KR920005905B1 - 위성통신 시스템 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

위성통신 시스템

제1a도는 본 발명에 따른 지구국의 송신부에 대한 블록선도.

제1b도는 본 발명에 제1실시예에 따른 지구국의 수신부에 대한 블록선도.

제2도는 본 발명중 수정된 형태의 수신기 블록선도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

2 : 변조시스템 3 : 결합기

4 : 송신기 5 : 수신기

6 : 채널 분할기 8 : 복조시스템

11,28 : 베이스 밴드 인터페이스 12 : 전송 프레임카운터

13 : 전송 채널 셋팅회로 14 : 유니크 워드 발생기

15 : 멀티플렉서 16 : 변조기

17,23 : 주파수 합성기 18 : 업-콘버터

21 : 수신 채널 셋팅회로 22,31 : 주파수 제어기

24 : 다운-콘버터 25 : 복조기

26,26-0,26-1,26-2,26-3,26-4 : 유니크 워드 검출기

27 : 디멀티플렉서 29 : 프레임 펄스 발생기

30 : OR게이트

본 발명은 위성통신 시스템에 관한 것으로, 특히 우주국에 있어서 중계시 주파수의 어긋남을 보정하기 위한 위성통신 지구국 송수신 시스템에 관한 것이다.

위성통신 시스템에 있어서, 지구국의 수신 주파수에는, 통상, 10KHz 내지 100KHz의 주파수 변동이 있으며, 그 주원인은 우주국 중계기의 주파수 변환회로에 있어서 국부발진기의 주파수 변동이다. 각각 주파수가 다른 복수의 위성 채널의 신호는 중계되어서 주파수가 공통으로 어긋난다. 한편. 지구국내에 있어서, 주파수 변동은 비교적 용이하게 적게 할 수 있고, 통상, 5KHz이하이다.

캐리어당 단일 채널(single channel per carrier : SCPC) 위성통신 시스템에 있어서와 같이, 상당히 많은(거의 수백개의) 위성채널이 설치되어 있는 경우, 지구국에 있어서 수신주파수 변동을 어떻게든지 게거하지 아니하면, 예컨대, 채널 간격이 25KHz라고 하면, 수신해야 할 채널의 하나 또는 2개의 이웃하는 채널을 잘못 수신해 버릴 우려가 있다.

각 채널의 수신 신호에 공통인 이 주파수 변동을 제거하기 위해, 종래는, 기준 지구국에서 파이롯트 신호파를 송출하여, 각 지구국은, 수신한 파이롯트 신호파의 기준주파수로부터의 주파수의 어긋남을 검출하여, 검출한 주파수의 어긋남에 의거해서 각 수신 신호의 주파수의 어긋남을 공통으로 제거하도록 하고 있다.

또한, 전송하는 데이터 신호에 채널 식별부호를 부가하여 송출하고, 수신한 신호에 부가되어 있는 채널식별부호를 써서 수신 주파수를 제어하므로서 수신 신호의 어긋남을 제거하고, 파이롯트 신호파를 사용하지 아니해도 되도록 하는 것도 제안이 되고 있다.

이상 설명한 바와 같이 종래의 위성통신 지구국 송수신 시스템은, 수신 주파수변동을 제거하는데 파이롯트 신호파를 사용하거나, 혹은 전송하는 데이터신호에 부가한 채널 식별부호를 사용하므로, 파이롯트 신호파를 사용하는 경우, 통신용의 수신기와는 별도로 파이롯트 신호 수신기가 필요로 되어 고가로 되는 결점이있으며, 채널 식별부호를 사용하는 경우는, 각 채널에 채널 식별부호를 부가하기 위한 타임 슬롯트가 필요해지므로, 전송효율(단위 점유 주파수 폭당의 정보전송량)이 저하하는 결점이 있다.

본 발명의 목적은, 파이롯트 신호파를 사용하지 않고 수신주파수 변동을 제거할 수가 있고, 더욱 전송효율의 저하없이 위성통신 지구국 송수신 시스템을 제공하는 데에 있다.

