KR102399104B1 - 인공위성 시스템 및 무선 통신 방법 - Google Patents

인공위성 시스템 및 무선 통신 방법 Download PDF

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Abstract

인공위성 시스템 및 무선 통신 방법이 개시될 수 있다. 일 실시예에 따른 인공위성 시스템은 복수의 위성체 모듈을 포함하는 위성체 장치; 및 복수의 위성체 모듈에 일대일 연결되고 복수의 위성체 모듈 간에 무선 통신을 수행하는 복수의 무선 통신 모듈을 포함하는 무선 통신 장치를 포함할 수 있다.

Description

인공위성 시스템 및 무선 통신 방법{SATELLITE SYSTEM AND WIRELESS COMMUNICATION METHOD}
본 발명은 인공위성 시스템 및 무선 통신 방법에 관한 것이다.
인공위성은 지구 상공에 위치하여 방송, 통신, 측정 등의 다양한 임무를 수행하는 장치이다. 이러한 임무 수행을 위하여 인공위성은 다양한 센서와 부속 장치들이 포함되어 있다.
인공위성에서는 데이터 등의 전송을 위해 유선 통신 방식을 사용하고 있으며, 무선 통신 모듈을 사용하고 있지 않다. 현재 인공위성에서 사용중인 유선 하니스는 일반적으로 인공위성 무게의 약 10%를 차지하고 있다.
이러한 유선 하니스는 무선 통신 대비 복잡하며 유선 하니스의 연결, 시험 및 유지에 시간 및 비용이 많이 소요되는 문제점이 있다. 따라서, 인공위성의 무게를 감소시키면서 인공위성의 내부에서 무선 통신을 수행할 수 있는 장치가 요구되고 있다.
본 발명은 복수의 위성체 모듈 각각에 무선 통신 모듈을 설치하여 무선 통신을 수행하는 인공위성 시스템 및 무선 통신 방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 인공위성 시스템이 개시될 수 있다. 일 실시예에 따른 인공위성 시스템은 복수의 위성체 모듈을 포함하는 위성체 장치; 및 상기 복수의 위성체 모듈에 일대일 연결되고 상기 복수의 위성체 모듈 간에 무선 통신을 수행하는 복수의 무선 통신 모듈을 포함하는 무선 통신 장치를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 무선 통신 장치는 상기 위성체 장치의 시리얼 유선통신 인터페이스 및 전용회선 인터페이스와 연결되어 상기 무선 통신을 수행할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 무선 통신 장치는 초광대역(ultra wide band) 통신 방식을 사용할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 무선 통신 장치는 신뢰성이 있는 무선 통신을 위해 사전 설정된 특징을 갖는 통신 프로토콜을 사용할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 사전 설정된 특징은 송수신 채널 및 QoS별 채널 별도 할당, 채널 간섭 최소화를 위한 중앙 제어형 프로토콜 설계, 및 동기화 수행으로 PPS신호 대체를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 복수의 무선 통신 모듈 각각은 상기 무선 통신을 위한 안테나를 포함하는 안테나부; 상기 안테나부에 연결되고, 상기 복수의 위성체 모듈 간의 동기화를 위한 동기화 신호, 상기 복수의 위성체 모듈을 제어하기 위한 제어 신호 및 상기 복수의 위성체 모듈의 데이터 신호를 송수신하는 송수신부; 상기 송수신부에 연결되고, 상기 동기화 신호 및 상기 제어 신호를 생성하고, 상기 데이터 신호를 처리하는 제어 처리부; 및 상기 제어 처리부 및 상기 복수의 위성체 모듈 각각의 인터페이스에 연결되는 인터페이스부를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 복수의 무선 통신 모듈 각각은 상기 복수의 위성체 모듈 각각의 외부에 설치될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 복수의 무선 통신 모듈 각각은 상기 복수의 위성체 모듈 각각의 내부에 설치될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 송수신부, 상기 제어 처리부 및 상기 인터페이스부는 상기 복수의 위성체 모듈 각각의 내부에 설치되고, 상기 안테나부는 상기 복수의 위성체 모듈 각각의 외부에 설치될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 복수의 무선 통신 모듈 중 어느 하나의 무선 통신 모듈은 종속모듈의 제어를 위해 무선통신 모듈의 가용 통신 채널 중 별도로 할당된 제어 채널을 독점하는 중앙 제어 무선 통신 모듈로서 설정되고, 나머지 무선 통신 모듈은 종속 무선 통신 모듈로서 설정될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 중앙 제어 무선 통신 모듈은 제어 채널의 제어명령을 통해 상기 종속 무선 통신 모듈과 상기 무선 통신을 수행할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 종속 무선 통신 모듈은 상기 제어 채널의 제어 명령을 통해 상기 무선 통신을 수행할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 중앙 제어 무선 통신 모듈은 제어 채널을 이용, 상기 중앙 무선통신 모듈에 대해 전송 채널, 파워 및 전송 주기를 전파하여 제어할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 중앙 제어 무선 통신 모듈은 동기화를 위한 시간 동기 메시지(time sync message)를 주기적으로 생성하고 상기 시간 동기 메시지를 제어 채널을 통해 상기 종속 무선 통신 모듈로 전송할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 중앙 통신 모듈은 전용으로 할당되는 제어 채널 및 복수의 전송 채널을 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제어 채널은 동기화, 명령 및 데이터 요청을 상기 복수의 무선 통신 모듈로 전송할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 중앙 제어 무선 통신 모듈은 상기 위성체 장치의 복수의 통신 모듈에 관한 정보를 고정적으로 저장하여 관리할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 중앙 제어 무선 통신 모듈은 데이터 요청을 위한 제1 데이터 요청 메시지를 상기 중앙 통신 모듈을 통해 전송할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 데이터 요청 메시지는 전송해야 할 데이터의 주소값 및 크기와, 상기 데이터를 전송하는데 사용되어야 하는 채널 정보 및 송신 출력 정보를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제1 데이터 요청 정보는 전송 지연 시간, 채널의 환경 및 PPS 동기를 위한 보조 정보를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 중앙 제어 무선 통신 모듈은 동작 제어를 위한 명령 메시지를 제어 채널을 통해 전송할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 명령 메시지는 수신 채널 정보를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 중앙 제어 무선 통신 모듈은 상기 명령의 수행 완료 시점에서 상기 명령의 수행이 정상적으로 종료하였는지 여부를 판단하기 위한 제2 데이터 요청 메시지를 상기 제어 채널을 통해 전송할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제2 데이터 요청 메시지는 수신 채널 정보를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 복수의 위성체 모듈 각각은 주 위성체 모듈 및 예비 위성체 모듈의 이중화 구조를 가지며, 상기 중앙 제어 무선 통신 모듈은 상기 주 위성체 모듈의 고장 시 상기 주 위성체 모듈의 파워 다운(power down)을 수행하기 위한 파워 다운 명령 메시지를 상기 제어 채널을 통해 상기 주 위성체 모듈로 전송하고, 상기 예비 위성체 모듈을 웨이크 업(wake up)을 수행하기 위한 웨이크 업 메시지를 상기 제어 채널을 통해 상기 예비 위성체 모듈로 전송할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 중앙 제어 무선 통신 모듈은 상기 주 위성체 모듈의 파워 다운이 정상적으로 수행되었는지 여부를 판단하기 위한 임의의 명령 메시지를 상기 제어 채널을 통해 상기 주 위성체 모듈로 전송할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 중앙 제어 무선 통신 모듈은 상기 예비 위성체 모듈의 웨이크 업이 정상적으로 수행되었는지 여부를 판단하기 위한 데이터 요청 메시지를 상기 제어 채널을 통해 상기 예비 위성체 모듈로 전송할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 인공위성 시스템에서 무선 통신을 수행하는 무선 통신 방법이 개시될 수 있다. 