KR20180094658A - 주파수 고효율 변복조 시스템 및 방법 - Google Patents

주파수 고효율 변복조 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

최대 대역비를 극대화하는 평균 최소 잡음 전력의 임계값을 검출하여 최적의 항재밍 성능을 구현하도록 한 주파수 고효율 변복조 시스템 및 방법을 제시한다. 제시된 주파수 고효율 변복조 시스템은 전송 대상인 메시지를 입력받아 복수의 홉으로 변조하고, 변조된 복수의 홉을 랜덤 주파수를 통해 채널로 도약하는 송신 장치 및 채널을 통해 수신한 복수의 홉을 수신하여 복조하고, 복수의 홉 중에서 재밍의 영향을 받은 홉의 비트를 검출하여 소실 처리하고, 나머지 홉들을 복호화하여 출력하는 수신 장치를 포함한다.

Description

주파수 고효율 변복조 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR HIGHER-ORDER MODULATION}
본 발명은 주파수 고효율 변복조 시스템 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 가산성 백색 가우시안 잡음(Additive White Gaussian Noise)과 부분 대역 재밍(Partial-Band Jamming)이 있는 채널에서의 주파수를 변복조하는 주파수 고효율 변복조 시스템 및 방법에 관한 것이다.
재밍(Jamming)은 레이더 신호를 감추거나 변형시키기 위해 레이더의 수신 대역 내의 주파수로 송신되는 방해 신호이다.
재밍은 부분 대역 재밍(partial band jamming, 이하, PBJ)과 전 대역 재밍(full band jamming, 이하, FBJ)으로 구분될 수 있다.
PBJ은 FBJ과 달리 특정 주파수 대역에 전력스펙트럼밀도가 집중하여 효율적으로 목표를 달성하는 특성 때문에 대전자전에서 자주 다루어지는 재밍의 한 종류이다.
이때, PBJ가 집중하는 주파수 대역의 비율을 대역비(fractional bandwidth)는 ρ로 표시되며, PBJ는 FBJ에 비해 ρ의 비율의 대역에 1/ρ배 강한 재밍 에너지를 집중한다.
가산성 백색 가우시안 잡음(additive white Gaussian noise, 이하, AWGN)이 있는 채널에서 PBJ에 대응하기 위해서, 주파수 도약 시스템을 이용하여 재밍 신호를 인터리빙(interleaving) 하는 기법, 연접 부호를 사용하여 홉 간의 다이버시티를 확보하는 기법, 소실을 삽입하여 복호화 이득을 보는 기법이 사용된다.
소실을 삽입하여 복호화 이득을 보는 기법은 수신된 도약 신호 중에 어떤 신호가 재밍의 영향을 받았는지를 정확하게 판단하는 것이 선행되어야 한다.
이때, 소실을 삽입하여 복호화 이득을 보는 기법은 비동기 FSK(frequency shift keying), PSK(phase shift keying), QAM(qaudrature amplitude modulation) 등이 사용되고 있다.
비동기 FSK를 사용하는 시스템은 수신 신호의 포락선(envelope)을 분석하여 PBJ의 영향 여부를 판별하는 기법을 이용한다. 비동기 FSK를 사용하는 시스템은 논문 A. J. Viterbi, “A robust ratio-threshold technique to mitigate tone and partial band jamming in coded MFSK systems,” in Proc. IEEE MILCOM 1982, vol.1, Boston, USA, Oct. 1982. 및 C. W. Baum and M. B. Pursley, “Bayesian methods for erasure insertion in frequency-hop communication systems with partial-band interference,” IEEE Trans. Commun., vol. 40, pp. 12311238, July. 1992. 등을 통해 제안된 시스템을 예로 들 수 있다.
하지만, 비동기 FSK는 주파수 대역을 효율적으로 사용하지 못하는 단점이 있기 때문에, PSK 또는 QAM와 같이 주파수 고효율 변조가 가능한 기법이 연구되고 있다.
2015년 하계군사과학기술학외에서 발표된 논문(안형배, 김찬기, 노종선, 박진수, 송홍엽, 한성우, “부분 대역 재밍 및 가산성 백색 가우시안 잡음 채널에서 주파수 고효율 확산 대역 통신시스템 및 TCM에서의 새로운 재밍 탐지 기법적용”, 2015년 6월 하계군사과학기술학술대회)에서는 고효율의 변조를 사용할때 재밍의 영향 여부를 판별하는 기법을 제시하고 있다.
제시된 기법은 수신된 도약 신호의 평균 최소 잡음 전력을 측정하고, 측정된 평균 최소 잡음 전력의 값이 특정 임계 값(DTHR)을 넘는 경우 재밍이 존재한다고 판정하여 신호를 소실 처리한다.
이후, 특정한 대역비를 갖는 PBJ가 존재할 때, 시뮬레이션을 통해 신호 대 재밍 비(Eb/Nj)에 따른 BER(bit error rate, 비트 오류율)을 측정하여 항재밍 성능을 확인한다.
그러나 실제의 PBJ는 적이 사용하는 것이므로, 신호 대 재밍 비와 재밍의 대역비의 값을 특정할 수 없다.
이에, 제시된 기법에서는 신호 대 재밍 비와 ρ의 값을 갖는 PBJ가 존재할 때에도 항재밍 성능을 갖는지에 대한 분석이 필요하다.
이를 위해 대역비가 ρ인 재밍이 존재할 때 시뮬레이션을 통해 신호 대 재밍 비에 따른 패킷 오류율 곡선을 찾고, 이 곡선을 이용하여 목표한 패킷 오류율을 달성하기 위해 필요한 최소의 신호 대 재밍 비의 값을 찾는다.
최소 신호 대 재밍 비는 (Eb/Nj)*로 표기하고, (Eb/Nj)*가 목표한 패킷 오류율을 달성한다고 정의한다. 이때, 최소 신호 대 재밍 비의 값에 관계없이 항상 패킷 오류율이 목표치 이하인 경우는 (Eb/Nj)*=-∞라고 정의한다.
최소 신호 대 재밍 비를 각각의 ρ에 따라서 구한 뒤, 가로축이 ρ이고 세로축이 Eb/Nj인 좌표평면 위에 도시하면, 목표 패킷 오류율을 달성하기 위한 시스템의 항재밍 성능 그래프를 얻을 수 있다.
