KR20020081619A

KR20020081619A - 이원화된 통신속도 적응형 베이스 밴드 스위칭 위상시프트 키잉 장치

Info

Publication number: KR20020081619A
Application number: KR1020010021019A
Authority: KR
Inventors: 천용식; 임성빈; 박종오; 최종연
Original assignee: 한국항공우주연구원
Priority date: 2001-04-19
Filing date: 2001-04-19
Publication date: 2002-10-30
Also published as: KR100380119B1

Abstract

본 발명은 기존에 상용으로 사용되는 프로토타입 모듈(prototype module)을 이용한 기저신호(Baseband Signal)의 경로(Path)를 제어하기 위한 인터페이스(Interface)장비로, 인공위성을 비롯한 다양한 신호 속도에 대한 신호의 교환(Switching)이 요구되는 시스템에서 이원화된(고속/저속)신호의 적응성의 요구를 만족할 수 있는 것이다.

이러한 본 발명에서는 위성을 제어하게 될 원격명령 신호와 레인징 신호가 입력되는데, 일반적으로 이들 신호는 서로 독립된 경로를 갖게 되며, 장비의 개발단계에서 시뮬레이션 된 신호의 경로를 이용할 수 있도록 했으며, 위성으로부터 제공되는 원격측정 신호는 스위치를 통하여 대역 통과 필터와 저주파 통과 필터를 경유하게 될 실시간 및 레인징 신호 경로와 이들을 경유하지 않게 될 플레이백 신호를 분리하여 서로 독립된 경로를 제공하고, 입력되거나 출력된 신호를 감시하기 위한 시험용 포트를 제공함으로써, 문제점 발생시 문제 해결의 용이성과 편리성을 제공하고, VXI로부터 제공되는 자료의 체계적 관리 및 기저 신호 제어의 효율성 등이 시험의 신뢰도를 높여 주는 것이다.

Description

이원화된 통신속도 적응형 베이스 밴드 스위칭 위상 시프트 키잉 장치{PSK Baseband Signal switching unit for two-type data rate}

본 발명은 VXI용 프로토타입 모듈(prototype module)을 기본으로 하여 인공위성의 기저신호를 스위칭하기 위한 장비에 관한 것으로 인공위성과 같이 보다 신뢰성을 가지는 통신 시스템을 위하여 위상 시프트 키잉(PSK : Phase Shift Keying) 형태의 통신 변조 방식을 채택하여 신호를 제어하고 스위칭 하는 역할을 수행하도록 하는 이원화된 통신속도 적응형 베이스 밴드 스위칭 위상 시프트 키잉 장치인 것이다.

VXI용 프로토타입 모듈(prototype module)을 이용한 인공위성의 RF 성능 시험을 수행하기 위해서는 외부로부터 입력된 기저 신호의 경로를 제어해 주어야 하는 것으로, 상향(Up link) 고주파 신호에 변조신호로 이용하게 될 기저(Base Band) 신호를 선택하여 신호의 경로를 제공해 주어야 하며, 하향(Down link) 고주파 신호로부터 복조장치에 의하여 복조된 기저 신호의 측정 경로를 제공해 주어야 한다.

기존의 시험장비는 외부 장치로부터 시뮬레이션 된 기저 신호를 이용할 수 있는 시험 경로와 상향 신호를 외부 장치와 연결하기 전에 기저 신호의 분석이 제대로 이루어지지 않았으며, 또한 기저 신호원과 측정장비 사이의 인터페이스를 고려하여 시험용 포트를 제공하지 못함으로써 시험을 수행하는 동안에 각각의 신호를 감시하지 못하였을 뿐 아니라 시험장비의 개발 및 조립 시험시 단계적인 신호 감시가 이루어지지 못하여 장비의 결함 위치를 쉽게 파악할 수 없어 시험의 효율성을 높이지 못하는 것이었다.

본 발명은 인공위성의 RF 성능 시험을 수행하기 위하여 외부로부터 입력된 기저 신호의 경로를 제어하는 시험 장비에 관한 것으로, 기저 신호를 상향 변조장치로 경로를 제공하고, 인공위성으로부터 수신한 RF 신호의 복조된 기저 신호를 외부 측정장비 및 시험장비로 인도하는 시험 경로를 제공하도록 하는 한편, 외부로부터의 신호 입력단과 외부 측정장비로 출력하기 위한 출력단에 신호의 감시를 위한 포트를 구비시키도록 한 것이다.

