KR101382616B1 - 다중 빔 위성 통신 시스템에서의 트래픽 자원 할당 방법 및 그 장치 - Google Patents

다중 빔 위성 통신 시스템에서의 트래픽 자원 할당 방법 및 그 장치 Download PDF

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Abstract

복수의 빔을 포함하는 그룹 단위로 다중빔을 이용한 위성 통신을 하는 시스템에서, 그룹별로 각 빔의 데이터 전송 요구량을 판별하고, 판별된 결과를 토대로 다른 빔에 비하여 데이터 전송 요구량이 많은 빔에 대하여 트래픽 자원을 보다 많이 할당하여, 그룹내의 각 빔로 전송되는 데이터 트래픽을 적응적으로 제어한다.

Description

다중 빔 위성 통신 시스템에서의 트래픽 자원 할당 방법 및 그 장치{apparatus and method for allocating traffic resource in a multi-beam satellite communication system}
본 발명은 트래픽 자원 할당 방법 및 그 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게 말하자면, 다중 빔을 사용하는 위성 통신 시스템에서 다중빔 간 데이터 트래픽 제어를 위한 트래픽 자원 할당 방법 및 그 장치에 관한 것이다.
위성 통신 시스템에서 위성이 지표면으로 방사하는 전파를 빔이라고 하고, 빔에 속하는 지표면을 셀이라고 한다. 위성이 하나의 빔을 사용하는 단일 빔 위성 통신 시스템과, 둘 이상의 서로 다른 빔을 사용하는 다중 빔 위성 통신 시스템이 있는데, 다중 빔을 사용하는 위성통신 시스템은 단일 빔을 사용하는 시스템보다 데이터 전송 효율이 일반적으로 높다.
일반적으로 다중 빔을 사용하는 위성 통신 시스템에서 위성이 각각의 빔을 이용하여 송신하는 트래픽 자원은 동일하다. 즉, 위성은 각 셀에 동일한 전송 알고리즘을 이용하여 데이터를 송수신한다.
그러나 각각의 셀에서 요구하는 데이터 전송량이 다를 경우에도 동일한 전송 알고리즘에 따라 데이터 전송이 이루어짐으로써, 데이터 전송량이 많은 셀에 대하여 충분한 데이터를 전송하지 못하고, 또한 낮은 데이터 전송량으로 서비스가 가능한 셀에 대해서는 전송 자원이 남게 된다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 다중 빔을 사용하는 위성 통신 시스템에서 각 셀에 대하여 트래픽 자원을 효율적으로 할당하기 위한 방법 및 그 장치에 관한 것이다.
본 발명의 과제를 위한 본 발명의 특징에 따른 트래픽 자원 할당 방법은, 적어도 두개의 빔을 포함하는 그룹별로 다중빔을 이용한 위성 통신을 수행하는 시스템에서 트래픽 자원을 할당하는 방법에서, 하나의 그룹에 포함되는 각 빔에 대하여 요구되는 데이터 전송 요구량을 판별하는 단계; 상기에서 판별된 각 셀에 해당하는 빔별 데이터 전송 요구량을 토대로, 다른 빔에 비하여 데이터 전송 요구량이 설정값 이상 큰 제1빔을 선택하는 단계; 및 상기 제1 빔을 제외한 상기 그룹의 나머지 빔들에 비하여, 상기 제1 빔에 데이터 전송을 위한 트래픽 자원을 더 많이 할당하는 단계를 포함한다.
본 발명의 다른 특징에 따른 트래픽 자원 할당 장치는, 적어도 두개의 빔을 포함하는 그룹별로 다중빔을 이용한 위성 통신을 수행하는 시스템에서 트래픽 자원을 할당하는 장치에서, 하나의 그룹에 포함되는 각 빔에 대응하는 셀별로 트래픽 자원 요청 정보를 수집하는 트래픽 자원 요청 정보 수집부; 및 상기에서 수집되는 각 셀별 트래픽 자원 요청 정보를 토대로 데이터 전송 요구량을 산출하고, 산출된 데이터 전송 요구량을 토대로 각 셀에 대응하는 빔 단위로 트래픽 자원량을 산출하는 트래픽 자원 최적화 운영부; 및 상기 산출된 트래픽 자원량을 토대로 각 빔단위로 트래픽 자원을 할당하는 자원 할당부를 포함한다.
이러한 본 발명의 특징에 따른 트래픽 자원 할당 방법 및 장치에서, 상기 트래픽 자원은 시간 자원, 주파수 자원, 그리고 부호 자원 중 적어도 하나이다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 다중 빔을 사용하는 위성 통신 시스템에서 각셀에서 요구하는 데이터 전송 요구량에 따라 각 빔에 대하여 트래픽 자원을 적응적으로 할당함으로써, 각 빔에 해당하는 셀에 대한 데이터 트래픽을 효율적으로 제어할 수 있다.
