KR102104617B1 - Modem of fly-away terminal transceiver for satellite data communication using turbo-product code - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 정지궤도 위성과 통신이 가능한 위성 데이터 통신용 지상 단말기에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 국제통신연합규정(ITU-R), 미국 국방부제정군용규격(MIL-STD-188-164A) 및 유럽전기통신표준협회(ETSI EN 302 307) 규격을 준수하면서 차기 군 위성 통신체계에서 요구하는 성능을 만족할 수 있는 TPC(Turbo-Product Code) 방식을 이용한 위성 데이터 통신용 플라이 어웨이(fly-away) 단말기용 모뎀에 관한 것이다. The present invention relates to a terrestrial terminal for satellite data communication capable of communicating with a geostationary satellite, and more specifically, the International Telecommunication Union Regulation (ITU-R), the United States Department of Defense Military Specification (MIL-STD-188-164A) and Europe Modem for a fly-away terminal for satellite data communication using the Turbo-Product Code (TPC) method that can satisfy the performance required by the next military satellite communication system while complying with the Telecommunication Standards Association (ETSI EN 302 307) standard. It is about.
일반적으로, 위성 통신은 지상의 단말 또는 지구국에서 송신된 신호를 위성을 통해 다시 지상으로 재전송하여 대향 단말 또는 지구국에서 수신하는 방식으로 통신이 이루어진다. 이러한 위성 통신은 위성체의 궤도 높이에 따라 저궤도, 중궤도 및 정지궤도 통신으로 구분하고, 기존의 선로 망을 이용하는 것보다 신호 전송의 비용이 싸고, 새로운 선로 망 구축이 쉬우며, 원거리 통신을 할 수 있는 장점이 있다. In general, satellite communication is performed by retransmitting a signal transmitted from a terrestrial terminal or earth station back to the ground through a satellite and receiving it from an opposite terminal or earth station. These satellite communications are classified into low-orbit, medium-orbit and geostationary communications according to the orbital height of the satellite, and the cost of signal transmission is cheaper than that of using existing line networks, and it is easier to construct new line networks and to perform long-distance communication. There is an advantage.
즉, 이러한 위성 통신은 육상 통신에 비해 넓은 지역을 커버할 수 있는 광역성과 동시에 여러 지구국에 정보를 전달할 수 있는 동보성, 서비스가 개시된 후의 접속 용이성, 상대적으로 넓은 주파수 대역을 사용할 수 있는 광대역성 등의 우수한 특성을 갖고 있다. 이러한 장점으로 인해 긴 전송 지연에도 불구하고 군 통신을 비롯한 휴대 위성 통신 및 공공/안전/재난 통신에서의 활용도가 크게 부각되고 있다. In other words, such satellite communication is not only wide-area capable of covering a large area compared to terrestrial communication, but also broadcastability that can transmit information to multiple earth stations at the same time, ease of access after the service is started, and broadbandness that can use a relatively wide frequency band. It has excellent properties. Due to this advantage, despite long transmission delays, utilization in portable satellite communication, including military communication, and public / safety / disaster communication has been highlighted.
그러나, 위성 통신, 특히 정지궤도 통신 시스템의 경우 우주국 정지 위성과 지구국 위성 단말 간 거리가 수 만 km 이상으로 멀기 때문에 거리와 기후에 따른 송수신 신호의 감쇄가 매우 크다. 또한 우주국의 많은 위성 중 상호 간 간섭없이 목표 위성으로만 송수신하여야 하기 때문에 위성 통신에서 송수신 설계는 매우 중요하다.However, in the case of satellite communication, especially in the geostationary communication system, since the distance between the space station stationary satellite and the earth station satellite terminal is greater than tens of thousands of km, the attenuation of the transmission and reception signals according to the distance and climate is very large. Also, since many satellites of a space station must transmit and receive only to a target satellite without mutual interference, the design of transmitting and receiving in satellite communication is very important.
이에, 국제통신연합규정(ITU-R), 미국 국방부제정군용규격(MILItary-STanDard), 미국 방송 통신정책 주관기관인 연방통신위원회(Federal Communication Commission), 유럽전기통신표준협회 규격을 준수하면서 차기 군 위성 통신체계에서 요구하는 성능을 만족하고, 또한 장비의 이동, 설치, 운용 간 사용자의 편의성을 향상시킬 수 있는 소형 경량화 및 저전력화가 가능한 송수신기의 연구 개발이 필요하다. Accordingly, the next military satellite while complying with the standards of the International Telecommunication Union (ITU-R), the U.S. Department of Defense Military Specification (MILItary-STanDard), the US Federal Communications Commission (Federal Communication Commission), and the European Telecommunications Standards Association A research and development of a transceiver capable of miniaturization, light weight, and low power consumption that satisfies the performance required by a communication system and can also improve user convenience between movement, installation, and operation of equipment is required.
따라서, 본 발명은 국제통신연합규정(ITU-R), 미국 국방부제정군용규격(MIL-STD-188-164A) 및 유럽전기통신표준협회(ETSI EN 302 307) 규격을 준수하면서, 차기 군 위성 통신체계에서 요구하는 성능을 만족할 수 있는 TPC(Turbo-Product Code) 방식을 이용한 위성 데이터 통신용 플라이 어웨이(fly-away) 단말기용 모뎀을 제공한다. Therefore, the present invention complies with the International Telecommunication Union Regulation (ITU-R), the U.S. Department of Defense Military Specification (MIL-STD-188-164A) and the European Telecommunication Standards Association (ETSI EN 302 307) standard, while the next military satellite communication Provided is a modem for a fly-away terminal for satellite data communication using a Turbo-Product Code (TPC) method that can satisfy the performance required by the system.
상기한 목적을 달성하기 위한 일 측면에 따른 본 발명은 송신 신호를 블럭 단위로 입력받아 순방향 오류 정정 부호 중 하나인 TPC(Turbo Product Code)를 이용하여 부호화하는 부호화부; 상기 부호화부에서 부호화된 송신 신호를 변조하는 변조부; 상기 변조부에서 변조된 송신 신호를 RRC(Root Raised Cosine) 필터를 이용하여 정합하는 제1 필터부; CIC(Cascaded Integrator Comb) 필터를 이용하여 상기 제1 필터부의 출력 신호의 샘플링 주파수를 증가시키는 업 샘플링부; 상기 업 샘플링부의 출력 신호와 NCO(Numerically Controlled Ocsillator)로부터 제공되는 주파수를 혼합하여 중간 주파수 신호 대역으로 변환하는 제1 혼합부; 및 상기 제1 혼합부로부터 출력되는 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하여 위성과 통신하는 안테나와 연결된 송수신부로 출력하는 디지털/아날로그(D/A) 컨버터를 포함하는 위성 데이터 통신용 플라이 어웨이 단말기용 모뎀을 제공한다.The present invention according to an aspect of the present invention for achieving the above object is an encoding unit for receiving a transmission signal in units of blocks and encoding it using a Turbo Product Code (TPC), which is one of forward error correction codes; A modulator for modulating a transmission signal encoded by the encoder; A first filter unit that matches the transmitted signal modulated by the modulation unit using a Root Raised Cosine (RRC) filter; An up-sampling unit that increases a sampling frequency of an output signal of the first filter unit by using a CIC (Cascaded Integrator Comb) filter; A first mixing unit mixing the output signal of the up-sampling unit and a frequency provided from a NCO (Numerically Controlled Ocsillator) and converting it into an intermediate frequency signal band; And a digital / analog (D / A) converter for converting the digital signal output from the first mixing unit to an analog signal and outputting it to a transmitting / receiving unit connected to an antenna communicating with a satellite. do.
또한, 상기한 목적을 달성하기 위한 다른 측면에 따른 본 발명은 위성과 통신하는 안테나로부터 수신된 Ka 대역의 신호를 저잡음 증폭 및 하향 주파수 변환하는 송수신부로부터 수신 신호를 입력받아 디지털 신호로 변환하는 아날로그/디지털 컨버터; 상기 아날로그/디지털 컨버터에서 출력된 신호에 NCO(Numerically Controlled Ocsillator)의 주파수를 혼합하여 중간 주파수 대역의 신호를 베이스밴드의 신호로 변환하는 제2 혼합부; 상기 제2 혼합부에서 출력된 신호를 CIC(Cascaded Integrator Comb) 필터를 이용하여 샘플링 주파수를 낮추는 다운 샘플링부; RRC(Root Raised Cosine) 필터를 이용하여 다운 샘플링부에서 출력된 신호를 정합하는 제2 필터부; 상기 제2 필터부에서 출력된 신호를 복조하는 복조부; 및 상기 복조부에서 출력된 신호에 포함된 오류를 TPC(Turbo Product Code)를 이용하여 오류를 검출 및 정정하는 복호화부를 포함하는 위성 데이터 통신용 플라이 어웨이 단말기용 모뎀을 제공한다.In addition, the present invention according to another aspect for achieving the above object is an analog to receive the input signal from the transceiver to convert the signal of the Ka band received from the antenna communicating with the satellite and low-frequency amplification and down-frequency conversion to a digital signal / Digital converter; A second mixing unit which mixes a frequency of NCO (Numerically Controlled Ocsillator) with a signal output from the analog / digital converter to convert a signal in an intermediate frequency band into a baseband signal; A down-sampling unit that lowers the sampling frequency of the signal output from the second mixing unit using a cascaded integral filter (CIC) filter; A second filter unit that matches the signal output from the down-sampling unit using a Root Raised Cosine (RRC) filter; A demodulator demodulating the signal output from the second filter unit; And a decoder for detecting and correcting an error included in the signal output from the demodulator using a TPC (Turbo Product Code).
