KR100704110B1 - System of satellite mobile communication service with spread-spectrum - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 정지궤도상에 있는 무궁화 위성을 이용하여 한반도 및 인근 해상 지역에서 지상 및 이동 단말국간의 음성, 팩스 및 데이터 송수신 서비스 등을 제공하기 위한 위성 이동통신 서비스 시스템에 관한 것으로, 위성을 이용한 이동통신 서비스 시스템에 있어서, 위성 이동통신망을 제어 관리하고, 의사잡음(PN) 코드들의 풀(Pool)을 제공하고, 이진위상천이키잉(BPSK) 신호로 전송되는 역방향 링크 데이터를 발생시키며, 스펙트럼이 확산된 수신 반송파를 음성 및 데이터 채널로 전환하고, 모든 통화 관련 자료들을 기록 및 보존하는 제어 수단; 및 위성과 최적의 신호가 송수신될 수 있도록 위성 추적기 및 수신기를 부착하여 상기 위성의 위치를 탐색 및 추적하고, 상기 제어 수단의 제어에 따라 상기 위성 이동통신망을 통해 음성, 팩스, 데이터를 송수신하기 위한 다수의 단말기를 포함한다.The present invention relates to a satellite mobile communication service system for providing voice, fax, and data transmission / reception services between terrestrial and mobile terminal stations in the Korean peninsula and nearby maritime regions using geometries of geostationary orbit. In a mobile communication service system, a satellite mobile communication network is controlled and managed, a pool of pseudo noise (PN) codes are provided, and reverse link data transmitted as a binary phase shift keying (BPSK) signal is generated, Control means for converting the spread received carrier into a voice and data channel and recording and preserving all call related materials; And attaching a satellite tracker and a receiver so that an optimal signal can be transmitted to and received from the satellite, and searching and tracking the position of the satellite, and transmitting and receiving voice, fax, and data through the satellite mobile communication network under the control of the control means. It includes a plurality of terminals.
무궁화 위성, 중심국, 단말기, 위성 이동통신, DS-CDMA, LPC-VQMugunghwa Satellite, Central Station, Terminal, Satellite Mobile Communication, DS-CDMA, LPC-VQ
Description
도 1 은 본 발명이 적용되는 위성 이동통신 서비스 개념을 나타낸 설명도.1 is an explanatory diagram showing a concept of satellite mobile communication service to which the present invention is applied;
도 2 는 본 발명에 따른 위성 이동통신 서비스 시스템의 구성 예시도.2 is an exemplary configuration diagram of a satellite mobile communication service system according to the present invention;
도 3 은 본 발명에 따른 위성 이동통신 서비스 시스템중 이동 단말국의 상세 구성 예시도.3 is an exemplary detailed configuration of a mobile terminal station in a satellite mobile communication service system according to the present invention;
도 4 는 본 발명에 따른 위성 이동통신 서비스 방법에 대한 일실시예 흐름도.4 is a flowchart illustrating an embodiment of a satellite mobile communication service method according to the present invention;
도 5 는 본 발명에 따른 위성 이동통신 서비스 방법에 대한 다른 실시예 흐름도.5 is a flowchart of another embodiment of a satellite mobile communication service method according to the present invention;
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawings
11 : 무궁화 위성 12 : 중심국( HUB)11: Mugunghwa Satellite 12: Central Station (HUB)
13 : 이동 단말국 14 : 지상 단말국13: mobile terminal station 14: ground terminal station
본 발명은 주파수 확산 방식을 적용한 위성 이동통신 서비스 시스템에 관한 것으로, 특히 정지궤도상에 있는 무궁화 위성을 이용하여 한반도 및 인근 해상 지역에서 지상 및 이동 단말국간의 음성, 팩스 및 데이터 송수신 서비스 등을 제공할 수 있도록 한 주파수 확산 방식을 적용한 Ku 대역 위성 이동통신 서비스 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a satellite mobile communication service system using a frequency spreading method. In particular, the present invention provides voice, fax, and data transmission / reception services between terrestrial and mobile terminal stations in the Korean peninsula and nearby maritime areas by using Mugunghwa satellite on a geostationary track. A Ku-band satellite mobile communication service system using a frequency spreading scheme.
위성 이동 데이터 서비스는 이동중인 차량이나 선박으로부터 이동체를 관리하는 회사까지 위성 및 지상망으로 데이타 링크를 구성하여 위치정보 및 이동체 관리를 위한 양방향 데이터 통신을 제공하는 서비스인데, 이러한 위성 데이터 서비스는 화물운송회사, 경비용역해운회사 등의 이동체 관리 등에 이용된다.The satellite mobile data service is a service that provides two-way data communication for location information and mobile management by constructing data links from satellites and terrestrial networks from moving vehicles or ships to companies that manage mobile vehicles. It is used for the management of moving objects such as companies and security service shipping companies.
위성을 이용한 통신 방식은 지상 통신수단에 비해 넓은 지역을 커버하는 광역성, 동시에 여러 지역에 신호를 송신할 수 있는 동보성 및 다양한 통신망을 신속히 구축할 수 있는 망 구성상의 융통성 등의 장점이 있다.The communication method using satellite has advantages such as wide area covering a large area compared to terrestrial communication means, broadcasting ability to transmit signals to various areas at the same time, and flexibility in network construction to quickly establish various communication networks.
우리나라 해상에서의 선박에 대한 통신수단은 해경(VHF) 및 해군(UHF)에서 이용하는 통신방식으로 중계소 반경 100마일권 이내의 통화가능 해역을 중심으로 약 20여개의 중계소를 통해 음성 서비스가 제공되고 있다. 그러나, 이러한 통신방식은 가시거리파에 의한 소통권의 제한, 주파수요 증가로 인한 통화품질 저하 등 여러 가지 문제점을 안고 있다.The communication means for ships at sea in Korea is a communication method used by the maritime (VHF) and the navy (UHF), and voice service is provided through about 20 relay stations centering on the callable area within a radius of 100 miles. . However, this communication method has various problems such as restriction of communication right due to visible distance wave and degradation of call quality due to increased frequency demand.
이를 수요자 요구 측면에서 보면, 현재 소통권 제한, 중계소 관리 등 기존의 해상 통신망에 대한 근본적 한계에 도달하였으며, 통신을 이용 신원 및 범죄 조회 등을 제한된 해상 현장에서 직접 수행하여 작전능력을 향상시키기 위해서는 음성 위주에서 데이터, 팩스(FAX) 등 다양한 서비스를 제공할 수 있는 종합 정보 통신망 구축에 대한 필요성이 대두되었다.In terms of consumer demand, we have reached the fundamental limits of existing maritime communication networks, such as restricting communication rights and managing relay stations, and in order to improve operational capability by directly conducting identity and crime inquiries through limited communication sites. There is a need to establish a comprehensive information communication network that can provide various services such as data and fax (FAX).
한편, 현재 기술적 측면에서 볼 때, 정지궤도 위성인 무궁화 위성을 이용하여 다양한 위성통신 서비스가 제공중이며, 안테나 추적기술, 주파수 확산기술, 음성 압축 기술, 망 관리 기술 등 최근 일련의 하드웨어 및 소프트웨어 기술의 발전에 힘입어 위성통신 서비스는 과거 고정형 일변도에서 이동형 서비스까지 그 응용범위가 확대되는 추세에 있다.On the other hand, from the technical point of view, various satellite communication services are being provided using the geodesic satellite, which is a geostationary satellite, and the recent series of hardware and software technologies such as antenna tracking technology, frequency spreading technology, voice compression technology, network management technology, etc. With the development, satellite communication service is expanding its application range from fixed one way to mobile service.
