KR100221844B1 - 위성통신 시스템의 주파수변이 보상방법 및 그 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 위성통신 시스템에 있어서 통신중계기로서 사용되는 인공위성이나 지상국에서의 국부발진주파수의 변동 등에 기인하는 주파수변이(Frequency Drift)를 보상할 수 있도록 된 위성통신 시스템의 주파수변이 보상방법 및 그 장치에 관한 것이다.

본 발명에 있어서는 중앙제어국(22)으로부터 기지국(23)으로 송출하는 메시지, 즉 TDM 메시지를 근거로 위성통신 시스템의 전체에 대한 주파수변이 보상을 실행하게 된다. 이를 위해 중앙제어국(22)에 있어서는 상기 TDM 메시지를 수신하기 위한 채널모뎀이 구비되게 된다. 그리고, 이 채널모뎀은 당초에 중앙제어국(22)으로부터 송출한 메시지의 채널주파수와 그 수신주파수를 근거로 주파수변이를 검출하게 된다.

또한, 기지국(23)에 있어서는 상기 TDM 메시지를 수신함과 더불어 그 주파수변이를 검출하는 채널모뎀을 구비하게 되고, 이 채널모뎀에 의해 검출된 주파수변이량과 중앙제어국으로부터 송출된 주파수변이량을 근거로 해당 기지국의 주파수변이량을 산출하게 된다.

그리고, 상기와 같이 산출된 주파수변이량은 다른 채널모뎀에 대해 송출하여 그 채널모뎀을 통해 송수신되는 주파수데이터를 보정하게 된다.

따라서, 본 발명에 의하면, 소프트웨어 및 하드웨어적으로 큰 부담 없이 위성통신 시스템의 주파수변이를 보상하여 통신가입자에 대해 양질의 통신기능을 제공할 수 있게 된다.

Description

위성통신 시스템의 주파수변이 보상방법 및 그 장치

본 발명은 위성통신 시스템에 관한 것으로, 특히 통신중계기로서 사용되는 인공위성이나 지상국에서의 국부발진주파수의 변동 등에 기인하는 주파수변이(Frequency Drift)를 보상할 수 있도록 된 위성통신 시스템의 주파수변이 보상방법 및 그 장치에 관한 것이다.

최근, 통신기술이 급속도로 발전되면서 원격지에 위치하는 가입자가 인공위성을 통하여 상호 통신을 실행할 수 있도록 해주는 위성통신이 점차 일반화되고 있다.

도1은 일반적인 위성통신 시스템의 전반적인 시스템 구성을 나타낸 구성도이다.

도1에서 참조번호 1은 다수의 통신용 채널을 구비한 인공위성이고, 2는 전체 위성통신 시스템을 제어하는 중앙제어국, 3(3A, 3B)은 교환기(11A, 11B)나 전화기(12A, 12B), 컴퓨터등의 데이터 단말기(13A, 13B) 및 팩시밀리(14A, 14B) 등의 단말기에 대한 인터페이스 기능을 갖춤과 더불어, 상기 중앙제어국(2)과 데이터 송수신을 통해 상기한 각종 단말기간의 통화기능을 제공하는 기지국이다.

또한, 도1에서 참조부호 S는 제어데이터를 송수신하기 위한 서비스 채널(Service Channel)을 나타내고, T는 데이터나 음성을 송수신하기 위한 트래픽 채널(Traffic Channel)을 나타낸다.

즉, 상기한 위성통신 시스템에 있어서는 우선 중앙제어국(2)은 각 기지국(3)의 상태를 문의하기 위한 패킷데이터(Packet Data)를 생성하여 서비스 채널(S)을 통해 각 기지국(3)에 대해 송출하고, 또한 상기 패킷데이터에 대해 각 기지국(3)으로부터 송출되어 오는 상태데이터를 근거로 각 기지국(3)의 상태를 파악하는 폴링(Polling) 동작을 수행하게 된다.

그리고, 상기한 폴링동작 중에 소정의 기지국(3)으로부터 다른 기지국(3)에 결합되어 있는 가입자에 대해 통상요구가 있는 경우에는 상기 폴링동작에서 얻어진 상태정보를 근거로 통화요구된 기지국의 상태를 파악하여 통화가 가능한 경우에는 양 기지국(3)에 대해 트래픽채널을 할당함으로써 양 기지국(3)의 접속된 가입자가 상호 통신을 실행할 수 있도록 해주게 된다.

따라서, 상기한 위성통신 시스템에 있어서는 통신가입자가 인공위성을 통해 상호 통신을 실행할 수 있게 되므로, 별도의 전송선로가 없이도 원격지에 위치하는 통신가입자에 대해 통신기능을 제공할 수 있게 된다.

그런데, 상술한 위성통신 시스템에 있어서는 다음과 같은 문제가 있게 된다.

즉, 상술한 위성통신 시스템에 있어서는 중앙제어국(2)과 기지국(3), 또는 기지국과 기지국간의 음성이나 데이터통신을 위해 채널모뎀이 구비되게 되고, 이러한 채널모뎀은 송수신되는 음성 및 데이터신호를 변조 및 복조하기 위한 국부발진기를 포함하게 되는데, 이때 상기한 국부발진기는 주변의 온도 등에 의해 그 발진주파수가 변동되게 된다.

