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문제 정의
- 본 논문은 상기 모드 중 모드-2 규격을 따르는 변조기 및 복조기를 설계하고 구현하여 성능 시험한 결과에 대해 기술한다.
- 수신기 LPF의 대역폭을 결정하기 위해 대역폭을 변경해가면서 BER 성능을 분석하였다. 본 모의실험의 목적은 심벌율의 ±10%인 주파수 오프셋이 존재하고, LPF 후단에서 주파수 오프셋을 보상할 경우 BER 성능 저하가 최소가 되는 대역폭을 결정하는 것이다. 그림 12에서와 같이 수
제안 방법
- 여기서 왼쪽이 지상 통신장비(GVDR), 오른쪽이 탑재통신장비(AVDR) 이다. 각종 기능실험 후 온도시험(-30° ~55°), 습도시험 (95%), EMI/EMC시험, 진동시험 등 환경시험「噸을실시하였으며, 지상에 GVDR을 설치하고 AVDRe차량에 설치하여 지상시험을 수행하였다. 또한 지상 장비를 김포공항에 설치하고 탑재장비는 국토해양부점검기에 설치하여 김포에서 광주상공을 지나 다시 김포로 회항하는 항로로 비행시험을 실시하였다.
- 구성하기 곤란하였다. 그래서 중간 주파수(IF) 대역에서 대역제한(SAW 출력)된 수신 신호 전력을 이용하는 로그 증폭기(log amp.)로 AGC 회로를 설계하였다 m
- 이때 짝수 번째나이퀴스트 영역은 스펙트럼이 좌우가 반전된다. 디지털 하향 변환기의 줄력 샘플율은 84 ksps이고 FPGA에서 2배 보간 필터링(168 ksps)하여 심벌율의 16 배로 차동복호기에 입력되어 수신에 필요한 모든 처리를 수행한다
- 각종 기능실험 후 온도시험(-30° ~55°), 습도시험 (95%), EMI/EMC시험, 진동시험 등 환경시험「噸을실시하였으며, 지상에 GVDR을 설치하고 AVDRe차량에 설치하여 지상시험을 수행하였다. 또한 지상 장비를 김포공항에 설치하고 탑재장비는 국토해양부점검기에 설치하여 김포에서 광주상공을 지나 다시 김포로 회항하는 항로로 비행시험을 실시하였다. 비행시험 결과 고도 11, 200 이에서 시속 870 km/h로 최대 310 km까지 메시지 송수신이 정상적으로 이루어짐을 확인하였다时
- 본 논문은 기 제안된 구조와 알고리즘을 포함한 모뎀 구성에 필요한 전반적인 구조와 설계 방법 그리고 새로운 모의실험 결과가 추가되었다. 본 모뎀을 VDR 장비에 통합하여 각종 기능 실험을 실시한 후 지상통신시험 및 링크 통달거리 측정과 도플러 효과 등을 점검하기 위한 비행통신시험을 완료하였다.
- 본 모뎀에서 기저대역 처리기는 자이링스사의 150만 게이트 급 FPGA를 사용하였고, 차 동복 호기 및 식 (8), 식 (9), 샘플 위상 및 크기, 제곱근 등을 구하기 위해 시분할 처리와 CORDIC冋 모듈을 이용하였다. 벡터의 크기와 위상을 구하기 위한 16-비트 벡터 변환기 (vector translation) 의 로직 크기는 747 슬라이스를, 16-비트 제곱근(square root)은 247 슬라이스를 각각 차지하였다.
- 새로운 모의실험 결과가 추가되었다. 본 모뎀을 VDR 장비에 통합하여 각종 기능 실험을 실시한 후 지상통신시험 및 링크 통달거리 측정과 도플러 효과 등을 점검하기 위한 비행통신시험을 완료하였다.
- 본 설계에서는 디지털 IF 샘플링 기법을 적용하였기 때문에 IF ADC와 DDC를 거처 나온 신호의 처리 지연시간이 680 us가 되어 램프 업 구간(380 us)보다 크므로 기저대역 신호를 이용하여 AGC 루프를 구성하기 곤란하였다. 그래서 중간 주파수(IF) 대역에서 대역제한(SAW 출력)된 수신 신호 전력을 이용하는 로그 증폭기(log amp.
- 나빠진다. 본 설계에서는 주파수 오프셋 영향을 최소로하기 위해 차동복호를 수행한 다음 수신 신호와 수신기에서 생성된 프리앰블 패턴과의 상관 값을 계산하고 절대값을 취한 다음 그 결과를 동적 가변 임계값과 비교하여 프리앰블의 존재 여부를 판단하는 방법을 사용한다.
- 사용한다. 수신기 LPF의 대역폭을 결정하기 위해 대역폭을 변경해가면서 BER 성능을 분석하였다. 본 모의실험의 목적은 심벌율의 ±10%인 주파수 오프셋이 존재하고, LPF 후단에서 주파수 오프셋을 보상할 경우 BER 성능 저하가 최소가 되는 대역폭을 결정하는 것이다.
