Kim, Hyeong-Rag;Lee, Hoon-Jae;Kim, Ki-Hwan;Jung, Ju-Hyun
한국컴퓨터정보학회논문지
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제22권9호
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pp.57-64
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2017
CCSDS Standard is widely used in the international space telecommunication area. But standard recommendation of CCSDS is not restrictive, so, we can select an appropriate encryption protocol among the layer. For synchronization, encryption sync is attached in the beginning of the encrypted data. In the exceptional environmental condition, although the receiver can not decrypt the normal data, the sender have no conception of that situation. In this paper, we propose a two-stage SES alarmed link encryption synchronization method having optimized threshold value necessary to decide whether the receiver has a correct decryption or not. first, through the experiment of mutual relations between error rate and encryption synchronization detection error, we can predict worst communication environment for the selected encryption synchronization pattern. second, through the experiment for finding what number of consecutive frame synchronization error is an appropriate reference value and analysis of that experiment, we suggest an optimized threshold value for resynchronization request. lastly, through the output images we can predict the probability error that should be guaranteed by channel coder.
LEO (Low Earth Orbit), GEO (Geosynchronous Earth Orbit) 위성을 비롯한 우주 탐사선의 컴퓨팅 환경은 지상의 내장형 시스템(Embedded System)과 동일한 범주로 간주될 수 있으며 개인용, 산업/서버용 컴퓨터와 비교했을 때 비교적 원시적이고 발전 속도도 더뎠다. 특히 개인 컴퓨터 및 서버/워크스테이션에서 필수적으로 사용되고 있는 파일 시스템도 우주 탐사선에는 최근까지 거의 사용되지 않았다. 본 논문에서는 최근에 우주 탐사선에 파일 시스템을 적용하기 위한 유럽 PUS (Packet Utilization Standard)와 CCSDS (Consultative Committee for Space Data Systems) 커뮤니티의 관련 규격 제정 등 국제적 연구 개발 동향 및 우주 탐사선에 적용가능한 응용 기술 분야에 대한 연구 결과를 기술한다.
본 연구의 목적은 KSLV-I 영상데이터를 전송하는 PCM/FM 통신시스템에서 리드솔로몬 인코더(255,223)를 설계하고 시뮬레이션하는데 있다 특히 압축영상을 전송하는 무선채널에서는 아주 낮은 BER을 요구하므로 강력한 포워드 오류정정능력을 가지는 리드솔로몬 코딩기법이 적용된다. 본 논문에서 개발된 리드솔로몬 인코더(255,223)는 CCSDS 표준의 원시다항식을 채택하여 각종 계수를 계산하였고 이를 바탕으로 영상압축기의 RF 인터페이스 모듈의 FPGA 하드웨어의 일부분으로 할당하여 시뮬레이션되고 구현되었다.
CCSDS 규격은 국제 우주 통신 분야에서 하나의 규격으로 폭넓게 사용되고 있다. 이 규격에서 암호화는 계층별로 고유의 암호 프로토콜을 수행해 통신 채널에서 보안 요구사항을 만족하도록 하고 있고, 동기화를 위해서는 암호화된 데이터의 시작부에 암호화 동기를 삽입하여 수행한다. 그러나 예외적인 상황(타이밍 지터링, 시스템의 비정상적인 종료 등)의 발생 시 수신 장비는 데이터를 수신하더라도 정상적인 데이터를 복원할 수 없게 되는 문제점을 가지고 있다. 본 논문에서는 송수신 도중에 문제가 발생할 경우 송신측에 SES Alarm 신호를 전송하여 정상적인 송수신이 이루어지도록 하는 SES Alarmed 링크 암호동기 방식을 제안하고, 성능 분석을 통하여 SES Alarm 신호를 위한 최적의 조건을 제시하였다.
