KR20210133684A - Method for simulating underwater sound transmission channel based on eigenray tracing - Google Patents
Method for simulating underwater sound transmission channel based on eigenray tracing Download PDFInfo
- Publication number
- KR20210133684A KR20210133684A KR1020200052613A KR20200052613A KR20210133684A KR 20210133684 A KR20210133684 A KR 20210133684A KR 1020200052613 A KR1020200052613 A KR 1020200052613A KR 20200052613 A KR20200052613 A KR 20200052613A KR 20210133684 A KR20210133684 A KR 20210133684A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- transmission channel
- filter
- simulating
- eigenray
- solution
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
- G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G10K11/00—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
- G10K11/18—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
- G06F30/20—Design optimisation, verification or simulation
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Evolutionary Computation (AREA)
- Geometry (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
Description
본 발명은 음선(eigenray) 경로를 활용하여 수중음향 전달 채널을 모의하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for simulating a hydroacoustic transmission channel using an eigenray path.
소나는 수중에서 음파를 이용하여 수중 표적을 탐지하는 장비이며, 따라서 수중음향 전달 채널은 소나의 성능을 좌우하는 중요한 요인이다. 그러나 수중음향 전달 채널은 해수면 및 해저면의 경계조건, 해저면의 구성 성분, 수온 분포 등의 다양한 환경 요인들의 영향을 받기 때문에, 수중음향 전달 채널에 따른 소나의 계측 신호를 사전에 모의하는 것은 쉽지 않다. 따라서 소나의 설계 단계에서 실제 환경과 유사한 음파 전달 채널을 모의하여 충분히 검증을 수행하는 것은 어려우며, 해상시험을 포함한 고비용의 시험평가 단계에서 확인을 수행하는 것이 일반적이다.A sonar is a device that detects an underwater target by using sound waves in the water, so the hydroacoustic transmission channel is an important factor influencing the performance of the sonar. However, since the underwater acoustic transmission channel is affected by various environmental factors such as sea level and sea floor boundary conditions, the composition of the sea floor, and water temperature distribution, it is easy to simulate the measurement signal of the sonar according to the underwater acoustic transmission channel in advance. not. Therefore, it is difficult to sufficiently verify the sound wave transmission channel similar to the real environment in the design stage of the sonar, and it is common to perform the verification in the high-cost test and evaluation stage including the sea test.
특히 수중음향 전달 채널은 종종 주파수 영역에서 시간 조화(time harmonic) 함수로 모델링되어, 일부 협대역 신호를 제외하면 광대역 시계열(time-series) 신호 모의시 활용이 어렵다. 또한 컴퓨터를 이용한 시뮬레이션을 실시하기 위해서는 이산시간(discrete-time) 시스템에서 표현이 가능하여야 한다. 따라서 수중 음파전달 환경을 반영한 이산시간 모델링 기법이 요구된다.In particular, the hydroacoustic transmission channel is often modeled as a time harmonic function in the frequency domain, so it is difficult to use it when simulating a wideband time-series signal except for some narrowband signals. In addition, in order to perform simulation using a computer, it must be possible to express in a discrete-time system. Therefore, a discrete-time modeling technique that reflects the underwater sound wave transmission environment is required.
일 실시예에 따르면, 시간영역에서 다중 경로의 시간지연이 계산 가능한 고유 음선 분석 기법에 기반하여 오차를 최소화할 수 있는 시간영역 근사 및 모의 방법을 제공한다.According to an embodiment, a time domain approximation and simulation method capable of minimizing an error based on a eigenline analysis technique in which the time delay of multiple paths in the time domain can be calculated is provided.
본 발명의 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 것으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 해결하고자 하는 과제는 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems to be solved of the present invention are not limited to those mentioned above, and other problems to be solved that are not mentioned will be clearly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs from the following description.
제 1 관점에 따른 수중음향 전달 채널 모의 장치에 의한 수중음향 전달 채널 모의 방법은, 음원과 수신기 사이의 다수의 고유 음선(eigenray) 경로에 대하여 고유 음선해를 도출하는 단계와, 상기 도출된 고유 음선해를 이산시간 영역으로 근사하여 수중음향 전달 채널의 정보가 포함된 유한 임펄스 응답을 도출하는 단계를 포함한다.A method of simulating an underwater acoustic transmission channel by an underwater acoustic transmission channel simulation device according to a first aspect comprises the steps of deriving an eigenray solution for a plurality of eigenray paths between a sound source and a receiver, and the derived eigenray and deriving a finite impulse response including information of the hydroacoustic transmission channel by approximating the solution to the discrete time domain.
제 2 관점에 따라 컴퓨터 프로그램을 저장하고 있는 컴퓨터 판독 가능 기록매체는, 상기 컴퓨터 프로그램이, 프로세서에 의해 실행되면, 음원과 수신기 사이의 다수의 고유 음선 경로에 대하여 고유 음선해를 도출하는 단계와, 상기 도출된 고유 음선해를 이산시간 영역으로 근사하여 수중음향 전달 채널의 정보가 포함된 유한 임펄스 응답을 도출하는 단계를 포함하는 수중음향 전달 채널 모의 방법을 상기 프로세서가 수행하도록 하기 위한 명령어를 포함한다.According to a second aspect, a computer readable recording medium storing a computer program comprises: when the computer program is executed by a processor, deriving a unique sound line solution for a plurality of natural sound line paths between a sound source and a receiver; Instructions for causing the processor to perform a hydroacoustic transmission channel simulation method, which includes deriving a finite impulse response including information on the hydroacoustic transmission channel by approximating the derived eigenline solution to the discrete time domain. .