그리고, 이와 같이 국부발진기에 의해 발생되는 발진주파수가 변동되게 되면 송신 및 수신되는 음성 및 데이터신호의 변복조주파수가 변동되게 됨으로써 양질의 통화기능을 제공할 수 없게 된다.

또한, 상기한 문제는 통신중계기로서 사용되는 인공위성에 의해서도 발생되어 인공위성내에 트랜스폰더에 구비되는 국부발진기의 특성이 변동됨에 의해 위성통신 시스템의 전체적인 통신능력이 저하될 우려가 있게 된다.

이에, 본 발명은 상기한 사정을 감안하여 창출된 것으로서, 인공위성을 통해 송수신되는 주파수신호의 주파수변이를 검출하여 자동으로 이를 보상할 수 있도록 된 위성통신 시스템의 주파수변이 보상방법 및 그 장치를 제공함에 목적이 있다.

제1도는 일반적인 위성통신 시스템의 개요를 나타낸 시스템 구성도.

제2도는 본 발명의 기본적인 개념을 설명하기 위한 위성통신 시스템의 구성을 나타낸 시스템구성도.

제3도는 본 발명의 기본적인 개념을 실현한 주파수변이 검출장치를 나타낸 블록구성도.

제4도는 본 발명에 따른 중앙제어국의 구성을 나타낸 블록구성도.

제5도는 본 발명에 따른 채널모뎀의 구성을 나타낸 블록구성도.

제6도는 본 발명에 따른 기지국의 구성을 나타낸 블록구성도.

* 도면의 주요부분에 대한 간단한 설명

1, 21 : 인공위성 2, 22 : 중앙제어국

3, 23 : 기지국 41, 61 : 안테나

42, 62 : 직교모드 변환기 43, 63 : 저잡음 증폭기

44, 64 : 주파수하향 변환기 45, 65 : 주파수 조합/분배부

46, 66 : 텔레폰 데이터카드 47, 67 : 트렁크 인터페이스포트

48, 68 : 채널모뎀 50, 70 : 주파수상향 변환기

51, 61 : 고출력증폭기 52, 72 : 네트워크 제어부

481 : 음성/데이터 프로세서 486 : 채널유니트 프로세서

상기 목적을 실현하기 위한 본 발명의 제1 관점에 따른 위성통신 시스템의 중앙제어국의 주파수변이 보상방법은 중앙제어국과 다수의 기지국이 인공위성을 통해서 상호 통신을 실행하도록 구성되고, 상기 중앙제어국과 기지국은 다수의 채널모뎀을 구비하여 구성된 위성통신 시스템에 있어서, 소정의 메시지를 포함하는 소정의 주파수신호를 송출하는 주파수신호 출력단계와, 상기 주파신호 출력단계에서 출력한 주파수신호를 수신하는 주파수신호 수신단계, 상기 수신된 주파수신호로부터 상기 소정의 메시지를 검출하는 메시지검출단계, 상기 메시지검출단계에서 메시지가 검출되지 않는 경우에는 수신주파수를 변경하는 수신주파수변경단계, 상기 메시지검출단계와 수신주파수변경단계를 반복적으로 실행하여 메시지가 검출되는 수신주파수를 검출하는 수신주파수검출단계, 상기 송출주파수와 수신주파수를 근거로 주파수변이량을 산출하는 주파수변이량 산출단계 및, 상기 주파수변이량 산출단계에서 산출된 주파수변이량을 근거로 채널모뎀의 설정주파수를 변경설정하는 주파수변이 보상단계를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 제2 관점에 따른 위성통신 시스템의 중앙제어국의 주파수변이량이 보상장치는 중앙제어국과 다수의 기지국이 인공위성을 통해서 상호 통신을 실행하도록 구성되고, 상기 중앙제어국과 기지국은 다수의 채널모뎀을 구비하여 구성된 위성통신 시스템에 있어서, 기지국에 대한 메시지를 소정의 주파수신호로서 출력하기 위한 적어도 하나의 제1 채널모뎀과, 상기 제1채널모뎀에서 출력되는 메시지를 수신하되, 그 메시지가 검출되는 수신주파수와 그 메시지 출력주파수를 근거로 주파수변이량을 산출하는 제2 채널모뎀 및, 상기 제2 채널모뎀에 의해 산출된 주파수변이량을 근거로 다른 모든 채널모뎀에 대한 주파수보정을 실행하는 네트워크 제어수단을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 제3 관점에 따른 위성통신 시스템의 기지국의 주파수변이 보상방법은 중앙제어국과 다수의 기지국이 인공위성을 통해서 상호 통신을 실행하도록 구성되고, 상기 중앙제어국과 기지국은 다수의 채널모뎀을 구비하여 구성되며, 상기 중앙제어국은 소정의 주파수변이량 데이터를 기지국에 대해 출력하도록 된 위성통신 시스템에 있어서, 중앙제어국으로부터 출력한 주파수신호를 수신하는 주파수신호 수신단계와, 상기 수신된 주파수신호로부터 소정의 메시지를 검출하는 메시지검출단계, 상기 메시지검출단계에서 메시지가 검출되지 않는 경우에는 수신주파수를 변경하는 수신주파수변경단계, 상기 메시지검출단계와 수신주파수변경단계를 반복적으로 실행하여 메시지가 검출되는 수신주파수를 검출하는 수신주파수검출단계, 상기 송출주파수와 수신주파수를 근거로 주파수변이량을 산출하는 제1 주파수변이량 산출단계, 상기 주파수변이량 산출단계에서 산출된 주파수변이량과 상기 중앙제어국으로부터 송출된 주파수변이량 데이터를 근거로 기지국의 주파수변이량을 산출하는 제2 주파수변이량 산출단계 및 상기 제2 주파수변이량 산출단계에서 산출된 주파수변이량을 근거로 다른 채널모뎀의 설정주파수를 변경설정하는 주파수변이 보상단계를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 제4 관점에 따른 위성통신 시스템의 기지국의 주파수변이보상장치는 중앙제어국과 다수의 기지국이 인공위성을 통해서 상호통신을 실행하도록 구성되고, 상기 중앙제어국과 기지국은 다수의 채널모뎀을 구비하여 구성되며, 상기 중앙제어국은 소정의 주파수변이량 데이터를 기지국에 대해 출력하도록 된 위성통신 시스템에 있어서, 중앙제어국으로부터 송출되는 제어메시지를 수신함과 더불어 그 메시지가 검출되는 수신주파수와 그 메시지 출력주파수를 근거로 주파수변이량을 산출하는 채널모뎀과, 상기 채널모뎀에 의해 산출된 주파수변이량과 그 채널모뎀에 의해 수신된 중앙제어국으로부터의 주파수변이량 데이터를 근거로 해당 기지국의 주파수변이량을 산출하고, 그 산출된 주파수변이량을 근거로 다른 모든 채널모뎀에 대한 주파수보정을 실행하는 네트워크 제어수단을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

