KR101614040B1 - 위성 채널에서 데이터 트래픽 전송을 위한 다중 슬롯 예약 방법 - Google Patents

위성 채널에서 데이터 트래픽 전송을 위한 다중 슬롯 예약 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에 의한 위성 채널에서 데이터 트래픽 전송을 위한 다중 슬롯 예약 방법이 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 슬롯 예약 방법은 위성 단말에서 다중 슬롯을 예약하는 방법에 있어서, 적어도 하나 이상의 슬롯을 통해 패킷과 함께 전송하려고 하는 데이터 크기를 위성으로 전송하는 단계; 상기 위성으로부터 브로드캐스팅된 복수의 위성 단말들 각각에 대한 패킷과 데이터 크기를 수신하는 단계; 및 상기 복수의 위성 단말들 각각에 대한 데이터 크기에 기초하여 다음 프레임에 대한 적어도 하나 이상의 슬롯을 예약하는 단계를 포함한다.

Description

위성 채널에서 데이터 트래픽 전송을 위한 다중 슬롯 예약 방법{Multiple Slot Reservation Method for Transmitting Data Traffic in the Satellite Random Access Channel}
본 발명은 위성 채널에서 데이터 트래픽 전송을 위한 다중 슬롯 예약 기술에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 채널의 부하가 낮은 환경에서 많은 수의 슬롯(slot)을 예약하여 데이터를 전송함으로써, 슬롯 사용률을 극대화하고, 데이터 전송 시간을 줄일 수 있는 위성 채널에서 데이터 트래픽 전송을 위한 다중 슬롯 예약 방법에 관한 것이다.
위성통신 네트워크는 위성통신의 넓은 통신 반경과 브로드캐스팅(broadcasting) 특성을 활용하여 효율적인 통신서비스를 제공할 수 있다는 장점으로 인하여 꾸준히 수요가 증가하고 있다. 또한 군 통신에서 위성통신 네트워크의 역할은 초기 음성 통신 서비스에서 시작하여 최근에는 각종 데이터의 전송을 위한 데이터 통신으로 확대되고 있다.
위성 채널을 사용하는 방식은 크게 자원 할당을 통해 위성 채널을 사용하는 방식과 자원 할당 절차 없이 채널을 사용하는 랜덤 액세스(Random Access) 방식으로 구분할 수 있다.
자원 할당 방식을 통해 위성 채널을 사용할 경우, 각 단말이 운용국과 자원 요청 및 할당을 위한 제어 메시지 교환을 통해 독립된 채널을 할당받고, 할당받은 채널을 통해 데이터를 전송하기 때문에 데이터 전송의 신뢰성을 보장 할 수 있다는 장점이 있다. 하지만 위성의 높은 고도로 인한 약 250ms의 긴 지연시간과 자원 할당을 위한 제어 메시지의 교환으로 인해 크기가 작고 간헐적으로 발생하는 데이터를 전송할 경우 효율이 감소한다는 단점이 있다. 이와 달리 랜덤 액세스 방식을 통해 위성 채널을 사용할 경우, 별도 자원 할당 절차 없이 데이터 발생 즉시 전송하기 때문에 제어 메시지 교환으로 인한 지연시간을 줄일 수 있고, 별도 제어 메시지의 메시지 교환 없이 데이터가 발생할 경우 즉시 데이터를 전송하기 때문에 크기가 작은 데이터를 효율적으로 전송할 수 있다. 하지만 랜덤 액세스 방식의 경우 패킷 간 충돌이 발생할 수 있기 때문에 처리율과 신뢰도가 매우 낮다는 단점이 있다.
초기 랜덤 액세스 기법인 Slotted ALOHA의 경우 최대 처리율이 0.36packets/slot으로 매우 낮아 데이터 전송 용도로는 사용하지 못하고 주로 초기 로그온 메시지의 전송 및 간헐적 트래픽의 전송을 위한 용도로만 사용하였다.
이에 따라 위성 랜덤 액세스 기법을 통한 데이터 전송을 위해 위성 랜덤 액세스 기법의 처리율을 높이기 위한 연구가 진행되었으며, 그 중 대표적인 향상된 랜덤 액세스 기법으로는 CRDSA(Contention Resolution Diversity Slotted ALOHA)와 IRSA(Irregular Repetition Slotted ALOHA)가 있다. 두 기법은 모두 Framed Slotted ALOHA 기반의 랜덤 액세스 기법으로 복제 패킷 전송과 간섭 제거(Interference cancellation) 기법을 통해 처리율을 향상 시켰다.
CRDSA의 경우 2개의 복제 패킷을 전송한 후, 간섭 제거 기법을 통해 처리율을 약 0.55packets/slot까지 증가 시켰고, IRSA는 복제 패킷의 수를 가변하며 최대 처리율을 약 0.75packets/slot까지 증가 시켰다. 이와 같은 결과를 통해 CRDSA와 IRSA를 통해 랜덤 액세스 채널을 통한 데이터 전송의 가능성을 확인하였으며, 2012년 재정된 위성 통신 표준 DVB-RCS2(Second Generation Digital Video Broadcasting Interactive Satellite System)부터 적용되어 배포되고 있다. 하지만 두 기법의 경우 최대 처리율 이상의 패킷이 유입될 경우, 과도한 복제 패킷으로 인해 오히려 패킷 간의 충돌이 증가하여 처리율이 급격히 감소한다는 단점이 있다.
2012년 제안된 R-CRDSA(Reservation scheme with Contention Resolution Diversity Slotted ALOHA)는 슬롯 예약 기법을 통해 슬롯 예약에 성공한 단말은 더 이상 복제 패킷을 전송하지 않는 방식으로 복제 패킷의 수를 제어하여 최대 처리율을 향상 시켰다. 하지만 R-CRDSA의 경우 각 단말이 하나의 프레임에서 최대 하나의 슬롯만을 예약해서 전송 할 수 있기 때문에 트래픽 부하가 낮은 환경에서는 다수의 슬롯이 낭비될 수 있으며, 크기가 큰 데이터를 전송하기 위해서는 사용되지 않는 슬롯이 있더라도 여러 프레임을 사용하여 데이터를 전송하여야 한다. 특히 군 통신에서는 플랫폼별 수집 및 전송하는 데이터 크기의 편차가 크게 발생할 수 있는데, 이처럼 소수의 단말이 대부분의 데이터를 전송하는 환경에서 R-CRDSA를 사용하여 데이터를 전송 할 경우, 효율성이 낮아지게 된다.
