KR101240251B1 - 위성통신 시스템의 클럭 제어장치 및 이를 갖는 제어국 절환장치 - Google Patents

위성통신 시스템의 클럭 제어장치 및 이를 갖는 제어국 절환장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 위성통신 시스템의 클럭 제어장치 및 이를 갖는 제어국 절환장치에 관한 것으로서, 위성통신 시스템의 단말국 및 부제어국에서 TDMA 제어를 위한 동기화시 기준버스트와의 타이밍 에러를 보상하기 위한 클럭 제어신호를 생성할 때 기준버스트의 단절이 발생하더라도 단절이전의 클럭 제어신호의 패턴에 따라 클럭을 제어할 수 있도록 할 뿐만 아니라 부제어국에서 제어국에서 송신하던 기준버스트에 의해 동기를 유지한 상태로 기준버스트를 송신할 수 있어 기준버스트의 일시적 단절상태에서도 동기를 유지할 수 있도록 할 뿐만 아니라 기준버스트의 단절이 길어질 경우 부제어국으로 자동 절환되어 동기를 유지함으로써 통신의 단절을 방지할 수 있다.

Description

위성통신 시스템의 클럭 제어장치 및 이를 갖는 제어국 절환장치{CLOCK CONTROL APPARATUS OF SATELLITE COMMUNICATION SYSTEM AND APPARATUS FOR EXCHANGING CONTROL STATION WITH THEREOF}
본 발명은 위성통신 시스템의 클럭 제어장치 및 이를 갖는 제어국 절환장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 위성통신 시스템의 단말국 및 부제어국에서 TDMA 제어를 위한 동기화시 기준버스트와의 타이밍 에러를 보상하기 위한 클럭 제어신호를 생성할 때 기준버스트의 단절이 발생하더라도 단절이전의 클럭 제어신호의 패턴에 따라 클럭을 제어할 수 있도록 할 뿐만 아니라 동기를 유지한 상태에서 부제어국에서 기준버스트를 송신할 수 있도록 한 위성통신 시스템의 클럭 제어장치 및 이를 갖는 제어국 절환장치에 관한 것이다.
위성통신은 하나의 위성을 매개로 하여 제어국 및 단말국들이 다중 접속하여 동일주파수대를 시간적으로 분할하여 그 주파수대로 상호통신을 하는 TDMA(Time Division Multiple Access ; 시분할다중접속) 방식이 주로 사용된다.
TDMA 방식의 위성통신 시스템은 네트워크에 접속되는 단말국을 감시하고 제어하며 단말국 간의 동기를 유지하도록 하는 기준버스트(Reference Burst ; RB)를 전송하는 하나의 제어국과, 제어국에서 제공하는 기준버스트에 따라 정보데이터를 포함한 트래픽버스트(Traffic Burst ; TB)를 송수신하는 다수의 단말국을 포함한다.
이러한 위성통신 시스템에서는 하나의 제어국과 다수의 단말국이 위성을 공유하여 기준버스트 및 트래픽버스트를 전송하기 때문에, 버스트 간의 충돌이 발생하지 않도록 제어국 및 단말국 간의 망동기를 제어하여 버스트 전송 시점을 계산하고 버스트 전송신호를 생성하는 TDMA 제어기를 포함하고 있다.
위에서 설명한 기술은 본 발명이 속하는 기술분야의 배경기술을 의미하며, 종래기술을 의미하는 것은 아니다.