상기한 구성으로 된 본 발명에 의하면, 중앙제어국으로부터 기지국으로 송출하는 메시지 데이터를 근거로 전체 위성통신 시스템의 주파수변이보상이 실행되게 되므로, 별도의 프로그램적인 부담 없이 주파수변이보상을 실행할 수 있게 된다.

또한, 본 발명에 의하면, 통신용으로 사용되는 채널모뎀을 통하여 주파수변이량을 검출할 수 있게 되므로 별도의 하드웨어적인 부담 없이 주파수변이보상을 실행할 수 있게 된다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 설명한다.

우선, 도2 및 도3을 참조하여 본 발명에 따른 기본 개념을 설명한다.

도2는 현재 상용화되어 있는 위성통신 시스템의 데이터송수신방법을 나타낸 구성도로서, 도2에서 참조번호 21은 인공위성이고, 22는 중앙제어국, 23은 기지국을 나타낸다.

상기한 위성통신 시스템에서 중앙제어국(22)과 기지국(23)은 소정의 데이터프레임을 통해 데이터를 송수신하게 되는데, 이때 중앙제어국(22)은 송신데이터의 안정성을 위하여 TDM(Time Division Multiplex) 방식을 통해 데이터를 송신하고, 기지국(23)은 통신채널의 사용효율을 높이기 위해 S-ALOHA 방식을 통해 데이터를 송신하게 된다.

한편, 상기한 시스템에 있어서, 상술한 바와 같이 중앙제어국(22)과 기지국(23) 등의 지상장치에 갖추어진 채널모뎀의 발진주파수에 변동이 발생하게 되면, 중앙제어국(22)이나 기지국(23)으로부터 송출되는 주파수신호에 변동이 발생하거나 또는 정상적인 주파수신호를 수신할 수 없게 되고, 또한 만일 인공위성에 갖추어진 트랜스폰더의 발진주파수에 주파수변동이 발생하는 경우에는 지상장치로부터 출력되는 송출주파수신호는 정상상태임에도 불구하고 해당 지상 장치로 수신되는 주파수신호가 변동되게 된다.

그리고, 상기와 같이 주파수가 변동된 주파수신호가 지상장치에 수신되게 되면 해당 지상장치는 수신된 데이터를 정상적으로 검출할 수 없게 된다.

상기한 시스템에 있어서 예컨대 중앙제어국(22)이나 기지국(23)에서 자신이 송출한 주파수신호를 자신이 검출하여 그 주파수변동상황을 검사하게 되면 지상장치와 인공위성에서의 주파수변이량을 모두 포함하는 주파수변이량을 검출할 수 있게 된다.

그리고, 이와 같이 검출된 주파수변이량을 근거로 주파수보상을 실행하게 되면 주파수변이의 원인에 관계없이 정상적인 데이터송수신이 가능하게 된다.

본 발명에 있어서는, 중앙제어국(22)으로부터 송출되는 TDM 메시지를 중앙제어국(22)과 기지국(23)에서 각각 수신하여 그 주파수변이량을 검출하게 된다.

이때 주파수변이량 검출을 상기 TDM 메시지를 근거로 실행하는 것은 그 TDM 메시지가 글로벌 패킷(Grobal Packet)으로서 모든 기지국에서 수신하도록 되어 있고, 또 그 신호주파수가 일정한 값으로 고정되어 있기 때문이다.

또한, 중앙제어국(22)은 TDM 메시지의 수신을 통해서 검출한 주파수변이량을 소정의 TDM 메시지를 통해서 기지국(23)으로 송출하고, 기지국(23)은 상기 TDM 메시지의 수신을 통해 검출한 주파수변이량에 대해 중앙제어국(22)으로부터 송출되어 온 주파수변이량을 감산함으로써 기지국 자체의 주파수변이량을 산출하게 된다.

그리고, 상기 중앙제어국(22)과 기지국(23)은 상기와 같이 산출된 주파수변이량을 근거로 송수신주파수를 보상함으로써 안정된 데이터 송수신을 실행하게 된다.

