KR101988476B1 - Effective bandwidth calculating system for assure the QoS of real-time voice in Geostationary Orbit Satellite and method of resource allocation thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 정지궤도위성 체계에서 실시간 음성 품질 보장을 위한 실효대역폭 산출 시스템 및 이를 이용한 자원 할당 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 정지궤도위성 체계로 전달될 음성 트래픽을 생성하는 적어도 하나 이상의 사용자 단말(UT, User Terminal)(10)을 모델링 수행하는 음성 트래픽 모델링부(100), 상기 음성 트래픽 모델링부(100)로부터 전달받은 모델링한 음성 트래픽을 다중화하고, 기설정된 QoS(Quality of Service) 요구조건을 기반으로 실효대역폭을 산출하는 다수의 하향 링크 위성 단말(RCST, Return Channel Satellite Terminal)(200) 및 상기 다수의 하향 링크 위성 단말(200)로부터 위성자원 할당 요청을 입력받아, 각각의 하향 링크 위성 단말(200)의 실효대역폭에 따라 위성자원을 할당하여 통신을 제어하는 망관리센터(NCC, Network Control Center)(300)를 포함하는 것을 특징으로 하는 정지궤도위성 체계에서 실시간 음성 품질 보장을 위한 실효대역폭 산출 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a system for calculating an effective bandwidth for real-time voice quality guarantee in a geostationary satellite system and a resource allocation method using the same. More particularly, at least one user terminal generating voice traffic to be transmitted to the geostationary satellite system Voice traffic modeling unit 100 for modeling (UT, User Terminal) 10, multiplexing the modeled voice traffic received from the voice traffic modeling unit 100, and preset QoS (Quality of Service) requirements Receive downlink satellite resource allocation requests from a plurality of downlink satellite terminals (RCST) 200 and a plurality of downlink satellite terminals 200 that calculate an effective bandwidth based on the respective downlink satellites. Network control center (NCC) 300 for controlling communication by allocating satellite resources according to the effective bandwidth of the terminal 200 The present invention relates to an effective bandwidth calculation system for guaranteeing real-time voice quality in a geostationary satellite system.
Description
본 발명은 정지궤도위성 체계에서 실시간 음성 품질 보장을 위한 실효대역폭 산출 시스템 및 이를 이용한 자원 할당 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 위성 단말(RCST, Return Channel Satellite Terminal)에서 다중화되는 다수의 사용자 단말(UT, User Terminal)의 음성 트래픽의 QoS(Quality of Service) 보장을 위한 실효 대역폭을 산출할 수 있어, 재해재난, 전술, 위성 네트워크와 같이 제한적이고 음성 트래픽의 서비스 품질 척도가 엄격한 통신자원에 효과적으로 활용할 수 있는 정지궤도위성 체계에서 실시간 음성 품질 보장을 위한 실효대역폭 산출 시스템 및 이를 이용한 자원 할당 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a system for calculating an effective bandwidth for real-time voice quality guarantee in a geostationary satellite system and a resource allocation method using the same, and more particularly, to a plurality of user terminals multiplexed in a satellite channel (RCST). Effective bandwidth can be calculated to guarantee the quality of service (QoS) of voice traffic of UT (User Terminal), so that limited and limited quality of voice traffic such as disaster, tactics, and satellite networks can be effectively used for strict communication resources. The present invention relates to an effective bandwidth calculation system for real-time speech quality guarantee and a resource allocation method using the same in geostationary satellite systems.
정지궤도위성이란 지구 상공의 일정한 높이에서 지구의 자전속도와 동일한 속도로 지구 주위를 돌고 있는 위성으로, 항상 일정한 위치에 떠있는 것처럼 보이기 때문에 정지궤도위성이라 불리고 있으며, 대부분의 방송, 통신위성의 역할을 하고 있다.A geostationary satellite is a satellite that orbits the earth at a constant height above the earth at the same speed as the earth's rotational speed. It is called a geostationary satellite because it always appears to be in a fixed position. Doing.
이러한 정지궤도위성은 적은 수의 위성으로 넓은 지역을 커버할 수 있어 국제통신 및 방송중계용은 물론, 다양한 위성통신 서비스를 제공하는데 많이 이용되지만, 고도가 높은 전파가 전달되는 동안 전파가 약해지기 때문에 위성이나 지상 안테나의 크기가 커야하고, 위성의 중계기 출력 또한 높아야 하는 조건이 있다.These geostationary satellites can cover a large area with a small number of satellites, so they are widely used for providing various satellite communication services as well as for international communication and broadcasting, but because the radio waves are weakened while high-altitude radio waves are transmitted. The satellite or terrestrial antenna needs to be large and the repeater output of the satellite must be high.
이러한 정지궤도위성을 통신자원으로 효과적인 이용을 위해, 종래에는 실시간 멀티미디어 비디오 소스들의 효율적인 제어를 위해 호 수락 제어 알고리즘(CAC, Call Admission Control)이 제안되었다. 트래픽 모델링을 위해서 비디오 트래픽 뿐 아니라 음성 트래픽까지 제안되었으나, 고정 비트율(CBR, Constant Bit Rate)로 전송되는 트래픽을 모델링하였기 때문에 비현실적인 문제점이 있다.In order to effectively use such a geostationary satellite as a communication resource, a call admission control algorithm (CAC) has been proposed for efficient control of real-time multimedia video sources. Although not only video traffic but also voice traffic has been proposed for traffic modeling, there is an unrealistic problem because the traffic that is transmitted at a constant bit rate (CBR) is modeled.
또한, 교차 계층(Cross-layer) 디자인과 인터넷 전화(VoIP, Voice over IP) 음성 트래픽을 모델링하고 이를 기반으로 용량 요청 알고리즘이 제안되었다. 용량 요청 알고리즘은 큐잉 이론과 음성 트래픽 다중 중첩 기법을 이용하여, 음성 트래픽 전송에 필요한 용량을 예측하는 것을 개시하고 있으나, 용량 요청을 위해 사용하는 기법은 RBDC(Rate Based Dynamic Capacity)로 특정 단위시간마다 용량을 예측하고 이를 망관리센터(NCC, Network Control Center)로 요청하고 할당받는 과정에서 상당한 지연시간이 발생하는 문제점이 있다.In addition, a capacity request algorithm has been proposed based on cross-layer design and voice over IP (VoIP) voice traffic. The capacity request algorithm uses a queuing theory and voice traffic multiplexing technique to estimate the capacity required for transmission of voice traffic. However, the method used for the capacity request is RBDC (Rate Based Dynamic Capacity). There is a problem that a significant delay occurs in the process of estimating capacity, requesting and allocating it to a network control center (NCC).
더불어, 위성 링크의 역동성으로 인한 효과를 잡아내고자 DVB-RCS 기반 위성체계의 하향 링크 슬롯의 동적 할당 기법이 제안되었으나, 지연시간과 패킷손실률 등의 서비스 품질(QoS, Quality of Service) 요소에 대한 고려가 전혀 이루어지지 않은 문제점이 있다.In addition, a dynamic allocation scheme of downlink slots in a DVB-RCS-based satellite system has been proposed to capture the effects of the dynamics of satellite links. However, the quality of service (QoS) factors such as latency and packet loss rate have been proposed. There is a problem that no consideration is made.
이와 관련해서, 국내 등록 특허 제10-1375299호("음성/데이터 통합 시스템 및 그 시스템의 대역폭 관리 방법")에서는 실시간 데이터 서비스를 위한 대역폭 할당 여부를 확인하고, 실시간 데이터 서비스의 할당이 가능하지 않으면 해당 서비스를 위한 대역폭 할당을 예약하여 할당 가능한 경우에 실시간 데이터 서비스를 수행함으로써, 실시간 데이터 서비스를 지연없이 수행할 수 있는 시스템을 개시하고 있다.In this regard, Korean Patent No. 10-1375299 ("Voice / Data Integration System and Bandwidth Management Method of the System") checks whether bandwidth is allocated for real-time data service, and if real-time data service cannot be allocated, The present invention discloses a system capable of performing real-time data service without delay by performing real-time data service when a bandwidth allocation for the service is reserved and allocated.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 위성 단말(RCST, Return Channel Satellite Terminal)에서 다중화되는 다수의 사용자 단말(UT, User Terminal)의 음성 트래픽의 QoS(Quality of Service) 보장을 위한 실효 대역폭을 산출할 수 있어, 재해재난, 전술, 위성 네트워크와 같이 제한적이고 음성 트래픽의 서비스 품질 척도가 엄격한 통신자원에 효과적으로 활용할 수 있는 정지궤도위성 체계에서 실시간 음성 품질 보장을 위한 실효대역폭 산출 시스템 및 이를 이용한 자원 할당 방법을 제공하는 것이다.The present invention has been made to solve the problems of the prior art as described above, an object of the present invention is the voice traffic of a plurality of user terminals (UT, User Terminal) multiplexed in a satellite terminal (RCST, Return Channel Satellite Terminal) Effective bandwidth can be calculated to guarantee the quality of service (QoS) of real-time, and real-time in geostationary satellite system that can effectively utilize limited communication quality of strict communication resources such as disaster, tactic, satellite network An effective bandwidth calculating system for guaranteeing voice quality and a resource allocation method using the same are provided.
