KR102035791B1 - Node for generating resource efficient frame structure in TDMA system - Google Patents

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KR102035791B1
KR102035791B1 KR1020190059327A KR20190059327A KR102035791B1 KR 102035791 B1 KR102035791 B1 KR 102035791B1 KR 1020190059327 A KR1020190059327 A KR 1020190059327A KR 20190059327 A KR20190059327 A KR 20190059327A KR 102035791 B1 KR102035791 B1 KR 102035791B1
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김장훈
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한화시스템(주)
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Abstract

Provided is a center node generating a frame structure for a resource efficiency in a TDMA system. The center node generating a frame structure for a resource efficiency in a time division multiple access (TDMA) system generates a frame containing a plurality of time slots in which the center node is allocated to all subscribing nodes one or more times per one frame among all subscribing nodes subscribed in the TDMA network. Each of the time slots forming the frame contains a dummy field containing minimum p numbers of mini slots for automatic gain control (AGC), preamble and guard time setting and a data field including dynamic mini slots which are allocated by different numbers according to data types transmitted and received by subscribing nodes and operating environments and make the length of a time slot vary, wherein the number of the dynamic mini slots is integer-multiple of data allocation basic unit. Accordingly, the present invention can support various delay time and various transmission speed.

Description

TDMA 시스템에서 자원 효율을 위한 프레임 구조를 생성하는 중심 노드{Node for generating resource efficient frame structure in TDMA system}Node for generating resource efficient frame structure in TDMA system

본 발명은 TDMA 시스템에서 자원 효율을 위한 프레임 구조를 생성하는 중심 노드에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, TDMA 기반 네트워크 상에서 타임슬롯을 동적으로 할당 및 운용하는, TDMA 시스템에서 자원 효율을 위한 프레임 구조를 생성하는 중심 노드에 관한 것이다.The present invention relates to a central node for generating a frame structure for resource efficiency in a TDMA system, and more particularly, to a frame structure for resource efficiency in a TDMA system that dynamically allocates and operates timeslots on a TDMA based network. It's about the central node you create.

이동통신 시스템에서 다중접속방식은 다수의 가입자가 한정된 무선 회선을 공유하여 접속하는 방식으로, 주파수분할 다중접속(Frequency Division Multiple Access, FDMA), 시분할 다중접속(Time Division Multiple Access, TDMA) 및 코드분할 다중접속(Code Division Multiple Access, CDMA)으로 분류된다.In a mobile communication system, a multiple access method is a method in which a plurality of subscribers share and access a limited wireless line, such as frequency division multiple access (FDMA), time division multiple access (TDMA), and code division. It is classified as Code Division Multiple Access (CDMA).

다중 접속 방식 중 TDMA 방식은 다수의 사용자가 프레임(Frame)이라는 시간 구간 내에서 각각 지정된 타임슬롯(Time Slot)을 사용함으로써 하나의 반송파를 공유하는 방식을 말하며, 공동의 주파수 대역을 사용한다.Among the multiple access schemes, the TDMA scheme refers to a scheme in which a plurality of users share one carrier by using a designated time slot within a time interval called a frame, and use a common frequency band.

기존의 대표적인 TDMA 기반의 군 통신 방법인 LINK-16은 타임슬롯의 크기는 고정한 상태에서 RRN을 기반으로 노드 별 타임슬롯 간격을 변경하는 방식으로 자원할당을 수행한다. LINK-16, a typical TDMA-based group communication method, performs resource allocation by changing the time slot interval for each node based on the RRN while the size of the time slot is fixed.

군용 데이터링크 시스템은 수백km 이상의 통달 거리를 요구하며, 이로 인해 TDMA 방식은 양방향 통신에 의한 전파 지연을 감안한 보호시간(Guard Time)이 타임슬롯의 많은 부분을 차지하게 된다. 즉, 매 타임슬롯마다 양방향 전파지연을 감안한 보호시간이 포함되어 통신 자원 운용의 효율을 저하시키며, 다양한 트래픽의 요구 사항을 동시에 충족시키기 위해서는 복잡한 자원할당 절차를 필요로 한다. Military data link systems require a communication distance of more than a few hundred kilometers, which makes the TDMA scheme occupy a large portion of the time slot, taking into account the guard time due to the propagation delay caused by bidirectional communication. In other words, each time slot includes a protection time considering bidirectional propagation delay, which reduces the efficiency of communication resource operation, and requires complex resource allocation procedures to simultaneously satisfy various traffic requirements.

국내 공개특허 제10-2018-0069300호(2018.06.25. 공개)Korean Patent Publication No. 10-2018-0069300 (published on June 25, 2018)

전술한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, TDMA 망을 미니슬롯 기반의 동적 타임슬롯 할당을 통해 트래픽의 요구사항에 따라 타임슬롯 길이를 변경하여 할당함으로써 다양한 운용 환경 및 사용자 요구에 맞는 네트워크를 실시간으로 변경 운용할 수 있는 TDMA 시스템에서 자원 효율을 위한 프레임 구조를 생성하는 중심 노드를 제시하는 데 있다.The technical problem to be solved by the present invention in order to solve the above-mentioned problem is to allocate a TDMA network by changing the time slot length in accordance with the requirements of the traffic through mini slot-based dynamic timeslot allocation to meet various operating environments and user needs It is to present a central node that creates a frame structure for resource efficiency in a TDMA system that can change and operate a suitable network in real time.

본 발명의 해결과제는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problem of the present invention is not limited to those mentioned above, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

전술한 기술적 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 본 발명의 실시 예에 따르면, TDMA 시스템에서 자원 효율을 위한 프레임 구조를 생성하는 중심 노드는, TDMA 망에 가입된 모든 가입 노드들 중 중심 노드가 상기 모든 가입 노드들에게 1개의 프레임 당 1회 이상 할당되는 다수의 타임슬롯들을 포함하는 프레임을 생성하고, 상기 프레임을 구성하는 다수의 타임슬롯들 각각은, AGC(Automatic Gain Control), 프리앰블 및 가드타임 설정을 위한 최소 p개의 미니슬롯들을 포함하는 더미 필드; 및 상기 가입 노드들이 송수신하는 데이터 종류 및 운용 환경에 따라 상이한 개수로 할당되어 타임슬롯의 길이가 동적 가변되도록 하는 동적 미니슬롯들을 포함하고, 상기 동적 미니슬롯들의 개수는 데이터 할당 기본 단위의 정수배에 해당하는 데이터 필드;를 포함한다.
이때, 상기 p는 3으로 한다.
As a means for solving the above technical problem, according to an embodiment of the present invention, the central node for generating a frame structure for resource efficiency in the TDMA system, the central node of all the subscription nodes subscribed to the TDMA network Create a frame comprising a plurality of timeslots allocated to the subscribing nodes one or more times per frame, each of the plurality of timeslots constituting the frame having an Automatic Gain Control (AGC), preamble and guard time setting A dummy field comprising a minimum of p minislots for a; And dynamic minislots allocated in different numbers according to data types and operational environments transmitted and received by the subscribing nodes, such that the lengths of the timeslots are dynamically changed. It includes a data field.
In this case, p is set to 3.

상기 데이터 할당 기본 단위가 q개의 미니슬롯(q>p)인 경우, 상기 q개의 정수배는 상기 데이터 종류 및 운용 환경에 따라 상이하게 설정되고, 상기 중심 노드는, 상기 데이터 필드에 할당되는 동적 미니슬롯의 개수가 상기 가입 노드들마다 가변되도록 하여 상기 가입 노드들 별로 독립적인 지연 시간 및 전송속도를 지원한다. If the data allocation basic unit is q minislots (q> p), the q integer multiples are set differently according to the data type and operating environment, and the central node is a dynamic minislot allocated to the data field. The number of nodes is varied for each of the subscribing nodes to support independent delay time and transmission speed for each subscribing node.

상기 중심 노드는, 1초에 해당하는 상기 1개의 프레임을 25개의 보조 프레임들로 분할되고, 상기 모든 가입노드들에게 1개의 보조 프레임 당 1회 이상의 타임슬롯을 할당한다. The central node divides the one frame corresponding to one second into 25 auxiliary frames, and allocates one or more timeslots to each of the subscribing nodes one or more times per one auxiliary frame.

상기 가입 노드들 별 최대 전송속도 지원을 위한 자원할당의 경우, 상기 중심 노드는, 1개의 보조 프레임에 상기 가입 노드들의 더미 필드가 1회씩 할당되도록, 상기 1개의 보조 프레임을 상기 가입 노드들의 개수만큼 분할하고, 상기 1개의 보조 프레임에 해당하는 미니슬롯들의 개수를 상기 가입 노드들의 개수만큼 분할하여, 동일한 개수의 동적 미니슬롯들을 상기 가입 노드들에게 할당한다. In the case of resource allocation for supporting the maximum transmission rate for each of the subscribing nodes, the center node assigns one subframe as many as the number of subscribing nodes so that a dummy field of the subscribing nodes is allocated once to a subframe. And dividing the number of minislots corresponding to the one auxiliary frame by the number of subscribing nodes to allocate the same number of dynamic minislots to the subscribing nodes.

상기 가입 노드들 별 최소 지연시간을 위한 자원할당의 경우, 상기 중심 노드는, 상기 가입 노드 별로 동일한 개수의 동적 미니슬롯을 상기 데이터 필드에 할당하되, 최소 지연시간을 위해 상기 데이터 할당 기본 단위인 n개의 미니슬롯을 할당한다.In the case of resource allocation for the minimum delay time for each of the subscribing nodes, the central node allocates the same number of dynamic minislots to the data field for each subscribing node, wherein n is the basic unit of data allocation for the minimum delay time. Allocate mini slots.

상기 중심 노드는, 상기 가드타임을 전파지연에 의한 자원효율의 감소를 최소화하기 위해 단방향 전파지연에 해당하는 시간으로 설정한다.The central node sets a time corresponding to a unidirectional propagation delay in order to minimize the decrease in resource efficiency due to the propagation delay.