- 신기의 LPF 대역폭을 송신기의 올림 코사인 필터의 응답을 기준으로 하여 안쪽에서부터 바깥쪽으로 증가하면서 BER 성능을 분석하였다. 모의실험 결과는 그림 13에 제시하였고 1.
- 만약 MAC으로부터 송신시작 신호를 입력 받으면 램프 업, 프리앰블, 부호화된 길이필드, 부호화되고 스크램블된 데이터 필드 순으로 심벌율로 전송된다. 인터리버 블록에 듀얼 포트 램 (DPRAM) 을 사용하고 쓰는 클록<1~10 MHz) 을 읽는 클록(10.5 kHz)보다 훨씬 빠르게 함으로서 전송 준비 지연시간을 최소화 하였다.
- 전단의 디지털 하향 변환기의 출력 샘플을 입력 받아 2배 보간 필터링(168 ksps)을 수행하고 차동 복호를 수행한 후 프리앰블을 검줄하여초기 심벌 타이밍 동기와 주파수 오프셋을 보상한다. 그리고 길이필드를 복호하여 디인터리빙을 위한 메모리 주소를 생성한다.
대상 데이터
- 저장된다. 저장된 바이트들은 RS 복호를 위해 DPRAM에서 1.155 MHz로 읽어서 RS 복호기에 블록 단위로 입력되어 최종 데이터 복호가 이루어진다 여기서 RS 복호기로 AHA4012B 칩을 사용 하였다皿
- 456%로 개선되었다. 측정에 사용된 보드는 10개이고 미세 조정하기 전 평균 EVMe 3% 내외를 보였고 미세 조정 후에는 1% 이하로 측정 되었다. 주파수 상향 변환기와 고출력 증폭기를 거친 후의 평균 EVMe 3.
이론/모형
- 최대 열의 개수는 66이므로 7-비트로 표현할 수 있다. 길이 필드에서 열의 개수 및 기타 인터리빙에 필요한 나눗셈을 라이트 쉬프트 앤드 애드(right-shift and add) 방식으로 구현하였다.
- 성능을 분석한 것이다. 설명을 위해 논문 [6] 에 제시된 STR-A 구조를 'STR-A-a'로, 그림 23의 구조를 STR-A-b로'’ [6]에 제시된 STR-B 구조를 'STR-B-a'5, STR-B 구조에서 순시 샘플 크기 대신에 본 구조와 같이 |SWH을 이용하는 것을 lSTR-B-b, 라고 명명한다.
성능/효과
- 표이다. 계산결과 BER=10f 을 만족하는 수신기 최소 입력신호 레벨은 -108.02 dBm으로 계산되었고 실제 측정 결과는 -107 dBn으로 측정되었다. 본 모뎀과 주파수 상향 변환기, 고출력 증폭기, 주파수 하향 변환기를 연동한 결과는 -103 dBm으로 측정되었다.
- 그림 28은 본 심벌타이밍 복 원기를 적용하지 않고 초기 심벌 동기만 7]능한 경우로 그림 28의 상(上)에서 흐트러진 부분이 심벌 동기가 최적의 심벌위치에서 많이 벗어난 부분이고 심벌의 크기 또한 작다. 그리고 9개의 줄무늬가 있는 부분이 최적의 심벌위치에 있는 경우이고 반복되는 것을 확인할 수 있다. 샘플링 주파수 오프셋은 주기가 234 ms이므로 주파수로 환산하면 4.
- 02 dBm으로 계산되었고 실제 측정 결과는 -107 dBn으로 측정되었다. 본 모뎀과 주파수 상향 변환기, 고출력 증폭기, 주파수 하향 변환기를 연동한 결과는 -103 dBm으로 측정되었다. 여기서 4 dB의 손실은 주파수 상하향 변환기내 협대역 필터의 위상특성 및 고출력 증폭기의 비선형성 그리고 주변 잡음 등에서 기인한 것으로 추정된다
- 또한 지상 장비를 김포공항에 설치하고 탑재장비는 국토해양부점검기에 설치하여 김포에서 광주상공을 지나 다시 김포로 회항하는 항로로 비행시험을 실시하였다. 비행시험 결과 고도 11, 200 이에서 시속 870 km/h로 최대 310 km까지 메시지 송수신이 정상적으로 이루어짐을 확인하였다时
후속연구
- 개발된 모뎀은 민항기뿐만 아니라 신뢰성이 요구되는 무인기의 보조링크에도 적용될 수 있고, 최종 RF 대역을 변경하면 국내에서 사용되고 있는 UHF 및 VHF 대역의 통신링크에 적용할 수 있어 좁은 대역으로 고속의 데이터 전송이 7]능할 것으로 예상된다.
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