KR20040101773A - Synchronization controlling method in satellite communication system - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 위성통신 시스템에서 동기 제어 방법에 관한 것으로, 특히 위성통신 시스템에서 기지국과 단말기간에 효율적으로 동기를 획득하기 위한 제어 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a synchronization control method in a satellite communication system, and more particularly, to a control method for efficiently obtaining synchronization between a base station and a terminal in a satellite communication system.
최근, 통신기술이 급속도로 발전되면서 원격지에 위치하는 가입자의 인공위성을 통하여 통화를 할 수 있도록 해주는 위성통신이 점차 일반화되고 있는 바, 이와 같은 위성통신은 통화를 위해 별도의 신호선이 필요하지 않기 때문에 주로 국가 간의 장거리 통신이나, 우리나라와 같이 산악이 많은 나라의 통신방법으로 유용하게 사용되고 있다. 또한, 위성통신은 인공위성을 이용하여 각 기지국과의 통신링크를 제공하는 것으로, 중심국에서는 각 기지국에 대하여 채널 주파수를 할당하고, 각 기지국에서는 중심국으로부터 할당된 채널 주파수를 이용하여 기지국간의 통화로를 형성하게 된다. 이러한 위성통신 시스템에서 단말과 단말 또는 단말과 기지국간에는 랜덤 엑서스(Random Access)를 사용하여 통신함으로써 단말간에 채널간섭(Random Hit)이 발생하여 채널을 효율적으로 사용할 수 없었다. 또한, 종래에는 호 설정 요구가 있는 경우 기지국과 단말 사이에 채널을 형성한 후 동기를 맞추었다. 이로 인해 시그널링 채널과의 홉 동기를 맞추기 위한 시간이 많이 소모되었다. 즉, 종래의 위성통신에서는 단말간에 랜덤 엑세스(Aceess)를 사용하여 통신하였기 때문에, 기지국과 소정의 단말간에 통화를 위해 형성된 채널에 다른 단말로부터의 랜덤 간섭(Hit)이 발생하여 채널을 효율적으로 사용할 수 없었다.Recently, with the rapid development of communication technology, satellite communication, which enables a user to make a call through a satellite of a subscriber located at a remote location, is becoming increasingly common. Since such satellite communication does not require a separate signal line for a call, mainly Long distance communication between countries, or as a communication method of a mountainous country like our country is usefully used. In addition, satellite communication provides a communication link with each base station using satellites, and a central station allocates channel frequencies to each base station, and each base station forms a communication path between base stations using channel frequencies allocated from the central station. Done. In such a satellite communication system, a random hit between the terminal and the terminal or the terminal and the base station is used for random access (Random Access) to generate a channel hit between the terminals (random hit) between the terminals could not be efficiently used. In addition, conventionally, when there is a call setup request, a synchronization is established after a channel is formed between the base station and the terminal. This consumed a lot of time for hop synchronization with the signaling channel. That is, in the conventional satellite communication, since a random access between terminals is used for communication, a random hit from another terminal is generated in a channel formed for a call between a base station and a predetermined terminal to efficiently use the channel. Could not.
상술한 바와 같이 종래의 위성통신에서 단말간에 랜덤 엑세스(Aceess)를 사용하여 통신함으로써 단말간에 랜덤 간섭(Hit)이 발생하여 채널을 효율적으로 사용할 수 없는 문제점이 있었다.As described above, in the conventional satellite communication, random access occurs between terminals, so that random interference occurs between terminals, so that a channel cannot be efficiently used.
따라서 본 발명의 목적은 단말과 기지국간에 동기를 유지하여 통화 시 채널간의 간섭(Hit)을 방지하기 위한 방법을 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a method for preventing interference between channels during a call by maintaining synchronization between a terminal and a base station.
