KR102104617B1 - Modem of fly-away terminal transceiver for satellite data communication using turbo-product code - Google Patents

Modem of fly-away terminal transceiver for satellite data communication using turbo-product code Download PDF

Info

Publication number
KR102104617B1
KR102104617B1 KR1020190082160A KR20190082160A KR102104617B1 KR 102104617 B1 KR102104617 B1 KR 102104617B1 KR 1020190082160 A KR1020190082160 A KR 1020190082160A KR 20190082160 A KR20190082160 A KR 20190082160A KR 102104617 B1 KR102104617 B1 KR 102104617B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
signal
unit
frequency
modem
filter
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
KR1020190082160A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
심은석
박병준
Original Assignee
한화시스템 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한화시스템 주식회사 filed Critical 한화시스템 주식회사
Priority to KR1020190082160A priority Critical patent/KR102104617B1/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102104617B1 publication Critical patent/KR102104617B1/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B1/00Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/38Transceivers, i.e. devices in which transmitter and receiver form a structural unit and in which at least one part is used for functions of transmitting and receiving
    • H04B1/40Circuits
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03MCODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M13/00Coding, decoding or code conversion, for error detection or error correction; Coding theory basic assumptions; Coding bounds; Error probability evaluation methods; Channel models; Simulation or testing of codes
    • H03M13/29Coding, decoding or code conversion, for error detection or error correction; Coding theory basic assumptions; Coding bounds; Error probability evaluation methods; Channel models; Simulation or testing of codes combining two or more codes or code structures, e.g. product codes, generalised product codes, concatenated codes, inner and outer codes
    • H03M13/2957Turbo codes and decoding
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03MCODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M13/00Coding, decoding or code conversion, for error detection or error correction; Coding theory basic assumptions; Coding bounds; Error probability evaluation methods; Channel models; Simulation or testing of codes
    • H03M13/65Purpose and implementation aspects
    • H03M13/6502Reduction of hardware complexity or efficient processing
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03MCODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M13/00Coding, decoding or code conversion, for error detection or error correction; Coding theory basic assumptions; Coding bounds; Error probability evaluation methods; Channel models; Simulation or testing of codes
    • H03M13/65Purpose and implementation aspects
    • H03M13/6522Intended application, e.g. transmission or communication standard
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B1/00Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/0003Software-defined radio [SDR] systems, i.e. systems wherein components typically implemented in hardware, e.g. filters or modulators/demodulators, are implented using software, e.g. by involving an AD or DA conversion stage such that at least part of the signal processing is performed in the digital domain
    • H04B1/0007Software-defined radio [SDR] systems, i.e. systems wherein components typically implemented in hardware, e.g. filters or modulators/demodulators, are implented using software, e.g. by involving an AD or DA conversion stage such that at least part of the signal processing is performed in the digital domain wherein the AD/DA conversion occurs at radiofrequency or intermediate frequency stage
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B7/00Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/14Relay systems
    • H04B7/15Active relay systems
    • H04B7/185Space-based or airborne stations; Stations for satellite systems
    • H04B7/1851Systems using a satellite or space-based relay

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Probability & Statistics with Applications (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Astronomy & Astrophysics (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radio Relay Systems (AREA)

Abstract

The present invention relates to a terrestrial terminal for satellite data communication capable of communicating with a geostationary satellite. More specifically, the present invention relates to a modem for a fly-away terminal for the satellite data communication using a turbo-product code (TPC) scheme, capable of satisfying performance required in a next military satellite communication system while complying with regulations of International Telecommunication Union Radiocommunication Sector (ITU-R), MIL-STD-188-164A, and MIL-STD-188-164A. According to an embodiment of the present invention, the modem for the fly-away terminal for the satellite data communication has a main/sub reflective plate of an antenna, which is formed of a magnesium material for compactness and lightness, thereby minimizing the weight thereof. In addition, a modem part is designed by applying a turbo product code (TPC) instead of a low density parity check (LDPC) code to increase the variance of a traffic section, in addition to a DVB-S2 based design. An IC of an AHA company is used to solve complexity, thereby reducing an amount of a logic actually implemented. In addition, a cascaded integrator comb (CIC) filter is applied to support even an interpolation rate 512 to allow the selection of various bandwidths.

