KR100925271B1 - 양방향 이동이 가능한 음영지역에서의 버스트 이득 제어장치 및 그 방법 - Google Patents

양방향 이동이 가능한 음영지역에서의 버스트 이득 제어장치 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 양방향 이동이 가능한 음영지역에서의 버스트 이득 제어 장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 양방향 통신 시스템, 특히 양방향 위성통신 시스템에서 상행 이동 단말과 하행 이동 단말이 서로 다른 주파수의 파일럿 신호를 사용함으로써, 상행 및 하행 이동체(예를 들면, 상행/하행 열차 등)가 터널과 같은 음영 지역에 동시에 존재하게 되는 상황에서도 두 이동 단말이 전송한 신호 모두에 대하여 신호 감쇄를 효과적으로 보상하고자 한다.
이를 위하여, 본 발명은, 이동 단말에서의 버스트 이득 제어 장치에 있어서, 송신 데이터에 대한 버스트 신호를 생성하기 위한 송신 수단; 상기 이동 단말의 사용 주파수 대역 밖에 위치하는 파일럿 신호를 생성하되, 상기 이동 단말의 방향에 따라 상이한 주파수를 갖는 파일럿 신호를 생성하는 파일럿 생성 수단; 및 상기 버스트 신호와 상기 파일럿 신호를 다중화하여 중계 장치로 전송하기 위한 다중화 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
Figure R1020070133280
양방향 위성 서비스, 중계기, 갭필러, 음영지역, 이득 제어, 파일럿 신호

Description

양방향 이동이 가능한 음영지역에서의 버스트 이득 제어 장치 및 그 방법{APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLING BURST GAIN IN TWO-WAY DEAD SPOT}
본 발명은 양방향 이동이 가능한 음영지역에서의 버스트 이득 제어 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 양방향 통신 시스템, 특히 양방향 위성통신 시스템에서 상행 이동 단말과 하행 이동 단말이 서로 다른 주파수의 파일럿 신호를 사용함으로써, 상행 및 하행 이동체(예를 들면, 상행/하행 열차 등)가 터널과 같은 음영 지역에 동시에 존재하게 되는 상황에서도 두 이동 단말이 전송한 신호 모두에 대하여 신호 감쇄를 효과적으로 보상할 수 있는, 양방향 이동이 가능한 음영지역에서의 버스트 이득 제어 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
본 발명은 정보통신부 및 정보통신연구진흥원의 IT성장동력기술개발사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다[과제관리번호: 2006-S-020-02, 과제명: 고속 이동체 인터넷 위성 무선 연동 기술개발].
일반적으로, 위성통신 시스템은 위성에서 단말로의 경로(다운 링크) 상에서 는 위성 디지털 비디오 방송 포맷(DVB-S: Digital Video Broadcasting - Satellite)을 기반으로 연속신호를 전송하고, 단말에서 위성으로의 경로(업 링크) 상에서는 디지털 영상 양방향 위성방송(DVB-RCS: Digital Video Broadcasting - Return Channel via Satellite) 규격을 기반으로 버스트 신호를 전송한다.
도 1a 및 도 1b를 참조하여 살펴보면, 위성이 단말로 전송하는 TDM(Time Division Multiplexing) 신호는 시간축 상에서 연속적으로 존재하는 신호(연속신호)(도 1a)로서, 이 경우 입력되는 신호의 세기를 검출한 후 기준신호와 비교하여 기준신호보다 작으면 신호의 세기를 증가시키고, 기준신호보다 크면 신호의 세기를 감소시키는 일반적인 피드백을 이용한 자동 이득 조절(AGC: Automatic Gain Control) 방법을 통해 쉽게 신호 감쇄를 보상할 수 있다.
반대로, 단말이 위성으로 전송하는 TDMA 신호는 신호의 길이가 짧아 시간축 상에서 연속적으로 존재하지 않는 버스트(burst) 신호(도 1b)에 해당하며, 이는 랜덤하게 나타나는 신호이면서도 그 길이도 짧아 일반적인 피드백을 이용한 AGC 방법으로는 보상이 불가능하다.
이를 해결하기 위한 종래의 방법은, 버스트 신호에 AGC 응답시간만큼 프리엠블(preamble) 길이를 증가시켜 전송함으로써, 수신 측에서 프리엠블을 이용하여 이득을 조절할 수 있도록 하였으나, 이는 불필요한 프리엠블의 길이가 너무 길어져 데이터 전송의 효율성이 떨어진다는 문제점이 있다.
