KR20040029279A - 위성 방송 방법, 그 방법에 이용하는 기지국 및 이동국 - Google Patents

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Abstract

지상에 멀티 빔을 형성하는 통신 위성을 통하여 기지국으로부터 이동국에 대하여 위송 방송을 할 때에, 이동국에서 생기는 빔 전환 처리를 단축함과 함께, 빔 전환 시의 방송 데이터의 수신이 누락되지 않는 위성 통신 방법, 및 그 방법에 이용하는 기지국 및 이동국을 얻는 것을 목적으로 한다.
이동국(4)은 방송 회선(6a)에 의해 데이터 패킷(7)을 수신하고, 또한 전환 가능한 정보 패킷(8)을 수신한다. 이동국(4)은 전환 가능한 정보 패킷(8)을 수신하면, 수신 주파수를 일시적으로 f4로 전환함으로써, 주변 방송 에리어의 방송 신호를 수신하고, 수신 신호 강도나 비트 오류율 등의 회선 품질을 측정하여, 방송 회선(6a)과 방송 회선(6b)의 회선 품질을 비교하여 회선 전환 제어를 행한다.

Description

위성 방송 방법, 그 방법에 이용하는 기지국 및 이동국{SATELLITE BROADCASTING METHOD, AND BASE STATION AND MOBILE STATION FOR USE WITH SATELLITE BROADCASTING METHOD}
본 발명은 지상에 멀티 빔을 형성하는 통신 위성을 통하여 기지국으로부터 이동국으로 방송 송신하는 위성 방송 방법, 및 그 방법에 이용하는 기지국 및 이동국에 관한 것이다.
궤도 상의 통신 위성을 통하여 지상으로 방송 송신하는 방법으로서, 싱글 빔 방식과 멀티 빔 방식이 있다. 싱글 빔 방식에서는, 1빔으로 지상의 넓은 범위를 커버하기 위해서 지표면에서 실효 방사 전력이 작아지지만, 1빔 내에서 회선 제어가 가능하다. 이에 대하여, 멀티 빔 방식의 경우에는, 실효 방사 전력을 높게 할 수 있지만, 각 빔마다 회선 주파수가 할당되므로, 이동체가 빔 에리어 사이를 이동할 때에 회선의 전환이 필요하게 된다.
이러한 멀티 빔 방식을 이용한 종래의 위성 통신 방법으로서, 예를 들면 일본 특개평09-214414호 공보에 기재된 것이 있다. 해당 공보에는 복수 빔의 회선 품질 또는 GPS 위치 정보에 기초하여, 이동국이 빔 전환의 필요성을 판단하여, 빔 전환이 필요한 경우에는 이동국으로부터 빔 전환 요구 신호를 통신 위성에 대하여 송신하는 것이다.
종래의 멀티 빔 위성 통신에 있어서는, 이동국이 방송 수신 중에 회선 품질의 측정을 행하기 위해서 별도 수신기를 필요로 하는 문제점이 있는 것과 함께, 이러한 수신기를 갖지 않는 경우에는 방송 데이터의 수신 누락이 발생된다고 하는 문제점이 있었다. 또한, 빔 전환 요구 신호를 송신하기 위해서 송신계를 갖고 있으며, 이 종래 기술을, 방송 목적의 위성 통신에 적용하는 것은 곤란하다고 하는 문제점도 있었다.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해서 이루어진 것으로, 지상에 멀티 빔을 형성하는 통신 위성을 통하여 기지국으로부터 이동국에 대하여 위성 방송할 때에, 이동국에서 생기는 빔 전환 처리를 단축하는 것과 함께, 빔 전환 시의 방송 데이터의 수신이 누락되지 않는 위성 통신 방법, 및 그 방법에 이용하는 기지국 및 이동국을 얻는 것을 목적으로 한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 위성 방송 방법에 있어서의 장치의 전체 구성을 나타내는 구성도.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 위성 방송 방법에 있어서, 통신 위성이 지표면 상에 그리는 궤적의 일례를 도시하는 모식도.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 위성 방송 방법에 있어서, 방송 회선의 전환 시의 송수신 내용을 도시하는 모식도.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 위성 방송 방법에 사용하는 기지국의 구성을 나타내는 구성도.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 위성 방송 방법에 사용하는 이동국의 구성을 나타내는 구성도.
〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉
1 : 통신 위성
2a, 2b : 방송 에리어
3 : 기지국
4 : 이동국
5a, 5b : 업 링크 회선
6a, 6b : 방송 회선
7 : 데이터 패킷
8 : 전환 가능 정보 패킷
9 : 송신 안테나
10 : 송신부
11 : 패킷 송출부
12 : 패킷 제어부
13 : 데이터 패킷 생성부
14 : 수신 안테나
15 : 수신부
16 : 수신 신호 처리부
17 : 회선
본 발명에 따른 위성 방송 방법은, 지상에 멀티 빔을 형성하는 통신 위성을 통하여, 기지국으로부터 이동국에 대하여 방송을 행하는 위성 방송 방법에 있어서, 상기 기지국으로부터 데이터 패킷을 송신하는 것과 함께, 주기적으로 전환 가능한 정보 패킷을 연속하여 송신하고, 이 전환 가능한 정보 패킷을 수신한 이동국은 이 전환 가능한 정보 패킷의 송신 기간에, 재권(在圈, stay)하는 방송 에리어의 주변 방송 에리어의 방송 회선의 회선 품질을 측정하고, 이 측정 결과에 기초하여 방송 회선의 전환을 행하는 것이다.
본 발명에 따른 기지국은, 지상에 멀티 빔을 형성하는 통신 위성을 통하여, 이동국에 방송 송신을 행하는 송신부와, 입력된 콘텐츠 데이터로부터 데이터 패킷을 생성하는 데이터 패킷 생성부와, 이 데이터 패킷 생성부에 의해 생성한 데이터 패킷, 또는 상기 이동국이 빔을 전환하기 위한 연속하는 전환 가능한 정보 패킷을 상기 송신부에 송출하는 패킷 송출부와, 이 패킷 송출부에 대하여, 주기적으로 상기 전환 가능한 정보 패킷의 송출을 지시하는 패킷 제어부를 포함하는 것이다.
본 발명에 따른 이동국은, 지상에 멀티 빔을 형성하는 통신 위성을 통하여, 기지국으로부터 송신되는 방송의 수신을 행하는 수신부와, 이 수신부에 의해 수신한 신호로부터 콘텐츠 데이터를 재생 출력하는 것과 함께, 전환 가능한 정보 패킷을 검지하는 수신 신호 처리부와, 이 수신 신호 처리부로부터의 전환 가능한 정보 패킷 수신의 통지에 의해, 상기 수신부에 대하여, 재권하는 방송 에리어의 주변 방송 에리어의 방송 회선에 전환 회선 품질을 측정하도록 지시하는 것과 함께, 측정 결과에 기초하여 수신하는 방송 회선을 지시하는 회선 전환 제어부를 포함하는 것이다.
〈제1 실시예〉
본 발명의 제1 실시예에 따른 위성 방송 방법, 그 방법에 이용하는 기지국 및 이동국을 도 1∼도 5에 의해 설명한다. 도 1은 제1 실시예에 따른 위성 방송 방법에 있어서의 장치의 전체 구성을 나타내는 구성도이다. 도 1에서, 참조 부호 (1)은 통신 위성, 참조 부호 (2a 및 2b)는 각각 통신 위성(1)으로부터의 멀티 빔에 의해 형성되는 방송 에리어, 참조 부호 (3)은 기지국, 참조 부호 (4)는 이동국이다. 또한, 참조 부호 (5a 및 5b)는 기지국(3)으로부터 통신 위성(1)에의 업 링크(각각 캐리어 주파수 f1, f2) 회선이고, 참조 부호 (6a 및 6b)는 각각 방송 에리어(2a 및 2b)에 대응하는 통신 위성으로부터의 방송 회선(각각 캐리어 주파수 f3, f4)이다. 또한, 업 링크 회선과 방송 회선과의 관계는, 업 링크 회선(5a)과 방송 회선(6a)이 쌍을 이루고, 업 링크 회선(5b)과 방송 회선(6b)이 쌍을 이루고 있다. 또, 업 링크 회선이 1개이고, 방송 회선을 복수로 하는 경우도 있다. 이 경우, 기지국(3)으로부터 통신 위성(1)에의 업 링크 회선(5a)에 대하여, 통신 위성(1)으로부터 방송 에리어에의 방송 회선(6a, 6b)을 대응시킨다(이 경우, 이하의 업 링크 회선(5b)을 업 링크 회선(5a)으로 대체함).
