KR100791410B1 - 위성링크상의 신호 열화 개선을 위한 위성제어장치, 이를이용한 주파수 경로변환시스템 및 경로변환방법 - Google Patents

위성링크상의 신호 열화 개선을 위한 위성제어장치, 이를이용한 주파수 경로변환시스템 및 경로변환방법 Download PDF

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KR100791410B1 KR1020060124006A KR20060124006A KR100791410B1 KR 100791410 B1 KR100791410 B1 KR 100791410B1 KR 1020060124006 A KR1020060124006 A KR 1020060124006A KR 20060124006 A KR20060124006 A KR 20060124006A KR 100791410 B1 KR100791410 B1 KR 100791410B1
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Abstract

본 발명은 위성링크상에서의 신호 열화 개선을 위한 주파수 경로 변환에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 위성통신을 위한 사용주파수 대역이 점차 고대역화 되면서 강우 등의 기상환경에 따라 발생하는 신호 열화를 줄이기 위해 기상 조건에 따라 사용주파수를 변경하도록 하여 신호 열화 문제를 해결하기 위해 위성 통신으로부터 수신된 신호의 신호 감쇄 정도를 계산하여, 감쇄의 정도가 미리 설정된 임계값을 초과하는 경우에 사용주파수를 변경하기 위한 절체 명령을 생성하여 위성체, 송신지구국과 수신지구국에서 동시에 사용주파수를 변경하도록 하는 장치 및 시스템을 제공하여 위성링크상에서 발생하는 신호 열화를 줄일 수 있는 효과가 있다.
위성통신, 신호열화, 위성체, 송신지구국

Description

위성링크상의 신호 열화 개선을 위한 위성제어장치, 이를 이용한 주파수 경로변환시스템 및 경로변환방법{APPARATUS FOR CONTROLLING FREQUENCE TO IMPROVE THE SIGNAL ATTENUATION IN SATELLITE LINK, SYSTEM AND METHOD FOR CONVERSING FREQUENCY PATH}
도 1은 본 발명에 의한 위성링크상의 신호 열화 개선을 위한 위성통신시스템의 구성을 나타내는 도면,
도 2는 본 발명에 의한 위성링크상의 신호 열화 개선을 위한 주파수 절체 명령을 생성하여 주파수 절체를 수행하는 과정을 나타내는 도면,
도 3은 본 발명에 의한 주파수 절체 명령에 따른 주파수 경로변환방법을 나타내는 도면이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 : 위성제어장치 110 : 네트워크 운영 관리부
120 : 주파수 스위칭 제어부 130 : 모니터링부
140 : 주파수 자원 관리부 150 : 송수신데이터 프로세서부
200 : 송신지구국 210, 410 : 순방향/역방향 링크부
220, 420 : 주파수 스위칭 처리모듈 230, 430 : 신호열화검출모듈
240, 440 : 제 1 신호처리부 300 : 위성체
310 : 신호수신부 320 : 제 2 신호처리부
330 : 신호송신부
본 발명은 위성링크상에서 신호 열화를 개선하기 위한 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 위성통신을 위한 사용주파수 대역이 점차 고대역화 되면서 강우 등의 기상환경에 따라 발생하는 신호 열화를 줄이기 위해 기상 조건에 따라 사용주파수를 변경하도록 하여 신호 열화 문제를 해결하기 위한 위성링크상의 신호 열화 개선을 위한 위성제어장치, 이를 이용한 주파수 경로변환시스템 및 경로변환방법에 관한 것이다.
통신 기술의 급격한 발달에 의해 위성 통신의 사용이 늘어나면서 위성에서의 사용주파수 대역이 점차 고대역화 추세로 바뀌고 있다. 하지만 고대역 주파수는 강우 등으로 인한 신호 열화에 약하기 때문에 위성통신시스템의 링크가용도가 주요 이슈로 되고 있으며, 또한 통신품질의 저하를 초래하고 있어 이를 해결하기 위한 방안이 모색되고 있다. 본 발명은 위성링크상에서 강우등이 발생하게 되면, 현재의 사용하는 주파수 대역에서 저대역주파수로 변환하여 강우로 인한 신호 열화를 개선하여 신호 열화에 의해 발생하는 많은 문제를 해결할 수 있는 장치, 시스템 및 방 법을 제공한다.
신호 열화를 개선하기 위한 종래 기술로 "적응형 전송기법을 이용한 강우 감쇠 보상방법(대한민국 등록특허 0355271, 2002.09.23 등록)을 살펴보면 다음과 같다.