또한 각 셀에서 요구하는 데이터 전송량을 토대로, 가용 자원이 남은 빔의 트래픽 자원을 데이터 전송량이 많은 빔으로 추가 할당하여 제한된 데이터 트래픽을 효율적으로 제어할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 다중 빔을 사용하는 위성 통신 시스템의 구조도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 다중 빔을 사용하는 위성 통신 시스템에서의 각 그룹별 트래픽 자원 할당 방법을 나타낸 개념도이다.
도 3A는 본 발명의 실시 예에 따른 트래픽 자원 할당 장치의 구조를 나타낸 도이다.
도 3B는 도3A에 도시된 자원 할당부의 구조를 나타낸 예시도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 트래픽 자원 할당 방법의 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 트래픽 자원 할당 방법 중 시간 자원을 할당하는 방법의 흐름도이다.
도 6A 내지 도 6C는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 시간 자원 할당 방법을 나타낸 예시도이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 트래픽 자원 할당 방법 중 시간 자원을 할당하는 방법의 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 트래픽 자원 할당 방법 중 부호 자원을 할당하는 방법의 흐름도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 명세서에서 이동 지구국(Mobile Earth Station, MES)은 단말(terminal), 이동국(Mobile Station, MS), 단말(Mobile Terminal, MT), 가입자국(Subscriber Station, SS), 휴대 가입자국(Portable Subscriber Station, PSS), 사용자 장치(User Equipment, UE), 접근 단말(Access Terminal, AT) 등을 지칭할 수도 있고, 이동 단말, 가입자국, 휴대 가입자 국, 사용자 장치 등의 전부 또는 일부의 기능을 포함할 수도 있다.
본 명세서에서 게이트웨이 지구국(gateway earth station)은, 기지국(base station, BS), 액세스 포인트(access point, AP), 무선 접근국(Radio Access Station, RAS), 노드B(Node B), 송수신 기지국(Base Transceiver Station, BTS), MMR(Mobile Multihop Relay)-BS 등을 지칭할 수도 있고, 접근점, 무선 접근국, 노드 B, 송수신 기지국, MMR-BS 등의 전부 또는 일부의 기능을 포함할 수도 있다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 다중 빔을 사용하는 위성 통신 시스템에서의 트래픽 자원 할당 장치 및 그 방법에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 다중 빔을 사용하는 위성 통신 시스템의 구조도이다.
첨부한 도 1에 도시되어 있듯이, 본 발명의 실시 예에 따른 다중 빔을 사용하는 위성 통신 시스템은, 우주국인 다중 빔 위성(10), 게이트웨이 지구국(20), 이동 지구국(30)을 포함한다.
위성(10)은 게이트웨이 지구국(20)과 이동 지구국(30) 사이의 통신 또는 이동 지구국(30)간을 중계하며, 복수의 셀로 분할되어 있는 서비스 지역에 위치하는 이동 지구국(30)과 소정 빔을 통하여 통신 링크를 형성한다. 이동 지구국(30)은 서비스 지역내의 임의 셀에 위치되어 있는 상태에서, 위치된 셀에 해당하는 빔을 통하여 위성(10)과 통신 링크를 형성한다.
게이트웨이 지구국(20)은 복수의 지상망 또는 인터넷과 같이 다른 무선 통신망과 위성 통신망을 연결하고 다중빔 위성 통신망을 운용, 관리하는 게이트웨이로서 기능한다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 다중 빔을 사용하는 위성 통신 시스템에서의 각 그룹별 트래픽 자원 할당 방법을 나타낸 개념도이다.
기존에는 모든 셀에 대하여 동일한 전송 알고리즘을 사용하여 빔을 전송하는데 반하여, 본 발명의 실시 예에서는 셀마다 요구하는 데이터 전송량을 판별하고, 판별 결과를 토대로 해당 셀에 대한 각 빔에대하여트래픽 자원을 적응적으로 할당한다. 여기서 트래픽 자원은 데이터 전송량을 결정하는 요소로, 데이터 전송량에 영향을 미치는 시스템 파라미터인 주파수, 시간, 부호(코드) 등이 포함된다.
도 2에서와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 위성 통신 시스템은 빔이 속하는 지표면 즉, 빔의 유효 영역(coverage region)인 셀들을 복수의 그룹으로 나누어서 관리하며, 그룹별로 트래픽 자원을 적응적으로 할당한다. 구체적으로, 그룹에 포함되는 빔에 대응하는 셀마다 데이터 전송 요구량을 판별하고, 판별된 데이터 전송 요구량에 따라 트래픽 자원을 적응적으로 할당한다. 하나의 그룹에 포함되는 셀들 중에서, 하나의 셀이 요구하는 데이터 전송 요구량이 다른 셀들의 데이터 전송 요구량보다 설정값 이상 많은 경우, 가용 가능한 트래픽 자원 내에서 데이터 전송 요구량이 많은 셀에 해당하는 빔에 다른 빔에 비하여 트래픽 자원을 보다 많이 할당한다. 예를 들어, 도 2에서와 같이, 하나의 그룹에 대하여 7개의 빔이 사용되고 주파수 재사용률이 1인 위성 통신 시스템이 있다고 하자. 이러한 위성 통신 시스템에서 그룹A에 포함되는 7개의 셀(C1, C2, …, C7)들 중에서 하나의 셀(C7)의 데이터 전송 요구량이 다른 셀들(C1~C6)에 비하여 많을 경우, 셀(C7)로 전송되는 빔에 대한 트래픽 자원을 증가시킨다.