본 발명의 실시예들은, 채널의 부하가 낮은 환경에서 많은 수의 슬롯(slot)을 예약하여 데이터를 전송함으로써, 슬롯 사용률을 극대화하고, 데이터 전송 시간을 줄일 수 있는 위성 채널에서 데이터 트래픽 전송을 위한 다중 슬롯 예약 방법을 제공한다.
그러나 본 발명의 목적은 상기에 언급된 사항으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 목적들을 달성하기 위하여, 본 발명의 한 관점에 따른 다중 슬롯 예약 방법은 위성 단말에서 다중 슬롯을 예약하는 방법에 있어서, 적어도 하나 이상의 슬롯을 통해 패킷과 함께 전송하려고 하는 데이터 크기를 위성으로 전송하는 단계; 상기 위성으로부터 브로드캐스팅된 복수의 위성 단말들 각각에 대한 패킷과 데이터 크기를 수신하는 단계; 및 상기 복수의 위성 단말들 각각에 대한 데이터 크기에 기초하여 다음 프레임에 대한 적어도 하나 이상의 슬롯을 예약하는 단계를 포함할 수 있다.
바람직하게, 상기 적어도 하나 이상의 슬롯을 예약하는 단계는 상기 복수의 위성 단말들 각각에 대한 패킷과 데이터 크기가 수신되면 버퍼에 저장한 후 간섭 제거 처리를 수행하는 단계; 및 상기 간섭 제거 이후 상기 버퍼에 위치한 패킷의 순서에 기초하여 상기 다음 프레임에 대한 적어도 하나 이상의 슬롯을 예약하는 단계를 포함할 수 있다.
바람직하게, 상기 적어도 하나 이상의 슬롯을 예약하는 단계는 상기 복수의 위성 단말들 각각에서 예약될 슬롯 총 개수가 상기 다음 프레임의 예약 가능한 슬롯 개수보다 많은 경우, 상기 예약될 슬롯 총 개수와 상기 다음 프레임의 예약 가능한 슬롯 개수를 이용하여 상기 복수의 위성 단말들 각각에서 예약될 슬롯 수를 동일한 비율로 감소시킴으로써, 상기 다음 프레임에 대한 적어도 하나 이상의 슬롯을 예약할 수 있다.
바람직하게, 상기 적어도 하나 이상의 슬롯을 예약하는 단계는 상기 복수의 위성 단말들 각각에서 예약될 슬롯 총 개수가 상기 다음 프레임의 예약 가능한 슬롯 개수 이하가 될 때까지 상기 동일한 비율로 감소시키는 과정을 반복 수행함으로써, 상기 다음 프레임에 대한 적어도 하나 이상의 슬롯을 예약할 수 있다.
바람직하게, 상기 적어도 하나 이상의 슬롯을 예약하는 단계는 상기 복수의 위성 단말들 각각에서 예약될 슬롯 수를 동일한 비율로 감소하여 예약될 슬롯 수가 '0'이 되는 경우, 상기 다음 프레임에 대한 하나의 슬롯을 예약할 수 있다.
바람직하게, 상기 복수의 위성 단말들 각각은 위성 랜덤 액세스 채널에서 CRDSA(Contention Resolution Diversity Slotted ALOHA) 기반으로 동작할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 채널의 부하가 낮은 환경에서 데이터 크기와 채널의 슬롯 예약 상태를 고려하여 최대한의 슬롯을 예약하고 데이터를 전송함으로써, 슬롯 사용률을 극대화하고, 데이터를 빠르게 전송할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 복수의 위성 단말들 각각에 의해 예약될 슬롯의 총 개수가 다음 프레임의 예약할 수 있는 슬롯의 개수보다 클 경우, 동일한 비율로 감소시킴으로써, 위성 단말 각각의 공정성을 보장할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 위성 단말 각각에서 전송하려는 데이터 크기를 고려하여 최대한의 슬롯을 예약하기 때문에 슬롯 사용률을 증가시킬 수 있고, CRDSA에서 간섭 제거를 위해 사용하는 버퍼를 활용하여 다중 슬롯 예약을 수행하기 때문에 추가 적인 비용을 발생시키지 않으며, 별도 운용국의 제어 없이 동작하기 때문에 구현이 용이하다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 소수의 단말이 대부분의 데이터를 수집 및 전송하는 군 통신네트워크에서 다중 슬롯 예약 기법을 사용하여 데이터를 전송할 경우 효율적인 데이터 전송을 달성할 수 있다.
도 1은 DVB-RCS에서의 랜덤 액세스 시스템 모델을 설명하기 위한 예시도를 나타낸 것이다.
도 2는 CRDSA의 동작을 설명하기 위한 일 예시도를 나타낸 것이다.
도 3은 R-CRDSA의 동작을 설명하기 위한 일 예시도를 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 슬롯 예약 방법에 대한 동작 흐름도를 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 슬롯 예약 방법을 설명하기 위한 일 예시도를 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 슬롯 예약 방법을 설명하기 위한 다른 일 예시도를 나타낸 것이다.
도 7은 R-CRDSA 방법과 본 발명에 따른 방법의 전송지연시간을 설명하기 위한 일 예시도를 나타낸 것이다.
도 8은 R-CRDSA 방법과 본 발명에 따른 방법의 슬롯 사용률을 설명하기 위한 일 예시도를 나타낸 것이다.
도 9는 R-CRDSA 방법과 본 발명에 따른 방법의 총 프레임 개수를 설명하기 위한 일 예시도를 나타낸 것이다.
이하에서는, 본 발명의 일 실시예에 따른 위성 채널에서 데이터 트래픽 전송을 위한 다중 슬롯 예약 방법을 첨부한 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명에 따른 동작 및 작용을 이해하는 데 필요한 부분을 중심으로 상세히 설명한다.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 동일한 명칭의 구성 요소에 대하여 도면에 따라 다른 참조부호를 부여할 수도 있으며, 서로 다른 도면임에도 불구하고 동일한 참조부호를 부여할 수도 있다. 그러나, 이와 같은 경우라 하더라도 해당 구성 요소가 실시예에 따라 서로 다른 기능을 갖는다는 것을 의미하거나, 서로 다른 실시예에서 동일한 기능을 갖는다는 것을 의미하는 것은 아니며, 각각의 구성 요소의 기능은 해당 실시예에서의 각각의 구성 요소에 대한 설명에 기초하여 판단하여야 할 것이다.