본 발명의 다른 목적은 단말간에 채널을 효율적으로 사용할 수 있도록 하기 위한 방법을 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide a method for efficiently using a channel between terminals.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 위성통신 시스템을 도시하는 구성도,1 is a block diagram illustrating a satellite communication system according to an embodiment of the present invention;
도 2는 본 발명의 실시 예에 따라 위성통신 시스템에서 동기채널의 동기획득 절차를 도시하는 신호 흐름도,2 is a signal flow diagram illustrating a synchronization acquisition procedure of a synchronization channel in a satellite communication system according to an embodiment of the present invention;
도 3은 본 발명의 실시 예에 따라 동기 채널에서 시그널링 채널로 전환하는 프레임을 도시하는 도면.3 illustrates a frame for switching from a synchronization channel to a signaling channel according to an embodiment of the present invention.
상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 방법은 위성통신 시스템에서 위성 단말과 기지국간에 동기 제어 방법에 있어서, 상기 위성 단말이 상기 기지국으로부터 전송되는 모든 파일럿 채널의 홉 코드를 서치하여 하향 링크의 동기를 맞추고, 상기 기지국으로 송신 동기를 맞추기 위해서 송신 시간 불확실성을 보상하기 위한 프로빙 채널을 전송하는 과정과, 상기 기지국이 상기 위성 단말로부터 전송되는 상기 프로빙 채널을 수신하여 상기 기지국이 상향 링크의 동기를 획득하는 과정과, 상기 기지국이 상기 위성 단말로 시그널링 채널정보와 시간 및 주파수 에러정보를 송신하는 과정과, 상기 위성 단말은 이를 수신하여 응답신호를 송신한 후, 시그널링 채널로 전환하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 한다.The method of the present invention for achieving the above object is a synchronization control method between a satellite terminal and a base station in a satellite communication system, the satellite terminal to search the hop code of all pilot channels transmitted from the base station to perform downlink synchronization And a probing channel for compensating transmission time uncertainty in order to synchronize transmission to the base station, and the base station receiving the probing channel transmitted from the satellite terminal so that the base station acquires uplink synchronization. And transmitting, by the base station, signaling channel information and time and frequency error information to the satellite terminal, and receiving, by the satellite terminal, transmitting a response signal, and then switching to a signaling channel. do.
이하 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부한 도면의 참조와 함께 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In describing the present invention, if it is determined that the detailed description of the related known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 위성통신 시스템을 도시하는 구성도이다. 먼저, 위성통신 시스템에서 채널의 구조를 살펴보면, 동기 채널은 파일럿 채널과 프로빙 채널로 구성되며, 각 채널은 위성 단말(100)을 기준으로 각각 하향 링크와상향 링크에 해당된다. 이러한 동기 채널은 위성 단말(100)이 초기 전원을 켰을 때나 시스템의 동기를 완전히 잃어버렸을 경우에 시스템과의 동기를 맞추기 위하여 사용하는 채널로 도 1에 도시되어 있는 바와 같이 파일럿 채널과 프로빙 채널로 구성된다. 파일럿 채널은 기지국(102)에서 위성 단말(100)로 송신하는 채널이고, 프로빙 채널은 위성 단말(100)에서 기지국(102)으로 송신하는 채널이다. 우선, 기지국(102)은 위성 단말들간의 통화기능을 제공하고, 파일럿 채널을 통해 위성 단말(100)로 초기 동기를 맞추기 위한 정보를 전송한다. 이러한 파일럿 채널은 기지국(102)에서 위성 단말(100)로 데이터를 송신하는 채널로, 위성 단말(100)이 초기의 시간 동기 및 주파수 동기를 잡는데 사용되며, 이 채널을 통하여 시그널링 채널의 정보와 위성 단말의 시간 및 주파수 에러 정보가 전달된다. 또한, 파일럿 채널을 통하여 위성 단말(100)로 전송되는 정보는 시간제어, 주파수 에러, 시간 위상, 레지스터, 응답 등이다. 그리고, 위성 단말(100)은 프로빙 채널을 통해 기지국(102)으로 송신 동기를 맞추기 위해 정보를 송신한다. 이러한 프로빙 채널은 하향 링크 즉 파일럿 채널의 동기가 이루어진 다음에 위성 단말(100)이 기지국(102)으로 송신하는 채널로 동기 채널의 상향 링크 동기에 사용된다. 송신 동기를 맞추기 위해서 위성 단말(100)은 송신 시간 불확실성을 보상하기 위한 여러 개의 프레임을 송신한다. 이러한 프로빙 채널을 통하여 전달되는 정보는 단말의 확인자, 프로빙 신호의 위상 정보(-N∼+N)이다. 