본 발명의 일 실시예에 따른 정지궤도위성 체계에서 실시간 음성 품질 보장을 위한 실효대역폭 산출 시스템은, 정지궤도위성 체계로 전달될 음성 트래픽을 생성하는 적어도 하나 이상의 사용자 단말(UT, User Terminal)(10)을 모델링 수행하는 음성 트래픽 모델링부(100), 상기 음성 트래픽 모델링부(100)로부터 전달받은 모델링한 음성 트래픽을 다중화하고, 기설정된 QoS(Quality of Service) 요구조건을 기반으로 실효대역폭을 산출하는 다수의 하향 링크 위성 단말(RCST, Return Channel Satellite Terminal)(200) 및 상기 다수의 하향 링크 위성 단말(200)로부터 위성자원 할당 요청을 입력받아, 각각의 하향 링크 위성 단말(200)의 실효대역폭에 따라 위성자원을 할당하여 통신을 제어하는 망관리센터(NCC, Network Control Center)(300)를 포함하는 것을 특징으로 한다.In the geostationary satellite system according to an embodiment of the present invention, the effective bandwidth calculation system for real-time voice quality guarantee includes at least one user terminal (UT) for generating voice traffic to be transmitted to the geostationary satellite system. Voice
더 나아가, 상기 하향 링크 위성 단말(200)은 기설정된 QoS 요구조건에 따라, 전달받은 음성 트래픽의 패킷들을 분류하여 우선순위를 다르게 설정하는 패킷 분류부(210), 상기 패킷 분류부(210)에서 분류된 패킷을 IP 큐에 저장하고, 각 IP 큐마다 저장된 상기 패킷의 개수를 계측하는 패킷 관리부(220), 상기 패킷들을 MAC(매체 접근 제어, Medium Access Control) 큐로 매핑하는 패킷 매핑부(230) 및 기설정된 QoS 요구조건에 기반하여, 상기 실효대역폭을 산출하는 실효대역폭 산출부(240)를 포함하는 것을 특징으로 한다.Furthermore, the
더 나아가, 상기 하향 링크 위성 단말(200)은 상기 패킷 매핑부(230)에 의해 매핑되는 상기 MAC 큐의 길이를 모니터링하는 실효대역폭 요청부(250)를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.Further, the
더 나아가, 상기 실효대역폭 산출부(240)는 상기 실효대역폭 요청부(250)에 의해 모니터링한 상기 MAC 큐의 길이와 기설정된 QoS 요구조건을 기반하여, 해당되는 하향 링크 위성 단말의 실효대역폭을 산출하고, 특정 필드에 저장하여 상기 망관리센터(300)로 송신하는 것을 특징으로 한다.Furthermore, the
더 나아가, 상기 망관리센터(300)는 상기 하향 링크 위성 단말(200)의 실효대역폭에 따라 순서대로 위성자원을 할당하는 것을 특징으로 한다.Further, the
본 발명의 일 실시예에 따른 정지궤도위성 체계에서 실시간 음성 품질 보장을 위한 실효대역폭 산출 시스템을 이용한 자원 할당 방법은, 음성 트래픽 모델링부에서, 정지궤도위성 체계로 전달될 음성 트래픽을 생성하는 적어도 하나 이상의 사용자 단말(UT, User Terminal)의 모델링을 수행하는 음성 트래픽 모델링 단계(S100), 다수의 하향 링크 위성 단말(RCST, Return Channel Satellite Terminal)에서, 각각의 하향 링크 위성 단말마다 미리 설정된 상기 사용자 단말들로부터 상기 음성 트래픽 모델링 단계(S100)에 의해 모델링한 상기 음성 트래픽을 다중화하고, 기설정된 QoS(Quality of Service) 요구조건을 기반으로 실효대역폭을 산출하는 실효대역폭 산출 단계(S200) 및 망관리센터(NCC, Network Control Center)에서, 상기 실효대역폭 산출 단계(S200)에 의해 산출한 각각의 하향 링크 위성 단말의 실효대역폭에 따라, 순서대로 위성자원을 할당하여 통신을 제어하는 위성자원 할당 단계(S300)를 포함하는 것을 특징으로 한다.A resource allocation method using an effective bandwidth calculation system for real-time voice quality guarantee in a geostationary satellite system according to an embodiment of the present invention, the voice traffic modeling unit, at least one for generating voice traffic to be transmitted to the geostationary satellite system In the voice traffic modeling step (S100) for performing the above-described modeling of the user terminal (UT, User Terminal), a plurality of downlink satellite terminals (RCST, Return Channel Satellite Terminal), the user terminal is preset for each downlink satellite terminal Effective bandwidth calculation step (S200) and a network management center for multiplexing the voice traffic modeled by the voice traffic modeling step (S100) and calculating an effective bandwidth based on a predetermined Quality of Service (QoS) requirement In the Network Control Center (NCC), each downlink calculated by the effective bandwidth calculating step (S200) According to the effective bandwidth of the terminal gender, in order characterized in that the assigned satellite resources, including the satellite resource allocation step (S300) for controlling the communication.
더 나아가, 상기 실효대역폭 산출 단계(S200)는 모델링 수행한 상기 음성 트래픽의 패킷들을 기설정된 QoS 요구조건에 따라, 분류하여 우선순위를 다르게 설정하는 패킷 분류 단계(S210), 상기 패킷 분류 단계(S210)에 의해 분류한 상기 패킷들을 MAC 큐로 매핑하는 패킷 매핑 단계(S220), 상기 패킷들이 매핑되는 상기 MAC 큐의 길이를 모니터링하는 실효대역폭 요청 단계(S230) 및 상기 실효대역폭 요청 단계(S230)에 의해 모니터링한 상기 MAC 큐의 길이와 기설정된 QoS 요구조건을 기반하여, 해당되는 하향 링크 위성 단말의 실효대역폭을 산출하고, 산출한 실효대역폭을 특정 필드에 저장하는 실효대역폭 산출 단계(S240)으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.Further, the effective bandwidth calculation step (S200) is a packet classification step (S210), and the packet classification step (S210) for classifying and setting the priority of the packets of the voice traffic that has been modeled according to a predetermined QoS requirements, differently Packet mapping step (S220) of mapping the packets classified by N) into a MAC queue, an effective bandwidth request step (S230) of monitoring the length of the MAC queue to which the packets are mapped (S230), and the effective bandwidth request step (S230) An effective bandwidth calculation step (S240) of calculating an effective bandwidth of a corresponding downlink satellite terminal and storing the calculated effective bandwidth in a specific field based on the length of the monitored MAC queue and a predetermined QoS requirement. It features.
더 나아가, 상기 패킷 분류 단계(S210)에 의해 분류된 패킷을 IP 큐에 저장하고, 각 IP 큐마다 저장된 상기 패킷의 개수를 계측하는 패킷 관리 단계(S250)를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.Furthermore, the packet classification step S210 stores the packets classified in the IP queue, and further comprises a packet management step S250 for measuring the number of the packets stored in each IP queue. .
상기와 같은 구성에 의한 본 발명의 정지궤도위성 체계에서 실시간 음성 품질 보장을 위한 실효대역폭 산출 시스템 및 이를 이용한 자원 할당 방법은 다수의 사용자 단말(UT, User Terminal)에서 발생하여 위성 단말(RCST, Return Channel Satellite Terminal)에서 다중화되는 음성 트래픽의 QoS(Quality of Service) 보장을 위한 실효 대역폭을 산출할 수 있는 장점이 있다.In the geostationary satellite system of the present invention as described above, an effective bandwidth calculation system for real-time voice quality guarantee and a resource allocation method using the same are generated in a plurality of user terminals (UT, User Terminals), and satellite terminals (RCST, Return). Channel Satellite Terminal) has the advantage of calculating the effective bandwidth for guaranteeing the Quality of Service (QoS) of the multiplexed voice traffic.
특히, 재해재난 상황 또는 전술 작전 수행 중에, 갑작스럽게 구축된 네트워크나 위성체계 기반 네트워크와 같이 주어진 통신 자원의 양이 매우 한정적인 경우, 또는 음성 서비스와 같이 품질에 대한 척도가 매우 엄격한 분야에 적용하여 활용할 수 있는 장점이 있다.In particular, in the event of a disaster or tactical operation, if a given amount of communication resources is very limited, such as a suddenly established network or a satellite system-based network, or a very strict quality measure, such as voice service, There is an advantage to use.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 정지궤도위성 체계에서 실시간 음성 품질 보장을 위한 실효대역폭 산출 시스템을 나타낸 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 정지궤도위성 체계에서 실시간 음성 품질 보장을 위한 실효대역폭 산출 시스템을 나타낸 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 정지궤도위성 체계에서 실시간 음성 품질 보장을 위한 실효대역폭 산출 시스템을 이용한 자원 할당 방법을 나타낸 순서도이다.1 is a block diagram illustrating an effective bandwidth calculation system for real-time voice quality guarantee in a geostationary satellite system according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram illustrating an effective bandwidth calculation system for real-time voice quality guarantee in a geostationary satellite system according to an embodiment of the present invention.
3 is a flowchart illustrating a resource allocation method using an effective bandwidth calculation system for guaranteeing real-time voice quality in a geostationary satellite system according to an embodiment of the present invention.
이하 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 정지궤도위성 체계에서 실시간 음성 품질 보장을 위한 실효대역폭 산출 시스템 및 이를 이용한 자원 할당 방법을 상세히 설명한다. 다음에 소개되는 도면들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 제시되는 도면들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 또한, 명세서 전반에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.Hereinafter, an effective bandwidth calculation system and a resource allocation method using the same will be described in detail in the geostationary satellite system of the present invention with reference to the accompanying drawings. The drawings introduced below are provided by way of example so that the spirit of the invention to those skilled in the art can fully convey. Accordingly, the present invention is not limited to the drawings presented below and may be embodied in other forms. Also, like reference numerals denote like elements throughout the specification.
이 때, 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다.In this case, unless there is another definition in the technical terms and scientific terms used, it has the meaning commonly understood by those of ordinary skill in the art to which the invention belongs, and the gist of the invention in the following description and the accompanying drawings. The description of well-known functions and configurations that may unnecessarily obscure them will be omitted.
