KR102234495B1 - 위성 통신 시스템에서의 간섭 제거 방법 및 위성 통신 시스템 - Google Patents

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Abstract

위성 통신 시스템에서의 간섭 제거 방법 및 위성 통신 시스템이 개시된다. 본 발명의 일실시예에 따른 위성 통신 시스템에서의 간섭 제거 방법은, 단말로부터의 신호를, 위성 중계기를 경유하여 중심국에서 수신하는 단계와, 상기 신호 내에서, 상기 중심국에서 송신된 중심국 신호와 연관된 비선형 특성을 추정하는 단계, 및 상기 추정된 비선형 특성을 이용하여, 상기 신호로부터 간섭 신호를 제거하는 단계를 포함한다.

Description

위성 통신 시스템에서의 간섭 제거 방법 및 위성 통신 시스템{METHOD FOR CANCELLATING INTERFERENCE IN SATELLITE COMMUNICATIONS SYSTEM AND SATELLITE COMMUNICATIONS SYSTEM}
본 발명은 위성 중계기를 이용한 위성 통신 시스템에서 동일한 위성채널을 이용해 신호를 송수신하여 주파수 효율을 향상시키기 위한 위성 통신 시스템에서의 간섭 제거 방법 및 위성 통신 시스템에 관한 것이다.
최근 IP 기반 위성통신망을 활용한 광대역 인터넷 서비스 및 비상 재난통신망 등에 대한 수요가 꾸준히 증가하면서, 영국이나 일본 등에서는 정보화 격차 해소 및 초고속 인터넷 인프라 구축을 목적으로, 위성 기반 광대역 통신 서비스의 보편적 제공을 위한 정책을 추진하고 있다. 하지만, 위성통신 주파수 임대 비용이 비교적 높기 때문에 위성을 이용한 통신 서비스는 확대에 많은 제약을 가지고 있으며, 이에 따라 위성통신 주파수 자원을 보다 효율적으로 이용하기 위한 기술이 요구되고 있다.
종래의 일실시예에 따른 위성 통신 시스템에서는, 주파수 효율 향상을 위해, TWTA(Travelling Wave Tube Amplifier)의 특성(예를 들면, AM(Amplitude Modulation)/AM 또는 AM/PM(Phase Modulation))을 미리 측정하여 저장해 두고, 위성 중계기로부터 수신되는 신호를 복조 과정을 통해 복원하고, 복원된 신호에 상기 TWTA 특성을 부가하여, 상기 수신된 신호로부터 간섭(위성에 의해 중심국으로 돌아오는 중심국 신호)을 제거한 원하는 신호(단말 신호)를 추출하는 것에 관한 기술을 제안하고 있다.
그러나, 상술한 기술에 따르면, 중심국에서의 TWTA 특성 만을 보상 가능하고, 또한, 초기 설치 시 TWTA의 특성 만 저장하여 보상할 수 있어, 장시간 운용 시 성능 열화에 따른 특성의 변화를 보상하지 못하는 문제점을 가질 수 있다.
이에 따라, 초기 설치 시 중심국 및 위성(위성 중계기)에서의 HPA(High Power Amplifier) 비선형 특성을 추정하여, 상기 수신된 신호로부터 간섭을 제거 함으로써, 장시간 운용 시에도 특성의 변화를 보상할 수 있는 동일 위성채널을 사용하는 위성 통신 시스템에서의 간섭 제거 기술이 요구되고 있다.