본 발명에 사용되는 용어를 정의하면 다음과 같다.The terms used in the present invention are defined as follows.
중심국(HUB)은 전체 위성 이동통신망의 흐름을 제어 관리하며, 지상망과 연결되는 게이트웨이(Gateway)이다.The central station (HUB) is a gateway that controls and manages the flow of the entire satellite mobile communication network and is connected to the ground network.
이동 단말국은 코드분할다중접속(CDMA : Code Division Multiple Access) 위성 이동통신 단말기를 보유하며, 이동성을 가지는 가입자 또는 단말국이다.A mobile terminal station has a Code Division Multiple Access (CDMA) satellite mobile communication terminal and is a subscriber or terminal station having mobility.
지상 단말국은 지상망을 통해 중심국에 연동된 전화, 팩스, 퍼스널 컴퓨터(PC)와 같은 단말기이다.A terrestrial terminal station is a terminal such as a telephone, a fax machine or a personal computer (PC) which is linked to a central station through a terrestrial network.
이중도약 성형망(Double-Hop Star Network)에서, 성형망이라 함은 통신망 구성방식의 하나로서, 모든 단말기들이 중심국에 설치된 주 컴퓨터를 통해서 통신하 는 것을 말한다. In the double-hop star network, the forming network is a type of communication network, in which all terminals communicate through a main computer installed in a central station.
위성통신에서는 모든 단말기들이 중심국을 통해 통신할 때 송신단말기→위성→중심국→위성→수신단말기순으로 트래픽이 이동한다. 이 경우 트래픽은 위성을 두 번 거치게 되는데 이것이 이중 도약이다.In satellite communication, when all terminals communicate through a central station, traffic moves in the order of a transmitting terminal → satellite → a central station → satellite → a receiving terminal. In this case, the traffic passes through the satellite twice, which is a double jump.
스펙트럼 확산(Spread Spectrum) 통신이라 함은 정보 데이터 신호 주파수 대역보다 훨씬 넓은 대역폭을 갖는 코드를 사용하여 정보 데이터 신호를 대역 확산한 후 전송하는 통신방식이다. 이때, 사용되는 코드는 정보 데이터 신호와는 독립적이며, 수신기에서는 송신기에서 사용한 코드와 동기가 맞는 동일한 코드를 사용하여 대역확산 후 원래의 정보 데이터를 복원한다.Spread Spectrum communication is a communication method that spreads and transmits an information data signal by using a code having a bandwidth much wider than that of the information data signal frequency band. In this case, the code used is independent of the information data signal, and the receiver recovers the original information data after spreading using the same code that is synchronized with the code used by the transmitter.
코드분할다중접속(CDMA)이라 함은, 전술한 바와 같이 대역확산 통신은 다수의 사용자에게 서로 다른 코드를 부여함으로써 다중화를 이룰 수 있으며, 이러한 다중화 방식을 CDMA라 한다. 이러한 CDMA 방식에는 정보 데이터에 해당되는 사용자의 고유 코드를 이용하여 직접 대역확산하는 DS-CDMA(Direct-Sequence CDMA) 방식과, 정보 데이터를 중심주파수에서 의사잡음(PN) 코드를 이용한 주파수 합성장치를 이용하여 다른 주파수로 도약시켜 대역이 확산되게 하는 FH-CDMA(Frequency Hopping CDMA) 방식이 있다.Code division multiple access (CDMA), as described above, spread spectrum communication can be multiplexed by assigning different codes to a plurality of users, and this multiplexing scheme is called CDMA. The CDMA method includes a DS-CDMA (Direct-Sequence CDMA) method that directly spreads the spectrum using a user's unique code corresponding to the information data, and a frequency synthesizer using a PN code at the center frequency of the information data. There is a frequency hopping CDMA (FH-CDMA) scheme in which a band is spread by using other hops.
선형예측부호화(LPC : Linear Predictive Coding)라 함은 음성 파형의 표본값을 과거의 인접하는 표본값 계열로부터 선형 예측하는 모델에 기초를 두어 음성을 분석하는 것 및 분석에 의해 추출된 파라미터 벡터로부터 음성 신호를 복원하는 것을 말한다. 보통, LPC에서는 15~30ms 가량의 시간단위로 음성을 분할하여 주파수 대역대 스펙트럼 모형을 구성하고, 이 모형으로부터 계수를 추출하여 이를 양자화시켜 전송한다. Linear Predictive Coding (LPC) refers to speech analysis based on a model that linearly predicts a sample of a speech waveform from a contiguous series of adjacent sample values and from the parameter vector extracted by the analysis. To restore the signal. Usually, LPC divides speech into 15 ~ 30ms units of time to construct a frequency band spectrum model, extracts coefficients from this model, and quantizes them.
이제, 종래의 위성 이동통신 서비스에 대한 보다 상세히 설명한다.Now, a more detailed description of a conventional satellite mobile communication service is given.
현재, 해군과 해경에서 사용하고 있는 군용 목적의 해상 통신은 지상 중계소를 이용한 VHF 및 UHF 통신 방식으로서 중계소 반경 100 마일권 이내의 통화 가능 해역을 중심으로 전국에 산재한 20여개의 중계소를 통하여 음성 및 데이터 서비스를 제공하고 있다. 하기의 (표 1)은 이러한 VHF/UHF 통신방식에 대하여 본 발명의 위성 이동통신 서비스가 가지는 장점을 비교, 정리한 것이다.Currently, naval and maritime maritime communication uses the VHF and UHF communication methods for terrestrial relay stations, which provide voice and data through more than 20 relay stations scattered around the country, centering on callable areas within a radius of 100 miles. Providing a service. Table 1 below summarizes and compares the advantages of the satellite mobile communication service of the present invention with respect to the VHF / UHF communication method.
위성통신 기술의 발전에 힘입어 현재 한반도 상공에서 서비스중이거나 계획중인 위성 이동통신 서비스는 국제 위성인 "INMARSAT"을 이용한 서비스, 저궤도 위성인 이동통신위성(GMPCS)을 이용한 서비스, 그리고 정지궤도 위성인 무궁화 위성 을 이용한 서비스 등이 있다.With the development of satellite communication technology, the satellite mobile communication service currently being serviced or planned over the Korean Peninsula is service using international satellite "INMARSAT", service using low-orbit satellite mobile communication satellite (GMPCS), and geostationary satellite. There are services using Mugunghwa satellite.
이중, 국제 위성인 "INMARSAT"을 이용한 서비스는 L-밴드 소형 안테나를 이용하여 현재 해상 선박을 대상으로 서비스중에 있다. 또한, 저궤도 위성인 "GMPCS"의 경우는 상대적으로 저렴한 단말기를 강점으로 해상 및 육상 이동 가입자를 대상으로 한 서비스를 계획하고 있다. Among them, the service using the international satellite "INMARSAT" is currently serving the marine vessel using the L-band small antenna. In addition, the low-orbiting satellite "GMPCS" plans to provide services for marine and land mobile subscribers with its relatively low cost terminal.
