KR101170091B1 - Apparatus and Method for Managing Spectrum Band - Google Patents

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Abstract

본 발명은 주파수 관리 장치 및 방법에 대하여 개시한다. 본 발명의 일면에 따른 주파수 관리 시스템은, 각 네트워크의 서비스 클래스별 트래픽 부하와 시간별 트래픽 부하를 측정하며, 상기 각 네트워크의 통신 프로토콜을 결정하는 부하 측정기; 상기 결정된 통신 프로토콜의 트래픽 부하들을 고려할 때 상기 결정된 프로토콜로 통신시 필요한 대역폭을 산출하는 복수의 네트워크 운영자; 및 상기 트래픽 부하들을 고려하여 상기 각 네트워크 운영자의 우선순위를 부여하고, 상기 우선순위를 고려하여 전체 주파수 대역을 상기 각 네트워크 운영자에게 분할하여 할당하는 주파수 관리자를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Figure R1020090101211

협업 통신, 주파수 관리자, 스펙트럼 매니저, 해상통신, FSA

The present invention discloses a frequency management apparatus and method. According to an aspect of the present invention, there is provided a frequency management system, comprising: a load measuring device for measuring traffic loads for each service class and traffic loads for each time, and determining a communication protocol of each network; A plurality of network operators for calculating the bandwidth required for communication with the determined protocol when considering the traffic loads of the determined communication protocol; And a frequency manager for assigning priorities to the respective network operators in consideration of the traffic loads, and dividing and allocating an entire frequency band to the respective network operators in consideration of the priorities.

Figure R1020090101211

Collaborative Communications, Frequency Managers, Spectrum Managers, Maritime Communications, FSA

Description

주파수 관리 장치 및 방법{Apparatus and Method for Managing Spectrum Band}Apparatus and Method for Managing Spectrum Band

본 발명은 주파수 할당 기법에 관한 것으로서, 구체적으로는 트래픽 부하를 고려하여 동적으로 주파수 대역을 할당할 수 있는 주파수 관리 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a frequency allocation technique, and more particularly, to a frequency management apparatus and method capable of dynamically allocating a frequency band in consideration of traffic load.

해상통신은 지상통신과 환경이 달라 무선 기지국과의 거리, 조류, 안개, 섬 등의 다양한 방해요소에 의하여 전파의 지연과 확산으로 통신 감도가 저하될 가능성이 크다. 따라서, 해상통신은 연안이나 섬에 중계기를 설치하여 다수의 프로토콜을 사용하며, 주파수 자원 관리가 필요하다.Since marine communication is different from terrestrial communication, it is highly likely that the sensitivity of communication is lowered due to delay and spread of radio waves due to various obstacles such as distance, tides, fog, and islands from radio base stations. Therefore, maritime communication uses a plurality of protocols by installing repeaters on coasts or islands, and requires frequency resource management.

그런데, 종래의 스펙트럼 할당 방식은 주파수 요구자에게 동적으로 주파수 대역을 할당하지 못하여 효율적이지 못하였으며, 종래의 DSA방식은 서비스 클래스 간 우선순위나, 시간에 따른 부하변화를 고려하지 못하여 주파수 자원 관리를 효율적으로 수행하지 못하였다.However, the conventional spectrum allocation method is inefficient because the frequency band is not dynamically allocated to the frequency requester, and the conventional DSA method is effective in managing frequency resource because it does not consider priority among service classes or load changes over time. Could not be done with.

전술한 문제점을 해결하기 위하여, 복수의 네트워크의 트래픽 부하 및 통신 프로토콜을 고려하여 주파수 대역을 할당할 수 있는 주파수 관리 장치 및 방법을 제공함에 있다.In order to solve the above problems, it is to provide a frequency management apparatus and method capable of allocating a frequency band in consideration of the traffic load and communication protocol of a plurality of networks.

본 발명의 다른 목적은 복수의 네트워크의 주파수 대역을 유동적으로 관리할 수 있는 주파수 관리 장치 및 방법을 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide a frequency management apparatus and method capable of flexibly managing frequency bands of a plurality of networks.

본 발명의 일면에 따른 주파수 관리 시스템은, 각 네트워크의 서비스 클래스별 트래픽 부하와 시간별 트래픽 부하를 측정하며, 상기 각 네트워크의 통신 프로토콜을 결정하는 부하 측정기; 상기 결정된 통신 프로토콜의 트래픽 부하들을 고려할 때 상기 결정된 프로토콜로 통신시 필요한 대역폭을 산출하는 복수의 네트워크 운영자; 및 상기 트래픽 부하들을 고려하여 상기 각 네트워크 운영자의 우선순위를 부여하고, 상기 우선순위를 고려하여 전체 주파수 대역을 상기 각 네트워크 운영자에게 분할하여 할당하는 주파수 관리자를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a frequency management system, comprising: a load measuring device for measuring traffic loads for each service class and traffic loads for each time, and determining a communication protocol of each network; A plurality of network operators for calculating the bandwidth required for communication with the determined protocol when considering the traffic loads of the determined communication protocol; And a frequency manager for assigning priorities to the respective network operators in consideration of the traffic loads, and dividing and allocating an entire frequency band to the respective network operators in consideration of the priorities.

본 발명의 다른 면에 따른 주파수 관리 방법은, 송수신 거리와 감도를 고려하여 각 네트워크의 통신 프로토콜을 결정하는 단계; 상기 각 네트워크의 상기 결정된 통신 프로토콜 사용시에 서비스 클래스별 트래픽 부하와 시간별 트래픽 부하를 측정하는 단계; 상기 트래픽 부하들을 고려하여 상기 각 네트워크가 상기 결정된 프로토콜로 통신시 필요한 대역폭을 산출하는 단계; 및 상기 트래픽 부하들을 고려하여 상기 각 네트워크에 장기적인 우선순위를 부여하고, 상기 장기적인 우선순위를 고려하여 전체 주파수 대역을 상기 각 네트워크에게 분할하여 할당하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, a frequency management method includes determining a communication protocol of each network in consideration of a transmission / reception distance and a sensitivity; Measuring a traffic load for each service class and a traffic load for each time when the determined communication protocol of each network is used; Calculating bandwidth required for each network to communicate with the determined protocol in consideration of the traffic loads; And assigning a long-term priority to each network in consideration of the traffic loads, and dividing and allocating an entire frequency band to each network in consideration of the long-term priority.