한편, 위성통신 시스템은 위성과 단말 사이에 직접적으로 통신하는 것이 일반적이지만, 위성과 단말 간의 직접 통신이 불가능한 지역(예를 들면, 터널이나 지 하)에서는 정상적인 통신을 위해 갭필러(Gap Filler)라는 중계기를 사용한다.
즉, 일반적으로 위성통신은 가시거리(LOS: Line of Sight)가 확보되는 상황하에서 통신을 하였다. 하지만, 최근 위성 DMB와 같은 일부 위성 방송에서는 비가시거리(NLOS: Non-LOS) 환경하에서 위성 방송을 수신하기 위하여 갭필러 기술을 적용하고 있다.
이를 상세하게 살펴보면, 터널 내에 위치한 중계기(갭필러)는 Ku/Ka 대역 신호를 위성으로부터 수신하여 ISM 대역으로 주파수 변환하여 단말로 전송하며, 단말은 DVB-RCS 규격을 기반으로 하여 버스트 신호를 중계기에 전송한다. 여기서, 단말에는 일반적으로 양방향 위성통신용 셋탑박스(Set-top-box) 등이 포함된다.
단말이 터널 내에 있는 중계기로 전송한 신호(버스트 신호)는 터널 내에서 상당한 신호 감쇄를 받게 된다는 문제점이 있었다. 예를 들어, 터널에서 2.4GHz 대역을 이용하는 경우, 중계기와 단말 간에 발생하는 신호의 감쇄는 100dB/km 정도의 큰 신호 감쇄가 발생한다.
따라서, 터널 내에 위치한 단말이 중계기를 통해 위성과 원활한 통신을 할 수 있기 위해서, 중계기는 단말이 송신한 버스트 신호의 감쇄를 효율적으로 보상하여 위성으로 전달해야 할 필요성이 있는데, 이를 해결하는 방법으로는 단말에서 터널 내에 설치된 중계기로 버스트 신호를 전송할 때 도 2b에 도시된 바와 같은 단일한 파일럿 신호(Single tone)를 삽입하여 전송하는 방법이 있다. 하지만, 이러한 방법도 다음과 같은 단점이 있다.
위성 이동통신에서 철도, 지하철 등의 터널과 같은 페이딩(Fading) 환경에서 갭필러를 이용하여 통신을 하는 경우, 터널 내에서의 다중 경로의 영향으로 인하여 각각의 주파수 성분이 서로 다른 시간차를 가지고 목적지(갭필러 및 이동 단말)에 도달하게 된다. 즉, 동일한 신호 내에서도 주파수 성분 간에 서로 다른 페이딩을 경험할 수 있다는 것이다.
이때, 동일한 시간 지연을 갖는 주파수 성분 간의 최대 대역폭을 Bc(Coherence Bandwidth)라 하면, Bc보다 훨씬 좁은 대역폭을 사용하는 시스템은 '협대역 시스템'(Narrowband System)이라 할 수 있고, Bc보다 넓은 대역폭을 사용하는 시스템은 '광대역 시스템'(Wideband System)이라 할 수 있다.
DVB-RCS에서는 도 2a에 도시된 바와 같이, 빠른 주파수 호핑(Hopping)을 통하여 자원의 효율성을 높이는 시스템을 구현할 수 있도록, 하나의 버스트(Burst) 신호의 주파수 대역은 Bc보다 작으나 주파수 호핑을 하는 대역은 규격에서 20MHz이상으로 명시하고 있다.
하나의 열차만이 터널을 지나간다고 할 때, 열차에 위치한 단말이 도 2b에 도시된 바와 같은 단일 파일럿신호(Single tone)(201)를 버스트 신호에 삽입하여 전송한다면, 음영 지역(Dead Spot)인 터널 내에서의 신호 감쇄를 보상할 수 있다.
하지만, 상행 열차와 하행 열차가 동시에 터널을 지나가는 경우에도, 상행 단말과 하행 단말이 도 2b에 도시된 바와 같은 단일 파일럿신호(Single tone)(201)를 똑같이 전송한다면, 이를 수신한 중계기(갭필러)는 파일럿의 세기가 큰 쪽, 즉 터널 내의 중계기와 거리가 가까운 열차에서 전송한 파일럿 신호를 기준으로 버스트 신호 이득 조절을 수행할 것이다.
따라서, 이 경우에는, 먼 거리에서 있는 열차에서 전송한 신호는 충분한 이득을 얻지 못하기 때문에, 중계기(갭필러)가 이를 위성으로 전달할 경우에 신호의 세기가 낮아 성능이 열화 된다는 문제가 발생하게 된다.