본 발명의 실시예들은, 위성 단말에서 발생한 데이터 크기의 편차가 큰 환경에서 각 위성 단말에서 발생한 데이터 크기 및 채널 상태를 고려하여 데이터를 더욱 신속하게 전송하기 위한 다중 슬롯 예약 방법과 시스템을 제공하는 것을 그 요지로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 방법과 시스템은 기존의 R-CRDSA와 달리, 각 위성 단말에서 발생한 데이터 크기와 현재 채널의 예약 상태를 고려하여 한 프레임에서 다수의 슬롯을 예약하여 데이터를 전송함으로써, 전송 지연 시간의 단축 및 채널 사용률의 증대시킬 수 있다.
이하, 본 발명에서 각 위성 단말은 DVB-RCS표준의 MF-TDMA (Multi-frequency Time Division Multiple Access) 시스템을 사용하는 것으로 가정하고, 사용하는 랜덤 액세스 시스템 모델은 도 1과 같다.
MF-TDMA 시스템에서 하나의 프레임은 제어 채널과 요구 할당 절차를 통해 사용하는 트래픽 채널 그리고 랜덤 액세스 기법을 통해 사용하는 트래픽 채널로 구분된다. 위성 채널은 네트워크의 운용국(Network Control Center)에 의해 관리 및 할당되며, 각 위성 단말은 랜덤 액세스를 위해 운용국에게 슬롯들을 할당받아서 사용한다. 위성통신에서는 업링크 주파수와 다운링크 주파수 사이의 간섭을 방지하기 위해 두 주파수를 서로 다르게 사용한다.
즉, 지상의 위성 단말은 공중의 위성을 향해 업링크 주파수(
Figure 112015105789066-pat00001
)로 패킷을 전송하고, 위성은 해당 패킷의 주파수를 바꾸어 다운링크 주파수(
Figure 112015105789066-pat00002
)로 해당 패킷을 지상의 위성 단말에게 전달해준다. 모든 위성 단말의 오버히어링(Overhearing)을 보장하기 위해 랜덤 액세스 채널의 프레임 길이는 위성 단말의 최대 전송지연시간(propagation delay)보다 길고, 프레임 내 슬롯의 길이는 위성 단말의 패킷 전송을 보장하기 위해 위성 단말이 전송하는 패킷의 길이보다 길다고 가정하며, 랜덤 액세스 채널에서 패킷 간의 충돌을 제외한 패킷 손실은 없다고 가정한다. 즉, 지상의 모든 위성 단말이 수신한 패킷의 정보는 동일하다.
도 2는 CRDSA의 동작을 설명하기 위한 일 예시도를 나타낸 것이다.
CRDSA는 위성 랜덤 액세스 기법의 처리율 향상을 위해 2007년 제안된 기법으로, Framed Slotted ALOHA기반의 랜덤 액세스 기법이다. CRDSA 시스템에서 위성 단말(Satellite Terminal, ST)은 2개의 복제 패킷을 서로 다른 슬롯을 통해 전송함으로써, 패킷 다이버시티(Diversity)를 획득한다.
CRDSA는 하나의 프레임 구간 동안 전송된 모든 패킷을 버퍼에 저장한 후 간섭 제거 기법을 통해 동일한 패킷을 제거함으로써 최대 처리율을 약 0.55packets/slot까지 증가시킬 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 4개의 위성 단말은 2개의 서로 다른 슬롯을 통해 복제패킷을 전송한다. 만약 도 2에서 간섭 제거를 하지 않을 경우, 4번 슬롯을 제외한 모든 슬롯은 충돌이 발생하여 패킷을 전송 할 수 없다. 하지만 간섭 제거를 통해서 동일한 패킷을 하나씩 제거할 경우, 모든 단말이 전송한 패킷이 전송에 성공할 수 있다. 하지만 CRDSA시스템에서 최대 처리율 이상의 트래픽이 유입될 경우, 과도한 복제 패킷으로 인해 처리율이 급격히 감소하게 된다.
CRDSA는 Slotted ALOHA에 비해 최대 처리율까지 높은 처리율과 낮은 패킷 손실률을 보이지만 최대 처리율 이후 처리율이 급격히 감소하여 Slotted ALOHA의 처리율보다 낮아지는데, 이는 최대 처리율 이후에는 각 단말이 전송한 복제 패킷이 오히려 패킷 간 충돌을 크게 증가시키기 때문이다.
R-CRDSA는 위성 통신의 오버히어링 특성을 활용하여 분산 환경에서 각 위성 단말의 슬롯 예약을 가능하게 하는 기법이다. 위성 통신 네트워크에서 지상의 위성 단말은 오버히어링을 통해 자신이 보낸 패킷을 포함하여 모든 패킷을 수신할 수 있다. 이 특성을 활용하여 각 위성 단말은 패킷 전송이 성공한 슬롯을 예약된 슬롯으로 인식하게 된다.
도 3은 R-CRDSA의 동작을 설명하기 위한 일 예시도를 나타낸 것으로, R-CRDSA시스템에서 위성 단말의 슬롯 예약 절차를 나타낸 것이다.
여기서, 도 3에 도시된 Res.는 해당 슬롯이 예약된 상태인 것을 의미한다.
도 3에 도시된 바와 같이 R-CRDSA 방식으로 슬롯 예약에 성공한 위성 단말은 더 이상 복제 패킷을 전송하지 않고 자신이 예약한 슬롯을 통해 나머지 패킷을 전송하게 된다.
R-CRDSA시스템에서 각 위성 단말은 CRDSA에 비해 적은 수의 복제패킷을 사용함으로써 네트워크의 최대 처리율을 더욱 증가시킬 수 있지만 위성 단말은 하나의 프레임에서 하나의 슬롯만을 예약해서 사용하게 되기 때문에 여러 개의 패킷으로 이루어진 데이터를 전송하기 위해서는 여러 개의 프레임을 사용하여 전송해야 하고, 따라서 지연시간이 길어지게 된다. 특히 부하가 낮은 환경에서는 다수의 슬롯이 사용되지 않더라도 패킷 개수만큼의 프레임이 필요하게 된다. 예를 들어
Figure 112015105789066-pat00003
개의 패킷으로 구성된 데이터를 전송하기 위해서는 다른 슬롯의 사용 여부에 상관없이
Figure 112015105789066-pat00004
개의 프레임이 필요하게 된다.
본 발명의 실시예들은 도 2와 도 3에서 설명한 문제점들을 해결하기 위한 것으로, 위성 랜덤 액세스 채널의 부하가 낮은 환경에서 다중 슬롯 예약을 통해 지연시간을 단축시키기 위한 것이며, 이에 대해 도 4 내지 도 10을 참조하여 상세히 설명한다.
