KR100264045B1 - 위성통신시스템에서의 기준주파수제어방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 채널모뎀의 동작의 근거가 되는 기준주파수의 미세한 오차를 가변저항을 조절하여 주파수편이 발생을 보상할 수 있도록 된 위성통신시스템용 채널모뎀의 기준주파수제어방법에 관한 것으로서, 기준발진카드에서 출력되는 주파수신호를 근거로 기준주파수를 생성하고, 이 기준주파수를 근거로 본 장치의 동작을 수행하는 위성통신시스템에 있어서, 수신된 중간주파수신호를 상기 기준주파수 및 수신주파수합성기로부터 인가되는 주파수신호를 근거로 소정의 복조주파수를 생성하고, 이 복조주파수신호를 복조부로 인가하는 복조주파수생성단계와, 상기 복조주파수생성단계에서 생성된 복조주파수를 채널유니트프로세서로 인가하는 복조주파수전송단계, 상기 복조주파수전송단계에서 전송된 복조주파수를 근거로 오프셋값을 계산하는 오프셋계산단계, 상기 오프셋계산단계에서 계산된 결과를 디버그포트로 전송하여 출력장치를 통해 오프셋결과를 출력하는 오프셋출력단계, 상기 오프셋출력단계에서 출력된 오프셋값을 근거로 기준발진카드의 출력주파수를 조절하여 기준주파수의 오차를 보상하는 기준주파수보상단계를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 위성통신시스템용 채널모뎀에 관한 것으로서, 특히 채널모뎀의 동작의 근거가 되는 기준주파수의 미세한 오차를 가변저항을 조절하여 주파수편이발생을 보상할 수 있도록 된 위성통신시스템에서의 기준주파수제어방법에 관한 것이다.
최근, 통신기술이 급속도로 발전되면서 원격지에 위치하는 가입자가 인공위성을 통하여 상호 통신을 실행할 수 있도록 해주는 위성통신이 점차 일반화되고 있다.
상기한 위성통신에 있어서는 지상에서 수천∼수만KHz 떨어져 위치하는 인공위성을 통해서 통신을 실행하기 때문에 통상 디지탈통신을 통해 신호송수신을 실행하게 되고, 또한 그 송수신주파수로서 예컨대 상향링크의 경우에는 14.0∼14.5GHz, 하향링크의 경우에는 12.25∼12.75GHz의 고주파수를 사용한다.
현재, 상용화되어 있는 일부 위성통신 시스템에 있어서는 예컨대 PSTN(Public Switched Telephone Network)을 통해서 입력되는 PCM(Pulse Code Modulation)데이터를 BPSK(Binary Phase Shift Keying)변조방식이나 또는 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying)변조방식을 통해 변조를 실행하여 512KHz의 변조신호를 생성하고, 이를 주파수상향변환하여 70MHz의 중간주파수신호를 생성하도록 되어 있다. 그리고, 상기 70MHz의 중간주파수신호를 다시 주파수상향변환하여 14.0∼14.5GHz의 송신주파수를 생성하게 된다.
그리고, 상기와 같이 송신된 주파수신호를 수신하는 수신측에 있어서는 12.25∼12.75GHz의 하향링크신호를 70MHz의 중간주파수로 주파수하향변환한 후, 이를 다시 384KHz의 주파수신호로 하향변환하여 데이터복조동작을 실행하게 된다.
한편, 중간주파수 생성장치와 중간주파수 수신장치 및 변복조장치를 포함하여 구성되는 채널모뎀에 있어서, 상기 중간주파수 생성 및 중간주파수수신처리는 기준주파수발생기로부터 인가되는 42MHz의 기준주파수를 근거로 수행되게 된다.
또한, 상기 기준주파수발생기는 기준발진카드(Reference Oscillator Card : 이하 ROC라 칭함)로부터 인가되는 10MHz주파수를 근거로 42MHz의 기준주파수를 발생하게 된다.