상기 특허는 KU 대역 이상의 고 주파수 대역을 사용하는 위성통신시스템에서 강우로 인하여 발생하는 신호의 감쇠를 적응형 전송기법을 이용하여 보상하고자 하는 방법에 관한 것이다. 상기 특허발명에서는 적응형 전송기법으로 블록 터보 부호를 이용한 적응형 부호화 방식과 M-ary PSK 변조 방식을 이용한 적응형 변조방식을 이용한다. 본 발명은 수신단에서 신호대 잡음비를 계산하고 다음 시점에서의 신호대 잡음비를 예측하며, 예측된 신호대 잡음비에 가장 적절한 전송방식을 할당함으로써 적응적으로 강우 감쇠를 보상한다. 이러한 발명은 수신단에서 PSK 변조된 수신신호로부터 신호대 잡음비를 계산하는 단계와, 현재 시점과 과거시점에서 계산된 신호대 잡음비로부터 다음 시점에서의 신호대 잡음비를 예측하는 단계, 예측된 신호대 잡음비가 현재 시점에서 사용하고 있는 전송방식에 적절한 지를 판단하여 그 결과에 따라 전송방식의 전환을 결정하는 단계, 전송방식의 전환이 결정된 경우 전송방식의 전환을 요구하는 제어신호를 송신단에 보내고 이에 대한 확인신호를 수신하는 단계 및 필요한 경우 전송방식을 전환하여 데이터를 전송하는 단계를 포함한다.
상기한 바와 같이, 상기 특허는 부호방식과 M-ary PSK 변조방식을 통해 강우등으로 인한 신호열화를 보상하기 위한 시스템 및 방법에 대해서만 제시하였을 뿐, 사용주파수를 고대역에서 저대역으로 하는 방식에 대해서는 제시된 바가 없다.
또한, 상기 특허의 경우, 기존의 위성에서의 사용주파수 대역이 KU 대역 이상의 대역에 대해서만 언급된바, 위성링크상에서의 신호열화 개선방법 자체에서도 많은 차이가 있음을 알 수 있다.
또 하나의 종래 기술과 관련하여 “위성통신을 위한 사이트 다이버시티(Site Diversity) 시스템 및 그 방법 (대한민국 등록특허 159360, 1998.08.11 등록)을 살펴보면 다음과 같다.
상기 특허는 위성통신시스템, 초소형 지구국 시스템의 중심지구국 및 위성방송통신지구국 시스템에서의 강우감쇠에 의한 전송품질의 저하와 통신/방송의 중단을 막기 위하여 사용하는 사이트 다이버시티 시스템 및 그 방법에 관한 것으로 주 지구국과 예비 지구국을 구별시켜 주 지구국의 감쇠량을 기준으로 하여 감쇠 크키에 따라 다르게 정해지는 두 지구국간의 신호 감쇠의 차이가 정해진 기준치보다 작을 경우에는 주 지구국을 선택하고 단지 감쇠 차 기준치를 초과하는 경우에만 예비지구국을 선택함으로써 불필요한 스위칭을 방지하여 정확하게 다이버시티 스위칭을 동작시키는 사이트 다이버시티 시스템 및 그 방법을 제공하는데 있다.
상기한 바와 같이, 기존의 위성에서의 신호감쇠를 해결하기 위하여 주 지구국과 예비지구국을 두어 신호감쇠가 크게 발생되면 주 지구국에서 예비지구국으로 신호 경로를 변경하여 강우 등으로 인해 발생되는 신호감쇠를 해결하는 방안에 대해서만 언급된바, 사용주파수를 고대역에서 저대역으로 전환하여 강우등으로 인한 신호열화를 개선하는 방안에 대해 제시된바 없을 뿐만 아니라 신호 열화 개선방안 자체에 대해서도 큰 차이가 있음을 알 수 있다.
따라서, 기존의 강우 등으로 인한 신호 열화 개선방안과 달리 현재 사용중인 고대역 주파수를 강우로 인한 신호 감쇠가 아주 미약한 저대역 주파수로 주파수 절체를 함으로써 고대역 주파수에서 심각하게 발생되는 신호 열화에 의한 링크가용도 저하 및 통신품질의 저하를 대체하기 위한 방안을 제시하고자 한다.
따라서, 본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 본 발명의 목적은 위성 통신에서 사용되는 주파수의 대역이 고대역화되면서 강우 등으로 인해 발생하는 신호 열화를 극복하기 위해 신호 열화가 발생하는 지를 탐지하고, 신호 열화가 심해지면 신호 열화의 발생을 줄일 수 있는 저주파 대역의 주파수로 사용 주파수를 변경하는 위성링크상의 신호열화 개선을 위한 위성제어장치를 제공하는데 있다.
