KR101872621B1

KR101872621B1 - 다기능 레이더를 탑재한 비행체의 가용 자원 관리 장치 및 그 방법

Info

Publication number: KR101872621B1
Application number: KR1020160172441A
Authority: KR
Inventors: 김의정
Original assignee: 주식회사 한화
Priority date: 2016-12-16
Filing date: 2016-12-16
Publication date: 2018-06-28
Also published as: KR20180070130A

Abstract

본 발명은 다기능 레이더를 탑재한 비행체의 가용 자원 관리 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 본 발명의 일실시예에 따른 다기능 레이더를 탑재한 비행체의 가용 자원 관리 장치는, 비행체의 비행 경로와 수행 미션 정보를 설정하기 위한 경로 및 미션 설정부; 상기 비행체의 비행전과 비행중에 상기 비행 경로에 대해 지형과 환경에 대한 정보를 각각 수집 및 인지하여 실제 비행 경로가 반영된 '지형 및 환경 정보'를 생성하기 위한 환경인지부; 및 상기 수행 미션 정보와 상기 '지형 및 환경 정보'를 이용하여 미션별 가용자원의 할당을 위한 가중치를 결정하고, 상기 수행 미션 정보와 상기 가중치에 따라 가용자원 유형별로 각 미션을 수행하기 위한 자원을 할당하기 위한 스케줄러부;를 포함한다.

Description

다기능 레이더를 탑재한 비행체의 가용 자원 관리 장치 및 그 방법{APPARATUS AND METHOD FOR MANAGING AVAILABLE RESOURCE OF AIR VEHICLE EQUIPPED WITH MFR}

본 발명은 다기능 레이더를 탑재한 비행체의 자원 관리 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 구체적으로는 다기능 레이더가 탑재된 비행체의 비행 구간별 미션을 수행하기 위해, 미션별 가중치에 따라 가용 자원을 할당할 때 미션별 성능 요구사항에 대한 최적 자원 조합을 통해 자원을 할당함으로써, 실시간으로 변동하는 전장의 지형과 환경을 반영하여 비행체 전체 가용 자원을 효율적을 관리하기 위한, 다기능 레이더를 탑재한 비행체의 자원 관리 장치 및 그 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 레이더(Radio Detection And Ranging: RADAR)는 전파의 반사 및 산란특성을 이용하여 목표로 하는 물체의 방위와 거리를 결정해서 위치에 관한 정보를 얻기 위한 장치를 말한다. 여기에서, 방위는 안테나의 지향성에 의해 구하고, 거리는 마이크로파를 발사하여 목표로부터 반사되어 오는 왕복시간에 의해 구한다.

레이더의 기본원리는 전파 에너지가 지향성 안테나에서 발사되어 어느 목표물에 부딪히면 에너지의 일부가 되돌아 나오는 반사파가 생기고 이 반사파를 수신, 검파하는 장비로 그 목표물에 대한 방위를 알 수 있게 되는 원리이다. 즉, 레이더는 전파를 목표물에 보내어 그 전파 에너지의 반사파를 수신하고 전파의 직진성과 정속성을 이용하여 그 왕복시간과 안테나의 지향특성에 의해 목표물의 위치(방위 및 거리)를 측정하는 장비이다. 따라서, 전파가 지상 안테나에서 전 방향으로 발사되고 수신되는 것은 그 소요시간이 거리에 비례하므로 목표물의 방위로 위치확인과 동시에 거리도 알 수 있게 된다. 또 음의 전파와 같이 360도 전 방향으로 회전하고 있는 레이더 안테나가 있다면 전파가 도달되는 지역은 그 지역내의 모든 목표물이 레이더 탐지권에 속하게 된다.

그런데, 레이더 기술의 발달 특히 위상배열 안테나의 개발로 전자적 제어에 의하여 임의의 순간에 임의의 위치로 레이더빔을 지향할 수 있게 되었고, 고속으로 신호처리가 가능한 프로세서 기술의 발달로 1대의 레이더가 동시에 다수 기능을 수행할 수 있는 다기능 레이더(Multi-Function Radar : MFR)를 실현할 수 있었다.

이와 같이, 다기능 레이더는 실시간으로 다수의 표적을 탐지, 추적하여 거리 및 각도 정보를 제공하는 레이더 시스템으로서, 탐지, 추적, 다표적 출현 대응 등 여러 기능을 가질 수 있다. 이에 따라, 다기능 레이더는 이전에 각각의 레이더에서 수행되던 영역 탐색, 표적 추적, 화기 통제 등과 같이 많은 수의 임무를 빠르게 변경하면서 수행해야 한다.

한편, 비행체(예를 들어, 항공기, 무인 항공기, 미사일 등)에서는 다기능 레이더를 탑재하여 다중 미션을 수행할 수 있다. 이를 위해, 종래에는 다중 미션을 수행하기 위해 비행체의 가용 자원 즉, 무선자원(주파수, 시간), 안테나 자원(서브 어레이), 시스템 자원(전력), 프로세싱 자원(CPU, 메모리 등) 등을 물리적으로 분배하여 운영 및 관리하였다. 이 경우에는 비행체의 가용 자원을 독립적으로 운영함으로서 사용자 관점에서 설계나 운용의 편리성을 확보할 수 있지만, 환경 상황에 따라 가용 자원을 최적화시켜 자동으로 자원을 할당하기 곤란하다.

이처럼 다기능 레이더가 탑재된 비행체에서는 다중 미션을 수행하는 경우에, 미션별로 가용 자원을 통합 및 관리하면서, 환경 상황에 따라 다중 미션을 수행하는 기술이 제안될 필요가 있다.

본 발명의 목적은 다기능 레이더가 탑재된 비행체의 비행 구간별 미션을 수행하기 위해, 미션별 가중치에 따라 가용 자원을 할당할 때 미션별 성능 요구사항에 대한 최적 자원 조합을 통해 자원을 할당함으로써, 실시간으로 변동하는 전장의 지형과 환경을 반영하여 비행체 전체 가용 자원을 효율적을 관리하기 위한, 다기능 레이더를 탑재한 비행체의 자원 관리 장치 및 그 방법을 제공하는데 있다.

또한, 본 발명의 목적은 다중 미션을 수행하는 무인기를 위한 시스템 차원의 자원 관리 기법 기술 개념을 제공하는데 있다.

또한, 본 발명의 목적은 다기능 레이더의 미션별로 가용 자원을 통합하고 관리 운용할 수 있는 구조를 제공하고, 실제 지형과 환경에 적응하여 최적화된 자원 관리 기법을 제공하는데 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 다기능 레이더를 탑재한 비행체의 가용 자원 관리 장치는, 비행체의 비행 경로와 수행 미션 정보를 설정하기 위한 경로 및 미션 설정부; 상기 비행체의 비행전과 비행중에 상기 비행 경로에 대해 지형과 환경에 대한 정보를 각각 수집 및 인지하여 실제 비행 경로가 반영된 '지형 및 환경 정보'를 생성하기 위한 환경인지부; 및 상기 수행 미션 정보와 상기 '지형 및 환경 정보'를 이용하여 미션별 가용자원의 할당을 위한 가중치를 결정하고, 상기 수행 미션 정보와 상기 가중치에 따라 가용자원 유형별로 각 미션을 수행하기 위한 자원을 할당하기 위한 스케줄러부;를 포함하고, 상기 환경인지부는, 상기 비행체의 비행전에 상기 비행 경로에 대해 엘린트 지형 및 환경 정보를 수집하기 위한 엘린트 환경인지부; 및 상기 비행체의 비행중에 상기 비행 경로에 대해 실시간 지형 및 환경 정보를 수집하고, 상기 엘린트 지형 및 환경 정보와 상기 실시간 지형 및 환경 정보의 상관도를 비교 및 갱신하여 상기 '지형 및 환경 정보'를 생성하기 위한 실시간 환경인지부;를 포함할 수 있다.

