KR101822755B1 - System and Method for increasing Anti-Jamming and Low Probability of Intercept for Wireless Communication Systems - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 무선통신 시스템 기술에 관한 것으로서, 더 상세하게는 무선통신 시스템을 위해 AJ/LPI(Anti-Jamming and Low Probability of Intercept) 성능을 향상시킬 수 있는 AJ/LPI 증대 시스템 및 방법에 대한 것이다.BACKGROUND OF THE
일반적으로 다중 접속을 위한 다중 싱글 선형 처프(Multiple Single Linear Chirp) 기법이 알려져 있다. 이러한 다중 싱글 선형 처프 기법은 처프(Chirp)의 Sweeping 시간 동안 각 사용자에게 서로 다른 처프율(Chirp Rate)을 할당하는 기법이다. 이를 개념적으로 보여주는 도면이 도 1에 도시된다. 도 1에 도시된 바와 같이, 총 5명의 사용자가 있을 때, 최대 확산 대역 내에서 각 사용자에게 서로 다른 처프율(Chirp Rate)을 할당함으로써 전체 시스템의 전송률을 높일 수 있다. In general, a multiple single linear chirp technique for multiple access is known. This multi-linear linear chirp technique uses a chirp sweeping time While assigning different chirp rates to each user. A diagram showing this conceptually is shown in Fig. As shown in Fig. 1, when there are a total of five users, It is possible to increase the transmission rate of the entire system by assigning a different chirp rate to each user.
그러나, 다중 싱글 선형 처프 기법의 경우, 각 사용자들에게 서로 다른 대역폭을 할당함으로써 형평성(Fairness) 문제가 발생할 수 있다는 단점이 있다.However, in the case of the multiple single linear chirp technique, a fairness problem may occur due to the allocation of different bandwidths to each user.
또한, 일반적으로 다중 접속을 위한 다중 멀티 선형 처프(Multiple Multi Linear Chirp) 기법이 알려져 있다. 이러한 다중 멀티 선형 처프(Multiple Multi Linear Chirp) 기법은 처프(Chirp)의 Sweeping 시간 를 균일하게 분할하여 각 사용자에게 서로 다른 Chirp Rate를 할당하는 기법이다. In addition, a multiple multi-linear chirp technique is generally known for multiple access. This multiple multi-linear chirp technique is based on the sweeping time of the chirp And assign different chirp rates to each user.
도 2에서 도시된 바와 같이 다중 멀티 선형 처프(Multiple Multi Linear Chirp) 기법은 총 8명의 사용자가 있을 때, 확산 대역 (여기서는 초기 주파수 가 1kHz이고, 2.5kHz까지 Sweeping 하는 것이기 때문에 1.5kHz임)를 얻기 위해 스위핑(Sweeping) 시간 를 균일하게 분할하여 각 사용자에게 서로 다른 처프율(Chirp Rate)을 할당한다.As shown in FIG. 2, when there are eight users in total, the multiple multi-linear chirp (Here, the initial frequency Is 1.5 kHz because it is 1 kHz and sweeping to 2.5 kHz), the sweeping time And allocates a different chirp rate to each user.
또한, 일반적으로 FH/M-CM(Frequency-Hopped Multi-user Chirp Modulation) 기술이 알려져 있다. FH/SS(Frequency-Hopping Spread Spectrum) 기술은 처리 이득(Processing Gain)이 크기 때문에 간섭 영향과 다중경로 감쇠에 강인한 특성을 지니고 있다. FH/M-CM 기술의 목적은 M-CM(Multi-user Chirp Modulation) 기법에 FH(Frequency-Hopping)를 적용하여 다중경로 감쇠 채널에서의 시스템의 전송 성능을 향상시키고, 다중 접속 기술에서 발생하는 사용자 간 MAI(Multiple-Access Interference)를 줄이는 것이다. 일반적인 FH 기법과 동일하게 FH/M-CM의 중심 주파수를 호핑(Hopping)시키기 위해 PN(Pseudo Noise) 시퀀스를 이용한다.In addition, a Frequency-Hopped Multi-user Chirp Modulation (FH / M-CM) technique is generally known. Frequency-Hopping Spread Spectrum (FH / SS) technology is robust to interference and multipath attenuation because of its large processing gain. The purpose of the FH / M-CM technique is to improve the transmission performance of the system in the multipath attenuation channel by applying frequency-hopping (FH) to the Multi-user Chirp Modulation (M-CM) Thereby reducing multiple-access interference (MAI) between users. A PN (Pseudo Noise) sequence is used to hop the center frequency of the FH / M-CM in the same manner as the general FH technique.
도 3은 1개의 PN 시퀀스를 이용하는 FH/M-CM 신호의 다이어그램의 예를 도시한 것이다. 총 7명의 사용자가 공존해 있으며, 각 사용자가 전송하려는 비트는 5비트이다. FH의 호핑(Hopping) 패턴을 결정하기 위한 PN 시퀀스를 생성하기 위해, (Stage of the Code Generator ) PN 코드 길이 인 [110111101011101]을 생성한다. 주파수(Frequency)가 호핑(Hopping)될 수 있는 개수 이 8 (0~7)이기 때문에 호핑(Hopping) 주파수를 결정하기 위한 PN 코드는 각 호핑(Hopping) 시간마다 3비트씩 필요하다. 3비트의 PN 코드마다 해당 Frequency를 이용하는데 각 사용자마다 MLC의 처프율(Chirp Rate)이 결정되어 있고, 각 사용자가 "1" 비트를 전송할 때는 업-처프(Up-Chirp), "0" 비트를 전송할 때는 다운-처프(Down-Chirp)를 이용한다.Figure 3 shows an example of a diagram of an FH / M-CM signal using one PN sequence. A total of 7 users coexist, and each user transmits 5 bits. To generate a PN sequence for determining the Hopping pattern of the FH, a Stage of the Code Generator ) PN code length Quot; 110111101011101 ". The number of times the frequency can be hopped Since this is 8 (0 to 7), the PN code for determining the hopping frequency is 3 bits for each hopping time. The chirp rate of the MLC is determined for each user using the corresponding frequency for each 3-bit PN code. When each user transmits a "1" bit, the up-chirp, A down-chirp is used.
한편, 2개의 PN 시퀀스를 이용한 FH/M-CM 다중 접속 기술이 알려져 있다. 도 4는 2개의 PN 시퀀스를 이용하는 FH/M-CM 신호의 다이어그램의 예를 도시한 것이다. 총 2명의 사용자가 공존해 있으며, 각 사용자가 전송하려는 비트는 5비트이다.On the other hand, an FH / M-CM multiple access technique using two PN sequences is known. Figure 4 shows an example of a diagram of an FH / M-CM signal using two PN sequences. A total of two users coexist, and each user transmits 5 bits.
다수의 사용자가 공존해 있기 때문에 각 사용자마다 PN 코드를 상이하게 설정해야 한다. 도 4의 예시에서는 User A의 PN 코드는 [110111101011101], User B의 PN 코드는 [011111001011110]로 설정하였다. Since multiple users coexist, the PN code must be set differently for each user. In the example of FIG. 4, the PN code of User A is set to [110111101011101] and the PN code of User B is set to [011111001011110].
앞에서 동일하게 Frequency가 Hopping 될 수 있는 개수 이 8 (0~7)이기 때문에 Hopping 주파수를 결정하기 위한 PN 코드는 각 Hopping 시간마다 3비트씩 필요하다. 3비트의 PN 코드마다 해당 Frequency를 이용하는데 각 사용자마다 MLC의 처프율(Chirp Rate)이 결정되어 있고, 각 사용자가 "1" 비트를 전송할 때는 업-처프(Up-Chirp), "0" 비트를 전송할 때는 다운-처프(Down-Chirp)를 이용한다. The number of frequencies that can be hopped in the same way Since this is 8 (0 to 7), the PN code for determining the hopping frequency is 3 bits every hopping time. The chirp rate of the MLC is determined for each user using the corresponding frequency for each 3-bit PN code. When each user transmits a "1" bit, the up-chirp, A down-chirp is used.
