KR100673404B1 - Apparatus and method for demodulating the received data on the central station in the satellite spread multiple access system - Google Patents
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Abstract
본 발명은 중심국에서 위성 단말기로 전송되는 순방향 링크 데이터는 시분할 다중 접속 방식을 사용하며, 상기 위성 단말기에서 상기 중심국으로 전송되는 역방향 링크 데이터는 코드 분할 다중 접속 방식을 사용하는 양방향 위성 통신 시스템에 관한 것으로, 특히 상기 위성 단말기로부터 전송된 역방향 링크 데이터를 상기 중심국에서 수신하여 복조하는 장치에 있어서, 상기 위성 단말기로부터 수신한 L-밴드 데이터를 국부 발진기로부터 출력되는 소정의 중심 주파수와 곱하여 중심 주파수 대역으로 변환시키는 곱셈기; 상기 곱셈기로부터 출력되는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환시키는 아날로그/디지털 변환부; 소정의 윈도우 시간 구간 내에서 상기 아날로그/디지털 변환부에서 출력되는 디지털 신호로부터 해당 위성 단말기의 위치값을 추출하는 서쳐 기능 수행부; 상기 서쳐 기능 수행부로부터 추출된 위치값을 참조하여 상기 수신된 디지털 신호에 대한 트래킹을 수행하는 핑거 기능 수행부; 및 상기 핑거 기능 수행부에 의해 트래킹한 후, 수신된 신호를 복조하는 복조부;를 포함함을 특징으로 한다.The present invention relates to a bidirectional satellite communication system in which forward link data transmitted from a central station to a satellite terminal uses a time division multiple access scheme, and reverse link data transmitted from the satellite terminal to the central station uses a code division multiple access scheme. In particular, in the apparatus for receiving and demodulating the reverse link data transmitted from the satellite terminal at the central station, the L-band data received from the satellite terminal is multiplied by a predetermined center frequency output from a local oscillator and converted into a center frequency band. Letting multiplier; An analog / digital converter for converting an analog signal output from the multiplier into a digital signal; A searcher function extracting unit extracting a position value of the satellite terminal from the digital signal output from the analog / digital converter within a predetermined window time interval; A finger function performer which performs tracking on the received digital signal with reference to the position value extracted from the searcher function performer; And a demodulator for demodulating the received signal after tracking by the finger function performing unit.
양방향 위성 통신 시스템, 중심국, 위성 단말기, 역방향 링크, 서쳐, 핑거Two-way satellite communication system, central station, satellite terminal, reverse link, searcher, finger
Description
도 1은 본 발명이 적용되는 양방향 위성 시스템의 전체 구성을 나타낸 도면.1 is a view showing the overall configuration of a two-way satellite system to which the present invention is applied.
도 2는 본 발명이 적용되는 양방향 위성 시스템에서 중심국의 세부 구조를 나타낸 도면.2 is a diagram showing a detailed structure of a central station in a bidirectional satellite system to which the present invention is applied.
도 3은 본 발명이 적용되는 양방향 위성 시스템에서 위성 단말기의 세부 구조를 나타낸 도면.3 is a diagram illustrating a detailed structure of a satellite terminal in a bidirectional satellite system to which the present invention is applied.
도 4는 본발명의 실시예에 따른 양방향 위성 시스템의 중심국에서 수신부의 신호 흐름을 나타낸 도면.4 is a signal flow diagram of a receiver in a central station of a bidirectional satellite system according to an embodiment of the present invention;
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 양방향 위성 시스템의 중심국에서 복조 장치의 세부 구조를 나타낸 도면.5 is a diagram illustrating a detailed structure of a demodulation device in a central station of a bidirectional satellite system according to an embodiment of the present invention.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 양방향 위성 시스템의 중심국에서 수신 데이터로부터 주파수 오프셋을 보상하는 절차를 나타낸 흐름도.6 is a flowchart illustrating a procedure for compensating for a frequency offset from received data in a central station of a bidirectional satellite system according to an embodiment of the present invention.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 양방향 위성 시스템의 중심국에서 수신 데이터로부터 시간 지연 오프셋을 보상하는 절차를 나타낸 흐름도.7 is a flowchart illustrating a procedure for compensating for a time delay offset from received data in a central station of a bidirectional satellite system according to an embodiment of the present invention.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 양방향 위성 시스템의 중심국에서 수신 데 이터의 확산 코드 오프셋을 최적화하는 절차를 나타낸 흐름도.8 is a flowchart illustrating a procedure for optimizing the spreading code offset of received data in a central station of a bidirectional satellite system according to an embodiment of the present invention.
도 9a는 본 발명의 실시예에 따른 확산 코드 오프셋 검색 과정에서 위성 단말기에서 중심국으로 전송되는 데이터의 구조를 나타낸 도면.9A illustrates a structure of data transmitted from a satellite terminal to a central station in a spread code offset search process according to an embodiment of the present invention.
도 9b는 본 발명의 실시예에 따른 확산 코드 오프셋 검색 과정에서 중심국에서 위성 단말기로 전송되는 데이터의 구조를 나타낸 도면.9B is a diagram showing the structure of data transmitted from a central station to a satellite terminal in the process of spreading code offset search according to an embodiment of the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
100 : 통신 위성 200 : 중심국(기지국)100: communication satellite 200: central station (base station)
210 : 중심국 안테나 220 : 무선 처리부210: central station antenna 220: wireless processing unit
230 : 중심국 송신부(DVB-S) 231 : 변조부230: central station transmitter (DVB-S) 231: modulator
232 : 다중화부 233 : IP 캡슐화부232: multiplexer 233: IP encapsulation
240 : 중심국 수신부(W-CDMA)240: central station receiving unit (W-CDMA)
241 : 중간 주파 인터페이스 카드 어셈블리241: medium frequency interface card assembly
242 : 멀티-레이트 채널 카드 어셈블리242: Multi-rate channel card assembly
243 : 디지털 유니트 컨트롤 카드 어셈블리243: digital unit control card assembly
244 : 알람 컨트롤 프로세서 카드 어셈블리244: Alarm Control Processor Card Assembly
245 : 허브 컨트롤 프로세서 카드 어셈블리245 hub control processor card assembly
246 : 클록 공급부246: clock supply
250 : 이더넷 네트워크 300 : 위성 단말기250: Ethernet network 300: satellite terminal
310 : 베이스 밴드 처리부 320 : 단말기 송신부(W-CDMA)310: baseband processor 320: terminal transmitter (W-CDMA)
330 : 단말기 수신부(DVB-S) 501 : 곱셈기330: terminal receiving unit (DVB-S) 501: multiplier
502 : A/D 변환부 503 : 서쳐 기능 수행부502: A / D conversion unit 503: search function performing unit
504 : 핑거 기능 수행부 505 : 복조부504: finger function performing unit 505: demodulation unit
506 : 주파수 오프셋 검출부 507 : 제어부506: frequency offset detection unit 507: control unit
508 : 국부 발진부508: local oscillator
본 발명은 양방향 위성 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 양방향 위성 시스템의 중심국에서 수신 데이터를 복조하는 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a two-way satellite system, and more particularly, to an apparatus and method for demodulating received data at a central station of a two-way satellite system.
일반적으로 위성 방송 시스템은 단 방향성을 가지고 있어서 사용자에게 위성 방송을 제공하는 것은 구현되지만 사용자로부터 원하는 데이터나 요청을 받아들이는 방식은 구현되지 못했다.In general, the satellite broadcasting system is unidirectional, so that it is possible to provide satellite broadcasting to a user, but a method of receiving a desired data or request from the user is not implemented.
또한, 현재 일부 서비스중인 양방향 위성 방송 서비스는, 사용자의 요청이 위성을 이용하여 전달되는 것이 아니라 지상망을 이용해 전달되므로 엄밀히 말해 위성을 이용한 양방향 통신이라 말할 수 없다.In addition, the two-way satellite broadcasting service currently in service is not strictly referred to as a two-way communication using a satellite because the user's request is not transmitted using the satellite but the ground network.
한편, 최근에는 위성을 이용한 양방향 시스템이 개발되고 있으나, 기존에 개발되고 사용되었던 위성 양방향 시스템은 중심국에서 사용자 그리고 사용자에서 중심국으로 연결되는 통신 방식이 모두 동일한 통신 방식을 사용한다.On the other hand, in recent years, a two-way system using satellites has been developed, but the two-way satellite system, which has been developed and used in the past, uses the same communication method in which all communication methods are connected from the central station to the user and the user to the central station.
예를 들어, 순방향 링크와 역방향 링크가 모두 시분할 다중 접속(Time Division Multiple Access; 이하, 'TDMA'라 한다) 방식을 사용하거나 주파수 분할 다중 접속(Frequency Division Multiple Access; 이하, 'FDMA'라 한다) 방식을 사용한다.For example, both the forward link and the reverse link use Time Division Multiple Access (hereinafter referred to as 'TDMA') or Frequency Division Multiple Access (hereinafter referred to as 'FDMA'). Use the method.
이에 따라 사용자 단말은 하나의 통신 방식에 대응하는 단말기이기 때문에, 제공받을 수 있는 통신 서비스의 제약이 따를 수밖에 없다. 즉, 중심국에서 사용자로 전송되는 데이터들은 다수의 사용자들에게 동일한 대용량의 데이터를 실시간으로 전송하는 방송 데이터임에 반해, 각 사용자들이 전송하는 데이터들은 필요시 전송하는 소용량의 데이터이며 다수의 사용자들이 불규칙적으로 이용하게 된다. 따라서, 위성을 통한 양방향 시스템을 구현함에 있어서 중심국에서 사용자 그리고 사용자에서 중심국으로 연결되는 통신 방식에 모두 동일한 통신 방식을 적용할 경우에는 많은 서비스의 제약이 따르게 된다.Accordingly, since the user terminal is a terminal corresponding to one communication method, there is bound to be a limitation of the communication service that can be provided. That is, the data transmitted from the central station to the users are broadcast data that transmits the same large amount of data to multiple users in real time, whereas the data transmitted by each user is a small amount of data that is transmitted when needed, and the multiple users are irregular. Will be used. Therefore, in implementing a two-way system via satellite, when the same communication method is applied to the communication method connected from the central station to the user and from the user to the central station, many service constraints follow.