또한, 상기한 목적을 달성하기 위한 또 다른 측면에 따른 본 발명은 송신 신호를 블럭 단위로 입력받아 순방향 오류 정정 부호 중 하나인 TPC(Turbo Product Code)를 이용하여 부호화하는 부호화부와, 상기 부호화부에서 부호화된 송신 신호를 변조하는 변조부와, 상기 변조부에서 변조된 송신 신호를 RRC(Root Raised Cosine) 필터를 이용하여 정합하는 제1 필터부와, CIC(Cascaded Integrator Comb) 필터를 이용하여 상기 제1 필터부의 출력 신호의 샘플링 주파수를 증가시키는 업 샘플링부와, 상기 업 샘플링부의 출력 신호와 NCO(Numerically Controlled Ocsillator)로부터 제공되는 주파수를 혼합하여 중간 주파수 신호 대역으로 변환하는 제1 혼합부와, 상기 제1 혼합부로부터 출력되는 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하여 위성과 통신하는 안테나로 전송하는 송수신부로 출력하는 디지털/아날로그(D/A) 컨버터를 포함하는 송신부; 및 상기 송수신부로부터 수신 신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그/디지털 컨버터와, 상기 아날로그/디지털 컨버터에서 출력된 신호에 NCO(Numerically Controlled Ocsillator)의 주파수를 혼합하여 중간 주파수 대역의 신호를 베이스밴드의 신호로 변환하는 제2 혼합부와, 상기 제2 혼합부에서 출력된 신호를 CIC(Cascaded Integrator Comb) 필터를 이용하여 샘플링 주파수를 낮추는 다운 샘플링부와, RRC(Root Raised Cosine) 필터를 이용하여 상기 다운 샘플링부에서 출력된 신호를 정합하는 제2 필터부와, 상기 제2 필터부에서 출력된 신호를 복조하는 복조부와, 상기 복조부에서 출력된 신호에 포함된 오류를 TPC(Turbo Product Code)를 이용하여 오류를 검출 및 정정하는 복호화부를 포함하는 수신부를 포함하는 위성 데이터 통신용 플라이 어웨이 단말기용 모뎀을 제공한다.In addition, according to another aspect of the present invention for achieving the above object, an encoding unit that receives a transmission signal in block units and encodes it using a Turbo Product Code (TPC), one of forward error correction codes, and the encoding unit A modulator for modulating the transmitted signal encoded in the first unit, and a first filter unit for matching the transmitted signal modulated by the modulator using a Root Raised Cosine (RRC) filter and a CIC (Cascaded Integrator Comb) filter An up-sampling unit for increasing the sampling frequency of the output signal of the first filter unit, and a first mixing unit for mixing the output signal of the up-sampling unit and a frequency provided from a NCO (Numerically Controlled Ocsillator) and converting it into an intermediate frequency signal band, The digital signal output from the first mixing unit is converted into an analog signal and output to a transmitting / receiving unit that is transmitted to an antenna communicating with a satellite. A transmission unit including a digital / analog (D / A) converter; And an analog / digital converter for converting the received signal from the transceiver to a digital signal, and mixing the frequency of a NCO (Numerically Controlled Ocsillator) with the signal output from the analog / digital converter to convert the signal in the intermediate frequency band into a baseband signal. A second mixing unit for converting the signal, and a down-sampling unit for lowering the sampling frequency using a CIC (Cascaded Integrator Comb) filter for the signal output from the second mixing unit, and the down using a RRC (Root Raised Cosine) filter A second filter unit that matches the signal output from the sampling unit, a demodulator that demodulates the signal output from the second filter unit, and an error included in the signal output from the demodulator is TPC (Turbo Product Code). Provided is a modem for a fly away terminal for satellite data communication including a receiver including a decoding unit for detecting and correcting errors using the same.
또한, 상기 송수신부는 상기 모뎀으로부터 중간 주파수 대역의 신호를 입력받아 Ka 대역으로 상향 변환 후 이중 평형 구조의 pHEMT(pseudomorphic High Electron Mobility Transistor) MMIC(Monolithic Microwave Integrated Circuit)를 이용하여 고출력 증폭을 통해 안테나로 송신할 수 있다. In addition, the transceiver receives an intermediate frequency band signal from the modem and upconverts it to the Ka band, and then uses a dual equilibrium structure of pHEMT (pseudomorphic High Electron Mobility Transistor) MMIC (Monolithic Microwave Integrated Circuit) to the antenna through high power amplification. I can send it.
또한, 상기 안테나는 고이득을 갖는 작은 부피의 이중 옵셋 그레고리안(dual-offset gregorian) 타입의 반사판과, 코러게이트(corrugated) 타입의 급전혼과, 원형 편파 생성을 위한 주름형 편파기와, 송수신 신호를 분리하는 직교 모드 변환기(orthomode transducer, OMT)를 포함할 수 있다. In addition, the antenna has a high-gain, small-volume, dual-offset gregorian type reflector, a corrugated type feed horn, a pleated polarizer for generating circular polarization, and a transmission / reception signal. It may include an orthomode transducer (OMT) separating the.
또한, 상기 반사판은 마그네슘 재질로 이루어질 수 있다. In addition, the reflector may be made of magnesium material.
또한, 상기 송수신부는 상기 모뎀으로부터 중간 주파수 출력을 입력받아 Ka 대역(Ka-band)으로 주파수를 상향 변환하는 상향 주파수 변환부; 및 상기 상향 주파수 변환부에서 상향 변환된 주파수를 이중 평형 구조의 pHEMT(pseudomorphic High Electron Mobility Transistor) MMIC(Monolithic Microwave Integrated Circuit)를 이용하여 고출력으로 증폭시켜 상기 안테나로 전송하는 고출력 증폭부를 포함할 수 있다. In addition, the transmitting and receiving unit receives an intermediate frequency output from the modem, an up-frequency converter for up-converting the frequency to the Ka band (Ka-band); And a high-power amplifying unit for amplifying the up-converted frequency by the up-frequency converting unit to a high power by using a dual equilibrium structure, pHEMT (Pseudomorphic High Electron Mobility Transistor) MMIC (Monolithic Microwave Integrated Circuit). .
또한, 상기 상향 주파수 변환부는 주파수 변환에 필요한 로컬신호를 생성하는 주파수 합성부; 상기 모뎀에서 출력되는 중간 주파수 신호와 상기 주파수 합성부의 로컬신호를 합성하여 Ka 대역의 신호를 생성하는 주파수 변환부를 포함할 수 있다. In addition, the uplink frequency conversion unit frequency synthesis unit for generating a local signal necessary for frequency conversion; A frequency converter may generate a signal in the Ka band by synthesizing an intermediate frequency signal output from the modem and a local signal of the frequency synthesizer.
또한, 상기 송수신부는 상기 안테나로부터 수신된 Ka 대역 신호를 수신하는 동조 라디오 주파수 수신기(Tuned Radio Frequency, TRF); 및 상기 동조 라디오 주파수 수신기를 통해 수신된 Ka 대역 신호를 저잡음 증폭 및 하향 주파수 변환하여 상기 모뎀으로 출력하는 저잡음 하향 주파수 변환부(Low Noise Block Down coverter, LNB)를 포함할 수 있다. In addition, the transmitting and receiving unit is a tuned radio frequency receiver (Tuned Radio Frequency, TRF) for receiving the Ka band signal received from the antenna; And a low noise block down coverter (LNB) for low-noise amplification and down-frequency conversion of the Ka band signal received through the tuned radio frequency receiver and outputting it to the modem.
또한, 상기 저잡음 하향 주파수 변환부는 상기 동조 라디오 주파수 수신기로 수신된 Ka 대역 신호를 저잡음 증폭하는 저잡음 증폭부; 상기 저잡음 증폭부를 통해 수신된 Ka 대역 신호를 중간 주파수로 하향 변환시키는 주파수 변환부; 및 상기 주파수 변환부에서 Ka 대역의 주파수 변환에 필요한 신호를 생성하는 것으로 주파수 더블러(doubler)를 이용하여 생성된 주파수의 2배에 해당하는 로컬 주파수 신호를 생성하는 주파수 합성부를 포함할 수 있다. In addition, the low-noise down-frequency converter is a low-noise amplifying unit for amplifying the Ka band signal received by the tuned radio frequency receiver; A frequency converter that down-converts the Ka band signal received through the low-noise amplifier to an intermediate frequency; And a frequency synthesizer generating a signal necessary for frequency conversion of the Ka band by the frequency converter, and generating a local frequency signal corresponding to twice the frequency generated using a frequency doubler.
본 발명의 실시예에 따른 위성 데이터 통신용 플라이 어웨이 단말기용 모뎀에 의하면, 소형 경량화를 위해 안테나의 주/부 반사판을 마그네슘 재질을 이용하여 무게를 최소화 하였다. According to the modem for the fly-away terminal for satellite data communication according to an embodiment of the present invention, the weight of the main / sub reflector of the antenna is minimized by using magnesium material for miniaturization and weight reduction.
그리고, 모뎀부는 DVB-S2 기반의 설계에 트래픽 구간의 가변성을 높이기 위해 LDPC(Low Density Parity Check) 코드 대신 순방향 오류 정정 부호(Forward Error Correction code, FEC) 중 하나인 TPC(Turbo-Product Code)를 적용하여 부호화 및 복호화를 구현하였으며, 복잡도 문제를 해결하기 위해 AHA사의 IC를 사용하여 실제 구현 로직 양을 절약하였다. 다양한 대역폭을 선택 가능하도록 보간율(interpolation rate) 512까지 지원 가능한 CICCascaded Integrator Comb) 필터를 적용하였다. In addition, in order to increase the variability of the traffic section in the DVB-S2 based design, the modem unit uses TPC (Turbo-Product Code), one of the forward error correction codes (FEC), instead of the low density parity check (LDPC) codes. Encoding and decoding were implemented by applying, and to solve the complexity problem, AHA's IC was used to save the amount of actual implementation logic. The CICCascaded Integrator Comb) filter that supports up to 512 interpolation rates was applied to select various bandwidths.
