초록 ▼

본 연구의 목표는 고속 위성자료 전송을 위한 우수한 표준 변조 기술의 확보이다. 세부적으로, 초고속 고성능 위성통신 기술동향에 부합하는 초고속 데이터 전송과 높은 전력효율 특성의 변복조 시스템, 채널코딩기술 및 신호처리 기술과 송수신기 설계 기술을 확보한다. 이와 같은 목표 달성을 위하여, 첫째로, CCSDS 표준문서에서 권고하는 SCCC 및 LDPC 기반의 M-APSK 시스템의 기저대역 시스템 설계 및 성능검증과 분석을 수행하고 차세대 위성통신을 위한 새로운 후보기술들에 대한 연구를 수행하였다. 둘째로, 검증된 4D-8PSK-TC

본 연구의 목표는 고속 위성자료 전송을 위한 우수한 표준 변조 기술의 확보이다. 세부적으로, 초고속 고성능 위성통신 기술동향에 부합하는 초고속 데이터 전송과 높은 전력효율 특성의 변복조 시스템, 채널코딩기술 및 신호처리 기술과 송수신기 설계 기술을 확보한다. 이와 같은 목표 달성을 위하여, 첫째로, CCSDS 표준문서에서 권고하는 SCCC 및 LDPC 기반의 M-APSK 시스템의 기저대역 시스템 설계 및 성능검증과 분석을 수행하고 차세대 위성통신을 위한 새로운 후보기술들에 대한 연구를 수행하였다. 둘째로, 검증된 4D-8PSK-TCM 시스템의 실시간 송수신 처리를 위한 Simulink 시스템의 구현 및 성능 평가를 수행하였다. 셋째로, Look-up 방식의 새로운 Irregular 성좌도 기반 DAPSK 송수신 시스템 설계 및 BER, PAPR, EVM, 스펙트럼 효율, 전력효율개선 특성을 정량적으로 분석하였다. 넷째로, 위성채널을 고려한 시스템 특성 분석, PLL 및 Pilot 기반의 Doppler 추정을 통한 성능 열화 극복 방안 연구를 수행하였다. 마지막으로 비선형 고출력 증폭기 환경, 위상잡음, I/Q 불균형 등의 요소를 고려한 4D-8PSK-TCM 및 새롭게 제안하는 DAPSK 시스템의 특성을 평가하고, 성능열화 요인의 극복 방안을 분석하였다.

(출처 : 보고서 요약서 3p)

Abstract ▼

□ Purpose & Contents
< Purpose >
The goal of this research is to secure modulation and demodulation technology with high power efficiency and speed characteristics, channel coding and signal processing technology, and transceiver design technology, which are in line with the trends of ultra hi

□ Purpose & Contents
< Purpose >
The goal of this research is to secure modulation and demodulation technology with high power efficiency and speed characteristics, channel coding and signal processing technology, and transceiver design technology, which are in line with the trends of ultra high speed and high performance satellite communication technology. The result and technology derived from the future research can be proposed as the CCSDS standard technology, thereby securing the national technology competitiveness in the satellite communication field.
< Contents >
In order to secure high speed data transmission and high power efficiency communication technology, the following researches are performed.
▶ Design and performance verification and analysis of baseband encoder / decoder based on SCCC and LDPC based M-APSK system (27 ACM modes including QPSK and 8PSK) recommended by CCSDS (401.0-B-26, CCSDS 211.2-B-2, CCSDS 131.2-B-1 and 131.3-B-1).
▶ Simulation-based system implementation of 4D-8PSK TCM modulation and demodulation technology and experiment using existing test equipment.
▶ Design of a new irregular constellation based 16/32/64 DAPSK transceiver system improving existing APSK and DAPSK technologies and quantitative analysis of BER, PAPR, EVM, spectral efficiency, and power efficiency improvement characteristics.
▶ Analysis of transmission and reception signals and algorithm design of DAPSK (irregular constellation) system in low earth orbit satellite channel (multipath fading and doppler) and nonlinear high power amplifier environment.
▶ Design and performance analysis of transmission and reception performance evaluation system considering RF imbalance elements and digital compensation algorithm for practical implementation by using MATLAB Simulink (BER, Spectral efficiency, Spectrum mask, OOB emission, PAPR, Time-frequency localization, Noncoherent detection, ACM, LDPC).
▶ Research and suggestion of superior standard modulation technology for high speed satellite data transmission