상기 수행 미션 정보는, 비행 경로 구간별 수행 미션의 유형, 비행 경로 구간별 수행 미션의 중요도, 미션별 성능 요구사항이 포함되는 것을 특징으로 한다.

상기 수행 미션의 유형은 통신, 영역 탐색, 표적 추적, 화기 통제, 고도 측정, 환경 측정이 포함되는 것을 특징으로 한다.

삭제

상기 스케줄러부는, 상기 수행 미션 정보의 수행 미션 중요도를 상기 가중치로 산정하기 위한 미션 스케줄러; 및 가용자원 유형별로 단위 자원의 조합 결과를 이용하여, 상기 수행 미션 정보의 미션별 성능 요구사항에 따라 가용자원 유형별로 각 미션을 수행하기 위한 자원을 할당하기 위한 자원 스케줄러;를 포함한다.

상기 미션 스케줄러는, 상기 가중치에 대한 가중치 룩업 테이블을 생성하여 상기 자원 스케줄러로 전달하는 것을 특징으로 한다.

상기 자원 스케줄러는, 가용자원 유형별로 단위 자원으로 나누고, 각 단위 자원을 상호 대응시켜 단위 자원을 조합하여 가용자원 룩업 테이블을 생성하는 것을 특징으로 한다.

상기 자원 스케줄러는, 라운드 로빈 알고리즘(round robin algorithm), 폭포수 알고리즘(water-fall algorithm), 비례 공정 알고리즘(proportional fairness algorithm) 중 어느 하나를 이용하는 것을 특징으로 한다.

상기 엘린트 지형 및 환경 정보, 상기 실시간 지형 및 환경 정보, 상기 엘린트 지형 및 환경 정보와 상기 실시간 지형 및 환경 정보의 상관도 분석에 따라 갱신된 '지형 및 환경 정보'가 저장 및 관리되는 지형 및 환경 정보DB를 더 포함한다.

상기 가용자원 룩업 테이블과 가용자원 유형별 자원 정보를 저장 및 관리하기 위한 가용자원 정보DB를 더 포함하며, 상기 가용자원 정보DB는, 자원별로 최소 단위 자원으로 나누어 인덱스를 부여하고, 할당 미션과 사용 여부를 체크하여 관리하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 다기능 레이더를 탑재한 비행체의 가용 자원 관리 방법은, 비행체의 비행 경로와 수행 미션 정보를 설정하는 단계; 상기 비행체의 비행전 상기 비행 경로에 대해 지형과 환경에 대한 정보를 수집하는 단계; 상기 비행체의 비행중 상기 비행 경로에 대해 지형과 환경에 대한 정보를 수집한 후, 상기 비행체의 비행전과 비행중에 각각 수집된 지형과 환경 정보를 상호 비교하여 실제 비행 경로가 반영된 '지형 및 환경 정보'를 생성하는 단계; 상기 수행 미션 정보와 상기 '지형 및 환경 정보'를 이용하여 미션별 가용자원의 할당을 위한 가중치를 결정하는 단계; 및 상기 수행 미션 정보와 상기 가중치에 따라 가용자원 유형별로 각 미션을 수행하기 위한 자원을 할당하는 단계;를 포함하고, 상기 생성 단계는, 상기 비행체의 비행전에 상기 비행 경로에 대해 엘린트 지형 및 환경 정보를 수집하는 단계; 및 상기 비행체의 비행중에 상기 비행 경로에 대해 실시간 지형 및 환경 정보를 수집하고, 상기 엘린트 지형 및 환경 정보와 상기 실시간 지형 및 환경 정보의 상관도를 비교 및 갱신하여 상기 '지형 및 환경 정보'를 생성하는 단계;를 포함할 수 있다.

상기 결정 단계는, 실제 비행 경로가 반영된 '지형 및 환경 정보'를 이용하여 상기 수행 미션 정보의 수행 미션 중요도를 상기 가중치로 전환하는 것을 특징으로 한다.

상기 할당 단계는, 가용자원 유형별로 단위 자원으로 나누고, 각 단위 자원을 상호 대응시켜 단위 자원을 조합하는 단계; 및 상기 조합 결과를 이용하여 상기 수행 미션 정보의 미션별 성능 요구사항에 따라 가용자원 유형별로 각 미션을 수행하기 위한 자원을 할당하는 단계;를 포함한다.

상기 자원 할당 이후에, 각 미션의 성능을 분석하여 그 결과를 피드백하는 단계;를 더 포함한다.

본 발명은 다기능 레이더가 탑재된 비행체의 비행 구간별 미션을 수행하기 위해, 미션별 가중치에 따라 가용 자원을 할당할 때 미션별 성능 요구사항에 대한 최적 자원 조합을 통해 자원을 할당함으로써, 실시간으로 변동하는 전장의 지형과 환경을 반영하여 비행체 전체 가용 자원을 효율적을 관리할 수 있다.

또한, 본 발명은 다중 미션을 수행하는 무인기를 위한 시스템 차원의 자원 관리 기법 기술 개념을 제공할 수 있다. 즉, 본 발명은 특정 비행 구간에서 여러 미션을 자동적으로 수행하도록 프로그래밍된 시스템에 제안된 자원 관리 기법으로 적용될 수 있다.

또한, 본 발명은 다기능 레이더의 미션별로 가용 자원을 통합하고 관리 운용할 수 있는 구조를 제공하고, 실제 지형과 환경에 적응하여 최적화된 자원 관리 기법을 제공함으로써, 실제 시스템에 적용할 경우에 구현 비용 감소와 통합 관리의 효율성을 확보할 수 있다.

또한, 본 발명은 각 비행 구간별로 전장 상황과 환경이 변동하므로 요구되는 미션이 달라지는데, 미션의 중요도와 요구 성능에 따라 비행체가 가용할 수 있는 자원을 경로에 따라 적응적으로 할당하여 비행체의 미션 수행 성능을 최대로 발휘시킬 수 있다.

또한, 본 발명은 다중 미션이 부여된 무인기에 탑재하여 운용하면 실시간으로 변동하는 전장과 환경에 따라 적응적으로 자원 효율성을 최적화함으로써 미션 별 요구되는 성능을 충족할 뿐만 아니라 정보 획득에 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 다기능 레이더를 탑재한 비행체의 자원 관리 장치에 대한 도면,
도 2는 다중 미션을 수행하는 경우에 미션별 자원을 할당하는 예를 나타낸 도면,
도 3은 비행경로별 자원 할당의 예를 나타낸 도면,
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 다기능 레이더를 탑재한 비행체의 자원 관리 방법에 대한 도면이다.

본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공 되어지는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 부재는 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 다기능 레이더를 탑재한 비행체의 자원 관리 장치에 대한 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 다기능 레이더를 탑재한 비행체의 자원 관리 장치(이하 "MFR 자원 관리 장치"라 함, 100)는, 다기능 레이더(MFR)가 탑재된 비행체가 기 설정된 비행 경로를 따라 이동하면서 비행구간별로 수행하는 다중 미션(즉, 통신, 영역 탐색, 표적 추적, 화기 통제, 고도 측정, 환경 측정 등)의 중요도를 고려하여 가용 자원(즉, 무선 자원, 안테나 자원, 시스템 자원, 프로세싱 자원 등)을 최적으로 할당함으로서 비행체의 전체 가용 자원을 효율적으로 관리할 수 있다.