상기 중심 노드는, 커버리지 확장을 위해 상기 가입 노드들 간의 통달 거리에 따라 1개 이상의 미니슬롯을 타입슬롯 옵셋으로서 상기 타임슬롯들 사이에 할당한다. The central node allocates one or more minislots between the timeslots as type slot offsets according to the communication distance between the subscribing nodes for coverage extension.

상기 가입 노드들 중 전체 자원 할당 관리를 하는 다른 중심 노드가 한 개 이상 존재하는 경우, 상기 중심 노드는, 상기 중심 노드와 상기 다른 한 개 이상의 중심 노드가 동시에 하나의 TDMA 망을 공유하도록 상기 1개의 프레임에 존재하는 전체 미니슬롯들을 두 개 이상의 그룹으로 분할하여 상기 중심 노드와 다른 한 개 이상의 중심 노드들에게 각각 할당한다. When there is at least one other central node that manages overall resource allocation among the subscribing nodes, the central node is configured such that the central node and the other one or more central nodes share one TDMA network at the same time. The entire minislots present in the frame are divided into two or more groups and assigned to the central node and one or more other central nodes, respectively.

상기 중심 노드는, 상기 더미 필드에 설정되는 프리앰블의 패턴으로서, 상기 가입 노드 별 초기 프레임의 동기 획득을 위해 상기 프레임의 첫번째 타임슬롯의 프리앰블에 설정되는 동기 패턴 및 상기 프레임 중 나머지 타임슬롯들의 프리앰블에 설정되는 일반 패턴 중 하나를 설정한다. The center node is a pattern of a preamble set in the dummy field and includes a synchronization pattern set in a preamble of a first timeslot of the frame and a preamble of the remaining timeslots of the frame to obtain synchronization of an initial frame of each subscribing node. Set one of the general patterns to be set.

상기 중심 노드는, 상기 가입 노드들 중 상기 중심 노드와 임무 노드 간의 중계 역할을 위한 중계 노드를 지정하여 중계용 타임슬롯을 상기 중계 노드에게 할당하고, 상기 중계용 타임슬롯의 헤더에 소스 및 목적지 정보로서 상기 중심 노드와 상기 임무 노드의 정보를 기재하고, 페이로드에 상기 임무 노드에게 중계할 데이터를 기재하고, 상기 중계 노드는, 상기 페이로드에 기재된 중계할 데이터를 상기 임무 노드에게 할당된 타임슬롯에 실어 상기 임무 노드로 전송한다.The central node assigns a relay time slot to the relay node by designating a relay node for a relay role between the center node and the mission node among the subscribing nodes, and source and destination information in a header of the relay time slot. In this example, information about the center node and the mission node is described, data to be relayed to the mission node is described in a payload, and the relay node is a time slot in which data to be relayed in the payload is assigned to the mission node. To send to the mission node.

한편, 본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 다수의 가입 노드들을 포함하는 TDMA 시스템에서 자원 효율을 위한 동적 타임슬롯 할당 장치는, 입력되는 자원 할당 입력 정보를 분석하여 전송할 데이터 종류 및 운영 환경에 따라 상기 다수의 가입 노드들에게 할당할 타임슬롯들의 크기를 동적으로 가변하고, 상기 타임슬롯들의 위치를 정하여 타임슬롯 맵 정보인 자원 할당 정보를 슈퍼프레임 단위로 생성하는 자원할당정보 생성부; 상기 타임슬롯 맵 정보를 기초로 상기 타임슬롯들을 이용해 전송할 데이터를 입력받아 페이로드 데이터를 생성하는 자원할당정보 처리부; 및 상기 생성된 페이로드 데이터를 상기 가입 노드들에게 전송할 타임슬롯들 중 해당하는 타임슬롯에 실어 프레임을 생성하는 프레임 생성부;를 포함하고, 상기 자원할당정보 생성부는, 상기 가입 노드들에게 1개의 프레임 당 1회 이상의 타임슬롯을 할당하고, 하나의 타임슬롯에 할당할 미니슬롯의 개수를 상기 데이터 종류 및 운영 환경에 따라 가변하되, 사전에 정해진 데이터 할당 기본 단위의 정수배를 기초로 가변하여 상기 타임슬롯 맵 정보를 생성한다.On the other hand, according to another embodiment of the present invention, the dynamic timeslot allocation apparatus for resource efficiency in a TDMA system including a plurality of subscribing nodes, according to the data type and operating environment to analyze the input resource allocation input information; A resource allocation information generation unit for dynamically varying sizes of time slots to be allocated to a plurality of subscribing nodes, and determining resource positions and generating resource allocation information, which is time slot map information, in units of superframes; A resource allocation information processor configured to generate payload data by receiving data to be transmitted using the timeslots based on the timeslot map information; And a frame generation unit configured to generate a frame by loading the generated payload data in a corresponding time slot among the time slots to be transmitted to the subscribing nodes, wherein the resource allocation information generating unit includes: Allocating one or more timeslots per frame and varying the number of minislots to be allocated to one timeslot according to the data type and operating environment, based on an integer multiple of a predetermined data allocation basic unit. Generate slot map information.

상기 자원할당정보 생성부는, AGC(Automatic Gain Control), 프리앰블 및 가드타임 설정을 위한 최소 p개의 미니슬롯들과, 상기 가입 노드들이 송수신하는 데이터 종류 및 운용 환경에 따라 상이한 개수로 할당되어 타임슬롯의 길이가 동적 가변되도록 하는 동적 미니슬롯들을 이용하여 가변 타임슬롯의 구조를 생성하고, 다수의 프레임들로 이루어진 슈퍼프레임 단위로 상기 가변 타임슬롯의 구조를 생성하여 타임슬롯 맵 정보를 생성한다.The resource allocation information generation unit may be assigned a different number according to at least p minislots for automatic gain control (AGC), preamble and guard time setting, and data types and operational environments transmitted and received by the subscribing nodes. A time slot map information is generated by generating a structure of a variable timeslot by using dynamic minislots such that the length is dynamically variable, and generating the structure of the variable timeslot in units of a superframe composed of a plurality of frames.

상기 가입 노드들이 타임슬롯마다 할당되는 동적 미니슬롯의 개수는 데이터 할당 기본 단위의 정수배에 해당하고, 상기 자원할당정보 생성부는, 상기 데이터 할당 기본 단위가 q개의 미니슬롯(q>p)인 경우, 상기 데이터 종류 및 운용 환경에 따라 상기 q개의 정수배를 상이하게 설정하여, 상기 데이터 필드에 할당되는 동적 미니슬롯의 개수가 상기 가입 노드들마다 가변되도록 하여 상기 가입 노드들 별로 독립적인 지연 시간 및 전송속도를 지원한다.When the number of dynamic minislots allocated to the subscribing nodes for each timeslot corresponds to an integer multiple of a data allocation basic unit, and the resource allocation information generating unit includes q minislots q> p, The q integer multiples are set differently according to the data type and the operating environment, so that the number of dynamic minislots allocated to the data field varies for each of the subscribing nodes, so that the delay time and the transmission rate are independent for each subscribing node. Support.

본 발명에 따르면, 프레임을 다수의 미니슬롯으로 구성하고, 일정 수의 미니 슬롯을 데이터 할당 기본 단위로 정의하고, 운영 모드 별로 타임슬롯을 데이터 할당 기본 단위의 정수배로 구성하여 다양한 지연 시간 및 다양한 전송 속도를 지원할 수 있다.According to the present invention, a frame is composed of a plurality of minislots, a certain number of minislots are defined as data allocation basic units, and a time slot is configured as an integer multiple of the data allocation basic unit for each operation mode, thereby providing various delay times and various transmissions. Can support speed.

또한, 본 발명에 따르면, TDMA 망에서 다양한 노드들의 운용 환경 및 사용하고자 하는 데이터의 특성(음성, 영상 등)에 맞추어 실시간으로 TDMA 망을 구성함으로써 자원 효율을 높일 수 있다.In addition, according to the present invention, the resource efficiency can be increased by configuring the TDMA network in real time according to the operating environment of various nodes and the characteristics (voice, video, etc.) of data to be used in the TDMA network.

또한, 본 발명에 따르면, 미니슬롯 기반의 동적 타임슬롯 할당을 통해 TDMA 망을 구성함으로써 데이터 지연 또는 중첩에 의한 문제를 해결하고, 통달 거리와 같은 커버리지 확장 및 중계 구조를 지원함으로써 다양한 네트워크 및 통신 시스템에 응용할 수 있다. In addition, according to the present invention, by configuring the TDMA network through the mini-slot-based dynamic timeslot allocation to solve the problems caused by data delay or overlapping, and to support a variety of network and communication systems such as coverage extension and relay structure such as communication distance Applicable to

또한, 본 발명에 따르면, 단방향 지연 시간을 고려한 가드타임을 설정함으로써 전송 효율을 높일 수 있다. In addition, according to the present invention, the transmission efficiency can be increased by setting the guard time in consideration of the unidirectional delay time.

본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to those mentioned above, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 동적 TDMA 시스템에서 중심 노드에 의해 생성되는 자원 효율을 위한 프레임 구조를 도시한 도면,
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 미니슬롯 기반 타임슬롯의 구조를 도시한 도면,
도 3은 가입 노드 별 최대 전송속도를 지원하기 위한 자원 할당 구조를 도시한 도면,
도 4는 가입 노드 별 최소 지연시간을 지원하기 위한 자원 할당 구조를 도시한 도면,
도 5는 타임슬롯 옵셋을 포함한 자원 할당 구조를 도시한 도면,
도 6은 중계용 타임슬롯을 이용한 자원 할당 구조를 도시한 도면,
도 7은 TDMA 망 동기 및 타임슬롯 제어를 위한 가입 노드의 상태천이도를 도시한 도면, 그리고,
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 TDMA 시스템에서 자원 효율을 위한 동적 타임슬롯 할당 장치를 도시한 블록도이다.
1 illustrates a frame structure for resource efficiency generated by a central node in a dynamic TDMA system according to an embodiment of the present invention;
2 is a diagram illustrating a structure of a minislot based timeslot according to an embodiment of the present invention;
3 is a diagram illustrating a resource allocation structure for supporting a maximum transmission rate for each subscription node;
4 is a diagram illustrating a resource allocation structure for supporting a minimum delay time for each subscription node;
5 is a diagram illustrating a resource allocation structure including a timeslot offset;
6 is a diagram illustrating a resource allocation structure using a relay timeslot;
7 is a diagram illustrating a state transition diagram of a subscription node for TDMA network synchronization and timeslot control, and FIG.
8 is a block diagram illustrating a dynamic timeslot allocation apparatus for resource efficiency in a TDMA system according to an embodiment of the present invention.

