KR101365807B1 - 위성 중계기 성능 측정을 위한 위성 성능 모니터링 시스템 및 그 방법 - Google Patents

위성 중계기 성능 측정을 위한 위성 성능 모니터링 시스템 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

위성 성능 모니터링 시스템이 개시된다. 본 발명의 실시예에 따른 위성 성능 모니터링 시스템은 옥외에 설치되고, 위성 중계기의 성능을 측정하기 위한 테스트 신호를 위성 중계기에 송신하여 위성 중계기로부터 테스트 응답 신호를 수신하고, 기준 신호를 위성 중계기에 송신하여 위성 중계기로부터 기준 응답 신호를 수신하는 위성 통신 제어 장치 및 옥내에 설치되고 테스트 신호 및 기준 신호를 생성하며, 테스트 신호 및 테스트 응답 신호를 이용하여 위성 중계기에 대한 주파수 응답 특성을 생성하고, 기준 신호 및 기준 응답 신호를 이용하여 기상상태에 따른 신호 변화량을 산출하며, 산출된 신호 변화량을 주파수 응답 특성에 적용하는 위성 성능 모니터링 장치를 포함한다.

Description

위성 중계기 성능 측정을 위한 위성 성능 모니터링 시스템 및 그 방법 {SYSTEM AND METHOD FOR TESTING PERFORMANCE OF TRANSPONDER}
본 발명의 실시예들은 기상 상태에 관계없이 위성 중계기의 성능을 측정하기 위한 위성 성능 모니터링 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
위성 중계기는 통신 위성 또는 방송 위성 등에 탑재되어 지구국으로부터 수신된 신호를 증폭하여 지구국으로 재송신하는 통신 기기이다. 이 위성 중계기가 위성 궤도 내에 탑재되면 지구국은 위성 중계기의 성능을 측정하기 위한 테스트를 수행한다. 이 같은 테스트를 IOT(In Orbit Test)라 한다.
최근 통신 방송 위성에서 사용 가능한 주파수가 점점 고갈되고 있으나, 멀티미디어 데이터의 전송량은 증가하여 넓은 주파수 대역이 요구되고 있다. 기존에 사용하던 주파수 대역에 주파수를 추가로 배정하는 것이 어려우므로, 대안으로 새로운 주파수 대역인 Ka 대역을 개발하였다.
Ka 대역에 포함된 주파수들은 실시 중인 위성 서비스에 많이 사용되고 있지 않고, 넓은 주파수 대역을 갖는 것으로 차세대 위성 방송 서비스(예를 들어, HDTV/3DTV 위성 방송 등) 또는 대용량 위성 통신 서비스를 실시하는데 적합하다.
Ka 대역에 포함된 주파수들은 기상 상태, 특히, 강우의 영향을 받아 위성 중계기의 성능을 측정하기 위한 테스트 신호를 변화시킨다. 그러나, 지구국에서는 테스트 신호가 위성 중계기의 성능에 의해 변화된 것인지, 기상 상태에 의해 변화된 것인지 알 수가 없다.
본 발명의 실시예들은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 기준 신호 및 기준 응답 신호를 이용하여 기상 상태에 따른 신호 변화량을 산출하고 산출된 신호 변화량을 이용하여 위성 중계기에 대한 주파수 응답 특성을 보상함으로써 기상 상태에 관계없이 위성 중계기의 성능을 측정하기 위한 위성 성능 모니터링 시스템 및 그 방법을 제공하기 위한 것이다.