여기서, N은 단말 사용지역의 중심과 가장자리의 시간 지연 차이 내에서 그 시스템의 주파수 도약수를 의미한다. 단말의 확인자는 그룹 명, 단말 고유번호로 이루어진다. 위상은 -N부터 N까지의 카운터이다. 즉, 위성단말에서 계산한 기지국에 대한 상대적인 송신 타이밍을 나타내며, '0'이 계산상의 정확한 송신 타이밍이며, '-N'은 N홉(Hop) 만큼 기지국에 비해 빨리 송신하는 것을 의미하고, 'N'은 N홉만큼 기지국에 비해 지연되었음을 의미한다. 이와 같이 위성 단말(100)이 프로빙 채널을 통하여 기지국(102)으로 전송하는 데이터는 단말의 확인자, 시간 위상, 응답들의 정보로 구성된다.1 is a block diagram illustrating a satellite communication system according to an embodiment of the present invention. First, referring to the structure of a channel in a satellite communication system, a synchronization channel is composed of a pilot channel and a probing channel, and each channel corresponds to a downlink and an uplink, respectively, based on the satellite terminal 100. This synchronization channel is a channel used for synchronization with the system when the satellite terminal 100 is initially turned on or when the synchronization of the system is completely lost. As shown in FIG. 1, the synchronization channel includes a pilot channel and a probing channel. do. The pilot channel is a channel transmitted from the base station 102 to the satellite terminal 100, and the probing channel is a channel transmitted from the satellite terminal 100 to the base station 102. First, the base station 102 provides a call function between the satellite terminals, and transmits information for initial synchronization to the satellite terminal 100 through a pilot channel. The pilot channel is a channel for transmitting data from the base station 102 to the satellite terminal 100. The pilot channel is used for initial synchronization of time and frequency by the satellite terminal 100. The time and frequency error information of the terminal is transmitted. In addition, information transmitted to the satellite terminal 100 through the pilot channel is time control, frequency error, time phase, register, response, and the like. The satellite terminal 100 transmits information to the base station 102 through synchronization with the probing channel. This probing channel is a channel transmitted by the satellite terminal 100 to the base station 102 after synchronization of the downlink, that is, the pilot channel, and is used for uplink synchronization of the synchronization channel. In order to synchronize transmission, the satellite terminal 100 transmits several frames to compensate for transmission time uncertainty. Information transmitted through such a probing channel is an identifier of a terminal and phase information (-N to + N) of a probing signal. Here, N denotes the frequency hopping number of the system within the time delay difference between the center and the edge of the terminal use area. The identifier of the terminal consists of a group name and a terminal unique number. Phase is a counter from -N to N. In other words, it indicates the relative transmission timing to the base station calculated by the satellite terminal, '0' is the correct transmission timing in calculation, '-N' means to transmit as fast as the N hop (Hop) than the base station, 'N 'Means delayed compared to the base station by N hops. As described above, the data transmitted from the satellite terminal 100 to the base station 102 through the probing channel is composed of information of an identifier, a time phase, and responses of the terminal.
