KR100287774B1 - 위성통신시스템용채널모뎀의복조방법및그장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 버스트모드에서 입력되는 데이터에 대해 복조동작을 수행함에 있어, 인공위성을 거침등으로 인한 데이터의 에러를 추정 보상하여 출력하되, 음성데이터가 존재하는 부분에 대히서만 에러추정 및 보상동작을 수행하도록 된 버스트모드에서 위성통신시스템용 채널모뎀의 복조방법 및 그 장치에 관한 것으로서, 음성 데이터를 송수신하는 버스트모드에서, 중간주파수수신장치로부터 입력되는 신호를 부호화 및 양자화하고 이를 복조함과 더불어 복조된 데이터에 대해 에러성분을 추정함으로써 복조된 데이터의 에러를 보상하는 복조장치를 포함하여 구성된 채널모뎀을 구비한 위성통신시스템에 있어서, 부호화단계를 거친 데이터를 양자화 및 복호처리함과 더불어 저역통과필터링을 수행하여 송신단으로부터 발생된 원래의 데이터를 출력하는 데이터 복조단계와, 상기 복조된 데이터로부터 음성데이터프레임의 시작신호인 SOF신호를 검출하는 음성데이터검출단계 및, 상기 음성데이터검출단계에서의 검출결과에 따라 입력되는 데이터의 에러를 추정 보상하는 에러성분보상단계를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

위성통신시스템용 채널모뎀의 복조방법 및 그장치

본 발명은 위성통신시스템용 채널모뎀에 관한 것으로서, 특히 음성데이터를 송수신하는 버스트모드에서 복조부로 인가되는 데이터에 대해 에러추정 및 보정을 수행하여 복조처리하되, 음성데이터가 존재하는 부분에 대해서만 에러추정 및 보정을 수행하도록 된 위성통신시스템용 채널모뎀의 복조방법 및 그 장치에 관한 것이다.

최근 통신기술이 급속도로 발전되면서 종래의 유선망이 아닌 공중파전송망을 통해 음성신호나 데이터를 송수신하도록 된 무선통신이 보급되어 활성화되고 있는바, 원격지에 위치하는 가입자가 인공위성을 통하여 상호 통신을 실행할 수 있도록 해주는 위성통신이 점차 일반화되고 있다.

상기한 위성통신에 있어서는 지상에서 수천∼수만Km 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 70KHz의 중간주파수신호를 생성하도록 되어 있다. 그리고, 상기 70KHz의 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 복조부에서 데이터복조동작을 실행하게 된다.

한편, 위성통신시스템에 있어서는 인공위성을 거침으로서 발생되는 시간지연에 따른 타이밍에러 및 진폭 등의 에러성분이 포함되어 복조부로 전송되게 되는바, 상기 복조부에는 입력데이터에 대한 에러추정동작을 수행하게 된다.

그러나, 버스트모드에서 복조부로 입력되는 음성데이터는 항상 존재하는 것은 아니므로, 상기 입력되는 데이터에 대해 항상 에러추정동작을 수행하도록 구성된 상기 복조장치는 불필요한 데이터에 대해서도 에러추정동작을 수행하게 되는 문제가 발생하게 된다.

따라서, 음성데이터의 유무를 검출하여 정보데이터에 대해서만 상기 에러추정기능을 수행하도록 하는 기능이 필요하게 된다.

이에, 본 발명은 상기한 사정을 감안하여 창출된 것으로서, 음성데이터를 송수신하는 버스트모드에서 복조부로 인가되는 데이터에 대해 에러추정 및 보정을 수행하여 복조처리하되, 음성데이터가 존재하는 부분에 대해서만 에러추정 및 보정을 수행하도록 된 위성통신시스템용 채널모뎀의 복조방법 및 그 장치를 실현함에 그 목적이 있다.

도1은 본 발명에 따른 복조장치(20)의 내부구성을 나타낸 블록구성도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 다운컨버터, 2 : 부호화기,

3 : 양자화기 4: 복조부,

5 : 저역통과필터(LPF), 6 : 합성기,

7 : 정합필터. 8 : 데시메이터,

9 : 에러추정기, 10 : 음성검출부.