이상과 같은 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 위성 중계기의 성능을 측정하기 위한 위성 성능 모니터링 시스템은 옥외에 설치되고, 상기 위성 중계기의 성능을 측정하기 위한 테스트 신호를 상기 위성 중계기에 송신하여 상기 위성 중계기로부터 테스트 응답 신호를 수신하고, 기준 신호를 상기 위성 중계기에 송신하여 상기 위성 중계기로부터 기준 응답 신호를 수신하는 위성 통신 제어 장치 및 옥내에 설치되고, 상기 테스트 신호 및 상기 기준 신호를 생성하며, 상기 테스트 신호 및 상기 테스트 응답 신호를 이용하여 상기 위성 중계기에 대한 주파수 응답 특성을 생성하고, 상기 기준 신호 및 상기 기준 응답 신호를 이용하여 기상상태에 따른 신호 변화량을 산출하며, 상기 산출된 신호 변화량을 상기 주파수 응답 특성에 적용하는 위성 성능 모니터링 장치를 포함한다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 위성 중계기의 성능을 측정하기 위한 위성 성능 모니터링 방법은 상기 위성 중계기의 성능을 측정하기 위한 테스트 신호를 상기 위성 중계기에 송신하는 단계, 기준 신호를 상기 위성 중계기에 송신하는 단계, 상기 위성 중계기로부터 테스트 응답 신호가 수신된 경우, 상기 테스트 신호 및 상기 테스트 응답 신호를 이용하여 상기 위성 중계기에 대한 주파수 응답 특성을 생성하는 단계, 상기 위성 중계기로부터 기준 응답 신호가 수신된 경우, 상기 기준 신호 및 상기 기준 응답 신호를 이용하여 기상 상태에 따른 신호 변화량을 산출하는 단계 및 상기 산출된 신호 변화량을 상기 주파수 응답 특성에 적용하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 위성 성능 모니터링 시스템 및 그 방법은 기준 신호 및 기준 응답 신호를 이용하여 기상 상태에 따른 신호 변화량을 산출하고 산출된 신호 변화량을 이용하여 위성 중계기에 대한 주파수 응답 특성을 보상할 수 있다. 따라서, 기상 상태에 관계없이 위성 중계기의 성능을 정확하게 측정할 수 있다.
또한, 위성 성능 모니터링 시스템은 옥외와 옥내 각각에 설치된 장치를 포함하는 것으로, Ka 대역의 신호들이 손실 또는 왜곡되는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 위성 중계기의 성능을 측정하기 위한 위성 성능 모니터링 시스템을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 위성 성능 모니터링 시스템의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 3 및 도 4는 위성 중계기에 대한 일반적인 주파수 응답 특성을 나타내는 그래프이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 기상 상태에 따른 신호 변화량을 나타내는 그래프이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 기준 신호 변화량을 주파수 응답 특성에 적용하는 방법을 나타내는 그래프이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 위성 성능 모니터링 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 용어(terminology)들은 본 발명의 바람직한 실시 예를 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 본 발명이 속하는 분야의 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 구성을 나타낸다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 위성 중계기의 성능을 측정하기 위한 위성 성능 모니터링 시스템을 나타내는 도면이다. 도 1을 참조하면, 위성 성능 모니터링 시스템(100)은 위성 중계기(200)가 통신 위성 또는 인공 위성에 탑재된 경우, 위성 중계기(200)가 지상에서와 동일한 성능을 구현하는지를 확인하기 위하여 위성 중계기(200)의 성능을 측정한다. 즉, 위성 성능 모니터링 시스템(100)은 궤도상 기능 시험(IOT, In Orbit Testing)/통신시스템 감시(CSM, Communication System Monitoring) 장비의 일종일 수 잇다.
위성 성능 모니터링 시스템(100)은 안테나(101)와 연결된 위성 통신 제어 장치(100A) 및 위성 성능 모니터링 장치(100B)를 포함한다.
위성 통신 제어 장치(100A)는 옥외에 설치되고, 위성 중계기(200)와의 신호 송수신을 제어한다.
위성 성능 모니터링 장치(100B)는 옥내에 설치되고, 테스트 신호(T1) 및 기준 신호(R1)를 생성한다. 테스트 신호(T1)는 위성 중계기(200)의 성능을 측정하기 위한 신호이고, 기준 신호(R1)는 기상 상태에 따른 신호 변화량을 산출하기 위한 신호일 수 있다.
위성 성능 모니터링 장치(100B)는 테스트 신호(T1)를 제1 주파수 간격으로 위성 중계기(200)의 전체 채널 대역폭 동안 반복 생성할 수 있다. 또한, 위성 성능 모니터링 장치(100B)는 기준 신호(R1)를 제1 주파수 간격 내에 추가하여 제1 시간 간격으로 반복 생성할 수 있다.
위성 성능 모니터링 장치(100B)는 기준 신호(R1)의 크기를 테스트 신호(T1)의 크기보다 작게 조정할 수 있다. 이는 기준 신호(R1)가 테스트 신호(T1)에 영향을 주어 위성 중계기(200)의 성능을 측정하는데 오류가 발생하는 것을 방지하기 위함이다.
위성 통신 제어 장치(100A)는 테스트 신호(T1) 및 기준 신호(R1)를 위성 중계기(200)에 송신한다. 위성 중계기(200)는 테스트 신호(T1)가 수신된 경우, 테스트 신호(T1)를 증폭하여 테스트 응답 신호(T2)를 생성하고, 이 테스트 응답 신호(T2)를 위성 성능 모니터링 시스템(100)에 송신한다.
