수중음향을 이용한 음성 및 데이터통신과 위치표시 시스템에 관한 연구
A Study of Voice-Data Communication and Position Display System using Underwater Acoustics
초록/요약
해양에 대한 상상이 현실로 구체화되고, 서서히 해양개발에 대한 관심과 연구가 활발히 진행되면서 바다를 조사할 수 있는 많은 탐사장비가 개발되고 있으며, 이에 대한 부가적인 기술들이 각 국가별로 극비리에 연구되고 있다. 해양개발에 대한 중 요성이 점점 커지고 있는 이 때에 원활한 해양탐사를 위한 수중에서의 통신수단으 로 무선 수중 통신이 필수적으로 필요하게 되었다. 그동안 수중음향에 대한 주된 연구의 대상은 해양탐사 및 개발, 군사 등의 목적이었다. 본 논문에서는 수중에서 초음파를 이용하여 데이터를 통신하는 시스템과 수중장치들의 위치를 표시하는 시 스템에 대하여 기술하였으며, 특히 이를 잠수부들에게 적용하기 위하여 수중음향통신을 구현하고 위치표시 시스템을 제안하였다. 이를 통하여 그동안 주된 연구 분야가 군사 또는 해양개발 등이었던 ‘수중음향'을 민간부문에서 활용할 수 있음을 확인 하였다. 본 논문에서는 여러 가지 변조방식을 이용하여 수중 음향통신 시스템과 위 치표시 시스템을 구현하였는데 음성통신은 AM, FM 방식을 이용하였고, 데이터 통 신에 ASK, FSK, BPSK, QPSK을 적용하였다. 물 속에 있어서 밖의 상황을 알기 힘든 잠수부들을 위해 외부의 상황을 음성을 통해 전송할 수 있는 시스템을 제작하 여 PC 의 사운드출력 단자로부터 얻어진 음성 데이터 (MP3, 마이크를 통한 사람의 음성)를 아날로그 변조방식을 사용하여 실험하였을 때 원래 음성신호와 가까운 결과를 얻었다. 이 장치를 통해 외부의 상황을 잠수부에게 알려줄 수 있으므로 급작스런 기후의 변화 같은 위험한 상황에 대처함으로써 잠수부의 안전에 크게 기여할 수 있다. 여기에 데이터 전송을 위한 시스템을 추가함으로써 수중에서 잠수부에게 응급 상황이 발생하였을 경우 키를 눌러 물 밖에 있는 사람에게 도움을 요청할 수도 있고, 물 밖의 사람이 키보드를 이용해 원하는 문자 데이터를 수중의 사람에게 전달 할 수도 있다. 또한 Baseline 기법을 이용하여 잠수부의 위치를 선상에서 파악할 수 있는 시스템을 제안하였는데, 제약된 실험환경으로 이를 해양의 실제환경에서 실험 할 수는 없었고 PC와 S3C2410X를 이용한 Embedded System에서 임의의 위치신호 를 주어 표시되게 하였다.
more목차
제1장. 서론 1
제2장. 수중음향 3
제1절. 수중에서의 음파특성 3
제2절. SONAR System 9
제3장. 수중통신 시스템 15
제1절. 개요 15
제2절 수중통신 시스템 18
제4장. 위치표시 시스템 39
제1절. 거리 및 위치측정 39
제5장. 결론 46
참고문헌 47
Abstract 49