한편, 도3은 상기한 주파수변이량을 검출하기 위한 검출장치를 나타낸 구성도이다.

도3에서 참조번호 31은 인공위성에 대해 송출되는 주파수데이터가 저장되어 있는 기준 주파수데이터 저장부이고, 32는 입력되는 소정의 주파수데이터를 근거로 그에 대응하는 주파수신호(F1)를 생성하는 주파수합성기, 33은 이 주파수합성기(32)로부터 인가되는 주파수신호(F1)를 근거로 인공위성으로부터 수신된 주파수신호의 중간주파수신호(F2)를 처리하여 소정의 주파수를 갖는 변조신호(F3)를 출력하는 중간주파수신호 수신부이다.

또한, 도면에서 참조번호 34는 상기 중간주파수신호 수신부(33)에서 출력되는 변조신호(F3)를 복조함과 더불어 정상적인 데이터가 수신되는 경우에는 캐리어록(Carrier Lock)신호를 출력하는 복조부이다.

여기서, 상기 복조부(34)는 복조된 데이터로부터 소정의 데이터가 검출되게 되면 캐리어록신호를 출력하게 되는데, 이때 상기 검출데이터로서는 일반적으로 프레임데이터를 송신할 때 필수적으로 부가되는 SOM(Start Of Massage), 예컨대 "0000 1101"의 데이터를 채용하는 것이 바람직하게 된다.

또한, 도면에서 참조번호 35는 본 장치 전체를 제어하여 주파수변이량을 검출하는 제어부이다.

즉, 상기 구성에서 제어부(35)는 우선 기준 주파수데이터 저장부(31)로부터 소정의 주파수데이터를 독출하여 이를 근거로 주파수합성기(32)를 제어함으로써 주파수합성기(32)로부터 출력되는 주파수신호를 소정 값으로 설정하게 된다.

이에 따라, 주파수합성기(32)로부터는 소정의 주파수값을 갖는 주파수신호(F1)가 출력되어 중간주파수신호 수신부(33)로 인가되게 된다.

한편, 중간주파수신호 수신부(33)는 상기 주파수합성기(32)로부터 인가되는 주파수신호(F1)를 근거로 수신된 중간주파수신호(F2)를 처리함으로써 소정의 주파수를 갖는 본래의 변조신호(F3)를 출력하게 되고, 이 변조신호(F3)는 복조부(34)로 인가되어 복조처리가 실행되게 된다.

이어, 상기 복조부(34)에서는 입력되는 변조신호(F3)를 처리함에 있어 해당 복조신호로부터 소정의 데이터가 있는지를 검출하게 되고, 해당 데이터가 검출되게 되면 캐리어록신호를 출력하게 된다.

한편, 상기한 동작에 있어서 만일 송수신주파수에 주파수변이가 발생하여 상기 복조부(34)에서 소정의 데이터가 검출되지 않게 되면, 복조부 (34)에서는 캐리어록신호가 출력되지 않게 되는데, 이때 제어부(32)는 주파수합성기(32)를 제어하여 중간주파수신호 수신부(33)로 인가되는 주파수신호를 일정 주파수단위로 변경시키면서 복조부(34)로부터 캐리어록신호가 인가되는 지를 검출하게 된다.

그리고, 상기한 동작에 의해 복조부(34)로부터 캐리어록신호가 입력되게 되면, 해당 캐리어록신호가 입력되는 시점에서 주파수합성기(32)로 인가하였던 주파수데이터를 상기 기준 주파수데이터 저장부(31)에 저장되어 있는 주파수데이터와 감산처리를 함으로써 주파수변이량을 산출하게 된다.

즉, 상기한 구성에 있어서는 인공위성에 대하여 송출하는 데이터를 다시 수신하는 방법으로 주파수변이량을 검출할 수 있게 된다.

도4는 상기한 개념을 실현한 본 발명에 따른 주파수변이보상장치를 나타낸 것으로, 이는 본 발명을 중앙제어국에 대해 적용한 경우를 나타낸 것이다.

도4에서 참조번호 41은 인공위성에 대해 상향링크신호와 하향링크신호를 송수신하기 위한 안테나이고, 42는 주파수의 편파 성질을 이용하여 상기 안테나(41)를 통해 송수신되는 신호를 분리하여 입출력하는 직교모드변환기, 43은 이 직교모드변환기(42)를 통해 입력된 예컨대 12.25 ~ 12.75 GHz의 하향링크 주파수신호를 저잡음증폭하는 저잡음증폭기, 44는 이 저잡음증폭기(43)를 통해 인가된 주파수신호를 예컨대 70 MHz의 중간주파수신호(IF)로 변환하는 주파수하향변환기, 45는 이 주파수하향변환기(44)로부터 인가되는 중간주파수신호(IF)를 다수의 중간주파수신호로 분리하여 출력함과 더불어, 이후에 설명할 채널모뎀(48 : 48₁~ 48_n)으로부터 인가되는 중간주파수신호를 조합하여 출력하는 중간주파수 조합/분배부이다.

또한, 도면에서 참조번호 46은 도1에 나타낸 바와 같은 전화기(12)나 데이터 단말기(13), 팩시밀리(14) 등의 단말기를 접속하기 위한 텔레폰 데이터 카드(Telephone Data Card)이고, 47은 본 장치와 다른 교환기 등을 접속하기 위한 트렁크 인터페이스 포트(Trunk Interface Port)이다.