상기와 같은 종래기술은, 상행/하행 이동체(예를 들면, 열차 등)에 위치한 단말들이 버스트 신호의 이득조절을 위하여 동일한 주파수의 단일 파일럿 신호를 전송한다고 할 때, 상행 및 하행 이동체가 터널과 같은 음영 지역에 동시에 존재하게 되는 상황에서는 터널 내의 중계기로부터 멀리 떨어져 있는 단말이 전송한 신호에 대해서 충분한 이득 보상이 이루어지지 못한다는 문제점이 있으며, 이러한 문제점을 해결하고자 하는 것이 본 발명의 과제이다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
본 발명은 상기와 같은 목적을 해결하기 위하여, 양방향 통신 시스템에서 상 행 이동 단말과 하행 이동 단말이 서로 다른 주파수의 파일럿 신호를 사용하고, 그에 따라 중계 장치에서 하행선용 파일럿 신호와 상행선용 파일럿 신호를 각각 이용하여 해당 버스트 신호의 이득을 조절하는 것을 특징으로 한다.
더욱 상세하게, 본 발명은, 이동 단말에서의 버스트 이득 제어 장치에 있어서, 송신 데이터에 대한 버스트 신호를 생성하기 위한 송신 수단; 상기 이동 단말의 사용 주파수 대역 밖에 위치하는 파일럿 신호를 생성하되, 상기 이동 단말의 방향에 따라 상이한 주파수를 갖는 파일럿 신호를 생성하는 파일럿 생성 수단; 및 상기 버스트 신호와 상기 파일럿 신호를 다중화하여 중계 장치로 전송하기 위한 다중화 수단을 포함을 포함한다.
또한, 본 발명은, 중계 장치에서의 버스트 이득 제어 장치에 있어서, 복수의 이동 단말로부터 버스트 신호와 이동방향에 따라 상이한 주파수를 갖는 파일럿신호가 포함된 송신신호를 수신하고, 상기 각각의 파일럿 신호를 이용하여 해당 버스트 신호의 이득을 개별적으로 조절하기 위한 버스트 이득조절 수단; 및 상기 버스트 이득 조절 수단에서 개별적으로 이득조절된 복수의 버스트 신호를 결합하기 위한 결합 수단을 포함한다.
또한, 본 발명은, 이동 단말에서의 버스트 이득 제어 방법에 있어서, 송신 데이터에 대한 버스트 신호를 생성하는 송신 단계; 상기 이동 단말의 사용 주파수 대역 밖에 위치하는 파일럿 신호를 생성하되, 상기 이동 단말의 방향에 따라 상이한 주파수를 갖는 파일럿 신호를 생성하는 파일럿 생성 단계; 및 상기 버스트 신호와 상기 파일럿 신호를 다중화하여 중계 장치로 전송하는 전송 단계를 포함한다.
또한, 본 발명은, 중계 장치에서의 버스트 이득 제어 방법에 있어서, 복수의 이동 단말로부터 버스트 신호와 이동 방향에 따라 상이한 주파수를 갖는 파일럿신호가 포함된 송신 신호를 수신하는 수신 단계; 상기 각각의 파일럿 신호를 이용하여 해당 버스트 신호의 이득을 개별적으로 조절하는 이득조절 단계; 및 상기 이득조절된 복수의 버스트 신호를 결합하는 결합 단계를 포함한다.
상기와 같은 발명은, 디지털 영상 양방향 위성방송(DVB-RCS) 규격을 따르는 위성통신 시스템에서 버스트 신호를 이용하여 위성통신 서비스를 제공하는 경우, 고속으로 이동하는 상행 열차와 하행 열차가 터널과 같은 음영지역에 동시에 존재할지라도, 상행 및 하행 열차에서 전송한 두 버스트 신호에 대하여 성능의 열화 없이 충분히 이득을 보상할 수 있는 효과가 있다.
즉, 본 발명은, 상행 이동 단말과 하행 이동 단말이 서로 다른 주파수를 갖는 파일럿 신호를 전송함으로써, 상행 열차와 하행 열차가 동시에 터널 내에 있을 경우에도 각각의 이동 단말이 전송한 버스트 신호 모두에 대하여 충분히 이득을 보상할 수 있는 효과가 있다.
상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명에 따른 터널 내에서 상/하행으로 구분된 파일럿 신호에 대한 일실시예 설명도이다.
