KR20000039194A - 비대칭형 멀티미디어 위성통신 시스템에서 망 동기장치 및 그방법 - Google Patents

비대칭형 멀티미디어 위성통신 시스템에서 망 동기장치 및 그방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 비대칭형 멀티미디어 위성통신 시스템에서 망 동기장치 및 그 방법에 관한 것으로, MPEG-2 시스템 규격에서 정의된 적응필드 구문을 이용해 망동기 정보를 모든 단말국들에게 방송하고, 각 단말국들은 상기 적응필드 구문의 프로그램 클럭 기준값과 원 프로그램 클럭 기준값 영역에 삽입되어 있는 망동기 정보를 이용해 중심국과 단말기간 망 동기를 지속적으로 유지하도록 하기 위해, 본 발명에서는, 망동기정보를 적응필드 구문에 포함시켜 망동기용 패킷을 구성하고, 상기 망동기용 패킷을 다중화하여 방송하며, 중심국의 수신부와 단말국에서 상기 수신된 망동기용 패킷으로부터 망동기 정보를 추출하고, 상기 망동기 정보를 이용해 기준 타이밍 신호를 발생한 다음, 상기 기준 타이밍 신호를 이용해 상기 중심국의 수신부에서는 수신 슬롯 타이밍 신호를 생성하고, 상기 단말국에서는 송신 슬롯 타이밍 신호를 생성한다. 그리고, 상기 단말국에서 상기 송신슬롯 타이밍 신호에 동기시켜 데이타를 송출하면, 상기 수신 슬롯 타이밍 신호와 상기 수신된 데이타의 슬롯 타이밍 신호와의 타이밍 오차를 측정하여 상기 해당 단말국으로 전송하고, 단말국에서 상기 송신 슬롯 타이밍 발생 시간을 교정하여 송신슬롯 타이밍 신호를 발생한다.

Description

비대칭형 멀티미디어 위성통신 시스템에서 망 동기장치 및 그 방법
본 발명은 비대칭형 멀티미디어 위성통신 시스템에서 망 동기장치 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 MPEG-2 시스템 규격에서 정의된 적응필드(Adaptation field) 구문을 이용하여 망동기 정보를 모든 단말국들에게 방송하고, 각 단말국들은 상기 적응필드 구문의 프로그램 클럭 기준값과 원 프로그램 클럭 기준값 영역에 삽입되어 있는 망동기 정보를 이용해 중심국과 단말기간 망 동기를 지속적으로 유지하기 위한 망 동기장치 및 그 방법에 관한 것이다.
종래의 부호분할다중접속(CDMA: Code Division Multiple Access)방식의 위성통신 시스템에서는 동기식 통신을 위한 동기방법으로, 파일롯 신호를 중심국에서 단말국들로 방송하는 방법과, 주기적으로 동기워드를 방송하는 방법과, 폐루프 동기 방법과, 순방향 TDM 스트림의 프레임 타이밍을 이용하는 방법들이 이용되고 있다.
여기서, 파일롯 신호를 이용하는 방법은 중심국에서 고정밀도의 기준 주파수 발생기를 이용해 파일롯 신호를 만들어 전용채널을 통해 방송하면, 각 단말국들은 이 파일롯 신호를 수신하여 클럭과 주파수 동기를 확립하는 방법이다. 그리고, 주기적으로 동기워드를 방송하는 방법은 중심국에 정수개의 슬롯으로 구성된 프레임주기로 동기워드를 각 단말국으로 방송하여 동기를 맞추는 방법이다. 또한, 폐루프 동기 방법은 각 단말국에서 국부적으로 발생된 송신 데이터 심볼 타이밍을 중심국으로 송신하면, 중심국은 기준 심볼 타이밍 발생기가 발생하는 타이밍과 송신 데이타 심볼 타이밍의 오차를 측정하여 해당 단말국으로 순방향 데이터 스트림을 통해 전달하고, 해당 단말국은 전달된 타이밍 오차를 보상하여 중심국과 각 단말국간의 타이밍 동기를 확립하는 방법이다. 한편, 순방향 TDM 스트림의 프레임 타이밍을 이용한 방법은 각 단말국이 수신된 TDM 스트림의 프레임 타이밍을 검출하여 버스트 데이터의 송신 슬롯 타이밍으로 이용하는 방법이다.