본 발명에 따르면, 복수의 네트워크에 대하여 주파수 대역폭을 통합 관리하고, 각각의 네트워크에 대한 주파수를 동적으로 할당할 수 있어, 유휴 주파수 대역을 줄이고, 전체 주파수 대역폭을 효율적으로 사용할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, it is possible to integrate and manage frequency bandwidths for a plurality of networks and to dynamically allocate frequencies for each network, thereby reducing idle frequency bands and effectively using the entire frequency bandwidth.

더 나아가, 본 발명은 각 네트워크의 프로토콜에 따른 시간별, 서비스 클래스별 부하를 함께 고려하여 우선순위를 설정하고, 설정된 우선순위에 따라 주파수 자원을 할당할 수 있어, 서비스 만족률을 높일 수 있다. Furthermore, the present invention can set the priority by considering the load by time and service class according to the protocol of each network, and allocate frequency resources according to the set priority, thereby increasing the service satisfaction rate.

본 발명의 주파수 대역폭은 각 네트워크에 할당되는 전용 대역(Dedicated Spectrum, BD)과 복수의 네트워크에 유동적으로 할당되는 공유 대역(Shared Spectrum, BS)으로 구성된다. 이하, 도면을 참조하여 본 발명의 주파수 대역 관리 기법에 대하여 설명한다.The frequency bandwidth of the present invention is composed of Dedicated Spectrum (B D ) allocated to each network and Shared Spectrum (B S ) dynamically allocated to a plurality of networks. Hereinafter, the frequency band management technique of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

먼저, 도 1을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 주파수 관리 시스템에 대하여 설명한다. 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 주파수 관리 시스템을 도시한 구성도이다.First, a frequency management system according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 1. 1 is a block diagram showing a frequency management system according to an embodiment of the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 주파수 관리 시스템(10) 은 부하 측정기(100), 복수의 네트워크 운영자(210, 220) 및 주파수 관리자(300)를 포함한다.As shown in FIG. 1, the frequency management system 10 according to an embodiment of the present invention includes a load meter 100, a plurality of network operators 210 and 220, and a frequency manager 300.

여기서, αij는 네트워크 운영자 1(210)의 i번째 타임슬롯의 j번째 서비스 클래스이며, βij는 네트워크 운영자 2(220)의 i번째 타임슬롯의 j번째 서비스 클래스이다.Here, α ij is the j th service class of the i th timeslot of the network operator 1 210, and β ij is the j th service class of the i th timeslot of the network operator 2 220.

부하 측정기(100)는 각 네트워크의 통신 프로토콜을 결정하며, 결정된 통신 프로토콜 이용시에 각 네트워크의 서비스 클래스별(예컨대, 음성 서비스 클래스, 데이터 서비스 클래스 등) 트래픽 부하와 시간별 트래픽 부하(Traffic Load)를 측정한다.The load meter 100 determines a communication protocol of each network, and measures the traffic load for each service class (eg, voice service class, data service class, etc.) and traffic load (Traffic Load) for each network when the determined communication protocol is used. do.

각 네트워크 운영자(210, 220)는 각각 관리중인 네트워크들에서 결정된 프로토콜 사용시의 서비스 클래스별 트래픽 부하와 시간별 트래픽 부하를 확인하고, 각 트래픽 부하들을 고려하여 결정된 통신 프로토콜을 설정하여 통신할 때 필요한 대역폭을 산출한다.Each network operator 210 or 220 checks the traffic load for each service class and the traffic load over time when using the protocol determined in the managed networks, and sets the communication protocol determined in consideration of each traffic load to set the bandwidth required for communication. Calculate.

각 네트워크 운영자(210, 220)는 필요한 대역폭이 이미 할당되어 사용중인 전용 대역의 대역폭 이내인지를 확인하고, 전용 대역을 초과하면 추가로 필요한 요구 대역폭을 산출하여 주파수 관리자(300)에게 요청한다.Each network operator (210, 220) checks whether the required bandwidth is already allocated and used within the bandwidth of the dedicated band, and if exceeding the dedicated band, calculates the additional required bandwidth and requests the frequency manager 300.

주파수 관리자(300)는 전체 주파수 대역폭에서 공용 대역폭과 전용 대역폭의 비율을 동적으로 분할 설정하여 관리하며, 각 네트워크의 프로토콜과 각 트래픽 부하들에 딸 우선순위를 부여하고, 그를 이용하여 공유 대역을 유동적으로 할당함으 로써, 각 네트워크 운영자(210, 220)에게 각 시간별로 최적의 서비스 만족률을 제공할 수 있다.The frequency manager 300 dynamically manages a ratio of the shared bandwidth to the dedicated bandwidth by dynamically dividing the total frequency bandwidth, assigns the daughter priorities to the protocols and the traffic loads of each network, and uses the dynamic bandwidth to share the shared bandwidth. By assigning to, it is possible to provide an optimal service satisfaction rate to each network operator 210 and 220 for each time.

한편, 주파수 관리자(300)는 각 네트워크 운영자(210, 220)로부터 요구 대역폭의 할당을 요청받으면, 각 네트워크들의 프로토콜, 각 네트워크 간의 협약관계, 각 네트워크의 우선순위 등을 고려하여 추가로 할당할 추가할당 대역폭을 결정하고, 결정된 추가할당 대역폭을 각 네트워크 운영자(210, 220)에게 할당한다.On the other hand, when the frequency manager 300 is requested to allocate the required bandwidth from each network operator (210, 220), in addition to considering the protocol of each network, the agreement relationship between each network, the priority of each network, etc. The allocation bandwidth is determined, and the determined additional allocation bandwidth is allocated to each network operator 210, 220.