이처럼 비행체는 다기능 레이더를 탑재하고 있기 때문에 비행 경로를 따라 비행하면서 다중 미션을 동시에 수행할 수 있다. 그리고, 비행 경로의 각 비행 구간에서는 전장 상황과 환경이 실시간으로 변동할 수 있다. 이에 따라, 비행체는 특정 미션을 수행하기 위해 가용 자원의 유형별로 일부를 할당받아야 하고, 동일한 양을 할당받더라도 가용 자원의 각 유형별로 최적으로 조합함으로서, 최대 성능을 발휘하는 가용 자원의 할당 방식이 적용될 필요가 있다. 즉, 비행체에서는 각 비행 구간에 정의되는 수행 미션의 중요도를 고려하여 가용 자원을 할당하는 비중을 결정하고, 해당 미션을 수행하기 위해 요구되는 성능을 고려하여 가용 자원의 각 유형별로 할당하는 자원을 최적으로 조합하여 미션을 수행할 수 있다.

이를 위해, MFR 자원 관리 장치(100)는 경로 및 미션 설정부(110), 환경인지부(120), 스케줄러부(130), 데이터베이스부(140)를 포함한다.

경로 및 미션 설정부(110)는 비행 경로와 비행 미션 정보를 정의하여 설정할 수 있는 사용자 인터페이스 환경을 제공한다. 즉, 사용자는 비행체의 비행 경로, 비행 경로 구간별 수행 미션의 종류, 비행 경로 구간별 수행 미션의 중요도, 미션별 성능 요구사항 등을 정의하여 설정할 수 있다.

여기서, 비행 경로는 비행체가 비행하려는 경로를 나타낸다. 수행 미션의 종류에는 통신, 영역 탐색, 표적 추적, 화기 통제, 고도 측정, 환경 측정 등이 포함될 수 있다. 수행 미션의 중요도는 특정 비행 구간에서 비행체 전체의 가용 자원을미션별로 할당하는 비율(%)을 나타낸 것으로서, 사용자의 지식, 경험 또는 관심사 등에 의해 달라질 수 있는 주관적 기준이다. 이러한 수행 미션의 중요도는 후술할 미션 스케줄러(131)을 통해 자원 할당의 정량적 비율인 가중치(weight)로 전환되어 사용된다. 이에 대한 자세한 설명은 후술할 미션 스케줄러(131)를 통해 자세히 설명하기로 한다. 미션별 성능 요구사항은 정량적 파라미터로서, 후술할 자원 스케줄러(132)에 의해 가용 자원의 각 유형별 조합을 통한 자원 할당의 기준값으로 사용된다. 또한, 비행 경로는 하나 이상의 비행 구간으로 구분될 수 있다. 각 비행 구간에는 하나 이상의 미션이 부여될 수 있다. 그런데, 비행 초기를 제외하고 대부분의 비행 구간에서는 다중 미션이 부여되기 때문에, 비행체의 가용 자원의 할당을 효율적으로 할 필요가 있다.

환경인지부(120)는 사용자에 의해 기 설정된 비행 경로에 대해, '비행전 수집된 지형 및 환경 정보'(후술할 엘린트 지형 및 환경 정보)와 '비행중 수집되는 지형 및 환경 정보'(후술할 실시간 지형 및 환경 정보) 간의 상관도를 비교하여 '비행전 수집된 지형 및 환경 정보'의 해당 부분이 실제 비행 경로의 지형 및 환경 정보로 갱신된 '지형 및 환경 정보'를 생성한다. 이처럼 환경인지부(120)는 비행전과 비행중에 비행 경로상의 지형 및 환경 정보를 각각 수집하여 상관도를 비교하여 구별되는 정보를 갱신하는 일련의 '인지' 과정을 수행할 수 있다.

이를 위해, 환경인지부(120)는 엘린트 환경인지부(121)와 실시간 환경인지부(122)를 포함한다.

먼저, 엘린트 환경인지부(121)는 사용자에 의해 기 설정된 비행 경로를 토대로 엘린트부(10)를 통해 해당 비행 경로와 해당 비행 경로의 주변 영역에 대한 지형 및 환경 정보(이하 "엘린트 지형 및 환경 정보"라 함)를 수집하여 지형 및 환경 정보 DB(141)에 저장한다. 여기서, '엘린트 지형 및 환경 정보'는 비행체가 비행하기에 앞서 미리 수집된 후 지형 및 환경 정보 DB(141)에 저장되는 것이 바람직하다.

아울러, 엘린트부(10)는 레이더 등 첨단 전자장비를 이용하여 수집한 전자정보를 의미하는 엘린트(Electronic Intelligence: ELINT)를 관리하는 전자정보 관리 시스템과 연동한다. 전자정보 관리 시스템에 대해서는 통상의 방법에 따라 엘린트를 수집 및 관리하므로, 당업자라면 쉽게 이해할 수 있을 것이다.

한편, 엘린트 환경인지부(121)는 사용자에 의해 기 설정된 비행경로에 따라 엘린트 지형 및 환경 정보를 수집하고 사용자 인터페이스 환경을 공용하기 위해, 경로 및 미션 설정부(110)의 일부 기능으로 통합되어 구성될 수도 있다.

실시간 환경인지부(122)는 비행체의 항법부(20)와 센서부(30)를 이용하여 비행중에 실시간으로 비행경로상의 실제 지형 및 환경 정보(이하 "실시간 지형 및 환경 정보"라 함)를 수집한다. 여기서, 항법부(20)는 사용자에 의해 기 설정된 비행 경로에 따라 비행하기 위해, 자체 내장된 항법 기술을 이용하여 비행체의 현재 위치를 지속적으로 모니터링하면서 구동부(미도시)를 제어한다. 센서부(30)는 비행체의 현재 위치에 대한 지형 및 환경 정보를 수집하며, RF 센서, 레이저 센서, 음향 센서 등일 수 있다.

실시간 환경인지부(122)는 '실시간 지형 및 환경 정보'와 지형 및 환경 정보DB(141)에 기 저장된 '엘린트 지형 및 환경 정보'에 대한 상관도(correlation)를 분석하여 실제 지형과 환경에 변화가 있는지를 판단한다. 구체적으로, 실시간 환경인지부(122)는 특정 위치에서 상호 정보에 대한 상관도의 분석 결과가 기 설정된 임계값을 초과하는 경우에, 특정 위치의 지형과 환경에 변화가 있는 것으로 판단하여 지형 및 환경 정보DB(141)에 저장되어 있는 엘린트 지형 및 환경 정보를 실제 지형 및 환경 정보가 반영된 지형 및 환경 정보로 갱신한다. 즉, 지형 및 환경 정보DB(14)에는 비행 전 엘린트 지형 및 환경 정보가 저장되어 있지만, 비행 중 또는 비행 후에 엘린트 지형 및 환경 정보가 실제 지형 및 환경 정보로 갱신된 '지형 및 환경 정보'가 저장된다. 지형 및 환경 정보DB(14)에는 엘린트 지형 및 환경 정보, 실시간 지형 및 환경 정보, 갱신된 지형 및 환경 정보 등의 '지형 및 환경 정보'가 저장될 수 있다.

특히, 전장(battlefield)에서는 지형 및 환경이 실시간으로 변화된다. 이 경우, 실시간 환경인지부(122)는 실시간으로 변동되는 전장의 지형 및 환경 정보를 반영하여 지형 및 환경 정보DB(141)에 저장된 지형 및 환경 정보를 갱신할 수 있다. 이를 통해, MFR 자원 관리 장치(100)는 실시간으로 변동되는 전장 상황에 적응하여 실제 비행 경로의 지형 및 환경을 인지하여 비행체의 가용 자원을 할당할 수 있다.