그러면, 이제 본 발명의 실시 예에 따라 위성통신 시스템에서 위성 단말(100)과 기지국(102)간에 동기획득을 위한 절차를 도시하고 있는 신호 흐름도인 도 2를 참조하여 동기 채널에서 시그널링 채널로 전환하는 과정을 설명한다. 먼저, 위성 단말(100)은 200단계에서 기지국(102)으로부터 브로드 캐스팅(Broade casting)방식으로 전송되는 파일럿 채널을 202단계에서 모두 서치(Full Searching)하여 하향 링크의 동기를 획득한다. 이때 전송되는 파일럿 채널은 위성 단말(100)이 초기의 시간 동기 및 주파수 동기를 잡는데 사용되는 정보를 포함한다. 이를 수신한 위성 단말(100)은 202단계에서 송신 동기를 맞추기 위한 정보를 읽어 204단계에서 기지국(100)으로 단말의 확인자, 프로빙 신호의 위상정보가 포함된 데이터를 전송한다. 이때 위성 단말(100)은 기지국(102)으로 송신 시간 불확실성을 보상하기 위해 여러개의 프레임을 송신한다. 프로빙 시그널을 프로빙 신호의 위상 정보인 -N∼+N 만큼 즉, 2N+1회 전송한다. 이를 수신한 기지국(102)은 수신한 프로빙 시그널을 검출하여 시간 및 주파수 에러를 계산하고, 208단계에서 기지국(102)은 다른 위성단말이 해당 시그널링 채널을 사용하지 못하도록 위성 단말(100)로 전송할 프레임에 사용/비사용 플래그를 '1'로 셋팅한 다음 위성단말로 시그널링 채널정보, 시간 및 주파수 에러정보를 송신한다. 이를 수신한 위성 단말(100)은 기지국(102)으로부터 수신한 시간 및 주파수 에러정보를 사용하여 송신측의 주파수 및 시간 에러를 교정하고, 212단계에서 응답신호를 전송한다. 이후 기지국(102)은 시그널링 채널의 정보를 송신한다. 이때 전송되는 시그널링 채널의 정보는 홉(Hop)주기가 길게 설정되어 도약하도록 구성되고, 한 프레임의 길이는 도 3에 도시되어 있는 바와 같이 동기 채널의 한 프레임 길이의 1/4에 해당된다. 따라서, 동기 채널의 프레임 시작 위치는 시그널링 채널의 프레임 시작 위치와 일치하게 된다. 동기 채널에서 시그널링 채널로 이동하기 위해서 첫 번째로 기지국이 위성 단말로 고/저속 채널 여부와 억세스 및 제어 채널의 도약 수열 발생기의 레지스터 값을 보내준다. 여기서, 기지국은 도 3과 같이 위성 단말을 기준으로 현재 파일럿 채널에서 다음 번 또는 그 이후의 동기 채널에 해당하는 제어 채널 및 억세스 채널의 첫 시작에 해당하는 의사 난수 레지스터 값을 동기 채널의 프레임 2회 혹은 3회에 나누어 보내준다. 위성 단말은 시그널링 채널의 의사난수 레지스터값을 수신한 후에 기지국으로 응답을 회신하고, 시그널링 채널로 전환한다.Then, in the satellite communication system according to an embodiment of the present invention with reference to Figure 2 which is a signal flow diagram illustrating a procedure for synchronization acquisition between the satellite terminal 100 and the base station 102 to switch from the synchronization channel to the signaling channel Explain the process. First, in step 202, the satellite terminal 100 searches for all of the pilot channels transmitted from the base station 102 in a broadcast casting manner to obtain downlink synchronization. In this case, the transmitted pilot channel includes information used by the satellite terminal 100 for initial time synchronization and frequency synchronization. Upon receiving this, the satellite terminal 100 reads information for synchronization of transmission in step 202 and transmits data including the identifier of the terminal and phase information of the probing signal to the base station 100 in step 204. At this time, the satellite terminal 100 transmits several frames to the base station 102 to compensate for the transmission time uncertainty. The probing signal is transmitted by -N to + N, that is, 2N + 1 times of phase information of the probing signal. The base station 102 receives the received probing signal, calculates time and frequency errors, and in step 208, the base station 102 transmits the frame to the satellite terminal 100 to prevent other satellite terminals from using the corresponding signaling channel. Set the enable / disable flag to '1' and send signaling channel information, time and frequency error information to the satellite terminal. The satellite terminal 100 receives the correction using the time and frequency error information received from the base station 102 to correct the frequency and time error of the transmitting side, and transmits a response signal in step 212. The base station 102 then transmits the information of the signaling channel. At this time, the information of the signaling channel transmitted is configured to hop with a long hop period, and the length of one frame corresponds to 1/4 of the length of one frame of the synchronization channel, as shown in FIG. Therefore, the frame start position of the sync channel is coincident with the frame start position of the signaling channel. In order to move from a synchronization channel to a signaling channel, a base station first transmits a register value of a high / low speed channel and a jump sequence generator of an access and control channel to a satellite terminal. Here, as shown in FIG. 3, the base station uses the control channel corresponding to the next or subsequent synchronization channel in the current pilot channel and the pseudo random number register value corresponding to the first start of the access channel, based on the satellite terminal, twice in the frame of the synchronization channel. Or send it out three times. After receiving the pseudo random register value of the signaling channel, the satellite terminal returns a response to the base station and switches to the signaling channel.