그러나, 상기 ROC는 일반적으로 발진기를 포함하여 구성되게 되는 바, 이러한 발진기는 온도 등에 따라 그 발진특성이 미소하게 변동되게 된다. 그리고, 발진기의 특성이 변동되게 되면 그 출력주파수도 변동되게 되는데, 이와 같이 ROC의 출력주파수가 변동되게 되면 이에 따른 기준주파수발진기의 출력주파수가 변동되고, 이 기준주파수를 근거로 주파수를 생성,변환하는 중간주파수 생성장치 및 중간주파수 수신장치의 주파수변환동작에 주파수편이가 발생하게 됨으로써 통신능력이 저하되는 문제가 발생하게 된다.
한편, 상기한 문제를 해결하는 방안으로, 시스템을 리세트시켜 초기값을 재설정하는 방법이 있을 수 있으나, 이는 시스템 리세트로 인해 통신서비스가 중단되게 되는 문제를 초래하게 된다.
이에, 본 발명은 상기한 사정을 감안하여 창출된 것으로서, 인공위성을 이용한 통신시스템에서 발진주파수의 변동 등에 기인하는 미소한 주파수편이를 검출하여 이를 보상할 수 있도록 된 위성통신시스템에서의 기준주파수제어방법을 실현함에 그 목적이 있다.
도1은 본 발명의 1실시예에 따른 채널모뎀(20)의 내부구성을 니타낸 기능블록도.
*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ***
10 : 기준발진카드(ROC), 10A : 전압변환기,
10B : 전압제어발진기, 21 : 음성/데이터프로세서(SDP),
22 : 채널유니트프로세서(CUP), 23 : 기준주파수발생기(RSG),
24 : 송신주파수합성기, 25 : 수신주파수합성기,
26 : 변조부, 27 : 중간주파수신호생성부,
28 : 중간주파수신호수신부, 29 : 복조부,
30 : 룩업테이블, 40 : 디버그 포트,
41 : 출력장치.
상기 목적을 실현하기 위한 본 발명에 따른 위성통신시스템에서의 기준주파수제어방법은 기준발진카드에서 출력되는 주파수신호를 근거로 기준주파수를 생성하고, 이 기준주파수를 근거로 본 장치의 동작을 수행하는 위성통신시스템에 있어서, 수신된 중간주파수신호를 상기 기준주파수 및 수신주파수합성기로부터 인가되는 주파수신호를 근거로 소정의 복조주파수를 생성하고, 이 복조주파수신호를 복조부로 인가하는 복조주파수생성단계와, 상기 복조주파수생성단계에서 생성된 복조주파수를 채널유니트프로세서로 인가하는 복조주파수전송단계, 상기 복조주파수전송단계에서 전송된 복조주파수를 근거로 오프셋값을 계산하는 오프셋계산단계, 상기 오프셋계산단계에서 계산된 결과를 디버그포트로 전송하여 출력장치를 통해 오프셋결과를 출력하는 오프셋출력단계, 상기 오프셋출력단계에서 출력된 오프셋값을 근거로 기준발진카드의 출력주파수를 조절하여 기준주파수의 오차를 보상하는 기준주파수보상단계를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
상기한 구성으로 된 본 발명에 의하면, 디버그포트를 통해 출력되는 채널유니트프로세서의 오프셋값이 "0"과 일치하지 않을 경우, 운용자가 기준발진카드에 구비된 가변저항을 이용하여 출력주파수를 조절함으로써 시스템의 주파수오차를 수정할 수 있게 된다.
따라서,인공위성을 이용한 통신시스템에서 발진주파수의 변동 등에 기인하는 주파수오차를 검출하여 이를 보상함으로써 통신능력의 저하를 방지할 수 있게 된다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다.
도1은 본 발명의 1실시예에 따른 채널모뎀(20)의 내부구성을 나타낸 블록구성도이다.
도면에서, 참조번호 10은 위성통신시스템의 전반적인 동작제어를 위한 주파수 예컨대 10MHz를 발생하는 기준발진카드(Reference Oscillator Card : 이하 ROC라 칭함)로서, 이는 가변저항을 이용하여 소정의 전압을 변화시키는 전압변환기(10A)와, 이 전압변환기(10A)로부터 인가되는 전압을 근거로 출력주파수를 변환시키는 전압제어발진기(10B)를 포함하여 구성되게 된다.