본 발명의 실시예는 중심국 신호를 수신한 위성 중계기에 의해 중심국으로 재입력되는 신호에 의한 간섭을, 상기 중심국 신호에 대한 비선형 특성을 이용해 제거하여 단말 신호를 획득 함으로써, 동일한 위성채널(주파수 대역)을 통한 중심국과 단말 간의 신호의 송수신을 가능하게 하여 주파수 효율을 향상시키는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명의 실시예는 중심국 또는 중심국과 위성 중계기 상호에 의한 HPA 비선형 특성을 추정하고, 상기 HPA 비선형 특성을 이용하여, 동일한 위성채널을 통해 위성 중계기로부터 중첩되어 수신되는 신호로부터 상기 재입력 신호와 유사한 간섭 신호를 특정하여 제거할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일실시예에 따른 위성 통신 시스템에서의 간섭 제거 방법은, 단말로부터의 신호를, 위성 중계기를 경유하여 중심국에서 수신하는 단계와, 상기 신호 내에서, 상기 중심국에서 송신된 중심국 신호와 연관된 비선형 특성을 추정하는 단계, 및 상기 추정된 비선형 특성을 이용하여, 상기 신호로부터 간섭 신호를 제거하는 단계를 포함한다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 위성 통신 시스템에서의 간섭 제거 방법은, 제1 주파수 대역을 통해, 위성 중계기를 경유하여 위성 통신 시스템의 중심국으로 송신되는 중첩 신호를 수신하는 단계와, 상기 중첩 신호 내 중심국 신호와 연관된 비선형 특성을 추정하는 단계와, 상기 추정된 비선형 특성을 이용하여, 상기 중첩 신호에 대한 간섭 신호를 생성하는 단계, 및 상기 중첩 신호로부터, 상기 생성된 간섭 신호를 제거하는 단계를 포함한다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 위성 통신 시스템은, 단말로부터의 신호를, 위성 중계기를 경유하여 중심국에서 수신하는 수신부와, 상기 신호 내에서, 상기 중심국에서 송신된 중심국 신호와 연관된 비선형 특성을 추정하는 추정부, 및 상기 추정된 비선형 특성을 이용하여, 상기 신호로부터 간섭 신호를 제거하는 제거부를 포함한다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 중심국 신호를 수신한 위성 중계기에 의해 중심국으로 재입력되는 신호에 의한 간섭을, 상기 중심국 신호에 대한 비선형 특성을 이용해 제거하여 단말 신호를 획득 함으로써, 동일한 위성채널(주파수 대역)을 통한 중심국과 단말 간의 신호의 송수신을 가능하게 하여 주파수 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따르면, 중심국 또는 중심국과 위성 중계기 상호에 의한 HPA 비선형 특성을 추정하고, 상기 HPA 비선형 특성을 이용하여, 동일한 위성채널을 통해 위성 중계기로부터 중첩되어 수신되는 신호로부터 상기 재입력 신호와 유사한 간섭 신호를 특정하여 제거할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 위성 통신 시스템에서의 간섭 제거 개념도를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 중심국과 단말과의 위성 통신을 지원하는 위성 통신 시스템의 서비스 흐름을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 위성 통신 시스템의 내부 구성을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 위성 통신 시스템의 상세 구성을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 위성 통신 시스템에서의 간섭 제거 방법의 순서를 도시한 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 응용프로그램 업데이트 장치 및 방법에 대해 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명이 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 위성 통신 시스템에서의 간섭 제거 개념도를 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 위성 통신 시스템은, 중심국(110)의 내부 또는 중심국(110)과 위성 중계기(120)의 사이에 포함될 수 있다. 이하에서는, 본 발명의 위성 통신 시스템이 중심국(110)의 내부에 포함되어 구현되는 것을 일례로 설명한다.
중심국(110)은 대형 안테나와 고출력의 증폭기를 사용하여 중심국 신호를 송신하고, 중심국(110)으로부터 중심국 신호를 수신한 위성 중계기(120)는 적어도 하나의 단말(131,132,133)로, 상기 중심국 신호를 전송할 수 있다.
또한, 적어도 하나의 단말(131,132,133)은 단말 신호를, 위성 중계기(120)를 경유해 중심국(110)으로 송신할 수 있다.
종래의 위성 통신 시스템에서는, ⓐ 및 ⓑ와 같이, 중심국(110)과 단말(131,132,133)이 각각 다른 주파수 대역을 사용하여 신호를 송수신하였으나, 본 발명의 위성 통신 시스템에서는 중심국(110)과 단말(131,132,133)이 동일한 주파수 대역을 사용하여, 즉, ⓒ 및 ⓓ와 같이 중심국 주파수(101)과 단말 주파수(102)를 중첩하여 사용 함으로써, 주파수 효율을 향상시킬 수 있다.
이 경우, 상기 단말 신호는 상기 중심국 신호보다 13dB 이상 충분히 작으므로, 적어도 하나의 단말(131,132,133)에서는 상기 중심국 신호를 오류 없이 수신할 수 있다.
한편, 중심국(110)에서는 송신한 중심국 신호의 일부 또는 전체가, 위성 중계기(120)에 의해, 상기 단말 신호와 동일한 주파수 대역을 통해 중심국(110)으로 재입력될 수 있다. 본 발명의 위성 통신 시스템은 중심국(110)으로 중첩되어 수신되는 신호(상기 재입력 신호와 상기 단말 신호)로부터, 중심국(110) 또는 중심국(110)과 위성 중계기(120) 상호에 의한 HPA 비선형 특성을 이용해, 상기 재입력 신호를 간섭 신호로서 특정하여 제거 함으로써, 상기 단말 신호를 획득할 수 있다.