여기서, 파일롯 신호를 이용한 방법은 주파수 스펙트럼의 효율을 저하시키고, 연속모드 동기식 통신에 적합하며, 주기적인 동기워드를 이용한 방법은 TDM 프레임의 길이가 슬롯 길이의 정수배로 설계되지 않으면 적용이 어렵고, 다수개의 데이터 스트림이 재다중화되는 경우에 동기워드의 위치가 변경되는데, 이러한 시스템 구조에는 사용이 불가능하다. 또한, TDM 스트림의 프레임 타이밍을 이용하는 방법은 주기적인 동기워드를 이용하는 방법과 마찬가지로 TDM 프레임의 길이가 슬롯 길이의 정수배로 설계되지 않으면 적용이 어렵고, 다수개의 데이터 스트림이 재다중화되는 경우에 동기워드의 위치가 변경되어 이러한 시스템 구조에는 사용이 불가능하다. 순방향 스트림이 MPEG-2 전송패킷으로 구성된 TDM 스트림이고, 단말국의 송신 버스트 길이와 MPEG-2 전송패킷 길이가 정수배가 아니고, 다수개의 데이터 스트림이 순방향 스트림으로 재다중화되는 경우가 발생되는 비대칭형 멀티미디어 위성통신 시스템에서는 상기한 종래의 망동기 방법을 사용할 수가 없다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 MPEG-2 다중화 스트림의 적응필드(Adaptation field)구문을 이용한 망동기용 MPEG-2 전송패킷을 생성하여, 망동기 정보를 모든 단말국들에게 방송하고, 중심국의 망동기 수신부와 각 단말국들은 방송된 망동기용 패킷의 적응필드내의 망동기 정보를 분리 검출하여, 기준 타이밍을 획득하고, 이 기준 타이밍을 이용하여 동기식 CDMA 버스트 통신을 위한 송수신 슬롯 타이밍을 발생하도록 한다. 또한, 다수개의 MPEG-2 스트림이 재다중화되어 망동기용 패킷의 위치가 변경이 되더라도 망동기 기준값과 원 망동기 기준값의 차를 이용하여 원래의 망동기 패킷 위치를 찾아내어 송수신 슬롯 타이밍을 발생하도록 한다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 적응필드(Adaptation field) 구문을 이용하는 망동기 정보를 모든 단말국들에게 방송하고, 각 단말국들은 상기 적응필드 구문의 프로그램 클럭 기준값과 원 프로그램 클럭 기준값 영역에 삽입되어 있는 망동기 정보를 이용해 중심국과 단말기간 망 동기를 지속적으로 유지하기 위한 망 동기장치 및 그 방법을 제공하는데 있다.
도1은 본 발명에 따른 비대칭형 양방향 멀티미디어 위성통신시스템의 블럭 구성도.
도2는 본 발명에 따른 시스템의 망 동기방법을 설명하기 위한 도면.
도3은 본 발명에 따른 중심국의 망동기 정보 발생부의 상세 블럭 구성도.
도4는 본 발명에 따른 중심국의 TDM 수신 처리부의 상세 블럭 구성도.
도5는 본 발명에 따른 중심국의 수신 슬롯 타이밍 발생부의 상세 블럭 구성도.
도6은 본 발명에 따른 단말국의 송신 슬롯 타이밍 발생부의 상세 블럭 구성도.
도7은 본 발명에 따른 단말국의 TDM 수신 처리부의 상세 블럭 구성도.
도8은 본 발명에 따른 망동기용 MPEG-2 전송 패킷의 구조도.
도9는 본 발명에 따른 망동기용 패킷에 삽입되는 적응필드의 구문을 나타낸 도면.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
10 : 중심국 안테나 및 RF 수신부
20 : 중심국 TDM 수신 처리부
30 : 수신 슬롯 타이밍 발생부
40 : 동기식 DS/CDMA 버스트 수신부
50 : 망동기 정보 발생부
60 : MPEG-2 전송스트림 발생부
70 : MPEG-2 인코더
80 : MPEG-2 전송스트림 재다중화부
90 : 변조 및 RF 송신부
100 : 단말국 안테나 및 RF 송수신부
110 : 단말국 TDM 수신 처리부
120 : 송신 슬롯 타이밍 발생부
130 : 동기식 DS/CDMA 버스트 송신부
140 : TV
150 : 개인용 컴퓨터(PC)
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 망 동기장치는, 중심국 수신부와 중심국 송신부를 포함하는 하나의 중심국과, 다수개의 단말국을 포함하는 비대칭형 멀티미디어 위성통신 시스템에서의 망 동기장치에 있어서, 상기 중심국의 송신부는, 망동기 정보를 생성하는 망동기정보 발생수단; 상기 망동기 정보를 수신하여 적응필드 구문에 망동기정보를 포함시킨 망동기용 패킷을 구성하여 출력하는 다수개의 전송스트림발생수단; 및 상기 망동기용 패킷을 출력하는 전송 스트림 발생 수단과 포함하지 않는 다수개의 전송스트림발생수단의 출력을 다중화하고, 이를 변조하여 위성을 통해 방송하는 송신수단을 포함하고, 상기 중심국의 수신부는, 상기 수신된 전송스트림으로부터 망동기 정보를 분리하여 기준 타이밍 신호를 발생하는 중심국 수신처리수단; 상기 중심국 수신처리수단에 의해 생성된 기준 타이밍을 이용하여 수신 슬롯 타이밍을 발생하는 수신슬롯 타이밍 발생수단; 및 상기 수신슬롯 타이밍 발생수단에 의해 발생된 수신슬롯 타이밍을 이용해 버스트의 수신 타이밍 오차를 측정하여 상기 전송스트림 발생수단으로 제공하는 동기식 버스트 수신수단을 포함하며, 상기 다수 단말국 각각은, 상시 수신된 전송스트림으로부터 망동기 정보를 분리하여 기준 타이밍 신호를 발생하는 단말국 수신처리수단; 상기 단말국 수신처리수단에 의해 생성된 기준 타이밍을 이용하여 송신 슬롯 타이밍을 발생하고, 상기 중심국으로부터 수신된 수신 타이밍 오차에 따라 송신슬롯 타이밍 발생 시간을 교정하는 송신슬롯 타이밍 발생수단; 및 상기 송신슬롯 타이밍 발생수단에 의해 발생된 송신슬롯 타이밍에 동기시켜 버스트를 송신하는 동기식 버스트 송신수단을 포함한 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 망동기방법은, 중심국 수신부와 중심국 송신부를 포함하는 하나의 중심국과, 다수개의 단말국을 포함하는 비대칭형 멀티미디어 위성통신 시스템에 적용되는 망 동기방법에 있어서, 망동기정보를 적응필드 구문에 포함시켜 망동기용 패킷을 구성하고, 상기 망동기용 패킷을 다중화하여 방송하는 제1단계; 상기 중심국의 수신부와 상기 단말국 각각에서 상기 수신된 망동기용 패킷으로부터 망동기 정보를 추출하고, 상기 망동기 정보를 이용해 기준 타이밍 신호를 발생하는 제2단계; 상기 기준 타이밍 신호를 이용해 상기 중심국의 수신부에서는 수신 슬롯 타이밍 신호를 생성하고, 상기 단말국에서는 송신 슬롯 타이밍 신호를 생성하는 제3단계; 상기 단말국에서 상기 송신슬롯 타이밍 신호에 동기시켜 데이타를 송출하면, 상기 수신 슬롯 타이밍 신호와 상기 수신된 데이타의 슬롯 타이밍 신호와의 타이밍 오차를 측정하여 상기 해당 단말국으로 전송하는 제4단계; 및 상기 측정된 타이밍 오차를 수신한 단말국에서 상기 송신 슬롯 타이밍 발생 시간을 교정하여 송신슬롯 타이밍 신호를 발생하는 제5단계를 포함한 것을 특징으로 한다.