따라서, 본 발명은 국제통신연합규정(ITU-R), 미국 국방부제정군용규격(MIL-STD-188-164A) 및 유럽전기통신표준협회(ETSI EN 302 307) 규격을 준수하면서, 차기 군 위성 통신체계에서 요구하는 성능을 만족하여 2명의 운반자에 의해 이동 및 설치하는 전술 기동성이 중요시되는 위성 데이터 통신용 플라이 어웨이 단말기에 적용할 수 있다. Therefore, the present invention complies with the International Telecommunication Union Regulation (ITU-R), the U.S. Department of Defense Military Specification (MIL-STD-188-164A) and the European Telecommunication Standards Association (ETSI EN 302 307) standard, while the next military satellite communication Satisfying the performance required by the system, it can be applied to a fly away terminal for satellite data communication where tactical mobility that is moved and installed by two carriers is important.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 TPC 방식을 이용한 위성 데이터 통신용 플라이 어웨이 단말기를 도시한 블록도.
도 2는 도 1에 도시된 안테나를 설명하기 위해 간략하게 도시한 도면.
도 3은 본 발명에 따른 이중 옵셋 그레고리안 타입의 반사판 안테나를 설명하기 위해 도시한 도면.
도 4는 본 발명에 따른 급전혼, 편파기 및 직교 모드 변환기를 설명하기 위해 도시한 도면들.
도 5는 본 발명에 따른 송신부를 설명하기 위해 도시한 블록도.
도 6은 본 발명에 따른 수신부를 설명하기 위해 도시한 블록도.
도 7은 본 발명에 따른 모뎀의 송신부의 구성을 설명하기 위해 도시한 블록도.
도 8은 본 발명에 따른 모뎀의 수신부의 구성을 설명하기 위해 도시한 블록도.
도 9 내지 도 11은 본 발명의 실시예에 따른 TPC 방식을 이용한 위성 데이터 통신용 플라이 어웨이 단말기의 각 TPC 변조방식에 따른 시뮬레이션 결과를 나타낸 도면들.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 TPC 방식을 이용한 위성 데이터 통신용 플라이 어웨이 단말기의 성능을 측정하기 위한 시험 구성도를 도시한 도면.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 TPC 방식을 이용한 위성 데이터 통신용 플라이 어웨이 단말기의 송수신 안테나의 측정 결과를 나타낸 도면.
도 14는 본 발명의 실시예에 따른 TPC 방식을 이용한 위성 데이터 통신용 플라이 어웨이 단말기의 송신 출력 결과를 나타내는 도면.
도 15는 본 발명의 실시예에 따른 TPC 방식을 이용한 위성 데이터 통신용 플라이 어웨이 단말기의 수신 이득과 잡음지수 측정 결과를 나타낸 도면.
도 16은 본 발명의 실시예에 따른 TPC 방식을 이용한 위성 데이터 통신용 플라이 어웨이 단말기의 송수신 불요파 측정 결과를 나타내는 도면.
도 18 및 도 19는 본 발명의 실시예에 따른 TPC 방식을 이용한 위성 데이터 통신용 플라이 어웨이 단말기의 모뎀부 성능을 PTP BER 테스트로 측정한 결과를 나타낸 도면들.1 is a block diagram showing a fly away terminal for satellite data communication using a TPC scheme according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a simplified diagram for describing the antenna illustrated in FIG. 1.
3 is a view illustrating a dual offset Gregorian type reflector antenna according to the present invention.
4 is a view illustrating a feeding horn, a polarizer and an orthogonal mode converter according to the present invention.
5 is a block diagram illustrating a transmitter according to the present invention.
6 is a block diagram illustrating a receiver according to the present invention.
7 is a block diagram illustrating a configuration of a transmitter of a modem according to the present invention.
8 is a block diagram illustrating a configuration of a receiver of a modem according to the present invention.
9 to 11 are diagrams showing simulation results of each TPC modulation method of a fly away terminal for satellite data communication using a TPC method according to an embodiment of the present invention.
12 is a diagram illustrating a test configuration for measuring the performance of a fly away terminal for satellite data communication using a TPC method according to an embodiment of the present invention.
13 is a view showing a measurement result of a transmitting and receiving antenna of a fly away terminal for satellite data communication using a TPC method according to an embodiment of the present invention.
14 is a view showing a transmission output result of a fly away terminal for satellite data communication using a TPC method according to an embodiment of the present invention.
15 is a view showing a reception gain and a noise index measurement result of a fly away terminal for satellite data communication using a TPC method according to an embodiment of the present invention.
FIG. 16 is a view showing transmission / reception unnecessary wave measurement results of a flyaway terminal for satellite data communication using a TPC method according to an embodiment of the present invention.
18 and 19 are diagrams showing a result of measuring the performance of a modem unit of a fly away terminal for satellite data communication using a TPC method according to an embodiment of the present invention by a PTP BER test.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 발명의 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in various different forms, and only the embodiments of the present invention make the disclosure of the present invention complete, and the scope of the invention to those skilled in the art It is provided to inform you completely. The same reference numerals in the drawings refer to the same elements.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 TPC(Turbo-Product Code) 방식을 이용한 위성 데이터 통신용 플라이 어웨이 단말기의 구성을 설명하기 위해 간략하게 도시한 블록도이다. 1 is a block diagram briefly illustrating a configuration of a fly away terminal for satellite data communication using a Turbo-Product Code (TPC) method according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 위성 데이터 통신용 플라이 어웨이 단말기는 정지궤도 위성과 통신이 가능한 위성 데이터 통신용 지상(지구국) 단말기로서, 안테나(1)를 통해 정지위성과 통신하는 송수신부(10)와 모뎀(20)을 포함한다. Referring to FIG. 1, a fly away terminal for satellite data communication according to an embodiment of the present invention is a terrestrial (earth station) terminal for satellite data communication capable of communicating with a geostationary satellite, and a transmitting and receiving unit communicating with a stationary satellite through the antenna 1 (10) and a modem (20).
도 2는 도 1에 도시된 안테나를 설명하기 위해 간략하게 도시한 도면이다. FIG. 2 is a diagram briefly illustrated to describe the antenna illustrated in FIG. 1.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 안테나(1)는 운반용 위성 단말 안테나로서, 위성으로부터 Ka 대역 신호(수신 신호)를 수신하여 수신부(12)로 보내고, 송신부(11)로부터 Ka 대역 신호(송신 신호)를 받아 위성을 향하여 방사시키는 장치이다. Referring to FIG. 2, the
이러한 안테나(1)는 이중 편파 급전혼 구조로 이루어져 원형 편파는 LHCP와 RHCP로, 선형 직선파에는 수직편파와 수평편파로 동일 주파수를 이중 사용하는 방식으로 송수신이 가능하게 한다. 예를 들어, 고이득을 갖는 작은 부피의 이중 옵셋 그레고리안(dual-offset gregorian) 타입의 반사판(1a, 1b)과, 코러게이트(corrugated) 급전혼(1c)과, 원형 편파 생성을 위한 주름형 편파기(1d)와, 송수신 신호를 분리하는 직교 모드 변환기(orthomode transducer, OMT)(1e)를 포함한다.The
이와 같이, 본 발명에 따른 안테나(1)는 높은 이득을 갖기 때문에 송신부(11)의 출력이 작더라도 인접 위성에 영향을 줄 수 있다. 이에 따라, ITU-R과 MIL-STD-188-164A에서는 안테나의 전기적 크기 별로 안테나의 이득 패턴이 일정 값 이하가 되도록 설계하도록 권고하고 있으며, 이를 참조하여 하기의 [표 1]과 같이 설계하였다. In this way, the
Antennal Gain
Antennal Gain
편파특성
Polarization characteristics
도 3은 본 발명에 따른 이중 옵셋 그레고리안 타입의 반사판 안테나를 설명하기 위해 도시한 도면이다. 3 is a view illustrating a dual offset Gregorian type reflector antenna according to the present invention.
본 발명에 따른 반사판(1a, 1b)은 도 3과 같이, 소형화를 위해 타원형 이중 옵셋 그레고리안 타입이 반사판 안테나 구조를 적용하였다. 일반적인 파라볼라 안테나의 경우 초점 거리에 의해 부피가 커지는 단점이 있으나, 본 발명에 따른 안테나(1)는 이중 반사판 구조, 즉 이중 옵셋 그레고리안 타입의 반사판을 적용함에 따라 일반 파라볼라 안테나에 비해 전체적인 안테나 높이를 낮출 수 있는 장점이 있다. 3, the elliptical double offset Gregorian type reflector antenna structure is applied to the
반사판(1a, 1b)의 설계는 주 반사판(1a)의 개구면적 및 지름을 구하고, 이를 이용하여 부 반사판(1b)의 크기, 급전혼(1c)의 조사각, 급전혼(1c)의 회전각, 축 회전각 등을 이용하여 결정한다. 예를 들어, 주 반사판(1a)의 유효 개구면 면적(D)은 하기 [수학식 1]에 의해 결정되며, 개구면 효율() 50%를 기준으로 송신이득 44.0dBi, 수신이득 41.5dBi를 만족하도록 하기 위한 반사판 지름은 0.75m로 결정하였다. In the design of the reflecting
일례로, 본 발명에서는 위성 데이터 통신용 플라이 어웨이 단말기의 본체에 안테나(1)가 장착될 수 있도록 길이 619.13mm, 부 반사판(1b)의 크기 185mm, 급전혼(1c)의 조사각 37°, 축회전각 β는 53.207°, 급전혼(1c)의 회전각 α는 77.206°로 하였다. For example, in the present invention, the length of the
도 4는 본 발명에 따른 급전혼, 편파기 및 직교 모드 변환기를 설명하기 위해 도시한 도면들로서, (a)는 급전혼, (b)는 편파기, (c)는 직교 모드 변환기를 도시하였다. 4 is a view illustrating a feed horn, a polarizer and an orthogonal mode converter according to the present invention, (a) is a feed horn, (b) is a polarizer, and (c) is an orthogonal mode converter.