전술한 바와 같이, 실시간 환경인지부(122)는 비행중에 실시간 지형 및 환경 정보를 센싱하여 지형 및 환경 정보DB(141)에 저장된 엘린트 지형 및 환경 정보와 상관도를 비교함으로써 엘린트 지형 및 환경 정보의 유효성을 판단하되, 해당 지형및 환경에 변화가 확인되는 경우 엘린트 지형 및 환경 정보에서 해당되는 부분을 실제 지형 및 환경 정보로 즉시 갱신한다.

스케줄러부(130)는 사용자에 의해 정의된 수행 미션의 중요도를 고려하여 비행 경로 구간별로 각 미션에 할당되는 자원의 정량적인 비율을 결정하고, 해당 미션을 수행하기 위한 성능 요구사항을 고려하여 가용자원 유형별로 단위 자원을 최적 조합한 후 각 미션을 수행하기 위한 자원을 할당한다.

이를 위해, 스케줄러부(130)는 미션 스케줄러(131)와 자원 스케줄러(132)를 포함한다.

미션 스케줄러(131)는 지형 및 환경 정보DB(141)에 저장된 지형 및 환경 정보와 자체 로직을 기반으로, 사용자에 의해 기 설정된 수행 미션의 중요도를 자원 할당의 정량적 비율인 가중치로 전환한다. 즉, 미션 스케줄러(131)는 사용자의 주관적 관점에서 미션별로 할당하는 값의 지표인 중요도를 실시간 지형 및 환경 상황에 따른 객관적 관점에서 자원별로 할당하는 값의 지표인 가중치로 전환한다.

이처럼 미션 스케줄러(131)는 비행 구간별 각 미션의 중요도를 자원 할당의 정량적 비율로서 가중치를 산정한다. 여기서, 값 스케일은 백분율(%)에서 1로 정규화된다.

그리고, 미션 스케줄러(131)는 비행 구간별 각 미션의 가중치를 룩업 테이블(look-up table)(즉, 가중치 룩업 테이블)로 생성하여 자원 스케줄러(132)로 전달한다. 즉, 자원 스케줄러(132)는 비행체가 항법에 의해 특정 비행 구간에 위치하는 것으로 판단되면, 가중치 룩업 테이블을 통해 해당 가중치를 참조한다. 이 경우, 자원 스케줄러(132)는 가중치 룩업 테이블을 참조하여 특정 비행 구간에서 미션별 가용 자원의 할당 비율을 결정한다.

미션 스케줄러(131)는 전술한 일련의 과정을 수행하기 위해 미션 가중치 산출 알고리즘를 이용한다. 미션 가중치 산출 알고리즘은 사용자에 의해 주관적으로 설정된 중요도를 실제 지형과 환경이 반영된 정보인 지형 및 환경 정보를 바탕으로 객관적이고 정확한 수치로 변환시키는 과정이 포함된다. 이 경우에, 미션 스케줄러(131)는 실시간으로 갱신된 지형 및 환경 정보를 이용한다.

부연하여 설명하면, 사용자는 비행에 앞서, 비행 구간별 각 미션에 대한 중요도를 임의로 설정한다. 이 경우에, 사용자는 전체 비행 구간에 대한 전장 상황, 지형 상황 등을 정확하게 인지하지 못하기 때문에 주관적인 판단으로 중요도를 설정한다. 그런데, 미션 스케줄러(131)가 중요도를 가중치로 변환하는 이유는 비행 구간별로 전장 상황이 다르고 시간에 따라 변하기 때문인데 비행 구간별로 중요도의 재조정이 필요한데, 사용자가 실시간으로 비행 구간별 지형 및 환경 상황을 파악하여 조정할 수 없기 때문이다.

따라서, 미션 스케줄러(131)는 지형 및 환경 정보DB(141)로부터 실시간으로 갱신된 지형 및 환경 정보를 이용하여 실시간으로 중요도를 재조정하는 과정을 수행한다. 이때, 미션 스케줄러(131)가 값을 재조정하면서 값의 스케일이 백분율에서 1로 정규화된다.

예를 들어, 사용자가 항상 동일하게 고정된 비행 궤적중 특정 비행 구간에 대해 미션별로 중요도를 통신 10%, 지상 탐색 40%, 공중 탐색 50%로 설정한 경우를 가정하여 설명한다.

향후에 동일 비행 구간을 비행할 때, 비행 구간의 지형은 크게 변하지 않더라도 전장 상황이 변할 수 있다. 즉, 기지국의 위치나 기지국의 전력 세기가 변경되는 경우, 지상을 탐색할 목표물이 없어지거나 이동하는 경우 등과 같이, 전장 상황은 달라질 수 있다. 이와 같은 전장 상황은 실시간 환경인지부(122)에 의해 확인될 수 있다.

이런 경우에는 기존에 설정한 중요도가 최적 중요도가 아니므로, 미션 스케줄러(131)는 실시간으로 갱신된 지형 및 환경 정보를 이용하여 소정의 범위 내에서 중요도에 대한 재조정 과정을 수행한다. 즉, 미션 스케줄러(131)는 중요도를 가중치로 변환하는 과정을 수행한다.

기지국의 위치나 기지국의 전력 세기가 변경되는 경우에, 비행체는 통신을 위해 적은 전력 자원을 사용하더라도 원활한 통신을 수행할 수 있다. 이 경우, 미션 스케줄러(131)는 통신을 위한 전력자원의 비중을 줄이고 탐색을 위한 전력자원의 비중을 높일 수 있다. 이처럼, 미션 스케줄러(131)는 미션별 전력자원의 가중치를 변경하여 효율적이면서 최적으로 자원을 할당할 수 있다.

다른 예로서, 미션 스케줄러(131)는 특정 비행구간에 탐색 미션을 설정하였지만, 상황이 변하여 탐색 대상이 없어지는 경우에, 탐색 미션에 할당된 자원별 가중치를 조정한다.

이와 같이, 미션 스케줄러(131)는 갱신된 지형 및 환경 정보(통신의 경우 통신 전력 변동, 탐색의 경우 탐색 대상의 존재유무, 고도 측정의 경우 지형 형태 등)를 이용하여 미션별 중요도를 가중치로 변환하여 미션별 자원할당을 조정한다.

한편, 아래 표 1에서, 미션 스케줄러(131)는 M1 미션인 '통신'은 중요도가 10%이면 가중치를 0.15로 전환하고, M2-1 미션인 '지상 탐색'은 중요도가 40%이면 가중치를 0.39로 전환하고, M2-2 미션인 '공중 탐색'은 중요도가 50%이면 가중치를 0.49로 전환한다. 이 경우, 전체 가중치의 합은 1 이내이다. 이처럼 가중치는 특정 미션을 수행할 때 필요한 각 자원의 전체 자원량에 대한 할당 비율에 해당한다. 즉, M1 미션인 '통신'을 수행할 때, 가중치가 0.15이고, 필요한 자원은 무선자원, 안테나 자원, 시스템 자원, 프로세싱 자원이라면, 각 자원의 전체 자원량 중 15%의 자원이 할당됨을 의미한다. 따라서, 무선자원은 전체 무선자원량의 15%, 안테나 자원은 전체 안테나 자원량의 15%, 시스템 자원은 전체 시스템 자원의 15%, 프로세싱 자원은 전체 프로세싱 자원의 15%가 할당된다.

