KR100205650B1 - 위성통신 시스템에서 기지국의 기준시각 보정장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 중앙제어국으로부터 글로벌 패킷(Global Packet)의 소정의 시각영역에 실어 방송(Broadcasting)하는 기준시각을 가입자와 직접 결합하는 기지국이 수신하여 기준시각을 보정할 수 있도록 된 위성통신 시스템에서 기지국의 기준시각 보정장치에 관한 것으로, 각각 다수의 가입자와 직접 결합되는 기지국과, 모든 기지국으로 기준시각을 방송하는 중앙제어국을 포함하여 구성되고, 상기 기지국은, 소정의 시각데이터를 저장하는 기준시각 저장수단과, 상기 기준시각 저장수단의 시각데이터를 계수하기 위한 제1타이머수단, 소정의 시각데이터를 저장하는 현재시각 저장수단, 계수동작을 실행하다가 100msec가 경과되면 그 결과신호를 출력하기 위한 제2타이머수단, 중앙제어국으로부터 기준시각이 수신되면 이 기준시각데이터와 상기 현재시각 저장수단의 시각데이터를 비교하여 두 시각데이터가 일치하면 제1레벨의 신호를, 일치하지 않으면 제2레벨의 신호를 출력하기 위한 시간판정수단 및, 상기 제2타이머수단으로부터 결과신호가 입력되면 기준시각 저장수단의 시각데이터로 현재시각 저장수단의 시각데이터를 갱신저장하고, 상기 시간판정수단으로부터 제2레벨의 신호가 입력되면 상기 기준시각 저장수단의 시각데이터를 갱신저장하는 제어수단을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

위성통신 시스템에서 기지국의 기준시각 보정장치

본 발명은 인공위성을 이용한 통신 시스템에 관한 것으로, 특히 위성통신 시스템의 전반적인 제어를 수행하는 중앙제어국으로부터 글로벌 패킷(Global Packet)의 소정의 시각영역에 실어 방송(Broadcasting)하는 기준시각을 가입자와 직접 결합하는 기지국이 수신하여 기준시각을 보정할 수 있도록 된 위성통신 시스템에서 기지국의 기준시각 보정장치에 관한 것이다.

최근, 통신기술이 급속도로 발전되면서 원격지에 위치하는 가입자가 인공위성을 통하여 통화를 할 수 있도록 해주는 위성통신이 점차 일반화되고 있는 바. 이와 같은 위성통신은 통화를 위해 별도의 신호선이 필요로 되지 않기 때문에 주로 국가간의 장거리 통신이나, 또는 우리나라와 같이 산악이 많은 나라의 통신방법으로서 유용하게 사용되고 있다.

상기한 위성통신에 있어서는 그 채널할당방식에 따라 가입자별로 각각의 통신채널을 할당하는 PAMA(Pre-Assignment Multiple Access) 방식과 가입자의 요구에 따라 통신채널을 할당하는 DAMA(Demand Assignment Multiple Access) 방식의 두가지 방식을 들 수가 있는데, 일반적으로 가입자간의 통화를 위한 위성통신 시스템에 있어서는 통신채널의 가격과 그 효용성을 고려하여 DAMA 방식을 많이 채용하고 있다.

도 1은 DAMA 방식에 따른 일반적인 위성통신 시스템의 전반적인 시스템 구성을 나타낸 구성도이다.

도 1에서 참조번호 1은 다수의 통신용 채널을 구비한 인공위성이고, 2는 전체 위성통신 시스템을 제어하는 중앙제어국, 3(3A, 3B)은 교환기나 전화기, 컴퓨터등의 데이터 단말기 및 팩시밀리 등의 단말기에 대한 인터페이스 기능을 갖춤과 더불어, 상기 중앙제어국(2)과 데이터 송수신을 통해 상기한 각종 단말기간의 통화기능을 제공하는 기지국이다.