이와 같이 위성통신 시스템에서는 제어국에서 송신되는 기준버스트를 기준으로 단말국에서 시간기준을 동기화시키기 위해 클럭간 오차를 보상하게 되나 기준이 되는 기준버스트가 기상악화나 터널 등을 통과하여 일시적으로 단절될 경우 클럭간 오차를 보상할 수 없을 뿐만 아니라 제어국에 이상이 발생하여 부제어국으로 절체할 경우 원래의 제어국과 동기가 유지된 상태에서 부제어국과 동기를 유지하기 어려운 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위해 창작된 것으로서, 위성통신 시스템의 단말국 및 부제어국에서 TDMA 제어를 위한 동기화시 기준버스트와의 타이밍 에러를 보상하기 위한 클럭 제어신호를 생성할 때 기준버스트의 단절이 발생하더라도 단절이전의 클럭 제어신호의 패턴에 따라 클럭을 제어할 수 있도록 할 뿐만 아니라 동기를 유지한 상태에서 부제어국에서 기준버스트를 송신할 수 있도록 한 위성통신 시스템의 클럭 제어장치 및 이를 갖는 제어국 절환장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 위성통신 시스템의 클럭 제어장치는 제어국에서 동기를 유지하도록 송신한 기준버스트를 단말국에서 수신부를 통해 수신하고, 기준버스트를 기반으로 제어국과 단말국간의 클럭오차를 산출하여 클럭오차를 보상하기 위한 클럭제어신호를 생성하는 클럭제어신호 생성부; 클럭제어신호 생성부에서 생성된 클럭제어신호를 입력받아 클럭제어신호의 패턴을 바탕으로 클럭오차를 보상하기 위한 의사 클럭제어신호를 생성하는 의사 클럭제어신호 생성부; 수신부에서 수신되는 기준버스트의 신호세기를 검출하는 신호세기 검출부; 및 신호세기 검출부에서의 검출결과에 따라 신호세기와 설정값을 비교하여 클럭제어신호와 의사 클럭제어신호를 선택적으로 TDMA 제어기로 출력하는 제어신호 선택부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 클럭제어신호 생성부는 클럭오차를 평균하는 제 1평균기; 및 제 1평균기의 출력값 중 소수부분을 절단하여 정수로 출력하는 절단기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 의사 클럭제어신호 생성부는 클럭제어신호를 평균하는 제 2평균기; 및 제 2평균기의 출력값 중 나머지 부분에 대해 반복적으로 합산하여 정수로 출력하는 나머지 연산을 수행하여 정수로 출력하는 정수화기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 측면에 따른 위성통신 시스템의 클럭 제어장치를 갖는 제어국 절환장치는 제어국에서 동기를 유지하도록 송신한 기준버스트를 부제어국에서 수신부를 통해 수신하고, 기준버스트를 기반으로 제어국과 부제어국간의 클럭오차를 산출하여 클럭오차를 보상하기 위한 클럭제어신호를 생성하는 클럭제어신호 생성부; 클럭제어신호 생성부에서 생성된 클럭제어신호를 입력받아 클럭제어신호의 패턴을 바탕으로 클럭오차를 보상하기 위한 의사 클럭제어신호를 생성하는 의사 클럭제어신호 생성부; 수신부에서 수신되는 기준버스트의 신호세기를 검출하는 신호세기 검출부; 신호세기 검출부에서의 검출결과에 따라 신호세기와 설정값을 비교하여 클럭제어신호와 의사 클럭제어신호를 선택적으로 출력하는 제어신호 선택부; 및 제어신호 선택부로부터 출력된 클럭제어신호와 의사 클럭제어신호에 따라 클럭오차를 보상하며 신호세기 검출부의 검출결과에 따라 신호세기와 설정값을 비교하여 송신부를 통해 기준버스트를 송신하는 TDMA 제어기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 클럭제어신호 생성부는 클럭오차를 평균하는 제 1평균기; 및 제 1평균기의 출력값 중 소수부분을 절단하여 정수로 출력하는 절단기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 의사 클럭제어신호 생성부는 클럭제어신호를 평균하는 제 2평균기; 및 제 2평균기의 출력값 중 나머지 부분에 대해 반복 합산하여 정수로 출력하는 나머지 연산을 수행하여 정수로 출력하는 정수화기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 TDMA 제어기는 신호세기 검출부의 검출결과 기준버스트의 신호세기가 설정값 이하의 상태로 유지된 시간이 설정시간을 경과할 경우 송신부를 통해 기준버스트를 송신하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 위성통신 시스템의 단말국 및 부제어국에서 TDMA 제어를 위한 동기화시 기준버스트와의 타이밍 에러를 보상하기 위한 클럭 제어신호를 생성할 때 기준버스트의 단절이 발생하더라도 단절이전의 클럭 제어신호의 패턴에 따라 클럭을 제어할 수 있도록 할 뿐만 아니라 부제어국에서 제어국에서 송신하던 기준버스트에 의해 동기를 유지한 상태로 기준버스트를 송신할 수 있어 기준버스트의 일시적 단절상태에서도 동기를 유지할 수 있도록 할 뿐만 아니라 기준버스트의 단절이 길어질 경우 부제어국으로 자동 절환되어 동기를 유지함으로써 통신의 단절을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 위성통신 시스템의 네트워크 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 위성통신 시스템의 클럭 제어장치를 나타낸 블록구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 위성통신 시스템의 클럭 제어장치를 갖는 제어국 절환장치를 나타낸 블록구성도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 위성통신 시스템의 클럭 제어장치 및 이를 갖는 제어국 절환장치의 일 실시예를 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 위성통신 시스템의 네트워크 구성도이다.