이에 따라, 본 발명의 위성 통신 시스템에 의해서는, 동일한 위성채널(주파수 대역)을 통한 중심국(110)과 단말(131,132,133) 간의 신호의 송수신을 가능하게 하여 주파수 효율을 향상시킬 수 있다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 중심국과 단말과의 위성 통신을 지원하는 위성 통신 시스템의 서비스 흐름을 설명하기 위한 도면이다.
도 2에서는, 상기 위성 통신 시스템이 중심국 내부에 포함되어 구현되는 것으로 가정하여 설명한다.
도 2를 참조하면, 위성 중계기(COMS)는 동일한 위성채널을 통해 중심국에 의해 송신되는 중심국 신호(DVB-S2)와 단말(RCS2 단말)에 의해 송신되는 단말 신호를, 상기 위성채널을 통해 상기 중심국으로 전송할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 위성 통신 시스템은, 상기 위성 중계기로부터 수신되는 신호로부터, 상기 중심국 신호를 수신한 상기 위성 중계기에 의해 재입력되는 재입력 신호를 간섭 신호로서 특정하여 제거하기 위해, 상기 중심국 또는 상기 중심국과 상기 위성 중계기 상호에 의한 HPA 비선형 특성을 추정할 수 있다.
일례로, 위성 통신 시스템은, 상기 추정된 비선형 특성을, 상기 중심국 신호 내, IF 대역을 사용하는 IF(Intermediate Frequency) 대역 신호에 부가하고, 상기 수신된 신호를 복조하여 생성한 타이밍 오차, 주파수 오차, 위상 오차에 관한 신호 정보를, 상기 HPA 비선형 특성이 부가된 IF 대역 신호에 더 부가하여, 상기 수신된 신호로부터 상기 재입력 신호와 유사한 간섭 신호를 특정하고, 적응형 필터에 의해 상기 간섭 신호를 제거하여, 상기 단말 신호(예, DVB-RCS2)를 획득할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 위성 통신 시스템의 내부 구성을 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 위성 통신 시스템(300)은 수신부(310), 추정부(320) 및 제거부(330)를 포함하여 구성할 수 있다.
참고로, 본 발명의 위성 통신 시스템(300)은 중심국의 내부 또는 중심국과 위성 중계기의 사이에 포함될 수 있다. 이하에서는, 본 발명의 위성 통신 시스템이 중심국의 내부에 포함되어 구현되는 것을 일례로 설명한다.
수신부(310)는 단말로부터의 신호를, 위성 중계기를 경유하여 중심국에서 수신한다.
여기서, 수신부(310)는 상기 단말에 의해 송신된 단말 신호 뿐만 아니라, 중심국에 의해 송신된 중심국 신호가 위성 중계기에 의해 다시 중심국으로 재입력되는 재입력 신호 및 노이즈가 중첩되어 포함된 신호(수신 신호 또는 중첩 신호)를 위성 중계기로부터 수신할 수 있다.
여기서, 상기 신호가 갖는 주파수 대역(제1 주파수 대역)은, 상기 중심국 신호를 수신한 상기 위성 중계기에 의해 상기 중심국으로 재입력되는 재입력 신호에 할당된 주파수 대역(제2 주파수 대역)과, 상기 단말로부터 상기 중심국으로 송신되는 단말 신호에 할당된 주파수 대역(제3 주파수 대역)을 포함하여 구성할 수 있다. 예를 들면, 도 1을 참조하면, 위성 통신 시스템(300)은 중심국(110)과 단말(131,132,133)이 동일한 주파수 대역을 사용하여 위성 중계기(120)를 경유해 신호를 송수신하도록 할 수 있다.
또한, 상기 단말 신호에 할당된 주파수 대역은, 상기 재입력 신호에 할당된 주파수 대역과 적어도 중첩되도록 할당할 수 있다. 다시 말해, 상기 단말 신호는 상기 중심국 신호보다 선정된 크기 만큼 작게 유지할 수 있다.
