KR101432902B1 - Random access method for traffic priority using slot state information - Google Patents

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Abstract

본 발명은 데이터를 전송하기 위해 프레임에서의 슬롯 상태 정보를 세분화하고, 입력 트래픽의 우선순위에 따라 랜덤 접속하는 슬롯을 다르게 선택함으로써, 랜덤 접속시 접속 확률을 높이도록 하는 랜덤 접속 방법에 관한 것이다. 이를 위해, 서로 간의 위치 정보를 알고 있는 다수의 복제 패킷을 전송한 후, 간섭 제거 방법에 의해 충돌이 발생하는 패킷을 복구하고, 간섭 제거 후의 슬롯 상태를 세분화하여, 트래픽의 우선 순위에 따라 랜덤 선택하는 슬롯을 다르게 하는 것이다.The present invention relates to a random access method in which slot state information in a frame is subdivided to transmit data and a slot for random access is selected differently according to priority of input traffic, thereby increasing a connection probability in random access. To this end, a plurality of duplicate packets having positional information of each other are transmitted, a packet in which a collision occurs is recovered by an interference cancellation method, a slot state after interference cancellation is refined, The slot is different.

Description

슬롯 상태 정보를 사용하여 트래픽 우선순위를 보장하는 랜덤 접속 방법 {Random access method for traffic priority using slot state information}[0001] The present invention relates to a random access method for guaranteeing traffic priority using slot state information,

본 발명은 랜덤 접속 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 데이터를 전송하기 위해 프레임에서의 슬롯 상태 정보를 세분화하고, 입력 트래픽의 우선순위에 따라 랜덤 접속하는 슬롯을 다르게 선택함으로써, 랜덤 접속시 접속 확률을 높이도록 하는 랜덤 접속 방법에 관한 것이다.More particularly, the present invention relates to a random access method, and more particularly, to a method and apparatus for random access, in which slot state information in a frame is segmented to transmit data, and a slot for random access is selected according to priority of input traffic, To a random access method.

위성 네트워크에서는 랜덤 접속 제어 방법(random access control method)이 제한적으로 사용되고 있다. 왜냐하면, 랜덤 접속 제어방법은 일반적으로 시스템 처리율이 매우 낮기 때문이다. In a satellite network, a random access control method is limited. This is because the random access control method generally has a very low system throughput.

종래에 사용되고 있는 슬롯 알로하(slotted aloha) 방법은 약 37%의 시스템 처리율이 최대인 것으로 알려져 있다. 따라서, 응용 프로그램의 데이터 트래픽처럼 전송 트래픽의 양이 많은 경우에는 사용되지 않고 있다. 다만, 네트워크 제어 데이터 또는 시스템 관리용 메시지와 같이 트래픽 양이 많지 않은 경우에 제한적으로 사용되고 있다.The slotted aloha method, which is conventionally used, is known to have a maximum system throughput of about 37%. Therefore, it is not used when there is a large amount of transmission traffic like data traffic of an application program. However, it is used only in cases where the amount of traffic such as network control data or messages for system management is small.

이러한 임의 접속 제어 방법의 단점을 보완하기 위해, 요구 할당 방법이 위성 네트워크의 트래픽 전송을 위해 사용되고 있는데, DAMA(demand assign multiple access)가 그 기본 기술이라 할 수 있다.In order to compensate for the disadvantage of the random access control method, a demand assignment method is used for traffic transmission of the satellite network. Demand assign multiple access (DAMA) is a basic technique.

그러나 DAMA에서는 요구된 할당량보다 데이터 트래픽이 적게 발생하는 경우에는 그 차이만큼 자원이 낭비되는 문제가 발생한다. 이를 극복하기 위해 개발된 것이 CF-DAMA(combined-free DAMA) 기법이다. CF-DAMA에서는 낭비되는 자원들을 단말간에 분배하도록 하는 기술이 포함되어 있다.However, in DAMA, when the data traffic is less than the required quota, the resource is wasted as much as the difference. The CF-DAMA (combined-free DAMA) technique was developed to overcome this problem. The CF-DAMA includes a technique for distributing wasted resources among terminals.

하지만, CF-DAMA는 트래픽이 간헐적인 특성을 가질수록 그 효과가 감소하는 문제점을 갖고 있다. 트래픽의 간헐성은 트래픽 용량의 급격한 변화를 의미하는데, 이러한 트래픽 용량의 급격한 변화에 CF-DAMA 기법은 대응하기가 어렵다. 특히, 위성 네트워크와 같이 전파 지연 시간이 매우 긴 경우에는, 간헐적 특성을 갖는 트래픽에 대해서는 요구 할당 방법이 적합하지 않다.However, CF-DAMA has a problem that its effect decreases as the traffic has intermittent characteristics. Intermittency of traffic means rapid change of traffic capacity. CF-DAMA technique is difficult to cope with sudden change of traffic capacity. In particular, when the propagation delay time is very long like a satellite network, the request allocation method is not suitable for the traffic having intermittent characteristics.

이와 같이, 간헐적인 특성을 갖는 트래픽에 대응하기 위해서는 임의 접속 방법이 더 낳은 것으로 알려져 있다. 그럼에도, 위성 네트워크에서는 임의 접속 방법이 사용되기 어려웠는데, 이는 앞에서 설명한 바와 같이 시스템 처리율이 낮기 때문이었다.As described above, it is known that a random access method is better for coping with traffic having intermittent characteristics. Nevertheless, random access methods are difficult to use in satellite networks because of the low system throughput as described above.