도 1에 도시된 바와 같이 단일빔을 사용하는 TDMA 방식의 위성통신 시스템은 하나의 위성(300)을 통해 중계되는 네트워크에서 단말국(400,500)을 감시하고 제어하며 단말국(400,500) 간의 동기를 유지하도록 하는 기준버스트(Reference Burst)를 전송하는 주제어국(100) 및 주제어국(200)에 이상이 발생할 경우 네트워크를 유지하기 위한 부제어국(200)이 포함되며, 주제어국(100)이나 부제어국(200)에서 제공하는 기준버스트에 따라 정보데이터를 포함한 트래픽버스트(Traffic Burst)를 송수신하는 다수의 단말국(400,500)을 포함한다.
이러한 위성통신 시스템에서는 주제어국(100)에서 기준버스트를 전송하여 주제어국(100) 및 단말국(400,500) 간의 망동기를 제어하여 버스트간 충돌이 발생하지 않도록 한다.
그러나, 단말국(400,500)에서 강우 등에 의한 기상악화나 터널 등을 통과하여 일시적으로 기준버스트가 수신되지 않을 경우 통신단절이 발생하게 되지만 본 발명에서는 클럭 제어장치를 통해 단절되기 전의 클럭 제어신호의 패턴에 따라 클럭을 제어하여 동기를 유지하도록 한다.
또한, 부제어국(200)은 제어국 절환장치를 통해 주제어국(100)에서 송신하는 기준버스트를 수신하여 동기를 유지하는 상태에서 주제어국(100)으로부터 기준버스트의 수신이 장시간 단절될 경우 주제어국(100)에서 송신한 기준버스트에 의해 유지된 동기에 따라 부제어국(200)에서 기준버스트를 자동으로 송신할 수 있도록 자동 절환하여 통신의 단절없이 제어권한이 절환되도록 한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 위성통신 시스템의 클럭 제어장치를 나타낸 블록구성도이다.
도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 위성통신 시스템의 클럭 제어장치는 클럭제어신호 생성부(20), 의사 클럭제어신호 생성부(40), 신호세기 검출부(30) 및 제어신호 선택부(50)를 포함한다.
클럭제어신호 생성부(20)는 단말국(400,500)에서 수신부(10)를 통해 수신된 기준버스트를 기반으로 주제어국(100)과 단말국(400,500)간의 클럭오차를 산출하여 클럭오차를 보상하기 위한 클럭제어신호를 생성한다.
이때 클럭제어신호 생성부(20)는 TDMA 제어기(60)가 정수단위로 제어됨에 따라 클럭오차가 발생할 경우 이를 정수화하기 위해 클럭오차를 평균하는 제 1평균기(22) 및 제 1평균기(22)의 출력값 중 소수부분을 절단하여 정수로 출력하는 절단기(24)를 포함한다.
의사 클럭제어신호 생성부(40)는 클럭제어신호 생성부(20)에서 생성된 클럭제어신호를 입력받아 이전에 생성된 클럭제어신호의 패턴을 바탕을 클럭오차를 보상하기 위한 의사 클럭제어신호를 생성한다.
이때 의사 클럭제어신호 생성부(40)는 TDMA 제어기(60)가 정수단위로 제어됨에 따라 클럭오차가 발생할 경우 이를 정수화하기 위해 클럭제어신호를 평균하는 제 2평균기(42) 및 제 2평균기(42)의 출력값 중 나머지 부분에 대해 반복 합산하여 정수로 출력하는 나머지 연산을 수행하여 정수로 출력하는 정수화기(44)를 포함한다.
신호세기 검출부(30)는 수신부(10)에서 수신되는 기준버스트의 신호세기를 신호대잡음비(SNR)를 측정하여 검출한다.
제어신호 선택부(50)는 신호세기 검출부(30)에서의 검출결과에 따라 신호세기와 설정값을 비교하여 기준버스트가 정상적으로 수신될 경우에는 클럭제어신호를 선택하여 TDMA 제어기(60)로 출력되도록 하고, 신호세기 검출부(30)에서 수신되는 신호의 세기가 설정값 이하일 경우 의사 클럭제어신호를 선택하여 TDMA 제어기(60)로 출력되도록 하여 기준버스트가 정상적으로 수신되거나 일시적으로 수신되지 않아 단절되더라도 클럭오차를 보상하여 동기를 유지할 수 있도록 한다.
