KR101827930B1 - 주파수 도약을 통하여 주파수 대역을 공유하는 방법 및 이를 이용하는 통신 시스템 - Google Patents

주파수 도약을 통하여 주파수 대역을 공유하는 방법 및 이를 이용하는 통신 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명의 실시 예에 따른 주파수 도약을 통하여 주파수 대역을 공유하는 방법은 제1통신 시스템의 피공유 주파수 대역에 대한 주파수 사용현황을 수신하는 단계, 수신된 주파수 사용현황에 기초하여, 상기 피공유 주파수 대역 중의 미사용 대역에 상응하는 제2통신 시스템의 제1채널들과 상기 피공유 주파수 대역 중의 사용 대역에 상응하는 상기 제2통신 시스템의 제2채널들 중에서, 상기 제2통신 시스템이 주파수 도약을 통하여 통신에 사용할 채널의 비율을 결정하기 위한 가중치를 설정하는 단계 및 설정된 상기 가중치에 기초하여, 상기 제1채널들과 상기 제2채널들 중에서 주파수 도약할 채널을 선택하는 단계를 포함한다.

Description

주파수 도약을 통하여 주파수 대역을 공유하는 방법 및 이를 이용하는 통신 시스템{METHOD FOR SPECTRUM SHARING BY FREQUENCY HOPPING AND COMMUNICATION SYSTEM USING THE SAME}
본 발명의 기술적 사상은 주파수 도약을 통하여 주파수 대역을 공유하는 방법 및 이를 이용하는 통신 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 제1통신 시스템의 피공유 주파수 대역에 대한 주파수 사용현황에 기초하여, 제2통신 시스템이 주파수 도약을 통하여 통신에 사용할 채널의 선택 기준을 효과적으로 설정할 수 있는 주파수 도약을 통하여 주파수 대역을 공유하는 방법 및 이를 이용하는 통신 시스템에 관한 것이다.
최근 IoT(Internet of Things), 드론 등을 통한 다양한 통신 서비스가 등장하면서, 새로운 통신 서비스를 제공하기 위한 주파수 할당이 지속적으로 요구되고 있다.
하지만, 주파수 자원은 한정되어 있고, 기존에 제공되고 있는 통신 서비스들로 인하여 대부분의 주파수 대역들이 이미 사용되고 있다.
본 발명의 기술적 사상이 이루고자 하는 과제는 제1통신 시스템의 피공유 주파수 대역에 대한 주파수 사용현황에 기초하여, 제2통신 시스템이 주파수 도약을 통하여 통신에 사용할 채널의 선택 기준을 효과적으로 설정할 수 있는 주파수 도약을 통하여 주파수 대역을 공유하는 방법 및 이를 이용하는 통신 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 주파수 도약을 통하여 주파수 대역을 공유하는 방법은 제1통신 시스템의 피공유 주파수 대역에 대한 주파수 사용현황을 수신하는 단계, 수신된 주파수 사용현황에 기초하여, 상기 피공유 주파수 대역 중의 미사용 대역에 상응하는 제2통신 시스템의 제1채널들과 상기 피공유 주파수 대역 중의 사용 대역에 상응하는 상기 제2통신 시스템의 제2채널들 중에서, 상기 제2통신 시스템이 주파수 도약을 통하여 통신에 사용할 채널의 비율을 결정하기 위한 가중치를 설정하는 단계 및 설정된 상기 가중치에 기초하여, 상기 제1채널들과 상기 제2채널들 중에서 주파수 도약할 채널을 선택하는 단계를 포함할 수 있다.
일부 실시 예에서, 상기 제1통신 시스템은, 고정 위성 서비스(Fixed Satellite Service(FSS))를 제공하기 위한 통신 시스템이고, 상기 피공유 주파수 대역은, X 밴드 주파수 대역일 수 있다.
일부 실시 예에서, 상기 제2통신 시스템은, 전술 데이터 링크(Tactical Data Link(TDL))를 제공하기 위한 통신 시스템일 수 있다.