본 발명의 일 실시예에 따른 정지궤도위성 체계에서 실시간 음성 품질 보장을 위한 실효대역폭 산출 시스템 및 이를 이용한 자원 할당 방법은 고정 비트율의 음성 트래픽만을 고려하던 종래의 기술의 문제점을 해결하기 위하여, 가변 비트율(VBR, Variable Bit Rate)의 음성 트래픽까지 고려하고, 특정 단위시간마다 위성 자원 할당을 위해 발생하는 지연시간을 개선하기 위하여 위성 단말 초기화 시, 고정된 용량을 할당하는 CRA(Continuous Rate Assignment) 방식을 활용하고 있으며, 음성 트래픽의 QoS를 보장하는 정지궤도위성 체계에서 실시간 음성 품질 보장을 위한 실효대역폭 산출 시스템 및 이를 이용한 자원 할당 방법에 관한 것이다.In the geostationary satellite system according to an embodiment of the present invention, an effective bandwidth calculation system for real-time voice quality guarantee and a resource allocation method using the same have a variable bit rate in order to solve the problem of the conventional technology considering only fixed bit rate voice traffic. In order to improve the delay time for satellite resource allocation every specific unit time, considering the voice traffic of (VBR, Variable Bit Rate), a CRA (Continuous Rate Assignment) method is used to allocate fixed capacity when initializing satellite terminals. The present invention relates to an effective bandwidth calculation system for real-time voice quality guarantee and a resource allocation method using the same in a geostationary satellite system that guarantees QoS of voice traffic.
좀 더 상세하게는, 통신 인프라가 부족한 지역(산 속, 기내, 전장 등)에서는 정지궤도위성 체계가 실시간 음성 서비스를 제공하는 대체 솔루션으로 각광받고 있기에, 본 발명의 일 실시예에 따른 정지궤도위성 체계에서 실시간 음성 품질 보장을 위한 실효대역폭 산출 시스템 및 이를 이용한 자원 할당 방법은 실시간 음성 트래픽의 위성자원 할당을 위한 효율적인 실효대역폭 산출하는 시스템 및 방법에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 정지궤도위성 체계에서 실시간 음성 품질 보장을 위한 실효대역폭 산출 시스템 및 이를 이용한 자원 할당 방법은, 하나의 하향 링크 위성 단말 당 다수의 사용자 단말이 연결되어, 다수의 사용자 단말로부터 생성된 음성 트래픽을 하나의 하향 링크 위성 단말에서 다중화를 수행하게 된다. 이 때, 하향 링크 위성 단말은 다수로 구성되는 것이 바람직하며, 하나의 망관리센터에 다수의 하향 링크 위성 단말이 연결되어, 각각의 하향 링크 위성 단말에 설정되어 있는 실효대역폭을 기반으로 각각의 하향 링크 위성 단말에 순서대로 위성자원을 할당하여 통신을 제어할 수 있다.More specifically, geostationary satellite according to an embodiment of the present invention because geostationary satellite system is spotlighted as an alternative solution for providing real-time voice service in areas where communication infrastructure is lacking (mountain, cabin, battlefield, etc.). An effective bandwidth calculation system and a resource allocation method using the same for guaranteeing real-time voice quality in the system are related to a system and method for calculating an effective effective bandwidth for satellite resource allocation of real-time voice traffic. In an effective bandwidth calculation system for real-time voice quality guarantee and a resource allocation method using the same in a geostationary satellite system according to an embodiment of the present invention, a plurality of user terminals are connected to one downlink satellite terminal. The multiplexing of the voice traffic generated from one downlink satellite terminal is performed. At this time, it is preferable that the number of downlink satellite terminals is configured, and a plurality of downlink satellite terminals are connected to one network management center, and each downlink is based on an effective bandwidth set in each downlink satellite terminal. Communication can be controlled by allocating satellite resources to link satellite terminals in order.
특히, 본 발명의 일 실시예에 따른 정지궤도위성 체계에서 실시간 음성 품질 보장을 위한 실효대역폭 산출 시스템 및 이를 이용한 자원 할당 방법은 고정 비트율의 음성 트래픽만을 고려하던 종래의 기술들에 비해, 가변 비트율의 음성 트래픽까지 고려하고 있으며, 하나 또는 둘 이상의 사용자 단말에서 발생하여 하향 링크 위성 단말에서 다중화됨으로써, 종래에 비해 현실성을 높일 수 있다.In particular, the effective bandwidth calculation system for real-time voice quality guarantee and the resource allocation method using the same in the geostationary satellite system according to an embodiment of the present invention, compared to the conventional techniques that considered only the fixed bit rate voice traffic, Considering the voice traffic, it is generated in one or two or more user terminals and multiplexed in the downlink satellite terminal, it is possible to increase the reality compared to the conventional.
또한, 특정 단위시간마다 위성자원 할당함으로써, 발생하는 지연시간을 해결하기 위하여 하향 링크 위성 단말 초기화 시에, 고정된 용량을 할당하는 CRA(Continuous Rate Assignment) 방식을 활용하여 가장 적절한 정지궤도 위성체계에 관한 것이다.In addition, in order to solve the delay time generated by allocating satellite resources at a specific unit time, the most suitable geostationary satellite system is utilized by utilizing a Continuous Rate Assignment (CRA) method that allocates fixed capacity when initializing downlink satellite terminals. It is about.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 정지궤도위성 체계에서 실시간 음성 품질 보장을 위한 실효대역폭 산출 시스템을 나타낸 도면이며, 도 1 및 도 2를 참조로 하여 본 발명의 일 실시예에 따른 정지궤도위성 체계에서 실시간 음성 품질 보장을 위한 실효대역폭 산출 시스템을 상세히 설명한다.1 and 2 are diagrams illustrating an effective bandwidth calculation system for real-time voice quality guarantee in a geostationary satellite system according to an embodiment of the present invention, with reference to FIGS. 1 and 2. The effective bandwidth calculation system for real time voice quality guarantee in geostationary satellite system according to the present invention will be described in detail.
본 발명의 일 실시예에 따른 정지궤도위성 체계에서 실시간 음성 품질 보장을 위한 실효대역폭 산출 시스템은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 다수의 사용자 단말(UT, User Terminal)(10), 음성 트래픽 모델링부(100), 다수의 하향 링크 위성 단말(RCST, Return Channel Satellite Terminal)(200) 및 이들을 관리하며 통신을 제어하는 망관리센터(NCC, Network Control Center)(300)를 포함하여 구성될 수 있다.The effective bandwidth calculation system for real-time voice quality guarantee in the geostationary satellite system according to an embodiment of the present invention, as shown in Figures 1 and 2, a plurality of user terminals (UT, 10), voice
본 발명의 일 실시예에 따른 정지궤도위성 체계에서 실시간 음성 품질 보장을 위한 실효대역폭 산출 시스템은 실제(real) 사용자 단말로 환경을 구성하여 계산하는데 비용적/시간적 한계가 존재하기 때문에 실제(real) 사용자 단말로부터 음성 트래픽을 전달받는 것이 아니라, 실제 사용자 단말이 생성할 거라 예상되는 음성 트래픽을 생성하는 가상(virtual) 사용자 단말을 모델링하는 음성 트래픽 모델링부(100)를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.In the geostationary satellite system according to an embodiment of the present invention, the effective bandwidth calculation system for real-time voice quality guarantee is real because there is a cost / time limit in configuring and calculating the environment as a real user terminal. Instead of receiving voice traffic from the user terminal, the voice
각 구성에 대해서 자세히 알아보자면,To learn more about each configuration,
상기 사용자 단말(10)은 도 2에 도시된 바와 같이 다수로 이루어지는 것이 바람직하며, 정지궤도위성 체계에서 통신을 위한 음성 트래픽을 생성할 수 있다.As shown in FIG. 2, the
상기 음성 트래픽 모델링부(100)는 정지궤도위성 체계로 전달될 음성 트래픽을 생성하는 적어도 하나 이상의 사용자 단말(UT, User Terminal)(10)을 포함하며, 상기 사용자 단말(10)에서 생성한 음성 트래픽의 모델링을 수행할 수 있다.The voice
즉, 정지궤도위성 체계로 전달될 음성 트래픽을 생성하는 상기 사용자 단말(10)을 모델링할 수 있다.That is, the
이 때, 상기 음성 트래픽 모델링부(100)는 상술한 바와 같이, 가상의 사용자 단말(10)로부터 실제 사용자 단말이 생성할 거라 예상되는 음성 트래픽을 전달받아, 모델링을 수행하게 된다.At this time, as described above, the voice
음성 트래픽의 모델링을 수행하는 이유는, 실시간 음성 서비스 제공을 위해 위성체계를 활용할 경우, 제한된 대역폭, 지연시간, 지터, 패킷 손실 등이 제한요소로 작용하게 되고, 이러한 제한요소들 아래 제한된 대역폭을 효과적으로 활용하기 위해서는 음성 트래픽 모델링이 필수적이다.The reason for modeling voice traffic is that when using satellite system to provide real-time voice service, limited bandwidth, delay time, jitter, packet loss, etc. act as the limiting factors, and effectively limit the limited bandwidth under these limiting factors. Voice traffic modeling is essential to take advantage of this.