이상의 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시 예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. Objects, other objects, features and advantages of the present invention will be readily understood through the following preferred embodiments associated with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments described herein and may be embodied in other forms.

또한, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함할 수 있다. Also, the terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. In the present specification, the singular may also include the plural unless specifically stated otherwise in the phrase.

이하, 본 발명에서 실시하고자 하는 구체적인 기술내용에 대해 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, specific technical contents to be implemented in the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

어떤 경우에는, 발명을 기술하는 데 있어서 흔히 알려졌으면서 발명과 크게 관련 없는 부분들은 본 발명을 설명하는 데 있어 별 이유 없이 혼돈이 오는 것을 막기 위해 기술하지 않음을 미리 언급해 둔다. In some cases, it is mentioned in advance that parts of the invention which are commonly known in the description of the invention and which are not highly related to the invention are not described in order to prevent confusion in explaining the invention without cause.

도 8에 도시된 장치(800)의 각각의 구성은 기능 및/또는 논리적으로 분리될 수 있음을 나타내는 것이며, 반드시 각각의 구성이 별도의 물리적 장치로 구분되거나 별도의 코드로 작성됨을 의미하는 것은 아님을 본 발명의 기술분야의 평균적 전문가는 용이하게 추론할 수 있을 것이다. Each configuration of device 800 shown in FIG. 8 represents a functional and / or logical separation, and does not necessarily mean that each configuration is divided into separate physical devices or written in separate code. The average expert in the art of the present invention will be able to reason easily.

상기 중심 노드 또는 장치(800)는 소정의 데이터 프로세싱 장치에 설치되어 본 발명의 기술적 사상을 구현할 수 있는 프로그램을 포함할 수 있다.The central node or device 800 may include a program installed in a predetermined data processing device to implement the technical idea of the present invention.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 중심 노드는 예를 들면, 데스크탑 PC(Personal Computer), 서버, 랩탑 PC(Laptop PC), 넷북 컴퓨터(Netbook Computer) 등 프로그램의 설치 및 실행이 가능한 모든 전자 장치들 중 하나이거나, 전자 장치를 포함할 수 있다.In addition, the central node according to an embodiment of the present invention, for example, all electronic devices capable of installing and executing programs such as a desktop PC, a server, a laptop PC, a netbook computer, and the like. One or one of them may include an electronic device.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 자원 효율을 위한 동적 타임슬롯 할당 장치(800)는 마이크로 프로세서, 메모리, FPGA(Field Programmable Gate Array), ASIC(Application Specific Integrated Circuit) 등 프로그램의 설치 및 실행이 가능한 중심 노드를 사용하여 구현될 수 있다.In addition, the dynamic timeslot allocation apparatus 800 for resource efficiency according to an embodiment of the present invention is capable of installing and executing a program such as a microprocessor, a memory, a field programmable gate array (FPGA), an application specific integrated circuit (ASIC), and the like. Can be implemented using a central node.

또한, 본 발명의 실시 예에서, TDMA(Dynamic Time Division Multiple Access) 망의 가입 노드들은 중심 노드와 임무 노드를 포함한다. 중심 노드는 임무 노드들을 관제하거나 자원 할당 정보를 생성하여 임무 노드들에게 브로드캐스팅하는 관제 센터 또는 지상 노드일 수 있다. 임무 노드는 무인기와 같은 비행체, 군함, 수륙용 무기 등에 탑재되는 탑재 노드일 수 있다.In addition, in an embodiment of the present invention, subscription nodes of a dynamic time division multiple access (TDMA) network include a central node and a mission node. The central node may be a control center or ground node that controls mission nodes or generates resource allocation information and broadcasts them to the mission nodes. The mission node may be a loading node mounted on an aircraft such as a drone, a warship, or an amphibious weapon.

가입 노드들은 음성 데이터 또는 영상 데이터를 송수신하거나, 중심 노드(관제 센터)가 임무 노드(예를 들어, 비행체)를 조정하는 운용데이터를 송수신하는 등의 다양한 운용 모드에 따라 다양한 종류의 데이터를 송수신할 수 있다.The subscribing nodes may transmit and receive various types of data according to various operation modes, such as transmitting and receiving voice data or video data, or a central node (control center) transmitting and receiving operation data for coordinating a mission node (for example, a vehicle). Can be.

또한, 데이터 할당 기본 단위는 TDMA 망에서 데이터를 전송하는데 필요한 최소의 미니슬롯 개수(q개, 예를 들어, 4개)를 의미하며, 지연시간 요구량 또는 전송속도에 따라서 데이터 할당 기본 단위의 정수배에 해당하는 미니슬롯들이 하나의 타임슬롯에 할당될 수 있다.In addition, the basic unit of data allocation means the minimum number of minislots (q, for example, 4) required to transmit data in the TDMA network, and is an integer multiple of the basic unit of data allocation according to the latency requirement or transmission rate. Corresponding minislots may be assigned to one timeslot.

데이터 할당 변경의 단위는 1초에 해당하는 프레임으로서, 자원할당정보를 변경하는 단위로 사용될 수 있다. 즉, 중심 노드는 1초 단위로 타임슬롯 맵을 변경하여 가입 노드들에게 브로드캐스팅할 수 있다. The unit of data allocation change is a frame corresponding to 1 second and may be used as a unit for changing resource allocation information. That is, the central node may broadcast the subscribed nodes by changing the timeslot map in units of 1 second.

또한, 데이터 할당의 기준 단위는 전체 자원을 관리하도록 설정된 단위, 즉, 타임슬롯 맵을 생성하는 단위로서, 전체 자원을 16초 단위로 관리하여 16초마다 타임슬롯 맵을 생성하는 경우, 하나의 타임슬롯 맵은 16초에 대한 자원할당정보를 포함한다. 따라서, 예를 들어, 16초는 데이터 할당의 기준 단위이고, 1초는 데이터 할당을 변경할 수 있는 단위이다. In addition, the reference unit of data allocation is a unit configured to manage all resources, that is, a unit for generating a timeslot map. When a time slot map is generated every 16 seconds by managing all resources in units of 16 seconds, one time The slot map includes resource allocation information for 16 seconds. Thus, for example, 16 seconds is a reference unit of data allocation, and 1 second is a unit capable of changing data allocation.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 동적 TDMA 시스템에서 중심 노드에 의해 생성되는 자원 효율을 위한 프레임 구조를 도시한 도면이다.1 is a diagram illustrating a frame structure for resource efficiency generated by a central node in a dynamic TDMA system according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 중심 노드(미도시)는 TDMA 망에 가입된 모든 가입 노드들에게 1개의 프레임 당 1회 이상 타임슬롯이 할당되는 프레임(100)을 생성할 수 있다.Referring to FIG. 1, a central node (not shown) according to an embodiment of the present invention may generate a frame 100 in which timeslots are allocated to one or more times per frame to all of the subscribing nodes subscribed to the TDMA network. have.

TDMA 망에서 자원 할당을 위해 사용되는 프레임(100)은 다수의 미니슬롯들로 구성되고, 또한 다수의 가변 타임슬롯들(TS1~TSn)로 구성된다. 도 1의 경우, 중심 노드는 n개의 가변 타임슬롯들을 포함하는 하나의 프레임을 생성하고, 이 때, 다수의 미니슬롯들로 하나의 타임슬롯을 생성할 수 있다.The frame 100 used for resource allocation in a TDMA network is composed of a plurality of mini slots, and is also composed of a plurality of variable timeslots TS1 to TSn. In the case of FIG. 1, the central node may generate one frame including n variable timeslots, and may generate one timeslot with a plurality of minislots.

중심 노드는 하나의 프레임에서 가입 노드들에게 동일한 개수의 타임슬롯이 할당되도록 자원을 할당할 수 있으나, 경우에 따라서는 다른 개수의 타임슬롯을 할당할 수도 있다.The central node may allocate resources such that the same number of timeslots are allocated to subscribing nodes in one frame, but may also allocate different numbers of timeslots in some cases.

이하에서는 하나의 프레임은 1초이고, 3100개의 미니슬롯으로 구성되는 경우를 예로 들어 설명한다. 또한, 프레임은 데이터 할당 변경의 단위로 사용되고, 중심 노드는 프레임 내의 미니슬롯들을 조합하여 가입 노드들에게 타임슬롯을 할당할 수 있다. In the following description, one frame is one second, and a case of 3100 mini slots will be described as an example. In addition, the frame is used as a unit of data allocation change, and the central node may allocate time slots to subscribing nodes by combining minislots in the frame.

모든 가입 노드들은 프레임당 최소 1번 이상의 타임슬롯을 할당받으며, 16개의 프레임을 슈퍼프레임(즉, 16초, 49,600개의 미니슬롯)으로 정의하여, 중심 노드는 가입 노드 별 동기 슬롯 및 데이터 할당의 기준 단위로 사용할 수 있다.All subscribing nodes are assigned at least one timeslot per frame, and 16 frames are defined as superframes (i.e., 16 seconds, 49,600 minislots), so that the central node is the reference for sync slot and data allocation per subscribing node. Can be used as a unit.

또한, 자원 할당의 편의성 및 효율성을 위해, 중심 노드는 하나의 프레임을 25개의 보조 프레임(Subframe)으로 분할하여 타임슬롯을 할당할 수 있다. 하나의 프레임이 1초에 해당하므로, 하나의 보조 프레임은 40msec에 해당한다. 중심 노드는 도 3에 도시된 것처럼 모든 가입 노드들에게 1개의 보조 프레임 당 1회 이상의 타임슬롯이 할당되도록 자원 할당을 할 수 있다. 25개의 보조 프레임은 일 예로서, 이에 한정되지 않는다.In addition, for convenience and efficiency of resource allocation, the central node may allocate a time slot by dividing one frame into 25 subframes. Since one frame corresponds to one second, one auxiliary frame corresponds to 40 msec. The central node may allocate resources such that all subscribing nodes are assigned one or more timeslots per one auxiliary frame as shown in FIG. 3. Twenty-five auxiliary frames are not limited thereto as an example.