일부 실시 예에서, 상기 제1통신 시스템의 상기 피공유 주파수 대역은, 상기 제1통신 시스템의 위성 통신을 위한 위성 채널들과 상기 위성 채널들 간의 간섭을 막기 위한 가드 밴드들(guard bands)을 포함할 수 있다.
일부 실시 예에서, 상기 주파수 사용현황은, 상기 위성 채널들 중에서 사용 중인 사용 위성 채널과 상기 위성 채널들 중에서 미사용 중인 유휴(idle) 위성 채널에 관한 정보를 포함할 수 있다.
일부 실시 예에서, 상기 제1통신 시스템의 상기 피공유 주파수 대역 중의 상기 미사용 대역은, 상기 가드 밴드들과 상기 위성 채널들 중에서 유휴 위성 채널을 포함하고, 상기 제1통신 시스템의 상기 피공유 주파수 대역 중의 상기 사용 대역은, 상기 위성 채널들 중에서 사용 위성 채널을 포함할 수 있다.
일부 실시 예에서, 상기 가중치를 설정하는 단계는, 상기 제1채널들의 개수와 상기 제2채널들의 개수의 비율에 상응하도록 상기 가중치를 초기 설정할 수 있다.
일부 실시 예에서, 상기 주파수 도약을 통하여 주파수 대역을 공유하는 방법은, 초기 설정된 상기 가중치에 기초한 상기 제2통신 시스템의 주파수 공유에 따른 성능 지표를 측정하는 단계 및 측정된 상기 성능 지표가 상기 제2통신 시스템에서 요구되는 기준 성능 지표를 충족시키는지 여부에 따라, 상기 가중치를 업데이트하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일부 실시 예에서, 상기 성능 지표는, 상기 제2통신 시스템에서 요구되는 멀티넷(multi-net)의 개수를 포함할 수 있다.
일부 실시 예에서, 상기 성능 지표는, 상기 제2통신 시스템에서 요구되는 상기 멀티넷의 개수와 메시지 에러 확률(Message Error Rate(MER))을 포함할 수 있다.
일부 실시 예에서, 상기 가중치를 업데이트하는 단계는, 상기 가중치의 값이 증가하도록 상기 가중치를 업데이트할 수 있다.
일부 실시 예에서, 상기 가중치의 값이 증가하도록 상기 가중치가 업데이트됨에 따라, 상기 제1채널들과 상기 제2채널들 중에서 주파수 도약할 채널을 선택하는 단계에서, 주파수 도약할 채널로 상기 제1채널들이 선택되는 비율이 증가하도록 설정될 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 주파수 도약을 통하여 타 통신 시스템의 피공유 주파수 대역을 공유하는 통신 시스템은, 타 통신 시스템의 피공유 주파수 대역에 대한 주파수 사용현황을 수신하고, 수신된 주파수 사용현황에 기초하여, 상기 피공유 주파수 대역 중의 미사용 대역에 상응하는 제1채널들과 상기 피공유 주파수 대역 중의 사용 대역에 상응하는 제2채널들 중에서 주파수 도약을 통하여 사용할 채널의 비율을 결정하기 위한 가중치를 설정하고, 설정된 상기 가중치에 기초하여, 상기 제1채널들과 상기 제2채널들 중에서 주파수 도약할 채널을 선택할 수 있다.
일부 실시 예에서, 상기 타 통신 시스템은, 고정 위성 서비스(Fixed Satellite Service(FSS))를 제공하기 위한 통신 시스템이고, 상기 피공유 주파수 대역은, X 밴드 주파수 대역일 수 있다.
일부 실시 예에서, 상기 통신 시스템은, 멀티넷(multi net)으로 구성되는 전술 데이터 링크(Tactical Data Link(TDL))를 제공하기 위한 통신 시스템일 수 있다.
본 발명의 기술적 사상에 따른 방법과 장치는 제1통신 시스템의 피공유 주파수 대역에 대한 주파수 사용현황에 기초하여, 제2통신 시스템이 주파수 도약을 통하여 통신에 사용할 채널의 선택 기준을 효과적으로 설정할 수 있다.