본 발명의 위성통신 지구국 송수신 방식은, 전송하는 데이터신호의 프레임을 정의하는 각각의 패턴이 다른 복수의 유니크 워드중 송신하는 무선주파수 또는 위성채널에 대응해서 인접한 무선주파수 또는 위성채널에는 다른 패턴으로 되도록 선택한 유니크 워드를 발생하는 유니크워드 발생기를 구비한 수신부와 수신한 신호가 포함하는 유니크워드의 패턴에 의거해서 수신하는 무선주파수 또는 위성채널을 제어하는 수신주파수 제어수단을 구비한 수신부를 구비하여 구성이 된다.

상기 위성 채널들은 위성 송수신기에 의해 발생된 주파수 드리프트의 폭(범위)에 의해 커버되는 연속적으로 인접한 채널의 다수군으로 분할된다. 각 군의 각각의 위성채널(업링크 및 다운링크)들 각각은 동일 군내의 각각의 위성채널을 식별하고 정보 신호로 프레임 스타트 타이밍을 설정하는 이중기능을 수행하도록 위성채널 군내에 서로 배타적으로 유니크한 유니크워드가 할당된다. 각각의 변조시스템은 정보 신호 및 유니크워드와 관련된 위성채널의 업링크 캐리어를 변조하여, 변조된 것을, 위성 송수신기에 전송한다. 이 위성 송수신기에서는, 업링크 채널의 주파수가 대응 다운링크 주파수로 중계된다. 각각의 복조시스템은 관련된 다운링크 채널을 송수신기로 부터 신호를 수신하고, 가변주파수 캐리어를 합성한다. 수신된 신호는 정보신호및 유니크워드를 회복(recover)하기 위해 가변주파수 캐리어로 복조된다. 주파수 제어기는 송수신기 주파수드리프트에 의해 발생된 임의 주파수 오프셋을 보상하기 위해 가변주파수 캐리어를 제어하고 회복 정보 신호로 프레임 스타트 타이밍을 설정하므로써 회복된 유니크워드에 응답하도록 제공된다.

본 발명은 이하 첨부한 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명될 것이다.

본 발명의 제1실시예에 따른 캐리어당 단일채널(SCLPC)시스템의 지구국 송신부 및 지구국 수신부는 제각기 제 1a 및 1b도에 나타냈다. 제 1a도에 도시한 지구국 송신부는 위성의 업-링크 채널에 제각기 대응하는 다수의 변조시스템을 구비한다. 전형적으로, 서로 다른 주파수의 상기와 같은 채널중 100개의 채널은 지구국내에 제공된다. 동일한 구조를 갖는 단지 두개의 그러한 변조시스템(1 및 2)이 예시되어 있다. 각각의변조시스템은 입력신호를 압축함으로써 예정된 코트 포맷에 따라 베이스밴드 신호를 데이타 비트 스트림으로 변환하는 공지된 베이스밴드 인트페이스회로(11)를 구비한다. 이는 프레임 시작점을 설정하기 위해 프레임 펄스발생기(12)에 의해 발생된 프레임 펄스의 삽입을 허용하며, 전송채널 셋팅회로(13)로 부터 공급된 캐리어 식별신호에 따라서 유니크워드 발생기(14)에서 발생되는 유니크워드의 삽입을 허용한다.

변조시스템 각각의 전송채널 셋팅회로(13)는 중간주파수 즉 변조시스템의 전송 채널을 결정한다. 유니크워드 발생기(14)는 이 전송채널에 대응하는 유니크워드 UW₀∼UW₄중 하나를 발생한다. 이 유니크 워드는 멀티플렉서(15)에 인가되고, 이 멀티플렉서에서, 상기 유니크 워드는 전송 프레임 카운터(12)로 부터 제공된 프레임 펄스에 응답하여 베이스밴드 인더페이스(11)의 출력과 멀티플렉스된다. 멀티플렉스된 신호는 변조기(16)에 인가되어 캐리어로 변조된다. 이렇게 변조된 캐리어는 업-콘버터(18)에 인가되어 변조시스템의 중간주파수로 변환된다. 업-콘버퍼(18)의 출력은 결합기(3)에 의해 다른 변조 시스템의 출력에 결합되어 송신기(4)에 인가된다. 결합된 츨력은 송신기(4)에서 라디오 주파수로 한번 더 변환되어 위성 송수신기에 전송된다. 이 송수신기에서 수신된 신호는 주파수로 변환되어 수신기로 재전송 된다.