또한, 중심 노드는 데이터 종류 및 운용 환경에 따라 타임슬롯의 길이를 가변하는 구조를 적용하여, 프레임 구성 및 데이터 할당의 기본 단위로서 미니슬롯을 사용할 수 있으며, 데이터 할당의 기본 단위로 적용된 미니슬롯의 개수는 모뎀 웨이브폼의 처리 블록 길이와 동일하도록 구성할 수 있다.In addition, the central node can use a minislot as a basic unit of frame composition and data allocation by applying a structure that varies the length of the timeslot according to the data type and operation environment. The number can be configured to be equal to the processing block length of the modem waveform.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 미니슬롯 기반 타임슬롯의 구조를 도시한 도면이다.2 illustrates a structure of a minislot based timeslot according to an embodiment of the present invention.

도 2의 MiniSlot_Size는 미니슬롯 하나의 시간 크기로서, 하나의 프레임이 3100개의 미니슬롯들로 구성된 경우, MiniSlot_Size=1초/3100=약 322μsec이다. MiniSlot_Count는 하나의 타임슬롯 중 데이터 필드에 할당된 미니슬롯의 개수이고, 3은 더미 필드에 할당된 미니슬롯의 개수이다. MiniSlot_Size of FIG. 2 is a time slot of one minislot, and when one frame is composed of 3100 minislots, MiniSlot_Size = 1 second / 3100 = about 322 μsec. MiniSlot_Count is the number of minislots allocated to the data field among one timeslot, and 3 is the number of minislots allocated to the dummy field.

도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 미니슬롯 기반 타임슬롯은 더미 필드와 데이터 필드를 포함한다. Referring to FIG. 2, a minislot based timeslot according to an embodiment of the present invention includes a dummy field and a data field.

더미 필드는 AGC(Automatic Gain Control), 프리앰블, UW(Unit Word) 및 가드타임 설정을 위한 최소 p개의 미니슬롯들을 포함한다.
이때, 상기 p는 3으로 한다.
The dummy field includes at least p minislots for automatic gain control (AGC), preamble, unit word (UW) and guard time settings.
At this time, p is set to 3.

가드타임은 TDMA 시스템에서 통달 거리를 지원하기 위해 단방향 전파 지연 시간(예를 들어, 500μsec)을 포함하며, 더미 필드에 필요한 미니슬롯 개수를 감소시킨다. 따라서, 중심 노드는 전파지연에 의한 자원효율의 감소를 최소화하면서 통달 거리를 지원하기 위해 단방향 전파지연에 해당하는 시간을 가드타임으로 설정할 수 있다.Guard time includes a one-way propagation delay time (eg, 500 μsec) to support the communication distance in the TDMA system and reduces the number of minislots required for the dummy field. Therefore, the central node can set the guard time to the time corresponding to the one-way propagation delay to support the communication distance while minimizing the reduction of resource efficiency due to the propagation delay.

프리앰블 구간은 모뎀 타이밍 및 주파수 동기를 획득하기 위한 프리앰블 패턴을 포함할 수 있다.The preamble section may include a preamble pattern for obtaining modem timing and frequency synchronization.

데이터 필드는 가입 노드들이 송수신하는 데이터 종류 및 운용 환경에 따라 상이한 개수로 할당되어 타임슬롯의 길이가 동적 가변되도록 하는 동적 미니슬롯들을 포함한다. 데이터 필드에 할당되는 동적 미니슬롯들의 개수는 데이터 할당 기본 단위의 정수배에 해당하며, 영상데이터의 경우 동적 미니슬롯의 개수는 증가하고, 음성데이터의 경우 영상데이터에 할당되는 미니슬롯 개수보다 적게 할당될 수 있다. The data field includes dynamic minislots that are allocated in different numbers according to data types and operational environments transmitted and received by the subscribing nodes so that the length of the timeslot is dynamically variable. The number of dynamic minislots allocated to the data field corresponds to an integer multiple of the basic unit of data allocation.In the case of video data, the number of dynamic minislots increases, and in the case of audio data, the number of minislots allocated to the video data is smaller than the number of minislots allocated to the video data. Can be.

데이터 할당 기본 단위가 q개의 미니 슬롯인 경우, q개(q>p)의 정수배는 데이터 종류 및 운용 환경에 따라 상이하게 설정된다. 따라서, 중심 노드는 데이터 필드에 할당되는 동적 미니슬롯의 개수가 가입 노드들마다 가변되도록 하여, 가입 노드들마다 상이한 길이의 타임슬롯을 할당할 수 있으며, 이로써, 가입 노드들 별로 독립적인 지연 시간 및 전송속도를 지원할 수 있다.When the data allocation basic unit is q mini slots, an integer multiple of q (q> p) is set differently according to the data type and operating environment. Thus, the central node can assign different timeslots of different lengths to each of the subscribing nodes, such that the number of dynamic minislots allocated to the data field varies from subsubscribing nodes to subsequent delay times for subscribing nodes. Can support the transmission speed.

따라서, '동적 미니슬롯'의 '동적'은 타임슬롯의 길이에 따라 타임슬롯에 할당되는 미니슬롯의 개수가 가변되는 것을 의미함을 알 수 있으며, 이하에서는 설명의 편의를 위해 '미니슬롯'과 혼용한다. Accordingly, the term 'dynamic' of 'dynamic minislot' means that the number of minislots assigned to the timeslots varies according to the length of the timeslots. Mixed

본 발명의 실시 예에서는, 데이터 할당 기본 단위로서 4개의 미니슬롯을 예로 들며, 이에 한정되지는 않고, TDMA 망의 환경에 따라 또는 가입 노드들이 송수신하는 데이터 종류에 따라 가감될 수 있다. 예를 들어, 가입 노드들이 모두 음성데이터만 송수신하거나, 탑재체 조정을 위한 제어데이터만 송수신하는 경우, 중심 노드는 4개 미만의 미니슬롯들을 데이터 할당 기본 단위로 사용할 수도 있다.In an embodiment of the present invention, four minislots are used as data allocation basic units, and the present invention is not limited thereto, and may be added or subtracted according to the environment of the TDMA network or the type of data transmitted and received by the subscriber nodes. For example, when all of the subscribing nodes transmit and receive only voice data or only control data for payload adjustment, the central node may use less than four minislots as a basic data allocation unit.

데이터 할당 기본 단위를 4개의 미니슬롯으로 구성하는 경우, 최소 크기의 타임슬롯은 7개의 미니슬롯으로 구성될 수 있다. 또한, 타임슬롯의 길이를 확장하는 경우, 중심 노드는 데이터 할당 기본 단위(즉, 4개)의 정수배만큼 미니슬롯을 타임슬롯에 더 할당할 수 있다. 따라서, 타임슬롯에 할당되는 전체 미니슬롯의 개수는 '더미용 3개+(데이터 할당 기본 단위Х정수배)'로서, 3+(4Х2)=11개, 3+(4Х3)=15개, 19개 등으로 증가할 수 있다. 도 1의 경우, 타임슬롯(TS1)에는 7개, 타임슬롯(TS2)에는 11개, 타임슬롯(TS3)에는 31개의 미니슬롯이 할당되어 있다.When the data allocation basic unit is configured with four minislots, the minimum size time slot may be configured with seven minislots. In addition, when extending the length of the timeslot, the central node may further allocate the minislot to the timeslot by an integer multiple of the data allocation basic unit (that is, four). Therefore, the total number of minislots allocated to timeslots is '3 dummy (+ basic data unit integer multiples)', 3+ (4Х2) = 11, 3+ (4Х3) = 15, 19 And so on. In the case of FIG. 1, seven mini slots are allocated to the time slot TS1, 11 to the time slot TS2, and 31 mini slots to the time slot TS3.

도 3은 가입 노드 별 최대 전송속도를 지원하기 위한 자원 할당 구조를 도시한 도면이다.3 is a diagram illustrating a resource allocation structure for supporting a maximum transmission rate for each subscription node.

도 3을 참조하면, 가입 노드들이 요구한 지연시간이 모두 보조 프레임의 크기와 동일한 40msec인 경우, 중심 노드는 40msec마다 한 번씩 각 가입 노드에게 데이터를 전송하여야 한다. 이러한 경우, 모든 데이터의 크기 또는 종류가 동일하다는 가정하에, 중심 노드는 가입 노드들 별 최대 전송속도를 지원하기 위해, 1개의 보조 프레임에 가입 노드들의 더미 필드가 1회씩 할당되도록 할 수 있다. 이는 더미가 가입 노드 별로 한 번씩만 보조프레임에 들어가는 경우 데이터 전송을 위한 미니슬롯의 개수가 증가하여 데이터를 가장 많이 전송할 수 있기 때문이다.Referring to FIG. 3, when the delay times required by the subscription nodes are all 40 msec equal to the size of the auxiliary frame, the center node should transmit data to each subscription node once every 40 msec. In this case, assuming that the size or type of all the data is the same, the center node may allow the dummy field of the subscription nodes to be allocated to one auxiliary frame once to support the maximum transmission speed for each subscription node. This is because when the dummy enters the auxiliary frame only once for each of the subscribing nodes, the number of minislots for data transmission increases to transmit the most data.

따라서, 중심 노드는 40msec를 가입 노드들의 개수만큼 4등분하여 동일한 크기를 갖는 4개의 타임슬롯(TS1~TS4)을 생성하고, 4개의 타임슬롯들을 4개의 가입 노드들(Node1~Node4)에게 각각 할당한다. 즉, 중심 노드는 1개의 보조 프레임에 포함된 미니슬롯들의 개수(124개)를 가입 노드들의 개수(4)만큼 분할하여, 동일한 개수의 동적 미니슬롯들(31개)로 이루어진 타임슬롯(TS1~TS4)을 가입 노드들(Node1~Node4)에게 할당할 수 있다.Accordingly, the central node divides 40 msec by the number of subscribing nodes into four timeslots TS1 to TS4 having the same size, and allocates four timeslots to the four subscribing nodes Node1 to Node4, respectively. do. That is, the center node divides the number (124) of the minislots included in one auxiliary frame by the number (4) of the joining nodes, so that the time slots TS1 to 31 of the same number of dynamic minislots (31) are included. TS4) may be allocated to subscribing nodes Node1 to Node4.

