KR100936671B1

KR100936671B1 - 위성 하향 링크 패킷의 동적 구조 구현 방법

Info

Publication number: KR100936671B1
Application number: KR1020070134010A
Authority: KR
Inventors: 권재욱; 윤영수; 최종연; 조승원; 김영윤
Original assignee: 한국항공우주연구원
Priority date: 2007-12-20
Filing date: 2007-12-20
Publication date: 2010-01-13
Also published as: KR20090066465A

Abstract

본 발명은 위성 하향 링크 패킷의 동적 구조 구현 방법에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 방법은 패킷 그룹 ID, 패킷 ID 및 원격 측정값에 대응하는 복수의 모 니모닉(Mom Mnemonics)을 선택 받아 위성의 하향 링크에서 사용되는 패킷을 생성하는 단계와, 생성된 패킷을 위성 자동 시험 장치의 패킷 테이블에 저장하는 단계 및 생성된 패킷을 위성 명령을 통해 위성체로 전송하여 위성체의 패킷 테이블에 저장하는 단계를 포함한다. 본 발명에 따르면 위성체 운용 상황에 따라 관리자가 자신이 원하는 원격 측정 항목들로 위성 하향 링크 패킷 구조를 새로 정의하고 이용할 수 있게 됨으로써 위성체에 대한 관리 운용을 보다 수월하게 할 수 있다.

위성, 패킷, 하향 링크, CCSDS, VCID

Description

위성 하향 링크 패킷의 동적 구조 구현 방법{SATELLITE DOWNLINK PACKET DYNAMIC STRUCTURE IMPLEMENTATION METHOD}

본 발명은 위성 하향 링크 패킷의 동적 구조 구현 방법에 관한 것으로, 보다 자세하게는 위성 자동 시험에 사용되는 위성 하향 링크 패킷의 데이터 구조를 이미 정해진 것 외에도 사용자가 자신이 원하는 대로 정의하여 사용할 수 있게 하는 위성 하향 링크 패킷의 동적 구조 구현 방법에 관한 것이다.

일반적으로 위성을 제대로 운용하기 위해서는 위성체 기능 시험을 통해 위성의 정상 동작 여부를 검증해야 한다. 이를 위해 위성 자동 시험 장비인 SOCE(Satellite Overall Control Equipment)를 사용한다.

SOCE는 위성체 시험을 위한 시험 시나리오를 자동으로 수행하여 위성체 시험을 위한 명령 및 데이터를 위성과 송수신하며 그 시험 결과를 실시간으로 사용자에게 디스플레이하고 보관 관리하는 기능을 수행한다. 보다 자세하게는 SOCE는 위성체 시험을 위한 원격 명령을 상향 링크를 통해 위성으로 송신하고, 그에 대응하는 원격 측정 정보를 포함하는 데이터를 하향 링크를 통해 수신한다.

여기서 하향 링크 데이터를 통해 전송되는 데이터는 CCSDS(Consultative Committee for Space Data Systems) 규격에 따라 다운링크 되는데 VCDU(Virtual Channel Data Unit)에 실제 원격 측정값이 포함되어 전달된다. SOCE는 VCDU에 포함되는 VCID와 패킷 ID를 이용하여 패킷 테이블과 텔레미트리(Telemetry) 테이블을 참조해서 해당 VCDU에 포함되어 있는 실제 원격 측정값을 추출해낼 수 있다.

CCSDS 규격에 의하면 패킷 ID는 1 Byte의 크기를 가지므로 이론적으로 패킷 종류(하나의 VCID 에 해당함)마다 1에서 255번까지 패킷 구조를 다르게 사용할 수 있다. 현재까지는 1에서 100번까지 패킷 종류 별로 패킷 구조가 이미 정의되어 있으며, 이러한 정보는 패킷 테이블로 만들어져 텔레미트리 테이블과 함께 데이터베이스 파일로 위성체 및 SOCE에 배포되어 사용되고 있다. 여기서 패킷 구조는 해당 패킷이 원격 측정값에 대응하는 모 니모닉(Mom Mnemonics)이 어떻게 구성되어 있는지에 관한 것이다.