제 3 관점에 따라 컴퓨터 판독 가능 기록매체에 저장되어 있는 컴퓨터 프로그램은, 프로세서에 의해 실행되면, 음원과 수신기 사이의 다수의 고유 음선 경로에 대하여 고유 음선해를 도출하는 단계와, 상기 도출된 고유 음선해를 이산시간 영역으로 근사하여 수중음향 전달 채널의 정보가 포함된 유한 임펄스 응답을 도출하는 단계를 포함하는 수중음향 전달 채널 모의 방법을 상기 프로세서가 수행하도록 하기 위한 명령어를 포함한다.According to a third aspect, when a computer program stored in a computer-readable recording medium is executed by a processor, deriving a unique sound line solution for a plurality of natural sound line paths between a sound source and a receiver; and instructions for causing the processor to perform a hydroacoustic channel simulation method including deriving a finite impulse response including information on the hydroacoustic channel by approximating the solution to the discrete time domain.
일 실시예에 따르면, 시간영역에서 다중 경로의 시간지연이 계산 가능한 고유 음선 분석 기법에 기반하여 오차를 최소화할 수 있는 시간영역 근사 및 모의 방법을 제공한다. 이처럼, 수중 물리적인 환경(음속 프로파일, 경계면 지형 및 특성 등)을 반영한 수중 음파전달 채널을 모의함으로써, 소나 성능검증용 시뮬레이터 등에 활용할 수 있다.According to an embodiment, a time-domain approximation and simulation method capable of minimizing an error based on a eigenline analysis technique in which the time delay of multiple paths in the time domain can be calculated is provided. In this way, by simulating an underwater sound wave transmission channel reflecting the underwater physical environment (sonic profile, boundary topography and characteristics, etc.), it can be utilized in a simulator for sonar performance verification.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 수중음향 전달 채널 모의 장치에 의한 수중음향 전달 채널 모의 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 수중음향 전달 채널 모의 방법에 따른 모의 과정을 예시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 모의 음원 신호생성을 위한 고속 콘볼루션 연산을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따라 설계된 위상 천이 필터의 주파수 응답을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따라 설계된 체적 손실 및 위상 천이 필터의 주파수 응답을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따라 설계된 소수 시간지연 필터의 주파수 응답을 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따라 고유 음선 분석결과를 활용한 수중음향 전달 채널의 유한 임펄스 응답 모델링 결과를 나타낸 도면이다.1 is a flowchart illustrating a method for simulating an underwater acoustic transmission channel by an underwater acoustic transmission channel simulation apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram illustrating a simulation process according to a method for simulating an underwater acoustic transmission channel according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram illustrating a high-speed convolution operation for generating a simulated sound source signal according to an embodiment of the present invention.
4 is a diagram illustrating a frequency response of a phase shift filter designed according to an embodiment of the present invention.
5 is a diagram illustrating a frequency response of a volume loss and phase shift filter designed according to an embodiment of the present invention.
6 is a diagram illustrating a frequency response of a fractional time delay filter designed according to an embodiment of the present invention.
7 is a diagram illustrating a finite impulse response modeling result of an underwater acoustic transmission channel using a natural sound line analysis result according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.Advantages and features of the present invention and methods of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described below in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but may be implemented in various different forms, and only these embodiments allow the disclosure of the present invention to be complete, and common knowledge in the art to which the present invention pertains It is provided to fully inform those who have the scope of the invention, and the present invention is only defined by the scope of the claims.
본 명세서에서 사용되는 용어에 대해 간략히 설명하고, 본 발명에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.Terms used in this specification will be briefly described, and the present invention will be described in detail.
본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.The terms used in the present invention have been selected as currently widely used general terms as possible while considering the functions in the present invention, but these may vary depending on the intention or precedent of a person skilled in the art, the emergence of new technology, and the like. In addition, in a specific case, there is a term arbitrarily selected by the applicant, and in this case, the meaning will be described in detail in the description of the corresponding invention. Therefore, the term used in the present invention should be defined based on the meaning of the term and the overall content of the present invention, rather than the name of a simple term.
명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 '포함'한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. In the entire specification, when a part 'includes' a certain component, it means that other components may be further included, rather than excluding other components, unless otherwise stated.
아래에서는 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, embodiments of the present invention will be described in detail so that those of ordinary skill in the art can easily carry out the embodiments of the present invention. And in order to clearly explain the present invention in the drawings, parts irrelevant to the description will be omitted.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 수중음향 전달 채널 모의 장치에 의한 수중음향 전달 채널 모의 방법을 설명하기 위한 흐름도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 수중음향 전달 채널 모의 방법에 따른 모의 과정을 예시한 도면이다. 이러한 수중음향 전달 채널 모의 방법을 수행할 수 있는 모의 장치는 마이크로프로세서(microprocessor) 등과 같은 컴퓨팅 연산수단을 포함하는 장치(예컨대, 컴퓨터 등)일 수 있다.1 is a flowchart for explaining a method for simulating an underwater acoustic transmission channel by an underwater acoustic transmission channel simulation apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a simulation according to a method for simulating an underwater acoustic transmission channel according to an embodiment of the present invention A diagram illustrating the process. A simulation device capable of performing such a method for simulating the hydroacoustic transmission channel may be a device (eg, a computer, etc.) including a computing means such as a microprocessor.
도 1 및 도 2를 참조하면, 수중음향 전달 채널 모의 방법은 음원과 수신기 사이의 다수의 고유 음선(eigenray) 경로에 대하여 고유 음선해를 도출하는 단계(S110)를 포함한다. 도 2에는 고유 음선해를 도출하기 위한 공지의 소프트웨어 중 Bellhop를 이용한 예를 나타내었다.Referring to FIGS. 1 and 2 , the method for simulating an underwater acoustic transmission channel includes deriving an eigenray solution for a plurality of eigenray paths between a sound source and a receiver ( S110 ). 2 shows an example of using Bellhop among known software for deriving an intrinsic sound line solution.
그리고, 단계 S110에서 도출된 고유 음선해를 이산시간 영역으로 근사하여 수중음향 전달 채널의 정보가 포함된 유한 임펄스 응답을 도출하는 단계(S120)를 더 포함한다.The method further includes a step (S120) of deriving a finite impulse response including information of an underwater acoustic transmission channel by approximating the eigenline solution derived in step S110 to a discrete time domain.
