BPSK 모드를 사용하는 원격제어 장치의 위상잡음 스펙트럼 분포 설계

김영완,Kim, Young-Wan 한국정보통신학회 2014 한국정보통신학회논문지 Vol.18 No.8

본 논문에서는 BPSK 변조 방식과 50 kbps 저속 데이터 전송모드를 사용하는 원격제어 장치의 위상잡음 스펙트럼 분포를 설계하고 제시하였다. FSK 전송 방식보다 전송 성능이 우수한 BPSK 방식을 적용할 경우, 위상잡음에 의한 열화가 발생한다. 위상잡음에 의한 열화를 최소화하기 위해서는 요구 위상잡음을 갖는 채널 환경에서 신호를 전송하는 것이 중요하다. 요구 위상잡음 환경에 적합한 채널 환경 및 단말 장치 구현을 위하여 요구 성능을 만족하는 위상잡음 스펙트럼 분포를 설계한다. 위상잡음 설계 파라미터인 감쇠 정수와 잡음 대역폭에 대한 위상잡음 영향도를 해석하고 위상잡음 스펙트럼 분포 설계 파라미터로 적용하였다. IESS-308 위상잡음 특성을 기준으로 위상잡음 영향을 분석하고, 원격제어 장치에 적합한 위상잡음 스펙트럼 분포도와 설계 방법을 제시하였다. The phase noise spectrum distribution for remote controller using the BPSK mode and low data rate of 50 kbps was designed and proposed in this paper. In case of applying the BPSK that transmission performance is superior to FSK method, the performance degradations due to phase noise are generated. To minimize the phase noise effect, it is important to dispatch the digital signal in channel environment with required phase noise characteristics. To provide the terminal design technique and the proper channel environment with required phase noise characteristics, the phase noise spectrum distribution was designed for required phase noise characteristics. By analyzing the phase noise effects for damping factor and noise bandwidth of the carrier recovery circuit, the phase noise spectrum design that consider the damping factor and noise bandwidth was performed. Based on the IESS-308 standards, also, the phase noise effects was analyzed. The phase noise spectrum design techniques and phase noise spectrum that is suitable to remote controller were proposed.

Ka-대역 위상배열안테나 배열 구조 분석

김영완,권준범,강연덕,박종국,Kim, Youngwan,Kwon, Junbeom,Kang, Yeonduk,Park, Jongkuk 한국인터넷방송통신학회 2019 한국인터넷방송통신학회 논문지 Vol.19 No.3

본 논문에서는 Ka-대역 위상배열안테나의 배열소자 개수 및 빔 조향 범위에 따른 빔 패턴 성능 분석을 수행하였다. Ka-대역의 전기적 길이 특성으로 인해 배열구조 설계 시 배열 소자간의 거리가 짧아져 동일한 개구면 적용 시 배열 소자의 개수가 증가하게 된다. 배열 간격을 넓혀서 배열소자의 개수를 줄이면, 빔 패턴의 가시 영역에 주빔과 동일한 크기의 그레이팅 로브가 발생하게 된다. 배열소자의 개수가 최소화되어야 하는 시스템에 적용되어야 할 경우 배열소자의 개수를 72% 줄이며 빔폭 및 부엽준위 등의 성능 열화를 최소화 할 수 있는 최적화 방안에 대하여 분석을 수행하였다. In this paper, a beam pattern performance analysis was performed according to number of array elements and spacing of the phase array antenna. The distance between array elements in an array structure design was reduced due to the electrical length of Ka-band, which increases the number of array elements in applying the aperture. If the number of elements reduce by widening the array distance, the grating lobes of the same size as the main beam will occur in visible region. If the number of array elements should be applied to a system where the number of array elements should be minimized, the analysis was performed on a plan to reduce the number of array elements and minimize degradation of performance, such as beam width and side lobe level.

다중모드 기반 천리안 위성통신 중계기의 위상잡음 특성 평가

김영완,Kim, Young-Wan 한국정보통신학회 2012 한국정보통신학회논문지 Vol.16 No.1

천리안 위성은 해양 관측과 기상영상 전송, 그리고 Ka 대역 위성통신 신호 중계를 위한 다목적 복합위성으로 2010년 발사되어 운용되고 있다. Ka 대역 위성통신 중계기는 MSM 스위치 기능으로 다중 빔 지향이 가능하고 다중모드 고속 데이터를 전송할 수 있다. 천리안 위성통신 중계기는 MSM 기능으로 다수의 신호발생기와 Ka 대역의 주파수 사용으로 시스템 위상잡음이 증가할 수 있다. 위상잡음은 다중모드 및 고속 데이터 전송에 영향을 미치고 있으며, 높은 위상잡음을 갖는 위성 전송시스템은 전송 신호를 복원하기가 어렵다. 본 논문에서는 천리안 위성통신중계기의 위상잡음을 측정하고, 측정된 위상잡음을 수신 잡음대역폭 관점에서 위상잡음 영향을 분석하고 평가한다. 아울러, 천리안 위성통신 중계기 위상잡음에 대한 다중모드 및 고속 전송 데이터의 전송 성능을 평가한다. The COMS, which is a multi-purposed satellite that provide the oceanic measurement data and meterological image data, is operating since 2010. Ka-band satellite communication transponder in COMS gets the MSM function that can provide the required multi-beam and transmits the multi-mode signal with high data rate. The phase noise of COMS communication transponder can be increased because of several local oscillators for MSM function and the utilization of Ka-band frequency. The phase noise affects the performance for the multi-mode and high rate data based- transmission method, it is not possible to recover the transmission data in system with the high system phase noise. In this paper, the phase noise of COMS was measured and the effects of the measured phase noise are analysed and evaluated in the viewpoint of the noise bandwidth of transmission system, Also the transmission performances for multi-mode and high rate data are evaluated in the presence of COMS phase noise.