위성체를 운용 관리하는 입장에서 보면, 이미 정의되어 있는 패킷 구조 형태로 단순히 이용하는 것뿐만 아니라 운용 상황에 따라 능동적으로 자신이 원하는 원격 측정 항목들로 위성 하향 링크 패킷 구조를 새로 정의하고 이용하는 것이 위성체에 대한 관리 운용을 보다 수월하게 할 수 있을 것이다. 이를 위해서 위성 하향 링크 패킷의 구조를 이미 정의된 것 외에 추가로 정의하고 사용할 수 있도록 하는 방법에 대한 요구가 커지고 있다.

따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 패킷 종류 별로 이미 정의된 것 외에 패킷 구조를 추가로 정의하여 사용할 수 있는 위성 하향 링크 패킷의 동적 구조 구현 방법을 제공하는 것이다.

이러한 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 한 실시예에 따른 방법은 패킷 그룹 ID, 패킷 ID 및 원격 측정값에 대응하는 복수의 모 니모닉(Mom Mnemonics)을 선택 받아 위성의 하향 링크에서 사용되는 패킷을 생성하는 단계와, 상기 생성된 패킷을 위성 자동 시험 장치의 패킷 테이블에 저장하는 단계 및 상기 생성된 패킷을 위성 명령을 통해 위성체로 전송하여 상기 위성체의 패킷 테이블에 저장하는 단계를 포함한다.

상기 위성 명령은 상기 패킷 그룹 ID, 패킷 ID 및 상기 복수의 모 니모닉 ID를 아규먼트 값으로 가질 수 있다.

상기 패킷 그룹 ID는 CCSDS(Consultative Committee for Space Data Systems) 포맷의 VCID(Virtual Channel ID)에 대응할 수 있다.

이와 같이 본 발명에 의하면, 위성체 운용 상황에 따라 관리자가 자신이 원하는 원격 측정 항목들로 위성 하향 링크 패킷 구조를 새로 정의하고 이용할 수 있게 됨으로써 위성체에 대한 관리 운용을 보다 수월하게 할 수 있다.

그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 위성 하향 링크 패킷의 동적 구조를 이용하는 위성 자동 시험 장치를 설명하기 위해 제공되는 도면이다.

도 1을 참조하면, 전자지상지원장비(Electric Ground Support Equipment:100)는 원격 명령 전송기(110), 원격 측정 수신기(120) 및 위성 자동 시험 장치(Satellite Overall Control Equipment:130)를 포함할 수 있다.

원격 명령 전송기(110)는 상향 링크(10)를 통해 위성체(200)와 연결되어 위성체 시험을 위한 원격 명령을 위성체(200)로 송신할 수 있다.

원격 명령 수신기(120)는 위성체(200)로부터 하향 링크(20)를 통해 전송되는 데이터를 수신하여 원격 측정값을 포함하는 실제 데이터 부분인 VCDU(Virtual Channel Data Unit)만을 추출하여 위성 자동 시험 장치(130: 이하 'SOCE'라 함)에 전달한다.

이하 도 2를 참조하여 하향 링크를 통해 전송되는 데이터 구조에 대해 자세히 설명한다.

도 2는 위성의 하향링크 데이터 구조를 설명하기 위해 제공되는 도면이다.

위성의 하향링크 데이터 구조는 일반적으로 알려진 CCSDS(Consultative Committee for Space Data Systems) 포맷 중의 하나로 도 2에 예시된 것과 같은 방식을 사용하고 있다.

도 2를 참조하면, 하나의 CADU(Channel Access Data Unit)은 256 바이트(Byte)로서, 4 바이트의 동기 패턴(Sync Pattern)과 32 바이트의 리드-솔로 먼(Reed-Solomon)체크(이하 RS Check)가 220 바이트의 VCDU(Virtual Channel Data Unit)의 전후에 위치하게 된다.