또한, 도면에서 참조번호 48(48₁~ 48_n)은 상술한 중간주파수 조합/분배부(45)를 통해 입력되는 주파수신호를 복조 및 디코딩함과 더불어, 상기 트렁크 인터페이스 포트(47)를 통해 입력되는 교환기로부터의 송출신호나 상기 텔레폰 데이터 카드(46)로부터 입력되는 단말기로부터의 송출신호 및 이후에 설명할 네트워크 제어부(52)로부터 출력되는 다른 기지국에 대한 제어데이터를 인코딩 및 변조하여 출력하는 채널모뎀이다.

특히, 상기 채널모뎀(48)은 네트워크 제어부(52)로부터의 제어에 따라 주파수변이량 검출 및 그 보상동작을 실행하게 된다.

그리고, 도면에서 참조번호 50은 상기 중간주파수 조합/분배부(45)로부터 출력되는 70 MHz 중간주파수신호를 예컨대 14.0 ~ 14.5 GHz의 주파수로 변환하여 상향링크 주파수신호를 생성하는 주파수상향변환기이고, 51은 이 주파수상향변환기(50)로부터 출력되는 상향링크 주파수신호를 증폭하는 고출력증폭기이다.

한편, 도면에서 참조번호 52는 특정한 채널모뎀(48)을 통해서 각 기지국(3)으로 제어 메시지를 송출한 후 해당 기지국으로부터 송신되어 오는 응답 메시지를 근거로 각 기지국(3)의 상태를 점검하는 폴링기능을 수행하고, 특정한 기지국으로부터 통화요구(Calling)가 있는 경우에는 상기 폴링 과정에서 얻어진 정보를 근거로 상대방 기지국이 통신이 가능한 상태인 지를 판단하여 통신가능 상태인 경우에는 인공위성의 이용가능한 트래픽 채널(T)을 양 기지국에 할당함으로써 양 기지국이 직접적으로 상호 통신을 수행할 수 있도록 하는 등의 시스템제어를 수행하는 네트워크제어부이다.

특히, 상기 네트워크 제어부(52)는 상기 채널모뎀(48)의 동작모드를 제어함과 더불어 소정의 채널모뎀(48)에서 검출된 주파수변이량데이터를 다른 채널모뎀(48)에 대해서 송출함으로써 채널모뎀(48) 전체에 대해 주파수변이 보상을 실행함과 더불어 상기 검출된 주파수변이 데이터를 기지국(3)으로 송출하게 된다.

그리고, 여기서 상기 네트워크 제어부(52)와 상기 채널모뎀(48), 트렁크 인터페이스 포트(47) 및 텔레폰 데이터 카드(46)는 음성데이터 등의 처리데이터를 송수신하기 위한 MPH 버스(Main PCM Highway BUS : 53)와 소정의 제어데이터를 송수신하기 위한 UPH 버스(Utility PCM Highway BUS: 54)를 통해 결합되게 된다.

또한, 도면에서 참조번호 55는 시스템관리자가 상기 네트워크제어부(52)를 관리하여 위성통신 시스템의 전반적인 네트워크를 관리하기 위한 네트워크 관리시스템이다.

한편, 도5는 상기한 채널모뎀(48)의 구성을 나타낸 구성도이다.

도면에서 참조번호 481은 MPH 버스(53) 및 UPH 버스(54)와 이후에 설명할 채널유니트 프로세서(486)간의 인터페이스기능을 수행함과 더불어, 특히 공중파전송망을 통해 송수신되는 음성 및 데이터를 처리하는 음성 및 데이터 프로세서(Speech and Data Processor : 이하 SDP라 청함)이고, 482는 이 SDP(481)로부터 출력되는 I, Q 채널데이터를 예컨대 BPSK 또는 QPSK 변조하여 512kHz의 변조신호를 출력하는 변조부, 483은 이 변조부(482)에서 출력되는 512kHz의 변조신호와 이후에 설명할 송신주파수 합성기(488)에서 인가되는 112.512MHz±20MHz의 주파수 및 42MHz의 기준주파수를 근거로 70MHz±20Mhz의 중간주파수신호를 생성하여 출력하는 중간주파수신호 생성부이다.

또한, 도면에서 참조번호 484는 수신된 70MHz±20MHz의 중간주파수신호와 이후에 설명할 수신주파수 합성기(489)에서 인가되는 112.384MHz±20MHz의 주파수 및 42MHz의 기준주파수를 근거로 384KHz의 변조신호를 출력하는 중간주파수신호 수신부이고, 485는 이 중간주파수신호 수신부(484)에서 인가되는 384kHz의 변조신호로부터 I, Q 채널데이터를 복조하여 출력함과 더불어 복조된 데이터로부터 소정의 데이터, 예컨대 SOM(Start Of Massage)이 검출된 경우에는 캐리어록(Carrier Lock)신호를 출력하는 복조부이다.