본 발명은 상/하행의 고속열차가 터널에 동시에 있는 경우에 발생하는 문제를 해결하기 위하여, 도 3에 도시된 바와 같이, 하행선용 주파수(하행 이동체에 위치한 이동 단말이 사용하는 파일럿 신호의 주파수)(f0-4.5BW)(31)와 상행선용 주파수(상행 이동체에 위치한 이동 단말이 사용하는 파일럿 신호의 주파수)(f0+4.5BW)(32)를 서로 다르게 사용하면, 중계기(갭필러)가 상행/하행 단말로부터 수신한 신호 각각에 대하여 버스트 자동이득조절(Burst AGC)을 통하여 충분히 이득 보상하여 위성으로 전송할 수 있다. 여기서, 파일럿 신호에는 톤(tone) 신호 또는 변조 신호 등이 포함된다.
하행선용 파일럿 신호와 상행선용 파일럿신호는 도 3에 도시된 바와 같이, 단말 사용 주파수 대역 밖에서 서로 대칭적으로 위치한다.
도 4는 본 발명에 따른 상/하행으로 분리된 중계기의 일실시예 설명도이다.
본 발명에서는 하행 열차(401)와 상행 열차(402)가 터널을 동시에 지나가는 경우에 있어서의 버스트 신호의 이득 보상을 위하여, 터널 내에 있는 옥내 중계기(41, 42)를 상향과 하향으로 분리하여 설치한다
이렇게 함으로써, 각각의 옥내 중계기(41, 42)는 해당 열차의 이동 단말로부터 파일럿 신호를 수신하고 이를 이용하여 버스트 신호의 이득을 조절한다. 즉, 옥내 중계기1(41)은 하행 열차(401)의 이동 단말이 전송한 파일럿 신호(하행선용 파일럿 신호)를 수신하여 해당 버스트 신호의 이득을 보상하고, 옥내 중계기2(42)는 상행 열차(402)의 이동 단말이 전송한 파일럿 신호(상행선용 파일럿 신호)를 수신하여 해당 버스트 신호의 이득을 보상한다. 여기서, 상행선용 파일럿 신호와 하행선용 파일럿 신호는 서로 다른 주파수를 사용한다.
하나의 열차는 상행의 경우에는 상행선용 파일럿 신호를 생성하여 전송하고, 하행의 경우에는 하행선용 파일럿 신호를 생성하여 전송한다.
옥내 중계기1, 2(41, 42)로부터 이득이 보상된 각각의 버스트 신호는 결합기(Combiner)(43)로 전달된다.
그러면, 결합기(43)는 옥내 중계기1, 2(41, 42)로부터 수신한 버스트 신호를 결합하여 옥외 중계기(44)로 전달한다. 이후, 옥외 중계기(44)는 결합된 버스트 신호를 위성으로 송출한다.
도 5는 본 발명에 따른 상행선용 파일럿 신호와 하행선용 파일럿 신호의 주파수를 다르게 사용하는 양방향 위성 통신 시스템의 일실시예 구성도이다.
본 발명에 다른 양방향 위성통신 시스템은, 하행 열차에 위치한 이동 단말(이동 단말1)(50), 상행 열차에 위치한 이동 단말(이동 단말2)(51), 이동 단말1로 부터 신호를 수신하는 터널 내의 옥내 중계기1(52), 이동 단말2로부터 신호를 수신하는 터널 내의 옥내 중계기2(53), 결합기(54), 옥외 중계기(55), 및 분배기(56)를 포함하여 이루어진다. 여기서, 옥내 중계기1, 2(52,53), 결합기(54), 옥외 중계기(55), 및 분배기(56)를 묶어서는 '중계 장치'라 할 수 있다. 실시예에 따라서는 중계 장치는 단일 시스템으로 구성할 수도 있다.
먼저, 이동체(예를 들면, 고속 열차 등)에 위치한 단말(이동 단말1, 2)(50, 51)에 대하여 설명하기로 한다.