여기서, 유한 임펄스 응답을 도출하는 단계(S120)는 고유 음선해를 이산시간 영역으로 근사할 때 오차를 최소화 할 수 있는 고유 음선별 근사 필터를 설계하는 단계(S121) 및 고유 음선별 근사 필터를 활용하여 고유 음선해를 근사하는 단계(S122)를 포함할 수 있다. 도 2에는 고유 음선별 근사 필터로서 위상 및 손실 근사 필터 및 소수 시간지연 근사 필터를 포함하는 FIR(Finite Impulse Response) 필터를 이용한 예를 나타내었다.Here, the step of deriving the finite impulse response (S120) is the step of designing an approximation filter for each eigenline that can minimize the error when approximating the eigenline solution in the discrete time domain (S121) and utilizes the approximation filter for each eigenline and approximating the intrinsic sound line solution (S122). FIG. 2 shows an example of using a Finite Impulse Response (FIR) filter including a phase and loss approximation filter and a fractional time delay approximation filter as an approximation filter for each sound line.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 모의 음원 신호생성을 위한 고속 콘볼루션 연산을 나타낸 도면이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따라 설계된 위상 천이 필터의 주파수 응답을 나타낸 도면이며, 도 5는 본 발명의 실시예에 따라 설계된 체적 손실 및 위상 천이 필터의 주파수 응답을 나타낸 도면이고, 도 6은 본 발명의 실시예에 따라 설계된 소수 시간지연 필터의 주파수 응답을 나타낸 도면이며, 도 7은 본 발명의 실시예에 따라 고유 음선 분석결과를 활용한 수중음향 전달 채널의 유한 임펄스 응답 모델링 결과를 나타낸 도면이다.3 is a diagram illustrating a high-speed convolution operation for generating a simulated sound source signal according to an embodiment of the present invention, FIG. 4 is a diagram illustrating a frequency response of a phase shift filter designed according to an embodiment of the present invention, and FIG. 5 is It is a diagram showing the frequency response of a volume loss and phase shift filter designed according to an embodiment of the present invention, FIG. 6 is a diagram showing the frequency response of a fractional time delay filter designed according to an embodiment of the present invention, and FIG. 7 is the present invention It is a diagram showing a finite impulse response modeling result of an underwater acoustic transmission channel using the analysis result of a natural sound line according to an embodiment of
이하, 도 1 내지 도 7을 참조하여 수중음향 전달 채널 모의 장치에 의한 수중음향 전달 채널 모의 방법에 대하여 자세히 살펴보기로 한다.Hereinafter, a method of simulating an underwater acoustic transmission channel by an underwater acoustic transmission channel simulation device will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 7 .
본 발명은 수중음향 전달 채널의 다중경로 시간지연이 계산 가능한 고유 음선 분석을 통해 산출된 고유 음선의 정보로부터, 수중음향 채널을 시불변의 이산시간 유한 임펄스 응답으로 근사하여 모의한다. 이러한 근사 기법을 적용하기 위해서는 우선 물리적인 제약 환경하에서, 음파 전달 현상을 기술하는 파동 방정식의 고주파수 근사 해로써 주어지는 음선해를 얻어야 한다. 이는 경계 조건하에서 하기의 수학식 1 및 수학식 2와 같은 아이코날 방정식(Eikonal equation)과 수송 방정식(transport equation)의 해로써 얻어진다.The present invention simulates the hydroacoustic channel by approximating the time-invariant discrete-time finite impulse response from the information of the natural sound line calculated through the natural sound line analysis in which the multi-path time delay of the hydroacoustic transmission channel can be calculated. In order to apply this approximation technique, it is first necessary to obtain a sound line solution given as a high-frequency approximate solution of the wave equation describing the sound wave propagation phenomenon under a physical constraint environment. This is obtained by solving the Eikonal equation and the transport equation as in
(수학식 1) (Equation 1)
(수학식 2) (Equation 2)
상기 방정식의 해는 일반적으로 복잡한 경계조건 및 음속구조 하에서는 해석적으로 얻어지지는 않으며, 다양한 수치해석 방법을 적용할 수 있다. 또한 Bellhop 등의 인터넷에 공개된 소프트웨어 이용하여 고유 음선해를 얻는 것도 가능하다. 한편 주어진 음원과 수신기 사이의 다수의 고유 음선 경로가 존재하여, 여러 고유 음선해 가 얻어질 수 있으며, 각각의 음선은 크기 , 위상 , 도달 시간지연 의 정보를 포함한다. 이로써, 음원과 수신기 사이의 다수의 고유 음선 경로에 대하여 고유 음선해를 도출하였다(S110).The solution of the above equation is generally not obtained analytically under complex boundary conditions and sound velocity structures, and various numerical analysis methods can be applied. It is also possible to obtain a unique sound ray solution by using software published on the Internet, such as Bellhop. On the other hand, there are multiple eigenline paths between a given sound source and receiver, can be obtained, and each sound line is , Phase , arrival time delay includes information on As a result, a eigenline solution was derived for a plurality of eigenline paths between the sound source and the receiver (S110).