한편, 본 발명에 따르면, 위성의 국부발진기 드리프트는 통상 100KHz까지이고 SCPC(캐리어당 단 W채널)시스템의 채널 분리는 25KHz이기 때문에 본 시스템이 5개의 유니크워드를 제공하는 것이 충분하다. 5개의 유니크워드 UW₀내지 UW₄를 이용하여 소스 지구국의 변조시스템(또는 전송 채널)들은 N군(또는 채널, 여기서W은 임의 수)으로 나누어지고, 유니크 워드 UW₀내지 UW₄는 각각 각 군의 변조시스템(또는 전송 채널)에 할당된다. 비슷한 식으로, 목적지 지구국의 복조시스템(또는 수신 채널)을 N군(또는 수신 채널)으로 나뉘어지고, 유니크 워드 UW₀내지 UW₄는 각각 각 군의 복조시스템(또는 수신 채널)에 할당된다.

제 1b도에 도시된 지구국 수신부에 있어서, 위성 송신신기로 부터 수신된 신호들은 수신기(5)에 의해 증폭되고, 채널 분할기(6)에 의해 개개의 채널 신호로 분리되어 각각의 복조 시스템에 결합된다. 설명을 명료하게 하기 위해, 동일 구조의 두개의 복조 시스템(7 및 8)만이 도시 예시되어 있다. 각각의 복조시스템은 주파수 합성기(23)로 부터 공급된 캐리어를 이용하여 수신된 신호의 주파수를 저주파수 신호로 변환시키는 다운-콘버퍼(24)를 구비한다. 다운-콘버더(24)의 출력은 복조기(25)에 공급되어 본래의 데이타비트 스트림이 회복된다.

상기 복조시스템은 유니크워드 검출기(26)을 포함하는데, 이 검출기는 상기 회복된 데이타 비트 스트림으로 부터 유니트워드를 검출하여, 이 유니크워드가 위성 송수신기로 부터 수신된 것인지 여부를 검출한다. 가변주파수 발생기(22,23)는, 유니크워드 검출기에 응답하여, 복조시스템에 할당된 유니크워드가 유니크워드 검출기에 의해 검출되지 않을 때 연속해서 주파수가 가변하는 로컬 캐리어를 발생하며, 할당된 유니크워드가 검출될 때는 복조시스템에 할당되는 일정 주파수 값을 취한다. 한편, 복조기(25)에서 회복된 비트 스트림내에 포함된 데이타신호는 프레임 펄스 발생기(29)로 부터 공급된 프레임 펄스에 응답하여 디멀티플랙서(27)에 의해 검출되어, 베이스밴드 인터페이스회로(28)에 공급된다. 이 회로(28)에서, 데이타신호는 디컴프레스(Decompress)되고, 본래의 베이스밴드 신호는 베이스밴드 인터페이스 회로(11)와는 역의 과정을 통해 회복된다.

만약, 수신된 유니크워드가 수신 채널 셋팅 회로(21)로 부더 공급되는 원 유니크워드(own unique word)와 동일하다면, 유니크워드 검출기(26)는, 수신된 데이타 스트림내에 프레임 스타트 타이밍을 설정하기 위해 프레임 펄스 발생기(29)가 디멀티플렉서(27)에 프레임 펄스를 공급하도록 하는 출력을 발생한다. 유니크워드 검출기(26)의 출력은 주파수 제어기(22)에 또한 인가되어, 상기 주파수제어기(22)는 수신채널 세팅회로(21)의 출력에 초기에 응답하여, 복조시스템의 캐리어 주파수에 대응하는 신호를 발생한다. 주파수제어기(22)의 출력은 주파수합성기(23)에 인가되고 이 합성기는 반송 주파수를 다운 콘버터(24)에 공급한다.