또한, 도 1에서 참조부호 S는 제어데이터를 송수신하기 위한 서비스 채널(Service Channel)을 나타내고, T는 데이터나 음성을 송수신하기 위한 트래픽 채널(Traffic Channel)을 나타낸다.

상기한 구성에 있어서, 중앙제어국(2)은 정상적인 상태에서는 서비스채널을 통해서 제어 메세지를 송출한 후 해당 기지국(3)으로부터 송신되어 오는 응답 메세지를 근거로 각 기지국(3)의 상태, 즉 통신가능 용량이나 통신채널의 이용상태를 점검하는 폴링(Polling)기능을 수행하게 된다. 그리고, 특정한 기지국 예컨대 기지국(3A)으로부터 기지국(3B) 관할의 단말기에 대해 통화요구(Calling)가 있는 경우에는 상기 폴링과정에서 얻어진 정보를 근거로 해당 기지국(3B)이 통신이 가능한 상태인 지를 판단하고, 통신가능 상태인 경우에는 인공위성의 이용가능한 트래픽 채널(T)을 양 기지국(3A, 3B)에 할당함으로써 양 기지국(3A, 3B)이 직접적으로 상호 통신을 수행할 수 있도록 하게 된다.

이어, 중앙제어국(2)은 상기한 양 기지국(3A, 3B)간에 통신이 종료되어 통신 요구가 있었던 기지국(3A)으로부터 서비스 채널(S)을 통해 통신종료신호가 인가되게 되면 양 기지국에 대해 통신종료처리를 실행함으로써 양기지국(3A, 3B)에 대해 제공되었던 트래픽 채널(T)을 해제하게 된다.

한편, 도 2는 상술한 중앙제어국(2)의 구성을 나타낸 구성도이다.

도 2에서 참조번호 21은 인공위성(1)과 상향링크(Up link) 신호와 하향 링크(Down link) 신호를 송수신하기 위한 안테나이고, 22는 주파수의 편파성질을 이용하여 상기 안테나(21)를 통해 송수신되는 신호를 분리하여 입출력하는 직교모드변환기(OMT : Orthogonal Mode Transducer), 23은 이 직교모드변환기(22)를 통해 입력된 예컨대 12.25~12.75GHz의 하향링크 주파수신호를 저잡음증폭하는 저잡음증폭기(LNA : Low Noise Amplifier), 24는 이 저잡음증폭기(23)를 통해 인가된 주파수신호를 예컨대 70MHz의 중간주파수신호(IF)로 변환하는 주파수하향변환기(DC : Down Converter)이다.

또한, 참조번호 25는 상기 주파수하향변환기(24)로부터 인가되는 중간 주파수신호(IF)를 다수의 중간주파수신호로 분리하여 출력함과 더불어, 이후에 설명할 SCPC(Single Channel Per Carrier) 채널 유니트(SCU : 31)로부터 인가되는 중간주파수신호를 조합하여 출력하는 중간주파수 조합/분배부(IF C/D : IF Combiner/Distributer)이고, 26은 이 중간주파수 조합/분배부(25)로부터 인가되는 중간주파수 신호를 복조하고 디코딩하여 출력하는 SCPC 채널유니트로서, 여기서 상기 중간주파수 조합/분배부(25)는 다수의 SCPC채널유니트를 사용하는 경우의 시스템 확장성을 위해 채용된 것이다.

또한, 참조번호 31은 이후에 설명할 네트워크 제어부(40)로부터 출력되는 메세지를 인코딩 및 변조하여 출력하는 SCPC 채널유니트이고, 32는 상기 IF조합/분배부(25)로부터 인가되는 70MHz의 IF신호를 예컨대 14.0~14.5GHz의 극초단파로 변환하여 상향링크 주파수신호를 생성하는 주파수상향변환기(UC : Up Converter), 33은 이 주파수상향변환기(32)로부터 출력되는 상향링크 주파수신호를 증폭하는 고출력증폭기(HPA : High Power Amplifier)이다.