본 발명에서는 적응필드 구문에 포함된 프로그램 클럭 기준값(PCR)과 원 프로그램 클럭 기준값(OPCR)을 망동기 정보값으로 대체하고, 재다중화기의 프로그램 클럭 기준값 수정 기능을 이용하여, 단말국에서 프로그램 클럭 기준값(PCR)과 원 프로그램 클럭 기준값(OPCR)의 차를 이용해 원래의 망동기 패킷 위치를 찾아내어 버스트 송신 타이밍을 발생하기 위한 기준 타이밍을 획득/유지하도록 한다.
다시 말해, 본 발명에서는 비대칭형 멀티미디어 위성통신 시스템에서 순방향 MPEG-2 전송스트림의 구성 요소인 적응필드(Adaptation field) 구문을 사용하여, 망동기 정보를 프로그램 클럭 기준값(PCR)과 원 프로그램 클럭 기준값(OPCR)으로 대체한 시스템의 망동기용 패킷을 모든 단말국들에게 방송하고, 각 단말국들은 수신된 MPEG-2 전송스트림의 망동기용 패킷을 분리 처리하여 기준 타이밍을 획득하고, 동기식 CDMA 버스트 송신을 위한 송신 슬롯 타이밍을 발생시키며, 기준 타이밍 획득 후, 중심국에서 생생되는 수신 슬롯 타이밍과 버스트의 수신 타이밍 오차를 측정하여 순방향 MPEG-2 전송스트림을 통해 해당 단말국으로 전달하고, 해당 단말국은 이 타이밍 오차를 교정한 송신 슬롯 타이밍을 발생한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도1은 본 발명에 따른 비대칭형 양방향 멀티미디어 위성통신 시스템의 블럭 구성도이다.
비대칭형 양방향 멀티미디어 위성통신 시스템은 하나의 중심국과 다수의 단말국으로 구성되며, 중심국은 시스템의 망동기 정보를 생성하여 MPEG-2 전송스트림으로 다중화하여 송출하는 망동기 정보 발생부(50), MPEG-2 전송스트림 발생부(60), MPEG-2 인코더(70), MPEG-2 전송스트림 재다중화부(80), 변조 및 RF 송신부(90)로 구성된 중심국 송신부와, 중심국 안테나 및 RF 수신부(10), 망동기 정보를 분리하여 기준 타이밍을 발생하는 중심국 TDM 수신 처리부(20), 기준 타이밍을 이용하여 수신 슬롯 타이밍을 발생시키는 수신 슬롯 타이밍 발생부(30), 발생된 수신 슬롯 타이밍을 이용하여 버스트의 수신 타이밍 오차를 측정하는 동기식 DS/CDMA 버스트 수신부(40)로 구성된 중심국 수신부로 구성된다. 그리고, 단말국은 단말국 안테나 및 RF송수신부(100), 망동기 정보를 분리하여 기준 타이밍을 발생하는 단말국 TDM 수신 처리부(110), 기준 타이밍을 이용하여 송신 슬롯 타이밍을 발생시키는 송신 슬롯 타이밍 발생부(120), 발생된 송신 슬롯 타이밍에 동기시켜 DS/CDMA 버스트를 송신하는 동기식 DS/CDMA 버스트 송신부(130), 비디오/오디오 방송신호를 디스플레이하는 텔레비젼(TV; 140), 멀티미디어 데이터를 최종 처리하는 개인용 컴퓨터(PC; 150)로 구성된다.
상기와 같이 구성된 비대칭형 멀티미디어 위성통신 시스템의 동작을 이하의 도면을 참조하여 구체적으로 살펴본다.
도2는 본 발명에 따른 시스템의 망동기 획득 및 유지를 위한 동작 절차도이다.