이로부터, 하나의 타임슬롯에는 31개의 미니슬롯들이 할당되고, 이 중 3개는 더미용 미니슬롯이고, 28개는 데이터용 미니슬롯임을 알 수 있다. 또한, 하나의 보조 프레임은 124개의 미니슬롯들을 포함하며, 이 중 12개는 더미용이고, 112개(=124-(3mini slots × 4time slot_count))는 데이터용임을 알 수 있다. From this, one time slot is allocated 31 minislots, 3 of which are dummy minislots, and 28 are minislots for data. In addition, one auxiliary frame includes 124 minislots, 12 of which are for dummy, and 112 (= 124- (3mini slots x 4time slot_count)) are for data.

이로써, 중심 노드는 4개 노드를 운용하는 TDMA 기반 네트워크에서 보조 프레임을 기준으로 가입 노드 별 최대 전송 속도를 지원하는 자원할당을 할 수 있다. As a result, the central node can allocate resource to support the maximum transmission speed for each subscribing node based on the auxiliary frame in the TDMA based network operating 4 nodes.

도 4는 가입 노드 별 최소 지연시간을 지원하기 위한 자원 할당 구조를 도시한 도면이다. 4 is a diagram illustrating a resource allocation structure for supporting a minimum delay time for each subscription node.

도 4를 참조하면, 중심 노드는 가입 노드 별 최소의 지연시간을 요구하는 데이터를 지원하기 위해 보조 프레임을 기준으로 최소 타임슬롯을 이용하여 자원을 할당할 수 있다. Referring to FIG. 4, the center node may allocate resources using a minimum timeslot based on an auxiliary frame in order to support data requiring a minimum delay time for each subscription node.

자세히 설명하면, 중심 노드는 가입 노드들 별 최소 지연시간을 위한 자원할당을 위해, 가입 노드 별로 동일한 개수의 미니슬롯을 데이터 필드에 할당하되, 최소 지연시간을 위해 데이터 할당 기본 단위인 n개(즉, 4개)의 미니슬롯을 할당한다. 이로써, 본 발명의 실시 예에서, 중심 노드는 최소 지연시간을 위해 각 가입 노드마다 최소 크기인 7개의 미니슬롯을 할당하며, 각 가입 노드마다 균등하게 할당하므로 전송지연시간을 최소화할 수 있다. 도 3의 경우, 지연시간이 40msec라면, 도 4의 경우, 지연시간은 10ms이다.In detail, the central node allocates the same number of minislots to the data fields for each of the subscribing nodes in order to allocate resources for the minimum delay for each of the subscribing nodes. Allocate 4 minislots. Thus, in the embodiment of the present invention, the central node allocates seven minislots having the minimum size to each subscribing node for the minimum delay time, and equally allocates to each subscribing node, thereby minimizing the transmission delay time. In the case of FIG. 3, if the delay time is 40 msec, in the case of FIG. 4, the delay time is 10 ms.

이하에서는 도 5 및 도 6을 참조하여 커버리지 확장 또는 음영지역 해소를 위해 타임슬롯 옵셋을 이용하는 동작과, 중계용 타임슬롯을 이용하는 동작에 대해 설명한다.Hereinafter, an operation using a time slot offset and an operation using a relay timeslot for coverage expansion or shadow area resolution will be described with reference to FIGS. 5 and 6.

도 5는 타임슬롯 옵셋을 포함한 자원 할당 구조를 도시한 도면이다.5 illustrates a resource allocation structure including a timeslot offset.

도 5를 참조하면, 중심 노드는 커버리지 확장 운용을 위해 가입 노드 간 거리에 따라 미니슬롯 단위로 타임슬롯 사이에 옵셋을 포함하는 자원을 할당할 수 있다. Referring to FIG. 5, the central node may allocate a resource including an offset between timeslots in units of mini slots according to the distance between subscription nodes for coverage extension operation.

예를 들어, 도 4에서 중심 노드(N1)와 임무 노드(N2) 간의 최대 통달거리가 150km이고 150km에 의한 전파 지연을 방지하기 위해 가드타임에 설정된 시간이 500μsec이면, 임무 노드(N2)는 가드타임(500μsec)에 의해 데이터 송신 시점과 수신 시점이 겹치는 문제점을 방지할 수 있다.For example, in FIG. 4, if the maximum communication distance between the center node N1 and the mission node N2 is 150 km and the time set for the guard time to prevent propagation delay by 150 km is 500 μsec, the mission node N2 may guard. By the time (500 µsec), it is possible to prevent a problem that the data transmission time point and the reception time point overlap.

그러나, 최대 통달거리가 150km에서 200km로 확장된 경우, 가드타임을 500μsec로 유지하게 되면, 실제 전파 지연을 방지하기 위해 필요한 시간은 500μsec 이상이므로, 임무 노드(N2)가 데이터를 송신하는 시점과 수신하는 시점이 겹치게 된다.However, if the maximum communication distance is extended from 150km to 200km, if the guard time is maintained at 500μsec, the time required to prevent the actual propagation delay is 500μsec or more, so when the mission node N2 transmits and receives the data The points of overlap will overlap.

따라서, 중심 노드는 이러한 통달거리, 즉, 커버리지 확장을 위해 타임슬롯을 도 5와 같이 재구성하여야 하며, 미니슬롯 1개가 대략 322μsec이므로, 확장된 통달거리에 비례하여 미니슬롯을 타임슬롯 옵셋으로서 타임슬롯 사이에 할당할 수 있으며, 이 미니슬롯에는 데이터를 기재하지 않는다. 통달거리가 확장될수록 지연시간도 길어져 타임슬롯 옵셋으로 할당되는 미니슬롯의 개수는 증가할 수 있다.Therefore, the central node must reconfigure the time slots as shown in FIG. 5 for such communication distance, that is, coverage extension, and since one minislot is approximately 322 μsec, the minislot is a time slot offset in proportion to the extended communication distance. Can be allocated between the two slots, and the minislot does not contain data. As the communication distance is extended, the delay time is increased, and the number of minislots allocated to the timeslot offset may increase.

도 6은 중계용 타임슬롯을 이용한 자원 할당 구조를 도시한 도면이다.6 is a diagram illustrating a resource allocation structure using a relay timeslot.

예를 들어, 임무 노드(N3)가 최대 통달거리를 초과한 거리로 이동한 경우, 중심 노드는 중계기능(Relay)을 지원하기 위해 중계용 타임슬롯을 할당하고, 중계용 타임슬롯의 헤더 정보를 이용하여 타임슬롯 단위의 중계를 통해 중계 지연시간이 최소화되도록 할 수 있다. For example, when the mission node N3 moves to a distance exceeding the maximum communication distance, the central node allocates a relay time slot to support relay, and receives header information of the relay time slot. The relay delay time can be minimized by repeating the timeslot unit.

도 6을 참조하여 설명하면, 타임슬롯1(TS1)은 중심 노드(N1)가 임무 노드(N2)에게 전송하기 위해 할당된 타임슬롯이고, 타임슬롯2(TS2)는 중심 노드(N1)가 임무 노드(N3)에게 전송하기 위해 할당된 타임슬롯이고, 타임슬롯3(TS3)는 임무 노드(N2)가 임무 노드(N3)에게 전송하기 위해 할당된 타임슬롯이다. 이러한 타임슬롯 맵, 즉, 스케줄링 정보는 임무 노드들에게 브로드캐스팅되어 사전에 공유된다. Referring to FIG. 6, timeslot 1 TS1 is a timeslot allocated by the central node N1 for transmission to the mission node N2, and timeslot 2 TS2 is a task by the center node N1. A timeslot allocated for transmission to node N3, and timeslot 3 TS3 is a timeslot allocated for transmission by mission node N2 to mission node N3. This timeslot map, i.e., scheduling information, is broadcast to mission nodes and shared in advance.

중심 노드는 커버리지 확장 및 음영지역 해소를 위해 중심 노드(N1)와 임무 노드(N3) 간의 중계 역할을 위한 중계 노드(예를 들어, 임무 노드(N2))를 지정하고, 중계용 타임슬롯(TS2)을 중계 노드(N2)에게 할당하고, 중계 노드(N2)의 타임슬롯2(TS2)의 헤더 메시지에 중계 슬롯에 대한 정보(소스 및 목적지 정보로서 중심 노드(N1)와 임무 노드(N3)의 정보)를 기재하고, 페이로드에 임무 노드(N3)에게 중계할 데이터를 기재할 수 있다. The central node designates a relay node (e.g., mission node N2) for the relay role between the central node N1 and the mission node N3 for coverage expansion and elimination of shadow areas, and a time slot TS2 for relaying. ) Is assigned to the relay node N2, and information about the relay slot (the source node and the destination node N3 as the source and destination information) of the relay slot is included in the header message of the timeslot 2 TS2 of the relay node N2. Information) and data to be relayed to the mission node N3 in the payload.

중계 노드(N2)는, 수신된 타임슬롯2(TS2)의 헤더 메시지를 분석하여 소스와 목적지를 확인하고, 타임슬롯2(TS2)의 페이로드에 기재된 중계할 데이터를 타임슬롯3(TS3)에 실어 임무 노드(N3)로 전송할 수 있다. 기존에는 페이로드에 기재된 데이터를 MAC 계층에서 상위단까지 올려 디코딩하고, 다시 인코딩하여 페이로드에 기재한 반면, 본 발명에서는 헤더 정보만 분석하고, 페이로드에 기재된 데이터는 디코딩하는 과정없이 TS3에 기재함으로써 지연시간을 더 최소화할 수 있다.The relay node N2 analyzes the header message of the received timeslot 2 (TS2) to confirm the source and the destination, and transmits the data to be relayed in the payload of the timeslot 2 (TS2) to the timeslot 3 (TS3). It can be sent to the mission node (N3). Conventionally, the data described in the payload is decoded from the MAC layer to the upper end, decoded, and described in the payload, whereas in the present invention, only the header information is analyzed and the data described in the payload is described in TS3 without decoding. This can further minimize latency.