그리고, 참조번호 40은 상기 SCPC 채널 유니트(26)를 통해서 각 기지국(3)으로 제어 메세지를 송출한 후 해당 기지국으로부터 송신되어 오는 응답 메세지를 근거로 각 기지국(3)의 상태를 점검하는 폴링기능을 수행하고, 특정한 기지국으로부터 통화요구(Calling)가 있는 경우에는 상기 폴링과정에서 얻어진 정보를 근거로 상대방 기지국이 통신이 가능한 상태인 지를 판단하여 통신가능 상태인 경우에는 인공위성의 이용가능한 트래픽 채널(T)과 모뎀을 양 기지국에 할당함으로써 양 기지국이 직접적으로 상호 통신을 수행할 수 있도록 하는 등의 시스템제어를 수행하는 네트워크 제어부이다.

또한, 참조번호 41은 위성통신 시스템에서 요구되는 기준시각을 자체적으로 계수하여 이 기준시각을 저장하기 위한 기준시각저장부로서, 상기 네트워크 제어부(40)는 소정의 시간간격으로 기준시각을 독출하여 모든 기지국으로 방송(Broadcasting)하게 된다.

또한, 참조번호 50은 시스템관리자가 상기 네트워크제어부(40)를 관리하여 위성통신 시스템의 전반적인 네트워크를 관리하기 위한 네트워크관리시스템이다.

이어, 상기한 구성으로 된 위성통신 시스템의 동작을 설명한다.

정상적인 상태에서 도 2의 네트워크 제어부(40)는 폴링동작을 수행하여 각 기지국의 상태를 점검하게 된다.

즉, 네트워크 제어부(40)의 각 기지국의 상태를 점검하기 위한 패킷 데이터로부터 TDM스트림의 메시지를 생성한 후 이를 SCPC채널 유니트(31)로 출력하게 된다.

그러면, SCPC 채널 유니트(31)에서는 상기 메시지를 인코딩 및 변조함으로써 예컨대 70MHz의 중간주파수신호로 변환하여 출력하게 되고, 이 중간주파수신호는 IF 조합/분배부(25)에서 주파수별로 조합된 후, 주파수증가 변환부(32)에서 예컨대 14.5GHz의 상향링크 주파수신호로 변환되게 된다. 그리고, 이 상향링크 주파수신호는 고출력증폭기(33)와 직교모드변환기(22) 및 안테나(21)를 거쳐 출력된 후 도 1에서의 인공위성(1)을 통해 각 기지국(3)으로 송출되게 된다.

한편, 각 기지국(3)으로부터 인공위성(1)을 통해 안테나(21)로 수신된 응답메시지, 즉 12.25GHz의 하향링크 주파수신호는 직교모드변환기(22)와 저잡음증폭기(23)를 통해 주파수하향변환기(24)에 인가되어 70MHz의 중간 주파수신호로 변환되고, 이어 IF 조합/분배부(25)를 통해 SCPC채널 유니트(26)로 인가되어 복조 및 디코딩된 후 네트워크제어부(40)로 인가되게 된다.

그리고, 네트워크제어부(40)에서는 수신되는 메시지로부터 패킷정보를 추출하여 S-ALOHA 패킷을 생성한 후 이를 근거로 소정의 기지국정보 저장부를 갱신등록함으로써 모든 기지국에 대한 상태정보를 보유하게 된다.

또한, 상술한 폴링동작은 각 기지국에 대해 지속적으로 실행되게 된다.

또한, 상기 네트워크 제어부(40)는 기준 시각을 자체적으로 계수하여 이 기준시각을 상기 TDM스트림의 글로벌 패킷(Global Packet)에 실어 모든 기지국으로 방송하게 된다.

한편, 상술한 폴링동작 중에 임의의 기지국으로부터 다른 기지국에 대한 통화요구(Calling)가 있게 되면 네트워크 제어부(40)는 상기 소정의 기지국정보 저장부로부터 호출된 기지국의 상태정보를 독출하여 해당 기지국이 현재 통신이 가능한 상태인지를 판단하게 된다. 이때, 통신가능상태로 판정된 경우에는 현재 사용가능한 통신채널을 검사하여 호출 기지국에 채널을 할당하게 된다.

