KR100317454B1 - 위성통신시스템에서의 송출전력레벨 자동조절방법 - Google Patents
위성통신시스템에서의 송출전력레벨 자동조절방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 중심국과 인공위성간, 인공위성과 기지국간의 손실전력을 근거로 각 기지국에서의 송출 전력레벨을 자동 조절하도록 제어하는 위성통신시스템에서의 송출전력레벨 자동조절방법에 관한 것으로서, 인공위성을 통해 양 기지국간의 통신링크가 형성되고, 상기 기지국간의 통신링크는 중심국에 의해 설정되는 위성통신시스템에 있어서, 상기 중심국에서 서비스모드로 설정된 채널모뎀을 이용하여 중심국과 인공위성간의 전력손실치를 계산하는 제 1단계와, 상기 중심국에서 트래픽모드로 설정된 채널모뎀을 이용하여 중심국과 기지국간의 전력손실치를 계산하는 제 2단계, 상기 중심국에서 상기 제 1단계와 제 2단계에서 계산된 전력손실치를 근거로 해당 기지국의 송출전력레벨을 산출하는 제 3단계, 상기 중심국에서 제 3단계에서 산출된 송출전력레벨을 해당 기지국으로 송출하는 제4단계 및, 상기 기지국에서 제 4단계에서 중심국으로부터 송출된 송출전력레벨을 근거로 채널모뎀의 송출전력레벨을 자동으로 조절하는 제 5단계를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 인공위성을 이용한 위성통신시스템에 관한 것으로, 특히 중심국과 인공위성간, 인공위성과 기지국간의 손실전력을 근거로 각 기지국에서의 송출 전력레벨을 자동 조절하도록 제어하는 위성통신시스템에서의 송출전력레벨 자동조절방법에 관한 것이다.
최근, 통신기술이 급속도로 발전되면서 원격지에 위치하는 가입자가 인공위성을 통하여 상호 통신을 실행할 수 있도록 해주는 위성통신이 점차 일반화되고 있다.
도 1은 일반적인 위성통신 시스템의 전반적인 시스템 구성을 나타낸 시스템개요도이다.
도 1에서 참조번호 1은 다수의 통신용 채널을 구비한 인공위성이고, 2는 전체 위성통신 시스템을 제어하는 중심국, 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 중심국(2)과 데이터 송수신을 통해 상기한 각종 단말기간의 통화기능을 제공하는 기지국이다.
또한, 도 1에서 참조부호 S는 제어데이터를 송수신하기 위한 서비스 채널(Service Channel)을 나타내고, T는 데이터나 음성을 송수신하기 위한 트래픽 채널(Traffic Channel)을 나타낸다.
상기한 구성에 있어서, 중심국(2)은 정상적인 상태에서는 서비스 채널을 통해서 제어 메시지를 송출한 후 해당 기지국(3)으로부터 송신되어 오는 응답 메시지를 근거로 각 기지국(3)의 상태, 즉 통신가능 용량이나 통신채널의 이용상태를 점검하는 폴링(Polling)기능을 수행하게 된다. 그리고, 이때 상기 기지국(3)에 대한 메시지의 송출은 TDM채널(Time division Multi-channel)를 이용하여 실행하게 되고, 기지국(3)에서의 중심국(2)에 대한 메시지 송출은 S-ALOHA(Sloted ALOHA)를 이용하여 실행하게 된다.
또한, 상기 중심국(2)은 특정한 기지국 예컨대 기지국(3A)으로부터 기지국(3B) 관할의 단말기에 대해 통화요구(Calling)가 있는 경우에는 상기 폴링과정에서 얻어진 정보를 근거로 해당 기지국(3B)이 통신이 가능한 상태인지를 판단하고, 통신가능 상태인 경우에는 인공위성의 이용가능한 트래픽 채널(T)을 양 기지국(3A, 3B)에 할당함으로써 양 기지국(3A, 3B)이 직접적으로 상호 통신을 수행할 수 있도록 하게 된다.
그리고, 중심국(2)은 상기한 양 기지국(3A, 3B)간에 통신이 종료되어 통신 요구가 있었던 기지국(3A)으로부터 서비스 채널(S)을 통해 통신종료 신호가 인가되게 되면 양 기지국에 대해 통신종료처리를 실행함으로써 양 기지국(3A, 3B)에 대해 제공되었던 트래픽 채널(T)을 해제하게 된다.