이동 단말1(50)은 도 5에 도시된 바와 같이, 데이터 처리부(500), 송신부(501), 파일럿 생성부(502), 트리플렉서(Triplexer)(503), 및 수신부(504)를 포함하여 이루어지는 것으로서, 옥내 중계기1(52)로 신호를 송신하거나 옥내 중계기1(52)이 전송한 신호를 수신하여 처리하는 기능을 수행한다. 여기서, 송신부(501), 파일럿 생성부(502), 및 다중화부에 해당하는 트리플렉서(503)는 위성 음영지역에서의 버스트 신호의 이득 제어를 위하여 파일럿 신호를 송신하는 부분으로서, 최종적으로 버스트 신호의 이득을 조절하는 기능을 수행하지는 않지만 버스트 신호 이득 제어의 전 과정 중 일부 제어 과정을 수행하기 때문에, 이들 구성수단을 묶어서 '이동 단말1(50)에서의 버스트 이득 제어 장치'라 할 수 있다. 각각의 구성요소에 대하여 설명하면 다음과 같다.
데이터 처리부(500)는 사용자로부터 입력되거나 선택된 송신 데이터를 송신부(501)에 전달하거나, 또는 수신부(504)에 복원된 수신 데이터를 처리하여 사용자에게 제공한다.
그러면, 송신부(502)는 데이터 처리부(500)로부터 전달된 송신 데이터에 대한 버스트 신호를 생성한다.
한편, 파일럿 생성부(502)는 송신부(501)에서 생성된 버스트 신호와 함께 전송할 파일럿 신호를 생성한다. 즉, 파일럿 생성부(502)는 파일럿 신호를 생성하여 사용 주파수 대역(단말 사용 대역)의 인접 주파수에 삽입한다.
이후, 트리플렉서(503)는 송신부(501)에서 생성된 버스트 신호와 파일럿 생성부(502)에서 생성된 파일럿 신호를 다중화하여 옥내 중계기1(52)로 전송한다. 여기서, 트리플렉서(503)는 이동 단말(50)에서 옥내 중계기1(52)로 버스트 신호와 파일럿 신호를 전송할 때는 '다중화부'에 해당한다고 할 수 있다.
한편, 이동 단말1(50)의 트리플렉서(503)는 옥내 중계기1(52)로부터 전달되는 데이터를 수신하여 수신부(504)에 전달하며, 데이터 처리부(500)는 그 전달된 수신 데이터를 처리하여 사용자에게 제공한다.
이상은 이동 단말1(50)의 구성에 대하여 설명하였으나, 이동 단말2(51)의 구성도 동일하다. 다만, 이동 단말1(50)과 이동 단말2(51)는 파일럿 생성부(502, 512)에서 차이가 난다. 즉, 이동 단말1(50)의 파일럿 생성부(502)에서 생성되는 파일럿 신호의 주파수(f1)는 이동 단말2(51)의 파일럿 생성부(512)에서 생성되는 파일럿 신호의 주파수(f2)는 서로 상이해야 한다(도 3 참조).
한편, 임의의 열차에 위치한 이동 단말은 하행의 경우에는 이동 단말1(50)로 동작하고, 상행의 경우에는 이동 단말2(51)로 동작할 수 있다.
다음은, 옥내 중계기1, 2(52, 53)에 대하여 상세히 설명하기로 한다. 다만, 옥내 중계기1(52)과 옥내 중계기2(53)가 동일한 구성을 가지고 동일한 기능을 수행하는 바, 이하에서는 옥내 중계기1(52)에 대해서만 설명하기로 한다.
옥내 중계기1(52)은, 도 5에 도시된 바와 같이, 중계기 안테나(520), 트리플렉서(521), 저잡음 증폭기(LNA)(522), 파일럿 검출부(523), 이득 조절값 생성부(524), 및 이득 조절부(525)를 포함하여 이루어지는 것으로서, 이동 단말1(50)이 전송한 신호를 수신하여 이득을 조절한 후에 결합기(54)로 송신(중계)하거나, 또는 분배기(56)로부터 분배된 신호를 이동 단말1(50)로 전달(중계)하는 기능을 수행한다.
여기서, 트리플렉서(521), 파일럿 검출부(523), 이득조절값 생성부(524), 및 이득조절부(525)는 이동 단말1(50)로부터 수신한 역방향 신호를 이용하여 버스트 신호의 이득을 조절하는 부분이기 때문에, 이들 구성수단을 묶어서 '버스트 이득 조절부'라 하기로 한다. 또한, 중계 장치(52 내지 56)에서 옥내 중계기1, 2(52, 53)에서의 '버스트 이득 조절부' 및 결합기(54)는 이동 단말1, 2(50, 51)로부터 개별적으로 수신한 역방향 신호를 이용하여 해당 버스트 신호의 이득을 조절하는 부분이기 때문에, 이들 구성수단을 묶어서 '중계 장치(52 내지 56)에서의 버스트 이득 제어 장치'라 하기로 한다.