주파수 관리자(300)는 아직 할당되지 않아 남아있는 잔여 대역폭이 요청받은 요구 대역폭보다 커서 추가할당에 무리가 없으면 각 네트워크 운영자(210, 220)에게 요구 대역폭을 할당하며, 잔여 대역폭이 부족하여 추가할당에 무리가 있으면 우선순위 값을 갱신하고, 갱신된 우선순위 값을 고려하여 요구 대역폭을 조절하여 각 네트워크 운영자(210, 220)에게 할당한다.The frequency manager 300 allocates the required bandwidth to each network operator (210, 220) if there is no difficulty in the additional allocation because the remaining remaining bandwidth is not yet allocated and is larger than the requested bandwidth, and the remaining bandwidth is insufficient for the additional allocation. If there is a problem, the priority value is updated, and the required bandwidth is adjusted in consideration of the updated priority value and allocated to each network operator 210 or 220.

이때, 주파수 관리자(300)는 우선순위 값이 이미 고정된 경우와 아직 고정되지 않은 경우에 각각 아래와 같은 과정을 통하여 요구 대역폭을 조절한다.In this case, the frequency manager 300 adjusts the required bandwidth through the following process in the case where the priority value is already fixed and not yet fixed.

즉, 주파수 관리자(300)는 이미 장기적인 우선순위 값으로 고정되어 있으면, 우선순위 값을 갱신하고 갱신된 값을 이용하여 각 네트워크 운영자(210, 220)에게 할당될 추가할당 대역폭(즉, 조절된 요구 대역폭)을 결정한다.That is, if the frequency manager 300 is already fixed at a long-term priority value, the additional allocation bandwidth (i.e., the adjusted request) to be allocated to each network operator 210, 220 by updating the priority value and using the updated value. Bandwidth).

반면, 주파수 관리자(300)는 우선순위 값이 고정되어 있지 않을 경우 서비스 클래스와 시간대별 부하를 고려하여 단기적으로 우선순위를 결정하고, 단기적인 우선순위를 평균하여 장기적인 우선순위 값을 찾아 고정한다.On the other hand, if the priority value is not fixed, the frequency manager 300 determines the priority in the short term in consideration of the service class and the time load, and finds and fixes the long term priority value by averaging the short term priority.

한편, 주파수 관리자(300)는 각 네트워크를 이용한 서비스를 시작하기 이전 에 각 네트워크 운영자(210, 220)의 스펙트럼 브로커(Spectrum Brocker)에게 주파수 대역의 사용에 대한 동의를 얻고, 스펙트럼 브로커로부터 전용 대역폭의 독점 사용이나, 공유 대역폭의 허가(License)를 인가받은 이후, 각 네트워크 운영자(210, 220)에 대한 주파수를 할당한다.On the other hand, the frequency manager 300 obtains the agreement on the use of the frequency band from the spectrum broker (Spectrum Brocker) of each network operator (210, 220) before starting the service using each network, and from the spectrum broker After being licensed exclusively or licensed for shared bandwidth, a frequency is assigned for each network operator 210, 220.

이와 같이, 본 발명은 복수의 네트워크에 대한 주파수 대역폭을 통합 관리하고, 각각의 네트워크에 대한 주파수를 동적으로 할당할 수 있어, 전체 주파수 대역폭을 효율적으로 사용할 수 있으며, 각 네트워크의 프로토콜에 따른 시간별, 서비스 클래스별 부하를 함께 고려하여 서비스 만족률을 높일 수 있다.As such, the present invention can unify and manage frequency bandwidths for a plurality of networks, and dynamically allocate frequencies for each network, thereby efficiently using the entire frequency bandwidth, and for each time according to the protocol of each network, The service satisfaction rate can be increased by considering the load of each service class.

이하, 도 2를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 부하 측정기(100)의 통신 프로토콜 결정 방법에 대하여 설명한다. 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 부하 측정기(100)의 통신 프로토콜 결정 방법을 도시한 흐름도이다.Hereinafter, a method of determining a communication protocol of the load meter 100 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 2. 2 is a flowchart illustrating a communication protocol determination method of the load meter 100 according to an embodiment of the present invention.

도 2에 도시된 바와 같이, 부하 측정기(100)는 예컨대, 목적 노드(예컨대, 선박)와 신호를 송수신하여 목적 노드에 대한 송수신 거리와 송수신 감도를 확인한다(S210). 이때, 부하 측정기(100)는 송수신 거리와 송수신 감도를 주기적으로 또는 기설정된 횟수 번 파악할 수 있다.As shown in FIG. 2, the load measuring device 100 checks a transmission / reception distance and a transmission / reception sensitivity with respect to the target node by transmitting / receiving a signal with the target node (eg, a ship) (S210). In this case, the load measuring device 100 may determine the transmission / reception distance and the transmission / reception sensitivity periodically or a predetermined number of times.

이어서, 부하 측정기(100)는 확인된 송수신 거리와 송수신 감도를 고려하여 통신 프로토콜을 결정한다(S220). 이때, 부하 측정기(100)는 둘 중에 통신 상황이 나쁜 경우에 우선 순위를 두고, 둘 중에 통신 상황이 나쁜 경우의 프로토콜을 최종 프로토콜로 결정할 수 있으며, 이와 반대로 둘 중에 통신 상황이 좋은 경우의 프로토콜을 통신 프로토콜로 결정할 수 있다.Subsequently, the load meter 100 determines the communication protocol in consideration of the checked transmission / reception distance and transmission / reception sensitivity (S220). In this case, the load measuring device 100 may give priority to the case where the communication situation is bad among the two, and may determine the protocol when the communication situation is bad among the two as the final protocol. Can be determined by the communication protocol.