이러한 본 발명의 실시 예에서, 각 셀별로 데이터 전송 요구량을 판별하기 위하여, 셀 내에 위치되어 있는 이동 지구국들의 개수, 각 이동 지구국이 요구하는 서비스 종류에 따라 달라지는 전송 요구량 중 적어도 하나를 사용할 수 있다.
예를 들어, 각 셀에 위치되어 있는 이동 지구국들의 개수를 판별하고, 임의 셀의 이동 지구국들의 개수가 다른 셀들의 이동 지구국들의 개수에 비하여 설정 개수 이상 많은 경우, 해당 셀에 요구되는 데이터 전송 요구량이 다른 셀에 비하여 많은 것으로 판단하여 해당 셀에 할당되는 빔에 트래픽 자원을 증가시킨다.
또는 각 셀에 대응하는 지구국으로부터 전송되는 데이터 요청 신호에 포함되어 있는 요구량을 판별하고, 임의 셀의 데이터 요청 신호에 포함되어 있는 요구량이 다른 셀들의 요구량에 비하여 설정량 이상 많은 경우, 해당 셀에 대한 빔이 요구하는 데이터 전송 요구량이 다른 빔에 비하여 많은 것으로 판단하여 해당 빔에 할당되는 트래픽 자원을 증가시킨다.
이동 지구국(30)으로부터 전송되는 데이터 요청 신호는 데이터 전송량 및 전송 상황, 데이터 전송 요구 등을 포함하는 채널 정보이다. 이러한 정보는 위성(10)을 거쳐서 게이트웨이 지구국(20)으로 전송되며, 본 발명의 실시 예에 따른 트래픽 자원 할당 장치는 이러한 채널 정보를 모니터링 하여 해당 빔의 데이터 전송 요구량을 판별한다.
서비스 커버리지내의 모든 빔들 내에 존재하는 각각의 이동 지구국(30)들로부터 요청되는 전송량들을 위성의 각 빔별로 구분하여 빔당 전체 전송 요구량을 계산한다. 본 발명의 실시 예에서는 빔들간에 발생하는 전송 요구량의 차이를 비교하여 전송 자원 즉 트래픽 자원을 효율적으로 관리하는 방법을 제공한다. 본 발명의 실시 예에 따라 각 빔당 할당된 트랙픽 자원을 가지고, 각 이동 지구국(30)들에게 자원을 할당하는 방법은 당업계에 알려진 기존 방법들을 사용할 수 있다. 본 발명의 실시 예에서 각 셀별로 데이터 전송 요구량을 판별하는 방법으로 각각의 셀내에 운용중인 이동 지구국(30)들의 개수 또는 다양한 서비스를 제공받기 위하여 이동 지구국(30)으로부터 전송되는 데이터 요청 신호를 사용하지만, 본 발명은 반드시 이것에 한정되는 것은 아니다.
도 3A는 본 발명의 실시 예에 따른 트래픽 자원 할당 장치의 구조를 나타낸 도이며, 도 3B는 도 3A에 도시된 자원 할당부의 구조를 나타낸 예시도이다.
첨부한 도 3A에서와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 트래픽 자원 할당 장치(100)는, 트래픽자원 요청정보 수집부(110), 트래픽자원 최적화 운영부(120), 자원 할당부(130)를 포함한다.
트래픽자원 요청정보 수집부(110)는 각 그룹에 대하여 셀별로 데이터 전송 요구량을 판별하며, 판별하는 방법으로는 위에 기술된 바와 같이, 셀 내에 위치되어 있는 이동 지구국들의 개수, 셀에 대응하는 이동 지구국(30)으로부터 전송되는 데이터 요청 신호에 포함되어 있는 요구량 중 적어도 하나를 사용할 수 있다. 트래픽자원 최적화 운영부(120)는 트래픽자원 요청정보 수집부(110)에서 수집된 셀별 데이터 전송 요구량을 판별하고, 판별된 데이터 전송 요구량에 따라 각 빔별로 요구되는 트래픽 자원 분배가 최적화 될 수 있도록 분배 알고리즘을 통해 빔별 할당할 트래픽자원량을 계산한다.
자원 할당부(130)는 계산된 트래픽 자원량을 각 빔에 할당한다. 각 빔에 대한 데이터 전송 요구량이 다른 상황에서, 각 빔의 데이터 전송 요구량에 따라 시간, 채널(대역폭) 및 부호 자원의 효율적 배분을 할 수 있다.
