0. Introduction

  위성 통신 기술은 지상망이 연결되기 힘든 지역을 비롯해, 항공기, 선박 등과 같은 특수한 이동체에도 통신 서비스를 제공할 수 있는 유일한 수단이다. 기존 위성 통신의 장점인 방송 서비스를 비롯하여, 차세대 위성통신 기술의 개발은 휴대 위성 통신, 내비게이션, 물류, 위치기반 서비스, 국방/공공/재난 통신 등 수많은 새로운 활용 서비스 시장을 창출할 수 있다.

 

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 <차세대 위성 통신 서비스>

 

  본 연구팀에서는 최신 위성 통신 기술 및 측위 기술의 발전을 선도하기 위하여 다음과 같은 분야에서 연구를 진행 중에 있다.

 

  1. 차세대 위성 통신 서비스를 위한 랜덤 액세스 기술

     - 위성 다중 채널에서 랜덤 액세스 및 자원 할당과 관련된 연구는 전 세계적으로 매우 활발하게 진행 중임

    - 최근 DVB-RCS (Digital Video Broadcast Return Channel via Satellite) 표준에서 랜덤 액세스 서비스의 요구 증대로 인해 CRDSA (Contention Resolution Diversity Slotted Aloha) 기법을 채택

    - CRDSA는 기존 SA에 비해 높은 시스템 처리량을 보이나, 여전히 전체 자원의 60% 만을 사용하므로, 향후 차세대 서비스 지원을 위한 개선이 필요함

   - 위성 통신은 위성 중계기를 통한 모든 신호를 청취할 수 있는 장점이 있으며, 이를 활용하여 기존 CRDSA 기법을 개선하는 것이 가능함

   - 본   연구팀에서는 위의 장점을 활용하여 CRDSA 기반 랜덤 액세스의 복제 패킷 간섭을 최소화하기 위한 예약 방식의 간섭 제거 랜덤 액세스 기술을 개발함

   - 개발 기법은 이전 프레임의 하향 신호를 통해 별도의 제어 정보 없이 슬롯을 예약하며, 슬롯 예약에 의해 무의미한 복제 패킷 전송량을 감소시킴으로써 90% 이상의 시스템 처리량을 획득하는 것이 가능함

 

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 <예약 기반 랜덤 액세스 기술 예시>

  

 2. 위성 자원 효율성 증대를 위한 자원 할당 및 신호 중첩 기술  

   - 급증해 가는 위성 통신 시스템의 요구에 비해 주파수 자원은 한정되어 있으므로, 주파수 대역을 효과적으로 사용하는 기술이 필요함

   - 이와 관련, 위성으로의 송신신호와 수신신호를 중첩하여 통신함으로써 위성 주파수 자원을 절약하는 송수신 신호 중첩 통신 기술이 연구 개발되고 제품화 되고 있음

   - 송수신 신호 중첩 통신 기술은 미리 알고 있는 송신 신호를 중첩 수신된 신호에서 제거함으로써 원하고자 하는 수신 신호를 복구하는 기법이며, 이를 통해 점유된 주파수 대역의 용량을 최대 2배까지 확장하는 것이 가능함

   - 송수신 신호 중첩 통신의 다대다 통신 확장 및 보안 응용 기술 개발 중

 

 

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<송수신 신호 중첩 응용 기술 개념도>

 

 3. GPS-less 상황에서의 측위 및 시간 동기화 기술   

 - 중궤도 위성을 활용하는 위성항법(GNSS) 기술은 현재 항법, 측위 및 시각동기 서비스 등에 널리 사용

 - 러시아, 유럽연합, 중국, 일본 등의 나라에서도 위성항법의 중요성을 인식하고 GPS(미국)의 의존성에서 벗어나고자 독자적인 항법 시스템을 구축 중

 - GPS의 수신 신호세기는 10-16 W로 매우 약하고 느려 주변의 잡음에 의한 간섭이나 장애 요소에 의한 신호 차단 발생

 - 최근 북한의 GPS 재밍 공격으로 인한 국가안보 위협에 따라 이를 대체할 수 있는 항법시스템 연구가 활발히 진행 중

     ·  GPS-less 상황에서의 측위 및 동기화 기술

     ·  정지궤도 위성 및 항공기의 통신 채널을 활용한 데이터 전송 기술

                                   

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<우주항공 통신 중계노드 기반 측위 시스템>