SSB 무선모뎀은 데이터의 디지털 전압레벨을 가청주파수로 변환하는 변조와 역으로 가청주파수를 데이터의 디지털 전압레벨로 변환하는 복조과정을 거치는데 변 복조기는 하나의 DSP 칩을 이용하여 구현하였다. SSB의 특성상 주파수가 변할 때 인접한 두 주기에서 왜곡이 발생하는데 이것은 음성통신방식에는 아무런 영향을 주지 않으나 데이터 전송할 때는 심각한 영향을 준다. 다시 말하면 인접해 있는 2주기는 데이터 전송을 할 수 없다. 그래서 2-tone FSK방식을 사용하는 경우, 1비트를 보내기 위해 최소 3주기 이상을 보내야 한다. 그러므로, 고속전송을 위해서는 1개의 tone 신호를 보내는 변형된 위상지연 방식을 사용하여 모뎀을 구현하였다. 1200bps를 전송모드에서는 1.3kHz 심볼주파수에 지연시간 0과 $187{\mu}s$을 발생시켰고 2400bps 모드에서는 1.5kHz 심볼주파수에 0, $70{\mu}s,\;130{\mu}s$ 및 $200{\mu}s$의 지연시간을 두어 구현하였다. 최고전송속도 3600bps 모드에서는 2.0kHz 심볼주파수에 0, $100{\mu}s,\;160{\mu}s$ 및 $250{\mu}s$의 지연시간을 두어 구현하였다. 이상의 방법으로 SSB 모뎀을 구현하였으며 기존 독일의 PACTOR와 미국의 CLOVER계열의 스펙트럼과 비교했을 때 SSB 통과대역폭은 거의 비슷하였고 대역폭내의 신호대잡음비를 비교한 결과 본 연구 구현한 모뎀의 파형이 20dB정도 높은 이득으로 전송되는 우수한 특성을 보였다. 실제 전송시험 결과에서도 송수신 Platform에 데이터가 정확하게 수신되고 있음을 확인하였다.
SSB 무선모뎀은 데이터의 디지털 전압레벨을 가청주파수로 변환하는 변조와 역으로 가청주파수를 데이터의 디지털 전압레벨로 변환하는 복조과정을 거치는데 변 복조기는 하나의 DSP 칩을 이용하여 구현하였다. SSB의 특성상 주파수가 변할 때 인접한 두 주기에서 왜곡이 발생하는데 이것은 음성통신방식에는 아무런 영향을 주지 않으나 데이터 전송할 때는 심각한 영향을 준다. 다시 말하면 인접해 있는 2주기는 데이터 전송을 할 수 없다. 그래서 2-tone FSK방식을 사용하는 경우, 1비트를 보내기 위해 최소 3주기 이상을 보내야 한다. 그러므로, 고속전송을 위해서는 1개의 tone 신호를 보내는 변형된 위상지연 방식을 사용하여 모뎀을 구현하였다. 1200bps를 전송모드에서는 1.3kHz 심볼주파수에 지연시간 0과 $187{\mu}s$을 발생시켰고 2400bps 모드에서는 1.5kHz 심볼주파수에 0, $70{\mu}s,\;130{\mu}s$ 및 $200{\mu}s$의 지연시간을 두어 구현하였다. 최고전송속도 3600bps 모드에서는 2.0kHz 심볼주파수에 0, $100{\mu}s,\;160{\mu}s$ 및 $250{\mu}s$의 지연시간을 두어 구현하였다. 이상의 방법으로 SSB 모뎀을 구현하였으며 기존 독일의 PACTOR와 미국의 CLOVER계열의 스펙트럼과 비교했을 때 SSB 통과대역폭은 거의 비슷하였고 대역폭내의 신호대잡음비를 비교한 결과 본 연구 구현한 모뎀의 파형이 20dB정도 높은 이득으로 전송되는 우수한 특성을 보였다. 실제 전송시험 결과에서도 송수신 Platform에 데이터가 정확하게 수신되고 있음을 확인하였다.
The SSB modem performs the modulation process which converts the digital voltage level to the audible frequency band signal and the demodulation process which converts reversely the audible frequency signal to the digital voltage level. The modulator and the demodulator are implemented with a single...