한편, 만약 서로 다른 통신 방식을 수용하여 통신 서비스를 제공받기 위해서는 통신 방식이 상이한 여러 대의 단말기를 보유해야만 하는 단점이 있다.On the other hand, in order to receive a communication service by accepting a different communication method has a disadvantage that must have a plurality of terminals having a different communication method.
따라서 상술한 종래 위성을 이용하여 통신을 수행하는 경우 발생하는 제반 문제점을 해결하기 위해 본원 출원인은 대한민국 특허출원 2003-70510(2003.10.10)에서 중심국과 사용자 간에 상이한 통신 방식으로 데이터를 송수신하는 양방향 위성 통신 시스템을 제안하였다.Therefore, in order to solve various problems that occur when performing communication using the above-described conventional satellite, the present applicant has a bidirectional satellite for transmitting and receiving data in a different communication method between a central station and a user in Korean Patent Application No. 2003-70510 (2003.10.10). A communication system is proposed.
이하, 제안된 상기 양방향 위성 통신 시스템을 간략히 설명하기로 한다.Hereinafter, the proposed bidirectional satellite communication system will be briefly described.
상기 위성 양방향 통신 시스템은 순방향 링크(forward link)(즉, 중심국에서 사용자 단말기로 전송되는 채널)와 역방향 링크(reverse link 또는 return link)( 즉, 사용자 단말기에서 중심국으로 전송되는 채널)가 각각 다른 통신 방식을 채택하고 있다. 예컨대, 순방향 링크는 TDMA 방식을 이용하는 DVB-S(Digital Video Broadcasting via Satellite) 방식을 사용하고, 역방향 링크는 코드 분할 다중 접속(Code Division Multiple Access; 이하, 'CDMA'라 한다) 방식을 이용하는 W-CDMA(Wideband CDMA) 방식을 사용한다.In the satellite bidirectional communication system, a forward link (ie, a channel transmitted from a central station to a user terminal) and a reverse link or return link (ie, a channel transmitted from a user terminal to a central station) are different from each other. The system is adopted. For example, the forward link uses a DVB-S (Digital Video Broadcasting via Satellite) method using a TDMA method, and the reverse link uses a W-based code division multiple access (CDMA) method. Wideband CDMA (CDMA) is used.
도 1은 위성을 이용한 양방향 통신 시스템의 전체 구성을 나타낸 도면이다.1 is a view showing the overall configuration of a two-way communication system using a satellite.
상기 도 1을 참조하면, 중심국(Central Station; CS)(200)은 소정의 방송 정보 제공자(예컨대, ISP(Internet Service Provider; 110))로부터 제공받은 방송 데이터를 통신 위성(Satellite; 100)을 통해 가입자 단말기(Remote Terminal; 300)로 전송한다. 상기 방송 데이터 등과 같은 정보는 인터넷(Internet; 120), 컨텐츠 전송 네트워크(Content Delivery Network; CDN)(130) 및 응용 서비스(Application Service; 140) 등을 통해 제공될 수 있다.Referring to FIG. 1, a central station (CS) 200 transmits broadcast data received from a predetermined broadcast information provider (eg, an Internet service provider (ISP) 110) through a communication satellite (Satellite) 100. The subscriber station transmits to the
이때, 상기 중심국(200)은 순방향 링크를 통해 복수의 가입자 단말기(300)들에게 DVB-S 형식으로 방송 정보 등을 전송하며, 각 가입자 단말기(300)들은 역방향 링크를 통해 상기 중심국(200)으로 W-CDMA 방식에 의해 데이터를 전송한다.In this case, the
따라서, 상기 중심국(200)은 서비스를 이용하는 각 사용자들(즉, 가입자 단말기(300)들)을 관리함과 아울러 여러 사용자들로부터 W-CDMA방식으로 전송되는 데이터를 처리하고, 사용자가 원하는 데이터를 DVB-S형식으로 변환하여 상기 위성(100)을 통해 상기 사용자 측으로 전송하는 역할을 수행한다.Accordingly, the
또한, 각 가입자 단말기(300)는 상기 위성(100)을 통해 상기 중심국(200)으 로부터 전송된 DVB-S 방식의 멀티미디어 데이터를 수신하여 처리하고, 필요한 데이터 요구시 상기 위성(100)으로 W-CDMA 방식의 송신 데이터를 전송하게 된다.In addition, each
한편, 상기와 같은 양방향 위성 통신 시스템은 그 구현에 있어 여러가지 문제가 발생할 수 있다.On the other hand, the two-way satellite communication system as described above may cause various problems in its implementation.
예컨대, 상기 위성 역방향 링크에 CDMA 방식을 적용할 경우 가입자 단말기(300)들의 수용 용량을 늘이고, 데이터 보안을 강화할 수 있다는 장점이 있는 반면, CDMA 방식의 데이터를 위성을 통해 전송하게 됨으로써 시간 지연(time delay)의 문제가 발생할 뿐만 아니라 주파수 편이(frequency shifting)의 문제가 발생하게 된다. 이에 따라, 양방향 위성 통신을 위한 시스템에 CDMA 방식을 적용할 때 발생되는 상기한 문제점들을 해결하기 위한 효과적인 구현 방법들이 요구된다.For example, when the CDMA scheme is applied to the satellite reverse link, the capacity of the
본 발명의 목적은 양방향 위성 시스템의 중심국에서 수신 데이터를 복조하는 장치 및 방법에 관한 것이다.An object of the present invention relates to an apparatus and a method for demodulating received data in a central station of a two-way satellite system.
또한, 본 발명의 목적은 양방향 위성 시스템의 중심국에서 코드 분할 다중 접속 방식으로 전송된 데이터를 수신하여 복조하는 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention also relates to an apparatus and method for receiving and demodulating data transmitted in a code division multiple access scheme in a central station of a bidirectional satellite system.
또한, 본 발명의 목적은 양방향 위성 시스템의 중심국에서 코드 분할 다중 접속 방식으로 전송하여 시간 지연된 데이터를 수신하여 복조하는 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention also relates to an apparatus and method for receiving and demodulating time-delayed data by transmitting in a code division multiple access scheme in a central station of a bidirectional satellite system.
또한, 본 발명의 목적은 양방향 위성 시스템의 중심국에서 코드 분할 다중 접속 방식으로 전송하여 주파수 편이된 데이터를 수신하여 복조하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
The present invention also relates to an apparatus and method for receiving and demodulating frequency shifted data by transmitting in a code division multiple access scheme in a central station of a bidirectional satellite system.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 장치는; 소정의 통신 위성과, 복수의 가입자들에게 소정의 방송 정보를 상기 통신 위성을 통해 전송하는 중심국과, 상기 중심국에서 전송한 정보를 상기 통신 위성을 통해 수신하는 복수의 위성 단말기들로 위성 통신 시스템을 구성하고, 상기 중심국에서 상기 위성 단말기로 전송되는 순방향 링크 데이터는 시분할 다중 접속 방식을 사용하며, 상기 위성 단말기에서 상기 중심국으로 전송되는 역방향 링크 데이터는 코드 분할 다중 접속 방식을 사용하는 양방향 위성 통신 시스템에서, 상기 위성 단말기로부터 전송된 역방향 링크 데이터를 상기 중심국에서 수신하여 복조하는 장치에 있어서, 상기 위성 단말기로부터 수신한 L-밴드 데이터를 국부 발진기로부터 출력되는 소정의 중심 주파수와 곱하여 중심 주파수 대역으로 변환시키는 곱셈기; 상기 곱셈기로부터 출력되는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환시키는 아날로그/디지털 변환부; 소정의 윈도우 시간 구간 내에서 상기 아날로그/디지털 변환부에서 출력되는 디지털 신호로부터 해당 위성 단말기의 위치값을 추출하는 서쳐 기능 수행부; 상기 서쳐 기능 수행부로부터 추출된 위치값을 참조하여 상기 수신된 디지털 신호에 대한 트래킹을 수행하는 핑거 기능 수행부; 및 상기 핑거 기능 수행부에 의해 트래킹한 후, 수신된 신호를 복조하는 복조부;를 포함함을 특징으로 한다.The apparatus of the present invention for achieving the above object; A satellite communication system includes a predetermined communication satellite, a central station transmitting predetermined broadcast information to a plurality of subscribers through the communication satellite, and a plurality of satellite terminals receiving information transmitted from the central station through the communication satellite. And the forward link data transmitted from the central station to the satellite terminal uses a time division multiple access scheme, and the reverse link data transmitted from the satellite terminal to the central station uses a code division multiple access scheme in a bidirectional satellite communication system. In the apparatus for receiving and demodulating the reverse link data transmitted from the satellite terminal in the central station, the L-band data received from the satellite terminal multiplied by a predetermined center frequency output from the local oscillator to convert to the center frequency band Multiplier; An analog / digital converter for converting an analog signal output from the multiplier into a digital signal; A searcher function extracting unit extracting a position value of the satellite terminal from the digital signal output from the analog / digital converter within a predetermined window time interval; A finger function performer which performs tracking on the received digital signal with reference to the position value extracted from the searcher function performer; And a demodulator for demodulating the received signal after tracking by the finger function performing unit.
한편, 상기 장치는 상기 아날로그/디지털 변환기로부터 출력되는 디지털 신호를 수신하여 중심 주파수 레벨에서의 반송 주파수 성분을 검출하는 주파수 오프셋 검출부;를 더 포함함을 특징으로 한다.The apparatus may further include a frequency offset detector configured to receive a digital signal output from the analog / digital converter and detect a carrier frequency component at a center frequency level.