상기 하향 링크 위성 단말(200)은 상기 음성 트래픽 모델링부(100)로부터 전달받은 모델링한 음성 트래픽을 다중화하고, 미리 설정된 QoS(Quality of Service) 요구조건을 기반으로, 다시 말하자면, 미리 설정된 지연시간과 패킷손실률 등의 서비스 품질 요소를 기반으로 각각의 하향 링크 위성 단말(200)의 실효대역폭을 산출할 수 있다.The
상세하게는, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 하향 링크 위성 단말(200)은 패킷 분류부(210), 패킷 관리부(220), 패킷 매핑부(230), 실효대역폭 산출부(240) 및 실효대역폭 요청부(250)를 포함하여 구성될 수 있다.In detail, as illustrated in FIGS. 1 and 2, the
상기 패킷 분류부(210)는 미리 설정된 QoS 요구조건에 따라, 전달받은 음성 트래픽의 패킷들을 분류하여 우선순위를 상이하게 설정할 수 있다.The
이 때, 상기 하향 링크 위성 단말(200)은 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 음성 트래픽 모델링부(100)로부터 전달받은 모델링을 수행한 음성 트래픽에 대해서 음성 트래픽의 패킷들을 분류하여 우선순위를 상이하게 설정할 수 있다.In this case, as illustrated in FIG. 1, the
다시 말하자면, 상기 하향 링크 위성 단말(200)은 미리 설정된 QoS 요구조건에 따라, 우선순위를 다르게 하여 서비스할 수 있도록 패킷들을 분류할 수 있다. 음성 트래픽의 경우, 패킷들 가운데 최우선 순위로 서비스될 수 있도록 EF PHB(Expedited Forwarding Per-Hop Behavior)로 분류될 수 있다.In other words, the
상기 사용자 단말(10)에서 발생한 음성 트래픽은 음성의 발생과 소거의 형태로 발생하며, 음성들이 각각의 사용자 단말(10)에서 발생하여 상기 음성 트래픽 모델링부(100)를 통해서 모델링을 수행한 후, 상기 하향 링크 위성 단말(200)로 전달되고 다중화가 이루어지게 된다.After the voice traffic generated in the
상세하게는, 상기 음성 트래픽 모델링부(100)에서 전달받은 상기 음성 트래픽의 모델링을 수행하기 위하여, , , 를 하나의 하향 링크 위성 단말(200)에서 다중화되는 다수의 사용자 단말(10)의 음성 트래픽의 평균 발생률, 최대 발생률 및 시차의 자기상관계수(이웃 시점(lag) 간의 상관계수를 나타내는 상수)라고 정의하고, 하나의 하향 링크 위성 단말(200)에서 다중화되는 음성들은 개의 사용자 단말(100)에서 독립적으로 발생한다고 가정하고, 상기 사용자 단말(10)의 활동은 음성의 발생(On)과 소거(Off) 상태의 반복인 재생과정(renewal process)로 특정할 경우,In detail, to model the voice traffic received from the voice
미리 주어진 시간 간격()동안 음성의 발생 상태에서 소거 상태로의 천이 확률은 , 음성의 소거 상태에서 발생 상태로의 천이 확률은 의 확률로 기하분포를 갖게 된다. 이 때, 두 가지의 천이 확률은 , , 를 대입하여 산출할 수 있다.Given time interval ( Transition probability from the state of generation of voice to the state of , The probability of transition from the silenced state to the generated state is Will have a geometric distribution. In this case, the two transition probabilities are , , Can be calculated by substituting
이를 통해서, i번째 하향 링크 위성 단말(200)에서 다중화되는 음성 트래픽의 비트율은 단위의 이산 레벨들이 다중화되어 0에서 사이의 비트값을 갖게 된다.Through this, the bit rate of the voice traffic multiplexed in the i-th
i번째 하향 링크 위성 단말(200)에서 음성 트래픽을 발생하는 다수의 사용자 단말(10)들이 m개에서 k개로의 천이확률행렬은 로 나타낼 수 있으며, 하기의 수학식 1과 같이 정리할 수 있다.The m-k transition probability matrix of the plurality of
여기서, 이며,here, Is,
는 t번째 시간 간격에서 음성 트래픽을 발생 중인 사용자 단말(10)들의 개수를 의미한다. Denotes the number of
상기의 수학식 1에서의 사용자 단말(10)들의 상태가 각각 독립적이므로, t번째 시간 간격에서의 사용자 단말(10)들의 개수가 m일 때, (t+1)번째 시간 간격에서 음성 트래픽이 발생되는 사용자 단말(10)들의 개수는 n개, 음성이 소거되는 사용자 단말(10)들의 개수는 k-n으로 나타낼 수 있으며, 하기의 수학식 2로 정리할 수 있다.Since the states of the
상기의 수학식 2에서 합 기호 뒤의 두 확률은 하기의 수학식 3과 같이 전개할 수 있다.In
상기의 수학식 3을 상기의 수학식 2에 적용하여 전개하면, 하기의 수학식 4와 같이 나타낼 수 있다.If the above Equation 3 is applied to the
이를 통해서 비트율 벡터는 하기의 수학식 5와 같이, 의 배수를 대각 행렬로 갖게 된다.This allows bit rate vectors Is as shown in Equation 5 below, You will have a multiple of m in a diagonal matrix.
상기 패킷 관리부(220)는 상기 패킷 분류부(210)에서 분류된 패킷을 IP(Internet Protocol) 큐에 저장하고, 각 IP 큐마다 저장된 상기 패킷의 개수를 계측할 수 있다. 이러한 과정을 도 2에 도시된 바와 같이, 트래픽 미터링(Traffic Metering)이라고 한다.The packet manager 220 may store the packets classified by the
상기 패킷 매핑부(230)는 상기 IP 큐에 저장된 패킷들을 MAC(매체 접근 제어, Medium Access Control) 큐로 매핑할 수 있다. 상세하게는, 실시간 매체 접근 제어 큐로 패킷들을 매핑할 수 있으며, 이 때의 매핑 정도는 상기 실효대역폭 요청부(250)에 의해서 모니터링될 수 있다.The
즉, 상기 실효대역폭 요청부(250)는 상기 패킷 매핑부(230)에 의해 매핑되는 상기 MAC 큐의 길이를 모니터링할 수 있다. 여기서, 큐의 길이란, 버퍼 안에 포함되어 있는 패킷의 개수를 의미하며, 상기 실효대역폭 요청부(250)는 대역폭 조절 기능(BoD, Bandwidth on Demand)에 의해 모니터링할 수 있다.That is, the effective
상기 실효대역폭 산출부(240)는 상기 실효대역폭 요청부(250)에 의해 모니터링한 상기 MAC 큐의 길이, 다시 말하자면 BoD에서 계측된 통계결과와 MAC 큐의 길이 및 미리 설정된 QoS 요구조건을 만족할 수 있도록 각각의 하향 링크 위성 단말(200)의 실효대역폭을 산출할 수 있다.The
상기 실효대역폭 산출부(240)는 산출한 상기 실효대역폭을 특정 필드에 저장하여 상기 망관리센터(300)로 송신할 수 있다.The
상세하게는, 상기 실효대역폭 산출부(240)는 상기 각각의 상기 하향 링크 위성 단말(200)의 실효대역폭인 가 계산된다. 이 때, 미리 설정된 QoS 요구조건으로는 상술한 바와 같이, 지연시간과 패킷손실률을 고려하는 것이 바람직하다.In detail, the
상기 실효대역폭 산출부(240)에서 계산된 실효대역폭()은 통신 메시지 중 DULM(Data Unit Labelling Method) 메시지의 RC_Capacity_Parameters 필드에 저장되어 상기 망관리센터(300)로 위성자원 할당을 요청하게 된다.The effective bandwidth calculated by the effective bandwidth calculating unit 240 ( ) Is stored in the RC_Capacity_Parameters field of the data unit labeling method (DULM) message of the communication message to request the satellite resource allocation to the network management center (300).
상기 실효대역폭 산출부(240)의 일 예를 들자면, i번째 하향 링크 위성 단말(200)의 실효대역폭은 상술한 수식들에서 정의한 두 행렬(, )에 의한 이산시간 마르코프 연쇄로 특징지어 하기의 수학식 6과 같이, 산출하는 것이 바람직하다.As an example of the effective
()( )
여기서, 는 두 상태들 간에 시간 간격을 나타내며,here, Represents the time interval between the two states,
는 로 정의된 QoS 파라미터를 의미하며, Is QoS parameter defined as
, 는 임의 시간의 큐의 상태와 MAC 계층에서의 큐의 길이이며, , Is the state of the queue at any time and the length of the queue at the MAC layer,
는 G 행렬의 스펙트럼 반경을 의미한다. Denotes the spectral radius of the G matrix.
즉, 상기 수학식 6의 는 i번째 하향 링크 위성 단말에서 발생한 음성 트래픽의 양을 의미한다.That is, the equation (6) Denotes the amount of voice traffic generated in the i-th downlink satellite terminal.
상기 하향 링크 위성 단말(200)에서의 큐의 길이(크기)가 너무 크다면 패킷들의 대기 시간이 길어지게 되고, 이와 반대로 큐의 길이가 너무 작다면 패킷들을 저장할 곳이 부족하여, 패킷의 손실이 발생할 수 있기 때문에, 하기의 수학식 7(선형 제약)을 조건으로 하는 하기의 수학식 8(목적함수)을 최소화할 수 있는 요구조건을 만족하는 큐의 길이를 설정하여 모니터링하면서 실효대역폭을 산출하는 것이 바람직하다.If the length (size) of the queue in the
여기서, 는 i번째 하향 링크 위성 단말에서의 음성 트래픽 유입률을 나타내며, 미리 설정된 QoS 요구조건을 만족하는 큐의 길이()를 찾기 위해서는, 큐에 존재하는 트래픽의 양() 뿐 아니라, 유입되는 트래픽의 양()이 고려되어야 한다.here, Denotes the inflow rate of voice traffic at the i-th downlink satellite terminal, and the length of the queue satisfying the preset QoS requirements ( To find the amount of traffic in the queue ( ) As well as the amount of traffic coming in ( ) Should be considered.
는 현재 시간에 유입되는 트래픽을 제외한 큐에 존재하는 패킷의 개수를 의미한다. Means the number of packets present in the queue excluding traffic flowing in the current time.
이에 따라, RT(Real-time) MAC 큐의 길이()는 하기의 수학식 9와 같이 나타낼 수 있다.Accordingly, the length of the Real-time MAC queue ( ) May be expressed as in Equation 9 below.
본 발명의 일 실시예에 따른 정지궤도위성 체계에서 실시간 음성 품질 보장을 위한 실효대역폭 산출 시스템은 하나의 하향 링크 위성 단말을 통해서 전달되는 음성 패킷들이 다른 하나 이상의 하향 링크 위성 단말로 전달되도록 ATM 트래픽 버스트가 사용된다고 가정하는 것이 바람직하다.In the geostationary satellite system according to an embodiment of the present invention, an effective bandwidth calculation system for real-time voice quality guarantee includes bursting ATM traffic such that voice packets transmitted through one downlink satellite terminal are delivered to another one or more downlink satellite terminals. It is preferred to assume that is used.