주파수 도약과 소실 삽입 기법 및 연접 부호를 이용하는 시스템은 ρ의 값이 작을 때 신호 대 재밍 비에 관계없이 항상 목표한 패킷 오류율을 달성한다.
ρ의 값이 작을수록 이에 반비례하여 강력한 재밍이 신호에 영향을 주기 때문에 재밍의 영향을 받은 홉의 탐지가 항상 성공하고, 이는 모두 소실로 처리하여 외부 부호로 홉 간의 복호를 통해 원하는 목표 오류율을 보장할 수 있기 때문이다.
이렇게 신호 대 재밍 비에 관계없이 항상 목표 오류율을 달성하는 대역비의 상한 값을 최대 대역비(ρTHR)이라고 정의한다.
최대 대역비가 클수록 다양한 대역비를 갖는 재밍에 항상 강하다는 의미이기 때문에 시스템의 항재밍 성능이 더 좋다고 할 수 있다.
시스템을 설계할 때, 마지막으로 결정 가능한 변수는 바로 평균 최소 잡음 전력의 임계값인 DTHR이다.
이에, 최대 대역비를 극대화하는 평균 최소 잡음 전력의 임계값을 산출하며 최적의 항재밍 성능을 구현할 수 있다.
A. J. Viterbi, "A robust ratio-threshold technique to mitigate tone and partial band jamming in coded MFSK systems," in Proc. IEEE MILCOM 1982, vol.1, Boston, USA, Oct. 1982. C. W. Baum and M. B. Pursley, "Bayesian methods for erasure insertion in frequency-hop communication systems with partial-band interference," IEEE Trans. Commun., vol. 40, pp. 12311238, July. 1992. 안형배, 김찬기, 노종선, 박진수, 송홍엽, 한성우, "부분 대역 재밍 및 가산성 백색 가우시안 잡음 채널에서 주파수 고효율 확산 대역 통신시스템 및 TCM에서의 새로운 재밍 탐지 기법적용", 2015년 6월 하계군사과학기술학술대회
본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 최대 대역비를 극대화하는 평균 최소 잡음 전력의 임계값을 검출하여 최적의 항재밍 성능을 구현하도록 한 주파수 고효율 변복조 시스템 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 실시예에 따른 주파수 고효율 변복조 시스템은 전송 대상인 메시지를 입력받아 복수의 홉으로 변조하고, 변조된 복수의 홉을 랜덤 주파수를 통해 채널로 도약하는 송신 장치 및 채널을 통해 수신한 복수의 홉을 수신하여 복조하고, 복수의 홉 중에서 재밍의 영향을 받은 홉의 비트를 검출하여 소실 처리하고, 나머지 홉들을 복호화하여 출력하는 수신 장치를 포함한다.
송신 장치는 입력된 메시지를 qKout 비트씩 Kin/q 개의 비트열로 분할하는 입력기, Kin/q 개의 비트열을 q 비트씩 한 블록으로 묶고, 복수의 Kout 길이의 블록을 GF(2q)에서 정의된 (Nout, Kout) RS 부호를 이용하여 Nout 개의 블록으로 부호화하는 RS 엔코더, Nout 개의 블록을 인터리브하여 Nout 개의 길이 Kin/q의 블록 또는 길이 Kin의 비트열로 변환하는 송신 버퍼, Nout 개의 길이 Kin/q의 블록 또는 길이 Kin의 비트열을 GF(2)에서 정의된 (Nin, Kin)의 내부 부호를 이용하여 Nout 개의 비트열을 부호화하는 이너 엔코더, 이너 엔코더에서 부호화된 Nout 개의 비트열들을 Nin/m의 변조 심볼로 변조하여 각 비트열을 하나의 홉으로 구성하는 변조기 및 변조기에서 구성된 홉을 랜덤 주파수로 도약하여 채널로 전송하는 주파수 도약기를 포함한다.
수신 장치는 채널을 통해 수신한 복수의 홉을 Nin/m의 변조 심볼로 변조된 비트열로 환원하는 주파수 환원기, 주파수 환원기에서 환원된 비트열을 복조하는 복조기, 복조기에서 복조된 비트열을 근거로 재밍의 영향을 받지 않은 홉을 검출하고, 검출한 홉의 비트열을 근거로 Nout 개의 길이 Kin/q의 블록을 설정하는 재밍 검출기, 재밍 검출기에서 설정된 Nout 개의 길이 Kin/q의 블록을 역인터리브하여 Kin/q 개의 길이 Nout의 블록으로 변환하는 수신 버퍼, Kin/q 개의 길이 Nout의 블록을 복호화하는 RS 디코더 및 복호화된 Kin/q 개의 길이 Nout의 블록을 연결하여 복호화된 메시지를 출력하는 출력기를 포함한다.
재밍 검출기는 평균 최소 잡음 전력과 임계값을 근거로 홉이 채널에서 재밍의 영향을 받았는지의 유무를 검출하되, 평균 최소 잡음 전력이 임계값을 초과하면 해당 홉이 재밍의 영향을 받은 것으로 판단하여 길이 Kin 비트로 소실 처리하고, 평균 최소 잡음 전력이 임계값 이하이면 해당 홉이 재밍의 영향을 받지 않은 것으로 판단하여 내부 복호 비트열을 검출하고, 소실 처리된 길이 Kin 비트 또는 내부 복호 비트열을 q 비트씩 한 블록으로 묶어서 길이 Kin/q의 블록으로 설정한다.