또한, 본 발명의 기술적 사상에 따른 방법과 장치는, 제1통신 시스템의 주파수를 공유하는 제2통신 시스템의 성능 지표를 측정하고, 측정된 성능 지표에 따라 제2통신 시스템에서 요구되는 성능 지표에 맞도록 채널 선택 기준을 변경할 수 있다.
본 발명의 상세한 설명에서 인용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.
도 1은 본 발명의 기술적 사상에 의한 일 실시 예에 따른 전체 통신 시스템의 개념도이다.
도 2는 도 1의 제1통신 시스템의 피공유 주파수 대역의 사용현황을 나타내는 도면이다.
도 3은 도 2의 제1통신 시스템의 피공유 주파수 대역이 제2통신 시스템에 공유되는 관계를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 기술적 사상에 의한 일 실시 예에 따른 주파수 도약을 통하여 주파수 대역을 공유하는 방법의 플로우차트이다.
도 5 내지 도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서 망(net)의 개수에 따른 채널 내의 충돌 확률을 여러 설정 조건에 따라 비교한 그래프이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 이를 상세한 설명을 통해 상세히 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 본 명세서의 설명 과정에서 이용되는 숫자(예를 들어, 제1, 제2 등)는 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위한 식별기호에 불과하다.
또한, 본 명세서에서, 일 구성요소가 다른 구성요소와 "연결된다" 거나 "접속된다" 등으로 언급된 때에는, 상기 일 구성요소가 상기 다른 구성요소와 직접 연결되거나 또는 직접 접속될 수도 있지만, 특별히 반대되는 기재가 존재하지 않는 이상, 중간에 또 다른 구성요소를 매개하여 연결되거나 또는 접속될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
또한, 본 명세서에 기재된 "~부", "~기", "~자", "~모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
그리고 본 명세서에서의 구성부들에 대한 구분은 각 구성부가 담당하는 주기능 별로 구분한 것에 불과함을 명확히 하고자 한다. 즉, 이하에서 설명할 2개 이상의 구성부가 하나의 구성부로 합쳐지거나 또는 하나의 구성부가 보다 세분화된 기능별로 2개 이상으로 분화되어 구비될 수도 있다. 그리고 이하에서 설명할 구성부 각각은 자신이 담당하는 주기능 이외에도 다른 구성부가 담당하는 기능 중 일부 또는 전부의 기능을 추가적으로 수행할 수도 있으며, 구성부 각각이 담당하는 주기능 중 일부 기능이 다른 구성부에 의해 전담되어 수행될 수도 있음은 물론이다.
이하, 본 발명의 실시 예들을 차례로 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 기술적 사상에 의한 일 실시 예에 따른 전체 통신 시스템의 개념도이다.
도 1을 참조하면, 주파수 대역을 공유하는 전체 통신 시스템(10)은 통신망 제어센터(Network Control Center(NCC), 100), 제1통신 시스템(200), 및 제2통신 시스템(300)을 포함할 수 있다.
통신망 제어센터(100)는 제1통신 시스템(200)의 주파수 사용현황을 모니터링할 수 있으며, 모니터링한 주파수 사용현황을 제2통신 시스템(300)으로 전달할 수 있다.
제1통신 시스템(200)은 주파수 공유의 대상이 되는 피공유 주파수 대역을 제공하는 통신 시스템이다.
제1통신 시스템(200)은 위성(210)과 지상국(Earth Station(ES), 220)을 포함하며, 실시 예에 따라 고정 위성 서비스(Fixed Satellite Service(FSS))를 제공하기 위한 통신 시스템으로 구현될 수 있다.
실시 예에 따라, 제1통신 시스템(200)의 피공유 주파수 대역은 X 밴드 주파수 대역(예컨대, 7.9GHz ~ 8.4GHz)일 수 있다.
제2통신 시스템(300)은 통신망 제어센터(100)로부터 전송된 제1통신 시스템(200)의 주파수 사용현황을 수신하고, 수신된 주파수 사용현황에 기초하여, 제2통신 시스템(300)이 주파수 도약을 통하여 피공유 주파수 대역에서 통신에 사용할 채널을 선택하기 위한 선택 기준을 설정할 수 있다.