그러나, 이러한 서비스들은 외국기관 또는 외국업체들과 콘소시움 형태로 운용되기 때문에 통신보안 및 다자간 동시 통신이 요구되는 해군/해경 통신망에 부적절하며, 해군/해경 통신망의 특성상 운용적인 문제점도 예상된다. 더구나, "INMARSAT"은 고가의 L 대역 위성이고, "GMPCS"는 다수의 위성체 사용에 따른 고가의 통신비용이 수반되기 때문에 장시간 통화가 요구되는 해상 통신에는 과다한 통신비용 지출이 요구된다. 하기의 (표 2)에서 이러한 "INMARSAT" 및 "GMPCS"와 위성 이동통신 서비스를 비교한다.However, since these services are operated in the form of a consortium with foreign institutions or foreign companies, they are inadequate for navy / marine communication networks requiring communication security and multilateral communication, and operational problems are expected due to the characteristics of navy / marine communication networks. Moreover, since "INMARSAT" is an expensive L-band satellite and "GMPCS" is accompanied by an expensive communication cost due to the use of a large number of satellites, an excessive communication cost is required for maritime communication requiring a long time call. Table 2 below compares these "INMARSAT" and "GMPCS" and satellite mobile communication services.
우리나라에서 유일하게 보유, 운용중인 무궁화 위성은 정지궤도상에 위치하고 있으며, 저렴한 Ku 대역을 사용하는 위성체이다.Mugunghwa satellite, the only possessed and operated in Korea, is located on geostationary orbit and uses low-cost Ku band.
현재, 무궁화 위성으로 제공되고 있는 통신 서비스는 크게 음성(DAMA : Demand Assigned Multiple Access), 비디오(TVRO : TV Receive Only, SNG : Satellite News Gathering) 및 데이터(VSAT : Very Small Aperture Terminal, TSAT : T1 Carrier Small Aperture Terminal) 서비스, 위성 멀티미디어 서비스 등과 같은 고정형 서비스와, CDMA와 같은 다중접속방식, 안테나 추적방식 등 최근의 급속한 기술발전에 의해서 위성 이동 데이터 서비스(SMDS : Satellite Mobile Data Service) 등의 이동형 서비스으로 나눌 수 있다. Currently, communication services provided by Mugunghwa Satellite are mainly voice (Demand Assigned Multiple Access), video (TVRO: TV Receive Only, SNG: Satellite News Gathering), and data (VSAT: Very Small Aperture Terminal, TSAT: T1 Carrier). Due to the recent rapid development of fixed services such as Small Aperture Terminal (SAP) service, satellite multimedia service, multiple access such as CDMA, antenna tracking, etc., it is a mobile service such as Satellite Mobile Data Service (SMDS). Can be divided.
여기서, "DAMA-SCPC는 음성, 팩스 및 데이터 송수신 서비스가 가능하지만, 고정형 서비스를 이동형 서비스에 적용할 경우에 안테나 및 추적장비의 크기가 커지는 문제점이 있다. 또한, 이동형 서비스인 SMDS는 저속(55 내지 165bps)의 데이터만을 서비스하기 때문에 음성 서비스 뿐만아니라, 팩스, 고속 데이터 등을 서비스할 수 없다. (표 3)에서 이러한 SMDS, DAMA-SCPC, 위성 이동통신 서비스를 비교한다.Here, "DAMA-SCPC is capable of voice, fax and data transmission and reception services, but there is a problem that the size of the antenna and the tracking equipment increases when the fixed service is applied to the mobile service. In addition, SMDS, a mobile service, has a low speed (55). To 165bps) data only, not only voice services, but also fax, high-speed data, etc. are not available in Table 3. Table 3 compares these SMDS, DAMA-SCPC, and satellite mobile communication services.
따라서, DAMA-SCPC 서비스(음성처리 기술, 호처리 및 망 관리 기술), VSAT 서비스(망의 형태가 성형망), SMDS 서비스(주파수 확산 기술, 안테나 추적 기술) 등의 기술을 바탕으로 정지궤도 위성인 무궁화 위성을 이용하여 광역성(즉, 지상 통신수단에 비해 넓은 지역을 커버)과 동보성(즉, 동시에 여러 지역에 신호를 송신)이 가미된 새로운 형태의 주파수 확산 방식을 적용한 Ku 대역 위성 이동통신 서비스 개발이 필수적으로 요구된다.Therefore, geostationary orbit satellite based on technologies such as DAMA-SCPC service (voice processing technology, call processing and network management technology), VSAT service (forming network type) and SMDS service (frequency spreading technology, antenna tracking technology) Ku-band satellite mobile communication using a new type of spreading method that uses wide area (i.e., covers a large area compared to terrestrial communication means) and broadcast (i.e., transmits signals to several areas at the same time) using an Mugunghwa satellite. Service development is essential.
상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명은, 정지궤도상에 있는 무궁화 위성을 이용하여 한반도 및 인근 해상 지역에서 지상 및 이동 단말국간의 음성, 팩스 및 데이터 송수신 서비스 등을 제공하기 위한 위성 이동통신 서비스 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다. In order to solve the above problems, the present invention, a satellite for providing voice, fax and data transmission and reception services between the ground and mobile terminal stations in the Korean Peninsula and the nearby maritime area using the Mugunghwa satellite on a geostationary track The purpose is to provide a mobile communication service system.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 위성을 이용한 이동통신 서비스 시스템에 있어서, 위성 이동통신망을 제어 관리하고, 의사잡음(PN) 코드들의 풀(Pool)을 제공하고, 이진위상천이키잉(BPSK) 신호로 전송되는 역방향 링크 데이터를 발생시키며, 스펙트럼이 확산된 수신 반송파를 음성 및 데이터 채널로 전환하고, 모든 통화 관련 자료들을 기록 및 보존하는 제어 수단; 및 위성과 최적의 신호가 송수신될 수 있도록 위성 추적기 및 수신기를 부착하여 상기 위성의 위치를 탐색 및 추적하고, 상기 제어 수단의 제어에 따라 상기 위성 이동통신망을 통해 음성, 팩스, 데이터를 송수신하기 위한 다수의 단말기를 포함한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a mobile communication service system using a satellite, and controls and manages a satellite mobile communication network, provides a pool of pseudo noise (PN) codes, and binary phase shift keying (BPSK). Control means for generating reverse link data transmitted in a signal, converting a spread spectrum received carrier into a voice and data channel, and recording and preserving all call related materials; And attaching a satellite tracker and a receiver so that an optimal signal can be transmitted to and received from the satellite, and searching and tracking the position of the satellite, and transmitting and receiving voice, fax, and data through the satellite mobile communication network under the control of the control means. It includes a plurality of terminals.
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본 발명은 주파수 확산방식을 적용한 Ku 대역 위성 이동통신 서비스에 관한 것으로, 위성 이동통신 단말기의 소형화 및 보안성 유지, 1:N 또는 다자간 음성 회의(Voice Conference) 기능 구현, 위성 이동통신 단말기에 기존 전화, 팩스, PC 등 의 단말을 수용할 수 있도록 하는 인터페이스 구성, 한반도 주변 해상 지역에서 이동통신 서비스 품질을 보장하기 위한 안테나 트랙킹 적용, 통신망 관리 및 기존 망과의 연동 기능을 구현한다. The present invention relates to a Ku-band satellite mobile communication service using a frequency spreading method. The present invention relates to a miniaturization and security of a satellite mobile communication terminal, a 1: N or multi-party voice conference function, and an existing telephone in a satellite mobile communication terminal. It implements interface configuration to accommodate terminals such as, fax, PC, antenna tracking to ensure mobile communication service quality in offshore area around Korean Peninsula, communication network management and interworking with existing network.