재밍 검출기는 목표 패킷 오류율을 달성 가능한 대역비(ρ)와 거짓 양성 확률(P1)의 조합 중에서 최대 대역비(ρmax)를 산출하고, 구간 (0, 최대 대역비(ρmax))에서 대역비(ρ)에 따른 임계값(DTHR(ρ))을 검출하고, 각 대역비(ρ)에 따른 임계값(DTHR(ρ))에서 거짓 음성 확률(P0)이 0을 초과하는 시점에서 검출된 신호 대 재밍비(Eb/Nj)의 블록 오류율(PPBJ)을 제1 블록 오류율(PPBJ)로 설정하고, 각 대역비(ρ)에 따른 임계값(DTHR(ρ))에서 거짓 음성 확률(P0)이 0을 초과하는 시점의 블록 오류율(PPBJ)을 제2 블록 오류율(PPBJ)을로 설정하고, 제1 블록 오류율(PPBJ) 및 제2 블록 오류율(PPBJ)의 교점에서의 대역비(ρ)를 최대 대역비(ρTHR)로 설정하고, 교점에서의 임계값(DTHR)을 최대 임계값(D* THR)으로 설정한다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 실시예에 따른 주파수 고효율 변복조 방법은 송신 장치에 의해, 전송 대상인 메시지를 입력받아 복수의 홉으로 변조하는 메시지 변조 단계, 변조된 복수의 홉을 랜덤 주파수로 도약하여 채널로 전송하는 단계 및 채널을 통해 복수의 홉을 수신하여 복조하고, 복수의 홉 중에서 재밍의 영향을 받은 홉의 비트를 검출하여 소실 처리하고, 나머지 홉들을 복호화하여 출력하는 메시지 복조 단계를 포함한다.
메시지 변조 단계는 입력된 메시지를 qKout 비트씩 Kin/q 개의 비트열로 분할하는 단계, Kin/q 개의 비트열을 q 비트씩 한 블록으로 묶고, 복수의 Kout 길이의 블록을 GF(2q)에서 정의된 (Nout, Kout) RS 부호를 이용하여 Nout 개의 블록으로 부호화하는 단계, Nout 개의 블록을 인터리브하여 Nout 개의 길이 Kin/q의 블록 또는 길이 Kin의 비트열로 변환하는 단계, Nout 개의 길이 Kin/q의 블록 또는 길이 Kin의 비트열을 GF(2)에서 정의된 (Nin, Kin)의 내부 부호를 이용하여 Nout 개의 비트열을 부호화하는 단계 및 부호화된 Nout 개의 비트열들을 Nin/m의 변조 심볼로 변조하여 각 비트열을 하나의 홉으로 구성하는 단계를 포함한다.
메시지 복조 단계는 채널을 통해 수신한 복수의 홉을 Nin/m의 변조 심볼로 변조된 비트열로 환원하는 단계, 환원된 비트열을 복조하는 단계, 복조된 비트열을 근거로 재밍의 영향을 받지 않은 홉을 검출하고, 검출한 홉의 비트열을 근거로 Nout 개의 길이 Kin/q의 블록을 설정하는 재밍 처리 단계, 설정된 Nout 개의 길이 Kin/q의 블록을 역인터리브하여 Kin/q 개의 길이 Nout의 블록으로 변환하는 단계, Kin/q 개의 길이 Nout의 블록을 복호화하는 단계 및 복호화된 Kin/q 개의 길이 Nout의 블록을 연결하여 복호화된 메시지를 출력하는 단계를 포함한다.
재밍 처리 단계에서는 평균 최소 잡음 전력과 임계값을 근거로 홉이 채널에서 재밍의 영향을 받았는지의 유무를 검출하되, 평균 최소 잡음 전력이 임계값을 초과하면 해당 홉이 재밍의 영향을 받은 것으로 판단하여 길이 Kin 비트로 소실 처리하고, 평균 최소 잡음 전력이 임계값 이하이면 해당 홉이 재밍의 영향을 받지 않은 것으로 판단하여 이너 디코더를 이용하여 내부 복호 비트열로 복호하고, 소실 처리된 길이 Kin 비트 또는 내부 복호 비트열을 q 비트씩 한 블록으로 묶어서 길이 Kin/q의 블록으로 설정한다.
재밍 처리 단계는 최대 대역비 및 최대 임계값을 설정하는 단계를 포함하고, 최대 대역비 및 최대 임계값을 설정하는 단계는 목표 패킷 오류율을 달성 가능한 대역비(ρ)와 거짓 양성 확률(P1)의 조합 중에서 최대 대역비(ρmax)를 산출하는 단계, 구간 (0, 최대 대역비(ρmax))에서 대역비(ρ)에 따른 임계값(DTHR(ρ))을 검출하고, 각 대역비(ρ)에 따른 임계값(DTHR(ρ))에서 거짓 음성 확률(P0)이 0을 초과하는 시점에서 검출된 신호 대 재밍비(Eb/Nj)의 블록 오류율(PPBJ)을 제1 블록 오류율(PPBJ)로 설정하는 단계, 각 대역비(ρ)에 따른 임계값(DTHR(ρ))에서 거짓 음성 확률(P0)이 0을 초과하는 시점의 블록 오류율(PPBJ)을 제2 블록 오류율(PPBJ)을로 설정하는 단계 및 제1 블록 오류율(PPBJ) 및 제2 블록 오류율(PPBJ)의 교점에서의 대역비(ρ)를 최대 대역비(ρTHR)로 설정하고, 교점에서의 임계값(DTHR)을 최대 임계값(D* THR)으로 설정하는 단계를 포함한다.
종래의 기술인 FSK를 사용할 때의 재밍 탐지 기법은 PSK나 QAM에서 그대로 적용하기 힘들기 때문에 본 발명에서는 주파수 효율이 높은 PSK나 QAM을 사용할 때의 새로운 재밍 탐지 기법을 2015년 하계군사과학기술학외에서 발표된 논문(안형배, 김찬기, 노종선, 박진수, 송홍엽, 한성우, "부분 대역 재밍 및 가산성 백색 가우시안 잡음 채널에서 주파수 고효율 확산 대역 통신시스템 및 TCM에서의 새로운 재밍 탐지 기법적용", 2015년 6월 하계군사과학기술학술대회)에서 제안하였다. 이러한 재밍 탐지 기법을 기반으로 재밍의 영향을 받은 가능성이 높은 홉의 데이터를 소실 처리한다. 이를 소실 삽입 기법이라고 하고, 해당 기법을 통해 외부 부호인 RS 부호의 복호와 이득이 증가하여 시스템의 패킷 오류가 감소하여 전체 시스템의 성능이 증가한다.
본 발명에 의하면, 주파수 고효율 변복조 시스템 및 방법은 최대 대역비를 극대화하는 평균 최소 잡음 전력의 임계값을 검출함으로써, 외부 부호인 RS 부호의 복호와 이득이 증가하여 시스템의 패킷 오류가 감소하여 전체 시스템의 성능을 최대화하는 효과가 있다.