일 실시예에 따른 상기 인공위성 시스템은 복수의 위성체 모듈을 포함하는 위성체 장치; 및 상기 복수의 위성체 모듈에 일대일 연결되고 상기 복수의 위성체 모듈 간에 무선 통신을 수행하는 복수의 무선 통신 모듈을 포함하는 무선 통신 장치를 포함하고, 상기 무선 통신 방법은 상기 복수의 무선 통신 모듈 중 어느 하나의 무선 통신 모듈을 중앙 제어 무선 통신 모듈로서 설정하고, 나머지 무선 통신 모듈을 종속 무선 통신 모듈로서 설정하는 단계; 상기 중앙 제어 무선 통신 모듈에서, 상기 종속 무선 통신 모듈과 동기화를 수행하는 단계; 및 상기 중앙 제어 무선 통신 모듈에서, 데이터 요청 또는 명령 중 적어도 하나를 포함하는 메시지를 상기 종속 무선 통신 모듈에 전송하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 중앙 제어 모듈은 전용으로 할당되는 제어 채널 및 복수의 전송 채널을 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제어 채널은 동기화, 명령 및 데이터 요청을 상기 복수의 무선 통신 모듈로 전송할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 종속 무선 통신 모듈과 동기화를 수행하는 단계는 동기화를 위한 시간 동기 메시지를 주기적으로 생성하는 단계; 및 상기 시간 동기 메시지를 상기 중앙 제어 무선 통신 모듈을 통해 상기 종속 무선 통신 모듈로 전송하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 메시지를 상기 종속 무선 통신 모듈에 전송하는 단계는 상기 데이터 요청을 위한 제1 데이터 요청 메시지를 상기 제어 채널을 통해 상기 종속 무선 통신 모듈로 전송하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 데이터 요청 메시지는 전송해야 할 데이터의 주소값 및 크기와, 상기 데이터를 전송하는데 사용되어야 하는 채널 정보 및 송신 출력 정보를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제1 데이터 요청 정보는 전송 지연 시간, 채널의 환경 및 PPS 동기를 위한 보조 정보를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 메시지를 상기 종속 무선 통신 모듈에 전송하는 단계는 동작 제어를 위한 명령 메시지를 상기 중앙 제어 모듈을 통해 상기 종속 무선 통신 모듈로 전송하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 명령 메시지는 수신 채널 정보를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 메시지를 상기 종속 무선 통신 모듈에 전송하는 단계는 상기 명령의 수행 완료 시점에서 상기 명령의 수행이 정상적으로 종료하였는지 여부를 판단하기 위한 제2 데이터 요청 메시지를 상기 제어 채널을 통해 상기 종속 무선 통신 모듈로 전송하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제2 데이터 요청 메시지는 수신 채널 정보를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 복수의 위성체 모듈 각각은 주 위성체 모듈 및 예비 위성체 모듈의 이중화 구조를 가지며, 상기 무선 통신 방법은 상기 중앙 제어 무선 통신 모듈에서, 상기 주 위성체 모듈의 고장 시 상기 주 위성체 모듈의 파워 다운을 수행하기 위한 파워 다운 명령 메시지를 상기 제어 채널을 통해 상기 주 위성체 모듈로 전송하는 단계; 및 상기 중앙 제어 무선 통신 모듈에서, 상기 예비 위성체 모듈을 웨이크 업을 수행하기 위한 웨이크 업 메시지를 상기 제어 채널을 통해 상기 예비 위성체 모듈로 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 무선 통신 방법은 상기 중앙 제어 무선 통신 모듈에서, 상기 주 위성체 모듈의 파워 다운이 정상적으로 수행되었는지 여부를 판단하기 위한 임의의 명령 메시지를 상기 제어 채널을 통해 상기 주 위성체 모듈로 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 무선 통신 방법은 상기 중앙 제어 무선 통신 모듈에서, 상기 예비 위성체 모듈의 웨이크 업이 정상적으로 수행되었는지 여부를 판단하기 위한 데이터 요청 메시지를 상기 제어 채널을 통해 상기 예비 위성체 모듈로 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 인공위성의 무게의 약 10%를 차지하는 유선 하니스를 제거하고 무선 통신 모듈을 이용하여 인공위성 내에서 무선 통신을 수행할 수 있어, 인공위성의 경량화 및 소형화가 가능하다.
또한, 인공위성 내에서 무선 통신을 수행할 수 있는 무선 통신 모듈을 인공위성에 적용함으로써, 유선 하니스의 고장 및 리던던시 컨셉(redundancy concept)의 유연한 활용이 가능하여 인공위성의 신뢰도가 향상될 수 있다.]
또한, 인공위성 내에서 무선 통신을 수행할 수 있는 무선 통신 모듈을 인공위성에 적용함으로써, 리던던시 인터페이스(redundancy I/F)의 자유도가 향상될 수 있어 인공위성의 신뢰도가 강화될 수 있으며, 인터페이스(I/F)의 변경이 유리하다.
더욱이, 유선 하니스의 설치, 시험 및 유지에 소요되는 기간이 단축될 수 있을 뿐만 아니라 위성 제작 비용이 절감될 수 있다. 구체적으로, 인터페이스의 검증 시간이 단축될 수 있고, 인터페이스의 디버깅 및 시험 셋업이 용이하여 통합 시간이 단축될 수 있다. 이와 같이, 검증 및 통합 시간이 단축될 수 있으므로 인공위성의 생산성이 향상될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 인공위성 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 위성체 장치 및 무선 통신 장치를 나타낸 예시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 모듈의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선망의 구성을 나타낸 예시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 모듈 간의 동기화를 나타낸 예시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 제어 채널 및 통신 채널을 나타낸 예시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 메모리 구조를 나타낸 예시도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따라 무선 통신을 수행하는 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따라 이중화 구조의 위성체 모듈에 대해 무선 통신을 수행하는 방법을 나타낸 흐름도이다.
본 발명의 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것이다. 본 발명에 따른 권리범위가 이하에 제시되는 실시예들이나 이들 실시예들에 대한 구체적 설명으로 한정되는 것은 아니다.
본 발명에 사용되는 모든 기술적 용어들 및 과학적 용어들은, 달리 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일반적으로 이해되는 의미를 갖는다. 본 발명에 사용되는 모든 용어들은 본 발명을 더욱 명확히 설명하기 위한 목적으로 선택된 것이며 본 발명에 따른 권리범위를 제한하기 위해 선택된 것이 아니다.
본 발명에서 사용되는 "포함하는", "구비하는", "갖는" 등과 같은 표현은, 해당 표현이 포함되는 어구 또는 문장에서 달리 언급되지 않는 한, 다른 실시예를 포함할 가능성을 내포하는 개방형 용어(open-ended terms)로 이해되어야 한다.