중심국과 단말국에 전원이 인가되면 중심국 멀티미디어 데이터 송신부에서 주기적으로 망동기 정보가 삽입된 MPEG-2 전송스트림을 생성하여 위성링크를 통해 각 단말국으로 방송한다. 각 단말국과 중심국 CDMA 수신부는 동시에 MPEG-2 전송스트림을 수신하여 망동기 정보를 추출하고, 기준 타이밍을 획득한다. 그런 다음에, 중심국 CDMA 수신부는 수신 슬롯 타이밍 발생부(30)를 통해 수신 슬롯 타이밍을 생성하여 동기식 DS/CDMA 버스트 수신부(40)에 제공하고, 단말국은 추출된 망동기 정보를 이용해 송신 슬롯 타이밍 발생부(120)를 통해 송신 슬롯 타이밍을 생성하여 동기식 DS/CDMA 버스트 송신부(130)에 제공한다. 이 상태에서 단말국이 송신해야 될 멀티미디어 데이터가 있으면 발생되는 송신 슬롯 타이밍에 동기시켜 중심국으로 송출한다. 중심국에서는 수신 슬롯 타이밍과 버스트의 수신 타이밍간의 타이밍 오차를 측정하고, 이 측정된 타이밍 오차를 중심국 멀티미디어 데이터 송신부의 MPEG-2 전송스트림 발생부(60-1)로 전달하여 순방향 MPEG-2 전송스트림을 통해 해당 단말국으로 전달한다. 해당 단말국에 이 타이밍 오차 정보가 전달되면 송신 슬롯 타이밍 발생부(120)에 인가되어, 송신 슬롯 타이밍 발생 시간을 교정하고, 이 교정된 송신 슬롯 타이밍을 제공한다. 이러한 동작은 중심국 또는 단말국의 전원이 오프(OFF)될 때까지 반복적으로 수행된다.
도3은 본 발명에 따른 중심국의 망동기 정보 발생부(50)의 상세 블럭 구성도이다.
망동기 정보 발생부(50)는 27MHz 클럭 발생기(54), 300진 계수기(52), 2^33진 계수기(53), 42비트 레지스터(51)로 구성되며, 전원이 ON되는 시점부터 27MHz의 기준 클럭에 의해 42비트 계수기는 무한히 반복적으로 기준 클럭을 계수한다. 42비트 레지스터(51)는 MPEG-2 전송스트림 발생부(60)의 주기적인 망동기 정보 래치 신호에 의해 그 시점의 계수기 출력값을 래치하여 MPEG-2 전송스트림 발생부(60)로 출력한다.
MPEG-2 전송스트림 발생부(60)는 출력되는 MPEG-2 전송스트림의 패킷 수를 계수하여 주기적인 망동기 정보 래치 신호를 생성한다. 주기적인 망동기 정보 래치 신호의 간격은 가변적이다. 그리고, MPEG-2 전송스트림 발생부(60)는 래치된 망동기 정보를 입력받아 도9에 도시된 바와 같은 적응필드 구문을 이용하여 프로그램 클럭 기준값(PCR) 영역과 원 프로그램 클럭 기준값(OPCR) 영역에 각각 42비트의 망동기 정보를 대체시켜 도8에 도시된 바와 같은 망동기용 패킷을 구성한 후, MPEG-2 전송스트림으로 다중화하여 출력한다. MPEG-2 전송스트림 발생부(60)에서 망동기를 위한 적응필드가 삽입된 망동기용 MPEG-2 전송패킷(도8 참조)의 프로그램 인식자(PID)는 비디오, 오디오 또는 멀티미디어 데이터가 포함된 일반적인 전송패킷과는 구분되도록 별도의 프로그램 인식자가 설정되며, 이를 통해 단말국 TDM 수신 처리부(110)의 MPEG-2 전송스트림 역다중화기(도7의 112)가 망동기 정보가 삽입되었다는 것을 인식할 수 있도록 한다.
이러한 과정을 통해 생성된 MPEG-2 전송스트림은 중심국의 MPEG-2 전송스트림 재다중화기(80)에 의해 다중화되고, 변조부 및 RF송신부(90)를 통해 변조되어 위성으로 송출된다.
중심국으로부터 송출된 MPEG-2 전송스트림은 모든 단말국과 중심국 수신부에서 수신되어, 망동기 정보를 추출해 송신 슬롯 타이밍과 수신 슬롯 타이밍을 생성하는데 이용된다.
이를 위한 중심국 수신부의 중심국 TDM 수신 처리부(20), 수신 슬롯 타이밍 발생부(30)와 단말국의 단말국 TDM 수신 처리부(110), 송신 슬롯 타이밍 발생부(120)의 상세 블럭도가 각각 도4, 도5, 도6 및 도7에 도시되어 있다.
도4에 도시된 바와 같이 중심국 TDM 수신 처리부(20)는 복조기(21), MPEG-2 전송스트림 역다중화기(22), 망동기 정보 처리기(23), 기준 타이밍 발생기(24)로 구성된다.
중심국 안테나 및 RF 수신부(10)를 거쳐 하향 변환된 중간주파수(IF) 신호가 복조기(21)로 입력되면, 복조기(21)에 의해 기저대역의 MPEG-2 전송스트림 신호로 복조되어, MPEG-2 전송스트림 역다중화기(22)로 입력된다. 이와 동시에 복조기(21)는 MPEG-2 패킷 타이밍을 발생시켜 기준 타이밍 발생기(24)로 출력한다.