상기 목적을 실현하기 위한 본 발명의 제 1관점에 따른 위성통신시스템용 채널모뎀의 복조방법은, 음성데이터를 송수신하는 버스트모드에서, 중간주파수수신장치로부터 입력되는 신호를 부호화 및 양자화하고 이를 복조함과 더불어 복조된 데이터에 대해 에러성분을 추정함으로써 복조된 데이터의 에러를 보상하는 복조장치를 포함하여 구성된 채널모뎀을 구비한 위성통신시스템에 있어서, 부호화단계를 거친 데이터를 양자화 및 복호처리함과 더불어 저역통과필터링을 수행하여 송신단으로부터 발생된 원래의 데이터를 출력하는 데이터 복조단계와, 상기 복조된 데이터로부터 음성데이터프레임의 시작신호인 SOF신호를 검출하는 음성데이터검출단계 및, 상기 음성데이터검출단계에서의 검출결과에 따라 입력되는 데이터의 에러를 추정 보상하는 에러성분보상단계를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 목적을 실현하기 위한 본 발명의 제 2관점에 따른 위성통신시스템용 채널모뎀의 복조장치는, 음성데이터를 송수신하는 버스트모드에서, 중간주파수수신장치로부터 입력되는 신호를 부호화 및 양자화하고 이를 복조함과 더불어 복조된 데이터에 대해 에러성분을 추정함으로써 복조된 데이터의 에러를 보상하는 복조장치를 포함하여 구성된 채널모뎀을 구비한 위성통신시스템에 있어서, 복조되어 전송되는 데이터를 기준주파수(0Hz)를 중심으로 베이스밴드 필터링을 수행하는 저역통과필터와, 상기 저역통과필터를 거친 데이터로부터 음성데이터프레임의 시작신호인 SOF신호를 검출하는 음성데이터검출수단, 상기 음성데이터검출부로부터의 검출결과에 따라 입력되는 데이터의 에러성분을 추정하는 에러추정수단 및, 상기 에러추정기로부터 인가되는 에러성분을 근거로 상기 저역통과필터로부터 인가되는 데이터의 에러성분을 보상하는 에러보상수단을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

상기한 구성으로 된 본 발명에 의하면, 버스트모드에서 위성을 통과하면서 발생되는 에러성분을 추정함에 있어, 복조장치로 입력되는 데이터로부터 음성데이터를 검출하여 음성데이터가 검출되는 부분에 대해서만 에러추정동작을 수행하도록 함으로써, 불필요한 데이터에 대한 에러추정동작 수행에 따른 전력낭비를 방지할 수 있게 된다.

이어, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 설명한다.

도1은 본 발명에 따른 위성통신시스템용 채널모뎀의 복조장치(50)의 내부구성을 나타낸 블록구성도이다.

도면에서, 참조번호 1은 중간주파수단(IF단)으로부터 전송되는 ±70MHz대의 중간주파수신호를 RX동기기(도시되지 않음)로부터 인가되는 동기신호를 근거로 384KHz의 대역으로 하향변환하여 출겨하는 다운컨버터이고, 2는 이 다운컨버터(1)로부터 인가되는 384KHz신호를 512KHz의 샘플링주파수를 근거로 샘플링하는 부호화기, 3은 이 부호화기(2)로부터 인가되는 128KHz대의 샘플링된 신호를 양자화하는 양자화기이다.

또한, 참조번호 4는 상기 양자화기(3)로부터 전송되는 128KHz대의 신호를 128KHz발진기로부터 인가되는 발진주파수를 근거로 동기검파함과 더불어 신호대역을 0Hz대로 변환하는 복조부이고, 5는 이 복조된 신호를 기준주파수(0Hz)를 중심으로 베이스밴드 필터링을 수행하는 저역통과필터(LPF)로서, 이 저역통과필터(5)를 거친 신호는 양측파대가 제거되어 변조되기 전에 원래의 신호만 출력되게 된다.