본 발명에서 기술된 단수형의 표현은 달리 언급하지 않는 한 복수형의 의미를 포함할 수 있으며, 이는 청구범위에 기재된 단수형의 표현에도 마찬가지로 적용된다.
본 발명에서 사용되는 "제1", "제2" 등의 표현들은 복수의 구성요소들을 상호 구분하기 위해 사용되며, 해당 구성요소들의 순서 또는 중요도를 한정하는 것은 아니다.
본 발명에서 사용되는 용어 "부"는, 소프트웨어, 또는 FPGA(field-programmable gate array), ASIC(application specific integrated circuit)과 같은 하드웨어 구성요소를 의미한다. 그러나, "부"는 하드웨어 및 소프트웨어에 한정되는 것은 아니다. "부"는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고, 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서, "부"는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스, 함수, 속성, 프로시저, 서브루틴, 프로그램 코드의 세그먼트, 드라이버, 펌웨어, 마이크로코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조, 테이블, 어레이 및 변수를 포함한다. 구성요소와 "부" 내에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소 및 "부"로 결합되거나 추가적인 구성요소와 "부"로 분리될 수 있다.
본 발명에서 사용되는 "~에 기초하여"라는 표현은, 해당 표현이 포함되는 어구 또는 문장에서 기술되는, 결정 판단의 행위 또는 동작에 영향을 주는 하나 이상의 인자를 기술하는데 사용되며, 이 표현은 결정, 판단의 행위 또는 동작에 영향을 주는 추가적인 인자를 배제하지 않는다.
본 발명에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 경우, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수 있거나 접속될 수 있는 것으로, 또는 새로운 다른 구성요소를 매개로 하여 연결될 수 있거나 접속될 수 있는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명한다. 첨부된 도면에서, 동일하거나 대응하는 구성요소에는 동일한 참조부호가 부여되어 있다. 또한, 이하의 실시예들의 설명에 있어서, 동일하거나 대응하는 구성요소를 중복하여 기술하는 것이 생략될 수 있다. 그러나, 구성요소에 관한 기술이 생략되어도, 그러한 구성요소가 어떤 실시예에 포함되지 않는 것으로 의도되지는 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 인공위성 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이다. 도 1을 참조하면, 인공위성 시스템(100)은 위성체 장치(110) 및 무선 통신 장치(120)를 포함할 수 있다.
위성체 장치(110)는 정찰, 통신, 지구 탐사, 기상 예보 등과 같은 임무를 수행할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 위성체 장치(110)는 복수의 위성체 모듈을 포함할 수 있다. 예를 들면, 위성체 모듈은 도 2에 도시된 바와 같이, 원격 측정 명령부(211), 자세 제어부(212), 열 제어부(213), 추력부(214), 전력부(215), 데이터 링크부(216), 탑재체 전자부(217) 및 탑재체 안테나부(218)를 포함할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 위성체 모듈은 안정화를 위해 이중화 구조를 가질 수 있다.
무선 통신 장치(120)는 위성체 장치(110)에 연결될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 무선 통신 장치(120)는 도 2에 도시된 바와 같이, 위성체 장치(110)의 복수의 위성체 모듈에 일대일 연결되고 복수의 위성체 모듈 간에 무선 통신을 수행하는 복수의 무선 통신 모듈(220_1 내지 220_8)을 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 무선 통신 장치(120)는 위성체 장치(110)의 시리얼(serial) 유선통신 및 전용 회선(dedicated line)을 대체하도록 모듈로 제작될 수 있다. 예를 들면, 무선 통신 장치(120)의 복수의 무선 통신 모듈(220_i, 1≤i≤8)은 복수의 위성체 모듈(211 내지 218)의 CAN, 1553B 등에 해당하는 시리얼 유선통신 인터페이스 및 인터페이스의 대부분을 차지하는 RS422, 온도 센서 등에 해당하는 전용 회선 인터페이스와 연결되어 무선 통신을 수행할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 무선 통신 장치(120)는 기존의 인공위성 시스템(100)의 인터페이스와의 호환성을 위해 RS422 제어 및 CAN 통신, I/O(LVTTL) 신호를 무선으로 변환 및 전송하는 특징을 가질 수 있다.
일 실시예에 있어서, 무선 통신 장치(120)는 인공위성 시스템(100)에 영향을 미치지 않는 통신 방식을 사용할 수 있다. 예를 들면, 무선 통신 장치(120)의 복수의 무선 통신 모듈(220_i, 1≤i≤8)은 초광대역(ultra wide band) 통신 방식을 사용할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 무선 통신 장치(120)는 인공위성 시스템(100)의 환경을 고려하여 무선 통신을 수행할 수 있다. 예를 들면, 무선 통신 장치(120)는 이동단말이 없는 인공위성 시스템(100)의 내부 환경과, 신규 단말의 등록, 이탈 등이 거의 발생하지 않는 인공위성 시스템(100)의 환경을 고려하여 무선 통신을 수행할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 무선 통신 장치(120)는 신뢰성이 있는 무선 통신을 위해 사전 설정된 특징을 갖는 통신 프로토콜을 사용할 수 있다. 예를 들면, 사전 설정된 특징은 송수신 채널 및 QoS별 채널 별도 할당, 중앙 제어형 프로토콜 설계로 채널 간섭 최소화 및 동기화 수행으로 PPS신호 대체를 포함할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 모듈의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이다. 도 3을 참조하면, 무선 통신 모듈(220_i, 1≤i≤8)은 안테나부(310), 송수신부(320), 제어 처리부(330) 및 인터페이스부(340)를 포함할 수 있다. 또한, 무선 통신 모듈(220_i, 1≤i≤8)은 전원부(350)를 더 포함할 수 있다.
안테나부(310)는 무선 통신을 위한 안테나를 포함할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 안테나부(310)는 UWB 통신 방식을 수행할 수 있는 안테나를 포함할 수 있다.
송수신부(320)는 안테나부(310)에 연결될 수 있다. 송수신부(320)는 복수의 위성체 모듈 간의 동기화를 위한 동기화 신호, 복수의 위성체 모듈을 제어하기 위한 제어 신호 및 복수의 위성체 모듈의 데이터 신호를 송수신할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 송수신부(320)는 UWB 트랜시버(transceiver) 및 컨트롤러(controller) 내의 MAC/Network Layer를 포함할 수 있다.
제어 처리부(330)는 송수신부(320)에 연결될 수 있다. 제어 처리부(330)는 동기화 신호 및 제어 신호를 생성할 수 있다. 또한, 제어 처리부(330)는 복수의 위성체 모듈로부터 제공되는 데이터 신호를 처리할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 제어 처리부(330)는 컨트롤러 내의 App. Layer 및 Data CTRL을 포함할 수 있다.
인터페이스부(340)는 제어 처리부(330) 및 복수의 위성체 모듈 각각의 인터페이스에 연결될 수 있다. 인터페이스부(340)는 컨트롤러 내의 I/O 및 신호 수집(ADC), RS422 TX, RS422 RX, CAN 등을 포함할 수 있다.