또한, 주파수 고효율 변복조 시스템 및 방법은 재밍의 탐지 능력이 FSK를 사용할 때에 비해 낮기 때문에 같은 목표 패킷 오류율을 달성하기 위해서는 종전보다 낮은 부호율의 부호를 사용하지만, 높은 주파수 효율로 주어진 대역에 더 많은 정보를 전송할 수 있는 효과가 있다.
도 1 내지 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 주파수 고효율 변복조 시스템을 설명하기 위한 도면.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 주파수 고효율 변복조 방법을 설명하기 위한 흐름도.
도 5는 도 4의 메시지 변조 단계를 설명하기 위한 흐름도.
도 6은 도 4의 메시지 복조 단계를 설명하기 위한 흐름도.
도 7은 도 6의 재밍 검출 단계를 설명하기 위한 흐름도.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 주파수 고효율 변복조 시스템을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 아래와 같다. 도 1 및 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 주파수 고효율 변복조 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 주파수 고효율 변복조 시스템은 전송 대상인 메시지를 변조하여 랜덤 주파수로 도약하는 송신 장치(100), 가산성 백색 가우시안 잡음(Additive White Gaussian Noise)과 부분 대역 재밍(Partial-Band Jamming)이 있는 채널(300)을 거친 도약 신호를 수신하여 복조하는 수신 장치(200)로 구성된다.
이하의 설명에서 송신 장치(100)는 2m-ary 변조기(150)를 사용하고, 수신 장치(200)는 2m-ary 복조기(220)를 사용하고, 한 홉 내에 변조된 신호 심볼의 수가 많은, 느린 주파수 도약을 사용하는 것으로 가정한다.
또한, 연접 부호로 외부 부호는 GF(2q)에서 정의된 (Nout, Kout) RS 부호를 사용하고, 내부 부호는 GF(2)에서 정의된 (Nin, Kin)의 부호를 사용한다. 이때, Nin과 Kin은 q의 배수이고 Nin은 m의 배수이다.
송신 장치(100)는 전송 대상인 메시지를 입력받고, 입력된 메시지를 변조하여 랜덤 주파수로 도약한다.
이를 위해, 송신 장치(100)는 입력기(110), RS 엔코더(120), 송신 버퍼(130), 이너 엔코더(140), 변조기(150) 및 주파수 도약기(160)를 포함하여 구성된다.
입력기(110)는 전송 대상인 메시지를 입력받는다. 이때, 입력기(110)는 KoutKin 비트의 메시지를 입력받는다. 입력기(110)는 입력된 메시지를 qKout 비트씩 Kin/q 개의 비트열로 분할한다.
RS 엔코더(120)는 입력기(110)에서 분할된 비트열을 부호화한다. 즉, RS 엔코더(120)는 제1 RS 엔코더 내지 제Kin/q RS 엔코더로 구성되며, 각 비트열을 순서대로 q 비트씩 한 블록으로 묶고, 이러한 길이 Kout의 블록을 GF(2q)에서 정의된 (Nout, Kout) RS 부호를 이용하여 Nout 개의 블록으로 부호화한다.
송신 버퍼(130)는 RS 엔코더(120)에서 부호화된 블록들을 인터리브(Interleave)한다. 즉, 송신 버퍼(130)는 Kin/q 개의 길이 Nout의 블록을 인터리브하여 Nout 개의 길이 Kin/q의 블록 또는 길이 Kin의 비트열로 변환한다.
이너 엔코더(140)는 변환된 비트열들을 내부 부호를 이용하여 부호화한다. 즉, 이너 엔코더(140)는 제1 이너 엔코더부터 제Nout 이너 엔코더까지 총 Nout개의 엔코더로 구성되어, GF(2)에서 정의된 (Nin, Kin)의 내부 부호의 부호기이다. 송신 버퍼(130)에서는 인터리브된 Nout 개의 길이 Kin의 비트열은 각 엔코더를 통해 Nout 개의 길이 Nin 비트의 부호로 부호화된다.
변조기(150)는 부호화된 비트열들을 변조하여 홉(hop; 즉, 도약 신호)을 구성한다. 즉, 변조기(150)는 이너 엔코더(140)에서 부호화된 비트열들을 변조 심볼로 변조하여 홉을 구성한다. 이때, 변조기(150)는 부호화된 Nout 개의 비트열들을 Nin/m의 변조 심볼로 변조하여 각 비트열을 하나의 홉으로 구성한다.
주파수 도약기(160)는 변조기(150)에서 구성된 홉을 의사 랜덤한 주파수로 도약한다. 이때, 도약된 홉은 가산성 백색 가우시안 잡음과 부분 대역 재밍이 존재하는 채널(300)을 거쳐 수신 장치(200)로 전송된다.
수신 장치(200)는 채널(300)을 거쳐 수신된 홉(즉, 도약 신호)을 복조하여 재밍의 영향을 받은 비트를 소실 처리한 후 메시지를 생성한다.
이를 위해, 수신 장치(200)는 주파수 환원기(210), 복조기(220), 재밍 검출기(230), 수신 버퍼(240), RS 디코더(250), 출력기(260)를 포함하여 구성된다.
주파수 환원기(210)는 채널(300)을 거친 홉을 수신하여 기존의 주파수를 갖는 수신 신호로 환원한다.
복조기(220)는 주파수 환원기(210)에서 환원된 수신신호를 비트열로 복조한다. 즉, 각 복조기(220)는 2m-ary 복조기(220)로 구성되어, Nin/m의 변조 심볼로 변조된 비트열을 복조한다.
재밍 검출기(230)는 각 홉의 평균 최소 잡음 전력을 근거로 재밍의 영향을 받은 홉을 검출한다.
수신된 신호의 복조 과정을 살펴보면 성좌도(constellation) 상에서 가장 가까운 거리의 송신 신호로 복조되고, 해당 신호에 더해진 잡음 에너지의 크기는 송수신 신호의 거리의 제곱에 비례한다.
한 홉 내에 속해있는 Nin/m 개의 수신 신호가 갖는 잡음 에너지 평균을 D2이라고 정의하고, D를 평균 최소 잡음 전력이라고 정의한다
D의 값은 수신된 홉이 재밍의 영향을 받았는지의 유무에 따라 서로 다른 분포를 갖는데, 재밍의 영향이 있을 경우 전반적으로 잡음 에너지의 크기가 증가하여 의 평균이 증가한다.