또한, 상기 장치는 상기 주파수 오프셋 검출부로부터 획득한 수신된 신호의 중심 주파수 정보를 기저장된 위성 단말기의 송신 중심 주파수와 비교하고, 상기 비교 결과에 따라 상기 국부 발진부의 출력되는 주파수 값을 조정하는 제어부;를 더 포함함을 특징으로 한다.The apparatus may further include: a controller configured to compare center frequency information of the received signal obtained from the frequency offset detector with a transmission center frequency of a pre-stored satellite terminal, and adjust the output frequency value of the local oscillator according to the comparison result; It characterized in that it further comprises.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1 방법은; 소정의 통신 위성과, 복수의 가입자들에게 소정의 방송 정보를 상기 통신 위성을 통해 전송하는 중심국과, 상기 중심국에서 전송한 정보를 상기 통신 위성을 통해 수신하는 복수의 위성 단말기들로 위성 통신 시스템을 구성하고, 상기 중심국에서 상기 위성 단말기로 전송되는 순방향 링크 데이터는 시분할 다중 접속 방식을 사용하며, 상기 위성 단말기에서 상기 중심국으로 전송되는 역방향 링크 데이터는 코드 분할 다중 접속 방식을 사용하는 양방향 위성 통신 시스템에서, 상기 위성 단말기로부터 전송된 역방향 링크 데이터를 상기 중심국에서 수신하여 복조하는 방법에 있어서, 상기 위성 단말기로부터 해당 위성 단말기의 기본적인 확산 코드 오프셋 값으로 전송된 데이터를 수신하는 단계; 상기 위성 단말기로부터 수신된 데이터를 통해 해당 위성 단말기의 위치 및 에너지 값을 확인하는 단계; 상기 획득한 위치 값에 대해 확인한 에너지 값이 상기 중심국에서 미리 설정한 기준값 범위 내에서 적정한 값을 가지고 있는지를 확인하는 단계; 상기 수신 데이터에 의해 해당 위성 단말기의 위치를 찾게 될 경우, 상기 검색된 위치값을 참고하여 수신된 신호를 트래킹하는 단계; 및 상기 위성 단말기의 정확한 확산 코드 오프셋 값을 획득하고, 상기 해당 위성 단말기와 호 처리 과정을 수행하는 단계;를 포함함을 특징으로 한다.The first method of the present invention for achieving the above object; A satellite communication system includes a predetermined communication satellite, a central station transmitting predetermined broadcast information to a plurality of subscribers through the communication satellite, and a plurality of satellite terminals receiving information transmitted from the central station through the communication satellite. And the forward link data transmitted from the central station to the satellite terminal uses a time division multiple access scheme, and the reverse link data transmitted from the satellite terminal to the central station uses a code division multiple access scheme in a bidirectional satellite communication system. A method for demodulating and receiving reverse link data transmitted from the satellite terminal at the central station, the method comprising: receiving data transmitted from the satellite terminal at a basic spreading code offset value of the satellite terminal; Confirming a position and energy value of the satellite terminal through the data received from the satellite terminal; Confirming whether an energy value identified for the acquired position value has an appropriate value within a reference value range preset by the central station; Tracking the received signal by referring to the found position value when the position of the satellite terminal is found by the received data; And acquiring an accurate spreading code offset value of the satellite terminal and performing a call processing process with the corresponding satellite terminal.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제2 방법은; 소정의 통신 위성과, 복수의 가입자들에게 소정의 방송 정보를 상기 통신 위성을 통해 전송하는 중심국과, 상기 중심국에서 전송한 정보를 상기 통신 위성을 통해 수신하는 복수의 위성 단말기들로 위성 통신 시스템을 구성하고, 상기 중심국에서 상기 위성 단말기로 전송되는 순방향 링크 데이터는 시분할 다중 접속 방식을 사용하며, 상기 위성 단말기에서 상기 중심국으로 전송되는 역방향 링크 데이터는 코드 분할 다중 접속 방식을 사용하는 양방향 위성 통신 시스템에서, 상기 위성 단말기로부터 전송된 역방향 링크 데이터를 상기 중심국에서 수신하여 복조하는 방법에 있어서, 수신 신호의 IF 레벨에서의 반송 주파수 성분을 검출하는 단계; 상기 획득한 수신된 신호의 중심 주파수 정보를 기저장된 해당 위성 단말기의 송신 중심 주파수와 비교하는 단계; 상기 획득한 수신된 신호의 중심 주파수 정보와 상기 기저장된 위성 단말기의 송신 중심 주파수의 오프셋 값을 계산하는 단계; 및 상기 계산된 값에 의해 국부 발진부의 출력 주파수 값을 조정함으로써 수신 신호의 주파수 오프셋 값을 보상하는 단계;를 더 포함함을 특징으로 한다.The second method of the present invention for achieving the above object; A satellite communication system includes a predetermined communication satellite, a central station transmitting predetermined broadcast information to a plurality of subscribers through the communication satellite, and a plurality of satellite terminals receiving information transmitted from the central station through the communication satellite. And the forward link data transmitted from the central station to the satellite terminal uses a time division multiple access scheme, and the reverse link data transmitted from the satellite terminal to the central station uses a code division multiple access scheme in a bidirectional satellite communication system. A method for demodulating and receiving reverse link data transmitted from the satellite terminal at the central station, the method comprising: detecting a carrier frequency component at an IF level of a received signal; Comparing the center frequency information of the obtained received signal with a transmission center frequency of the corresponding satellite terminal previously stored; Calculating offset values of the center frequency information of the obtained received signal and the transmission center frequency of the pre-stored satellite terminal; And compensating for the frequency offset value of the received signal by adjusting the output frequency value of the local oscillator according to the calculated value.
이하 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 상세한 설명을 첨부된 도면들을 참조하여 설명한다. 하기에는 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.Hereinafter, a detailed description of a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the following description, detailed descriptions of well-known functions or configurations will be omitted when it is determined that the detailed descriptions of the known functions or configurations may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention.
본 발명은 순방향 링크와 역방향 링크의 통신 방식이 서로 상이한 양방향 위성 통신 시스템, 특히 역방향 링크를 코드 분할 다중 접속(Code Division Multiple Access; 이하, 'CDMA'이라 한다) 방식으로 적용하는 양방향 위성 통신 시스템에서, 상기 역방향 링크를 통해 수신된 데이터를 중심국에서 복조하는 장치 및 방법을 제안한다.The present invention is a bidirectional satellite communication system in which the forward link and the reverse link are different from each other, particularly in a bidirectional satellite communication system in which the reverse link is applied by Code Division Multiple Access (hereinafter, referred to as 'CDMA'). An apparatus and method for demodulating data received through the reverse link in a central station is provided.
이때, 상기 역방향 링크를 통해 CDMA 방식으로 전송된 데이터는 상당히 긴 거리를 위성을 통해 전송되므로, 일반적인 이동통신 시스템에 적용되는 CDMA 방식과 달리 심각한 시간 지연 현상(일반적으로 300ms 정도)이 발생한다. 아울러, 반송 주파수(carrier frequency)의 편이(shifting) 현상이 발생한다. 따라서, 중심국의 복조 장치에서 상기 시간 지연 및 주파수 편이 현상들을 보상할 수 있는 기능들이 구현되어야 한다.In this case, since the data transmitted by the CDMA method through the reverse link is transmitted over a very long distance, a serious time delay phenomenon (generally about 300 ms) occurs unlike the CDMA method applied to a general mobile communication system. In addition, shifting of a carrier frequency occurs. Therefore, functions that can compensate for the time delay and frequency shift phenomena in the demodulation device of the central station should be implemented.
이하 본 발명을 설명하기에 앞서 먼저 본 발명이 적용되는 양방향 위성 통신 시스템 및 상기 양방향 위성 통신 시스템에서의 중심국 및 가입자 단말기의 구성들을 설명한다.Before describing the present invention, the bidirectional satellite communication system to which the present invention is applied and the configurations of the central station and the subscriber station in the bidirectional satellite communication system will be described.
본 발명이 적용되는 양방향 위성 통신 시스템은 인공 위성을 이용하여 인터넷(internet), 이-메일(e-mail), 위성방송 수신, 화상회의, 동영상 송수신 및 기타 고속 멀티미디어 서비스가 가능하도록 하는 디브이비-에스 위성 방송 기술(이하, 'DVB-S'라 한다)과 광대역 코드 분할 다중 접속(이하, 'W-CDMA'라 한다) 무선 통신기술의 통합을 통한 위성 양방향 통신 시스템이다.The bi-directional satellite communication system to which the present invention is applied is a DVB-enabled device that enables internet, e-mail, satellite broadcasting, video conferencing, video transmission and reception, and other high-speed multimedia services using an artificial satellite. S satellite broadcasting technology (hereinafter referred to as 'DVB-S') and broadband code division multiple access (hereinafter referred to as 'W-CDMA') is a satellite bidirectional communication system through integration.
보다 상세하게는, 서비스를 받는 위성 단말기(Remote Terminal; RT)와 서비스를 제공해주는 중심국(기지국)(Central Station; CS)이 위성을 이용하여 양방향 통신을 하는 경우, 순방향 링크(Forward link)와 역방향 링크(Reverse link 또는 Return link)로 구성되며, 각각 서로 다른 통신 방식인 DVB-S 방식과 W-CDMA 방식을 채택함으로써 위성 방송 기술(DVB-S)과 W-CDMA 무선 통신 기술의 통합을 구현한다. 아울러, W-CDMA 역방향 링크에서는 W-CDMA 서킷 스위칭(Circuit Switching)과 패킷 스위칭(Packet Switching)통신이 가능토록 구현한다.More specifically, in case of a two-way communication using a satellite between a remote terminal (RT) receiving a service and a central station (CS) providing a service, a forward link and a reverse link are used. It consists of a link (Reverse link or Return link), and implements the integration of satellite broadcasting technology (DVB-S) and W-CDMA wireless communication technology by adopting different communication methods, DVB-S and W-CDMA. . In addition, the W-CDMA reverse link enables W-CDMA circuit switching and packet switching communication.