이를 위해, 임의 접속 방법에서 시스템 처리율을 향상시키는 여러 가지 방안이 제안되었지만, 정지 궤도 위성 시스템에서는 DSA(diversity slotted aloha) 기법이 많이 사용된다.For this purpose, various schemes to improve the throughput of the random access method have been proposed. However, DSA (diversity slotted aloha) technique is widely used in geostationary satellite systems.

물론, 중궤도 또는 저궤도에서는 PRMA(packet reservation multiple access) 기법을 사용하기도 한다. 이는 중궤도 또는 저궤도 위성은 정지궤도 위성에 비해 전파 지연 시간이 매우 짧기 때문에 패킷 예약이 가능하기 때문이다.Of course, the PRMA (packet reservation multiple access) technique is also used in the middle earth or low earth orbit. This is because a medium orbit or low orbit satellite has a very short propagation delay time compared to geostationary satellites, and thus packet reservation is possible.

현재, 정지 궤도 위성 시스템에서 사용 가능한 임의 접속 방법은 CRDSA(contention resolution diversity slotted aloha)이다. CRDSA는 종래 슬롯 알로하(slotted aloha) 방법에 비해 시스템 처리율을 약 52% 수준으로 향상시켰다. Currently, the random access method available in geostationary satellite systems is the contention resolution diversity slotted aloha (CRDSA). CRDSA improves system throughput to about 52% compared to the conventional slotted aloha method.

CRDSA에서는 하나의 패킷을 전송하기 위해, 동일한 정보를 담고 있는 복제 패킷을 사용하고 , 각각의 복제 패킷은 서로 위치정보를 포함하고 있어서, 복제 패킷 중의 하나가 간섭 제거(interference cancellation) 기술에 의해 복구되면, 자신의 복제 패킷의 위치를 알 수 있게 된다. 이 정보를 이용하여 간섭 패킷을 제거해 나가는 것이 간섭 제거 기술이다.In the CRDSA, a duplicate packet containing the same information is used to transmit one packet, and each duplicate packet contains position information with respect to each other, so that when one of the duplicate packets is recovered by an interference cancellation technique , It is possible to know the position of the replication packet of itself. The interference cancellation technique is to remove interference packets using this information.

CRDSA 방법의 시스템 처리율의 향상은 매우 우수한 것으로 알려져 있어, 이를 변형하여 IRSA, CSA 기술도 제안되어 있다. 하지만, 이들은 모두 복제 패킷을 사용하기 때문에 몇 가지 문제를 가지고 있다.The improvement of the system throughput of the CRDSA method is known to be excellent, and IRSA and CSA techniques have been proposed by modifying the system. However, they all have some problems because they use duplicate packets.

첫째, 복제 패킷을 사용하기 때문에 최대 시스템 처리율을 보장하기 위해서는 트래픽의 입력 양을 잘 통제하여야 한다. 그렇지 않으면, 오히려 시스템 처리율이 감소하게 되기 때문이다. First, because replicated packets are used, the input amount of traffic should be well controlled to ensure maximum system throughput. Otherwise, the system throughput is rather reduced.

둘째, 복제 패킷을 사용하기 때문의 채널의 효율성이 감소하게 된다. 하나의 패킷을 전송하기 위해 두 개 이상의 동일한 패킷을 전송해야 하기 때문이다.Second, the efficiency of the channel is reduced due to the use of the duplicate packet. It is necessary to transmit two or more identical packets in order to transmit one packet.

그러나 차세대 위성 네트워크에서는 사용될 서비스의 크기가 늘어나고, 전송해야 할 패킷의 수가 현재에 비해 더욱 다양해질 것으로 예상되고 있으며, 또한 사용자 수의 증가로 인해 트래픽의 간헐적 특성이 더욱 심화될 것으로 보인다.However, it is expected that the size of the service to be used in the next-generation satellite network will increase, and the number of packets to be transmitted will be more diversified than the present. Also, the intermittent characteristic of the traffic will increase due to the increase in the number of users.

이러한 문제를 해결하기 위해, 종래의 CRDSA 기법에 예약 기법을 접목한 R-CRDSA 기법이 제안되었다. R-CRDSA 기법은 종래의 CRDSA 기법에 슬롯 예약과 복제 패킷의 발생을 제어하는 방법이 접목된 랜덤 접속 제어 방법으로서 다중 패킷 메시지 트래픽 환경에서 고성능 및 고신뢰성을 보장할 수 있다는 장점이 있다.To solve this problem, an R-CRDSA technique combining reservation techniques with a conventional CRDSA technique has been proposed. The R-CRDSA scheme is a random access control method combined with a slot reservation scheme and a method of controlling the generation of duplicate packets in the conventional CRDSA scheme. The R-CRDSA scheme can guarantee high performance and high reliability in a multi-packet message traffic environment.