이후, 부하 측정기(100)는 결정된 통신 프로토콜을 각 네트워크 운영자(210, 220)에게 제공하며(S230), 그에 따라 각 네트워크 운영자(210, 220)는 통신 프로토콜을 설정하여 송신할 데이터를 설정된 통신 프로토콜의 데이터로 변환하여 송수신할 수 있다.Thereafter, the load meter 100 provides the determined communication protocol to each network operator 210 and 220 (S230), and accordingly, each network operator 210 and 220 sets a communication protocol to set data to be transmitted and set the communication protocol. Can be converted into data and transmitted / received.

이하, 도 3을 참조하여 기지국, 선박, 릴레이를 포함하는 네트워크 운영자의 통신 프로토콜에 대하여 설명한다. 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 네트워크 운영자(210, 220)의 통신 타임슬롯을 도시한 도면이다. 이하, 두 단계의 타임슬롯에 대하여 각 각의 프로토콜을 사용하는 경우를 예로 들어 살펴본다.Hereinafter, a communication protocol of a network operator including a base station, a ship, and a relay will be described with reference to FIG. 3. 3 is a diagram illustrating communication timeslots of network operators 210 and 220 according to an embodiment of the present invention. Hereinafter, a case in which each protocol is used for two timeslots will be described.

여기서, 프로토콜 1(P1)은 원거리용 프로토콜로서, 주로 송수신 거리가 멀거나, 송수신 감도가 약하여 통신이 어려운 상황에 설정되며, 프로토콜 2(P2)는 근거리용 프로토콜로서, 그 반대로 통신이 용이한 상황에 주로 설정된다. 즉, 프로토콜 1이 통신성능면에서는 유리하나, 전력 및 에너지 측면에서는 불리하므로, 부하 측정기(100)는 두 가지를 함께 고려하여 프로토콜을 설정한다.Here, Protocol 1 (P1) is a remote protocol, and is mainly set in a situation where communication is difficult due to a large transmission / reception distance or a weak transmission / reception sensitivity. Is mainly set in. That is, protocol 1 is advantageous in terms of communication performance, but is disadvantageous in terms of power and energy, so that the load meter 100 sets the protocol in consideration of both.

먼저, 프로토콜 1을 사용하는 경우, 두 단계의 타임슬롯에서 기지국(S)은 총 2회 송신하고, 릴레이(R)는 총 1회 송신하며, 선박(D)은 총 3회 수신한다.First, when using protocol 1, the base station S transmits a total of two times, the relay R transmits a total of one time, and the ship D receives a total of three times in two time slots.

즉, 기지국(S)은 타임슬롯 1(Frame 1)에서 프로토콜 1의 제1 신호를 송신하며, 타임슬롯 2(Frame 2)에서 프로토콜 1의 제2 신호를 송신한다.That is, the base station S transmits the first signal of the protocol 1 in timeslot 1 (Frame 1), and transmits the second signal of the protocol 1 in timeslot 2 (Frame 2).

릴레이(R)는 타임슬롯 1(Frame 1)에서 프로토콜 1의 제1 신호를 수신하며, 타임슬롯 2(Frame 2)에서 프로토콜 1의 제2 신호를 수신하면서, 프로토콜 1의 제1 신호를 중계한다.The relay R receives the first signal of the protocol 1 in the timeslot 1 (Frame 1) and relays the first signal of the protocol 1 while receiving the second signal of the protocol 1 in the timeslot 2 (Frame 2). .

선박(D)은 타임슬롯 1(Frame 1)에서 기지국(S)으로부터 송신된 프로토콜 1의 제1 신호를 수신하며, 타임슬롯 2(Frame 2)에서 기지국(S)으로부터 송신된 프로토콜 1의 제2 신호를 수신하면서, 릴레이(R)로부터 송신된 프로토콜 1의 제1 신호를 수신한다.Ship D receives the first signal of protocol 1 transmitted from base station S in timeslot 1 and frame 2 of protocol 1 transmitted from base station S in timeslot 2. While receiving the signal, the first signal of Protocol 1 transmitted from the relay R is received.

두 번째로, 프로토콜 2를 사용하는 경우, 두 단계의 타임슬롯에서 기지국(S)과 릴레이(R)는 각각 1회씩 송신하며, 선박(D)은 총 2회 수신한다.Secondly, in case of using the protocol 2, the base station (S) and the relay (R) is transmitted once each in two time slots, and the ship (D) receives two times in total.

즉, 기지국(S)은 타임슬롯 1(Frame 1)에서 프로토콜 2의 신호를 송신하며, 타임슬롯 2(Frame 2)에서는 신호를 송신하지 않는다.That is, the base station S transmits a signal of protocol 2 in timeslot 1 (Frame 1), but does not transmit a signal in timeslot 2 (Frame 2).

릴레이(R)는 타임슬롯 1(Frame 1)에서 프로토콜 2의 신호를 수신하고, 타임슬롯 2(Frame 2)에서 프로토콜 2의 신호를 중계한다.The relay R receives the signal of protocol 2 in timeslot 1 (Frame 1) and relays the signal of protocol 2 in timeslot 2 (Frame 2).

선박(D)은 타임슬롯 1(Frame 1)에서 기지국(S)으로부터 송신된 프로토콜 2의 신호를 수신하며, 타임슬롯 2(Frame 2)에서 릴레이(R)로부터 송신된 프로토콜 2의 신호를 수신한다.The ship D receives the signal of protocol 2 transmitted from the base station S in timeslot 1 and receives the signal of protocol 2 transmitted from the relay R in timeslot 2. .

