The Journal of the Institute of Internet, Broadcasting and Communication (한국인터넷방송통신학회논문지)

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A Study on Frequency Offset Compensation using 2-Phase Characteristic of Beacon Signal modulated by Satellite

위성 변조 비콘 신호의 2위상 특성을 이용한 주파수 오프셋 보상방법에 대한 연구

  • Received : 2017.12.25
  • Accepted : 2018.02.09
  • Published : 2018.02.28
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Abstract

In satellite communication, modulated beacon signal is spreaded by gold sequence and the modulated beacon is transmitted via linear phase modulation. Due to the difference in characteristics of the satellite and the receiver on the ground, frequency offset (FO) occurs. An existing modulated beacon receiver is a method of synchronizing the frequency of a modulated beacon signal using FFT(Fast Fourier Transform), which not only increases the delay and complexity in terms of system implementation but also has a separate circuit for compensating the phase difference due to FO and phase offset from FFT points. In order to overcome this problem, this paper proposes and analyzes a scheme for compensating and demodulating the coarse FO and phase offset at one time using the 2-phase shaped characteristics of the modulated beacon signal. Also, through the simulation, the modulation index suitable for the proposed method is analyzed and the appropriate cumulative number is also analyzed.

위성 변조 비콘 신호는 위성에서 생성한 TOD (Time of Day) 데이터를 gold sequence를 이용하여 확산 시킨 후 linear phase modulation을 통해 전송된다. 변조 비콘 신호를 수신 시 위성과 지상 수신기 간 특성 차이 때문에 주파수 오프셋(FO)이 발생한다. 기존 위성 변조 비콘 수신기는 변조 비콘 신호를 FFT(Fast Fourier Transform)를 이용하여 주파수를 동기화시키는 방법이며, 이는 시스템 구현 관점에서 딜레이 및 복잡도를 증가 시킬 뿐만 아니라 points 간 생기는 FO과 phase offset에 의한 위상차를 보정하는 별도의 회로가 필요하다. 본 논문에서는 이를 극복하기 위해 변조 비콘 신호의 2위상 성형된 특성을 이용하여 coarse FO와 phase offset을 한 번에 보정 및 복조하기 위한 방안과 그에 따른 하드웨어 구성도를 제안 및 분석하였다. 또한, 시뮬레이션을 통해 본 논문에서 제안하는 방식에 적합한 변조 지수(modulation index)를 분석하였으며 그에 따른 적정 누적 개수 또한 분석하였다.

Keywords

References

  1. Simon, M. K., Omura, J. K., Scholtz, R. A., and Levitt, B. K, Spread Spectrum Communications, Vols. 1-3. Rockville, MD: Computer Science Press, 1985.
  2. Torrieri, D. Principles of Spread-Sprectrum Communication Systems. New York: Springer Science+Business Media, 2005.
  3. H.B. Ahn, C. K. Kim, J. S. No, J. S. Park, H. Y. Song, S. W. Han, "The Higer-Order-Modulated Slow-Frequency-Hopping Spread-Sprectrum System over AWGN under Partial-Band Jamming," JKICS, vol. 42, no. 01, pp. 14-24, 2017.
  4. K. S. Kang, C. S. Sin, S. W. Kim, "Mutual Coupling Compensation and Direction Finding For Anti-jamming 3D GPS Antenna Array," JKICS, vol. 42, no. 04, pp. 723-730, 2017.
  5. S.H. Lim, S. M. Han, J. S. Lee, J. W. Choi, "Tactical Beamforming for Anti-jamming Under Limited Feedback," JKICS, vol. 41, no. 11, pp. 1410-1413, 2016.
  6. J.Y. Jeong, J.H. Park, J.M. Woo, "Design of active beam steering antenna mounted on LEO small satellite," The Journal of The Institute of Internet, Broadcasting and Communication (IIBC), vol. 16, no. 5, pp. 197-203, 2016. https://doi.org/10.7236/JIIBC.2016.16.5.197
  7. A.L. Pera, M. Parisse, K.E. Kim, K.K. Kim, "Dehop rehop transponder unit," in Proc. 24th AIAA International Communications Satellite Systems Conference, pp. 777-782, San diego, California, June 2006.