Description

TPC 방식을 이용한 위성 데이터 통신용 플라이 어웨이 단말기용 모뎀{MODEM OF FLY-AWAY TERMINAL TRANSCEIVER FOR SATELLITE DATA COMMUNICATION USING TURBO-PRODUCT CODE}Modem for a fly-away terminal for satellite data communication using the TPC method {MODEM OF FLY-AWAY TERMINAL TRANSCEIVER FOR SATELLITE DATA COMMUNICATION USING TURBO-PRODUCT CODE}

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.

KR 10-0580591 B1, 2006. 05. 09.KR 10-0580591 B1, 2006. 05. 09. KR 10-2005-0038993 A, 2005. 04. 29.KR 10-2005-0038993 A, 2005. 04. 29. KR 10-1860012 B1, 2018. 05. 15.KR 10-1860012 B1, 2018. 05. 15.

박병준, 김춘원, 윤원상, 이성재, "Ka 대역 위성 통신용 fly-away 터미널 안테나 & RF 시스템 설계", Journal of the KIMST, Vol 17, No. 4, pp. 485-491, 2014.Byung-Jun Park, Chun-Won Kim, Won-Sang Yoon, and Sung-Jae Lee, "Fly-away Terminal Antenna & RF System Design for Ka Band Satellite Communication", Journal of the KIMST, Vol 17, No. 4, pp. 485-491, 2014. 김춘원, 박명준, 윤원상, 이성재, "Ka 대역 군위성 통신 지상 단말 송신기 설계", THE JOURNAL OF KOREAN INSTITUTE OF ELECTROMAGNETIC ENGINEERING AND SCIENCE. 2014 Apr.; 25(4), 393~400.Chun-Won Kim, Myeong-Jun Park, Won-Sang Yoon, and Sung-Jae Lee, "Ka Band Military Satellite Communication Terrestrial Transmitter Design", THE JOURNAL OF KOREAN INSTITUTE OF ELECTROMAGNETIC ENGINEERING AND SCIENCE. 2014 Apr .; 25 (4), 393 ~ 400.

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 antenna 1 according to the present invention is a satellite terminal antenna for transport, receives a Ka band signal (reception signal) from a satellite, sends it to the receiving unit 12, and transmits a Ka band signal (transmitting from the transmitting unit 11). It is a device that receives signals) and radiates them toward the satellite.

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 antenna 1 is composed of a dual polarized feed horn structure, and circular polarization is LHCP and RHCP, and linear linear waves can be transmitted and received in a manner of using the same frequency as vertical polarization and horizontal polarization. For example, high-gain, small-volume, dual-offset gregorian type reflectors 1a, 1b, corrugated feed horns 1c, and pleats for circular polarization generation And a polarizer 1d and an orthomode transducer (OMT) 1e for separating transmission and reception signals.

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 antenna 1 according to the present invention has a high gain, so even if the output of the transmitter 11 is small, it may affect neighboring satellites. Accordingly, ITU-R and MIL-STD-188-164A recommend that the antenna gain pattern be designed to be less than or equal to a certain value for each electrical size of the antenna, and it was designed as shown in [Table 1] below.

ParameterParameter TargetTarget DesignedDesigned FrequencyFrequency Ka-bandKa-band
Antennal Gain

Antennal Gain
TxTx 44.0dBi44.0dBi 46.0dBi46.0dBi
RxRx 41.5dBi41.5dBi 42.3dBi42.3dBi Co-pol/Cross-polCo-pol / Cross-pol ITU-RITU-R Antenna Noise TemperatureAntenna Noise Temperature 150°K 150 ° K 134.7°k134.7 ° k
편파특성

Polarization characteristics
TxTx LHCPLHCP
RxRx RHCPRHCP

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 reflectors 1a and 1b according to the present invention. In the case of a general parabolic antenna, there is a disadvantage in that the volume is increased by a focal length, but the antenna 1 according to the present invention has a dual reflector structure, that is, a dual offset Gregorian type reflector, thereby increasing the overall antenna height compared to a general parabolic antenna. It has the advantage of being lowered.