또한, 위성 중계기(200)는 기준 신호(R1)가 수신된 경우, 기준 신호(R1)를 증폭하여 기준 응답 신호(R2)를 생성하고, 이 기준 응답 신호(R2)를 위성 통신 제어 장치(100A)에 송신한다.
위성 성능 모니터링 장치(100B)는 안테나(101)를 통해 테스트 응답 신호(T2) 및 기준 응답 신호(R2)를 수신한다.
위성 성능 모니터링 장치(100B)는 테스트 응답 신호(T2)를 이용하여 위성 중계기(200)에 대한 주파수 응답 특성을 생성한다. 위성 성능 모니터링 장치(100B)는 테스트 응답 신호(T2)를 제1 주파수 간격으로 나열한 그래프를 통해 주파수 응답 특성을 생성할 수 있다.
위성 중계기(200)로부터 수신된 테스트 응답 신호(T2)가 전체 채널 대역폭의 중심 주파수를 기준으로 일정한 주파수 응답 특성이 생성될 경우, 그 주파수 응답 특성은 기상 상태에 따른 신호 변화가 없었음을 의미한다.
반면, 중심 주파수를 기준으로 일정하지 않은 주파수 응답 특성이 생성될 경우, 그 주파수 응답 특성은 기상 상태에 따른 신호 변화가 있었음을 의미한다. 즉, 대기 상에서 발생하는 바람, 비, 구름, 눈, 번개 등에 의해 테스트 신호(T1) 또는 테스트 응답 신호(T2)가 변화되었음을 의미한다.
기상 상태에 따라 테스트 신호(T1) 또는 테스트 응답 신호(T2)가 변화된 경우에는 주파수 응답 특성을 이용하더라도 위성 중계기(200)의 성능을 정확하게 측정하는 것이 어렵다. 따라서, 위성 성능 모니터링 장치(100B)는 기준 신호(R1) 및 기준 응답 신호(R2)를 이용하여 기상 상태에 따른 신호 변화량을 산출하여 주파수 응답 특성에 적용할 수 있다.
구체적으로, 위성 성능 모니터링 시스템(100)은 제1 시간 간격으로 위성 중계기(200)에 송신한 기준 신호(R1)와, 위성 중계기(200)로부터 수신된 기준 응답 신호(R2)를 감산하여 기상 상태에 따른 신호 변화량을 산출한다. 이 신호 변화량을 주파수 응답 특성에 적용하여 기상 상태에 따른 신호 변화를 보상할 수 있다. 따라서, 위성 성능 모니터링 시스템(100)은 보상된 주파수 응답 특성은 기상 상태에 관계없이 위상 중계기(200)의 성능을 정확하게 측정할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 위성 성능 모니터링 시스템의 구성을 나타내는 블록도이다. 도 2를 참조하면, 위성 성능 모니터링 시스템(100)은 위성 통신 제어 장치(100A) 및 위성 성능 모니터링 장치(100B)를 포함한다.
위성 성능 모니터링 장치(100B)는 위성 중계기(200)의 성능을 측정하기 위한 테스트 신호(T1)를 생성하고, 기상 상태에 따른 신호 변화량을 산출하기 위한 기준 신호(R1)를 생성한다.
위성 통신 제어 장치(100A)는 위성 성능 모니터링 장치(100B)에서 생성된 테스트 신호(T1) 및 기준 신호(R1)를 위성 중계기(200)에 송신하고, 위성 중계기(200)로부터 수신된 테스트 응답 신호(T2) 및 기준 응답 신호(R2)를 위성 성능 모니터링 장치(100B)에 전달한다.
위성 통신 제어 장치(100A)는 위성 중계기(200)와의 신호 송수신을 제어하는 장치로, 옥외에 설치되며 테스트 신호(T1), 테스트 응답 신호(T2), 기준 신호(R1) 및 기준 응답 신호(R2)를 Ka 대역으로 처리한다. 반면, 위성 성능 모니터링 장치(100B)는 옥내에 설치되고, 테스트 신호(T1), 테스트 응답 신호(T2), 기준 신호(R1) 및 기준 응답 신호(R2)를 L 대역으로 처리한다. 이는 위성 통신 제어 장치(100A)와 위성 성능 모니터링 장치(100B)를 연결하는 RF 케이블(미도시)에서 Ka 대역 신호의 손실 또는 왜곡이 크기 때문에, RF 케이블에서 비교적 손실 또는 왜곡이 적은 L 대역 신호로 처리하기 위함이다.
