KR100554042B1

KR100554042B1 - 위성 통신 시스템, 수신 지구국 및 통신 위성 전환 방법

Info

Publication number: KR100554042B1
Application number: KR1020030067377A
Authority: KR
Inventors: 이노우에세이야
Original assignee: 미쓰비시덴키 가부시키가이샤
Priority date: 2002-09-30
Filing date: 2003-09-29
Publication date: 2006-02-24
Also published as: JP2004128658A; AU2003248318B2; AU2003248318A1; KR20040028585A

Abstract

본 발명은 비정지 위성에 의한 위성 통신 시스템에서 통신 위성을 전환할 때 수신 데이터의 순간 차단 또는 동기 어긋남을 방지하는 것을 목적으로 한다. 이를 위해, 수신 지구국이 2계통의 각 수신 데이터로부터 시간 마커를 추출하는 2계통의 시간 마커 추출 수단(50A, 50B)과, 추출된 시간 마커에 기초하여 2계통의 수신 데이터가 기입되는 2계통의 버퍼 메모리(51A, 51B)와, 2계통의 시간 마커 중 어느 한쪽을 지연시키는 시간 마커 지연 수단(56)과, 지연시킨 시간 마커에 기초하여 각 버퍼 메모리(51A, 51B)로부터 2계통의 수신 데이터를 판독하는 판독 수단과, 판독된 2계통의 수신 데이터를 전환하여 출력하는 전환 수단(36)을 포함한다.

송신 지구국, 통신 위성, 변조기, 로컬 발진기, 전환기

Description

위성 통신 시스템, 수신 지구국 및 통신 위성 전환 방법{SATELLITE COMMUNICATION SYSTEM, RECEIVING EARTH STATION AND COMMUNICATION SATELLITE HAND-OVER METHOD}

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 의한 위성 통신 시스템의 개략적 구성예를 나타낸 도면.

도 2는 도 1의 송신 지구국(4)의 일 구성예를 나타낸 블록도.

도 3은 도 1의 수신 지구국(5)의 일 구성예를 나타낸 블록도.

도 4는 버퍼 메모리(51A 및 51B)의 동작의 일례를 나타낸 타이밍차트.

도 5는 통신 위성(2A, 2B) 및 지구국(4, 5)의 관계의 일례를 나타낸 도면.

도 6은 도 5의 수신 지구국(5)에서의 수신 신호의 일례를 나타낸 타이밍차트.

도 7은 본 발명의 제2 실시예에 의한 위성 통신 시스템의 개략적 구성예를 나타낸 도면.

도 8은 도 7의 수신 지구국(6)의 일 구성예를 나타낸 블록도.

도 9는 본 발명의 제3 실시예에 의한 위성 통신 시스템의 개략적 구성예를 나타낸 도면.

도 10은 도 9의 수신 지구국(7)의 일 구성예를 나타낸 블록도.

도 11은 종래의 위성 통신 시스템의 개략적 구성을 나타낸 블록도.

도 12는 도 11의 송신 지구국(1)의 구성을 나타낸 블록도.

도 13은 도 11의 통신 위성(2A, 2B)의 구성을 나타낸 블록도.

도 14는 도 11의 수신 지구국(3)의 구성을 나타낸 블록도.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

1,4 : 송신 지구국

2A, 2B : 통신 위성

3, 5∼7 : 수신 지구국

11 : 송신 데이터 입력 단자

12 : 변조기

13A, 13B : 송신기

14A, 14B : 송신 주파수 입력 단자

15A, 15B : 송신 안테나

22A, 22B : 수신 안테나

23A, 23B : 주파수 변환기

24A, 24B : 로컬 발진기

25A, 25B : 송신 안테나

31A, 31B : 수신 안테나

32A, 32B : 수신기

33A, 33B : 수신 주파수 입력 단자

34A, 34B : 복조기

35A, 35B : 클럭 추출 수단

36 : 전환기

37 : 수신 데이터 출력 단자

40 : 시간 마커 삽입 수단

50A, 50B : 시간 마커 추출 수단

51A, 51B : 버퍼 메모리

52A, 52B 기입 클럭 입력 단자

53A, 53B : 판독 클럭 입력 단자

54A, 54B : 기입 시간 마커 입력 단자

55A, 55B : 판독 시간 마커 입력 단자

56 : 시간 마커 지연 수단

60A, 60B : 프레임 동기 패턴 추출 수단

66 : 프레임 동기 패턴 지연 수단

70 : 클럭 발생 수단

본 발명은 위성 통신 시스템, 수신 지구국 및 통신 위성 전환 방법에 관한 것으로, 보다 자세하게는, 비정지 위성을 통해 지구국 사이에서 데이터 전송을 행 하는 위성 통신 시스템에서의 통신 위성의 전환 방법의 개량에 관한 것이다.

종래의 위성 통신은 적도상의 정지 위성을 이용한 것이며, 지구국으로부터 보았을 때의 위성은 항상 정지되어 있다. 이 때문에, 위성 고장 등의 비상시가 아닌 한, 통신에 사용되는 위성을 전환할 필요성은 없다. 그러나, 최근 여러가지가 제안되며, 일부 실용화되고 있는 비정지형의 위성 통신 시스템에서는, 지구국에 대하여 상대적으로 이동하는 복수의 위성을 이용하여 통신을 행하고 있다. 따라서, 지구국으로부터 보았을 경우, 통신에 사용하는 위성의 전환을 행할 필요가 있다.