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(

Figure 112019069784952-pat00001
) 50%를 기준으로 송신이득 44.0dBi, 수신이득 41.5dBi를 만족하도록 하기 위한 반사판 지름은 0.75m로 결정하였다. In the design of the reflecting plates 1a, 1b, the opening area and the diameter of the main reflecting plate 1a are obtained, and the size of the auxiliary reflecting plate 1b, the irradiation angle of the feeding horn 1c, and the rotating angle of the feeding horn 1c are used by using this. Determine by using, axis rotation angle, etc. For example, the effective opening surface area D of the main reflector 1a is determined by Equation 1 below, and the opening surface efficiency (
Figure 112019069784952-pat00001
) Based on 50%, the reflector diameter was determined to be 0.75 m to satisfy the transmission gain of 44.0 dBi and the reception gain of 41.5 dBi.

Figure 112019069784952-pat00002
Figure 112019069784952-pat00002

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 antenna 1 is mounted on the body of the fly away terminal for satellite data communication 619.13mm, the size of the secondary reflector 1b is 185mm, the irradiation angle of the feeding horn 1c is 37 °, the axis rotation angle β was 53.207 °, and the rotation angle α of the feeding horn 1c was 77.206 °.

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 horn 1c according to the present invention has circular symmetry in broadband to satisfy the gain of the reflector antenna and the radiation pattern requirements recommended by ITU-R and MIL-STD-188-164A. Corrugated type feeding horn with low side lobe characteristics of was applied.

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 feed horn 1c according to the present invention generates a TM 11 mode by the taper angle of the feed horn inside the TE 11 mode excited by the input waveguide, and the width and depth of the inner corrugated And, various modes such as the TE 10 mode are additionally generated according to the interval to implement the HE 11 mode in the opening surface. The HE 11 mode has the characteristic of evenly distributing the signal in all directions in the opening surface. This emits radio waves into the atmosphere to realize the circular symmetrical radiation pattern, low side lobe, and high cross-polarization separation characteristics.

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 polarizer 1d according to the present invention has excellent transmittance performance in broadband to satisfy transmit / receive ratio performance of the MIL standard and transmission LHCP and reception RHCP generation of a flyaway terminal for satellite data communication. A pleated polarizer was applied.

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 polarizer 1d according to the present invention was designed to have an axial ratio of 1.5 dB or less and a standing wave ratio of 2.0: 1 or less to satisfy MIL-STD-188-164A.

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 orthogonal mode converter 1e according to the present invention separates the Ka band satellite transmission / reception signals of the flyaway terminal for satellite data communication, and is connected to the polarizer 1d to perform vertical and horizontal polarization. Separate the transmit and receive calls by inserting the WR-28 square waveguide in the vertical direction of the coexisting circular waveguide and the WR-42 square waveguide in the horizontal direction. In this case, the common waveguide type common port is designed to pass through both the transmission and reception bands of the Ka band, and only the transmission and reception signals are transmitted to the transmission and reception ports. As an example, the transmission, reception, and common ports are designed to have a standing wave ratio of 1.5: 1 or less and a separation of transmit and receive signals of -25dB or less using a stepped impedance matching structure and a coupling slot.

도 1과 같이, 본 발명에 따른 송수신부(10)는 송신부(11)와 수신부(12)를 포함한다. As shown in FIG. 1, the transmission / reception unit 10 according to the present invention includes a transmission unit 11 and a reception unit 12.

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 transceiver 10 according to the present invention receives the intermediate frequency output from the modem 20 and up-converts the frequency to Ka-band and then double-balances it. The transmitter 11 transmits a signal to the antenna 1 through high-power amplification using a structured pHmorph (High Electron Mobility Transistor) pHMIC (Monolithic Microwave Integrated Circuit) MMIC, and the Ka band signal received from the antenna 1 And a receiver 12 that transmits to the modem 20 by performing low-noise amplification and down-frequency conversion.

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 transmitter 11 receives the intermediate frequency output from the modem 20 and up-converts the frequency to the Ka band (Ka-band) and the up-frequency converter 111 and the up-frequency converter 111 It includes a high-power amplification unit 112 to amplify the up-converted frequency at a high output using a double-balanced pHEMT MMIC to transmit to the antenna (1).