상기에서 설명한 바와 같이, 본 발명에서는 기지국과 위성 단말간의 프로빙 채널, 파일럿 채널을 사용하여 동기를 용이하게 획득할 수 있으며, 동기 획득 후 의사난수 발생기 레지스터 값을 송신하여 시그널링 채널의 홉 동기를 맞출 수 있게 된다. 이와 같은 방식으로 모든 위성 단말이 기지국에 동기를 맞추고 시그널링 채널을 유지하고 있다면, 단말간 통화 시 채널간 간섭(Hit)이 발생하지 않으므로 많은 수의 단말을 주어진 채널에 효율적으로 할당하여 운용할 수 있게 된다.As described above, in the present invention, synchronization can be easily obtained by using a probing channel and a pilot channel between the base station and the satellite terminal, and after synchronization acquisition, hop synchronization of the signaling channel can be achieved by transmitting a pseudo random number generator register value. Will be. In this way, if all the satellite terminals are synchronized with the base station and maintain the signaling channel, inter-channel interference does not occur during the inter-terminal call so that a large number of terminals can be efficiently allocated to the given channel and operated. do.
전술한 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 예를 들어, 본 발명에서는 위성 단말과 기지국간의 동기를 맞추기 위한 것을 예를들었지만, 위성 단말 대신 주파수 도약-코드 분할 다중 접속 모뎀을 장착한 모든 위성 단말에 본 발명과 같이 동기를 맞출 수 있다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.In the foregoing detailed description of the present invention, specific embodiments have been described, but various modifications may be made without departing from the scope of the present invention. For example, the present invention exemplifies synchronization between the satellite terminal and the base station. However, the present invention can be synchronized with all satellite terminals equipped with a frequency hopping-code division multiple access modem instead of the satellite terminal. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be determined not only by the scope of the following claims, but also by the equivalents of the claims.
상술한 바와 같이 본 발명은 위성통신 시스템에서 기지국과 단말간의 프로빙 채널, 파일럿 채널을 사용하여 동기를 용이하게 획득할 수 있으며, 이 상태에서 의사 난수 발생기 레지스터 값을 송신하여 시그널링 채널의 홉 동기를 맞출 수 있다. 이와 같은 방식으로 모든 단말기 기지국에 동기를 맞춘 시그널링 채널을 유지하고 있다면 단말간 통화시 채널간의 간섭(Hit)이 발생하지 않으므로 많은 수의 단말을 주어진 채널에 효율적으로 할당하여 운용할 수 있는 이점이 있다.As described above, the present invention can easily acquire synchronization using a probing channel and a pilot channel between a base station and a terminal in a satellite communication system, and in this state, a pseudo random number generator register value is transmitted to match hop synchronization of a signaling channel. Can be. In this way, if a signaling channel synchronized to all terminal base stations is maintained, there is an advantage in that a large number of terminals can be efficiently allocated to a given channel and operated because interference between channels does not occur when a terminal-to-device call is performed. .
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR20210113798A (en) * | 2020-03-09 | 2021-09-17 | 주식회사 넷커스터마이즈 | Satellite IoT terminal and effective and robust unidirectional data transmission methods therby |
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2003
- 2003-05-26 KR KR1020030033489A patent/KR20040101773A/en not_active Application Discontinuation
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