각 사용자마다 1개의 PN 코드 (시스템에 총 2개의 PN 코드)를 부여하여 운용하기 때문에 PN 코드가 동일한 두 번째 (전송 비트는 동일하여 둘 다 Up-Chirp이지만 Chirp Rate가 상이함), 네 번째 비트 (전송 비트가 상이하여 Chirp의 방향이 다르고 Chirp Rate가 상이함)에서 상관(Correlation)이 발생하겠지만 그 영향이 미미하고 패턴이 다르기 때문에 전송 성능을 향상시킬 수 있다.Since the PN codes are assigned to one PN code for each user (two PN codes in total in the system), the PN codes are the same in the second (transmission bits are the same, both are Up-Chirp but different in Chirp Rate) Correlation will occur at different transmission bits (the direction of the chirp is different and the chirp rate is different because of different transmission bits). However, the transmission performance can be improved because the effect is small and the patterns are different.
그러나, 다중 접속을 위한 다중 싱글 선형 처프(Multiple Single Linear Chirp) 기법의 경우, 각 사용자에게 싱글 선형 처프율(Single Linear Chirp Rate)이 할당된다면, 최악의 경우에는 도 5에 도시한 것과 같이 인터셉터(Interceptor)가 특정 처프(Chirp) 신호의 중심 주파수 와 확산 대역 를 파악할 수 있게 된다. 이 때 전송된 처프(Chirp) 신호에 정합되는 Chirp 신호를 역으로 생성하여 신호를 수신할 수 있음으로써 CSS(Chirp Spread Spectrum) 시스템의 AJ(Anti-Jamming)/LPI(Low Probability of Intercept) 성능이 저하될 수 있다. However, in the case of a multiple single linear chirp scheme for multiple access, if a single linear chirp rate is assigned to each user, in the worst case, the interceptor Interceptor) determines the center frequency of a particular chirp signal And spread spectrum . (Chirp Spread Spectrum) system's anti-jamming / LPI (Low Probability of Intercept) performance can be achieved by generating a chirp signal that is matched to the transmitted chirp signal and receiving the signal. Can be degraded.
여기서, 아군의 입장에서 최악의 경우를 고려하면, LPI의 정의는 아군의 신호가 적군의 Interceptor에 의해 발각된 경우인 저피탐(Low Probability of Detection; LPD)의 개념을 포함할 수 있다. 그러나 엄밀하게 LPD와 LPI를 구분하면 적군이 아군의 신호를 탐지함으로써 아군 신호의 파라미터를 추출하고, 이를 통해 복조(Demodulation)하는 부분까지를 LPI로 볼 수 있다. Here, considering the worst case in the case of a friend, the definition of LPI may include the concept of Low Probability of Detection (LPD), in which a friend's signal is detected by the enemy's interceptor. However, if the LPD and LPI are strictly divided, the enemy group can detect the allied signal, extract the parameters of the allied signal, and demodulate through the LPI.
따라서, 일반적인 저피탐 (LPD)의 개념과는 차이가 있다. 이에 따라 AJ/LPI 성능을 향상시킬 수 있는 기술이 요구된다.Therefore, it differs from the general LPD concept. Therefore, a technology capable of improving AJ / LPI performance is required.
한편, FH/M-CM(Frequency-Hopped Multi-user Chirp Modulation) 기술의 경우 각 사용자에게 특정한 처프(Chirp)가 고정적으로 할당되어 있기 때문에 패턴을 파악할 경우 AJ/LPI 성능이 저하될 수 있다는 단점이 있다.In the case of Frequency-Hopped Multi-user Chirp Modulation (FH / M-CM) technology, since chirp is fixedly assigned to each user, AJ / LPI performance may be deteriorated have.
본 발명은 위 배경기술에 따른 문제점을 해소하기 위해 제안된 것으로서, SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems,
적군의 입장에서는 부정합(Mismatch)을 발생시킬 경우, 아군의 신호를 탐지하여도 정확하게 복조할 수 없는 AJ/LPI(Anti-Jamming and Low Probability of Intercept) 증대 시스템 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The object of the present invention is to provide a system and method for increasing AJ / LPI (Anti-Jamming and Low Probability of Intercept) which can not accurately demodulate even if a mismatch is detected in the case of enemy forces.
또한, 본 발명은 아군의 전송 성능은 향상시키면서 적군에게는 신호가 인터셉트 당하는 일이 적어는 무선통신 시스템을 위한 AJ/LPI 증대 시스템 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.It is another object of the present invention to provide an AJ / LPI enhancement system and method for a wireless communication system in which signal transmission is less intercepted for an enemy group while improving transmission performance of a friend group.
본 발명은 위에서 제시된 과제를 달성하기 위해, 적군의 수신기에 처프 부정합(Mismatch)을 발생시킴으로써, 적군이 아군의 처프 신호를 탐지하여도 정확하게 복조할 수 없도록 하는 AJ/LPI(Anti-Jamming and Low Probability of Intercept) 증대 시스템을 제공한다.In order to achieve the above-mentioned object, the present invention provides an anti-jamming and low-probability (AJ / LPI) algorithm for generating a chirp mismatch in an enemy receiver so that an enemy group can not accurately demodulate a chirp signal of Intercept < / RTI >
상기 AJ/LPI(Anti-Jamming and Low Probability of Intercept) 증대 시스템은,The AJ / LPI (Anti-Jamming and Low Probability of Intercept)
무선통신 시스템을 위한 AJ/LPI(Anti-Jamming and Low Probability of Intercept) 증대 시스템으로서,An AJ / LPI (Anti-Jamming and Low Probability of Intercept) enhancement system for a wireless communication system,
수신 신호를 변조하여 변조 신호를 생성하는 변조기;A modulator for modulating a received signal to generate a modulated signal;
상기 변조 신호에 제 1 처프율 패턴을 적용하여 제 1 처프 신호를 생성하는 확산기;A spreader for generating a first chirp signal by applying a first chirp rate pattern to the modulated signal;
상기 제 1 처프 신호에 재밍 신호를 합산하여 재밍 출력 신호를 생성하는 재밍 합산기;A jamming adder for adding a jamming signal to the first chirp signal to generate a jamming output signal;
상기 재밍 출력 신호에 제 2 처프율 패턴을 적용하여 제 2 처프 신호를 생성하는 역확산기;A despreader for generating a second chirp signal by applying a second chatter rate pattern to the jamming output signal;
상기 제 2 처프 신호를 복조하여 복조 신호를 생성하는 복조기;A demodulator for demodulating the second chirp signal to generate a demodulation signal;
상기 복조 신호를 적분하여 최종 출력 신호를 생성하는 적분기; An integrator for integrating the demodulated signal to generate a final output signal;
상기 최종 출력 신호를 이용하여 전송 신호할 신호를 결정하는 결정부; 및 A determining unit determining a signal to be transmitted using the final output signal; And
상기 제 1 처프율 패턴 및 제 2 처프율 패턴을 생성하는 처프율 생성 모듈;을 포함하는 것을 특징으로 한다.And a cull rate generating module for generating the first cull rate pattern and the second cull rate pattern.
이때, 상기 처프율 생성 모듈은 PN(Pseudo Noise) 시퀀스를 생성하는 PN 시퀀스 생성기 및 상기 PN 시퀀스에 따라 다양한 처프율 패턴을 생성하는 처프율 패턴 생성기로 이루어지는 것을 특징으로 할 수 있다.In this case, the coding rate generation module may include a PN sequence generator for generating a PN (pseudo noise) sequence and a coding rate pattern generator for generating various coding rates according to the PN sequence.
또한, 상기 제 1 처프율 패턴 또는 제 2 처프율 패턴은 미리 특정한 시간을 분할하여 다르게 구성되는 것을 특징으로 할 수 있다.The first cull pattern or the second cull pattern may be formed by dividing a specific time in advance.
또한, 상기 제 1 처프율 패턴 또는 제 2 처프율 패턴은 상기 특정한 시간을 균등하게 분할하여 상기 PN 시퀀스에 따라 2개의 처프로 전송되는 것을 특징으로 할 수 있다.In addition, the first cull pattern or the second cull pattern may be divided into two distinct portions according to the PN sequence.
