위성통신을 위한 강인한 TDMA Frame 구조 및 초기 동기 기법에 관한 연구
A Study on Implementation of Robust TDMA Frame Structure and Initial Synchronization in Satellite Communication
초록/요약
위성통신에서 이용 효율을 높이기 위해 Time division multiple access (TDMA)를 사용하였으며, 대표적으로 Digital Video Broadcasting- Satellite Second Generation (DVB-S2) 등으로 표준화되어 운용되어 왔다. 본 논문에서는 이미 표준화된 DVB-S2를 직접 사용하기 어려운 특수한 용도의 시스템이 필요하였고, 이를 위하여 다소 주파수 운용효율 저하를 감수하더라도 열악한 전파환경에서도 신뢰성있게 운용이 가능한 TDMA 프레임 구조를 연구하였다. 프레임 주기가 12초로 수～수십 msec인 일반적인 TDMA 시스템 프레임 구조와 차이가 많고, 이에 따른 시간 및 주파수 드리프트 등을 고려하였다. 그리고 주파수 옵셋이 25 ㎑이고 낮은 Signal To Noise Ratio(SNR) 에서도 초기 타이밍 동기 및 주파수와 페이저 초기 동기를 확보하는 방식을 제시하였다. 이를 검증하기 위하여 시뮬레이션 및 연동시험을 수행한 결과 SNR –2.5 dB에서도 안정적으로 동기가 확보됨을 알 수 있다.
more목차
논문 요약
제 1 장 서 론 ............................................................. 1
제 2 장 위성 TDMA 개요 ............................................. 2
2.1 위성 TDMA 시스템 특징 및 일반적 구조 ................. 2
2.2 DVB-S2 프레임 구조............................................ 3
2.3 설계 조건 분석 ................................................... 4
제 3 장 위성 TDMA 프레임구조 및 송수신기 설계 ............. 5
3.1 프레임 설계 요소 ................................................ 5
3.1.1 단말 위치에 따른 시간 지연 .............................. 5
3.1.2 단말 이동에 따른 시간 드리프트 ....................... 6
3.1.3 위성체 이동에 따른 시간 드리프트 .................... 7
3.1.4 주파수 옵셋 추정 ........................................... 8
3.2 프레임 설계 ....................................................... 9
3.2.1 프레임 구조 ................................................... 9
3.2.2 버스트 구조 .................................................. 10
3.2.3 전송 심벌 수 추정 .......................................... 12
3.3 초기 동기를 위한 송수신기 설계 ........................... 13
3.3.1 송신기 설계 ................................................. 13
3.3.1.1 레퍼런스 버스트 설계 ................................ 14
3.3.1.2 트래픽 빌더 설계 ..................................... 15
3.3.1.3 레인징 버스트 설계 ................................... 16
3.3.1.4 프리엠블 구조 .......................................... 18
3.3.1.5 심볼 매퍼 ................................................ 20
3.3.2 수신기 설계 .................................................. 21
3.3.2.1 하향링크 초기 동기 설계 ............................ 22
3.3.2.2 하향링크 초기 동기 절차 ............................ 24
3.3.2.2 Slot-timing 동기 ....................................... 27
3.3.2.3 Coarse-symbol timing 동기 ...................... 28
3.3.2.4 심볼 시간 미세 조정 ................................. 29
3.3.2.5 초기 주파수 동기 ...................................... 31
3.3.2.6 Common-phase 동기 .............................. 33
3.4 초기동기를 위한 시뮬레이션 ............................... 34
3.4.1 Slot Timing 동기 ......................................... 34
3.4.2 Corse symbol timing 동기 ............................ 35
3.4.3 Fine Symbol Timing recovery ....................... 36
3.4.4 초기 주파수 동기 ......................................... 37
3.4.5 Common Phase 동기 ................................... 37
제 4 장 구현 및 시험 결과 ........................................... 38
4.1 하드웨어 구현 및 TDMA 모뎀 시제품 .................... 38
4.2 성능 측정 결과 .................................................. 42
제 5 장 결론 및 고찰 .................................................. 45
참고문헌 ................................................................. 46
Abstract .................................................................. 47
