KR101846971B1 - Method and Apparatus of Digital Signal Normalization for High Speed Frequency Hopping in Tactical Data Link - Google Patents

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frequency hopping
tactical
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김재원
김종성
이정식
배문관
조영일
이승찬
신경찬
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국방과학연구소
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Abstract

According to the present invention, a method for digital signal normalization method for high-speed frequency hopping communication in a tactical data link includes the steps of: receiving a reception signal including a synchronization signal, a time refine (TR) signal, a header, and a tactical message; performing analog digital conversion (ADC) on the reception signal; and determining whether the reception signal in which the ADC is performed includes the TR signal. Even in the non-use of AGC of an RF unit, high-speed frequency hopping can be performed by normally transmitting and receiving a wide range power signal in a distance of several hundred meters to several hundred kilometers.

Description

전술데이터링크에서 고속 주파수 도약 통신을 위한 디지털 신호정규화 방법 및 장치{Method and Apparatus of Digital Signal Normalization for High Speed Frequency Hopping in Tactical Data Link}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a digital signal normalization method and apparatus for high-speed frequency hopping communication in a tactical data link,

본 발명은 전술데이터링크에서 고속 주파수 도약 통신을 위한 디지털 신호정규화 방법 및 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a digital signal normalization method and apparatus for fast frequency hopping communication in a tactical data link.

군에서 사용하는 전술데이터링크는 송/수신하는 전술메시지의 중요성으로 인해 항재밍 기능을 요구하며 이를 위해서는 고속으로 주파수를 도약하며 통신해야 한다. 고속 주파수 도약 통신시 1초에 수만 회 주파수 도약을 수행하게 되며 1개의 주파수당 수십 μs의 시간 동안 통신이 이루어진다. The tactical data link used by the military requires an anti-jamming function due to the importance of the tactical message to transmit and receive. In high-speed hopping communication, frequency hopping is performed tens of thousands of times per second, and communication is performed for several tens of microseconds per frequency.

이러한 고속 주파수 도약 통신에서는 기존에 RF부에서 수행한 자동이득제어(Auto Gain Control, 이하 AGC)를 사용하여 수신신호 파워를 일정하게 제어하고 동기를 맞추는 것이 불가능하다. 하지만, AGC를 사용하지 않을 경우 수신신호의 파워 범위가 모뎀의 아날로그-디지털 변환기(Analog-Digital Converter, 이하 ADC) 범위를 벗어나 신호가 포화 및 왜곡될 수 있다. 또한 ADC 이후의 디지털 신호에 대해 복조 및 오류 정정을 위한 순방향에러정정(Forward Error Correction, 이하 FEC) 입력시 FEC 입력 신호세기 범위를 벗어나 신호의 복조가 불가능한 문제가 발생한다.In such a high-speed frequency hopping communication, it is impossible to uniformly control the received signal power and synchronize with the conventional automatic gain control (AGC) performed in the RF unit. However, if AGC is not used, the power range of the received signal may be out of range of the analog-to-digital converter (ADC) of the modem, and the signal may be saturated and distorted. In addition, when forward error correction (hereinafter referred to as FEC) is input for demodulation and error correction for a digital signal after the ADC, it is impossible to demodulate the signal beyond the FEC input signal intensity range.

따라서, 본 발명에서 해결하고자 하는 과제 및 목적은 전술데이터링크에서 고속 주파수 도약 통신을 위한 디지털 신호정규화 방법 및 장치를 제공하기 위한 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide a digital signal normalization method and apparatus for fast frequency hopping communication in a tactical data link.

상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른, 전술데이터링크에서 고속 주파수도약 통신을 위한 디지털 신호정규화 방법은, 동기 신호, TR(Time Refine) 신호, 헤더, 전술 메시지를 포함하는 수신 신호를 수신하는 단계; 상기 수신 신호에 대하여 ADC (Analog Digital Conversion)을 수행하는 단계; 및 상기 ADC가 수행된 수신 신호가 상기 TR 신호를 포함하는지 여부를 판단하는 단계를 포함하고, RF부 AGC 미사용시에도 수백m에서 수백km의 거리에서 광범위한 파워의 신호를 정상적으로 송/수신할 수 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided a digital signal normalization method for a high-speed frequency hopping communication in a tactical data link, comprising: receiving a reception signal including a synchronization signal, a time reference (TR) ; Performing ADC (Analog Digital Conversion) on the received signal; And a step of determining whether the reception signal on which the ADC is performed includes the TR signal. In addition, even when the RF part AGC is not used, a signal of a wide power can be normally transmitted / received at a distance of several hundreds of meters to several hundreds of kilometers .

일 실시 예에서, 상기 수신 신호가 상기 TR 신호를 포함하는 신호일 경우, 1개의 펄스당 신호세기를 측정하여 15개 펄스의 신호세기를 획득하는 단계를 더 포함한다.In one embodiment, if the received signal is a signal including the TR signal, measuring the signal strength per one pulse to obtain signal strength of 15 pulses.

일 실시 예에서, 상기 15개 펄스의 신호세기의 중간값(median)을 획득하는 단계 ― 상기 중간값은 주파수공유 환경에서 강한 타통신체계의 신호 또는 재밍신호 등에 대비하기 위해 다수의 TR 펄스에 대하여 디지털 신호세기 정규화를 수행하기 위해 획득됨 ― 를 더 포함할 수 있다.In one embodiment, obtaining the median of the signal strengths of the fifteen pulses, wherein the median is for a plurality of TR pulses in order to prepare for a signal or jamming signal of a strong other communication system in a frequency sharing environment ≪ / RTI > obtained to perform digital signal strength normalization.

일 실시 예에서, 상기 TR 신호 이후 상기 헤더와 상기 전술메시지에 대하여 ADC 이후의 수신신호값을 상기 획득된 중간값으로 나누어 상기 수신신호값을 정규화(Normalization)하는 단계를 더 포함할 수 있다.In one embodiment, the method may further include normalizing the received signal value by dividing the received signal value after the ADC with respect to the header and the tact message after the TR signal by the obtained intermediate value.

일 실시 예에서, 순방향에러정정(FEC: Forward Error Correction)을 위한 입력값에 맞도록 상기 수신신호값에 일정한 값(α)을 곱하는 단계; 및 상기 일정한 값(α)이 곱해진 수신신호값에 대하여 FEC를 수행하는 단계를 더 포함할 수 있다.In one embodiment, multiplying the received signal value by a constant value? To fit an input value for forward error correction (FEC); And performing an FEC on the received signal value multiplied by the constant value [alpha].

일 실시 예에서, 상기 헤더 및 상기 전술메시지에 대하여 오류 체크(CRC)를 수행하는 단계; 및 상기 헤더 및 상기 전술메시지에 대하여 복조(demodulation)를 완료하는 단계를 더 포함할 수 있다.In one embodiment, performing an error check (CRC) on the header and the tactic message; And completing demodulation on the header and the tactical message.

