KR100222267B1

KR100222267B1 - 위성통신 시스템에서 서비스채널 과부하 제어방법

Info

Publication number: KR100222267B1
Application number: KR1019960071732A
Authority: KR
Inventors: 신영호
Original assignee: 유기범; 대우통신주식회사
Priority date: 1996-12-24
Filing date: 1996-12-24
Publication date: 1999-10-01
Also published as: KR19980052713A

Abstract

본 발명은 다수의 기지국으로부터 전송되는 패킷의 재전송횟수를 근거로 통신채널의 과부하를 방지할 수 있도록 된 위성통신 시스템에서 서비스채널 과부하 제어방법에 관한 것으로, 각각 다수의 가입자와 결합된 다수의 기지국을 인공위성을 통해 결합하여 가입자의 통신기능을 제공하는 위성통신 시스템에 있어서; 시스템 기동시 시스템상태등급에 대응되는 패킷재전송카운터의 임계치를 설정하는 임계치 설정단계와, 단위 시간동안에 다수의 기지국으로부터 전송되는 패킷메세지에서 재전송카운터를 추출하여 모두 가산하는 재전송카운터 가산단계, 단위 시간이 경과하게 되면 현재의 재전송카운터를 검색하는 재전송카운터 검색단계 및, 상기 재전송카운터 검색단계에서 검색된 현재 재전송가산데이터와 시스템상태에 대응되는 재전송카운터 임계치를 비교하여 그 비교결과를 근거로 이후의 발생호에 대한 호처리를 제어하는 종속 호처리단계를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

위성통신 시스템에서 서비스채널 과부하 제어방법

본 발명은 인공위성을 이용한 통신 시스템에 관한 것으로, 특히 다수의 기지국으로부터 전송되는 패킷의 재전송횟수를 근거로 통신채널의 과부하를 방지할 수 있도록 된 위성통신 시스템에서 서비스채널 과부하 제어방법에 관한 것이다.

현재 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 일정시간 전에 가입자별로 각각의 통신채널을 예약할당하는 PAMA(Pre-Assignment Multiple Access) 방식과 가입자의 요구에 따라 통신채널을 할당하는 DAMA(Demand Assignment Multiple Access) 방식으로 구분되는데, 일반적으로 통신채널의 가격과 그 효용성을 고려하여 음성통신은 DAMA 방식을, 데이터통신은 PAMA 방식을 채용하고 있다.

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

도 1에서 참조번호 1은 다수의 통신용 채널을 구비한 인공위성이고, 2는 전체 위성통신 시스템을 제어하는 중앙제어국, 3(3A, 3B)은 교환기(11A, 11B)나 전화기(12A, 12B), 컴퓨터등의 데이터 단말기(13A, 13B) 및 팩시밀리(14A, 14B) 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 서비스 채널을 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 통신종료 신호가 인가되게 되면 양 기지국에 대해 통신종료처리를 실행함으로써 양 기지국(3A, 3B)에 대해 제공되었던 트래픽 채널(T)을 해제하게 된다.

여기서, 상기 서비스채널(S)[이를 서비스 데이터 망(Service Data Network)이라고도 한다]은 중앙제어국(2)에서 기지국(3)으로의 전송채널인 1개의 아웃바운드(Outbound)채널과 기지국(3)에서 중앙제어국(2)으로의 전송채널인 최대 4개의 인바운드(Inbound)채널로 구성된다. 상기 아웃바운드 채널은 TDM(Time Division Multiplexing) 방식을 사용하며(이를 TDM 채널이라고 한다), 이 TDM 채널은 동기 및 데이터 패킷을 전송한다. 각 패킷에는 특정 기지국을 식별하기 위한 기지국 식별코드를 갖거나 모든 기지국에 전송하기 위하여 광역식별코드를 갖는다. 상기 인바운드 채널은 여러 기지국(3)이 중앙제어국(2)으로 망운용과 관련된 제어데이터를 전송하기 위한 채널로써, S-ALOHA(Slotted Aloha) 방식(이를 S-ALOHA 채널이라고 한다)에 의한 다중 프로토콜을 사용한다.

한편, 도 2는 상술한 중앙제어국(2)의 구성을 나타낸 블록도이다.

