인지 항재밍 능력을 갖는 전술 데이터 링크 시스템 설계
Design of Tactical Data Link System with Cognitive Anti-Jamming Capability
0
조회
0
다운로드
0
인용
0
참고문헌
키워드
초록
본 논문에서는 기존 전술데이터링크 (TDL)인 Link-16에 인지 항재밍 능력이 추가된 미래 전자전을 대비한 한국형 TDL을 설계한다. Link-16의 주파수도약 (FH) 기능에 재밍 주파수를 감지하는 인지무선 (CR: cognitive radio) 기반의 스펙트럼 센싱 기능의 추가로 재밍당한 스펙트럼을 효과적으로 피해 도약이 가능하여져 기존의 항재밍 능력을 개선시킨다. 인지 항재밍을 위해 기존의 CR 스펙트럼 센싱 방식인 신호세기 (SS: signal strength) 검출, 신호대재머잡음비 검출 (SJNR : signal to jammer plus noise ratio) 외에 비콘 (beacon) 검출 기능을 스펙트럼 센싱 기능에 결합한 비콘 + 신호세기 검출 (BC_SS), 비콘 + SJNR 검출 (BC_SJNR) 등의 하이브리드 스펙트럼 센싱 방식을 함께 고려한다. 제안한 시스템 모델은 Matlab Simulink를 이용한 TDL 시뮬레이터로 설계되며, 이를 이용한 시뮬레이션을 통해 제안 TDL의 인지 항재밍 능력의 우수성을 검증한다. 제작된 시뮬레이터에는 CCSK (cyclic code shift keying) 심볼 변조기, MSK (minimum shift keying) 칩 변조기, 시간 동기 회로, 라이시안 도플러 페이딩 및 가우시안 채널을 포함한 채널 모듈 등의 기존 Link-16 송수신 모듈과 함께 특별히 항재밍 검증을 위한 부분 대역 잡음 재밍 모듈을 포함하고 있다. 스펙트럼 센싱 기능을 갖는 인지 항재밍 모듈은 제안 TDL 수신기 내에 내장된다. 제안한 TDL 시뮬레이터를 이용하여 재밍신호에 대한 적정 미검출 및 오경보 확률을 갖는 임계치의 설정이 가능하며, 서로 다른 부분대역 잡음 재밍 (PBNJ: partial band noise jamming) 혹은 톤 재밍 (tone jamming) 조건하에 BER 성능 실험이 가능하다. 시뮬레이터를 이용하여 기존의 TDL과의 실험결과에 대한 종합적인 비교를 통해 제안 TDL의 우수성을 입증한다.
Abstract
In this paper, we present a Link-16-based Korean tactical data link (TDL) with cognitive anti-jamming capability for future electronic warfare. The presented TDL combines the cognitive radio (CR) spectrum sensing function that effectively avoids jammed spectrum with conventional TDL frequency hopping function such that the TDL anti-jamming capability is improved. For the cognitive anti-jamming, we do not only implement spectrum sensing schemes like signal strength detection (SS) or signal to jammer plus noise ratio detection (SJNR) but also consider beacon detection-based hybrid spectrum sensing methods like BC_SS detection (beacon plus SS) and BC_SJNR detection (beacon plus SJNR). We design a TDL simulator using Matlab Simulink with which the cognitive anti-jamming capability of the presented TDL system is verified. The TDL simulator has a CCSK (cyclic code shift keying) data symbol modulator, a MSK (minimum shift keying) chip symbol modulator, a timing synchronization circuit, a channel module with two-ray Rician Doppler fading channel and Gaussian channel, and a partial-band jamming module for the test of cognitive anti-jamming capability. Especially, the implemented TDL receiver has a spectrum-sensing-based cognitive anti-jamming module. In the TDL simulator, we can set a threshold by which a proper jamming signal miss-detection probability / false alarm probability is decided and evaluate the BER performance of the presented TDL system over different PBNJ or tone jamming conditions. Through general comparison using TDL simulator, we can verify that the proposed TDL is superior to the existing TDL.
참고문헌 (11)
- 김영구, "공중영상작전을 위한 전술 데이터 링크 MAC", PHY 기술, 2010, pp.20(2), 229~242[DOI]
- Network Centric Warfare, "David S. Alberts", DoD C4ISR Cooperative Research Program (CCRP), ~ (2000)
- Xiaohua Li, "Anti-jamming Performance of Cognitive Radio Networks", Information Sciences and System (CISS), pp.1~6 (2011)
- 이바름, "재밍 환경하에 Link-16 시뮬레이터 설계 및 시간 동기 유무에 따른 성능 분석", Telecommunications Review, 23(2), pp.261~275 (2013), SK텔레콤
- Sudarxhan Prasad, "Jamming Attacks in 802.11g-a Cognitive Radio Based Approach", Proc. IEEE MILCOM, pp.7~10 (2011)
- Kwangsung Ju, "Jamming Attack Detection and Rate Adaption Scheme for IEEE 802.11 Muti-hop Tactical Networks", International Journal of Security and Its Applications (IJSIA), 6(2), pp.149~154 (2012)
- Wenyuan Xu, "Jamming Sensor Networks: Attack and Defense Strategies", IEEE Network, 20(3), pp.41~47 (2006)
- K. Sechukumar, "Spectrum Sensing Review in Cognitive Radio", Proc. IEEE Emerging Trends in VLSI, Embedded System, Nano-Electronics and Telecommunication System (ICEVENT), pp.1~4 (2013)
- 노홍준, "Link-16 웨이브폼 항재밍 성능 분석", 한국통신학회논문지, 35(12), pp.1105~1112 (2010), 한국통신학회
- Zhiqiang Zhou, "Wideband Energy Detection for Partial-Band Interference in FFH Systems", Proc. IEEE Circuits, Communications and System(PACCS), pp.390~393 (2010)
- F. Harris, "SNR Estimation Techniques for Low SNR Signals", Proc. IEEE Wireless Personal Mutimedia Communications(WPMC), pp.276~280 (2012)