한편, 본 발명이 적용되는 각각 서로 다른 통신 방식, 특히 역방향 링크에서 코드 분할 다중 접속 방식을 사용하는 양방향 위성 통신 방식을 위성 확산 다중 접속(Satellite Spread Multiple Access; 이하, 'SSMA'라 한다) 방식이라 칭하기로 한다. 또한, 상기 SSMA 시스템에서 다수의 사용자들에게 순방향 링크를 통해 방송 데이터를 전송하는 기지국 장치를 '중심국'(Central Station; 이하, 'CS'라 한다)이라 칭하기로 하며, 상기 SSMA 시스템에서 상기 CS로부터 방송 데이터를 수신하고, 역방향 링크를 통해 상기 CS로 데이터를 전송하는 가입자 단말기 장치를 '위성 단말기'(Remote Terminal; 이하, 'RT'라 한다)라 칭하기로 한다.Meanwhile, two-way satellite communication methods using code division multiple access schemes in the reverse link, respectively, to which the present invention is applied, are called satellite spread multiple access (SSMA) schemes. It will be called. In addition, a base station apparatus for transmitting broadcast data to a plurality of users through a forward link in the SSMA system will be referred to as a 'Central Station' (hereinafter referred to as a 'CS'), and the SSMA system will be referred to from the CS. A subscriber station apparatus that receives broadcast data and transmits data to the CS through a reverse link will be referred to as a "remote terminal" (hereinafter referred to as "RT").
이하, 상기 SSMA 방식의 통신 시스템을 구성하는 상기 CS 및 RT의 세부 구성을 도 2 및 도 3을 참조하여 설명하기로 한다.Hereinafter, detailed configurations of the CS and the RT constituting the SSMA communication system will be described with reference to FIGS. 2 and 3.
도 2는 본 발명이 적용되는 양방향 위성 시스템에서 중심국의 세부 구조를 나타낸 도면이다.2 is a diagram illustrating a detailed structure of a central station in a bidirectional satellite system to which the present invention is applied.
상기 도 2를 참조하면, 양방향 위성 시스템의 중심국(200)은 위성 안테나(210), 무선(Radio Frequency; RF) 처리부(220), 송신부(230) 및 수신부(240)로 구성된다. 즉, 상기 중심국(200)에서는 송신부(230)에서 DVB-S 등과 같은 방식으로 변조하여 송신 처리하고, 수신부(240)에서 W-CDMA와 같은 방식으로 복조하여 수신 처리한다.Referring to FIG. 2, the
보다 구체적으로 설명하면, 상기 송신부(230)에서는 각 위성 단말기(300)들에게 전송할 데이터를 DVB-S 등과 같은 위성 방송 전송 방식에 의해 변조(Modulation) 처리하고, 상기 변조된 데이터를 무선 처리부(220)의 송신(Tx) 무선(RF) 처리부(221)에서 무선 처리하여 안테나(210)를 통해 전송한다. 상기 송신부(230)는 IP(Internet Protocol) 캡슐화부(Encapsulator)(233), 다중화부(Multiplexer; 232), 변조부(Modulator; 231) 등으로 구성된다. 상기 IP 캡슐화부(233)는 이더넷(Ethernet; 250) 등과 같은 네트워크로부터 수신되는 방송 데이터 등을 수신하여 IP 헤더를 추가하는 기능을 수행한다. 상기 다중화부(232)는 IP 캡슐화부(233)로부터 다수의 데이터를 전송 받아 다중화하여 전송하는 기능을 수행한다. 또한, 상기 변조부(231)는 상기 다중화부(232)로부터 다중화된 데이터를 수신하여 FEC(Forward Error Correction)/DVB(Digital Video Broadcasting)/QPSK(Quadrature Phase Shift Keying) 등의 방법에 의해 부호화 및 변조하는 역할을 수행한다.In more detail, the
즉, 사용자를 위한 멀티미디어 스트림을 생성하는 멀티미디어 스트림 서버(미도시) 또는 외부 네트웍에서 수신한 데이터나 상기 멀티미디어 스트림 서버에서 생성된 멀티미디어 스트림 데이터를 내부 통신 인터페이스인 이더넷(250)을 통해 전달받아 IP 캡슐화부(233)에서 IP 통신을 위한 포맷으로 변환하고, 상기 IP 캡슐화부(233)에서 변환된 IP 데이터를 변조부(231)에서 MPEG-2 DVB-S(Digital Video Broadcasting-Satellite) 방식 등의 데이터로 변조하게 된다.That is, an IP encapsulation is received through a multimedia stream server (not shown) that generates a multimedia stream for a user or data received from an external network or multimedia stream data generated by the multimedia stream server through an internal
한편, 상기 송신부(230)로 공급되는 방송 데이터들은 응용 서버(Application Server; 251) 또는 데이터베이스 서버(Database Server; 252) 등을 통해 제공받거나, 게이트웨이(Gateway; 254) 및 라우터(Router; 256)를 통해 인터넷(Internet; 257)과 연결하여 외부 컨텐츠 제공자로부터 제공받을 수도 있다.The broadcast data supplied to the
또한, 상기 중심국(200)은 이더넷(250)으로 연결된 네트워크 관리 시스템(Network Management System; 이하, 'NMS'라 한다)(253)을 통해 자신의 상태 등이 관리된다.In addition, the
한편, 상기 중심국(200)의 수신부(240)는 각 위성 단말기(100)들로부터 수신된 W-CDMA 형식의 데이터들을 수신하여 복조하게 된다. 즉, 각 위성 단말기(100)들에 의해 전송된 신호가 상기 위성 안테나(210)를 통해 수신되고, 상기 RF 처리부(220)의 수신(Rx) 무선(RF) 처리부(222)에서 무선 신호 처리된 후, 상기 수신부(240)에서 복조된다.Meanwhile, the
상기 수신부(240)는 상기 시스템에 가입한 복수의 가입자들로부터 수신되는 신호의 처리가 가능하도록 복수개의 채널 카드들로 구성된다. 또한, 각 채널 카드들은 직접 수신된 데이터를 복조 처리하는 디지털 유닛(Digital Unit; 이하, 'DU'라 한다) 및 상기 DU로 클록을 공급하며, 상기 수신부(240)를 관리하는 허브 제어 처리부(Hub Control Processor Unit; 이하, 'HCPU'라 한다)로 구성된다.The receiving
상기 DU는 RF 처리부(220)에서 수신한 중간 주파수(Intermediate Frequency; 이하, 'IF'라 한다) 신호를 그에 상응하는 디지털 신호로 변환을 하는 중간 주파 인터페이스 카드 어셈블리(IF interface Card Assembly; 이하, 'IFCA'라 한다)(241), 상기 중간 주파 인터페이스 카드 어셈블리(241)에서 변환된 디지털 IF신호를 QPSK 복조하는 멀티-레이트 채널 카드 어셈블리(Multi-rate Channel Card Assembly; 이하, 'MCCA'라 한다)(242) 및 상기 MCCA(242)에서 출력되는 데이터를 클록 공급부(Hub System Clock; 이하, 'HBSC'라 한다)(246)로부터 공급되는 클록에 동기시켜 이더넷(250)을 통해 전송하는 디지털 유니트 컨트롤 카드 어셈블리(Digital unit Control Card Assembly; 이하, 'DCCA'라 한다)(243)로 구성된다.The DU is an intermediate frequency interface card assembly (IF interface card assembly) for converting an intermediate frequency (hereinafter, referred to as IF) signal received from the
또한, 상기 HCPU는 GPS 수신기에 동기된 클록을 바탕으로 중심국(200) 내 유니트(Unit)에서 필요한 클록(Clock)을 생성하여 공급해주는 클록 공급부(HBSC; 246), 상기 중심국(200) 내 알람(alarm)신호들을 취합하여 각 유니트의 상태 정보를 판독하는 알람 컨트롤 프로세서 카드 어셈블리(Alarm Control Processor card Assembly; 이하, 'ACPA'라 한다)(244), 상기 ACPA(244)와 HBSC(246)에 연결되며, 역방향 링크를 전반적으로 운용, 관리하며, 각 유니트들을 제어하여 호 설정 및 해제, 이상상태 관리 유지보수 기능 등을 수행하는 허브 컨트롤 프로세서 카드 어셈블리(Hub Control Processor card Assembly; 이하, 'HCPA'라 한다)(245)로 구성된다.In addition, the HCPU is a clock supply unit (HBSC) 246 for generating and supplying a required clock (Clock) in the unit (Unit) in the
즉, 상기 수신 무선 처리부(222)에서 수신된 데이터를 무선 처리하여 L-밴드(Band)(예컨대, 950~1450MHz 대역) 신호로 출력하고, 상기 L-밴드 신호는 IFCA(241)에서 중간 주파수 신호(예컨대, 70MHz 대역)로 변환되며, A/D 컨버터에 의해 디지털 신호로 변환된다.That is, the received
상기 IFCA(241)로부터 출력되는 디지털 신호는 MCCA(242)로 입력되고, 상기 입력된 디지털 신호, 즉 역방향 채널 데이터를 복조하여 DCCA(243)로 전달한다. 한편, 상기 DCCA(243)는 상기 DU 전체를 제어하며, 상기 HBSC(246)로부터 수신한 클록을 각 유닛에 전달하게 된다. 또한, 상기 MCCA(242)로부터 복조된 데이터를 수신하고, 상기 HBSC(246)로부터 입력되는 클록에 의해 상기 수신된 복조 데이터를 출력하게 된다.The digital signal output from the
한편, 상기 중심국(200)은 이더넷(250)으로 연결된 위성 가입자 관리 시스템(Remote Subscriber Management System; 이하, 'RSMS'라 한다)(256)을 통해 RT(300)들에 대한 사용자 정보 등을 관리하게 된다.Meanwhile, the
도 3은 본 발명이 적용되는 양방향 위성 시스템에서 위성 단말기(RT; 300)의 세부 구조를 나타낸 도면이다.3 is a diagram illustrating a detailed structure of a satellite terminal (RT) 300 in a bidirectional satellite system to which the present invention is applied.