재밍 검출기(230)는 이러한 성질을 이용하여 한 홉이 재밍의 영향을 받았는지의 유무를 판정한다. 이때, 재밍 판단의 기준이 되는 임계값을 잘 설정하여 DTHR이라고 가정한다. 여기서, 임계값을 설정하는 기술에 대해서는 후술한다.
재밍 검출기(230)는 각 홉마다 평균 최소 잡음 전력(D)을 산출한다. 재밍 검출기(230)는 평균 최소 잡음 전력(D)을 임계값(DTHR)과 비교하여 재밍의 영향을 받은 홉을 검출한다.
재밍 검출기(230)는 재밍의 영향을 받은 홉을 소실 처리한다. 즉, 평균 최소 잡음 전력이 임계값(DTHR)을 초과하면(즉, D>DTHR), 재밍 검출기(230)는 해당 홉이 재밍의 영향을 받은 것으로 판단하여 길이 Kin 비트로 소실 처리한다.
평균 최소 잡음 전력이 임계값(DTHR) 이하이면(즉, D≤DTHR), 재밍 검출기(230)는 해당 홉이 재밍의 영향을 받지 않은 것으로 판단한다. 이 경우
재밍 검출기(230)는 한 홉 내에 속해있는 Nin/m 개의 수신 신호 혹은 길이 Nin 비트의 비트열은 이너 디코더를 통해 길이 Kin 비트의 비트열로 복호한다. 이때, 재밍 검출기(230)는 외부 복호를 위해 소실 혹은 내부 복호 비트열을 q 비트씩 한 블록으로 묶어서 길이 Kin/q의 블록으로 설정한다.
수신 버퍼(240)는 재밍 검출기(230)에서 설정된 각 블록을 역인터리브한다. 즉, 수신 버퍼(240)는 재밍 검출기(230)에서 설정된 각 블록(즉, 각 홉)마다 진행해 얻은 Nout 개의 길이 Kin/q의 블록을 역인터리브하여 Kin/q 개의 길이 Nout의 블록으로 변환한다.
RS 디코더(250)는 수신 버퍼(240)에서 변환된 블록을 복호화한다. 즉, RS 디코더(250)는 제1 RS 디코더 내지 제Kin/q RS 디코더로 구성되며, 각 블록에 대해 최대 거리 분리 가능(maximum distance separable, MDS)한 복호화를 수행한다. 이를 통해, RS 디코더(250)는 각 블록을 Kin/q 개의 길이 Nout의 블록을 복호화한다.
출력기(260)는 RS 디코더(250)에서 복호화된 블록들을 순서대로 연결하여 복호화된 메시지를 출력한다.
도 2는 주파수 고효율 변복조 시스템의 프레임 구조를 도시한다. 도 2를 참조하면, 한 프레임의 첫 부호화와 마지막 복호화 과정에는 Kin/q 번의 RS 부호화 및 복호화가 진행된다.
각 RS 엔코더(120) 및 RS 디코더(250)의 입출력 비트열을 한 패킷이라고 정의하면, 설계한 시스템의 패킷 오류율(PER)은 각 RS 디코더(250)의 복호 실패율과 같다. 이는 RS 디코더(250)의 MDS 성질에 의해 하기의 수학식 1과 같이 정리할 수 있다.
Figure pat00001
N과 K는 Nout과 Kout을 의미하고, ρ는 재밍의 대역비를 의미한다. 이때, ρ는 부분 대역 재밍이 전체 도약 주파수 대역 중에서 영향을 미치는 비율을 의미한다.
P0 및 P1은 앞서 제안하였던 한 홉의 평균 최소 잡음 전력을 이용한 재밍의 영향 유무 판정 방법의 거짓 음성 및 거짓 양성 확률을 의미한다.
P0는 채널(300)에서 신호 대 잡음 비(Eb/N0)와 신호 대 재밍비(Eb/Nj)가 정해지고 임계값(DTHR)이 결정된 경우, 부분 시뮬레이션을 통해 상대적으로 전체 시스템을 시뮬레이션하는 것보다 빠르게 계산할 수 있다.
P1은 신호 대 잡음 비(Eb/N0)의 값이 정해지면 임계값(DTHR)에 따른 감소함수로 일대일 대응관계를 갖는다. 즉, 신호 대 잡음 비(Eb/N0)와 임계값(DTHR)이 결정된 경우 P1을 구할 수도 있고, 신호 대 잡음 비가 결정된 경우 목표한 P1 값을 갖도록 하는 임계값(DTHR)도 역으로 찾아낼 수 있다.
PPBJ 및 PAWGN은 재밍의 영향이 존재 및 부재할 경우, 디코더의 블록 오류율을 의미한다.
여기서 한 블록의 크기는 q 비트이며, 원 메시지와 복호된 메시지를 비교할 때 블록 내에 속해있는 한 비트라도 다를 경우 해당 블록은 오류가 발생하였다고 정의한다.
내부 부호의 스펙이 결정된 경우, PPBJ는 신호 대 잡음 비(Eb/N0)와 신호 대 재밍비(Eb/Nj)의 값이 결정되면 부분 시뮬레이션을 통해 상대적으로 빠르게 계산할 수 있다.
PAWGN 역시 신호 대 잡음 비(Eb/N0)의 값이 결정되면 부분 모의실험을 통해 계산할 수 있다. 패킷 오류율 측정을 위해 전체 시스템을 구현하여 모의실험 하는 것에 비해 훨씬 적은 계산량을 필요로 한다.
전체 시스템의 스펙과 신호 대 잡음 비(Eb/N0)가 정해졌을 때, 주어진 목표 패킷 오류율(PER*)을 최적으로 달성하도록 하는 임계값(DTHR)을 구하는 방법을 제시한다. 여기서, 전체 시스템의 스펙은 엔코더, 디코더, 연접 부호의 종류, 부호길이, 부호율, 복호 방법을 의미한다.
또한, 임계값(DTHR)이 목표 패킷 오류율(PER*)을 최적으로 달성한다고 함은 최대 대역비(ρTHR)의 값을 최대로 만드는 임계값(DTHR)을 의미한다. 이는 도 3에 도시된 플로우를 통해 산출할 수 있다.