통신 위성(1)은, 예를 들면 특정 지역의 대략 천정 방향으로 순차적으로 비래하는 비 정지형의 통신 위성으로, 이 특정 지역을 포함하는 통신 에리어에 대하여 멀티 빔을 형성하는 것이다. 이 통신 위성은, 예를 들면 3기의 통신 위성군을 형성하고, 각 1기씩 순차적으로 특정 지역의 소정 앙각 범위에 8시간 체류하여 통신 서비스를 제공함으로써, 항상 통신을 확보하는 것이다. 상기한 소정 앙각 범위는, 예를 들면 앙각 70도∼90도(천정)와 같은 앙각 범위를 말하지만, 이 앙각(仰角) 범위는 개개의 통신 위성 시스템에 의해 설정되는 것이다. 또한, 통신 위성(1)과 같은 대략 천정 방향으로 비래하는 위성은, 예를 들면 주기 24시간, 궤도 경사각 45도, 이심율 0.139, 원지점(apogee) 고도 41650km, 근지점(perigee) 고도 29930㎞를 궤도로 갖는 타원 궤도 위성을 들 수 있다. 도 2는, 이러한 궤도를 항행하는 위성의 바로 아래점이 지표면 상에 그리는 궤적의 일례를 나타내고 있으며, 준천정 위성이라고 불리는 경우도 있다. 또한, 통신 위성의 대(台) 수의 다소는, 각각의 통신 위성 시스템에 있어서 설정되는 것이다.
도 1에서, 기지국(3)은 통신 위성(1)을 통하여, 이동국(4)에 음성이나 영상 등의 데이터를 방송한다. 여기에 말하는 방송은, 음악이나 영상 등의 동시 수신을 위한 송신, 및 넓게 한쪽 방향으로 콘텐츠 송신하는 형태의 통신도 포함하는 것으로 한다. 이동국(4)은 통신 위성(1)에 의해 형성되는 방송 에리어(2a, 2b) 내를 자유롭게 이동하는 것으로, 본 발명은 이동국(4)의 이동에 의해 생기는 방송 회선의 전환을 고려한다. 도 3은 방송 회선의 전환 시의 송수신 내용을 도시하는 모식도이다. 도 3에서, 참조 부호 (7)은 영상이나 음성 등의 데이터 패킷이고, P1,P2, P3 …의 순으로 기지국(3)으로부터 송신한다. 참조 부호 (8)은 수신측인 지상국(4)으로 통신 회선의 전환을 지시하는 전환 가능한 정보 패킷이다.