도 2에서 참조번호 21은 인공위성(1)과 상향링크(Up link) 신호와 하향링크(Down Link) 신호를 송수신하기 위한 안테나이고, 22는 주파수의 편파 성질을 이용하여 상기 안테나(21)를 통해 송수신되는 신호를 분리하여 입출력하는 직교모드변환기(OMT:Orthogonal Mode Transducer)와, 이 직교모드변환기를 통해 입력된 예컨대 12.25∼12.75G㎐의 하향링크 주파수신호를 저잡음증폭하는 저잡음증폭기(LNA:Low Noise Amplifier), 이 저잡음증폭기를 통해 인가된 주파수신호를 예컨대, 70M㎐의 중간주파수신호(IF)로 변환하는 주파수하향변환기(DC:Down Converter), 이후에 설명할 IF 조합/분배부(23)로부터 인가되는 70M㎐의 IF 신호를 예컨대 14.0∼14.5G㎐의 극초단파로 변환하여 상향링크 주파수신호를 생성하는 주파수상향변환기(UC:Up Converter) 및, 이 주파수상향변환기로부터 출력되는 상향링크 주파수신호를 증폭하는 고출력증폭기(HPA:High Power Amplifier)를 포함하여 구성된 RF 처리부이다.

또한, 참조번호 23은 상기 RF 처리부(22)로부터 인가되는 중간주파수신호를 다수의 중간주파수신호로 분리하여 출력함과 더불어, 이후에 설명할 SCPC(Single Channel Per Carrier) 채널유니트(24)로부터 인가되는 중간주파수신호를 조합하여 출력하는 IF 조합분배부(Combiner/Distributer)이고, 24는 이 IF 조합분배부(23)로부터 인가되는 중간주파수 신호를 복조 및 디코딩하여 이후에 설명할 네트워크제어부(30)로 출력하고, 이 네트워크제어부(30)로부터 출력되는 신호를 인코딩 및 변조하여 IF 조합분배부(23)로 출력하는 SCPC 채널유니트이다.

여기서, 상기 IF 조합분배부(23)는 다수의 SCPC 채널유니트(24)를 사용하는 경우의 시스템 확장성을 위해 채용된 것이다.

또한, 참조번호 30은 전반적인 시스템의 제어를 수행하기 위한 네트워크 제어부로서, 이는 TDM채널을 통해 각 기지국(3)으로 제어 메세지를 송출한 후 S-ALOHA 채널을 통해 해당 기지국으로부터 송신되어 오는 응답 메세지를 근거로 각 기지국(3)의 상태를 점검하는 폴링기능을 수행한다. 그리고, 특정한 기지국(3)으로부터 통화요구(Calling)가 있는 경우에는 상기 폴링과정에서 얻어진 정보를 근거로 상대방 기지국(3)이 통신이 가능한 상태인 지를 판단하여 통신가능 상태인 경우에는 인공위성(1)의 이용가능한 트래픽 채널(T)과 모뎀을 양 기지국(3)에 할당함으로써 양 기지국(3)이 직접적으로 상호 통신을 수행할 수 있도록 한다.

그리고, 참조번호 40은 시스템운용자가 소정의 운용자단말기를 이용하여 전반적인 위성통신 시스템을 관리할 수 있도록 하기 위한 망관리장치이다.

즉, 상기한 구성으로 된 위성통신 시스템에서, 네트워크제어부(30)는 TDM 채널을 통해 주기적으로 폴링신호를 송출하고, 이후 기지국(3)으로부터 전송되는 응답메세지를 근거로 각 기지국의 상태를 점검하고 각 기지국(3)의 상태정보를 보유하게 된다. 또한, S-ALOHA 채널을 통해 기지국(3)으로부터 요구되는 호요구메세지를 근거로 임의의 통신채널을 할당하여 가입자간의 통신기능을 제공하고, 호해제메세지가 수신되게 되면 해당 호가 이용하였던 통신채널 및 모뎀을 해제하게 된다.

한편, 상기 기지국(3)은 가입자로부터 호요구신호 또는 호해제신호가 발생되게 되면, 소정의 호요구패킷 또는 호해제패킷을 생성하여 이를 S-ALOHA 채널을 통해 중앙제어국(2)으로 출력하게 되는 바, 이후 중앙제어국(2)으로부터 패킷전송에 대한 응답메세지가 수신되지 않게 되면 다시 해당 패킷을 일정 횟수만큼 재전송하게 된다. 이때, 기지국(3)은 중앙제어국(2)으로 전송하는 패킷내의 특정 영역에 패킷의 전송횟수를 나타내는 소정의 데이터를 부가하여 출력하도록 되어 있다.

그런데, 일반적으로 통신채널이 한정되어 있는(상기한 바와 같이 1개의 TDM 채널과 최대 4개의 S-ALOHA 채널이 이용된다) 반면에 상대적으로 대단히 많은 수의 가입자가 이 시스템을 이용하고 있기 때문에 다수의 가입자로부터 지속적으로 호요구 또는 호해제신호가 발생되게 되면 해당 메세지를 전송하기 위한 S-ALOHA 채널이 포화상태로 되어 패킷간의 충돌이 발생되어 패킷의 유실 우려가 있을 뿐만 아니라 시스템이 다운(Down)되는 사태를 초래할 수 있다.