MPEG-2 전송스트림 역다중화기(22)는 미리 설정된 망동기용 패킷의 프로그램 인식자(PID)를 이용하여 망동기용 패킷을 분리하고, 이 망동기용 패킷에 포함된 적응필드의 42비트 프로그램 클럭 기준값(PCR)과 42비트 원 프로그램 클럭 기준값(OPCR) 영역에 삽입된 망동기 기준값과 원 망동기 기준값을 추출하여, 망동기 정보 처리기(23)로 전달한다.
망동기 정보 처리기(23)는 입력된 망동기 정보를 이용해 다음과 같은 절차를 통해 기준 타이밍 시점을 결정하기 위한 패킷 옵셋 정보를 계산한다.
1) 다음과 같은 수학식1을 이용하여 망동기 기준값과 원 망동기 기준값의 시간 편차를 계산한다.
시간 편차 = 망동기 기준값 - 원 망동기 기준값
2) 상기 계산된 시간 편차와 아래의 수학식2를 이용하여 MPEG-2 전송패킷 수로 정규화 한다.
정규화된 패킷수=(시간 편차×Rremux)/(PKTlength×27,000,000)
여기서, Rremux는 MPEG-2 전송스트림 재다중화기의 출력 속도이고, PKTlength는 비트 단위의 MPEG-2 전송패킷 길이이다.
3) 이렇게 정규화된 패킷수와 시스템의 MPEG-2 전송스트림 재다중화기에서 발생되는 망동기 패킷에 대한 최대 지연 시간에 대응하는 패킷 수를 이용하여 다음의 수학식3과 같이 기준 타이밍에 대한 패킷 편차를 결정한다.
패킷 편차=재다중화기의 최대 지연 패킷 수 - 정규화된 패킷 수
여기서, 계산된 기준 타이밍 패킷 편차의 소수점 이하는 절삭한다.
기준타이밍 발생기(24)는 망동기 정보 처리기(23)에 의해 최종 결정된 기준 타이밍 패킷 편차만큼 복조기로부터 입력되는 MPEG-2 전송패킷 타이밍을 계수하여 망동기를 위한 기준 타이밍을 발생시키고, 이 기준 타이밍을 수신 슬롯 타이밍 발생부(30) 또는 송신 슬롯 타이밍 발생부(120)로 출력한다.
다음은 상기한 절차와 공식에 의해 기준 타이밍에 대한 패킷 편차를 계산하는 실시 예를 설명한다.
중심국에서 100개의 204바이트로 구성된 MPEG-2 전송패킷마다 망동기 타이밍이 포함된 적응필드를 삽입하여 MPEG-2 전송스트림 재다중화부의 출력속도가 20Mbps이고, 시스템의 MPEG-2 전송스트림 재다중화부에 의해 발생되는 최대 지연 패킷 수가 5라고 정의된 시스템에서 수신된 프로그램 클럭 기준값이 11,200, 원 프로그램 클럭 기준값이 1,200일때 기준 타이밍 패킷 편차는 다음과 같이 구해진다.
1) 시간 편차 = 11,200 - 1,200 = 10,000
2) 정규화된 패킷 수 = (10,000 × 20M)/(204 × 8 × 27M) = 4.53 -＞ 4
3) 기준 타이밍 패킷 편차 = 5 - 4 = 1
따라서, 본 실시 예에서는 복조기(21)로부터 인가되는 MPEG-2 패킷 타이밍을 타이밍 패킷 편차 수 1만큼 계수한 후의 연속되는 패킷 타이밍을 시스템의 망동기 기준 타이밍으로 사용한다. 이 망동기 기준 타이밍은 단말국의 송신 슬롯 타이밍 발생부(120) 또는 중심국 수신부의 수신 슬롯 타이밍 발생부(30)로 입력된다.
단말국 TDM 수신 처리부(110)는 도7에 도시된 바와 같이 복조기(111), MPEG-2 전송스트림 역다중화기(112), 망동기 정보 처리기(113), 기준 타이밍 발생기(114)로 구성된다.
단말국 TDM 수신 처리부(110)는 중심국 수신부의 중심국 TDM 수신 처리부와 동일한 기능과 동작을 한다. 단, MPEG-2 전송스트림 역다중화기(112)로부터 멀티미디어 데이터와 비디오/오디오 신호가 TV(140)와 PC(150)로 출력되는 인터페이스만 다르다.
단말국의 송신 슬롯 타이밍 발생부(120)는 도6에 도시된 바와 같이 32배수 칩클럭 발생기(121), 32진 계수기(122), N진 칩클럭 계수기(123), M진 심볼 클럭 계수기(124), 슬롯 타이밍 계수기(125), 타이밍 오차 처리기(126)로 구성된다.