미션	중요도	가중치
M1 : 통신	10%	0.15
M2-1 : 지상 탐색	40%	0.39
M2-2 : 공중 탐색	50%	0.49

수행 미션의 중요도는 사용자의 주관적인 판단에 의해 결정된 값이다. 즉, 사용자는 비행 경로의 지형 및 환경에 대한 사전 정보를 바탕으로 개략적으로 인지하더라도, 수행 미션의 중요도를 정확하게 결정하기 곤란하다. 따라서, 미션 스케줄러(131)는 전술한 바와 같이 사용자에 의해 설정된 주관적인 중요도를 실제 지형 및 환경이 반영되어 객관적인 가중치로 전환할 수 있다. 이를 통해, 자원 스케줄러(131)는 주관적인 중요도가 아니라, 객관적인 가중치를 토대로 자원 할당에 대한 스케줄링을 수행할 수 있다.

자원 스케줄러(132)는 가용자원의 조합에 대한 최적화 작업을 수행한다.

구체적으로, 자원 스케줄러(132)는 모든 가용자원을 실시간으로 모니터링하여, 유형별로 가용자원을 단위 자원으로 나누는 작업을 수행한다. 그리고, 자원 스케줄러(132)는 가용자원의 모든 유형에 대해 단위 자원을 상호 대응시켜 최적의 단위 자원 조합(즉, 최적 자원 조합)을 확인한다. 자원 스케줄러(132)는 최적 자원 조합을 룩업 테이블(즉, 가용자원 룩업 테이블)로 생성하여 데이터베이스(140)의 가용자원 정보DB(142)에 저장한다.

이와 같이, 자원 스케줄러(132)가 최적 자원 조합을 수행하는 것은 각 미션별로 복수의 가용자원을 활용할 때, 각 미션별로 가용자원의 단위 자원을 임의로 조합하는 것이 아니라 최적 성능을 발휘할 수 있는 가용자원의 단위 자원을 조합함으로써 환경에 적응적이고, 성능이 최적화된 자원 관리를 가능하게 하기 위함이다.

또한, 자원 스케줄러(132)는 자원 할당 알고리즘을 이용하여 실제로 각 미션이 수행되면서 사용된 가용 자원을 할당한다.

구체적으로, 자원 스케줄러(132)는 사용자에 의해 설정된 미션별 성능 요구사항을 분석하여 해당 성능 요구사항을 만족시키는 각 미션의 파라미터(parameter)를 도출한다. 그리고, 자원 스케줄러(132)는 각 미션의 파라미터와 가용자원 룩업 테이블을 바탕으로 자원 할당 알고리즘을 운용한다. 즉, 자원 스케줄러(132)는 자원 할당 알고리즘을 통해 도출된 파라미터를 매개로 하여 미션별 성능 요구사항에 부합하는 단위 자원을 최적으로 조합하고, 이를 이용하여 전체 가용자원에 대한 자원 할당 과정을 담당한다.

여기서, 자원 할당 알고리즘은 라운드 로빈 알고리즘(round robin algorithm), 폭포수 알고리즘(water-fall algorithm), 비례 공정 알고리즘(proportional fairness algorithm) 등일 수 있다.

아울러, 자원 스케줄러(132)는 가용자원을 할당한 이후에, 각 미션들을 수행하면서 미션별 성능 분석을 진행한다. 자원 스케줄러(132)는 자원 할당 알고리즘에 미션별 성능 분석 결과를 피드백하여 다음 스케줄링을 수행할 때 자원 할당 과정을 조정할 수 있다.

데이터베이스부(140)는 지형 및 환경 정보DB(141)와 가용자원 정보DB(142)를 포함한다.

지형 및 환경 정보DB(141)는 비행 경로와 비행 경로 주변 영역에 대한 지형및 환경 정보를 포함한다. 지형 정보에는 위치별 고도, 주요 지형물, 주요 전장 물체 등 비행체 자신의 위치나 상대의 위치를 참조할 수 있는 정보를 포함하며, 환경 정보에는 전파 영향, 전장 환경, 또는 자연적 환경 요인 등과 관련된 정보를 포함한다.

전술한 바와 같이, 지형 및 환경 정보DB(141)는 엘린트 지형 및 환경 정보, 실시간 지형 및 환경 정보, 갱신된 지형 및 환경 정보 등이 저장 및 관리된다. 미션 스케줄러(131)는 지형 및 환경 정보DB(141)를 조회하여 비행 경로별 각 미션에 할당할 자원의 가중치를 결정한다.

가용자원 정보DB(142)는 비행체가 가용할 수 있는 모든 가용 자원의 유형별 자원 정보가 포함된다. 즉, 가용자원 정보(142)는 무선 자원, 안테나 자원, 시스템 자원, 프로세싱 자원과 관련된 정보를 포함한다. 여기서, 무선 자원은 주파수와 시간과 관련된 자원 정보이다. 안테나 자원은 안테나 어레이와 관련된 자원 정보이다. 시스템 자원은 전력과 관련된 자원 정보이다. 프로세싱 자원은 CPU 점유율, 메모리 사용률과 관련된 자원 정보이다. 가용자원 정보DB(142)는 자원별로 최소의 단위 자원으로 나누어 인덱스를 부여하며, 할당 미션과 사용 여부를 체크하여 관리한다.

또한, 가용자원 정보DB(142)는 가용자원 룩업 테이블을 저장 및 관리한다. 자원 스케줄러(132)는 가용자원 정보DB(142)의 가용자원 룩업 테이블을 조회하여 미션별 성능 요구사항에 맞도록 최적 자원을 할당한다.

도 2는 다중 미션을 수행하는 경우에 미션별 자원을 할당하는 예를 나타낸 도면이다.

가용자원은 유형별로 무선 자원, 안테나 자원, 시스템 자원, 프로세싱 자원으로 구분할 수 있다. 하나의 미션에는 하나 이상의 가용자원 유형이 조합된다. 이 경우, 각 유형별 가용자원은 특정 미션에 대해 성능 요구사항을 만족하는 최적의 조합을 위해 최소의 단위 자원으로 나누어진다. 특정 미션에 할당되는 유형별 가용자원은 하나 이상의 단위 자원이 묶인 형태로 할당될 수 있다. 다시 말해, 유형별 가용자원은 미션별 가중치에 비례하여 임의로 할당하는 단위 자원들의 묶음이 아니라, 특정 미션에 대해 성능 요구사항을 만족할 수 있는 단위 자원들의 묶음을 나타낸다.

예를 들어, 무선 자원의 경우, 미션이 '통신'인 경우에는 '주파수 대역 A'의 할당이 요구되고, '탐색'인 경우에는 '주파수 대역 B'의 할당이 요구되는 경우를 가정한다. 이처럼 미션별 주파수 대역에 대한 성능 요구사항이 상이하다면, 이를 고려하여 주파수 대역에 대한 단위 자원의 묶음을 할당하는 것이 바람직하다. 즉, 미션이 '통신'인 경우에는 '주파수 대역 A'를 만족하는 단위 자원들의 묶음이 할당되어야 하고, 미션이 '탐색'인 경우에는 '주파수 대역 B'를 만족하는 단위 자원들의 묶음이 할당되어야 한다. 미션이 '통신'인 경우와 '탐색'인 경우에 미션별 가중치에 비례하여 성능 요구사항을 만족하지 않는 단위 자원들의 묶음이 할당되지 않아야 한다. 즉, 미션이 '통신'인 경우에 '주파수 대역 B'에서 가중치에 따라 단위 자원들의 묶음이 할당되거나, 미션이 '탐색'인 경우에 '주파수 대역 A'에서 가중치에 따라 단위 자원들의 묶음이 할당되지 않아야 한다.