단계 S110에서 도출된 고유 음선해는 연속시간 방정식인 수학식 1을 통해 얻었으므로, 이를 이산시간 시스템에 바로 적용할 수는 없으며, 따라서 이를 이산시간 영역으로 근사하는 과정을 거쳐야 한다. 이러한 근사 결과로 얻어진 수중 음향 전달 채널의 모든 정보가 포함되어 도출되는 유한 임펄스 응답 을 수식으로 표현하면 아래의 수학식 3과 같다(S120).Since the intrinsic sound line solution derived in step S110 is obtained through
(수학식 3) (Equation 3)
(단, : 샘플 인덱스, : 고유 음선 개수, : 콘볼루션 연산, round(): 반올림 연산, : i번째 고유 음선의 위상 및 손실 근사 필터, : i번째 고유 음선의 소수 시간지연(, fractional delay) 근사 필터, 의 필터 차수, 의 필터 차수)(only, : sample index, : number of distinct tones, : convolution operation, round(): rounding operation, : Phase and loss approximation filter of the ith eigenline, : Decimal time delay of the i-th unique tone ( , fractional delay) approximation filter, filter order of filter order of )
임의의 음원 신호와 수중 음향 채널을 나타내는 유한 임펄스 응답의 콘볼루션을 실시하면, 소나에서 수신한 이산시간 신호 을 모의할 수 있다. 콘볼루션 연산은 교환(commute)되기 때문에 어떤 순서로 실행하더라도 무관하며, 참고로 필터 차수가 긴 경우의 콘볼루션 연산은 신호의 분할과 FFT를 활용한 도 3 및 아래의 수학식 4와 같은 주파수 영역 연산(overlap add)으로 효율적으로 계산할 수 있다.The discrete-time signal received from the sonar by convolution of an arbitrary sound source signal and a finite impulse response representing an underwater acoustic channel can be simulated. Since the convolution operation is commuted, it does not matter in which order it is executed. For reference, the convolution operation in the case of a long filter order is in the frequency domain as shown in FIG. 3 and
(수학식 4) (Equation 4)
(단, : 음원의 신호, , 의 필터 차수)(only, : signal of sound source, , filter order of )
한편, 단계 S110를 통하여 고유 음선해가 도출되면, 도출된 고유 음선해에 기초하여 수중음향 전달 채널의 정보가 포함된 유한 임펄스 응답을 도출한다(S120). 이를 위하여, 고유 음선해를 이산시간 영역으로 근사할 때 오차를 최소화 할 수 있는 고유 음선별 근사 필터를 설계하고(S121), 설계된 고유 음선별 근사 필터를 활용하여 고유 음선해를 근사한 후에 유한 임펄스 응답을 도출할 수 있다(S122).On the other hand, when the natural sound line solution is derived through step S110, a finite impulse response including the information of the underwater acoustic transmission channel is derived based on the derived natural sound line solution (S120). To this end, an eigenphone-by-tone approximation filter that can minimize the error when approximating the eigenphone solution in the discrete time domain is designed (S121), and after approximating the eigenline solution using the designed eigenline approximation filter, the finite impulse response can be derived (S122).
수학식 3으로 주어진 수중음향 채널의 유한 임펄스 응답 을 구성하는 고유 음선별 근사 필터인 , 은 다음과 같이 얻어질 수 있다.Finite impulse response of the hydroacoustic channel given by
우선 는 각각의 고유 음선의 주파수 영역 진폭 및 위상인 에 대한 근사를 나타낸다. 이러한 주파수 영역에서 임의의 위상을 가지는 신호는, 원래 신호와 위상이 천이된 힐버트 변환(Hilbert transform) 신호의 주파수 영역의 가중 합으로 표현 가능하다. 따라서 필터 을 이용하여 힐버트 변환의 근사가 용이하여야 한다.first of all is the frequency domain amplitude and phase of each distinct sound line. represents an approximation to A signal having an arbitrary phase in this frequency domain is out of phase with the original signal. It can be expressed as a weighted sum of the frequency domain of the shifted Hilbert transform signal. So filter It should be easy to approximate the Hilbert transform using .
한편 4형 선형위상 필터(linear phase filter, Type 4)의 경우 힐버트 변환과 동일한 위상이 보장되는 것이 알려져 있으며, 에서 주파수 응답이 널(null)이 발생하는 3형 선형위상 필터와는 달리 에서만 널이 발생하므로, 힐버트 변환 근사에 유리하다. 따라서 필터 의 차수 은 4형 선형위상 필터 구성이 가능하도록 홀수(odd) 임이 요구된다.On the other hand, in the case of a
또한 필터 은 주파수 영역에서 주어진 임의의 위상 및 크기를 근사할 수 있어야 하므로, 필터의 설계를 위해 주파수 영역 최적화 기법의 적용이 요구된다. 주파수 영역 최적화 기법으로 최소제곱법이 알려져 있다. 주파수 영역 최소제곱법은 근사가 요구되는 주파수 대역에서만 최적화를 실시하므로, 근사 대역에서 정확도가 증대되는 장점이 있다. 다만, 주파수 영역 최소제곱 방법으로 근사 필터를 설계하는 것은 일 실시예이며, 공지의 다른 방법으로 필터를 설계할 수도 있다.Also filter should be able to approximate any given phase and magnitude in the frequency domain, so it is required to apply the frequency domain optimization technique for the design of the filter. The least squares method is known as a frequency domain optimization technique. Since the frequency domain least-squares method optimizes only in the frequency band where approximation is required, there is an advantage in that the accuracy is increased in the approximation band. However, designing the approximate filter by the frequency domain least squares method is an embodiment, and the filter may be designed by other known methods.
주파수 영역 최소제곱 방법에서 이상적인 필터의 응답을 라고 두고, 이를 근사하기 위한 필터 의 응답을 라고 하면, 근사대상 주파수 대역에서 가중 최소제곱 오차는 다음의 수학식 5와 같이 주어진다.The response of an ideal filter in the frequency domain least squares method is , and a filter to approximate it the response of , the weighted least squares error in the approximate target frequency band is given by the following Equation (5).
(수학식 5) (Equation 5)
(단, : 오차가 정의된 근사대역, : 0이상인 실수의 가중 함수)(only, : the approximate band in which the error is defined, : weighting function of real number greater than or equal to 0)
수학식 5는 아래의 수학식 6과 같은 이차식으로 정리할 수 있다.