상기 도 3을 참조하면, 양방향 위성 시스템의 위성 단말기(300)는 베이스 밴드 처리부(310), 송신부(320) 및 수신부(330) 등으로 구성된다. 즉, 상기 위성 단말기(300)에서는 송신부(320)에서 W-CDMA와 같은 방식으로 변조하여 송신 처리하고, 수신부(330)에서 DVB-S 등과 같은 방식으로 복조하여 수신 처리한다.Referring to FIG. 3, the
한편, 베이스 밴드 처리부(310)는 단말기 동작에 필요한 메모리 영역과 데이터를 처리하는 데 사용되는 버퍼를 위한 공간을 제공하며, 단말기 동작을 위한 운 영체제의 저장공간도 제공하는 메모리(313), 상기 메모리(313)와 연결되며 위성을 통해 순방향 링크로 전송되는 데이터의 수신 및 처리 동작을 제어하며, 사용자가 요구하는 데이터를 송신 데이터로 변환하여 역방향 링크를 통해 상기 위성으로 송신하는 동작을 제어하는 제어부(314), 상기 제어부(314)와 연결되어 순방향 링크를 통해 전달되는 DVB-S 상의 MPEG-2 데이터를 복조해 내는 데이터 처리부(311), 단말기의 상태 등의 정보를 7-세그먼트(segment) 등의 형태로 출력하는 디스플레이부(312) 및 상기 베이스 밴드 처리부(310)가 외부 네트워크 등과 통신하기 위한 외부 인터페이스부(315) 등으로 구성된다.Meanwhile, the
한편, 상기 베이스 밴드 처리부(310)는 상기 외부 인터페이스부(315)를 통해 상기 제어부(314)와 접속되어 최대 1Mbps의 직렬통신 인터페이스를 제공하는 직렬 통신부(318), 상기 제어부(314)와 접속되어 10 base-T 이더넷 인터페이스를 제공하는 이더넷(317) 및 위성 방송을 위한 아날로그 비디오/오디오 인터페이스를 제공하는 아날로그 오디오/비디오 인터페이스부(319) 등과 연결된다.On the other hand, the
상기에서 수신부(330)는, 순방향 링크의 DVB-S 방식의 데이터가 수신되면 DVB-S 복조 및 QPSK 복조 기능을 수행하는 수신 튜너(333), 상기 수신 튜너(333)에서 전달되는 신호를 디지털 데이터로 변환하고 그 변환한 디지털 데이터의 에러 정정을 수행하는 아날로그/디지털 변환 및 데이터 에러 정정부(ADC & FEC; 332), 상기 아날로그/디지털 변환 및 데이터 에러 정정부(332)에서 출력되는 데이터 스트림을 역다중화하여 상기 메모리부(313)에 임시 저장하는 역다중화부(331)로 구성된다.The receiving
또한, 상기 송신부(320)는, W-CDMA 방식 변조를 위한 클록과 데이터 송신에 필요한 클록을 제공해주는 클록 발생부(321), 상기 클록 발생부(321)에서 공급되는 클록에 따라 송신 데이터를 W-CDMA 방식 데이터로 변조하는(즉, 소정의 확산 코드를 곱하고, QPSK 변조하는) W-CDMA 변조부(322), 상기 W-CDMA 변조부(322)에서 변조된 W-CDMA 방식 데이터를 아날로그 신호로 변조하며, L-대역 직접 변환, 자동 이득 제어를 수행하는 송신 튜너(323) 등으로 구성된다.In addition, the
이와 같이 구성된 본 발명에 적용되는 양방향 위성 통신 시스템은 중심국(200)에서 전송된 데이터가 위성(100)을 거쳐 단말기(300)에 수신되는 순방향 링크와 단말기(300)에서 전송된 데이터가 위성(100)을 거쳐 중심국(200)에 전송되는 역방향 링크로 동작을 한다.In the bidirectional satellite communication system applied to the present invention configured as described above, the forward link and the data transmitted from the terminal 300 receive data transmitted from the
먼저 순방향 링크의 동작을 살펴보면 다음과 같다.First, the operation of the forward link is as follows.
사용자가 위성(100)을 통해 중심국(200)에 접속을 한 후 멀티미디어 서비스를 요구하면, 웹 서버(미도시)의 제어에 따라 네트웍 어드레스 변환기(NAT : Network Address Transfer)(미도시)를 통해 해당 웹사이트가 연결된다.When the user requests a multimedia service after connecting to the
이후 해당 웹사이트에서 사용자에게 제공되는 데이터 또는 멀티미디어 서비스를 위해 멀티미디어 스트림 서버(미도시) 등에서 생성된 스트림 데이터는 이더넷(250)을 통해 IP 캡슐화부(233)로 전달된다.Thereafter, the stream data generated by the multimedia stream server (not shown) or the like for data provided to the user on the website or the multimedia service is transferred to the
상기 IP 캡슐화부(233)는 상기 멀티미디어 스트림 서버 등에서 생성된 멀티미디어 스트림 데이터 또는 외부 네트웍에서 수신한 데이터를 내부 통신 인터페이스인 이더넷(250)을 통해 전달받아 IP(인터넷 프로토콜)통신을 위한 포맷으로 변환 하여 다중화부(232)를 거쳐 변조부(231)에 전달한다.The
상기 변조부(231)는 상기 IP 캡슐화부(233)에서 변환된 IP 데이터를 MPEG-2 DVB-S 방식의 데이터로 변조하여 RF 처리부(220)를 통해 위성(100)으로 송신하게 된다.The
이렇게 송신되는 순방향 링크 신호는 위성(100)을 경유하여 위성 단말기(300)로 전달되며, 상기 위성 단말기(300)는 이를 수신하여 처리하게 된다.The forward link signal thus transmitted is transmitted to the
즉, 위성 단말기(300)내의 제어부(314)는 상기 위성(100)을 통해 순방향 링크의 DVB-S 방식 데이터가 수신되면 수신부(330)의 전체적인 제어를 담당하고, 상기 수신부(330)내의 수신 튜너(333)에서는 DVB-S 복조 및 QPSK 복조 기능을 수행하여 아날로그/디지털 변환 및 에러 정정부(332)에 전달한다.That is, the
상기 수신부(330)내의 아날로그/디지털 변환 및 에러 정정부(332)는 수신튜너(333)에서 전달되는 신호를 디지털 데이터로 변환하고 변환된 데이터의 에러를 정정하는 기능을 수행한 후에 역다중화부(331)에 전달한다.The analog / digital conversion and
상기 수신부(330)내의 역다중화부(331)는 상기 아날로그/디지털 변환 및 에러 정정부(332)에서 전달되는 데이터 스트림을 역다중화하며 데이터 처리부(311)에서의 데이터를 처리를 위해 상기 역다중화한 데이터 스트림을 임시 저장한다.The
상기 제어부(314)는 사용자가 데이터를 원하는 시점에서 역다중화부(331)를 제어하여 데이터를 데이터 처리부(311)에 전달해주도록 하며, 상기 데이터 처리부(311)는 전달받은 MPEG-2 데이터를 복조해낸다.The
상술한 과정들을 통해 순방향 링크의 데이터를 수신 및 처리하게 된다. 다음 으로 단말기(300)에서 위성(100)을 통해 중심국(200)으로 데이터를 전송하는 역방향 링크의 동작을 살펴보면 다음과 같다.Through the above-described processes, data of the forward link is received and processed. Next, the operation of the reverse link for transmitting data from the terminal 300 to the
먼저, 단말기(300)에서 위성(100)을 통해 필요한 데이터를 요청하고자 하는 경우, 제어부(314)의 제어에 따라 송신부(320)에서 해당 송신 데이터를 생성하여 송신하게 된다.First, when the terminal 300 wants to request necessary data through the
이를 좀 더 상세히 설명하면, 상기 송신부(320)내의 클록 발생부(321)는 W-CDMA 방식 변조를 위한 클록과 데이터 송신에 필요한 클록을 생성하여 CDMA 변조부(322) 및 송신 튜너(323)에 각각 제공해주게 된다. 예컨대, 상기 클록 발생부(321)는 데이터 변조를 위한 32.768MHz의 클록과 10MHz의 시스템 클록을 생성하여 각 블록에 알맞게 공급해준다.In more detail, the
다음으로 W-CDMA 변조부(322)는 상기 클록 발생부(321)에서 공급되는 클록에 따라 송신 데이터를 W-CDMA 방식 데이터로 변조하게 되고(즉, 소정의 확산 코드를 곱하고, QPSK 변조하게 되고), 송신 튜너(323)는 상기 W-CDMA 변조기(322)에서 변조된 W-CDMA 방식의 QPSK 변조된 디지털 데이터를 그에 상응하는 아날로그 신호로 변환하며, L-대역 직접 변환(L-band direct conversion) 및 자동 이득 제어(Auto gain control)를 수행한 후 위성 트랜스미터를 통해 상기 데이터를 위성(100)으로 송신하게 된다.Next, the W-
상술한 바와 같이 위성(100)으로 송신된 역방향 신호는 위성(100)을 통해 중심국(200)으로 전송된다.As described above, the backward signal transmitted to the
한편, 상기 중심국(200)의 IFCA(241)는, RF부분에서 수신한 중간 주파(IF) 신호를 그에 상응하는 디지털 신호로 변환을 하여 MCCA(242)로 전달한다.Meanwhile, the
상기 멀티-레이트 채널 카드 어셈블리(242)는 상기 IFCA(241)에서 변환된 디지털 IF신호를 QPSK 복조하여 DCCA(243)에 전달한다.The multi-rate
한편, HBSC(246)는 GPS 수신기에 동기된 클록을 바탕으로 중심국내 유니트에서 필요한 클록을 생성하여 각 블록에 공급해주게 되며, ACPA(244)는 상기 중심국내 알람(alarm)신호들을 취합하고 각 유니트의 상태 정보를 판독하여 HCPA(245)에 전달한다.On the other hand,
상기 HCPA(245)는 상기 ACPA(244)와 HBSC(246)에 연결되며, 역방향 링크를 전반적으로 운용 및 관리하며, 각 유니트들을 제어하여 호 설정 및 해제, 이상상태 관리 유지보수 기능 등을 수행하게 된다.The
아울러 상기 DCCA(243)는 상기 HCPA(245)의 제어에 따라 상기 MCCA(2428)에서 출력되는 데이터를 상기 HBSC(246)에서 공급된 클록에 동기시켜 이더넷(250)을 통해 송신단으로 전송한다.In addition, the
상기에서는 도 2 및 도 3을 참조하여 양방향 위성 시스템에서 중심국(200) 및 위성 단말기(300)의 세부 구조를 상세히 설명하였다. 이하, 도 4를 참조하여 상기 중심국(200)의 수신부(240)를 구성하는 각 어셈블리 간의 신호 흐름을 설명한다.In the above, detailed structures of the
도 4는 본발명의 실시예에 따른 양방향 위성 시스템의 중심국에서 수신부의 신호 흐름을 나타낸 도면이다.4 is a diagram illustrating a signal flow of a receiver in a central station of a bidirectional satellite system according to an embodiment of the present invention.