도 4의 (a)와 같이, 본 발명에 따른 급전혼(1c)은 반사판 안테나의 이득과 ITU-R 및 MIL-STD-188-164A에서 권고한 방사패턴 요구 조건을 만족시키기 위하여 광대역에서 원형 대칭의 낮은 부엽 특성을 갖는 코러게이트 타입 급전혼을 적용하였다. As shown in Fig. 4 (a), the feeding
본 발명에 따른 급전혼(1c)에 적용된 코러게이트 타입 급전혼은 입력 도파관에 여기되는 TE11모드를 급전혼 내부 테이퍼(taper) 각에 의하여 TM11모드를 생성하고, 내부 코러게이트의 너비와 깊이, 그리고 간격에 의하여 TE10모드 등 다양한 모드를 추가 생성하여 개구면에서 HE11모드를 구현시키게 된다. HE11모드는 개구면에서 전방향으로 신호를 고르게 분포하는 특성을 갖는다. 이는 대기중으로 전파를 방사하여 원형대칭의 방사패턴과 낮은 부엽, 높은 교차편파 분리도 특성을 구현하게 한다. The corrugated type feed horn applied to the
도 4의 (b)와 같이, 본 발명에 따른 편파기(1d)는 위성 데이터 통신용 플라이 어웨이 단말기의 송신 LHCP 및 수신 RHCP 생성과, MIL 규격의 송수신 축비 성능을 만족시키기 위하여 광대역에서 축비 성능이 우수한 주름형 편파기를 적용하였다. As shown in (b) of FIG. 4, the
상기 주름형 편파기는 입력포트에 선형편파 인가 시 출력포트에 원형편파를 생성하는 부품으로서, 원형편파의 생성원리는 사각 도파관 광벽에 주름진 홈을 만들어 입력포트에 인가된 선형신호를 수직편파와 수평편파로 나누고, 편파 간 크기차는 0dB, 위상차는 90°에 가깝게 하여 송신대역 좌현편파와 수신대역 우현편파를 생성 시키는 장치이다. The pleated polarizer is a component that generates circular polarization in the output port when linear polarization is applied to the input port. The principle of the circular polarization is to create a corrugated groove in the square waveguide light wall to generate a linear polarization and horizontal polarization applied to the input port. It is divided by, and the size difference between polarizations is 0dB and the phase difference is close to 90 °, which is a device that generates left-handed and right-handed polarized waves in the transmission band.
일례로, 본 발명에 따른 편파기(1d)에 적용된 주름형 편파기는 MIL-STD-188-164A를 만족시키기 위하여 축비 1.5dB이하, 정재파비 2.0:1 이하가 되도록 설계하였다.For example, the pleated polarizer applied to the
도 4의 (c)와 같이, 본 발명에 따른 직교 모드 변환기(1e)는 위성 데이터 통신용 플라이 어웨이 단말기의 Ka 대역 위성 송수신 신호를 분리하는 것으로, 편파기(1d)와 연결되어 수직 및 수평편파가 공존하는 원형 도파관의 수직방향에 WR-28 사각 도파관과 수평방향에 WR-42 사각 도파관을 삽입하여 송수신호를 분리한다. 이때, 원형 도파관 타입의 공용포트는 Ka 대역의 송수신 대역 모두를 통과할 수 있는 크기로 설계하고 송수신 포트는 각 송신신호와 수신신호만 전파가 전달되도록 하였다. 일례로, 송신, 수신 및 공용 포트는 계단형 임피던스 정합 구조와 결합 슬롯을 이용하여 정재파비가 1.5:1 이하, 송수신 신호 분리도 -25dB이하가 되도록 설계하였다.As shown in (c) of FIG. 4, the
도 1과 같이, 본 발명에 따른 송수신부(10)는 송신부(11)와 수신부(12)를 포함한다. As shown in FIG. 1, the transmission /
도 5는 본 발명에 따른 송신부를 설명하기 위해 도시한 블록도이다. 5 is a block diagram illustrating a transmitter according to the present invention.
도 1 및 도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 송수신부(10)는 모뎀(20)으로부터 중간 주파수 출력을 입력받아 Ka 대역(Ka-band)으로 주파수를 상향 변환 후 이중 평형(double-balanced) 구조의 pHEMT(pseudomorphic High Electron Mobility Transistor) MMIC(Monolithic Microwave Integrated Circuit)를 이용하여 고출력 증폭을 통해 안테나(1)로 신호를 송신하는 송신부(11)와, 안테나(1)로부터 수신된 Ka 대역 신호를 저잡음 증폭 및 하향 주파수 변환하여 모뎀(20)으로 전송하는 수신부(12)를 포함한다. 1 and 5, the
도 5와 같이, 송신부(11)는 모뎀(20)으로부터 중간 주파수 출력을 입력받아 Ka 대역(Ka-band)으로 주파수를 상향 변환하는 상향 주파수 변환부(111)와, 상향 주파수 변환부(111)에서 상향 변환된 주파수를 이중 평형 구조의 pHEMT MMIC를 이용하여 고출력으로 증폭시켜 안테나(1)로 전송하는 고출력 증폭부(112)를 포함한다. As shown in FIG. 5, the
상향 주파수 변환부(111)는 중간 주파수를 Ka 대역으로 상향 변환하는 것으로, 신호 레벨 증폭과 출력 레벨 조절 기능을 갖는다. 이러한 상향 주파수 변환부(111)는 주파수 변환에 필요한 로컬(local)신호를 생성하는 주파수 합성부(111a)와, 모뎀(20)의 송신부(21)에서 출력되는 중간 주파수 신호와 주파수 합성부(111a)의 로컬신호를 합성하여 Ka 대역의 신호를 생성하는 주파수 변환부(111b)를 포함한다. The up-
예를 들어, 주파수 합성부(111a)는 10MHz 기준(reference)신호와 PLL(Phase Lock Loop)를 이용하여 Ka-대역 주파수 변환에 필요한 신호를 생성한 후 마이크로-스트립 저대역 필터(micro-strip LPF)를 거쳐 하모닉(harmonic)을 제거한 다음, 주파수 변환부(111b)의 믹서로 입력한다. 주파수 변환부(111b)는 중간 주파수 신호와 주파수 합성부(111a)의 로컬 주파수 신호를 합성하여 Ka 대역의 신호를 생성하여 출력한다. For example, the
고출력 증폭부(112)는 고출력 증폭기(Power Amplifier, PA), 드라이브 증폭기(Drive-Amplifier, DA), 저대역 필터(LPF) 및 서큘레이터(circulator)를 포함한다. The
고출력 증폭기(PA)는 직렬구조로만 사용 가능하여 가용성과 선형성이 떨어지고, 높은 소모 전력과 대형 구조를 갖는 일반적인 TWTA(Traviling Wave Tube Amplifier) 구조 대신에 소형 경량화의 장점을 갖는 병렬구조의 pHEMT(pseudomorphic High Electron Mobility Transistor) MMIC(Monolithic Microwave Integrated Circuit)를 이용한 SSPA(Solid-State Power Amplifier)를 적용한다.High power amplifier (PA) can be used only in series structure, so it has low availability and linearity, and instead of the typical TWTA (Traviling Wave Tube Amplifier) structure, which has a high power consumption and large structure, it has a parallel structure, pHEMT (pseudomorphic High), which has the advantage of small and light weight. SSPA (Solid-State Power Amplifier) using Electron Mobility Transistor (MMIC) monolithic microwave integrated circuit is applied.
드라이브 증폭기(DA)는 선형성을 확보하기 위해 고출력 증폭기(PA)의 소자 전단에 설치된다. 예를 들어, 저전력 고이득(18dB) 특성을 갖는 드라이브 증폭기를 사용한다.The drive amplifier DA is installed in front of the element of the high power amplifier PA to ensure linearity. For example, a drive amplifier with low power and high gain (18dB) characteristics is used.
저대역 필터(LPF)는 고출력 증폭기(PA)의 후단에 설치되고, MIL-STD-188-164A의 VSWR(Voltage Standing Wave Ratio), 불요파 및 고조파 왜곡 억압 및 출력 평탄도의 규격을 만족시키기 위해 PBG(Photonic Band-Gap) 구조의 하모닉 LPF를 사용한다. The low-pass filter (LPF) is installed at the rear end of the high-power amplifier (PA), to meet the specifications of MIL-STD-188-164A voltage standing wave ratio (VSWR), suppression of unwanted and harmonic distortion, and output flatness. PBG (Photonic Band-Gap) structured harmonic LPF is used.
도 6은 본 발명에 따른 수신부를 설명하기 위해 도시한 블록도이다. 6 is a block diagram illustrating a receiver according to the present invention.