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-frequency converter 111 up-converts the intermediate frequency to the Ka band, and has a signal level amplification and output level adjustment function. The uplink frequency converter 111 includes a frequency synthesizer 111a that generates a local signal required for frequency conversion, and an intermediate frequency signal and a frequency synthesizer 111a output from the transmitter 21 of the modem 20. It includes a frequency converter 111b for synthesizing a local signal of) to generate a signal in the Ka band.

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 frequency synthesizer 111a generates a signal necessary for Ka-band frequency conversion using a 10MHz reference signal and a PLL (Phase Lock Loop), and then a micro-strip low-pass filter (micro-strip LPF). After removing the harmonics through), input to the mixer of the frequency converter 111b. The frequency converter 111b synthesizes the intermediate frequency signal and the local frequency signal of the frequency synthesizer 111a to generate and output a signal in the Ka band.

고출력 증폭부(112)는 고출력 증폭기(Power Amplifier, PA), 드라이브 증폭기(Drive-Amplifier, DA), 저대역 필터(LPF) 및 서큘레이터(circulator)를 포함한다. The high power amplifier 112 includes a high power amplifier (PA), a drive amplifier (DA), a low band filter (LPF), and a circulator.

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 unit 12 according to the present invention converts the Ka band signal received from the antenna 1 into low noise amplification and down-frequency conversion and outputs it to the modem 20.

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 unit 12 tunes a radio frequency receiver (Tuned Radio Frequency, TRF) 121 that receives the Ka band signal received from the antenna 1 and the Ka band signal received through the receiver 121 with low noise amplification and And a low noise block down coverter (LNB) 122 that outputs the modem 20 by down-converting the frequency.

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 downlink frequency converter 122 performs low-noise amplification to the Ka band signal received by the tuned radio frequency receiver 121, and a low-noise amplification section 122a and a low-noise amplification section 122a to receive the Ka-band signal at an intermediate frequency. The frequency converter 122b for down-converting to (intermediate frequency, IF) and the frequency converter 122b generate signals necessary for frequency conversion of the Ka band, and the frequency generated using the frequency doubler And a frequency synthesizing unit 122c that generates a local frequency signal corresponding to twice.

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 frequency synthesizer 122c generates a 10 MHz reference signal using a rubidium clock having high stability and low phase noise, for example, and generates a signal necessary for frequency conversion using a PLL, and then uses a frequency doubler to localize it. Generate a frequency signal.

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 unit 10 according to the present invention is designed as shown in [Table 2] in consideration of MIL-STD-165A.

ParameterParameter TargetTarget DesignedDesigned FrequencyFrequency Ka-bandKa-band 송신 출력Transmission output 4W 이상4W or more 5W5W 수신 이득Receive gain 60dB 이상60dB or more 63dB63dB 수신 잡음지수Reception noise figure 1.9dB 이하1.9dB or less 1.6dB1.6dB 불요파Unnecessary 60dB 이하60dB or less 위상잡음Phase noise -65dBc @ 100Hz
-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 modem 20 is, for example, equipment for receiving packet data through an Ethernet port and demodulating and transmitting according to a channel condition, and includes a transmitter 21 and a receiver 22.

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 transmitter 21 receives a transmission signal in block units and encodes it using a Turbo Product Code (TPC), which is one of forward error correction codes, and an encoding unit ( 211), a modulator 212 that modulates the transmitted signal, and a first filter unit 213 that matches the transmitted signal modulated by the modulator 212 using a Root Raised Cosine (RRC) filter, and CIC An up-sampling unit 214 for increasing the sampling frequency of the output signal of the first filter unit 213 using a (Cascaded Integrator Comb) filter, and an output signal of the up-sampling unit 214 and a NCO (Numerically Controlled Ocsillator) ( 215) by mixing the frequency provided from the first mixing unit 216 to convert to the intermediate frequency signal band, and converts the digital signal output from the first mixing unit 216 into an analog signal and outputs it to the transceiver unit 10 And a digital / analog (D / A) converter 217.

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 encoding unit 211 uses the Turbo Product Code (TPC), which is one of Forward Error Correction Codes (FECs) (hereinafter referred to as FECs), to generate errors in the receiving unit of the other terminal in the transmission signal. Code the code for detection and calibration.

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 encoding unit 211 in the present invention uses a TPC as one of the FECs.

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].