대표적인 비정지형 위성으로는 저궤도 위성 시스템(LEO : Low Earth Orbit), 타원 궤도 위성 시스템(HEO : Highly Elliptical Orbit) 등이 있다. 예를 들면, 전자의 예로서는 이리듐 시스템이 있으며, 후자의 예로서는 준천정(準天頂) 위성 시스템이 있다.

여기서는 디지털 신호를 위성을 통해 지구국 사이에서 송수신하는 비정지 위성 통신 시스템에서, 위성의 전환을 행하는 경우에 대해 생각한다. 또한, 위성 통신에서 위성에 액세스하는 방식으로는 주파수 다중 분할 다원 접속 방식(FDMA : Frequency Division Multiple Access), 시분할 다원 접속 방식(TDMA : Time Division Multiple Access), 부호 분할 다원 접속 방식(CDMA : Code Division Multiple Access) 방식 등이 있지만, 여기서는 위성에 액세스하는 방식으로서 FDMA 방식을 채용하는 경우에 대해 생각한다.

FDMA 방식은 위성이 갖는 주파수 대역을 분할하여 각 지구국에 할당하는 방식으로서, 각 지구국은 할당된 주파수 대역 내에서 신호를 송출하고, 수신측에서는 수신 신호가 어느 할당 주파수 대역 내에 있을지에 따라 송신국을 식별하여, 그 신호 중으로부터 자국 방향의 채널을 추출하는 방식이며, 액세스 수순이 간단하고, 또한 지구국 설비 구성이 간이하여 저비용화할 수 있는 등의 장점이 있다.

도 11은 종래의 위성 통신 시스템의 개략적 구성을 나타낸 블록도이다. 이 위성 통신 시스템은 FDMA 방식으로 위성에 액세스하는 비정지 위성 시스템이며, 이러한 위성 통신 시스템에서의 위성 전환 직전의 모양이 나타나 있다.

이 위성 통신 시스템은, 송신 지구국(1)과, 복수의 통신 위성(2A 및 2B)과, 수신 지구국(3)에 의해 구성된다. 송신 지구국(1)으로부터의 송신파는 어느 하나의 통신 위성(2A, 2B)을 통해 수신 지구국(3)에서 수신할 수 있다. 지구국(1, 3)의 안테나 빔내에 통신 위성(2A)이 있는 경우, 통신 위성(2A)을 통해 통신이 행해지지만, 통신 위성(2A, 2B)은 비정지 위성이기 때문에, 지구국(1, 3)으로부터 보았을 때의 통신 위성(2A)의 방위는 항상 변화하고 있다. 따라서, 통신 위성(2A)이 지구국(1, 3)의 안테나 빔 밖으로 이동하기 전에, 다음 통신 위성(2B)으로 전환할 필요가 있다. 도 11에는 이와 같은 위성 전환 직전의 상황이 나타나 있으며, 지구국(1, 3)은 통신 위성(2A, 2B)을 함께 이용할 수 있는 상태에 있다.

통신 위성(2A)에 의한 통신 시에는, 송신 지구국(1)의 안테나(15A)로부터 통신 위성(2A)에 대하여 주파수 f1의 전파가 송출되어, 통신 위성(2A)의 수신 안테나(22A)에서 수신된다. 이 수신파는 통신 위성(2A)에서 주파수 f1'의 전파로 변환된 후에 송신 안테나(25A)로부터 송출되어, 수신 지구국(3)의 안테나(31A)에서 수신된다.

송신 지구국(1), 수신 지구국(3) 사이의 통신을 통신 위성(2A)으로부터 통신 위성(2B)으로 전환하는 경우, 전환에 수반하여 순간 차단이 발생한다. 이 순간 차단 시간을 가능한 한 짧게 하기 위해서는 전환 시의 어느 기간에서 통신 위성(2A)에 대한 송신파와 통신 위성(2B)에 대한 송신파를 동시에 출력할 필요가 있다. 일반적으로, 2개의 통신 위성(2A, 2B)은 송신 지구국(1)의 동일한 안테나 빔내에 들어가지 않기 때문에, 송신 지구국(1)은 2개의 안테나(15A 및 15B)를 갖고 있다. 마찬가지로 하여, 수신 지구국(3)도 2개의 안테나(31A 및 31B)를 갖고 있다.

송신 지구국(1)은 위성 전환 전에, 전환 후의 통신 위성(2B)에 대하여 안테나(15B)로부터 전파를 송출한다. 이 송신파는 주파수 f1과는 다른 주파수 f2로 주파수 f1의 송신파와 동일한 데이터를 실은 신호이다. 주파수 f2의 송신파는 통신 위성(2B)의 수신 안테나(22B)에서 수신되며, 주파수 f2'의 전파로 변환된 후에 송신 안테나(25B)로부터 송출되어, 수신 지구국(3)의 안테나(31B)에서 수신된다.

이와 같이 하여, 2개의 통신 위성(2A 및 2B)을 통해, 송신 지구국(1)으로부터 수신 지구국(3)으로 동일한 데이터를 송신하고 있는 상태에서, 통신 위성의 전환을 행하면, 순간 차단 시간을 짧게 할 수 있다. 이러한 통신 경로의 전환을 일반적으로, 소프트 핸드 오버라 부른다.