또한, 상기 제 1 처프율 패턴 또는 제 2 처프율 패턴은 상기 특정한 시간을 4등분으로 분할하여 상기 PN 시퀀스의 조합에 따라 4개의 처프로 전송되는 것을 특징으로 할 수 있다.The first cull pattern pattern or the second cull pattern pattern may be divided into quadrants, and the four patterns are transmitted according to the combination of the PN sequences.
또한, 상기 제 1 처프 신호 및 제 2 처프 신호는 SLC(Single Linear Chirp) 또는 MLC(Multiple Linear Chirp)인 것을 특징으로 할 수 있다.The first chirp signal and the second chirp signal may be SLC (Single Linear Chirp) or MLC (Multiple Linear Chirp).
또한, 상기 MLC의 프론트 처프(Front Chirp)와 백 처프(Back Chirp)의 처프율(Chirp Rate)은 SLC의 프론트 처프(Front Chirp)와 백 처프(Back Chirp)의 처프율(Chirp Rate)과 상이한 것을 특징으로 할 수 있다.The chirp rate of the front chirp and the back chirp of the MLC is different from the chirp rate of the front chirp and the back chirp of the SLC . ≪ / RTI >
또한, 상기 MLC의 PN 시퀀스가 1 일 때에는 시간까지 MHz 대역폭을 사용하고, PN 시퀀스가 0일 때에는 시간까지 MHz 대역폭(여기서, 는 스위핑 시간을 나타내고, 과 는 각 처프의 대역폭을 나타낸다)을 사용한 것을 특징으로 할 수 있다.Further, when the PN sequence of the MLC is 1 By time MHz bandwidth, and when the PN sequence is 0 By time MHz bandwidth, Represents the sweep time, and Represents the bandwidth of each chirp).
다른 한편으로, 본 발명의 다른 일실시예는, 무선통신 시스템을 위한 AJ/LPI(Anti-Jamming and Low Probability of Intercept) 증대 방법으로서, (a) 변조기가 수신 신호를 변조하여 변조 신호를 생성하는 단계; (b) 확산기가 상기 변조 신호에 제 1 처프율 패턴을 적용하여 제 1 처프 신호를 생성하는 단계; (c) 재밍 합산기가 상기 제 1 처프 신호에 재밍 신호를 합산하여 재밍 출력 신호를 생성하는 단계; (d) 역확산기가 상기 재밍 출력 신호에 제 2 처프율 패턴을 적용하여 제 2 처프 신호를 생성하는 단계; (e) 복조기가 상기 제 2 처프 신호를 복조하여 복조 신호를 생성하는 단계; (f) 적분기가 상기 복조 신호를 적분하여 최종 출력 신호를 생성하는 단계; 및 (g) 결정부가 상기 최종 출력 신호를 이용하여 전송 신호할 신호를 결정하는 단계;를 포함하며, 상기 (b) 단계 및 (d) 단계는, 처프율 생성 모듈이 각각 상기 제 1 처프율 패턴 및 제 2 처프율 패턴을 생성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선통신 시스템을 위한 AJ/LPI 증대 방법을 제공할 수 있다. On the other hand, another embodiment of the present invention is an AJ / LPI (Anti-Jamming and Low Probability of Intercept) enhancement method for a wireless communication system, comprising: (a) modulating a received signal to generate a modulated signal step; (b) a diffuser applying a first chirp rate pattern to the modulated signal to generate a first chirp signal; (c) adding a jamming signal to the first chirp signal to generate a jamming output signal; (d) a despreader applying a second chatter rate pattern to the jamming output signal to generate a second chirp signal; (e) demodulating the second chirp signal to generate a demodulation signal; (f) integrating the demodulation signal by an integrator to generate a final output signal; And (g) determining a signal to be transmitted using the final output signal, wherein the step (b) and the step (d) comprise the steps of: And generating a second coding rate pattern based on the first coding rate and the second coding rate.
본 발명에 따르면, 적군이 아군의 신호를 인터셉트하거나 교란시키기 위해 처프(Chirp) 기반의 수신기와 송신기를 지니고 있다고 가정했을 때, CSS(Chirp Spread Spectrum) 시스템의 처프율(Chirp Rate) 민감성을 고려하여 AJ/LPI(Anti-Jamming and Low Probability of Intercept) 성능을 증대시킬 수 있다.According to the present invention, considering the chirp rate sensitivity of the CSS (Chirp Spread Spectrum) system, assuming that the enemy unit has a receiver and a transmitter based on a chirp for intercepting or disturbing a friend's signal Thereby increasing the AJ / LPI (Anti-Jamming and Low Probability of Intercept) performance.
또한, 본 발명의 다른 효과로서는 모의실험 결과를 통해 제안된 기법에 맞는 처프율(Chirp Rate)과 패턴을 알지 못할 경우에는 적군이 아군의 신호를 방수할 수 없다는 것을 확인할 수 있다는 점을 들 수 있다.As another effect of the present invention, it can be seen from the simulation results that if the chirp rate and pattern matching the proposed technique are not known, it can be confirmed that the enemy army can not water the friend's signal .
또한, 본 발명의 또 다른 효과로서는 적군이 아군과 동일한 처프율(Chirp Rate)을 생성하여 교란시킬 수 없기 때문에 전송 성능의 보장도 가능하다는 점을 들 수 있다.Another advantage of the present invention is that transmission performance can be guaranteed because the enemy group can not generate the same chirp rate as the enemy group and can not be disturbed.
또한, 본 발명의 또 다른 효과로서는 특히 처프(Chirp)를 확산 코드로 이용하는 CSS-DM(Chirp Spread Spectrum - Direct Modulation) 전송 기법에 적용되기 용이하다는 점을 들 수 있다.In addition, another advantage of the present invention is that it is easy to apply to a chirp spread spectrum direct modulation (CSS-DM) transmission technique using a chirp as a spreading code.
도 1은 일반적인 다중 싱글 선형 처프(Multiple Single Linear Chirp) 기법에 따른 처프율(Chirp Rate)의 할당 방식을 보여주는 개념도이다.
도 2는 일반적인 다중 멀티 선형 처프(Multiple Multi Linear Chirp) 기법에 따른 처프율(Chirp Rate)의 할당 방식을 보여주는 개념도이다.
도 3은 일반적인 1개의 PN(Pseudo Noise) 시퀀스를 이용하는 FH/M-CM 신호의 다이어그램의 예를 도시한 개념도이다.
도 4는 일반적인 2개의 PN 시퀀스를 이용하는 FH/M-CM(Frequency-Hopped /Multi-user Chirp Modulation) 신호의 다이어그램의 예를 도시한 개념도이다.
도 5는 일반적인 인터셉터(Interceptor)에서 탐지할 수 있는 PSD(Power Spectral Density)의 예를 보여주는 그래프이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 무선통신 시스템을 위한 AJ/LPI(Anti-Jamming and Low Probability of Intercept) 증대 시스템(600)의 블록 구성도이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 아군의 송신기에서 전송하는 처프 신호와 적군의 인터셉터에서 복조할 때 사용할 수 있는 처프 신호의 시간-주파수 관계를 예시한 그래프이다.
도 8은 PN(Pseudo Noise)에 따른 2개의 처프율(Chirp Rate) 패턴(810) 및 PN(Pseudo Noise)에 따른 4개의 처프율(Chirp Rate) 패턴(820)을 보여주는 그래프이다.
도 9는 일반적인 SLC(Single Linear Chirp)와 MLC(Multiple Linear Chirp)가 동일한 처프율을 가지고 있는 경우 시간-주파수 특성을 보여주는 그래프이다.
도 10은 일반적인 SLC와 MLC가 동일한 처프율을 가지고 있는 경우 시간에 따른 처프의 파형을 보여주는 그래프이다.
도 11은 일반적인 SLC와 MLC가 동일한 처프율을 가지고 있는 경우, SLC(Single Linear Chirp)와 MLC(Multiple Linear Chirp)의 PSD(Power Spectral Density)를 보여주는 그래프이다.