이하에서는 위성 통신 제어 장치(100A)와 위성 성능 모니터링 장치(100B)의 구체적인 동작을 설명한다.
위성 통신 제어 장치(100A)는 안테나(101), 제1 신호 처리부(110), 신호 계측부(120) 및 제2 신호 처리부(130)를 포함한다.
안테나(101)는 위성 중계기(200)와 신호 송수신한다.
제1 신호 처리부(110)는 위성 성능 모니터링 장치(100B)에서 생성된 테스트 신호(T1) 및 기준 신호(R1)를 수신하여 신호를 처리한다. 구체적으로, 제1 신호 처리부(110)는 주파수 상향기(111) 및 고출력 증폭기(112)를 포함한다.
주파수 상향기(111)는 테스트 신호(T1) 및 기준 신호(R1)를 L 대역에서 Ka 대역으로 상향 조정한다. 위성 성능 모니터링 장치(100B)에서 생성된 테스트 신호(T1) 및 기준 신호(R1)는 L 대역에 해당하는 주파수 신호가 될 수 있다. Ka 대역의 주파수를 이용하는 위성 중계기(200)에 테스트 신호(T1) 및 기준 신호(R1)를 송신하기 위해서는 L 대역의 테스트 신호(T1) 및 기준 신호(R1)를 Ka 대역으로 상향 조정하는 과정이 필요하다.
고출력 증폭기(112)는 주파수 상향기(111)에서 Ka 대역으로 상향 조정된 테스트 신호(T1) 및 기준 신호(R1)를 증폭한다.
안테나(101)는 고출력 증폭기(112)에서 증폭된 테스트 신호(T1) 및 기준 신호(R1)를 위성 중계기(200)에 송신한다. 이 같이 테스트 신호(T1) 및 기준 신호(R1)를 위성 중계기(200)가 수신할 경우, 위성 중계기(200)는 테스트 신호(T1) 및 기준 신호(R1)를 증폭시켜 테스트 응답 신호(T2) 및 기준 응답 신호(R2)를 생성하고, 테스트 응답 신호(T2) 및 기준 응답 신호(R-2)를 위성 성능 모니터링 시스템(100)으로 송신할 수 있다. 따라서, 안테나(101)는 위성 중계기(200)로부터 테스트 응답 신호(T2) 및 기준 응답 신호(R2)를 수신할 수 있다.
제2 신호 처리부(130)는 안테나(101)에 수신된 테스트 응답 신호(T2) 및 기준 응답 신호(R2)를 처리한다. 제2 신호 처리부(130)은　주파수　하향기(131)　및　저잡음　증폭기(132)를　포함한다．　
저잡음 증폭기(132)는 안테나(101)를　통해　수신된　테스트　응답　신호(T2)　및　기준　응답　신호(R2)를　증폭한다．　
주파수 하향기(131)는 증폭된 테스트 응답 신호(T2) 및 기준 응답 신호(R2)를 L 대역으로 하향 조정한다. 위성 중계기(200)에서 생성된 Ka 대역의 테스트 응답 신호(T2) 및 기준 응답 신호(R2)를 위성 성능 모니터링 장치(100B)로 전송하기 전에, 테스트 응답 신호(T2) 및 기준 응답 신호(R2)를 L 대역으로 하향 조정하는 과정이 필요한다.
신호 계측부(120)는 테스트 신호(T1)，　기준　신호(R1)，테스트　응답　신호(T2)　및 기준　응답　신호(R2)에 대한 신호 특성을 계측하는 것으로, 상향 주파수 계수기(121), 전력 측정기(122), 하향 주파수 계수기(123)를 포함한다.
상향 주파수 계수기(121)는 제1 신호 처리부(110)에 포함된 주파수 상향기(110)에서 상향 조정된 주파수를 계수한다.
전력 측정기(121)는　테스트　신호(T1)， 기준　신호(R1)， 테스트　응답　신호(T2) 및　기준　응답　신호(R2)　중　어느　하나의　신호　송수신　동작에　따른　위성　통신　제어　장치(100A)의　전력을　측정한다．　
하향 주파수 계수기(123)는 제2 신호 처리부(130)에 포함된 주파수 하향기(131)에서 하향 조정된 주파수를 계수한다.
한편，　위성 성능 모니터링 장치(100B)는 테스트 신호 생성부(140), 기준 신호 생성부(150), 주파수 응답 특성 생성부(160), 신호 변화량 산출부(170) 및 보상부(180)를 포함한다.