일 실시 예에서, 상기 헤더 및 상기 전술메시지는 전술데이터링크에서 RF (Radio Frequency)부의 AGC (Automatic Gain Control) 미사용에 따른 상기 RF부의 증폭기(Amp) 및 ADC (Analog Digital Converter)의 포화로 인한 신호 왜곡을 최소화하기 위해 PSK (Phase Shift Keying)계열의 변조방식이 사용되어 변조될 수 있다. 또한, 상기 헤더 및 상기 전술메시지에 대한 복조는 상기 PSK 계열의 복조 방식이 사용되어 복조될 수 있다.In one embodiment, the header and the tactical message may include a signal due to saturation of an amplifier (Amp) and an analog-to-digital converter (ADC) of the RF unit according to the AGC (Automatic Gain Control) In order to minimize the distortion, a phase shift keying (PSK) modulation scheme can be used to modulate. The demodulation of the header and the tact message may be performed using the demodulation scheme of the PSK sequence.

상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른, 전술데이터링크에서 고속 주파수도약 통신을 위한 디지털 신호정규화 장치는, 동기 신호, TR(Time Refine) 신호, 헤더, 전술 메시지를 포함하는 수신 신호를 수신하는 RF부; 및 상기 수신 신호에 대하여 ADC (Analog Digital Conversion)을 수행하고, 상기 ADC가 수행된 수신 신호가 상기 TR 신호를 포함하는지 여부를 판단하는 모뎀부를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a digital signal normalization apparatus for a high-speed frequency hopping communication in a tactical data link, the apparatus including: a receiver for receiving a reception signal including a synchronization signal, a time- An RF unit; And a modem unit for performing ADC (Analog Digital Conversion) on the received signal and determining whether the received signal, which is performed by the ADC, includes the TR signal.

일 실시 예에서, 상기 모뎀부는 상기 수신 신호가 상기 TR 신호를 포함하는 신호일 경우, 1개의 펄스당 신호세기를 측정하여 15개 펄스의 신호세기를 획득하고, 상기 15개 펄스의 신호세기의 중간값(median)을 획득하는 신호 세기 정규화부를 포함한다. 여기서, 상기 중간값은 주파수공유 환경에서 강한 타통신체계의 신호 또는 재밍신호 등에 대비하기 위해 다수의 TR 펄스에 대하여 디지털 신호세기 정규화를 수행하기 위해 획득될 수 있다.In one embodiment, when the received signal is a signal including the TR signal, the modem unit measures a signal strength per pulse to obtain a signal strength of 15 pulses, and calculates an intermediate value of the signal strength of the 15 pulses and a signal strength normalization section for acquiring a median of the signal intensity. Here, the intermediate value may be obtained in order to perform digital signal strength normalization on a plurality of TR pulses in order to prepare for a strong communication system signal or a jamming signal in a frequency sharing environment.

일 실시 예에서, 상기 신호 세기 정규화부는 상기 TR 신호 이후 상기 헤더와 상기 전술메시지에 대하여 ADC 이후의 수신신호값을 상기 획득된 중간값으로 나누어 상기 수신신호값을 정규화(Normalization)하도록 더 구성될 수 있다.In one embodiment, the signal strength normalization unit may further be configured to normalize the received signal value by dividing the received signal value after the ADC by the obtained intermediate value for the header and the tact message after the TR signal have.

일 실시 예에서, 상기 모뎀부는 순방향에러정정(FEC: Forward Error Correction)을 위한 입력값에 맞도록 상기 수신신호값에 일정한 값(α)을 곱하고, 상기 일정한 값(α)이 곱해진 수신신호값에 대하여 FEC를 수행하는 복조부를 더 포함할 수 있다.In one embodiment, the modem unit multiplies the received signal value by a predetermined value (alpha) so as to match an input value for FEC (Forward Error Correction), and multiplies the received signal value multiplied by the constant value And a demodulator for performing FEC on the FEC.

일 실시 예에서, 상기 복조부는 상기 헤더 및 상기 전술메시지에 대하여 오류 체크(CRC)를 수행하고, 상기 헤더 및 상기 전술메시지에 대하여 복조(demodulation)를 완료하도록 구성될 수 있다.In one embodiment, the demodulator may be configured to perform an error check (CRC) on the header and the tactical message, and to complete demodulation on the header and the tactical message.

일 실시 예에서, 상기 헤더 및 상기 전술메시지는 전술데이터링크에서 RF (Radio Frequency)부의 AGC (Automatic Gain Control) 미사용에 따른 상기 RF부의 증폭기(Amp) 및 ADC (Analog Digital Converter)의 포화로 인한 신호 왜곡을 최소화하기 위해 PSK (Phase Shift Keying)계열의 변조방식이 사용되어 변조된다. 또한, 상기 복조부는 상기 헤더 및 상기 전술메시지에 대한 복조에 대하여 상기 PSK 계열의 복조 방식이 사용되어 복조되도록 구성될 수 있다.In one embodiment, the header and the tactical message may include a signal due to saturation of an amplifier (Amp) and an analog-to-digital converter (ADC) of the RF unit according to the AGC (Automatic Gain Control) In order to minimize the distortion, a phase shift keying (PSK) modulation scheme is used and modulated. The demodulation unit may be configured to demodulate the header and the tact message using the demodulation scheme of the PSK sequence.

본 발명에 따르면, RF부 AGC 미사용시에도 수백m에서 수백km의 거리에서 광범위한 파워의 신호를 정상적으로 송/수신하여 고속 주파수 도약을 가능하게 할 수 있다.According to the present invention, even when the RF part AGC is not used, it is possible to normally transmit / receive signals of a wide power at a distance of several hundreds of meters to several hundreds of kilometers to enable fast frequency hopping.

또한, 본 발명에 따르면, 기존의 RF부의 AGC가 필요하지 않게 됨에 따라 RF부의 가변감쇄기, Amp 수의 감소 및 AGC 제어부 제거 등 하드웨어적인 가격, 부피, 복잡성 측면에서의 장점과 설계상의 용이성을 기대할 수 있다. Further, according to the present invention, as the AGC of the conventional RF unit becomes unnecessary, it is possible to expect advantages in terms of hardware price, volume, and complexity such as variable attenuator of the RF unit, reduction of Amp number and elimination of AGC control unit, have.