도 12는 일반적인 SLC와 MLC가 동일한 처프율을 가지고 있는 경우, 교차 상관(Cross Correlation) 특성을 보여주는 그래프이다.
도 13은 본 발명의 일실시예에 따른 프론트 처프율(front chirp rate)이 백 처프율(back chirp rate)보다 작은 경우, 시간-주파수 특성을 보여주는 그래프이다.
도 14는 본 발명의 일실시예에 따른 프론트 처프율이 백 처프율보다 작은 경우, 시간에 따른 처프의 파형을 보여주는 그래프이다.
도 15는 본 발명의 일실시예에 따른 프론트 처프율이 백 처프율보다 작은 경우, SLC와 MLC의 PSD(Power Spectral Density)를 보여주는 그래프이다.
도 16은 본 발명의 일실시예에 따른 프론트 처프율이 백 처프율보다 작은 경우, 교차 상관 특성을 보여주는 그래프이다.
도 17은 본 발명의 다른 일실시예에 따른 프론트 처프율(front chirp rate)이 백 처프율(back chirp rate)보다 큰 경우, 시간-주파수 특성을 보여주는 그래프이다.
도 18은 본 발명의 다른 일실시예에 따른 프론트 처프율이 백 처프율보다 큰 경우, 시간에 따른 처프의 파형을 보여주는 그래프이다.
도 19는 본 발명의 다른 일실시예에 따른 프론트 처프율이 백 처프율보다 큰 경우, SLC와 MLC의 PSD를 보여주는 그래프이다.
도 20은 본 발명의 다른 일실시예에 따른 프론트 처프율이 백 처프율보다 큰 경우, 교차 상관 특성을 보여주는 그래프이다.
도 21은 본 발명의 다른 일실시예에 따른 SLC와 MLC의 시간-주파수 관계를 보여주는 그래프이다.
도 22는 본 발명의 일실시예에 따른 대역폭 할당을 나타내는 예시 표이다.
도 23은 적군이 전체 대역폭을 이용하여 신호를 복조한 경우를 타내는 그래프이다.FIG. 1 is a conceptual diagram showing a method of allocating a chirp rate according to a general multiple single linear chirp technique.
FIG. 2 is a conceptual diagram showing a method of assigning a chirp rate according to a general multi-linear chirp technique.
3 is a conceptual diagram showing an example of a diagram of an FH / M-CM signal using a general PN (Pseudo Noise) sequence.
FIG. 4 is a conceptual diagram showing an example of a diagram of a frequency-hopped / multi-user chirp modulation (FH / M-CM) signal using two general PN sequences.
5 is a graph showing an example of a PSD (Power Spectral Density) that can be detected by a general interceptor.
FIG. 6 is a block diagram of an anti-jamming and low probability of intercept (AJ / LPI)
FIG. 7 is a graph illustrating a time-frequency relationship between a chirp signal transmitted from a local transmitter and a chirp signal used for demodulating in an enemy's interceptor according to an exemplary embodiment of the present invention.
8 is a graph showing two
FIG. 9 is a graph showing time-frequency characteristics when a general SLC (Single Linear Chirp) and an MLC (Multiple Linear Chirp) have the same sampling rate.
10 is a graph showing chirp waveform over time when the general SLC and MLC have the same chirp rate.
11 is a graph showing the PSD (Power Spectral Density) of SLC (Single Linear Chirp) and MLC (Multiple Linear Chirp) when the general SLC and MLC have the same sampling rate.
12 is a graph showing cross correlation characteristics when the general SLC and MLC have the same culling rate.
FIG. 13 is a graph showing time-frequency characteristics when the front chirp rate according to an embodiment of the present invention is smaller than the back chirp rate.
14 is a graph showing a chirp waveform over time when the front culling rate according to an embodiment of the present invention is smaller than the backing rate.
15 is a graph showing the PSD (Power Spectral Density) of SLC and MLC when the front culling rate according to an embodiment of the present invention is smaller than the backing rate.
16 is a graph showing cross-correlation characteristics when the front culling rate according to an embodiment of the present invention is smaller than the backing rate.
17 is a graph showing a time-frequency characteristic when the front chirp rate according to another embodiment of the present invention is larger than the back chirp rate.
18 is a graph showing a chirp waveform over time when the front culling rate according to another embodiment of the present invention is larger than the backing rate.
19 is a graph showing the PSD of the SLC and the MLC when the front culling rate according to another embodiment of the present invention is larger than the backing rate.
20 is a graph showing cross-correlation characteristics when the front culling rate according to another embodiment of the present invention is larger than the backing rate.
FIG. 21 is a graph showing a time-frequency relationship between an SLC and an MLC according to another embodiment of the present invention.
22 is an exemplary table showing bandwidth allocation according to an embodiment of the present invention.
23 is a graph showing a case where the enemy group demodulates a signal using the entire bandwidth.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 구체적으로 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.While the invention is susceptible to various modifications and alternative forms, specific embodiments thereof are shown by way of example in the drawings and will herein be described in detail. It is to be understood, however, that the invention is not to be limited to the specific embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.
각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용한다.Like reference numerals are used for similar elements in describing each drawing.
제 1, 제 2등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.The terms first, second, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.
예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다. "및/또는" 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component. The term "and / or" includes any combination of a plurality of related listed items or any of a plurality of related listed items.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다.Unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs.
일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않아야 한다.Terms such as those defined in commonly used dictionaries are to be interpreted as having a meaning consistent with the contextual meaning of the related art and are to be interpreted as either ideal or overly formal in the sense of the present application Should not.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 무선통신 시스템을 위한 AJ/LPI(Anti-Jamming/Low Probability of Intercept) 증대 시스템 및 방법을 상세하게 설명하기로 한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, an AJ / LPI (Anti-Jamming / Low Probability of Intercept) enhancement system and method for a wireless communication system according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
일반적으로 수신기(미도시)에서는 송신기(미도시)에서 전송된 처프(Chirp) 신호에 대한 정합 필터(Matched Filter)를 통해 전송된 신호를 정확하게 복조한다. 일반적으로 정합 필터(Matched Filter)는 상관관계(Cross-Correlation) 특성에 큰 영향을 받으며, 이로 인해 전송된 처프(Chirp) 신호에 대한 부정합 필터(Mismatched Filter)를 이용할 경우 교차 상관(Cross-Correlation) 영향으로 인해 전송 성능이 저하된다. Generally, a receiver (not shown) accurately demodulates a signal transmitted through a matched filter for a chirp signal transmitted from a transmitter (not shown). Generally, a matched filter is greatly influenced by a cross-correlation characteristic. When a mismatched filter is applied to a transmitted chirp signal, cross-correlation is performed. The transmission performance is degraded due to the influence.
아군의 입장에서는 서로 다른 정합 필터(Matched Filter)를 이용하여 전송된 신호를 구분할 수 있으며, 이 때 정합 특성을 높일 수 있는 신호가 전송 성능을 향상시킬 수 있다. 그러나 적군의 입장에서는 부정합(Mismatch)이 발생될 경우, 아군의 신호를 탐지하여도 정확하게 복조할 수 없다. 즉, 독특한 처프율(Chirp Rate) 패턴을 이용한다면, 아군의 전송 성능은 향상시키면서 적군에게는 신호가 인터셉트 당하는 일이 적어진다. In the case of a friend, it is possible to distinguish transmitted signals by using different matched filters. In this case, a signal capable of improving matching characteristics can improve the transmission performance. However, in case of mismatch, it is impossible to accurately demodulate the signal even if the signal is detected. That is, if a unique chirp rate pattern is used, the signal is not intercepted by the enemy, while improving the transmission performance of the ally.