전술한 바와 같이, 특정 미션에서는 최적화된 특정 자원이 존재한다. 즉, 미션이 '통신'인 경우에는 가용한 주파수 범위 내에서 어떤 특정 주파수가 최선의 통신 성능을 확보하는데 적합하거나, 여러 서브 어레이 중 특정 어레이를 사용하는 경우 더 효율적으로 통신할 수 있다. 이러한 현상은 무선자원의 전파 환경과 안테나 상황에 따라 서로 다른 특성을 보이는 특징에 기인한다.

이하, 가용자원의 유형별 단위 자원에 대해 설명한다.

무선 자원의 경우에는 할당 자원을 최소 단위로 나누는 다양한 방법이 있을 수 있다. 예를 들어, 무선 자원은 직교 주파수 분할 방식(Orthogonal Frequency Division Multiplexing: OFDM)에서 나누는 방식으로 최소 단위로 나눌 수 있다. 즉, 100㎒ 대역의 주파수는 1초의 시간 동안의 자원을 100개의 단위 자원으로 나눌 수 있다. 이를 단위 자원인 '빈(bin)'으로 통칭할 수 있으며, 나누는 양과 방식은 시스템에 따라 다양하게 결정될 수 있다.

또한, 안테나 자원은 물리적 자원으로서, 다수의 서브 어레이를 갖는 구조로 가정한다. 즉, 다수의 패치로 구성된 안테나는 특정 빔을 형성하기 위해 몇 개의 패치로 그룹핑될 수 있다. 이를 단위 자원인 '서브 어레이(sub array)'로 통칭할 수 있다.

또한, 시스템 자원의 단위 자원은 전력이다. 비행체에서 가용할 수 있는 최대 전력이 100인 경우에, 이를 100으로 나누면 단위 자원은 1이 된다.

또한, 프로세싱 자원은 CPU 프로세싱을 점유하는 시간과 메모리 공간을 차지하는 양을 자원의 최소 단위로 구분할 수 있다. 구체적인 단위 자원은 시스템의 조건과 운용 상황에 맞게 결정된다.

도 2를 참조하면, 비행체가 특정 비행 구간에서 통신, 지상 탐색, 공중 탐색의 다중 미션을 수행하는 경우를 나타낸다.

미션이 통신인 경우에는 무선 자원, 안테나 자원, 시스템 자원, 프로세싱 자원이 가용자원으로 할당되어야 하며, 미션이 지상 탐색 및 공중 탐색인 경우에는 무선 자원, 시스템 자원, 프로세싱 자원이 가용자원으로 할당되어야 한다.

미션별 가용자원은 미션별 성능 요구사항을 만족할 수 있는 단위 자원들의 묶음으로 나타난다.

구체적으로, 미션 종류가 '통신'인 경우에는 무선 자원에서 단위 자원들의 묶음 A(예를 들어, 주파수대역 A), 안테나 자원으로 단위 자원들의 묶음 A(예를 들어, 서브어레이 A), 시스템 자원으로 단위 자원들의 묶음 A(예를 들어, 전력 A), 프로세싱 자원으로 단위 자원들의 묶음 A(CPU 점유율 및 메모리 사용률 A)가 할당될 수 있다. 미션 종류가 '지상 탐색'인 경우에는 무선 자원으로 단위 자원들의 묶음 B(예를 들어, 주파수대역 B), 시스템 자원으로 단위 자원들의 묶음 B(예를 들어, 서브어레이 B), 프로세싱 자원으로 단위 자원들의 묶음 B(CPU 점유율 및 메모리 사용률 B)가 할당될 수 있다. 미션 종류가 '공중 탐색'인 경우에는 무선 자원으로 단위 자원들의 묶음 C(예를 들어, 주파수대역 C), 시스템 자원으로 단위 자원들의 묶음 C(예를 들어, 서브어레이 C), 프로세싱 자원으로 단위 자원들의 묶음 C(CPU 점유율 및 메모리 사용률 C)가 할당될 수 있다.

여기서, 무선 자원, 시스템 자원 및 프로세싱 자원에서 단위 자원들의 묶음 A, B, C 각각은 미션별 성능 요구 사항을 만족하는 단위 자원들의 묶음으로서, 각 유형의 전체 가용자원에서 최적의 단위 자원들의 조합을 나타낸다. 마찬가지로, 안테나 자원에서 단위 자원들의 묶음 A는 통신 미션의 성능 요구 사항을 만족하는 단위 자원들의 묶음으로서, 전체 안테나 자원에서 최적 단위 자원들의 조합을 나타낸다.

도 3은 비행경로별 자원 할당의 예를 나타낸 도면이다.

다기능 레이다가 탑재된 비행체는 기 설정된 비행 경로를 따라 이동하면서 비행 경로 구간별로 부여된 다중 미션(즉, 탐색, 통신, 고도측정, 환경측정)의 중요도에 따라 가용 자원(즉, 무선 자원,안테나 자원, 시스템 자원, 프로세싱 자원)을 최적으로 할당할 수 있다. 여기서, 비행체는 4개의 비행 구간(구간 1 내지 4)을 비행하면서, 다중 미션을 동시에 처리 가능하다. 비행체는 비행 구간별로 사용자에 의해 기 정의된 미션의 중요도를 기반으로 실제 전장과 환경에 따라 적절한 미션을 수행한다.

이하, 비행 구간별 상황에 대해 설명하기로 한다.

구간 1에서, 비행체는 전적으로 지상의 기지국과 통신만 수행하는 상황이다. 이 경우에는 통신 미션에 대한 중요도가 100%로 설정될 수 있는데, 미션 가중치 산출 알고리즘에 따라 가중치가 0.8로 도출될 수 있다.

비행체는 자원 할당 알고리즘에 따라 통신에 필요한 가용 자원을 할당한다. 즉, 통신을 위해서는 무선 자원인 주파수와 시간 자원이 필요하다. 또한, 안테나를 통해 전송하므로 물리적인 안테나 자원 일부인 서브 어레이가 필요하다. 그리고, 통신 정보는 에너지로 표현되기 때문에 전력 자원이 할당되어야 한다. 아울러, 통신 신호를 처리하기 위해서는 CPU 및 메모리 자원이 요구된다. 여기서, 통신을 위한 자원 할당은 무선 자원인 주파수 자원 f_all과 시간 자원 t_all, 안테나 자원인 서브 어레이 array_all, 시스템 자원인 전력 자원 pwr_all, 프로세싱 자원인 CPU cpu_all와 메모리 mem_all와 같이 나타낼 수 있다. 이 경우, 비행체의 가용 자원은 통신을 위해 모두 사용된다.

구간 2에서, 비행체는 지상의 기지국과의 통신, 지상 표적 탐색, 공중 표적 탐색의 3가지 미션을 수행하는 상황이다. 이 경우에는 통신 미션에 대한 중요도가 10%, 지상 탐색에 대한 중요도가 40%, 공중 탐색에 대한 중요도가 50%로 설정될 수 있는데, 미션 가중치 산출 알고리즘에 따라 가중치 각각이 0.15, 0.39, 0.45로 도출될 수 있다.

비행체는 자원 할당 알고리즘에 따라 통신, 지상 탐색, 공중 탐색에 필요한 가용 자원을 할당한다. 구체적으로, 통신을 위한 자원 할당은 'f_l, t_i, array_k, pwr_j, cpu_a, mem_u'와 같이 나타낼 수 있다. 마찬가지로, 지상 탐색을 위한 자원 할당은 'f_a, t_n, pwr_a, cpu_l, mem_o'와 같이 나타낼 수 있고, 공중 탐색을 위한 자원 할당은 'f_c, t_d, pwr_k, cpu_w, mem_q'와 같이 나타낼 수 있다.