본 발명은 위성 이동통신 단말기의 소형화 및 보안성 강화를 위해, LPC-VQ를 이용한 음성 신호 압축 및 DS-CDMA 방식을 적용한다. 또한, 1:N 또는 다자간 음성 회의 기능 구현을 위해, 중심국에 음성 회의 카드를 적용한다. 또한, 위성 이동통신 단말기에 기존 전화, 팩스, PC 등의 단말을 수용할 수 있도록 하는 인터페이스 구성을 위해, 이동통신 단말기내에 사용자 인터페이스 모듈을 삽입한다. 또한, 한반도 주변 해상 지역에서 이동통신 서비스 품질을 보장하기 위한 안테나 트랙킹 적용을 위해, 한반도 주변 해상 선박의 환경 요소를 고려한 자동 위성 추적 장치 및 이를 안정적으로 선박에 고정시키기 위한 Stabilization 플랫폼을 적용한다. 또한, 통신망 관리 및 기존 망과의 연동을 위해, 중심국내에 소프트웨어 및 하드웨어적으로 구현, 지상 사설망 및 PSTN 망과는 E1 트렁크 인터페이스로 연동시킨다. The present invention applies a voice signal compression and DS-CDMA scheme using LPC-VQ to reduce the size and security of the satellite mobile communication terminal. In addition, to implement 1: N or multi-party voice conferencing, a voice conference card is applied to the central station. In addition, a user interface module is inserted into the mobile communication terminal in order to configure an interface for accommodating a terminal such as an existing telephone, a fax, or a PC in the satellite mobile communication terminal. In addition, in order to apply antenna tracking to guarantee the quality of mobile communication service in the maritime area around the Korean peninsula, an automatic satellite tracking device considering the environmental factors of the marine vessel around the Korean peninsula and a stabilization platform for stably fixing it to the vessel are applied. In addition, for communication network management and interworking with the existing network, software and hardware implementation in the central station, terrestrial private network and PSTN network are interworked with the E1 trunk interface.
이를 통해, 본 발명은 정지궤도상에 있는 무궁화 위성을 이용하여 한반도 및 인근 해상 지역에서 지상 및 이동 단말국간의 음성, 팩스 및 데이터 송수신 서비스를 제공한다. 여기에는 1:1 통신 뿐만아니라 특정 그룹간(1:N 또는 다자간)의 음성 통화 서비스도 포함된다. 따라서, 이동 단말국 가입자는 원하는 서비스 종류에 따라 적합한 기존 장비, 즉 전화나 팩스 또는 PC 등을 본 시스템의 이동통신 단말기에 연결시켜 사용할 수 있다. Through this, the present invention provides a voice, fax, and data transmission and reception service between the ground and mobile terminal stations in the Korean Peninsula and the nearby maritime area by using the Mugunghwa satellite on the geostationary track. This includes not only 1: 1 communication but also voice call services between specific groups (1: N or multiparty). Therefore, the mobile station subscriber can use the existing equipment suitable for the type of service desired, that is, a telephone, a fax or a PC, by connecting to the mobile communication terminal of the system.
상술한 목적, 특징들 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명한다.The above objects, features and advantages will become more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1 은 본 발명이 적용되는 위성 이동통신 서비스 개념을 나타낸 설명도이다.1 is a diagram illustrating a concept of a satellite mobile communication service to which the present invention is applied.
도 1에 도시된 바와 같이, 위성 이동통신 서비스를 수행하기 위해서는, 기본적으로 중심국(HUB)(12), 이동 단말국(13) 및 지상 단말국(14)이 필요하다. 여기서, 통신망의 형태는 신호 처리를 포함한 모든 트래픽이 중심국(12)을 거쳐 송수신되는 이중 도약 성형망(Star Network)이다.As shown in FIG. 1, in order to perform a satellite mobile communication service, a basic station (HUB) 12, a
지상 단말국(14) 또는 이동 단말국(13)에서 무궁화 위성(11)을 통해 중심국(12)으로 호 설정 요구를 보내면, 중심국(12)에서는 각 단말국(13,14)에 송수신 채널을 할당한다. 이처럼 모든 트래픽은 중심국(12)을 거쳐 송수신된다.When the
위성을 이용한 통신 방식은 지상 통신 수단에 비해 넓은 지역을 커버하는 광역성, 동시에 여러 지역에 신호를 제공할 수 있는 동보성, 그리고 다양한 통신망을 신속히 구축할 수 있는 망 구성상의 융통성 등이 장점이다. 이러한 장점들을 바탕으로 다양한 위성 통신 서비스가 개발, 제공되고 있는데, 최근의 안테나 추적 기술, 주파수 확산 기술, 음성 압축 기술, 그리고 망 관리 기술 등의 비약적 발전에 힘입어 서비스 영역이 과거 고정형 위주에서 이동형까지 확장되는 추세에 있다. The satellite communication method has advantages such as wide area covering a large area, broadcasting ability to provide signals to various areas at the same time, and flexibility in network construction to quickly establish various communication networks, compared to the land communication method. Based on these advantages, various satellite communication services are being developed and provided. With the recent rapid development of antenna tracking technology, frequency spreading technology, voice compression technology, and network management technology, the service area has been fixed to mobile in the past. The trend is to expand.
현재, 한반도 및 인접 해상에서 제공되거나 계획중인 이동통신 서비스로는 전술한 바와 같이, 지상 중계소를 이용한 UHF 및 VHF 통신 방식, 국제 위성인 "INMARSAT"을 이용한 서비스, 이리듐(Iridium)과 같이 저궤도 이동 통신 위성을 이 용한 서비스(GMPCS), 그리고 정지궤도 위성인 무궁화 위성을 이용한 고정형 및 이동형 서비스 등이 있다. Currently, mobile communication services provided or planned on the Korean Peninsula and in the adjacent seas, as described above, UHF and VHF communication method using the terrestrial relay, service using the international satellite "INMARSAT", low-orbit mobile communication such as Iridium GMPCS and fixed and mobile services using Mugunghwa satellite, a geostationary satellite.
