 정합하는 정합필터(202)는 가장 큰 출력신호를 출력하게 된다. 이 경우, 수신기(200)는 출력되는 신호의 세기가 가장 큰 정합필터를 선택한다.The receiver 200 selects the matched filter with the largest output signal strength among the plurality of matched filters 202 (S203). That is, the receiver 100 receives signals transmitted from a plurality of transmitters 100. At this time, the matched filter 202 that matches the CSS signal of the corresponding transmitter 100 among each matched filter 202 is It outputs the largest output signal. In this case, the receiver 200 selects the matched filter with the largest intensity of the output signal.

수신기(200)는 선택되는 정합필터에 대응하여, 신호를 송출한 송신기를 추정한다(S205). 즉, 수신기(200)는 복수의 정합필터(202)의 각각에 대응하는 CSS 신호의 조합을 알고 있으므로, 출력되는 신호가 가장 큰 정합필터에 기반하여 수신기(200)가 어느 송신기(100)로부터 신호를 수신한 것인지를 추정할 수 있다.The receiver 200 estimates the transmitter that transmitted the signal in response to the selected matched filter (S205). That is, since the receiver 200 knows the combination of CSS signals corresponding to each of the plurality of matched filters 202, the receiver 200 determines which transmitter 100 receives the signal based on the matched filter with the largest output signal. It can be estimated whether it has been received.

본원발명의 실시예에 따른 수중 통신 시스템은 송신기 전체 데이터의 전송시간이 분할되기 전의 심볼 전송시간과 같기 때문에 신호의 전송거리를 증가시킬 수 있다. The underwater communication system according to an embodiment of the present invention can increase the signal transmission distance because the transmission time of the entire transmitter data is the same as the symbol transmission time before division.

또한, 일반적으로 CSS 전송에서는 동기 프리엠블용 CSS 신호를 전송하고, 그 뒤에 데이터용 CSS 신호를 전송하며, 수신단의 정합필터에서는 수신된 동기용 프리엠블용 CSS 신호를 이용하여 동기를 획득하고 그 뒤에 수신되는 신호를 복조하지만, 본 발명에서는 분할되어 전송되는 CSS 신호를 이용하여 바로 데이터 복조를 하기 때문에 동기용 프리엠블을 사용하지 않아도 되어 송신기의 복잡도와 전력소모를 줄일 수 있게 된다.Additionally, in general, in CSS transmission, a CSS signal for the synchronization preamble is transmitted, followed by a CSS signal for data, and the matched filter at the receiving end uses the received CSS signal for the synchronization preamble to obtain synchronization, and then The received signal is demodulated, but in the present invention, data is demodulated directly using the divided and transmitted CSS signal, so there is no need to use a synchronization preamble, thereby reducing the complexity and power consumption of the transmitter.

이상에서 본 발명에 따른 실시예들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 보호 범위는 다음의 특허청구범위뿐만 아니라 이와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.Although embodiments according to the present invention have been described above, they are merely illustrative, and those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent scope of embodiments are possible therefrom. Accordingly, the scope of protection of the present invention should be determined not only by the following claims but also by their equivalents.

Claims (9)