(수학식 6) (Equation 6)
(단, , , , , )(only, , , , , )
상기 수학식 6에서 어깨 글자(superscript)인 는 복소 공액인 전치행렬(complex conjugate transpose)을 의미하고, 는 전치행렬을 의미하며, 는 복소공액을 의미한다. 수학식 6은 최적화 대상인 필터 계수의 이차식이므로, 그 구배를 0으로 두면 필터 계수를 다음의 수학식 7과 같이 얻는다.In
(수학식 7) (Equation 7)
필터의 설계 결과를 확인하기 위해, 음선의 진폭이 주파수에 무관하다고 가정한 이상적인 응답을 으로 두었다. 진폭의 크기는 주파수와 무관하게 일정하며 위상만 로 일정하게 천이되는 상황에서, 및 차수가 일 때, 위의 방법으로 위상천이(phase shift) 필터를 설계한 결과는 도 4와 같다. 설계 결과 위상이 또는 인 경우, 필터가 정확한 위상을 가지는 것을 알 수 있으며, 다른 위상에서도 설계 대역인 내에서는 오차가 최소화됨을 확인할 수 있다.In order to confirm the design result of the filter, the ideal response assuming that the amplitude of the sound line is independent of the frequency placed as The magnitude of the amplitude is constant independent of the frequency and only the phase In a situation where there is a constant transition to and degree , the result of designing the phase shift filter in the above method is shown in FIG. 4 . As a result of the design or In the case of , it can be seen that the filter has the correct phase, and the design band is It can be seen that the error is minimized in
일반적으로 음선 진폭의 크기와 위상은 체적 손실, 경계면 손실 등 주파수의 함수로 주어진다. 따라서 이상적인 필터응답을 에 이러한 손실이 반영되어야 한다. 이를 위해서 (수학식 5)에 따른 적분 및 를 수치적으로 계산하여야 한다. 수치 적분 방법으로는 알려진 trapzoidal rule 등의 1차원 적분 방법을 사용할 수 있다.In general, the magnitude and phase of the sound line amplitude are given as a function of frequency, such as volume loss and interface loss. Therefore, the ideal filter response should reflect these losses. For this purpose, the integral according to (Equation 5) and should be calculated numerically. As the numerical integration method, a one-dimensional integration method such as a known trapzoidal rule may be used.
수중 환경에서 체적 손실(volume attenuation)은 음파 전달 경로의 길이에 따라 증가하는 것으로 알려져 있으며, 이를 반영한 이상적인 응답은 다음의 수학식 8과 같다. 이를 반영하여 수치 적분을 통해 설계한 필터의 특성을 도 5에 나타내었다. 도 5에서 수학식 8에 따른 체적 손실의 크기는 검은색 점선으로 나타내었으며, 필터 설계 결과 근사 대역 내에서 목표로 한 체적 손실이 정확하게 반영되는 것을 확인할 수 있다.In an underwater environment, volume attenuation is known to increase with the length of the sound wave transmission path, and the ideal response reflecting this is the
(수학식 8) (Equation 8)
(단, , : 경로 길이, )(only, , : path length , )
한편 수학식 3으로 주어진 고유 음선의 도달 시간 지연인 는 신호를 해당 시간만큼 지연시켜 달성할 수 있다. 이 중 샘플 개수의 정수배에 해당하는 부분인 는 이산 시간에서 해당 샘플만큼 신호를 지연하는 것으로 해결이 되나, 남은 소수 시간지연(fractional delay) 는 이산시간 필터인 을 활용하여 근사적으로 처리되어야 한다. 특히 이러한 소수 시간지연이 적절히 반영되지 않으면, 상대적으로 작은 값을 가지는 배열 내의 센서간 시간지연 모의 정확도 저하로 인해, 빔형성 등의 신호처리 성능 검증 활용시 영향을 줄 수 있다.On the other hand, the arrival time delay of the intrinsic sound line given by
샘플 주기내의 소수 시간지연을 , (샘플)라 하면, 주파수 대역에서 해당하는 위상을 가지는 이상적인 응답으로 을 얻는다. 설계필터 의 응답을 라고 하면, 주파수 영역 최소제곱 방법을 적용하기 위한 가중 최소제곱 오차는 수학식 5와 마찬가지로 다음의 수학식 9와 같이 주어진다.fractional time delay within the sample period , (Sample) is an ideal response having a corresponding phase in the frequency band. get design filter the response of , the weighted least-squares error for applying the frequency domain least-squares method is given by the following Equation 9 as in
(수학식 9) (Equation 9)
필터의 설계 결과를 확인하기 위해, 소수 시간지연이 로 주어진 상황에서, 및 차수가 일 때, 위의 방법으로 소수 시간지연(fractional delay) 필터를 설계한 결과는 도 6과 같다. 분석 결과 근사 대역 내에서는 설계된 필터가 정확한 위상 시간지연을 가짐을 확인할 수 있다. 특히 도달 시간지연이 인 경우에는, 전체 대역에서 정확한 위상지연을 가진다. 한편 근사 대역 외의 영역에서는 오차가 발생하나, 주파수 중첩(aliasing) 문제로 인해 신호처리 시 해당 대역을 보통 활용하지 않으므로, 오차를 용인할 수 있다.To check the design result of the filter, a fractional time delay is In the situation given by and degree , the result of designing a fractional delay filter by the above method is shown in FIG. 6 . As a result of the analysis, it can be confirmed that the designed filter has an accurate phase time delay within the approximate band. In particular, the arrival time delay In the case of , it has an accurate phase delay in the entire band. On the other hand, out of the approximate band Although an error occurs in the region, the corresponding band is not usually used in signal processing due to a frequency aliasing problem, so the error can be tolerated.