본 발명의 실시예들에서, 위성 단말은 CRDSA 기반으로 동작하는 것으로 가정하고 설명한다. 즉, 위성 단말은 2개의 복제 패킷을 전송하며, 간섭 제거 기법을 통해 전송에 성공한 패킷의 복제 패킷을 제거하며, 모든 위성 단말이 수신한 패킷은 동일하다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 슬롯 예약 방법에 대한 동작 흐름도를 나타낸 것으로, 위성 단말 각각에서의 동작 흐름도를 나타낸 것이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 슬롯 예약 방법은 적어도 하나 이상을 슬롯을 통해 패킷과 함께 전송하려고 하는 데이터 크기를 위성으로 전송하고, 위성으로부터 브로드캐스팅된 복수의 위성 단말들 각각에 대한 패킷과 데이터 크기를 수신한다(S410, S420).
이 때, 단계 S410은 전송하려고 하는 데이터 크기에 대한 정보와 패킷을 동일 슬롯을 통해 위성으로 전송할 수 있다.
여기서, 단계 S420은 자신이 위성으로 전송한 패킷과 데이터 크기 그리고 다른 위성 단말들 각각에서 위성으로 전송한 패킷과 데이터 크기를 수신할 수 있다.
단계 S420에 의해 복수의 위성 단말들에 대한 패킷과 함께 데이터 크기가 수신되면 수신된 패킷을 버퍼에 저장하여 간섭 제거 기법을 이용한 간섭 제거 처리를 수행하고, 복수의 위성 단말들 각각에 의해 다음 프레임에 예약될 슬롯 수를 계산함으로써, 다음 프레임에 예약될 슬롯 총 개수를 계산한다(S430, S440).
여기서, 단계 S440은 복수의 위성 단말들 각각에서 전송한 데이터 크기에 기초하여 다음 프레임에 예약될 슬롯 총 개수를 계산할 수 있다.
단계 S440에 의해 계산된 복수의 위성 단말들에 의해 예약될 슬롯 총 개수와 프레임의 슬롯 개수 즉, 다음 프레임에 예약할 수 있는 슬롯 개수를 비교하여 예약될 슬롯 총 개수가 프레임의 슬롯 개수보다 큰지 판단한다(S450).
단계 S450 판단 결과, 계산된 슬롯 총 개수가 프레임의 슬롯 개수보다 작거나 같으면 단계 S440에서 계산된 해당 위성 단말에 대한 적어도 하나 이상의 슬롯을 다음 프레임의 슬롯으로 예약한다(S460).
이 때, 단계 S460은 위성 단말에서 간섭 제거 이후 버퍼에 위치한 패킷의 순서에 기초하여 다음 프레임에 대한 적어도 하나 이상의 슬롯을 예약할 수 있다.
반면 단계 S450 판단 결과, 계산된 슬롯 총 개수가 프레임의 슬롯 개수보다 크면 위성 단말들 각각에 대해 계산된 다음 프레임에 예약될 슬롯 수를 동일한 비율로 감소시킨 후 다음 프레임에 예약될 슬롯 총 개수를 다시 계산한다(S470, S440).
이 때, 단계 S470은 복수의 위성 단말들 각각에서 예약될 슬롯 수를 동일한 비율로 감소하여 예약될 슬롯 수가 '0'이 되는 경우, 다음 프레임에 대해 하나의 슬롯을 예약함으로써, 패킷 전송에 성공한 위성 단말에 대해 최소 하나의 슬롯 예약을 보장할 수 있다.
이러한 단계 S440, S450, S470의 과정을 다음 프레임에 예약될 슬롯 총 개수가 프레임의 슬롯 개수 이하가 될 때까지 반복 수행한다.
상술한 본 발명의 실시예에 따른 다중 슬롯 예약 방법에 대해 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 실시예에 따른 방법에서 위성 단말은 네트워크 내 다른 위성 단말로부터 발생한 데이터의 크기와 현재 예약 가능한 슬롯의 수를 고려하여 다수의 슬롯을 예약한다. 이를 위해 위성 단말은 패킷과 함께 자신이 전송하려고 하는 데이터의 크기를 함께 전송하고, 각 위성 단말은 패킷을 수신하여 버퍼에 저장한 후 간섭 제거 처리를 수행한다. 간섭 제거 처리를 한 후, 위성 단말은 각 위성 단말의 주소와 필요한 슬롯의 개수를 파악하게 되는데, 위성 단말 i에게 필요한 슬롯의 개수 Ri는 아래 [수학식 1]과 같다.
[수학식 1]
Ri = ri -1
상기 [수학식 1]에서 ri는 위성 단말 i에서 발생한 데이터의 크기이고 첫 프레임에서 하나의 패킷을 전송하기 때문에 추가적으로 위성 단말 i에게 필요한 슬롯의 개수는 ri -1과 같다. 또한 Ri는 다음 프레임에서 위성 단말 i가 예약할 슬롯의 개수를 의미한다.
본 발명에서 각 위성 단말은 분산 환경에서 여러 개의 슬롯을 예약하기 때문에 일정한 규칙 없이 슬롯을 예약할 경우, 서로 다른 위성 단말에 의해 예약된 슬롯이 겹치는 상황이 발생할 수 있다. 예약된 슬롯이 겹칠 경우, 해당 슬롯을 통한 데이터 전송은 불가하며, 위성 단말은 복제패킷을 사용하여 슬롯 예약을 다시 시도할 것이다. 이는 충돌을 증가시키며, 처리율을 감소시킬 것이다. 이와 같은 상황을 방지하기 위해 본 발명의 실시예에 따른 각 위성 단말은 간섭 제거 이후 버퍼에 위치한 순서대로 해당 위성 단말이 필요한 만큼의 슬롯을 예약한다.
예컨대, 도 5에 도시된 바와 같이, 위성 단말 A, B, C의 데이터 크기가 3, 2, 2인 경우 각 위성 단말에 추가적으로 필요한 슬롯의 개수는 2, 1, 1이다. 또한 간섭 제거 이후 버퍼에는 위성 단말 B, A, C가 전송한 패킷이 순서대로 위치하기 때문에, 다음 프레임에는 위성 단말 B, A, C순서로 각각 1개의 슬롯, 2개의 슬롯, 1개의 슬롯을 예약하게 된다. 예약되지 않은 마지막 슬롯은 다음 프레임에서 다른 단말이 경쟁을 통해 사용되게 된다. 위성단말 A, B, C뿐만 아니라 네트워크 내의 다른 위성 단말 역시 동일한 패킷을 수신하여 동일한 처리 과정을 거치기 때문에, 다른 위성 단말 역시 다음 프레임의 슬롯 예약 상태와 예약되지 않은 슬롯의 위치를 파악할 수 있게 된다. 또한 자신의 데이터를 모두 전송한 위성 단말은 마지막 패킷의 전송과 함께 예약 종료 신호를 함께 전송하여 다른 단말이 해당 슬롯을 사용할 수 있도록 한다.
