- 분야
- 전자／전기
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주파수변이 디지털변조 신호의 심볼율 추정기술
보유기관 및 연구자 : 국방과학연구소 안준일 연구원
- 개발상태
- 6/9
기술완성도
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TRL09
사업화
- 본격적인 양산 및 사업화 단계
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TRL08
시작품 인증/
표준화- 일부 시제품의 인증 및 인허가 취득 단계
- 조선 기자재의 경우 선급기관 인증, 의약품의 경우 식약청의 품목 허가 등
- 일부 시제품의 인증 및 인허가 취득 단계
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TRL07
Pilot 단계 시작품
신뢰성 평가- 시작품의 신뢰성 평가
- 실제 환경(수요기업)에서 성능 검증이 이루어지는 단계
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TRL06
Pilot 단계 시작품
성능 평가- 경제성(생산성)을 고려한, 파일로트 규모의 시작품 제작 및 평가
- 시작품 성능평가
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TRL05
시제품 제작/
성능평가- 개발한 부품/시스템의 시작품(Prototype) 제작 및 성능 평가
- 경제성(생산성)을 고려하지 않고, 우수한 시작품을 1개~수개 미만으로 개발
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TRL04
연구실 규모의
부품/시스템 성능평가- 연구실 규모의 부품/시스템 성능 평가가 완료된 단계
- 실용화를 위한 핵심요소기술 확보
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TRL03
연구실 규모의
성능 검증- 연구실/실험실 규모의 환경에서 기본 성능이 검증될 수 있는 단계
- 개발하려는 시스템/부품의 기본 설계도면을 확보하는 단계
- 모델링/설계기술 확보
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TRL02
실용 목적의 아이디어/
특허 등 개념 정립- 실용 목적의 아이디어, 특허 등 개념 정립
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TRL01
기초 이론/
실험- 연구과제 탐색 및 기회 발굴 단계
기술개요
• 본 특허는 수신신호에 대한 사전정보가 제한된 블라인드 통신환경에서 주파수변이 방식으로 디지털변조된 신호의 심볼율(Symbol Rate)을 추정하는 방법 및 장치에 관한 기술임
적용분야
• 본 특허는 블라인드 방식으로 통신신호를 탐지하고 해당 신호를 분석하는 심볼율 추정기술로 디지털 변조된 미상 신호에 대한 전파감시용 수신장치에 적용 가능함
∨불법 통신신호 전파감시 기술 ∨신호 분석을 필요로 하는 긴급통신 분야
∨인지무선 통신시스템 및 SW 수신기 기술
기술 차별성
• 통신신호 블라인드 수신기가 변조신호에 담겨진 송신정보를 고품질로 추출하기 위해서는 정확한 데이터 심볼율을 추정하는 기술의 개발이 필요함
• 주파수변이 디지털변조 신호의 심볼율을 추정하기 위해서는 수신된 변조신호로부터 획득한 I/Q(In-phase/Quadrature) 데이터의 순환정상성(Cyclostationarity) 특성을 통해 디지털변조 신호의 대역폭을 추정 할 수 있음
구현방법
• 본 특허에 따른 주파수변이 디지털변조 신호의 심볼율을 추정하는 방법은 그림 1과 같이 고주파신호기, 아날로그-디지털 변환회로(ADC, Analog-Digital Converter), 기저대역변환기, 대역폭 추정기, 지연버퍼, 리샘플러 및 심볼율 추정기로 구성됨