하지만 이러한 R-CRDSA 기법 또한 근본적으로 랜덤 접속 방법을 근간으로 하고 있기 때문에 랜덤 접속을 위한 접속 확률이 높지 않아, 위성터미널의 랜덤 접속시 접속 확률을 높이기 위한 여러 가지 방법을 필요로 하고 있다.However, since the R-CRDSA scheme is fundamentally based on the random access scheme, the probability of access for random access is not high. Therefore, various methods are needed to increase the probability of accessing the satellite terminal in random access.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 트래픽의 우선순위에 따라 랜덤 접속하는 슬롯세트를 다르게 선택함으로써 랜덤 접속시 접속 확률을 높이도록 하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to increase the connection probability in random access by selecting different slot sets for random access according to priority of traffic.

이를 통해 다양한 랜덤 접속 기반의 통신 서비스를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.It is another object of the present invention to provide a communication service based on various random access.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 서로 간의 위치 정보를 알고 있는 다수의 복제 패킷을 전송한 후, 간섭 제거 방법에 의해 충돌이 발생하는 패킷을 복구하고, 간섭 제거 후의 슬롯 상태를 세분화하여, 트래픽의 우선 순위에 따라 랜덤 선택하는 슬롯세트를 다르게 하는 것을 기술적 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method of transmitting a packet, the method comprising: transmitting a plurality of duplicate packets, And the slot set to be randomly selected is different according to the priority of the traffic.

이때, 간섭 제거 이후 슬롯의 상태를 단일 접속(Single Access), 디코딩 성공(Successfully Decoded), 디코딩 실패(Unsuccessfully Decoded), 그리고 미접속(No Access)의 상태로 구분하는 것이 바람직하다.At this time, it is preferable to divide the state of the slot after interference cancellation into a state of Single Access, Successfully Decoded, Unsuccessfully Decoded, and No Access.

그리고 상기 단일 접속(Single Access) 상태는, 하나의 시간 슬롯에 하나의 위성터미널이 패킷을 전송하는 것임이 바람직하다.And the single access state is one in which one satellite terminal transmits a packet in one time slot.

또한, 상기 디코딩 성공(Successfully Decoded) 상태는, 하나의 시간 슬롯에 복수의 위성터미널이 패킷을 전송하는 경우, 간섭 제거에 의해 충돌이 해소된 경우인 것이 바람직하다.In addition, the Successfully Decoded state is preferably a case where collisions are eliminated by interference cancellation when a plurality of satellite terminals transmit packets in one time slot.

그리고 상기 디코딩 실패(Unsuccessfully Decoded) 상태는, 하나의 시간 슬롯에 복수의 위성터미널이 패킷을 전송하는 경우, 간섭 제거에 의해 충돌이 해소되지 않은 경우인 것이 바람직하다.The Unsuccessfully Decoded state is preferably a case where a plurality of satellite terminals transmit packets in one time slot and the collision is not canceled by interference cancellation.

또한, 상기 미접속(No Access) 상태는, 하나의 시간 슬롯에 어느 위성터미널도 패킷을 전송하지 않은 경우인 것이 바람직하다.The No Access state is preferably a case where no satellite terminal transmits a packet in one time slot.

그리고 우선순위가 높은 트래픽은, 상기 디코딩 실패(Unsuccessfully Decoded) 슬롯과 미접속(No Access) 슬롯 중에서 랜덤 선택하도록 하고, 우선순위가 낮은 트래픽은, 상기 디코딩 실패(Unsuccessfully Decoded) 슬롯 또는 미접속(No Access) 슬롯 중에서 크기가 큰 슬롯 세트를 선택하도록 하는 것이 바람직하다.And the high priority traffic randomly selects among the unsuccessfully decoded slot and the no access slot, and the low priority traffic is the unsuccessfully decoded slot or the unconnected (No Access) slot, It is preferable to select a slot set having a larger size among access slots.

또한, 우선순위가 높은 트래픽은, 상기 디코딩 실패(Unsuccessfully Decoded) 슬롯과 미접속(No Access) 슬롯 중에서 랜덤 선택하도록 하고, 우선순위가 낮은 트래픽은, 상기 디코딩 실패(Unsuccessfully Decoded) 슬롯 또는 미접속(No Access) 슬롯 중에서 어느 하나의 슬롯 세트를 선택하도록 하는 것이 바람직하다.Also, the high-priority traffic randomly selects between the unsuccessfully decoded slot and the no access slot, and the low priority traffic is allocated to the unsuccessfully decoded slot or the unconnected slot No Access " slots).

상기한 바와 같은 본 발명에 의하면, 다수의 시간 슬롯으로 구성된 프레임의 슬롯 상태 정보를 이용하여 트래픽의 우선순위에 따라 랜덤 접속하는 슬롯을 차별화함으로써 랜덤 접속시의 접속 확률을 높일 수 있는 효과를 가진다.According to the present invention as described above, a slot for random access is differentiated according to the priority of traffic using slot state information of a frame composed of a plurality of time slots, thereby improving the connection probability at the time of random access.

그리고 프레임의 슬롯 상태를 세분화하여 트래픽의 우선순위에 따라 접속 방법을 달리함으로써, 다양한 랜덤 접속 서비스를 제공하는 효과를 가진다.Further, the slot state of the frame is segmented and the access method is changed according to the priority of the traffic, thereby providing various random access services.