한편, 본 발명의 다른 목적은 지상에서 사용되는 주파수와의 충돌을 줄이면서 신호 열화를 줄일 수 있는 주파수를 사용하기 위해 가용주파수를 실시간으로 탐지하는 위성링크상의 신호열화 개선을 위한 위성제어장치를 제공하는데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 위성링크상의 신호 열화 개선을 위한 위성제어장치는 위성 통신으로부터 전송된 신호를 수신하여, 상기 신호가 신호 열화에 의해 감쇠한 정도를 산출하는 모니터링부와 상기 모니터링부에 의해 산출된 신호의 감쇠 정도에 따라 사용 주파수의 절체 여부를 판단하고, 주파수의 절체가 필요한 경우에 주파수 절체 명령을 생성하여 상기 위성 통신으로 전송하는 주파수 스위칭 제어부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이때, 사용 주파수의 절체 여부의 판단은 상기 산출된 신호의 감쇠 정도가 미리 설정된 임계값을 초과하는 경우에 사용 주파수의 절체가 필요한 것으로 판단한다. 주파수 절체는 고주파 대역의 주파수를 저주파 대역의 주파수로 절체하는 것을 특징으로 한다.
또한, 주파수 스위칭 제어부는 상기 주파수 절체에 필요한 저대역 주파수로 사용 가능한 주파수가 존재하는지 여부를 판단하는 것을 특징으로 한다.
또한, 주파수 스위칭 제어부는 위성통신의 사용주파수 자원에 대한 정보와 지상망의 사용주파수 자원에 대한 정보를 저장하고 있는 주파수 자원 관리부를 검색하여 사용 가능한 주파수의 존재 여부를 판단하는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명의 위성링크상의 신호 열화 개선을 위한 주파수 경로변환시스템은 위성 통신으로부터 수신된 신호의 신호 감쇠량을 산출하여, 상기 산출된 신호의 감쇠량에 따라 사용 주파수의 절체 여부를 판단하고, 주파수의 절체가 필요한 경우에 주파수 절체 명령을 생성하여 전송하는 위성제어장치와 상기 전송된 주파수 절체 명령을 수신하고, 상기 수신된 주파수 절체 명령에 따라 사용 주파수를 고대역 주파수에서 저대역 주파수로 변경하는 주파수 스위칭 처리모듈을 포함하여 이루 어지는 것을 특징으로 한다.
이때, 사용 주파수의 절체 여부의 판단은 상기 산출된 신호 감쇠량이 미리 설정된 임계값을 초과하는 경우에 사용 주파수의 절체가 필요한 것으로 판단하고, 상기 위성제어장치는 상기 주파수 절체에 필요한 저대역 주파수로 사용 가능한 주파수가 존재하는지 여부를 검색한다. 여기서, 위성제어장치는 위성통신의 사용주파수 자원에 대한 정보와 지상망의 사용주파수 자원에 대한 정보를 저장하고 있는 주파수 자원 관리부를 검색하여 사용 가능한 주파수의 존재 여부를 판단한다.
또한, 주파수 스위칭 처리모듈은 적어도 2개 이상의 가용 주파수 채널을 가지고 있어, 위성 링크상의 상태에 따라 주파수 채널을 선택적으로 사용할 수 있는 주파수 뱅크를 더 포함하는 것을 특징으로 하고, 주파수 스위칭 처리모듈은 위성체, 송신지구국 및 수신지구국에 구비되는 것을 특징으로 한다.
한편, 위성링크상의 신호 열화 개선을 위한 위성제어방법은 위성 통신으로부터 전송된 신호를 수신하는 1 단계, 상기 수신된 신호가 신호 열화에 의해 감쇠한 정도를 모니터링부에서 산출하는 2 단계, 상기 모니터링부에 의해 산출된 신호의 감쇠 정도에 따라 사용 주파수의 절체 여부를 판단하는 3 단계, 상기 판단 결과 주파수의 절체가 필요한 경우에 주파수 절체 명령을 생성하여 상기 위성 통신으로 전송하는 4 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
한편, 위성링크상의 신호 열화 개선을 위한 주파수 경로변환방법은 위성통신에 의해 주파수 절체 제어명령을 수신하는 1 단계, 상기 수신된 주파수 절체 제어 명령에 따라, 주파수 뱅크로 상기 주파수 절체 제어명령을 전달하여 가용 주파수가 존재하는지 판단하는 2 단계, 상기 판단 결과 가용주파수가 존재하는 경우에 고대역 채널에서 저대역 채널로 변환하여 주파수 절체를 실행하는 3 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 위성링크상의 신호 열화 개선을 위한 위성제어장치, 이를 이용한 주파수 경로변환시스템 및 경로변환방법에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 의한 위성링크상의 신호 열화 개선을 위한 위성통신시스템의 구성을 나타내는 도면이다.
본 발명에 의한 위성링크상의 신호 열화 개선을 위한 위성통신시스템은 위성제어장치(100), 송신지구국(200), 위성체(300) 그리고 수신지구국(410)을 포함하여 구성된다.