도 12는 도 11의 송신 지구국(1)의 구성을 나타낸 블록도이다. 송신 지구국은 변조기(12)와, 2개의 송신기(13A 및 13B)와, 2개의 송신 안테나(15A 및 15B)에 의해 구성된다. 송신 데이터 입력 단자(11)는 송신 디지털 데이터가 입력되는 단자이다. 변조기(12)는 송신 디지털 신호에 대하여 QPSK, BPSK 등의 변조를 행하 여, IF(Intermediate Frequency) 대역의 변조파를 생성하고, 동일한 변조파를 송신기(13A 및 13B)에 출력한다.

송신 주파수 입력 단자(14A, 14B)는 변조파의 RF(Radio Frequency) 대역에서의 주파수를 지정하는 단자이다. 송신기(13A)에서는 송신 주파수 입력 단자(14A)로부터 입력되는 송신 주파수 설정 신호에 기초하여 주파수 f1의 RF 신호가 생성되고 고주파 증폭된 후, 송신 안테나(15A)로부터 통신 위성(2A)을 향해 송출된다. 마찬가지로 하여, 송신기(13B)에서는 송신 주파수 입력 단자(14B)의 설정 신호에 기초하여 주파수 f2의 RF 신호가 생성되고, 고주파 증폭된 후, 송신 안테나(15B)로부터 통신 위성(2B)을 향해 송출된다.

도 13은 도 11의 통신 위성(2A, 2B)의 구성을 나타낸 블록도이다. 통신 위성(2A)은 수신 안테나(22A)와, 주파수 변환기(23A)와, 로컬 발진기(24A)와, 송신 안테나(25A)에 의해 구성된다. 송신 지구국(1)으로부터 송신된 주파수 f1의 전파는 수신 안테나(22A)에서 수신되고, 주파수 변환기(23A)에서 주파수 f1'으로 변환된다. 이 주파수 변환은 로컬 발진기(24A)의 발진 주파수에 기초하여 행해지며, 주파수 변환 후의 전파는 송신 안테나(25A)로부터 수신 지구국(3)을 향해 송신된다.

전부 동일하게 하여, 통신 위성(2B)은 수신 안테나(22B)와, 주파수 변환기(23B)와, 로컬 발진기(24B)와, 송신 안테나(25B)에 의해 구성된다. 송신 지구국(1)으로부터 송신된 주파수 f2의 전파는 수신 안테나(22B)에서 수신되어, 주파수 변환기(23B)에서 주파수 f2'로 변환된다. 이 주파수 변환은 로컬 발진기(24B) 의 발진 주파수에 기초하여 행해지며, 주파수 변환 후의 전파는 송신 안테나(25B)로부터 수신 지구국(3)을 향해 송신된다.

도 14는 도 11의 수신 지구국(3)의 구성을 나타낸 블록도이다. 수신 지구국(3)은 2개의 수신 안테나(31A 및 31B)와, 2개의 수신기(32A 및 32B)와, 2개의 복조기(34A 및 34B)와, 2개의 클럭 추출 수단(35A 및 35B)과, 전환기(36)로 이루어진다. 즉, 2계통의 수신계와, 이들 수신계를 전환하는 전환기(36)로 이루어진다.

통신 위성(2A, 2B)으로부터의 전파는 각각 수신 안테나(31A, 31B)에서 수신되고, 수신기(32A, 32B)에 입력된다. 수신기(32A, 32B)는 각각의 수신파를 저잡음 증폭한 후, IF 대역으로의 주파수 변환을 행한다. 이 때, 수신기(32A, 32B)에서의 변환 후의 주파수(IF 주파수)가 동일해지도록, 수신 주파수를 지정하는 수신 주파수 설정 신호가 수신 주파수 입력 단자(33A, 33B)에 입력되어 있다.

복조기(34A, 34B)는 각각 수신기(32A, 32B)로부터 출력되는 IF 신호를 원래의 디지털 데이터로 복조한다. 이 때, 클럭 추출 수단(35A, 35B)에 의해 수신 신호로부터 클럭 신호가 추출된다. 클럭 신호는 수신 데이터의 변화점에 기초하여 구해지고, 복조기(34A, 34B)에서는 추출된 클럭 신호에 기초하여 복조가 행해지고 있다.

전환기(36)는 각 복조기(34A, 34B)로부터 출력되는 디지털 데이터 계열 중 어느 한쪽을 수신 데이터 출력 단자(37)로 출력하는 스위칭 수단이다. 즉, 통신 위성(2A) 및 통신 위성(2B) 중 어느 하나가 전환기(36)에 의해 선택된다. 전환기(36)의 전환 동작을 양쪽의 디지털 데이터 계열이 수신되고 있는 기간 중에 행함으로써, 순간 차단 기간을 짧게 할 수 있다.

통신 위성(2A)으로부터 통신 위성(2B)으로 전환하는 경우이면, 통신 위성(2A 및 2B)의 양쪽으로부터 수신 가능한 기간 중에, 전환기(36)를 통신 위성(2A) 측으로부터 통신 위성(2B) 측으로 전환한다. 이 전환이 완료된 후, 송신 지구국(1)은 통신 위성(2A)으로의 송신을 정지하고, 그 후에는 통신 위성(2B)만을 이용하여 송신 지구국(1)으로부터 수신 지구국(3)으로의 신호 전송이 행해진다.

송신 지구국(1)으로부터 수신 지구국(3)까지의 신호 전파 경로 길이는 통신 위성(2A), 통신 위성(2B) 마다 서로 다르다. 이 때문에, 복조기(34A) 및 복조기(34B)로부터 출력되는 2계통의 수신 디지털 데이터는 동일한 디지털 데이터 계열이지만, 2개의 디지털 데이터 계열 사이에는 소정의 지연 시간차가 생기고 있다.