전원부(350)는 송수신부(320), 제어 처리부(330) 및 인터페이스부(340)에 연결될 수 있다. 전원부(350)는 송수신부(320), 제어 처리부(330) 및 인터페이스부(340)의 작동에 필요한 전원을 공급할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 무선 통신 모듈(220_i, 1≤i≤8)은 해당 위성체 모듈의 외부에 설치될 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 무선 통신 모듈(220_i, 1≤i≤8)은 해당 위성 모듈의 내부에 설치될 수 있다. 또 다른 실시예에 있어서, 무선 통신 모듈(220_i, 1≤i≤8)의 송수신부(320), 제어 처리부(330) 및 인터페이스부(340)는 해당 위성체 모듈의 내부에 설치되고, 무선 통신 모듈(220_i, 1≤i≤8)의 안테나부(310)는 해당 위성체 모듈의 외부에 설치될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 무선 통신 모듈(220_i, 1≤i≤8)은 기존의 인공위성 인터페이스와 호환성을 갖도록 제작될 수 있다. 예를 들면, 무선 통신 모듈(220_i, 1≤i≤8)은 기존의 인공위성 시스템(100)의 위성체 장치의 인터페이스와의 호환성을 위해 RS422 제어 및 CAN 통신, I/O(LVTTL) 신호를 무선으로 변환 및 전송하는 특징을 가질 수 있다.
일 실시예에 있어서, 복수의 무선 통신 모듈(220_i, 1≤i≤8) 중 어느 하나의 무선 통신 모듈은 중앙 제어 무선 통신 모듈로서 설정되고, 나머지 무선 통신 모듈은 종속 무선 통신 모듈로서 설정될 수 있다. 예를 들면, 도 4에 도시된 바와 같이, 원격 측정 명령부(211)에 설치되는 무선 통신 모듈(220_1)은 중앙 제어 무선 통신 모듈로서 설정되고, 자세 제어부(212), 열 제어부(213), 추력부(214), 전력부(215), 데이터 링크부(216), 탑재체 전자부(217) 및 탑재체 안테나부(218)에 각각 설치되는 무선 통신 모듈(220_2 내지 220_8)은 종속 무선 통신 모듈로서 설정될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 중앙 제어 무선 통신 모듈은 독점하는 제어 채널을 통해 종속 무선 통신 모듈과 무선 통신을 수행할 수 있다. 즉, 복수의 무선 통신 모듈(220_1 내지 220_8)은 제어 채널을 통해 중앙 제어 및 집중형으로 무선 통신을 수행하며, 중앙 제어 무선 통신 모듈을 통해 무선 통신을 수행할 수 있다. 제어 채널은 종속 무선 통신 모듈의 제어를 위해 무선 통신 모듈의 가용 통신 채널 중에서 별도로 할당된 채널을 독점하여 사용한다.
일 실시예에 있어서, 종속 무선 통신 모듈은 제어 채널을 통해 무선 통신을 수행할 수 있다. 예를 들면, 종속 무선 통신 모듈은 다른 종속 무선 통신 모듈과 무선 통신을 수행하기 위해 제어 채널을 이용할 수 있다. 즉, 종속 무선 통신 모듈 간의 무선 통신은 수행되지 않는다. 일 실시예에 있어서, 탑재체를 구성하는 통신 모듈은 탑재체 전자부를 제외하고 탑재체 단독으로 무선망을 구성하여 동작할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 중앙 제어 무선 통신 모듈은 제어 채널을 이용하여 각 종속 무선 통신 모듈의 전송 채널, 출력파워 및 전송 주기를 전파하여 제어할 수 있다. 예를 들면, 중앙 제어 무선 통신 모듈은 동기화를 위한 시간 동기 메시지(time sync message)를 주기적으로 생성하고 시간 동기 메시지를 제어 채널을 통해 종속 무선 통신 모듈로 전송할 수 있다. 따라서, 종속 무선 통신 모듈은 도 5에 도시된 바와 같이, 주기적으로 시간 동기 메시지를 수신하고, 수신된 시간 동기 메시지에 기초하여 동기화를 수행할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 통신 포맷은 시간 동기를 위한 PPS 신호, 위성체 모듈의 정보 획득을 위한 데이터 요청 및 구성품의 동작 제어를 위한 명령으로 구성될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 중앙 제어 무선 통신 모듈은 위성체 모듈 간의 동기를 위해 시간 동기 메시지로서 PPS 신호를 제어 채널을 통해 종속 무선 통신 모듈로 전송할 수 있다. 예를 들면, PPS 신호는 종속 무선 통신 모듈의 응답없이 브로드캐스팅으로 전송될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 종속 무선 통신 모듈은 1Hz의 PPS 신호 대비 자체 발진기에 의해 생성되는 1Hz 신호의 차이만큼을 보상하며, 매 1초마다 전송되는 PPS 신호를 이용하여 연속적으로 보상할 수 있다. 이때 보상은 매초에 의한 차이값이 아닌 필터 등을 사용하여 오차 범위를 좁혀 보상을 수행할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 중앙 제어 무선 통신 모듈은 전용으로 할당되는 1개의 채널(즉, 제어 채널)과 복수의 종속 무선 통신 모듈을 위한 복수의 전송 채널을 포함할 수 있다. 제어 채널은 동기화, 명령(command) 및 데이터 요청을 복수의 무선 통신 모듈로 전송하기 위한 채널일 수 있다. 여기서, 제어 채널은 충돌을 회피하기 위해 복수의 종속 무선 통신 모듈의 데이터를 전송하기 위한 전송 채널로서 사용되지 않는다. 예를 들면, 중앙 제어 무선 통신 모듈은 도 6에 도시된 바와 같이, 동기화, 명령(command) 및 데이터 요청을 전송하기 위한 제어 채널(Ch1)과, GPS 데이터, C&DH 데이터, 페이로드 데이터, 템프 데이터 등을 전송하기 위한 복수의 전송 채널(Ch2, Ch3,…)를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 전술한 통신 방식은 중앙 제어 무선 통신 모듈에 의해서만 송수신이 이루어지므로 채널의 충돌 등의 제어는 중앙 제어 무선 통신 모듈이 관장하며, 따라서 모든 종속 무선 통신 모듈는 채널의 유휴여부를 감지하지 않고 중앙 제어 무선 통신 모듈에 의해서만 통신을 수행할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 종속 무선 통신 모듈은 비상 상황과 같은 특수한 상황 발생시에도 중앙 제어 무선 통신 모듈에 먼저 데이터를 전송하지 않는다. 따라서, 중앙 제어 무선 통신 모듈은 종속되어 있는 위성체 모듈에 대한 주기적 점검을 이용하여 상태를 확인할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 위성체 장치(110)는 단말의 이동 또는 가입이 추가적으로 발생하지 않으므로 위성 발사 전 모든 통신 모듈은 고정적으로 중앙 제어 무선 통신 모듈에 가입되어 있고, 이 정보는 중앙 제어 무선 통신 모듈이 고정적으로 저장하여 관리할 수 있다. 즉, 중앙 제어 무선 통신 모듈은 모든 통신 모듈에 관한 정보를 고정적으로 저장하여 관리할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 무선 통신 장치(120) 및/또는 무선 통신 장치(120)에 연결되는 위성체 장치(110)는 중앙 제어형 동작을 수행하기 위해 도 7에 도시된 바와 같은 메모리 구조를 가질 수 있다. 특정 영역(명령영역)에 데이터를 기입할 때 미리 정의된 데이터 구조에 의해 저장되어 있는 동작을 수행하며, 수행한 운용 또는 이의 결과물은 종속 모듈이 중앙 통신 모듈에 먼저 신호를 보내지 않고 시스템에서 미리 정의되어 있는 형식과 주소에 맞춰 상태 기록 영역에 데이터를 기록한다. 종속 모듈은 비상상황과 같은 특수한 상황 발생시에도 제어 모듈에 먼저 데이터를 전송하지 않는다. 따라서, 중앙 제어 무선 통신 모듈은 종속되어 있는 위성체 모듈에 대한 주기적 점검을 이용하여 상태를 확인할 수 있다. 즉, 중앙 제어 무선 통신 모듈은 종속 모듈에 해당하는 종속 무선 통신 모듈에 대한 주기적 점검을 통해 위성체 모듈의 상태를 확인할 수 있다.