또한, 도면에서 참조번호 486은 채널모뎀 전체를 제어하는 채널유니트 프로세서(이하 CPU라 칭함)이고, 487은 각각의 주파수 ID(Identification Data)에 대응하는 주파수데이터가 저장되어 있는 룩업 테이블(Look-up Table), 488은 상기 CPU(486)로부터 인가되는 채널데이터를 근거로 해당 채널데이터에 대응하는 주파수신호, 예컨대 112.512MHz±20MHz의 주파수신호를 합성하여 출력하는 송신주파수합성기, 489는 상기 CUP(486)로부터 인가되는 채널데이터를 근거로 해당 채널데이터에 대응하는 주파수신호, 예컨대 112.384MHz±MHz의 주파수신호를 합성하여 출력하는 수신주파수합성기, 450은 채널모뎀의 동작과 관련된 각종 제어데이터가 저장되어 있는 파라메터 저장부, 451은 채널모뎀의 동작에 따른 각종 처리데이터를 저장하기 위한 데이터 메모리이다.

상기한 구성에서 CPU(486)는 네트워크 제어부(52 : 도4)로부터 인가되는 모드제어데이터를 근거로 SDP(481)을 제어함으로써 해당 채널모뎀의 동작모드를 설정하게 된다.

여기서, 상기 채널모뎀(48)의 동작모드로서는 해당 채널모뎀을 통해 음성이나 데이터의 송수신을 실행하기 위한 트래픽채널모드(VOX, CTCR)와, 기지국이나 중심국과의 제어데이터 송수신을 위한 서비스채널 모드(STTR, TTSR), 단지 TDM 스트림의 메시지를 수신하기 위한 NTTR(No Transmission and TDM Reception)모드, 단지 S-ALOHA 패킷데이터를 수신하기 위한 NTSR(No Transmission and S-ALOHA Reception)모드 및, 아이들(Idle)모드의 7가지 모드가 있게 되는데, 상기 CPU(486)는 네트워크 제어부(52)로부터 소정의 모드제어데이터가 입력되면 SDP(481)를 제어하여 채널모뎀을 해당 동작모드로 설정하게 된다.

또한, 상기 동작모드에서 트래픽채널모드를 제외한 다른 동작모드의 경우에는 그 중간주파수값이 미리 설정되어 있게 되고, 해당 주파수값은 파라메터 저장부(450)에 그 주파수 ID값으로 저장되어 있게 되는 바, 상기 CPU(486)는 해당 채널모뎀이 소정의 동작모드로 설정되게 되면, 해당 동작모드에 대응하는 채널 ID를 파라메터 저장부(450)로부터 돌출한 후, 해당 채널 ID를 근거로 룩업 테이블(487)을 검색하여 소정의 주파수데이터를 구하게 된다.

그리고, 상기 주파수데이터를 송신주파수 합성기(488)와 수신주파수 합성기(489)로 송출함으로써 송수신되는 주파수신호를 설정하게 된다.

또한, 해당 채널모뎀이 트래픽채널모드로 설정되는 경우에는 네트워크 제어부(52)로부터 인가되는 주파수 ID를 근거로 룩업 테이블(487)을 검색함으로써 소정의 주파수데이터를 구하게 되고, 이 주파수데이터를 송신주파수 합성기(488)와 수신주파수 합성기(489)로 송출함으로써 송수신되는 주파수신호를 설정하게 된다.

한편, 상기 채널모뎀(48)은 네트워크 제어부(52)에 의해 STTR 모드(S-ALOHA Transmission and TDM Reception Mode)나 NTTR 모드(No Transmission and TDM Reception Mode)와 같이 중앙제어국으로부터 송출되는 TDM 메시지를 수신하는 모드로 설정되는 경우에는 주파수변이량 검출동작을 실행하게 된다.

즉, CPU(486)는 해당 채널모뎀(48)이 네트워크 제어부(52)에 의해 STTR 모드나 NTTR 모드로 설정되는 경우에는, 우선 파라메터 저장부(450)로부터 TDM 메시지를 수신하기 위한 주파수 ID를 독출한 후 이를 근거로 룩업 테이블(487)을 검색함으로써 소정의 주파수데이터를 구하게 된다. 그리고, 이때 얻어진 주파수데이터를 근거로 수신주파수 합성기(489)를 제어함으로써 중간주파수신호 수신부(484)에서 수신되는 주파수신호를 설정하게 된다.

이어, CPU(485)는 복조부(485)에서 캐리어록 신호가 인가될 때까지 수신주파수 합성기(489)로 인가하는 주파수데이터를 지속적으로 변경설정하게 되고, 또 복조부(485)로부터 캐리어록 신호가 인가되게 되면, 그때 수신주파수 합성기(489)로 인가하였던 주파수데이터와 상기 파라메터 저장부(450)에 저장되어 있는 주파수데이터를 비교함으로써 주파수오차값을 산출하게 된다.

그리고, 상기 산출된 주파수오차값을 데이터 메모리(451)에 저장한 후, 네트워크 제어부(52)의 요청이 있을 때 이를 UPH 버스(54)를 통해 출력하게 된다.

또한, 상기한 동작은 해당 채널모뎀이 STTR 모드나 NTTR 모드로 설정되어 있는 동안 지속적으로 실행되게 된다.

이어, 도4에 나타낸 장치의 동작을 설명한다.

도4에 나타낸 중앙제어국에 있어서는 도2에서 설명한 바와 같이 각 기지국에 대해 TDM 방식으로 제어데이터를 송출하고, 또 기지국으로부터 S-ALOHA 방식으로 데이터를 수신하게 된다.

따라서, 도4의 네트워크 제어부(52)는 적어도 하나의 채널모뎀(48)을 TTSR모드(TDM Transmission and S-ALOHA Reception Mode)로 설정함과 더불어 기지국의 수효에 따라 소정 개수의 채널모뎀(48)을 NTSR 모드로 설정하게 된다.

