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[국내논문] 항재밍을 위한 위성데이터링크 웨이브폼 및 중계기 구조
Satellite Data Link Waveform and Transponder Structure for Anti-Jamming 원문보기

한국통신학회논문지. The Journal of Korea Information and Communications Society. 네트워크 및 서비스, v.36 no.12B, 2011년, pp.1728 - 1735  

김기근 (국방과학연구소) ,  이민우 (아주대학교 NCW학과) ,  임재성 (아주대학교 국방전술네트워크)

초록
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본 논문에서는 전술데이터링크인 Link 16의 버스트 전송 환경을 위성채널 특성에 맞게 GMSK 변조방식과 LDPC/RS 에러정정 코드를 적용한 위성 데이터링크용 웨이브폼을 연구한다. 그리고 기존의 재머 제거능력이 있는 위성 중계기에서 신호가 있는 채널만 선택적으로 스위칭을 하여 상향링크와 하향링크에서 도약을 다르게 할 수 있으면서, 신호 대역외에 있는 모든 재머는 제거할 수 있어 중계기 전력 탈취영향을 줄일 수 있는 DSM형 중계기를 제안한다. 제안한 웨이브폼 및 중계기 구조를 BER 및 부분대역 재밍 환경에서 성능을 분석하였다. 분석결과 제안한 웨이브폼은 기존 데이터링크보다 우수하여, 2.5dB 신호대 잡음비를 갖으며 worst case 부분대역 재밍환경에서 52dB 처리이득을 요구함을 알 수 있었다. 또한 DSM형 중계기는 기존보다 최대 2dB 항재밍 이득을 갖게 됨을 알 수 있었다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this paper, satellite data link waveform is proposed which is based on the waveform of Link-16 but LDPC code is studied instead of CCSK code in order to be optimized to satellite nonlinear channel environment and transmission characteristics. And the DSM (Demux, Selective CH switch, and Mux) tran...

Keyword

AI 본문요약
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문제 정의

  • 가 제거되지 않고 중계되는 단점이 있다. 본 연구에서는 이를 개선하기 위해, 도약 주파수 차이를 사용하여 신호가 있는 대역에서만 상향 및 하향 링크 간에 선택적으로 주파수 스위칭을 갖는 중계기 구조를 제안한다.
  • II장에서는 기존 Link 16 웨이브폼의 개선 연구결과 결과를 고찰하고 제안하는 웨이브폼을 기술한다. 그리고 DSM형 중계기에 대해 기술한다. Ⅲ장에서는 제안하는 방식과 개선된 Link-16방식의 BER 성능을 비교분석하고, DSM 형 중계기의 항재밍 성능 개선결과를 분석한다.
  • 본 논문에서는 기존 Link-16 웨이브폼의 성능을 개선하면서 전송속도도 높일 수 있는 방식으로 기존 CCSK로 확산을 하지 않고 concatenated code 의 inner code로 LDPC 에러정정 방식을 사용한 것이다. 이러한 방식은 LDPC의 error floor를 낮추고 LDPC 의 에러정정 성능을 데이터 전송 요구에 맞게 최적화하기 위해 RS와 LDPC를 사용한 구조이다.
  • 그러나 이 경우 신호가 없는 경우라도 여파기에는 잡음이나 우연히 통과되는 재밍신호가 존재하게 되어 부분적인 성능 감쇄를 피할 수 없다 본 논문에서는 이러한 경우에도 재밍신호를 제거할 수 있는 DSM형중계기를 제안한다.
  • 본 논문에서는 일정한 진폭을 유지할 수 있어 위성의 비선형 채널 환경에 적합하면서, 대역폭을 제한하는 GMSK 변조방식과 LDPC와 RS 에러정정 코드를 적용한 위성 데이터링크용 웨이브폼을 연구한다. 본연구의 웨이브폼 성능을 검증하기 위해, 현재 항재밍특성이 가장 우수한 것으로 알려진 Link 16을 개선한 것과 항재밍 성능을 비교하였다.

가설 설정

  • DSM의 출력에서 재밍된 FDMA 신호들을 자세히 보면 그림의 &同처럼 신호와 무관한 재머는 제거가 가능하고 由2와 같은 재머는 신호와 겹쳐져 있어 남게 된다. 이때 채널 간도 약 주파수 시퀀스는 직교성을 유지해야 하며, 스위칭 정보는 망제어기를 통해 실시간으로 받거나 각 도약 신호의 동기를 위한 프리엠블을 검출하여 신호 유무를 알 수 있다고 가정한다. 이러한 구조에서는 전체도약대역폭을 모두 통신용으로 사용 가능하므로 주파수 도약을 하는 통신방식의 단점인 낮은 주파수 사용률을 극대화 할 수 있다.
  • 이때 열잡음에 의한 신호대 잡음비는 재밍 신호에 의한 영향을 확인하기 위해 20dBHz의 신호대 잡음 비를 가정하였다.
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참고문헌 (11)

  1. 김기근, 김도선, 최영균, "주파수 도약방식 위성 통신 시스템의 항재밍 성능 분석," 한국통신학회논문지 Vol.26 No.1, 2001. 

  2. Chi-Han Kao, Clark Robertson, and Frank Kragh, "Performance of a JTIDS-type Waveform with Errors-and-Erasures Decoding in Pulsed-Noise Interference," IEEE Military Communications Conference, Boston, Oct., 2009. 

  3. Joannis Koromilas, R. Clark Robertson, and Frank Kragh, "Performance analysis of the LINK-16/JTIDS waveform with concatenated coding in both AWGN and pulsed noise interference," IEEE Military Communications Conference, San Jose, Nov., 2010. 

  4. Kok Kiang Cham and R. Clark Robertson, "Performance analysis of an alternative link-16 JTIDS waveform transmitted over a channel with pulse-noise interference," IEEE Military Communications Conference, San Diego, Nov., 2008. 

  5. 김기근, 노홍준, 임재성, "Link-16 전송방식을 개선한 위성데이터링크 웨이브폼," Telecommunications Review, 제20권 2호, 4월, 2010. 

  6. Naofal Al-Dhahir and Gary Saulnier "A High-Performance Reduced-Complexity GMSK Demodulator", IEEE Transactions on Communications, Vol.46, No.11, pp.1409-1412, Nov, 1998. 

  7. Kazuaki Murota and Kenkichi Hirade, "GMSK Modulation for Digital Mobile Radio Telephony," IEEE Transactions on Communications, Vol.Com-29, No.7, pp.1044-1050, July, 1981. 

  8. John G. Proakis and M Salehi, Digital Communications, Prentice Hall Inc. 

  9. Hua Xiao and Amir H. Banihashemi, "Error Rate Estimation of Low-Density Parity-Check Codes on Binary Symmetric Channels Using Cycle Enumeration," IEEE Trans. Comm, Vol. 57, No.6, June 2009. 

  10. M. Simon and C. Wang, "Differential Detection of Gaussian MSK in a Mobile Radio Environment," IEEE Transactions on VT, Vol. VT-33, No.4, pp. 307-320, Nov, 1984. 

  11. S.M. Sussmun, P.Kotiveeriah, "Partial Processing Satellite Relays for Frequency hop Antijam Communications," IEEE Trans. on COMM., vol. COM-30, No.8, pp 1929-1937, Aug 1982. 

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