CDMA 기반 COSPAS-SARSAT 시뮬레이터 구현 및 성능 분석

Abstract

COSPAS-SARSAT 시스템은 위성 기반의 범세계적인 육상 해상 공중 재난구조 긴급통신 지원 프로그램으로 조난자 검색 및 구조를 지원한다. 항공기, 선박 등 이동체의 고유 단말에서 탐색구조신호가 발생되면 위성이 포착한 후 지정된 지구국으로 전송한다. 탐색구조신호가 지상국에 수신되면 위치와 ID확인을 위하여 수신된 신호를 처리하고 경보를 전달하여 조난자의 구출작전을 진행한다. 하지만 기존의 시스템은 다수의 조난자가 구조신호를 전송하는 경우 채널에서 동시에 수신할 수 있는 조난자의 수가 매우 제한적이다. 이와 같은 문제를 해결하기 위하여 2세대 COSPAS-SARSAT에서는 가용성 증대를 위하여 CDMA 기술을 적용하고자 하는 연구가 진행되고 있다. CDMA는 이동 통신에서 코드를 이용한 다중접속 기술이며, 하나의 셀에 다중의 사용자가 접속할 수 있도록 하는 기술이다. 이러한 추세에 따라 기존의 COSPAS-SARSAT 탐색구조단말 뿐만 아니라 위성의 송수신 처리 소프트웨어의 변경이 불가피한 상황이다. 본 논문에서는 COSPAS-SARSAT 표준안 검색을 통하여 신규격화로 진행되고 있는 CDMA 기반의 2세대 COSPAS-SARSAT 송수신 소프트웨어를 구현하고 성능을 분석하였다. CDMA 기반 COSPAS-SARSAT 신호 송수신 처리 소프트웨어는 표준안에 제시된 규격에 부합되도록 구현하였다. 송신기의 구조신호는 BCH 부호화와 OQPSK 변조를 통해 송신 신호를 생성하며, 송신 신호에 무선 채널을 페이딩 효과와 주파수, 위상 오프셋을 추가함으로써 수신 신호를 구현하였다. 수신기에서는 직렬 검색 획득 기법 기반 주파수 및 위상 오프셋 추정을 통해 신호를 보정하며, 송신 신호인 구조신호를 추출하였다. 시뮬레이션을 통해 CDMA 기반 COSPAS-SARSAT 송수신기의 성능을 검증하고, 모듈 단위별 검증을 통해 2세대 COSPAS-SARSAT 송수신 시스템의 설계 방향을 제시한다. 성능 검증을 위한 정량적 수치를 도출하고, 가용성 결과를 향후 CDMA 기반 2세대 COSPAS-SARSAT 시스템 성능향상을 위한 기초 연구 자료로 제시하였다.