따라서, 서비스채널에 부하(채널이용빈도수)가 과도하게 걸려 시스템이 다운됨으로써 모든 가입자가 사용하지 못하는 것보다는 소수의 가입자만이라도 이용할 수 있는 것이 바람직하다 할 것이다. 그래서, 서비스채널에 발생되는 부하의 정도를 근거로 발생 호에 대하여 강제적으로 제한할 필요가 있게 된다.

이에, 본 발명은 상기한 사정을 감안하여 창출된 것으로서, 다수의 기지국으로부터 전송되는 패킷의 재전송횟수를 근거로 통신채널의 과부하를 방지할 수 있도록 된 위성통신 시스템에서 서비스채널 과부하 제어방법을 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 일반적인 위성통신 시스템의 개요를 설명하기 위한 전반적인 시스템구성도.

도 2는 도 1에서 중앙제어국(2)의 구성을 나타낸 블록구성도.

도 3은 본 발명의 1실시예에 따른 위성통신 시스템에서 서비스채널 과부하 제어방법을 하드웨어적으로 설명하기 위한 블록구성도.

도 4는 본 발명의 1실시예에 따른 위성통신 시스템에서 서비스채널 과부하 제어방법을 설명하기 위한 블록구성도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 인공위성 2 : 중앙제어국

3A,3B : 기지국 11A,11B : 교환기

12A,12B : 전화기 13A,13B : 데이터터미날

14A,14B : 팩시밀리 21 : 안테나

22 : RF 처리부 23 : IF 조합분배부

24 : SCPC 채널유니트(SCU) 30 : 네트워크제어부

31,100 : 프로세서 32 : 듀얼포트 RAM(DP RAM)

33 : 서비스채널 콘트롤러(SCC) 34 : 프로그램저장부

35 : 시스템상태정보 저장부 36 : 재전송카운터저장부

40 : 망관리장치

상기 목적을 실현하기 위한 본 발명에 따른 위성통신 시스템에서 서비스채널 과부하 제어방법은 각각 다수의 가입자와 결합된 다수의 기지국을 인공위성을 통해 결합하여 가입자의 통신기능을 제공하는 위성통신 시스템에 있어서; 시스템 기동시 시스템상태등급에 대응되는 패킷재전송카운터의 임계치를 설정하는 임계치 설정단계와, 단위 시간동안에 다수의 기지국으로부터 전송되는 패킷메세지에서 재전송카운터를 추출하여 모두 가산하는 재전송카운터 가산단계, 단위 시간이 경과하게 되면 현재의 재전송카운터를 검색하는 재전송카운터 검색단계 및, 상기 재전송카운터 검색단계에서 검색된 현재 재전송가산데이터와 시스템상태에 대응되는 재전송카운터 임계치를 비교하여 그 비교결과를 근거로 이후의 발생호에 대한 호처리를 제어하는 종속 호처리단계를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

즉, 상기한 바에 의하면, 서비스채널의 발생되는 부하의 정도를 근거로 발생 호를 부분적으로 제한함으로써 서비스채널의 과부하를 방지할 수 있게 된다.

이하, 본 발명에 따른 실시예를 설명한다.

도 3은 본 발명의 1실시예에 따른 위성통신 시스템에서 서비스채널 과부하 제어방법이 적용되는 중앙제어국(2)의 개략적인 블록구성도이다.

도면에서 참조번호 31은 시스템의 전반적인 제어를 수행하기 위한 프로세서이고, 32는 이 프로세서(31)와 이후에 설명할 서비스채널콘트롤러(33)와의 데이터 송수신을 위해 제공되는 듀얼포트 RAM, 33은 상기 SCPC 채널유니트(24)에서 인가되는 메세지로부터 패킷정보를 추출하여 S-ALOHA 패킷데이터를 생성함과 더불어, TDM 스트림의 메세지를 생성하여 상기 SCPC 채널유니트(24)로 출력하는 서비스채널콘트롤러(Service Channel Controller)이다.

또한, 참조번호 34는 상기 프로세서(31)의 동작프로그램이 저장되는 프로그램저장부이고, 35는 현재 시스템의 상태정보를 소정의 플래그로 저장하기 위한 시스템상태정보 저장부, 36은 상기한 바와 같이 기지국(3)은 S-ALOHA 패킷을 이용하여 소정의 메세지를 전송한 다음 중앙제어국(2)으로부터 해당 응답메세지를 수신하지 못하게 되면 상기 메세지를 다시 전송하게 되는 바, 이때 상기 프로세서(31)의 제어신호를 근거로 다수의 기지국(3)으로부터 전송되는 메세지의 재전송 합산데이터를 저장하기 위한 재전송카운터저장부이다.