먼저, 트래픽 자원 중 시간 자원을 할당하는 경우, 트래픽 자원 할당 장치(100)는 시간 자원을 구성하는 시간 슬롯(time slot)을 가변적으로 할당하며, 데이터 전송 요구량이 많은 셀에 대응하는 빔에게 보다 많은 시간 슬롯을 할당한다. 시간 슬롯 할당시, 할당하고자 하는 시간 슬롯들을 연속하여 빔에 할당하거나, 또는 할당하고자 하는 시간 슬롯들을 불연속적으로 빔에 할당할 수 있다.
채널 자원을 할당하는 경우, 트래픽 자원 할당 장치(100)는 일정한 주파수 대역폭으로 나눠진 채널 자원을 적응적으로 할당하며, 구체적으로 주파수 자원을 구성하는 채널들을 가변적으로 할당하며, 데이터 전송 요구량이 많은 빔에게 다른 빔에 비하여 보다 많은 채널을 할당한다.
부호 자원을 할당하는 경우, 트래픽 자원 할당 장치(100)는 부호 자원을 구성하는 확산 코드를 가변적으로 할당하며, 데이터 전송 요구량이 많은 빔에게 다른 빔에 비하여 보다 많은 확산 코드를 가지는 데이터 프레임을 할당한다. 여기서는 확산 코드로서 각각의 부호를 복호할 수 있는 PN(pseudo noise) 코드를 특정 빔에 더 많이 할당하는 방법으로 부호 자원을 할당하지만, 본 발명은 PN 코드에 한정되는 것은 아니다.
이러한 적응적인 트래픽 자원 할당을 위하여, 자원 할당부(130)는 도 3B에서와 같이, 제1 자원 할당 모듈(131), 제2 자원 할당 모듈(132), 그리고 제3 자원 할당 모듈(133), 중 적어도 하나를 포함하는 형태로 구현될 수 있다. 제1 자원 할당 모듈(131)은 시간 자원을 구성하는 시간 슬롯을 가변적으로 할당하며, 다른 빔에 비하여 데이터 전송 요구량이 많은 제1 빔에 대하여 다른 빔에 비하여 보다 많은 시간 슬롯을 할당한다.
제2 자원 할당 모듈(132)은 주파수 자원을 구성하는 채널들을 가변적으로 할당하며, 상기 제1 빔에 대하여, 다른 빔에 비하여 보다 많은 채널을 할당한다.
제3 자원 할당 모듈(133)은 부호 자원을 구성하는 확산 코드를 가변적으로 할당하며, 상기 제1 빔에 대하여, 다른 빔에 비하여 보다 많은 확산 코드를 할당한다.
이러한 구조로 이루어지는 본 발명의 실시 예에 따른 트래픽 자원 할당 장치(100)는 게이트웨이 지구국(20)에 위치되어, 각 셀로 전송되는 빔에 대한 트래픽 자원을 적응적으로 관리할 수 있다.
다음에는 본 발명의 실시 예에 따른 트래픽 자원 할당 방법에 대하여 설명한다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 트래픽 자원 할당 방법의 흐름도이며, 먼저, 본 발명의 실시 예에 따른 트래픽 자원 할당 장치(100)는 각 이동 지구국(30)에서 요청되는 트래픽 자원 요청 정보를 수집한다.(S100, S110). 각 이동 지구국(30)은 데이터 전송량 및 전송 상황, 데이터 전송 요구 등을 포함하는 채널 정보인 데이터 요청 신호를 위성(10)으로 전송하며, 트래픽 자원 할당 장치(100)는 위성(10)으로부터 제공되는 데이터 요청 신호를 토대로 각 이동 지구국(30)의 트래픽 자원 요청 정보를 수집한다.
트래픽 자원 할당 장치(100)는 수집된 트래픽 자원 요청 정보를 토대로 각 셀마다 이동 지구국들에 요구되는 트래픽 자원 총량에 해당하는 데이터 전송 요구량을 산출하고(S120), 셀에 대응하는 빔 단위로 산출된 데이터 전송 요구량을 비교한다 (S130).
비교 결과, 빔들간의 데이터 전송 요구량이 비슷할 경우에는 즉, 빔들간의 데이터 전송 요구량들의 차이값이 설정값보다 작은 경우에는 특별한 조치 없이, 계속하여 빔 단위로 데이터 전송 요구량을 모니터링한다.
만일 특정 빔의 데이터 전송 요구량이 다른 빔의 데이터 전송 요구량보다 설정값 이상 많은 경우(S140), 트래픽 자원 할당 장치(100)는 트래픽 자원을 각 빔별로 최적화된 값으로 할당할 수 있도록 각 빔단위로 트래픽 자원량을 산출한다(S150). 그리고 산출된 트래픽 자원량을 토대로 각 빔별로 트래픽 자원을 할당한다(S160).
다음에는 위에 기술된 트래픽 자원 할당 방법을 토대로, 본 발명의 제1 실시 예에 따라 트래픽 자원인 시간 자원을 할당하는 방법에 대하여 설명한다.