도 1 및 도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 수신부(12)는 안테나(1)로부터 수신된 Ka 대역 신호를 저잡음 증폭 및 하향 주파수 변환하여 모뎀(20)으로 출력한다. 1 and 6, the receiving
이러한 수신부(12)는 안테나(1)로부터 수신된 Ka 대역 신호를 수신하는 동조 라디오 주파수 수신기(Tuned Radio Frequency, TRF)(121)와, 수신기(121)를 통해 수신된 Ka 대역 신호를 저잡음 증폭 및 하향 주파수 변환하여 모뎀(20)을 출력하는 저잡음 하향 주파수 변환부(Low Noise Block Down coverter, LNB)(122)를 포함한다. The receiving
저잡음 하향 주파수 변환부(122)는 동조 라디오 주파수 수신기(121)로 수신된 Ka 대역 신호를 저잡음 증폭하는 저잡음 증폭부(122a)와, 저잡음 증폭부(122a)를 통해 수신된 Ka 대역 신호를 중간 주파수(intermediate frequency, IF)로 하향 변환시키는 주파수 변환부(122b)와, 주파수 변환부(122b)에서 Ka 대역의 주파수 변환에 필요한 신호를 생성하는 것으로 주파수 더블러(doubler)를 이용하여 생성된 주파수의 2배에 해당하는 로컬 주파수 신호를 생성하는 주파수 합성부(122c)를 포함한다. The low-noise
주파수 합성부(122c)는 일례로 높은 안정도 및 낮은 위상 잡음 특성을 갖는 루비듐 클럭을 이용하여 10MHz 기준신호를 생성하였고, PLL을 이용하여 주파수 변환에 필요한 신호를 생성한 후 주파수 더블러를 이용하여 로컬 주파수 신호를 생성한다. The
본 발명에 따른 송수신부(10)의 주요 목표 설계 사양은 MIL-STD-165A를 고려하여 하기 [표 2]와 같이 설계한다. The main target design specification of the transmitting and receiving
-75dBc @ 1kHz
-85dBc @ 10kHz
-95dBc @ 100kHz
-95dBc @ 1MHz-65dBc @ 100Hz
-75dBc @ 1kHz
-85dBc @ 10kHz
-95dBc @ 100kHz
-95dBc @ 1MHz
도 1과 같이, 모뎀(20)은 일례로 이더넷 포트를 통해 패킷 데이터를 받아 채널 상황에 맞게 변복조하여 전송하는 장비로서, 송신부(21)와 수신부(22)를 포함한다. As shown in FIG. 1, the
도 7은 본 발명에 따른 송신부의 구성을 설명하기 위해 도시한 블록도이다. 7 is a block diagram illustrating a configuration of a transmitter according to the present invention.
도 1 및 도 7을 참조하면, 송신부(21)는 송신 신호를 블럭 단위로 입력받아 순방향 오류 정정 부호 중 하나인 TPC(Turbo Product Code)를 이용하여 부호화하는 부호화부(211)와, 부호화부(211)에서 부호화된 송신 신호를 변조하는 변조부(212)와, 변조부(212)에서 변조된 송신 신호를 RRC(Root Raised Cosine) 필터를 이용하여 정합하는 제1 필터부(213)와, CIC(Cascaded Integrator Comb) 필터를 이용하여 제1 필터부(213)의 출력 신호의 샘플링 주파수를 증가시키는 업 샘플링부(214)와, 업 샘플링부(214)의 출력 신호와 NCO(Numerically Controlled Ocsillator)(215)로부터 제공되는 주파수를 혼합하여 중간 주파수 신호 대역으로 변환하는 제1 혼합부(216)와, 제1 혼합부(216)로부터 출력되는 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하여 송수신부(10)로 출력하는 디지털/아날로그(D/A) 컨버터(217)를 포함한다.1 and 7, the
부호화부(211)는 순방향 오류 정정 부호(Forward Error Correction code, FEC)(이하, FEC라 함) 중 하나인 TPC(Turbo Product Code, 터보 곱셈부호)를 사용하여 송신 신호에 다른 단말기의 수신부에서 오류 검출 및 교정을 위해 코드를 부호화한다. The
TPC는 DVD-S2 표준에 사용된 LDPC(Low Density Parity Check) 코드와 비교하여 성능은 비슷하지만, 코드 레이트(code rate)를 유연하게 변경 가능한 구조를 갖고 있다. 그 대신에 LDPC에 비해 복잡도가 높은데, FEC를 TPC로 교체함으로써 발생하는 복잡도 문제는 Comtech AHA사의 TPC IC를 이용하여 FPGA 로직 사용량을 절감하였다. TPC has similar performance to LDPC (Low Density Parity Check) code used in the DVD-S2 standard, but has a structure that can flexibly change the code rate. Instead, the complexity is higher than that of LDPC, but the complexity problem caused by replacing FEC with TPC is reduced by using FPGA logic of Comtech AHA's TPC IC.
FEC는 채널 코팅 방법 중에 하나로, 채널코딩이란 디지털 형태의 오디오 신호를 전송로에 적합하게 변환하여 오류를 검출 및 교정하는 방법으로서, 위성 채널의 경우 오류를 검출하여 송신측에 재송신 요청을 하고 재수신 하기에 지연시간이 커지기 때문에 수신된 신호를 이용하여 검출과 교정을 동시에 진행하기 위해 사용한다. FEC is one of the channel coating methods. Channel coding is a method of detecting and correcting errors by converting a digital audio signal appropriately to a transmission path. In the case of a satellite channel, it detects an error and requests a retransmission to the transmitting side, and then receives it again Since the delay time increases, the received signal is used to simultaneously perform detection and calibration.
본 발명에서 부호화부(211)는 전술한 바와 같이, FEC 중 하나로 TPC를 사용한다. As described above, the
TPC는 블록 사이즈의 가변이 용이하여 부호화율(code rate) 가변도 용이하다. 또한 부호화율의 가변이 용이하면 자연스럽게 전송 속도 또한 가변이 용이하다. TPC is easy to vary the block size, so it is easy to vary the code rate. In addition, if the coding rate is easily variable, the transmission rate is naturally also variable.
참고로, 부호화율은 두 데이터 간의 비율을 의미하고, 부호화율이 작을 수록 일반적으로 검출 및 교정 성능이 우수한 반면, 데이터 전송 속도는 낮아지는게 특징이다. For reference, the coding rate means a ratio between two data, and the smaller the coding rate is, the better the detection and correction performance is in general, while the data transmission rate is lowered.
TPC의 블록 사이즈를 가변하는 방식을 일례로 간략하게 설명하면 다음과 같다.The method of varying the block size of the TPC will be briefly described as an example.
종래에서 FEC에 적용된 LDPC 코드의 경우에는 블록 사이즈가 64k, 16k 정도로 제한된 것에 비해 TPC의 코드는 최대 16k 까지 가능하지만 가변이 용이한 이점이 있다. In the case of the LDPC code applied to the FEC in the related art, the TPC code can be up to 16k, while the block size is limited to about 64k and 16k, but there is an advantage of easy variability.
TPC에서는 2가지 모드를 지원하고, 각 모드에서 가변 가능한 범위는 하기 [표 3]과 같다.TPC supports two modes, and the variable range in each mode is as shown in [Table 3].
예를 들어, 2차원(2-dimensional) 코드블럭을 '(32,26)×(32,26)'으로 구성하면, '(1024,676)' 코드가 구성되고, 3차원 코드블럭을 '(64,57)×(16,15)×(16,15)'으로 구성하면, '(16384,12825)' 코드를 구성할 수 있다. 이외에도, 단축화 코드(shortened code) 구성도 가능하다. X축, Y축, Z축의 세 축, 비트(bit), 3차원 코드의 첫번째 면(plane)의 열(row)을 조합하여 부호화율을 가변시킬 수 있다. For example, if a 2-dimensional code block is configured as' (32,26) × (32,26) ', a' (1024,676) 'code is constructed, and a 3-dimensional code block is' ( 64,57) × (16,15) × (16,15) ', the' (16384,12825) 'code can be constructed. In addition, a shortened code configuration is possible. The coding rate can be varied by combining the three axes of the X-axis, Y-axis, and Z-axis, bits, and rows of the first plane of the 3D code.
일례로, 2차원 코드블럭인 '(32,26)×(32,26)=(1024,676)' 코드를 기본으로 가변방법을 간략하게 설명하면, 먼저 X축에서 '5', Y축에서 '4' 만큼 축소하면, '(32-5,26-5)×(32-4,26-4)=(27,21)×(28,22)=(756,462)' 코드를 만들 수 있다. 그리고, 여기에 비트를 6 비트만큼 축소하면 '(756-6,462-6)=(750,456)' 코드를 만들 수 있다. For example, briefly explaining the variable method based on the code of '(32,26) × (32,26) = (1024,676)', which is a two-dimensional code block, first, '5' on the X axis and Y axis If you reduce it by '4', you can create the code '(32-5,26-5) × (32-4,26-4) = (27,21) × (28,22) = (756,462)'. And, if the bit is reduced by 6 bits, a code of '(756-6,462-6) = (750,456)' can be created.
다른 예로, 2차원 코드블럭의 가변과 마찬가지로 3차원 코드블럭인 '(32,26)×(32,26)×(4,3)=(4096,2028)' 코드를 기반으로, X축에서 '6', Y축에서 '7' 만큼 축소하면, '(32-6,26-6)×(32-7,26-7)×(4,3)=(26,20)×(25,19)×(4,3)=(2560,1100)' 코드를 만들 수 있다. 그리고, 3차원 코드블럭에서 첫번째 면의 열을 '2' 만큼 축소하면, (2600-40, 1140-40)=(2560,1100)' 코드를 만들 수 있다. As another example, based on the code of '(32,26) × (32,26) × (4,3) = (4096,2028)', which is a 3D code block, like the variable of a 2D code block, in the X axis, If it is reduced by '7' on the 6 'and Y axis,' (32-6,26-6) × (32-7,26-7) × (4,3) = (26,20) × (25,19 ) × (4,3) = (2560,1100) 'code. And, if the column of the first side is reduced by '2' in the 3D code block, the code (2600-40, 1140-40) = (2560,1100) 'can be created.