또한, 네트워크 제어부(52)는 하나의 채널모뎀(48)을 주파수변이량 검출을 위한 NTTR 모드로 설정하게 되는 바, 이때 NTTR 모드로 설정되는 채널모뎀(48)은 상술한 주파수변이량 검출동작을 실행하여 그 검출된 주파수변이량을 도5에서의 데이터 메모리(451)에 저장하게 된다.

그리고, 네트워크 제어부(52)는 상기 NTTR 모드로 설정되어 있는 채널모뎀(48)의 데이터 메모리(451)에 저장되어 있는 주파수변이량 데이터를 소정의 시간간격, 예컨대 1초 단위로 UPH버스(54)를 통해 독출하여 이를 다른 모든 채널모뎀(48)에 대해 송출하게 되고, 채널모뎀(48)에 있어서는 상기 네트워크 제어부(52)로부터 주파수변이량 데이터가 입력되면 송신주파수 합성기(488)와 수신주파수 합성기(489)에 대한 주파수데이터를 상기 네트워크 제어부(52)로부터 인가되는 주파수변이량 데이터를 근거로 보정하게 된다.

또한, 네트워크 제어부(52)는 상기한 주파수변이량 데이터를 TTSR 모드로 설정되어 있는 채널모뎀을 통해서 기지국으로 송출하게 된다.

한편, 도6은 기지국의 구성을 나타낸 블록구성도로서, 이는 실질적으로 상술한 중앙제어국의 구성과 동일한 구성으로 되어 있다.

다만, 도4에 있어서는 중앙제어국(2)과는 달리 네트워크 관리시스템이 설치되지 않게 되고, 또한 네트워크 제어부(72)는 중앙제어국으로부터 송출되어 온 제어데이터에 따라 소정의 가입자에 대한 채널모뎀(68)의 할당제어를 실행함과 더불어 특히 중앙제어국으로부터 주파수변이량 데이터가 수신되면 이를 근거로 주파수변이보상을 실행하게 된다.

기지국에 있어서는 도2에서 설명한 바와 같이 중앙제어국(22)으로부터 송출되는 TDM 메시지를 수신함과 더불어 중앙제어국(22)에 대해 S-ALOHA 방식으로 메시지를 송출하게 된다.

따라서, 기지국(23)의 네트워크 제어부(72)는 적어도 한 개의 채널모뎀(68)을 STTR 모드로 설정하게 된다.

한편, 상기 네트워크 제어부(72)에 의해 STTR 모드로 설정되는 채널모뎀(68)에 있어서는 상술한 바와 같이 주파수변이량 검출을 실행하게 된다.

그리고, 이러한 동작에 의해 검출된 주파수변이량 데이터는 네트워크 제어부(72)에 의해 일정시간단위로 독출하게 된다.

그런데, 기지국에 있어서는 중앙제어국으로부터 송출되는 TDM 메시지를 근거로 주파수변이량 검출을 실행하게 되므로, 상기 STTR 모드로 설정되는 채널모뎀(68)에 의해 검출되는 주파수변이량에는 중앙제어국의 주파수변이량과 인공위성의 주파수변이량 및 해당 기지국 자체의 주파수변이량이 포함되어 있게 된다.

따라서, 기지국의 네트워크 제어부(72)는 상술한 바와 같이 중앙제어국으로부터 송출되어 온 중앙제어국의 주파수변이량에 대해 상기 STTR 모드로 설정되는 채널모뎀(68)으로부터 얻어진 주파수변이량을 감산함으로써 해당 기지국 고유의 주파수변이량을 산출하게 된다.

그리고, 상기와 같이 하여 산출된 주파수변이량을 다른 채널모뎀(68)에 대하여 송출함으로써 주파수변이보상을 실행하게 된다.

따라서, 상기 실시예에 있어서는 중앙제어국과 기지국이 주파수변이보상이 예컨대 1초 간격으로 자동으로 실행되게 되므로 항상 양질의 통신기능을 제공할 수 있게 된다.

또한, 상기 실시예에 있어서는 중앙제어국으로부터 기지국으로 송출하는 메시지 데이터를 근거로 전체 위성통신 시스템의 주파수변이보상이 실행되게 되므로, 별도의 프로그램적인 부담 없이 주파수변이보상을 실행할 수 있게 된다.

또한, 상기 실시예에 있어서는 통신용으로 사용되는 채널모뎀을 통하여 주파수변이량을 검출할 수 있게 되므로 별도의 하드웨어적인 부담 없이 주파수변이보상을 실행할 수 있게 된다.

또한, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 않는 범위내에서 다양하게 변형시켜 실시할 수 있게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 인공위성을 통해 송수신되는 주파수신호의 주파수변이를 검출하여 자동으로 이를 보상할 수 있도록 된 위성통신 시스템의 주파수변이 보상방법 및 그 장치를 실현할 수 있게 된다.