도 5는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 트래픽 자원 할당 방법 중 시간 자원을 할당하는 방법의 흐름도이다. 도 6A 내지 도 6C는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 시간 자원 할당 방법을 나타낸 예시도이다.
첨부한 도 5에 도시된 바와 같이, 트래픽 자원 할당 장치(100)는 도 4에서와 같이, 각 그룹별로, 그룹에 포함되는 각 셀들이 요구하는 데이터 전송 요구량을 판별하고(S200), 판별 결과를 토대로 각 셀에 대응하는 빔별로 트래픽 자원을 적응적으로 할당한다. 구체적으로 하나의 그룹에 포함되어 있는 빔들 중에서 제1 빔이 나머지 다른 빔들에 비하여 데이터 전송 요구량이 많은 경우, 제1 빔에 대하여 시간 자원을 더 많이 할당한다(S210, S220). 그리고 제1 빔에 할당된 시간 자원들을 제외한 남은 시간 자원들을 제1 빔을 제외한 나머지 빔들에게 할당한다(S230).
예를 들어, 도 2에서와 같이 하나의 그룹이 7개의 셀로 나누어지는 경우, 각 셀들에 대하여 할당되는 시간 자원이 도 6A와 같다고 하자. 즉, 위성(10)의 빔에 해당하는 신호는 소정 길이를 가지는 데이터 프레임으로 구성되어 전송되며, 데이터 프레임은 소정 길이의 시간 슬롯으로 구분된다. 자원 할당이 이루어지는 설정 주기 동안에 각 빔에 대하여 동일한 시간 슬롯이 할당되고 할당된 시간 슬롯 동안 해당 빔으로 전송 프레임이 전송된다.
그러나 셀(C7)에 해당하는 빔(이하, 빔(C7)으로 표기)이 다른 빔들에 비하여 데이터 전송 요구량이 많은 제1 빔이라 하면, 제1 빔(C7)에 보다 많은 시간 슬롯을 할당하여 제1 빔(C7)에 요구되는 데이터들이 충분히 전송될 수 있도록 한다. 제1 빔 (C7)에 할당되는 시간 슬롯들은 연속적으로 할당되거나 불연속적으로 할당될 수 있다.
데이터 프레임을 전송하는 설정 주기 동안에 해당 그룹에 할당되는 전체 시간 슬롯들에서, 제1 빔 (C7)에 대하여 제1 개수의 시간 슬롯을 할당하고 나머지 개수의 슬롯들을 나머지 빔들(C1~C6)에게 할당한다. 나머지 빔들(C1~C6)에게 각각 할당되는 시간 슬롯의 개수를 제2 개수라고 하면, 제1 개수는 제2 개수보다 크다. 이러한 경우, 도 6B에서와 같이, 제1 개수의 시간 슬롯들을 연속적으로 제1 빔(C7)에 할당한다.
예를 들어 설정 주기 동안에 하나의 그룹에 할당되는 시간 슬롯이 7개라고 할 경우, 제1 빔(C7)에 3개의 시간 슬롯들이 할당되고 나머지 빔들(C1~C6)에게는 남아 있는 4개의 시간 슬롯들이 할당된다. 이 경우, 제1 빔(C7)에 할당된 3개의 시간 슬롯이 연속적으로 할당되면, 설정 주기 내에서 제1 시간 슬롯에서 제3 시간 슬롯 동안에는 제1 빔(C7)에 대한 데이터 전송이 이루어지며, 나머지 제4 시간 슬롯에서 제7 시간 슬롯 내에는 나머지 빔들(C1~C6)에 대한 데이터 전송이 이루어진다.
이때 제1 빔(C7)을 제외한 나머지 빔들에 대하여 설정 주기 동안에 데이터 전송을 할 수 있는 자원인 시간 슬롯이 적기 때문에, 나머지 빔들(C1~C6)에 대한 데이터 전송은 2개의 설정 주기별로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 나머지 빔들(C1~C6)에게는 각각 하나의 시간 슬롯이 할당된다고 할 경우, 제1 빔(C7)에 대한 시간 슬롯들(제1 시간 슬롯~ 제3 시간 슬롯) 동안 데이터 전송이 이루어진 다음에, 제4 시간 슬롯에서 빔(C1)에 대한 데이터 전송, 제5 시간 슬롯에서 빔(C2)에 대한 데이터 전송, 제6 시간 슬롯에서 빔(C3)에 대한 데이터 전송, 그리고 제7 시간 슬롯에서 빔(C4)에 대한 데이터 전송이 수행되고, 다음 설정 주기의 제4 시간 슬롯에서 빔(C5)에 대한 전송, 그리고 제5 시간 슬롯에서 빔(C6)에 대한 데이터 전송이 수행될 수 있다. 이와 같이 시간 자원 상태에 따라 제1 빔로 판별되지 않은 나머지 빔들에 대해서는 2 이상의 설정 주기별로 시간 슬롯이 할당되어 데이터 전송이 수행될 수 있다. 여기서 나머지 빔들(C1~C6) 중에서 임의 셀에 대하여 시간 슬롯을 먼저 할당하는 우선 순위는 가변될 수 있으며, 예를 들어 셀들의 데이터 전송 요구량에 따라 우선 순위가 정해질 수 있다.