인공위성의 원격명령 처리시스템은 상태감시, 제어 및 미션 실행을 위한 원격명령을 제공하는 유일한 통로이다. 국내의 인공위성은 과학 및 기술 위성, 다목적 위성 및 정지궤도 위성으로 나눌 수 있으며 CCSDS 표준 프로토콜을 사용하여 지상국과 통신을 수행한다. 그러나 기존의 국내개발 위성은 소프트웨어를 사용하여 원격명령어를 디코딩하여 소프트웨어 개발 및 검증 비용이 높고 하드웨어와 비교할 때 상대적으로 성능이 낮다. 본 연구에서는 원격명령 디코딩 ASIC을 이용한 원격 명령 처리시스템을 제시한다. 이 시스템의 하드웨어는 telecommand RAM, protocol RAM/ROM, telecommand ASIC, interface FPGA 및 relay block으로 구성되었다. 이 시스템은 인공위성이 사용하는 일반 명령 및 펄스 명령을 처리한다. 시스템을 시험 및 검증하기 위해 점검 장비 및 시험환경을 구축하였다. 제안한 ASIC 기반의 telecommand 처리시스템은 소프트웨어 기반 디코딩 시스템에 비해 개발 비용을 1/5로 줄였을 뿐만 아니라 성능은 105배 향상되었다.
대한원격탐사학회 2002년도 Proceedings of International Symposium on Remote Sensing
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pp.810-814
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2002
According to the image level definition for KOMPSAT-2 in KOMPSAT-2 Ground Station Specification, the level 0 is frame formatted, unprocessed data at full resolution; any and all communications artifacts (e.g., synchronization frames, communications headers) removed. The level 0 is used for two purposes: 1) exchange of imagery between image receiving & processing element (IRPE), and 2) image transfer from the Receiving & Archiving Subsystem to Search & Processing Subsystem. On-board processing of imagery data of KOMPSAT-2 includes JPEG-like compression and encryption besides conventional CCSDS packetization. The encryption is used to secure imagery data from any intervention during downlink and compression allows real-time downlink of image data reducing data rate produced from the camera. While developing ground receiving system for KOMPSAT-2, it was necessarily to define level 0 products. In this paper, we will suggest level 0 product definition for KOMPSAT-2 and explain reasons of the decisions made. The key factor used while defining the level 0 products is the efficiency of whole ground receiving system. The latter half of the paper will explain the implementation of software that generates level 0 products. The necessary steps to produce level 0 products will be explained, and the performance achieved will be presented.
KOMPSAT-2 위성에서 사용되는 원격명령어와 텔레메트리는 국제표준규격인 CCSDS format을 따르고 있다. 이들 원격명령어와 텔레메트리는 KOMPSAT-1의 heritage에 따라 구성되었으나 테스트 단계를 거치는 동안 여러 가지 형식의 원격명령어와 텔레메트리가 추가되었으며 각 유닛의 프로세서와 탑재컴퓨터간의 충돌을 피하기 위해 그 구현 및 전달 방식도 보다 복잡해졌다. 본 논문에서는 KOMPSAT-2에서 사용되고 있는 원격명령어와 텔레메트리의 각 타입을 분석하고 유닛 별로 구현 및 전달 방식이 어떻게 달라지는 지 보여준다.
KOMPSAT(KOrea Multi-Purpose SATEllite) Flight Software[2]의 개발 단계에서 통합 및 시험, 검증 시험을 위해 실제 시스템과 유사한 환경을 제공하는 개발도구로서 STB(Software Test BED)를 개발하였으며 STB 구성중에서 Command/Telemetry (CMD/TLM) 테스트를 위해 개발한 Command Generator / Telemetry Analyzer에 관한 내용을 본 논문에서 설명하고자 한다. 통신간에 사용되는 프로토콜은 [1]에서 언급한 바와 같이 CCSDS 프로토콜을 따르고 모든 관련된 Command 와 Telemetry 형식 또한 [1]에서 언급한 바와 같다. 이 구현된 소프트웨어를 이용하여 Flight Soaftware내의 CMD/TLM 처리 소프트웨어의 기능시험과 검증시험을 수행하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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