기지국(3)은 데이터 패킷 P1, P2, P3을 업 링크 회선(5a)(주파수 f1)에 의해 송신하고, 통신 위성(1)에 따라 방송 회선(6a)(주파수 f3)에 의해, 방송 에리어(2a)로 송신된다. 또한, 기지국(3)은 데이터 패킷 P1, P2, P3을 업 링크 회선(5b)(주파수 f2)에 의해 송신하고, 통신 위성(1)에 따라 방송 회선(6b)(주파수 f4)에 의해, 방송 에리어(2b)로 송신된다. 기지국(3)은 소정의 주기로 전환 가능한 정보 패킷(8)을 연속하여 송신한다. 이동국(4)은, 방송 에리어(2a)에 재권하고 있을 때에는 방송 회선(6a)에 의해 데이터 패킷(7)을 수신하고, 또한 전환 가능한 정보 패킷(8)을 수신한다. 이동국(4)은 전환 가능한 정보 패킷(8)을 수신하면, 수신 주파수를 일시적으로 f4로 전환함으로써 이동국(4)이 향해 있으며 이동국(4)이 속하는 방송 에리어의 주변의 방송 에리어(본 명세서에서는 간단히 주변 방송 에리어라고 함)의 방송 신호를 수신하여, 수신 신호 강도나 비트 오류율 등의 회선 품질을 측정한다. 방송 회선(6a)과 방송 회선(6b)의 회선 품질을 비교하여 회선 전환 제어를 행한다. 예를 들면, 방송 회선(6a)이 양호하면 수신 주파수를 f3으로 되돌리고, 방송 회선(6b)이 양호하면 수신 주파수를 f4대로 유지하는 등의 제어를 행한다. 이들 회선 품질의 측정, 비교, 회선 전환 제어를 전환 가능한 정보 패킷(8)이 연속하여 송신되고 있는 기간 T 내에 행한다. 또한, 1회째의 전환 가능한 정보 패킷을 수신했을 때의 기간 T 중에서는 회선 품질의 측정을 행하고, 그 후 데이터 패킷 P4, P5 …를 원래의 방송 에리어(2a)에서 수신하면서, 회선 품질의 비교 등의 처리를 행하고, 다음의 전환 가능한 정보 패킷을 수신했을 때에, 수신 주파수를 f3으로부터 f4로 전환하여, 방송 에리어(2b)에 대응하는 방송 회선(6b)에서 그 후의 데이터 패킷의 수신을 행한다고 하는 처리도 가능하다. 이와 같이 전환 가능한 정보 패킷(8)을 기지국(3)으로부터 송신하고 있는 기간 내에 이동국(4) 측에서 방송 회선의 전환(수신 주파수의 전환)을 행하기 때문에, 유의 데이터 정보인 데이터 패킷(7)을 수신 누락하지 않는다. 또, 전환 가능한 정보 패킷(8)은 그 패킷 데이터로서, 기지국(3)으로부터의 송신이 데이터 패킷(7)이 아닌 것을 나타내는 식별 기호가 포함되는 것이면 된다. 다시 말하면, 전환 가능한 정보 패킷(8)에 포함되는 기호에 의해, 이동국(4)이 전환 처리를 행하는 기간에 있다는 것을 판별할 수 있으면 된다.
다음으로, 기지국의 구성에 대하여 설명한다. 도 4는 기지국의 구성을 나타내는 구성도이다. 도 4에서, 참조 부호 (9)는 송신 안테나, 참조 부호 (10)은 송신 안테나(9)를 통하여 통신 위성(1)으로 업 링크 송신하는 송신부, 참조 부호 (11)은 송신부(10)로 송신하는 데이터 패킷을 송출하는 패킷 송출부, 참조 부호 (12)는 전환 가능한 정보 패킷의 송출을 패킷 송출부에 지시하는 패킷 제어부이고, 참조 부호 (13)은 콘텐츠 데이터로부터 데이터 패킷을 생성하는 데이터 패킷 생성부이다.