이와 같이, 본 발명에서는 부호화부(211)를 기존에 적용된 LDPC 대신에 TPC를 사용함에 따라 블록 사이즈를 LDPC에 비해 가변하기 쉽다. 이에 따라 부호화율의 가변이 비교적 용이하고, 부호화율의 가변이 용이하면 전송속도 또한 가변이 용이하다. As described above, according to the present invention, as the
변조부(212)는 도 7과 같이, 오류가 정정된 송신 데이터, 즉 디지털 데이터를 수신측에서 구별하기 위해 좋은 형태의 신호로 변환하여 제1 필터부(213)로 출력한다. As shown in FIG. 7, the
변조부(212)에 사용되는 위상 편이 변조(Phase Shift Keying, PSK) 방법으로는 Binary-PSK(BPSK), Quardrature-PSK(QPSK), 8PSK 및 16APSK 까지 지원이 가능하다. The phase shift keying (PSK) method used in the
참고로, Binary-PSK(BPSK)는 송수신측에서 디지털 데이터 '1'과 '0'의 구분은 신호의 위상에 실어 보내 구별하는 방법으로서, 예를 들면, 'Cos(wt+0°), Cos(wt+180°)'의 신호를 각각 '0'과 '1'에 할당하여 송수신한다. Quardrature-PSK(QPSK)는 '00, 01, 11, 10'의 4가지 종류로 구분하고 한번에 2비트를 보낼 수 있다. For reference, Binary-PSK (BPSK) is a method of distinguishing digital data '1' and '0' by sending and receiving on the phase of the signal, and for example, 'Cos (wt + 0 °), Cos (wt + 180 °) 'is assigned to' 0 'and' 1 ', respectively, to transmit and receive. Quardrature-PSK (QPSK) is divided into four types of '00, 01, 11, and 10 'and can send 2 bits at a time.
변조부(212)에서 변조된 신호는 제1 필터부(213)로 전송된다. 제1 필터부(213)는 정합 필터(matched filter)로서, 원본신호를 알고 있을 때 수신된 신호에서 어느 부분이 원본신호인지 찾아낼 수 있도록 하기 위해 사용한다. 즉, 수신단에서 신호를 수신할 때 손실없이 수신하도록 송신단에서 사용한 것과 동일한 필터를 사용한다. The signal modulated by the
제1 필터부(213)는 일례로 송신단과 수신단에서 통과시킨 필터 특성이 우수하도록 기본 8배 오버샘플링에 128 탭(tap) RRC(Root Raised Cosine) 필터를 사용하였다. The
도 7과 같이, 제1 필터부(213)를 통과한 신호는 업 샘플링부(213)로 전송되어 대역폭이 조정된다. As shown in FIG. 7, the signal that has passed through the
업 샘플링부(214)는 보간으로, 도 7과 같이, 송신하고자 하는 신호보다 빠른 샘플링 주파수로 샘플링한 후 샘플링된 불연속적인 신호를 연속적인 신호로 재현한다. The up-
이러한 업 샘플링부(214)는 일례로 CIC(CascadedIntegrator Comb) 필터를 이용하여 필터부(213)를 통과한 신호를 송신하고자 하는 신호보다 빠른 샘플링 주파수로 샘플링한 후 샘플링된 불연속적인 신호를 연속적인 신호로 재현한다. 이때, 샘플링하는 주파수와, 원 신호의 주파수의 차이가 클수록 신호의 대역폭은 작아지게 된다. The up-
디지털/아날로그 컨버터(217)는 업 샘플링부(213)를 통해 상향 샘플링된 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하여 송수신기(10)의 송신부(11)로 전송한다. 이때, 디지털/아날로그 컨버터(217)는 일례로 해상도 14-bit, SFDR(Spurious-free Dynamic Range) 80dBc를 만족하는 부품을 사용하였고, 250MHz 클럭으로 샘플링하였다. The digital /
도 8은 본 발명에 따른 송신부의 구성을 설명하기 위해 도시한 블록도이다. 8 is a block diagram illustrating a configuration of a transmitter according to the present invention.
도 1 및 도 8을 참조하면, 송신부(22)는 송수신부(10)로부터 수신된 수신 신호를 입력받고 입력된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그/디지털(A/D) 컨버터(221)와, 아날로그/디지털 컨버터(221)에서 출력된 신호에 NCO(Numerically Controlled Ocsillator)(222)의 주파수를 혼합하여 중간 주파수 대역의 신호를 베이스밴드의 신호로 낮춰 변환하는 제2 혼합부(223)와, 제2 혼합부(223)에서 출력된 신호를 CIC(Cascaded Integrator Comb) 필터를 이용하여 샘플링 주파수를 낮추는 다운 샘플링부(224)와, RRC(Root Raised Cosine) 필터를 이용하여 다운 샘플링부(224)에서 출력된 신호를 정합하는 제2 필터부(225)와, 제2 필터부(225)에서 출력된 신호를 복조하는 복조부(226)와, 복조부)226)에서 출력된 신호에 포함된 오류를 TPC를 이용하여 오류를 검출 및 정정하는 복호화부(227)를 포함한다.1 and 8, the
제2 혼합부(223)는 아날로그/디지털 컨버터(221)에서 수신된 신호를 NCO(222)에서 생성된 주파수를 이용하여 중간 주파수(IF)를 베이스밴드 신호로 하향시켜 출력한다. The
모뎀(20)과 송수신기(10) 간의 신호 처리는 중간 주파수(IF) 대역으로 주파수를 상향시켜 수행하고, 모뎀(20)에서 신호 처리는 베이스밴드로 주파수를 하향시켜 처리함에 따라 혼합부(223)를 통해 중간 주파수를 베이스밴드 신호로 하향시킨다. The signal processing between the
다운 샘플링부(224)는 송신부(21)의 업 샘플링부(214)에서 사용된 CIC 필터를 이용하여 송신부(21)의 업 샘플링부(214)에서 상향된 주파수를 원 신호로 하향시킨다. The down-
제2 필터부(225)는 다운 샘플링부(224)에서 출력된 신호를 RRC 필터를 이용하여 필요없는 대역의 신호를 걸러낸다. The
복조부(226)는 제2 필터부(225)로부터 출력된 신호를 원 신호로 복조하는 것으로, 송신부(21)의 변조부(212)에서 변조된 신호를 원래의 신호로 복조하여 출력한다.The
도 8과 같이, 복호화부(227)는 송신부(21)의 부호화부(211)와 마찬가지로 TPC를 이용하여 복조부(226)로부터 출력된 신호에서 오류를 검출하여 교정하여 출력한다. As shown in FIG. 8, the
도 9 내지 도 11은 본 발명의 실시예에 따른 TPC 방식을 이용한 위성 데이터 통신용 플라이 어웨이 단말기의 각 TPC 변조방식(BPSK/QPSK, TPC 8PSK, TPC 16QAM)에 따른 시뮬레이션 결과로서, 다양한 부호화율 중 플라이 어웨이 단말기 설계에 사용된 '0.324, 0.444, 0.611, 0.75, 0.876' 5개의 부호화율에서의 BER(Bit Error Rate)의 성능을 TPC IC 제작사에서 제공하는 성능분석 툴을 이용하여 시뮬레이션 하였다. 9 to 11 are simulation results according to each TPC modulation method (BPSK / QPSK, TPC 8PSK, TPC 16QAM) of a fly away terminal for satellite data communication using a TPC method according to an embodiment of the present invention, and fly among various coding rates The performance of BER (Bit Error Rate) at five code rates '0.324, 0.444, 0.611, 0.75, 0.876' used in the design of the away terminal was simulated using a performance analysis tool provided by TPC IC manufacturers.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 TPC 방식을 이용한 위성 데이터 통신용 플라이 어웨이 단말기의 성능을 측정하기 위한 시험 구성도를 도시한 도면으로서, 도 12와 같이, 'Fly-away TerminalⅠ'에서 송신된 신호를 'Fly-away Terminal Ⅱ'에서 수신하여 BER 미터를 이용하여 성능을 측정하며, 'Fly-away Terminal Ⅱ'에서 송신된 신호를 'Fly-away TerminalⅠ'에서 수신하여 BER 미터를 이용하여 성능을 측정하였다. 12 is a diagram showing a test configuration for measuring the performance of a flyaway terminal for satellite data communication using a TPC method according to an embodiment of the present invention, as shown in FIG. 12, a signal transmitted from 'Fly-away Terminal I' Received from 'Fly-away Terminal Ⅱ', measured performance using BER meter, and received from 'Fly-away Terminal Ⅱ', measured performance using BER meter Did.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 TPC 방식을 이용한 위성 데이터 통신용 플라이 어웨이 단말기의 송수신 안테나의 측정 결과를 나타낸 도면으로서, 도 13과 같이, 송신 안테나 이득은 45.7dBi(a)이고, 수신 안테나 이득은 42.0dBi(b)로 측정되었다. 13 is a view showing the measurement result of the transmit / receive antenna of the fly-away terminal for satellite data communication using the TPC method according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 13, the transmit antenna gain is 45.7 dBi (a) and the receive antenna gain Was measured to be 42.0 dBi (b).
도 14는 본 발명의 실시예에 따른 TPC 방식을 이용한 위성 데이터 통신용 플라이 어웨이 단말기의 송신 출력 결과를 나타내는 도면으로서, 도 14와 같이, 4W(36.45dBm) 이상으로 측정되었으며, 결국 4W 이상의 규격을 만족하는 것을 확인하였다. 14 is a diagram showing the transmission output result of a flyaway terminal for satellite data communication using a TPC method according to an embodiment of the present invention, as shown in FIG. 14, measured to 4W (36.45dBm) or more, and eventually meets 4W or more specifications Was confirmed.
도 15는 본 발명의 실시예에 따른 TPC 방식을 이용한 위성 데이터 통신용 플라이 어웨이 단말기의 수신 이득과 잡음지수 측정 결과를 나타낸 도면으로서, 도 15와 같이, 수신 이득은 운용 주파수 대역에서 규격 60dB 이상 만족하는 결과를 확인하였고, 운용 주파수 대역에서 잡음지수 규격 1.6dB 이하를 만족하는 것을 확인하였다. 15 is a view showing a reception gain and a noise index measurement result of a flyaway terminal for satellite data communication using a TPC method according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 15, the reception gain satisfies a specification of 60 dB or more in an operating frequency band. The results were confirmed, and it was confirmed that the noise index specification in the operating frequency band satisfies 1.6 dB or less.
