주파수 도약 대역 확산 신호의 도약 패턴 추정을 위한 시간-주파수 순위 벡터 접근법

Abstract

주파수 도약 대역 확산(FHSS, Frequency Hopping Spread Spectrum) 시스템은 넓은 주파수 대역에 걸쳐 송신되기 때문에 비협력 상황의 수신기는 송신 신호의 전체 대역을 포착하기 어렵다. 본 논문에서는 비협력 상황에서 FHSS 신호의 부분 대역 신호 관찰만을 통하여, 도약 패턴을 생성하는 PN(Pseudo Noise) 시퀀스를 효과적으로 추정할 수 있는 알고리즘을 제안한다. 제안된 방법은 시간-주파수 분석으로부터 관찰된 부분 대역의 주파수 도약 패턴에 대한 순위 벡터를 추출한 후, 이를 모든 원시 생성 다항식 후보에서 생성한 PN 시퀀스와 비교하여 유사도가 가장 높은 후보를 선택함으로써 도약 패턴을 생성하는 PN 시퀀스를 추정한다. 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 PN 시퀀스의 정확한 추정을 위한 최소 부분 대역 관찰 조건을 제시하고 추정 성능을 분석한다.

Frequency-Hopping Spread Spectrum (FHSS) radiates over a wide frequency band, making it difficult for a receiver to capture the entire transmitted spectrum for a non-cooperative context. This paper proposes a algorithm that accurately estimates the Pseudo‐Noise (PN) sequence generating the hopping pattern using only a partially observed band of an FHSS signal under non-cooperative contexts. The method first extracts a rank vector representing the observed hopping pattern frequencies from a time-frequency analysis, then compares this vector against the PN sequences generated by all candidate primitive polynomials, selecting the one with the highest similarity. Comprehensive computer simulations identify the minimum partial-band observation required for reliable PN sequence estimation and analyze the estimation performance.