즉, 재밍 검출기(230)는 패킷 오류율(PER) 계산식(수학식 1 참조)을 이용하여 목표 패킷 오류율(PER*)을 달성 가능한 대역비(ρ)와 P1의 조합을 산출하고, 대역비(ρ)의 최대 대역비(ρmax)를 구한다.
재밍 검출기(230)는 구간 (0, ρmax) 내에서 P1(ρ)를 이용하여 각 ρ에 따른 DTHR(ρ)를 바이너리 서치(binary search)로 탐색한다.
이후, 재밍 검출기(230)는 각 대역비(ρ) 및 DTHR(ρ) 마다 P0>0이 되는 시점의 신호 대 재밍비(Eb/Nj)를 검출한다. 재밍 검출기(230)는 검출된 신호 대 재밍비(Eb/Nj)의 PPBJ를 제1 PPBJ으로 설정한다.
이와 함께, 재밍 검출부는 구간 (0, ρmax) 내에서 ρ, P1(ρ)이 주어졌을 때 패킷 오류율(PER)을 최소화하는 P0의 값이 0보다 커지는 시점의 PPBJ를 바이너리 서치로 탐색하여 제2 PPBJ으로 설정한다.
재밍 검출부는 대역비(ρ)에 따른 제1 PPBJ 및 제2 PPBJ의 그래프를 그리고 교점을 검출한다. 재밍 검출부는 교점에서의 대역비(ρ)를 최대 대역비(ρTHR)로 설정하고, 교점에서의 임계값(DTHR)을 최대 임계값(D* THR)으로 설정한다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 주파수 고효율 변복조 방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 아래와 같다. 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 주파수 고효율 변복조 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 도 5는 도 4의 메시지 변조 단계를 설명하기 위한 흐름도이고, 도 6은 도 4의 메시지 복조 단계를 설명하기 위한 흐름도이고, 도 7은 도 6의 재밍 검출 단계를 설명하기 위한 흐름도이다.
먼저, 도 4를 참조하면, 송신 장치(100)는 메시지를 변조한다(S100). 즉, 송신 장치(100)는 메시지를 전송 대상인 메시지를 입력받고, 입력된 메시지를 변조하여 랜덤 주파수로 도약한다. 이를 도 5를 참조하여 상세하게 설명하면 아래와 같다.
송신 장치(100)는 전송 대상인 KoutKin 비트의 메시지를 입력받는다. 송신 장치(100)는 입력된 메시지를 qKout 비트씩 Kin/q 개의 비트열로 분할한다(S110).
송신 장치(100)는 각 비트열을 순서대로 q 비트씩 한 블록으로 묶고, 이러한 길이 Kout의 블록을 GF(2q)에서 정의된 (Nout, Kout) RS 부호를 이용하여 Nout 개의 블록으로 부호화한다(S120).
송신 장치(100)는 부호화된 Kin/q 개의 길이 Nout의 블록을 인터리브하여 Nout 개의 길이 Kin/q의 블록 또는 길이 Kin의 비트열로 변환한다(S130).
송신 장치(100)는 GF(2)에서 정의된 (Nin, Kin)의 내부 부호를 이용하여 Nout 개의 Nin 비트 비트열을 부호화한다(S140).
송신 장치(100)는 부호화된 비트열들을 변조 심볼로 변하여 홉을 구성한다. 이때, 송신 장치(100)는 부호화된 Nout 개의 비트열들을 Nin/m의 변조 심볼로 변조하여 각 비트열을 하나의 홉으로 구성한다(S150).
송신 장치(100)는 구성된 홉을 의사 랜덤한 주파수로 도약한다. 이때, 송신 장치(100)는 가산성 백색 가우시안 잡음과 부분 대역 재밍이 존재하는 채널(300)로 도약한다(S200).
수신 장치(200)는 채널(300)을 거쳐 수신된 홉(즉, 도약 신호)을 복조 및 재밍 처리하여 메시지로 복조한다(S300). 즉, 수신 장치(200)는 채널(300)을 통해 도약된 홉을 수신하고, 이를 복조한 후 재밍의 영향을 받은 홉을 소실 처리한 후 정상 홉들을 이용하여 메시지를 복조한다. 이를 도 6을 참조하여 상세하게 설명하면 아래와 같다.
수신 장치(200)는 채널(300)을 거친 홉을 수신하여 비트열로 환원한다. 이때, 수신 장치(200)는 수신한 홉을 Nin/m의 변조 심볼로 변조된 비트열로 환원한다(S310).
수신 장치(200)는 환원된 비트열을 복조한다. 즉, 수신 장치(200)는 2m-ary 복조기(220)를 통해 Nin/m의 변조 심볼로 변조된 비트열을 복조한다(S320).
수신 장치(200)는 복조된 비트열을 근거로 재밍의 영향을 받은 홉을 검출한다(S330). 이를 도 7을 참조하여 상세하게 설명하면 아래와 같다.
수신 장치(200)는 각 홉마다 평균 최소 잡음 전력(D)을 산출한다(S321).
수신 장치(200)는 재밍의 영향을 받은 홉의 검출을 위해 평균 최소 잡음 전력(D)을 임계값(DTHR)과 비교한다. 이때, 평균 최소 잡음 전력(D)이 임계값(DTHR)을 초과하면(S332; 예), 수신 장치(200)는 재밍의 영향을 받은 홉을 소실 처리하고, 다른 홉으로부터 내부 복호 비트열을 검출한 후 이들을 블록으로 설정한다. 즉, 평균 최소 잡음 전력이 임계값(DTHR)을 초과하면(즉, D>DTHR), 수신 장치(200)는 해당 홉이 재밍의 영향을 받은 것으로 판단하여 길이 Kin 비트로 소실 처리한다(S333).
평균 최소 잡음 전력(D)이 임계값(DTHR) 이하이면(S332; 아니오), 수신 장치(200)는 해당 홉이 재밍의 영향을 받지 않은 것으로 판단하여 길이 Kin 비트의 내부 복호 비트열을 검출한다(S334).
이때, 수신 장치(200)는 외부 복호를 위해 소실 혹은 내부 복호 비트열을 q 비트씩 한 블록으로 묶어서 길이 Kin/q의 블록으로 설정한다(S335).