도 1은 본 발명에 의한 위성 네트워크의 구성을 보인 개념도,
도 2는 본 발명에 의한 위성 네트워크 부하 제어를 위한 프레임 구조를 보인 개념도,
도 3은 본 발명에 의한 간섭 패킷의 복구와 슬롯 예약과정을 도시한 개념도,
도 4는 본 발명에 의한 슬롯 상태를 구분하는 방법을 도시한 개념도.1 is a conceptual diagram showing a configuration of a satellite network according to the present invention;
FIG. 2 is a conceptual diagram illustrating a frame structure for load control of a satellite network according to the present invention;
FIG. 3 is a conceptual diagram illustrating a process of restoring an interference packet and a slot reservation according to the present invention;
FIG. 4 is a conceptual diagram illustrating a method of classifying a slot state according to the present invention. FIG.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하도록 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

먼저, 도 1에는 본 발명에 의한 위성 네트워크의 구성도가 개념적으로 도시되어 있다. 도면에 도시된 바와 같이, 위성 네트워크 시스템은 우주공간에 위치하고 있는 위성중계기(20)와, 상기 위성중계기(20)를 제어하는 네트워크 통제 센터(30) 또는 게이트웨이, 그리고 상기 위성중계기(30)를 이용하여 데이터를 전송하는 위성터미널(10)을 포함하여 구성된다.First, FIG. 1 conceptually shows a configuration diagram of a satellite network according to the present invention. As shown in the figure, a satellite network system includes a satellite repeater 20 located in an outer space, a network control center 30 or a gateway for controlling the satellite repeater 20, and the satellite repeater 30 And a satellite terminal 10 for transmitting data.

상기 위성터미널(satellite terminal : ST)(10)는 지상 또는 해상에 광범위한 영역에 분산되어 위치하고 있다. 그리고 상기 네트워크 통제센터(network control center : NCC)(30) 또는 게이트웨이(gateway)는 상기 위성중계기(20)를 통제하기 위한 것으로 지상에 위치하고 있다.The satellite terminal (ST) 10 is distributed over a wide area on the ground or the sea. The network control center (NCC) 30 or the gateway is located on the ground for controlling the satellite transponder 20.

상기 위성터미널(10)을 이용하여 데이터를 전송하기 위한 링크는 다음과 같이 구분된다.A link for transmitting data using the satellite terminal 10 is divided as follows.

먼저, 위성터미널(10)이 게이트웨이(gateway : G/W)를 거쳐 전송된 데이터를 수신하는 경우에는 포워드링크(forward link : FL)를 사용한다. 반면에, 위성터미널(10)이 자신의 데이터를 게이트웨이를 거쳐 다른 네트워크로 송신하는 경우에는 리턴 링크(return link : RL)를 사용한다.First, a forward link (FL) is used when the satellite terminal 10 receives data transmitted through a gateway (G / W). On the other hand, the satellite terminal 10 uses a return link (RL) when it transmits its data to another network via a gateway.

한편, 지상에서 위성체로 송신되는 방향을 업 링크(up link : UL), 반대로 위성체에서 지상으로 송신되는 방향을 다운 링크(down link : DL)라고 한다.On the other hand, the direction of transmission from the ground to the satellite is referred to as an uplink (UL), and the direction from the satellite to the ground is referred to as downlink (DL).

우주공간에 존재하는 위성중계기로부터 지상에 신호가 도달할 수 있는 지상 범위를 빔 커버리지(beam coverage)라고 한다. 동일한 빔 커버리지에 속해 있는 모든 위성터미널(10)들은 다운 링크를 수신할 수 있다. 이것을 위성 네트워크의 청취 특성(overhearing property)이라고 한다.The ground coverage over which a signal can reach the ground from a satellite repeater in space is called beam coverage. All the satellite terminals 10 belonging to the same beam coverage can receive the downlink. This is called the overhearing property of the satellite network.

위성 네트워크에서는 위성터미널(10)의 이러한 청취 특성을 이용하여 데이터를 수신하는 경우, 위성터미널(10)과 위성 중계기간의 1-홉(hop)의 데이터 전송이 이루어지게 되므로 약 250ms의 지연시간이 발생한다. 이것은 게이트웨이 중심의 네트워크구조(star topology)의 2-홉에 비해 지연 시간이 반으로 감소한다.
In the satellite network, when data is received using the above-described listening characteristics of the satellite terminal 10, since the data transmission of the satellite terminal 10 and the 1-hop of the satellite relay period is performed, a delay time of about 250 ms Occurs. This reduces the delay time by half compared to the two-hop of the gateway-centric network topology.

다음에는 도 2를 참조하여 본 발명에 의한 위성 네트워크의 프레임 구조에 대해 설명하도록 한다.Next, the frame structure of the satellite network according to the present invention will be described with reference to FIG.

도면을 참조하면, 위성 네트워크 프레임은 다수의 시간 슬롯으로 구성되며, 프레임의 길이는 위성에서의 전파지연 시간보다 길게 설정된다. 이와 같이, 프레임의 길이가 전파지연시간 보다 길게 설정됨으로 인해, 각 위성터미널(10)에서는 이미 송신된 패킷의 전송 성공 여부를 확인한 후에 다음 패킷을 전송할 수 있다.
Referring to the drawing, a satellite network frame is composed of a plurality of time slots, and the length of the frame is set longer than the propagation delay time in the satellite. Since the length of the frame is set longer than the propagation delay time, each satellite terminal 10 can transmit the next packet after confirming whether or not the already transmitted packet is successfully transmitted.