테스트 신호 생성부(140)는 위성 중계기(200)의 성능을 측정하기 위한 테스트 신호(T1)를 제1 주파수 간격으로 위성 중계기(200)의 전체 채널폭 동안 반복 생성한다.
기준 신호 생성부(150)는 기준 신호(R1)를 생성하되, 기준 신호(R1)를 제1 주파수 간격 내에 추가하여 제1 시간 간격으로 위성 중계기(200)의 전체 채널 대역폭 동안 반복 생성할 수 있다. 이는 기준 신호(R1)를 제1 주파수 간격 내에 추가하는 것은 테스트 신호(T1)와 간섭이 발생하는 것을 방지하기 위한 것이다.
또한, 기준 신호 생성부(150)는 기준 신호(R1)의　크기를 테스트 신호(T1)의 크기보다 작게 조정할 수 있다. 이는 기준 신호(R1)의 크기로 인해 위성 중계기(200)의 성능 측정에 오류가 발생하지 않도록 하기 위함이다.
주파수 응답 특성 생성부(160)는 위성 통신 제어 장치(100A)로부터 L 대역의 테스트 응답 신호가(T2)가 수신된 경우, 테스트 응답 신호(T2)를　이용하여　주파수 응답 특성을 생성한다. 테스트　응답 신호(T2)는 제1 주파수 간격으로 다수 개 생성될 수 있으며, 이들 다수의 테스트 응답　신호（T2）를　제１　주파수　간격으로 나열한　그래프를　통해　주파수　응답　특성을　생성할　수　있다．　
주파수 응답 특성이 전체 채널 대역폭의 중심 주파수를 기준으로 일정한 경우, 기상 상태에 따른 신호 변화가 발생하지 않은 것이며, 중심 주파수를 기준으로 일정하지 않은 경우, 기상 상태에 따른 신호 변화가 발생한 것일 수 있다.
신호 변화량 산출부(170)는 위성 통신 제어 장치(100A)로부터 L 대역의 기준 응답 신호(R2)가 수신된 경우, 기준 응답 신호(R2)에서 기준 신호(R1)를 감산하여 신호 변화량을 산출한다.
보상부(180)는 신호 변화량 산출부(170)에서 산출된 신호 변화량을 주파수 응답 특성에 적용하여 기상 상태에 따른 신호 변화를 보상한다. 따라서, 기상 상태로 인해 감쇠된 부분만큼 신호 결과값을 보상해줌으로써, 위성 중계기(200)의 주파수 응답 특성을 정확하게 측정할 수 있다.
도 3 및 도 4는 위성 중계기에 대한 일반적인 주파수 응답 특성을 나타내는 그래프이다. 도 3은 기상 상태에 영향을 받지 않은 위성 중계기의 주파수 응답 특성을 나타내는 그래프이다.
도 3에 도시된 주파수 응답 특성은 테스트 신호(T1)를 제1 주파수 간격(F1)으로 반복 생성하여 제1 주파수(f0) 내지 제12 주파수(f11)에서 위성 중계기(200)에 송신하고, 위성 중계기(200)로부터 각　테스트 신호(T1)에 대응하는 테스트 응답 신호(T1)를　수신하여　제1 주파수(f0) 내지 제12 주파수(f11) 별로 나열한 그래프를　통해　생성될　수　있다．
도　３에　도시된　주파수 응답 특성은 위성 중계기(200)의 전체 채널 대역폭에서 중심 주파수를 기준으로 일정한 것으로, 기상 상태에 따른 신호 변화가 발생하지 않은 것을 알 수 있다. 만약, 기상 상태에 따른 신호 변화가 발생했을 경우, 신호가　시간에 따라 상이하게 변화하기 때문에, 주파수 응답 특성은 중심 주파수를 기준으로 일정하게 나타나지 않는다. 이는 도 4를 이용하여 구체적으로 설명한다.