본 발명에 도시된 흐름도에서 프로세스 단계들, 방법 단계들, 알고리즘들 등이 순차적인 순서로 설명되었지만, 그러한 프로세스들, 방법들 및 알고리즘들은 임의의 적합한 순서로 작동되도록 구성될 수 있다. 다시 말하면, 본 발명의 다양한 실시예들에서 설명되는 프로세스들, 방법들 및 알고리즘들의 단계들이 본 발명에서 기술된 순서로 수행될 필요는 없다. 또한, 일부 단계들이 비동시적으로 수행되는 것으로서 설명되더라도, 다른 실시예에서는 이러한 일부 단계들이 동시에 수행될 수 있다. 또한, 도면에서의 묘사에 의한 프로세스의 예시는 예시된 프로세스가 그에 대한 다른 변화들 및 수정들을 제외하는 것을 의미하지 않으며, 예시된 프로세스 또는 그의 단계들 중 임의의 것이 본 발명의 다양한 실시예들 중 하나 이상에 필수적임을 의미하지 않으며, 예시된 프로세스가 바람직하다는 것을 의미하지 않는다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따라 무선 통신을 수행하는 방법을 나타낸 흐름도이다. 도 8에서는 설명의 편의를 위해, 위성체 장치(110)로서 원격 측정 명령부(211), 자세 제어부(212) 및 열 제어부(213)를 이용하여 무선 통신을 수행하는 과정을 설명하기로 한다.
복수의 무선 통신 모듈 중 어느 하나의 무선 통신 모듈이 중앙 제어 무선 통신 모듈로 설정되고, 나머지 무선 통신 모듈이 종속 무선 통신 모듈로 설정될 수 있다. 예를 들면, 원격 측정 명령부(211)에 설치되는 무선 통신 모듈이 중앙 제어 무선 통신 모듈로서 설정되고, 자세 제어부(212) 및 열 제어부(213) 각각에 설치되는 무선 통신 모듈이 종속 무선 통신 모듈로 설정될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 중앙 제어 무선 통신 모듈 및 종속 무선 통신 모듈은 위성체 장치(110)에 의해 자동으로 설정될 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 중앙 제어 무선 통신 모듈 및 종속 무선 통신 모듈은 위성체 장치(110)의 오퍼레이터에 의해 수동으로 설정될 수 있다.
원격 측정 명령부(211)의 무선 통신 모듈(220_1)은 동기화를 위한 시간 동기 메시지를 생성하고 생성된 시간 동기 메시지를 중앙 제어 무선 통신 모듈을 통해 무선 통신 모듈(220_2 및 220_3)로 전송할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 중앙 제어 무선 통신 모듈(220_1)은 동기화를 위한 시간 동기 메시지로서 PPS 신호를 생성하고, 생성된 PPS 신호를 중앙 제어 무선 통신 모듈을 통해 종속 무선 통신 모듈(220_2 및 220_3)로 전송할 수 있다.
자세 제어부(212)는 무선 통신 모듈(220_2)을 통해 시간 동기 메시지를 수신하고, 수신된 시간 동기 메시지에 기초하여 동기화를 수행할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 자세 제어부(212)는 종속 무선 통신 모듈(220_2)을 통해 시간 동기 메시지로서 PPS 신호를 수신하고, 수신된 PPS 신호에 기초하여 동기화를 수행할 수 있다.
또한, 열 제어부(213)는 무선 통신 모듈(220_3)을 통해 시간 동기 메시지를 수신하고, 수신된 시간 동기 메시지에 기초하여 동기화를 수행할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 열 제어부(213)는 종속 무선 통신 모듈(220_2)을 통해 시간 동기 메시지로서 PPS 신호를 수신하고, 수신된 PPS 신호에 기초하여 동기화를 수행할 수 있다.
원격 측정 명령부(211)의 무선 통신 모듈(220_1)은 중앙 제어 무선 통신 모듈을 통해 데이터 요청을 자세 제어부(212) 및 열 제어부(213)에 수행할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 무선 통신 모듈(220_1)은 자세 제어부(212)의 정보를 획득하기 위한 데이터 요청 메시지를 중앙 제어 무선 통신 모듈을 통해 자세 제어부(212)의 무선 통신 모듈(220_2)로 전송할 수 있다. 또한, 무선 통신 모듈(220_1)은 열 제어부(213)의 정보를 획득하기 위한 데이터 요청 메시지를 중앙 제어 무선 통신 모듈을 통해 열 제어부(213)의 무선 통신 모듈(220_3)로 전송할 수 있다. 예를 들면, 데이터 요청 메시지는 종속 통신 모듈(예를 들어, 자세 제어부(212) 또는 열 제어부(213))이 전송해야 할 데이터의 주소값 및 크기와, 데이터를 전송하는데 사용되어야 하는 채널 정보 및 송신 출력 정보를 포함할 수 있다. 또한, 데이터 요청 정보는 전송 지연 시간, 채널의 환경 및 PPS 동기를 위한 보조 정보를 더 포함할 수 있다.
자세 제어부(212)는 무선 통신 모듈(220_2)를 통해 데이터 요청 메시지를 수신할 수 있다. 자세 제어부(212)는 수신된 데이터 요청 메시지에 대한 수신 완료 메시지를 전송할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 자세 제어부(212)는 데이터 요청 메시지에 기초하여 데이터 요청 메시지의 수신 완료를 나타내는 수신 완료 메시지(ACK)를 무선 통신 모듈(220_2)을 통해 중앙 제어 무선 통신 모듈인 무선 통신 모듈(220_1)로 전송할 수 있다. 예를 들면, 수신 완료 메시지는 데이터 요청 메시지에 포함된 채널 정보에 해당하는 채널을 통해 전송될 수 있다. 이어서, 자세 제어부(212)는 데이터 요청 메시지에 해당하는 데이터를 해당 채널을 통해 중앙 제어 무선 통신 모듈(220_1)로 전송할 수 있다.