32진 계수기(122)는 32배 칩클럭 발생기(121)에 의해 발생된 칩 클럭을 계수하여 칩 타이밍을 발생시켜 N진 칩클럭 계수기(123)를 구동시키는 기능을 수행한다. N진 칩클럭 계수기(123)는 32진 계수기(122)로부터 입력된 칩 타이밍을 계수하여 심볼 타이밍을 출력하여 M진 심볼 계수기(124)를 구동시키는 기능을 수행한다. M진 심볼클럭 계수기(124)는 N진 칩클럭 계수기(123)로부터 입력된 심볼 타이밍을 계수하여 슬롯 타이밍을 출력한다. 이 슬롯 타이밍이 송신 슬롯 타이밍으로 사용되고, 슬롯 타이밍 계수기(125)를 구동시킨다. 슬롯 타이밍 계수기(125)는 M진 심볼클럭 계수기(124)로부터 입력된 슬롯 타이밍을 계수하여, 프레임을 구성하는 K-개의 액세스 슬롯과 L개의 트래픽 슬롯을 구분하는 슬롯 구분 플래그 신호를 발생시킨다. 여기서 N, M, K, L은 임의의 정수이다. 기준 타이밍이 획득되고, 이 타이밍을 기준으로 K + L개의 슬롯으로 구성되는 프레임이 주기적으로 무한히 반복된다. 이렇게 발생된 송신 슬롯 타이밍에 동기시켜 송신한 각 단말국의 버스트는 각 단말국의 지리적인 위치 차이로 인하여 중심국에서 수신되는 각 단말국의 버스트 수신 타이밍이 수신 슬롯 타이밍과 타이밍 편차를 가지게 된다. 이러한 각 단말국의 타이밍 편차는 중심국의 동기식 DS/CDMA 버스트 수신부(40)에서 측정되고, 이 측정된 각 단말국의 타이밍 편차는 순방향 스트림에 다중화되어 해당 단말국으로 전달된다. 타이밍 오차값은 4개의 슬롯 타이밍 오차(8비트), 심볼 타이밍 오차(8비트), 칩 타이밍 오차(8비트), 정밀 칩 타이밍 오차값(8비트)으로 구성된다.
단말국으로 전달된 타이밍 오차값은 송신 슬롯 타이밍 발생부(120)의 타이밍 오차 처리기(126)로 입력된다. 타이밍 오차 처리기(126)는 기준 타이밍과 타이밍 오차 값을 입력받아 오차값을 보상하기 위하여 각 계수기(122 내지 125)를 리셋시키기 위한 제어신호를 출력한다. 타이밍 오차 처리기(126)에서 발생되는 각 계수기의 리셋신호는 32진 계수기(122), N진 칩클럭 계수기(123), M진 심볼클럭 계수기(124), 슬롯 타이밍 계수기(125) 순으로 발생되어 인가된다.
즉, 타이밍 오차 처리기(126)는 기준 타이밍 신호를 기준으로 32진 해상도의 정밀 칩 오차값을 계수하여 32진 계수기(122)의 리셋신호를 발생시켜 32진 계수기(122)로 인가한다. 그리고, 리셋된 32진 계수기(122)의 출력을 칩 클럭 해상도의 칩 타이밍 오차값을 계수하여 N진 칩클럭 계수기(123)의 리셋신호를 발생시켜 N진 칩클럭 계수기(123)로 인가한다. 또한, 타이밍 오차 처리기(126)는 리셋된 N진 칩클럭 계수기(123)의 출력을 심볼 클럭 해상도의 심볼 타이밍 오차값을 계수하여 M진 심볼클럭 계수기(124)의 리셋신호를 발생시켜 M진 심볼 클럭 계수기(124)로 인가한다. 그리고, 리셋된 M진 심볼클럭 계수기(124)의 출력을 슬롯 시간 해상도의 슬롯 타이밍 오차값을 계수하여 슬롯 타이밍 계수기(125)의 리셋신호를 발생시켜 슬롯 타이밍 계수기(125)로 인가한다. 이러한 동작에 의해 칩 클럭의 1/32 해상도로 교정된 송신 슬롯 타이밍이 발생되어 중심국과 단말국간에 망동기가 지속적으로 유지된다.
도5에 도시된 중심국 수신부의 수신 슬롯 타이밍 발생부(30)는 32배 칩클럭 발생기(31), 32진 계수기(32), N진 칩클럭 계수기(33), M진 심볼클럭 계수기(34), 슬롯 타이밍 계수기(35)로 구성되며, 단말국의 송신 슬롯 타이밍 발생부(120)의 타이밍 오차 처리기(126)를 제외하고, 나머지 기능부는 동일한 기능과 동작을 수행한다. 즉, 중심국 수신부의 수신 슬롯 타이밍 발생부(30)는 전체 시스템의 망동기를 위한 기준 타이밍으로 사용되기 때문에 타이밍 오차를 교정하지 않는다.
상기와 같이 이루어지는 본 발명에 의하면, 적응필드의 프로그램 클럭 기준값과 원 프로그램 클럭 기준값을 망동기 기준값, 원 망동기 기준값으로 대체하여 만든 망동기용 MPEG-2 전송패킷을 순방향 MPEG-2 전송스트림에 다중화하여 각 단말국으로 방송하고, 각 단말국들은 수신된 MPEG-2 전송스트림으로부터 망동기용 패킷을 분리하여 이 패킷의 적응필드에 포함된 망동기 정보를 분리, 시스템의 기준 타이밍을 획득하고, 이 타이밍에 동기된 송신 슬롯 타이밍을 제공하여 비대칭형 멀티미디어 위성통신 시스템에서 동기식 CDMA 버스트 통신이 가능하도록 한다. 또한 각 단말국의 지리적인 위치 차이로 인하여 발생되는 타이밍 오차를 중심국 CDMA 수신부에서 측정하여 해당 단말국으로 전달하고, 이를 이용해 송신 슬롯 타이밍을 교정하여 정확한 망동기를 유지할 수 있다.