우선적으로, 옥내 중계기1(52)이 이동 단말1(50)이 전송한 신호를 수신하여 이득을 조절한 후에 결합기(54)로 송신하는 경우에 대하여 설명하기로 한다.
트리플렉서(521)는 중계기 안테나(520)를 통하여 수신한 신호(이동 단말1이 전송한 신호)를 파일럿신호와 버스트신호로 분리하여 파일럿 신호는 파일럿 검출부(523)로 출력하고 버스트신호는 저잡음 증폭기(LNA)(522)로 출력한다. 이 경우에는 트리플렉서(521)가 '신호 분리부'에 해당한다고 할 수 있다.
파일럿 검출부(523)는 파일럿 신호를 검출하여 이득조절값 생성부(524)로 전달한다.
이득조절값 생성부(524)는 검출된 파일럿 신호에 대한 신호 세기를 측정한 후에 기설정된 임계치와 비교하고, 그 비교 결과(감쇄량)에 따라 버스트 신호의 이득 조절값을 생성한다.
이득 조절부(525)는 이득조절값 생성부(524)에서 생성된 이득 조절값을 이용하여, 저잡음 증폭기(LNA)(522)에서 출력되는 버스트 신호의 이득을 조절한다. 여기서, 저잡음 증폭기(LNA)(522)는 트리플렉서(521)를 통하여 분리된 버스트신호의 잡음을 제거하고 증폭하는 기능을 수행한다.
이후, 결합기(54)는, 옥내 중계기1, 2(52, 53)에서 출력되는 '이득이 조절된 버스트 신호'를 합하여 옥외 중계기(55)로 전송한다.
옥외 중계기(55)의 업 컨버터(U/C)(551)가 결합기(54)를 통하여 결합된 버스트 신호의 주파수를 상향 변환하면, 전력 증폭기(SSPA)(552)는 주파수 상향 변환된 버스트신호를 증폭한다. 이렇게 증폭된 결합 버스트 신호는 위성 송수신 안테나(553)를 통하여 위성으로 송출된다.
다음은, 위성이 전송한 신호를 옥외 중계기(55) 및 옥내 중계기1, 2(52, 53) 가 이동 단말1, 2(50, 51)로 전달하는 경우를 간단히 설명하기로 한다.
다운 컨버터(D/C)(554)가 위성 송수신 안테나(553)를 통하여 수신된 데이터 신호를 주파수 하향 변환하면, 분배기(56)는 이동 단말1, 2(50, 51)로 전달할 신호를 분리하여 옥내 중계기1, 2(52, 53)로 전달한다. 그러면, 옥내 중계기1(52)의 송신기(526)는 신호를 증폭하여 트리플렉서(521) 및 중계기 안테나(520)를 통하여 단말(50)로 전송된다. 옥내 중계기2(53)도 옥내 중계기1(52)과 동일하게 동작한다.
본 발명의 동작을 정리하면, 하행으로 진행하는 열차(기차)의 이동 단말(50)은 옥내 중계기(52)로 버스트 신호를 송신하는 경우, 할당받은 사용 주파수 대역의 인접 주파수(f1)로 시간축 상에서 연속으로 존재하는 파일럿 신호를 전송한다. 반면에, 상행으로 진행하는 열차의 이동 단말(51)이 옥내 중계기(53)로 버스트 신호를 송신하는 경우, 할당받은 사용 주파수 대역의 인접 주파수(f2)로 시간축 상에서 연속으로 존재하는 파일럿 신호를 전송한다.
각각의 옥내 중계기(52, 53)는 상행 및 하행의 이동 단말에서 송신하는 해당 파일럿 신호를 검출한 후, 그 신호 세기의 감쇄량을 통하여 해당 버스트 신호의 이득을 조절한다. 이렇게 이득 조절된 버스트 신호는 결합기(54)에서 결합된 후, 옥외 중계기(55)를 통하여 위성으로 전송된다.
도 6은 본 발명에 따른 중계 장치에서의 버스트 이득 제어 방법에 대한 일실시예 흐름도으로서, 특히 중계 장치의 버스트 이득 제어 장치에서 수행되는 버스트 이득 제어 방법을 나타낸다.
중계 장치(52 내지 56)가 상행 열차에 위치한 단말(상행 이동 단말)과 하행 열차에 위치한 단말(하행 이동 단말)로부터 버스트 신호와 서로 다른 주파수를 갖는 파일럿 신호가 포함된 송신신호(역방향 신호)를 수신한다(600).