상기 도 4를 참조하면, 상기 IFCA(241)는 중심국(200) 위성 안테나(210)의 저잡음 변환기(Low Noise Block down converter; 이하, 'LNB'라 한다)로부터 L-밴드(L-band) 신호를 받아서 중간 주파수(IF) 대역(예컨대, 70MHz)으로 다운시키고(down conversion), I/Q(In phase/Quadrature) 데이터를 추출해내는 기능을 수행한다. 또한, 상기 IFCA(241)는 HBSC(244)가 제공하는 시스템 클록에 맞춰 작업을 수행한다.Referring to FIG. 4, the
MCCA(242)는 상기 IFCA(241)로부터 받은 I/Q 데이터를 복조(demodulation)하는 기능을 수행하며, 상기 IFCA(241)와 마찬가지로 HBSC(244)가 제공하는 시스템 클록에 맞춰 작업을 수행한다.The
DCCA(243)는 상기 MCCA(242)들로부터 복조된 디지털 데이터(digital data)들을 받아서 이더넷(Ethernet)으로 전송해주는 역할을 수행한다. 한편, 상기 DCCA(243)의 기능은 상기 MCCA(242)에서도 수행될 수 있도록 구현하는 것이 가능하며, 각각의 MCCA(242)가 직접 이더넷(Ethernet)으로 데이터를 전송해 주도록 구현할 수도 있다. 또한, 상기 도 4에는 하나의 MCCA(242)만 있지만 가입자의 수에 따라 실제로는 여러 개의 MCCA(242)가 시스템에 실장될 수 있다.The
HBSC(244)는 위성 위치 확인 시스템(Global Positioning System; 이하, 'GPS'라 한다)에 동기(synchronization)된 시스템 클록(예컨대, 10MHz, 32.768MHz)들을 생성해 낸다. 상기 생성된 클록들은 상기 IFCA(241) 및 MCCA(242) 등으로 공급된다.The
ACPA(246)는 각각의 유닛(unit)들의 동작 상황에서 발생되는 알람(alarm)들을 종합하여 관리하며 그 결과를 HCPA(245)에게 전달한다. 이때, 상기 HCPA(245)는 시스템 내의 각 유닛들의 상태를 모니터링 하며, 상기 ACPA(246)로부터 수신한 정보들을 참조하여 각 유닛들을 제어하는 동작을 수행한다.The
한편, 상술한 바와 같이 역방향 링크를 CDMA 방식으로 적용하는 양방향 위성 통신 시스템에서, 상기 역방향 링크를 통해 CDMA 방식으로 전송된 데이터는 상당히 긴 거리를 위성을 통해 전송되므로, 일반적인 이동통신 시스템에 적용되는 CDMA 방식과 달리 심각한 시간 지연 현상(일반적으로 300ms 정도) 및 반송 주파수(carrier frequency)의 편이(shifting) 현상이 발생한다. 따라서, 본 발명에 따라 상술한 중심국(200)의 복조 장치, 특히 MCCA(242)를 상기 시간 지연 및 주파수 편이 현상들이 보상되도록 구현한다.Meanwhile, in the bidirectional satellite communication system using the reverse link as described above, the CDMA data transmitted through the reverse link is transmitted over a satellite over a long distance, and thus CDMA applied to a general mobile communication system. Unlike the scheme, a serious time delay phenomenon (generally about 300 ms) and shifting of a carrier frequency occur. Accordingly, according to the present invention, the demodulation device of the
이하, 본 발명에 따라 상기 중심국(200)의 복조 장치(특히, MCCA(242))에서 W-CDMA 방식으로 변조된 신호를 수신하고 복조하는 장치 및 방법을 설명한다.Hereinafter, an apparatus and method for receiving and demodulating a signal modulated by a W-CDMA method in a demodulation device (particularly, MCCA 242) of the
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 양방향 위성 시스템의 중심국(200)에서 복조 장치의 세부 구조를 나타낸 도면이다5 is a diagram illustrating a detailed structure of a demodulation device in the
상기 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 중심국(200)의 복조 장치는 수신 데이터를 중간 주파 신호로 변환하고, 디지털 신호로 변환시키는 IFCA(241)와 상기 디지털 신호로 변환된 수신 데이터를 W-CDMA 복조 처리하는 MCCA(242)로 구성된다. Referring to FIG. 5, the demodulation device of the
상기 IFCA(241)는 소정의 중간 주파(IF) 신호를 발생시키는 국부 발진부(Local Oscillator; 508), 무선 처리부(222)로부터 입력받은 L-밴드 신호를 상기 국부 발진부(508)로부터 출력되는 중간 주파 신호와 곱하는 곱셈기(501), 상 기 곱셈기(501)로부터 출력되는 중간 주파 신호 처리된 수신 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환시키는 아날로그/디지털 변환부(Analog/Digital Converter; 이하, 'A/D 변환부'라 한다)(502)로 구성된다.The
또한, 상기 MCCA(242)는 상기 IFCA(241)로부터 디지털 변환된 신호를 입력받아 W-CDMA 방식에 맞게 복조 처리하는 복조부(505)를 포함한다. 한편, 수신된 W-CDMA 변조 처리된 신호는 위성(100)을 통해 수신된 신호이므로, 시간 지연(signal time delay) 현상 및 반송 주파수 편이(carrier frequency shifting) 현상이 발생된다.In addition, the
따라서, 상기 MCCA(242)는 본 발명에 따라 상기 시간 지연 문제를 보상하기 위하여 서쳐 기능 수행부(503) 및 핑거 기능 수행부(504)를 더 구비하게 되며, 상기 반송 주파수 편이 문제를 보상하기 위하여 주파수 오프셋 검출부(506)를 더 구비하게 된다. 또한, 상기 주파수 오프셋 검출부(506)로부터 검출된 수신 중심 주파수 정보에 따라 상기 국부 발진부(508)를 제어하기 위한 제어부(507)를 더 구비한다.Accordingly, the
상기 MCCA(242)에 구비된 주파수 오프셋 검출부(506)는 그 구현에 따라 IFCA(241)에 구비할 수도 있다. 즉, 상술한 중심국(200)의 수신부(240)를 구성하는 각 어셈블리들(즉, IFCA(241), MCCA(242), DCCA(243), ACPA(244), HCPA(245) 및 HBCS(246))은 하나 이상의 기능을 수행하는 칩들을 묶어 놓은 단위이므로, 그 구현에 따라 소정의 어셈블리에 포함된 특정 기능을 수행하는 블록은 다른 인접 어셈블리에서 수행되도록 변형하여 구현될 수도 있다.The frequency offset
한편, 상기 MCCA(242)에 구비된 서쳐 기능 수행부(503) 및 핑거 기능 수행부(504)는 종래의 확산 다중 접속 방식(Spread Multiple Access)(예컨대, W-CDMA 방식)의 수신기에 구비된 서쳐(Searcher) 및 핑거(Finger)와 유사한 기능을 수행하지만, 실제로 상기 서쳐 기능 수행부(503) 및 핑거 기능 수행부(504)는 종래의 이동 무선 환경이 아닌 위성 환경을 통해 수신된 데이터를 처리하게 되므로, 입출력 데이터 형식 및 그 처리 방법에 있어서 종래의 서쳐 및 핑거와는 상이하다. 이에 대한 상세한 설명은 후술하기로한다.Meanwhile, the search
이하, 도 6 내지 도 8을 참조하여 상기 도 5에 도시된 각 기능 블록들을 통해 수신된 데이터에 대해 시간 지연 보상 및 주파수 편이 보상을 수행하는 절차를 상세히 설명한다. 먼저, 도 6을 참조하여 주파수 편이 보상 절차를 설명한다.Hereinafter, a procedure of performing time delay compensation and frequency shift compensation on data received through the respective functional blocks illustrated in FIG. 5 will be described in detail with reference to FIGS. 6 to 8. First, the frequency shift compensation procedure will be described with reference to FIG. 6.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 양방향 위성 시스템의 중심국에서 수신 데이터로부터 주파수 오프셋을 보상하는 절차를 나타낸 흐름도이다.6 is a flowchart illustrating a procedure of compensating a frequency offset from received data at a central station of a bidirectional satellite system according to an embodiment of the present invention.