한편, 도 3은 도 2에서의 기지국(3)의 구성을 나타낸 것이다.

기지국(3)은 도 3에 보인 바와 같이 상술한 중앙제어국(2)과 유사한 구성으로 되어 있고 대부분의 구성이 중앙제어국(2)의 그것과 동일한 기능을 수행하게 된다.

도 3에서 참조번호 60은 기지국의 전반적인 제어를 수행하는 기지국 프로세서이다. 이 기지국 프로세서(60)는 중앙제어국(2)으로부터 수신되는 제어신호에 따라 SCPC채널유니트(66, 71)의 할당하거나 기지국(3)에 결합되어 있는 가입자의 호 설정상태, 채널 이용상태 등의 모든 정보를 중앙제어국(2)으로 출력하도록 제어하게 된다.

상기한 구성으로 된 위성통신 시스템은 상기 중앙제어국(2)이 기지국(3)의 상태나 네트워크의 상태를 감시하여 각 기지국의 정보, 예컨대 과금 및 통계데이터등을 수집처리하거나 또는 소정의 제어명령을 방송하여 각 기지국(3)을 제어함에 있어서, 지상망 가입자 또는 공중파 가입자와 직접 결합되어 있는 단말국으로서의 각 기지국(3)과 기준 시각이 일치되어야 된다.

이에, 본 발명은 상기한 사정을 감안하여 창출된 것으로서, 위성통신 시스템의 중앙제어국으로부터 글로벌 패킷(Global Packet)의 소정의 시각영역에 실어 방송(Broadcasting)하는 기준시각을 가입자와 직접 결합하는 기지국이 수신하여 기지국의 기준시각을 보정할 뿐 아니라 중앙제어국으로부터 수신되는 기준시각과 기지국 자체에서 계수되는 기준시각이 일치하지 않을 때만 기지국의 기준시각을 보정함으로써 기준시각을 저장하는 소정의 메모리의 수명을 연장시킬 수 있도록 된 위성통신 시스템에서 기지국의 기준시각 보정장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기 목적을 실현하기 위한 본 발명에 따른 위성통신 시스템에서 기지국의 기준시각 보정장치는 각각 다수의 가입자와 직접 결합되는 기지국과, 모든 기지국으로 기준시각을 방송하는 중앙제어국을 포함하여 구성되고, 상기 기지국은, 소정의 시각데이터를 저장하는 기준시각 저장수단과, 상기 기준시각 저장수단의 시각데이터를 계수하기 위한 제1타이머수단, 소정의 시각데이터를 저장하는 현재시각 저장수단, 계수동작을 실행하다가 100msec가 경과되면 그 결과신호를 출력하기 위한 제2타이머수단, 중앙제어국으로부터 기준시각이 수신되면 이 기준시각데이터와 상기 현재시각 저장수단의 시각데이터를 비교하여 두 시각데이터가 일치하면 제1레벨의 신호를, 일치하지 않으면 제2레벨의 신호를 출력하기 위한 시간판정수단 및, 상기 제2타이머수단으로부터 결과신호가 입력되면 기준시각 저장수단의 시각데이터로 현재시각 저장수단의 시각데이터를 갱신저장하고, 상기 시간판정수단으로부터 제2레벨의 신호가 입력되면 상기 기준시각 저장수단의 시각데이터를 갱신 저장하는 제어수단을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

즉, 상기한 구성에 의하면, 기지국은 중앙제어국으로부터 기준시각을 수신받아 네트워크의 시각을 일치시킬 수 있게 되고, 또한 수신된 기준시각과 자체적으로 계수되는 시각이 일치하면 기준시각을 저장하는 메모리수단의 시각데이터를 갱신하는 소정의동작을 수행하지 않음으로써 메모리수단의 수명을 연장시킬 수 있게 된다.