DVB-RCS 표준에 따르면, ATM 트래픽 버스트는 Latm 바이트 길이로 된 Natm개의 ATM 셀들과, Lp,atm 바이트 길이로 된 프리픽스(prefix) 1개로 구성되는 것이 바람직하며, 이 때, 프리픽스는 선택사항인 것이 바람직하다.According to the DVB-RCS standard, ATM traffic burst is preferably an N atm of ATM cells to the L atm bytes long and, L p, atm the prefix in bytes long (prefix) is configured as one, and in this case, the prefix is optional It is desirable.
이러한 가정을 통해서 i번째 하향 링크 위성 단말을 통해서 상기 망관리센터(300)로 요청하는 실제 위성자원 할당 용량, 다시 말하자면 i번째 하향 링크 위성 단말에서 산출하여 저장되는 실효대역폭()은 하기의 수학식 10과 같다.Through this assumption, the actual satellite resource allocation capacity requested to the
여기서, Latm의 길이는 ATM 셀의 페이로드(payload) 길이와 헤어(header) 길이의 합을 의미하며,Here, the length of L atm means the sum of the payload length and the header length of the ATM cell.
은 실효대역폭()을 Lpld,atm으로 나눈 값의 올림으로 하기의 수식과 같이 나타낼 수 있다. Is the effective bandwidth ( ) Can be expressed by the following formula by raising the value divided by L pld, atm .
즉, 상기 수학식 10의 은 i번째 하향 링크 위성 단말에서 헤더의 크기 등을 고려하여 실제 상기 망관리센터(300)에 요구되어야 하는 트래픽의 양을 의미하고, 는 i번째 하향 링크 위성 단말에서 를 요청하여 실제 할당된 용량을 의미한다.That is, the equation (10) Denotes the amount of traffic actually required for the
이 때, 미리 설정된 운영정책에 따라 요구되어야 하는 트래픽의 양인 와 실제 할당된 용량인 가 같거나, 상이하게 할당될 수 있다.At this time, the amount of traffic that must be And the actual allocated capacity May be assigned the same or different.
일 예를 들자면, 요구되어야 하는 트래픽의 양인 보다 현재 남아있는 위성 용량, 다시 말하자면 먼저 할당이 진행되고 남아있는 위성 용량이 적은 경우, 이를 할당하는 경우에는 요구된 트래픽의 양인 보다 실제 할당된 용량인 이 적게 할당될 수 있으며, 뿐만 아니라, 남아있는 위성 용량이 아예 부족하다고 판단될 경우, 실제 할당된 용량인 은 '0'으로 리턴될 수도 있다.For example, the amount of traffic that must be requested More current satellite capacity, i.e., if the allocation is made first and there is less satellite space remaining, the amount of traffic required The more actually allocated capacity, May be allocated less, and if the remaining satellite capacity is determined to be insufficient, May be returned as '0'.
이를 통해서, 상기 하향 링크 위성 단말(200)은 상기 실효대역폭 산출부(240)를 통해서 상술한 수학식(특히, 수학식 10)들을 이용하여 산출한 해당하는 하향 링크 위성 단말(200)의 실효대역폭()을 DUML 메시지에 포함시켜 상기 망관리센터(300)로 전송함으로써, 위성자원 할당 용량을 요청하게 된다.Through this, the
상기 망관리센터(300)는 상기 하향 링크 위성 단말(200)로부터 용량 요청을 수신될 경우, 특별한 정책이 설정되지 않는 이상 용량 요청 순서대로 위성통신 자원을 할당하는 것이 바람직하다.When the
하기의 표 1은 상기 망관리센터(300)에서 t번째 슈퍼프레임에 대한 위성자원 할당 과정을 나타낸 알고리즘이다.Table 1 below is an algorithm showing a satellite resource allocation process for the t-th superframe in the network management center (300).
위성체계를 활용하는 네트워크에서는 통신자원의 낭비가 매우 심각하기 때문에 반드시 해결되어야 하는 문제점 중 하나이다. Nrest를 ATM 버스트의 개수로 위성체계에서 제공할 수 있는 CRA 용량 CCRA에서 하향 링크 위성 단말(200)들이 요청한 위성통신 자원 용량을 할당하고 남은 용량이 타임슬롯의 개수를 의미하게 된다.It is one of the problems that must be solved in the network using satellite system because the waste of communication resources is very serious. CRA capacity that can provide N rest as the number of ATM bursts in the satellite system C CRA allocates the satellite communication resource capacity requested by the
이 때, CCRA는 하향 링크의 전체 용량 CRC에서 CRA 용량으로 할당될 비율()를 곱한 값이다.At this time, the C CRA is the ratio of the downlink total capacity C RC to the CRA capacity ( Multiplied by).
여기서, CRC는 하기의 수학식 11과 같이 섀논(shannon) 정리에 의해 계산될 수 있다.Here, C RC may be calculated by Shannon's theorem as shown in Equation 11 below.
여기서, BRC는 채널 대역폭을 의미하며,Here, B RC means channel bandwidth,
S/N는 신호 대 잡음비를 의미한다.S / N means signal to noise ratio.
S/N는 하기의 수학식 12와 같이, 강우감쇄로 인해 감소될 수 있으며, 하향 링크의 전체적인 성능에 영향을 미쳐 가용한 CRC 역시 감소하게 된다.S / N may be reduced due to rainfall reduction, as shown in Equation 12 below, and the available C RC is also reduced by affecting the overall performance of the downlink.
여기서, S/NS,C는 날씨가 맑은 경우의 S/N을 의미하며,Here, S / N S, C means S / N when the weather is clear,
ARAIN은 리턴 채널의 강우감쇄를 의미한다.A RAIN means rainfall attenuation of the return channel.
상기의 표 1에 나타나 있는 알고리즘에서 NREST의 초기값을 CRA 타임슬롯의 개수인 [CCRA/Lts]로 주어지는 것이 바람직하다.In the algorithm shown in Table 1, the initial value of N REST is preferably given as [C CRA / L ts ], which is the number of CRA timeslots.
Lts는 타임슬롯 한 개의 길이를 의미하며, 하기의 수학식 13과 같이 개수 제한을 갖는 것이 바람직하다.L ts means the length of one timeslot, and it is preferable to have a number limit as shown in Equation 13 below.
또한, i번째 하향 링크 위성 단말에 의해 요청되는 타임슬롯의 개수는 실효대역폭()을 Lts로 나누어 산출할 수 있으며, i번째 하향 링크 위성 단말에 할당된 타임슬롯의 개수()를 NREST로부터 제거하면서, 상기 망관리센터(300)가 더 이상 위성통신 자원을 할당할 수 없을 때까지, 다수의 하향 링크 위성 단말(200)들로부터 요청된 용량 할당에 대한 동작을 반복 수행하게 된다.In addition, the number of timeslots requested by the i-th downlink satellite terminal is the effective bandwidth ( ) Can be calculated by dividing by L ts , and the number of timeslots allocated to the i th downlink satellite terminal ( ) Is removed from the N REST , and the
또한, 상기 망관리센터(300)는 i번째 하향 링크 위성 단말에서 요청한 용량에 대한 용량 할당이 어려울 경우, i번째 하향 링크 위성 단말부터 N번째 하향 링크 위성 단말에게 위성자원 요청에 대한 거절 메시지를 보내고 해당 슈퍼프레임에서의 위성자원 할당 동작을 중지하게 된다.Further, when it is difficult to allocate capacity for the capacity requested by the i-th downlink satellite terminal, the
이 때, 상기 망관리센터(300)가 다수의 하향 링크 위성 단말(200)로부터의 위성자원 할당 요청에 대해 수락한 가용 하향 링크 위성 단말의 개수(Nav)가 상기의 표 1에 기재된 알고리즘에 의해 계산될 수 있다.In this case, the number N av of available downlink satellite terminals accepted by the
상기 망관리센터(300)는 위성자원 할당 동작을 수행하고 난 후, 자원낭비율(RRW, Ratio of Resource Waste)을 전체 네트워크 성능 관점에서 계산할 수 있다.After performing the satellite resource allocation operation, the
이를 위해서, 하기의 수학식 14와 같이, 자원을 요청한 하향 링크 위성 단말들에게 할당되지 못하고 남아있는 자원의 양(Crest)을 정의할 수 있으며,To this end, as shown in Equation 14 below, it is possible to define the amount of resources (C rest ) remaining unallocated to downlink satellite terminals requesting resources.
하기의 수학식 15와 같이, Nav개의 하향 링크 위성 단말들에게 할당되었으나 각각의 하향 링크 위성 단말에서 사용되지 못한 자원의 양(Cwaste)을 정의할 수 있다.As shown in Equation 15 below, the amount of resources (C waste ) allocated to N av downlink satellite terminals but not used in each downlink satellite terminal may be defined.
상기의 수학식 14와 15를 통해서, RRW(Rrw)를 산출할 수 있으며, 하기의 수학식 16과 같이 나타낼 수 있다.RRW (R rw ) may be calculated through Equations 14 and 15, and may be expressed as Equation 16 below.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 정지궤도위성 체계에서 실시간 음성 품질 보장을 위한 실효대역폭 산출 시스템을 이용한 자원 할당 방법을 나타낸 순서도이며, 도 3을 참조로 하여 본 발명의 일 실시예에 따른 정지궤도위성 체계에서 실시간 음성 품질 보장을 위한 실효대역폭 산출 시스템을 이용한 자원 할당 방법을 상세히 설명한다.3 is a flowchart illustrating a resource allocation method using an effective bandwidth calculation system for real-time voice quality guarantee in a geostationary satellite system according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. Resource allocation method using effective bandwidth calculation system for real-time voice quality guarantee in geostationary satellite system.
본 발명의 일 실시예에 따른 정지궤도위성 체계에서 실시간 음성 품질 보장을 위한 실효대역폭 산출 시스템을 이용한 자원 할당 방법은 도 3에 도시된 바와 같이, 음성 트래픽 모델링 단계(S100), 실효대역폭 산출 단계(S200) 및 위상자원 할당 단계(S300)를 포함하여 구성될 수 있다.As shown in FIG. 3, a resource allocation method using an effective bandwidth calculation system for real-time voice quality guarantee in a geostationary satellite system according to an embodiment of the present invention includes a voice traffic modeling step (S100) and an effective bandwidth calculation step ( S200) and the phase resource allocation step (S300) may be configured.