한편 위에 기술된 바와는 달리, 제1 개수의 시간 슬롯들을 제1 빔(C7)에 불연속적으로 할당할 수 있다.
예를 들어, 위에 기술된 바와 같이 설정 주기 동안에 하나의 그룹에 할당되는 시간 슬롯이 7개라고 할 경우, 제1 빔(C7)에 3개의 시간 슬롯들이 할당된다고 하자. 이 경우 제1 빔(C7)에 대하여 3개의 시간 슬롯을 연속적으로 할당하는 것이 아니라, 도 6C에서와 같이, 3개의 시간 슬롯을 불연속적으로 할당한다. 예를 들어, 하나의 설정 주기내의 제1 시간 슬롯은 제1 빔(C7)에 할당하고 제2 시간 슬롯은 나머지 빔들 중에서 빔(C1)에게 할당하고 제3 시간 슬롯은 다시 제1 빔 (C7)에 할당하며, 제4 시간 슬롯은 나머지 빔 중에서 빔(C2)에 할당하고, 제5 시간 슬롯은 다시 제1 빔(C7)에 할당하는 방식으로, 제1 빔(C7)에 부여된 3개의 시간 슬롯들을 소정 간격을 두고 불연속적으로 할당한다. 물론 이 경우, 제1 시간 슬롯은 제1 빔(C7)에 할당하고, 제2 및 제3 시간 슬롯은 각각 나머지 빔 중에서 빔(C1)과 빔(C2)에 각각 할당하고, 제4 시간 슬롯은 다시 제1 빔(C7)에 할당하는 등, 제1 빔(C7)에 부여된 제1 개수의 시간 슬롯들이 불연속적으로 할당되는 간격을 조절할 수도 있다. 또한 여기서 나머지 빔들(C1~C6) 중에서 임의 빔에 대하여 시간 슬롯을 먼저 할당하는 우선 순위는 가변될 수 있다.
다음에는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 트래픽 자원 할당 방법 중 주파수 자원을 할당하는 방법에 대하여 설명한다. 도 7은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 트래픽 자원 할당 방법 중 주파수 자원 할당 방법의 흐름도이다.
위에 기술된 제1 실시 예와 동일하게, 트래픽 자원 할당 장치(100)는 각 그룹별로, 그룹에 포함되는 각 셀들이 요구하는 데이터 전송 요구량을 판별하고(S300), 판별 결과를 토대로 하나의 그룹에 포함되어 있는 빔들 중에서 제1 빔이 나머지 다른 셀들에 비하여 데이터 전송 요구량이 많은 경우, 제1 빔에 대하여 주파수 자원 즉, 채널 자원을 더 많이 할당한다(S310, S320). 그리고 제1 빔에 할당된 채널들을 제외한 남은 채널들을 제1 빔을 제외한 나머지 빔들에게 할당한다(S330).
구체적으로, 위성(10)의 빔에 해당하는 신호는 다중 반송파를 통하여 전송되며, 전체 신호는 일정한 주파수 대역폭을 가지는 다수의 부반송파들로 이루어진다. 주파수 자원을 구성하고 소정 부반송파를 가지는 채널들 중에서, 제1 개수의 채널을 제1 빔에 할당하고 나머지 채널들을 그룹의 나머지 빔들에게 할당한다. 나머지 빔들에게 각각 할당되는 채널의 개수를 제2 개수라고 하면, 제1 개수는 제2 개수보다 크다. 예를 들어, 주파수 대역폭이 10MHz인 경우 10개의 채널을 운용한다고 하면 각 채널은 1MHz의 대역폭을 가진다. 이때 데이터 전송 요구량이 많은 것으로 판단된 제1 빔 (C7)에 대하여 4~5개의 채널을 할당하고, 나머지 빔들(C1~C6)에게 남은 채널을 할당하여, 그룹에 포함되는 빔들에 대한 데이터 전송량을 효율적으로 제어할 수 있다.
다음에는 본 발명의 제3 실시 예에 따른 트래픽 자원 할당 방법 중 부호 자원을 할당하는 방법에 대하여 설명한다.
도 8은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 트래픽 자원 할당 방법 중 부호 자원 할당 방법의 흐름도이다.
위에 기술된 제1 및 제2 실시 예와 동일하게, 트래픽 자원 할당 장치(100)는 각 그룹별로, 그룹에 포함되는 각 셀들이 요구하는 데이터 전송 요구량을 판별하고(S400), 판별 결과를 토대로 하나의 그룹에 포함되어 있는 빔들 중에서 제1 빔이 나머지 다른 빔들에 비하여 데이터 전송 요구량이 많은 경우(S410), 제1 빔에 대하여 부호 자원을 더 많이 할당한다(S420, S430).