열 제어부(213)는 무선 통신 모듈(220_3)를 통해 데이터 요청 메시지를 수신할 수 있다. 열 제어부(213)는 수신된 데이터 요청 메시지에 대한 수신 완료 메시지를 전송할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 열 제어부(213)는 데이터 요청 메시지에 기초하여 데이터 요청 메시지의 수신 완료를 나타내는 수신 완료 메시지(ACK)를 무선 통신 모듈(220_3)을 통해 중앙 제어 무선 통신 모듈인 무선 통신 모듈(220_1)로 전송할 수 있다. 예를 들면, 수신 완료 메시지는 데이터 요청 메시지에 포함된 채널 정보에 해당하는 채널을 통해 전송될 수 있다. 이어서, 열 제어부(213)는 데이터 요청 메시지에 해당하는 데이터를 해당 채널을 통해 중앙 제어 무선 통신 모듈인 무선 통신 모듈(220_1)로 전송할 수 있다.
원격 측정 명령부(211)는 무선 통신 모듈(220_1)의 중앙 제어 무선 통신 모듈을 통해 종속 모듈로부터 할당된 채널에 데이터 수신 시 채널의 오류율 등을 확인하고, 채널별 품질 정보를 획득하여 관리할 수 있다.
원격 측정 명령부(211)의 무선 통신 모듈(220_1)은 동작 제어를 위한 명령을 중앙 제어 채널을 통해 자세 제어부(212)에 수행할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 원격 측정 명령부(211)의 무선 통신 모듈(220_1)은 제어 채널을 통해 명령 메시지를 자세 제어부(212)의 무선 통신 모듈(220_2)로 전송할 수 있다. 예를 들면, 명령 메시지는 수신 채널 정보를 포함할 수 있다.
자세 제어부(212)는 무선 통신 모듈(220_2)를 통해 명령 메시지를 수신할 수 있다. 자세 제어부(212)는 수신된 명령 메시지에 대한 수신 완료 메시지를 전송할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 자세 제어부(212)는 명령 메시지에 기초하여 명령 메시지의 수신 완료를 나타내는 수신 완료 메시지(ACK)를 무선 통신 모듈(220_2)을 통해 중앙 제어 무선 통신 모듈인 무선 통신 모듈(220_1)로 전송할 수 있다. 예를 들면, 수신 완료 메시지는 명령 메시지에 포함된 수신 채널 정보에 해당하는 채널을 통해 전송될 수 있다. 이때, 자세 제어부(212)는 명령 메시지에 대한 명령을 수행한 후 수행 완료 또는 이와 관련된 메시지를 제어 채널을 통해 중앙 제어 무선 통신 모듈인 무선 통신 모듈(220_1)로 전송하지 않는다.
원격 측정 명령부(211)의 무선 통신 모듈(220_1)은 명령 수행 완료 시점에서 명령 수행의 정상 종료 여부를 판단하기 위한 데이터 요청을 제어 채널을 통해 자세 제어부(212)에 수행할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 원격 측정 명령부(211)의 무선 통신 모듈(220_1)은 명령 수행의 정상 종료 여부를 판단하기 위한 데이터 요청 메시지를 제어 채널을 통해 상기 자세 제어부(212)의 무선 통신 모듈(220_2)로 전송할 수 있다. 예를 들면, 데이터 요청 메시지는 수신 채널 정보를 포함할 수 있다.
자세 제어부(212)는 무선 통신 모듈(220_2)를 통해 명령 수행의 정상 종료 여부를 판단하기 위한 데이터 요청 메시지를 수신할 수 있다. 자세 제어부(212)는 수신된 데이터 요청 메시지에 기초하여 데이터 요청 메시지에 해당하는 데이터를 무선 통신 모듈(220_2)를 통해 중앙 제어 무선 통신 모듈인 무선 통신 모듈(220_1)로 전송할 수 있다. 예를 들면, 데이터 요청 메시지에 해당하는 데이터는 데이터 요청 메시지에 포함된 수신 채널 정보에 해당하는 채널을 통해 전송될 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따라 이중화 구조의 위성체 모듈에 대해 무선 통신을 수행하는 방법을 나타낸 흐름도이다. 도 9에서는 설명의 편의를 위해 자세 제어부(212)가 주 자세 제어부(212_1) 및 예비 자세 제어부(212_2)의 이중화 구조를 갖는 것으로 설명한다.
원격 측정 명령부(211)의 무선 통신 모듈(220_1)은 제어 채널을 통해 데이터 요청을 자세 제어부(212)에 수행할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 무선 통신 모듈(220_1)은 자세 제어부(212)의 정보를 획득하기 위한 데이터 요청 메시지를 제어 채널을 통해 자세 제어부(212)의 무선 통신 모듈(220_2)로 전송할 수 있다. 예를 들면, 데이터 요청 메시지는 종속 통신 모듈(예를 들어, 자세 제어부(212))이 전송해야 할 데이터의 주소값 및 크기와, 데이터를 전송하는데 사용되어야 하는 채널 정보 및 송신 출력 정보를 포함할 수 있다. 또한, 데이터 요청 정보는 전송 지연 시간, 채널의 환경 및 PPS 동기를 위한 보조 정보를 더 포함할 수 있다.
원격 측정 명령부(211)의 무선 통신 모듈(220_1)는 주 자세 제어부(212_1)로부터 데이터 요청 메시지에 대한 수신 완료 메시지 및 데이터를 수신할 수 있다. 원격 측정 명령부(211)는 수신된 데이터에 기초하여 주 자세 제어부(212_1)가 비정상적으로 동작하는지 여부를 판단할 수 있다. 원격 측정 명령부(211)는 주 자세 제어부(212_1)가 비정상적으로 동작하는 것으로 판단되면, 주 자세 제어부(212_1)의 파워 다운 및 예비 자세 제어부(212_2)의 웨이크 업(wake up)을 수행할 수 있다.
원격 측정 명령부(211)의 무선 통신 모듈(220_1)은 주 자세 제어부(212_1)를 파워 다운하기 위한 파워 다운 명령 메시지(명령 #1)를 제어 채널을 통해 자세 제어부(212)의 무선 통신 모듈(220_2)로 전송할 수 있다. 따라서, 자세 제어부(212)의 주 자세 제어부(212_1)는 파워 다운 명령 메시지(명령 #1)에 기초하여 파워 다운 명령을 수행할 수 있다.
원격 측정 명령부(211)의 무선 통신 모듈(220_1)은 예비 자세 제어부(212_2)를 웨이크 업하기 위한 웨이크 업 명령 메시지(명령 #2)를 제어 채널을 통해 자세 제어부(212)의 무선 통신 모듈(220_2)로 전송할 수 있다. 따라서, 자세 제어부(212)의 예비 자세 제어부(212_2)는 웨이크 업 명령 메시지(명령 #2)에 기초하여 웨이크 업 명령을 수행할 수 있다.
원격 측정 명령부(211)의 무선 통신 모듈(220_1)은 주 자세 제어부(212_1)의 파워 다운이 정상적으로 수행되었는지 여부를 판단하기 위해 임의의 명령 메시지를 제어 채널을 통해 자세 제어부(212)의 무선 통신 모듈(220_2)로 전송할 수 있다. 따라서, 주 자세 제어부(212)로부터 수신 확인 메시지가 수신되는지 여부를 판단함으로써, 주 자세 제어부(212_1)의 파워 다운이 정상적으로 수행되어 채널에 더 이상 간섭하지 않는지 여부가 확인될 수 있다.
