디지털 역지향성 배열 안테나 시스템에서 위상 추적 Settling 시간과 BER 성능 평가

Abstract

디지털 역지향성 안테나 시스템은 사전 정보 없이 입사된 신호의 위상을 추적하고 위상을 반대로 돌려 수신된 방향으로 재전송을 할 수 있는 시스템으로써 아날로그 역지향성 안테나와 비교하여 수정과 업그레이드가 쉽다는 장점이 있다. 이러한 특성으로 디지털 역지향성 안테나는 고속 이동체 환경에서의 빠른 빔 추적이 가능할 것이다. 특히 빠르고 정확하게 빔을 추적하기 위해서는 설계된 디지털 역지향성 안테나 시스템의 디지털 PLL의 성능이 매우 중요하므로, 본 논문에서는 디지털 역지향 안테나 시스템에서 디지털 필터 설계에 따른 위상 추적의 동작시간과 BER 성능을 확인하였다. 1 MHz의 QAM 신호를 발생시켰으며, <TEX>$30^{\circ}$</TEX>의 위상 지연이 생겼을 경우의 시뮬레이션 결과, 필터의 동작이 안정할 경우 위상 공액 기법을 사용한 역지향성 안테나 시스템의 성능이 사용하지 않았을 경우의 역지향성 안테나 시스템보다 약 1 dB의 성능 차이가 나며, 필터의 동작이 불안정할 경우, 발진이 일어나 위상을 추적하지 못해 성능이 매우 나빠짐을 확인할 수 있다. Digital retrodirective antenna system is easy to modify and upgrade because it can control the phase information of the output signal toward opposite direction to input signal without a priori knowledge of the arrival direction. Due to this advantage, it is possible to do fast beam tracking. Especially, we need to design the digital PLL performance for the digital retrodirective array antenna system. So, in this paper the settling time of phase estimator and BER performance of retrodirective antenna system are investigated according to design of filter in digital PLL. When QAM signal is used for 1 Mbps with <TEX>$30^{\circ}$</TEX> of phase delay, simulation results show that digital phase conjugation technique has better BER performance by about 1 dB than non-phase conjugation system when digital filter is stable. If not, the system can't estimate the exact phase because of oscillation of filter.