수신 장치(200)는 설정된 각 블록을 역인터리브한다. 즉, 수신 장치(200)는 S330 단계에서 설정된 각 블록(즉, 각 홉)마다 진행해 얻은 Nout 개의 길이 Kin/q의 블록을 역인터리브하여 Kin/q 개의 길이 Nout의 블록으로 변환한다(S340).
수신 장치(200)는 변환된 블록을 복호화한다. 즉, 수신 장치(200)는 각 블록에 대해 최대 거리 분리 가능(maximum distance separable, MDS)한 복호화를 수행하여, 각 블록을 Kin/q 개의 길이 Nout의 복호화된 블록으로 변환한다(S350).
수신 장치(200)는 복호화된 블록들을 순서대로 연결하여 복호화된 메시지를 출력한다(S360).
상술한 바와 같이, 주파수 고효율 변복조 시스템 및 방법은 최대 대역비를 극대화하는 평균 최소 잡음 전력의 임계값을 검출함으로써, 외부 부호인 RS 부호의 복호와 이득이 증가하여 시스템의 패킷 오류가 감소하여 전체 시스템의 성능을 최대화하는 효과가 있다. 즉, 종래의 기술인 FSK를 사용할 때의 재밍 탐지 기법은 PSK나 QAM에서 그대로 적용하기 힘들기 때문에 본 발명에서는 주파수 효율이 높은 PSK나 QAM을 사용할 때의 새로운 재밍 탐지 기법을 제안한다. 이러한 재밍 탐지 기법을 기반으로 재밍의 영향을 받은 가능성이 높은 홉의 데이터를 소실 처리한다. 이를 소실 삽입 기법이라고 하고, 해당 기법을 통해 외부 부호인 RS 부호의 복호와 이득이 증가하여 시스템의 패킷 오류가 감소하여 전체 시스템의 성능이 증가한다.
또한, 주파수 고효율 변복조 시스템 및 방법은 재밍의 탐지 능력이 FSK를 사용할 때에 비해 낮기 때문에 같은 목표 패킷 오류율을 달성하기 위해서는 종전보다 낮은 부호율의 부호를 사용하지만, 높은 주파수 효율로 주어진 대역에 더 많은 정보를 전송할 수 있는 효과가 있다.
이상에서 본 발명에 따른 바람직한 실시예에 대해 설명하였으나, 다양한 형태로 변형이 가능하며, 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진자라면 본 발명의 특허청구범위를 벗어남이 없이 다양한 변형예 및 수정예를 실시할 수 있을 것으로 이해된다.
100: 송신 장치 110: 입력기
120: RS 엔코더 130: 송신 버퍼
140: 이너 엔코더 150: 변조기
160: 주파수 도약기 200: 수신 장치
210: 주파수 환원기 220: 복조기
230: 재밍 검출기 240: 수신 버퍼
250: RS 디코더 260: 출력기
300: 채널

Claims (10)

  1. 전송 대상인 메시지를 입력받아 복수의 홉으로 변조하고, 변조된 복수의 홉을 랜덤 주파수를 통해 채널로 도약하는 송신 장치; 및
    상기 채널을 통해 수신한 복수의 홉을 수신하여 복조하고, 상기 복수의 홉 중에서 재밍의 영향을 받은 홉의 비트를 검출하여 소실 처리하고, 나머지 홉들을 복호화하여 출력하는 수신 장치를 포함하는 주파수 고효율 변복조 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    송신 장치는,
    입력된 메시지를 qKout 비트씩 Kin/q 개의 비트열로 분할하는 입력기;
    상기 Kin/q 개의 비트열을 q 비트씩 한 블록으로 묶고, 복수의 Kout 길이의 블록을 GF(2q)에서 정의된 (Nout, Kout) RS 부호를 이용하여 Nout 개의 블록으로 부호화하는 RS 엔코더;
    상기 Nout 개의 블록을 인터리브하여 Nout 개의 길이 Kin/q의 블록 또는 길이 Kin의 비트열로 변환하는 송신 버퍼;
    상기 Nout 개의 길이 Kin/q의 블록 또는 길이 Kin의 비트열을 GF(2)에서 정의된 (Nin, Kin)의 내부 부호를 이용하여 Nout 개의 비트열을 부호화하는 이너 엔코더;
    상기 이너 엔코더에서 부호화된 Nout 개의 비트열들을 Nin/m의 변조 심볼로 변조하여 각 비트열을 하나의 홉으로 구성하는 변조기; 및
    상기 변조기에서 구성된 홉을 랜덤 주파수로 도약하여 채널로 전송하는 주파수 도약기를 포함하는 주파수 고효율 변복조 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 수신 장치는,
    상기 채널을 통해 수신한 복수의 홉을 Nin/m의 변조 심볼로 변조된 비트열로 환원하는 주파수 환원기;
    상기 주파수 환원기에서 환원된 비트열을 복조하는 복조기;
    상기 복조기에서 복조된 비트열을 근거로 재밍의 영향을 받지 않은 홉을 검출하고, 검출한 홉의 비트열을 근거로 Nout 개의 길이 Kin/q의 블록을 설정하는 재밍 검출기;
    상기 재밍 검출기에서 설정된 Nout 개의 길이 Kin/q의 블록을 역인터리브하여 Kin/q 개의 길이 Nout의 블록으로 변환하는 수신 버퍼;
    상기 Kin/q 개의 길이 Nout의 블록을 복호화하는 RS 디코더; 및
    복호화된 상기 Kin/q 개의 길이 Nout의 블록을 연결하여 복호화된 메시지를 출력하는 출력기를 포함하는 주파수 고효율 변복조 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 재밍 검출기는
    평균 최소 잡음 전력과 임계값을 근거로 홉이 채널에서 재밍의 영향을 받았는지의 유무를 검출하되,
    평균 최소 잡음 전력이 임계값을 초과하면 해당 홉이 재밍의 영향을 받은 것으로 판단하여 길이 Kin 비트로 소실 처리하고,
    평균 최소 잡음 전력이 임계값 이하이면 해당 홉이 재밍의 영향을 받지 않은 것으로 판단하여 내부 복호 비트열을 검출하고,
    상기 소실 처리된 길이 Kin 비트 또는 상기 내부 복호 비트열을 q 비트씩 한 블록으로 묶어서 길이 Kin/q의 블록으로 설정하는 주파수 고효율 변복조 시스템.