이처럼 특정 미션이 수행되기 위해서는 가용자원의 유형별로 일부 자원이 할당된다. 즉, 자원 할당은 무선 자원, 안테나 자원, 시스템 자원, 프로세싱 자원의 각 가용자원 전체에서 일부 자원이 할당된다. 이와 같이 일부 자원은 특정 미션이 최대 성능을 발휘하기 위해, 해당 미션의 성능 요구사항을 만족하는 최적의 단위 자원들의 조합으로 구성된다. 구간 2의 무선 자원의 할당은 가중치에 따라 비례하여 주파수 대역의 순서대로 할당(즉, 통신에서 주파수 대역 f_a, 지상 탐색에서 주파수 대역 f_b, 공중 탐색에서 주파수 대역 f_c)되는 것이 아니라, 통신에서 주파수 대역 f_l, 지상 탐색에서 주파수 대역 f_a, 공중 탐색에서 주파수 대역 f_c와 같이, 미션별 성능 요구사항을 만족하는 주파수 대역으로 할당된다.

구간 3에서, 비행체는 공중 표적 탐색, 해상 표적 탐색, 고도 측정의 3가지 미션을 수행하는 상황이다. 이 경우에는 공중 탐색에 대한 중요도가 20%, 해상 탐색에 대한 중요도가 30%, 고도 측정에 대한 중요도가 50%로 설정될 수 있는데, 미션 가중치 산출 알고리즘에 따라 가중치 각각이 0.15, 0.3, 0.52로 도출될 수 있다.

전술한 바와 같이, 비행체는 자원 할당 알고리즘에 따라 공중 탐색, 해상 탐색, 고도 측정에 필요한 가용 자원을 할당한다. 구체적으로, 공중 탐색을 위한 자원 할당은 'f_n, t_e, pwr_w, cpu_s, mem_i'와 같이 나타낼 수 있다. 마찬가지로, 해상 탐색을 위한 자원 할당은 'f_f, t_b, pwr_w, cpu_h, mem_j'와 같이 나타낼 수 있고, 공중 탐색을 위한 자원 할당은 'f_h, t_s, pwr_a, cpu_x, mem_r'과 같이 나타낼 수 있다.

구간 2의 통신 미션과 구간 3의 공중 탐색 미션은 가중치가 모두 0.15로 동일하다. 그런데, 자원 할당은 서로 동일하지 않다. 즉, 구간 2에서 통신을 위한 자원 할당은 'f_l, t_i, array_k, pwr_j, cpu_a, mem_u'와 같고, 구간 3에서 공중 탐색을 위한 자원 할당은 'f_n, t_e, pwr_w, cpu_s, mem_i'와 같다. 이처럼 자원 할당은 서로 동일한 양을 할당받더라도, 각 자원의 조합에 따라 성능이 변동하므로 미션별 성능 요구사항을 만족할 수 있는 방향으로 적용된다.

구간 4에서, 비행체는 강우와 같은 환경 측정, 고도측정, 통신등의 3가지 미션을 수행하는 상황이다. 이 경우에는 환경 측정에 대한 중요도가 50%, 고도 측정에 대한 중요도가 40%, 통신에 대한 중요도가 10%로 설정될 수 있는데, 미션 가중치 산출 알고리즘에 따라 가중치 각각이 0.48, 0.36, 0.1로 도출될 수 있다.

마찬가지로, 비행체는 자원 할당 알고리즘에 따라 환경 측정, 고도 측정, 통신에 필요한 가용 자원을 할당한다. 구체적으로, 환경 측정을 위한 자원 할당은 'f_p, t_o, pwr_i, cpu_y, mem_r'와 같이 나타낼 수 있다. 마찬가지로, 고도 측정을 위한 자원 할당은 'f_a, t_n, pwr_a, cpu_l, mem_o'와 같이 나타낼 수 있고, 통신을 위한 자원 할당은 'f_d, t_w, array_k, pwr_q, cpu_g, mem_h'와 같이 나타낼 수 있다.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 다기능 레이더를 탑재한 비행체의 자원 관리 방법에 대한 도면이다.

먼저, MFR 자원 관리 장치(100)는 비행 경로와 수행 미션 정보가 사용자에 의해 설정된다(S201). 여기서, 수행 미션 정보에는 비행 경로 구간별 수행 미션의 종류, 비행 경로 구간별 수행 미션의 중요도, 미션별 성능 요구사항 등이 포함된다.

이후, MFR 자원 관리 장치(100)는 비행 전에 엘린트부(10)로부터 엘린트 지형 및 환경 정보를 수집하여 저장한다(S202). 그리고, 항법부(20)는 미션 수행을 위해 비행이 시작되면, 현재 비행체의 위치를 확인하여 기 설정된 비행 경로를 따라 비행하는지를 제어한다. 이때, 센서부(30)는 실시간 지형 및 환경 정보를 수집한다(S203).

MFR 자원 관리 장치(100)는 엘린트 지형 및 환경 정보와 실시간 지형 및 환경 정보의 상관도를 분석하여 지형 및 환경 변화로 인해 정보 갱신이 필요한 경우에, 특정 지점에 대한 지형 및 환경 정보를 갱신한다(S204).

전술한 바와 같이, MFR 자원 관리 장치(100)는 각 비행 구간별로 지형 및 환경 정보가 좀 더 정확해지면 이를 바탕으로 미션 스케줄링을 수행한다(S205). 이때, MFR 자원 관리 장치(100)는 미션 가중치 산출 알고리즘을 이용한다. 즉, MFR 자원 관리 장치(100)는 사용자에 의해 설정된 미션별 중요도를 실제 환경에 적합하고 유효한 가중치로 환산하여 가중치 룩업 테이블을 생성한다.

그런 다음, MFR 자원 관리 장치(100)는 미션별 성능 요구사항을 고려해 가용 자원의 각 유형별로 단위 자원의 최적 조합을 통한 자원 할당을 수행하는 자원 스케줄링을 수행한다(S206). 이때, MFR 자원 관리 장치(100)는 자원 할당 알고리즘을 이용한다. 즉, MFR 자원 관리 장치(100)는 전체 가용 자원을 모니터링하여 각 경로 별 단위 자원을 할당했을 때 최대의 성능을 발휘할 수 있는 자원 조합을 찾아내는 작업을 수행한다. 이와 같이 최적화된 자원 조합은 가용자원 룩업 테이블로 생성되어 자원 할당 알고리즘에서 참조된다. 그리고, MFR 자원 관리 장치(100)는 가중치 룩업 테이블을 이용하여 전체 가용 자원의 미션별 정량적 할당 비율을 결정하고, 가용자원 룩업 테이블을 이용하여 각 미션의 성능 요구사항에 대한 최적 자원 조합을 통해 자원을 할당한다.

이후, MFR 자원 관리 장치(100)는 미션별 자원 할당이 완료되면, 이를 바탕으로 각 미션의 성능이 어느 정도인지 분석한 후 자원 할당 알고리즘에 피드백한다(S207). 즉, MFR 자원 관리 장치(100)는 자원 할당의 성능이 다음 스케줄링 때 보완될 수 있는 루프를 형성한다.

