ARTM 시스템을 위한 복조기 검파 알고리즘과 위상 및 심볼 타이밍 동기화 기법

Abstract

이 논문에서는 ARTM 복조기 연구를 수행하였다. ARTM 신호가 항공분야 텔레메트리에서 주요한 기술로 사용되었지만, 이와 관련된 복조기 구현 연구 결과는 거의 없다. 본 연구에서는 PCM/FM, multi-h CPM, 그리고 unfiltered FQPSK와 같은 세 개의 복조기를 구현하였다. 일반적으로, 복조기에서 필수적인 요소는 다음과 같다: 1)데이터 시퀀스 검파(data sequence detection), 2) 위상 동기화(phase synchronization), and 3)심볼 타이밍 동기화(symbol timing synchronization). PCM/FM 복조기와 multi-h CPM 복조기에서 데이터 시퀀스 검출은 최대 우도 검파(maximum likelihood detection) 방법으로 설계되었고, 위상 및 심볼 타이밍 동기화는 로그 우도 함수(log-likelihood function)의 위상에 대한 미분을 통해 구현하였다. 그러나 이러한 복조기는 상당한 하드웨어 복잡도가 요구된다. 따라서, 본 연구에서는 검파기에 두 가지의 복잡도 감소 기법을 적용하였다. 다음으로, unfiltered FQPSK 복조기의 데이터 시퀀스 검파는 적분-덤프(I&D) 방법으로 구현하였다. 그리고 위상 동기화는 최대 우도(maximum likelihood)를 기반으로 구현하였고, 심볼 타이밍 동기화는 제로-크로싱(zero-crossing)을 기반으로 구현하였다. 최종적으로, 구현된 복조기의 BER 성능을 최적의 복조기의 성능과 비교하였다. 본 논문에서 낮은 복잡도로 구현된 복조기는 최적의 복조기 대비 BER 성능 손실이 거의 없는 것을 나타내었다. 또한 반송파 위상 동기화와 심볼 타이밍 동기화 기능이 정상적으로 작동되는 것을 시뮬레이션을 통해 확인할 수 있었다.