따라서 본 발명의 일실시예에서는 처프(Chirp)의 부정합(Mismatch) 민감성을 증대시킬 수 있는 PN(Pseudo Noise) 기반 처프율(Chirp Rate) 패턴을 이용하여 AJ/LPI(Anti-Jamming/Low Probability of Intercept) 성능을 향상시키는 구현한다.Therefore, in an embodiment of the present invention, a chirp rate pattern based on a PN (pseudo noise) that can increase the mismatch sensitivity of chirp is used to calculate an anti-jamming / low probability Intercept) to improve performance.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 무선통신 시스템을 위한 AJ/LPI(Anti-Jamming and Low Probability of Intercept) 증대 시스템(600)의 블록 구성도이다. 도 6을 참조하면, AJ/LPI(Anti-Jamming and Low Probability of Intercept) 증대 시스템(600)은, 수신 신호 d(t)를 변조하여 변조 신호 s(t)를 생성하는 변조기(600), 변조 신호에 제 1 처프율 패턴을 적용하여 제 1 처프 신호 x(t)를 생성하는 확산기(620), 제 1 처프 신호 x(t)에 재밍 신호를 합산하여 재밍 출력 신호 y(t)를 생성하는 재밍 합산기(630), 재밍 출력 신호 y(t)에 제 2 처프율 패턴을 적용하여 제 2 처프 신호 r(t)을 생성하는 역확산기(640), 제 2 처프 신호 r(t)을 복조하여 복조 신호를 생성하는 복조기(650), 복조 신호를 적분하여 최종 출력 신호를 생성하는 적분기(660), 제 1 처프율 패턴 및/또는 제 2 처프율 패턴을 생성하는 처프율 생성 모듈(670), 출력 신호의 크기를 비교하여 전송된 신호를 결정하는 결정부(680) 등을 포함하여 구성될 수 있다.FIG. 6 is a block diagram of an anti-jamming and low probability of intercept (AJ / LPI)
또한, 처프율 생성 모듈(670)은 PN(Pseudo Noise) 시퀀스를 생성하는 PN 시퀀스 생성기(671), PN 시퀀스에 따라 다양한 처프율 패턴을 생성하는 처프율 패턴 생성기(672) 등을 포함하여 구성될 수 있다. The churn
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 아군의 송신기와 적군의 인터셉터의 시간-주파수 관계를 예시한 그래프이다. 도 7을 참조하면, 최악의 상황을 고려할 때, 사용자 1의 경우(Single Linear Chirp; "SLC")에는 각 사용자에게 단일 처프율(Chirp Rate)이 할당되어 인터셉터(Interceptor)에게 중심 주파수와 대역이 탐지될 경우, 사용자와 동일한 중심 주파수와 대역을 바탕으로 적군이 Chirp 신호를 역으로 생성할 수 있기에 아군의 통신 신호가 인터셉트 당할 수 있다. FIG. 7 is a graph illustrating a time-frequency relationship between an alien transmitter and an enemy interceptor according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. Referring to FIG. 7, considering a worst case, a single chirp rate is assigned to each user in the case of a user 1 (Single Linear Chirp; "SLC"), and a center frequency and a band are assigned to an interceptor If detected, the enemy communication signal can be intercepted because the enemy arm can reverse the Chirp signal based on the same center frequency and band as the user.
따라서, 가장 일반적인 부정합(Mismatch) 특성을 부여하기 위해 사용자 2의 경우(Multiple Linear Chirp; "MLC")와 같이 특정한 시간을 분할하여 처프율(Chirp Rate) 패턴을 다르게 함으로써 Interceptor가 Chirp 신호의 중심 주파수 와 확산 대역 를 정확하게 알지 못하게 하는 것이 AJ/LPI의 핵심이라고 할 수 있다. 즉, 도 7의 Time-Frequency 특성의 예시와 같이, 전송된 처프(Chirp) 신호에 완벽하게 정합되는 Chirp 신호를 역으로 생성할 수 없게 하는 것이 본 발명의 차이점이다.Therefore, in order to give the most general mismatching characteristic, by dividing the specific time such as the Multiple Linear Chirp (MLC) in the
일반적인 기법은 다중 사용자 접속과 전체 시스템의 전송률 향상 관점에서 접근한 것이며, FH/M-CM(Frequency-Hopped Multi-user Chirp Modulation) 기법에서는 다중 사용자를 위한 접속 및 전송 성능을 향상시키기 위해 PN Sequence를 접목한 기법을 제안하였다. In general, the frequency-hopped multi-user Chirp Modulation (FH / M-CM) scheme is used to improve the access and transmission performance for multiple users. We propose a new technique.
기존의 FH/M-CM 기법이 주파수 호핑(Frequency Hopping)을 위해 PN을 이용하였다면, 본 발명의 일실시예에서는 PN을 Chirp Rate를 변화시키는데 사용할 수 있다. PN 시퀀스(Sequence)를 이용하는 방식에는 크게 2가지가 있을 수 있다. 이 2가지를 보여주는 도면이 도 8이다.If the existing FH / M-CM scheme uses PN for frequency hopping, PN may be used to change the Chirp Rate in an embodiment of the present invention. There are two main ways of using the PN sequence. FIG. 8 is a view showing these two.
도 8은 PN(Pseudo Noise)에 따른 2개의 처프율(Chirp Rate) 패턴(810) 및 PN(Pseudo Noise)에 따른 4개의 처프율(Chirp Rate) 패턴(820)을 보여주는 그래프이다. 도 8을 참고하면, PN(Pseudo Noise)에 따른 2개의 처프율(Chirp Rate) 패턴(810) 의 경우, 스위핑(Sweeping) 시간 를 균등하게 분할하여 PN 시퀀스(Sequence)에 따라 2개의 처프(Chirp)로 전송한다. 좌표로 생각할 경우, X축인 Sweeping 시간 의 균등 시간 ()은 고정, Y축인 Frequency 가 가변이다.8 is a graph showing two
PN(Pseudo Noise)에 따른 4개의 처프율(Chirp Rate) 패턴(820)의 경우, 스위핑(Sweeping) 시간 를 4등분으로 분할하여 PN 시퀀스(Sequence)의 조합에 따라 4개의 Chirp으로 전송한다. 좌표로 생각할 경우, X축과 Y축 모두 가변이다. In the case of four
위 도 6 내지 도 8에 따른 효과를 일반적인 경우와 본 발명의 일실시예가 적용된 경우로 살펴보면 다음과 같다. 우선 AJ/LPI 측면에서 살펴보기로 한다.6 to 8 will be described as a general case and a case where an embodiment of the present invention is applied as follows. First, let's look at the AJ / LPI aspect.
① (케이스 #1) SLC(Single Linear Chirp)와 MLC(Multiple Linear Chirp)가 동일한 Chirp Rate를 가지고 있는 일반적인 경우 (Case # 1) In the general case where SLC (Single Linear Chirp) and MLC (Multiple Linear Chirp) have the same chirp rate
MLC가 SLC와 동일한 처프율(Chirp Rate)을 가지는 경우에 대해 확인하기 위하여 아래와 같은 파라미터를 고려하였다.The following parameters are considered to confirm the case where the MLC has the same chirp rate as the SLC.
- , , - , ,
- 시간 동안 0~3.5MHz, 시간 동안 3.5MHz~7MHz까지 Sweeping 하기 때문에 시간 동안 0~7MHz까지 Sweeping 하는 SLC 기법과 동일한 Chirp 파형 특성을 지님- 0 to 3.5 MHz, Sweeping from 3.5MHz to 7MHz over time It has the same Chirp waveform characteristics as the SLC technique that sweeps from 0 to 7 MHz over time.
도 9는 일반적인 SLC(Single Linear Chirp)와 MLC(Multiple Linear Chirp)가 동일한 처프율을 가지고 있는 경우 시간-주파수 특성을 보여주는 그래프이다. 도 9를 참조하면, 도 8에서 고려한 2개의 처프율(Chirp Rate) 패턴을 PN 시퀀스에 따라 이용한 경 시간-주파수 특성을 보여주는 그래프이다. 도 9는 Time-Frequency 특성을 도시한 것으로, MLC의 프론트 처프(Front Chirp)와 백 처프(Back Chirp)의 처프율(Chirp Rate)이 SLC와 동일한 것으로 가정하였다.FIG. 9 is a graph showing time-frequency characteristics when a general SLC (Single Linear Chirp) and an MLC (Multiple Linear Chirp) have the same sampling rate. Referring to FIG. 9, there is shown a graph showing a light time-frequency characteristic using two chirp rate patterns considered in FIG. 8 according to a PN sequence. FIG. 9 shows the time-frequency characteristic. It is assumed that the chirp rate of the front chirp and the back chirp of the MLC is the same as that of the SLC.