통신해양기상위성 센서 데이터 송수신 시스템의 시스템 위상 잡음 스펙트럼

김영완,Kim, Young-Wan 한국정보통신학회 2007 한국정보통신학회논문지 Vol.11 No.7

본 논문에서는 통신해양기상위성 센서 데이터 송수신 시스템의 요구 시스템 위상 잡음 스펙트럼 분포도를 제안하였다. 위상 잡음 영향을 최소화하기 위한 해석된 수신 설계 파라미터를 기반으로 센서 측정 신호인 raw, LRIT 및 HRIT 데이터 전송에 적합한 위상 잡음 특성을 제시하였다. 제안된 위상 잡음 특성은 전송 채널상에서 발생하는 주파수 신호 자원의 위상 잡음 영향을 최소화하며, 서비스 단말에 양호한 전송 성능을 제공한다. 또한 제안된 위상 잡음 스펙트럼은 센서 데이터 송수신 시스템의 주파수 발생원의 신호 특성으로 설계할 수 있도록 한다. The system phase noise spectrum distribution for COMS sensor data transmitter and receiver system was proposed in this paper. On the basis of the analyzed design parameter to reduce the phase noise effect in a receiver, the optimal system phase noise were proposed for raw, IRIT and HRIT data transmission that are sensor data, respectively. The proposed system phase noise provides the qualified transmission performance of sensor data and reduces the performance degradation due to phase noise generating in the transmission channel. Also the system phase noise spectrums are utilized in the design of frequency generation source for sensor data transmission and receiver system.

DVB-RCS 전송을 위한 광대역 디지털 주파수 합성기 설계 및 구현

김영완,Kim, Young-Wan 한국정보통신학회 2007 한국정보통신학회논문지 Vol.11 No.2

본 논문에서는 고속 주파수 도약과 높은 주파수 분해도 그리고 광역 주파수 신호를 발생하는 디지털 주파수 합성기를 설계하고 구현한다. 고속 주파수 도약과 미세한 도플러 주파수 보정을 위한 높은 주파수 분해도를 갖는 DDS 기술과 직접 주파수 변환을 위한 광대역 PLL 기술을 적용하여 DVB-RCS 전송을 위한 전송 중간 주파수 신호를 직접 발생하는 주파수 합성기를 구현한다. $2.5{\sim}3.0$ GHz 대역의 500 MHz 사용 주파수 대역내에서 -50 dBc 이하의 스퓨리어스 신호 억압을 제공하고, 0.233 Hz의 세밀한 주파수 분해도와 125 ns 이하의 고속 주파수 도약 특성을 갖는 DFS구조를 갖는다. 또한 제작된 DFS는 광대역 사용주파수 영역에서 3 dB 이내의 이득 평탄도를 나타내었으며, 위상잡음은 1 KHz ?낵쩔【? -75 dBc/Hz의 양호한 특성을 나타내었다. The Digital Frequency Synthesizer(DFS) that generates the wideband signal with high speed frequency hopping rate and high frequency resolution characteristics was designed and implemented in this paper The DFS was applied as local oscillator for direct frequency conversion IF modules of DVB-RCS, which directly generates the transmission immediate frequency signal by using DDS and wideband PLL technologies. The DDS technology provides high speed frequency hopping rate and high frequency resolution characteristics, which are also the DVB-RCS requirement. The wideband PLL technology also provides the wideband signal generation, which is a necessity for direct frequency conversion modules. The implemented DFS provides the spurious suppression characteristic of -50 dBc and less, frequency resolution of 0.233 Hz and frequency hopping rate of 125 ns, respectively. Also the DFS represents the amplitude flatness of 3 dB and less in the pass-band, and phase noise characteristic of -75 dBc/Hz at 1 kHz frequency offset.

사각개구부를 갖는 링보강 원통셸의 진동해석

김영완,이영신,Kim, Yeong-Wan,Lee, Yeong-Sin 대한기계학회 1999 大韓機械學會論文集A Vol.23 No.11

The Rayleigh-Ritz method is used to investigate the natural frequencies and mode shapes of the ring stiffened cylindrical shells with a rectangular cutout. The cutout is located on the center of the shell. The Love's thin shell theory combined with the discrete stiffener theory is adopted to formulate the analytical model of the shell. The effect of stiffener eccentricity, number, and position on vibration characteristics of the shell is examined. Also the effect of cutout size is examined. By comparison with previously published analytical and new FEM results, it is shown that natural frequencies and mode shapes can be determined with adequate accuracy.