이상에서 설명된 본 발명의 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그럼으로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

10 : 엘린트부 20 : 항법부
30 : 센서부 110 : 경로 및 미션 설정부
120 : 환경인지부 121 : 엘린트 환경인지부
122 : 실시간 환경인지부 130 : 스케줄러부
131 : 미션 스케줄러 132 : 자원 스케줄러
140 : 데이터베이스부 141 : 지형 및 환경 정보DB
142 : 가용자원 정보DB

Claims

비행체의 비행 경로와 수행 미션 정보를 설정하기 위한 경로 및 미션 설정부;
상기 비행체의 비행전과 비행중에 상기 비행 경로에 대해 지형과 환경에 대한 정보를 각각 수집 및 인지하여 실제 비행 경로가 반영된 '지형 및 환경 정보'를 생성하기 위한 환경인지부; 및
상기 수행 미션 정보와 상기 '지형 및 환경 정보'를 이용하여 미션별 가용자원의 할당을 위한 가중치를 결정하고, 상기 수행 미션 정보와 상기 가중치에 따라 가용자원 유형별로 각 미션을 수행하기 위한 자원을 할당하기 위한 스케줄러부;를 포함하고,
상기 환경인지부는,
상기 비행체의 비행전에 상기 비행 경로에 대해 엘린트 지형 및 환경 정보를 수집하기 위한 엘린트 환경인지부; 및
상기 비행체의 비행중에 상기 비행 경로에 대해 실시간 지형 및 환경 정보를 수집하고, 상기 엘린트 지형 및 환경 정보와 상기 실시간 지형 및 환경 정보의 상관도를 비교 및 갱신하여 상기 '지형 및 환경 정보'를 생성하기 위한 실시간 환경인지부;를 포함하는 다기능 레이더를 탑재한 비행체의 가용 자원 관리 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 수행 미션 정보는, 비행 경로 구간별 수행 미션의 유형, 비행 경로 구간별 수행 미션의 중요도, 미션별 성능 요구사항이 포함되는 것을 특징으로 하는 다기능 레이더를 탑재한 비행체의 가용 자원 관리 장치.
제 2 항에 있어서,
상기 수행 미션의 유형은 통신, 영역 탐색, 표적 추적, 화기 통제, 고도 측정, 환경 측정이 포함되는 것을 특징으로 하는 다기능 레이더를 탑재한 비행체의 가용 자원 관리 장치.
삭제
제 2 항에 있어서,
상기 스케줄러부는,
상기 수행 미션 정보의 수행 미션 중요도를 상기 가중치로 산정하기 위한 미션 스케줄러; 및
가용자원 유형별로 단위 자원의 조합 결과를 이용하여, 상기 수행 미션 정보의 미션별 성능 요구사항에 따라 가용자원 유형별로 각 미션을 수행하기 위한 자원을 할당하기 위한 자원 스케줄러;
를 포함하는 다기능 레이더를 탑재한 비행체의 가용 자원 관리 장치.
제 5 항에 있어서,
상기 미션 스케줄러는,
상기 가중치에 대한 가중치 룩업 테이블을 생성하여 상기 자원 스케줄러로 전달하는 것을 특징으로 하는 다기능 레이더를 탑재한 비행체의 가용 자원 관리 장치.
제 5 항에 있어서,
상기 자원 스케줄러는,
가용자원 유형별로 단위 자원으로 나누고, 각 단위 자원을 상호 대응시켜 단위 자원을 조합하여 가용자원 룩업 테이블을 생성하는 것을 특징으로 하는 다기능 레이더를 탑재한 비행체의 가용 자원 관리 장치.
제 7 항에 있어서,
상기 자원 스케줄러는,
라운드 로빈 알고리즘(round robin algorithm), 폭포수 알고리즘(water-fall algorithm), 비례 공정 알고리즘(proportional fairness algorithm) 중 어느 하나를 이용하는 것을 특징으로 하는 다기능 레이더를 탑재한 비행체의 가용 자원 관리 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 엘린트 지형 및 환경 정보, 상기 실시간 지형 및 환경 정보, 상기 엘린트 지형 및 환경 정보와 상기 실시간 지형 및 환경 정보의 상관도 분석에 따라 갱신된 '지형 및 환경 정보'가 저장 및 관리되는 지형 및 환경 정보DB를 더 포함하는 다기능 레이더를 탑재한 비행체의 가용 자원 관리 장치.
제 7 항에 있어서,
상기 가용자원 룩업 테이블과 가용자원 유형별 자원 정보를 저장 및 관리하기 위한 가용자원 정보DB를 더 포함하며,
상기 가용자원 정보DB는, 자원별로 최소 단위 자원으로 나누어 인덱스를 부여하고, 할당 미션과 사용 여부를 체크하여 관리하는 것을 특징으로 하는 다기능 레이더를 탑재한 비행체의 가용 자원 관리 장치.
비행체의 비행 경로와 수행 미션 정보를 설정하는 단계;
상기 비행체의 비행전 상기 비행 경로에 대해 지형과 환경에 대한 정보를 수집하는 단계;
상기 비행체의 비행중 상기 비행 경로에 대해 지형과 환경에 대한 정보를 수집한 후, 상기 비행체의 비행전과 비행중에 각각 수집된 지형과 환경 정보를 상호 비교하여 실제 비행 경로가 반영된 '지형 및 환경 정보'를 생성하는 단계;
상기 수행 미션 정보와 상기 '지형 및 환경 정보'를 이용하여 미션별 가용자원의 할당을 위한 가중치를 결정하는 단계; 및
상기 수행 미션 정보와 상기 가중치에 따라 가용자원 유형별로 각 미션을 수행하기 위한 자원을 할당하는 단계;를 포함하고,
상기 생성 단계는,
상기 비행체의 비행전에 상기 비행 경로에 대해 엘린트 지형 및 환경 정보를 수집하는 단계; 및
상기 비행체의 비행중에 상기 비행 경로에 대해 실시간 지형 및 환경 정보를 수집하고, 상기 엘린트 지형 및 환경 정보와 상기 실시간 지형 및 환경 정보의 상관도를 비교 및 갱신하여 상기 '지형 및 환경 정보'를 생성하는 단계;를 포함하는 다기능 레이더를 탑재한 비행체의 가용 자원 관리 방법.
제 11 항에 있어서,
상기 수행 미션 정보는, 비행 경로 구간별 수행 미션의 유형, 비행 경로 구간별 수행 미션의 중요도, 미션별 성능 요구사항이 포함되는 것을 특징으로 하는 다기능 레이더를 탑재한 비행체의 가용 자원 관리 방법.
제 12 항에 있어서,
상기 수행 미션의 유형은 통신, 영역 탐색, 표적 추적, 화기 통제, 고도 측정, 환경 측정이 포함되는 것을 특징으로 하는 다기능 레이더를 탑재한 비행체의 가용 자원 관리 방법.
제 12 항에 있어서,
상기 결정 단계는,
실제 비행 경로가 반영된 '지형 및 환경 정보'를 이용하여 상기 수행 미션 정보의 수행 미션 중요도를 상기 가중치로 전환하는 것을 특징으로 하는 다기능 레이더를 탑재한 비행체의 가용 자원 관리 방법.
제 12 항에 있어서,
상기 할당 단계는,
가용자원 유형별로 단위 자원으로 나누고, 각 단위 자원을 상호 대응시켜 단위 자원을 조합하는 단계; 및
상기 조합 결과를 이용하여 상기 수행 미션 정보의 미션별 성능 요구사항에 따라 가용자원 유형별로 각 미션을 수행하기 위한 자원을 할당하는 단계;
를 포함하는 다기능 레이더를 탑재한 비행체의 가용 자원 관리 방법.
제 11 항에 있어서,
상기 자원 할당 이후에, 각 미션의 성능을 분석하여 그 결과를 피드백하는 단계;
를 더 포함하는 다기능 레이더를 탑재한 비행체의 가용 자원 관리 방법.