제1도는 일반적인 위성통신 시스템의 개요를 설명하기 위한 전반적인 시스템 구성도.

제2도는 제1도에서의 중앙제어국(2)의 구성을 나타낸 기능 블록도.

제3도는 제1도에서의 기지국(3)의 구성을 나타낸 기능 블록도.

제4도는 본 발명의 1실시예에 따른 위성통신 시스템에서 기지국의 기준시각 보정장치의 구성을 나타낸 기능 블록도.

제5도는 제4도의 구성으로 된 장치의 동작을 설명하기 위한 동작 플로우챠트.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 인공위성 2 : 중앙제어국

3A, 3B : 기지국 21 : 안테나

22 : 직교모드변환기 23 : 저잡음증폭기

24 : 주파수하향변환기 25 : 중간주파수 조합/분배부

26, 31 : SCPC 채널유니트 32 : 주파수상향변환기

33 : 고출력증폭기 40 : 네트워크제어부

41 : 기준시각저장부 50 : 네트워크 관리시스템

60, 80 : 기지국 프로세서 81 : 제1타이머

82 : 제2타이머

83 : CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)

84 : 현재시각저장부 85 : 임시시각저장부

86 : 시간판정부

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 구성을 나타낸 블록 구성도이다. 도 4에서 도 3과 동일한 기능을 수행하는 부분에는 동일한 참조번호를 붙이고 그 상세한 설명은 생략한다.

도 4에서 참조번호 80은 기지국의 전반적인 동작제어를 수행하는 기지국 프로세서이고, 참조번호 81은 현재의 시각을 계수하기 위한 제1타이머, 82는 소정의 시각데이터를 계수하는 제2타이머로서, 이 제2타이머(82)는 소정의 시각을 계수하다가 100msec가 되면 그 결과신호를 출력하게 된다.

또한, 참조번호 83은 중앙제어국(2)으로부터 수신되는 기준시각을 저장하기 위한 기준시각저장부로서, 이 기준시각저장부(83)는 CMOS로 구성되어 있고, 참조번호 84, 85는 상기한 기지국 프로세서(80)의 제어신호에 따라 소정의 시각데이터를 저장하기 위한 현재시각저장부와 임시시각저장부이다.

또한, 참조번호 86은 상기한 상기 현재시각저장부(84)와 임시시각저장부(85)로부터 입력되는 시각데이터를 비교하여 두 데이터가 일치하게 되면 그 결과신호를 출력하기 위한 시간판정부이다.

이어, 상기한 구성으로 된 장치의 동작을 설명한다.

우선, 중앙제어국(2)으로부터 초기화 실행명령이 수신되면 기지국프로세서(80)는 상기 기준시각 저장부(83), 현재시각 저장부(84)등을 초기화시키게 된다(ST11 단계).

이어, 중앙제어국(2)은 TDM스트림의 글로벌 패킷에 기준시각을 방송하게 된다. 기지국(3)의 프로세서(80)는 상기 기준시각데터가 수신되게 되면(ST12 단계), 이 기준시각데이터를 상기 기준시각 저장부(83)에 저장하게 된다(ST13 단계).

또한, 기지국프로세서(80)는 상기 제1 및 제2타이머(81, 82)를 리셋시킴으로써 계수 동작을 실행제어하게 된다(ST14 단계). 기지국 프로세서(80)는 제1타이머(81)의 계수동작을 근거로 상기 기준시각 저장부(83)에 저장되는 있는 기준시각을 갱신저장하게 된다.

그리고, 상기 제2타이머(82)는 계수 동작을 실행하다가 예컨대, 100msec가 되게 되면 소정 레벨의 결과신호를 기지국프로세서(80)로 출력하게 되는 바, 이때 프로세서(70)는 상기 제1타이머(81)의 계수 동작에 따라 기준시각 저장부(83)에 갱신저장되어 있는 시각데이터를 독출하여 상기 현재시각저장부(84)에 갱신저장하게 된다(ST15, ST16 단계).

