본 논문에서는 차세대 항공 데이터 통신에 사용되는 VDR(VHF Data Radio)의 물리계층을 국제규격에 만족하도록 설계하였다. VDR의 주파수 대역은 117.975~137MHz이고, CSMA(Carrier Sense Multiple Access) 다중 접속방식, D8PSK(Differential Eight Phase Shift Keyed), 25kHz의 채널 대역폭을 사용한다. VDR의 성능 요구 조건인 인접 채널 분리, 수신감도, 혼변조, 수신기의 동작영역, 송신기의 선형성, 불요 방사 전력을 선형 및 비선형 시뮬레이션을 통해 분석 하고, 제작을 위한 방향을 제시하였다. 설계 결과 송신부는 Po1dB보다 5dB 낮은 점에서 사용해야하고, 중간 주파수를 45MHz 선정하여 스퓨리어스 발생을 억제해야한다. 수신부는 잡음지수 4.5dB, Es/No 27.52dB로 설계 되었고, 혼변조 성분을 최소화하기위해 저 잡음 증폭기의 IIP3를 +10dBm 이상을 사용하고, 혼합기의 절연특성이 30dB이상이 되어야한다.
본 논문에서는 차세대 항공 데이터 통신에 사용되는 VDR(VHF Data Radio)의 물리계층을 국제규격에 만족하도록 설계하였다. VDR의 주파수 대역은 117.975~137MHz이고, CSMA(Carrier Sense Multiple Access) 다중 접속방식, D8PSK(Differential Eight Phase Shift Keyed), 25kHz의 채널 대역폭을 사용한다. VDR의 성능 요구 조건인 인접 채널 분리, 수신감도, 혼변조, 수신기의 동작영역, 송신기의 선형성, 불요 방사 전력을 선형 및 비선형 시뮬레이션을 통해 분석 하고, 제작을 위한 방향을 제시하였다. 설계 결과 송신부는 Po1dB보다 5dB 낮은 점에서 사용해야하고, 중간 주파수를 45MHz 선정하여 스퓨리어스 발생을 억제해야한다. 수신부는 잡음지수 4.5dB, Es/No 27.52dB로 설계 되었고, 혼변조 성분을 최소화하기위해 저 잡음 증폭기의 IIP3를 +10dBm 이상을 사용하고, 혼합기의 절연특성이 30dB이상이 되어야한다.
This paper, describes the VDR physical layer design in VDL Mode-2 in order to meet the requirements of International standards. VDR's frequency band is 117.975~137MHz, and CSMA(Carrier Sense Multiple Access), D8PSK(Differential Eight Phase Shift Keyed), 25KHz's channel bandwidth use. The analysis of...
This paper, describes the VDR physical layer design in VDL Mode-2 in order to meet the requirements of International standards. VDR's frequency band is 117.975~137MHz, and CSMA(Carrier Sense Multiple Access), D8PSK(Differential Eight Phase Shift Keyed), 25KHz's channel bandwidth use. The analysis of the isolated channel from near channels, sensitivity of the receiver, dynamic range of the receiver, linear of the transmitter and energy of spurious for linear and non-linear simulation as a requirement condition of performance of VDR and teaches the course of design. The transmitting power level should be lower than 5dB from Po1dB point and the selected IF frequency is 45MHz to suppress the spurious signals. The receiver designed has 4.5dB of Noise figure, 27.52dB of Es/No, Mixer isolation up to 30dB, IIP3 power of LNA up to +10dBm to minimize the intermodulation.
This paper, describes the VDR physical layer design in VDL Mode-2 in order to meet the requirements of International standards. VDR's frequency band is 117.975~137MHz, and CSMA(Carrier Sense Multiple Access), D8PSK(Differential Eight Phase Shift Keyed), 25KHz's channel bandwidth use. The analysis of the isolated channel from near channels, sensitivity of the receiver, dynamic range of the receiver, linear of the transmitter and energy of spurious for linear and non-linear simulation as a requirement condition of performance of VDR and teaches the course of design. The transmitting power level should be lower than 5dB from Po1dB point and the selected IF frequency is 45MHz to suppress the spurious signals. The receiver designed has 4.5dB of Noise figure, 27.52dB of Es/No, Mixer isolation up to 30dB, IIP3 power of LNA up to +10dBm to minimize the intermodulation.
* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.
문제 정의
본 논문에서는 MOPS와 MAPS에서 요구하는 VDL Mode2용 VDR의 물리계층 설계 및 제작에 필요한 성능을 분석한다.
본 논문은 MOPS와 MAPS의 기준에 만족하는 VDL Mode2용 VDR의 물리계층을 설계하고, 성능을 분석하였다. 또한 요구조건인 인접 채널 분리, 수신 감도, 혼변조, 수신기의 동작영역, 송신기의 선형성, 불요 방사 전력을 선형 및 비선형 시뮬레이션을 통해 분석 하고, 제작을 위한 방향을 제시하였다.