위성제어장치(100)는 송신지구국(200), 위성체(300) 그리고 수신지구국(410)에 의해 전송되는 통신 신호를 수신하여 신호 열화에 의한 신호 감쇠 정도를 실시간 점검하고, 신호 감쇠가 일정한 수준을 넘어가는 경우에 위성통신시스템에서 사용되고 있는 주파수를 고대역에서 저대역으로 변환하기 위한 주파수 절체 제어명령을 생성하여 전송한다. 여기서, 위성제어장치(100)는 위성제어센터라는 용어와 같이 사용될 수 있다.
위성제어장치(100)는 RF 모듈과 안테나로 구성된 옥외장치(170)와 신호 감쇠에 의한 주파수 절체 명령을 생성하는 옥내장치로 구성된다. 위성제어장치(100)는 송수신모듈(Tx/Rx Module, 160), 송수신데이터프로세서부(Tx/Rx Data Processor, 150), 모니터링부(Carrier Level Monitoring, 130), 주파수 스위칭 제어부(Frequency Switch Control Management, 120), 네트워크 운영 관리부(Network Operating Management, 110) 및 주파수 자원 관리부(Frequency Resource Management, 140)를 포함하여 이루어진다.
송수신모듈(Tx/Rx Module, 160)은 위성제어장치(100)에 필요한 정보를 송수신한다.
송수신데이터프로세서부(Tx/Rx Data Processor, 150)는 위성제어장치(100)가 위성통신에 의해 위성체(300), 송신지구국(200) 그리고 수신지구국(400)으로 데이터를 송신하거나, 역으로 데이터를 수신할지 여부에 따라 경로를 처리한다.
모니터링부(Carrier Level Monitoring, 130)는 위성링크상에서 신호 열화 발생 여부를 모니터링 하면서 신호 열화 발생정보를 검출한다. 신호 열화 발생여부는 송수신지구국(200,300)과 위성체(300)의 반송파 레벨을 감시하여 신호 감쇠 정도를 체크하여 판단한다. 현재 사용하고 있는 주파수 대역에 대한 신호 감쇠의 정도가 위성 링크의 가용도를 만족하기 어렵다고 판단되는 경우에는 주파수 스위칭 제어부(Frequency Switch Control Management, 120)를 통해 송신지구국과 수신지구국 내 주파수 스위칭 처리모듈(Frequency Switching Processing Module, 220, 420)과 위성체(300) 내 신호처리부(Signal Processing Section, 320)에 사용주파수를 고대 역에서 저대역으로 변화하는 주파수 절체 제어명령을 전송한다. 주파수 절체 제어명령에 따라 고대역에서 저대역으로 주파수 절체는 위성체(300)와 송수신지구국(200, 400)에서 동시에 이루어진다.
주파수 스위칭 제어부(Frequency Switch Control Management, 120)는 모니터링부(Carrier Level Monitoring, 130)에 의해 검출된 신호 열화 정보에 따라서 사용하는 주파수 대역을 고대역으로 할 것인지, 혹은 저대역으로 할 것인지에 대한 사용주파수를 제어 관리한다. 신호 감쇠에 따라 주파수 절체 여부는 수신된 신호의 감소 정도가 미리 설정된 임계값을 초과하는지 여부에 의해 판단하게 된다. 여기서 임계값은 위성통신에 의해 이루어지는 서비스가 신호감쇠에 의해 서비스 진행이 어렵다고 판단되는 값으로 미리 설정되는 값을 말한다.
모니터링부(Carrier Level Monitoring, 130)에 의해 위성링크상에서 신호 열화가 발생한 것으로 감지되면, 주파수 스위칭 제어부(Frequency Switch Control Management, 120)는 신호 열화에 대응하여 주파수 절체를 위해 사용 가능한 주파수가 존재하는지 주파수 자원 관리부(Frequency Resource Management, 140)의 주파수 자원에 대한 정보를 검색한다. 가용 주파수가 존재하는 경우에 주파수 스위칭 제어부(Frequency Switch Control Management, 120)는 사용하고 있는 고대역 주파수를 검색된 가용 주파수로 주파수 절체를 위한 제어명령을 생성한다.
네트워크 운영 관리부(Network Operating Management, 110)는 위성통신망을 구성하는 모든 지구국을 관리한다.
주파수 자원 관리부(Frequency Resource Management, 140)는 위성에서의 사용주파수 자원 및 지상망의 사용주파수 자원 정보를 저장 관리한다. 이는 주파수 스위칭 제어부(Frequency Switch Control Management, 120)에 의해 사용 가능한 주파수에 대한 정보 검색을 위해 해당 주파수 자원에 대한 데이터베이스 기능을 수행한다. 이를 통해 현재 사용중인 주파수대역에서 강우 등으로 인한 신호열화가 발생하는 경우에 작은 저대역 주파수 자원을 활용할 수 있도록 하여 실시간으로 주파수 절체를 수행할 수 있도록 한다.
