Abstract
A doppler shift is generated by moving a transmitter or receiver operated in communication systems. The doppler frequency shift between a transmitter and a receiver or the frequency offset present in transceivers must be removed to get the wanted system performance. FTS is used for preventing an accident from operating abnormally and for guaranteeing public protection. A launching vehicle's initial velocity is very fast in order to escape the earth and the amount of doppler shift is large. Recently many studies to adopt the next generation FTS are ongoing. To introduce new FTS, the effects of doppler shift on the performance of the new FTS must be studied. In this paper the doppler effect caused by launching vehicle's velocity affecting the performance of FTS receiver is investigated into two cases, one is for EFTS as a digital FTS and the other is for FTS using a tone signal. Noncoherent DPSK and noncoherent CPFSK are considered as the modulation methods of EFTS. In the cases of the doppler frequency shift of 200Hz present in EFTS using noncoherent DPSK and noncoherent CPFSK are simulated. Simulation results show that $E_b/N_o$ of 0.5dB deteriorates in the region of near BER of about $10^{-5}$ in RS coding. And there is no performance variation in $E_b/N_o$ or $E_b/N_o$ is worsened about 0.1dB in the same BER region for the case of using convolutional and BCH coding. Quadrature detector used in FTS using tone signals is not influenced by the doppler frequency shift.
무선통신 시스템에서는 운용하는 송신기나 수신기의 이동에 의해서 도플러 주파수 천이가 발생하며, 도플러 주파수 천이나 송수신기 사이에 존재하는 주파수 오프셋을 제거해야 원하는 성능을 얻을 수 있다. FTS(Flight Termination System)는 공공의 안전과 발사체의 비정상적인 임무 수행을 막기 위해서 사용되는데 발사체의 경우에는 지구 탈출을 위해서 초기 속도가 아주 빠르고 그에 따라서 도플러 주파수 천이도 아주 크다. 최근 차세대 FTS의 도입을 위한 연구가 활발히 진행 중이며, 새로운 FTS를 도입하기 위해서는 도입하는 시스템에 대한 도플러 주파수의 영향을 검토해야 한다. 본 논문에서는 발사체의 도플러 주파수 천이가 FTS 수신기의 성능에 미치는 영향을 분석하였으며, 디지털 방식의 FTS와 톤 방식의 FTS에 미치는 영향으로 나누어 분석하였다. 디지털 방식의 FTS인 EFTS(Enhanced FTS)에서는 비동기 DPSK(Differential PSK)와 비동기 CPFSK(Continuous Phase FSK)에 미치는 영향을 중점적으로 검토하였고, 200Hz의 도플러 주파수 천이가 채널코딩을 적용한 비동기 DPSK와 비동기 CPFSK에 미치는 영향을 시뮬레이션 하였다. 시뮬레이션 결과 BER이 $10^{-5}$ 근처에서 RS코딩은 약 0.5dB의 $E_b/N_o$가 악화되었고, 컨볼루션코딩과 BCH코딩은 성능변화가 거의 없거나 $E_b/N_o$가 0.1dB 정도 악화되었다. 톤 방식의 FTS에서는 수신기가 직교검파기를 사용하는 경우에 대해서 분석하였으며, 직교검파인 경우에는 도플러 주파수 천이의 영향을 거의 받지 않는다.