제2통신 시스템(300)은 설정된 선택 기준에 따라 생성된 주파수 도약 패턴을 이용하여 주파수 도약을 수행함으로써 제1통신 시스템(200)의 피공유 주파수 대역의 일부 주파수 대역을 활용할 수 있다.
제2통신 시스템(300)은 복수의 지상 네트워크들(ground networks, 310, 320)과 중계국(330), 예컨대 무인 항공기(Unmanned Aerial Vehicle(UAV))를 포함할 수 있다.
복수의 지상 네트워크들(310, 320)은 서로 통신할 수 있으며, 복수의 지상 네트워크들(310, 320) 간에 존재하는 지형적 제약에 의하여 통신이 제한되는 것을 막기 위하여 복수의 지상 네트워크들(310, 320) 간의 통신에는 중계국(330)이 활용될 수 있다.
위성(210)과 지상국(220) 간의 거리보다 지상국(220)과 지상 네트워크들(310, 320) 간의 거리 또는 지상국(220)과 중계국(330) 간의 거리가 더 가까울 뿐 아니라, 지상 네트워크들(310, 320)과 중계국(330)의 통신을 위한 신호의 세기는 결코 약하지 않다. 이 때문에, 제1통신 시스템(200)의 다운링크(downlink) 주파수 대역이 피공유 주파수 대역으로 제공되는 경우, 제1통신 시스템(200)과 제2통신 시스템(300) 간에 상당한 통신 간섭(interference)이 발생할 수 있다.
실시 예에 따라, 제1통신 시스템(200)의 업링크(uplink) 주파수 대역, 예컨대 X-밴드 업링크 주파수 대역이 피공유 주파수 대역으로 제공될 수 있다. 이 경우에도 도 1에 도시된 바와 같이 중계국(330)과 위성(210) 간(USL), 지상 네트워크(320)와 위성(210) 간(GSL), 지상국(220)과 중계국(330) 간(EUL), 지상국(220)과 지상 네트워크(310) 간(EGL)에 간섭이 발생할 수 있으나, 다운링크 주파수 대역이 피공유 주파수 대역으로 제공되는 경우에 비하여 상대적으로 간섭이 적게 발생할 수 있다.
도 2는 도 1의 제1통신 시스템의 피공유 주파수 대역의 사용현황을 나타내는 도면이다.
도 1과 도 2를 참조하면, 제1통신 시스템(200)의 피공유 주파수 대역의 전체 대역폭(total bandwidth)에는 복수의 위성 채널들(SAT CH)과 복수의 위성 채널들(SAT CH) 간의 간섭을 막기 위한 가드 밴드들(guard bands, G)이 포함될 수 있다.
복수의 위성 채널들(SAT CH) 중에는 제1통신 시스템(200)의 위성 통신에 실제 사용 중인 사용 위성 채널(busy satellite channel)과 미사용 중인 유휴 위성 채널(idle satellite channel)이 존재할 수 있다.
또한, 제1통신 시스템(200)의 위성 통신에 사용 중인 사용 위성 채널 내에서도 복수의 슬롯들(SAT slot1 ~ SAT slot Ns) 중에서는 사용 중인 사용 슬롯(예컨대, SAT slot1, SAT slot3, SAT slot4 등)과 미사용 중인 유휴 슬롯(예컨대, SAT slot2, SAT slot Ns 등)이 존재한다.
또한, 사용 중인 슬롯(예컨대, SAT slot1) 내에서도 사용 중인 사용 구간(busy duration)과 미사용 중인 유휴 구간(idle duration)이 존재한다.
제1통신 시스템(200)의 피공유 주파수 대역 중에서 가드 밴드(G), 사용 위성 채널 중에서 유휴 슬롯, 및 사용 슬롯 중의 유휴 구간은 미사용 대역에 해당할 수 있으며, 제1통신 시스템(200)의 주파수 사용현황에는 사용 위성 채널, 유휴 위성 채널, 상기 사용 위성 채널 내의 사용 슬롯과 유휴 슬롯, 및 상기 사용 슬롯 내의 사용 구간과 유휴 구간에 관한 정보 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
도 3은 도 2의 제1통신 시스템의 피공유 주파수 대역이 제2통신 시스템에 공유되는 관계를 나타낸 도면이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 제1통신 시스템(200)의 피공유 주파수 대역의 전체 대역폭(Btotal)은 아래와 같은 [수학식 1]에 따라 표현될 수 있다.