한편, 본 발명의 실시 예에 따른 중심 노드는 가변 타임슬롯을 구성함에 있어 단일 TDMA 망의 중심 노드 별로 타임슬롯 할당 분배를 통해 다중 중심 노드를 운영할 수 있다. 즉, 중심 노드(N1)는 다수의 중심 노드들 별로 사용가능한 미니슬롯을 지정 및 분배함으로써, 중심 노드 별로 지정된 미니슬롯을 이용하여 타임슬롯을 구성하여 독립적인 TDMA 망을 동시에 운용하도록 할 수 있다. Meanwhile, the central node according to an embodiment of the present invention may operate multiple center nodes through time slot allocation distribution for each center node of a single TDMA network in configuring a variable timeslot. That is, the central node N1 may designate and distribute mini slots that can be used for each of the plurality of central nodes, thereby configuring time slots using the mini slots designated for each central node to simultaneously operate an independent TDMA network.

자세히 설명하면, 하나의 TDMA 망의 가입 노드들에 전체 자원 할당 관리를 하는 다른 중심 노드가 한 개 이상 존재하는 경우, 중심 노드(N1)는 자신과 다른 중심 노드가 동시에 하나의 TDMA 망을 공유하도록 1개의 프레임에 존재하는 전체 타임슬롯들 또는 전체 미니슬롯들을 중심 노드들 개수만큼의 그룹으로 분할하여 중심 노드와 다른 한 개 이상의 중심 노드에게 각각 할당할 수 있다. 예를 들어, 다른 중심 노드가 1개인 경우, 전체 중심 노드는 2개이므로, 중심 노드(N1)는 짝수 번호의 타임슬롯들은 자신에게 할당하고, 홀수 번호의 타임슬롯들은 다른 중심 노드에게 할당하여 TDMA 망을 공유하도록 할 수 있다. 이 때, 타임슬롯들의 크기는 모두 동일할 수도 있고, 다를 수도 있다.In detail, when at least one other central node that manages the entire resource allocation exists in subscribing nodes of one TDMA network, the central node N1 may allow both itself and the other central nodes to share one TDMA network at the same time. The total timeslots or all minislots present in one frame may be divided into groups as many as the number of center nodes and allocated to the center node and one or more other center nodes, respectively. For example, if there is one other center node, since there are two total center nodes, the center node N1 assigns even-numbered timeslots to itself, and odd-numbered timeslots to other center nodes. You can share the network. At this time, the sizes of the timeslots may all be the same or may be different.

한편, TDMA 망을 운용하기 위해서는 가입 노드 별 프레임 동기 및 자원할당의 기준의 되는 슈퍼프레임 동기의 획득 및 유지가 필수다. GPS의 1PPS를 이용하는 경우, 모든 가입 노드들이 프레임의 시작점을 1PPS 기준으로 동기화할 수 있으며, 단방향 전파 지연만을 고려한 본 발명의 타임슬롯 구조에서는 프레임의 최초 타임슬롯의 송신 시점을 기준으로 TDMA 망 동기의 획득 및 유지가 가능한다. Meanwhile, in order to operate a TDMA network, it is necessary to acquire and maintain superframe synchronization, which is a frame synchronization and resource allocation standard for each subscribing node. In case of using 1PPS of GPS, all subscribing nodes can synchronize the starting point of the frame based on 1PPS, and in the time slot structure of the present invention considering only one-way propagation delay, the TDMA network synchronization Can be acquired and maintained.

그러나, GPS를 사용할 수 없는 상황에서는, 가입 노드 별 타임슬롯의 초기 프레임 동기 획득 및 별도의 타임슬롯을 구성하여 가입 노드 간 거리에 따른 전파 지연에 대한 보상과정을 통해 망동기의 획득 및 유지가 필요하다. However, in a situation where GPS cannot be used, acquisition and maintenance of a network synchronizer is necessary through a process of compensating for propagation delay according to the distance between subscribing nodes by configuring initial frame synchronization of a subslot and configuring a separate timeslot. Do.

가입 노드 별 타임슬롯의 초기 프레임 동기 획득을 위해, 본 발명의 실시 예에 따른 중심 노드는 프레임의 첫 번째 타임슬롯의 프리앰블 패턴과 나머지 타임슬롯들의 프리앰블 패턴을 다르게 하여(즉, 이중화하여) 구성함으로써, 최초 망에 가입하려는 노드들은 1PPS가 없는 상태에서도 수신 프레임 동기를 획득할 수 있다. 슈퍼프레임 동기의 획득 및 유지는 중심 노드가 프레임의 첫 타임슬롯의 헤더 메시지에 프레임 넘버를 더 기재하여 송수신함으로써 가능하다. In order to acquire the initial frame synchronization of the timeslots by the subscribing nodes, the central node according to the embodiment of the present invention is configured by differently configuring the preamble pattern of the first timeslot of the frame and the preamble patterns of the remaining timeslots (ie, by duplexing). In other words, the nodes attempting to join the initial network can acquire the received frame synchronization even in the absence of 1PPS. Acquisition and maintenance of superframe synchronization is possible by the central node further transmitting and receiving the frame number in the header message of the first timeslot of the frame.

먼저, 이중화 프리앰블 패턴을 이용하는 경우, 중심 노드는, 가입 노드 별 초기 프레임의 동기 획득을 위해 프레임의 첫번째 타임슬롯의 프리앰블에 설정되는 동기 패턴 및 프레임 중 나머지 타임슬롯들의 프리앰블에 설정되는 일반 패턴 중 하나를 더미 필드에 프리앰블 패턴으로서 설정할 수 있다. 즉, 중심 노드는 1초에 해당하는 프레임의 첫번째 타임슬롯마다 동기 패턴의 프리앰블을 설정하고, 나머지 타임슬롯에도 일반 패턴을 설정할 수 있다.First, when using a redundant preamble pattern, the center node is one of a synchronization pattern set in the preamble of the first timeslot of the frame and a general pattern set in the preambles of the remaining timeslots of the frame for synchronization acquisition of the initial frame of each subscribing node. Can be set as a preamble pattern in the dummy field. That is, the center node may set a preamble of the sync pattern for each first timeslot of a frame corresponding to 1 second, and set a general pattern for the remaining timeslots.

프레임의 첫 번째 타임슬롯에 동기 패턴이 설정된 경우, 이를 수신한 임무 노드들은 프리앰블 패턴을 찾아 슈퍼프레임의 16초 중 초의 첫 번째 시작임을 확인하고 프레임을 동기화할 수 있다.When the synchronization pattern is set in the first timeslot of the frame, the mission nodes that receive the synchronization pattern may find the preamble pattern and confirm that it is the first start of the second of the 16 seconds of the superframe, and synchronize the frame.

다음, 헤더를 이용하는 경우, 프레임은 1초에 한 번씩 수신되나, 16초에 대한 정보, 즉, 슈퍼프레임에 대한 정보가 없다. 따라서, 지상의 중심 노드는 타임슬롯을 전송할 때, 타임슬롯의 헤더에 프레임 넘버를 더 표시하여 전송할 수 있다. 이를 수신한 임무 노드들은 헤더의 프레임 넘버로부터 현재 수신한 프레임이 16초의 슈퍼프레임 중 몇 초에 해당하는(즉, 몇 번째) 프레임인지 확인할 수 있다. 예를 들어, 헤더로부터 확인된 프레임 넘버가 7이라면, 임무 노드는 다음에는 8초에 해당하는 프레임이 수신된다고 인식하고 동기를 시작할 수 있다.Next, when using the header, the frame is received once per second, but there is no information for 16 seconds, that is, no information about the superframe. Therefore, when transmitting the timeslot, the ground center node may further display the frame number in the header of the timeslot and transmit the timeslot. The task nodes that have received this can check whether the frame currently received from the frame number of the header corresponds to the number of seconds (that is, the number of frames) of the superframe of 16 seconds. For example, if the frame number identified from the header is 7, then the mission node may recognize that a frame corresponding to 8 seconds is received next and start synchronization.

이와 같이 프리앰블 패턴을 이중화하거나 헤더를 이용하여 프레임의 동기 획득이 가능하도록 함으로써, GPS(Global Positioning System) 재밍이 발생하거나 또는 GPS가 없는 상태에서도 운영이 가능할 수 있다. By duplexing the preamble pattern or enabling the frame to be synchronized using the header, the GPS (Global Positioning System) jamming may occur or operate without a GPS.

도 7은 TDMA 망 동기 및 타임슬롯 제어를 위한 가입 노드의 상태천이도를 도시한 도면이다.7 is a diagram illustrating a state transition diagram of a subscription node for TDMA network synchronization and timeslot control.

도 7을 참조하면, 초기 상태에서, 가입 노드는 모뎀 초기화 완료 후, GPS 연동 시 PPS(Precise Positioning System) 상태로 천이하며(if GPS_Enable=1), 그렇지 않은 경우 IEN 상태로 천이한다(if GPS_Enable=0).Referring to FIG. 7, in the initial state, the subscribing node transitions to a Precise Positioning System (PPS) state when GPS interworking is completed (if GPS_Enable = 1), and otherwise to an IEN state (if GPS_Enable = 0).

PPS 상태는 1pps가 정상적으로 입력되는지 확인하는 상태이며, 가입 노드는 1pps에 의해 내부 타이머를 초기화한다. 1pps가 정상적으로 입력되는지 확인되면(0(if GPS_Lock=1) 중심 노드는 IEN 상태로 천이한다.The PPS state confirms whether 1pps is normally input, and the joining node initializes the internal timer by 1pps. When 1pps is confirmed to be input normally (0 (if GPS_Lock = 1), the central node transitions to the IEN state.