EXTENDED HAMMINGEXTENDED HAMMING PARITY ONLYPARITY ONLY N/AN / A (4,3)(4,3) (8,4)(8,4) (8,7)(8,7) (16,11)(16,11) (16,15)(16,15) (32,26)(32,26) (32,31)(32,31) (64,57)(64,57) (64,63)(64,63) (128,120)(128,120) (128,127)(128,127)

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 coding unit 211 uses a TPC instead of the existing LDPC, the block size is easy to vary compared to the LDPC. Accordingly, it is relatively easy to change the coding rate, and if the coding rate is easy to change, the transmission rate is also easy to change.

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 modulator 212 converts the error-corrected transmission data, that is, digital data, into a signal in a good form to distinguish it from the receiver, and outputs it to the first filter unit 213.

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 modulator 212 can support up to Binary-PSK (BPSK), Quardrature-PSK (QPSK), 8PSK, and 16APSK.

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 modulator 212 is transmitted to the first filter unit 213. The first filter unit 213 is a matched filter, and is used to find out which part of the received signal is the original signal when the original signal is known. That is, the same filter used by the transmitting end is used so that the receiving end receives the signal without loss.

제1 필터부(213)는 일례로 송신단과 수신단에서 통과시킨 필터 특성이 우수하도록 기본 8배 오버샘플링에 128 탭(tap) RRC(Root Raised Cosine) 필터를 사용하였다. The first filter unit 213 uses, for example, a 128-tap (Rot Raised Cosine) filter for basic 8-time oversampling so that the filter characteristics passed by the transmitting end and the receiving end are excellent.

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 first filter unit 213 is transmitted to the up-sampling unit 213 to adjust the bandwidth.

업 샘플링부(214)는 보간으로, 도 7과 같이, 송신하고자 하는 신호보다 빠른 샘플링 주파수로 샘플링한 후 샘플링된 불연속적인 신호를 연속적인 신호로 재현한다. The up-sampling unit 214 interpolates and, as shown in FIG. 7, samples the sampled at a faster sampling frequency than the signal to be transmitted, and then reproduces the sampled discontinuous signal as a continuous signal.

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-sampling unit 214 uses, for example, a CIC (CascadedIntegrator Comb) filter to sample a signal passing through the filter unit 213 at a sampling frequency faster than a signal to be transmitted, and then sampled discontinuous signals. To reproduce. At this time, the larger the difference between the frequency of sampling and the frequency of the original signal, the smaller the bandwidth of the signal.

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 / analog converter 217 converts the up-sampled digital signal through the up-sampling unit 213 into an analog signal and transmits it to the transmitter 11 of the transceiver 10. In this case, the digital / analog converter 217 used, for example, a component satisfying a resolution of 14-bit and a spurious-free dynamic range (SFDR) of 80 dBc, and sampled with a 250 MHz clock.

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 transmitter 22 receives the received signal received from the transceiver 10 and an analog / digital (A / D) converter 221 that converts the input analog signal to a digital signal. , A second mixing unit 223 for mixing the frequency of the NCO (Numerically Controlled Ocsillator) 222 to the signal output from the analog / digital converter 221 to lower the signal of the intermediate frequency band to a baseband signal, and A down-sampling unit 224 for reducing the sampling frequency of the signal output from the second mixing unit 223 using a Cascaded Integrator Comb (CIC) filter, and a down-sampling unit 224 using a Root Raised Cosine (RRC) filter The error included in the signal output from the second filter unit 225 to match the signal output from, and the demodulator 226 to demodulate the signal output from the second filter unit 225, demodulator) 226 And a decoding unit 227 that detects and corrects an error using a TPC.

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 second mixing unit 223 outputs the signal received from the analog / digital converter 221 by lowering the intermediate frequency IF to the baseband signal using the frequency generated by the NCO 222.

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 modem 20 and the transceiver 10 is performed by increasing the frequency in the intermediate frequency (IF) band, and the signal processing in the modem 20 is performed by lowering the frequency in the base band to process the mixing unit 223 Through, the intermediate frequency is lowered to the baseband signal.

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-sampling unit 224 uses the CIC filter used in the up-sampling unit 214 of the transmitter 21 to lower the frequency upstream from the up-sampling unit 214 of the transmitter 21 to the original signal.