The SSB modem performs the modulation process which converts the digital voltage level to the audible frequency band signal and the demodulation process which converts reversely the audible frequency signal to the digital voltage level. The modulator and the demodulator are implemented with a single DSP chip. Because of the SSB specific character, the distortion occurs when the frequency is changed. This distortion has no effect on voice communication but it has an significant effect on data communication. In other words, it is impossible to send data stream with adjacent 2 periods. Therefore, in case of using 2-tone FSK, it is needed to send at least 3 periods to transmit 1 bit. Therefore we implemented the modem using modified phase-delay shift keying to transmit 1 tone signal for high speed transmission. In the 1200[bps] mode, it generates 0, $187{\mu}s$, delay time at 1.3kHz symbol frequency, and in the 2400[bps] mode, 0, $70{\mu}s\;130{\mu}s\;200{\mu}s$, delay time at 1.5kHz symbol frequency. Finally, in the maximum 3600[bps] mode, it generates 0, $100{\mu}s\;160{\mu}s\;250{\mu}s$ 2.0kHz symbol frequency. The measured results of the implemented SSB modem shows a good transfer functional characteristic by spectrum analyzer, almost same bandwidth in pass band and 20dB higher SNR comparing the emu FACTOR and American CLOVER and in the experimental transmitting test, we verified the transmitted data is received correctly in platform.
The SSB modem performs the modulation process which converts the digital voltage level to the audible frequency band signal and the demodulation process which converts reversely the audible frequency signal to the digital voltage level. The modulator and the demodulator are implemented with a single DSP chip. Because of the SSB specific character, the distortion occurs when the frequency is changed. This distortion has no effect on voice communication but it has an significant effect on data communication. In other words, it is impossible to send data stream with adjacent 2 periods. Therefore, in case of using 2-tone FSK, it is needed to send at least 3 periods to transmit 1 bit. Therefore we implemented the modem using modified phase-delay shift keying to transmit 1 tone signal for high speed transmission. In the 1200[bps] mode, it generates 0, $187{\mu}s$, delay time at 1.3kHz symbol frequency, and in the 2400[bps] mode, 0, $70{\mu}s\;130{\mu}s\;200{\mu}s$, delay time at 1.5kHz symbol frequency. Finally, in the maximum 3600[bps] mode, it generates 0, $100{\mu}s\;160{\mu}s\;250{\mu}s$ 2.0kHz symbol frequency. The measured results of the implemented SSB modem shows a good transfer functional characteristic by spectrum analyzer, almost same bandwidth in pass band and 20dB higher SNR comparing the emu FACTOR and American CLOVER and in the experimental transmitting test, we verified the transmitted data is received correctly in platform.
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문제 정의
본 연구에서는 디지털어업통신망을 구현하기 위한 가장 핵심 적 인 SSB 모뎀을 개발하였다.[3]
본 연구에서는 어선과 어업정보통신국간 주 통신방식이던 음성통신방식에서 탈피하여 음성/데이터 통신을 겸용할 수 있는 디지털어업통신망 구현을 위한 디지털 SSB 모뎀을 개발하였다.
제안 방법
DSP 칩은 고속처 리가 가능한 TMS320E2812 를 사용하여, 300[bps]이하의 저속에서는 2개의 톤을 사용한 FSK방식, 600[bps] 속도에서는4개의 톤을 사용한FSK방식을 사용하였고, 고속전송을 위해서는 1 개의 톤 신호를 보내는 변형된 위상지 연변조 방식을 사용하여 모뎀을 구현하였다.
개발된 SSB 모뎀은 변조 기본기능을 포함하여 슬롯 (Free signal)의 생성과 제어, ID를 통한 랜덤변수 제어 및 링크 상태와 채널을 제어하는 기능이 가능하고, 3, 600[bps] 의 속도로 데이터 전송이 가능하도록 구현하였다. 본 연구를 통하여 순수한 국내 기술로 디지털 어업통신망을 구현할 수 있게 됨에 따라실제적인 어선의 VMS가 가능하게 되고, 이것은 어선사고 시 신속한 대처로 어업인의 생명과 재산을 보호할 수 있을 뿐만 아니라, 신뢰성 있는 조업 DB 구축으로 추후 적절한 어로지도를 통하여 어업생산력 향상은 물론 한 .
그래서 FSK 방식으로 데이터를 전송하는 경우 인접한2주기를 데이터 전송에 사용할 수 없기 때문에 그림 3에서 보는바와 같이 데이터를 전송하기 위해서 최소한3주기 이상을 전송해야한다. 고속 전송을 위해서는 1주기에 1비트 이상을 전송할 수 있어야 하므로 그림 4에서 보는바와 같이 심볼주파수를 변경하지 않고 시간만 지연시켜서 변형된 위상지연 변조방식을 본 연구에서는 적용시켰으며 이 방식eSSB 변조 방식에서 처 음으로 도입 되는 방식이 다.
하였다. 범용으로 사용하기 위해 SRAM을장착했고 CAN통신과RS232통신 모두 가능 하도록 설계하였다.
복조 방식 중 FSK(Frequency Shift Keying)와 위상지 연변조방식을 기본으로 하여 디지털 변.복조를 구현 하였다. 저속에서는 안정적 인 데이터전송능력과 잡음에 강한 FSK 방식을 사용하였고, 고속에서는 위상지연변조방법을 사용하였다.