Claims (18)

  1. 중심국 수신부와 중심국 송신부를 포함하는 하나의 중심국과, 다수개의 단말국을 포함하는 비대칭형 멀티미디어 위성통신 시스템에서의 망 동기장치에 있어서,
    상기 중심국의 송신부는,
    망동기 정보를 생성하는 망동기정보 발생수단;
    상기 망동기 정보를 수신하여 적응필드 구문에 망동기정보를 포함시킨 망동기용 패킷을 구성하여 출력하는 다수개의 전송스트림발생수단; 및
    상기 망동기용 패킷을 출력하는 전송 스트림발생수단과 포함하지 않는 다수개의 전송스트림발생수단의 출력을 다중화하고, 이를 변조하여 위성을 통해 방송하는 송신수단을 포함하고,
    상기 중심국의 수신부는,
    상기 수신된 전송스트림으로부터 망동기 정보를 분리하여 기준 타이밍 신호를 발생하는 중심국 수신처리수단;
    상기 중심국 수신처리수단에 의해 생성된 기준 타이밍을 이용하여 수신 슬롯 타이밍을 발생하는 수신슬롯 타이밍 발생수단; 및
    상기 수신슬롯 타이밍 발생수단에 의해 발생된 수신슬롯 타이밍을 이용해 버스트의 수신 타이밍 오차를 측정하여 상기 전송스트림 발생수단으로 제공하는 동기식 버스트 수신수단을 포함하며,
    상기 다수 단말국 각각은,
    상시 수신된 전송스트림으로부터 망동기 정보를 분리하여 기준 타이밍 신호를 발생하는 단말국 수신처리수단;
    상기 단말국 수신처리수단에 의해 생성된 기준 타이밍을 이용하여 송신 슬롯 타이밍을 발생하고, 상기 중심국으로부터 수신된 수신 타이밍 오차에 따라 송신슬롯 타이밍 발생 시간을 교정하는 송신슬롯 타이밍 발생수단; 및
    상기 송신슬롯 타이밍 발생수단에 의해 발생된 송신슬롯 타이밍에 동기시켜 버스트를 송신하는 동기식 버스트 송신수단을 포함한 것을 특징으로 하는 망동기장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 망동기정보 발생수단은,
    상기 전송스트림발생수단으로부터 입력된 임의의 주기적인 망동기 정보 래치신호에 의해 그 시점의 계수값을 래치하여 상기 전송스트림발생수단으로 제공하는 것을 특징으로 하는 망동기장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 전송스트림발생수단은,
    적응필드 구문의 프로그램 클럭 기준값 영역과 원 프로그램 클럭 기준값 영역에 각각 상기 망동기 정보를 대체하여 망동기용 패킷을 구성하는 것을 특징으로 하는 망동기장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 전송스트림발생수단은,
    상기 망동기용 패킷의 프로그램 인식자를 비디오, 오디오 또는 멀티미디어 데이타가 포함된 일반적인 전송패킷과는 구별되는 별도의 프로그램 인식자로 설정하는 것을 특징으로 하는 망동기장치.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 망동기정보 발생수단은,
    기준 클럭을 발생하는 수단;
    상기 기준클럭에 따라 계수된 계수값을 출력하는 제1 계수수단;
    상기 전송스트림 발생수단으로부터 입력된 망동기 정보 래치신호에 의해 상기 제1 계수수단의 출력을 래치하여 출력하는 래치수단을 포함한 것을 특징으로 하는 망동기장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 중심국 수신처리수단 및 단말국 수신처리수단 각각은,
    하향 변환된 중간 주파수 신호를 기저대역의 전송스트림신호로 복조하여 전송스트림과 패킷 타이밍 신호를 제공하는 복조수단;
    상기 복조수단의 전송스트림을 역다중화하여 망동기 정보를 출력하는 역다중화수단;
    상기 역다중화수단으로부터 입력된 망동기 정보를 이용해 패킷의 편차를 계산하는 망동기 정보처리수단; 및
    상기 망동기 정보처리수단으로부터 입력된 패킷 편차만큼 상기 복조수단으로부터 입력된 패킷 타이밍을 계수하여 망동기를 위한 기준 타이밍 신호를 출력하는 기준타이밍 발생수단을 포함한 것을 특징으로 하는 망동기장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 역다중화수단은,
    미리 설정된 망동기용 패킷의 프로그램 인식자를 이용해 망동기용 패킷을 분리하고, 상기 망동기용 패킷에 포함된 적응필드의 프로그램 클럭 기준값과 원 프로그램 클럭 기준값 영역에 삽입된 망동기 기준값과 원 망동기 기준값을 추출하여 상기 망동기 정보처리수단으로 제공하는 것을 특징으로 하는 망동기장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 망동기 정보처리수단은,
    상기 망동기 기준값에서 상기 원 망동기 기준값을 감산하여 시간 편차를 계산하고, 상기 계산된 시간 편차를 이용해 전송패킷수를 정규화 한 다음에, 상기 중심국 송신부의 다중화 최대 지연 패킷수에서 상기 정규화된 패킷수를 감산하여 패킷편차를 계산하는 것을 특징으로 하는 망동기장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 송신슬롯 타이밍 발생수단은,
    칩클럭을 발생하는 제1 칩클럭 발생수단;
    상기 칩클럭을 계수하여 칩타이밍을 발생하는 제2 계수수단;