수중에서 서로 다른 신호를 송출하는 복수의 송신기, 및 각각의 상기 송신기에 의해 송출되는 신호를 수신하며 상기 수신되는 신호에 대응하는 송신기를 식별하는 수신기를 포함하는 수중 통신 시스템에 있어서, 각각의 상기 송신기는,
CSS(Chirp Spread Spectrum) 신호에 사용 가능한 전체 주파수대역을 복수의 분할 주파수대역으로 분할하는 주파수대역 분할부;
상기 주파수대역 분할부에 의해 분할된 각각의 분할 주파수대역에 대응하는 CSS 신호를 조합하는 CSS신호 조합부; 및
상기 CSS신호 조합부에 의해 조합되는 CSS 신호를 송신 데이터로 송출하는 데이터 송출부;
를 포함하되,
상기 CSS신호 조합부는 N!(여기서, N은 분할된 상기 분할 주파수대역의 수)개의 CSS 신호조합을 생성하며,
상기 데이터 송출부는 생성되는 상기 N!개의 CSS 신호 조합 중에서 어느 하나의 CSS 신호조합을 송신 데이터로 송출하는 것을 특징으로 하는, CSS 신호를 이용하는 수중 통신 시스템.An underwater communication system comprising a plurality of transmitters that transmit different signals underwater, and a receiver that receives signals transmitted by each of the transmitters and identifies a transmitter corresponding to the received signal, wherein each of the transmitters Is,
A frequency band divider that divides the entire frequency band available for CSS (Chirp Spread Spectrum) signals into a plurality of divided frequency bands;
a CSS signal combining unit that combines CSS signals corresponding to each divided frequency band divided by the frequency band dividing unit; and
a data transmission unit that transmits the CSS signal combined by the CSS signal combination unit as transmission data;
Including,
The CSS signal combination unit generates N! (where N is the number of the divided frequency bands) CSS signal combinations,
The data transmitting unit transmits any one CSS signal combination among the N! generated CSS signal combinations as transmission data. An underwater communication system using CSS signals. 제1항에 있어서, 상기 수신기는,
각각의 상기 분할 주파수대역에 대응하는 CSS 신호의 조합에 대응하여 형성되는 복수의 정합필터(MF: Matched Filter);
상기 복수의 정합필터 중 출력신호의 세기가 가장 큰 정합필터를 선택하는 정합필터 선택부; 및
상기 정합필터 선택부에 의해 선택되는 정합필터에 대응하여, 신호를 송출한 송신기를 추정하는 송신기 추정부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는, CSS 신호를 이용하는 수중 통신 시스템.The method of claim 1, wherein the receiver:
A plurality of matched filters (MF) formed in response to a combination of CSS signals corresponding to each of the divided frequency bands;
a matched filter selection unit that selects a matched filter with the greatest output signal intensity among the plurality of matched filters; and
a transmitter estimation unit that estimates a transmitter that transmitted a signal in response to the matched filter selected by the matched filter selection unit;
An underwater communication system using CSS signals, comprising: 삭제delete 제1항에 있어서, 각각의 상기 송신기는,
상기 주파수대역 분할부 및 상기 데이터 송출부로 동기 프리엠블용 신호와 송신용 신호를 대체하는 것을 특징으로 하는, CSS 신호를 이용하는 수중 통신 시스템.The method of claim 1, wherein each transmitter:
An underwater communication system using a CSS signal, characterized in that the synchronous preamble signal and the transmission signal are replaced by the frequency band divider and the data transmitter. 제2항에 있어서, 상기 수신기는,
N!개(여기서, N은 상기 주파수대역 분할부에 의해 분할된 분할 주파수대역의 수)의 분할 CSS 신호의 조합에 각각 대응하는 복수의 상기 정합필터를 구비하는 것을 특징으로 하는, CSS 신호를 이용하는 수중 통신 시스템.The method of claim 2, wherein the receiver:
Characterized by providing a plurality of the matched filters each corresponding to a combination of N! (where N is the number of divided frequency bands divided by the frequency band divider) divided CSS signals, using CSS signals. Underwater communication system. 수중에서 서로 다른 신호를 송출하는 복수의 송신기, 및 각각의 상기 송신기에 의해 송출되는 신호를 수신하며 상기 수신되는 신호에 대응하는 송신기를 식별하는 수신기를 포함하는 수중 통신 시스템에 의해 수행되는 수중 통신방법에 있어서, 각각의 상기 송신기는,
CSS 신호에 사용 가능한 전체 주파수대역을 복수의 분할 주파수대역으로 분할하는 단계;
상기 분할된 각각의 분할 주파수대역에 대응하는 CSS 신호를 조합하는 단계; 및
조합된 상기 CSS 신호를 송신 데이터로 송출하는 단계;
를 포함하되,
상기 분할된 각각의 분할 주파수대역에 대응하는 CSS 신호를 조합하는 단계는 N!(여기서, N은 분할된 상기 분할 주파수대역의 수)개의 CSS 신호조합을 생성하며,
조합된 상기 CSS 신호를 송신 데이터로 송출하는 단계는 생성되는 상기 N!개의 CSS 신호조합 중에서 어느 하나의 CSS 신호조합을 송신 데이터로 송출하는 것을 특징으로 하는, CSS 신호를 이용하는 수중 통신방법.An underwater communication method performed by an underwater communication system including a plurality of transmitters that transmit different signals underwater, and a receiver that receives signals transmitted by each of the transmitters and identifies a transmitter corresponding to the received signal. In, each of the transmitters,
Dividing the entire frequency band available for the CSS signal into a plurality of divided frequency bands;
combining CSS signals corresponding to each of the divided frequency bands; and
Transmitting the combined CSS signal as transmission data;
Including,
The step of combining the CSS signals corresponding to each divided frequency band generates N! (where N is the number of the divided frequency bands) CSS signal combinations,
The step of transmitting the combined CSS signal as transmission data is characterized in that transmitting any one CSS signal combination among the N! CSS signal combinations generated as transmission data. An underwater communication method using a CSS signal. 제6항에 있어서, 상기 수신기는,
각각의 상기 분할 주파수대역에 대응하는 CSS 신호의 조합에 대응하여 형성되는 복수의 정합필터를 구비하는 단계;
상기 복수의 정합필터 중 출력신호의 세기가 가장 큰 정합필터를 선택하는 단계; 및
상기 선택되는 정합필터에 대응하여, 신호를 송출한 송신기를 추정하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는, CSS 신호를 이용하는 수중 통신방법.The method of claim 6, wherein the receiver:
providing a plurality of matched filters formed in response to combinations of CSS signals corresponding to each of the divided frequency bands;
selecting a matched filter with the largest output signal intensity among the plurality of matched filters; and
estimating a transmitter that transmitted a signal in response to the selected matched filter;
An underwater communication method using CSS signals, comprising: 삭제delete 제7항에 있어서, 상기 수신기는,
N!개(여기서, N은 분할된 상기 분할 주파수대역의 수)의 분할 CSS 신호의 조합에 각각 대응하는 복수의 상기 정합필터를 구비하는 것을 특징으로 하는, CSS 신호를 이용하는 수중 통신방법.

The method of claim 7, wherein the receiver:
An underwater communication method using a CSS signal, characterized by comprising a plurality of the matched filters each corresponding to a combination of N! (where N is the number of the divided frequency bands) divided CSS signals.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20090056416A (en) 2007-11-30 2009-06-03 재단법인서울대학교산학협력재단 An apparatus and a method for transmitting a digital signal under water channel
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