각 단계에 대해서 자세히 알아보자면,To learn more about each step,
상기 음성 트래픽 모델링 단계(S100)는 정지궤도위성 체계로 전달될 음성 트래픽을 생성하는 적어도 하나 이상의 사용자 단말(10)에서 생성한 음성 트래픽의 모델링을 수행할 수 있다.The voice traffic modeling step S100 may perform modeling of voice traffic generated by at least one
이 때, 상기 음성 트래픽 모델링 단계(S100)는 상기 음성 트래픽 모델링부(100)에서, 상술한 바와 같이, 가상의 사용자 단말(10)로부터 실제 사용자 단말이 생성할 거라 예상되는 음성 트래픽을 전달받아, 모델링을 수행하게 된다.At this time, the voice traffic modeling step (S100) receives the voice traffic expected to be generated by the actual user terminal from the
음성 트래픽의 모델링을 수행하는 이유는, 상술한 바와 같이, 실시간 음성 서비스 제공을 위해 위성체계를 활용할 경우, 제한된 대역폭, 지연시간, 지터, 패킷 손실 등이 제한요소로 작용하게 되고, 이러한 제한요소들 아래 제한된 대역폭을 효과적으로 활용하기 위해서는 음성 트래픽 모델링이 필수적이다.The reason for performing voice traffic modeling is that, as described above, when the satellite system is used to provide a real-time voice service, limited bandwidth, delay time, jitter, packet loss, etc. act as a limiting factor. Voice traffic modeling is essential to effectively utilize the limited bandwidth below.
상기 사용자 단말(10)에서 발생한 음성 트래픽은 음성의 발생과 소거의 형태로 발생하며, 음성들이 각각의 사용자 단말(10)에서 발생하여 상기 하향 링크 위성 단말(200)로 전달되고 다중화가 이루어지게 된다.Voice traffic generated in the
상기 음성 트래픽 모델링 단계(S100)는 , , 를 하나의 하향 링크 위성 단말(200)에서 다중화되는 다수의 사용자 단말(100)의 음성 트래픽의 평균 발생률, 최대 발생률 및 시차의 자기상관계수(이웃 시점(lag) 간의 상관계수를 나타내는 상수)라고 정의하고, 하나의 하향 링크 위성 단말(200)에서 다중화되는 음성들은 개의 사용자 단말(10)에서 독립적으로 발생한다고 가정하고, 상기 사용자 단말(10)의 활동은 음성의 발생(On)과 소거(Off) 상태의 반복인 재생과정(renewal process)로 특정할 경우,The voice traffic modeling step (S100) , , Is defined as the average incidence rate, maximum incidence rate, and parallax autocorrelation coefficient (constant coefficient between neighboring lags) of a plurality of
미리 주어진 시간 간격()동안 음성의 발생 상태에서 소거 상태로의 천이 확률은 , 음성의 소거 상태에서 발생 상태로의 천이 확률은 의 확률로 기하분포를 갖게 된다. 이 때, 두 가지의 천이 확률은 , , 를 대입하여 산출할 수 있다.Given time interval ( Transition probability from the state of generation of voice to the state of , The probability of transition from the silenced state to the generated state is Will have a geometric distribution. In this case, the two transition probabilities are , , Can be calculated by substituting
이를 통해서, i번째 하향 링크 위성 단말(200)에서 다중화되는 음성 트래픽의 비트율은 단위의 이산 레벨들이 다중화되어 0에서 사이의 비트값을 갖게 된다.Through this, the bit rate of the voice traffic multiplexed in the i-th
상기 실효대역폭 산출 단계(S200)는 다수의 하향 링크 위성 단말(200)에서, 각각의 하향 링크 위성 단말마다 미리 설정되어 연결되어 잇는 상기 사용자 단말들로부터 상기 음성 트래픽 모델링 단계(S100)에 의해 모델링한 상기 음성 트래픽들을 전달받아 다중화하고, 미리 설정된 QoS 요구조건을 기반으로 각각의 하향 링크 위성 단말(200)마다 실효대역폭을 산출할 수 있다.The effective bandwidth calculation step (S200) is modeled by the voice traffic modeling step (S100) from a plurality of
상기 실효대역폭 산출 단계(S200)는 도 3에 도시된 바와 같이, 패킷 분류 단계(S210), 패킷 매핑 단계(S220), 실효대역폭 요청 단계(S230) 및 실효대역폭 산출 단계(S240)로 이루어질 수 있다.As shown in FIG. 3, the effective bandwidth calculation step S200 may include a packet classification step S210, a packet mapping step S220, an effective bandwidth request step S230, and an effective bandwidth calculation step S240. .
상기 패킷 분류 단계(S210)는 상기 음성 트래픽 모델링 단계(S100)에 의해 모델링을 수행한 상기 음성 트래픽의 패킷들을 미리 설정된 QoS 요구조건에 따라, 분류하여 우선순위를 다르게 설정할 수 있다.In the packet classification step S210, packets of the voice traffic modeled by the voice traffic modeling step S100 may be classified according to a preset QoS requirement to differently set priorities.
즉, 상기 하향 링크 위성 단말(200)은 도 1에 도시된 바와 같이, 다수의 사용자 단말(10)로부터 전달받은 음성 트래픽에 대해서 모델링을 수행한 후, 상기 패킷 분류부(210)로 전달하여 음성 트래픽의 패킷들을 분류하여 우선순위를 상이하게 설정할 수 있다.That is, as illustrated in FIG. 1, the
다시 말하자면, 상기 하향 링크 위성 단말(200)은 연결되어 있는 상기 다수의 사용자 단말(10)로부터 상기 모델링한 음성 트래픽들을 수신할 경우, 미리 설정된 QoS 요구조건에 따라, 우선순위를 다르게 하여 서비스할 수 있도록 패킷들을 분류할 수 있다. 음성 트래픽의 경우, 패킷들 가운데 최우선 순위로 서비스될 수 있도록 EF PHB(Expedited Forwarding Per-Hop Behavior)로 분류될 수 있다.In other words, when receiving the modeled voice traffics from the plurality of
상기 패킷 매핑 단계(S220)는 상기 패킷 분류 단계(S210)에 의해 분류한 상기 패킷들을 MAC 큐로 매핑할 수 있다.The packet mapping step S220 may map the packets classified by the packet classification step S210 to a MAC queue.
상세하게는, 실시간 매체 접근 제어 큐로 패킷들을 매핑할 수 있으며, 이 때의 매핑 정도는 상기 실효대역폭 요청 단계(S230)에 의해 모니터링될 수 있다. 여기서, 큐의 길이란, 버퍼 안에 포함되어 있는 패킷의 개수를 의미하며, 대역폭 조절 기능(BoD, Bandwidth on Demand)에 의해 모니터링할 수 있다.In detail, the packets may be mapped to the real-time medium access control queue, and the mapping degree at this time may be monitored by the effective bandwidth request step (S230). Here, the length of the queue refers to the number of packets included in the buffer and can be monitored by a bandwidth on demand (BoD) function.
상기 실효대역폭 산출 단계(S240)는 상기 실효대역폭 요청 단계(S230)에 의해 모니터링한 상기 MAC 큐의 길이와 미리 설정된 QoS 요구조건을 기반하여, 해당되는 하향 링크 위성 단말의 실효대역폭을 산출하고 산출한 실효대역폭을 특정 필드에 저장할 수 있다.The effective bandwidth calculating step (S240) calculates and calculates an effective bandwidth of a corresponding downlink satellite terminal based on the length of the MAC queue and the preset QoS requirement monitored by the effective bandwidth requesting step (S230). The effective bandwidth can be stored in a specific field.
상세하게는, 모니터링한 상기 MAC 큐의 길이, 다시 말하자면 BoD에서 계측된 통계결과와 MAC 큐의 길이 및 미리 설정된 QoS 요구조건을 만족할 수 있도록 각각의 하향 링크 위성 단말(200)의 실효대역폭을 산출할 수 있다.In detail, the effective bandwidth of each
상기 실효대역폭 산출 단계(S240)는 산출한 상기 실효대역폭을 특정 필드에 저장하여 상기 망관리센터(300)로 송신할 수 있다.In the effective bandwidth calculation step (S240), the calculated effective bandwidth may be stored in a specific field and transmitted to the
즉, 상기 실효대역폭 산출 단계(S240)는 상기 각각의 상기 하향 링크 위성 단말(200)의 실효대역폭인 가 계산된다. 이 때, 미리 설정된 QoS 요구조건으로는 상술한 바와 같이, 지연시간과 패킷손실률을 고려하는 것이 바람직하다.That is, the effective bandwidth calculation step (S240) is the effective bandwidth of each of the
또한, 계산된 실효대역폭()은 통신 메시지 중 DULM(Data Unit Labelling Method) 메시지의 RC_Capacity_Parameters 필드에 저장되어 상기 망관리센터(300)로 위성자원 할당을 요청하게 된다.In addition, the calculated effective bandwidth ( ) Is stored in the RC_Capacity_Parameters field of the data unit labeling method (DULM) message of the communication message to request the satellite resource allocation to the network management center (300).
상기 실효대역폭 산출부(240)의 일 예를 들자면, i번째 하향 링크 위성 단말(200)의 실효대역폭은 상술한 수식들에서 정의한 두 행렬(, )에 의한 이산시간 마르코프 연쇄로 특징지어 상기의 수학식 6과 같이 산출하는 것이 바람직하다.As an example of the effective
상기 실효대역폭 요청 단계(S260)에서의 모니터링 결과, 상기 하향 링크 위성 단말(200)에서의 큐의 길이(크기)가 너무 크다면 패킷들의 대기 시간이 길어지게 되고, 이와 반대로 큐의 길이가 너무 작다면 패킷들을 저장할 곳이 부족하여, 패킷의 손실이 발생할 수 있기 때문에, 상기의 수학식 7(선형 제약)을 조건으로 하는 상기의 수학식 8(목적함수)을 최소화할 수 있는 요구조건을 만족하는 큐의 길이를 설정하여 모니터링하면서 실효대역폭을 산출하는 것이 바람직하다.As a result of the monitoring in the effective bandwidth request step (S260), if the length (size) of the queue in the
또한, 상기의 수학식 7과 8을 고려하여, 큐의 길이()는 상기의 수학식 9와 같이 나타낼 수 있다.Further, in consideration of Equations 7 and 8, the length of the queue ( ) May be expressed as in Equation 9 above.