• 고주파 수신기는 주파수변이 디지털변이 신호를 수신하며 고주파(RF, Radio Frequncy) 신호를 중간 주파수(IF, Intermediate Frequency)로 변환하고, ADC는 중간주파수 신호에 대해 샘플링(Sampling) 및 양자화(Quantization)하여 ADC 데이터를 획득함
• 대역폭 추정기는 I/Q 데이터를 이용하여 주파수변이 디지털변조 신호의 대역폭을 추정하며, 리샘플러는 획득된 I/Q 데이터의 샘플링율을 추정된 대역폭의 8배 이상의 값으로 오버샘플링(Oversampling) 함으로써 I/Q 데이터의 샘플링율이 주파주변이 디지털변조 신호 심볼율의 4배 이상이 되도록 함
• 이로 인해 I/Q 데이터에 순환정상성(Cyclostationarity) 특성이 유지되어, 크기 스펙트럼에서 최대 크기 값을 갖는 주파수 인덱스 탐색을 통해 순시 심볼율을 추정할 수 있음
• 또한, 심볼율 추정기는 복수 개의 순시 심볼율들 중 최빈값을 주파수변이 디지털변조 신호의 최종 심볼율로 결정하는 통계적 방법을 적용함으로써 심볼율 추정의 정확도를 향상시킬 수 있음
기술동향
• 무선통신 기술은 전파를 이용하여 선에 의한 연결 없이 정보를 전달하는 기술로 경로손실, 물리계층을 오버헤드의 단점 극복과 사용의 편리성을 장점으로 다양한 분야 차세대 무선통신 기술로 개발되고 있음
• 전파감시 기술의 경우 시간과 공간적 제약을 벗어나 무선으로 상호 기기들을 연결해주는 기술로 미래형 융합 기술분야의 핵심 성장 동력으로 주목받고 있으며, ICT, BT, IT, NT을 결합한 미래 융합 기술로 발전하여 군사 분야 뿐만 아니라 모든 산업분야 전체로 기술이 확대되고 있음
• 최근 디지털 변조 신호의 심볼율이 복잡해짐에 따라 한 번에 다양한 심볼율을 해석할 수 있고, 복잡한 심볼율을 해석할 수 있는 쪽으로 기술이 개발되는 추세임
• 또한, 인지무선기술은 무선통신에 관련된 모든 기술분야에 밀접하게 연관되어 다양한 기술분야 협업 가능하도록 간섭대응 기술, 애드 혹 네트워크, 정보전달 지연의 최소화 및 신뢰성 있는 광대역 통신 네트워크를 제공하여 다양한 통신시스템과 상호 운용성을 지원 기술로 개발되고 있음
시장동향
• SDR(Software Defiend Radio) 기술은 하드웨어 플랫폼에 접목 가능한 응용소프트웨어 기술로 본 기술이 제공하는 주파수변이 디지털변조 신호의 심볼율 추정 방법과 장치로 소프트웨어 수신기 등에 활용할 수 있음
• 또한, 무선접속환경에 유연하게 적응 가능한 시스템 구축을 위해 개방형 구조의 단일 하드웨어 플랫폼 상에 응용소프트웨어를 다운로드하여 통신을 가능하게 하며, 무선
인지 기술은 기존 주파수에 대한 정보 없이도 주파수 변이 디지털변조 신호의 심볼율을 추정할 수 있는 기술로도 활용이 가능함
• 따라서 본 기술에 따른 심볼율 추정기술은 무선국에서 발사하는 전파를 활용하여 전파품질 감지기, 소프트웨어 수신기, 통신신호의 제원을 분석하고 복원하는 조난 및 긴급통신 분야 등의 분야에 활용 가능함
• 무선 통신 시스템중 방향 탐지기로 이용될 수 있는 GPS 수신 시스템 시장의 경우 2015 년 부 터 2020 년 까 지 연 평 균 16.36% 의 성 장 률 을 기 록 했 으 며 , 2022 년
예상시장크기는 30조 9천만 달러로 예측됨
• 전파 품질 감시기 시장의 경우 2025년 21억 1천만 달러에 이를 것으로 전망되며, 소프트웨어 수신기, SDR 시장의 경우 2020년 223억 7천만 달러에서 2027년 473억 6천만 달러까지 성장 할 것으로 추정되고 있음
• 최근 심볼율 측정 방법에 대한 연구는 중국에서 주로 이루어 지고 있으며, 이외에도 Fujitsu(일본)과 Hughes Communications(미국)에서 관련된 특허의 출원이 확인되고 있음
• 국내의 경우 한화시스템이 국방과학연구소와 같이 심볼율 추정 방법에 대한 기술개발을 수행한 바 있음