예를 들면, 도 1을 참조하면, 위성 통신 시스템(300)은 단말(131,132,133)에 의해 송신되는 상기 단말 신호를, 중심국(110)에 의해 송신되는 중심국 신호보다 선정된 크기(예컨대, 13dB 이상) 만큼 작게 유지 함으로써, 단말(131,132,133)에서 상기 중심국 신호를 간섭 없이 수신하도록 할 수 있다.
추정부(320)는 상기 신호(수신 신호 또는 중첩 신호) 내에서, 상기 중심국에서 송신된 중심국 신호와 연관된 비선형 특성을 추정한다.
일례로, 추정부(320)는 상기 중심국에 의한 HPA(High Power Amplifier) 비선형 특성을 추정하거나, 또는 상기 중심국과 상기 위성 중계기 상호에 의한 상기 HPA 비선형 특성을 추정할 수 있다.
또한, 추정부(320)는 상기 신호 내에서, 상기 중심국 신호를 수신한 상기 위성 중계기에 의해 상기 중심국으로 재입력되는 재입력 신호를 더 고려하여, 상기 비선형 특성을 추정할 수 있다.
예를 들어, 도 4를 참조하면, 추정부(320,420)는 중심국에 의해 송신되는 중심국 신호 중 IF 대역을 사용하는 IF 대역 신호(도 4의 ⓐ 참조)와, 중심국에서 송신하여 위성 중계기(401)에 의해 다시 중심국으로 재입력되는 재입력 신호(도 4의 ⓑ 참조)를 통해, 중심국 또는 상기 중심국과 위성 중계기(401)에 의한 HPA 비선형 특성을 추정(estimation)할 수 있다. 이때, 추정부(320)는 상기 추정된 비선형 특성을, 상기 중심국 신호 내, IF 대역을 사용하는 IF 대역 신호에 부가할 수 있다(도 4의 ⓓ 참조).
제거부(330)는 상기 추정된 비선형 특성을 이용하여, 상기 신호(수신 신호 또는 중첩 신호)로부터 간섭 신호를 제거한다. 즉, 제거부(330)는 상기 신호 내에서, 상기 중심국 신호를 수신한 상기 위성 중계기에 의해 상기 중심국으로 재입력되는 재입력 신호를, 제거할 상기 간섭 신호로 특정할 수 있다.
일례로, 제거부(330)는 STR(symbol Timing Recovery), CFO(Carrier Frequency Offset) 측정, 및 위상 추적(Phase Tracking) 중 적어도 하나를 수행하여 상기 신호를 복조하고, 상기 신호의 복조에 따라 생성된 타이밍 오차, 주파수 오차, 및 위상 오차 중 적어도 하나에 관한 신호 정보를, 상기 추정된 비선형 특성이 부가된 IF 대역 신호에 더 부가하여, 제거할 상기 간섭 신호를 특정할 수 있다.
예를 들어, 도 4를 참조하면, 제거부(330,430)는 STR(431)을 통해 생성한 타이밍 오차, CFO 측정(432)을 통해 생성한 주파수 오차 및 위상 추적(433)을 통해 생성한 위상 오차 중 적어도 하나에 관한 신호 정보를, 상기 HPA 비선형 특성이 부가된 IF 대역 신호에 더 부가하여, 상기 재입력 신호와 유사한 간섭 신호를 생성할 수 있다. 이를 통해, 제거부(330,430)는 상기 신호(수신 신호 또는 중첩 신호)로부터 상기 간섭 신호를 특정할 수 있다.
제거부(330)는 상기 비선형 특성을 갖는 적응형 필터(Adaptive Filter)에 의해, 상기 신호에 포함된 재입력 신호를 간섭 신호로서 제거할 수 있다. 제거부(330)는 상기 신호로부터 상기 간섭 신호를 제거함에 따라, 상기 단말로부터 상기 중심국으로 송신되는 단말 신호(예, DVB-RCS2)를 획득할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 일실시예에 따르면, 중심국 신호를 수신한 위성 중계기에 의해 중심국으로 재입력되는 신호에 의한 간섭을, 상기 중심국 신호에 대한 비선형 특성을 이용해 제거하여 단말 신호를 획득 함으로써, 동일한 위성채널(주파수 대역)을 통한 중심국과 단말 간의 신호의 송수신을 가능하게 하여 주파수 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따르면, 중심국 또는 중심국과 위성 중계기 상호에 의한 HPA 비선형 특성을 추정하고, 상기 HPA 비선형 특성을 이용하여, 동일한 위성채널을 통해 위성 중계기로부터 중첩되어 수신되는 신호로부터 상기 재입력 신호와 유사한 간섭 신호를 특정하여 제거할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 위성 통신 시스템(300)은, 제1 주파수 대역을 통해, 위성 중계기를 경유하여 위성 통신 시스템의 중심국으로 송신되는 중첩 신호(수신 신호)를 수신하고, 상기 중첩 신호 내 중심국 신호와 연관된 비선형 특성을 추정하고, 상기 추정된 비선형 특성을 이용하여, 상기 중첩 신호에 대한 간섭 신호를 생성하고, 상기 중첩 신호로부터, 상기 생성된 간섭 신호를 제거할 수 있다.