도 10은 SLC와 MLC가 동일한 처프율을 가지고 있는 경우 시간에 따른 처프의 파형을 보여주는 그래프이다. 도 10을 참조하면, 시간에 따른 처프(Chirp)의 파형을 도시한 것으로 일반적인 SLC와 동일한 파형을 보임을 알 수 있다.10 is a graph showing the waveform of chirp over time when SLC and MLC have the same chirp rate. Referring to FIG. 10, a waveform of a chirp according to time is shown, which shows the same waveform as that of a general SLC.
도 11은 SLC와 MLC가 동일한 처프율을 가지고 있는 경우, SLC(Single Linear Chirp)와 MLC(Multiple Linear Chirp)의 PSD(Power Spectral Density)를 보여주는 그래프이다. 도 11을 참조하면, SLC 및 MLC의 PSD를 도시한 것으로, 동일한 PSD를 보임을 알 수 있다.11 is a graph showing the PSD (Power Spectral Density) of SLC (Single Linear Chirp) and MLC (Multiple Linear Chirp) when SLC and MLC have the same sampling rate. Referring to FIG. 11, the PSDs of the SLC and the MLC are shown, and it can be seen that they have the same PSD.
도 12는 SLC와 MLC가 동일한 처프율을 가지고 있는 경우, 교차 상관(Cross Correlation) 특성을 보여주는 그래프이다. 도 12를 참조하면, MLC와 SLC의 Cross-Correlation 특성을 도시한 것으로, 시간-주파수(Time-Frequency) 특성이 동일하기 때문에 상관(Correlation) 또한 동일함을 알 수 있다.12 is a graph showing cross correlation characteristics when SLC and MLC have the same culling rate. Referring to FIG. 12, the cross-correlation characteristics of the MLC and the SLC are shown. Correlation is also the same because the time-frequency characteristics are the same.
따라서, 도 9 내지 도 12에 따르면, 시간에서 MLC의 백 처프(Back Chirp)가 프론트 처프(Front Chirp)와 자연스럽게 이어지지 않지만 동일한 처프율(Chirp Rate)을 지니고 있어 PSD 및 상관(Correlation) 특성이 SLC와 유사하다. 이로 인해 적군이 아군의 신호를 인터셉트하기 쉽다.Therefore, according to Figs. 9 to 12, At the time, back chirp of MLC does not naturally connect with front chirp, but has the same chirp rate, so PSD and correlation characteristics are similar to SLC. This makes it easier for the enemy army to intercept the friendly army's signal.
② (케이스 #2) SLC와 MLC가 동일한 처프율(Chirp Rate)을 가지고 있는 본 발명의 일실시예 따른 경우: (Case # 2) In accordance with an embodiment of the present invention in which SLC and MLC have the same Chirp Rate,
㉠ PN=0 인 경우When PN = 0
PN=0 인 경우에 대한 파라미터는 아래와 같다.The parameters for the case of PN = 0 are as follows.
-,, - , ,
- 시간 동안 0~1.75MHz, 시간 동안 1.75MHz~5.25MHz까지 Sweeping 하기 때문에 시간 동안은 SLC 보다 느리게 Sweeping하게 되며, 시간 동안 SLC 보다 빠르게 Sweeping 하게 된다.- 0 to 1.75 MHz, Sweeping from 1.75MHz to 5.25MHz during the time Sweeping is slower than SLC for a while, Sweeping is faster than SLC for a while.
위 파라미터를 적용한 결과에 대한 설명을 보여주는 도면이 도 13 내지 도 16에 도시된다.13 to 16 show the explanations of the results of applying the above parameters.
도 13은 본 발명의 일실시예에 따른 프론트 처프율(front chirp rate)이 백 처프율(back chirp rate)보다 작은 경우, 시간-주파수 특성을 보여주는 그래프이다. 도 13을 참조하면, Time-Frequency 특성을 도시한 것으로, MLC의 프론트 처프(Front Chirp)는 SLC 보다 처프율(Chirp Rate)이 느리게, 백 처프(Back Chirp)는 SLC 보다 처프율(Chirp Rate)이 빠른 것으로 가정한다.FIG. 13 is a graph showing time-frequency characteristics when the front chirp rate according to an embodiment of the present invention is smaller than the back chirp rate. Referring to FIG. 13, the front-chirp of the MLC has a slower chirp rate than that of the SLC, the back chirp has a chirp rate lower than that of the SLC, This is assumed to be fast.
도 14는 프론트 처프율이 백 처프율보다 작은 경우, 시간에 따른 처프의 파형을 보여주는 그래프이다. 도 14를 참조하면, 시간에 따른 Chirp의 파형을 도시한 것으로, 앞의 설명과 같이 프론트 처프(Front Chirp) 부분은 일반적인 파형보다 느린 주기, 백 처프(Back Chirp) 부분은 일반적인 파형보다 빠른 주기를 보이는 것을 볼 수 있다.14 is a graph showing the waveform of chirp over time when the front rate is smaller than the back rate. Referring to FIG. 14, the waveform of the chirp according to time is shown. As described above, the front chirp portion has a slower cycle than the normal waveform, and the back chirp portion has a faster cycle than the normal waveform. You can see what you see.
도 15는 프론트 처프율이 백 처프율보다 작은 경우, SLC와 MLC의 PSD(Power Spectral Density)를 보여주는 그래프이다. 도 15를 참조하며, LC 및 MLC의 PSD를 도시한 것으로, MLC의 경우에는 정확한 중심 주파수 및 대역폭을 알 수 없음을 볼 수 있다.15 is a graph showing the PSD (Power Spectral Density) of SLC and MLC when the front crate ratio is smaller than the back cage rate. Referring to FIG. 15, the PSD of LC and MLC is shown. In case of MLC, accurate center frequency and bandwidth can not be known.
도 16은 프론트 처프율이 백 처프율보다 작은 경우, 교차 상관 특성을 보여주는 그래프이다. 도 16을 참조하면, MLC와 SLC의 교차 상관(Cross-Correlation) 특성을 도시한 것으로, Time-Frequency 특성이 서로 동일한 MLC 기법에서 Correlation이 크게 발생하게 되며, SLC-MLC 사이에서는 Correlation이 적은 것을 확인할 수 있다.FIG. 16 is a graph showing cross-correlation characteristics when the front culling rate is smaller than the backing rate. Referring to FIG. 16, cross-correlation characteristics between MLC and SLC are shown. In the MLC scheme having the same time-frequency characteristics, a large correlation occurs, and it is confirmed that there is little correlation between SLC and MLC. .
도 13 내지 도 16에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예의 적용을 통해 MLC-SLC 사이에는 교차(Correlation)가 적기 때문에 신호 복조의 성능이 저하될 것이며, 적군이 사용할 수 있는 SLC를 이용한 인터셉션(Interception) 및/또는 재밍(Jamming)에서 강인한 특성을 지닐 수 있게 된다.As shown in FIGS. 13 to 16, since the correlation between the MLC-SLCs is small due to the application of the embodiment of the present invention, the demodulation performance of the signal will be deteriorated and the performance of the SLC using the SLC Interception and / or Jamming. [0035]
한편, ㉡ PN=0 인 경우On the other hand, when PN = 0
MLC가 "1" 비트를 전송했을 경우를 고려하였으며, 파라미터는 아래와 같다.The case where the MLC transmits "1" bit is considered, and the parameters are as follows.
- , , - , ,
- 시간 동안 0~5.25MHz, 시간 동안 5.25MHz~7MHz까지 Sweeping 하기 때문에 시간 동안은 SLC 보다 빠르게 Sweeping 하게 되며, 시간 동안 SLC 보다 느리게 Sweeping 하게 된다.- 0 to 5.25 MHz, Because it sweeps from 5.25MHz to 7MHz over time Sweeping is faster than SLC for a while, Sweeping is slower than SLC over time.