  5. 제6항에 있어서,
    상기 재밍 검출기는
    목표 패킷 오류율을 달성 가능한 대역비(ρ)와 거짓 양성 확률(P1)의 조합 중에서 최대 대역비(ρmax)를 산출하고,
    구간 (0, 최대 대역비(ρmax))에서 대역비(ρ)에 따른 임계값(DTHR(ρ))을 검출하고, 각 대역비(ρ)에 따른 임계값(DTHR(ρ))에서 거짓 음성 확률(P0)이 0을 초과하는 시점에서 검출된 신호 대 재밍비(Eb/Nj)의 블록 오류율(PPBJ)을 제1 블록 오류율(PPBJ)로 설정하고,
    각 대역비(ρ)에 따른 임계값(DTHR(ρ))에서 거짓 음성 확률(P0)이 0을 초과하는 시점의 블록 오류율(PPBJ)을 제2 블록 오류율(PPBJ)을로 설정하고,
    상기 제1 블록 오류율(PPBJ) 및 상기 제2 블록 오류율(PPBJ)의 교점에서의 대역비(ρ)를 최대 대역비(ρTHR)로 설정하고, 상기 교점에서의 임계값(DTHR)을 최대 임계값(D* THR)으로 설정하는 주파수 고효율 변복조 시스템.
  6. 송신 장치에 의해, 전송 대상인 메시지를 입력받아 복수의 홉으로 변조하는 메시지 변조 단계;
    변조된 상기 복수의 홉을 랜덤 주파수로 도약하여 채널로 전송하는 단계; 및
    상기 채널을 통해 상기 복수의 홉을 수신하여 복조하고, 상기 복수의 홉 중에서 재밍의 영향을 받은 홉의 비트를 검출하여 소실 처리하고, 나머지 홉들을 복호화하여 출력하는 메시지 복조 단계를 포함하는 주파수 고효율 변복조 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 메시지 변조 단계는,
    입력된 메시지를 qKout 비트씩 Kin/q 개의 비트열로 분할하는 단계;
    상기 Kin/q 개의 비트열을 q 비트씩 한 블록으로 묶고, 복수의 Kout 길이의 블록을 GF(2q)에서 정의된 (Nout, Kout) RS 부호를 이용하여 Nout 개의 블록으로 부호화하는 단계;
    상기 Nout 개의 블록을 인터리브하여 Nout 개의 길이 Kin/q의 블록 또는 길이 Kin의 비트열로 변환하는 단계;
    상기 Nout 개의 길이 Kin/q의 블록 또는 길이 Kin의 비트열을 GF(2)에서 정의된 (Nin, Kin)의 내부 부호를 이용하여 Nout 개의 비트열을 부호화하는 단계; 및
    부호화된 상기 Nout 개의 비트열들을 Nin/m의 변조 심볼로 변조하여 각 비트열을 하나의 홉으로 구성하는 단계를 포함하는 주파수 고효율 변복조 방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 메시지 복조 단계는,
    상기 채널을 통해 수신한 상기 복수의 홉을 Nin/m의 변조 심볼로 변조된 비트열로 환원하는 단계;
    환원된 상기 비트열을 복조하는 단계;
    복조된 상기 비트열을 근거로 재밍의 영향을 받지 않은 홉을 검출하고, 검출한 홉의 비트열을 근거로 Nout 개의 길이 Kin/q의 블록을 설정하는 재밍 처리 단계;
    설정된 상기 Nout 개의 길이 Kin/q의 블록을 역인터리브하여 Kin/q 개의 길이 Nout의 블록으로 변환하는 단계;
    상기 Kin/q 개의 길이 Nout의 블록을 복호화하는 단계; 및
    복호화된 상기 Kin/q 개의 길이 Nout의 블록을 연결하여 복호화된 메시지를 출력하는 단계를 포함하는 주파수 고효율 변복조 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 재밍 처리 단계에서는 평균 최소 잡음 전력과 임계값을 근거로 홉이 채널에서 재밍의 영향을 받았는지의 유무를 검출하되,
    평균 최소 잡음 전력이 임계값을 초과하면 해당 홉이 재밍의 영향을 받은 것으로 판단하여 길이 Kin 비트로 소실 처리하고,
    평균 최소 잡음 전력이 임계값 이하이면 해당 홉이 재밍의 영향을 받지 않은 것으로 판단하여 이너 디코더를 이용하여 내부 복호 비트열로 복호하고,
    상기 소실 처리된 길이 Kin 비트 또는 상기 내부 복호 비트열을 q 비트씩 한 블록으로 묶어서 길이 Kin/q의 블록으로 설정하는 주파수 고효율 변복조 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 재밍 처리 단계는 최대 대역비 및 최대 임계값을 설정하는 단계를 포함하고,
    상기 최대 대역비 및 최대 임계값을 설정하는 단계는
    목표 패킷 오류율을 달성 가능한 대역비(ρ)와 거짓 양성 확률(P1)의 조합 중에서 최대 대역비(ρmax)를 산출하는 단계;
    구간 (0, 최대 대역비(ρmax))에서 대역비(ρ)에 따른 임계값(DTHR(ρ))을 검출하고, 각 대역비(ρ)에 따른 임계값(DTHR(ρ))에서 거짓 음성 확률(P0)이 0을 초과하는 시점에서 검출된 신호 대 재밍비(Eb/Nj)의 블록 오류율(PPBJ)을 제1 블록 오류율(PPBJ)로 설정하는 단계;
    각 대역비(ρ)에 따른 임계값(DTHR(ρ))에서 거짓 음성 확률(P0)이 0을 초과하는 시점의 블록 오류율(PPBJ)을 제2 블록 오류율(PPBJ)을로 설정하는 단계; 및
    상기 제1 블록 오류율(PPBJ) 및 상기 제2 블록 오류율(PPBJ)의 교점에서의 대역비(ρ)를 최대 대역비(ρTHR)로 설정하고, 상기 교점에서의 임계값(DTHR)을 최대 임계값(D* THR)으로 설정하는 단계를 포함하는 주파수 고효율 변복조 방법.
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