[수학식 1]
BTotal = BSAT*ChSAT + BG*(ChSAT+1)
(BSAT은 제1통신 시스템(200)의 위성 채널의 대역폭, ChSAT은 전체 위성 채널의 개수, BG는 가드 밴드의 대역폭을 나타냄)
또한, 각각이 BTDL의 대역폭을 가지는 제2통신 시스템(300)의 γ개의 채널들은 도 3에 도시된 바와 같이 제1통신 시스템(200)의 피공유 주파수 대역에 상응하도록 할당될 수 있다.
실시 예에 따라, 제2통신 시스템(300)의 제1채널들은 제1통신 시스템(200)의 피공유 주파수 대역 중의 미사용 대역(예컨대, 가드 밴드, 미사용 중인 유휴 위성 채널 등)에 상응하도록 할당되고, 제2통신 시스템(300)의 제2채널들은 제1통신 시스템(200)의 피공유 주파수 대역 중의 사용 대역(예컨대, 사용 중인 사용 위성 채널 등)에 상응하도록 할당될 수 있다. 이 경우, 상기 제1채널들의 개수는 γI로 정의되고, 상기 제2채널들의 개수는 γB로 정의될 수 있으며, 아래의 [수학식 2], [수학식 3], [수학식 4]의 관계를 가질 수 있다.
[수학식 2]
γI = γG * (ChSAT+1) + γSAT * ChSAT,I
(γG = BG/BTDL, γSAT=BSAT/BTDL, ChSAT,I는 미사용 중인 유휴 위성 채널의 개수를 나타냄)
[수학식 3]
γB = γSAT * ChSAT,B
(ChSAT,B는 사용 중인 사용 위성 채널의 개수를 나타냄)
[수학식 4]
γ=γI + γB
실시 예에 따라, 제2시스템(300)은 제1시스템(200)의 피공유 주파수 대역을 활용하여 멀티넷(multinet)을 운영할 수 있다. 이 때, 제2시스템(300)의 각 네트워크는 주파수 도약 방식을 통하여, 제1시스템(200)의 피공유 주파수 대역에 할당된 채널들을 사용할 수 있다.
도 4는 본 발명의 기술적 사상에 의한 일 실시 예에 따른 주파수 도약을 통하여 주파수 대역을 공유하는 방법의 플로우차트이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 통신망 제어 센터(100)는 제1통신 시스템(200)의 주파수 사용현황을 모니터링할 수 있으며, 모니터링한 주파수 사용현황을 제2통신 시스템(300)으로 전달할 수 있다.
제2통신 시스템(300)은 통신망 제어 센터(100)로부터 전송된 제1통신 시스템(200)의 피공유 주파수 대역에 대한 주파수 사용현황을 수신할 수 있다(S10).
제2통신 시스템(300)은 수신된 주파수 사용현황에 기초하여 가중치를 설정할 수 있다(S12).
상기 가중치는, 제1통신 시스템(200)의 피공유 주파수 대역의 미사용 대역에 상응하는 제2통신 시스템(300)의 제1채널들과 상기 피공유 주파수 대역의 사용 대역에 상응하는 제2통신 시스템(300)의 제2채널들 중에서, 제2통신 시스템(300)이 주파수 도약을 통하여 통신에 사용할 채널의 비율을 결정하기 위한 기준 값을 의미할 수 있다.
상기 가중치는 제2통신 시스템(300)이 상기 제1채널들과 상기 제2채널들 중에서 제1채널을 주파수 도약을 통하여 통신에 사용할 확률을 의미할 수도 있다.
실시 예에 따라, 제2통신 시스템(300)에서 설정된 가중치의 값이 높을수록(예컨대, 가중치의 값이 1에 가까워질 수록) 제2통신 시스템(300)은 제1채널로 주파수 도약을 수행할 확률이 높아지며, 가중치의 값이 낮을수록(예컨대, 가중치의 값이 0에 가까워질수록) 제2통신 시스템(300)은 제2채널로 주파수 도약을 수행할 확률이 높아질 수 있다.