한편, 참조번호 21은 UPH 버스 및 MPH 버스와 이후에 설명할 채널유니트 프로세서(22)간의 인터페이스기능을 수행함과 더불어, 특히 공중파전송망을 통해 송수신되는 음성 및 데이터를 처리하는 음성/데이터프로세서(Speech Data Processor : 이하 SDP라 칭함)이고, 22는 채널모뎀의 전체구성을 제어하는 채널유니트프로세서이다.
또한, 참조번호 23은 상기 ROC(10)로부터 전송되는 참조주파수를 근거로 본 장치의 동작에 따른 기준주파수 예컨대, 42MHz를 생성하는 기준주파수발생기(Reference Signal Generator : RSG)이다.
또한, 참조번호 24는 상기 채널유니트프로세서(22)로부터의 제어데이터 및 상기 기준주파수발생기(23)로부터 발생되는 기준주파수를 근거로 중간주파수신호를 생성하기 위한 소정의 주파수신호, 예컨대 112.512MHz±20MHz의 주파수신호를 합성하여 출력하는 송신주파수합성기이고, 25는 상기 채널유니트프로세서(22)로부터의 제어데이터 및 상기 기준주파수발생기(23)로부터 발생되는 기준주파수를 근거로 중간주파수신호를 수신하기 위한 소정의 주파수신호, 예컨대 112.384MHz±20MHz의 주파수신호를 합성하여 출력하는 수신주파수합성기이다.
또한, 참조번호 26은 상기 SDP(21)로부터 출력되는 I,Q채널데이터를 예컨대 BPSK 또는 QPSK 변조하여 512KHz의 변조신호를 출력하는 변조부이고, 27은 이 변조부(26)에서 출력되는 512KHz의 변조신호와 상기 송신주파수합성기(24)에서 인가되는 112.512MHz±20MHz의 주파수 및 기준주파수발생기(23)로부터 인가되는 42MHz의 기준주파수를 근거로 70MHz±20MHz의 중간주파수신호를 생성하여 출력하는 중간주파수생성부이다.
그리고, 참조번호 28은 수신된 70MHz±20MHz의 중간주파수신호와 상기 수신주파수합성기(25)에서 인가되는 112.384MHz±20MHz의 주파수 및 상기 기준주파수발생기(23)로부터 인가되는 42MHz의 기준주파수를 근거로 384KHz의 변조신호를 출력하는 중간주파수신호 수신부이고, 29는 이 중간주파수신호 수신부(28)에서 인가되는 384KHz의 변조신호로부터 I,Q채널데이터를 복조하여 출력하는 복조부, 30은 각각의 주파수 ID(Identitication Data)에 대한 주파수데이터가 저장되어 있는 룩업 테이블(Look-up Table)이다.
또한, 참조번호 40은 채널유니트프로세서(22)의 디버그를 출력하기 위한 외부 장치와 접속하기 위한 디버그포트이고, 41은 상기 디버그포트(40)로부터 전송되는 데이터를 출력하기 위한 출력장치로서, 이는 모니터 또는 프린터등이 포함된다.
이어, 상기한 구성으로 된 장치의 동작을 설명한다.
위성시스템의 초기화시 시스템 전반을 제어하는 제어부의 제어신호를 근거로 ROC(10)를 구동하여 10MHz의 출력주파수를 생성하게 되는데, 이 출력주파수를 근거로 기준주파수발생기(23)에서는 42MHz의 기준주파수를 발생하여 중간주파수신호 생성부(27) 및 중간주파수신호 수신부(28)에 각각 인가하게 된다.
이어, MPH를 통해 채널모뎀으로 인가되는 데이터에 대해 512KHz의 변조처리를 수행하고, 변조부(26)로부터 출력된 512KHz의 변조주파수를 송신주파수합성기(24)로부터 인가되는 112.512MHz±20MHz와 기준주파수발생기(23)로부터 인가되는 42MHz의 기준주파수를 근거로 70MHz±20MHz의 중간주파수 신호를 생성하게 된다.
한편, 수신측에서는 70MHz±20MHz의 중간주파수가 중간주파수신호 수신부(28)로 인가되게 되는 바, 수신된 70MHz±20MHz의 중간주파수신호를 수신주파수합성기(25)로부터 인가되는 112.384MHz±20MHz와 기준주파수발생기(23)로부터 인가되는 42MHz의 기준주파수를 근거로 384KHz의 주파수 신호를 생성하게 된다.