다음으로, 기지국(3)의 동작에 대하여 도 4에 의해 설명한다. 음악이나 영상 등의 콘텐츠 데이터는 데이터 패킷 생성부(13)에 입력된다. 데이터 패킷 생성부(13)는 입력된 콘텐츠 데이터로부터 데이터 패킷(7)을 생성하여 출력하고, 스트림계의 데이터 등에 대해서는 필요에 따라 시간 축 압축(time-based compressing)하여 데이터 패킷을 생성한다. 패킷 송출부(11)는 데이터 패킷 송신 기간 중에는 데이터 패킷 생성부(13)로부터의 데이터 패킷(7)을 송신부(10)에 출력한다. 패킷 제어부(12)는 전환 가능한 정보 패킷(8)을 송신하는 타이밍을 시간 계측하여, 소정의 타이밍이 되었을 때에, 전환 가능한 정보 패킷(8)을 송출하도록 패킷 송출부(11)에 지시한다. 이 지시를 받은 패킷 송출부(11)는 데이터 패킷(7)의 송출을 멈추고, 전환 가능한 정보 패킷(8)을 연속하여 송신부(10)로 송출한다. 또, 전환 가능한 정보 패킷(8)을 송신하는 시간 간격이 지나치게 길면, 이동국(4)이 급속하게 이동하는 경우에 전환 가능한 정보 패킷(8)을 수신하지 않고 주변의 방송 에리어로 이동하여, 방송 데이터의 수신 누락을 일으킨다. 또한, 반대로 전환 가능한 정보 패킷(8)을 송신하는 시간 간격이 지나치게 짧으면, 방송되는 신호가 차지하는 데이터 패킷량이 감소하여, 데이터의 시간 압축율이 높아진다. 따라서, 전환 가능한 정보 패킷(8)을 송신하는 타이밍(시간 간격)은 송신하는 콘텐츠 데이터, 나아가서는 송신 대상이 되는 이동국(4)의 종류에 맞게, 소정의 타이밍으로 한다. 이 타이밍은 패킷 제어부에서, 예를 들면 콘텐츠 데이터의 정보량에 맞게 가변으로 해도 되고, 룩업 테이블(look-up table)를 준비하여, 정보량에 대응하는 타이밍을 설정하도록 해도 된다.
다음으로, 이동국(4)의 구성에 대하여 설명한다. 도 5는 이동국(4)의 구성을 나타내는 구성도이다. 도 5에서, 참조 부호(14)는 수신 안테나, 참조 부호(15)는 수신 안테나(14)를 통하여 통신 위성(1)으로부터의 방송 신호를 수신하는 수신부, 참조 부호(16)는 수신 신호로부터 콘텐츠 데이터를 재생하여 출력하는 것과 함께, 전환 가능한 정보 패킷(8)을 수신했을 때에는 후술하는 회선 전환 제어부(17)에 그 취지를 통지하는 수신 신호 처리부이다. 또한, 수신 신호 처리부(16)는 스트림계 데이터 등에 대하여 필요에 따라 시간 축 신장하여 재생한다. 참조 부호(17)는 전환 가능한 정보 패킷이 송신되고 있는 기간 T 중에, 이동국(3) 내에서의 회선 전환을 위한 처리를 제어하는 회선 전환 제어부이다.
수신 신호 처리부(16)는 전환 가능한 정보 패킷의 수신을 그 패킷 내의 식별 기호에 의해 검지하고, 전환 가능한 정보 패킷을 수신한 취지를 회선 전환 제어부(17)에 통지한다. 이 통지를 받아, 회선 전환 제어부(17)는 수신부(15)에 대하여 주변의 방송 에리어에 대응하는 수신 주파수에의 변경을 지시한다. 수신부(15)는 순차적으로 수신 주파수를 전환하고, 수신 신호 강도나 비트 오류율 등의 회선 품질의 측정을 행하고, 그 결과를 회선 전환 지시부(17)로 출력한다. 회선 전환 제어부(17)는 회선 품질을 현재, 재권하고 있는 방송 에리어의 것과 비교하여, 회선 전환이 필요한지를 회선 품질의 양호 여부에 의해 판단한다. 회선 전환 제어부(17)는 주변의 방송 에리어로서 측정한 회선의 품질이 양호하면, 그 방송 회선에의 전환을 송신부(15)에 대하여 지시하지만, 이 지시는 즉시 행해도 되고, 다음의 전환 가능한 정보 패킷의 수신을 대기하여 행해도 된다.
따라서, 이동국은 주변 방송 에리어의 회선 품질 측정, 비교, 회선 전환 처리를 행하는 동안에 방송 데이터의 수신 누락을 방지할 수 있다.
〈제2 실시예〉
제1 실시예에서는 이동국(4)은 주변의 방송 에리어의 방송 회선 품질을 측정하여 회선 전환의 필요성을 판단하는 것이었지만, 이동국(4)에 GPS 수신기를 설치하여 이동국(4)의 위치를 산출하고, 방송 에리어의 커버리지와의 관계에 의해, 방송 회선의 전환을 행할 수도 있다.