도 1은 본 발명과 관련하여, RF부 및 모뎀부가 포함된 전술데이터링크에서 고속 주파수 도약 통신을 위한 장치의 구성을 나타낸다.
도 2는 본 발명에 따른 전술데이터링크에서 고속 주파수도약 통신을 위한 디지털 신호정규화 장치의 구성을 도시한다.
도 3은 본 발명에 따른 동기 신호, TR(Time Refine) 신호, 헤더, 전술 메시지를 포함하는 수신 신호의 타임 슬롯 메시지의 구조를 나타낸다.
도 4는 본 발명에 따른 전술데이터링크에서 고속 주파수도약 통신을 위한 디지털 신호정규화 방법의 흐름도를 도시한다.
1 shows a configuration of an apparatus for high-speed frequency hopping communication in a tactical data link including an RF unit and a modem unit in the context of the present invention.
2 illustrates a configuration of a digital signal normalization apparatus for fast frequency hopping communication in a tactical data link according to the present invention.
FIG. 3 shows a structure of a timeslot message of a received signal including a synchronization signal, a time refine (TR) signal, a header, and a tactical message according to the present invention.
4 shows a flow diagram of a digital signal normalization method for fast frequency hopping communication in a tactical data link according to the present invention.

상술한 본 발명의 특징 및 효과는 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The above and other features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description of the present invention when taken in conjunction with the accompanying drawings, It will be possible. The present invention is capable of various modifications and various forms, and specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the text. It is to be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular forms disclosed, but on the contrary, is intended to cover all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention. The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention.

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.

제1, 제2등의 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 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 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.

이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈", "블록" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. The suffix "module "," block ", and "part" for components used in the following description are given or mixed in consideration of ease of specification only and do not have their own distinct meanings or roles .

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 당해 분야에 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 설명한다. 하기에서 본 발명의 실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지의 기능 또는 공지의 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In the following description of the present invention, detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.

이하에서는, 본 발명에 따른 전술데이터링크에서 고속 주파수 도약 통신을 위한 디지털 신호정규화 방법 및 장치에 대해 살펴보기로 한다.Hereinafter, a digital signal normalization method and apparatus for high-speed frequency hopping communication in a tactical data link according to the present invention will be described.

이와 관련하여, 전술데이터링크에 대해 먼저 살펴보면 다음과 같다. 현재 세계적으로 가장 널리 운용되고 있는 선진 전술데이터링크는 Link-16이다. Link-16은 1초당 약 77,000회의 고속 주파수 도약을 수행하며 이는 13μs의 시간마다 주파수를 변경함을 의미한다. 즉 1펄스의 길이가 13μs이며 펄스마다 주파수를 변경한다. 국내에서 개발된 통신체계에 위와 같이 고속 주파수 도약을 수행하는 체계는 아직 없으며 지금까지의 전술데이터링크 체계 또한 주파수 도약 기능을 보유하고 있지 않다. 최근 국내 전술데이터링크체계도 송/수신하는 전술메시지의 중요성으로 인해 Link-16과 같이 항재밍 기능이 요구되고 있으며 이를 위해 1초에 수만회의 주파수 도약 통신을 하고자 한다. In this regard, the tactical data link will first be described as follows. Currently the most widely deployed advanced tactical data link in the world is Link-16. Link-16 performs about 77,000 fast frequency hopping per second, which means changing the frequency every 13μs. That is, the length of one pulse is 13 μs, and the frequency is changed for each pulse. There is no system that performs high-speed frequency hopping as described above for the communication system developed in Korea. The tactical data link system up to now does not have the frequency hopping function. Recently, due to the importance of tactical messages transmitting / receiving the domestic tactical data link system, anti-jamming function like Link-16 is required.

고속 주파수 도약 통신에서 제한되는 사항 중 하나는 1개의 주파수에서 송신하는 신호의 시간이 1개의 펄스 시간인 수십 μs로 매우 짧아 RF부 AGC를 통한 수신신호의 파워 조정이 어렵다는 것이다. 전술데이터링크는 보통 각 통신단말이 동일한 파워로 신호를 송신하지만, 통신거리가 최소 수백 m에서 최대 수백 km 정도이기 때문에 수신되는 신호의 파워 범위가 매우 넓다. 특히 12초를 1536개의 타임슬롯(timeslot)이라는 단위로 나누어, 타임슬롯당 1개의 단말이 송신을 수행하고 나머지 단말은 수신하는 시분할다중접속방식(TDMA)을 사용하므로 1개의 타임슬롯 시간인 7.8125ms의 짧은 시간 단위마다 송신하는 단말이 바뀔 수 있으며 송신하는 단말과의 거리에 따라 수신신호의 파워가 급격하게 바뀌게 된다. 수신신호의 파워를 조정하지 않아 신호의 파워 범위가 너무 크면 RF부의 증폭기(Amp) 및 모뎀부의 ADC 포화가 발생하게 되며 ADC 이후 디지털 신호의 복조 및 오류 정정을 위한 FEC 입력범위를 벗어나 복조가 불가능하게 된다. One of the limitations in high-speed frequency hopping communication is that the time of a signal transmitted from one frequency is very short, which is several tens of microseconds which is one pulse time, and it is difficult to adjust the power of a received signal through the RF part AGC. Tactical data links usually transmit signals at the same power to each communication terminal, but the power range of the received signal is very wide because the communication distance is at least several hundred meters to several hundreds of kilometers. In particular, since 12 seconds are divided into units of 1536 timeslots and one terminal per time slot performs transmission and the remaining terminals use Time Division Multiple Access (TDMA), one time slot time of 7.8125 ms And the power of the received signal is abruptly changed according to the distance from the transmitting terminal. If the power range of the signal is too high, the RF saturation of the Amp of the RF unit and the ADC of the modem unit occurs, and after the ADC it is out of the FEC input range for demodulation and error correction of the digital signal, do.

기존의 국내에서 개발한 비도약이나 저속 도약 데이터링크 통신의 경우 RF부에서 송신신호의 초기에 있는 dummy 메시지를 활용하여 수신신호의 파워를 측정하고 이를 피드백하여 RF부내의 감쇄기를 조정하는 AGC 기능을 통해 수신신호 파워를 일정하게 조정하였다. 이와 관련하여, 도 1은 본 발명과 관련하여, RF부 및 모뎀부가 포함된 전술데이터링크에서 고속 주파수 도약 통신을 위한 장치의 구성을 나타낸다. 도 1에 도시된 바와 같이, 고속 주파수 도약 통신 장치(100)는 수신신호 초기의 dummy 메시지 파워를 RF부(110) 내에 있는 AGC 제어부를 통해 측정하고 이 값에 따라 가변 감쇄기(Variable Atten.)를 제어하여 파워를 일정하게 조정하며, 이러한 AGC를 통해 dummy 메시지 이후 메시지는 일정한 파워로 수신하고 복조가 가능하다. 한편, 모뎀부(120)는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그 디지털 변환기(ADC: Analog Digital Converter) 및 복조부(Demodulator)를 포함한다. 한편, 복조부(Demodulator)는 순방향에러정정(FEC: Forward Error Correction)을 수행할 수 있다.In the case of non-hopping or low-speed data link communication developed in Korea, the RF unit measures the power of the received signal using the dummy message at the beginning of the transmission signal, and feeds back the AGC function to adjust the attenuator in the RF unit The received signal power was adjusted to be constant. In this regard, FIG. 1 shows a configuration of an apparatus for high-speed frequency hopping communication in a tactical data link including an RF unit and a modem unit in the context of the present invention. 1, the fast frequency hopping communication apparatus 100 measures a dummy message power at the initial stage of a received signal through an AGC controller in the RF unit 110 and outputs a variable attenuator And the power is constantly adjusted. With this AGC, after the dummy message, the message can be received and demodulated with a constant power. Meanwhile, the modem unit 120 includes an analog digital converter (ADC) and a demodulator for converting an analog signal into a digital signal. Meanwhile, the demodulator can perform forward error correction (FEC).

