Earticle

본 논문에서는 위성 OFDMA 하향링크에서 PAR을 최소화하기 위한 최적의 사용자 채널 보상기법을 제안한다. 위성 OFDMA 시스템에서는 사용자의 채널 환경에 따른 성능의 저하를 극복하기 위해 사용자의 채널 환경에 따라 전력을 제어하는 PC-OFDMA(Power Control OFDMA) 방식과 변조방식과 코딩방식을 제어하는 AMC-OFDMA(Adaptive Modulation and Coding) 방식을 사용한다. 사용자의 채널 환경에 따라 사용자 부채널(부반송파 그룹)별로 전력을 제어하는, 즉 채널이 좋지 않을 경우 더 큰 출력으로 송신하고 반대의 경우 작은 출력을 송신하는 PCOFDMA와 채널의 상태가 좋지 않은 경우 낮은 변조율과 강한 코딩을 사용하거나 채널이 좋을 경우 데이터율을 높이기 위해 높은 변조율과 약한 코딩을 사용하는 AMC-OFDMA의 PAR 성능을 비교 분석하였다. AMC-OFDMA 에서는 변조방식과 부호방식으로 사용자 채널감쇠를 보상하므로 부반송파의 송신전력이 균일하지만 PC-OFDMA 의 경우 사용자 부채널별로 전력을 제어하므로 전체 부반송파의 송신전력이 균일하지 않는 특성이 있는데, 부반송파의 불균등 전력은 OFDMA 송신신호의 PAR을 감소시키는 현상을 발견하였다. 또한 PC-OFDMA 방식 중에서 사용자 부채널을 이루는 부반송파의 할당방식에 따라서도 PAR 성능의 차이가 존재함을 보였다.

We investigate the adaptive channel attenuation compensation of satellite OFDMA downlink users for minimum PAR (Peak to Average power Ratio), which is one of the main challenging issues in satellite OFDMA application. First, we analyze and compare PAR performances of two main different channel attenuation compensation schemes for OFDMA, i.e., PC-OFDMA (power control OFDMA) and AMC-OFDMA (Adaptive Modulation and Coding). While AMC-OFDMA maintains the constant transmission powers through entire user data subcarriers, PC-OFDMA has non-uniform subcarrier transmission powers because subcarrier powers are separately controlled to compensate each user’s sub-channel attenuation. We newly found the fact that non-uniform subcarrier power in PC-OFDMA achieves rather reduced PAR compared to AMC-OFDMA and the amount of reduction becomes larger as the power differences among subcarriers increase. Also, there is an additional PAR reduction in PC-OFDMA by optimizing subcarrier grouping scheme for user’s sub-channelization.

본 논문에서는 임의의 전파를 발사하는 송신원의 위치를 파악하기 위한 방법의 하나로써 시간 차이와 주파수 차이를 이용하는 교차모호함수를 사용하여 시뮬레이션 한 결과를 소개한다. 동일한 송신 신호가 서로 다른경로를 통하여 수신될 경우 두 신호가 가지고 있는 시간 지연의 차이가 있고, 또 서로 다른 도플러 천이로 인하여 주파수 천이를 가지게 된다, 이러한 성질을 이용하여 서로 다른 시간 지연과 주파수 천이를 가지는 두 신호에 대한 교차모호함수를 계산하고, 이 함수가 최대 값을 가지도록 하는 시간 및 주파수 천이를 구하여 전파를 발사한 송신국의 위치를 파악할 수 있게 된다. 본 논문에서는 이러한 교차모호 함수를 이용하여 여러 가지환경에 따른 시뮬레이션 결과를 소개하고, CAF 계산의 효율성을 개선하고 성능을 향상시키는 방법에 대해 소개한다

In this paper, we introduce a simulation result of cross ambiguity function (CAF) using time difference of arrival and frequency difference of arrival. This method is generally used to find a geographical location of the unknown radio transmitter. If multiple signals with the same source information are arrived at a receiver via different paths, then they will have different time delays and Doppler shifts. We can estimate the CAF by using these characteristics, and estimate the location of the unknown transmitter. This paper introduces a technique to improve the estimation performance of CAF.

한국전자통신연구원은 다양한 위성항법 응용프로그램과 항법알고리즘을 시험 및 평가하기 위한 소프트웨어 레벨의 환경을 제공하는 위성항법 신호생성 및 수신처리 시뮬레이터 툴을 개발하고 있다. 본 시뮬레이션 툴은 GPS 및 갈릴레오의 디지털 신호 생성하고 이를 수신처리하는 툴을 제공하게 된다. 본 논문에서는 이러한 위성항법 신호생성 및 수신처리 시뮬레이션 툴의 상세설계 및 모듈 구현에 대하여 기술하고 있다.

Software-Based GNSS Simulation Tool is being developed by ETRI as a part of development of software-based GNSS Test & Evaluation Facility which will provide test and evaluation environment for various software level application and navigation algorithm in GNSS. The simulation tool will provide digitized GNSS signal generator and receiver including GPS and Galileo. The detailed design and module implementation for the Software GNSS signal generation and signal processing simulation tool and its modular implementation is presented in this paper

본 논문에서는 위성항법신호감시국에 대한 핵심기술인 FPGA 기반의 위성항법수신기를 구현하여 갈릴레오 E1 및 E5 신호처리 동작검증 및 처리결과를 제시하였다. 성능 검증을 위해 시제품 형태의 위성항법안테나, 112MHz 샘플링 주파수 및 8비트 양자화 레벨을 제공하는 RF/IF 유니트를 이용하여 갈릴레오 시험위성인 지오베-B(GIOVE-B)로부터 E1 및 E5를 수신하여 이용하였고, 수신된 데이터에 대한 신호처리 수행을 통해, FPGA 기반의 항법수신기 모듈에서 갈릴레오 E1 및 E5 신호가 정상적으로 동작됨을 입증하였다.