상술한 바와 같이, 비정지 위성을 이용하여 FDMA 방식에 의해 액세스하는 종래의 위성 통신 시스템에서는 위성을 전환할 때, 다른 통신 경로를 경유하여 수신되어, 지연 시간차를 갖는 2개의 디지털 계열의 전환을 행하고 있다. 따라서, 전환 전과 전환 후에, 수신 디지털 데이터 계열에 데이터의 손실 또는 중복이 발생하게 된다. 데이터의 손실이 발생한 경우에는 데이터의 순간 차단과 프레임 동기 어긋남을 일으키며, 데이터의 중복이 생긴 경우에는 프레임 동기 어긋남을 일으킨다. 즉, 어느 하나의 경우에도 수신 데이터가 불연속으로 되어, 디지털 데이터 통신에 는 적합하지 않다는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 사정에 감안하여 이루어진 것으로, 비정지 위성에 의한 위성 통신 시스템에서 통신 위성을 전환할 때, 수신 데이터의 순간 차단 또는 동기 어긋남을 방지하는 것을 목적으로 한다. 즉, 통신 위성의 전환에 의해 수신 데이터의 순간 차단 또는 동기 어긋남이 발생하지 않는 위성 통신 시스템, 해당 시스템에 적용 가능한 수신 지구국 및 통신 위성 전환 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한, 이와 같은 위성 통신 시스템, 수신 지구국을 간이한 구성에 의해 실현하여, 저가로 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 따른 위성 통신 시스템은, 통신 위성을 전환할 때, 전환 전의 통신 위성 및 전환 후의 통신 위성을 통해 송신 지구국으로부터 수신 지구국으로 2계통의 데이터 전송을 행하는 위성 통신 시스템으로서, 수신 지구국이 2계통의 각 수신 데이터로부터 시간 마커를 추출하는 시간 마커 추출 수단과, 추출된 시간 마커에 기초하여 수신 데이터가 기입되는 버퍼 메모리와, 2계통의 시간 마커 중 어느 한쪽을 지연시키는 시간 마커 지연 수단과, 지연시킨 시간 마커에 기초하여 버퍼 메모리로부터 2계통의 수신 데이터를 판독하는 판독 수단과, 판독된 2계통의 수신 데이터를 전환하여 출력하는 전환 수단을 포함하고 있다.

이와 같은 구성에 의해, 수신 지구국에서 수신된 2계통의 각 수신 데이터로부터 시간 마커를 추출하고, 각 수신 데이터의 버퍼 메모리로의 기입 및 판독을 시간 마커에 기초하여 행하고 있다. 이 때문에, 2계통의 수신 데이터의 지연 시간차 를 보정하여, 동기시킨 수신 데이터의 전환에 의해 통신 위성을 전환할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 수신 지구국은, 통신 위성을 전환할 때, 전환 전의 통신 위성 및 전환 후의 통신 위성을 통해 송신 지구국으로부터 2계통의 데이터를 수신하는 수신 지구국으로서, 2계통의 각 수신 데이터로부터 시간 마커를 추출하는 시간 마커 추출 수단과, 추출된 시간 마커에 기초하여 수신 데이터가 기입되는 버퍼 메모리와, 2계통의 시간 마커 중 어느 한쪽을 지연시키는 시간 마커 지연 수단과, 지연시킨 시간 마커에 기초하여 버퍼 메모리로부터 2계통의 수신 데이터를 판독하는 판독 수단과, 판독된 2계통의 수신 데이터를 전환하여 출력하는 전환 수단을 포함하고 있다. 이와 같은 구성에 의해, 2계통의 수신 데이터의 지연 시간차를 보정하여, 동기시킨 수신 데이터의 전환에 의해 통신 위성을 전환할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 통신 위성 전환 방법은, 전환 전의 통신 위성 및 전환 후의 통신 위성을 통해 송신 지구국으로부터 수신 지구국으로 2계통의 데이터 전송을 행하여, 통신 위성을 전환하는 통신 위성 전환 방법으로서, 2계통의 각 수신 데이터로부터 시간 마커를 추출하는 시간 마커 추출 단계와, 추출된 시간 마커에 기초하여 수신 데이터를 버퍼 메모리에 기입하는 버퍼 기입 단계와, 2계통의 시간 마커 중 어느 한쪽을 지연시키는 시간 마커 지연 단계와, 지연시킨 시간 마커에 기초하여 버퍼 메모리로부터 2계통의 수신 데이터를 판독하는 버퍼 판독 단계와, 판독된 2계통의 수신 데이터를 전환하여 출력하는 전환 단계를 포함하고 있다.

<제1 실시예>

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 위성 통신 시스템의 개략적 구성예를 나타낸 도면이며, 해당 시스템에서의 위성 전환 직전의 모양이 나타나 있다. 이 위성 통신 시스템은 FDMA 방식에 의해 위성에 액세스하는 비정지 위성 시스템이며, 송신 지구국(4)과, 복수의 통신 위성(2A 및 2B)과, 수신 지구국(5)에 의해 구성된다.

도 1의 위성 통신 시스템을 종래의 위성 통신 시스템(도 11)과 비교하면, 송신 지구국(4) 및 수신 지구국(5)의 구성이 다르다. 송신 지구국(4)에서 송신 신호에 시간 마커가 삽입되고, 수신 지구국(5)에서 수신 신호에 포함되는 시간 마커를 추출함으로써, 수신 데이터에 순간 차단을 발생시키지 않고 통신 위성(2A, 2B)의 전환을 행하고 있다.