상기 도 6을 참조하면, 먼저, 상기 MCCA(242)의 주파수 오프셋 검출부(506)는 상기 IFCA(241)의 A/D 변환부(402)를 통해서 출력되는 I(In Phase) 데이터와 Q(Quadrature) 데이터를 수신하여, 수신 신호의 IF 레벨에서의 반송 주파수 성분을 검출(S601 단계)하게 된다.Referring to FIG. 6, first, the frequency offset
그런 다음, 상기 주파수 오프셋 검출부(506)에서 획득한 수신 신호의 IF 레벨에서의 반송 주파수 정보는 제어부(507)로 전달(S602 단계)된다.Then, the carrier frequency information at the IF level of the received signal obtained by the frequency offset
한편, 상기 제어부(507)는 해당 위성 단말기(300)가 송신하는 중심 주파수 성분에 대한 정보를 미리 가지고 있게 되며, 상기 주파수 오프셋 검출부(506)로부 터 획득한 수신된 신호의 중심 주파수 정보를 상기 기저장된 위성 단말기(300)의 송신 중심 주파수와 비교(S603 단계)한다.On the other hand, the
이때, 상기 제어부(507)는 상기와 같은 비교 과정을 통해 상기 주파수 오프셋 검출부(506)로부터 획득한 수신된 신호의 중심 주파수 정보와 상기 기저장된 위성 단말기(300)의 송신 중심 주파수의 차이값인 오프셋(Offset) 값을 계산(S604 단계)하게 된다.At this time, the
마지막으로 상기 계산된 값에 의해 상기 제어부(507)는 상기 IFCA(241)의 국부 발진부(508)의 출력되는 주파수 값을 조정함으로써 수신 신호의 주파수 오프셋 값을 보상(S605 단계)해주게 된다.Finally, the
이하, 도 7 및 도 8을 참조하여, 상기 본 발명에 따라 구현된 MCCA(242)에 의해 시간 지연을 보상하는 절차를 상세히 설명한다.7 and 8, a procedure for compensating for time delay by the
상술한 바와 같이 본 발명이 적용되는 위성 양방향 시스템에서 중심국의 데이터 복조를 주요 기능으로 하는 상기 MCCA(242)에서는 위성을 이용한 통신에 확산 다중 접속(Spread Multiple Access) 방식을 적용함에 따라 발생할 수 있는 시간 지연(Time Delay) 현상을 보상하기 위한 소프트웨어 알고리즘이 추가된다.As described above, in the
즉, 위성 단말기(300)로부터 위성(100)을 거쳐 중심국(200)까지 전달되는 신호는 종래의 지상파가 거쳐가는 거리보다 훨씬 더 먼 거리를 거쳐가야 한다. 따라서, 이에 따른 시간 지연이 발생할 수밖에 없다. 이러한, 시간 지연 현상은 일반적인 위성 통신에 있어서도 가장 중요하게 대두되는 문제이기도 하다. 따라서, 신뢰할 수 있는 위성 통신을 위하여 본 발명에 따른 상기 중심국(200)에서는 위성 단말 기(300)와의 상호적인 통신을 위하여 후술하는 절차에 의해 시간 지연을 보상하게 된다.That is, the signal transmitted from the
특히, CDMA 방식에서는 송수신측의 확산 코드(예컨대, PN(Pseudo Noise) 코드)가 일치하여야 복조할 수 있으므로, 역방향 링크에 있어 코드 분할 다중 접속 방식을 사용하는 본 발명은 시간 지연에 따라 송신측인 위성 단말기(300)와 수신측인 중심국(200)에서의 확산 코드가 맞지 않게 되어 제대로 복조하지 못하는 경우가 발생할 수 있다.Particularly, in the CDMA scheme, since spreading codes (eg, PN (Pseudo Noise) codes) on the transmitting and receiving side must match, demodulation, the present invention using the code division multiple access scheme in the reverse link is a transmission side according to a time delay. The spreading codes at the
한편, 종래의 일반적인 이동통신 시스템에 사용되는 확산 코드는 기지국 구분을 위한 용도로 사용되며, 각 기지국마다 고유의 PN 오프셋 값이 있으며, 이를 각 단말기가 확인하여 기지국간의 정상적인 데이터 통신을 수행한다. 그러나, 본 발명에 적용되는 확산 코드는 기지국 구분을 위한 것이 아니며, 확산되어 전송되는 데이터가 위성을 통해 상당한 거리를 진행하여 도달되므로 일반적인 이동통신 시스템에서 중요하게 고려되지 않는 시간 지연 문제가 발생한다. 따라서, 상기와 같은 시간 지연에 따른 확산 코드의 불일치에 따라 중심국(200)에서 정확한 복조를 수행할 수 없는 문제가 발생하게 된다. 이에 따라, 상기 중심국(200)에서는 상기와 같은 시간 지연에 따른 확산 코드 불일치 문제를 해결하기 위하여 상기 시간 지연에 대한 보상을 수행할 수 있도록 구현되어야 한다.On the other hand, the spreading code used in the conventional mobile communication system is used to distinguish the base station, each base station has a unique PN offset value, each terminal confirms this to perform normal data communication between the base stations. However, the spreading code applied to the present invention is not intended to distinguish the base stations, and since the spreading data is reached over a considerable distance through the satellite, a time delay problem is not considered in a general mobile communication system. Accordingly, there is a problem that accurate demodulation cannot be performed in the
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 양방향 위성 시스템의 중심국에서 수신 데이터로부터 시간 지연 오프셋을 보상하는 절차를 나타낸 흐름도이다.7 is a flowchart illustrating a procedure for compensating for a time delay offset from received data in a central station of a bidirectional satellite system according to an embodiment of the present invention.
상기 도 7을 참조하면, 먼저 위성 단말기(300)는 중심국(200)으로 데이터를 전송하기 위하여 먼저 소정의 억세스 모드(Access Mode)로 초기화(Initialization)(S701 단계)하게 된다.Referring to FIG. 7, the
한편, 일단 상기 위성 단말기(300)는 위성 단말기(300), 위성(100) 및 중심국(200)으로 연결되는 거리에서 발생할 수 있는 시간 지연에 상응한 확산 코드 오프셋(Spreading Code Offset) 값을 포함하고 있으며, 상기 위성 단말기(300)가 초기화되는 과정을 거쳐 기지국에게 억세스(Access)하는 과정에서, 상기 위성 단말기(300)가 기보유하고 있는 기본적인 상기 확산 코드 오프셋 값을 상기 중심국(200)으로 전송하게 된다.Meanwhile, the
상기 중심국(200)의 MCCA(242)에 추가로 구비된 서쳐 기능 수행부(503)에서는 상기 위성 단말기(300)로부터 수신된 데이터를 통해 IDU(In Door Unit), 즉 해당 위성 단말기(300)의 위치를 확인(S702 단계)하게 된다. 즉, 상기 중심국(200)은 상기 위성 단말기(300)가 초기에 가지고 있는 기본 확산 코드 오프셋 값으로 송출한 신호를 수신하고, 상기 중심국(200)의 MCCA(242)에 구비된 서쳐 기능 수행부(503)에서 소정 기준 시간(예컨대, t ms) 내에서 상기 위성 단말기(300)의 위치(Position) 및 에너지(Energy) 값을 알아내는 과정을 수행(S703 단계)한다.
여기서, 상기 '에너지 값'이란 수신한 신호를 복조하는 과정에서 얻어지는 산술적 수치로서 수신한 신호가 가지고 있는 확산코드 성분과 복조 시 사용하는 동일한 확산코드와의 상관관계의 정도를 수학적 계산과 적분을 통해 산출한 값을 말합니다. 즉, 상기 '에너지 값'은 중심국이 단말기의 신호를 얼마나 잘 복조해는가를 말해주는 하나의 지표라고 할 수 있으며, 단말기가 송신한 신호가 잘 복조되면 에너지 값이 높게 나오고 제대로 복조되지 않으면 에너지 값이 낮게 나오는 결과를 가진다. 이러한 '에너지 값'을 왜 이용해야 되는 지에 대한 상세한 설명을 하면 다음과 같다.
확산 시스템에서는 여러 단말기들이 서로 다른 확산코드를 사용하므로 중심국은 각 단말기가 사용한 확산코드와 동일한 확산코드들을 통해 각 단말기의 존재 여부의 판단과 더불어 그 단말기의 신호를 복조해 내는 것이다. 하지만, 중요한 것이 같은 확산코드라고 하더라도 시간 동기가 일치하지 않으면 이 동일한 두 코드는 서로 상이한 코드처럼 인식되고 만다. 복잡한 수학적 계산 대신에 간단한 상관연산을 가지는 예를 들어 아래를 보면 수신 신호와 복조 시 사용되는 코드와의 연산을 나타낸다.(시간적으로 두 비트가 동일하면 "1", 다르면 "0"이라고 가정함)
000111000111000111000111(수신신호)와,
000111000111000111000111(복조 확산코드)를 연산하면,
111111111111 이라는 결과가 나온다.(한번의 시퀀스만 연산함) 즉, 상기 결과의 값을 모두 더하면 0과 1을 가지는 비트연산에서 가장 높은 값이 나오게 되는 것이다.
그러나, 만약 시간 동기가 일치하지 않고 틀어진 경우의 예를 들면,
000111000111000111000111(수신신호)와,
11000111000111000111000111(복조 확산코드)를 연산하면,
001001001001001 이라는 결과가 나온다. 즉, 처음 결과와 비교해봤을 때 비트연산의 값은 현저하게 낮게 나오는 것이다.
상술한 내용을 간단한 수식으로 표현하면 아래와 같다.
즉, 어떤 임의의 시간 T 동안에 두 개의 확산코드를 상호 곱했을 때 같은 확산코드를 곱해준 경우에만 '1'이 되고, 다른 확산코드나 타이밍이 틀린 코드를 곱해줬을 경우에는 '0'이 되는 것을 보여준다. 즉, 단말기가 보낸 확산코드와 기지국이 가지고 있는 확산코드가 시간상 동기가 되어 일치하게 되면 두 코드를 통해 계산한 값이 최대치가 되고 서로 어긋나게 되면 계산한 값은 아무 쓸모 없는 값으로 존재하게 된다. 여기서 두 코드를 통해 계산한 값의 결과가 바로 '에너지 값'을 말하는 것이며, 송신한 신호와 수신한 신호가 기본적으로 동일하고 시간상 일치하게 되면 될수록 상기 '에너지 값'은 높아지게 되어 중심국이 단말기의 신호를 더 잘 복조해 낼 수 있는 것이다.In the search
Here, the 'energy value' is an arithmetic value obtained in the process of demodulating the received signal. The degree of correlation between the spreading code component of the received signal and the same spreading code used for demodulation is calculated through mathematical calculation and integration. The calculated value. That is, the 'energy value' may be an index indicating how well the central station demodulates the signal of the terminal. If the signal transmitted by the terminal is well demodulated, the energy value is high. This has a lower result. A detailed explanation of why these 'energy values' should be used is as follows.
In the spreading system, since different terminals use different spreading codes, the central station demodulates the signals of the terminals as well as determining whether each terminal is present through the same spreading code used by each terminal. However, even if the same spreading code is important, the same two codes are recognized as different codes if the time synchronization is not identical. For example, with simple correlation instead of complex mathematical calculations, the following shows the operation of the received signal and the code used for demodulation (assuming "1" if two bits are equal in time, "0" if different).