다음에는 본 발명에 의한 R-CRDSA를 사용하여 랜덤 접속하는 경우, 간섭 패킷의 복구 과정에 대해 도 3을 참조하여 설명하도록 한다.Next, a process of recovering an interference packet when random access is performed using the R-CRDSA according to the present invention will be described with reference to FIG.

먼저, (n-1)번째 프레임에서 데이터를 전송하고자 하는 각 위성 터미널은 임의의 시간 슬롯을 선택하여 복수의 복제 패킷을 전송하게 된다. 그리고 간섭 제거(interference cancellation) 기술을 사용하여, n번째 프레임에서 간섭 패킷을 복구하게 된다.First, each satellite terminal that wants to transmit data in the (n-1) th frame selects an arbitrary time slot and transmits a plurality of duplicate packets. Then, the interference cancellation technique is used to recover the interference packet in the n-th frame.

구체적으로, 도 3(a)에 도시된 바와 같이, 시간 슬롯 1과 시간 슬롯 5를 통해 위성터미널 1이 두 개의 복제 패킷을 전송하고, 시간 슬롯 2와 시간 슬롯 5를 통해 위성터미널 2가 두 개의 복제 패킷을 전송하며, 시간 슬롯 2와 시간 슬롯 4를 통해 위성터미널 3이 두 개의 복제 패킷을 전송하고, 시간 슬롯 2와 시간 슬롯 4를 통해 위성터미널 4가 두 개의 복제 패킷을 전송하는 경우를 고려해 본다.Specifically, as shown in FIG. 3 (a), satellite terminal 1 transmits two duplicate packets through time slot 1 and time slot 5, and satellite terminal 2 through time slot 2 and time slot 5 has two Considering the case where satellite terminal 3 transmits two duplicate packets through time slot 2 and time slot 4 and satellite terminal 4 transmits two duplicate packets through time slot 2 and time slot 4, see.

이러한 경우, 시간 슬롯 2에서는 위성터미널 2와 위성터미널 3, 그리고 위성터미널 4에 의해, 시간 슬롯 4에서는 위성터미널 3과 위성터미널 4에 의해, 그리고 시간 슬롯 5에서는 위성터미널 1과 위성터미널 2에 의해 패킷이 충돌하게 되는 것을 알 수 있다.In this case, the satellite terminal 2 and the satellite terminal 3 in the time slot 2, the satellite terminal 4 in the time slot 4, the satellite terminal 3 and the satellite terminal 4 in the time slot 4, and the satellite terminal 1 and the satellite terminal 2 in the time slot 5 It can be seen that the packet is collided.

이때, 간섭 제거 기술을 사용하여 충돌이 발생한 간섭 패킷을 복구하게 되면, 도 3(b)에서 도시한 바와 같이, 위성터미널 1의 경우, 충돌이 발생한 시간 슬롯 5에서 전송한 복제 패킷을 취소하고 충돌이 발생하지 않는 시간 슬롯 1을 예약하게 된다.3 (b), in the case of the satellite terminal 1, the interference packet transmitted in the time slot 5 in which the collision occurred is canceled and collision 1 ", " 1 "

그리고 위성터미널 2의 경우, 시간 슬롯 2에서 전송한 충돌이 발생한 시간 슬롯 2에서 전송한 복제 패킷을 취소하고 충돌이 발생하지 않는 시간 슬롯 5를 예약하게 된다.In the case of the satellite terminal 2, the duplicate packet transmitted in the time slot 2 in which the collision occurred in the time slot 2 is canceled, and the time slot 5 in which the collision does not occur is reserved.

또한, 위성터미널 3과 위성터미널 4의 경우, 충돌이 발생한 시간 슬롯 3과 시간 슬롯 4의 복제 패킷을 취소하고 시간 슬롯 3을 선택하여 데이터를 전송하기 위해 랜덤 접속하게 된다. 이 경우, 시간 슬롯 3은 위성 터미널 3과 위성 터미널 4에 의해 다시 충돌이 발생하게 된다.In the case of the satellite terminal 3 and the satellite terminal 4, the duplicate packet of the time slot 3 and the time slot 4 in which the collision occurred is canceled and the time slot 3 is selected to transmit the data For random access. In this case, the time slot 3 is again collided by the satellite terminal 3 and the satellite terminal 4.

그러나 반드시 시간 슬롯 3을 선택하여 데이터를 전송하는 것은 아니며, 이미 예약된 시간 슬롯 1과 시간 슬롯 5를 제외한 나머지 시간 슬롯에 대해 임의적으로 데이터를 전송할 수 있다.
However, it is not necessary to select time slot 3 to transmit data, and data can be arbitrarily transmitted for time slots other than time slots 1 and 5 already reserved.

이러한 간섭 제거 기술을 사용하여 슬롯 상태 정보(slot state information : SSI)를 구분할 수 있다.It is possible to distinguish the slot state information (SSI) using the interference cancellation technique.

도 4(a)에 도시된 바를 참조하여 설명하면, 간섭 제거 전의 슬롯 상태는 단일 접속(single access)과 충돌(contention), 그리고 미접속(no access)의 세 가지 상태로 구분할 수 있다.Referring to FIG. 4A, the slot state before interference cancellation can be classified into three states of single access, contention, and no access.