도 5의 예와 같이, 위성 단말 A, B, C가 다음 프레임에서 예약하게 될 슬롯의 개수가 총 4개인 경우 5개의 슬롯으로 구성된 프레임에서 모두 예약할 수 있다. 하지만 각 위성 단말이 다음 프레임에서 예약할 슬롯의 개수가 프레임 구간보다 많을 경우 프레임 내에서 각 위성 단말에게 필요한 만큼의 슬롯을 예약할 수 없게 된다.
예를 들어, 도 6에 도시된 바와 같이, 위성 단말 A, B, C가 필요한 슬롯의 개수는 3개, 4개, 2개인 경우 총 5개의 슬롯으로 구성된 하나의 프레임에서 모두 예약할 수 없게 된다. 따라서 하나 이상의 위성 단말은 슬롯을 예약할 수 없게 된다. 즉, 위성 단말 A는 하나의 슬롯만을 할당 받았고, 위성 단말 C는 하나의 슬롯도 할당 받지 못하게 된다. 이와 같은 상황을 방지하기 위해 다음 프레임에서 예약 될 슬롯의 총 개수가 프레임의 슬롯 개수보다 많을 경우, 각 위성 단말에 의해 예약 될 슬롯의 수를 감소시켜야 한다. 본 발명의 실시예에 따른 다중 슬롯 예약 방법은 분산 환경에서 별도 운용국의 제어 없이 슬롯을 예약하기 때문에 각 위성 단말의 공정성은 보장되어야 한다. 즉, 각 위성 단말이 예약하게 될 슬롯의 개수는 동일한 비율로 감소해야 한다.
따라서 다음 프레임에서 예약 될 슬롯의 총 개수가 프레임의 슬롯 개수보다 많을 경우, 각 위성 단말에 의해 예약될 슬롯의 개수 Ri는 아래 [수학식 2]와 같이 계산될 수 있다.
[수학식 2]
Figure 112015105789066-pat00005
상기 [수학식 2]에서
Figure 112015105789066-pat00006
는 현재 프레임에서 패킷 전송에 성공한 위성 단말들이 필요한 총 슬롯 개수로, 다음 프레임에서 예약될 총 슬롯 개수를 의미한다. Savailable는 다음 프레임에서 이용할 수 있는 슬롯 개수를 의미하고,
Figure 112015105789066-pat00007
는 x보다 작거나 같은 정수를 나타내는 기호를 의미한다.
상기 [수학식 2]를 통해 위성 단말은 다음 프레임에서 이용할 수 있는 슬롯의 수를 고려하여 각 위성 단말에 의해 예약 될 슬롯의 수를 거의 동일한 비율로 감소시킬 수 있다. 예를 들어 도 6과 같은 환경에서 상기 [수학식 2]를 사용하여 할당 될 슬롯의 개수를 다시 계산 할 경우, 위성 단말 A, B, C가 예약 할 슬롯의 수는 1, 2, 1로 감소하여 다음 프레임에서 모든 위성 단말이 슬롯을 예약할 수 있다.
하지만 특정 위성 단말 i가 다음 프레임에서 예약 할 슬롯의 개수 Ri가 다른 위성 단말에 비해 작을 경우, 상기 수학식 2를 통해 다시 계산한 Ri가 '0'이 될 수도 있다. 이는 다음 프레임에서 슬롯을 예약하지 못하는 것을 의미한다. 따라서, '0'으로 계산된 해당 위성 단말은 패킷 전송에 성공하고 다음 프레임에서 슬롯을 예약하지 못하게 된다. 이와 같은 상황이 발생 할 경우 해당 위성 단말은 다시 슬롯 예약을 시도해야 하고 결국 지연시간이 증가하게 된다.
따라서, 본 발명의 실시예에 따른 방법은 패킷 전송에 성공한 위성 단말에게 최소 하나의 슬롯 예약을 보장하여야 하며, 이를 위해 상기 [수학식 2]는 아래 [수학식 3]과 같이 수정될 수 있다.
[수학식 3]
Figure 112015105789066-pat00008
상기 [수학식 3]을 통해 다중 슬롯 예약 과정에서 위성 단말은 최소 하나의 슬롯 예약을 보장 받으며 각 위성 단말의 공정성을 최대한 보장할 수 있다. 위성 단말은 다음 프레임에서 예약될 슬롯의 개수가 이용 가능한 슬롯의 수보다 작아질 때까지 상기 [수학식 3]을 반복하여 각 위성 단말이 예약 할 슬롯의 수를 감소시킨다.
이와 같은 과정을 통해 복수의 위성 단말들 각각에 대해 다음 프레임의 적어도 하나 이상의 슬롯을 예약할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 방법에 따른 전송지연시간에 대해 설명하면 다음과 같다.
R-CRDSA시스템에서
Figure 112015105789066-pat00009
개의 패킷으로 구성된 데이터를 전송하기 위해 위성 단말은 트래픽 부하에 상관없이
Figure 112015105789066-pat00010
개의 프레임을 사용하지만, 본 발명의 실시예에 따른 방법에서 각 위성 단말은 여러 개의 슬롯을 예약하여 데이터를 전송하기 때문에 R-CRDSA에 비해 적은 수의 프레임을 사용하여 데이터를 전송할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 방법에서
Figure 112015105789066-pat00011
개의 패킷으로 구성된 데이터를 전송하기 위해 필요한 프레임의 수 NFrame는 아래 [수학식 4]와 같을 수 있다.
[수학식 4]
Figure 112015105789066-pat00012
상기 [수학식 4]는 슬롯 예약을 위해 사용하는 하나의 프레임과 예약된 슬롯을 통해 전송하는 프레임들을 포함한 총 개수이다. 또한 상술한 [수학식 2]와 [수학식 3]을 통해 평균 예약 슬롯 개수
Figure 112015105789066-pat00013
는 아래 [수학식 5]와 같이 정의될 수 있다.