도 2는 도 1의 송신 지구국(4)의 일 구성예를 나타낸 블록도이다. 송신 지구국(4)은 종래의 송신 지구국(1)에 시간 마커 삽입 수단(40)이 제공되며, 입력 단자(11)로부터 입력된 송신 디지털 데이터에 소정의 패턴 데이터로 이루어지는 시간 마커를 주기적으로 삽입하고 있다. 시간 마커가 삽입된 송신 디지털 데이터는 종래의 송신 지구국(1)과 마찬가지로, 변조기(12)에서 변조되며, 동일한 변조 신호가 송신기(13A 및 13B)에서 각각 주파수 변환 및 고주파 증폭되어, 안테나(15A 및 15B)로부터 송출된다.

도 3은 도 1의 수신 지구국(5)의 일 구성예를 나타낸 블록도이다. 수신 지구국(5)은 종래의 수신 지구국(3)에 2개의 시간 마커 추출 수단(50A 및 50B)과, 2개의 버퍼 메모리(51A 및 51B)와, 시간 마커 지연 수단(56)이 제공되어 있다.

시간 마커 추출 수단(50A, 50B)은 각각 복조기(34A, 34B)의 복조 데이터로부 터 시간 마커를 추출하여, 송신측에서 삽입된 시간 마커의 복조 데이터 중에서의 위치를 검출하고 있다. 시간 마커 추출 수단(50A, 50B)에 의해 추출된 시간 마커는 각각 버퍼 메모리(51A, 51B)에 입력된다.

또한, 어느 한쪽의 시간 마커 추출 수단에 의해 추출된 시간 마커가 시간 마커 지연 수단(56)으로 입력되어 소정의 지연 시간만큼 지연된 후, 양 버퍼 메모리(51A 및 51B)로 입력된다. 도 3에서는 시간 마커 추출 수단(50A)으로부터의 시간 마커가 시간 마커 지연 수단(56)으로 입력되는 예가 나타나 있다.

버퍼 메모리(51A)는 복조기(34A)의 복조 데이터를 일시 저장하는 기억 수단이며, 복조 데이터의 입출력 단자 이외에, 기입 클럭 입력 단자(52A)와, 판독 클럭 입력 단자(53A)와, 기입 시간 마커 입력 단자(54A)와, 판독 시간 마커 입력 단자(55A)를 갖고 있다.

기입 클럭 입력 단자(52A) 및 판독 클럭 입력 단자(53A)에는 클럭 추출 수단(35A)에 의해 추출된 클럭 신호가 입력된다. 기입 시간 마커 입력 단자(54A)에는 시간 마커 추출 수단(50A)에 의해 추출된 시간 마커가 입력되며, 판독 시간 마커 입력 단자(55A)에는 시간 마커 지연 수단(56)에 의해 지연된 시간 마커가 입력된다.

버퍼 메모리(51A)로의 데이터 기입은 클럭 추출 수단(35A)에 의해 추출된 클럭 신호 및 시간 마커 추출 수단(50A)에 의해 추출된 시간 마커에 기초하여 행해진다. 즉, 신호 수신 시에, 시간 마커에 의해 구분된 복조 데이터가 기입된다. 또한, 버퍼 메모리(51A)로부터의 데이터 판독은 클럭 추출 수단(35A)에 의해 추출된 클럭 신호 및 시간 마커 지연 수단(56)에 의해 지연된 시간 마커에 기초하여 행해진다. 즉, 소정의 지연 시간의 경과 후, 시간 마커에 의해 구분된 복조 데이터가 순차적으로 판독된다.

또한, 버퍼 메모리(51B)는 버퍼 메모리(51A)와 마찬가지로, 복조기(34B)의 복조 데이터를 일시 저장하는 기억 수단이며, 복조 데이터의 입출력 단자 이외에, 기입 클럭 입력 단자(52B)와, 판독 클럭 입력 단자(53B)와, 기입 시간 마커 입력 단자(54B)와, 판독 시간 마커 입력 단자(55B)를 갖고 있다.

버퍼 메모리(51B)의 기입용 입력 단자에는 버퍼 메모리(51A)의 경우와 마찬가지의 신호가 입력된다. 즉, 기입 클럭 입력 단자(52B)에는 클럭 추출 수단(35B)에 의해 추출된 클럭 신호가 입력되며, 기입 시간 마커 입력 단자(54B)에는 시간 마커 추출 수단(50B)에 의해 추출된 시간 마커가 입력된다.

한편, 버퍼 메모리(51B)의 판독용 입력 단자에는 버퍼 메모리(51A)의 경우와 공통의 신호가 입력된다. 즉, 판독 클럭 입력 단자(53B)에는 클럭 추출 수단(35A)에 의해 추출된 클럭 신호가 입력되며, 판독 시간 마커 입력 단자(55B)에는 시간 마커 지연 수단(56)에 의해 지연된 시간 마커가 입력된다.

즉, 수신시에는 시간 마커에 의해 구분되어 버퍼 메모리(51B)에 기입되며, 데이터 기입은 버퍼 메모리(51A)와는 비동기로 행해진다. 한편, 버퍼 메모리(51B)로부터의 데이터 판독은 버퍼 메모리(51B)와 동기하여 행해진다. 이 때문에, 통신 경로차에 의한 지연 시간차가 발생하고 있는 경우, 각 버퍼 메모리(51A, 51B)로의 수신 데이터의 기입에도 시간차가 발생하지만, 각 버퍼 메모리(51A, 51B)로부터의 수신 데이터의 판독에는 시간차가 발생하지 않는다. 따라서, 전환기(36)에 의해 데이터 계열을 전환하더라도 순간 차단이 발생하지 않는다.