제2 필터부(225)는 다운 샘플링부(224)에서 출력된 신호를 RRC 필터를 이용하여 필요없는 대역의 신호를 걸러낸다. The second filter unit 225 filters the signals output from the down-sampling unit 224 by using an RRC filter to filter signals in unnecessary bands.

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 demodulator 226 demodulates the signal output from the second filter unit 225 as an original signal, and demodulates and outputs the signal modulated by the modulator 212 of the transmitter 21 as an original signal.

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 decoder 227 detects an error in a signal output from the demodulator 226 using a TPC and corrects it, and outputs the same as the encoder 211 of the transmitter 21.

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.

ParameterParameter TargetTarget DesignedDesigned FrequencyFrequency Ka-bandKa-band Antenna GainAntenna Gain TxTx 44.0dBi44.0dBi 45.7dBi45.7dBi RxRx 41.5dBi41.5dBi 42.0dBi42.0dBi 송신 출력Transmission output 4W 이상4W or more 5W5W 수신 이득Receive gain 60dB 이상60dB or more 60.5dB60.5dB 수신 잡음지수Reception noise figure 1.9dB 이하1.9dB or less 1.49dB1.49dB 불요파Unnecessary 60dBc 이하60dBc or less 67.05dBc           67.05dBc 위상잡음Phase noise -65dBc @ 100Hz
-75dBc @ 1kHz
-85dBc @ 10kHz
-95dBc @ 100kHz
-95dBc @ 1MHz
-65dBc @ 100Hz
-75dBc @ 1kHz
-85dBc @ 10kHz
-95dBc @ 100kHz
-95dBc @ 1MHz
-66.64dBc @ 100Hz
-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
변복조방식Modulation and demodulation method QPSK, 8PSK, 16APSK
QPSK, 8PSK, 16APSK
FECFEC Turbo Product Code(TPC)Turbo Product Code (TPC) 최대 전송속도Maximum transmission speed 2Mbps2Mbps 다중접속방식Multiple access method DAMA MF-TDMADAMA MF-TDMA

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 : 복호화부
1: antenna 1a, 1b: reflector
1c: Feeding horn 1d: Pleated polarizer
1e: orthogonal mode converter 10: transceiver
11: transmitter 111: up-frequency converter
111a: frequency synthesizer 111b: frequency converter
112: high-power amplifier 12: receiver
121: tuned radio frequency receiver 122: low-noise down-frequency converter
122a: low-noise amplification section 122b: frequency conversion section
122c: frequency synthesis section 20: modem
21: transmitting unit 211: coding unit
212: modulation unit 213, 225: filter unit
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)

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) 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).
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 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).
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 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).
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
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.
삭제delete 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
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.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
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.
제 7 항에 있어서,
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.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
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.
제 9 항에 있어서,
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.
KR1020190082160A 2019-07-08 2019-07-08 Modem of fly-away terminal transceiver for satellite data communication using turbo-product code Active KR102104617B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190082160A KR102104617B1 (en) 2019-07-08 2019-07-08 Modem of fly-away terminal transceiver for satellite data communication using turbo-product code

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190082160A KR102104617B1 (en) 2019-07-08 2019-07-08 Modem of fly-away terminal transceiver for satellite data communication using turbo-product code

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102104617B1 true KR102104617B1 (en) 2020-04-24

Family

ID=70466239

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190082160A Active KR102104617B1 (en) 2019-07-08 2019-07-08 Modem of fly-away terminal transceiver for satellite data communication using turbo-product code

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102104617B1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20050038993A (en) 2003-10-23 2005-04-29 한국항공우주연구원 Technique of transmitting and receiving data handling for time synchronization via the geostationary satellite
KR100580591B1 (en) 2003-10-23 2006-05-16 박경환 Personal Portable Satellite Transceiver Terminal
JP2009232058A (en) * 2008-03-21 2009-10-08 Denso Corp Cic filter, filter system and satellite signal reception circuit
KR101860012B1 (en) 2017-01-23 2018-05-21 충남대학교산학협력단 Transmit/receive unit of satellite having structure simplification with redundancy