IEN 상태는 가입 노드가 초기 프레임 동기 및 슈퍼 프레임 동기의 시작정보 획득을 대기하는 상태이며, 중심 노드의 첫 타임슬롯 신호가 수신되면, 내부 타이머를 초기화하고, RTT 상태로 천이한다(if GPS_Enable=0, if Rx_Frame_Synch=1). 만약 GPS 연동 되면, FINE 상태로 천이한다(if GPS_Enable=1, if Rx_Frame_Synch=1).The IEN state is a state where the subscribing node waits for acquisition of start information of initial frame synchronization and super frame synchronization, and upon receiving the first time slot signal of the central node, initializes an internal timer and transitions to the RTT state (if GPS_Enable = 0). , if Rx_Frame_Synch = 1). If GPS is interlocked, transition to the FINE state (if GPS_Enable = 1, if Rx_Frame_Synch = 1).

RTT 상태는 가입 노드가 자원할당 Map 정보 중 동기 슬롯 할당정보를 이용하여 RTT 메시지를 송신 혹은 수신하는 상태이며, 수신된 RTT 메시지 정보에 의해 내부 타이머(미니슬롯 구간 카운터 등)를 업데이트하며, 업데이트된 시간정보는 다음 슈퍼프레임부터 적용된다. 업데이트 완료 후, FINE 상태로 천이한다(if Tx_Frame_Synch=1).The RTT state is a state in which a subscriber node transmits or receives an RTT message using synchronization slot allocation information among resource allocation map information, updates an internal timer (minislot interval counter, etc.) according to the received RTT message information, and updates The time information is applied from the next superframe. After the update is completed, the state transitions to the FINE state (if Tx_Frame_Synch = 1).

FINE 상태는 자원할당 Map 정보 중 동기, 송신 및 수신에 대한 슬롯정보를 이용하여 내부 미니슬롯 카운터와 슬롯정보가 일치하게 되면, 가입 노드가 모뎀 송신 혹은 수신블록으로 펄스를 발생하여 데이터 송신 혹은 수신이 이루어지도록 제어한다.In the FINE state, when the internal minislot counter and the slot information coincide by using the slot information for synchronization, transmission and reception among the resource allocation map information, the subscribing node generates a pulse to the modem transmission or reception block, thereby preventing data transmission or reception. To control.

도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 TDMA 시스템에서 자원 효율을 위한 동적 타임슬롯 할당 장치(800)를 도시한 블록도이다.8 is a block diagram illustrating a dynamic timeslot allocation apparatus 800 for resource efficiency in a TDMA system according to an embodiment of the present invention.

도 8을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 동적 타임슬롯 할당 장치(800)는 자원할당정보 생성부(810), 자원할당정보 처리부(820) 및 프레임 생성부(830)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 8, the dynamic timeslot allocation apparatus 800 according to an embodiment of the present invention may include a resource allocation information generator 810, a resource allocation information processor 820, and a frame generator 830. .

자원할당정보 생성부(810)는 GUI(Graphic User Interface)를 통해 사용자가 입력한 자원 할당 입력 정보가 입력되면, 자원 할당 입력 정보를 분석하여 MAC 계층에서 처리 시 필요한 자원 할당 정보를 생성할 수 있다.When the resource allocation input information input by the user is input through the graphical user interface (GUI), the resource allocation information generator 810 may analyze the resource allocation input information and generate resource allocation information required for processing in the MAC layer. .

자세히 설명하면, 자원할당정보 생성부(810)는 입력되는 자원 할당 입력 정보를 분석하여 전송할 데이터 종류 및 운영 환경에 따라 다수의 가입 노드들에게 할당할 타임슬롯들의 크기를 동적으로 가변하고, 타임슬롯들의 위치를 정하여 타임슬롯 맵 정보인 자원 할당 정보를 슈퍼프레임 단위(예를 들어, 16초 단위)로 생성할 수 있다.In detail, the resource allocation information generation unit 810 analyzes the input resource allocation input information and dynamically varies the size of the timeslots to be allocated to the plurality of subscribing nodes according to the type of data to be transmitted and the operating environment. The resource allocation information, which is the timeslot map information, may be generated in units of superframes (for example, in units of 16 seconds) by determining the positions of the frames.

자원 할당 입력 정보는 예를 들어, 지상 노드 기준으로 몇 대의 탑재 노드를 운영할지와, 각 탑재 노드의 인덱스 정보, 지상 노드에서 탑재 노드로 전송하는 제어 정보인 Tc(TeleCommand) 또는 탑재 노드에서 지상 노드로 전송하는 상태정보인 Tm(TeleMetry), 탑재 노드와 음성 채널을 개통하는지 또는 영상 채널을 개통하는지 등의 정보를 포함한다. 또한, 자원 할당 입력 정보는 중계 노드가 필요한 경우, 중계 노드를 지정하고, 동기 슬롯을 사용할지의 정보, 타입슬롯 옵셋의 사용 여부와 사용 개수 등 도 1 내지 도 6을 참조하여 설명한 동작을 수행하는데 필요한 정보를 포함한다. The resource allocation input information is, for example, how many mount nodes are operated on a ground node basis, index information of each mount node, Tc (TeleCommand), which is control information transmitted from the ground node to the mount node, or the ground node at the mount node. It includes information such as Tm (TeleMetry), which is the state information to be transmitted, and whether the on-board node and the audio channel are opened or the video channel. In addition, the resource allocation input information, when a relay node is required, performs the operation described with reference to FIGS. 1 to 6 by designating a relay node, information on whether to use a synchronization slot, whether to use a type slot offset, and the number of use. Include the necessary information.

자원할당정보 생성부(810)는 사전에 설정된 TDMA 망의 대역폭, 변조 방식, 코딩률 등 다양한 통신 설정 방식을 기초로 데이터 종류 및 운용 환경에 따라 가입 노드들에게 할당할 타임슬롯의 크기를 정하고, 정해진 타임슬롯의 크기와 자원 할당 입력 정보를 분석하여 가입 노드들에게 자원을 할당할 수 있다.The resource allocation information generation unit 810 determines a size of a time slot to be allocated to subscribing nodes according to a data type and an operating environment based on various communication setting schemes such as bandwidth, modulation scheme, and coding rate of a TDMA network previously set. A resource may be allocated to subscribing nodes by analyzing a predetermined timeslot size and resource allocation input information.

자원할당정보 생성부(810)는 도 2를 참조하여 설명한 것처럼, AGC, 프리앰블 및 가드타임 설정을 위한 최소 p개의 미니슬롯들과, 가입 노드들이 송수신하는 데이터 종류 및 운용 환경에 따라 상이한 개수로 할당되어 타임슬롯의 길이가 동적 가변되도록 하는 동적 미니슬롯들을 이용하여 가변 타임슬롯의 구조를 생성할 수 있다. 특히, 자원할당정보 생성부(810)는 데이터 종류(예를 들어, 영상 또는 음성 또는 제어데이터) 및 운용 환경에 따라 데이터 할당 기본 단위의 정수배를 상이하게 설정하여, 데이터 필드에 할당되는 동적 미니슬롯의 개수가 가입 노드들마다 가변되도록 할 수 있다.As described with reference to FIG. 2, the resource allocation information generation unit 810 allocates at least p minislots for AGC, preamble, and guard time setting, and different numbers according to data types and operational environments transmitted and received by the subscriber nodes. The structure of the variable timeslot may be generated using dynamic minislots such that the length of the timeslot is dynamically variable. In particular, the resource allocation information generation unit 810 sets an integer multiple of the data allocation basic unit differently according to the data type (for example, video or audio or control data) and the operating environment, and allocates the dynamic minislot to the data field. The number of times may vary for each of the subscribing nodes.

또한, 자원할당정보 생성부(810)는 다수의 프레임들(예를 들어, 16개)로 이루어진 슈퍼프레임 단위로 가변 타임슬롯의 구조를 생성하여 타임슬롯 맵 정보를 생성할 수 있다. 이로써, 자원할당정보 생성부(810)는 자원할당정보에 해당하는 타임슬롯 맵 정보를 생성할 수 있다.In addition, the resource allocation information generator 810 may generate time slot map information by generating a structure of a variable timeslot in a superframe unit composed of a plurality of frames (for example, 16). Thus, the resource allocation information generator 810 may generate timeslot map information corresponding to the resource allocation information.

또한, 자원할당정보 생성부(810)는 도 3 내지 도 6을 참조하여 설명한 동작, 즉, 최대 전송속도 지원을 위한 타임슬롯 구조, 최소 지연시간을 위한 타임슬롯 구조, 타임슬롯 옵셋을 위한 타임슬롯 구조 또는 중계용 타임슬롯 이용한 타임슬롯 구조를 사용자의 요청에 따라 생성할 수 있다. 여기서, 타임슬롯 구조, 자원할당정보, 자원할당구조, 타임정보 맵은 동일하거나 유사한 의미로 사용될 수 있으며, 설명의 편의를 위해 혼용할 수도 있다.In addition, the resource allocation information generation unit 810 is the operation described with reference to FIGS. 3 to 6, that is, a time slot structure for supporting the maximum transmission rate, a time slot structure for the minimum delay time, and a time slot for the time slot offset. A time slot structure using a structure or a time slot for relaying can be generated according to a user's request. Here, the timeslot structure, resource allocation information, resource allocation structure, time information map may be used in the same or similar meanings, and may be used for convenience of description.

또한, 자원할당정보 생성부(810)는 하나의 TDMA 망을 다수의 중심 노드들이 공유하기 위한 타임슬롯 구조, 프레임의 동기를 위한 프리앰블 패턴을 다르게 하는 타임슬롯 구조, 헤더를 이용한 구조, 또는 GPS에 의한 동기가 불가능한 경우의 동기 슬롯을 할당한 타임슬롯 구조를 사용자의 요청에 따라 생성할 수도 있다.In addition, the resource allocation information generation unit 810 may include a time slot structure for sharing a single TDMA network by a plurality of central nodes, a time slot structure for different preamble patterns for frame synchronization, a structure using a header, or a GPS. A time slot structure in which synchronization slots are allocated when synchronization is not possible may be generated according to a user's request.