[수학식 5]
Figure 112015105789066-pat00014
상기 [수학식 5]에서 다음 프레임에서 예약 될 총 슬롯 개수
Figure 112015105789066-pat00015
은 위성 단말의 평균 예약 슬롯 개수
Figure 112015105789066-pat00016
와 접속에 성공한 단말 수(Nsuccess) 의 곱으로 표현할 수 있다. 따라서, 상기 [수학식 5]는 아래 [수학식 6]과 나타낼 수 있다.
[수학식 6]
Figure 112015105789066-pat00017
상기 [수학식 6]을 사용하여 다중 슬롯 예약 기법에서
Figure 112015105789066-pat00018
개의 패킷으로 구성된 데이터를 전송하기 위해 필요한 평균 프레임의 개수
Figure 112015105789066-pat00019
는 아래 [수학식 7]과 같이 계산될 수 있다.
[수학식 7]
Figure 112015105789066-pat00020
상기 [수학식 7]에서 접속에 성공한 단말 수가 이용할 수 있는 슬롯의 개수보다 적거나 같을 경우 즉,
Figure 112015105789066-pat00021
가 1보다 크거나 같을 경우 본 발명의 실시예에 따른 방법이 R-CRDSA보다 적거나 같은 수의 슬롯을 사용할 것으로 예상 할 수 있다. 랜덤 액세스 기법에서 이용 가능한 수의 슬롯보다 많은 수의 위성 단말이 채널을 사용할 수는 없기 때문에, 본 발명의 실시예에 따른 방법이 R-CRDSA에 비해 적거나 같은 수의 프레임을 사용하는 것을 알 수 있다. 다시 말해서 R-CRDSA에 비해 전송지연시간이 짧다는 것을 알 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 방법에 따른 슬롯 사용률에 대해 설명하면 다음과 같다.
상술한 바와 같이, R-CRDSA에서 위성 단말은 하나의 슬롯만을 예약하여 사용하기 때문에 최대 처리율까지는 트래픽 부하와 슬롯 사용률이 동일하다. 즉, 부하가 낮을 경우 낮은 슬롯 사용률을 보인다. 본 발명의 실시예에 따른 방법에서는 위성 단말이 다수의 슬롯을 예약하여 사용하기 때문에 높은 슬롯 사용률을 보이게 된다. 본 발명의 실시예에 따른 방법의 슬롯 사용률을 분석하기 위해 이미 공개된 논문(M. Lee, J. K. Lee, J. J. Lee, J. Lim, "R-CRDSA: Reservation-Contention Resolution Diversity Slotted ALOHA for Satellite Networks", Communications Letters, IEEE, vol. 16, no. 10, pp. 1576-1579, Oct. 2012.)에서 사용된 용어와 수학식을 이용하여 설명한다.
예약 기반의 랜덤 액세스 기법에서 슬롯의 상태는 예약(reserved)상태와 비 예약(non-reserved)상태로 나뉘게 되며, i번째 프레임에서 예약된 슬롯의 수 ni는 아래 [수학식 8]과 같이 정의될 수 있다.
[수학식 8]
Figure 112015105789066-pat00022
상기 [수학식 8]에서 ni (r2r)은 i-1번째 프레임에서 예약 상태이고, i번째 프레임에서도 예약 상태인 슬롯의 개수이고, ni (n2r)은 i-1번째 프레임에서 비 예약 상태이고, i번째 프레임에서는 예약 상태인 슬롯의 개수이다. 다시 말해서 i번째 프레임에서 예약된 슬롯의 수는 이전 프레임에 이어서 예약 상태를 유지하는 슬롯의 개수(ni (r2r))와 현재 프레임에서 새롭게 예약된 슬롯의 개수(ni ( n2r ))의 합으로 표현한다.
여기서, ni (r2r)은 아래 [수학식 9]와 같이 계산될 수 있다.
[수학식 9]
Figure 112015105789066-pat00023
상기 [수학식 9]는 이전 프레임에서 예약 상태인 슬롯의 개수와 이전 프레임에서 전송한 패킷이 데이터의 마지막 패킷이 아닐 확률의 곱을 의미한다.
본 발명의 실시예에 따른 방법에서의 ni (r2r)은 아래 [수학식 10]과 같이 계산될 수 있다.
[수학식 10]
Figure 112015105789066-pat00024
또한 상기 [수학식 6]을 이용하면 상기 [수학식 10]은 아래 [수학식 11]과 같이 정리될 수 있다.
[수학식 11]
Figure 112015105789066-pat00025
랜덤 액세스 기법에서
Figure 112015105789066-pat00026
는 1보다 크거나 같기 때문에, 본 발명의 실시예에 따른 방법의 ni (r2r)은 R-CRDSA 의 ni (r2r)보다 작거나 같을 수 있다. 다시 말해서 R-CRDSA에 비해 적거나 같은 수의 슬롯이 예약 상태로 유지된다. 즉, 더욱 많은 수의 위성 단말이 자신의 데이터 전송을 완료하여 예약 상태를 종료한다는 것을 의미한다.
본 발명의 실시예에 따른 방법에서의 ni (n2r)은 아래 [수학식 12]와 같이 계산될 수 있다.
[수학식 12]
Figure 112015105789066-pat00027
상기 [수학식 12]는 시스템의 트래픽 부하가 G일 때, i번째 프레임에서 채널에 접속을 시도할 위성 단말의 수와 접속 성공 확률의 곱을 의미한다. 하지만 본 발명의 실시예에 따른 방법에서 위성 단말은 여러 개의 슬롯을 예약할 수 있기 때문에 본 발명의 실시예에 따른 방법에서의 ni (n2r)은 이를 고려하여 아래 [수학식 13]과 같이 계산될 수 있다.
[수학식 13]
Figure 112015105789066-pat00028
또한 예약 기반의 랜덤 액세스 기법에서 트래픽 부하는 이전 프레임의 슬롯 예약 상태에 따라 변하기 때문에 매 프레임마다 트래픽 부하 G*를 다시 계산해야 한다. 본 발명의 실시예에 따른 방법에서 G*는 아래 [수학식 14]와 같이 계산될 수 있다.
[수학식 14]
Figure 112015105789066-pat00029
상기 [수학식 14]에서 분모는 예약되지 않은 슬롯의 개수를 의미하고, 분자는 예약 슬롯을 가지고 있지 않은 단말의 수를 의미한다. 또한 상기 [수학식 6]을 이용하면 상기 [수학식 14]는 아래 [수학식 15]와 같이 정리될 수 있다.
