수중무선통신시스템은 AUV간 수중 무선통신, 해양환경 모니터링, 양식장 관리, 항만 감시, 자원 탐사 및 개발, 지형 및 지질 조사 등 다양한 산업에 활용 가능하다. 하지만 수중 무선 통신은 지상 무선 통신과는 달리 물이 가지고 있는 매질의 특성때문에 전력손실, 주위 잡음 및 인위 잡음, 멀티패스 등으로 인한 높은 에러율 그리고 긴 전송지연 등과 같은 요소들을 고려하여야 한다. 따라서 본 논문에서는 ALOHA 기반의 Media Access Control(MAC) 프로토콜과 CSMA/CA 기반의 MAC 프로토콜을 혼합하여 수중 환경에 적합한 MAC 프로토콜을 제안한다. 성능을 평가하기 위해 수학적 분석 모델을 제시하고, 구현을 통해 기존 MAC 프로토콜과 비교함으로써 성능의 개선점을 검증한다.
Underwater wireless communication systems can be useful for underwater environment observation, catastrophe prevention, ocean resources exploration, ocean organism research, vessel sinking exploration, and so on. However, unlike terrestrial wireless communication, underwater wireless communication should consider factors such as long propagation delay, limited transmission capacity, high bit-error rate due to potential loss in power, ambient noise, man-made noise, multi-path, etc., because of the inherent characteristics of water. Thus, in this paper, we propose a suitable media access control(MAC) protocol that applies a combination of the ALOHA MAC protocol and the CSMA/CA MAC protocol to underwater environment. We further propose a mathematical analysis model to evaluate performance. We also verify performance improvement in the proposed scheme in comparison with existing MAC protocols.