이 경우, 회선 전환 제어부(17)는 회선 품질을 측정하지 않고, GPS 수신기에 의해 산출한 위치 정보에 기초하여, 재권하는 방송 에리어를 특정한다. 이 특정을 위한 전제로서, 이동국(4)에서 각 방송 에리어는 이미 알려진 것으로 하거나, 또는 적절하게 갱신되어 있는 것으로 한다. 전환 가능한 정보 패킷(8)을 수신 신호 처리부(16)가 확인하여 회선 전환 제어부(17)에 통지하면, 회선 전환 제어부(17)는 그 시점에 재권하는 방송 에리어에의 회선 전환을 송신부(15)에 지시한다. 또, 방송 에리어가 중복되는 에리어에서는, 중복하는 쌍방의 방송 회선의 품질을 전환 가능한 정보 패킷 수신 후에 측정하고, 양호한 품질이 되는 방송 회선을 선택하도록 회선 전환 제어를 행해도 된다.
따라서, 주변 방송 에리어에서의 방송 회선의 회선 품질 측정을 행할 필요가 없어, 회선 전환 처리를 보다 단시간에 행할 수 있다.
본 발명에 따르면, 전환 가능한 정보 패킷을 기지국으로부터 방송 송신하고 있는 기간 중에, 이동국 측에서 주변 방송 에리어에서의 회선 품질 측정, 비교, 회선 전환 처리를 행하기 때문에, 이 처리 중에서의 방송 데이터의 수신 누락을 방지할 수 있다.

Claims (3)

  1. 지상에 멀티 빔을 형성하는 통신 위성을 통하여, 기지국으로부터 이동국에 대하여 방송을 행하는 위성 방송 방법에 있어서, 상기 기지국으로부터 데이터 패킷을 송신하는 것과 함께, 주기적으로 전환 가능한 정보 패킷을 연속하여 송신하고, 상기 전환 가능한 정보 패킷을 수신한 이동국은 상기 전환 가능한 정보 패킷의 송신 기간에, 재권(在圈, stay)하는 방송 에리어의 주변 방송 에리어의 방송 회선의 회선 품질을 측정하고, 상기 측정 결과에 기초하여 방송 회선의 전환을 행하는 것을 특징으로 하는 위성 방송 방법.
  2. 지상에 멀티 빔을 형성하는 통신 위성을 통하여, 이동국으로 방송 송신을 행하는 송신부와, 입력된 콘텐츠 데이터로부터 데이터 패킷을 생성하는 데이터 패킷 생성부와, 상기 데이터 패킷 생성부에 의해 생성한 데이터 패킷, 또는 상기 이동국이 빔을 전환하기 위한 연속하는 전환 가능한 정보 패킷을 상기 송신부에 송출하는 패킷 송출부와, 상기 패킷 송출부에 대하여, 주기적으로 상기 전환 가능한 정보 패킷의 송출을 지시하는 패킷 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기지국.
  3. 지상에 멀티 빔을 형성하는 통신 위성을 통하여, 기지국으로부터 송신되는 방송의 수신을 행하는 수신부와, 상기 수신부에 의해 수신한 신호로부터 콘텐츠 데이터를 재생 출력함과 함께, 전환 가능한 정보 패킷을 검지하는 수신 신호 처리부와, 상기 수신 신호 처리부로부터의 전환 가능한 정보 패킷 수신의 통지에 의해, 상기 수신부에 대하여, 재권하는 방송 에리어의 주변 방송 에리어의 방송 회선으로 전환하여 회선 품질을 측정하도록 지시함과 함께, 측정 결과에 기초하여 수신하는 방송 회선을 지시하는 회선 전환 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동국.
KR20030067899A 2002-09-30 2003-09-30 위성 방송 방법, 그 방법에 이용하는 기지국 및 이동국 KR100585902B1 (ko)

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