본 논문에서는 간략화된 차 주파수의 신호대잡음비을 이용하여 수중 AWGN 환경하에서 파라메트릭 배열 통신 시스템의 성능을 비트오류확률과 MIMO 채널용량 관점에서 분석한 결과를 제시한다. 분석을 위해 사용된 차주파수의 신호대잡음비는 전달손실, 잡음준위 그리고 비선형성이 고려된 차 주파수의 음원준위로 계산된다. 1차 주파수 210 kHz와 190 kHz, 차 주파수 20 kHz, 트랜스듀서 직경 0.1 m, 잡음준위 50 dB, 요구되는 비트오류 확률을 $10^{-4}$으로 가정할 때, 담수 환경과 해수 환경에서의 1차 주파수 통신 거리 대비 파라메트릭 배열의 통신거리 이득을 각각 59.11 km와 5 km를 얻었다. 또한, 10 bps/Hz의 채널용량 조건을 위해 SISO 및 ($2{ imes}2$) MIMO 파라메트릭 배열을 사용할 경우, 담수에서는 38.84 km와 46.38 km 거리이득을 해수에서는 3.88 km 4.381 km의 거리이득을 얻었다.
In this paper, we present performance analysis results of parametric array communication system in terms of theoretical BER and channel capacity of MIMO in underwater AWGN channel by using simplified SNR of difference frequency. The SNR of the difference frequency is calculated by using transmission loss, noise level, and source level of difference frequency in which nonlinear effect is considered. By assuming primary frequencies as 210 kHz and 190 kHz, difference frequency as 20 kHz, transducer diameter as 0.1 m, and noise level as 50 dB and the requested BER as $10^{-4}$, we obtain parametric array communication range gains over the communication system using primary frequency of 59.11 km in fresh water and 5 km in sea water, respectively. Also we obtain range gains of 38.84 km and 46.38 km in fresh water, and 3.88 km and 4.38 km in sea water when we use SISO and $2{ imes}2$ MIMO parametric array communications for the channel capacity of 10 bps/Hz.