또한, 원격 측정 명령부(211)의 무선 통신 모듈(220_1)은 예비 자세 제어부(212_2)의 웨이크 업이 정상적으로 수행되었는지 여부를 판단하기 위한 데이터 요청 메시지를 제어 채널을 통해 자세 제어부(212)의 무선 통신 모듈(220_2)로 전송할 수 있다. 따라서, 예비 자세 제어부(212_2)가 정상적으로 운용 수행되는지 여부에 대한 점검이 수행될 수 있다.
위 방법은 특정 실시예들을 통하여 설명되었지만, 위 방법은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의해 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광데이터 저장장치 등이 있다. 또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고, 위 실시예들을 구현하기 위한 기능적인(functional) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.
이상 일부 실시예들과 첨부된 도면에 도시된 예에 의해 본 발명의 기술적 사상이 설명되었지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 이해할 수 있는 본 발명의 기술적 사상 및 범위를 벗어나지 않는 범위에서 다양한 치환, 변형 및 변경이 이루어질 수 있다는 점을 알아야 할 것이다. 또한, 그러한 치환, 변형 및 변경은 첨부된 청구범위 내에 속하는 것으로 생각되어야 한다.
100: 인공위성 시스템, 110: 위성체 장치, 120: 무선 통신 장치, 211: 원격 측정 명령부, 212: 자세 제어부, 213: 열 제어부, 214: 추력부, 215: 전력부, 216: 데이터 링크부, 217: 탑재체 전자부, 218: 탑재체 안테나부, 220_1 내지 220_8: 무선 통신 모듈

Claims (41)

  1. 인공위성 시스템으로서,
    복수의 위성체 모듈을 포함하는 위성체 장치; 및
    상기 복수의 위성체 모듈에 일대일 연결되고 상기 복수의 위성체 모듈 간에 무선 통신을 수행하는 복수의 무선 통신 모듈을 포함하는 무선 통신 장치를 포함하고,
    상기 복수의 무선 통신 모듈 중 어느 하나의 무선 통신 모듈은 종속모듈의 제어를 위해 무선통신 모듈의 가용 통신 채널 중 별도로 할당된 제어 채널을 독점하는 중앙 제어 무선 통신 모듈로서 설정되고, 나머지 무선 통신 모듈은 제어 채널의 제어에 의해 동작하는 종속 무선 통신 모듈로서 설정되고,
    상기 복수의 위성체 모듈 각각은 주 위성체 모듈 및 예비 위성체 모듈의 이중화 구조를 가지며,
    상기 중앙 제어 무선 통신 모듈은 상기 주 위성체 모듈의 고장 시 상기 주 위성체 모듈의 파워 다운(power down)을 수행하기 위한 파워 다운 명령 메시지를 상기 제어 채널을 통해 상기 주 위성체 모듈로 전송하고,
    상기 예비 위성체 모듈을 웨이크 업(wake up)을 수행하기 위한 웨이크 업 메시지를 상기 제어 채널을 통해 상기 예비 위성체 모듈로 전송하는 인공위성 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 무선 통신 장치는 상기 위성체 장치의 시리얼 유선통신 인터페이스 및 전용회선 인터페이스와 연결되어 상기 무선 통신을 수행하는 인공위성 시스템.
  3. 제1항에 있어서, 상기 무선 통신 장치는 초광대역(ultra wide band) 통신 방식을 사용하는 인공위성 시스템.
  4. 제1항에 있어서, 상기 무선 통신 장치는 신뢰성이 있는 무선 통신을 위해 사전 설정된 특징을 갖는 통신 프로토콜을 사용하는 인공위성 시스템.
  5. 제4항에 있어서, 상기 사전 설정된 특징은 송수신 채널 및 QoS별 채널 별도 할당, 채널 간섭 최소화를 위한 중앙 제어형 프로토콜 설계, 및 동기화 수행으로 PPS신호 대체를 포함하는 인공위성 시스템.
  6. 제1항에 있어서, 상기 복수의 무선 통신 모듈 각각은
    상기 무선 통신을 위한 안테나를 포함하는 안테나부;
    상기 안테나부에 연결되고, 상기 복수의 위성체 모듈 간의 동기화를 위한 동기화 신호, 상기 복수의 위성체 모듈을 제어하기 위한 제어 신호 및 상기 복수의 위성체 모듈의 데이터 신호를 송수신하는 송수신부;
    상기 송수신부에 연결되고, 상기 동기화 신호 및 상기 제어 신호를 생성하고, 상기 데이터 신호를 처리하는 제어 처리부; 및
    상기 제어 처리부 및 상기 복수의 위성체 모듈 각각의 인터페이스에 연결되는 인터페이스부
    를 포함하는 인공위성 시스템.
  7. 제6항에 있어서, 상기 복수의 무선 통신 모듈 각각은 상기 복수의 위성체 모듈 각각의 외부에 설치되는 인공위성 시스템.
  8. 제6항에 있어서, 상기 복수의 무선 통신 모듈 각각은 상기 복수의 위성체 모듈 각각의 내부에 설치되는 인공위성 시스템.
  9. 제6항에 있어서, 상기 송수신부, 상기 제어 처리부 및 상기 인터페이스부는 상기 복수의 위성체 모듈 각각의 내부에 설치되고, 상기 안테나부는 상기 복수의 위성체 모듈 각각의 외부에 설치되는 인공위성 시스템.
  10. 삭제
  11. 제1항에 있어서, 상기 중앙 제어 무선 통신 모듈은 제어 채널의 제어명령을 통해 상기 종속 무선 통신 모듈과 상기 무선 통신을 수행하는 인공위성 시스템.
  12. 제11항에 있어서, 상기 종속 무선 통신 모듈은 제어 채널의 제어 명령을 통해 상기 무선 통신을 수행하는 인공위성 시스템.
  13. 제1항에 있어서, 상기 중앙 제어 무선 통신 모듈은 제어 채널을 이용하여 상기 종속 무선통신 모듈에 대해 전송 채널, 출력파워 및 전송 주기를 전파하여 제어하는 인공위성 시스템.
  14. 제13항에 있어서, 상기 중앙 제어 무선 통신 모듈은 동기화를 위한 시간 동기 메시지(time sync message)를 주기적으로 생성하고 상기 시간 동기 메시지를 상기 제어 채널을 통해 상기 종속 무선 통신 모듈로 전송하는 인공위성 시스템.
  15. 제13항에 있어서, 상기 중앙 제어 무선 통신 모듈은 전용으로 할당되는 제어 채널 및 복수의 전송 채널을 포함하는 인공위성 시스템.
  16. 제15항에 있어서, 상기 제어 채널은 동기화, 명령 및 데이터 요청을 상기 복수의 무선 통신 모듈로 전송하는 인공위성 시스템.
  17. 제15항에 있어서, 상기 중앙 제어 무선 통신 모듈은 상기 위성체 장치의 복수의 통신 모듈에 관한 정보를 고정적으로 저장하여 관리하는 인공위성 시스템.
  18. 제15항에 있어서, 상기 중앙 제어 무선 통신 모듈은 데이터 요청을 위한 제1 데이터 요청 메시지를 제어 채널을 통해 전송하는 인공위성 시스템.