실시 예에 따라, 제2통신 시스템(300)은 가중치를 제1통신 시스템(200)의 피공유 주파수 대역의 미사용 대역에 상응하는 제2통신 시스템(300)의 제1채널들의 개수와 상기 피공유 주파수 대역의 사용 대역에 상응하는 제2통신 시스템(300)의 제2채널들의 개수의 비율에 상응하도록 초기설정할 수 있다. 이 경우, 가중치는 하기의 [수학식 5]에 따라 초기설정 될 수 있다.
[수학식 5]
μ = γI / (γI + γB)
(μ는 가중치, γI는 제1채널들의 개수, γB는 제2채널들의 개수를 나타냄)
제2통신 시스템(300)은 S12 단계에서 설정된 가중치에 기초하여 주파수 도약할 채널을 선택할 수 있다(S16).
실시 예에 따라, 제2통신 시스템(300)은 균일 분포(uniform distribution)를 가지는 0과 1 사이의 임의의 변수 x를 생성하고, 생성된 변수 x와 설정된 가중치 값을 비교하여, 비교 결과에 따라 제1채널들과 제2채널들 중에서 주파수 도약을 통하여 통신에 사용할 채널을 선택할 수 있다.
예컨대, 생성된 변수 x가 설정된 가중치 값보다 작은 경우 제2통신 시스템(300)은 제1채널들 중의 어느 하나의 채널을 주파수 도약할 채널로 선택하고, 생성된 변수 x가 설정된 가중치 값과 같거나 큰 경우 제2통신 시스템(300)은 제2채널들 중의 어느 하나의 채널을 주파수 도약할 채널로 선택할 수 있다.
제2통신 시스템(300)은 S14 단계를 통하여 선택된 채널 정보를 이용하여 주파수 도약 패턴을 생성할 수 있다(S16).
실시 예에 따라, 제2통신 시스템(300)은 제2통신 시스템에서 요구되는 주파수 도약 패턴의 기준 길이에 도달할 때까지 S14단계를 반복 수행하여 선택된 채널 정보를 주파수 도약 패턴에 추가함으로써 주파수 도약 패턴을 생성할 수 있다.
제2통신 시스템(300)은 S16 단계를 통하여 생성된 주파수 도약 패턴을 이용하여, 제1통신 시스템(300)의 피공유 주파수 대역으로 주파수 도약을 수행할 수 있다(S18).
S18 단계의 주파수 도약을 이용한 주파수 대역의 공유에 따라 통신이 수행되는 경우, 제2통신 시스템(300)은 이에 따른 성능 지표를 측정할 수 있다(S20).
실시 예에 따라, 상기 성능 지표는, 제2통신 시스템(300)에서 요구되는 멀티넷(multi-net)의 개수 및 메시지 에러 확률(Message Error Rate(MER)) 중의 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
실시 예에 따라, 성능 지표는 메시지 에러 확률이 일정 값(예컨대, 1%) 이하를 가질 때의 멀티넷의 개수를 나타낼 수도 있다.
제2통신 시스템(300)은 S20 단계에서 측정된 성능 지표를 제2통신 시스템(300)에서 요구되는 기준 성능 지표와 비교하고, 비교 결과에 따라 기 설정된 가중치를 업데이트할 수 있다(S22).
제2통신 시스템(300)은 S20 단계에서 측정된 성능 지표가 제2통신 시스템(300)에서 요구되는 기준 성능 지표를 충족시키는 경우, 설정된 가중치의 업데이트 없이 기 설정된 가중치를 유지시킬 수 있다.
제2통신 시스템(300)은 S20 단계에서 측정된 성능 지표가 제2통신 시스템(300)에서 요구되는 기준 성능 지표를 충족시키지 못하는 경우, 설정된 가중치를 업데이트할 수 있다.
실시 예에 따라, 제2통신 시스템(300)은 기 설정된 가중치의 값이 증가하도록 상기 가중치를 업데이트할 수 있다.