도 4는 기상 상태에 영향을 받은 위성 중계기의 주파수 응답 특성을 나타내는 그래프이다. 도　４에　도시된　주파수　응답　특성은　테스트 신호(T1)를 제1 주파수 간격(F1)으로 반복 생성하여 제1 주파수(f0) 내지 제12 주파수(f11)에서 위성 중계기(200)에 송신하고, 위성 중계기(200)로부터 각　테스트 신호(T1)에 대응하는 테스트 응답 신호(T1)를　수신하여　제1 주파수(f0) 내지 제12 주파수(f11) 별로 나열한 그래프를　통해　생성될　수　있다．
도　４에　도시된　주파수 응답 특성은 위성 중계기(200)의 전체 채널 대역폭에서 중심 주파수를 기준으로 일정하지 않은 것으로, 기상 상태에 따른 신호 변화가 발생한 것을 알 수 있다. 이 같은 주파수 응답 특성은 기상 상태에 따른 신호 변화를 포함하고 있으므로, 위성 중계기(200)의 성능을 정확하게 측정할 수가 없다. 따라서, 기상 상태에 따른 신호 변화량을 산출하기 위한 기준 신호(R1) 및 기준 응답 신호(R2)를 이용하여 주파수 응답 특성을 보상할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 기상 상태에 따른 신호 변화량을 나타내는 그래프이다. 도 5에 도시된 신호 변화량은 기준 신호(R1)를 제1 시간 간격(T)으로 반복 생성하여 제1 시간(t0) 내지 제12 시간(t11)에서 위성 중계기(200)에 송신하고, 위성 중계기(200)로부터 각 기준 신호(R1)에 대응하는 기준 응답 신호(R2)를 위성 중계기(200)로부터 수신하여 제2 시간(t1) 내지 제11 시간(t11) 별로 나열한 그래프를 통해 생성될 수 있다.
위성 성능 모니터링 시스템(100)에서 생성되는 기준 신호(R1)의 크기는 항상 일정하다. 그러나, 위성 중계기(200)에서 생성되는 기준 응답 신호(R2)의 크기는 항상 일정하지 않다. 기준 응답 신호(R2)는 기준 신호(R1)를 기반으로 생성되는 신호이므로, 결과적으로 기준 응답 신호(R2)는 기준 신호(R1)의 신호 변화량까지도 모두 포함할 수 있다. 구체적으로, 기준 응답 신호(R2)는 기준 신호(R1)가 위성 성능 모니터링 시스템(100)에서 위성 중계기(200)로 송신되는 과정에서 기상 상태의 영향을 받아 변화되는 신호 변화량과, 기준 응답 신호(R2)가 위성 중계기(200)에서 위성 성능 모니터링 시스템(100)으로 송신되는 과정에서 기상 상태의 영향을 받아 변화되는 신호 변화량을 모두 포함할 수 있다.
도 3 또는 도 4에 도시된 바와 같이, 테스트 신호(T1)가 제1 주파수 간격(F1)으로 반복 생성되는 동안, 각 테스트 신호(T1)의 제1 주파수 간격(F1)에 기준 신호(R1)을 추가하여 위성 중계기(200)에 송신하고, 위성 중계기(200)로부터 기준 응답 신호(R2)가 수신되면, 제1 신호 변화량(△D1) 내지 제11 신호 변화량(△D11)을 산출할 수 있다. 즉, 기준 응답 신호(R2)에서 대응하는 기준 신호(R1), 즉, 초기 기준 응답 신호(R2 , t=0)를 감산하여 제1 신호 변화량(△D1) 내지 제11 신호 변화량(△D11)을 산출할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 기준 신호 변화량을 주파수 응답 특성에 적용하는 방법을 나타내는 그래프이다.
도　6에　도시된　주파수　응답　특성은　테스트 신호(T1)를 제1 주파수 간격(F1)으로 12회 반복 생성하여 위성 중계기(200)에 송신하고, 위성　중계기(200)로부터　각 테스트 신호(T1)에 대응하는 테스트 응답 신호(T2)를 수신하여　제１　주파수　간격(F1)으로　나열한　그래프를　통해　생성될　수　있다．
도 6에 도시된 주파수 응답 특성에서 제1 주파수 간격(F1)에, 도 5에 도시된 제1 신호 변화량(△D1) 내지 제11 신호 변화량(△D11)을 적용하여 기상 상태에 따른 신호 변화를 보상할 수 있다.
앞서 설명한 바와 같이, 제1 신호 변화량(△D1) 내지 제11 신호 변화량(△D11)은 위성 성능 모니터링 시스템(100)에서 위성 중계기(200)로의 상향 링크에서의 기준 신호(R1)의 신호 변화량과, 위성 중계기(200)에서 위성 성능 모니터링 시스템(100)으로의 하향 링크에서의 기준 응답 신호(R2)의 신호 변화량을 모두 포함한 것일 수 있다. 따라서, 제1 신호 변화량(△D1) 내지 제11 신호 변화량(△D11)을 주파수 응답 특성에 적용함으로써, 상향 링크 및 하향 링크에서 기상 상태로 인해 변화된 신호를 보상해줄 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 위성 성능 모니터링 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 도 7에 도시된 위성 성능 모니터링 방법은 도 1 및 2에 도시된 위성 성능 모니터링 시스템(100)에 의해 수행될 수 있다.