한편 도 6에서 설계된 필터의 위상 시간지연(phase delay)을 도시하였는데, 이는 근사 대역내의 협대역 신호 성분별 시간지연에 관심이 있기 때문이다. 만약 DEMON(Demodulation on Noise) 신호와 같이 포락선(envelop)의 시간지연이 중요한 경우 위상 시간지연 대신 군 시간지연(group delay) 설계 결과를 검토할 수 있으며, 군 시간지연은 주파수 영역의 필터 위상 미분으로 주어지므로, 이상적인 응답으로 상기와 동일한 을 사용할 수 있다.Meanwhile, the phase delay of the filter designed in FIG. 6 is illustrated because there is interest in the time delay for each narrowband signal component within the approximate band. If the time delay of the envelope is important, such as a demodulation on noise (DEMON) signal, the design result of group delay can be reviewed instead of phase time delay. Given that, the ideal response is the same as above can be used
앞서 제안된 이산시간 모의 방법을 적용하여, 고유 음선 분석결과로부터 수중음향 전달 채널(유한 임펄스 응답)을 도출한 결과를 도 8에 표현하였다. 도 8의 분석시, 수심 1000m, 음원 깊이 10m, 수신기 깊이 100m이며, 음원과 수신기의 이격 거리는 5km로 두었다. 환경 조건으로 해수면 경계는 진공(vaccum)으로 두었으며, 해저면은 음속이 1600m/s, 단위 밀도의 1.8배인 음향학적 반공간(acoustic halfspace)으로 설정하였다. 음선 분석 방법으로 가우시안 빔 기법을 적용하였고, 수직각 ±12° 이내에 101개의 음선을 사용하였으며, 체적 손실은 반영하지 않았다. 매질의 음속은 동해에서 겨울철에 측정한 실제 음속 프로파일을 적용하였다. 제안한 기법의 적용 결과 실제 환경조건을 반영한 고유 음선 분석 결과로부터, 컴퓨터 시뮬레이션에 활용 가능한 이산시간 유한 임펄스 응답을 모의할 수 있음을 확인하였다.Fig. 8 shows the results of deriving an underwater sound transmission channel (finite impulse response) from the natural sound line analysis results by applying the previously proposed discrete time simulation method. In the analysis of FIG. 8 , the water depth is 1000 m, the sound source depth is 10 m, and the receiver depth is 100 m, and the separation distance between the sound source and the receiver is 5 km. As environmental conditions, the sea level boundary was set as a vacuum, and the sea floor was set as an acoustic halfspace with a speed of sound of 1600 m/s and 1.8 times the unit density. Gaussian beam technique was applied as a sound line analysis method, 101 sound lines were used within ±12° of vertical angle, and volume loss was not reflected. For the sound velocity of the medium, the actual sound velocity profile measured in winter in the East Sea was applied. As a result of applying the proposed technique, it was confirmed that the discrete-time finite impulse response that can be used for computer simulation can be simulated from the results of natural sound analysis reflecting actual environmental conditions.
한편, 전술한 일 실시예에 따른 수중음향 전달 채널 모의 방법에 포함된 각각의 단계는, 이러한 단계를 수행하도록 하기 위한 명령어를 포함하는 컴퓨터 프로그램을 기록하는 컴퓨터 판독가능한 기록매체에서 구현될 수 있다.On the other hand, each step included in the method for simulating the underwater sound transmission channel according to the above-described embodiment may be implemented in a computer-readable recording medium for recording a computer program including instructions for performing these steps.
또한, 전술한 일 실시예에 따른 수중음향 전달 채널 모의 방법에 포함된 각각의 단계는, 이러한 단계를 수행하도록 위한 명령어를 포함하도록 프로그램된, 컴퓨터 판독가능한 기록매체에 저장된 컴퓨터 프로그램의 형태로 구현될 수 있다.In addition, each step included in the method for simulating the hydroacoustic sound transmission channel according to the above-described embodiment is to be implemented in the form of a computer program stored in a computer-readable recording medium programmed to include instructions for performing these steps. can
지금까지 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따르면, 시간영역에서 다중 경로의 시간지연이 계산 가능한 고유 음선 분석 기법에 기반하여 오차를 최소화할 수 있는 시간영역 근사 및 모의 방법을 제공한다. 이처럼, 수중 물리적인 환경(음속 프로파일, 경계면 지형 및 특성 등)을 반영한 수중 음파전달 채널을 모의함으로써, 소나 성능검증용 시뮬레이터 등에 활용할 수 있다.As described so far, according to an embodiment of the present invention, a time-domain approximation and simulation method capable of minimizing an error based on a eigenline analysis technique capable of calculating the time delay of multiple paths in the time domain is provided. As such, by simulating an underwater sound wave transmission channel reflecting the underwater physical environment (sonic velocity profile, boundary surface topography and characteristics, etc.), it can be utilized in a simulator for sonar performance verification.
본 발명에 첨부된 각 흐름도의 각 단계의 조합들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들에 의해 수행될 수도 있다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방식으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 기록매체에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 기록매체에 저장된 인스트럭션들은 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다. 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에 탑재되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 수행하는 인스트럭션들은 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다.Combinations of each step in each flowchart attached to the present invention may be performed by computer program instructions. These computer program instructions may be embodied in a processor of a general purpose computer, special purpose computer, or other programmable data processing equipment, such that the instructions performed by the processor of the computer or other programmable data processing equipment provide the functions described in each step of the flowchart. It creates a means to do these things. These computer program instructions may also be stored in a computer-usable or computer-readable medium that may direct a computer or other programmable data processing equipment to implement a function in a particular manner, and thus the computer-usable or computer-readable medium. The instructions stored in the recording medium are also possible to produce an article of manufacture including instruction means for performing the functions described in each step of the flowchart. The computer program instructions may also be mounted on a computer or other programmable data processing equipment, such that a series of operational steps are performed on the computer or other programmable data processing equipment to create a computer-executed process to create a computer or other programmable data processing equipment. It is also possible that instructions for performing the processing equipment provide steps for performing the functions described in each step of the flowchart.
또한, 각 단계는 특정된 논리적 기능(들)을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 또, 몇 가지 대체 실시예들에서는 단계들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 단계들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하고 또는 그 단계들이 때때로 해당하는 기능에 따라 역순으로 수행되는 것도 가능하다.Further, each step may represent a module, segment, or portion of code comprising one or more executable instructions for executing the specified logical function(s). It should also be noted that in some alternative embodiments it is also possible for the functions recited in the steps to occur out of order. For example, it is possible that two steps shown one after another may in fact be performed substantially simultaneously, or that the steps may sometimes be performed in the reverse order depending on the function in question.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 품질에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 균등한 범위 내에 있는 모든 기술사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The above description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and various modifications and variations will be possible without departing from the essential quality of the present invention by those skilled in the art to which the present invention pertains. Accordingly, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical spirit of the present invention, but to explain, and the scope of the technical spirit of the present invention is not limited by these embodiments. The protection scope of the present invention should be interpreted by the following claims, and all technical ideas within the scope equivalent thereto should be interpreted as being included in the scope of the present invention.