이때, 위성 통신 시스템(300)은 상기 제1 주파수 대역에 포함되는 제2 주파수 대역을 통해, 상기 중심국으로부터, 상기 위성 중계기를 경유하여, 적어도 하나의 단말로 중심국 신호가 송신되는 경우, 상기 중심국 신호 내, IF 대역을 사용하는 IF 대역 신호와, 상기 중심국 신호를 수신한 상기 위성 중계기에 의해 상기 중심국으로 재입력되는 재입력 신호를 이용하여, 상기 비선형 특성을 추정할 수 있다.
또한, 위성 통신 시스템(300)은 상기 수신된 중첩 신호에 대해 STR, CFO 측정 및 위상 추적 중 적어도 하나를 수행하여 상기 중첩 신호를 복조하고, 상기 추정된 비선형 특성을 상기 IF 대역 신호에 부가하고, 상기 IF 대역 신호에, 상기 중첩 신호의 복조에 따라 생성된 타이밍 오차, 주파수 오차 및 위상 오차 중 적어도 하나에 관한 신호 정보를 더 부가하여, 상기 재입력 신호와 유사한 신호를 상기 간섭 신호로서 생성할 수 있다.
또한, 위성 통신 시스템(300)은 적응형 필터를 이용하여, 상기 생성된 간섭 신호를 상기 중첩 신호로부터 제거하여, 단말 신호를 획득할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 위성 통신 시스템의 상세 구성을 도시한 도면이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 위성 통신 시스템(400)은, 수신부(410), 추정부(420) 및 제거부(430)를 포함하여 구성할 수 있다. 여기서, 본 발명의 위성 통신 시스템(400)은 중심국의 내부에 포함되어 구현될 수 있다.
수신부(410)는 위성 중계기(401)로부터, 중심국에 의해 송신된 중심국 신호(예, DVB-S2)가 위성 중계기(401)에 의해 다시 중심국으로 재입력되는 재입력 신호(위성 루프백 신호)와, 적어도 하나의 단말에 의해 송신된 단말 신호(예, DVB-RCS2) 및 노이즈를 적어도 포함하는 신호(수신 신호 또는 중첩 신호)를 수신할 수 있다.
일례로, 수신부(410)는 A/D(Analog to Digital) 변환기, 정합 필터(Matched Filter), RSSI(Received Signal Strength Indication) 및 디지털 이득(Digital gain)을 포함할 수 있다.
즉, 수신부(410)는 상기 수신 신호를 A/D 변환기를 통해 디지털 신호로 변환하고, 정합 필터를 통해, 변환된 신호로부터 노이즈를 필터링한 뒤, RSSI(수신 신호 세기)를 이용하여 상기 필터링된 신호에 대한 디지털 이득을 생성할 수 있다.
추정부(420)는 상기 수신 신호 내에서, 중심국에서 송신된 상기 중심국 신호와 연관된 비선형 특성을 추정할 수 있다.
구체적으로, 추정부(420)는 중심국에 의해 송신되는 중심국 신호 중 IF 대역을 사용하는 IF 대역 신호(도 4의 ⓐ 참조)와, 중심국에서 송신하여 위성 중계기(401)에 의해 다시 중심국으로 재입력되는 재입력 신호(도 4의 ⓑ 참조)를 통해, 중심국 또는 상기 중심국과 위성 중계기(401)에 의한 HPA(High Power Amplifier) 비선형 특성을 추정할 수 있다.
이때, 추정부(420)는 상기 IF 대역 신호에, 상기 추정된 HPA 비선형 특성을 부가할 수 있다(도 4의 ⓓ 참조).
제거부(430)는 추정된 HPA 비선형 특성을 이용하여, 상기 수신 신호로부터 간섭 신호(재입력 신호)를 제거하여, 단말에 의해 송신된 단말 신호를 복원할 수 있다(도 4의 ⓔ 참조). 여기서, 복원된 단말 신호(복원 신호)는 DVB-RCS2 및 노이즈를 포함할 수 있다.