이후, 기지국 프로세서(80)는 중앙제어국(2)으로부터 새로운 기준시각이 입력되게 되면(ST17 단계), 이 기준시각을 상기 임시시각 저장부(85)에 저장함과 더불어 상기 시간판정부(86)를 구동제어하여 상기 현재시각 저장부(84)의 시각데이터와 임시시각 저장부(85)의 시각데이터가 일치하는 지를 비교판단하도록 제어하게 된다(ST18, ST19 단계).

이어, 기지국 프로세서(80)는 상기 시각판정부(86)로부터 두 시각데이터가 일치하지 않게 됨에 따른 소정 레벨의 신호를 입력하게 되면, 상기 ST13 단계로 이행하여 기준시각 저장부(83) 시각데이터를 갱신저장하는 등의 하위 단계의 동작을 재실행하게 된다.

그러나, 상기 시간판정부(86)로부터 두 시각데이터가 일치함에 따른 소정 레벨의 신호를 입력받게 되면, 기지국 프로세서(80)는 중앙제어국(2)으로부터 새롭게 수신된 기준시각을 무시하고 상기 ST15 단계로 이행하여 제2타이머(82)로부터 입력되는 입력신호를 근거로 하위 단계의 동작을 실행하게 된다(ST20 단계).

즉, 상기 실시예에 의하면, 중심제어국(2)으로부터 방송되는 기준시각을 근거로 기지국의 기준시각을 보정할 수 있게 되고, CMOS의 수명도 연장시킬 수 있게 된다.

또한, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 않는 범위내에서 다양하게 변형실시할 수 있다.

상기한 바와 같이 본 발명에 의하면, 중앙제어국으로부터 글로벌 패킷(Global Packet)의 소정의 시각영역에 실어 방송(Broadcasting)하는 기준시각을 가입자와 직접 결합하는 기지국이 수신하여 기준시각을 보정할 수 있도록 된 위성통신 시스템에서 기지국의 기준시각 보정장치를 실현할 수 있게 된다.

상기한 본 발명에 의하면, 중앙제어국으로부터 글로벌 패킷(Global Packet)의 소정의 시각영역에 실어 방송(Broadcasting)되는 기준시각을 근거로 기지국의 시각을 보정할 수 있을 뿐만 아니라 기준시각데이터를 저장하는 메모리의 수명도 연장시킬 수 있게 된다.

Claims (2)

1. 각각 다수의 가입자와 직접 결합되는 기지국과, 모든 기지국으로 기준시각을 방송하는 중앙제어국을 포함하여 구성되고, 상기 기지국은, 소정의 시각데이터를 저장하는 기준시각 저장수단과, 상기 기준시각 저장수단의 시각데이터를 계수하기 위한 제1타이머수단, 소정의 시각데이터를 저장하는 현재시각 저장수단, 계수동작을 실행하다가 소정 시간이 경과되면 그 결과신호를 출력하기 위한 제2타이머수단, 중앙제어국으로부터 기준시각이 수신되면 이 기준시각데이터와 상기 현재시각 저장수단의 시각데이터를 비교하여 두 시각데이터가 일치하면 제1레벨의 신호를, 일치하지 않으면 제2레벨의 신호를 출력하기 위한 시간판 정수단 미, 상기 제2타이머수단으로부터 결과신호가 입력되면 기준시각 저장수단의 시각데이터로 현재시각 저장수단의 시각데이터를 갱신저장하고, 상기 시간판정수단으로부터 제2레벨의 신호가 입력되면 상기 기준시각 저장수단의 시각데이터를 갱신저장하는 제어수단을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 위성통신 시스템에서 기지국의 기준시각 보정장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 제어수단은 상기 시간판정수단으로부터 제1레벨의 신호가 입력되면 수신된 기준시각데이터를 무시하는 것을 특징으로 하는 위성통신 시스템에서 기지국의 기준시각 보정장치.