    상기 칩타이밍을 계수하여 심볼 타이밍을 발생하는 제3 계수수단;
    상기 심볼 타이밍을 계수하여 슬롯 타이밍을 출력하는 제4 계수수단;
    상기 심볼 타이밍을 계수하여 슬롯 구분 플래그를 출력하는 제5 계수수단; 및
    상기 기준 타이밍과 상기 타이밍 오차값을 입력받아 오차값을 보상하기 위해 상기 제2 내지 제5 계수수단의 리셋을 제어하는 타이밍오차 처리수단을 포함한 것을 특징으로 하는 망동기장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 타이밍 오차값은 4개의 슬롯 타이밍 오차값과, 심볼 타이밍 오차값과, 칩 타이밍 오차값과, 정밀 칩 타이밍 오차값으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 망동기장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 타이밍 오차처리수단은,
    상기 제2 계수수단, 상기 제3 계수수단, 상기 제4 계수수단, 상기 제5 계수수단 순으로 순차적으로 리셋신호를 출력하여 리셋시키는 것을 특징으로 하는 망동기장치.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 수신슬롯 타이밍 발생수단은,
    칩클럭을 발생하는 제2 칩클럭 발생수단;
    상기 칩클럭을 계수하여 칩타이밍을 발생하는 제6 계수수단;
    상기 칩타이밍을 계수하여 심볼 타이밍을 발생하는 제7 계수수단;
    상기 심볼 타이밍을 계수하여 슬롯 타이밍을 출력하는 제8 계수수단; 및
    상기 심볼 타이밍을 계수하여 슬롯 구분 플래그를 출력하는 제9 계수수단을 포함한 것을 특징으로 하는 망동기장치.
  13. 중심국 수신부와 중심국 송신부를 포함하는 하나의 중심국과, 다수개의 단말국을 포함하는 비대칭형 멀티미디어 위성통신 시스템에 적용되는 망 동기방법에 있어서,
    망동기정보를 적응필드 구문에 포함시켜 망동기용 패킷을 구성하고, 상기 망동기용 패킷을 다중화하여 방송하는 제1단계;
    상기 중심국의 수신부와 상기 단말국 각각에서 상기 수신된 망동기용 패킷으로부터 망동기 정보를 추출하고, 상기 망동기 정보를 이용해 기준 타이밍 신호를 발생하는 제2단계;
    상기 기준 타이밍 신호를 이용해 상기 중심국의 수신부에서는 수신 슬롯 타이밍 신호를 생성하고, 상기 단말국에서는 송신 슬롯 타이밍 신호를 생성하는 제3단계;
    상기 단말국에서 상기 송신슬롯 타이밍 신호에 동기시켜 데이타를 송출하면, 상기 수신 슬롯 타이밍 신호와 상기 수신된 데이타의 슬롯 타이밍 신호와의 타이밍 오차를 측정하여 상기 해당 단말국으로 전송하는 제4단계; 및
    상기 측정된 타이밍 오차를 수신한 단말국에서 상기 송신 슬롯 타이밍 발생 시간을 교정하여 송신슬롯 타이밍 신호를 발생하는 제5단계를 포함한 것을 특징으로 하는 망동기방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 제1단계에서 적응필드 구문의 프로그램 클럭 기준값 영역과 원 프로그램 클럭 기준값 영역에 각각 상기 망동기 정보를 대체하여 망동기용 패킷을 구성하는 것을 특징으로 하는 망동기방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 망동기용 패킷의 프로그램 인식자는 비디오, 오디오 또는 멀티미디어 데이타가 포함된 일반적인 전송패킷과는 구별되는 별도의 프로그램 인식자로 설정되는 것을 특징으로 하는 망동기방법.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 제2단계는,
    하향 변환된 중간 주파수 신호를 기저대역의 전송스트림신호로 복조하여 전송스트림과 패킷 타이밍 신호를 출력하는 제6단계;
    상기 복조된 전송스트림을 역다중화하여 망동기 정보를 추출하는 제7단계;
    상기 추출된 망동기 정보를 이용해 패킷의 편차를 계산하는 제8단계; 및
    상기 계산된 패킷 편차만큼 상기 복조된 패킷 타이밍을 계수하여 망동기를 위한 기준 타이밍 신호를 출력하는 제9단계를 포함한 것을 특징으로 하는 망동기방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 제7단계는,
    미리 설정된 망동기용 패킷의 프로그램 인식자를 이용해 망동기용 패킷을 분리하고, 상기 망동기용 패킷에 포함된 적응필드의 프로그램 클럭 기준값과 원 프로그램 클럭 기준값 영역에 삽입된 망동기 기준값과 원 망동기 기준값을 추출하는 것을 특징으로 하는 망동기방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 제8단계는,
    상기 망동기 기준값에서 상기 원 망동기 기준값을 감산하여 시간 편차를 계산하는 제10단계;
    상기 계산된 시간 편차를 이용해 전송패킷수를 정규화 하는 제11단계; 및
    상기 중심국 송신부의 다중화 최대 지연 패킷수에서 상기 정규화된 패킷수를 감산하여 패킷편차를 계산하는 제12단계를 포함한 것을 특징으로 하는 망동기방법.
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