도 16은 본 발명의 실시예에 따른 TPC 방식을 이용한 위성 데이터 통신용 플라이 어웨이 단말기의 송수신 불요파 측정 결과를 나타내는 도면으로서, 도 16과 같이, 규격 60dBc 이하를 만족하는 것을 확인하였다. FIG. 16 is a diagram showing transmission / reception unwanted wave measurement results of a flyaway terminal for satellite data communication using a TPC method according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 16, it was confirmed that the specification satisfies 60 dBc or less.
도 17은 본 발명의 실시예에 따른 TPC 방식을 이용한 위성 데이터 통신용 플라이 어웨이 단말기의 송수신 위상 잡음 측정 결과를 나타내는 도면으로서, 도 17과 같이, 규격을 충족함을 확인하였다. FIG. 17 is a diagram showing the results of measurement of transmit / receive phase noise of a fly away terminal for satellite data communication using a TPC method according to an embodiment of the present invention, and as shown in FIG. 17, it was confirmed that the specification was satisfied.
도 18 및 도 19는 본 발명의 실시예에 따른 TPC 방식을 이용한 위성 데이터 통신용 플라이 어웨이 단말기의 모뎀부 성능을 PTP BER 테스트로 측정한 결과들로서, 채널 환경 및 신호대잡음비(SNR) 조정, 측정의 어려움으로 1dB 단위로 가변해 가며 에러프리(BER 10-7 이하) 신호대잡음비를 측정한 결과를 도 9 및 도 10에 표시하였다. 18 and 19 are results of measuring the modem unit performance of a fly away terminal for satellite data communication using a TPC method according to an embodiment of the present invention through a PTP BER test, and it is difficult to adjust and measure a channel environment and a signal-to-noise ratio (SNR). The results of measuring the error-free (BER 10-7 or less) signal-to-noise ratio while varying in units of 1 dB are shown in FIGS. 9 and 10.
본 발명의 실시예에 따른 TPC 방식을 이용한 위성 데이터 통신용 플라이 어웨이 단말기는 소형 경량화를 위해 주/부 반사판을 마그네슘 재질을 이용하여 무게를 최소화 하였다. 그리고, 모뎀부는 DVB-S2 기반의 설계에 트래픽 구간의 가변성을 높이기 위해 LDPC 코드 대신 TPC를 적용하여 설계하였으며, 복잡도 문제를 해결하기 위해 AHA사의 IC를 사용하여 실제 구현 로직양을 절약하였다. 다양한 대역폭을 선택 가능하도록 보간율(interpolation rate) 512까지 지원 가능한 CIC 필터를 적용하였다. In the flyaway terminal for satellite data communication using the TPC method according to an embodiment of the present invention, the weight of the main / sub reflector is made of magnesium to minimize the weight for miniaturization and weight reduction. In addition, the modem unit was designed by applying TPC instead of LDPC code to increase the variability of traffic section in DVB-S2 based design, and by using AHA IC to solve the complexity problem, the actual implementation logic amount was saved. A CIC filter that can support up to 512 interpolation rates was applied to select various bandwidths.
전체적으로, 실시예에 따른 TPC 방식을 이용한 위성 데이터 통신용 플라이 어웨이 단말기는 대역폭과 전송률의 가변성을 우선으로 하는 설계를 진행하였고 시험 결과, 시뮬레이션한 TPC 코덱 성능보다 Eb/No 기준 약 2~ 3dB 낮은 성능을 확인할 수 있었다. 하기 [표 4]와 같이 시험 결과를 통해 목표 사양을 초과 충족하는 것을 확인할 수 있다. Overall, the flyaway terminal for satellite data communication using the TPC method according to the embodiment has been designed with priority on the variability of bandwidth and transmission rate, and as a result of the test, the performance is about 2 ~ 3dB lower than the simulated TPC codec performance based on Eb / No. I could confirm. As shown in [Table 4], it can be confirmed that the target specification was exceeded through the test results.
-75dBc @ 1kHz
-85dBc @ 10kHz
-95dBc @ 100kHz
-95dBc @ 1MHz-65dBc @ 100Hz
-75dBc @ 1kHz
-85dBc @ 10kHz
-95dBc @ 100kHz
-95dBc @ 1MHz
-81.42dBc @ 1kHz
-93.57dBc @ 10kHz
-97.57dBc @ 100kHz
-103.24dBc @ 1MHz-66.64dBc @ 100Hz
-81.42dBc @ 1kHz
-93.57dBc @ 10kHz
-97.57dBc @ 100kHz
-103.24dBc @ 1MHz
QPSK, 8PSK, 16APSK
상기에서, 본 발명의 바람직한 실시 예가 특정 용어들을 사용하여 설명 및 도시되었지만 그러한 용어는 오로지 본 발명을 명확하게 설명하기 위한 것일 뿐이며, 본 발명의 실시 예 및 기술된 용어는 다음의 청구범위의 기술적 사상 및 범위로부터 이탈되지 않고서 여러 가지 변경 및 변화가 가해질 수 있는 것은 자명한 일이다. 이와 같이 변형된 실시 예들은 본 발명의 사상 및 범위로부터 개별적으로 이해되어져서는 안 되며, 본 발명의 청구범위 안에 속한다고 해야 할 것이다.In the above, although preferred embodiments of the present invention have been described and illustrated using specific terms, such terms are only intended to clearly describe the present invention, and embodiments and described terms of the present invention are the technical spirit of the following claims. And it is obvious that various changes and changes can be made without deviating from the scope. Such modified embodiments should not be understood individually from the spirit and scope of the present invention and should be said to fall within the scope of the claims of the present invention.
1 : 안테나 1a, 1b : 반사판
1c : 급전혼 1d : 주름형 편파기
1e : 직교 모드 변환기 10 : 송수신부
11 : 송신부 111 : 상향 주파수 변환부
111a : 주파수 합성부 111b : 주파수 변환부
112 : 고출력 증폭부 12 : 수신부
121 : 동조 라디오 주파수 수신기 122 : 저잡음 하향 주파수 변환부
122a : 저잡음 증폭부 122b : 주파수 변환부
122c : 주파수 합성부 20 : 모뎀
21 : 송신부 211 : 부호화부
212 : 변조부 213, 225 : 필터부
214 : 업 샘플링부(보간) 215, 222 : NCO
216, 223 : 혼합부 217 : 디지털/아날로그 컨버터
22 : 수신부 221 : 아날로그/디지털 컨버터
224 : 다운 샘플링부 226 : 복조부
227 : 복호화부1:
1c: Feeding
1e: orthogonal mode converter 10: transceiver
11: transmitter 111: up-frequency converter
111a:
112: high-power amplifier 12: receiver
121: tuned radio frequency receiver 122: low-noise down-frequency converter
122a: low-
122c: frequency synthesis section 20: modem
21: transmitting unit 211: coding unit
212:
214: upsampling unit (interpolation) 215, 222: NCO
216, 223: mixing unit 217: digital / analog converter
22: receiver 221: analog / digital converter
224: down-sampling unit 226: demodulation unit
227: decoding unit
Claims (10)
상기 부호화부에서 부호화된 송신 신호를 변조하는 변조부;
상기 변조부에서 변조된 송신 신호를 RRC(Root Raised Cosine) 필터를 이용하여 정합하는 제1 필터부;
CIC(Cascaded Integrator Comb) 필터를 이용하여 상기 제1 필터부의 출력 신호의 샘플링 주파수를 증가시키는 업 샘플링부;
상기 업 샘플링부의 출력 신호와 NCO(Numerically Controlled Ocsillator)로부터 제공되는 주파수를 혼합하여 중간 주파수 신호 대역으로 변환하는 제1 혼합부; 및
상기 제1 혼합부로부터 출력되는 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하여 위성과 통신하는 안테나와 연결된 송수신부로 출력하는 디지털/아날로그(D/A) 컨버터;를 포함하고,
상기 안테나는 고이득을 갖는 작은 부피의 이중 옵셋 그레고리안(dual-offset gregorian) 타입의 반사판과, 코러게이트(corrugated) 타입의 급전혼과, 원형 편파 생성을 위한 주름형 편파기와, 송수신 신호를 분리하는 직교 모드 변환기(orthomode transducer, OMT)를 포함하는 위성 데이터 통신용 플라이 어웨이 단말기용 모뎀.
An encoding unit that receives a transmission signal in block units and encodes it using a Turbo Product Code (TPC), one of forward error correction codes;
A modulator for modulating a transmission signal encoded by the encoder;
A first filter unit that matches the transmitted signal modulated by the modulation unit using a Root Raised Cosine (RRC) filter;
An up-sampling unit that increases a sampling frequency of an output signal of the first filter unit by using a CIC (Cascaded Integrator Comb) filter;
A first mixing unit mixing the output signal of the up-sampling unit and a frequency provided from a NCO (Numerically Controlled Ocsillator) and converting it into an intermediate frequency signal band; And
Includes a digital / analog (D / A) converter for converting the digital signal output from the first mixing unit to an analog signal and outputting it to a transmitting and receiving unit connected to an antenna for communicating with a satellite.
The antenna separates a high-gain, small-volume, dual-offset gregorian type reflector, a corrugated type feed horn, a pleated polarizer for generating circular polarization, and a transmit / receive signal. Modem for a fly away terminal for satellite data communication, including an orthomode transducer (OMT).
상기 아날로그/디지털 컨버터에서 출력된 신호에 NCO(Numerically Controlled Ocsillator)의 주파수를 혼합하여 중간 주파수 대역의 신호를 베이스밴드의 신호로 변환하는 제2 혼합부;
상기 제2 혼합부에서 출력된 신호를 CIC(Cascaded Integrator Comb) 필터를 이용하여 샘플링 주파수를 낮추는 다운 샘플링부;
RRC(Root Raised Cosine) 필터를 이용하여 다운 샘플링부에서 출력된 신호를 정합하는 제2 필터부;
상기 제2 필터부에서 출력된 신호를 복조하는 복조부; 및
상기 복조부에서 출력된 신호에 포함된 오류를 TPC(Turbo Product Code)를 이용하여 오류를 검출 및 정정하는 복호화부;를 포함하고,
상기 안테나는 고이득을 갖는 작은 부피의 이중 옵셋 그레고리안(dual-offset gregorian) 타입의 반사판과, 코러게이트(corrugated) 타입의 급전혼과, 원형 편파 생성을 위한 주름형 편파기와, 송수신 신호를 분리하는 직교 모드 변환기(orthomode transducer, OMT)를 포함하는 위성 데이터 통신용 플라이 어웨이 단말기용 모뎀.