일례로, 제거부(430)는 STR(431), CFO 측정(432), 위상 추적(433), 딜레이 측정 및 버퍼링(434), 적응형 필터(435) 및 D/A(Digital to Analog) 변환기를 포함하여 구성될 수 있다.
구체적으로, 제거부(430)는 STR(431), CFO 측정(432) 및 위상 추적(433) 중 적어도 하나를 수행하여, 상기 수신 신호를 복조할 수 있다. 즉, 제거부(430)는 STR(431)을 통해 상기 수신 신호에 대한 타이밍 오차를 생성하고, CFO 측정(432)을 통해 상기 수신 신호에 대한 주파수 오차를 생성하고, 위상 추적(433)을 통해 상기 수신 신호에 대한 위상 오차를 생성할 수 있다.
제거부(430)는 상기 생성된 타이밍 오차, 주파수 오차, 및 위상 오차 중 적어도 하나에 관한 신호 정보를, 상기 HPA 비선형 특성이 부가된 IF 대역 신호에 더 부가하여, 상기 재입력 신호와 유사한 간섭 신호를 생성할 수 있다.
제거부(430)는 적응형 필터(435)를 통해, 상기 수신 신호로부터 상기 간섭 신호를 제거하여, 상기 단말 신호(예, DVB-RCS2)를 획득할 수 있다.
이와 같이, 중심국과 위성 중계기(401) 간에 동일한 위성채널을 사용하는 본 발명의 위성 통신 시스템(400)에 의해서는, 초기 설치 시 중심국 및 위성 중계기(401)에서의 HPA 비선형 특성을 이용하여, 수신 신호에 포함된 재입력 신호를 간섭 신호로서 특정해 보다 간편하게 제거할 수 있어, TWTA(Travelling Wave Tube Amplifier)의 특성을 이용해 간섭을 제거하는 종래의 위성 통신 시스템에 비해, 장시간 운용 시에도 특성의 변화를 용이하게 보상할 수 있다.
이하, 도 5에서는 본 발명의 실시예들에 따른 위성 통신 시스템(300)의 작업 흐름을 상세히 설명한다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 위성 통신 시스템에서의 간섭 제거 방법의 순서를 도시한 흐름도이다.
본 실시예에 따른 위성 통신 시스템에서의 간섭 제거 방법은 상술한 위성 통신 시스템(300)에 의해 수행될 수 있다.
도 5를 참조하면, 단계(510)에서, 위성 통신 시스템(300)은 단말로부터의 신호를, 위성 중계기를 경유하여 중심국에서 수신한다.
여기서, 위성 통신 시스템(300)은 상기 단말에 의해 송신된 단말 신호 뿐만 아니라, 중심국에 의해 송신된 중심국 신호가 위성 중계기에 의해 다시 중심국으로 재입력되는 재입력 신호 및 노이즈가 중첩되어 포함된 신호(수신 신호 또는 중첩 신호)를 위성 중계기로부터 수신할 수 있다.
단계(520)에서, 위성 통신 시스템(300)은 상기 신호 내에서, 상기 중심국에서 송신된 중심국 신호와 연관된 비선형 특성을 추정한다.
예를 들어, 위성 통신 시스템(300)은 중심국에 의해 송신되는 중심국 신호 중 IF 대역을 사용하는 IF 대역 신호와, 중심국에서 송신하여 위성 중계기에 의해 다시 중심국으로 재입력되는 재입력 신호를 통해, 중심국 또는 상기 중심국과 위성 중계기에 의한 HPA 비선형 특성을 추정할 수 있다.
단계(530)에서, 위성 통신 시스템(300)은 상기 추정된 비선형 특성을 이용하여, 상기 신호로부터 간섭 신호를 제거한다.
구체적으로, 위성 통신 시스템(300)은 상기 추정된 비선형 특성을, 상기 중심국 신호 내, IF 대역을 사용하는 IF 대역 신호에 부가하고, STR, CFO 측정, 및 위상 추적 중 적어도 하나를 수행하여 상기 신호를 복조 함에 따라 생성한 신호 정보(타이밍 오차, 주파수 오차, 및 위상 오차)를, 상기 HPA 비선형 특성이 부가된 IF 대역 신호에 더 부가하여, 상기 재입력 신호와 유사한 간섭 신호를 생성 함으로써, 상기 신호(수신 신호 또는 중첩 신호)로부터 상기 간섭 신호를 특정할 수 있다.