또한, 참조번호 6은 합성기로서, 상기 저역통과필터(5)로부터 인가되는 신호에 대해 이후에 설명할 에러추정기(9)로부터 인가되는 추정에러값을 믹싱하여 소정의 에러보상을 수행한 후 출력하게 된다.

한편, 참조번호 7은 상기 합성기(6)로부터 인가되는 신호의 샘플링 순간값을 검출하기 위해 소정의 필터계수값을 갖는 대역으로 필터링 처리하는 정합필터로서, 이는 변조부(도시되지 않음)에서 선택된 루트레이지드코사인함수로 인가되는 신호에 이와 동일한 루트레이지드코사인함수를 콘벌루션취함으로써, 인가된 신호의 샘플링 순간값을 검출하게 된다. 여기서, 상기 레이지드 코사인함수는 상기 정합필터에서 심볼간 간섭(ISI)을 제거하기 위한 조건을 만족하는 이상형 나이키스트 채널에 근접하는 필터계수값을 설정하는 함수이다.

또한, 참조번호 8은 상기 정합필터(7)로부터 인가되는 데이터를 소정의 간격을 두어 검출하는 데시메이터(Decimator)로서, 이는 송신측의 변조부(도시되지 않음)에서 정보데이터 사이에 일정크기의 더미데이터를 삽입하여 변조처리하는데 따라 수신측의 대응적인 처리과정으로써, 만일 더미데이터의 크기가 한비트일 경우, 복조부의 데시메이터(8)는 그 검출간격이 '2'로 규정되게 된다.

또한, 참조번호 9는 상기 데시메이터(8)로부터 인가되는 데이터의 에러성분을 검출하여 이 검출된 신호를 상기 합성기(6)로 인가함과 더불어, 위성을 통과하는데 따른 타이밍에러성분데이터를 상기 정합필터(7)로 인가하는 에러추정기, 10은 상기 저역통과필터(5)로부터 인가되는 데이터프레임에서 음성데이터의 존재유무를 검출하는 음성데이터검출부로서, 이는 입력되는 데이터프레임에서 음성데이터의 시작을 의미하는 SOF(Start Of Frame)신호를 검출하도록 동작한다.

이어, 상기한 구성으로 된 장치의 동작을 설명한다.

먼저, 송신단에서 보낸 신호를 QPSK변조하고 이 변조된 신호를 IF단과 RF단을 거쳐 위성을 통해서 다른 단말국에 전송되게 되고, 이 전송된 신호는 수신단의 RF단과 IF단을 거쳐 시스템의 동기를 맞추어 원래 송신단에서 보낸 신호로 복조하기 위해서 복조장치를 거치게 되는 바, 이는 위성을 통과하면서 발생되는 위성상의 주파수 에러와 샘플링에서 발생되는 시간상의 에러 그리고 보낸 신호 크기의 에러부분을 보상해서 수신된 신호를 복조하는 과정을 거치게 된다.

이어, 상기 복조장치의 세부적인 동작을 살펴보면, 먼저 IF단에서 수신된 70 ±20MHz는 다운 컨버터(1)를 통해 384KHz로 하향변환되고, 이 384KHz신호는 부호화기(2)로 인가되게 되는데, 여기서 512KHz샘플링클럭에 따라 샘플링되게 된다.

이후, 샘플링된 신호는 상기 양자화기(3)에서 양자화처리되고, 복조부(4)에서 동기검파처리를 실행함과 더불어, 복조부(4)에서 검파된 신호를 베이스밴드처리하여 저역통과필터(5)를 거치게 되는 바, 이 저역통과필터(5)에 의해 베이스밴드처리된 신호만을 추출할 수 있게 된다.

또한, 상기 저역통과필터(5)로부터 출력된 신호성분으로 위성상에서 발생되는 에러성분을 추정하고, 이 추정된 에러성분이 상기 저역통과필터(5)를 거친 데이터에 영향을 미침으로써 에러성분이 보상된 송신 데이터를 복조하도록 하는데, 이와같이 보상된 데에터에 정합필터(7)를 통과시킴으로써 복조된 데이터를 음성/데이터프로세서(SDP)의 복호화기(도시되지 않음)로 전송하게 된다.