도 4는 버퍼 메모리(51A 및 51B)의 동작의 일례를 나타낸 타이밍차트이며, 도 4의 (a)는 버퍼 메모리(51A)로의 기입 데이터, 도 4의 (b)는 버퍼 메모리(51B)로의 기입 데이터, 도 4의 (c)는 버퍼 메모리(51A)로부터의 판독 데이터, 도 4의 (d)는 버퍼 메모리(51B)로부터의 판독 데이터가 각각 나타나 있다.

도 4에서는, 통신 위성(2A)을 통한 통신 경로 쪽이, 통신 위성(2B)을 통한 통신 경로보다도 긴 경우가 나타나 있다. 이 경우, 버퍼 메모리(51A)로의 기입 데이터는 버퍼 메모리(51B)로의 기입 데이터보다도 지연되어 기입된다. 그러나, 시간 마커마다 구분하여 기입하고, 지연시킨 시간 마커를 기준으로 하여 버퍼 메모리(51A 및 51B)로부터 수신 데이터를 판독함으로써, 수신 데이터를 동기시켜 판독할 수 있다.

여기서, 송신 데이터에 시간 마커가 주기적으로 삽입되어 있는 경우, 통신 위성(2A, 2B)을 통한 지연 시간차가 시간 마커 주기의 절반 이하이면, 통신 위성(2A, 2B)으로부터의 각 수신 신호로부터 추출된 시간 마커를 상호 대응시키는 것이 가능해진다. 이 때문에, 시간 마커의 주기는 미리 구해져 있는 전환 전후의 통신 위성(2A, 2B)을 통한 최대 지연 시간차의 2배 이상인 것이 바람직하다.

또한, 시간 마커 지연 수단(56)에서, 어느 한쪽의 시간 마커를 시간 마커 주기의 절반 이상 지연시킴으로써, 해당 시간 마커에 의해 동기를 취하는 것이 가능한 모든 경우에 대하여, 수신 데이터를 동기하여 판독할 수 있다.

도 5는 통신 위성(2A, 2B) 및 지구국(4, 5)의 관계의 일례를 나타낸 도면이며, 각 통신 위성(2A, 2B)에 의한 통신 경로의 길이의 일례가 나타나 있다. 여기서는 단순화를 위해, 송신 지구국(4) 및 수신 지구국(5)이 지표면 형상의 동일한 장소에 위치하여, 통신 위성(2A, 2B)이 지구국(4, 5)의 천정을 통과하는 원 궤도를 주회(周回)하는 경우에 대하여 생각한다.

지구국(4, 5)으로부터 보았을 때의 통신 위성(2A)의 앙각(EL)이 20°, 통신 위성(2B)의 앙각이 10°로 되는 부분에서, 통신 위성(2A)으로부터 통신 위성(2B)으로 전환을 행하는 것으로 하고, 통신 위성(2A, 2B)의 지표면으로부터의 고도를 모두 1000km로 한다. 이 때, 지구국(4, 5)으로부터 통신 위성(2A)까지의 거리는 2123.7km로 되며, 통신 위성(2B)까지의 거리는 2762.2km로 된다.

지구국(4, 5) 내 및 통신 위성(2A, 2B) 내에서의 통신 경로의 길이차를 무시할 수 있다고 한다면, 통신 위성(2A, 2B)에 의한 통신 경로의 길이차는 지구국(4, 5)으로부터 통신 위성(2A, 2B)까지의 거리에 의해 결정된다. 이 때문에, 송신 지구국(4)으로부터 통신 위성(2A)을 경유하여 수신 지구국(5)에 이르는 경로와, 송신 지구국(4)으로부터 통신 위성(2B)을 경유하여 수신 지구국(5)에 이르는 경로의 경로 길이차에 의한 지연 시간차는 고속을 300000km/sec로 하면, 다음식에 의해 구해진다.

도 6은 도 5의 수신 지구국(5)에서의 수신 신호의 일례를 나타낸 타이밍차트이고, 도 6의 (a)에는 통신 위성(2A)으로부터의 수신 데이터, 도 6의 (b)에는 통신 위성(2B)으로부터의 수신 데이터가 나타나 있다. 64kbps(bit per second)의 데이터 전송을 행하는 경우이면, 64kbps×4.25msec=272bit에 상당하는 지연차가 통신 위성(2A)과 통신 위성(2B)과의 사이에서 발생한다.

통신 위성(2A, 2B)의 통신 경로 길이 중, 어느 쪽이 긴 것인지에 대하여 미리 알고 있지 않다면, 이 케이스의 경우, 송신 지구국(4)에서 시간 마커를 272bit×2=544bit 이상의 주기로 삽입하고 있지 않으면, 수신 지구국(5)에서 통신 위성(2A, 2B)으로부터 수신한 시간 마커를 대응시킬 수 없어서, 이들 수신 데이터를 동기시킬 수 없게 된다. 따라서, 시간 마커의 삽입 주기가 통신 위성(2A, 2B)에 의한 최대 지연 시간차의 2배 이상이면, 항상 수신 데이터를 동기시킬 수 있다.