주파수 자원 관리부(Frequency Resource Management, 140)는 위성통신에서 사용하는 자원을 관리하는 것은 물론, 지상통신망에서 많이 사용되고 있는 저대역 주파수에 대한 정보를 관리하여 주파수 절체에 의해 절체된 저대역 주파수가 지상통신망의 주파수와 충돌이 발생하는 것을 사전에 예방할 수 있다.
주파수 자원 관리부(Frequency Resource Management, 140)에 의해 신호 열화에 대응하여 주파수 절체를 위한 가용주파수 자원이 확보되면, 확보된 저대역 가용주파수에 대한 정보를 송신지구국(200), 수신지구국(400)과 위성체(300)에 제공함으로써 현재 사용하고 있는 고대역 주파수를 동시에 저대역 주파수로 주파수 절체를 수행할 수 있도록 제어명령을 전송한다.
위성제어장치(100)는 지상통신망에서의 가용 저대역 주파수 자원이 존재하는지를 항상 모니터링하기 위해 지상망과의 연동이 이루어져야 하고 이를 위해 주파 수 자원 관리부(Frequency Resource Management, 140)는 LAN(Local Area Network)나 유선망 등을 통해 지상통신망과 연결되어 있다.
송신지구국(200)과 수신지구국(400)은 동일한 기술적 특징으로 구성되고, 신호의 송신과 수신에 따라 그 명칭이 바뀔 수 있으므로 송신지구국(200)과 수신지구국에 대한 기술적 특징에 대한 설명은 동시에 진행하도록 하고, 동일한 구성요소에 대한 설명은 중복하지 않는 것으로 한다.
송신지구국(200)과 수신지구국(400)은 순방향역방향링크부(Forward/Return Link Module, 210, 410), 주파수 스위칭 처리모듈(Frequency Switching Processing Module, 220, 420)), 신호열화검출모듈(Signal Degredation Detection Module, 230, 430) 그리고 신호처리부(Signal Processing Module, 240, 440)를 포함하여 구성된다. 송신지구국(200)과 수신지구국(400)은 지상망과 연계하여 운영된다.
순방향역방향링크부(Forward/Return Link Module, 210, 410)는 처리된 데이터를 위성통신망을 통해 송신하거나, 아니면 위성통신망을 통해 위성제어장치(100), 위성체(300) 등으로부터 신호를 수신하는 기능을 한다.
신호처리부(Signal Processing Module, 240, 440)는 순방향역방향링크부(Forward/Return Link Module, 210, 410)와 연결되어 송수신되는 신호에 대한 신호처리 기능을 수행한다.
신호열화검출모듈(Signal Degredation Detection Module, 230, 430)은 수신된 신호를 모니터링하여 위성링크상에서 신호열화가 발생하는지 점검하는 기능을 수행한다. 신호열화검출모듈(Signal Degredation Detection Module, 230, 430)은 위성과의 송수신 경로상에 발생되는 신호 열화가 발생하는지를 검출하는 기능을 가지고 있어, 위성링크상에서 신호감쇠가 발생하였는지를 판단한다.
신호열화검출모듈(Signal Degredation Detection Module, 230, 430)에서의 기능은 위성제어장치(100)에서 이루어지는 기능과 동일한 기능을 수행할 수 있다. 따라서, 위성제어장치(100)가 별도의 위성제어센터로 운용될 수 있는 것은 물론, 신호 감쇠가 발생하는지를 검색하여 주파수 절체 제어명령을 전송하는 기능을 신호열화검출모듈(Signal Degredation Detection Module, 230, 430)에서 동일하게 수행할 수도 있다.
주파수 스위칭 처리모듈(Frequency Switching Processing Module, 220, 420))은 위성제어장치(100)로부터 전송된 주파수 절체 제어 명령 또는 신호열화검출모듈(Signal Degredation Detection Module, 230, 430)에 의해 제공된 주파수 절체 요구에 대응하여 고대역 주파수에서 저대역 주파수로 주파수 절체를 수행한다.
주파수 스위칭 처리모듈(Frequency Switching Processing Module, 220, 420))은 주파수 절체를 위해 고대역 주파수 채널 및 저대역 주파수 채널을 가지는 주파수 뱅크(도면 생략)를 포함한다. 주파수 뱅크는 적어도 2 이상의 가용 주파수 채널을 갖추고 있어야 한다. 또한 위성링크 상황에 따라 사용주파수 대역을 선택할 수 있어야 한다.