구체적으로, 패킷을 구성하는 전송 심볼은 확산 코드에 의하여 확산 전송되며, 패킷을 포함하는 전송 프레임은 부호 자원에서 확산 코드에 의하여 분할된다. 부호 자원을 구성하는 확산 코드 예를 들어, PN 코드를 각 빔에게 할당하면서 데이터 전송 요구량이 보다 많은 제1 빔에게 보다 많은 PN 코드를 할당하기 위하여, 제1빔에 해당하는 PN 코드를 가지는 데이터 프레임을 더 많이 생성하여 제1 빔에게 제공한다. 즉, 제1 빔에게는 해당 PN 코드를 가지는 데이터 프레임을 제1 개수만큼 생성하여 할당하고, 나머지 빔들에게는 각각 해당하는 PN 코드를 가지는 데이터 프레임을 제2 개수만큼 생성하여 할당한다. 물론 여기서 제1 개수는 제2 개수보다 크다. 따라서, 데이터 전송 요구량이 많은 제1 빔에 대하여 동일한 PN 코드를 가지는 데이터 전송 프레임이 다른 빔에 비하여 보다 많이 생성되어 제공됨으로써, 제1 빔에 대한 데이터 트래픽을 효율적으로 제어할 수 있다.
한편, 위에 기술된 제1 실시 예 내지 제3 실시 예에 기술된 트래픽 자원 할당 방법을 두 개 이상 조합하여 트래픽 자원을 각 빔에게 할당할 수도 있다. 예를 들어, 제1 실시 예 및 제2 실시 예를 조합하여, 데이터 전송 요구량이 다른 빔들에 비하여 많은 제1 빔에 시간 자원과 주파수 자원을 보다 많이 할당할 수 있다. 이외에도 위에 기술된 실시 예들을 조합하여, 시간 자원, 주파수 자원, 그리고 부호 자원을 선택적으로 조합하여 트래픽 자원을 데이터 전송 요구량이 많은 빔에 보다 많이 할당하여, 그룹내의 빔들에 대한 데이터 전송량을 효율적으로 제어할 수 있다.
이러한 위에 기술된 각 실시 예에서는 설명의 편의상 시간 자원, 주파수 자원, 부호 자원에 대한 개수들을 제1 개수와 제2 개수라는 표현을 사용하였지만, 각 실시 예에 기재된 제1 개수와 제2 개수는 실시 예마다 서로 다른 값을 가질 수 있으며, 동일한 값을 가질 수도 있다.
이상에서 설명한 본 발명의 실시 예는 장치(물건) 및 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시 예에 따른 트래픽 자원 할당 방법의 구성에 대응하는 기능을 실행시킬 수 있는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체를 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.
이상에서 본 발명의 실시 예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims (18)

  1. 적어도 두 개의 빔을 포함하는 그룹별로 다중빔을 이용한 위성 통신을 수행하는 시스템에서 트래픽 자원을 할당하는 방법에서,
    하나의 그룹에 포함되는 각 빔에 대하여 요구되는 데이터 전송 요구량을 판별하는 단계;
    상기에서 판별된 각 빔별 데이터 전송 요구량을 토대로, 다른 빔에 비하여 데이터 전송 요구량이 설정값 이상 큰 제1 빔을 선택하는 단계; 및
    상기 제1 빔을 제외한 상기 그룹의 나머지 빔들에 비하여, 상기 제1 빔에 데이터 전송을 위한 트래픽 자원을 더 많이 할당하는 단계
    를 포함하고,
    상기 데이터 전송 요구량을 판별하는 단계는 각 빔에 해당하는 셀내에 위치하는 이동 지구국들의 개수를 확인하고, 확인된 이동 지구국들의 개수를 토대로 데이터 전송 요구량을 판별하는, 트래픽 자원 할당 방법.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서
    상기 데이터 전송 요구량을 판별하는 단계는 각 빔에 대응하는 셀내에 위치한 이동 지구국으로부터 전송되는 데이터 요청 신호를 수신하고, 수신된 데이터 요청 신호에 포함되어 있는 데이터 요청량을 토대로 각 빔의 데이터 전송 요구량을 판별하는 단계를 더 포함하는, 트래픽 자원 할당 방법.
  4. 제1항 또는 제3항에 있어서
    상기 트래픽 자원은 시간 자원, 주파수 자원, 그리고 부호 자원 중 적어도 하나인, 트래픽 자원 할당 방법.
  5. 제4항에 있어서
    상기 할당하는 단계는,
    설정 주기별로 데이터 전송이 가능한 시간 슬롯들로 이루어진 시간 자원에서, 제1 개수의 시간 슬롯을 상기 제1 빔에게 할당하고, 상기 시간 자원에서 제1 개수를 제외한 나머지 시간 슬롯들을 상기 나머지 빔들에게 할당하는 시간 자원 할당 단계를 포함하는, 트래픽 자원 할당 방법.