이와 같이 본 발명에 의한 위성통신 시스템의 클럭 제어장치에 따르면, TDMA 방식의 단일빔을 사용하는 위성통신 시스템의 단말국(400,500)에서 일시적으로 기준버스트가 수신되지 않더라도 단절되기 전의 클럭제어신호의 패턴에 따라 의사 클럭제어신호를 생성하여 TDMA 제어기(60)의 클럭을 제어함으로써 동기를 유지할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 위성통신 시스템의 클럭 제어장치를 갖는 제어국 절환장치를 나타낸 블록구성도이다.
도 3에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 위성통신 시스템의 클럭 제어장치를 갖는 제어국 절환장치는 클럭제어신호 생성부(20), 의사 클럭제어신호 생성부(40), 신호세기 검출부(30), 제어신호 선택부(50) 및 TDMA 제어기(60)를 포함한다.
클럭제어신호 생성부(20)는 부제어국(200)에서 수신부(10)를 통해 수신된 기준버스트를 기반으로 주제어국(100)과 부제어국(200)간의 클럭오차를 산출하여 클럭오차를 보상하기 위한 클럭제어신호를 생성한다.
이때 클럭제어신호 생성부(20)는 TDMA 제어기(60)가 정수단위로 제어됨에 따라 클럭오차가 발생할 경우 이를 정수화하기 위해 클럭오차를 평균하는 제 1평균기(22) 및 제 1평균기(22)의 출력값 중 소수부분을 절단하여 정수로 출력하는 절단기(24)를 포함한다.
의사 클럭제어신호 생성부(40)는 클럭제어신호 생성부(20)에서 생성된 클럭제어신호를 입력받아 이전 클럭제어신호의 패턴을 바탕으로 클럭오차를 보상하기 위한 의사 클럭제어신호를 생성한다.
이때 의사 클럭제어신호 생성부(40)는 TDMA 제어기(60)가 정수단위로 제어됨에 따라 클럭오차가 발생할 경우 이를 정수화하기 위해 클럭제어신호를 평균하는 제 2평균기(42) 및 제 2평균기(42)의 출력값 중 나머지 부분에 대해 반복 합산하여 정수로 출력하는 나머지 연산을 수행하여 정수로 출력하는 정수화기(44)를 포함한다.
신호세기 검출부(30)는 수신부(10)에서 수신되는 기준버스트의 신호세기를 신호대잡음비(SNR)를 측정하여 검출한다.
제어신호 선택부(50)는 신호세기 검출부(30)에서의 검출결과에 따라 신호세기와 설정값일 비교하여 기준버스트가 정상적으로 수신될 경우에는 클럭제어신호를 선택하여 TDMA 제어기(60)로 출력되도록 하고, 신호세기 검출부(30)에서 수신되는 신호의 세기가 설정값 이하일 경우 의사 클럭제어신호를 선택하여 TDMA 제어기(60)로 출력되도록 한다.
TDMA 제어기(60)는 제어신호 선택부(50)로부터 출력된 클럭제어신호와 의사 클럭제어신호에 따라 클럭오차를 보상하여 기준버스트가 정상적으로 수신되거나 일시적으로 수신되지 않아 단절되더라도 클럭오차를 보상하여 동기를 유지할 수 있도록 한다.
또한, TDMA 제어기(60)는 신호세기 검출부(30)에서 검출된 기준버스트의 신호세기가 설정값 이하의 상태로 유지된 시간이 설정시간을 경과할 경우 주제어국(100)의 이상으로 판단하고 자동으로 제어권한을 절환하여 주제어국(100)에서 송신하던 기준버스트 시간에 송신부(70)를 통해 기준버스트를 송신함으로써 통신의 단절없이 단말국(400,500)에서 시간기준을 잡아 동기될 수 있도록 한다.