여기서, 상기 프로세서(31)는 시스템이 기동되게 되면 예컨대, "정상(Normal)", "프리-오버로드(Pre-Overload)", "오버로드(Overload)"의 3단계의 시스템상태에 대응되는 가산데이터의 임계치를 설정하게 된다. 이후, 상기 재전송카운터저장부(36)의 가산데이터를 근거로 상기 시스템상태저장부(35)의 상태플래그를 설정하게 된다. 예컨대, 현재 합산된 재전송가산데이터가 임계치에 도달하게 되면(대략 임계치의 80%) 현재 시스템상태를 오버로드상태로 설정하게 되고, 이후 기지국(3)으로부터 전송되는 호요구신호에 대해 임의 호를 무작위로 추출하여 이 추출된 호에 대해서만 일련의 호처리를 수행하도록 제어하게 된다. 즉, 동시에 발생된 다수의 호요구 중에서 임의 호를 선택적으로 호처리하고, 다른 호요구신호에 대해서는 무시하게 된다.

이어, 도 4의 순서도를 이용하여 본 발명의 1실시예에 따른 위성통신 시스템에서 서비스채널 과부하 제어방법을 설명한다.

우선, 시스템이 처음 기동되게 되면 프로세서(31)는 상기 재전송카운터저장부(36)를 초기화시킨 후 현재 시스템의 상태를 정상(Normal)모드로 설정하게 된다. 또한, 프로세서(31)는 예컨대, 정상, 프리_오버로드 및 오버로드모드의 시스템상태에 대응되는 재전송카운터의 임계치를 설정하게 된다.

이후, 프로세서(31)는 기지국(3)으로부터 전송되는 패킷메세지를 근거로 일련의 호처리를 제어하게 되는 데, 다수의 기지국으로부터의 패킷메세지가 수신되게 되면(ST401 단계), 프로세서(31)는 해당 패킷메세지에 대한 일련의 제어를 수행함과 더불어 패킷메세지로부터 소정의 재전송카운터를 추출하여 이전에 수신된 패킷메세지의 재전송카운터에 가산하여 상기 재전송카운터저장부(36)의 데이터를 갱신하게 된다(ST402 단계).

이어, 소정의 단위 시간이 경과하게 되면(ST403 단계), 프로세서(31)는 상기 재전송카운터저장부(36)의 가산데이터를 검색하게 된다(ST404 단계).

이때, 상기 재전송카운터저장부(36)의 가산데이터가 시스템의 초기화시에 설정된 프리_오버로드모드의 임계치에 대응되게 되면(ST405 단계), 프로세서(31)는 상기 시스템상태저장부(33)의 상태플래그를 소정의 프리_오버로드모드로 설정하게 된다(ST406 단계). 그리고, 상기 재전송카운터저장부(36)의 가산데이터를 초기화시키게 된다(ST407 단계).

한편, 상기 ST405 단계에서 상기 재전송카운터저장부(35)의 가산데이터가 프리_오버로드모드에 대응되는 임계치가 아니게 되면, 이 가산데이터가 오버로드모드에 대응되는 임계치인 지를 판단하게 된다(ST408 단계).

이때, 상기 가산데이터가 오버로드모드에 대응되는 임계치이게 되면, 프로세서(31)는 상기 ST406 단계로 이행하여 일련의 제어동작을 수행하게 된다. 한편, 오버로드모드에 대응되는임계치가 아니게 되면, 프로세서(31)는 상기 ST407 단계로 이행하여 이하의 동작을 수행 제어하게 된다.

즉, 상기 실시예에 의하면, 서비스채널의 발생되는 부하의 정도를 근거로 발생 호를 부분적으로 제한함으로써 서비스채널의 과부하를 방지할 수 있게 된다.

또한, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형 실시할 수 있다.

상기한 바와 같이 본 발명에 의하면, 다수의 기지국으로부터 전송되는 패킷의 재전송횟수를 근거로 통신채널의 과부하를 방지할 수 있도록 된 위성통신 시스템에서 서비스채널 과부하 제어방법을 실현할 수 있게 된다.

Claims

각각 다수의 가입자와 결합된 다수의 기지국을 인공위성을 통해 결합하여 가입자의 통신기능을 제공하는 위성통신 시스템에 있어서;

시스템 기동시 시스템상태등급에 대응되는 패킷재전송카운터의 임계치를 설정하는 임계치 설정단계와,

단위 시간동안에 다수의 기지국으로부터 전송되는 패킷메세지에서 재전송카운터를 추출하여 모두 가산하는 재전송카운터 가산단계,

단위 시간이 경과하게 되면 현재의 재전송카운터를 검색하는 재전송카운터 검색단계 및,

상기 재전송카운터 검색단계에서 검색된 현재 재전송가산데이터와 시스템상태에 대응되는 재전송카운터 임계치를 비교하여 그 비교결과를 근거로 이후의 발생호에 대한 호처리를 제어하는 종속 호처리단계를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 위성통신 시스템에서 과금정보에 근거한 과부하 제어방법.