이후, 중계 장치(52 내지 56)는 각각의 파일럿 신호를 이용하여 해당 버스트 신호의 이득을 조절한다(602). 즉, 중계 장치(52 내지 56)는 상행 이동 단말로부터 수신한 파일럿 신호(상행선용 파일럿 신호)를 이용하여 상행 버스트 신호의 이득을 조절하고, 하행 이동 단말로부터 수신한 파일럿 신호(하행선용 파일럿 신호)를 이용하여 하행 버스트 신호의 이득을 조절한다.
다음으로, 중계 장치(52 내지 56)는 개별적으로 이득이 조절된 상행 버스트 신호와 하행 버스트 신호를 결합하여 위성으로 전송한다(604).
한편, 전술한 바와 같은 본 발명의 방법은 컴퓨터 프로그램으로 작성이 가능하다. 그리고 상기 프로그램을 구성하는 코드 및 코드 세그먼트는 당해 분야의 컴퓨터 프로그래머에 의하여 용이하게 추론될 수 있다.　또한, 상기 작성된 프로그램은 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체(정보저장매체)에 저장되고, 컴퓨터에 의하여 판독되고 실행됨으로써 본 발명의 방법을 구현한다. 그리고 상기 기록매체는 컴퓨터가 판독할 수 있는 모든 형태의 기록매체를 포함한다.
이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.
도 1a 및 도 1b는 DVB-RCS에서의 연속 신호 및 버스트 신호에 대한 설명도,
도 2a는 DVB-RCS에서의 주파수 호핑에 대한 설명도,
도 2b는 단일-톤 파일럿 신호를 이용한 버스트 신호의 이득 제어 방법에 대한 설명도,
도 3은 본 발명에 따른 터널 내에서 상/하행으로 구분된 파일럿 신호에 대한 일실시예 설명도,
도 4는 본 발명에 따른 상/하행으로 분리된 중계기에 대한 일실시예 설명도,
도 5는 본 발명에 따른 상행선용 파일럿 신호와 하행선용 파일럿 신호의 주파수를 다르게 사용하는 양방향 위성 통신 시스템의 일실시예 구성도,
도 6은 본 발명에 따른 중계 장치에서의 버스트 이득 제어 방법에 대한 일실시예 흐름도이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호 설명
50, 51: 이동 단말 52, 53: 옥내 중계기
54: 결합기 55: 옥외 중계기
501: 송신부 502, 512: 파일럿 생성부
503, 520: 트리플렉서 523: 파일럿 검출부
524: 이득조절값 생성부 525: 이득 조절부

Claims (16)

  1. 이동 단말에서의 버스트 이득 제어 장치에 있어서,
    송신 데이터에 대한 버스트 신호를 생성하기 위한 송신 수단;
    상기 이동 단말의 사용 주파수 대역 밖에 위치하는 파일럿 신호를 생성하되, 상기 이동 단말이 열차에 위치한 경우에는 상행선용 파일럿 신호와 하행선용 파일럿 신호로 방향에 따라 상이한 주파수를 갖는 파일럿 신호를 생성하는 파일럿 생성 수단; 및
    상기 버스트 신호와 상기 파일럿 신호를 다중화하여 중계 장치로 전송하기 위한 다중화 수단
    을 포함하는 버스트 이득 제어 장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 파일럿 생성 수단은,
    상기 상행선용 파일럿 신호 또는 상기 하행선용 파일럿 신호 중 어느 하나는 상기 사용 주파수 대역 밖의 상측 대역에 위치하도록 생성하고 다른 하나는 하측 대역에 위치하도록 생성하는 것을 특징으로 하는 버스트 이득 제어 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 중계 장치는,
    양방향 이동체가 진행하는 위성 음영지역에 설치된 위성통신용 중계 장치인 것을 특징으로 하는 버스트 이득 제어 장치.