위 파라미터를 적용한 결과에 대한 설명을 보여주는 도면이 도 17 내지 도 20에 도시된다.Figs. 17 to 20 show the explanations of the results of applying the above parameters.
도 17은 본 발명의 다른 일실시예에 따른 프론트 처프율(front chirp rate)이 백 처프율(back chirp rate)보다 큰 경우, 시간-주파수 특성을 보여주는 그래프이다. 도 17을 참조하며, 시간-주파수(Time-Frequency) 특성을 도시한 것으로, MLC의 프론트 처프(Front Chirp)는 SLC 보다 처프율(Chirp Rate)이 빠르게, 백 처프(Back Chirp)는 SLC 보다 처프율(Chirp Rate)을 느리게 가정하였다.17 is a graph showing a time-frequency characteristic when the front chirp rate according to another embodiment of the present invention is larger than the back chirp rate. Referring to FIG. 17, a time-frequency characteristic is shown. The front chirp of the MLC is faster than the SLC, the back chirp is faster than the SLC, and the back chirp is faster than the SLC. The chirp rate was assumed to be slow.
도 18은 프론트 처프율이 백 처프율보다 큰 경우, 시간에 따른 처프의 파형을 보여주는 그래프이다. 도 18을 참조하면, 시간에 따른 처프(Chirp)의 파형을 도시한 것으로, 앞의 설명과 같이 프론트 처프(Front Chirp) 부분은 일반적인 파형보다 빠른 주기, 백 처프(Back Chirp) 부분은 일반적인 파형보다 느린 주기를 보이는 것을 볼 수 있다.18 is a graph showing the waveform of chirp over time when the front rate is larger than the back rate. Referring to FIG. 18, the waveform of chirp according to time is shown. As described above, the front chirp portion has a faster cycle than the normal waveform, and the back chirp portion has a waveform You can see the slow cycle.
도 19는 프론트 처프율이 백 처프율보다 큰 경우, SLC와 MLC의 PSD를 보여주는 그래프이다. 도 19를 참조하면, SLC 및 MLC의 PSD를 도시한 것으로, MLC의 경우에는 정확한 중심 주파수 및 대역폭을 알 수 없음을 볼 수 있다.19 is a graph showing the PSD of the SLC and the MLC when the front rate is greater than the back rate. Referring to FIG. 19, the PSD of the SLC and the MLC is shown. In the case of the MLC, the accurate center frequency and the bandwidth are unknown.
도 20은 프론트 처프율이 백 처프율보다 큰 경우, 교차 상관 특성을 보여주는 그래프이다. 도 20을 참조하면, MLC와 SLC의 상관 교차(Cross-Correlation) 특성을 도시한 것으로, 시간-주파수(Time-Frequency) 특성이 서로 동일한 MLC 기법에서 Correlation이 크게 발생하게 되며, SLC-MLC 사이에서는 Correlation이 적은 것을 확인할 수 있다.20 is a graph showing cross-correlation characteristics when the front-cage ratio is larger than the back-cage rate. Referring to FIG. 20, a cross-correlation characteristic between an MLC and an SLC is shown. Correlation is largely generated in an MLC scheme having the same time-frequency characteristics. It can be confirmed that there is little correlation.
전송 측면에서 살펴보면, 일반적인 CSS-DM의 송신기에서는 한 방향의 Chirp만을 이용하여 전송하며, 수신기에서는 송신기에서 사용한 Chirp의 정합 필터(Matched Filter)를 이용한다. 쉽게 설명하면, 송신기에서 업-처프(Up-chirp)를 이용하여 전송할 때, 수신기에서는 다운 처프(Down-chirp)를 이용한다. 그러나 앞에서 설명한 것과 같이 동일한 처프율(Chirp Rate) 패턴을 이용한 신호는 적군에게 인터셉트 당할 수 있으며, 이를 보완하기 위해 본 발명의 일실시예에서는 PN Sequence에 따라 Chirp Rate를 다르게 할당한다. In terms of transmission, a typical CSS-DM transmitter transmits only one direction of chirp, and a receiver uses a Chirp matched filter used in the transmitter. In other words, when a transmitter transmits data using an up-chirp, the receiver uses a down-chirp. However, as described above, the signal using the same chirp rate pattern can be intercepted by the enemy group. In order to compensate for this, the chirp rate is assigned differently according to the PN sequence in the embodiment of the present invention.
도 21은 SLC와 MLC의 시간-주파수 관계를 보여주는 그래프이다. 도 21을 참조하면, SLC와 MLC의 Time-Frequency 관계를 도시한 것으로, MLC의 PN 시퀀스가 1 일 때에는 시간까지 MHz 대역폭을 사용하고, PN 시퀀스가 0일 때에는 시간까지 MHz 대역폭을 사용한다. 21 is a graph showing the time-frequency relationship between SLC and MLC. Referring to FIG. 21, the time-frequency relationship between the SLC and the MLC is shown. When the PN sequence of the MLC is 1 By time MHz bandwidth, and when the PN sequence is 0 By time MHz bandwidth.
도 22는 본 발명의 일실시예에 따른 대역폭 할당을 나타내는 예시 표이다. 도 22를 참조하면, MLC의 의 차이 (MHz)에 따른 과 의 값을 정리한 것이다.22 is an exemplary table showing bandwidth allocation according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 22, Difference (MHz) and .
위 도 9 내지 도 22의 실험 내용 및 결과를 요약하면 다음과 같다.The contents and results of the experiments shown in Figs. 9 to 22 are summarized as follows.
도 22의 표에서 아군의 송신기(Tx)가 MLC 를 이용하여 아군의 수신기(Rx)에게 전송하고 있다.In the table of FIG. 22, it is assumed that the allied transmitter (Tx) To the receiver (Rx).
또한, 적군의 입장에서 최악의 경우(Worst Case)로 적군이 아군의 PN Code를 모르고 있는 경우이다.Also, in the worst case (Worst Case), the enemy group does not know the friendly PN code.
또한, 위 실험에서 고려하는 가정은, 적군이 아군의 PN Code와 전체 대역폭 =7MHz을 알고 있지만 MLC의 패턴을 모르고 있는 경우이다.In addition, the assumptions to be considered in the above experiment are as follows: = 7MHz, but you do not know the pattern of MLC.
또한, SLC를 이용하여 아군의 신호를 복조한다고 가정했을 때의 적군의 수신기에서 BER 성능을 확인하고자 함이다.Also, we are trying to verify the BER performance in the enemy receiver assuming that the SLC is used to demodulate the allied signal.
도 23은 적군이 전체 대역폭을 이용하여 신호를 복조한 경우를 타내는 그래프이다. 도 23을 참조하면, MLC로 전송한 신호에 대해 아군이 MLC로 복조한 경우 (Alliance)와 적군이 정확한 Chirp Rate 패턴을 모르고 상황에서 SLC로 복조한 경우 (Enemy)의 BER 전송 성능을 측정한 것이다.23 is a graph showing a case where the enemy group demodulates a signal using the entire bandwidth. Referring to FIG. 23, the BER transmission performance of the case where the alliance is demodulated by the MLC with respect to the signal transmitted by the MLC (Alliance) and the case where the enemy arm is demodulated by the SLC in the situation where the accurate Chirp Rate pattern is unknown .