구체적으로, 시간 슬롯 1의 경우 위성터미널 1에 의한 접속만 이루어지기 때문에 단일 접속(single access) 상태가 되고, 시간 슬롯 2와 시간 슬롯 4 및 시간 슬롯 5의 경우 복수의 위성터미널에 의한 접속이 이루어지기 때문에 충돌(contention) 상태가 된다. 그리고 시간 슬롯 3의 경우 어느 위성터미널에 의한 접속도 이루어지지 않게 때문에 미접속(no access)의 상태가 된다.Specifically, in the case of the time slot 1, only the connection by the satellite terminal 1 is performed, so that the single access state is established. In the case of the time slot 2, the time slot 4 and the time slot 5, It becomes a contention state. In the case of time slot 3, since no connection is made by any satellite terminal, it becomes a state of no access (no access).

그러나 간섭 제거 기술에 의해 간섭 제거가 이루어지게 되면, 도 4(b)에 도시된 바와 같이, 단일 접속(single access)과 디코딩 성공(successfully decoded), 디코딩 실패(unsuccessfully decoded), 그리고 미접속(no access)의 네 가지 상태로 구분할 수 있다.However, when interference cancellation is performed by the interference cancellation technique, a single access and successfully decoded, unsuccessfully decoded, and unconnected (no) are performed as shown in Fig. 4 (b) access).

구체적으로, 시간 슬롯 1의 경우, 위성터미널 1에 의한 접속만 이루어지기 때문에 단일 접속(single access) 상태가 된다. Specifically, in the case of the time slot 1, since only the connection by the satellite terminal 1 is performed, a single access state is obtained.

시간 슬롯 5의 경우, 위성터미널 1과 위성터미널 2에 의한 접속이 이루어져 간섭 제거 전에는 충돌(Contention) 상태이었으나, 간섭 제거 기술에 의해 위성 터미널 2가 시간 슬롯 5를 예약하게 된 상태이므로, 디코딩 성공(Successfully Decoded) 상태가 된다.In the case of the time slot 5, since the connection by the satellite terminal 1 and the satellite terminal 2 is performed and the satellite terminal 2 has reserved the time slot 5 by the interference cancellation technique before the interference cancellation, Successfully Decoded) state.

시간 슬롯 2의 경우, 복수의 위성터미널(위성터미널 2, 위성터미널 3, 위성터미널 4)에 의해 접속이 이루어져 간섭 제거 전에는 충돌(Contention) 상태였으며, 간섭 제거에 의해서도 여전히 위성터미널 3 및 위성터미널 4에 의해 충돌이 발생하므로, 디코딩 실패(Unsuccessfully Decoded) 상태가 된다.In the case of time slot 2, a connection was made by a plurality of satellite terminals (satellite terminal 2, satellite terminal 3, and satellite terminal 4) and was in a state of contention before interference cancellation. A collision occurs due to the collision, resulting in a decoding failure (Unsuccessfully Decoded) state.

또한, 시간 슬롯 4의 경우도, 복수의 위성터미널(위성터미널 3, 위성터미널 4)에 의해 접속이 이루어져 간섭 제거 전에는 충돌(Contention) 상태였으며, 간섭 제거에 의해서도 여전히 위성터미널 3 및 위성터미널 4에 의해 충돌이 발생하므로, 디코딩 실패(Unsuccessfully Decoded) 상태가 된다.Also, in the case of time slot 4, connection is made by a plurality of satellite terminals (satellite terminal 3 and satellite terminal 4) and is in a state of contention before interference cancellation. And thus a decoding failure (Unsuccessfully Decoded) state occurs.

마지막으로, 시간 슬롯 3의 경우는, 어느 위성터미널에 의한 접속도 이루어지지 않은 상태이므로 미접속(No Access) 상태가 된다.Finally, in the case of the time slot 3, since no connection is made by any satellite terminal, it is in a state of no connection (No Access).

이와 같이 세분화된 슬롯 상태 정보를 활용하여, 단일 접속(single access) 슬롯과 디코딩 성공(successfully decoded) 슬롯은 예약 슬롯(reserved slot)으로 사용되고, 디코딩 실패(unsuccessfully decoded) 슬롯과 미접속(no access) 슬롯은 비예약 슬롯(non-reserved slot)으로 사용된다.Using the slotted slot state information, a single access slot and a successfully decoded slot are used as reserved slots, and an unsuccessfully decoded slot and no access are used. The slot is used as a non-reserved slot.

본 발명에서 단일 접속 슬롯과 디코딩 성공 슬롯은 예약 슬롯이기 때문에 각 위성터미널에서 독점적으로 사용된다. In the present invention, a single access slot and a decoding success slot are used exclusively in each satellite terminal since they are reserved slots.

그러나 디코딩 실패 슬롯과 미접속 슬롯은 입력 트래픽의 양에 따라 그 비중이 달라지는데, 디코딩 실패 슬롯과 미접속 슬롯의 선택적인 조합에 따라 트래픽 우선순위를 고려한 랜덤 접속 방법을 달리할 수 있다.However, the decoding failure slot and the unconnected slot vary in their weight depending on the amount of input traffic. The random access method considering the traffic priority may be different depending on the combination of decoding failure slot and unconnected slot.