주파수 스위칭 처리모듈(Frequency Switching Processing Module, 220, 420))은 주파수 절체 제어명령을 수신하면 주파수 뱅크에 신호를 전달하여 사용하 는 주파수 대역을 고대역 주파수로 할 것인지, 아니면 주파수 뱅크에 존재하는 저대역 주파수를 사용할 것인지를 결정한다. 주파수 뱅크에 가용주파수 대역이 존재하면 주파수 절체에 필요한 스위치를 가동하여 고대역 채널에서 저대역 채널로 변경하고, 주파수 대역 변경이 이루어졌음을 위성제어장치(100)에 전송한다.
주파수 절체 제어명령을 생성하는 위성제어장치(100), 혹은 진호열화검출모듈(230)과 주파수 절체를 실행하는 주파수 스위칭 처리모듈(220)을 포함하는 시스템을 주파수 경로변환시스템으로 구성할 수 있다.
위성체(300)는 신호수신부(Signal Receive Section, 310), 신호처리부(Signal processing Section, 320)과 신호송신부(Signal Transmit Section, 330)을 포함하여 이루어진ㄷ.
신호수신부(Signal Receive Section, 310)는 송신지구국(200)과 위성제어시스템(100)으로부터 송신되는 신호를 수신한다.
신호처리부(Signal processing Section, 320)는 수신된 신호의 레벨이 극히 미약하기 때문에 신호를 다시 수신지구국(400) 등으로 전송하기 위해 신호 증폭을 수행하여 신호송신부(Signal Transmit Section, 330)로 신호를 전송한다.
신호처리부(Signal processing Section, 320)는 본 발명에 의한 위성링크상에서 발생하는 강우에 의한 신호 열화를 극복하기 위해 사용주파수 대역을 고대역 에서 저대역으로 변환하는 주파수 절체를 수행한다. 또한 신호처리부(Signal processing Section, 320)는 자체적으로 신호 감쇠의 발생 여부를 체크하기 위해 위성제어장치(100)의 기능을 자체적으로 구비할 수 있다.
신호처리부(Signal processing Section, 320)는 위성제어장치(100)로부터 주파수 절체 제어명령을 수신하여 주파수 절체를 수행할 수 있다.
따라서, 신호처리부(Signal processing Section, 320)는 신호 열화를 모니터링하고, 그 결과에 따라 주파수 절체를 수행하는 주파수 경로변환시스템을 내부적으로 구비할 수 있는 것은 물론, 위성제어장치(100)와 연동하여 주파수 경로변환시스템을 이룰 수 있다.
도 2는 본 발명에 의한 위성링크상의 신호 열화 개선을 위한 주파수 절체 명령을 생성하여 주파수 절체를 수행하는 과정을 나타내는 도면이다.
위성제어장치(혹은, "위성제어국"이라한다. 100)에서는 위성 신호를 수신하는 수신안테나로부터 반송파 신호를 입력(S201)받게 되며 수신된 신호의 세기가 주파수 절체에 필요한 절체 임계값을 초과하는지 여부를 판단(S202)한다.
판단결과 주파수 절체 임계값을 초과하는 경우에 주파수 이용 대역이 존재하는지를 체크(S203)한다.
주파수 이용대역이 존재하게 되면 주파수 절체에 필요한 명령을 생성(S204)하게 되고 이를 송수신지구국 및 위성체에 주파수 절체 명령을 전달(S205)한다.
주파수 절체 제어명령이 수신되면 주파수 스위칭 제어모듈(S206)을 구동한다.
주파수 스위칭 제어모듈로부터 주파수 절체에 필요한 명령을 수신하게 되면 주파수 절체(S207)를 위해 주파수 뱅크에 신호를 전송한 후 주파수 절체에 필요한 업무를 종료한다.
주파수 절체에 필요한 명령은 위성제어장치(100)에서 생성한다. 위성제어장치(100)는 자체적으로 송수신 지구국 및 위성체의 반송파 레벨을 감시하는 모니터링부(130)와 동일한 기능을 수행하는 장치를 갖추고 있어 이를 통해 송수신 지구국(200, 400) 및 위성체(300)가 사용하는 주파수 대역에 대한 신호 감쇠 정도를 판단한다.
반송파 레벨 감시 기능을 제공하는 모니터링부(130)에서 현재 사용하는 주파수 대역에 대한 신호감쇠가 커 위성링크 가용도를 만족하기 어렵다고 판단하면, 주파수 스위칭 제어부(120)을 통해 현재 사용하는 주파수에서 신호 감쇠가 낮은 주파수 대역으로 사용주파수 대역의 절체를 송신지구국(200) 내 주파수 스위칭 처리모듈(220)과 수신지구국(400) 내 주파수 스위칭 처리모듈(420)) 및 위성체(300) 내 신호처리부(320)에 전송한다. 이와 같은 위성시스템내 사용하는 주파수 대역을 절체하기 위해서는 위성망제어장치(100)에서는 사용하는 주파수 대역에 대한 반송파 레벨을 항상 모니터링 해야 한다.