그러나 이러한 RF부(110)의 AGC는 수신신호의 경로 상에 존재하는 필터의 물리적인 지연시간과 수신신호 파워 측정 및 제어를 위해 수 μs의 시간이 필요하다. 수신신호 파워를 신뢰성 있는 범위 내로 제어하기 위해서는 최소 2~3회의 AGC가 수행되어야 하므로 최소 10μs 이상의 시간이 소요된다. 기존의 비도약 또는 저속도약의 경우 10μs 정도의 시간을 AGC에 할당하는 것이 큰 문제가 되지 않지만, 수십 μs(Link-16의 경우 13μs) 마다 주파수가 바뀌는 고속 주파수 도약 통신에서는 데이터의 대부분을 AGC에 사용하게 되어 나머지 시간의 데이터로 신호를 검출하고 단말 간의 시간 동기를 맞추는 것이 불가능하여 단말 간의 통신이 되지 않는 문제가 있을 수 있다.However, the AGC of the RF unit 110 requires a physical delay time of the filter existing on the path of the received signal and a time of several microseconds for measuring and controlling the received signal power. In order to control the received signal power within a reliable range, it takes at least 10 μs or more since a minimum of 2 or 3 AGCs must be performed. In the case of the conventional non-hopping or low-speed hopping, it is not a big problem to allocate the time of about 10 μs to the AGC. However, in high-speed hopping communication where the frequency changes every tens of microseconds (13 μs in Link- It is impossible to detect the signal with the data of the remaining time and adjust the time synchronization between the terminals.

한편, 본 발명에서는 고속 주파수도약 통신을 위해 기존의 RF부에서 수행하던 AGC를 수행하지 않고 통신이 가능한 방법을 제안한다. RF부에서 AGC를 수행하지 않을 경우 수신신호의 파워 범위가 매우 크며 RF Amp 및 모뎀부의 ADC 포화현상이 발생하게 된다. 이에 대한 신호 왜곡 영향을 최소화하기 위해 신호의 변조 방법으로서 크기에 민감한 ASK, QAM 등은 제외하고 신호의 각도(phase)로 변조를 수행하는 PSK 방식을 사용한다. 수신신호의 파워가 매우 강해서 포화가 발생하는 경우는 단말간의 거리가 매우 가까운 것을 의미이며 이때는 신호잡음비(Signal to Noise, SNR)가 매우 좋아 PSK 방식 사용시 포화에 의한 신호 왜곡 영향에도 불구하고 신호잡음비가 복조 가능한 수준임을 시험을 통해 알 수 있었다. 문제는 최신의 통신시스템에서 모뎀의 복조성능을 향상시키기 위해 순방향에러정정(FEC)을 사용하는 것이 복조 기술에서 필수적인데 FEC의 입력 범위가 제한적이라는 것이다. PSK 변조 방식을 사용하여 포화현상을 최소화하더라도 RF부에서 AGC 사용하지 않아 신호 파워를 조정하지 않은 경우에는 ADC 이후 복조과정에서 신호세기가 FEC의 입력 범위를 벗어나 복조가 불가능한 문제가 발생한다. 이를 해결하기 위해 ADC 이후 디지털 신호세기 정규화 기술을 고안했으며 이에 대한 전체 시스템 구성도를 도 2에 나타내었다. Meanwhile, the present invention proposes a method capable of performing communication without performing AGC, which is performed by a conventional RF unit, for high-speed frequency hopping communication. When the AGC is not performed in the RF section, the power range of the received signal is very large and the ADC saturation phenomenon of the RF amplifier and the modem section occurs. In order to minimize the influence of the signal distortion on the signal, a PSK method is used to modulate the signal at the angle of the signal except for ASK, QAM and the like, which are sensitive to the magnitude of the signal. When the saturation occurs due to the strong power of the received signal, the distance between the terminals is very close. In this case, the signal to noise ratio (SNR) is very good. It was found through experiment that the level of demodulation is possible. The problem is that the use of forward error correction (FEC) to improve modem demodulation performance in modern communication systems is essential in demodulation techniques, and the input range of FEC is limited. Even if the saturation phenomenon is minimized by using the PSK modulation method, if the signal power is not adjusted in the RF section because the AGC is not used, there arises a problem that the signal strength is out of the FEC input range in the demodulation process after the ADC, so that demodulation is impossible. In order to solve this problem, a digital signal intensity normalization technique after the ADC has been devised, and the overall system configuration diagram thereof is shown in FIG.

즉, 도 2는 본 발명에 따른 전술데이터링크에서 고속 주파수도약 통신을 위한 디지털 신호정규화 장치의 구성을 도시한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 디지털 신호정규화 장치(200)는 RF부(210) 및 모뎀부(220)를 포함한다. RF부는(210)는 증폭기(Amp), 제1필터(Filter), 혼합기(Mixer), 및 제2필터를 포함한다. 이때, 동기 신호, TR(Time Refine) 신호, 헤더, 전술 메시지를 포함하는 수신 신호는 증폭기(Amp)에 의해 저잡음 증폭되고, 제1필터(Filter)에 의해 원하는 RF 대역의 신호만을 통과시키고, 나머지 대역의 신호들은 차단하도록 필터링한다. 다음으로, 혼합기(Mixer)는 상기 수신 신호를 원하는 대역의 기저 대역(base band) 신호로 주파수 변환하고, 제2필터는 상기 원하는 대역의 기저 대역 신호만을 통과시키고, 나머지 대역의 신호들은 차단하도록 필터링한다. That is, FIG. 2 illustrates a configuration of a digital signal normalization apparatus for high-speed frequency hopping communication in a tactical data link according to the present invention. As shown in FIG. 2, the digital signal normalization apparatus 200 includes an RF unit 210 and a modem unit 220. The RF section 210 includes an amplifier Amp, a first filter, a mixer, and a second filter. At this time, a reception signal including a synchronization signal, a time refine (TR) signal, a header, and a tact message is low-noise amplified by an amplifier Amp, passes only a desired RF band signal by a first filter, Band signals. Next, the mixer frequency-converts the received signal into a baseband signal of a desired band, a second filter passes only the baseband signal of the desired band, and filters out signals of the remaining bands do.