Claims (11)
음원과 수신기 사이의 다수의 고유 음선(eigenray) 경로에 대하여 고유 음선해를 도출하는 단계와,
상기 도출된 고유 음선해를 이산시간 영역으로 근사하여 수중음향 전달 채널의 정보가 포함된 유한 임펄스 응답을 도출하는 단계를 포함하는
음선 경로를 활용한 수중음향 전달 채널 모의 방법.A method of simulating a hydroacoustic transmission channel by a hydroacoustic transmission channel simulation device, the method comprising:
deriving an eigenray solution for a plurality of eigenray paths between a sound source and a receiver;
Including the step of approximating the derived eigenline solution to a discrete time domain to derive a finite impulse response including information of an underwater acoustic transmission channel
A method of simulating a hydroacoustic transmission channel using a sound path.
상기 유한 임펄스 응답을 도출하는 단계는,
상기 고유 음선해를 상기 이산시간 영역으로 근사할 때 오차를 최소화 할 수 있는 고유 음선별 근사 필터를 설계하는 단계와,
상기 고유 음선별 근사 필터를 활용하여 상기 고유 음선해를 근사하는 단계를 포함하는
음선 경로를 활용한 수중음향 전달 채널 모의 방법.The method of claim 1,
The step of deriving the finite impulse response comprises:
designing an approximation filter for each eigenline capable of minimizing an error when approximating the eigenphone solution to the discrete time domain;
approximating the eigenphone solution using the eigenphone-specific approximation filter
A method of simulating a hydroacoustic transmission channel using a sound path.
상기 고유 음선별 근사 필터는 위상 및 손실 근사 필터 및 소수 시간지연 근사 필터를 포함하는
음선 경로를 활용한 수중음향 전달 채널 모의 방법.3. The method of claim 2,
The eigenphone-by-tone approximation filter includes a phase and loss approximation filter and a fractional time delay approximation filter.
A method of simulating a hydroacoustic transmission channel using a sound path.
상기 유한 임펄스 응답(g[n])은 하기의 식으로 표현되는
(단, : 샘플 인덱스, : 고유 음선 개수, : 콘볼루션 연산, round(): 반올림연산, : i번째 고유 음선의 위상 및 손실 근사 필터, : i번째 고유 음선의 소수 시간지연(, fractional delay) 근사 필터, 의 필터 차수, 의 필터 차수)
음선 경로를 활용한 수중음향 전달 채널 모의 방법.4. The method of claim 3,
The finite impulse response (g[n]) is expressed by the following equation
(only, : sample index, : number of distinct tones, : convolution operation, round(): rounding operation, : Phase and loss approximation filter of the i-th eigenline, : Decimal time delay of the i-th unique tone ( , fractional delay) approximation filter, filter order of , filter order of )
A method of simulating a hydroacoustic transmission channel using a sound path.
상기 위상 및 손실 근사 필터의 차수는 4형 선형위상 필터 구성이 가능하도록 홀수(odd)인
음성 경로를 활용한 수중음향 전달 채널 모의 방법.5. The method of claim 4,
The order of the phase and loss approximation filter is odd so that a 4-type linear phase filter configuration is possible.
A method of simulating an underwater acoustic transmission channel using a voice path.
상기 위상 및 손실 근사 필터는 주파수 영역 최적화 기법이 적용된
음성 경로를 활용한 수중음향 전달 채널 모의 방법.5. The method of claim 4,
The phase and loss approximation filter is a frequency domain optimization technique applied
A method of simulating an underwater acoustic transmission channel using a voice path.
상기 주파수 영역 최적화 기법으로서 근사가 요구되는 주파수 대역에서만 최적화를 실시하는 주파수 영역 최소제곱법이 적용된
음성 경로를 활용한 수중음향 전달 채널 모의 방법.7. The method of claim 6,
As the frequency domain optimization technique, the frequency domain least squares method that optimizes only in the frequency band that requires approximation is applied.
A method of simulating an underwater acoustic transmission channel using a voice path.
상기 주파수 영역 최소제곱법에서 이상적인 필터의 응답을 라고 두고, 이를 근사하기 위한 필터 의 응답을 라고 하면, 근사대상 주파수 대역에서 가중 최소제곱 오차는 하기의 식과 같이 주어지는
(단, : 오차가 정의된 근사대역, : 0이상인 실수의 가중 함수)
음성 경로를 활용한 수중음향 전달 채널 모의 방법.8. The method of claim 7,
The response of the ideal filter in the frequency domain least squares method is , and a filter to approximate it the response of , the weighted least-squares error in the approximate target frequency band is given by the following equation
(only, : the approximate band in which the error is defined, : weighting function of real number greater than or equal to 0)
A method of simulating an underwater acoustic transmission channel using a voice path.
샘플 주기내의 소수 시간지연을 , (샘플)라 하면, 주파수 대역에서 해당하는 위상을 가지는 이상적인 응답으로 을 얻고, 상기 소수 시간지연 근사 필터 의 응답을 라고 하면, 주파수 영역 최소제곱법을 적용하기 위한 가중 최소제곱 오차는 하기의 식과 같이 주어지는
(단, [o, βπ]: 오차가 정의된 근사대역, : 0이상인 실수의 가중 함수)
음성 경로를 활용한 수중음향 전달 채널 모의 방법.5. The method of claim 4,
fractional time delay within the sample period , (Sample) is an ideal response having a corresponding phase in the frequency band. , and the fractional time delay approximation filter the response of , the weighted least squares error for applying the frequency domain least squares method is given by the following equation
(However, [o, βπ]: approximate band with defined error, : weighting function of real number greater than or equal to 0)
A method of simulating an underwater acoustic transmission channel using a voice path.