도 2 는 본 발명에 따른 위성 이동통신 서비스 시스템의 구성 예시도로서, 도면에서 "21"은 망 인터페이스부, "22"는 디지털 스위치, "23"은 코덱(CODEC)/모뎀(MODEM), "24,26"은 무선주파수(RF) 처리부, "25"는 망관리부, "27"은 기저대역(Baseband) 처리부, 그리고 "28"은 사용자 인터페이스부를 각각 나타낸다.2 is an exemplary configuration diagram of a satellite mobile communication service system according to the present invention, in which, "21" is a network interface unit, "22" is a digital switch, "23" is a codec / modem, " 24, 26 denotes a radio frequency (RF) processor, 25 denotes a network manager, 27 denotes a baseband processor, and 28 denotes a user interface.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 위성 이동통신 서비스 시스템은 위성 이동통신망을 제어 관리하고, 통화 설정 및 해제, 과금용 통계정보를 생성 및 관리하기 위한 중심국(HUB)(12)와, 무궁화 위성(11)과 최적의 신호가 송수신될 수 있도록 위성 추적기 및 수신기를 부착하여 무궁화 위성(11)의 위치를 탐색 및 추적하고, 중심국(12)의 제어에 따라 위성 이동통신망을 통해 음성, 팩스, 데이터를 송수신하기 위한 다수의 이동 단말국(13)과, 중심국(12)의 제어에 따라, 다수의 이동 단말국(13)간에 또는 지상 단말국(14)과 이동 단말국(13)간에 음성, 팩스 데이터를 중재하기 위한 무궁화 위성(11)을 구비한다.As shown in FIG. 2, the satellite mobile communication service system according to the present invention includes a central station (HUB) 12 for controlling and managing a satellite mobile communication network, generating and managing call setup and release, and billing statistical information. A satellite tracker and a receiver are attached and attached so that an optimal signal can be transmitted to and received from the Rose of Sharon (11), and the location and location of the Rose of Sharon (11) can be searched and tracked through the satellite mobile communication network under the control of the central station (12). Voice between a plurality of
중심국(12)은 전체망을 제어, 관리하며, 지상망(PSTN 또는 사설망)과 연결되는 게이트웨이(Gateway)로서 동작할 뿐만아니라, 통화 설정 및 해제, 과금을 위한 통계 정보 생성 및 관리를 위한 중심지점으로 작용한다.The
그 주요 기능으로는, 호 설정 및 해제 등의 실시간 호처리 기능, 동보통신 기능, 무선주파수 보안(RF Scrambling) 기능, 우선순위 및 비상시 긴급통화(Emergency Call) 기능, CDMA 신호 송수신 기능, 변복조(Modulation/Demodulation) 기능, E1 트렁크(Trunk)를 통한 사설망/PSTN 접속 기능, 이동통신 단말기와의 인터페이스 기능, RF 및 BB 신호처리 기능, 그리고 중심국 망 관리 및 운용 기능(즉, 망내의 자원관리 기능, 망 구성 변경관리 기능, 통계 정보의 수집 기능, 단말국 상태 감시 및 제어 기능, 각 유니트 제어 기능, 중심국 관리정보 송수신 기능, 자가진단 기능, 장애 메시지(Fault message) 수집 기능, 관리객체 시험 기능 등) 등을 수행한다.Its main functions include real-time call processing functions such as call setup and release, broadcast communication function, RF scrambling function, priority and emergency emergency call function, CDMA signal transmission and reception, modulation and demodulation. / Demodulation) function, private network / PSTN access through E1 trunk, interface with mobile terminal, RF and BB signal processing function, and central station network management and operation function (i.e. resource management function in network, network Configuration change management function, statistics information collection function, terminal station status monitoring and control function, each unit control function, central station management information transmission and reception function, self-diagnosis function, fault message collection function, management object test function, etc.) Do this.
중심국(12)은 시스템 가용도를 충족시키기 위해 이중화되어야 한다.
중심국(12)은 망 인터페이스부(21), 디지털 스위치(22), 코덱/모뎀(23), 무선주파수 처리부(24), 망 관리부(25)를 구비하여 전체 위성 이동통신망을 제어 관리하고, 통화 설정 및 해제, 과금용 통계정보를 생성 및 관리한다.The
무선주파수(RF) 처리부(24)는 무선주파수(RF : Radio Frequency) 반송파(Carrier) 결합/분할(Combining/Splitting) 기능, RF와 안테나부 테스트 기능, 송수신 신호 분리 기능 등을 수행한다. The
코덱(CODEC)/모뎀(MODEM)(23)은 프레임 기능, RS 부호화/컨볼루셔널 부호화 기능, 인터리빙/디인터리빙 기능, 심볼 반복 기능, 부호발생 기능, 확산/역확산 기능, PN 부호 동기화 기능, 심볼 검파 기능, 저역 송수신 필터 기능, 이득 제어 기능 등을 수행한다.The codec /
망 관리부(Network Management Subsystem)(25)는 자원 상태 데이터 수집 기능, 기지국 관련 운용 및 유지보수(OAM) 자료 저장/관리 기능, 각 유니트 장애 및 경보 검출 기능, 실시간 통화처리 기능, 아웃바운드 TDM 반송파 전송과 인바운드 CDMA 반송파 수신 기능, 주파수 및 반송파 관리 기능, 게시판 수정 기능, 채널장비 관리와 전용회선 트렁크 용량 관리를 포함한 망자원 관리 기능, 원격 단말기 상태의 감시 및 자료수집 기능, 트래픽과 타 망 관련 요소 통계자료 수집 기능, 과금정보 수집 기능, 사설망 또는 디지털 E1 트렁크를 통한 지상망 접속 기능 등을 수행한다.
중심국(12)은 이동 단말국(13)을 위한 PN 코드들의 풀(Pool)을 제공하고, 이진위상천이키잉(BPSK : Binary Phase Shift Keying) 신호로 전송되는 데이터를 발생시키며, 스펙트럼이 확산된 수신 반송파를 음성채널로 전환하는 한편 모든 통화 내역들을 상세하게 기록, 보존한다. The
무궁화 위성(11)의 36MHz 중계기 1기 전체를 사용할 때의 망 용량은 1MHz당 6채널을 제공하므로 시그널링 채널을 포함하여 6∼216개의 채널 수용이 가능하며, 망 효율을 1%로 가정한다면 동시에 600∼21,600개의 회선을 수용할 수 있다. When using the entire 36 MHz repeater of the
1MHz 중계기 대역폭은 6개의 Full-Duplex 4.8Kbps 음성신호를 지원하고, 사용자가 증가함에 따라 1MHz 단위로 사용 중계기 대역폭을 증가시킬 수 있다. The 1MHz repeater bandwidth supports six full-duplex 4.8Kbps voice signals and can increase the repeater bandwidth in 1MHz increments as the user increases.
한편, 이동 단말국(13)은 안테나 추적장치가 부착된 단말기로서, 음성, 팩스 및 데이터 서비스를 제공한다.On the other hand, the
이는 직경 60cm 이하의 안테나, 9.6Kbps까지의 다계층 데이터 포트, Sleep/절전 모드를 구비하고 2개의 안테나 설치가 가능하며, 그 주요 기능으로는 4.8Kbps의 음성 압축 기능, CDMA 신호 송수신 기능, 변복조(Modulation/Demodulation) 기능, 순방향 에러 정정(FEC : Forward Error Correction) 기능, 단말기 보안 기능, 기저대역 신호처리 기능, 전력 제어 기능, 호/이동성/음성신호 처리 기능, 음성 및 데이터 신호 인터페이스 기능 등을 수행한다.It has an antenna of 60 cm or less in diameter, a multi-layer data port up to 9.6 Kbps, sleep / sleep mode, and can be installed with two antennas. Its main functions include 4.8 Kbps voice compression, CDMA signal transmission and reception, and demodulation ( Modulation / Demodulation (FEC), Forward Error Correction (FEC), Terminal Security, Baseband Signal Processing, Power Control, Call / Mobility / Voice Signal Processing, Voice and Data Signal Interface do.