다음으로, 모뎀부(220)는 아날로그 디지털 변환기(ADC: Analog Digital Converter, 221), 신호 세기 정규화부(222) 및 복조부(Demodulator, 223)를 포함한다. ADC(221)는 상기 수신 신호에 대하여 ADC (Analog Digital Conversion)을 수행한다. 또한, 모뎀부(220)는 상기 ADC가 수행된 수신 신호가 상기 TR 신호를 포함하고 있는 지 여부를 판단한다. Next, the modem unit 220 includes an analog-to-digital converter (ADC) 221, a signal strength normalization unit 222, and a demodulator 223. The ADC 221 performs ADC (Analog Digital Conversion) on the received signal. Also, the modem unit 220 determines whether the received signal in which the ADC is performed includes the TR signal.

도 2를 참조하면, 도 1의 구성도와 비교했을 때 RF부의 AGC 제어부가 제거되어 RF부의 부피, 가격, 복잡성 측면의 장점이 있으며, 모뎀부의 ADC 이후에 디지털 신호세기를 정규화하는 부분을 추가하여 수신신호의 세기를 동일하게 조정함으로써 FEC 입력 범위를 벗어나지 않도록 하였다. Referring to FIG. 2, the AGC control unit of the RF unit is removed in comparison with the configuration of FIG. 1, which is advantageous in terms of volume, price, and complexity of the RF unit. After the ADC of the modem unit, By adjusting the signal strength to be the same, the FEC input range was not exceeded.

디지털 신호세기 정규화에 대한 보다 자세한 설명은 다음과 같다. 전술데이터링크는 앞에서 언급한 바와 같이 12초를 1536개의 타임슬롯으로 나누고 타임슬롯별로 송신 단말이 변경되어 메시지를 송신한다. 1개의 타임슬롯 시간 동안에는 송신단말이 변하지 않으며, 송/수신 단말이 이동하더라도 타임슬롯의 시간이 7.8125ms로 매우 짧아 단말 간의 거리가 거의 일정하므로 수신되는 신호 파워가 유지된다는 점을 이용하여 정규화를 수행한다. 1개의 타임슬롯 내에서 송/수신하는 메시지 구조는 도3과 같다. 즉, 도 3은 본 발명에 따른 동기 신호, TR(Time Refine) 신호, 헤더, 전술 메시지를 포함하는 수신 신호의 타임 슬롯 메시지의 구조를 나타낸다. 도 3에 도시된 바와 같이, 수신 신호는 동기(Sync), TR(Time Refine), 헤더(Header), 전술메시지(information), 전파지연시간(Propagation delay) 순서로 송/수신한다. 처음의 동기 메시지로 송/수신 단말간의 대략적인 동기가 맞춰진 후 TR 신호를 통해 세부적인 동기 조율이 이루어지는데 이 TR 신호의 파워를 ADC 이후의 디지털단에서 측정한다. 고속 주파수도약 통신에서는 1개의 펄스마다 주파수를 변경하는데 앞에서 설명한 바와 같이 1펄스의 길이는 1초에 수만회 도약하므로 수십 μs 이다. 수신 단말에서는 TR 신호의 ADC 이후에 수신되는 신호세기를 1펄스 단위로 측정하여 저장한다. 이때 측정된 신호세기로 이후 수신되는 헤더 및 전술메시지의 ADC 이후 신호세기를 나누어 주면 단말간의 거리에 따른 수신신호 파워의 크고 작음에 관계없이 그 값은 약 1이 된다. 즉 수신 신호의 파워에 관계없이 항상 일정한 값을 가지게 되므로 디지털 신호세기 정규화 이후에는 모든 신호에 동일한 가중치를 가해서 FEC 입력으로 넣어주면 된다.A more detailed description of the digital signal strength normalization is as follows. As described above, the tactical data link is divided into 1536 time slots for 12 seconds, and the transmitting terminal is changed for each time slot to transmit the message. Normalization is performed using the fact that the power of the received signal is maintained because the distance between the terminals is almost constant since the time of the time slot is very short as 7.8125 ms even if the transmitting / receiving terminal moves during one time slot time . The message structure for sending / receiving in one time slot is shown in FIG. That is, FIG. 3 shows a structure of a time slot message of a received signal including a synchronization signal, a time refine (TR) signal, a header, and a tactical message according to the present invention. As shown in FIG. 3, the received signal is transmitted / received in the order of Sync, Time Refine, Header, Tactical Message, and Propagation Delay. The first synchronization message is used to synchronize the transmission / reception terminals. After synchronization, detailed synchronization is achieved through the TR signal. The power of the TR signal is measured at a digital terminal after the ADC. In high-speed frequency hopping communication, the frequency is changed per pulse. As described above, the length of one pulse is several tens of microseconds since it jumps several tens of seconds per second. At the receiving terminal, the intensity of the signal received after the ADC of the TR signal is measured and stored in units of one pulse. In this case, if the signal strength after the ADC of the header and tactical message received is divided by the measured signal strength, the value is about 1 regardless of whether the received signal power is large or small depending on the distance between the terminals. That is, regardless of the power of the received signal, the signal has a constant value. Therefore, after the normalization of the digital signal strength, all signals are weighted by the FEC input.

또한, TR 신호의 세기를 측정하는 방법에 대해 제안하고자 한다. 점차 주파수 자원이 고갈됨에 따라 여러 체계가 주파수를 공유해서 사용하기를 원하고 있으며 이러한 환경에서 다른 체계의 신호(특히 레이다 같은 아주 큰 파워의 신호)나 강력한 적의 재밍신호가 수신될 수 있다. TR 신호의 파워 측정 시점에 이러한 다른 체계나 재밍의 강한 신호가 수신되어 이를 기준으로 신호세기 정규화를 수행할시 큰 오류가 발생할 수 있다. 현재 개발되는 전술데이터링크체계의 TR 신호는 총 15개의 펄스로 이루어져 있는데 15개 펄스 각각의 펄스당 신호 파워를 측정하여 15개의 펄스 신호 파워 중 중간값을 이용하여 신호세기 정규화를 수행한다. 15개 펄스 신호 파워의 평균으로 정규화를 할 경우 레이다나 또는 재밍 같은 아주 큰 파워의 신호가 있을 경우 평균을 끌어올려 비정상적인 데이터가 측정될 수 있다.Also, a method of measuring the intensity of the TR signal is proposed. As frequency resources become depleted, several systems want to share the frequency and in this environment signals from other systems (especially those with very large powers such as radar) or powerful enemy jamming signals can be received. When the power of the TR signal is measured, strong signals of other systems or jammers are received, and when the signal strength normalization is performed based on this strong error, a large error may occur. The TR signal of the currently developed tactical data link system consists of a total of 15 pulses. The signal power per pulse of each of 15 pulses is measured and signal strength normalization is performed using the median of 15 pulse signal powers. When normalizing by the average of 15 pulse signal power, abnormal data can be measured by raising the average when there is a signal of very large power such as radar or jamming.