000111000111000111000111 (receive signal),
If you calculate 000111000111000111000111 (demodulation spread code),
The result is 111111111111 (only one sequence is computed). That is, adding the values of the result results in the highest value in the bitwise operation having 0 and 1.
However, if the time synchronization is not identical and is wrong, for example
000111000111000111000111 (receive signal),
If you calculate 11000111000111000111000111 (demodulation spread code),
The result is 001001001001001. In other words, when compared to the first result, the value of the bit operation is significantly lower.
If the above content is expressed by a simple equation, it is as follows.
That is, when two spreading codes are multiplied with each other for a certain time T, it becomes '1' only when multiplying the same spreading code, and '0' when multiplying another spreading code or an incorrect timing code. Shows. That is, if the spreading code sent from the terminal and the spreading code of the base station are synchronized with each other in time, the calculated values through the two codes become the maximum value, and if the spreading codes are shifted from each other, the calculated values exist as useless values. Here, the result of the value calculated by the two codes means the 'energy value'. The more the signal transmitted and the received signal are basically identical and match in time, the higher the 'energy value' becomes and the central station receives the signal from the terminal. To better demodulate.
한편, 상기 과정(S703 단계)에 이어, 상기 과정(S703 단계)에서 상기 서쳐 기능 수행부(503)에 의해 획득한 위치 값에 대해 확인한 에너지 값이 상기 중심국(200)에서 미리 설정한 기준값(threshold) 범위 내에서 적정한 값을 가지고 있는지를 확인한다. 만약, 상기 획득한 위치 값에 대해 적정한 에너지 값을 가지고 있다면, 해당 위치를 찾은 경우(Position Lock)이며, 반대로 상기 획득한 위치 값에 대해 적정한 에너지 값을 가지고 있지 않다면 해당 위치를 찾지 못한 경우(Position Unlock)이다.On the other hand, following the process (step S703), the energy value checked for the position value acquired by the search
이때, 상기 수신 데이터에 의해 해당 위성 단말기(300)의 위치를 찾지 못하였다면, 이후 수신되는 데이터에 의해 상기 확인 과정을 반복하게 된다. 즉, 상기 위성 단말기(300)는 상기 중심국(200)이 자신의 위치를 찾지 못하였다는 것을 확인(예컨대, Ack 신호를 수신하지 못함)하고, 자신의 기본 확산 코드 오프셋 값으로 데이터를 재송신하게 된다.In this case, if the location of the
한편, 상기 수신 데이터에 의해 해당 위성 단말기(300)의 위치를 찾게 되면, 상기 검색된 위치값을 MCCA(242)의 핑거 기능 수행부(504)로 전달(S704 단계)하게 된다.On the other hand, when the location of the
상기 서쳐 기능 수행부(503)로부터 위치값을 전달 받은 핑거 기능 수행부(504)는 수신된 신호에 의해 트래킹(tracking)을 시작(S705 단계)하게 된다. 한편, 이때 상기 핑거 기능 수행부(504)는 일반적인 이동통신 시스템에 사용되는 핑거와는 차이가 있으며, 레이크(rake) 수신기를 사용하지 않는다.The finger
상기 핑거 기능 수행부(504)의 트래킹 과정을 거친 후, 해당 위성 단말기(300)의 정확한 확산 코드 오프셋 값을 획득한 상기 중심국(200)은 이후 상기 해당 위성 단말기(300)와 호 처리(Call Processing) 과정을 수행(S706 단계)하게 된다.After the tracking function of the finger
상기 호 처리 과정을 수행한 상기 중심국(200)은 상기 해당 위성 단말기(300)와 트래픽 모드(Traffic Mode)로 전환하여 통신을 시작(S707 단계)하게 된다.The
한편, 상기 도 7에서 상술한 시간 지연 보상 방법을 보다 효율적으로 최적화하기 위하여 하기 도 8과 같은 방법이 추가될 수 있다.Meanwhile, in order to more efficiently optimize the time delay compensation method described above with reference to FIG. 7, the method as shown in FIG. 8 may be added.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 양방향 위성 시스템의 중심국에서 수신 데이터의 확산 코드 오프셋을 최적화하는 절차를 나타낸 흐름도이다.8 is a flowchart illustrating a procedure for optimizing a spreading code offset of received data in a central station of a bidirectional satellite system according to an embodiment of the present invention.
상기 도 8을 참조하면, 상기 중심국(200)의 MCCA(242)에서는 상기 위성 단말기(300)와의 신뢰성 있는 통신을 위해 시간 지연에 의해 발생되는 확산 코드 오프셋 값을 최적화하는 알고리즘이 상술한 도 7의 방법에 추가될 수 있다.Referring to FIG. 8, in the
먼저, MCCA(242)의 서쳐 기능 수행부(503)는 해당 IDU, 즉 위성 단말기(300)로부터 확산 코드 오프셋이 포함된 데이터를 수신(S801 단계)하고, 상기 중심국(200)에서 기저장하고 있는 기본 확산 코드 오프셋을 통해 상기 해당 위성 단말기(300)가 전송하는 데이터 안에서 상기 위성 단말기(300)가 기보유하고 있는 확산 코드 오프셋 값을 검색(S802 단계)하게 된다.First, the search
그런다음, 상기 서쳐 기능 수행부(503)에서 획득한 확산 코드 오프셋 값과 상기 검색된 위성 단말기(300)가 기보유하고 있는 확산 코드 오프셋 값을 비교(S803 단계)하게 된다.Thereafter, the spreading code offset value acquired by the search
마지막으로, 상기 비교 결과 확산 코드 오프셋들 간에 차이가 발생할 경우, 상기 결과 값을 해당 위성 단말기(300)에게 전송함으로써 더욱 정밀한 확산 코드 오프셋 값에 의해 데이터를 전송(S804 단계)할 수 있도록 구현한다.Finally, if a difference occurs between the spreading code offsets as a result of the comparison, the result value is transmitted to the
한편, 상기 서쳐 기능 수행부(503)에서의 확산 코드 오프셋 값의 적용 범위는 위성 단말기(300)가 전송하는 신호를 최대한 빠른 시간 내에 획득하기 위하여 수 ms 시간 안에 위치 값을 획득하도록 처리됨이 바람직하다.On the other hand, the application range of the spreading code offset value in the search
이를 구현하기 위하여, 상기 MCCA(242)의 서쳐 기능 수행부(503)는 기본적으로 1ms 정도의 서치 윈도우(Searching Window)를 가지는 것이 바람직하며, 신뢰할 수 있는 통신을 위하여 수 차례 1ms 서치 과정을 통해 정확한 위치 값을 획득할 수 있다. 이때, 만약 상기 서치 윈도우가 커질 경우 신뢰할 수 있는 통신을 하기 위해서는 큰 시간 지연을 감수하여야 하므로, 빠른 시간 내에 위치값을 찾아 낼 수 있는 1ms 서치 윈도우의 사용은 본 발명의 적용에 있어 효과적으로 작용된다.In order to implement this, the search
도 9a는 본 발명의 실시예에 따른 확산 코드 오프셋 검색 과정에서 위성 단말기에서 중심국으로 전송되는 데이터의 구조를 나타낸 도면이다.FIG. 9A illustrates a structure of data transmitted from a satellite terminal to a central station in a spread code offset search according to an embodiment of the present invention.
상기 도 9a를 참조하면, 상기 도 7에서 상술한 바와 같이 상기 확산 코드 오프셋 검색을 위해 위성 단말기에서 전송하는 데이터에는 IDU 확산 코드 오프셋(910) 값이 포함되는 것이 바람직하다.Referring to FIG. 9A, as described above with reference to FIG. 7, the IDU spread code offset 910 value is included in the data transmitted from the satellite terminal for the spread code offset search.
이에 따라, 상기 데이터를 수신하는 중심국(200)은 상기 수신 데이터를 복조하여 상기 수신 데이터에 포함된 상기 IDU 확산 코드 오프셋(910) 값을 확인함으로써 해당 위성 단말기(300)의 확산 코드 오프셋을 보정하게 된다.Accordingly, the
도 9b는 본 발명의 실시예에 따른 확산 코드 오프셋 검색 과정에서 중심국에서 위성 단말기로 전송되는 데이터의 구조를 나타낸 도면이다.9B illustrates a structure of data transmitted from a central station to a satellite terminal in a spreading code offset search process according to an embodiment of the present invention.
상기 도 9b를 참조하면, 상기 중심국(200)에서 상기 도 9a와 같은 데이터로부터 확산 코드 오프셋의 차이값을 산출하게 되면, 상기 산출 결과에 의해 보상된 확산 코드 오프셋 값(920)을 해당 위성 단말기(300)로 전송함으로써, 이후 정확한 확산 코드 오프셋 값에 의해 데이터가 전송되도록 구현하게 된다.Referring to FIG. 9B, when the
한편, 본 발명의 실시예에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도내에서 여러가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허 청구의 범위뿐만 아니라 이 특허 청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.On the other hand, in the embodiment of the present invention has been described with respect to specific embodiments, various modifications are possible without departing from the scope of the invention. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be defined not only by the appended claims, but also by those equivalent to the claims.
본 발명에 따르면, 양방향 위성 통신 시스템의 역방향 링크에 CDMA 방식을 적용함으로써 가입자 단말기들의 수용 용량을 늘이고, 데이터 보안을 강화할 수 있다는 장점이 있다. 또한, 본 발명에 따르면 CDMA 방식의 데이터를 위성을 통해 전송하게 됨으로써 발생되는 시간 지연(time delay)의 문제 및 주파수 편이(frequency shifting)의 문제를 해결하여 효과적인 양방향 위성 통신을 구현할 수 있다.According to the present invention, by applying the CDMA scheme to the reverse link of the two-way satellite communication system, there is an advantage that the capacity of subscriber stations can be increased and data security can be enhanced. In addition, according to the present invention it is possible to implement an effective two-way satellite communication by solving the problem of time delay and frequency shifting caused by transmitting the CDMA data through the satellite.
Claims (13)
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