  19. 제18항에 있어서, 상기 제1 데이터 요청 메시지는 전송해야 할 데이터의 주소값 및 크기와, 상기 데이터를 전송하는데 사용되어야 하는 채널 정보 및 송신 출력 정보를 포함하는 인공위성 시스템.
  20. 제19항에 있어서, 상기 제1 데이터 요청 메시지는 전송 지연 시간, 채널의 환경 및 PPS 동기를 위한 보조 정보를 더 포함하는 인공위성 시스템.
  21. 제19항에 있어서, 상기 중앙 제어 무선 통신 모듈은 동작 제어를 위한 명령 메시지를 상기 제어 채널을 통해 전송하는 인공위성 시스템.
  22. 제21항에 있어서, 상기 명령 메시지는 수신 채널 정보를 포함하는 인공위성 시스템.
  23. 제21항에 있어서, 상기 중앙 제어 무선 통신 모듈은 상기 명령의 수행 완료 시점에서 상기 명령의 수행이 정상적으로 종료하였는지 여부를 판단하기 위한 제2 데이터 요청 메시지를 상기 제어 채널을 통해 전송하는 인공위성 시스템.
  24. 제23항에 있어서, 상기 제2 데이터 요청 메시지는 수신 채널 정보를 포함하는 인공위성 시스템.
  25. 삭제
  26. 제1항에 있어서, 상기 중앙 제어 무선 통신 모듈은 상기 주 위성체 모듈의 파워 다운이 정상적으로 수행되었는지 여부를 판단하기 위한 임의의 명령 메시지를 상기 제어 채널을 통해 상기 주 위성체 모듈로 전송하는 인공위성 시스템.
  27. 제1항에 있어서, 상기 중앙 제어 무선 통신 모듈은 상기 예비 위성체 모듈의 웨이크 업이 정상적으로 수행되었는지 여부를 판단하기 위한 데이터 요청 메시지를 상기 제어 채널을 통해 상기 예비 위성체 모듈로 전송하는 인공위성 시스템.
  28. 인공위성 시스템에서 무선 통신을 수행하는 무선 통신 방법으로서,
    상기 인공위성 시스템은
    복수의 위성체 모듈을 포함하는 위성체 장치; 및
    상기 복수의 위성체 모듈에 일대일 연결되고 상기 복수의 위성체 모듈 간에 무선 통신을 수행하는 복수의 무선 통신 모듈을 포함하는 무선 통신 장치
    를 포함하고,
    상기 무선 통신 방법은
    상기 복수의 무선 통신 모듈 중 어느 하나의 무선 통신 모듈을 중앙 제어 무선 통신 모듈로서 설정하고, 나머지 무선 통신 모듈을 종속 무선 통신 모듈로서 설정하는 단계;
    상기 중앙 제어 무선 통신 모듈에서, 상기 종속 무선 통신 모듈과 동기화를 수행하는 단계; 및
    상기 중앙 제어 무선 통신 모듈에서, 데이터 요청 또는 명령 중 적어도 하나를 포함하는 메시지를 상기 종속 무선 통신 모듈에 전송하는 단계를 포함하고,
    상기 중앙 제어 무선 통신 모듈은 전용으로 할당되는 제어 채널 및 복수의 전송 채널을 포함하고,
    상기 복수의 위성체 모듈 각각은 주 위성체 모듈 및 예비 위성체 모듈의 이중화 구조를 가지며,
    상기 중앙 제어 무선 통신 모듈에서, 상기 주 위성체 모듈의 고장 시 상기 주 위성체 모듈의 파워 다운을 수행하기 위한 파워 다운 명령 메시지를 상기 제어 채널을 통해 상기 주 위성체 모듈로 전송하는 단계; 및
    상기 중앙 제어 무선 통신 모듈에서, 상기 예비 위성체 모듈을 웨이크 업을 수행하기 위한 웨이크 업 메시지를 상기 제어 채널을 통해 상기 예비 위성체 모듈로 전송하는 단계
    를 더 포함하는 무선 통신 방법.
  29. 삭제
  30. 제28항에 있어서, 상기 제어 채널은 동기화, 명령 및 데이터 요청을 상기 복수의 무선 통신 모듈로 전송하는 무선 통신 방법.
  31. 제28항에 있어서, 상기 종속 무선 통신 모듈과 동기화를 수행하는 단계는
    동기화를 위한 시간 동기 메시지를 주기적으로 생성하는 단계; 및
    상기 시간 동기 메시지를 상기 중앙 제어 무선 통신 모듈을 통해 상기 종속 무선 통신 모듈로 전송하는 단계
    를 포함하는 무선 통신 방법.
  32. 제28항에 있어서, 상기 메시지를 상기 종속 무선 통신 모듈에 전송하는 단계는
    상기 데이터 요청을 위한 제1 데이터 요청 메시지를 상기 제어 채널을 통해 상기 종속 무선 통신 모듈로 전송하는 단계
    를 포함하는 무선 통신 방법.
  33. 제32항에 있어서, 상기 제1 데이터 요청 메시지는 전송해야 할 데이터의 주소값 및 크기와, 상기 데이터를 전송하는데 사용되어야 하는 채널 정보 및 송신 출력 정보를 포함하는 무선 통신 방법.
  34. 제33항에 있어서, 상기 제1 데이터 요청 메시지는 전송 지연 시간, 채널의 환경 및 PPS 동기를 위한 보조 정보를 더 포함하는 무선 통신 방법.
  35. 제28항에 있어서, 상기 메시지를 상기 종속 무선 통신 모듈에 전송하는 단계는
    동작 제어를 위한 명령 메시지를 상기 제어 채널을 통해 상기 종속 무선 통신 모듈로 전송하는 단계
    를 포함하는 무선 통신 방법.
  36. 제35항에 있어서, 상기 명령 메시지는 수신 채널 정보를 포함하는 무선 통신 방법.
  37. 제28항에 있어서, 상기 메시지를 상기 종속 무선 통신 모듈에 전송하는 단계는
    상기 명령의 수행 완료 시점에서 상기 명령의 수행이 정상적으로 종료하였는지 여부를 판단하기 위한 제2 데이터 요청 메시지를 상기 제어 채널을 통해 상기 종속 무선 통신 모듈로 전송하는 단계
    를 포함하는 무선 통신 방법.
  38. 제37항에 있어서, 상기 제2 데이터 요청 메시지는 수신 채널 정보를 포함하는 무선 통신 방법.
  39. 삭제
  40. 제28항에 있어서,
    상기 중앙 제어 무선 통신 모듈에서, 상기 주 위성체 모듈의 파워 다운이 정상적으로 수행되었는지 여부를 판단하기 위한 임의의 명령 메시지를 상기 제어 채널을 통해 상기 주 위성체 모듈로 전송하는 단계
    를 더 포함하는 무선 통신 방법.
  41. 제28항에 있어서,
    상기 중앙 제어 무선 통신 모듈에서, 상기 예비 위성체 모듈의 웨이크 업이 정상적으로 수행되었는지 여부를 판단하기 위한 데이터 요청 메시지를 상기 제어 채널을 통해 상기 예비 위성체 모듈로 전송하는 단계
    를 더 포함하는 무선 통신 방법.
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