이상에서, 전술된 내용을 ADC(221), 신호 세기 정규화부(222) 및 복조부(223)를 포함하는 모뎀부(220)의 관점에서 기술하면 다음과 같다.The above description will be described in terms of the modem unit 220 including the ADC 221, the signal strength normalization unit 222 and the demodulation unit 223 as follows.

신호 세기 정규화부(222)는 디지털 신호세기 정규화를 수행하기 위해 상기 수신 신호가 상기 TR 신호를 포함하는 신호일 경우, 1개의 펄스당 신호세기를 측정하여 15개 펄스의 신호세기를 측정한다. 또한, 신호 세기 정규화부(222)는 상기 15개 펄스의 신호세기의 중간값(median)을 획득한다. 즉, 주파수공유 환경에서 강한 타통신체계의 신호 또는 재밍신호 등에 대비하기 위해 평균값이 아니라, 중간값이 획득된다. 또한, 신호 세기 정규화부(222)는 상기 TR 신호 이후 상기 헤더와 상기 전술메시지에 대하여 ADC 이후의 수신신호값을 상기 획득된 중간값으로 나누어 상기 수신신호값을 정규화(Normalization)한다.The signal strength normalization unit 222 measures the signal strength of one pulse and measures the signal strength of 15 pulses when the received signal includes the TR signal to perform digital signal strength normalization. Also, the signal strength normalization unit 222 obtains a median of the signal strengths of the 15 pulses. That is, in order to prepare for a signal or a jamming signal of a strong other communication system in a frequency sharing environment, an average value is obtained, not an average value. The signal strength normalization unit 222 normalizes the received signal value by dividing the received signal value after the ADC with respect to the header and the tact message after the TR signal by the obtained intermediate value.

복조부(223)는 순방향에러정정(FEC: Forward Error Correction)을 위한 입력값에 맞도록 상기 수신신호값에 일정한 값(α)을 곱한다. 또한, 복조부(223)는 상기 일정한 값(α)이 곱해진 수신신호값에 대하여 FEC를 수행한다. 또한, 복조부(223)는 상기 헤더 및 상기 전술메시지에 대하여 오류 체크(CRC)를 수행하고, 상기 헤더 및 상기 전술메시지에 대하여 복조(demodulation)를 완료한다.The demodulator 223 multiplies the received signal value by a predetermined value (alpha) so as to match an input value for forward error correction (FEC). Also, the demodulator 223 performs FEC on the received signal value multiplied by the constant value [alpha]. Also, the demodulator 223 performs an error check (CRC) on the header and the tactical message, and completes demodulation on the header and the tactic message.

한편, 상기 헤더 및 상기 전술메시지는 전술데이터링크에서 RF (Radio Frequency)부(210)의 AGC (Automatic Gain Control) 미사용에 따른 상기 RF부의 증폭기(Amp) 및 ADC (Analog Digital Converter)의 포화로 인한 신호 왜곡을 최소화하기 위해 PSK (Phase Shift Keying)계열의 변조방식이 사용되어 변조된다. 또한, 상기 헤더 및 상기 전술메시지에 대한 복조는 상기 PSK 계열의 복조 방식이 사용되어 복조된다.Meanwhile, the header and the tactical message may be generated by saturation of an amplifier (Amp) and an analog-to-digital converter (ADC) in the RF unit according to the AGC (Automatic Gain Control) In order to minimize the signal distortion, a phase shift keying (PSK) modulation scheme is used and modulated. The demodulation of the header and the tact message is performed using the demodulation scheme of the PSK sequence.

이상에서는, 본 발명에 따른 전술데이터링크에서 고속 주파수도약 통신을 위한 디지털 신호정규화 장치에 대해 살펴보았다. 다음에서는 본 발명의 다른 양상에 따른 전술데이터링크에서 고속 주파수도약 통신을 위한 디지털 신호정규화 방법에 대해 살펴보기로 하자. 한편, 디지털 신호정규화 장치와 디지털 신호정규화 방법에 대한 내용은 상호 참조하여 구성될 수 있음은 물론이다.In the foregoing, a digital signal normalization apparatus for fast frequency hopping communication in a tactical data link according to the present invention has been described. Hereinafter, a digital signal normalization method for fast frequency hopping communication in a tactical data link according to another aspect of the present invention will be described. It should be noted that the digital signal normalization apparatus and the digital signal normalization method may be mutually referenced.

이와 관련하여, 도 4는 본 발명에 따른 전술데이터링크에서 고속 주파수도약 통신을 위한 디지털 신호정규화 방법의 흐름도를 도시한다. 도 3 및 4에 도시된 바와 같이, 절차는 1개 타임슬롯의 송/수신 메시지 구조(도 3 참조)에서 동기 이후 TR 메시지부터의 수신처리 흐름도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 디지털 신호정규화 방법은 수신 신호 수신 단계(S100), ADC 수행 단계(S110) 및 TR 신호 포함 여부 판단 단계(S120)를 포함한다. 또한, 디지털 신호정규화 방법은 펄스 세기 측정 단계(S130), 펄스 세기 중간값 획득 단계(S140), 및 정규화 수행 단계(S150)를 더 포함한다. 또한, 디지털 신호정규화 방법은 FEC 입력값 조정 단계(S160), FEC 수행 단계(S170), 오류 체크 단계(180) 및 복조 완료 단계(S190)를 더 포함할 수 있다. 전술된 단계들에 대해 상세히 살펴보면 다음과 같다.In this regard, Figure 4 shows a flow diagram of a digital signal normalization method for fast frequency hopping communication in a tactical data link according to the present invention. As shown in Figs. 3 and 4, the procedure is a flow chart of the reception processing from the TR message after synchronization in the transmission / reception message structure of one timeslot (see Fig. 3). As shown in FIG. 4, the digital signal normalization method includes a received signal receiving step S100, an ADC performing step S110, and a TR signal judging step S120. The digital signal normalization method further includes a pulse strength measurement step S130, a pulse intensity intermediate value acquisition step S140, and a normalization execution step S150. The digital signal normalization method may further include an FEC input value adjustment step S160, an FEC performing step S170, an error check step 180, and a demodulation completion step S190. The steps described above will be described in detail.

수신 신호 수신 단계(S100) - TR(Time Refine) 신호, 헤더, 전술 메시지를 포함하는 수신 신호를 수신한다.Receiving signal reception step S100 - Receiving a reception signal including a time refine (TR) signal, a header, and a tact message.

ADC 수행 단계(S110) - 수신신호는 TR, 헤더, 전술메시지 순으로 입력되며 ADC는 이를 처리하여 디지털 신호로 변환한다.ADC execution step (S110) - The received signal is inputted in the order of TR, header, and tactical message, and the ADC processes it and converts it into a digital signal.