도 3은 본 발명에 의한 주파수 절체 명령에 따라 주파수 경로변환방법을 나타내는 도면이다.
주파수 절체 명령에 따라 주파수 경로변환방법은 신호처리부(300)에서는 위성제어장치(100)으로부터 주파수 대역의 절체 명령(S301)을 수신한다.
신호처리에 필요한 데이터를 추출하기 위해 RF 신호를 IF 신호로 변경(S302)한 후 이를 주파수 뱅크(S303)에 신호를 전달하여 사용하는 주파수 대역을 고대역 주파수를 사용할 것인지 아니면 주파수 뱅크상에서 현재의 위성링크상에서 신호열화가 작은 저대역 주파수를 사용할 것인지를 결정(S304)한다.
가용 주파수 대역이 존재하면 주파수 대역 절체에 필요한 스위치를 가동하여(S305) 고대역 채널에서 저대역 채널로 변경(S306)하고, 주파수 대역 변경이 이루어졌음을 위성제어장치에 전송한다.(S307)
이상에서 몇 가지 실시예를 들어 본 발명을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시 예로 국한되는 것이 아니고 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형실시될 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명에 의한 위성링크상의 신호 열화 개선을 위한 위성제어장치, 이를 이용한 주파수 경로변환시스템 및 경로변환방법은 위성통신에서의 사용주파수 대역이 점차 고대역화 됨에 따라 고대역 주파수에서의 강우등으로 인한 신호열화가 발생되고 그로 인한 위성통신시스템의 링크가용도 저하로 통신품질을 만족시키지 못하는 문제를 해결하기 위한 방안으로 위성링크상의 기후조건에 따라 사용하는 주파수를 다르게 사용함으로써 사용주파수로 인해 발생되는 신호 열화를 해결함으로써 위성통신시스템의 링크가용도를 개선하고, 고대역 주파수를 사용하는 위성통신시스템의 활성화 및 활용도를 크게 확장할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 고대역 주파수를 사용하는 위성통신시스템에서 복수 개의 주파수를 갖는다는 개념을 제공함으로써 기존의 단일 주파수만을 사용하는 것보다 위성통신시스템의 활용도 향상을 제공할 수 있음은 물론 위성과 지상망에서의 사용주파수 중에서 위성링크의 상황에 적합한 주파수를 찾아냄으로써 주파수 활용의 효율성도 제공할 수 있는 효과가 있다.

Claims (21)

  1. 위성 통신으로부터 전송된 신호를 수신하여, 상기 신호가 신호 열화에 의해 감쇠한 정도를 산출하는 모니터링부;
    상기 모니터링부에 의해 산출된 신호의 감쇠 정도에 따라 사용 주파수의 절체 여부를 판단하고, 주파수의 절체가 필요한 경우에 주파수 절체 명령을 생성하여 상기 위성 통신으로 전송하는 주파수 스위칭 제어부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 위성링크상의 신호열화 개선을 위한 위성제어장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 사용 주파수의 절체 여부의 판단은 상기 산출된 신호의 감쇠 정도가 미리 설정된 임계값을 초과하는 경우에 사용 주파수의 절체가 필요한 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 위성링크상의 신호 열화 개선을 위한 위성제어장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 주파수 절체는 고주파 대역의 주파수를 저주파 대역의 주파수로 절체하는 것을 특징으로 하는 위성링크상의 신호 열화 개선을 위한 위성제어장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 주파수 스위칭 제어부는 상기 주파수 절체에 필요한 저대역 주파수로 사용 가능한 주파수가 존재하는지 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 위성링크상의 신호 열화 개선을 위한 위성제어장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 주파수 스위칭 제어부는 위성통신의 사용주파수 자원에 대한 정보와 지상망의 사용주파수 자원에 대한 정보를 저장하고 있는 주파수 자원 관리부를 검색하여 사용 가능한 주파수의 존재 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 위성링크상의 신호열화 개선을 위한 위성제어장치.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 주파수 절체 명령은 상기 위성 통신을 통해 위성체, 송신지구국 및 수신지구국으로 전송되는 것을 특징으로 하는 위성링크상의 신호열화 개선을 위한 위성제어장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 위성체, 송신지구국 및 수신지구국은 상기 주파수 절체 명령에 따라 동시에 고대역 주파수에서 저대역 주파수로 주파수 변환을 수행하는 것을 특징으로 하는 위성링크상의 신호열화 개선을 위한 위성제어장치.