본 실시예에 의한 위성 통신 시스템은 2계통의 수신 데이터를 각각 버퍼 메모리(51A, 51B)에 저장하고, 어느 한쪽의 수신 데이터로부터 추출된 시간 마커를 지연시키며, 지연 후의 시간 마커에 기초하여 양 버퍼 메모리(51A, 51B)로부터 데이터 판독을 행하고 있다. 이 때문에, 양 버퍼 메모리(51A, 51B)로부터 데이터 계열을 동기하여 출력시킬 수 있다.

특히, 어느 한쪽의 수신 데이터로부터 추출된 클럭 신호에 기초하여, 양 버퍼 메모리(51A, 51B)로부터 데이터 판독을 행하고 있기 때문에, 양 버퍼 메모리(51A, 51B)로부터 클럭 레벨에서도 완전히 동기한 데이터 계열을 출력시킬 수 있다. 이러한 구성에 의해 위성 전환 시, 전환기(36)에서 수신 중인 2개의 데 이터 계열을 전환하더라도 순간 차단이나 동기 어긋남이 발생하지 않는다.

<제2 실시예>

도 7은 본 발명의 제2 실시예에 의한 위성 통신 시스템의 개략적 구성예를 나타낸 도면이다. 이 위성 통신 시스템은 송신 지구국(1)과, 2개의 통신 위성(2A 및 2B)와, 수신 지구국(6)에 의해 구성된다. 도 1의 위성 통신 시스템(제1 실시예)과 비교하면, 송신측에 종래의 송신 지구국(1)이 이용되고 있는 점에서 상이하다.

상기 발명의 제1 실시예에서는 송신 지구국(1)에서 시간 마커를 주기적으로 삽입하는 경우의 예에 대하여 설명하였지만, 이 시간 마커는 통신 위성(2A, 2B)을 통한 각 통신 경로의 전파 지연 시간차의 2배 이상의 길이를 갖는 주기의 일정한 고정 패턴이면 된다. 이 때문에, 송신 지구국에 의해 특별히 삽입되는 패턴이 아니더라도, 이 조건을 충족시키는 패턴이 존재하는 경우에는 그 패턴을 시간 마커로서 이용할 수 있다. 특히, 송신 디지털 데이터에 미리 포함되는 주기적인 패턴을 이용함으로써, 송신 지구국(1)에서 특별한 시간 마커를 삽입할 필요가 없어진다.

도 8은 도 7의 수신 지구국(6)의 일 구성예를 나타낸 블록도이다. 도 3의 수신 지구국(5)에서의 시간 마커 추출 수단(50A, 50B) 대신 프레임 동기 패턴 추출 수단(60A, 60B)을 포함하며, 시간 마커 지연 수단(56) 대신, 프레임 동기 패턴 지연 수단(66)을 포함하고 있다.

송신 디지털 데이터 계열이 복수의 데이터로 이루어지는 데이터 프레임에 의해 구분되어 있는 경우, 통상 각 프레임의 선두에 프레임 동기 패턴이 삽입되어 있 다. 이 프레임 동기 패턴을 시간 마커로서 이용할 수 있다.

프레임 동기 패턴 추출 수단(60A, 60B)은 각각 복조기(34A, 34B)의 복조 데이터로부터 프레임 동기 패턴을 추출하여, 복조 데이터 중에서의 위치를 검출하고 있다. 프레임 동기 패턴 추출 수단(60A, 60B)에 의해 추출된 프레임 동기 패턴은 각각 버퍼 메모리(51A, 51B)에 입력된다.

또한, 어느 한쪽의 프레임 동기 패턴 추출 수단(60A, 60B)에 의해 추출된 프레임 동기 패턴이 프레임 동기 패턴 지연 수단(66)으로 입력되어, 소정 지연 시간만큼 지연시킨 후, 양 버퍼 메모리(51A 및 51B)에 입력된다. 도 8에서는 프레임 동기 패턴 추출 수단(60A)으로부터의 출력이 프레임 동기 패턴 지연 수단(66)으로 입력되는 예가 나타나 있다.

또, 송신 디지털 데이터가 데이터 계열 중에서 복수의 프레임으로 이루어지는 멀티 프레임으로 구분되어 있는 경우, 프레임 동기 패턴 대신, 멀티 프레임마다 송신 디지털 데이터 계열에 삽입되는 멀티 프레임 동기 패턴을 이용할 수도 있다. 특히, 프레임 동기 패턴의 주기가 각 통신 경로의 지연 시간차에 비해 짧은 경우에는 멀티 프레임 동기용 패턴을 이용하는 것이 바람직하다.

본 실시예에서는 송신 지구국에서 시간 마커를 삽입하지 않고, 송신 디지털 데이터에 포함되는 프레임 동기 패턴이나, 멀티 프레임 동기 패턴을 수신 지구국에서 추출하여, 2계통의 수신 데이터 계열을 동기시키고 있다. 이 때문에, 송신 지구국의 설비의 간략화 및 저비용화를 도모할 수 있다.

또, 본 실시예에서는 시간 마커로서 프레임 동기 패턴 및 멀티 프레임 동기 패턴을 이용하는 경우의 예에 대하여 설명하였지만, 주기적으로 삽입되는 패턴이면, 본 발명은 이들 패턴에 한정되지 않는다. 즉, 패턴 주기와 지연 시간차에 따라 여러가지 패턴을 시간 마커로서 채용할 수 있다.