예를 들면, 우선 순위가 높은 트래픽은 디코딩 실패 슬롯세트와 미접속 슬롯세트 모두에 대해 랜덤하게 선택하도록 하고, 우선순위가 낮은 트래픽의 경우에는 디코딩 실패 슬롯세트와 미접속 슬롯세트 중에서 크기가 큰 슬롯세트을 선택하도록 하거나 디코딩 실패 슬롯세트와 미접속 슬롯세트 중에서 하나의 슬롯 세트를 고정적으로 선택하게 할 수 있다. 어떤 경우에서든, 트래픽의 우선순위에 따라 랜덤 선택할 수 있는 슬롯의 범위가 달라지기 때문에, 랜덤 접속시 성공 확률이 높아지게 된다.For example, traffic with a high priority may be randomly selected for both the decoding failure slot set and the unconnected slot set, and in the case of low priority traffic, Set or a fixed set of one of the decoding failure slot set and the unconnected slot set. In any case, since the range of slots that can be randomly selected depends on the priority of the traffic, the probability of success in random access increases.

여기서 트래픽의 우선순위는 데이터의 정보 속성 또는 QoS(Quality of Service)의 요건 등에 따라 결정될 수 있다.
Here, the priority of the traffic can be determined according to the information property of the data or the quality of service (QoS) requirement.

이하에서는 앞에서 상술한 슬롯 상태 정보를 이용한 본 발명에 의한 랜덤 접속 방법에 대해 설명하도록 한다.Hereinafter, a random access method according to the present invention using the slot state information described above will be described.

본 발명의 임의 접속 방법에 대해 예약 슬롯을 사용하는 경우와 비예약 슬롯을 사용하는 경우를 구분하여 설명하도록 한다. 예약 슬롯은 어느 한 단말국에 의해 독점적으로 할당되어 패킷 전송이 항상 성공하는 슬롯을 말한다.The random access method of the present invention will be described separately in the case of using a reserved slot and in the case of using a non-reserved slot. A reserved slot refers to a slot that is exclusively allocated by a terminal station and packet transmission always succeeds.

그리고 비예약 슬롯은 슬롯을 사용하는 단말국이 없거나, 두 개 이상의 단말국이 접속하여 단말국이 접속한 슬롯에서 패킷의 충돌이 감지된 슬롯을 의미한다. The non-reserved slot means a slot in which there is no terminal using a slot, or a slot in which a packet collision is detected in a slot accessed by two or more terminal stations and connected to the terminal station.

먼저, 단말국에서는 서비스가 발생하여 전송하여야 하는 메시지의 도착과 함께 동작이 시작된다. 메시지는 다수의 패킷으로 구성되며, 각 패킷은 순서대로 전송된다. 최초의 패킷 전송시에는 예약 슬롯을 갖고 있지 않으므로 한 프레임 주기 동안 위성 채널을 수신하여 비예약 슬롯이 존재하는지 여부를 감지한다.First, in a terminal station, a service is generated and an operation starts with arrival of a message to be transmitted. A message consists of a number of packets, each packet being transmitted in order. At the time of transmitting the first packet, since it does not have a reserved slot, it receives a satellite channel for one frame period and detects whether there is an unreserved slot.

다음으로 비예약 슬롯을 사용하는 경우, 비예약 슬롯 중에서 임의의 슬롯을 선택하여 패킷을 전송하게 된다. 이때 복제 패킷의 개수만큼 시간 슬롯을 선택하여, 하나의 슬롯에 하나의 복제 패킷을 전송한다. 패킷을 송신한 후에는 각 단말에서는 위성 채널을 수신하여 패킷을 전송한 슬롯에서 패킷의 전송이 성공되었는지 여부를 판단하게 된다.Next, when a non-reserved slot is used, an arbitrary slot is selected from the non-reserved slots and the packet is transmitted. At this time, a time slot is selected by the number of duplicate packets, and one duplicate packet is transmitted to one slot. After transmitting the packet, each terminal receives the satellite channel and determines whether or not the transmission of the packet is successful in the slot in which the packet is transmitted.

만약, 송신한 복제 패킷 중에서 전송이 성공한 패킷이 있는 경우에는 슬롯 번호가 제일 낮은 것을 예약 슬롯으로 선택한다. 이와 같이, 예약 슬롯이 결정되면, 해당 단말국은 패킷을 모두 송신할 때까지 예약 슬롯을 독점적으로 사용하게 된다.If there is a packet successfully transmitted among the transmitted replicated packets, the lowest slot number is selected as the reserved slot. In this manner, when the reserved slot is determined, the corresponding station uses the reserved slot exclusively until all packets are transmitted.

그리고 예약 슬롯을 사용하는 경우, 단말국에서는 복제 패킷을 사용하지 않고, 예약 슬롯을 독점적으로 사용하여 패킷을 전송한다. 현재 보내는 패킷이 마지막 패킷인 경우에는 슬롯 예약 해지를 명시하여 전송함으로써, 다른 단말국이 다음 프레임부터 사용할 수 있는 비예약 슬롯이 되도록 한다. In the case of using the reserved slot, the terminal station transmits the packet using the reserved slot exclusively without using the duplicate packet. When the currently transmitted packet is the last packet, the slot reservation cancellation is explicitly specified and transmitted so that the other terminal station can be used as a non-reservation slot usable from the next frame.