  8. 위성 통신으로부터 수신된 신호의 신호 감쇠량을 산출하여, 상기 산출된 신호의 감쇠량에 따라 사용 주파수의 절체 여부를 판단하고, 주파수의 절체가 필요한 경우에 주파수 절체 명령을 생성하여 전송하는 위성제어장치;
    상기 전송된 주파수 절체 명령을 수신하고, 상기 수신된 주파수 절체 명령에 따라 사용 주파수를 고대역 주파수에서 저대역 주파수로 변경하는 주파수 스위칭 처리모듈을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 위성링크상의 신호열화 개선을 위한 주파수 경로 변환시스템.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 사용 주파수의 절체 여부의 판단은 상기 산출된 신호 감쇠량이 미리 설정된 임계값을 초과하는 경우에 사용 주파수의 절체가 필요한 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 위성링크상의 신호 열화 개선을 위한 주파수 경로 변환시스템.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 위성제어장치는 상기 주파수 절체에 필요한 저대역 주파수로 사용 가능한 주파수가 존재하는지 여부를 검색하는 것을 특징으로 하는 위성링크상의 신호 열화 개선을 위한 주파수 경로 변환시스템.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 위성제어장치는 위성통신의 사용주파수 자원에 대한 정보와 지상망의 사용주파수 자원에 대한 정보를 저장하고 있는 주파수 자원 관리부를 검색하여 사용 가능한 주파수의 존재 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 위성링크상의 신호 열화 개선을 위한 주파수 경로 변환시스템.
  12. 제 8 항에 있어서,
    상기 주파수 스위칭 처리모듈은 적어도 2개 이상의 가용 주파수 채널을 가지고 있어, 위성 링크상의 상태에 따라 주파수 채널을 선택적으로 사용할 수 있는 주파수 뱅크를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 위성링크상의 신호 열화 개선을 위한 주파수 경로 변환시스템.
  13. 제 8 항에 있어서,
    상기 주파수 스위칭 처리모듈은 위성체, 송신지구국 및 수신지구국에 구비되는 것을 특징으로 하는 위성링크상의 신호 열화 개선을 위한 주파수 경로 변환시스템.
  14. 위성 통신으로부터 전송된 신호를 수신하는 1 단계;
    상기 수신된 신호가 신호 열화에 의해 감쇠한 정도를 모니터링부에서 산출하 는 2 단계;
    상기 모니터링부에 의해 산출된 신호의 감쇠 정도에 따라 사용 주파수의 절체 여부를 판단하는 3 단계;
    상기 판단 결과 주파수의 절체가 필요한 경우에 주파수 절체 명령을 생성하여 상기 위성 통신으로 전송하는 4 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 위성링크상의 신호 열화 개선을 위한 위성제어방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 3 단계의 상기 사용 주파수의 절체 여부의 판단은 상기 산출된 신호의 감쇠감쇠감쇠리 설정된 임계값을 초과하는 경우에 사용 주파수의 절체가 필요한 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 위성링크상의 신호 열화 개선을 위한 위성제어방법.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 3 단계는 상기 주파수 절체에 필요한 저대역 주파수로 사용 가능한 주파수가 존재하는지 여부를 판단하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 위성링크상의 신호 열화 개선을 위한 위성제어방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 3 단계는 위성통신의 사용주파수 자원에 대한 정보와 지상망의 사용주 파수 자원에 대한 정보를 저장하고 있는 주파수 자원 관리부를 검색하여 사용 가능한 주파수의 존재 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 위성링크상의 신호 열화 개선을 위한 위성제어방법.
  18. 제 14 항에 있어서,
    상기 주파수 절체 명령은 상기 위성 통신을 통해 위성체, 송신지구국 및 수신지구국으로 전송되는 것을 특징으로 하는 위성링크상의 신호 열화 개선을 위한 위성제어방법.
  19. 위성통신에 의해 주파수 절체 제어명령을 수신하는 1 단계;
    상기 수신된 주파수 절체 제어명령에 따라, 주파수 뱅크로 상기 주파수 절체 제어명령을 전달하여 가용 주파수가 존재하는지 판단하는 2 단계;
    상기 판단 결과 가용주파수가 존재하는 경우에 고대역 채널에서 저대역 채널로 변환하여 주파수 절체를 실행하는 3 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 위성링크상의 신호 열화 개선을 위한 주파수 경로 변환방법.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 주파수 절체가 실행된 경우에 주파수 대역 변경 신호를 위성체를 통해 위성제어시스템으로 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 위성링크상의 신호 열화 개선을 위한 주파수 경로 변환방법.
  21. 제 19 항에 있어서,
    상기 주파수 절체를 실행하는 단계는 위성체, 송신지구국 및 수신지구국에서 동시에 이루어지는 것을 특징으로 하는 위성링크상의 신호 열화 개선을 위한 주파수 경로 변환방법.
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