한편, 상술한 위성통신 시스템에 있어서는 중심국(2)과 기지국(3), 또는 기지국(3)과 기지국(3)간의 통신이 인공위성을 통해서 실행되게 되는데, 이때 인공위성은 최초의 발사시에 탑재되는 태양전지 등에 의해 그 사용전력량이 한정되게 되므로 중심국(2)과 기지국(3)을 포함하는 지상장비에서 위성의 전력사용을 최소화시킬 수 있는 방법이 요구되게 된다.
또한, 상술한 위성통신시스템에 있어서 기지국의 출력신호의 레벨은 상호 통신을 실행하게 되는 기지국과 위성간의 거리와 기상상태 등을 고려하여 최악의 상황에서도 통화기능을 제공할 수 있을 정도의 출력레벨로 설정되게 되는 바, 기상상태가 좋은 경우 또는 위성간의 거리가 가까운 기지국에 있어서는 전력을 낭비하는결과를 초래하게 된다.
이에, 본 발명은 상기한 사정을 감안하여 창출된 것으로서, 중심국으로부터의 소정 제어데이터에 따라 그 출력레벨을 제어할 수 있도록 된 위성통신시스템에서의 송출전력레벨 자동조절방법을 제공함에 그 목적이 있다.
도1은 일반적인 위성통신시스템의 개략적인 구성을 나타낸 시스템개요도.
도2는 본 발명이 적용되는 중심국의 내부구성을 나타낸 블록구성도.
도3은 본 발명이 적용되는 기지국의 내부구성을 나타낸 블록구성도.
도4는 도3에 도시된 채널모뎀의 내부구성을 나타낸 블록구성도.
도5는 도2에 도시된 중심국의 동작을 설명하기 위한 플로우챠트.
*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ***
21 : 안테나, 22 : RF처리부,
23 : IF조합분배부, 24 : 채널모뎀,
25 : 네트워크제어부, 26 : 망관리장치,
27 : 전력레벨정보저장부.
상기 목적을 실현하기 위한 본 발명에 따른 위성통신시스템에서의 송출전력레벨 자동조절방법은, 인공위성을 통해 양 기지국간의 통신링크가 형성되고, 상기 기지국간의 통신링크는 중심국에 의해 설정되는 위성통신시스템에 있어서, 상기 중심국에서 서비스모드로 설정된 채널모뎀을 이용하여 중심국과 인공위성간의 전력손실치를 계산하는 제 1단계와, 상기 중심국에서 트래픽모드로 설정된 채널모뎀을 이용하여 중심국과 기지국간의 전력손실치를 계산하는 제 2단계, 상기 중심국에서 상기 제 1단계와 제 2단계에서 계산된 전력손실치를 근거로 해당 기지국의 송출전력레벨을 산출하는 제 3단계, 상기 중심국에서 제 3단계에서 산출된 송출전력레벨을 해당 기지국으로 송출하는 제4단계 및, 상기 기지국에서 제 4단계에서 중심국으로부터 송출된 송출전력레벨을 근거로 채널모뎀의 송출전력레벨을 자동으로 조절하는 제 5단계를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
즉, 상기한 바에 의하면, 중심국과 인공위성간의 상태, 각 기지국과 인공위성간의 상태를 고려하여 기지국의 송출전력레벨을 자동으로 조절할 수 있도록 함으로써, 위성통신시스템의 전반적인 전력소모를 최적화할 수 있게 된다.
이어, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 설명한다.
도2는 본 발명에 따른 중심국의 내부구성을 나타낸 블록구성도이다.
도면에서, 참조번호 21은 인공위성(1)과 상향링크(Up Link)신호와 하향링크(Down Link)신호를 송수신하기 위한 안테나이고, 22는 주파수의 편파성질을 이용하여 상기 안테나(21)를 통해 송수신되는 신호를 분리하여 입출력하는 직교모드변환기와, 이 직교모드변환기를 통해 입력된 예컨대 12.25∼12.75GHz의 하향링크 주파수신호를 저잡음증폭하는 저잡음증폭기, 이 저잡음증폭기를 통해 인가된 주파수신호를 예컨대, 70MHz의 중간주파수신호(IF)로 변환하는 주파수하향변환기, 이후에 설명할 IF조합/분배부(23)로부터 인가되는 70MHz의 IF신호를 예컨대 14.0∼14.5GHz의 극초단파로 변환하여 상향링크 주파수신호를 생성하는 주파수상향변화기 및, 이 주파수상향변화기로부터 출력되는 상향링크 주파수신호를 증폭하는 고출력증폭기를 포함하여 구성된 RF처리부이다.