본 발명의 일 실시예에 따른 정지궤도위성 체계에서 실시간 음성 품질 보장을 위한 실효대역폭 산출 시스템을 이용한 자원 할당 방법에서, 하나의 하향 링크 위성 단말을 통해서 전달되는 음성 패킷들이 다른 하나 이상의 하향 링크 위성 단말로 전달되도록 ATM 트래픽 버스트가 사용된다고 가정하는 것이 바람직하다.In a resource allocation method using an effective bandwidth calculation system for real-time voice quality guarantee in a geostationary satellite system according to an embodiment of the present invention, one or more downlink satellite terminals in which voice packets transmitted through one downlink satellite terminal are different It is desirable to assume that ATM traffic bursts are used to be forwarded.
DVB-RCS 표준에 따르면, ATM 트래픽 버스트는 Latm 바이트 길이로 된 Natm개의 ATM 셀들과, Lp,atm 바이트 길이로 된 프리픽스(prefix) 1개로 구성되는 것이 바람직하며, 이 때, 프리픽스는 선택사항인 것이 바람직하다.According to the DVB-RCS standard, ATM traffic burst is preferably an N atm of ATM cells to the L atm bytes long and, L p, atm the prefix in bytes long (prefix) is configured as one, and in this case, the prefix is optional It is desirable.
이러한 가정을 통해서 i번째 하향 링크 위성 단말을 통해서 상기 망관리센터(300)로 요청하는 실제 위성자원 할당 용량, 다시 말하자면 i번째 하향 링크 위성 단말에서 산출하여 저장되는 실효대역폭()은 상기의 수학식 10과 같다.Through this assumption, the actual satellite resource allocation capacity requested to the
상기 위성자원 할당 단계(S300)는 상기 망관리센터(300)에서, 상기 실효대역폭 산출 단계(S200)에 의해 산출한 각각의 하향 링크 위성 단말의 실효대역폭에 따라 순서대로 위성자원을 할당하여 통신을 제어할 수 있다.The satellite resource allocation step (S300) is performed by the
상세하게는, 상기 하향 링크 위성 단말(200)은 상기 실효대역폭 산출부(240)를 통해서 상술한 수학식(특히, 수학식 10)들을 이용하여 산출한 해당하는 하향 링크 위성 단말(200)의 실효대역폭()을 DUML 메시지에 포함시켜 상기 망관리센터(300)로 전송함으로써, 위성자원 할당 용량을 요청하게 된다.In detail, the
상기 위성자원 할당 단계(S300)는 상기 하향 링크 위성 단말(200)로부터 용량 요청을 수신될 경우, 특별한 정책이 설정되지 않는 이상 용량 요청 순서대로 위성통신 자원을 할당하는 것이 바람직하다.In the satellite resource allocation step (S300), when a capacity request is received from the
상기의 표 1은 상기 망관리센터(300)에서 t번째 슈퍼프레임에 대한 위성자원 할당 과정을 나타낸 알고리즘이다.Table 1 is an algorithm showing a satellite resource allocation process for the t th superframe in the
위성체계를 활용하는 네트워크에서는 통신자원의 낭비가 매우 심각하기 때문에 반드시 해결되어야 하는 문제점 중 하나이다. Nrest를 ATM 버스트의 개수로 위성체계에서 제공할 수 있는 CRA 용량 CCRA에서 하향 링크 위성 단말(200)들이 요청한 위성통신 자원 용량을 할당하고 남은 용량이 타임슬롯의 개수를 의미하게 된다.It is one of the problems that must be solved in the network using satellite system because the waste of communication resources is very serious. CRA capacity that can provide N rest as the number of ATM bursts in the satellite system C CRA allocates the satellite communication resource capacity requested by the
상기 위성자원 할당 단계(S300)는 상기 망관리센터(300)가 더 이상 위성통신 자원을 할당할 수 없을 때까지, 다수의 하향 링크 위성 단말(200)들로부터 요청된 용량 할당에 대한 동작을 반복 수행하게 된다.The satellite resource allocation step (S300) repeats the operation for the capacity allocation requested from the plurality of
또한, 상기 망관리센터(300)는 i번째 하향 링크 위성 단말에서 요청한 용량에 대한 용량 할당이 어려울 경우, i번째 하향 링크 위성 단말부터 N번째 하향 링크 위성 단말에게 위성자원 요청에 대한 거절 메시지를 보내고 해당 슈퍼프레임에서의 위성자원 할당 동작을 중지하게 된다.Further, when it is difficult to allocate capacity for the capacity requested by the i-th downlink satellite terminal, the
이 때, 상기 망관리센터(300)가 다수의 하향 링크 위성 단말(200)로부터의 위성자원 할당 요청에 대해 수락한 가용 하향 링크 위성 단말의 개수(Nav)가 상기의 표 1에 기재된 알고리즘에 의해 계산될 수 있다.In this case, the number N av of available downlink satellite terminals accepted by the
상기 망관리센터(300)는 위성자원 할당 동작을 수행하고 난 후, 자원낭비율(RRW, Ratio of Resource Waste)을 전체 네트워크 성능 관점에서 계산할 수 있다.After performing the satellite resource allocation operation, the
더불어 본 발명의 일 실시예에 따른 정지궤도위성 체계에서 실시간 음성 품질 보장을 위한 실효대역폭 산출 시스템을 이용한 자원 할당 방법은 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 패킷 분류 단계(S210)를 수행하고 난 후, 패킷 관리 단계(S250)를 더 수행할 수 있다.In addition, the resource allocation method using the effective bandwidth calculation system for real-time voice quality guarantee in the geostationary satellite system according to an embodiment of the present invention, as shown in Figure 3, after performing the packet classification step (S210) , Packet management step S250 may be further performed.
상기 패킷 관리 단계(S250)는 상기 패킷 분류 단계(S210)에 의해 분류된 패킷을 IP 큐에 저장하고, 각 IP 큐마다 저장된 상기 패킷의 개수를 계측할 수 있다. 이러한 과정을 도 2에 도시된 바와 같이, 트래픽 미터링(Traffic Metering)이라고 한다.In the packet management step S250, the packets classified by the packet classification step S210 may be stored in an IP queue, and the number of packets stored in each IP queue may be measured. This process is referred to as traffic metering, as shown in FIG.
즉, 다시 말하자면, 본 발명의 일 실시예에 따른 정지궤도위성 체계에서 실시간 음성 품질 보장을 위한 실효대역폭 산출 시스템 및 이를 이용한 자원 할당 방법은, 다수의 사용자 단말에서 발생하여 하향 링크 위성 단말에서 다중화되는 음성 트래픽의 QoS 보장을 위한 실효 대역폭을 산출할 수 있어, 재해재난, 전술, 위성 네트워크와 같이 제한적이고 음성 트래픽의 서비스 품질 척도가 엄격한 통신자원에 효과적으로 활용할 수 있는 장점이 있다.In other words, an effective bandwidth calculation system for real-time voice quality guarantee and a resource allocation method using the same in a geostationary satellite system according to an embodiment of the present invention are generated in a plurality of user terminals and multiplexed in a downlink satellite terminal. The effective bandwidth for guaranteeing the QoS of voice traffic can be calculated, so that the limited quality of service of the voice traffic such as disaster, tactics, and satellite networks can be effectively used for strict communication resources.
이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 소자 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것 일 뿐, 본 발명은 상기의 일 실시예에 한정되는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.As described above, the present invention has been described by specific embodiments such as specific components and the like. However, this is merely provided to help a more general understanding of the present invention, and the present invention is limited to the above embodiment. However, various modifications and variations are possible to those skilled in the art to which the present invention pertains.
따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허 청구 범위뿐 아니라 이 특허 청구 범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.Therefore, the spirit of the present invention should not be limited to the described embodiments, and all the things equivalent to or equivalent to the claims as well as the following claims will fall within the scope of the present invention. .
10 : 사용자 단말
100 : 음성 트래픽 모델링부
200 : 하향 링크 위성 단말
210 : 패킷 분류부 220 : 패킷 관리부
230 : 패킷 매핑부 240 : 실효대역폭 산출부
250 : 실효대역폭 요청부
5300 : 망관리센터10: user terminal
100: voice traffic modeling unit
200: downlink satellite terminal
210: packet classification unit 220: packet management unit
230: packet mapping unit 240: effective bandwidth calculation unit
250: effective bandwidth request unit
5300: Network Management Center
Claims (8)
상기 음성 트래픽 모델링부(100)는 상기 사용자 단말(UT, User Terminal)(10)들이 각각 생성한 정지궤도위성 체계로 전달될 음성 트래픽을 전달받아, 음성 트래픽 모델링을 수행하며,
각각의 하향 링크 위성 단말(200)은 미리 설정되어 연결되어 있는 상기 사용자 단말(10)들의 모델링한 음성 트래픽들을 전달받아 각각 다중화하고, 기설정된 QoS 요구조건인 기설정된 지연시간과 패킷손실률을 보장하기 위해 상기 요구조건들을 기반으로 해당하는 각각의 하향 링크 위성 단말(200)마다 실효대역폭을 산출하며,
상기 망관리센터(300)는 상기 다수의 하향 링크 위성 단말(200)로부터 위성자원 할당 요청을 입력받아, 각각의 하향 링크 위성 단말(200)의 실효대역폭에 따라 순서대로 위성자원의 용량을 할당하여 통신을 제어하는 것을 특징으로 하는 정지궤도위성 체계에서 실시간 음성 품질 보장을 위한 실효대역폭 산출 시스템.