위성 성능 모니터링 시스템(100)은 위성 중계기(200)의 성능을 측정하기 위한 테스트 신호(T1)를 위성 중계기(200)에 송신한다(710 단계). 위성 성능 모니터링 시스템(100)는 테스트 신호(T1)를 제1 주파수 간격(F1)으로 반복 생성하여 위성 중계기(200)에 송신할 수 있다.
위성 성능 모니터링 시스템(100)은 기준 신호(R1)를 위성 중계기(200)에 송신한다(720 단계). 기준 신호(R1)는 기상 상태에 따른 신호 변화량을 산출하기 위한 신호로, 제1 시간 간격(T)으로 반복 생성하여 위성 중계기(200)에 송신할 수 있다.
위성 성능 모니터링 시스템(100)은 위성 중계기(200)로부터 테스트 응답 신호(T2)가 수신된 경우(730 단계), 테스트 응답 신호(T2)를 이용하여 위성 중계기(200)에 대한 주파수 응답 특성을 생성한다(740 단계). 위성 성능 모니터링 시스템(100)은 위성 중계기(200)로부터 수신된 테스트 응답 신호(T2)를 제1 주파수 간격(F1)으로 나열한 그래프를 이용하여 주파수 응답 특성을 생성할 수 있다.
위성 성능 모니터링 시스템(100)은 위성 중계기(200)로부터 기준 응답 신호가 수신된 경우(750 단계), 기준 신호(R1) 및 기준 응답 신호(R2)를 이용하여 기상 상태에 따른 신호 변화량을 산출한다(760 단계). 기준 응답 신호(R2)에서 기준 신호(R1)를 감산하여 기상 상태에 따른 신호 변화량을 산출할 수 있다.
위성 성능 모니터링 시스템(100)은 산출된 신호 변화량을 주파수 응답 특성에 적용한다(770 단계). 제1 시간 간격(T)으로 산출된 신호 변화량을 제1 주파수 간격(F)으로 수신된 테스트 응답 신호(T2)에 추가하는 방식으로 주파수 응답 특성을 보상할 수 있다. 따라서, 보상된 주파수 응답 특성을 이용하여 기상 상태에 관계없이 위성 중계기(200)의 성능을 정확하게 측정할 수 있다.
본 발명에 따른 실시예들은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 이러한 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 기록 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(Floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시 예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
100 : 위성 성능 모니터링 시스템 100A : 위성 통신 제어 장치
100B : 위성 성능 모니터링 장치 101 : 안테나
110 : 제1 신호 처리부 120 : 신호 계측부
130 : 제2 신호 처리부 140 : 테스트 신호 생성부
150 : 기준 신호 생성부 160 : 주파수 응답 특성 생성부
170 : 신호 변화량 산출부 180 : 보상부

Claims (14)

  1. 위성 중계기의 성능을 측정하기 위한 위성 성능 모니터링 시스템에 있어서,
    상기 위성 중계기의 성능을 측정하기 위한 테스트 신호를 상기 위성 중계기에 송신하여 상기 위성 중계기로부터 테스트 응답 신호를 수신하고, 기준 신호를 상기 위성 중계기에 송신하여 상기 위성 중계기로부터 기준 응답 신호를 수신하는 위성 통신 제어 장치; 및
    상기 테스트 신호 및 상기 기준 신호를 생성하며, 상기 테스트 응답 신호를 이용하여 상기 위성 중계기에 대한 주파수 응답 특성을 생성하고, 상기 기준 신호 및 상기 기준 응답 신호를 이용하여 기상상태에 따른 신호 변화량을 산출하며, 상기 산출된 신호 변화량을 상기 주파수 응답 특성에 적용하는 위성 성능 모니터링 장치
    를 포함하는 위성 성능 모니터링 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 위성 통신 제어 장치는,
    상기 위성 중계기와 신호 송수신하는 안테나;
    상기 위성 성능 모니터링 장치로부터 수신된 상기 테스트 신호 및 상기 기준 신호를 처리하는 제1 신호 처리부;
    상기 테스트 신호 및 상기 기준 신호에 대한 신호 특성을 계측하는 신호 계측부; 및
    상기 위성 중계기로부터 송신된 상기 테스트 응답 신호 및 상기 기준 응답 신호가 상기 안테나를 통해 수신된 경우, 상기 수신된 테스트 응답 신호 및 상기 기준 응답 신호를 처리하는 제2 신호 처리부
    를 포함하는 위성 성능 모니터링 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 신호 처리부는,
    상기 테스트 신호 및 상기 기준 신호를 L 대역에서 Ka 대역으로 상향 조정하는 주파수 상향기; 및,
    상기 Ka 대역으로 상향 조정된 상기 테스트 신호 및 상기 기준 신호를 증폭하는 고출력 증폭기
    를 포함하는 위성 성능 모니터링 시스템.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제2 신호 처리부는,
    상기 테스트 응답 신호 및 상기 기준 응답 신호를 증폭하는 저잡음 증폭기; 및
    상기 증폭된 테스트 응답 신호 및 상기 기준 응답 신호를 Ka 대역에서 L 대역으로 하향 조정하는 주파수 하향기
    를 포함하는 위성 성능 모니터링 시스템.