위성 통신 시스템(300)은 적응형 필터에 의해, 상기 신호에 포함된 재입력 신호를 간섭 신호로서 제거하여, 상기 단말로부터 상기 중심국으로 송신되는 단말 신호(예, DVB-RCS2)를 획득할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 일실시예에 따르면, 중심국 신호를 수신한 위성 중계기에 의해 중심국으로 재입력되는 신호에 의한 간섭을, 상기 중심국 신호에 대한 비선형 특성을 이용해 제거하여 단말 신호를 획득 함으로써, 동일한 위성채널(주파수 대역)을 통한 중심국과 단말 간의 신호의 송수신을 가능하게 하여 주파수 효율을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.
300: 위성 통신 시스템
310: 수신부
320: 추정부
330: 제거부

Claims (20)

  1. 단말로부터의 신호를, 위성 중계기를 경유하여 중심국에서 수신하는 단계;
    상기 신호 내에서, 상기 중심국에서 송신된 중심국 신호와 연관된 비선형 특성을 추정하는 단계; 및
    상기 추정된 비선형 특성을 이용하여, 상기 신호로부터 간섭 신호를 제거하는 단계
    를 포함하고,
    상기 간섭 신호를 제거하는 단계는,
    STR(symbol Timing Recovery), CFO(Carrier Frequency Offset) 측정, 및 위상 추적(Phase Tracking) 중 적어도 하나를 수행하여 상기 신호를 복조하는 단계; 및
    상기 신호의 복조에 따라 생성된 타이밍 오차, 주파수 오차, 및 위상 오차 중 적어도 하나에 관한 신호 정보와, 상기 추정된 비선형 특성을, 상기 중심국 신호 내, IF(Intermediate Frequency) 대역을 사용하는 IF 대역 신호에 부가하여, 제거할 상기 간섭 신호로 특정하는 단계
    를 포함하는 위성 통신 시스템에서의 간섭 제거 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 비선형 특성을 추정하는 단계는,
    상기 중심국에 의한 HPA(High Power Amplifier) 비선형 특성을 추정하는 단계; 또는
    상기 중심국과 상기 위성 중계기 상호에 의한 HPA 비선형 특성을 추정하는 단계
    를 포함하는 위성 통신 시스템에서의 간섭 제거 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 비선형 특성을 추정하는 단계는,
    상기 신호 내에서, 상기 중심국 신호를 수신한 상기 위성 중계기에 의해 상기 중심국으로 재입력되는 재입력 신호를 더 고려하여, 상기 비선형 특성을 추정하는 단계
    를 포함하는 위성 통신 시스템에서의 간섭 제거 방법.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 간섭 신호를 제거하는 단계는,
    상기 신호 내에서, 상기 중심국 신호를 수신한 상기 위성 중계기에 의해 상기 중심국으로 재입력되는 재입력 신호를, 제거할 상기 간섭 신호로 특정하는 단계
    를 더 포함하는 위성 통신 시스템에서의 간섭 제거 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 간섭 신호를 제거하는 단계는,
    상기 비선형 특성을 갖는 적응형 필터(Adaptive Filter)에 의해, 상기 신호에 포함된 재입력 신호를 제거하는 단계
    를 더 포함하는 위성 통신 시스템에서의 간섭 제거 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 위성 통신 시스템에서의 간섭 제거 방법은,
    상기 신호로부터 상기 간섭 신호를 제거함에 따라,
    상기 단말로부터 상기 중심국으로 송신되는 단말 신호를 획득하는 단계
    를 더 포함하는 위성 통신 시스템에서의 간섭 제거 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 신호가 갖는 주파수 대역은,
    상기 중심국 신호를 수신한 상기 위성 중계기에 의해 상기 중심국으로 재입력되는 재입력 신호에 할당된 주파수 대역과, 상기 단말로부터 상기 중심국으로 송신되는 단말 신호에 할당된 주파수 대역을 포함하여 구성하는
    위성 통신 시스템에서의 간섭 제거 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 단말 신호에 할당된 주파수 대역은,
    상기 재입력 신호에 할당된 주파수 대역과 적어도 중첩되도록 할당하는
    위성 통신 시스템에서의 간섭 제거 방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 단말 신호는,
    상기 중심국 신호보다 선정된 크기 만큼 작게 유지하는
    위성 통신 시스템에서의 간섭 제거 방법.