Claims (10)

1. 중앙제어국과 다수의 기지국이 인공위성을 통해서 상호 통신을 실행하도록 구성되고, 상기 중앙제어국과 기지국은 다수의 채널모뎀을 구비하여 구성된 위성통신 시스템에 있어서, 소정의 메시지를 포함하는 소정의 주파수신호를 송출하는 주파수신호 출력단계와, 상기 주파수신호 출력단계에서 출력한 주파수신호를 수신하는 주파수신호 수신단계, 상기 수신된 주파수신호로부터 상기 소정의 메시지를 검출하는 메시지검출단계, 상기 메시지검출단계에서 메시지가 검출되지 않는 경우에는 수신주파수를 변경하는 수신주파수변경단계, 상기 메시지검출단계와 수신주파수변경단계를 반복적으로 실행하여 메시지가 검출되는 수신주파수를 검출하는 수신주파수검출단계, 상기 송신주파수와 수신주파수를 근거로 주파수변이량을 산출하는 주파수변이량 산출단계 및, 상기 주파수변이량 산출단계에서 산출된 주파수변이량을 근거로 채널모뎀의 설정주파수를 변경설정하는 주파수변이 보상단계를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 위성통신 시스템의 중앙제어국의 주파수변이 보상방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 소정의 메시지는 각 기지국에 대한 출력메시지인 것을 특징으로 하는 위성통신 시스템의 중앙제어국의 주파수변이 보상방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 메시지 검출은 SOM에 대해서 실행하는 것을 특징으로 하는 위성통신 시스템의 중앙제어국의 주파수변이 보상방법.
4. 제1항에 있어서, 상기 주파수변이량 산출단계에서 산출된 주파수변이량을 기지국에 대해 송출하는 주파수변이량 송출단계를 추가로 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 위성통신 시스템의 중앙제어국의 주파수변이 보상방법.
5. 중앙제어국과 다수의 기지국이 인공위성을 통해서 상호통신을 실행하도록 구성되고, 상기 중앙제어국과 기지국은 다수의 채널모뎀을 구비하여 구성된 위성통신 시스템에 있어서, 기지국에 대한 메시지를 소정의 주파수신호로서 출력하기 위한 적어도 하나의 제1 채널모뎀과, 상기 제1 채널모뎀에서 출력되는 메시지를 수신하되, 그 메시지가 검출되는 수신주파수와 그 메시지 출력주파수를 근거로 주파수변이량을 산출하는 제2 채널모뎀 및, 상기 제2 채널모뎀에 의해 산출된 주파수변이량을 근거로 다른 모든 채널모뎀에 대한 주파수보정을 실행하는 네트워크 제어수단을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 위성통신 시스템의 중앙제어국의 주파수변이 보상장치.
6. 제5항에 있어서, 상기 제1 및 제2 채널모뎀이 동일한 구성으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 위성통신 시스템의 중앙제어국의 주파수변이 보상장치.
7. 제5항에 있어서, 상기 네트워크 제어수단은 상기 주파수변이량을 기지국에 대해 송출제어하는 것을 특징으로 하는 위성통신 시스템의 중앙제어국의 주파수변이 보상장치.
8. 중앙제어국과 다수의 기지국이 인공위성을 통해서 상호 통신을 실행하도록 구성되고, 상기 중앙제어국과 기지국은 다수의 채널모뎀을 구비하여 구성되며, 상기 중앙제어국은 소정의 주파수변이량 데이터를 기지국에 대해 출력하도록 된 위성통신 시스템에 있어서, 중앙제어국으로부터 출력한 주파수신호를 수신하는 주파수신호 수신단계와, 상기 수신된 주파수신호로부터 소정의 메시지를 검출하는 메시지검출단계, 상기 메시지검출단계에서 메시지가 검출되지 않는 경우에는 수신주파수를 변경하는 수신주파수변경단계, 상기 메시지검출단계와 수신주파수변경단계를 반복적으로 실행하여 메시지가 검출되는 수신주파수를 검출하는 수신주파수검출단계, 상기 송출주파수와 수신주파수를 근거로 주파수변이량을 산출하는 제1 주파수변이량 산출단계, 상기 주파수변이량 산출단계에서 산출된 주파수변이량과 상기 중앙제어국으로부터 송출된 주파수변이량 데이터를 근거로 기지국의 주파수변이량을 산출하는 제2 주파수변이량 산출단계 및, 상기 제2 주파수변이량 산출단계에서 산출된 주파수변이량을 근거로 다른 채널모뎀의 설정주파수를 변경설정하는 주파수변이 보상단계를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 위성통신 시스템의 기지국의 주파수변이 보상방법.
9. 제8항에 있어서, 상기 메시지 검출단계에서의 검출메시지는 SOM인 것을 특징으로 하는 위성통신 시스템의 기지국의 주파수변이 보상방법.
10. 중앙제어국과 다수의 기지국이 인공위성을 통해서 상호 통신을 실행하도록 구성되고, 상기 중앙제어국과 기지국은 다수의 채널모뎀을 구비하여 구성되며, 상기 중앙제어국은 소정의 주파수변이량 데이터를 기지국에 대해 출력하도록 된 위성통신 시스템에 있어서, 중앙제어국으로부터 송출되는 제어메시지를 수신함과 더불어 그 메시지가 검출되는 수신주파수와 그 메시지 출력주파수를 근거로 주파수변이량을 산출하는 채널모뎀과, 상기 채널모뎀에 의해 산출된 주파수변이량과 그 채널모뎀에 의해 수신된 중앙제어국으로부터의 주파수변이량 데이터를 근거로 해당 기지국의 주파수변이량을 산출하고, 그 산출된 주파수변이량을 근거로 다른 모든 채널모뎀에 대한 주파수보정을 실행하는 네트워크 제어수단을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 위성통신 시스템의 기지국의 주파수변이 보상장치.