이하, 도 4를 참조하여 각 네트워크의 트래픽 부하를 고려할 때 주파수 관리자(300)에 의하여 우선순위 값을 어떻게 설정되는 것인지 유리한지에 대하여 살펴본다. 도 4는 시간 단위로 각 네트워크 운영자(210, 220)의 서비스 클래스별 트래픽 부하를 표시한 그래프이다.Hereinafter, referring to FIG. 4, it will be described how it is advantageous to set the priority value by the frequency manager 300 when considering the traffic load of each network. 4 is a graph showing the traffic load for each service class of each network operator 210 and 220 in units of time.

도 4의 그래프를 통하여, 네트워크 운영자 1(210)에 있어서, 서비스 클래스 1의 서비스 클래스 1의 우선순위 a11는 서비스 클래스 2의 우선순위 a12보다 항상 크 며, 네트워크 운영자 2(220)에 있어서도 서비스 클래스 1의 우선순위 β12는 서비스 클래스 2 β12보다 항상 큰 것을 알 수 있다. 즉, 음성위주인 서비스 클래스 1이 데이터 서비스 위주인 서비스 클래스 2보다 우선순위가 높다는 것을 알 수 있다.4, in network operator 1 210, priority a 11 of service class 1 of service class 1 is always greater than priority a 12 of service class 2, and also in network operator 2 220. It can be seen that priority β 12 of service class 1 is always greater than service class 2 β 12 . That is, it can be seen that service class 1, which is voice-oriented, has a higher priority than service class 2, which is data-oriented.

따라서, 주파수 관리자(300)는 네트워크 운영자 1(210)에 있어서 서비스 클래스 1의 우선순위 값 a11이 서비스 클래스 2의 우선순위 값 a12보다 항상 크게 설정하고, 네트워크 운영자 2(220) 또한, 서비스 클래스 1의 우선순위 β12이 서비스 클래스 2의 우선순위 β12보다 항상 높게 설정할 필요가 있음을 알 수 있다.Accordingly, the frequency manager 300 always sets the priority value a 11 of the service class 1 in the network operator 1 210 to be greater than the priority value a 12 of the service class 2, and the network operator 2 220 also provides the service. priority of class 1 β 12 it can be seen that there is a need to set priorities β 12 is always higher than the class of service 2.

이하, 도 5를 참조하여 주파수 관리자(300)의 프로토콜, 시간 및 서비스 클래스별 주파수 관리 기법에 대하여 설명한다. 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 주파수 관리자(300)의 통신 프로토콜별 주파수 관리 방법을 도시한 그래프이다.Hereinafter, a frequency management scheme for each protocol, time, and service class of the frequency manager 300 will be described with reference to FIG. 5. 5 is a graph illustrating a frequency management method for each communication protocol of the frequency manager 300 according to an exemplary embodiment of the present invention.

여기서, 프레임 k(Frame k)는 특정 시간대를 나타내며, 주파수 관리자(300)는 특정 시간대의 통신 프로토콜을 고려하여 공유 대역을 동적으로 할당한다.Here, frame k indicates a specific time zone, and the frequency manager 300 dynamically allocates a shared band in consideration of a communication protocol of a specific time zone.

예컨대, 주파수 관리자(300)는 11시 시간대에는 프로토콜 1과 프로토콜 2가 결정되었을 때에 각각 기지국(S), 선박(D), 릴레이(R)의 서비스 클래스별 우선순위를 고려하여 공유 대역을 동적으로 할당한다. 반면, 주파수 관리자(300)는 12시 시간대에는 프로토콜 1이 결정되었을 때는 기지국(S), 선박(D), 릴레이(R)의 서비스 클래스별 우선순위를 고려하여 공유 대역을 동적으로 할당하나, 프로토콜 2가 결정되었을 때에는 릴레이(R)와 선박(D)의 서비스 클래스별 우선순위만을 고려하여 공 유 대역을 동적으로 할당한다.For example, when the protocol 1 and the protocol 2 are determined at 11 o'clock, the frequency manager 300 dynamically adjusts the shared band in consideration of the priority of each service class of the base station S, the ship D, and the relay R, respectively. Assign. On the other hand, when the protocol 1 is determined at 12 o'clock, the frequency manager 300 dynamically allocates a shared band in consideration of the priority of each service class of the base station S, the ship D, and the relay R, When 2 is determined, the shared band is dynamically allocated considering only the priority of each service class of the relay (R) and the ship (D).

이와 같이, 본 발명에서는 복수의 프로토콜을 사용하며, 각 프로토콜별로 시간별 트래픽 부하와 서비스 클래스별 트래픽 부하를 고려하여 동적으로 주파수 대역을 관리할 수 있다. As described above, in the present invention, a plurality of protocols are used, and frequency bands can be dynamically managed in consideration of traffic loads for each protocol and traffic load for each service class.

이하, 도 6을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 주파수 관리 방법에 대하여 설명한다. 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 주파수 관리 방법을 도시한 흐름도이다.Hereinafter, a frequency management method according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 6. 6 is a flowchart illustrating a frequency management method according to an embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, 주파수 관리 시스템(10)은 각 네트워크에 대한 통신 프로토콜을 결정한다(S610).Referring to FIG. 6, the frequency management system 10 determines a communication protocol for each network (S610).

이어서, 주파수 관리 시스템(10)은 결정된 통신 프로토콜 사용시의 각 네트워크의 시간별, 서비스 클래스별 트래픽 부하를 측정한다(S620).Subsequently, the frequency management system 10 measures the traffic load for each network time and service class when using the determined communication protocol (S620).

그 다음으로, 주파수 관리 시스템(10)은 시간별, 서비스 클래스별 트래픽 부하를 고려할 때에 각 네트워크에 대해 필요한 필요 대역폭을 산출한다(S630).Next, the frequency management system 10 calculates the necessary bandwidth for each network in consideration of traffic load by time and service class (S630).

그리고, 주파수 관리 시스템(10)은 필요 대역폭이 이미 할당되어 사용중인 전용 대역 내에서 이용가능한지를 확인한다(S640).Then, the frequency management system 10 checks whether the required bandwidth is already allocated and available in the dedicated band in use (S640).