이와 같이 본 발명에 의한 위성통신 시스템의 클럭 제어장치를 갖는 제어국 절환장치에 따르면, TDMA 방식의 단일빔을 사용하는 위성통신 시스템의 부제어국(200)에서 일시적으로 기준버스트가 수신되지 않더라도 단절되기 전의 클럭제어신호의 패턴에 따라 의사 클럭제어신호를 생성하여 TDMA 제어기(60)의 클럭을 제어하면서 주제어국(100)에 이상이 발생한 것으로 판단될 경우 자동으로 제어권한을 절환하여 주제어국(100)에서 송신하던 기준버스트 시간에 기준버스트를 송신함으로써 통신의 단절없이 동기를 유지할 수 있도록 한다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
10 : 수신부 20 : 클럭제어신호 생성부
22 : 제 1평균기 24 : 절단기
30 : 신호세기 검출부 40 : 의사 클럭제어신호 생성부
42 : 제 2평균기 44 : 정수화기
50 : 제어신호 선택부 60 : TDMA 제어기
70 : 송신부

Claims (7)

  1. 제어국에서 동기를 유지하도록 송신하는 기준버스트를 단말국에서 수신부를 통해 수신하고, 상기 기준버스트를 기반으로 상기 제어국과 상기 단말국간의 클럭오차를 산출하여 상기 클럭오차를 보상하기 위한 클럭제어신호를 생성하는 클럭제어신호 생성부;
    상기 클럭제어신호 생성부에서 생성된 상기 클럭제어신호를 입력받아 상기 클럭제어신호의 패턴을 바탕으로 상기 클럭오차를 보상하기 위한 의사 클럭제어신호를 생성하는 의사 클럭제어신호 생성부;
    상기 수신부에서 수신되는 상기 기준버스트의 신호세기를 검출하는 신호세기 검출부; 및
    상기 신호세기 검출부에서의 검출결과에 따라 상기 신호세기와 설정값을 비교하여 상기 클럭제어신호와 상기 의사 클럭제어신호를 선택적으로 TDMA 제어기로 출력하는 제어신호 선택부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 위성통신 시스템의 클럭 제어장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 클럭제어신호 생성부는
    상기 클럭오차를 평균하는 제 1평균기; 및
    상기 제 1평균기의 출력값 중 소수부분을 절단하여 정수로 출력하는 절단기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 위성통신 시스템의 클럭 제어장치.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 의사 클럭제어신호 생성부는
    상기 클럭제어신호를 평균하는 제 2평균기; 및
    상기 제 2평균기의 출력값 중 나머지 부분에 대해 반복적으로 합산하여 정수로 출력하는 나머지 연산을 수행하여 정수로 출력하는 정수화기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 위성통신 시스템의 클럭 제어장치.
  4. 제어국에서 동기를 유지하도록 송신하는 기준버스트를 부제어국에서 수신부를 통해 수신하고, 상기 기준버스트를 기반으로 상기 제어국과 상기 부제어국간의 클럭오차를 산출하여 상기 클럭오차를 보상하기 위한 클럭제어신호를 생성하는 클럭제어신호 생성부;
    상기 클럭제어신호 생성부에서 생성된 상기 클럭제어신호를 입력받아 상기 클럭제어신호의 패턴을 바탕으로 상기 클럭오차를 보상하기 위한 의사 클럭제어신호를 생성하는 의사 클럭제어신호 생성부;
    상기 수신부에서 수신되는 상기 기준버스트의 신호세기를 검출하는 신호세기 검출부;
    상기 신호세기 검출부에서의 검출결과에 따라 상기 신호세기와 설정값을 비교하여 상기 클럭제어신호와 상기 의사 클럭제어신호를 선택적으로 출력하는 제어신호 선택부; 및
    상기 제어신호 선택부로부터 출력된 상기 클럭제어신호와 상기 의사 클럭제어신호에 따라 상기 클럭오차를 보상하며 상기 신호세기 검출부의 검출결과에 따라 상기 신호세기와 설정값을 비교하여 송신부를 통해 상기 기준버스트를 송신하는 TDMA 제어기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 위성통신 시스템의 클럭 제어장치를 갖는 제어국 절환장치.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 클럭제어신호 생성부는
    상기 클럭오차를 평균하는 제 1평균기; 및
    상기 제 1평균기의 출력값 중 소수부분을 절단하여 정수로 출력하는 절단기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 위성통신 시스템의 클럭 제어장치를 갖는 제어국 절환장치.
  6. 제 4항에 있어서, 상기 의사 클럭제어신호 생성부는
    상기 클럭제어신호를 평균하는 제 2평균기; 및
    상기 제 2평균기의 출력값 중 나머지 부분에 대해 반복적으로 합산하여 정수로 출력하는 나머지 연산을 수행하여 정수로 출력하는 정수화기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 위성통신 시스템의 클럭 제어장치를 갖는 제어국 절환장치.
  7. 제 4항에 있어서, 상기 TDMA 제어기는 상기 신호세기 검출부의 검출결과 상기 기준버스트의 신호세기가 설정값 이하의 상태에서 유지된 시간이 설정시간을 경과할 경우 상기 송신부를 통해 상기 기준버스트를 송신하는 것을 특징으로 하는 위성통신 시스템의 클럭 제어장치를 갖는 제어국 절환장치.
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