즉, 본 발명은 외부 장치로부터 시뮬레이션 된 기저 신호를 이용하기 위하여 새로운 내부 경로를 제공하게 되고, 스위치 모듈간에 바이패스(Bypass) 경로를 제공함으로써 스위치 모듈간의 단계적 검증을 수행할 수 있도록 하였으며, 또한 실제 신호 특성을 고려하여 기저 신호의 출력단에 저주파 통과 필터 (Low Pass Filter) 및 대역 통과 필터 (Band Pass Filter)를 이용하여, 정확한 시험의 수행을 구현하도록 한 것이다.

이러한 본 발명이 인공위성에 적용되는 경우 인공위성에 명령을 보내는 원격 명령 부분의 경우 상향(Up link) 고주파 신호에 변조신호로 이용하게 될 기저 신호 입력을 제어함으로써 필요한 경로를 제공하게 되며, 원격측정의 경우 하향(Down link) 고주파 신호로부터 수신기(Receiver)에 의하여 복조된 기저 신호의 경로를 제공하게 된다.

일반적으로 상향 링크를 위해 원격 명령(Command) 신호와 레인징(Ranging) 신호 경로가 주어지며, 하향 링크를 위해 실시간 원격측정(Telemetry) 신호, 플레이백(Playback) 신호 및 레인징 신호의 경로가 주어지고, 기저 신호의 상향/하향 신호의 시험 및 분석을 위한 시험용 단자 경로를 제공하게 된다.

또한, 시험의 효율성 및 재현성을 높이기 위해 외부의 신호 발생기 장치로부터 시뮬레이션 된 기저 신호를 이용할 수 있는 시험 경로와 원격명령을 외부 장치와 연결하기 전에 기저 신호의 분석을 위한 루프백(Loop back) 경로를 갖도록 했다.

본 발명에서는 위성을 제어하게 될 원격명령 신호와 레인징 신호가 입력되는데, 일반적으로 이들 신호는 서로 독립된 경로를 갖게 되고, 장비의 개발단계에서 시뮬레이션 된 신호의 경로를 이용할 수 있도록 했으며, 위성으로부터 제공되는 원격측정 신호는 스위치를 통하여 대역 통과 필터와 저주파 통과 필터를 경유하게 될 실시간 및 레인징 신호 경로와 이들을 경유하지 않게 될 플레이백 신호를 분리하여 서로 독립된 경로를 제공하고, 입력되거나 출력된 신호를 감시하기 위한 시험용 포트를 제공함으로써, 문제점 발생시 문제 해결의 용이성과 편리성을 제공하고, VXI로부터 제공되는 자료의 체계적 관리 및 기저 신호 제어의 효율성 등이 시험의 신뢰도를 높여준다.

본 발명은 시스템에서 신호의 처리시 고속(1.5MBPS) 및 저속(2.0KBPS)의 신호를 선택적으로 처리할 수 있도록 발명되었으며, 입출력단의 구동소자에 따라 설계 속도 이상으로 데이터의 처리가 가능하다.

도 1 은 본 발명의 실시예 구성도

도 2 는 본 발명의 실시예 회로도

[도면의 주요부분에 대한 부호의 설명]