  6. 제5항에 있어서
    상기 나머지 빔들에게 제2 개수의 시간 슬롯을 각각 할당하고, 상기 제1 개수는 상기 제2 개수보다 큰, 트래픽 자원 할당 방법.
  7. 제5항에 있어서
    상기 시간 자원 할당 단계는 상기 제1 개수의 슬롯들을 연속하여 상기 제1 빔에 할당하는, 트래픽 자원 할당 방법.
  8. 제5항에 있어서
    상기 시간 자원 할당 단계는 상기 제1 개수의 슬롯들을 불연속하여 상기 제1빔에 할당하는, 트래픽 자원 할당 방법.
  9. 제4항에 있어서
    상기 할당하는 단계는
    운영 가능한 부반송파에 따른 채널들을 포함하는 주파수 자원에서, 제1 개수의 채널을 상기 제1 빔에게 할당하고, 상기 주파수 자원에서 제1 개수를 제외한 나머지 채널들을 상기 나머지 빔들에게 할당하는 주파수 자원 할당 단계를 포함하는, 트래픽 자원 할당 방법.
  10. 제9항에 있어서
    상기 나머지 빔들에게 제2 개수의 채널을 각각 할당하고, 상기 제1 개수는 상기 제2 개수보다 큰, 트래픽 자원 할당 방법.
  11. 제4항에 있어서
    상기 할당하는 단계는
    확산 코드들을 포함하는 부호 자원에서, 제1 빔에 해당하는 확산 코드를 가지는 데이터 전송 프레임을 제1 개수만큼 생성하여 제1 빔에 할당하고, 상기 제1 빔을 제외한 나머지 빔들에게는 해당 확산 코드를 가지는 데이터 전송 프레임을 제2 개수만큼 생성하여 해당 빔에 할당하며, 상기 제1 개수는 제2 개수보다 큰, 부호 자원 할당 단계를 포함하는, 트래픽 자원 할당 방법.
  12. 적어도 두개의 빔을 포함하는 그룹별로 다중빔을 이용한 위성 통신을 수행하는 시스템에서 트래픽 자원을 할당하는 장치에서,
    하나의 그룹에 포함되는 각 셀별로 트래픽 자원 요청 정보를 수집하는 트래픽 자원 요청 정보 수집부; 및
    상기에서 수집되는 각 셀별 트래픽 자원 요청 정보를 토대로 데이터 전송 요구량을 산출하고, 산출된 데이터 전송 요구량을 토대로 각 셀에 대응하는 빔 단위로 트래픽 자원량을 산출하는 트래픽 자원 최적화 운영부; 및
    상기 산출된 트래픽 자원량을 토대로 각 빔단위로 트래픽 자원을 할당하는 자원 할당부
    를 포함하며,
    상기 트래픽 자원 최적화 운영부는 각 빔에 해당하는 셀내에 위치하는 이동 지구국들의 개수를 확인하고, 확인된 이동 지구국들의 개수를 토대로 상기 데이터 전송 요구량을 산출하는, 트래픽 자원 할당 장치.
  13. 제12항에 있어서
    상기 트래픽 자원은 시간 자원, 주파수 자원, 그리고 부호 자원 중 적어도 하나인, 트래픽 자원 할당 장치.
  14. 제13항에 있어서
    상기 자원 할당부는 다른 빔에 비하여 데이터 전송 요구량이 설정값 이상 큰 제1 빔을 선택하고, 상기 제1 빔을 제외한 상기 그룹의 나머지 빔들에 비하여, 상기 제1 빔에 데이터 전송을 위한 트래픽 자원을 보다 많이 할당하는, 트래픽 자원 할당 장치.
  15. 제14항에 있어서
    상기 자원 할당부는
    시간 자원을 구성하는 시간 슬롯을 가변적으로 할당하며, 상기 제1 빔에 대하여, 다른 빔에 비하여 보다 많은 시간 슬롯을 할당하는 제1 자원 할당 모듈;
    주파수 자원을 구성하는 채널들을 가변적으로 할당하며, 상기 제1 빔에 대하여, 다른 빔에 비하여 보다 많은 채널을 할당하는 제2 자원 할당 모듈; 및
    부호 자원을 구성하는 확산 코드를 가변적으로 할당하며, 상기 제1 빔에 대하여, 다른 빔에 비하여 보다 많은 확산 코드를 할당하는 제3 자원 할당 모듈
    중 적어도 하나를 포함하는, 트래픽 자원 할당 장치.
  16. 제15항에 있어서
    상기 제1 자원 할당 모듈은, 설정 주기별로 데이터 전송이 가능한 시간 슬롯들로 이루어진 시간 자원에서, 제1 개수의 시간 슬롯을 상기 제1빔에게 할당하고, 상기 시간 자원에서 제1 개수를 제외한 나머지 시간 슬롯들을 상기 나머지 빔들에게 제2 개수의 시간 슬롯을 각각 할당하며, 상기 제1 개수는 상기 제2 개수보다 큰, 트래픽 자원 할당 장치.
  17. 삭제
  18. 삭제
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