여기서 동기 패턴과 RS Check는 SOCE(Satellite Overall Control Equipment:130)의 앞 단에 위치하는 원격 측정 수신기(120)에서 CCSDS 프로세싱 규칙에 따라 사용되고 실제 데이터인 VCDU 만이 추출되어 SOCE(130)로 전달될 수 있다. 이하에서는 하향 링크(20)를 통해 전송되는 데이터 중에서 VCDU 부분을 하나의 텔레미트리 패킷(telemetry packet)으로 정의하고, 간단히 패킷으로 부르기로 한다.

VCDU는 VCDU Primary Header, M_PDU Header 및 VCDU DATA UNIT Zone 부분을 포함한다. VCDU Primary Header에는 VCID(Virtual Channel ID)가 포함되어 있으며, VCID는 패킷 종류에 대한 정보가 담긴다. 여기서 패킷 종류는 해당 패킷이 사용되는 위성체(200)의 서브 시스템(예컨대 위성체의 자세 제어계, 전력계, 열 제어계 등) 별로 나눌 수 있으며, VCDU Primary header의 VCID를 서로 달리함으로써 해당 패킷이 어떤 종류인지 구분 지을 수 있다. 패킷 종류 별로 묶은 것을 패킷 그룹이라고 하며 따라서 VCID는 해당 패킷이 속한 그룹 ID(패킷 그룹 ID)가 사용될 수 있다.

212 바이트의 크기를 가지는 VCDU DATA UNIT Zone 부분은 패킷 헤더와 Minor Frame Header에서 기본적인 패킷의 속성을 정의하고 있고 그 외의 영역에는 바이트 단위의 원격 측정값에 해당하는 데이터들을 복수의 모 니모닉(Mom Mnemonics)으로 구성하고 있다.

한편 패킷 종류 별로 해당 패킷을 구성하는 복수의 모 니모닉을 다르게 선택하여 1번부터 255번까지 총 255개의 패킷을 만들 수 있다. 이렇게 패킷 종류 별로 1번부터 255번까지 만들어진 패킷은 Minor Frame Header의 패킷 ID로 구분 지을 수 있다.

지금까지 설명한 데이터 구조를 가지는 위성의 하향링크 데이터에서 원격 측정값(실효값)을 추출하는 동작에 대해서는 SOCE(130)에 대해 설명하면서 자세히 설명한다.

다시 도 1을 참고하면, SOCE(130)는 위성체 시험을 위한 시나리오를 자동으로 수행하고, 이를 위한 명령 및 데이터를 저장하며, 시험 결과를 실시간으로 디스플레이 하는 기능을 수행할 수 있다. 특히 본 발명에 따른 SOCE(130)는 원격 측정값을 위성체(200)로부터 하향 링크를 통해 전달받는데 사용되는 패킷의 구조를 새롭게 디자인하여 이용할 수 있다.

보다 자세하게는 SOCE(130)는 테스트 제어부(131), 데이터 제어부(133), 저장부(135) 및 패킷 생성부(137)를 포함할 수 있다.

테스트 제어부(131)는 위성체(200)에 대한 실시간 시험을 담당하며 이를 위해 원격 명령을 생성하여 위성체(200)로 송신하는 기능을 수행할 수 있다.

데이터 제어부(133)는 위성체(200)로부터 원격 명령 수행 결과로 전달되는 패킷으로부터 원격 측정값을 추출하고 이를 저장부(135)에 저장 관리하는 기능을 수행한다. 물론 데이터 제어부(133)는 데이터의 저장 관리 기능만을 담당하고, 위성 하향 링크 패킷에서 원격 측정값을 추출하는 기능은 별도의 모듈로 구현할 수도 있다.

저장부(135)는 SOCE(130)의 동작을 위한 각종 데이터를 저장한다. 특히 본 발명에 따른 저장부(135)는 패킷 테이블과 텔레미트리 테이블로 이루어진 데이터베이스 파일을 저장한다. 패킷 테이블은 원격 측정값 전달에 사용되는 패킷들에 대한 정보를 저장한다. 보다 자세하게는 패킷 테이블은 각 패킷 별로 VCID, 패킷 ID, 해당 패킷을 구성하는 모 니모닉(Mom Mnemonics)에 대한 정보를 담고 있다. 텔레미트리 테이블은 모 니모닉과 그에 대한 자 니모닉(Child Mnemonics)에 대한 정보를 담고 있다.