An analog / digital converter that converts a signal in the Ka band received from an antenna communicating with a satellite into a digital signal by receiving a received signal from a transceiver that converts low-noise amplification and down-frequency;
A second mixing unit which converts a signal in the intermediate frequency band into a baseband signal by mixing frequencies of NCO (Numerically Controlled Ocsillator) with a signal output from the analog / digital converter;
A down-sampling unit that lowers the sampling frequency of the signal output from the second mixing unit using a cascaded integral filter (CIC) filter;
A second filter unit that matches the signal output from the down-sampling unit using a Root Raised Cosine (RRC) filter;
A demodulator demodulating the signal output from the second filter unit; And
Includes a decoding unit that detects and corrects an error included in the signal output from the demodulator using a Turbo Product Code (TPC).
The antenna separates a high-gain, small-volume, dual-offset gregorian type reflector, a corrugated type feed horn, a pleated polarizer for generating circular polarization, and a transmit / receive signal. Modem for a fly away terminal for satellite data communication, including an orthomode transducer (OMT).
상기 송수신부로부터 수신 신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그/디지털 컨버터와, 상기 아날로그/디지털 컨버터에서 출력된 신호에 NCO(Numerically Controlled Ocsillator)의 주파수를 혼합하여 중간 주파수 대역의 신호를 베이스밴드의 신호로 변환하는 제2 혼합부와, 상기 제2 혼합부에서 출력된 신호를 CIC(Cascaded Integrator Comb) 필터를 이용하여 샘플링 주파수를 낮추는 다운 샘플링부와, RRC(Root Raised Cosine) 필터를 이용하여 상기 다운 샘플링부에서 출력된 신호를 정합하는 제2 필터부와, 상기 제2 필터부에서 출력된 신호를 복조하는 복조부와, 상기 복조부에서 출력된 신호에 포함된 오류를 TPC(Turbo Product Code)를 이용하여 오류를 검출 및 정정하는 복호화부를 포함하는 수신부;를 포함하고,
상기 안테나는 고이득을 갖는 작은 부피의 이중 옵셋 그레고리안(dual-offset gregorian) 타입의 반사판과, 코러게이트(corrugated) 타입의 급전혼과, 원형 편파 생성을 위한 주름형 편파기와, 송수신 신호를 분리하는 직교 모드 변환기(orthomode transducer, OMT)를 포함하는 위성 데이터 통신용 플라이 어웨이 단말기용 모뎀.
An encoding unit that receives a transmission signal in units of blocks and encodes it using a Turbo Product Code (TPC), one of forward error correction codes, and a modulation unit that modulates the transmission signal encoded by the encoding unit, and modulates the modulation unit A first filter unit that matches the transmitted signal using a Root Raised Cosine (RRC) filter, and an up-sampling unit that increases the sampling frequency of the output signal of the first filter unit using a Cascaded Integrator Comb (CIC) filter. A first mixing unit for mixing the output signal of the up-sampling unit and a frequency provided from a NCO (Numerically Controlled Ocsillator) and converting it into an intermediate frequency signal band, and a satellite by converting the digital signal output from the first mixing unit into an analog signal A transmission unit including a digital / analog (D / A) converter that outputs to a transmission / reception unit that transmits to an antenna communicating with the antenna; And
An analog / digital converter that converts the received signal from the transceiver to a digital signal, and the frequency of NCO (Numerically Controlled Ocsillator) mixed with the signal output from the analog / digital converter to convert the signal in the middle frequency band into a baseband signal. A second mixing unit to convert, a down-sampling unit to lower the sampling frequency using a CIC (Cascaded Integrator Comb) filter, and the down-sampling using a RRC (Root Raised Cosine) filter A second filter unit that matches the signal output from the unit, a demodulator that demodulates the signal output from the second filter unit, and an error included in the signal output from the demodulator using TPC (Turbo Product Code) Includes; receiving unit including a decoding unit for detecting and correcting errors by,
The antenna separates a high-gain, small-volume, dual-offset gregorian type reflector, a corrugated type feed horn, a pleated polarizer for generating circular polarization, and a transmit / receive signal. Modem for a fly away terminal for satellite data communication, including an orthomode transducer (OMT).
상기 송수신부는 상기 모뎀으로부터 중간 주파수 대역의 신호를 입력받아 Ka 대역으로 상향 변환 후 이중 평형 구조의 pHEMT(pseudomorphic High Electron Mobility Transistor) MMIC(Monolithic Microwave Integrated Circuit)를 이용하여 고출력 증폭을 통해 안테나로 송신하는 위성 데이터 통신용 플라이 어웨이 단말기용 모뎀.
The method according to any one of claims 1 to 3,
The transmitting and receiving unit receives a signal in the intermediate frequency band from the modem, converts it to the Ka band, and transmits it to the antenna through high-power amplification using a double balanced structure of pseudomorphic High Electron Mobility Transistor (pHEM) monolithic microwave integrated circuit (MMIC) Modem for a fly away terminal for satellite data communication.
상기 반사판은 마그네슘 재질로 이루어진 위성 데이터 통신용 플라이 어웨이 단말기용 모뎀.
The method according to any one of claims 1 to 3,
The reflector is a flyaway terminal modem for satellite data communication made of magnesium.
상기 송수신부는,
상기 모뎀으로부터 중간 주파수 출력을 입력받아 Ka 대역(Ka-band)으로 주파수를 상향 변환하는 상향 주파수 변환부; 및
상기 상향 주파수 변환부에서 상향 변환된 주파수를 이중 평형 구조의 pHEMT(pseudomorphic High Electron Mobility Transistor) MMIC(Monolithic Microwave Integrated Circuit)를 이용하여 고출력으로 증폭시켜 상기 안테나로 전송하는 고출력 증폭부;
를 포함하는 위성 데이터 통신용 플라이 어웨이 단말기용 모뎀.
The method according to any one of claims 1 to 3,
The transmitting and receiving unit,
An up-frequency converter that receives an intermediate frequency output from the modem and up-converts the frequency to a Ka-band; And
A high-power amplifying unit that amplifies and transmits the frequency up-converted by the up-frequency converter to a high power using a dual equilibrium structure, pHEMT (Pseudomorphic High Electron Mobility Transistor) MMIC (Monolithic Microwave Integrated Circuit);
Modem for a fly away terminal for satellite data communication that includes.
상기 상향 주파수 변환부는,
주파수 변환에 필요한 로컬신호를 생성하는 주파수 합성부;
상기 모뎀에서 출력되는 중간 주파수 신호와 상기 주파수 합성부의 로컬신호를 합성하여 Ka 대역의 신호를 생성하는 주파수 변환부;
를 포함하는 위성 데이터 통신용 플라이 어웨이 단말기용 모뎀.
The method of claim 7,
The uplink frequency conversion unit,
A frequency synthesizer generating a local signal necessary for frequency conversion;
A frequency converter configured to generate a Ka band signal by synthesizing the intermediate frequency signal output from the modem and the local signal of the frequency synthesizer;
Modem for a fly away terminal for satellite data communication that includes.
상기 송수신부는,
상기 안테나로부터 수신된 Ka 대역 신호를 수신하는 동조 라디오 주파수 수신기(Tuned Radio Frequency, TRF); 및
상기 동조 라디오 주파수 수신기를 통해 수신된 Ka 대역 신호를 저잡음 증폭 및 하향 주파수 변환하여 상기 모뎀으로 출력하는 저잡음 하향 주파수 변환부(Low Noise Block Down coverter, LNB);
를 포함하는 위성 데이터 통신용 플라이 어웨이 단말기용 모뎀.
The method according to any one of claims 1 to 3,
The transmitting and receiving unit,
A tuned radio frequency receiver (TRF) for receiving the Ka band signal received from the antenna; And
A low noise block down coverter (LNB) that amplifies and down-converts the Ka band signal received through the tuned radio frequency receiver and outputs it to the modem;
Modem for a fly away terminal for satellite data communication that includes.
상기 저잡음 하향 주파수 변환부는,
상기 동조 라디오 주파수 수신기로 수신된 Ka 대역 신호를 저잡음 증폭하는 저잡음 증폭부;
상기 저잡음 증폭부를 통해 수신된 Ka 대역 신호를 중간 주파수로 하향 변환시키는 주파수 변환부; 및
상기 주파수 변환부에서 Ka 대역의 주파수 변환에 필요한 신호를 생성하는 것으로 주파수 더블러(doubler)를 이용하여 생성된 주파수의 2배에 해당하는 로컬 주파수 신호를 생성하는 주파수 합성부;
를 포함하는 위성 데이터 통신용 플라이 어웨이 단말기용 모뎀.
The method of claim 9,
The low-noise downlink frequency converter,
A low-noise amplifying unit for amplifying the low-noise signal of the Ka band received by the tuned radio frequency receiver;
A frequency converter that down-converts the Ka band signal received through the low-noise amplifier to an intermediate frequency; And
A frequency synthesizer generating a signal necessary for frequency conversion of the Ka band in the frequency converter and generating a local frequency signal corresponding to twice the frequency generated using a frequency doubler;
Modem for a fly away terminal for satellite data communication that includes.
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KR1020190082160A KR102104617B1 (en) | 2019-07-08 | 2019-07-08 | Modem of fly-away terminal transceiver for satellite data communication using turbo-product code |
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- 2019-07-08 KR KR1020190082160A patent/KR102104617B1/en active Active
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