주파수 관리 시스템(10)은 확인결과, 전용 대역이 필요 대역폭을 커버하기에 불충분하면, 추가 할당을 요청하기 위하여 요구 대역폭을 산출한다(S650).If the frequency management system 10 confirms that the dedicated band is insufficient to cover the required bandwidth, the frequency management system 10 calculates the required bandwidth to request additional allocation (S650).

이어서, 주파수 관리 시스템(10)은 요구 대역폭과 공유 대역에서 아직 할당되지 않은 주파수 대역인 잔여 대역폭을 비교한다(S660).Subsequently, the frequency management system 10 compares the required bandwidth with the remaining bandwidth which is a frequency band not yet allocated in the shared band (S660).

주파수 관리 시스템(10)은 비교결과 잔여 대역폭이 충분하면, 잔여 대역폭에 서 요구 대역폭을 할당한다(S670).If the remaining bandwidth is sufficient as a result of the comparison, the frequency management system 10 allocates the required bandwidth from the remaining bandwidth (S670).

반면, 주파수 관리 시스템(10)은 잔여 대역폭이 불충분하면, 요구 대역폭을 조정하기 위하여 우선순위의 고정 여부를 확인한다(S680).On the other hand, if the remaining bandwidth is insufficient, the frequency management system 10 checks whether the priority is fixed in order to adjust the required bandwidth (S680).

주파수 관리 시스템(10)은 우선순위가 고정되어 있으면, 장기적인 우선순위 값을 갱신한다(S690).If the priority is fixed, the frequency management system 10 updates the long-term priority value (S690).

반면, 주파수 관리 시스템(10)은 우선순위가 고정되어 있지 않으면, 단기적인 우선순위 값을 산출하고(S710), 단기적인 우선순위 값을 축적하고 평균하여 장기적인 우선순위 값을 결정한다(S720).On the other hand, if the priority is not fixed, the frequency management system 10 calculates a short term priority value (S710), and accumulates and averages the short term priority value to determine a long term priority value (S720).

그리고, 주파수 관리 시스템(10)은 갱신되거나 새로 결정된 장기적인 우선순위 값을 고려하여 요구 대역폭을 조절하여 할당한다(S700).Then, the frequency management system 10 adjusts and allocates the required bandwidth in consideration of the updated or newly determined long-term priority value (S700).

한편, 주파수 관리 시스템(10)은 갱신 또는 결정된 우선순위 값을 고려할 때에 전용 대역이 부족하다고 판단하여 전용 대역과 공유 대역의 비를 조절할 수 있다.Meanwhile, the frequency management system 10 may determine that the dedicated band is insufficient when considering the updated or determined priority value, and adjust the ratio of the dedicated band and the shared band.

이하, 수학식 1, 2를 참조하여 주파수 관리자(300)가 장기적인 우선순위 값을 이용하여 추가할당 대역폭(즉, 조절된 요구 대역폭)을 결정하는 과정에 대하여 설명한다.Hereinafter, a process in which the frequency manager 300 determines the additional allocation bandwidth (ie, the adjusted required bandwidth) by using the long-term priority value will be described with reference to Equations 1 and 2 below.

하기의 수학식 1은 주파수 공유 함수(Spectrum Sharing Metric)이며, 각 네트워크 운영자 k에 할당되는 추가할당 대역폭(Bk)을 산정한다.Equation 1 below is a spectrum sharing metric, and calculates an additional allocation bandwidth B k allocated to each network operator k.

Figure 112009065062215-pat00001
Figure 112009065062215-pat00001

여기서, αij는 네트워크 운영자 i의 서비스 클래스 j에 대한 우선순위 값이며, Rij는 네트워크 운영자 i의 서비스 클래스 j에 대한 요구 대역폭이다. 또한, Bs는 공유 대역폭이며,

Figure 112009065062215-pat00002
는 네트워크 운영자 k의 장기적인 우선순위 값을 고려할 때 네트워크 운영자 k의 요구 대역폭이다.Here, α ij is a priority value for service class j of network operator i, and R ij is a required bandwidth for service class j of network operator i. Also, B s is shared bandwidth,
Figure 112009065062215-pat00002
Is the required bandwidth of network operator k given the long term priority value of network operator k.

주파수 관리자(300)는 상기의 수학식 1에 따라 공유 대역폭(Bs)을 네트워크 운영자 k의 서비스 클래스별 트래픽 부하(수학식 1의 분자)와 전체 네트워크 운영자(210, 220)의 서비스 클래스별 트래픽 부하(수학식 1의 분모)의 비율로 제산하여 추가할당 대역폭(Bk)을 결정한다.The frequency manager 300 sets the shared bandwidth (B s ) according to Equation 1 above to the traffic load for each service class of the network operator k (the numerator of Equation 1) and the traffic for each service class of the entire network operator 210 or 220. The additional allocation bandwidth (B k ) is determined by dividing by the ratio of the load (denominator of Equation 1).

이때, 네트워크 운영자 k로부터 요청받은 요구 대역폭에는 각 서비스 클래스별 우선순위가 반영되며, 전체 네트워크 운영자(NO1, NO2, …)의 서비스 클래스별 트래픽 부하에는 시간별 우선순위가 반영되므로, 주파수 관리자(300)는 서비스 클래스와 시간별 우선순위를 함께 고려하여 추가할당 대역폭을 결정할 수 있다.In this case, the requested bandwidth received from the network operator k reflects the priority of each service class, and the traffic load of each service class of the entire network operator (NO1, NO2, ...) reflects the priority of each time, so that the frequency manager 300 Can determine additional allocation bandwidth by considering service class and time priority.