본 논문에서는 여러가지 디지털 변.복조 방식 중 FSK(Frequency Shift Keying)와 위상지 연변조방식을 기본으로 하여 디지털 변.
위상지 연변조 방식 에서 1200[bps]를 전송모드에서 는 1.3[kHz] 심볼주파수에 지연시간0과 187[侬]을 발생시켰고, 2400[bps] 모드에서는 L5[kHz] 심볼주파수에 0, 70 [US], 130[侬] 및 200[侬]의 지 연시간을 두어 구현하였다.
대상 데이터
TI 사의 고속 DSP TMS320F2812 사용하여 DSP 보드를 제작 하였다. 범용으로 사용하기 위해 SRAM을장착했고 CAN통신과RS232통신 모두 가능 하도록 설계하였다.
이론/모형
복조를 구현 하였다. 저속에서는 안정적 인 데이터전송능력과 잡음에 강한 FSK 방식을 사용하였고, 고속에서는 위상지연변조방법을 사용하였다. [6]
성능/효과
구현된 SSB 모뎀을 스펙트럼 분석기로 측정한 결과 우수한 전달특성을 보였으며, 기존 독일의 PACTOR와 미국의 CLOVER계열 모뎀의 스펙트럼과 비교했을 때, SSB 통과대 역폭은 거의 비 슷하였으나, 대 역폭내의 신호 대 잡음 비는 본 연구에서 구현한 모뎀의 파형이 20dB 정도 높은 이득으로 전송되는 우수한 특성을 보였다.
위상지 연변조(전송속도 : 약 3600[bps])방식을 이용해서 구현한 모뎀과 독일의 PACTOR 및 미국의 CLOVER 모뎀의 스펙트럼과 비교했을 때, SSB의 통과대역폭은 거 의 비 슷하였고, 대 역 폭내의 신호전력은 잡음에 비교하여 연구결과물의 파형은 보다 예리한 특성으로 20dB 정도 높은 이득으로 전송되는 우수한 특성을 보였다.[13]
위상지연변조를 한 것으로 심볼주파수 1.3[曲], 위상지연을 1회 시켜서 1200[bps]의 속도를 얻고, 속도를 올 리 기 위하여 심볼주파수 1.5[kHz], 위상지 연을 3번 준 것으로 2400[bps]의 속도를 얻을 수 있으며, 그림 10에서 보는 바와 같이 심 볼주파수를 2[曲]로 높여 변조한 것으로 약 3600[bps]의 전송속도를 내는 것을 확인할 수 있다.
이상의 연구에 의해 SSB 무선모뎀이 개발됨에 따라 어선용 VMS 구축을 위한 디지털어업통신망을 순수한 국내기술로 구현할 수 있게 되었다. 이것은 국내에서는 처음으로 상용화되는 기술이며, 신뢰성 있는조업 DB 의 구축과 더불어 어선의 실시간 모니터링이 가능하므로 해난사고 시 신속하고 적절한 대처로 어업인의 생명과 재산을 보호하는데 크게 기여할 것으로 기대된다.
후속연구
구현할 수 있게 되었다. 이것은 국내에서는 처음으로 상용화되는 기술이며, 신뢰성 있는조업 DB 의 구축과 더불어 어선의 실시간 모니터링이 가능하므로 해난사고 시 신속하고 적절한 대처로 어업인의 생명과 재산을 보호하는데 크게 기여할 것으로 기대된다.
중, 한 . 일 어업협정시 기초자료 활용에도 크게 기여할 것으로 기대된다.
참고문헌 (13)
http://www.momaf.go.kr
윤재준외 1인, '어업통신의 디지털화 및 VMS구축에 대한 연구', 한국해양정보통신학회 논문지, 제7권 제7호, 2003.12
윤재준외 2인, '어업통신에서 VMS구축 및 데이터 통신 운용에 대한 연구', 한국해양정보통신학회, 추계종합학술대회논문집, 2003.10
김명진외 3인, 'TMS320C6000계열 프로세서 활용 DSP 실험실습', 생능출판사, pp158-212, 2003
오영인외 2인, 'TMS320C6000계열 프로세서 활용 DSP 실시간처리', 생능출판사, pp323-363, 2006
ASK FSK PSK, 'Electronic Telecommunication Training System', 삼진기술, 2002
http://www.sailmail.com
http://www.scs-ptc.com
백종철 'TMS320C24를 이용한 DSP 하드웨어 설계', 싱크웍스, 2005
Reference Guide, 'TMS320C/F28X DSP Controllers CPU and Instruction Set', Texas Instruments, 2004
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