따라서 데이터 제어부(133)는 패킷으로부터 VCID, 패킷 ID을 추출하고 패킷 테이블과 텔레미트리 테이블을 참조하여 원격 측정값을 추출해낼 수 있다. 그런데 시스템 동작 초기에 배포되어 저장부(135)에 저장되는 데이터베이스 파일의 패킷 테이블에는 각 패킷 종류(VCID) 별로 1번에서 100번 패킷까지만 위성의 데이터 형태가 정의되어 저장되어 있다. 따라서 각 패킷 종류 별로 100번까지 디폴트로 정의되어 있는 패킷 이외에 새로운 패킷을 추가로 이용하기 위해서는 새로 생성되는 패킷을 위성체(200)와 SOCE(130)의 패킷 테이블에 업데이트 해주어야 한다.

이하에서는 도 1 및 도 3을 참조하여 새로 패킷을 생성하고 이를 위성체(200) 및 SOCE(130)의 패킷 테이블에 업데이트하는 과정에 대해 설명한다.

도 3은 SOCE에서 새로 패킷을 생성하고 패킷 테이블에 업데이트 하는 동작을 설명하기 위해 제공되는 흐름도이다.

도 3을 참조하면, 패킷 생성부(137)는 사용자가 패킷 그룹 ID(VCID), 패킷 ID 및 해당 패킷을 구성하는 모 니모닉을 선택하여 새로운 패킷을 구성할 수 있는 사용자 인터페이스(패킷 디자이너)를 제공하여 새로운 패킷을 생성하도록 한다(S310). 다만 패킷 ID는 패킷 종류 별로 101~255번까지 순차적으로 높여가면서 새로 패킷이 생성될 때마다 자동으로 부여되도록 할 수도 있다.

패킷 생성부(137)는 패킷 디자이너를 통해 새로 패킷이 생성되면 SOCE(130)의 패킷 테이블에 추가로 저장한다(S320).

또한 패킷 생성부(137)는 새로 생성된 패킷을 위성체(200)의 패킷 테이블에 저장시키기 위한 위성 명령(CMD)을 구성할 수 있는 사용자 인터페이스를 제공할 수 있다. 패킷 생성부(137)는 VCID, 패킷 ID, 모 니모딕 ID를 아규먼트(Argument)값으로 가지는 위성 명령을 위성체(200)에 전송함으로써 위성체(200)의 패킷 테이블에 새로 생성된 패킷을 추가 저장할 수 있다(S330).

이와 같이 새로 생성된 패킷이 SOCE(130)와 위성체(200)의 패킷 테이블에 각각 업데이트 됨으로써 사용자는 자신이 원하는 대로 데이터 구조를 정의하여 새로 생성한 패킷을 위성 측정 시험에 사용할 수 있게 된다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims

(a) 위성 자동 시험 장치가 사용자로부터 패킷 그룹 ID, 패킷 ID 및 원격 측정값에 대응하는 복수의 모 니모닉(Mom Mnemonics)을 선택 받아 위성의 하향 링크에서 사용되는 패킷을 생성하는 단계;

(b) 상기 (a) 단계에서 생성되는 패킷을 상기 위성 자동 시험 장치의 패킷 테이블에 저장하는 단계; 및

(c) 상기 (a) 단계에서 생성되는 패킷을 위성 명령을 통해 위성체로 전송하여 상기 위성체의 패킷 테이블에 저장하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 위성 하향 링크 패킷 데이터 동적 구조 구현 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 위성 명령은,

상기 패킷 그룹 ID, 패킷 ID 및 상기 복수의 모 니모닉 ID를 아규먼트 값으로 가지는 것을 특징으로 하는 위성 하향 링크 패킷 데이터 동적 구조 구현 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 패킷 그룹 ID는 CCSDS(Consultative Committee for Space Data Systems) 포맷의 VCID(Virtual Channel ID)에 대응하는 것을 특징으로 하는 위성 하향 링크 패킷 데이터 동적 구조 구현 방법.