하기의 수학식 2는 네트워크 운영자 k의 서비스 만족률(SR)을 산출하며, 서비스 만족률(SR)은 네트워크 운영자 k의 요구 대역폭과 주파수 관리자(300)에 의하 여 실제로 추가할당된 추가할당 대역폭의 비에 의하여 산출된다.Equation 2 below calculates the service satisfaction rate (SR) of the network operator k, and the service satisfaction rate (SR) is the required bandwidth of the network operator k and the additional allocation bandwidth actually allocated by the frequency manager 300. Is calculated by rain.

Figure 112009065062215-pat00003
Figure 112009065062215-pat00003

여기서, Bk는 네트워크 운영자 k의 서비스 클래스 j에 대하여 할당된 추가할당 대역폭이며,

Figure 112009065062215-pat00004
는 네트워크 운영자 i의 서비스 클래스 j에 대한 요구 대역폭이며,
Figure 112009065062215-pat00005
는 추가할당 대역폭에 대해 전체 서비스 클래스의 대역폭과 우선순위를 반영하기 위한 수식이다.Where Bk is the additional allocation bandwidth allocated for service class j of network operator k,
Figure 112009065062215-pat00004
Is the requested bandwidth for service class j of network operator i,
Figure 112009065062215-pat00005
Is a formula to reflect the bandwidth and priority of the entire service class with respect to the additional allocation bandwidth.

따라서, 주파수 관리자(300)는 수학식 2로부터 시간과 서비스 클래스가 고려된 네트워크 운영자 k의 서비스 만족률을 산출할 수 있다.Accordingly, the frequency manager 300 may calculate the service satisfaction rate of the network operator k considering the time and the service class from Equation 2.

이와 같이, 본 발명은 복수의 네트워크에 대하여 주파수 대역폭을 통합적으로 관리하고, 각각의 네트워크에 대한 주파수를 동적으로 할당할 수 있어, 유휴 주파수 대역을 줄일 수 있으며, 전체 주파수 대역폭을 효율적으로 사용할 수 있는 효과가 있다.As described above, the present invention can manage frequency bands for a plurality of networks collectively, and dynamically allocate frequencies for each network, thereby reducing idle frequency bands and efficiently using the entire frequency bandwidth. It works.

이상, 본 발명의 구성에 대하여 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하였으나, 이는 예시에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술분야에 통상의 지식을 가진자라면 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 다양한 변형과 변경이 가능함은 물론이 다. 따라서 본 발명의 보호 범위는 전술한 실시예에 국한되어서는 아니되며 이하의 특허청구범위의 기재에 의하여 정해져야 할 것이다.In the above, the configuration of the present invention has been described in detail with reference to the accompanying drawings, which are merely examples, and those skilled in the art to which the present invention pertains various modifications and changes within the scope of the technical idea of the present invention. This is of course possible. Accordingly, the scope of protection of the present invention should not be limited to the above-described embodiments, but should be determined by the description of the following claims.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 주파수 관리 시스템을 도시한 구성도.1 is a block diagram showing a frequency management system according to an embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 부하 측정기의 통신 프로토콜 결정 방법을 도시한 흐름도.2 is a flowchart illustrating a communication protocol determination method of a load meter according to an embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 네트워크 운영자의 통신 타임슬롯을 도시한 도면.3 illustrates a communication timeslot of a network operator in accordance with an embodiment of the present invention.

도 4는 시간 단위로 각 네트워크 운영자의 서비스 클래스별 트래픽 부하를 표시한 그래프.Figure 4 is a graph showing the traffic load for each service class of each network operator in time units.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 주파수 관리자의 통신 프로토콜별 주파수 관리 방법을 도시한 그래프.5 is a graph illustrating a frequency management method for each communication protocol of a frequency manager according to an embodiment of the present invention.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 주파수 관리 방법을 도시한 흐름도.6 is a flowchart illustrating a frequency management method according to an embodiment of the present invention.

Claims (12)