제안 방법
25W의 송신 출력과 송수신 스위치를 담당하는 블록, 117.975～137MHz의 고주파 신호를 중간 주파수 대역으로 변환하기 위한 상 하향 변환기, D8PSK 신호를 변조 혹의 복조하기 위한 블록과 물리계층 제어기(Physical Layer Controller), CSMA 알고리즘과 통신관리 장치(CMU)와의 ARINC-429 인터페이스를 제공하기 위한 제어기로 구성된다.
송신기의 선형성을 유지하기 위해 각 블록의 증폭기는 PO1dB 보다 5dB 낮게 사용하였다. 또한 AB급 증폭기로 설계를 하여, 효율 대비 선형성을 최대화 하였다. 고출력 증폭기 뒷단에는 5-Pole 저역 통과 필터를 삽입하여, 스퓨리어스 성분을 제거하였다.
본 논문은 MOPS와 MAPS의 기준에 만족하는 VDL Mode2용 VDR의 물리계층을 설계하고, 성능을 분석하였다. 또한 요구조건인 인접 채널 분리, 수신 감도, 혼변조, 수신기의 동작영역, 송신기의 선형성, 불요 방사 전력을 선형 및 비선형 시뮬레이션을 통해 분석 하고, 제작을 위한 방향을 제시하였다.
77dB가 확보되면 수신기의 요구사항인 -98dBm@10-3BER을 만족한다. 본 논문에서는 D8PSK 복조기의 요구사항에 맞도록 잡음지수가 10dB 미만, Es/No가 21.77dB 이상으로 설계를 하는데 중점을 두었다.
입력 된 중간 주파수는 송신 국부 발진 주파수와 혼합되어 상향 변환된다. 상향 변환 시 발생되는 송신 국부 발진주파수 성분, 중간 주파수 성분들을 제거하기 위해 대역 통과 필터를 사용하였다. 송신기의 선형성을 유지하기 위해 각 블록의 증폭기는 PO1dB 보다 5dB 낮게 사용하였다.
VDR은 반이중 통신 방식을 사용한다. 송신 모드에서 수신기의 저 잡음 증폭기를 보호하고, 송수신 전환 시에 빠른 동작을 보장하는 PIN 다이오드 스위치를 사용하였다.
사용 주파수 대역을 첫 번째 중간 주파수로 하향 변환을 하기위해 High Side Injection 방식의 믹서를 사용하였다. 첫 번째 중간 주파수는 45MHz로 선정하여, 송신기와 수신기가 공유 할 수 있도록 하였고, 또한 송신 시 누설 된 국부발진 주파수 성분을 안테나 출력 전에 충분히 제거 되도록 25.975MHz의 주파수 간격을 두었다.
첫 번째 혼합기를 통과한 45MHz의 중간 주파수는 억압특성이 좋은 MCF (Monolithic Crystal Filter)을 사용하여 스퓨리어스 성분을 제거하고, 원하는 신호만 추출하였다. 두 번째 중간주파수는 10.
초단 대역통과 필터는 대역외의 간섭조건과 FM 방송 주파수에 의한 혼변조를 방지하기 위해 사용하였다.
혼변조는 선정한 부품의 비선형 테이블을 ADS 툴을 사용하여 분석 하였다.
대상 데이터
첫 번째 혼합기를 통과한 45MHz의 중간 주파수는 억압특성이 좋은 MCF (Monolithic Crystal Filter)을 사용하여 스퓨리어스 성분을 제거하고, 원하는 신호만 추출하였다. 두 번째 중간주파수는 10.7MHz로 선정하였고, 이 중간 주파수에는 90dB의 제어 범위를 갖는 증폭기를 사용하였다. 10.
수신부의 저 잡음 증폭기는 잡음지수(Noise Figure)가 작고, 자동이득 제어에 의해 충분한 동작영역(Dynamic Range)이 확보될 수 있도록 이득 20dB, 잡음지수 2dB, IIP3 +10dBm인 부품을 선정하였다.
성능/효과
52dB이고, 신호 크기는 -81dBm이다. 설계한 결과는 D8PSK 복조기의 요구사항에 만족함을 확인할 수 있다.
-98dBm@10-3BER의 수신감도를 만족하기에 충분한 값이다. 혼변조 성분에 의한 수신감도를 저해하는 요소는 저잡음 증폭기의 IIP3와 혼합기의 RF to LO, LO to IF, RF to IF 성분에 의해 발생함을 확인 할 수 있었다. 혼변조에 의한 영향을 최소화 하기위해서는 높은 IIP3를 갖는 저 잡음 증폭기를 사용하고, 혼합기의 절연 특성이 30dB 이상 되는 부품을 선정하는 것이 바람직하다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.