링보강 복합재료 원통셸의 과도해석

김영완,Kim, Yeong-Wan 대한기계학회 2001 大韓機械學會論文集A Vol.25 No.11

The theoretical method is developed to investigate the effects of ring stiffeners on free vibration characteristics and transient response for the ring stiffened composite cylindrical shells subjected to the impulse pressure Loading. In the theoretical procedure, the Love's thin shell theory combined with the discrete stiffener theory to consider the ring stiffening effect is adopted to formulate the theoretical model. The concentric or eccentric ring stiffeners are laminated with composite and have the uniform rectangular cross section. The modal analysis technique is used to develop the analytical solutions of the transient problem. The analysis is based on an expansion of the loads, displacements in the double Fourier series that satisfy the boundary conditions. The effect of stiffener's eccentricity, number, size, and position on transient response of the shells is examined. The results are verified by comparison with FEM results.

PSK 고차모드 위성전송을 위한 저잡음 증폭 주파수 변환기의 위상 잡음 해석

김영완,Kim, Young-Wan 한국정보통신학회 2008 한국정보통신학회논문지 Vol.12 No.7

본 논문에서는 고속 데이터 전송을 위한 고차 모드 신호의 양호한 위성 전송에 요구되는 수신 단말기의 저잡음 증폭 주파수 변환기의 위상 잡음 특성을 해석한다. 위상 잡음은 낮은 데이터 전송뿐만 아니라 고속 데이터 전송을 위한 고차 모드 신호 전송에 심각한 영향을 미치며, 전송 링크 주파수가 증가함에 따라 위상 잡음이 증가하여 고속 데이터 전송에 요구되는 고차 모드와 높은 주파수 사용으로 인한 전송 열화 성능은 증가한다. 따라서, 높은 주파수 영역을 갖는 고차 모드 수신 단말기의 저잡음 증폭 주파수 변환기의 위상 잡음은 전송 성능에 지배적인 영향을 가지므로, 저잡음 증폭 주파수 변환기 위상 잡음에 대한 가용 전송 모드를 해석하고 가용 서비스 적용 방법을 제시한다. The LNB phase noise of user terminal for high data rate satellite transmission was analyzed in this paper. The phase noise severely affects the service performance in low data rate transmission as well as multi-mode signal for high data rate. As the satellite link frequency is increased, the effects of phase noise for multi-mode signal is increased. The phase noise of LNB, which is operated in high frequency band, is about equal to the transmission system phase noise and have an major effects on service performance degradation. The available transmission mode was analyzed in presence of phase noise of LNB and analysis method for LNB phase noise spectrum distribution was proposed in multi-mode signal.

M-ary APSK 변조 방식의 위상잡음 영향 분석

김영완,Kim, Young-Wan 한국정보통신학회 2014 한국정보통신학회논문지 Vol.18 No.7

본 논문에서는 M-ary APSK 변조 방식을 사용하는 통신시스템의 위상잡음에 의한 영향을 모의 해석 모델을 사용하여 분석한다. APSK 고차 변조 방식에 대한 위상잡음 영향은 APSK 신호 성상도를 고려하여 모델링하며, PSK 저차 변조 신호에 대한 해석적 모델과 비교 평가하여 모의 해석 모델의 적합성을 평가한다. 평가된 모의 해석 모델을 사용하여 APSK변조 신호에 대한 위상잡음 영향을 분석한다. PSK 저차 변조 신호의 위상잡음에 대한 해석적 모델 결과와 모의 해석 모델의 결과는 1% 이내의 일치하는 특성을 나타내었으며, 적합한 M-ary APSK 변조 신호에 대한 위상잡음의 영향 정도를 제시한다. 아울러, 시스템 설계 및 서비스 성능 평가에 적용할 수 있는 위상잡음에 의한 통신서비스의 열화 정도에 대한 위상잡음의 신호대 잡음비를 산출하여 제시한다. Based on the simulation model for phase noise effect, the phase noise performance of communication system using the M-ary APSK modulation method is analyzed in this paper. The phase noise effects for APSK higher order modulation method are modeled by considering the signal constellations of the modulation methods. The simulation model is verified by comparing the analytic results for lower order modulation signals with simulated results for those modulation signals. Based on the simulation model, then, the phase noise effects for M-ary APSK are analyzed. The simulated results for PSK lower order modulation signals are in agreement with the results by the analytic model in the order of 1 %. The proper phase noise effects for M-ary APSK modulation signals are deduced by the simulation model. Also, the required signal-to-noise ratios of phase noise are proposed for phase noise degradations, which are used as the design parameter that considers the phase noise effect.

집중분석 - 근로시간 단축과 정유업계 영향

김영완,Kim, Yeong-Wan 대한석유협회 2018 석유와 에너지 Vol.2018 No.-