중심국(12)과 이동 단말국(13)간에는 CDMA 방식을 사용하여 통신 보안성을 유지한다.Communication security is maintained between the
이동 단말국(13)은 기능적 측면에서 볼 때, 안테나, 무선주파수 처리부(26), 기저대역(Baseband) 처리부(27), 그리고 사용자 인터페이스부(28)를 구비한다. 이에 대한 보다 상세한 설명은 하기의 도 3을 통해 설명한다.The
본 발명은 초소형의 고품질 이동통신 단말기를 구현하기 위하여 DS-CDMA, 소형 안테나 추적 기술, 4.8kbps의 LPC-VQ(Linear Predictive Coding-Vector Quantization) 음성 압축 기술, 망 관리 및 기존 망과의 연동 기술을 이용한다.The present invention uses DS-CDMA, small antenna tracking technology, 4.8kbps LPC-VQ (Linear Predictive Coding-Vector Quantization) voice compression technology, network management and interworking with existing networks in order to realize a compact high quality mobile communication terminal. I use it.
이를 보다 상세히 설명한다.This will be described in more detail.
먼저, DS-CDMA에 대해 설명하면, CDMA 방식은 원래 군사 목적을 위하여 개발되어 온 스펙트럼 확산방식을 활용한 다원 접속방식으로서, 시분할다중접속(TDMA : Time Division Multiple Access)이나 주파수분할다중접속(FDMA : Frequency Division Multiple Access) 방식과 차별화되는 고유의 특성으로 말미암아 현재 이동통신시스템에서 널리 응용되고 있다. 본 위성 이동통신 시스템에서는 DS-CDMA 방식을 적용하여 경제적이면서도 다수의 채널용량을 제공하는 효율적인 통신시스템을 구성한다.First, DS-CDMA will be described. The CDMA scheme is a multiple access scheme utilizing a spread spectrum scheme originally developed for military purposes, and is divided into a time division multiple access (TDMA) or a frequency division multiple access (FDMA). Due to its unique characteristics, it is widely used in mobile communication systems. In this satellite mobile communication system, DS-CDMA system is applied to construct an efficient communication system that provides a large number of channel capacities.
DS-CDMA를 이용한 확산 스펙트럼(Spread-Spectrum) 방식은 넓은 대역폭을 소비하는 대신, 방해파와 간섭파에 대한 제거 능력이 매우 우수한 장점을 가지고 있 다. Spread-Spectrum using DS-CDMA has the advantage of eliminating jamming and interfering waves instead of consuming a wide bandwidth.
이미 상용화되어 널리 이용되는 L-대역의 "INMARSAT" 위성시스템은 위성간 분리도가 30도 가량이 넘어 빔폭이 넓은 소형 안테나를 사용할 때 발생하는 동일 주파수대의 반송파간 및 근접 위성으로의 전파간섭을 고려하지 않아도 된다. The L-band "INMARSAT" satellite system, which is already commercially available and widely used, does not consider the interference between carriers and near-satellite satellites in the same frequency band that occurs when a small antenna with a wide beam width exceeds about 30 degrees of satellite separation. You don't have to.
그러나, 위성궤도의 간격이 보통 2~3도로 배열되어 있는 Ku 대역의 위성인 경우에 소형 안테나로 인하여 발생하는 축외 방사값이 ITU-R 728의 권고안에서 제시하는 한계값을 초과하게 되므로 동일 주파수대의 반송파나 타 위성망에 간섭을 일으킨다. However, in the case of satellites in the Ku band where the orbits of the satellites are usually arranged at 2 to 3 degrees, the off-axis radiation caused by the small antenna exceeds the limit set out in the Recommendation of ITU-R 728. Interfere with carriers or other satellite networks.
따라서, 축외 방사값을 완화하기 위하여 송신 안테나의 전력을 낮추어 스펙트럼을 확산시키는 CDMA 방식은 이러한 문제를 해결함과 동시에, 송신 전력이 작아지므로 단말기의 소형화에도 기여한다. Therefore, the CDMA method of spreading the spectrum by lowering the power of the transmission antenna to alleviate the off-axis emission value solves this problem and contributes to the miniaturization of the terminal since the transmission power is reduced.
이는 이동 단말국(13)으로부터 중심국(12)으로의 역방향 신호는 1MHz 단위로 주파수대역을 확산시키는 CDMA/FDMA 접속방식을 사용하며, 중심국(12)으로부터 이동 단말국(13)으로의 순방향 신호는 중심국의 대형 안테나를 사용하므로 간섭을 크게 고려하지 않아도 되고 이에 따라 TDMA/FDMA 방식을 사용한다. The reverse signal from the
이러한 구조는 이동 단말국(13)내의 수신부에 PN 코드 역확산기를 설치하지 않아도 되므로 단말기의 비용과 크기를 감소시킬 수 있다. 또한, 통신이라는 목적과는 별개로 스펙트럼 확산 변조된 신호는 그 신호의 도착 시간의 상대적인 값을 정확히 계산할 수 있다. 특히, 위치측정시스템(GPS)에서 이러한 특성을 이용하는데, 장소가 미리 알려진 다수의 지점에서 전파를 송출하고 그 각 지점으로부터의 전파 도착시간 차이를 측정하여 이동체의 현재 위치를 추정한다. 따라서, 스펙트럼 확산 방식을 이용함으로써 현재 이동통신 단말기의 위치에 대한 GPS 추정오차를 줄이는데 활용할 수도 있다.This structure can reduce the cost and size of the terminal since it is not necessary to install the PN code despreader in the receiver in the
한편, 소형 안테나 추적 기술을 살펴보면, 선박에서의 위성 신호 송수신은 이동체의 위치 변동 및 동요에 따른 보정을 수행하여 위성을 성공적으로 지향하도록 하는 복잡한 안테나 제어장치가 요구된다. On the other hand, when looking at a small antenna tracking technology, the transmission and reception of satellite signals in a ship requires a complicated antenna control device to successfully orient the satellite by performing the correction according to the position fluctuations and shaking of the moving object.
이동 단말국(13)에 부착되는 안테나 추적 장비는 이동체가 처할 환경 여건, 즉 안테나가 설치될 물체의 동요 경향 및 그 정도를 감안하여 성능 요구사항이 결정된다. The antenna tracking equipment attached to the
본 발명에 적용된 CDMA와 결합된 안테나 자동 추적 기술은 이동 단말국(13)이 해상 선박에 설치되는 경우를 가정하여 안테나에 부착된 3축 자동추적장치와 자이로콤파스를 통해 지속적으로 무궁화 위성(11)의 위치를 탐색, 추적함으로써 위성과 최적의 신호가 송수신될 수 있도록 하는 것이다. 또한, 안테나와 추적장치를 보다 안정적으로 설치하기 위해 stabilization 플랫폼을 사용한다.Antenna automatic tracking technology combined with the CDMA applied to the present invention, assuming that the
다른 한편, 4.8kbps LPC-VQ 음성 압축 기술에 대해 살펴보면, 일정한 통신품질을 보장하면서 안테나를 포함한 이동 단말국(13)의 크기를 줄이기 위해서는 송 수신되는 신호의 압축율을 높여 주어야 한다. On the other hand, when looking at the 4.8kbps LPC-VQ voice compression technology, to reduce the size of the
이를 위해, 본 발명에서는 4.8kbps의 LPC-VQ 방식을 적용하여 음성 신호를 압축한다. 이는 1×10-2(1% 미만)의 비트에러율(BER)에서도 양질의 통화가 수행될 수 있도록 한다. To this end, in the present invention, the LPC-VQ method of 4.8kbps is applied to compress the voice signal. This ensures that a good call can be made even at a bit error rate (BER) of 1 × 10 −2 (less than 1%).