1 : 기저 신호 시험장치2 : 파형 발생장치

3 : 주파수 카운터4 : 기저 신호 제어장치

5 : 변조장치6 : 복조장치

TCIN #1 - #2 : 저속 데이터 신호 입력포트

TCIN #3: 고속 데이터 신호 입력포트

TCOT #1 - #2 : 저속 데이터 신호 출력 포트

TCOT #3: 고속 데이터 신호 출력 포트

FGIN #1: 레인징 신호 및 시험용 저속/고속 데이터 신호 입력

UCCH #1 - #2: 저속/고속 데이터 및 레인징 신호 측정 포트

CMD MON: 업 링크용 기저 신호 모니터링 포트

TLM MON: 다운 링크용 기저 신호 모니터링 포트

FM OUT: 레인징 신호의 FM 변조를 위한 기저 신호 출력 포트

PM OUT: 업 링크용 PM 변조를 위한 기저 신호 출력포트

TEST IN: 외부 시험용 신호 입력포트

TLM IN: 다운 링크용 기저 신호 입력포트

RCVR: 스위치 전단에서의 입력 신호 버퍼

DRVR: 출력 신호용 드라이버

GAIN: 신호 증폭기

K1 - K14: 기저 신호 제어용 스위치

LPF1 - LPF2: 저주파 통과 필터

BPF1 - BPF3: 대역 통과 필터

TP: 기저 신호 시험용 포트

본 발명의 기저신호 제어장치(4)는 도 1 과 같이 기저 신호 처리장치(1)로부터의 기저 신호 입력과 파형 발생장치(2)로부터의 레인징 신호 및 시뮬레이션 된 원격명령 신호를 입력받아 상향 변조장치(5)에 인가시키고, 인공위성으로부터 수신한 RF 신호를 하향 복조장치(6)에서 복조시킨 신호를 주파수 카운터(3)로 경로를 제공하는 한편 복조된 신호의 일부를 분류하여 기저 신호 처리장치(1)로 인가시키는 경로를 제공하게 구성된다.

본 발명의 기저 신호 제어장치(4)는 도 2 에 도시된 상세 회로로 구성되며, 상향 및 하향 신호에 대하여 기저 신호의 시험용 포트 및 상향 변조장치(5)로 경로를 제공하고, 하향 복조장치(6)로부터 복조 신호를 입력받아 주파수 카운터(3) 및 기저 신호 처리장치(1)로의 경로를 제어하여 기저 신호의 스위칭을 수행하게 된다.

본 발명의 기저 신호 제어장치(4)는 도 2 에서 상세하게 보여준다. 도 2 에서 업 링크를 위한 기저 신호의 입력은 저속 데이터 입력포트(TCIN #1)(TCIN #2)로 전송되는 두 개의 저속 데이터 신호와, 고속 데이터 입력포트(TCIN #3)로 전송하는 고속 데이터 신호 및 입력포트(FGIN#1)로 입력되는 레인징 신호의 4가지 신호로 구성되어지는데, 스위치(K1)은 저속 데이터 입력포트(TCIN #1)(TCIN #2)를 선택하게 되고, 스위치(K2A)는 스위치(K1)에 의해 선택된 저속 데이터 신호를 이용하거나 입력포트(FGIN #1)로부터 입력되는 시험용 모의 신호를 선택할 수 있도록 하며, 또한, 스위치(K2B)는 고속 데이터 입력포트(TCIN #3)로 입력되는 고속 데이터 신호와 입력포트(FGIN #1)로부터 입력되는 시험용 모의 신호를 선택하는데 이용한다.

스위치(K3)은 상기된 스위치(K2A)에서 선택된 기저 신호의 경로를 단속하게 되며, 스위치(K6)는 입력포트(FGIN #1)로부터 입력되는 레인징 신호를 출력포트(FM OUT) 또는 스위치(K12) 및 스위치(K7)로의 경로를 선택할 수 있도록 했고, 스위치(K7)는 상기된 스위치(K6)에서 선택되어 인가되는 레인징 신호를 단속하게 되며, 상기 스위치(K7)에서 단속된 신호는 가산기(ADDER/RANGE)에 인가되어 스위치(K3)에 의해 선택 제공된 신호와 가산되어진 후 스위치(K4)로의 경로를 제공하게 된다.

스위치(K4)는 스위치(K3)과 스위치(K7)로부터 가산되어진 신호와 스위치 (K2B)로부터의 신호를 선택하여 스위치(K5A)로 경로를 제공하며, 스위치 (K5A)는 기저 신호를 업 링크 케리어 신호로 변조하기 위한 출력포트(PM OUT)와 시험용 루프백(LOOPBACK) 신호경로를 선택하게 되고, 스위치(K5B)는 다운링크 기저신호 입력포트(TLM IN)로 입력된 복조 신호와 스위치(K5A)로부터 루프백(LOOPBACK)된 신호를 선택하여 스위치(K9)로 경로를 제공하게 된다.

스위치(K9)는 고속 데이터 신호로 고속데이타 출력포트(TCOT #3)의 경로와 저속 데이터 및 레인징 신호 처리부 모듈로의 경로를 제공한다.

스위치(K9)에 의하여 선택된 저속 데이터 및 레인징 신호 처리부 모듈은 바이패스(BYPASS)라인과 저주파 통과 필터(Low Pass Filter) 및 대역 통과 필터(Band Pass Filter)로 구성되어 있으며, 이때 레인징 신호는 스위치(K10)을 통하여 저주파 통과 필터(Low Pass Filter #1)의 경로와 저주파 통과 필터(Low Pass Filter #2)의 경로를 선택하게 하고, 스위치(K11)에 의하여 고속/저속 데이터 및 레인징신호 측정포트(UCCH #2)로의 경로를 제공하게 된다.