  5. 제1항에 있어서,
    상기 위성 성능 모니터링 장치는,
    상기 테스트 신호를 생성하는 테스트 신호 생성부;
    상기 기준 신호를 생성하는 기준 신호 생성부;
    상기 위성 통신 제어 장치로부터 상기 테스트 응답 신호가 수신된 경우, 상기 주파수 응답 특성을 생성하는 주파수 응답 특성 생성부;
    상기 위성 통신 제어 장치로부터 상기 기준 응답 신호가 수신된 경우, 상기 기준 응답 신호에서 상기 기준 신호를 감산하여 상기 신호 변화량을 산출하는 신호 변화량 산출부; 및.
    상기 산출된 신호 변화량을 상기 주파수 응답 특성에 적용하여 상기 기상상태에 따른 신호 변화를 보상하는 보상부
    를 포함하는 위성 성능 모니터링 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 테스트 신호 생성부는,
    상기 테스트 신호를 제1 주파수 간격으로 상기 위성 중계기의 전체 채널 대역폭 동안 반복 생성하는 위성 성능 모니터링 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 기준 신호 생성부는,
    상기 기준 신호를 상기 제1 주파수 간격 내에 추가하여 제1 시간 간격으로 반복 생성하는 위성 성능 모니터링 시스템.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 기준 신호 생성부는,
    상기 기준 신호의 크기를 상기 테스트 신호의 크기보다 작게 조정하는 위성 성능 모니터링 시스템.
  9. 위성 중계기의 성능을 측정하기 위한 위성 성능 모니터링 방법에 있어서,
    상기 위성 중계기의 성능을 측정하기 위한 테스트 신호를 상기 위성 중계기에 송신하는 단계;
    기준 신호를 상기 위성 중계기에 송신하는 단계;
    상기 위성 중계기로부터 테스트 응답 신호가 수신된 경우, 상기 테스트 응답 신호를 이용하여 상기 위성 중계기에 대한 주파수 응답 특성을 생성하는 단계;
    상기 위성 중계기로부터 기준 응답 신호가 수신된 경우, 상기 기준 신호 및 상기 기준 응답 신호를 이용하여 기상 상태에 따른 신호 변화량을 산출하는 단계; 및
    상기 산출된 신호 변화량을 상기 주파수 응답 특성에 적용하는 단계
    를 포함하는 위성 성능 모니터링 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 신호 변화량을 산출하는 단계는,
    상기 위성 통신 제어 장치로부터 수신된 상기 기준 응답 신호에서 상기 기준 신호를 감산하여 상기 신호 변화량을 산출하는 위성 성능 모니터링 방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 테스트 신호를 상기 위성 중계기에 송신하는 단계는,
    상기 테스트 신호를 제1 주파수 간격으로 상기 위성 중계기의 전체 채널 대역폭 동안 반복 생성하는 단계
    상기 테스트 신호를 L 대역에서 Ka 대역으로 상향 조정하는 단계; 및
    상기 Ka 대역으로 상향 조정된 상기 테스트 신호를 증폭하는 단계
    를 포함하는 위성 성능 모니터링 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 기준 신호를 상기 위성 중계기에 송신하는 단계는,
    상기 기준 신호를 상기 제1 주파수 간격 내에 추가하고, 제1 시간 간격으로 반복 생성하는 단계;
    상기 기준 신호를 L 대역에서 Ka 대역으로 상향 조정하는 단계; 및
    상기 Ka 대역으로 상향 조정된 상기 기준 신호를 증폭하는 단계
    를 포함하는 위성 성능 모니터링 방법.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 기준 신호의 크기는,
    상기 테스트 신호의 크기보다 작은 위성 성능 모니터링 방법.
  14. 제9항 내지 제13항 중 적어도 어느 한 항에 기재된 방법을 실행하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체.


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