LPC-VQ 방식은 인체의 발성기관을 수학적으로 모형화하여 단말기에서 음성을 재생하는 방식으로서, 기존의 PCM(64 kbps)이나 ADPCM(32 kbps) 압축방식과 비교하여 동일한 정보 전송율을 유지하면서 데이터 전송율을 4.8kbps로까지 낮추는 매우 효율적인 압축 방식이다. LPC-VQ is a method of mathematically modeling vocal organs of the human body to reproduce voice in a terminal. Very efficient compression down to 4.8kbps.
또 다른 한편, 망 관리 기술 및 기존 망과의 연동 기술에 대해 살펴보면, 본 위성 이동통신 서비스 시스템의 기본적인 망 형태는 하나의 중심국(12)과 다수의 이동 단말국(13)으로 구성된 성형망이다. 즉, 신호 처리를 포함한 모든 트래픽은 중심국(12)을 통해서 더블 홉 형태로 송수신되며, 호의 설정, 해제 및 관련 정보 기록 등은 모두 중심국(12)의 망 관리부(25)에서 수행한다. On the other hand, looking at the network management technology and the interworking technology with the existing network, the basic network form of the satellite mobile communication service system is a forming network composed of one
이러한 망 관리부(25)는 본 위성 이동통신 시스템 단말기에 적용된 CDMA 방식 주파수 계획에 알맞은 채널장비, 무선주파수(IF) 조합 및 분배장비, 망 관리 장치 하드웨어와 소프트웨어, 전화 스위치를 포함한다.The
이처럼, 망 관리와 관련되는 모든 정보 생성, 저장 및 관리 기능 등은 모두 망 관리부(25)내에서 소프트웨어적으로 구현되며, 관련 데이터를 저장 및 관리하는 서버를 실장한다.As such, all information generation, storage, and management functions related to network management are implemented in software in the
중심국(12)은 기존 지상 사설망 및 공중교환전화망(PSTN)과는 디지털 E1 트렁크 인터페이스를 통해 연동된다. The
도 3 은 본 발명에 따른 위성 이동통신 서비스 시스템중 이동 단말국의 상세 구성 예시도로서, 도면에서 "31"은 듀플렉서(Duplexer), "32"은 저잡음 증폭기(LNA : Low Noise Amplifier), "33"는 하향 변환기(Down Converter), "34"은 아날로그/디지털 변환기(A/D Converter), "35"는 모뎀(MODEM), "36"은 제어기(Micro-Processor), "37"은 보코더(VOCODER : VOice COder decoDER), "38"은 메모리(즉, 램(RAM), 롬(ROM), 전기적 소거가능 PROM(EEPROM : Electronic Erasable PROM)), "39"는 디지털/아날로그 변환기(D/A Converter), "40"은 상향 변환기(Up Converter), "41"은 고출력 증폭기(HPA : High Power Amplifier), "42"는 기타 주변장치(Other Peripherals), "43"은 키패드(Keypad) 및 화면표시장치(LCD : Liquid Crystal Display), 그리고 "44"는 스피커(Speaker) 및 마이크(MIC)를 각각 나타낸다.3 is an exemplary configuration of a mobile terminal station in a satellite mobile communication service system according to the present invention, in which "31" is a duplexer, "32" is a low noise amplifier (LNA), "33". "Down Converter", "34" Analog / Digital Converter, "35" Modem, "36" Micro-Processor, "37" Vocoder ( VOCODER: VOice COder decoDER), "38" is memory (ie, RAM, ROM, Electronic Erasable PROM), "39" is Digital / Analog Converter (D / A) Converter, "40" is Up Converter, "41" is High Power Amplifier (HPA), "42" is Other Peripherals, "43" is Keypad and Screen A liquid crystal display (LCD) and "44" represent a speaker and a microphone, respectively.
이동 단말국(13)은 무선주파수 처리부(26), 기저대역 처리부(27), 그리고 사용자 인터페이스부(28)를 구비하여 음성, 팩스, 데이터 서비스를 제공한다. 또한, 이동 단말국(13)은 RAM, ROM, EEPROM 등과 같은 메모리(38)를 더 구비한다.The
무선주파수 처리부(26)는 듀플렉서(31), 저잡음 증폭기(32), 하향 변환기(33), 아날로그/디지털 변환기(34), 디지털/아날로그 변환기(39), 상향 변환기(40), 그리고 고출력 증폭기(41)를 구비한다.The
기저대역 처리부(27)는 모뎀(35), 제어기(36), 그리고 보코더(37)를 구비한다.The
사용자 인터페이스부(28)는 기타 주변장치(42), 키패드/화면표시장치(43), 그리고 스피커/마이크(44)를 구비한다.The
무선주파수 처리부(26)는 무궁화 위성(11)으로부터 RF 신호를 수신하여 수신 된 RF 신호를 저잡음 증폭기(32)에서 증폭시킨 다음, 기저대역의 신호처리를 위해 하향 변환기(33)에서 증폭된 RF신호를 하향주파수로 변환한 후에, 아날로그 디지털 변환기(34)에서 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환시켜 기저대역 처리부(27)로 전달한다. 또한, 반대로 기저대역 처리부(27)로부터 전달되는 중간주파수(IF) 신호를 무궁화 위성(11)을 통해 다른 이동 단말국(13) 또는 지상 단말국(14)에 전송하기 위하여, 기저대역의 신호를 수신하여 디지털/아날로그 변환기(39)에서 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환시켜 상향 변조기(40)에서 상향주파수로 변환시킨 다음, 이를 고출력 증폭기(41)에서 증폭한 후에 안테나를 통해 송출시킨다. The
기저대역 처리부(27)는 중심국(12)과 CDMA 신호를 송수신하고, 단말국(13)의 상태를 관리하고 제어하며, 제어기(36)의 제어에 따라 사용자 인터페이스부(28)로부터 수신된 음성 및 데이터(Telex) 신호를 모뎀(35) 및 보코더(37)에서 수신하여 이를 변조한 후에 무선주파수 처리부(26)로 전달하며, 그 역 과정도 수행한다.The
사용자 인터페이스부(28)는 일반 전화 및 텔렉스와 같은 외부 타 통신 단말(42)과의 접속을 통하여 송수신 서비스를 제공하며, 음성 및 데이터 신호를 기저대역 처리부(27)로 전달하고, 기저대역 처리부(27)로부터 신호를 수신하여 가입자에 전달하는 기능을 수행한다. 또한, 사용자와 단말국(13)간의 인터페이스를 담당하여 사용자의 명령, 망에서의 신호 등을 사용자에게 음성 및 데이터를 전달하는 기능을 수행한다. The
이동 단말기(13)에 구비되는 트래킹 안테나에 대해 보다 상세히 설명하면 다음과 같다. Referring to the tracking antenna provided in the
이동 단말국(13)은 위성 추적기 및 수신기를 부착하여 이동중 무궁화 위성(11)을 통하여 송수신 서비스를 제공한다. 이때, 이동 단말국(13)에 구비되는 안테나는 소형 Ku 밴드 접시 혹은 평판 안테나를 사용한다. The
최적의 신호를 추적해가는 소형 파라볼라 안테나가 초기 위치를 획득하는 방법은 선박과 같은 이동체의 진행방향을 나타내는 자이로 콤파스로부터의 정보와 GPS 위치정보를 이용하여 무궁화 위성(11)의 위치를 탐색, 추적하는 것이다. 이후에, 무궁화위성의 위치가 확인된 후에는 지향오차내에서 지속적으로 추적장치가 가동된다.The method for acquiring the initial position of the small parabola antenna that tracks the optimal signal is to search and track the position of the
도 4 는 본 발명에 따른 위성 이동통신 서비스 방법에 대한 일실시예 흐름도로서, 무궁화 위성(11)을 통해 이동 단말국(13)과 지상 단말국(14)간에 음성, 팩스, 데이터를 서비스하는 절차를 나타낸다.4 is a flowchart illustrating an exemplary embodiment of a satellite mobile communication service method according to the present invention. The procedure for servicing voice, fax, and data between the
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 위성 이동통신 서비스 방법은, 먼저 이동 단말국(13)이 훅오프(Hook-off)하면(401), 중심국(12)은 이동 단말국(13)에 송수신 채널을 할당한다(402).As shown in FIG. 4, in the satellite mobile communication service method according to an embodiment of the present invention, first, when the