[수학식 15]
Figure 112015105789066-pat00030
상기 [수학식 15]에서
Figure 112015105789066-pat00031
-1과
Figure 112015105789066-pat00032
은 모두 1보다 크거나 같다. 따라서 본 발명의 실시예에 따른 방법의 ni (n2r)은 R-CRDSA의 ni (n2r)보다 크거나 같다. 다시 말해서 더 많은 수의 슬롯이 추가적으로 예약되는 것이다. 상기 [수학식 11]과 [수학식 15]를 통해 본 발명의 실시예에 따른 방법을 사용 할 경우, R-CRDSA보다 많은 수의 위성 단말이 자신의 전송을 신속하게 끝내고 많은 수의 슬롯이 추가적으로 예약되는 것을 알 수 있다.
그리고, 본 발명의 실시예에 따른 방법의 슬롯 사용률 U는 아래 [수학식 16]과 같이 계산될 수 있다.
[수학식 16]
Figure 112015105789066-pat00033
본 발명의 실시예에 따른 방법과 R-CRDSA 방법을 비교한 예를 도 7 내지 도 9를 이용하여 설명한다.
본 발명의 실시예에 따른 방법과 R-CRDSA 방법을 비교하기 위해 사용한 파라미터는 아래 [표 1]과 같이, 하나의 프레임은 100개의 슬롯으로 구성되어 있으며, 100개의 위성 단말이 있는 환경을 가정하고, 위성 단말이 생성하는 데이터의 크기는 평균적으로 3개, 5개, 10개의 패킷으로 구성된 것으로 가정하며, CRDSA의 간섭 제거는 최대 10회 수행하는 것으로 가정한다.
Parameters Values
No. of slots in a frame 100 slots
No. of frames per simulation 10,000 frames
No. of packets in a data 3, 5, 10 packets
No. of STs in a simulation 100 STs
No. of Interference cancellation 10
본 발명의 실시예에 따른 방법은 데이터 크기를 고르게 발생시키기 위해 균등 분포를 따르며, 균등 분포의 경우 다른 분포에 비해 구간 내의 각 값들이 고르게 분포되기 때문에 데이터 크기의 편차가 큰 환경을 모델링하는데 적합한 트래픽 모델이 될 수 있다. 또한 평균이
Figure 112015105789066-pat00034
일 때, 데이터의 크기는 [1, 2×
Figure 112015105789066-pat00035
-1] 구간에서 균등하게 선택되도록 한다.
도 7 내지 도 9는 데이터를 구성하는 평균 패킷의 수를 달리하면서 측정한 것으로, 평균 전송지연시간을 측정하기 위해 100개의 위성 단말이 계속해서 데이터를 발생시키는 상황을 가정하며, 채널 접속을 시도하는 위성 단말의 수는 트래픽 부하 G에 따라 결정된다. 다시 말해서 트래픽 부하 G가 0.1일 때는 10개의 위성 단말이, 트래픽 부하 G가 0.9일 때는 90개의 위성 단말이 채널 접속을 시도하게 된다.
도 7은 R-CRDSA 방법과 본 발명에 따른 방법의 전송지연시간을 설명하기 위한 일 예시도를 나타낸 것으로, 평균 데이터 크기
Figure 112015105789066-pat00036
에 따른 평균지연시간을 나타낸 것이다.
도 7에서 측정한 평균전송지연시간은 각 위성단말이 자신의 데이터를 전송하기 위해 사용한 평균 프레임 수와 같을 수 있으며, 트래픽 부하에 따라 각 위성 단말이 데이터를 전송하는데 평균적으로 사용한 프레임 개수를 반올림 한 결과를 나타낸 것이다.
도 7에 도시된 값이 일정하지 않은 이유는 데이터 크기의 편차가 비교적 크기 때문이다. 도 7을 통해 알 수 있듯이, 본 발명의 실시예에 따른 방법(proposed scheme)이 R-CRDSA에 비해 적은 수의 프레임을 사용하여 데이터를 전송하는 것을 알 수 있다. 즉 R-CRDSA에 비해서 평균전송지연시간에 비해 짧은 것을 알 수 있다.
도 8은 R-CRDSA 방법과 본 발명에 따른 방법의 슬롯 사용률을 설명하기 위한 일 예시도를 나타낸 것으로, 트래픽 부하 G와 평균 데이터 크기
Figure 112015105789066-pat00037
에 따른 평균 슬롯 사용률 U를 나타낸 것이다.
도 8을 통해 알 수 있듯이, 본 발명의 실시예에 따른 방법(proposed scheme)이 거의 모든 구간에서 R-CRDSA에 비해 높은 슬롯 사용률을 보이는 것을 알 수 있다. R-CRDSA를 사용할 경우, 트래픽 부하에 상관없이 각 위성 단말이 하나의 슬롯만을 예약하여 사용하기 때문에 트래픽 부하와 같은 수준의 슬롯만이 사용되며, 최대 처리율 이후 슬롯 사용률이 감소한다. 반면 본 발명의 실시예에 따른 방법을 사용할 경우, 트래픽 부하가 낮은 환경에서는 각 위성 단말이 자신이 필요한 만큼의 슬롯을 모두 예약해서 사용하기 때문에 높은 슬롯 사용률을 보이고, 트래픽 부하가 증가하더라도, 각 위성 단말에게 할당할 수 있는 최적의 슬롯 개수를 예약하여 사용하기 때문에 비교적 일정하게 슬롯 사용률이 유지되는 것을 알 수 있다.
도 9는 R-CRDSA 방법과 본 발명에 따른 방법의 총 프레임 개수를 설명하기 위한 일 예시도를 나타낸 것이다.
도 9는 패킷간의 충돌을 고려한 전송지연시간을 측정한 결과로, 각 위성 단말이 자신의 데이터를 전송한 이후에는 추가적인 데이터를 발생시키지 않는 특수한 상황을 가정한 것이다. 다시 말해서 100개의 위성 단말이 모두 자신의 데이터를 하나씩 전송하는데 사용한 총 프레임 개수 NFrame을 측정한 것이다.
도 9를 통해 알 수 있듯이, 본 발명의 실시예에 따른 방법을 사용할 경우, R-CRDSA에 비해 적은 수의 프레임을 사용하며 비교적 일정한 숫자의 프레임을 사용하는 것을 알 수 있다. 이는 각 위성 단말이 사용할 수 있는 최대한의 슬롯을 사용하여 자신의 데이터를 전송하기 때문이다. 특히 트래픽 부하가 낮은 환경에서는 R-CRDSA에 비해 월등히 적은 수의 프레임을 사용하는 것을 알 수 있다.