<제3 실시예>

도 9는 본 발명의 제3 실시예에 의한 위성 통신 시스템의 개략적 구성예를 나타낸 도면이다. 이 위성 통신 시스템은 송신 지구국(4)과, 2개의 통신 위성(2A 및 2B)과, 수신 지구국(7)에 의해 구성된다. 도 1의 위성 통신 시스템(제1 실시예)과 비교했을 때, 수신 지구국(7)의 구성이 상이하다.

도 10은 도 9의 수신 지구국(7)의 일 구성예를 나타낸 블록도이다. 도 3의 수신 지구국(5)과 비교했을 때, 클럭 발생 수단(70)을 포함하고 있는 점에서 상이하다. 클럭 발생 수단(70)은 수신 신호와는 독립된 클럭 신호를 생성하는 수단이며, 수신 지구국의 기준 클럭을 이용하여도 된다. 버퍼 메모리(51A, 51B)의 판독 클럭 입력 단자(53A, 53B)에는 클럭 발생 수단(70)으로부터의 클럭 신호가 입력되며, 해당 클럭 신호에 동기하여 버퍼 메모리(51A, 51B)로부터 수신 데이터가 판독된다.

이 경우, 제1 실시예에서 나타낸 효과와 동일한 효과를 얻을 수 있을 뿐만 아니라, 통상, 지구국에 지상계와의 클럭의 동기 관계를 유지하기 위해 도플러 버퍼 혹은 프레지오크로너스 버퍼가 별도로 필요해지지만, 버퍼 메모리(51A, 51B)에 겸용시킬 수 있어서, 장치의 간략화, 혹은 저비용화를 도모할 수 있다.

본 발명에 의하면, 수신 지구국이 전환 전후의 통신 위성을 통해 송신 지구국으로부터 수신한 2계통의 수신 데이터를 버퍼 메모리에 기억시킴과 함께, 각 수신 데이터로부터 시간 마커를 추출하고 있다. 그리고, 2계통의 시간 마커 중 어느 한쪽을 지연시키고, 지연시킨 시간 마커에 기초하여 버퍼 메모리로부터 2계통의 수신 데이터를 판독하여 동기시키고 있다. 이 때문에, 수신 데이터를 전환하여 통신 위성의 전환을 행할 때, 전환 전후에서 데이터의 중복이나 데이터의 순간 차단이 발생하는 것을 억제할 수 있다.

Claims

비정지 통신 위성을 전환할 때, 송신 지구국으로부터 수신 지구국으로 전환 전의 통신 위성을 통한 제1 계통 및 상기 송신 지구국으로부터 상기 수신 지구국으로 전환 후의 통신 위성을 통한 제2 계통에 의해 데이터 전송을 행하는 위성 통신 시스템에 있어서,

상기 송신 지구국은, 송신 데이터에 시간 마커를 삽입하는 시간 마커 삽입 수단과, 상기 시간 마커 삽입 수단에 의해 시간 마커를 삽입한 송신 테이터를 상기 제1 및 제2 계통으로 송신하는 송신 수단을 포함하고,

상기 수신 지구국은, 상기 제1 및 제2 계통에 의해 수신된 2계통의 수신 데이터에 포함되어 있는 시간 마커를 추출하는 시간 마커 추출 수단과, 추출된 시간 마커에 기초하여 상기 2계통의 수신 데이터가 기입되는 버퍼 메모리와, 상기 2계통의 수신 데이터에 포함되는 시간 마커 중 어느 한쪽을 지연시키는 시간 마커 지연 수단과, 지연시킨 시간 마커에 기초하여 버퍼 메모리로부터 상기 2계통의 수신 데이터를 판독하는 판독 수단과, 판독된 상기 2계통의 수신 데이터를 전환하여 출력하는 전환 수단

을 포함하는 것을 특징으로 하는 위성 통신 시스템.
비정지 통신 위성을 전환할 때, 송신 지구국으로부터 전환 전의 통신 위성을 통해 송신되는 제1 계통 및 상기 송신 지구국으로부터 전환 후의 통신 위성을 통해 송신되는 제2 계통에 의해 데이터를 수신하는 수신 지구국에 있어서,

상기 송신 지구국에 의해 시간 마커가 삽입되어 상기 제1 및 제2 계통으로 송신된 데이터를 상기 제1 및 제2 계통에 의해 수신하는 수신 수단과,

상기 수신 수단에 의해 수신된 2계통의 수신 데이터에 포함되는 시간 마커를 추출하는 시간 마커 추출 수단과,

추출된 시간 마커에 기초하여 상기 2계통의 수신 데이터가 기입되는 버퍼 메모리와,

상기 2계통의 수신 데이터에 포함되는 시간 마커 중 어느 한쪽을 지연시키는 시간 마커 지연 수단과,

지연시킨 시간 마커에 기초하여 버퍼 메모리로부터 상기 2계통의 수신 데이터를 판독하는 판독 수단과,

판독된 상기 2계통의 수신 데이터를 전환하여 출력하는 전환 수단

을 포함하는 것을 특징으로 하는 수신 지구국.
삭제
제1항에 있어서,

상기 시간 마커는, 상기 제1 및 제2 계통에 있어서의 전달 지연 시간 차의 2배 이상의 주기로 송신 데이터 중에 삽입되어 있는 것을 특징으로 하는 위성 통신 시스템.
제2항에 있어서,

상기 시간 마커 지연 수단은, 시간 마커의 삽입 주기의 절반 이상을 지연시키는 것을 특징으로 하는 수신 지구국.