예컨대, 제2통신 시스템(300)은 하기의 [수학식 6]에 따라 상기 가중치를 업데이트할 수 있다.
[수학식 6]
μ' = μ + 1 / (γI + γB) = μ + 0.1
(μ'는 업데이트된 가중치, μ는 기 설정된 가중치를 나타냄)
실시 예에 따라, S20 단계와 S22 단계는 측정된 성능 지표가 기준 성능 지표를 충족시킬 때까지 반복될 수 있으며, 이에 따라 가중치가 반복적으로 업데이트될 수 있다.
도 5 내지 도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서 망(net)의 개수에 따른 채널 내의 충돌 확률을 여러 설정 조건에 따라 비교한 그래프이다.
도 5 내지 도 10을 참조하면, 유휴 위성 채널의 개수(ChSAT,I), 사용 위성 채널 내의 전체 슬롯의 개수에 대한 유휴 슬롯의 개수의 비율(α), 및 위성 채널 내의 슬롯의 전체 길이에 대한 유휴 구간의 비율(β) 값을 다르게 설정하면서 랜덤 주파수 호핑을 수행한 경우(FH)와 본 발명의 실시 예에 따라 가중치 기반의 주파수 호핑을 수행한 경우(Weighted FH(WFH))에 가중치를 초기 설정한 경우(μ = γI / γ), 가중치가 초기 설정 값보다 작은 경우(μ = γI / γ-0.1), 가중치가 초기 설정 값보다 큰 경우(μ = γI / γ+0.1), 가중치가 최대값으로 설정된 경우(μ = 1)의 멀티넷의 망의 개수에 따른 채널 내의 충돌 확률을 나타낸 그래프가 도시되어 있다.
도 5 내지 도 10의 그래프에서 확인할 수 있듯이 본 발명의 실시 예에 따라 가중치 기반의 주파수 호핑을 통하여 제1통신 시스템(200)의 피공유 주파수 대역을 공유한 경우, 랜덤 주파수 호핑을 수행한 경우에 비하여 채널 내의 신호 충돌 확률이 줄어드는 것을 확인할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따라 가중치 기반의 주파수 호핑을 수행하는 경우에 가중치가 초기 설정 값보다 작아지는 경우보다, 가중치가 초기 설정 값보다 커지는 경우에 채널 내의 신호 충돌 확률이 줄어드는 것을 확인할 수 있다.
이상, 본 발명을 바람직한 실시 예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상 및 범위 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러가지 변형 및 변경이 가능하다.
10, 200, 300 : 통신 시스템
100 : 통신망 제어 센터
210 : 위성
220 : 지상국
310, 320 : 지상 네트워크
330 : 중계국

Claims (15)

  1. 제1통신 시스템의 피공유 주파수 대역에 대한 주파수 사용현황을 수신하는 단계;
    수신된 주파수 사용현황에 기초하여, 상기 피공유 주파수 대역 중의 미사용 대역에 상응하는 제2통신 시스템의 제1채널들과 상기 피공유 주파수 대역 중의 사용 대역에 상응하는 상기 제2통신 시스템의 제2채널들 중에서, 상기 제2통신 시스템이 주파수 도약을 통하여 통신에 사용할 채널의 비율을 결정하기 위한 가중치를 설정하는 단계; 및
    설정된 상기 가중치에 기초하여, 상기 제1채널들과 상기 제2채널들 중에서 주파수 도약할 채널을 선택하는 단계를 포함하고,
    상기 제1통신 시스템의 상기 피공유 주파수 대역은,
    상기 제1통신 시스템의 위성 통신을 위한 위성 채널들과 상기 위성 채널들 간의 간섭을 막기 위한 가드 밴드들(guard bands)을 포함하는, 주파수 도약을 통하여 주파수 대역을 공유하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1통신 시스템은,
    고정 위성 서비스(Fixed Satellite Service(FSS))를 제공하기 위한 통신 시스템이고,
    상기 피공유 주파수 대역은,
    X 밴드 주파수 대역인, 주파수 도약을 통하여 주파수 대역을 공유하는 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제2통신 시스템은,
    전술 데이터 링크(Tactical Data Link(TDL))를 제공하기 위한 통신 시스템인, 주파수 도약을 통하여 주파수 대역을 공유하는 방법.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 주파수 사용현황은,