  11. 제1 주파수 대역을 통해, 위성 중계기를 경유하여 위성 통신 시스템의 중심국으로 송신되는 중첩 신호를 수신하는 단계;
    상기 중첩 신호 내 중심국 신호와 연관된 비선형 특성을 추정하는 단계;
    상기 추정된 비선형 특성을 이용하여, 상기 중첩 신호에 대한 간섭 신호를 생성하는 단계; 및
    상기 중첩 신호로부터, 상기 생성된 간섭 신호를 제거하는 단계
    를 포함하고,
    상기 제1 주파수 대역에 포함되는 제2 주파수 대역을 통해, 상기 중심국으로부터, 상기 위성 중계기를 경유하여, 적어도 하나의 단말로 중심국 신호가 송신되는 경우,
    상기 비선형 특성을 추정하는 단계는,
    상기 중심국 신호 내, IF 대역을 사용하는 IF 대역 신호와, 상기 중심국 신호를 수신한 상기 위성 중계기에 의해 상기 중심국으로 재입력되는 재입력 신호를 이용하여, 상기 비선형 특성을 추정하는 단계
    를 포함하는 위성 통신 시스템에서의 간섭 제거 방법.
  12. 삭제
  13. 제11항에 있어서,
    상기 위성 통신 시스템에서의 간섭 제거 방법은,
    상기 수신된 중첩 신호에 대해 STR, CFO 측정 및 위상 추적 중 적어도 하나를 수행하여 상기 중첩 신호를 복조하는 단계
    를 더 포함하고,
    상기 간섭 신호를 생성하는 단계는,
    상기 추정된 비선형 특성을 상기 IF 대역 신호에 부가하는 단계; 및
    상기 IF 대역 신호에, 상기 중첩 신호의 복조에 따라 생성된 타이밍 오차, 주파수 오차 및 위상 오차 중 적어도 하나에 관한 신호 정보를 더 부가하여, 상기 재입력 신호와 유사한 신호를 상기 간섭 신호로서 생성하는 단계
    를 포함하는 위성 통신 시스템에서의 간섭 제거 방법.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 생성된 간섭 신호를 제거하는 단계는,
    적응형 필터를 이용하여, 상기 생성된 간섭 신호를 상기 중첩 신호로부터 제거하여, 단말 신호를 획득하는 단계
    를 포함하는 위성 통신 시스템에서의 간섭 제거 방법.
  15. 단말로부터의 신호를, 위성 중계기를 경유하여 중심국에서 수신하는 수신부;
    상기 신호 내에서, 상기 중심국에서 송신된 중심국 신호와 연관된 비선형 특성을 추정하는 추정부; 및
    상기 추정된 비선형 특성을 이용하여, 상기 신호로부터 간섭 신호를 제거하는 제거부
    를 포함하고,
    상기 추정부는,
    상기 추정된 비선형 특성을, 상기 중심국 신호 내, IF 대역을 사용하는 IF 대역 신호에 부가하고,
    상기 제거부는,
    STR, CFO 측정, 및 위상 추적 중 적어도 하나를 수행하여 상기 신호를 복조하고, 상기 신호의 복조에 따라 생성된 타이밍 오차, 주파수 오차, 및 위상 오차 중 적어도 하나에 관한 신호 정보를 상기 IF 대역 신호에 더 부가하여, 제거할 상기 간섭 신호를 특정하는
    위성 통신 시스템.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 추정부는,
    상기 중심국에 의한 HPA 비선형 특성을 추정하거나, 또는 상기 중심국과 상기 위성 중계기 상호에 의한 HPA 비선형 특성을 추정하는
    위성 통신 시스템.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 추정부는,
    상기 신호 내에서, 상기 중심국 신호를 수신한 상기 위성 중계기에 의해 상기 중심국으로 재입력되는 재입력 신호를 더 고려하여, 상기 비선형 특성을 추정하는
    위성 통신 시스템.
  18. 삭제
  19. 제15항에 있어서,
    상기 제거부는,
    상기 비선형 특성을 갖는 적응형 필터에 의해, 상기 신호에 포함된 재입력 신호를 제거하는
    위성 통신 시스템.
  20. 제15항에 있어서,
    상기 제거부는,
    상기 신호로부터 상기 간섭 신호를 제거함에 따라,
    상기 단말로부터 상기 중심국으로 송신되는 단말 신호를 획득하는
    위성 통신 시스템.
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