또한, 참조번호 23은 상기 RF처리부(22)로부터 인가되는 중간주파수신호를 다수의 중간주파수신호로 분리하여 출력함과 더불어, 이후에 설명할 SCPC채널유니트(Single Channel Per Carrier Channel Unit : 이하 채널모뎀이라 칭함)(24)로부터 인가되는 중간주파수신호를 조합하여 출력하는 IF조합분배부(Combiner/Distributer)이고, 24는 이 IF조합분배부(23)로부터 인가되는 중간주파수 신호를 복조 및 디코딩하여 출력하고, 이후에 설명할 네트워크제어부(25)로부터출력되는 메시지를 인코딩 및 변조하여 출력하는 채널모뎀이다.
여기서, 상기 IF조합분배부(23)는 다수의 채널모뎀(24)을 사용하는 경우의시스템 확장성을 위해 채용된 것이다.
한편, 한편, 참조번호 25는 중심국의 동작을 전반적으로 제어하는 네트워크제어부로서, 이는 특히 서비스모드로 설정된 채널모뎀을 통해 중심국과 인공위성간의 전력손실레벨치를 계산하고, 트래픽모드로 설정된 채널모뎀을 통해 중심국과 기지국간의 전력손실레벨치를 계산한 후, 상기 중심국과 인공위성간의 전력손실레벨치를 근거로 해당 기지국의 전력레벨치를 산출하여 해당 기지국으로 송출하도록 제어하게 된다.
그리고, 참조번호 26은 시스템 관리자가 상기 네트워크제어부(25)를 관리하여 위성통신 시스템의 전반적인 네트워크를 관리하기 위한 네트워크관리시스템이고, 27은 채널모뎀의 출력레벨을 제어하기 위한 감쇄데이터가 저장되어 있는 감쇄데이터저장부이다.
한편, 도3은 본 발명에 따른 기지국의 내부구성을 나타낸 블록구성도로서, 도2에 도시된 장치와 동일한 기능을 수행하는 부분에 대해서는 동일한 참조번호를 부여하고, 그 상세한 설명은 생략한다.
도3에서, 참조번호 30은 도1에 도시된 바와 같은 전화기(12)나 데이터단말기(13), 팩시밀기(14) 등의 단말기를 접속하기 위한 텔레폰데이터카드(Telephone Data Card)이고, 31은 본 기지국과 다른 교환기 등을 접속하기 위한 트렁크인터페이스포트(Trunk Interface Port), 32는 상기 채널모뎀과 트렁크인터페이스포트(31) 및 텔레폰데이터카드(30)를 제어하여 가입자에 대해 소정의 통신채널을 제공함과 더불어, 중심국에 대해 기지국의 현재 상태를 알려주기 위한 메시지 데이터를 생성하여 출력하는 네트워크제어부로서, 이는 특히 중심국으로부터 수신되는 전력제어신호를 수신받아 이를 근거로 해당 채널모뎀의 출력전력레벨을 자동으로 조절하도록 제어하게 된다.
한편, 도4는 도3에 도시된 장치에서 채널모뎀의 내부구성을 나타낸 블록구성도이다.
도면에서, 참조번호 241은 음성이나 데이터를 송수신하기 위한 MPH버스 및 각종 제어데이터를 송수신하기 위한 UPH버스와 이후에 설명할 채널유니트 프로세서(247)간의 인터페이스기능을 수행함과 더불어, 특히 공중파 전송망을 통해 송수신되는 음성 및 데이터를 처리하는 음성/데이터 프로세서(Speech and Data Processor : 이하 SDP라 칭함)이다.
또한, 참조번호 242는 상기 SDP(241)로부터 출력되는 I,Q채널데이터를 예컨대 BPSK 또는 QPSK 변조하여 512KHz의 변조신호를 출력하는 변조부이고, 243은 이 변조부(242)에서 출력되는 512KHz의 변조신호를 70MHz20MHz의 중간주파수신호로 상향변환하여 출력하는 업컨버터이다.
한편, 참조번호 244는 상기 채널유니트프로세서(247)로부터 인가되는 제어신호를 근거로 입력되는 출력레벨을 소정레벨 감쇄시켜 출력하는 감쇄기이고, 245는 수신된 70MHz20MHz의 중간주파수신호를 384KHz의 주파수신호로 하향변환하는 다운컨버터, 246은 이 다운 컨버터(245)에서 인가되는 384KHz의 변조신호로부터 I,Q채널데이터를 복조하여 출력함과 더불어, 수신전력레벨값을 생성하는 복조부이다.