이때, 비예약 슬롯을 디코딩 실패 슬롯과 미접속 슬롯으로 구분하고, 트래픽의 우선순위에 따라 랜덤 접속하는 슬롯을 다르게 함으로써, 랜덤 접속시 접속 확률을 높일 수 있게 된다.
At this time, by dividing the unsubscribed slots into decoding failure slots and unconnected slots and by changing the slots to be randomly connected according to the priority of traffic, it is possible to increase the connection probability in the random access.

10 : 위성터미널
20 : 위성중계기
30 : 네트워크 통제센터10: satellite terminal
20: satellite repeater
30: Network Control Center

Claims (8)

하나의 패킷과 동일한 정보를 갖는 다수의 복제 패킷을 전송한 후,
상기 복제 패킷 각각에 포함된 상기 복제 패킷들의 위치 정보를 이용하여 간섭 제거 방법에 의해 충돌이 발생하는 패킷을 복구하고,
간섭 제거 후의 슬롯 상태를 세분화하여,
트래픽의 우선 순위에 따라 랜덤 선택하는 슬롯세트를 다르게 하는 것을 특징으로 하는 랜덤 접속 방법.After transmitting a plurality of duplicate packets having the same information as one packet,
Recovering a packet in which a collision occurs by an interference cancellation method using position information of the replica packets included in each of the replica packets,
The slot state after interference cancellation is subdivided,
Wherein a slot set for random selection is made different according to the priority of traffic. 제 1 항에 있어서,
간섭 제거 이후 슬롯의 상태를 단일 접속(Single Access), 디코딩 성공(Successfully Decoded), 디코딩 실패(Unsuccessfully Decoded), 그리고 미접속(No Access)의 상태로 구분하는 것을 특징으로 하는 랜덤 접속 방법.The method according to claim 1,
Wherein the state of the slot after interference cancellation is divided into a single access, a successfully decoded, a decoded failure, and a no access state. 제 2 항에 있어서,
상기 단일 접속(Single Access) 상태는, 하나의 시간 슬롯에 하나의 위성터미널이 패킷을 전송하는 것임을 특징으로 하는 랜덤 접속 방법.3. The method of claim 2,
Wherein the single access state is one in which one satellite terminal transmits a packet in one time slot. 제 2 항에 있어서,
상기 디코딩 성공(Successfully Decoded) 상태는, 하나의 시간 슬롯에 복수의 위성터미널이 패킷을 전송하는 경우, 간섭 제거에 의해 충돌이 해소된 경우임을 특징으로 하는 랜덤 접속 방법.3. The method of claim 2,
Wherein the successfully decoded state is a case where collisions are eliminated by interference cancellation when a plurality of satellite terminals transmit packets in one time slot. 제 2 항에 있어서,
상기 디코딩 실패(Unsuccessfully Decoded) 상태는, 하나의 시간 슬롯에 복수의 위성터미널이 패킷을 전송하는 경우, 간섭 제거에 의해 충돌이 해소되지 않은 경우임을 특징으로 하는 랜덤 접속 방법.3. The method of claim 2,
Wherein the decoding failure state is a case where a collision is not eliminated by interference cancellation when a plurality of satellite terminals transmit a packet in one time slot. 제 2 항에 있어서,
상기 미접속(No Access) 상태는, 하나의 시간 슬롯에 어느 위성터미널도 패킷을 전송하지 않은 경우임을 특징으로 하는 랜덤 접속 방법.3. The method of claim 2,
Wherein the No Access state is a case where no satellite terminal transmits a packet in one time slot. 제 2 항에 있어서,
우선순위가 특정 순위보다 높은 트래픽은, 상기 디코딩 실패(Unsuccessfully Decoded)와 미접속(No Access) 상태의 슬롯 세트 중에서 랜덤 선택하도록 하고,
우선순위가 특정 순위보다 낮은 트래픽은, 상기 디코딩 실패(Unsuccessfully Decoded) 상태의 슬롯 세트와 미접속(No Access) 상태의 슬롯 세트 중에서 크기가 큰 슬롯 세트를 선택하도록 하는 것을 특징으로 하는 랜덤 접속 방법.3. The method of claim 2,
The traffic having a priority higher than a specific rank is randomly selected from the set of slots in the decoding failure (Unsuccessfully Decoded) and the No Access state,
Wherein the traffic having a priority lower than a specific rank selects a slot set having a larger size from the slot set in the Unsuccessfully Decoded state and the slot set in the No Access state . 제 2 항에 있어서,
우선순위가 특정 순위보다 높은 트래픽은, 상기 디코딩 실패(Unsuccessfully Decoded)와 미접속(No Access) 상태의 슬롯 세트 중에서 랜덤 선택하도록 하고,
우선순위가 특정 순위보다 낮은 트래픽은, 상기 디코딩 실패(Unsuccessfully Decoded) 상태의 슬롯 세트와 미접속(No Access) 상태의 슬롯 세트 중에서 어느 하나의 슬롯 세트를 선택하도록 하는 것을 특징으로 하는 랜덤 접속 방법.
3. The method of claim 2,
The traffic having a priority higher than a specific rank is randomly selected from the set of slots in the decoding failure (Unsuccessfully Decoded) and the No Access state,
Wherein the traffic having a priority lower than a specific rank selects a slot set of the slot set in the unsuccessfully decoded state and the slot set in the no access state .
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