이후, 이동 단말국(13)이 다이얼링하면(403), 중심국(12)은 다이얼링된 번호의 지상 단말국(14)으로 링 신호를 전송한다(404). 이때, 지상 단말국(14)에서 응답하면(405), 통화 상태가 되고 이때부터 과금이 시작된다. 여기서, 이동 단말국(13)과 지상 단말국(14) 간에는 무궁화 위성(11)을 통해 음성, 팩스, 데이터를 송수신한다.Then, when the
다음으로, 이동 단말국(13)이 훅온(Hook-on)하면(406), 중심국(12)은 이를 지상 단말국(14)으로 알리고(407), 통화를 종료하고 역시 과금을 종료한다. 이때, 중심국(12)에서는 모든 통화 내역 및 이에 대한 과금을 정산하여 상세하게 기록 관리한다.Next, when the
도 5 는 본 발명에 따른 위성 이동통신 서비스 방법에 대한 다른 실시예 흐름도로서, 무궁화 위성을 통해 이동 단말국(13)간에 음성, 팩스, 데이터를 서비스하는 절차를 나타낸다.5 is a flowchart of another embodiment of a satellite mobile communication service method according to the present invention, and illustrates a procedure for servicing voice, fax, and data between mobile
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 위성 이동통신 서비스 방법은, 먼저 발신 이동 단말국(13)이 훅오프(Hook-off)하면(501), 중심국(12)은 발신 이동 단말국(13)에 송수신 채널을 할당한다(502).As shown in FIG. 5, in the satellite mobile communication service method according to another embodiment of the present invention, when the originating mobile terminal 13 first hooks off (501), the
이후, 발신 이동 단말국(13)이 다이얼링하면(503), 중심국(12)은 다이얼링된 번호의 착신 이동 단말국(13)으로 링 신호를 전송한다(504). 이때, 착신 이동 단말국(14)에서 응답하면(505), 통화 상태가 되고 이때부터 과금이 시작된다. 여기서, 발신 이동 단말국(13)과 착신 이동 단말국(13) 간에는 무궁화 위성(11)을 통해 음성, 팩스, 데이터를 송수신한다.Then, when the calling
다음으로, 발신 이동 단말국(13)이 훅온(Hook-on)하면(506), 중심국(12)은 이를 착신 이동 단말국(13)으로 알리고(507), 통화를 종료하고 역시 과금을 종료한다. 이때, 중심국(12)에서는 모든 통화 내역 및 이에 대한 과금을 정산하여 상세하게 기록 관리한다.Next, when the originating
상기한 바와 같은 본 발명은 DS-CDMA 기술과 LPC-VQ 음성신호 압축 기술, 그리고 소형 안테나 추적 기술을 위성 통신시스템에 적용함으로써, 위성통신의 장점 인 광역성과 동보성이 가미된 새로운 위성 이동통신 서비스 시스템을 구현할 수 있다.As described above, the present invention applies a DS-CDMA technology, an LPC-VQ voice signal compression technology, and a small antenna tracking technology to a satellite communication system. Can be implemented.
따라서, 본 발명은 광역성이 보장되는 위성망을 이동 통신시스템에 적용함으로써, 기존 지상 및 해상 이동통신 서비스에서 문제점으로 제기되던 통화 사각지대 발생과 간섭파에 의한 통신품질 저하 문제를 해결할 수 있고, 또한 기존 무궁화 위성을 이용한 통신시스템으로 이동통신 서비스를 수행하는데 있어서 문제점으로 제기되던 단말기의 대형화와 타 위성망 간섭 문제를 음성 압축 기술과 DS-CDMA 기술의 적용으로 이를 해결할 수 있다. 뿐만아니라, 기존 이동통신 서비스에서는 한반도 인근 해상지역에서 제한적으로만 제공 가능하던 다자간 통화 서비스가 전 지역으로의 확산이 가능하다.Therefore, the present invention can solve the problem of communication quality degradation caused by interference blind spots and interference waves, which has been raised as a problem in the existing terrestrial and marine mobile communication services by applying a satellite network with wide area guarantee to the mobile communication system. This problem can be solved by applying the voice compression technology and DS-CDMA technology. In addition, in the existing mobile communication service, the multi-party call service, which was limitedly provided in the offshore region near the Korean peninsula, can be spread to all regions.
이외에도, 본 발명은 국내 전용 스폿빔 위성인 무궁화 위성을 이용하여 이동통신 서비스 시스템을 구현함으로써, 대외 보안성과 내재해성이 요구되는 군 통신망과 같은 특수 목적의 이동통신 서비스 수요에도 적극적으로 활용할 수 있다. In addition, the present invention implements a mobile communication service system using a Mugunghwa satellite, which is a domestic spot beam satellite, and can be actively used for a demand for a special purpose mobile communication service such as a military communication network requiring external security and disaster resistance.
결론적으로, 본 발명은 기존 이동통신 서비스의 여러 문제점들을 성공적으로 보완하면서 대외 보안성과 내재해성이 가미된 보다 선진화된 위성 이동통신 서비스 시스템을 구현함으로써, 국내 위성 이동통신 서비스의 활성화와 고도화에 기여하는 바가 크다.In conclusion, the present invention implements a more advanced satellite mobile communication service system that successfully supplements the problems of the existing mobile communication service and adds external security and disaster resistance, thereby contributing to the activation and advancement of domestic satellite mobile communication service. The bar is big.
이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아 니다.The present invention described above is capable of various substitutions, modifications, and changes without departing from the spirit of the present invention for those skilled in the art to which the present invention pertains, and the above-described embodiments and accompanying It is not limited to drawings.
상기한 바와 같은 본 발명은, 정지궤도 위성인 무궁화 위성을 이용하여 지상 및 해상에서 음성과 데이터를 동시에 서비스 가능한 초소형 위성 이동통신 서비스 시스템을 구현함으로써, 기존 이동통신 비용을 절감하고, 무궁화 위성 사업을 활성화시킬 수 있는 효과가 있다. As described above, the present invention implements a micro-satellite mobile communication service system capable of simultaneously serving voice and data on the ground and at sea by using Mugunghwa satellite, which is a geostationary satellite, thereby reducing existing mobile communication costs, There is an effect that can be activated.
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