The key technologies of GNSS receiver for GNSS sensor station are under development as a part of a GNSS ground station in ETRI. This paper presents the GNSS receiver implementation and signal processing result which is implemented based on FPGA to process the Galileo E1 and E5 signal. To verify the working and performance for GNSS receiver which is implemented based on FPGA, live signal received from GIOVE-B which is second test satellite is used. We gather GIOVE-B signal by using prototyping antenna and RF/IF units including IF-component. To verify Galileo E1 and E5 signal processing function from GIOVE-B, FPGA based signal processing module is implemented as a prototyping hardware board.

본 논문은 작전범위 내에 분포된 수백 대의 위성 단말의 상태를 제어, 감시하기 위한 DS-SS/TDMA 역방향제어채널의 동기 구조 및 방법에 대하여 언급한다. 군용 위성은 전자전 기능 및 수백 대의 위성단말의 상태를 동시에 제어하기 위해 DS-SS/TDMA 방식의 제어채널이 필요하나 동기 시간이 긴 문제가 있다. 본 논문은 짧은 주기의 세부 Bin으로 구성된 프리앰블을 제어채널 데이터 앞부분에 삽입하고 각 세부 Bin을 병렬적으로 수신하는 정합 필터형태의 동기회로를 적용함으로서 심각한 재밍환경에서 수 ms이내에 대부분의 제어채널 패킷을 수신할 수 있는 제어채널 동기방법을 제안한다.

This paper describes synchronization concept and algorithm of the reverse DS-SS/TDMA control channel to handle satellite terminals which are distributed through the mission area. Military satellite control channel should have ECCM capabilities and handle more than several hundreds satcom terminals simultaneously. DS-SS/TDMA control channel can satisfy these demand but it spend much synchronization time. Proposed algorithm insert the preamble which is divided with several short sub bins prior to control data and use the parallel matched filtering searcher for each sub bin. As a result of the test, proposed algorithm can acquire most of control channel packet successfully within several milliseconds in severe jamming environment.

미래 전쟁 양상은 정보화 시대의 도래와 함께 다른 분야와 마찬가지로 전쟁수행 여건에도 많은 변화를 가져왔다. 이에 따라 정보우위와 정보전이 중요시되고 네트워크 중심전(Network Centric Warfare) 등 새로운 전쟁수행 개념이 등장하게 되었다. 군 위성통신체계는 미래 NCW 전장환경에서 전장정보의 실시간 전송이 가능하며, 전장의 광역화, 자동화, 신속화 개념을 지원하고, 광역성, 이동성, 생존성 및 융통성이 보장된 전천후 핵심전략 통신체계이다. 이러한 군 위성통신시스템은 실시간 전장정보전송을 위한 광역 대용량 링크, 생존성, 이동간 통신을 제공하는 체계로 분류된다. 본 논문에서는 이러한 기능을 통합하여 지원하는 미군의 차세대 TSAT체계의 주요 운용개념과 핵심기술을 분석하였다. 분석 결과를 바탕으로 NCW 대비한 차세대 군 위성통신체계 상위 구조는 재밍이나 간섭 등의 채널환경에 최적으로 적응하여 서비스가 가능한 전송율, 항재밍 능력, 망 제어 및 망 관리 능력을 갖추어야 하며 고속 이동 차량, 초소형단말, 초고속 무인기 등의 다양한 플랫폼을 지원해야 하는 등 향상방안을 제안하고, 또한 이러한 체계 구조를 위한 소요기술로 적응형 다중안테나, 레이저 링크, 차세대 항재밍 waveform을 제안한다.

As the information age comes out, the aspect of future war brings about the many changes in terms of war-fighting environment. Accordingly, information superiority and intelligence-centric warfare have been important and new war-fighting concept such as NCW(network centric warfare) have been turned up. This paper proposed all-weather core-strategy communications systems guaranteeing not only the real-time transmission of the information collected in a battlefield and expansion, automation, and rapidity of a battlefield but also broadband, mobility, survivability, and flexibility. The proposed military satellite communications system is classified into wideband mass capacity link, survivability, and the system supporting OTM(on the move) communication for the real-time transmission of battlefield information. This paper analyzed the essential operation concepts and core schemes of the U. S. Army’s next generation system, TSAT(Transformational Satellite Communication System). Base on the analysis results, this paper proposed that the architecture of next generation military satellite communications systems for NCW have to provide the data rate, anti-jamming capability, network control and management capability which are optimally adaptable for the wireless channel environments such as jamming and interference and to support the variety of platforms like high-speed mobile vehicles, micromini devices, super-high speed unmanned aerial vehicles. Finally, this paper also proposed that next generation military satellite communications systems need the technologies such as the adaptable multi-antenna, laser link, and next-generation anti-jamming waveform.