□ Results
Through this research, design technologies of high speed and high efficiency transmission and reception system for satellite communication have been secured. The details are as follows.
- Overall analysis of existing CCSDS standard documents.
- New system design and analysis for next generation satellite communications.
- Implementation of 4D-8PSK-TCM Simulink model.
- Design and analysis of improved irregular constructed M-DAPSK system.
- Satellite channel and RF impairment effect analysis
- Design and analysis of digital signal processing algorithm to compensate performance deterioration factor.
In this regard, the following intellectual property rights and research results have been obtained.
4 domestic papers, 2 international papers, final report, and related software

□ Expected Contribution
Based on the results of the research, if the multi-purpose practical satellite 7 is launched in 2021, it will be able to detect disasters, land, resources, high-quality satellite imagery to be used for climate change analysis, such as security, urban heat island phenomenon, etc., to public and private sectors. The utilization plan and expected effects are summarized as follows.
▪ Core technology development for high-speed data transmission for satellite
▪ Optimal structure secure of transmitter considering recent satellite components.
▪ Transmission algorithm development for high-speed data transmission for satellite, and localization of transmitter.
▪ Obtaining candidate technologies for CCSDS standardization.

(출처 : SUMMARY 5p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 보고서 요약서 ... 3
• 요약문 ... 4
• SUMMARY ... 5
• Contents ... 6
• 목차 ... 7
• 제1장. 연구개발과제의 개요 ... 8
• 제2장. 국내외 기술 개발 현황 ... 25
• 제3장. 연구 수행 내용 및 성과 ... 28
• 제1절. CCSDS에서 권고하는 채널 부호화를 사용하는 APSK 시스템의 성능 평가 및 분석 ... 28
• 제2절. 차세대 위성통신을 위한 새로운 변조 기술 설계와 성능 평가 ... 30
• 1. 스펙트럼 자원 활용 개선을 위한 Ripple Window OFDM (RW-OFDM) 시스템 설계와 분석 ... 30
• 2. 시간 자원의 손실 없이 OOB 전력을 효과적으로 저감시키는 WR-OFDM 시스템 설계 기술 ... 35
• 제3절. 4D-8PSK-TCM 시스템의 변복조 기술 분석 및 실시간 송수신 처리가 가능한 MATLAB Simulink 기반 시스템 구현 ... 38
• 제4절. 기존 APSK 및 DAPSK 기술을 개선하는 새로운 Irregular 성좌도 기반 DAPSK 송수신 시스템 설계 및 정량적 분석 ... 40
• 1. 효율적 성좌도 배치법을 사용하는 대조표 기반의 DAPSK 시스템 설계와 성능 평가 ... 40
• 2. 고성능 저복잡도 특성을 갖는 DAPSK 시스템을 위한 집단화 기반 심볼 검출 방법 ... 49
• 제5절. HPA 비선형 왜곡이 고려된 위성채널 환경에서 고효율 변복조 시스템의 송수신 신호와 스펙트럼의 특성 분석 및 성능 개선 방안 연구 ... 59
• 1. HPA 비선형 왜곡이 존재하는 위성채널에서 M-APSK 및 M-DAPSK 시스템의 성능 평가 및 분석 ... 59
• 2. HPA 비선형 왜곡이 존재하는 위성채널에서 4D-8PSK-TCM 시스템의 성능 평가 및 분석 ... 62
• 3. 다중경로 채널에서 윈도우 길이에 따른 낮은 OOB 전력을 갖는 WR-OFDM 시스템의 성능평가 ... 64
• 제6절. 비선형 HPA, 위상잡음, I/Q imbalance가 고려된 위성통신 채널에서 제안하는 M-DAPSK 및 4D-8PSK-TCM 시스템의 성능 평가 및 분석 ... 72
• 제4장. 목표 달성도 및 관련 분야 기여도 ... 79
• 제5장. 연구개발성과의 활용계획 ... 80
• 제6장. 연구 과정에서 수집한 해외 과학기술 정보 ... 82
• 제7장. 연구개발성과의 보안등급 ... 87
• 제8장. 국가과학기술종합정보시스템에 등록한 연구시설·장비 현황 ... 87
• 제9장. 연구개발과제 수행에 따른 연구실 등의 안전 조치 이행 실적 ... 87
• 제10장. 연구개발과제의 대표적 연구 실적 ... 88
• 제11장. 기타 사항 ... 88
• 제12장. 참고 문헌 ... 89
• 끝페이지 ... 92