주파수제어기(22), 주파수합성기(23), 다운 콘버너(24), 복조기(25) 및 유니크워드 검출기(26)는 자동 주파수제어를 하는 페루프를 형성함으로써, 만약, 수신된 신호내에 주파수편차가 있다면, 유니크워드 검출기(26)는 목적 유니크워드가 검출될 때까지 아웃-오프-턴 신호(out-of-tune signal)를 주파수 제어기(22)에 공급한다. 특히, 주파수제어기(22)는 송수신기 주파수 드리프트(drifts)의 범위에 걸친 그것의 출력전압을 스위핑(sweeping)함으로써 원하는 캐리어 주파수를 찾는다. 만약 주파수 드리프트가 본래의 주파수보다 높은 주파수의 한 채널에 대응한다면, 유니크워드 발생기(26)는, 합성기 주파수가 목적주파수로터 한 채널만큼 중가되었을 때, 턴-인 신호(tum-in signal)를 발생하여, 주파수제어기(22)가 스위핑 활동을 중지한다음 그것의 출력신호를 홀드하게 한다.

유니크워드는 송수신기 주파수 드리프트의 범위내에 있는 다수채널 수 만큼 필요하기 때문에, 유니크워드는 몇개의 비트로 구성될 수 있다. 따라서 상기 시스템의 전송효율이 감소되지 않는다.

제2도는 본 발명의 수정된 실시예의 블록선도인데 제 1b도의 부분들과 대응하는 부분들에는 동일 참조번호가 표기되어 있다. 수정된 복조시스템(70)은 동일한 군의 채널에 각각 할당되는 유니크 워드들중 하나를 검출하므로써 주파수 편차를 보상한다. 다수의 유니크 워드 검출기(26-0 내지 26-4)은 동일한 군에 할당된 유니크워드들을 각각 검출하기 위하여 복조기(25)의 출력에 결합된다. 각각의 유니크워드 검출기는 한유니크워드를 검출하면 한 펄스를 발생하여, 이 펄스를 OR게이트(30)를 통해 프레임 펄스발생기(29)에 공급한다. 각각의 유니크워드 검출기의 출력은 또한 주파수 제어기(31)의 대응 입력단자에 인가된다. 유니크워드 검출기(26-0, 26-1, 26-3 및 26-4)로부터 나와 주파수 제어기(31)의 입력단자들에 인가된 신호들은 주파수 제어기(31)로 하여금 대응 주파수 오프셋 신호들을 주파수합성기(23)에 공급하게 하는 한편, 유니크워드검출기(26-2)로 부터 인가된 신호는 주파수제어기(31)로 하여금 그것의 출력신호를 홀드하게 한다.

편의상, 유니크워드 검출기(26-0) 및 (26-1)가 원하는 캐리어의 고측면상에 인접한 채널들의 유니크워드를 검출하고, 유니크워드 검출기(26-2)는 복조시스템의 유니크워드를 검출하며, 유니크워드 검출기(26-3)및 (26-4)가 원하는 캐리어의 저측면상에 인접한 채널들의 유니크워드를 검출한다고 가정하기로 한다. 주파수제어기(31)는 초기에, 채널 셋팅회로(21)의 출력에 응답하여 주파수합성기(23)로 하여금 시스템(70)에 할당된 캐리어 주파수를 발생하게 하는 주파수제어신호를 발생한다. 만약, 원하는 주파수로 부터 높은 주파수 범위쪽에 2-채널의 주파수 드리프트가 있다면, 유니크워드 검출기(26-4)는 가변 범위의 최저캐리어 주파수를 갖고 있는 채널의 유니크 워드 코드를 검출한다. 유니크워드 검출기(26-4)의 출력은 주파수합성기(23)가 캐리어 주파수를 두 채널간격에 대응하는 양만큼 증가시키도록, 주파수제어기(31)로 하여금 그것의 주파수 제어신호를 변화시키게 한다. 이러한 방식에 있어서, 원하는 신호는 다운 콘버터(24)에 의해 검출될 수있으며, 유니크워드 검출기(26-2)는 유니크워드 검출기(26-4)의 출력에 응답하여 발생된 레벨에 주파수제어기(31)의 출력을 홀드하도록 원 시스템의 유니크워드를 검출한다.