상기 컴퓨터 프로그램은, 프로세서에 의해 실행되면, 음원과 수신기 사이의 다수의 고유 음선(eigenray) 경로에 대하여 고유 음선해를 도출하는 단계와, 상기 도출된 고유 음선해를 이산시간 영역으로 근사하여 수중음향 전달 채널의 정보가 포함된 유한 임펄스 응답을 도출하는 단계를 포함하는 수중음향 전달 채널 모의 방법을 상기 프로세서가 수행하도록 하기 위한 명령어를 포함하는, 컴퓨터 판독 가능한 기록매체.As a computer-readable recording medium storing a computer program,
The computer program, when executed by a processor, includes the steps of deriving an eigenray solution for a plurality of eigenray paths between a sound source and a receiver, and approximating the derived eigenray solution to a discrete time domain for underwater acoustics A computer-readable recording medium comprising instructions for causing the processor to perform a hydroacoustic transmission channel simulation method including deriving a finite impulse response including information of the transmission channel.
상기 컴퓨터 프로그램은, 프로세서에 의해 실행되면, 음원과 수신기 사이의 다수의 고유 음선(eigenray) 경로에 대하여 고유 음선해를 도출하는 단계와, 상기 도출된 고유 음선해를 이산시간 영역으로 근사하여 수중음향 전달 채널의 정보가 포함된 유한 임펄스 응답을 도출하는 단계를 포함하는 수중음향 전달 채널 모의 방법을 상기 프로세서가 수행하도록 하기 위한 명령어를 포함하는, 컴퓨터 프로그램.
As a computer program stored in a computer-readable recording medium,
The computer program, when executed by a processor, includes the steps of deriving an eigenray solution for a plurality of eigenray paths between a sound source and a receiver, and approximating the derived eigenray solution to a discrete time domain for underwater acoustics A computer program comprising instructions for causing the processor to perform a hydroacoustic transmission channel simulation method comprising deriving a finite impulse response containing information of the transmission channel.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020200052613A KR102363969B1 (en) | 2020-04-29 | 2020-04-29 | Method for simulating underwater sound transmission channel based on eigenray tracing |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020200052613A KR102363969B1 (en) | 2020-04-29 | 2020-04-29 | Method for simulating underwater sound transmission channel based on eigenray tracing |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20210133684A true KR20210133684A (en) | 2021-11-08 |
KR102363969B1 KR102363969B1 (en) | 2022-02-17 |
Family
ID=78497029
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020200052613A KR102363969B1 (en) | 2020-04-29 | 2020-04-29 | Method for simulating underwater sound transmission channel based on eigenray tracing |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR102363969B1 (en) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004312109A (en) * | 2003-04-02 | 2004-11-04 | Yamaha Corp | Reverberation providing apparatus and reverberation providing program |
JP2006128870A (en) * | 2004-10-27 | 2006-05-18 | Victor Co Of Japan Ltd | Sound simulator, sound simulation method, and sound simulation program |
KR101502408B1 (en) | 2013-12-11 | 2015-03-16 | 국방과학연구소 | Apparatus and method for generating reception acoustic signal of multi-channel in marine environment |
-
2020
- 2020-04-29 KR KR1020200052613A patent/KR102363969B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004312109A (en) * | 2003-04-02 | 2004-11-04 | Yamaha Corp | Reverberation providing apparatus and reverberation providing program |
JP2006128870A (en) * | 2004-10-27 | 2006-05-18 | Victor Co Of Japan Ltd | Sound simulator, sound simulation method, and sound simulation program |
KR101502408B1 (en) | 2013-12-11 | 2015-03-16 | 국방과학연구소 | Apparatus and method for generating reception acoustic signal of multi-channel in marine environment |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
한국음향학회지. 2006.08., 제25권, 제6호 (제298면 내지 제304면)* * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR102363969B1 (en) | 2022-02-17 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Siderius et al. | Modeling broadband ocean acoustic transmissions with time-varying sea surfaces | |
Porter | The bellhop manual and user’s guide: Preliminary draft | |
Piersol | Time delay estimation using phase data | |
KR102363969B1 (en) | Method for simulating underwater sound transmission channel based on eigenray tracing | |
NO315625B1 (en) | Method for marine seismic exploration using a hydrophone / geophone sensor pair | |
Roudsari et al. | Channel model for wideband time-varying underwater acoustic systems | |
Duda et al. | Computational studies of three-dimensional ocean sound fields in areas of complex seafloor topography and active ocean dynamics | |
CN110780340B (en) | Inversion method for transverse wave acoustic velocity or thickness of shallow sea elastic soft sedimentary layer | |
Taylor et al. | Fast edge-diffraction for sound propagation in complex virtual environments | |
JP3492347B2 (en) | Apparatus, method and program for simulating underwater sound propagation characteristics | |
CN113225148B (en) | Water pipe underwater acoustic channel modeling method based on geometric model | |
Michalopoulou et al. | Sediment sound speed inversion with time-frequency analysis and modal arrival time probability density functions | |
CN110389007B (en) | Self-adaptive phase spectrum time delay estimation method | |
Hovem | PlaneRay: An acoustic underwater propagation model based on ray tracing and plane wave reflection coefficients | |
Deavenport et al. | Acoustic modelling of a transient source in shallow water | |
Byun et al. | Time-varying underwater acoustic channel modeling for moving platform | |
Siderius et al. | Modeling doppler-sensitive waveforms measured off the coast of Kauai | |
Yayu et al. | Research on Location of Underwater Sound Source Target in Deep Sea Sound Field Based on Bellhop Model | |
Nosal et al. | Modified pairwise spectrogram processing for localization of unknown broadband sources | |
US20040166478A1 (en) | All ship speeds correlation SONAR simulator | |
Hovem et al. | A forward model for geoacoustic inversion based on ray tracing and plane-wave reflection coefficients | |
Caley et al. | Transient underwater acoustic channel simulator development | |
KR101938724B1 (en) | Seismic imaging of water column structure apparatus and method using frequency-domain reverse-time migration with analytic Green's function | |
Richards | Analysis of sea surface scatter in the time-varying impulse response | |
Tong | Prediction and reduction of aircraft noise in outdoor environments |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right |