또한, 스위치(K9)로부터 선택된 신호는 저속 데이터 신호인 경우 스위치(K13A) 및 스위치(K13B)로 제공하게 되는데, 스위치(K13A)는 바이패스 (BYPASS) 경로와 대역 통과 필터(Band Pass Filter #1)의 경로를 선택하고, 스위치(K13B)는 대역 통과 필터(Band Pass filter #2) 와 대역 통과 필터(Band Pass Filter #3)를 선택하여 스위치(K14)를 통해서 스위치(K8)로 제공되며, 스위치(K8)는 저속 데이터 신호 출력포트(TCOT #1)와 저속 데이터 신호 출력포트(TCOT #2)의 경로를 선택할 수 있도록 한다.

스위치(K12)는 스위치(K6)로부터 제공된 신호와 외부시험용 신호 입력포트(TEST IN)로부터 받은 신호를 선택하여 레인징신호 측정포트(UCCH #1)의 경로를 제공하게 된다.

본 발명에서 RVCR은 스위치 전단에서의 입력 신호 버퍼이고, DRVR은 출력신호용 드라이버이며, TP는 테스트 포인트(Test Point)로서 신호의 흐름을 단계적으로 감시할 수 있는 시험용 포트이고, 마찬가지로 CMD MON 및 TLM MON 포트는 기저 신호의 변조 전 신호와 복조 후 신호를 감시하기 위한 포트이다.

본 발명은 VXI용 프로토타입 모듈에 기저 신호의 경로를 제어하고 시험 및 장비 개발의 효율성을 높이기 위하여 신호의 입력단 및 출력단에 신호를 감시할 수 있는 포트를 제공하고 있는 것으로, 시험을 자동화하여 컴퓨터 컨트롤이 가능하게 되고, 필요에 따라 기저 신호의 흐름을 감시함으로써 개발의 안전성을 보장해 주며, 특히 시험 및 시스템 개발 단계에서 의도된 신호를 감시함으로써 개발 및 시험의 효율성을 높이게 된다.

또한 본 발명은 VXI 형태의 상용 카드를 사용하여 제작하였으며 소형화 경량화 되는 각종 인터페이스 카드(interface card)에 적용하여 구현할 수 있는 것이다.

Claims

기저 신호 처리장치(1)로부터의 기저 신호 입력과 파형 발생장치(2)로부터의 레인징 신호 및 시뮬레이션 된 원격명령 신호를 입력받아 상향 변조장치(5)에 인가시키고, 인공위성으로부터 수신한 RF 신호를 하향 복조장치(6)에서 복조시킨 신호를 주파수 카운터(3)로 경로를 제공하는 한편 복조 된 신호의 일부를 분류하여 기저 신호 처리장치(1)로 인가시키는 경로를 제공하게 기저신호 제어장치(4)를 구성한 것을 특징으로 하는 이원화된 통신속도 적응형 베이스 밴드 스위칭 위상 시프트 키잉 장치.
제 1 항에 있어서, 스위치(K2A)(K2B) 와 스위치(K3)(K7)에 의하여 레인징 신호와 입력신호의 선택된 경로를 제공하고, 스위치(K5A)에 의하여 변조 신호 출력포트와 시험용 루프백 경로를 선택하며, 스위치(K5B)에 의하여 복조된 신호와 루프백을 경유한 신호를 선택하게 하고,

스위치(K9)는 플레이백 신호인 경우 고속 데이타 출력의 경로를 제공하는 한편 레인징인 경우에는 저주파 통과 필터(LPF)를 통하여 스위치(K10) 및 스위치(K11)을 따라 저속/고속 데이터 신호 및 레인징 신호 측정 포트로의 경로를 갖게 하고, 실시간 신호인 경우에는 스위치(K13) 및 스위치(K14)에 의하여 스위치(K8)로 전달되게 하며, 상기 스위치(K8)로 전달된 실시간 신호는 저속 데이터 출력포트로 경로를 제공하게 구성된 이원화된 통신속도 적응형 베이스 밴드 스위칭 위상 시프트 키잉 장치.