또한, 참조번호 247은 채널모뎀의 전반적인 동작을 제어하는 채널유니트프로세서(이하 CUP라 칭함)로서, 이는 상기 SDP(241)의 동작모드 및 전반적인 동작을 제어함과 더불어, 도3에 도시된 기지국제어부(32)로부터 인가되는 제어신호를 근거로 채널모뎀의 동작모드를 설정하고, 소정의 제어신호를 근거로 상기 감쇄기(244)를 제어하여 출력레벨을 감쇄시키게 된다.
한편, 참조번호 248은 현재 채널모뎀의 동작모드가 저장되는 모드설정부이다.
즉, 상기한 채널모뎀은 중심국에 구비되는 채널모뎀의 구성과 동일하며, 설정되는 모드에 따라 해당 모드에 대응되는 동작을 수행하게 된다.
한편, 도5는 도2에 도시된 중심국의 동작을 설명하기 위한 플로우챠트로서, 도5를 참조하여 중심국에서의 자동 전력레벨조절동작을 설명한다.
우선, 중심국의 네트워크제어부(25)에서는 임의 채널모뎀(24)의 동작모드를 TTSR(TDM Transmition Slotted-aloha Receive)모드와 NTTR(Not Transmition TDM Receive)모드 및, STTR(Slooted-aloha transmition TDM Receive)모드로 각각 설정하고(ST1), TTSR모드로 설정된 채널모뎀(24)을 통해 소정의 TDM신호를 송출하게 된다(ST2).
이때, 기지국에서는 STTR(Slotteed-aloha Transmition TDM Receive)모드로 설정된 채널모뎀을 통해 상기 중심국으로부터 송출된 TDM신호를 수신함과 더불어, 중심국으로부터 송출된 TDM의 수신레벨을 계산하여 계산된 TDM신호의 수신레벨데이터를 S/A채널을 통해 중심국으로 송출하게 된다.
한편, 네트워크제어부(25)에서는 ST2단계에서 중심국으로부터 송출된 TDM신호가 수신되는지를 확인하게 되는 바(ST3), NTTR모드로 설정된 채널모뎀을 통해 TDM신호가 수신되게 되면, 이 채널모뎀에서는 수신되는 TDM신호의 수신전력레벨값을 산출하게 된다(ST4).
그리고, 네트워크제어부(25)에서는 상기 ST4단계에서 산출된 TDM신호의 수신전력레벨값을 근거로 중심국과 인공위성간의 통신링크상태를 파악하게 되는 바, 전력레벨정보저장부(27)에 저장된 전력레벨정보를 근거로 산출된 중심국의 송출전력레벨값은 이후 기지국으로 전력송출레벨을 제어하는 근거가 된다.
즉, 네트워크제어부(25)에서는 전력레벨정보저장부(27)에서 독출된 정보를 근거로 TTSR모드로 설정된 채널모뎀의 출력레벨을 자동 조절하게 된다(ST5).
한편, 상기 ST3단계에서 안테나를 통해 수신된 신호가 중심국으로부터 송출된 TDM신호가 아닐 경우, 즉 기지국으로부터 송출된 S/A신호일 경우에는 TTSR모드로 설정된 채널모뎀을 통해 S/A신호를 수신하여, 기지국으로부터 송출된 S/A신호에서 중심국 TDM신호의 수신전력레벨데이터를 독출하게 되는 바(ST6), 네트워크제어부(25)에서는 기지국으로부터 수신된 S/A신호로부터 독출된 중심국 TDM신호의 수신전력레벨데이터와 상기 ST4단계에서 계산된 중심국 TDM신호의 수신전력레벨을 근거로 전력레벨정보저장부(27)에서 해당되는 전력레벨값을 독출하여 해당 기지국으로 송출하게 된다(ST7).
한편, 상기 ST7단계에서 네트워크제어부(25)는 현재의 중심국 TDM신호 수신레벨을 근거로 해당 기지국의 전력레벨값을 계산하여 송출하게 되는 바, 이는 이후 양 기지국간의 통화로가 설정됨에 있어, 중심국과 인공위성간의 통신링크상에서의 전력감쇄에 의해 양 기지국의 송출전력레벨이 높게 설정되는 것을 방지하기 위해서이다.
즉, 표1은 중심국에서의 수신신호에 따른 수신전력레벨을 나타낸 것으로, 표1에서 표시된 전력레벨은 손실이 없는 상태를 "3"으로 설정한 경우를 예시한 것이다.
| 상태 | 중심국TDM수신레벨 | 기지국(A)TDM수신레벨 | 기지국(B)TDM수신레벨 |
| X | 3 | 1 | 1 |
| Y | 2 | 1 | 1 |
| Z | 1 | 1 | 1 |
그리고, 표2는 상기 표1의 상태에 따른 기지국으로의 전력레벨조절레벨을 나타낸 것이다.