  5. 중계 장치에서의 버스트 이득 제어 장치에 있어서,
    복수의 이동 단말로부터 버스트 신호와 상기 이동단말이 열차에 위치한 경우에 상행선용 파일럿 신호와 하행선용 파일럿 신호로 이동방향에 따라 상이한 주파수를 갖는 파일럿신호가 포함된 송신신호를 수신하고, 상기 각각의 파일럿 신호를 이용하여 해당 버스트 신호의 이득을 개별적으로 조절하기 위한 버스트 이득조절 수단; 및
    상기 버스트 이득 조절 수단에서 개별적으로 이득조절된 복수의 버스트 신호를 결합하기 위한 결합 수단
    을 포함하는 버스트 이득 제어 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 버스트 이득조절 수단은,
    제1 이동 단말로부터 제1 파일럿 신호와 제1 버스트 신호가 포함된 제1 송신신호를 수신하고, 상기 제1 파일럿 신호를 이용하여 상기 제1 버스트 신호의 이득을 조절하기 위한 제1 버스트 이득조절 수단; 및
    제2 이동 단말로부터 상기 제1 파일럿 신호와 상이한 주파수를 가지는 제2 파일럿 신호와 제2 버스트 신호가 포함된 제2 송신신호를 수신하고, 상기 제2 파일럿 신호를 이용하여 상기 제2 버스트 신호의 이득을 조절하기 위한 제2 버스트 이득조절 수단
    을 포함하는 버스트 이득 제어 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 버스트 이득조절 수단 각각은,
    해당 파일럿 신호들의 신호세기를 측정하고, 상기 측정된 신호세기를 소정의 임계치와 비교하여 감쇄량을 구한 후, 상기 감쇄량에 따라 해당 버스트 신호의 이득 조절값을 생성하는 것을 특징으로 하는 버스트 이득 제어 장치.
  8. 삭제
  9. 제 5 항에 있어서,
    상기 중계 장치는,
    위성 음영지역에 위치한 위성통신용 중계 장치인 것을 특징으로 하는 버스트 이득 제어 장치.
  10. 이동 단말에서의 버스트 이득 제어 방법에 있어서,
    송신 데이터에 대한 버스트 신호를 생성하는 송신 단계;
    상기 이동 단말의 사용 주파수 대역 밖에 위치하는 파일럿 신호를 생성하되, 상기 이동단말이 열차에 위치한 경우에 상행선용 파일럿 신호와 하행선용 파일럿 신호로 상기 이동 단말의 방향에 따라 상이한 주파수를 갖는 파일럿 신호를 생성하는 파일럿 생성 단계; 및
    상기 버스트 신호와 상기 파일럿 신호를 다중화하여 중계 장치로 전송하는 전송 단계
    를 포함하는 버스트 이득 제어 방법.
  11. 삭제
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 파일럿 생성 단계는,
    상기 상행선용 파일럿 신호 또는 상기 하행선용 파일럿 신호 중 어느 하나는 상기 사용 주파수 대역 밖의 상측 대역에 위치하도록 생성하고 다른 하나는 하측 대역에 위치하도록 생성하는 것을 특징으로 하는 버스트 이득 제어 방법.
  13. 중계 장치에서의 버스트 이득 제어 방법에 있어서,
    복수의 이동 단말로부터 버스트 신호와 상기 이동단말이 열차에 위치한 경우에 상행선용 파일럿 신호와 하행선용 파일럿 신호로 이동 방향에 따라 상이한 주파수를 갖는 파일럿신호가 포함된 송신 신호를 수신하는 수신 단계;
    상기 각각의 파일럿 신호를 이용하여 해당 버스트 신호의 이득을 개별적으로 조절하는 이득조절 단계; 및
    상기 이득조절된 복수의 버스트 신호를 결합하는 결합 단계
    를 포함하는 버스트 이득 제어 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 수신 단계는,
    상행 열차에 위치한 이동 단말로부터 제1 버스트 신호와 상기 상행선용 제1 파일럿 신호가 포함된 제1 송신신호를 수신하는 제1 수신 단계; 및
    하행 열차에 위치한 단말로부터 제2 버스트 신호와 상기 하행선용 제2 파일럿 신호가 포함된 제2 송신신호를 수신하는 제2 수신 단계
    를 포함하는 버스트 이득 제어 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 이득 조절 단계는,
    상기 제1 파일럿 신호를 이용하여 상기 제1 버스트 신호의 이득을 조절하는 제1 이득조절 단계; 및
    상기 제2 파일럿 신호를 이용하여 상기 제2 버스트 신호의 이득을 조절하는 제2 이득조절 단계
    를 포함하는 버스트 이득 제어 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 제1 또는 제2 이득 조절 단계는,
    해당 파일럿 신호들의 신호세기를 측정하는 단계;
    상기 측정된 신호세기를 소정의 임계치와 비교하여 감쇄량을 구하는 단계;
    상기 감쇄량에 따라 해당 버스트 신호의 이득 조절값을 생성하는 단계; 및
    상기 이득 조절값을 이용하여 해당 버스트 신호의 이득을 조절하는 단계
    를 포함하는 버스트 이득 제어 방법.
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