Flex Power는 항법위성이 Constant Envelope Multiplexing (CEM) 특성을 가지는 다중화 신호를 방송할 때 위성항법 신호들 간 송신 전력의 비율을 재분배하는 기술로서 재난 및 항법전과 같은 비상 상황 발생시 신호 별 유연한 성능 제어를 목적으로 제기되었다. 독일의 DLR은 2017년과 2018년에 지상 수신국에서 Global Positioning System (GPS) Block II 위성으로부터의 L1과 L2 대역 신호를 수신하고 Carrier-to-noise density ratio (C/No)를 관찰함으로써 Flex Power의 영향을 분석하였다. 한편, Korean Positioning System (KPS)의 도입이 가시화됨에 따라 한반도 지역에서도 비상 상황에 대비하기 위하여 Flex Power 기술을 적용할 수 있는 독자적 신호 다중화 기법의 필요성이 제기되었다. 본 논문에서는 기존의 Constant Envelope Multiplexing via Constellation Tailoring (CEMCT) 기법을 확장하여 KPS 다 중 위성항법 신호의 Flex Power 기술 적용 방안에 대하여 서술한다. 신호 다중화 성능은 성상도 최적화 결과인 다중화 전후 전력 편차와 전력 손실 비율을 기준으로 GPS Flex Power 실험 결과와 비교 분 석한다. 성상도 최적화 결과를 통해 CEMCT 기법이 Flex Power 기술이 고려된 신호 다중화에도 CEM 특성을 보장할 수 있음을 확인하였으며 전력 편차 0.0048 dB에서 전력 손실 비율이 Coherent Adaptive Subcarrier Modulation (CASM)과 비교하여 약 2.06% 우수한 성능을 보임을 확인하였다.

Application Method of Flex Power for KPS Multi Satellite Navigation Signals

Jang Hwan Shin, Jungmin Joo, Jae Min Ahn*

Flex Power is a technology that redistributes the ratio of transmission power between satellite navigation signals when a navigation satellite broadcasts a multiplexed signal with Constant Envelope Multiplexing (CEM) characteristics. It was proposed for the purpose of flexible performance control for each signal in case of emergency situations such as disasters and navigation warfare. DLR analyzed Flex Power by receiving L1 and L2 band signals from Global Positioning System (GPS) Block II satellites from terrestrial receivers in 2017 and 2018 and observing the Carrier-to-noise density ratio (C/No). Meanwhile, as the introduction of the Korean Positioning System (KPS) became visible, the need for a proprietary signal multiplexing technique that could apply Flex Power technology was raised in the Korean Peninsula as well to prepare for emergency situations. In this paper, we describe how to apply Flex Power technology to KPS multi satellite navigation signals by extending the existing Constant Envelope Multiplexing via Constellation Tailoring (CEMCT) technique. The signal multiplexing performance is compared and analyzed with the GPS Flex Power experimental results based on the power deviation and power loss ratio before and after multiplexing, which are the results of constellation optimization. Through the constellation optimization results, it was confirmed that the CEMCT method can guarantee the CEM characteristics even in signal multiplexing considering the Flex Power technology, and the power loss ratio at the power deviation of 0.0048 dB shows about 2.06 % better performance compared to the Coherent Adaptive Subcarrier Modulation (CASM).

Keywords: CEM, flex power, GPS, signal multiplexing

Speaker 신장환 충남대학교