상기 설명은 단지 본 발명의 양호한 실시예를 나타낸다. 다양한 수정은 첨부된 청구범위에 한정된 본 발명의 범주로 부터 벗어남이 없이 기술적으로 숙련된 사람에게 명백하다.

Claims (3)

1. 업링크 주파수애서 대응하는 다운링크 주파수로 중계하기 위한 위성채널들이 공통으로 이용하는 국부발진기를 갖고 있는 위성 송수신기를 통해서 소스 지구국과 목적지 지구국 사이에 다수의 위성채널을 설정하기 위한, 소스 지구국과 목적지 지구국을 갖고 있는 캐리어당 단일 채널 위성통신 시스템에서, 상기 소스지구국은 상기 위성채널들에 각각 대응하는 다수의 변조시스템(1,2)을 갖고 있고, 상기 목적지 지구국은 상기 위성채널들에 각각 대응하는 다수의 복조시스템(7,8)을 갖고 있는데, 상기 변조시스템(1,2)은 상기 위성채널의 다수군에 각각 대응하는 다수의 군으로 나뉘어지고, 상기 복조시스템들은 같은 식으로 상기 위성채널의 다수군에 각각 대응하는 다수의 군으로 나뉘어지고 각 군의 위성채널은 상기 위성 송수신기에 의해 발생된 주파수 드리프트 범위에 의해 커버되며, 유니크 워드는 각각의 변조시스템과 각각의 대응 복조시스템에 할당되고, 변조 및 복조시스템의 각 유니크 워드는 각 군에서 배타적으로 유일하며, 각 군에 할당된 유니크 워드는 다른 군들에 할당된 것들과 동일하며, 상기 변조시스템(1,2) 각각은 변조된 업링크 캐리어로 할당된 유니크 워드를 상기 위성 송수신기에 전송하여, 상기 복조시스템(7.8) 각각은 변조기 출력을 발생하기위해 가변주파수 캐리어로 상기 위성 송수신기로 부터의 변조된 다운링크 캐리어를 복조하는 복조기 수단(21∼25), 상기 복조기 출력이 복조시스템에 할당된 유니크워드를 포함하는지 여부를 검출하는 유니크워드 검출기 수단(26), 유니크워드 발생기 수단(26)에 의해 검출된 유니크 워드에 대응하는 로컬 캐리어를 발생하고 이 로컬 캐리어를 상기 가변 주파수 캐리어로서 상기 복조기 수단에 제공하는 가변 주파수 발생기수단(22,23), 및 상기 유니크워드 검출기 수단(26)에 의한 상기 할당된 유니크워드의 검출에 응답하여 프레임시작 타이밍을 설정하는 수단(29)을 포함하는 것을 특징으로 하는 캐리어당 단일채널 위성통신 시스템.
2. 제1항에 있어서, 가변주파수 발생기수단(22,23)에 의해 발생된 로컬캐리어는 상기 할당된 유니크워드가 상기 유니크워드 검출기수단(26)에 의해 검출되지 않을 때 연속해서 주파수로 가변되고 상기 할당된 유니크 워드가 검출될 때는 일정주파수 값을 취하는 것을 특징으로 하는 캐리어당 단일채널 위성통신 시스템.
3. 제 1항에 있어서, 상기 유니크워드 검출기 수단은 상기 복조기출력으로 부터 각 군의 복조시스템에 할당된 유니크워드를 각각 검출하기 위한 다수의 유니크워드 검출기(26-0∼26-4)를 포함하며, 상기 가변주파수 발생기수단(23,31, 제2도)는 상기 복수의 유니크워드 검출기에 응답하여 검출된 유니크 워드들중 하나에 대응하는 주파수를 갖고 있는 로컬 캐리어를 발생하고 이 로컬 캐리어를 상기 가변 주파수 캐리어로서 상기 복조기수단(21,25, 제2도)에 제공하는 것을 특징으로 하는 캐리어당 단일채널 위성통신 시스템.

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