600: AJ/LPI(Anti-Jamming and Low Probability of Intercept) 증대 시스템
610: 변조기
620: 확산기
630: 재밍 합산기
640: 역확산기
650: 복조기
660: 적분기
670: 처프율 생성 모듈600: AJ / LPI (Anti-Jamming and Low Probability of Intercept)
610: Modulator
620: diffuser
630: Jamming adder
640: Despreader
650: Demodulator
660: integrator
670: Churn Rate Generation Module
Claims (8)
수신 신호를 변조하여 변조 신호를 생성하는 변조기;
상기 변조 신호에 제 1 처프율 패턴을 적용하여 제 1 처프 신호를 생성하는 확산기;
상기 제 1 처프 신호에 재밍 신호를 합산하여 재밍 출력 신호를 생성하는 재밍 합산기;
상기 재밍 출력 신호에 제 2 처프율 패턴을 적용하여 제 2 처프 신호를 생성하는 역확산기;
상기 제 2 처프 신호를 복조하여 복조 신호를 생성하는 복조기;
상기 복조 신호를 적분하여 최종 출력 신호를 생성하는 적분기;
상기 최종 출력 신호를 이용하여 전송 신호할 신호를 결정하는 결정부; 및
상기 제 1 처프율 패턴 및 제 2 처프율 패턴을 생성하는 처프율 생성 모듈;을 포함하고,
상기 처프율 생성 모듈은 PN(Pseudo Noise) 시퀀스를 생성하는 PN 시퀀스 생성기 및 상기 PN 시퀀스에 따라 다양한 처프율 패턴을 생성하는 처프율 패턴 생성기로 이루어지며,
상기 PN 시퀀스는 상기 처프율 패턴의 처프율을 변화시키며,
상기 제 1 처프율 패턴 또는 제 2 처프율 패턴은 처프의 미스매치(Mismatch) 민감성을 증대시키기 위해 미리 특정한 시간을 분할하여 다르게 구성되는 것을 특징으로 하는 무선통신 시스템을 위한 AJ/LPI 증대 시스템.
1. An AJ / LPI (Anti-Jamming and Low Probability of Intercept) enhancement system for a wireless communication system,
A modulator for modulating a received signal to generate a modulated signal;
A spreader for generating a first chirp signal by applying a first chirp rate pattern to the modulated signal;
A jamming adder for adding a jamming signal to the first chirp signal to generate a jamming output signal;
A despreader for generating a second chirp signal by applying a second chatter rate pattern to the jamming output signal;
A demodulator for demodulating the second chirp signal to generate a demodulation signal;
An integrator for integrating the demodulated signal to generate a final output signal;
A determining unit determining a signal to be transmitted using the final output signal; And
And a culling rate generating module for generating the first culling rate pattern and the second culling rate pattern,
The culling rate generation module comprises a PN sequence generator for generating a PN (Pseudo Noise) sequence and a culling rate pattern generator for generating various culling rate patterns according to the PN sequence,
The PN sequence changes the coding rate of the coding rate pattern,
Wherein the first cull pattern pattern or the second cull pattern pattern is configured differently by dividing a predetermined time in advance to increase the mismatch sensitivity of the chirp.
상기 제 1 처프율 패턴 또는 제 2 처프율 패턴은 상기 특정한 시간을 균등하게 분할하여 상기 PN 시퀀스에 따라 2개의 처프로 전송되는 것을 특징으로 하는 무선통신 시스템을 위한 AJ/LPI 증대 시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the first cull pattern pattern or the second cull pattern pattern divides the specific time equally and transmits the two patterns according to the PN sequence.
상기 제 1 처프율 패턴 또는 제 2 처프율 패턴은 상기 특정한 시간을 4등분으로 분할하여 상기 PN 시퀀스의 조합에 따라 4개의 처프로 전송되는 것을 특징으로 하는 무선통신 시스템을 위한 AJ/LPI 증대 시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the first cull pattern pattern or the second cull pattern pattern divides the specific time into quadrants and transmits four patterns according to a combination of the PN sequences.
상기 제 1 처프 신호 및 제 2 처프 신호는 SLC(Single Linear Chirp) 또는 MLC(Multiple Linear Chirp)인 것을 특징으로 하는 무선통신 시스템을 위한 AJ/LPI 증대 시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the first chirp signal and the second chirp signal are SLC (Single Linear Chirp) or MLC (Multiple Linear Chirp).
상기 MLC의 프론트 처프(Front Chirp)와 백 처프(Back Chirp)의 처프율(Chirp Rate)은 SLC의 프론트 처프(Front Chirp)와 백 처프(Back Chirp)의 처프율(Chirp Rate)과 상이한 것을 특징으로 하는 무선통신 시스템을 위한 AJ/LPI 증대 시스템.
6. The method of claim 5,
The chirp rate of the front chirp and the back chirp of the MLC is different from the chirp rate of the front chirp and the back chirp of the SLC AJ / LPI enhancement system for a wireless communication system.
상기 MLC의 PN 시퀀스가 1 일 때에는 시간까지 MHz 대역폭을 사용하고, PN 시퀀스가 0일 때에는 시간까지 MHz 대역폭(여기서, 는 스위핑 시간을 나타내고, 과 는 각 처프의 대역폭을 나타낸다)을 사용한 것을 특징으로 하는 무선통신 시스템을 위한 AJ/LPI 증대 시스템.
6. The method of claim 5,
When the PN sequence of the MLC is 1 By time MHz bandwidth, and when the PN sequence is 0 By time MHz bandwidth, Represents the sweep time, and Quot; represents the bandwidth of each chirp). ≪ / RTI >
(a) 변조기가 수신 신호를 변조하여 변조 신호를 생성하는 단계;
(b) 확산기가 상기 변조 신호에 제 1 처프율 패턴을 적용하여 제 1 처프 신호를 생성하는 단계;
(c) 재밍 합산기가 상기 제 1 처프 신호에 재밍 신호를 합산하여 재밍 출력 신호를 생성하는 단계;
(d) 역확산기가 상기 재밍 출력 신호에 제 2 처프율 패턴을 적용하여 제 2 처프 신호를 생성하는 단계;
(e) 복조기가 상기 제 2 처프 신호를 복조하여 복조 신호를 생성하는 단계;
(f) 적분기가 상기 복조 신호를 적분하여 최종 출력 신호를 생성하는 단계; 및
(g) 결정부가 상기 최종 출력 신호를 이용하여 전송 신호할 신호를 결정하는 단계;를 포함하며,
상기 (b) 단계 및 (d) 단계는, 처프율 생성 모듈이 각각 상기 제 1 처프율 패턴 및 제 2 처프율 패턴을 생성하는 단계;를 포함하고,
상기 처프율 생성 모듈은 PN(Pseudo Noise) 시퀀스를 생성하는 PN 시퀀스 생성기 및 상기 PN 시퀀스에 따라 다양한 처프율 패턴을 생성하는 처프율 패턴 생성기로 이루어지며,
상기 PN 시퀀스는 상기 처프율 패턴의 처프율을 변화시키며,
상기 제 1 처프율 패턴 또는 제 2 처프율 패턴은 처프의 미스매치(Mismatch) 민감성을 증대시키기 위해 미리 특정한 시간을 분할하여 다르게 구성되는 것을 특징으로 하는 무선통신 시스템을 위한 AJ/LPI 증대 방법.1. A method for increasing AJ / LPI (Anti-Jamming and Low Probability of Intercept) for a wireless communication system,
(a) modulating a received signal by a modulator to generate a modulated signal;
(b) a diffuser applying a first chirp rate pattern to the modulated signal to generate a first chirp signal;
(c) adding a jamming signal to the first chirp signal to generate a jamming output signal;
(d) a despreader applying a second chatter rate pattern to the jamming output signal to generate a second chirp signal;
(e) demodulating the second chirp signal to generate a demodulation signal;
(f) integrating the demodulation signal by an integrator to generate a final output signal; And
(g) determining a signal to be transmitted using the final output signal,
Wherein the step (b) and the step (d) include the step of generating the first cull pattern and the second cull pattern, respectively,
The culling rate generation module comprises a PN sequence generator for generating a PN (Pseudo Noise) sequence and a culling rate pattern generator for generating various culling rate patterns according to the PN sequence,
The PN sequence changes the coding rate of the coding rate pattern,
Wherein the first cull pattern pattern or the second cull pattern pattern is configured differently by dividing a specific time in advance to increase the mismatch sensitivity of the chirp.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020160112598A KR101822755B1 (en) | 2016-09-01 | 2016-09-01 | System and Method for increasing Anti-Jamming and Low Probability of Intercept for Wireless Communication Systems |
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KR101822755B1 true KR101822755B1 (en) | 2018-01-29 |
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ID=61028303
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Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101101853B1 (en) * | 2010-12-16 | 2012-01-05 | 국방과학연구소 | Frequency hopping communication apparatus and method using chirp signals |
-
2016
- 2016-09-01 KR KR1020160112598A patent/KR101822755B1/en active IP Right Grant
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