TR 신호 포함 여부 판단 단계(S120) - 상기 ADC가 수행된 수신 신호가 상기 TR 신호를 포함하는지 여부를 판단한다. 이와 관련하여, 도 3을 참조하면, 동기 후 바로 들어오는 신호가 TR 신호이므로, ADC 이후에 수신신호가 TR 신호인지를 판단할 수 있다.Whether or not the TR signal is included (S 120) - It is determined whether the received signal that the ADC has performed includes the TR signal. In this regard, referring to FIG. 3, since the signal immediately after synchronization is a TR signal, it can be determined whether the received signal is a TR signal after the ADC.

펄스 세기 측정 단계(S130) - TR 신호인 경우 1개의 펄스당 신호세기를 측정하여 15개 펄스의 신호세기를 측정한다. 여기서, 측정되는 펄스의 개수는 15개에 한정되는 것이 아니라, 응용에 따라 다양하게 변형 가능하다. 또한, 타임슬롯의 시간 길이에 따라 다양하게 변경 가능하다. 즉, 타임슬롯의 시간 구간이 증가함에 따라 측정되는 펄스의 개수가 증가되도록 구성될 수 있다. 또한, 동일한 타임슬롯에 대해서도 전파지연 시간에 반비례하도록 펄스의 개수가 결정될 수 있다. Pulse intensity measurement step (S130) - In the case of the TR signal, the signal intensity per pulse is measured to measure the signal intensity of 15 pulses. Here, the number of pulses to be measured is not limited to 15, but may be variously modified depending on the application. It is also possible to vary variously according to the time length of the time slot. That is, the number of pulses to be measured may be increased as the time interval of the time slot increases. Also, the number of pulses can be determined to be inversely proportional to the propagation delay time for the same time slot.

펄스 세기 중간값 획득 단계(S140) - 상기 15개 펄스의 신호세기의 중간값(median)을 획득하여, 이를 저장한다. 여기서, 중간값은 주파수공유 환경에서 강한 타통신체계의 신호 또는 재밍신호 등에 대비하기 위해 다수의 TR 펄스에 대하여 디지털 신호세기 정규화를 수행하기 위해 획득된다.Pulse intensity intermediate value acquisition step (S140) - The median value of the signal intensity of the 15 pulses is obtained and stored. Here, the intermediate value is obtained in order to perform digital signal strength normalization for a plurality of TR pulses in order to prepare for a signal of a different communication system or a jamming signal in a frequency sharing environment.

정규화 수행 단계(S150) - 상기 TR 신호 이후 상기 헤더와 상기 전술메시지에 대하여 ADC 이후의 수신신호값을 상기 획득된 중간값으로 나누어 상기 수신신호값을 정규화(Normalization)한다. 즉, TR 신호 이후 헤더와 전술메시지는 ADC 이후의 수신신호값을 펄스 세기 중간값 획득 단계(S140)에서 획득한 중간값으로 나누어 그 값을 1로 정규화(Normalization) 시킬 수 있다.Normalization Performing Step S150 - Normalizing the received signal value by dividing the received signal value after the ADC with respect to the header and the tact message after the TR signal by the obtained intermediate value. That is, after the TR signal, the header and the tact message can be normalized by dividing the received signal value after the ADC by the median value obtained in the step of acquiring the intermediate pulse intensity value (S140).

FEC 입력값 조정 단계(S160) - 순방향에러정정(FEC: Forward Error Correction)을 위한 입력값에 맞도록 상기 수신신호값에 일정한 값(α)을 곱한다.FEC input value adjustment step (S160) - The received signal value is multiplied by a predetermined value (alpha) so as to match an input value for FEC (Forward Error Correction).

FEC 수행 단계(S170) - 상기 일정한 값(α)이 곱해진 수신신호값에 대하여 FEC를 수행한다. FEC performing step (S170) - FEC is performed on the received signal value multiplied by the predetermined value [alpha].

오류 체크 단계(180) - 상기 헤더 및 상기 전술메시지에 대하여 오류 체크(CRC)를 수행한다.Error check step 180: Performs an error check (CRC) on the header and the tactical message.

복조 완료 단계(S190) - 상기 헤더 및 상기 전술메시지에 대하여 복조(demodulation)를 완료한다. 이때, 상기 헤더 및 상기 전술메시지는 전술데이터링크에서 RF (Radio Frequency)부의 AGC (Automatic Gain Control) 미사용에 따른 상기 RF부의 증폭기(Amp) 및 ADC (Analog Digital Converter)의 포화로 인한 신호 왜곡을 최소화하기 위해 PSK (Phase Shift Keying)계열의 변조방식이 사용되어 변조된다. 또한, 상기 헤더 및 상기 전술메시지에 대한 복조는 상기 PSK 계열의 복조 방식이 사용되어 복조될 수 있다.Demodulation Completion Step (S190) - Demodulation of the header and the tact message is completed. At this time, the header and the tactical message minimize the signal distortion due to the saturation of the amplifier (Amp) and the ADC (Analog Digital Converter) of the RF unit according to the AGC (Automatic Gain Control) of the RF (Radio Frequency) A phase shift keying (PSK) modulation scheme is used and modulated. The demodulation of the header and the tact message may be performed using the demodulation scheme of the PSK sequence.

위와 같은 발명을 토대로 설계한 시뮬레이션 결과, RF부 AGC 미사용시에도 수백m에서 수백km의 거리에 해당하는 광범위한 파워의 신호를 정상적으로 송/수신함을 확인했으며, 실제 단말을 만들고 시험한 결과 역시 동일함을 알 수 있었다.As a result of the simulation based on the above-mentioned invention, it was confirmed that even when AGC of the RF part is not used, signals of a wide power corresponding to a distance of several hundred meters to several hundred km are normally transmitted / received. Could know.

한편, 전술데이터링크에서 항재밍 성능을 위해 고속 주파수도약 통신을 하고자 할 경우, 기존에 적용하던 RF부 AGC 방식으로는 통신이 불가능하다. 따라서, RF부에서 AGC 사용하지 않는 구조로 PSK 계열의 변조방식 및 디지털 신호세기 정규화를 통해 통신이 가능하도록 하였다. On the other hand, when a high-speed frequency hopping communication is desired for anti-jamming performance in a tactical data link, it is impossible to communicate with the RF sub-AGC method. Therefore, it is possible to communicate by using modulation scheme of PSK series and normalization of digital signal intensity in a structure that does not use AGC in RF section.

또한, 기존의 RF부의 AGC가 필요하지 않게 됨에 따라 RF부의 가변감쇄기, Amp 수의 감소 및 AGC 제어부 제거 등 하드웨어적인 가격, 부피, 복잡성 측면에서의 장점과 설계상의 용이성을 기대할 수 있다. In addition, as the AGC of the conventional RF part becomes unnecessary, it is expected that the advantages in terms of hardware price, volume, and complexity such as variable attenuator of RF part, reduction of Amp number, and elimination of AGC control part and ease of design can be expected.