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20050038993A (en) 2003-10-23 2005-04-29 한국항공우주연구원 Technique of transmitting and receiving data handling for time synchronization via the geostationary satellite
KR100580591B1 (en) 2003-10-23 2006-05-16 박경환 Personal Portable Satellite Transceiver Terminal
JP2009232058A (en) * 2008-03-21 2009-10-08 Denso Corp Cic filter, filter system and satellite signal reception circuit
KR101860012B1 (en) 2017-01-23 2018-05-21 충남대학교산학협력단 Transmit/receive unit of satellite having structure simplification with redundancy

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
김춘원, 박명준, 윤원상, 이성재, "Ka 대역 군위성 통신 지상 단말 송신기 설계", THE JOURNAL OF KOREAN INSTITUTE OF ELECTROMAGNETIC ENGINEERING AND SCIENCE. 2014 Apr.; 25(4), 393~400.
박병준, 김춘원, 윤원상, 이성재, "Ka 대역 위성 통신용 fly-away 터미널 안테나 & RF 시스템 설계", Journal of the KIMST, Vol 17, No. 4, pp. 485-491, 2014.

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7522115B2 (en) Satellite ground station antenna with wide field of view and nulling pattern using surface waveguide antennas
JP4323311B2 (en) A cellular telephone system using free-space millimeter-wave trunks.
US7912506B2 (en) Wireless millimeter wave communication system with mobile base station
US7526249B2 (en) Satellite ground station to receive signals with different polarization modes
US7769347B2 (en) Wireless communication system
US5930680A (en) Method and system for transceiving signals using a constellation of satellites in close geosynchronous orbit
EP1320949B1 (en) Spread spectrum communication system using a quasi-geostationary satellite
US11659409B2 (en) Non-line-of-sight (NLOS) coverage for millimeter wave communication
AU2002214994A1 (en) Spread spectrum communication system using a quasi-geostationary satellite
Vanelli-Corali et al. Satellite communications: Research trends and open issues
EP2506361A1 (en) Method and apparatus for integrated waveguide transmit-receive isolation, filtering, and circular polarization
US20170237182A1 (en) Antenna with beamwidth reconfigurable circularly polarized radiators
WO2022212255A1 (en) Communication system with satellite interface mechanism and method of operation thereof
Cuttin et al. A Ka-band transceiver for CubeSat satellites: Feasibility study and prototype development
US7511677B2 (en) Satellite ground station antenna with wide field of view and nulling pattern
KR102104617B1 (en) Modem of fly-away terminal transceiver for satellite data communication using turbo-product code
KR102104616B1 (en) Fly-away terminal transceiver for satellite data communication using turbo-product code
Pastukh et al. Sharing and electromagnetic compatibility studies between 5G NR networks and fixed satellite service transponders in the 6425-7125 MHz band
Kaneko et al. Dual circularly polarization X band 2Gbps downlink communication system of earth observation satellite
EP4336746A1 (en) Repeater system for terrestrial and non-terrestrial signals
JP5064477B2 (en) Wireless communication system and wireless communication apparatus
Jebril et al. W-band satellite transmission in the WAVE mission
Richharia Earth Stations
Franke et al. UFO/FLTSAT SATCOM link margin
Pratt Communication Systems

Legal Events

Date Code Title Description
PA0109 Patent application

Patent event code: PA01091R01D

Comment text: Patent Application

Patent event date: 20190708

PA0201 Request for examination
PA0302 Request for accelerated examination

Patent event date: 20190917

Patent event code: PA03022R01D

Comment text: Request for Accelerated Examination

Patent event date: 20190708

Patent event code: PA03021R01I

Comment text: Patent Application

PE0902 Notice of grounds for rejection

Comment text: Notification of reason for refusal

Patent event date: 20191118

Patent event code: PE09021S01D

E701 Decision to grant or registration of patent right
PE0701 Decision of registration

Patent event code: PE07011S01D

Comment text: Decision to Grant Registration

Patent event date: 20200324

GRNT Written decision to grant
PR0701 Registration of establishment

Comment text: Registration of Establishment

Patent event date: 20200420

Patent event code: PR07011E01D

PR1002 Payment of registration fee

Payment date: 20200421

End annual number: 3

Start annual number: 1

PG1601 Publication of registration
PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20230330

Start annual number: 4

End annual number: 4

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20240402

Start annual number: 5

End annual number: 5