Voice traffic modeling unit 100 connected to at least one user terminal (UT) 10, a plurality of downlink satellite terminal (RCST) 200, network management center (NCC) In the effective bandwidth calculation system for guaranteeing real-time voice quality in a geostationary satellite system comprising a network control center (300),
The voice traffic modeling unit 100 receives voice traffic to be transmitted to the geostationary satellite system generated by each of the user terminals 10 and performs voice traffic modeling.
Each downlink satellite terminal 200 receives and multiplexes modeled voice traffic of the user terminals 10 connected in advance, and guarantees a predetermined delay time and a packet loss rate, which are predetermined QoS requirements. To calculate the effective bandwidth for each corresponding downlink satellite terminal 200 based on the requirements,
The network management center 300 receives satellite resource allocation requests from the plurality of downlink satellite terminals 200, and allocates capacity of satellite resources in order according to the effective bandwidth of each downlink satellite terminal 200. An effective bandwidth calculation system for guaranteeing real-time voice quality in a geostationary satellite system characterized by controlling communication.
상기 하향 링크 위성 단말(200)은
기설정된 QoS 요구조건에 따라, 전달받은 음성 트래픽의 패킷들을 분류하여 우선순위를 다르게 설정하는 패킷 분류부(210);
상기 패킷 분류부(210)에서 분류된 패킷을 IP 큐에 저장하고, 각 IP 큐마다 저장된 상기 패킷의 개수를 계측하는 패킷 관리부(220);
상기 패킷들을 MAC(매체 접근 제어, Medium Access Control) 큐로 매핑하는 패킷 매핑부(230); 및
기설정된 QoS 요구조건에 기반하여, 상기 실효대역폭을 산출하는 실효대역폭 산출부(240);
를 포함하는 것을 특징으로 하는 정지궤도위성 체계에서 실시간 음성 품질 보장을 위한 실효대역폭 산출 시스템.
The method of claim 1,
The downlink satellite terminal 200 is
A packet classification unit 210 for classifying packets of the received voice traffic and setting different priorities according to a predetermined QoS requirement;
A packet manager 220 for storing the packets classified by the packet classifier 210 in an IP queue and measuring the number of the packets stored in each IP queue;
A packet mapping unit 230 for mapping the packets to a MAC (Medium Access Control) queue; And
An effective bandwidth calculator 240 for calculating the effective bandwidth based on a predetermined QoS requirement;
Effective bandwidth calculation system for real-time speech quality guarantee in geostationary satellite system comprising a.
상기 하향 링크 위성 단말(200)은
상기 패킷 매핑부(230)에 의해 매핑되는 상기 MAC 큐의 길이를 모니터링하는 실효대역폭 요청부(250);
를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 정지궤도위성 체계에서 실시간 음성 품질 보장을 위한 실효대역폭 산출 시스템.
The method of claim 2,
The downlink satellite terminal 200 is
An effective bandwidth request unit (250) for monitoring the length of the MAC queue mapped by the packet mapping unit (230);
Effective bandwidth calculation system for real-time voice quality guarantee in geostationary satellite system characterized in that it further comprises.
상기 실효대역폭 산출부(240)는
상기 실효대역폭 요청부(250)에 의해 모니터링한 상기 MAC 큐의 길이와 기설정된 QoS 요구조건을 기반하여, 해당되는 하향 링크 위성 단말의 실효대역폭을 산출하고, 특정 필드에 저장하여 상기 망관리센터(300)로 송신하는 것을 특징으로 하는 정지궤도위성 체계에서 실시간 음성 품질 보장을 위한 실효대역폭 산출 시스템.
The method of claim 3,
The effective bandwidth calculator 240
Based on the length of the MAC queue monitored by the effective bandwidth requesting unit 250 and a predetermined QoS requirement, the effective bandwidth of the corresponding downlink satellite terminal is calculated, stored in a specific field, and stored in the network management center ( 300) Effective bandwidth calculation system for real-time voice quality guarantee in geostationary satellite system.
상기 망관리센터(300)는
상기 하향 링크 위성 단말(200)의 실효대역폭에 따라 순서대로 위성자원을 할당하는 것을 특징으로 하는 정지궤도위성 체계에서 실시간 음성 품질 보장을 위한 실효대역폭 산출 시스템.
The method of claim 4, wherein
The network management center 300
An effective bandwidth calculation system for real-time voice quality guarantee in a geostationary satellite system, characterized in that the satellite resources are allocated in order according to the effective bandwidth of the downlink satellite terminal (200).
다수의 하향 링크 위성 단말(RCST, Return Channel Satellite Terminal)에서, 각각의 하향 링크 위성 단말마다 미리 설정되어 연결되어 있는 상기 사용자 단말들로부터 상기 음성 트래픽 모델링 단계(S100)에 의해 모델링한 상기 음성 트래픽을 각각 다중화하고, 기설정된 QoS(Quality of Service) 요구조건인 기설정된 지연시간과 패킷손실률을 보장하기 위해 상기 요구조건들을 기반으로 각각의 하향 링크 위성 단말마다 실효대역폭을 산출하는 실효대역폭 산출 단계(S200); 및
망관리센터(NCC, Network Control Center)에서, 상기 실효대역폭 산출 단계(S200)에 의해 산출한 각각의 하향 링크 위성 단말의 실효대역폭에 따라, 순서대로 위성자원의 용량을 할당하여 통신을 제어하는 위성자원 할당 단계(S300);
를 포함하는 것을 특징으로 하는 정지궤도위성 체계에서 실시간 음성 품질 보장을 위한 실효대역폭 산출 시스템을 이용한 자원 할당 방법.
In the voice traffic modeling unit, a voice traffic modeling step (S100) for performing voice traffic modeling of at least one user terminal (UT) for generating voice traffic to be transmitted to the geostationary satellite system;
In a plurality of downlink satellite terminals (RCST), the voice traffic modeled by the voice traffic modeling step (S100) from the user terminals that are preset and connected to each downlink satellite terminal are An effective bandwidth calculation step of multiplexing each other and calculating an effective bandwidth for each downlink satellite terminal based on the requirements in order to ensure a predetermined delay time and packet loss rate, which are predetermined Quality of Service (QoS) requirements (S200). ); And
In the Network Control Center (NCC), satellites which control communication by allocating capacity of satellite resources in order according to the effective bandwidth of each downlink satellite terminal calculated by the effective bandwidth calculating step (S200) Resource allocation step (S300);
Resource allocation method using the effective bandwidth calculation system for real-time voice quality guarantee in geostationary satellite system comprising a.
상기 실효대역폭 산출 단계(S200)는
모델링 수행한 상기 음성 트래픽의 패킷들을 기설정된 QoS 요구조건에 따라, 분류하여 우선순위를 다르게 설정하는 패킷 분류 단계(S210);
상기 패킷 분류 단계(S210)에 의해 분류한 상기 패킷들을 MAC 큐로 매핑하는 패킷 매핑 단계(S220);
상기 패킷들이 매핑되는 상기 MAC 큐의 길이를 모니터링하는 실효대역폭 요청 단계(S230); 및
상기 실효대역폭 요청 단계(S230)에 의해 모니터링한 상기 MAC 큐의 길이와 기설정된 QoS 요구조건을 기반하여, 해당되는 하향 링크 위성 단말의 실효대역폭을 산출하고, 산출한 실효대역폭을 특정 필드에 저장하는 실효대역폭 산출 단계(S240);
으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 정지궤도위성 체계에서 실시간 음성 품질 보장을 위한 실효대역폭 산출 시스템을 이용한 자원 할당 방법.
The method of claim 6,
The effective bandwidth calculation step (S200) is
A packet classification step (S210) of classifying the packets of the voice traffic that has been modeled according to a predetermined QoS requirement and setting different priorities;
A packet mapping step (S220) of mapping the packets classified by the packet classification step (S210) to a MAC queue;
An effective bandwidth request step (S230) of monitoring the length of the MAC queue to which the packets are mapped; And
Calculating an effective bandwidth of a corresponding downlink satellite terminal based on the length of the MAC queue monitored by the effective bandwidth request step (S230) and a predetermined QoS requirement, and storing the calculated effective bandwidth in a specific field; An effective bandwidth calculation step (S240);
A resource allocation method using an effective bandwidth calculation system for guaranteeing real-time voice quality in a geostationary satellite system.
상기 패킷 분류 단계(S210)에 의해 분류된 패킷을 IP 큐에 저장하고, 각 IP 큐마다 저장된 상기 패킷의 개수를 계측하는 패킷 관리 단계(S250);
를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 정지궤도위성 체계에서 실시간 음성 품질 보장을 위한 실효대역폭 산출 시스템을 이용한 자원 할당 방법.The method of claim 7, wherein
A packet management step (S250) of storing the packets classified by the packet classification step (S210) in an IP queue and measuring the number of the packets stored in each IP queue;
A resource allocation method using an effective bandwidth calculation system for real-time speech quality guarantee in a geostationary satellite system, characterized in that it further comprises.
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KR1020170105919A KR101988476B1 (en) | 2017-08-22 | 2017-08-22 | Effective bandwidth calculating system for assure the QoS of real-time voice in Geostationary Orbit Satellite and method of resource allocation thereof |
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Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101756434B1 (en) * | 2010-06-09 | 2017-07-10 | 에스케이텔레콤 주식회사 | Transmission Device for Providing Voice and Data Service in Mobile Telecommunication System and Method for Providing Service Thereby |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101375299B1 (en) | 2007-01-22 | 2014-03-17 | 삼성전자주식회사 | Voice/data convergence system and bandwidth management method thereof |
KR101349228B1 (en) * | 2009-08-27 | 2014-01-08 | 한국전자통신연구원 | System and method for providing service in a satellite communication system |
-
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Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101756434B1 (en) * | 2010-06-09 | 2017-07-10 | 에스케이텔레콤 주식회사 | Transmission Device for Providing Voice and Data Service in Mobile Telecommunication System and Method for Providing Service Thereby |
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