소프트웨어적인 구현에 의하면, 본 명세서에서 설명되는 절차 및 기능뿐만 아니라 각각의 구성 요소들은 별도의 소프트웨어 모듈로도 구현될 수 있다. 적절한 프로그램 언어로 쓰여진 소프트웨어 어플리케이션으로 소프트웨어 코드가 구현될 수 있다. 상기 소프트웨어 코드는 메모리에 저장되고, 제어부(controller) 또는 프로세서(processor)에 의해 실행될 수 있다.According to a software implementation, not only the procedures and functions described herein, but also each component may be implemented as a separate software module. Software code can be implemented in a software application written in a suitable programming language. The software code is stored in a memory and can be executed by a controller or a processor.

Claims (6)

전술데이터링크에서 고속 주파수 도약 통신을 위한 디지털 신호정규화 방법에 있어서,
동기 신호, TR(Time Refine) 신호, 헤더, 전술메시지를 포함하는 수신 신호를 수신하는 단계;
상기 수신 신호에 대하여 ADC (Analog Digital Conversion)을 수행하는 단계;
상기 ADC가 수행된 수신 신호가 상기 TR 신호를 포함하는 지 여부를 판단하는 단계;
상기 수신 신호가 상기 TR 신호를 포함하는 신호일 경우, 1개의 펄스당 신호세기를 측정하여 15개 펄스의 신호세기를 측정하는 단계;
상기 15개 펄스의 신호세기의 중간값(median)을 획득하는 단계; 및
상기 TR 신호 이후 상기 헤더와 상기 전술메시지에 대하여 ADC 이후의 수신신호값을 상기 획득된 중간값으로 나누어 상기 수신신호값을 정규화(Normalization)하는 단계를 포함하는,
전술데이터링크에서 고속 주파수 도약 통신을 위한 디지털 신호정규화 방법.
A digital signal normalization method for fast frequency hopping communication in a tactical data link,
Receiving a reception signal including a synchronization signal, a time refine (TR) signal, a header, and a tactical message;
Performing ADC (Analog Digital Conversion) on the received signal;
Determining whether the received signal in which the ADC is performed includes the TR signal;
Measuring a signal intensity of one pulse when the received signal is a signal including the TR signal, and measuring a signal intensity of 15 pulses;
Obtaining a median of the signal strength of the 15 pulses; And
And normalizing the received signal value by dividing the received signal value after the ADC with respect to the header and the tact message after the TR signal by the obtained intermediate value,
A digital signal normalization method for fast frequency hopping communication in a tactical data link.
제1항에 있어서,
상기 중간값은 주파수공유 환경에서 강한 타통신체계의 신호 또는 재밍신호 등에 대비하기 위해 다수의 TR 펄스에 대하여 디지털 신호세기 정규화를 수행하기 위해 획득되는,
전술데이터링크에서 고속 주파수 도약 통신을 위한 디지털 신호정규화 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the intermediate value is obtained in order to perform digital signal strength normalization for a plurality of TR pulses in order to prepare for a signal of a different communication system or a jamming signal in a frequency sharing environment,
A digital signal normalization method for fast frequency hopping communication in a tactical data link.
삭제delete 제2항에 있어서,
순방향에러정정(FEC: Forward Error Correction)을 위한 입력값에 맞도록 상기 수신신호값에 일정한 값(α)을 곱하는 단계; 및
상기 일정한 값(α)이 곱해진 수신신호값에 대하여 FEC를 수행하는 단계를 더 포함하는,
전술데이터링크에서 고속 주파수 도약 통신을 위한 디지털 신호정규화 방법.
3. The method of claim 2,
Multiplying the received signal value by a constant value (alpha) to fit an input value for forward error correction (FEC); And
Further comprising performing an FEC on the received signal value multiplied by the constant value [alpha]
A digital signal normalization method for fast frequency hopping communication in a tactical data link.
제4항에 있어서,
상기 헤더 및 상기 전술메시지에 대하여 오류 체크(CRC)를 수행하는 단계; 및
상기 헤더 및 상기 전술메시지에 대하여 복조(demodulation)를 완료하는 단계를 더 포함하는,
전술데이터링크에서 고속 주파수 도약 통신을 위한 디지털 신호정규화 방법.
5. The method of claim 4,
Performing an error check (CRC) on the header and the tactical message; And
Further comprising: completing demodulation on the header and the tactical message.
A digital signal normalization method for fast frequency hopping communication in a tactical data link.
제5항에 있어서,
상기 헤더 및 상기 전술메시지는 전술데이터링크에서 RF (Radio Frequency)부의 AGC (Automatic Gain Control) 미사용에 따른 상기 RF부의 증폭기(Amp) 및 ADC (Analog Digital Converter)의 포화로 인한 신호 왜곡을 최소화하기 위해 PSK (Phase Shift Keying)계열의 변조방식이 사용되어 변조되고,
상기 헤더 및 상기 전술메시지에 대한 복조는 상기 PSK 계열의 복조 방식이 사용되어 복조되는,
전술데이터링크에서 고속 주파수 도약 통신을 위한 디지털 신호정규화 방법.
6. The method of claim 5,
The header and the tactical message are used to minimize signal distortion due to saturation of the amplifier (Amp) and the ADC (Analog Digital Converter) of the RF unit according to the AGC (Automatic Gain Control) A phase shift keying (PSK) modulation scheme is used and modulated,
Wherein the demodulation of the header and the tact message is performed using a demodulation scheme of the PSK sequence,
A digital signal normalization method for fast frequency hopping communication in a tactical data link.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20070082354A (en) * 2006-02-16 2007-08-21 삼성전자주식회사 Apparatus and method for controlling the dynamic range of dac input signal
JP2011508564A (en) * 2007-12-31 2011-03-10 インテル・コーポレーション Hopping ultra-wideband radio
KR101147346B1 (en) * 2010-11-16 2012-05-23 국방과학연구소 Header compression system and method for internet protocol service over tactical data link

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20070082354A (en) * 2006-02-16 2007-08-21 삼성전자주식회사 Apparatus and method for controlling the dynamic range of dac input signal
JP2011508564A (en) * 2007-12-31 2011-03-10 インテル・コーポレーション Hopping ultra-wideband radio
KR101147346B1 (en) * 2010-11-16 2012-05-23 국방과학연구소 Header compression system and method for internet protocol service over tactical data link

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
조정일 외 3명, "주파수 도약 시스템의 자동이득변조를 위한 Interpolation 기법 성능 분석", 한국통신학회 학술대회논문집, 2012.2 *
조정일 외 3명, "주파수 도약 시스템의 자동이득변조를 위한 Interpolation 기법 성능 분석", 한국통신학회 학술대회논문집, 2012.2*
조정일 외 3명, "주파수 도약 시스템의 자동이득변조를 위한 Interpolation 기법 성능 분석", 한국통신학회 학술대회논문집, 2012.2. 1부. *

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