또한, 상기 정합필터(7)를 통과시키는 과정에서, 512KHz의 샘플링클럭에 의해 샘플링된 데이터가 위성을 거침으로써 약간씩 틀어지기 때문에 이 샘플링 순간값을 정확히 검출하기 위해 수신된 데이터의 타이밍에러를 추정하여 그에 대응되도록 정합필터를 시프트시킴으로써 샘플링값을 검출하게 되는데, 이 타이밍에러에 따라 시프트되는 정합필터의 필터계수값을 룩업테이블에 미리 저장하여 두고, 인가되는 타이밍에러값에 따라 룩업테이블을 어드레싱함으로써 정합필터의 필터계수값을 지정하게 된다.

한편, 상기 타이밍에러를 추정하기 위한 에러추정기(9)는 음성데이터검출부(10)의 SOF검출신호를 근거로 소정의 에러추정동작을 실행하게 되는 바, 상기 에러추정은 예컨대, 변조단에서 송출되는 신호에 동기하여 해당 신호와 동일한 의사신호를 발생하고 이 의사신호와 복조단으로 수신된 신호를 비교한 후, 그 신호레벨차를 근거로 에러추정을 수행하여 에러보상을 행하게 된다.

즉, 버스트모드에서 불규칙적으로 인가되는 음성데이터프레임의 시작신호인 SOF신호를 검출하여 이 SOF신호가 검출된 데이터프레임에 대해서만 에러추정동작을 수행하도록 함으로써, 불필요한 데이터에 대한 에러추정동작수행에 따른 전력의 낭비를 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, 버스트모드에서 위성을 통과하면서 발생되는 에러성분을 추정함에 있어, 복조장치로 입력되는 데이터로부터 음성데이터의 존재유무를 검출하여 그 검출결과를 근거로 에러추정동작을 수행하도록 함으로써, 불필요한 데이터에 대한 에러추정동작 수행에 따른 전력낭비를 방지할 수 있게 된다.

Claims (2)

1. 음성데이터를 송수신하는 버스트모드에서, 중간주파수수신장치로부터 입력되는 신호를 부호화 및 양자화하고 이를 복조함과 더불어 복조된 데이터에 대해 에러성분을 추정함으로써 복조된 데이터의 에러를 보상하는 복조장치를 포함하여 구성된 채널모뎀을 구비한 위성통신시스템에 있어서,

   부호화단계를 거친 데이터를 양자화 및 복호처리함과 더불어 저역통과필터링을 수행하여 송신단으로부터 발생된 원래의 데이터를 출력하는 데이터 복조단계와,

   상기 복조된 데이터로부터 음성데이터프레임의 시작신호인 SOF신호를 검출하는 음성데이터검출단계 및,

   상기 음성데이터검출단계에서의 검출결과에 따라 입력되는 데이터의 에러를 추정 보상하는 에러성분보상단계를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 버스트모드에서 위성통신시스템용 채널모뎀의 복조방법.
2. 음성데이터를 송수신하는 버스트모드에서, 중간주파수수신장치로부터 입력되는 신호를 부호화 및 양자화하고 이를 복조함과 더불어 복조된 데이터에 대해 에러성분을 추정함으로써 복조된 데이터의 에러를 보상하는 복조장치를 포함하여 구성된 채널모뎀을 구비한 위성통신시스템에 있어서,

   복조되어 전송되는 데이터를 기준주파수(OHz)를 중심으로 베이스밴드 필터링을 수행하는 저역통과필터와,

   상기 저역통과필터를 거친 데이터로부터 음성데이터프레임의 시작신호인 SOF신호를 검출하는 음성데이터검출수단,

   상기 음성데이터검출부로부터의 검출결과에 따라 입력되는 데이터의 에러성분을 추정하는 에러추정수단 및,

   상기 에러추정기로부터 인가되는 에러성분을 근거로 상기 저역통과필터로부터 인가되는 데이터의 에러성분을 보상하는 에러보상수단을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 위성통신시스템용 채널모뎀의 복조장치.

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