(이하여백)
| 상태 | 기지국(A)조절레벨 | 기지국(B)조절레벨 |
| X | 2 | 2 |
| Y | 1 | 1 |
| Z | 0 | 0 |
즉, 상기 표1에서 Y,Z상태와 같이 TDM신호의 수신전력레벨에 손실이 발생하였다는 것은 중심국과 인공위성간의 통신링크상 손실을 나타내는 것으로, 이때 기지국(A)의 수신레벨과 기지국(B)의 수신레벨은 각 기지국(A,B)과 인공위성간의 통신링크에서의 손실, 중심국과 인공위성간의 통신링크에서의 손실을 합한 것으로,이후 양 기지국(A,B)간에 설정되는 통신링크에는 중심국과 인공위성간의 통신링크는 포함되지 않게 되므로, 네트워크제어부(25)에서는 상기 TDM수신전력손실부분을 감안하여 표 2에 도시된 바와 같이 양 기지국간의 전력조절레벨값을 각각 산출하게 된다.
이어, 중심국에서는 산출된 전력조절레벨값을 각 기지국으로 송출하게 되는 바, 각 기지국에서는 중심국으로부터 송출되어 온 전력조절레벨값을 근거로 그 송출전력레벨을 조절하여 데이터를 송출하게 된다. 즉, 각 기지국에서는 해당 채널모뎀로 중심국으로부터 전송되어 온 전력조절레벨값을 송출하여 그 채널모뎀의 감쇄기의 감쇄레벨을 조절하도록 제어하게 된다.
따라서, 상기 실시예에 의하면, 중심국과 인공위성간의 상태, 각 기지국과 인공위성간의 상태를 고려하여 기지국의 송출전력레벨을 자동으로 조절할 수 있도록 함으로써, 위성통신시스템의 전반적인 전력소모를 최적화할 수 있게 된다.
한편, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 다양하게 변형 실시할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 중심국과 인공위성간의 상태, 각 기지국과 인공위성간의 상태를 고려하여 기지국의 송출전력레벨을 자동으로 조절할 수 있도록 함으로써, 위성통신시스템의 전반적인 전력소모를 최적화할 수 있게 된다.
Claims (2)
- 인공위성을 통해 양 기지국간의 통신링크가 형성되고, 상기 기지국간의 통신링크는 중심국에 의해 설정되는 위성통신시스템에 있어서,상기 중심국에서 소정 TDM신호를 기지국으로 송출하는 제1단계와,상기 중심국에서 서비스모드로 설정된 채널모뎀으로 수신되는 TDM신호를 근거로 중심국과 인공위성간의 제1 전력손실치를 계산하는 제2단계,상기 기지국에서 상기 제1단계로부터 송출되어 온 TDM신호의 제2전력손실치를 계산하여 중심국으로 송출하는 제3단계,상기 중심국에서 제3단계로부터 인가되는 제2전력손실치와 상기 제2단계에서 생성된 제1전력손실치를 감산연산하여 이를 근거로 해당 기지국의 송출전력레벨을 산출하는 제4단계,상기 중심국에서 상기 제4단계로부터 산출된 송출전력레벨정보를 해당 기지국으로 송출하는 제5단계 및,상기 기지국에서 중심국으로부터 인가되는 송출전력레벨정보를 근거로 채널모뎀의 송출전력레벨을 자동으로 조절하는 제6단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 위성통신시스템에서의 송출전력레벨 자동조절방법.
- 제 1항에 있어서,중심국에서 상기 제4단계로부터 산출된 각 기지국의 송출전력레벨정보를 근거로 통화로를 형성하는 기지국간 송출전력레벨을 산출하고, 해당 기지국으로 지기국간 송출전력레벨을 각각 송출하는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 위성통신시스템에서의 송출전력레벨 자동조절방법.
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| KR (1) | KR100317454B1 (ko) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR19980016551A (ko) * | 1996-08-28 | 1998-06-05 | 유기범 | 위성중계기의 가용전력 잔여상태를 감안한 송신지구국의 전력제어 방법 및 그 장치 |
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1998
- 1998-12-31 KR KR1019980063970A patent/KR100317454B1/ko not_active IP Right Cessation
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR19980016551A (ko) * | 1996-08-28 | 1998-06-05 | 유기범 | 위성중계기의 가용전력 잔여상태를 감안한 송신지구국의 전력제어 방법 및 그 장치 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20000047177A (ko) | 2000-07-25 |
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