    상기 위성 채널들 중에서 사용 중인 사용 위성 채널과 상기 위성 채널들 중에서 미사용 중인 유휴(idle) 위성 채널에 관한 정보를 포함하는, 주파수 도약을 통하여 주파수 대역을 공유하는 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1통신 시스템의 상기 피공유 주파수 대역 중의 상기 미사용 대역은, 상기 가드 밴드들과 상기 위성 채널들 중에서 상기 유휴 위성 채널을 포함하고,
    상기 제1통신 시스템의 상기 피공유 주파수 대역 중의 상기 사용 대역은, 상기 위성 채널들 중에서 상기 사용 위성 채널을 포함하는, 주파수 도약을 통하여 주파수 대역을 공유하는 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 가중치를 설정하는 단계는,
    상기 제1채널들의 개수와 상기 제2채널들의 개수의 비율에 상응하도록 상기 가중치를 초기 설정하는, 주파수 도약을 통하여 주파수 대역을 공유하는 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 주파수 도약을 통하여 주파수 대역을 공유하는 방법은,
    초기 설정된 상기 가중치에 기초한 상기 제2통신 시스템의 주파수 공유에 따른 성능 지표를 측정하는 단계; 및
    측정된 상기 성능 지표가 상기 제2통신 시스템에서 요구되는 기준 성능 지표를 충족시키는지 여부에 따라, 상기 가중치를 업데이트하는 단계를 더 포함하는, 주파수 도약을 통하여 주파수 대역을 공유하는 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 성능 지표는,
    상기 제2통신 시스템에서 요구되는 멀티넷(multi-net)의 개수를 포함하는, 주파수 도약을 통하여 주파수 대역을 공유하는 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 성능 지표는,
    상기 제2통신 시스템에서 요구되는 상기 멀티넷의 개수와 메시지 에러 확률(Message Error Rate(MER))을 포함하는, 주파수 도약을 통하여 주파수 대역을 공유하는 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 가중치를 업데이트하는 단계는,
    상기 가중치의 값이 증가하도록 상기 가중치를 업데이트하는, 주파수 도약을 통하여 주파수 대역을 공유하는 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 가중치의 값이 증가하도록 상기 가중치가 업데이트됨에 따라,
    상기 제1채널들과 상기 제2채널들 중에서 주파수 도약할 채널을 선택하는 단계에서, 주파수 도약할 채널로 상기 제1채널들이 선택되는 비율이 증가하도록 설정되는, 주파수 도약을 통하여 주파수 대역을 공유하는 방법.
  13. 주파수 도약을 통하여 타 통신 시스템의 피공유 주파수 대역을 공유하는 통신 시스템에 있어서,
    상기 타 통신 시스템의 상기 피공유 주파수 대역에 대한 주파수 사용현황을 수신하고, 수신된 주파수 사용현황에 기초하여, 상기 피공유 주파수 대역 중의 미사용 대역에 상응하는 제1채널들과 상기 피공유 주파수 대역 중의 사용 대역에 상응하는 제2채널들 중에서 주파수 도약을 통하여 사용할 채널의 비율을 결정하기 위한 가중치를 설정하고, 설정된 상기 가중치에 기초하여, 상기 제1채널들과 상기 제2채널들 중에서 주파수 도약할 채널을 선택하고,
    상기 타 통신 시스템의 상기 피공유 주파수 대역은,
    상기 타 통신 시스템의 위성 통신을 위한 위성 채널들과 상기 위성 채널들 간의 간섭을 막기 위한 가드 밴드들(guard bands)을 포함하는, 통신 시스템.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 타 통신 시스템은, 고정 위성 서비스(Fixed Satellite Service(FSS))를 제공하기 위한 통신 시스템이고,
    상기 피공유 주파수 대역은, X 밴드 주파수 대역인, 통신 시스템.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 통신 시스템은,
    멀티넷(multi net)으로 구성되는 전술 데이터 링크(Tactical Data Link(TDL))를 제공하기 위한 통신 시스템인, 통신 시스템.
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