이와 같이, 위성 단말이 경쟁을 통해 채널을 사용하는 환경에서 본 발명의 실시예에 따른 방법을 사용하는 것이 R-CRDSA를 사용하는 것에 비해 더욱 신속하게 데이터를 전송할 수 있다. 또한 도 9는 100개의 위성단말이 각각 하나의 데이터를 가지고 있으며, 추가적인 데이터를 발생시키지 않는 상황을 가정한 것이기 때문에 위성 단말이 계속해서 데이터를 발생시킬 경우 두 방법간의 지연시간차이는 누적되어 더 커질 것이다.
상술한 도 7 내지 도 9를 통해 알 수 있듯이, 본 발명의 실시예에 따른 방법이 트래픽 부하가 낮은 상황에서 데이터를 전송하는데 효율적인 통신 방법이라는 것을 알 수 있으며, 트래픽 부하가 증가하더라도 R-CRDSA와 비슷하거나 높은 성능을 보이는 것을 알 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따르면, 채널의 부하가 낮은 환경에서 데이터 크기와 채널의 슬롯 예약 상태를 고려하여 최대한의 슬롯을 예약하고 데이터를 전송함으로써, 슬롯 사용률을 극대화하고, 데이터를 빠르게 전송할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 복수의 위성 단말들 각각에 의해 예약될 슬롯의 총 개수가 다음 프레임의 예약할 수 있는 슬롯의 개수보다 클 경우, 동일한 비율로 감소시킴으로써, 위성 단말 각각의 공정성을 보장할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 위성 단말 각각에서 전송하려는 데이터 크기를 고려하여 최대한의 슬롯을 예약하기 때문에 슬롯 사용률을 증가시킬 수 있고, CRDSA에서 간섭 제거를 위해 사용하는 버퍼를 활용하여 다중 슬롯 예약을 수행하기 때문에 추가 적인 비용을 발생시키지 않으며, 별도 운용국의 제어 없이 동작하기 때문에 구현이 용이하다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 소수의 단말이 대부분의 데이터를 수집 및 전송하는 군 통신네트워크에서 다중 슬롯 예약 기법을 사용하여 데이터를 전송할 경우 효율적인 데이터 전송을 달성할 수 있다.
한편, 이상에서 설명한 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 기재되어 있다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 그 모든 구성 요소들이 각각 하나의 독립적인 하드웨어로 구현될 수 있지만, 각 구성 요소들의 그 일부 또는 전부가 선택적으로 조합되어 하나 또는 복수 개의 하드웨어에서 조합된 일부 또는 전부의 기능을 수행하는 프로그램 모듈을 갖는 컴퓨터 프로그램으로서 구현될 수도 있다. 또한, 이와 같은 컴퓨터 프로그램은 USB 메모리, CD 디스크, 플래쉬 메모리 등과 같은 컴퓨터가 읽을 수 있는 저장매체(Computer Readable Media)에 저장되어 컴퓨터에 의하여 읽혀지고 실행됨으로써, 본 발명의 실시예를 구현할 수 있다. 컴퓨터 프로그램의 저장매체로서는 자기 기록매체, 광 기록매체, 캐리어 웨이브 매체 등이 포함될 수 있다.
이상에서 설명한 실시예들은 그 일 예로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (6)

  1. 위성 단말에서 다중 슬롯을 예약하는 방법에 있어서,
    적어도 하나 이상의 슬롯을 통해 패킷과 함께 전송하려고 하는 데이터 크기를 위성으로 전송하는 단계;
    상기 위성으로부터 브로드캐스팅된 복수의 위성 단말들 각각에 대한 패킷과 데이터 크기를 수신하는 단계; 및
    상기 복수의 위성 단말들 각각에 대한 데이터 크기에 기초하여 다음 프레임에 대한 적어도 하나 이상의 슬롯을 예약하는 단계;
    를 포함하는 다중 슬롯 예약 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나 이상의 슬롯을 예약하는 단계는
    상기 복수의 위성 단말들 각각에 대한 패킷과 데이터 크기가 수신되면 버퍼에 저장한 후 간섭 제거 처리를 수행하는 단계; 및
    상기 간섭 제거 이후 상기 버퍼에 위치한 패킷의 순서에 기초하여 상기 다음 프레임에 대한 적어도 하나 이상의 슬롯을 예약하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 슬롯 예약 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나 이상의 슬롯을 예약하는 단계는
    상기 복수의 위성 단말들 각각에서 예약될 슬롯 총 개수가 상기 다음 프레임의 예약 가능한 슬롯 개수보다 많은 경우, 상기 예약될 슬롯 총 개수와 상기 다음 프레임의 예약 가능한 슬롯 개수를 이용하여 상기 복수의 위성 단말들 각각에서 예약될 슬롯 수를 동일한 비율로 감소시킴으로써, 상기 다음 프레임에 대한 적어도 하나 이상의 슬롯을 예약하는 것을 특징으로 하는 다중 슬롯 예약 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 적어도 하나 이상의 슬롯을 예약하는 단계는
    상기 복수의 위성 단말들 각각에서 예약될 슬롯 총 개수가 상기 다음 프레임의 예약 가능한 슬롯 개수 이하가 될 때까지 상기 동일한 비율로 감소시키는 과정을 반복 수행함으로써, 상기 다음 프레임에 대한 적어도 하나 이상의 슬롯을 예약하는 것을 특징으로 하는 다중 슬롯 예약 방법.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 적어도 하나 이상의 슬롯을 예약하는 단계는
    상기 복수의 위성 단말들 각각에서 예약될 슬롯 수를 동일한 비율로 감소하여 예약될 슬롯 수가 '0'이 되는 경우, 상기 다음 프레임에 대한 하나의 슬롯을 예약하는 것을 특징으로 하는 다중 슬롯 예약 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 위성 단말은
    위성 랜덤 액세스 채널에서 CRDSA(Contention Resolution Diversity Slotted ALOHA) 기반으로 동작하는 것을 특징으로 하는 다중 슬롯 예약 방법.
KR1020150152078A 2015-10-30 2015-10-30 위성 채널에서 데이터 트래픽 전송을 위한 다중 슬롯 예약 방법 KR101614040B1 (ko)

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CN116506950A (zh) * 2023-06-27 2023-07-28 南京控维通信科技有限公司 基于QoS策略的动态时隙分配方法
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