이어, 상기 중간주파수신호 수신부(28)로부터 생성된 384KHz의 주파수신호는 복조부(29)로 인가되게 되는 바, 이 복조부(29)에서는 수신된 384KHz의 주파수신호에 대해 복조동작을 수행함과 더불어 수신된 384KHz주파수신호를 채널유니트프로세서(22)로 전송하게 된다.
한편, 채널유니트프로세서(22)에서는 복조부(29)로부터 수신된 384KHz주파수신호와, 에러 보상을 위한 추정신호(Tracking)를 근거로 오프셋(Offset)값을 계산하게 되는데, 복조부(29)로부터 수신된 주파수신호가 정확히 384KHz일 때 오프셋값은 "0"이 되게 된다. 그리고, 상기 채널유니트프로세서(22)에서 계산된 오프셋값은 위성통신전반의 주파수에러 유무를 판별할 수 있는 근거가 되는 바, 예컨대 이 오프셋값이 "3"일 경우, 이는 3Hz의 주파수오차가 발생하였다는 것을 의미하게 된다. 즉, 이는 오프셋값이 계산된 과정을 역추정하면 알 수 있듯이 ROC(10)로부터 출력된 주파수가 10MHz+3Hz임을 알 수 있게 된다.
또한, 상기 채널유니트프로세서(22)에서는 계산된 오프셋값을 디버그포트(40)를 통해 출력장치(41)로 출력함으로써 운용자에게 알리게 되는데, 오프셋값이 이 "0"과 일치하지 않을 경우, 운용자는 전압변환기(10A)의 가변저항을 이용하여 ROC(10)의 출력주파수를 10MHz로 조절할 수 있게 된다.
즉, 상기 실시예에 있어서는 디버그포트(40)를 통해 출력되는 채널유니트프로세서(22)의 오프셋값이 "0"과 일치하지 않을 경우, 운용자가 ROC(10)에 구비된 가변저항을 이용하여 출력주파수를 조절함으로써 시스템의 주파수오차를 수정할 수 있게 된다.
따라서, 인공위성을 이용한 통신시스템에서 발진주파수의 변동 등에 기인하는 주파수오차를 검출하여 이를 보상함으로써, 주파수오차를 보상하기 위한 리세트수행으로 통신서비스가 중단되는 것을 방지하는 등의 통신능력의 저하를 방지할 수 있게 된다.
또한, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 않는 범위내에서 다양하게 변형 실시할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 인공위성을 이용한 통신시스템에서 발진주파수의 변동 등에 기인하는 주파수오차를 검출하여 이를 보상함으로써, 주파수오차를 보상하기 위한 리세트수행으로 통신서비스가 중단되는 것을 방지하는 등의 통신능력의 저하를 방지할 수 있게 된다.
Claims (2)
- 기준발진카드에서 출력되는 주파수신호를 근거로 기준주파수를 생성하고, 이 기준주파수를 근거로 본 장치의 동작을 수행하는 위성통신시스템에 있어서,수신된 중간주파수신호를 상기 기준주파수 및 수신주파수합성기로부터 인가되는 주파수신호를 근거로 소정의 복조주파수를 생성하고, 이 복조주파수신호를 복조부로 인가하는 복조주파수생성단계와,상기 복조주파수생성단계에서 생성된 복조주파수를 채널유니트프로세서로 인가하는 복조주파수전송단계,상기 복조주파수전송단계에서 전송된 복조주파수를 근거로 오프셋값을 계산하는 오프셋계산단계,상기 오프셋계산단계에서 계산된 결과를 디버그포트로 전송하여 출력장치를 통해 오프셋결과를 출력하는 오프셋출력단계,상기 오프셋출력단계에서 출력된 오프셋값을 근거로 기준발진카드의 출력주파수를 조절하여 기준주파수의 오차를 보상하는 기준주파수보상단계를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 위성통신시스템에서의 기준주파수제어방법.
- 제 1항에 있어서,상기 기준주파수보정단계는 기준발진카드에 구비된 가변저항을 조절함으로써, 그 출력주파수의 주파수편이를 보상하는 것을 특징으로 하는 위성통신시스템에서의 기준주파수제어방법.
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