각 네트워크의 서비스 클래스별 트래픽 부하와 시간별 트래픽 부하를 측정하며, 상기 각 네트워크의 통신 프로토콜을 결정하는 부하 측정기;A load meter for measuring a traffic load for each service class and a traffic load for each time, and for determining a communication protocol of each network; 상기 결정된 통신 프로토콜의 트래픽 부하들을 고려하여 상기 결정된 프로토콜로 통신시 필요한 대역폭을 산출하는 복수의 네트워크 운영자; 및A plurality of network operators calculating bandwidths required for communication with the determined protocol in consideration of the traffic loads of the determined communication protocol; And 상기 트래픽 부하들을 고려하여 상기 각 네트워크 운영자의 우선순위를 부여하고, 상기 우선순위를 고려하여 전체 주파수 대역을 상기 각 네트워크 운영자에게 분할하여 할당하는 주파수 관리자를 포함하되,A frequency manager for assigning priorities of the respective network operators in consideration of the traffic loads, and dividing and allocating an entire frequency band to the respective network operators in consideration of the priorities; 상기 주파수 관리자는,The frequency manager, 상기 전체 주파수 대역을 상기 각 네트워크 운영자에게 전적으로 할당하는 전용 대역과 상기 각 네트워크 운영자에게 유동적으로 할당하는 공유 대역으로 분할하고, 상기 전체 주파수 대역 중에서 상기 공유 대역을 상기 각 네트워크 운영자에게 분할하여 할당하는 것인 주파수 관리 시스템.Dividing the entire frequency band into a dedicated band for allocating to each network operator and a shared band for allocating to each network operator, and dividing and allocating the shared band to the respective network operators. Frequency management system. 제1항에 있어서, 상기 각 네트워크 운영자는,The method of claim 1, wherein each network operator, 상기 각 네트워크를 관리하며, 상기 트래픽 부하들을 고려할 때 관리중인 상기 각 네트워크에 대해 이미 할당된 대역폭이 부족하다고 판단하면, 추가로 필요한 요구 대역폭을 산출하여 상기 주파수 관리자에 요청하는 것인 주파수 관리 시스템.And managing each of the networks, and considering the traffic loads, if it is determined that the bandwidth already allocated for each of the networks under management is insufficient, further requesting bandwidth is calculated and requested by the frequency manager. 제2항에 있어서, 상기 주파수 관리자는,The method of claim 2, wherein the frequency manager, 상기 요구 대역폭이 상기 각 네트워크 운영자에게 아직 할당되지 않은 잔여 대역폭 미만이면, 상기 잔여 대역폭 내에서 상기 요구 대역폭을 할당하며,If the requested bandwidth is less than the remaining bandwidth not yet allocated to each of the network operators, allocate the required bandwidth within the remaining bandwidth, 상기 요구 대역폭이 상기 잔여 대역폭을 초과하면 상기 우선순위를 갱신하고, 상기 갱신된 우선순위에 따라 상기 요구 대역폭을 조정하여 상기 각 네트워크 운영자에게 할당하는 것인 주파수 관리 시스템.Update the priority when the requested bandwidth exceeds the remaining bandwidth, and adjust the required bandwidth according to the updated priority to allocate to each network operator. 삭제delete 제1항에 있어서, 상기 부하 측정기는,The load meter of claim 1, 상기 각 네트워크의 송수신 감도와 상기 각 네트워크의 송수신 거리를 고려하여 상기 통신 프로토콜을 결정하는 것인 주파수 관리 시스템.And determining the communication protocol in consideration of transmission / reception sensitivity of each network and transmission / reception distance of each network. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 부하 측정기는, 상기 결정된 통신 프로토콜에서 상기 시간별, 서비스 클래스별 트래픽 부하를 측정하며,The load measurer measures the traffic load for each time and service class in the determined communication protocol, 상기 네트워크 운영자는, 상기 결정된 통신 프로토콜의 데이터를 송수신하는 것인 주파수 관리 시스템.The network operator, the frequency management system for transmitting and receiving data of the determined communication protocol. 송수신 거리와 감도를 고려하여 각 네트워크의 통신 프로토콜을 결정하는 단계;Determining a communication protocol of each network in consideration of a transmission / reception distance and a sensitivity; 상기 각 네트워크의 상기 결정된 통신 프로토콜 사용시에 서비스 클래스별 트래픽 부하와 시간별 트래픽 부하를 측정하는 단계;Measuring a traffic load for each service class and a traffic load for each time when the determined communication protocol of each network is used; 상기 트래픽 부하들을 고려하여 상기 각 네트워크가 상기 결정된 프로토콜로 통신시 필요한 대역폭을 산출하는 단계;Calculating bandwidth required for each network to communicate with the determined protocol in consideration of the traffic loads; 상기 시간별 트래픽 부하 및 상기 서비스 클래스별 트래픽 부하를 고려하여 설정된 단기적인 우선순위 값을 축적 및 평균하여 장기적인 우선순위 값을 설정하는 단계; 및Accumulating and averaging a short-term priority value set in consideration of the traffic load for each hour and the traffic load for each service class, and setting a long-term priority value; And 상기 장기적인 우선순위를 고려하여 전체 주파수 대역을 상기 각 네트워크에게 분할하여 할당하는 단계Allocating the entire frequency band to the respective networks in consideration of the long-term priority 를 포함하는 주파수 관리 방법.Frequency management method comprising a. 제7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 전체 주파수 대역을 상기 각 네트워크에 전적으로 할당되는 전용 대역과 상기 각 네트워크에 유동적으로 할당되는 공유 대역으로 분할하는 단계Dividing the entire frequency band into a dedicated band allotted exclusively for each network and a shared band fluidly assigned to each network 를 더 포함하는 주파수 관리 방법.Frequency management method further comprising. 제8항에 있어서, 상기 분할하는 단계는,The method of claim 8, wherein the dividing comprises: 상기 장기적인 우선순위를 고려할 때 상기 전용 대역이 부족하다고 판단하면, 상기 전용 대역과 상기 공유 대역의 비율을 조절하는 단계Adjusting the ratio of the dedicated band to the shared band if it is determined that the dedicated band is insufficient in consideration of the long-term priority. 를 포함하는 것인 주파수 관리 방법.Frequency management method comprising a. 제7항에 있어서, 상기 산출하는 단계는,The method of claim 7, wherein the calculating step, 상기 필요한 대역폭이 이미 할당된 전용 대역 이내인지를 확인하는 단계;Checking whether the required bandwidth is within an already allocated dedicated band; 확인결과 상기 필요한 대역폭이 상기 이미 할당된 전용 대역을 초과하면, 추가로 필요한 요구 대역폭을 산정하는 단계; 및If the required bandwidth exceeds the already allocated dedicated band, calculating a further required bandwidth; And 상기 산정한 요구 대역폭의 추가할당을 요청하는 단계Requesting additional allocation of the calculated required bandwidth 를 포함하는 것인 주파수 관리 방법.Frequency management method comprising a. 제10항에 있어서, 상기 할당하는 단계는,The method of claim 10, wherein the assigning step, 상기 요구 대역폭이 상기 네트워크 운영자에게 아직 할당되지 않은 잔여 대역폭 미만이면, 상기 잔여 대역폭 내에서 상기 요구 대역폭을 할당하는 단계; 및Allocating the required bandwidth within the remaining bandwidth if the requested bandwidth is less than the remaining bandwidth not yet allocated to the network operator; And 상기 요구 대역폭이 상기 잔여 대역폭을 초과하면 상기 우선순위를 갱신하고, 상기 갱신된 우선순위에 따라 상기 요구 대역폭을 조정하여 상기 각 네트워크에 할당하는 단계Updating the priority when the required bandwidth exceeds the remaining bandwidth, and adjusting the required bandwidth according to the updated priority to allocate to each network. 를 포함하는 것인 주파수 관리 방법.Frequency management method comprising a. 삭제delete
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