자원할당정보 처리부(820)는 타임슬롯 맵 정보를 기초로 타임슬롯들을 이용해 전송할 데이터를 입력받아 페이로드 데이터를 생성할 수 있다.The resource allocation information processor 820 may generate payload data by receiving data to be transmitted using timeslots based on the timeslot map information.

예를 들어, 자원할당정보 처리부(820)는 자원할당정보 생성부(810)로부터 입력되는 자원할당정보를 분석하여 특정 노드, 예를 들어, 임무 노드(N2)에 해당하는 정보이면 임무 노드(N2)에 해당하는 타임슬롯들을 찾아서 해당하는 데이터를 타임슬롯에 맞게 실어주기 위한 페이로드 데이터를 생성한다. For example, the resource allocation information processing unit 820 analyzes the resource allocation information input from the resource allocation information generation unit 810, and if the information corresponds to a specific node, for example, the mission node N2, the mission node N2. Find the time slots corresponding to) and generate payload data to load the corresponding data according to the time slots.

프레임 생성부(830)는 생성된 페이로드 데이터를, 가입 노드들에게 전송할 타임슬롯들 중 해당하는 타임슬롯에 실어 프레임을 생성하여 전송할 수 있다. 도 3 내지 도 6에 도시된 구조는 프레임 생성부(830)에서 생성되는 프레임 중 일부이다. 프레임 생성부(830)는 웨이폼에 실제 물리 계층의 데이터를 실어 프레임을 송신하거나 수신하며, FPGA(Field Programmable Gate Array)를 이용할 수 있다.The frame generator 830 may generate and transmit a frame by loading the generated payload data in a corresponding time slot among the time slots to be transmitted to the subscription nodes. 3 to 6 illustrate some of the frames generated by the frame generator 830. The frame generator 830 may transmit or receive a frame by loading data of an actual physical layer on a wayform, and may use a field programmable gate array (FPGA).

한편, 본 발명에 따른 중심 노드(Node1) 또는 동적 타임슬롯 할당 장치(800)의 동작은 이를 구현하기 위한 명령어들의 프로그램이 유형적으로 구현됨으로써, 컴퓨터를 통해 판독될 수 있는 기록매체에 포함되어 제공될 수도 있음은 통상의 기술자가 쉽게 이해할 수 있다.On the other hand, the operation of the central node (Node1) or the dynamic timeslot allocation apparatus 800 according to the present invention is provided by being included in a recording medium that can be read through a computer by a program of instructions for implementing the type is implemented tangibly It may be understood by those skilled in the art.

즉, 본 발명에 따른 중심 노드(Node1) 또는 동적 타임슬롯 할당 장치(800)의 동작은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 형태로 구현되어, 컴퓨터 판독 가능한 기록매체에 기록될 수 있으며, 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록매체에는 하드 디스크와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media) 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리, USB 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다.That is, the operation of the central node Node1 or the dynamic timeslot allocation apparatus 800 according to the present invention may be implemented in the form of a program that can be performed through various computer means, and recorded on a computer-readable recording medium. The computer-readable recording medium may include program instructions, data files, data structures, etc. alone or in combination. The computer-readable recording medium may include magnetic media such as a hard disk, optical media such as a CD-ROM, and DVD, and ROM, RAM, flash memory, USB memory, and the like. Hardware devices specifically configured to store and execute program instructions are included.

또한, 본 발명에서 어떤 엘리먼트, 구성요소, 장치, 또는 시스템이 프로그램 또는 소프트웨어로 이루어진 구성요소를 포함한다고 언급되는 경우, 명시적인 언급이 없더라도, 그 엘리먼트, 구성요소, 장치, 또는 시스템은 그 프로그램 또는 소프트웨어가 실행 또는 동작하는데 필요한 하드웨어(예를 들면, 메모리, CPU 등)나 다른 프로그램 또는 소프트웨어(예를 들면 운영체제나 하드웨어를 구동하는데 필요한 드라이버 등)를 포함하는 것으로 이해되어야 할 것이다.In addition, when an element, component, apparatus, or system is referred to in the present invention as including a component made up of a program or software, the element, component, apparatus, or system, even if not expressly stated, means that the program or It is to be understood that the software includes hardware required for execution or operation (e.g., memory, CPU, etc.) or other programs or software (e.g., an operating system or drivers necessary for running the hardware, etc.).

또한, 어떤 엘리먼트(또는 구성요소)가 구현됨에 있어서 특별한 언급이 없다면, 그 엘리먼트(또는 구성요소)는 소프트웨어, 하드웨어, 또는 소프트웨어 및 하드웨어 어떤 형태로도 구현될 수 있는 것으로 이해되어야 할 것이다.In addition, it is to be understood that an element (or component) may be implemented in software, hardware, or any form of software and hardware, unless otherwise specified in the implementation of any element (or component).

따라서, 본 발명은 중심 노드(Node1) 또는 동적 타임슬롯 할당 장치(800)의 동작을 구현하기 위하여 상기 전자기파 특성 측정 시스템을 제어하는 컴퓨터 상에서 수행되는 컴퓨터 판독 가능한 기록매체에 저장된 프로그램을 함께 제공한다.Accordingly, the present invention provides a program stored in a computer-readable recording medium which is executed on a computer controlling the electromagnetic wave characteristic measuring system to implement the operation of the central node Node1 or the dynamic timeslot allocation apparatus 800.

한편, 이상으로 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위한 바람직한 실시 예와 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 이와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용에만 국한되는 것이 아니며, 기술적 사상의 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대해 다수의 변경 및 수정 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주하여야 할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.On the other hand, while described and illustrated in connection with a preferred embodiment for illustrating the technical idea of the present invention, the present invention is not limited to the configuration and operation as shown and described as described above, and depart from the scope of the technical idea It will be apparent to those skilled in the art that many modifications and variations can be made to the present invention without departing from the scope of the invention. Accordingly, all such suitable changes and modifications and equivalents should be considered to be within the scope of the present invention. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.

800: 동적 타임슬롯 할당 장치
810: 자원할당정보 생성부
820: 자원할당정보 처리부
830: 프레임 생성부
800: dynamic timeslot allocation unit
810: resource allocation information generation unit
820: resource allocation information processing unit
830: frame generation unit

Claims (8)

TDMA(Time Division Multiple Access) 시스템에서 자원 효율을 위한 프레임 구조를 생성하는 중심 노드에 있어서,
TDMA 망에 가입된 모든 가입 노드들 중 중심 노드가 상기 모든 가입 노드들에게 1개의 프레임 당 1회 이상 할당되는 다수의 타임슬롯들을 포함하는 프레임을 생성하고,
상기 프레임을 구성하는 다수의 타임슬롯들 각각은,
AGC(Automatic Gain Control), 프리앰블 및 가드타임 설정을 위한 최소 p개의 미니슬롯들을 포함하는 더미 필드; 및
상기 가입 노드들이 송수신하는 데이터 종류 및 운용 환경에 따라 상이한 개수로 할당되어 타임슬롯의 길이가 동적 가변되도록 하는 동적 미니슬롯들을 포함하고, 상기 동적 미니슬롯들의 개수는 데이터 할당 기본 단위의 정수배에 해당하는 데이터 필드;를 포함하고,
상기 가입 노드들 중 전체 자원 할당 관리를 하는 다른 중심 노드가 한 개 이상 존재하는 경우,
상기 중심 노드는,
상기 중심 노드와 상기 다른 한 개 이상의 중심 노드가 동시에 하나의 TDMA 망을 공유하도록 상기 1개의 프레임에 존재하는 전체 타임슬롯들 및 전체 미니슬롯들 중 하나를 두 개 이상의 그룹으로 분할하여 상기 중심 노드와 다른 한 개 이상의 중심 노드들에게 각각 할당하는 것을 특징으로 하는 TDMA 시스템에서 자원 효율을 위한 프레임 구조를 생성하는 중심 노드.
이때, 상기 p는 3임.
In the center node for generating a frame structure for resource efficiency in a time division multiple access (TDMA) system,
A central node of all subscribing nodes subscribed to a TDMA network generates a frame including a plurality of timeslots allocated to all the subscribing nodes at least once per frame,
Each of the plurality of timeslots constituting the frame,
A dummy field including at least p minislots for automatic gain control (AGC), preamble and guard time settings; And
Dynamic minislots are allocated in different numbers according to data types and operational environments transmitted and received by the subscribing nodes to dynamically vary the length of the timeslot, and the number of the dynamic minislots corresponds to an integer multiple of the basic unit of data allocation. A data field;
If there is at least one other central node that manages the entire resource allocation among the subscribed nodes,
The central node is,
The central node is divided into two or more groups by dividing one of all timeslots and all minislots present in the one frame into two or more groups such that the central node and the other one or more central nodes share one TDMA network at the same time. A center node for generating a frame structure for resource efficiency in a TDMA system, characterized in that each of which is assigned to one or more other central nodes.
In this case, p is 3.
제1항에 있어서,
상기 데이터 할당 기본 단위가 q개의 미니슬롯(q>p)인 경우, 상기 q개의 정수배는 상기 데이터 종류 및 운용 환경에 따라 상이하게 설정되고,
상기 중심 노드는,
상기 데이터 필드에 할당되는 동적 미니슬롯의 개수가 상기 가입 노드들마다 가변되도록 하여 상기 가입 노드들 별로 독립적인 지연 시간 및 전송속도를 지원하는 것을 특징으로 하는 TDMA 시스템에서 자원 효율을 위한 프레임 구조를 생성하는 중심 노드.
The method of claim 1,
When the data allocation basic unit is q minislots (q> p), the q integer multiples are set differently according to the data type and operating environment,
The central node is,
Create a frame structure for resource efficiency in a TDMA system, characterized in that the number of dynamic minislots allocated to the data field is variable for each of the subscribing nodes to support independent delay time and transmission rate for each subscribing node. The central node.
제1항에 있어서,
상기 중심 노드는,
1초에 해당하는 상기 1개의 프레임을 25개의 보조 프레임들로 분할되고, 상기 모든 가입노드들에게 1개의 보조 프레임 당 1회 이상의 타임슬롯을 할당하는 것을 특징으로 하는 TDMA 시스템에서 자원 효율을 위한 프레임 구조를 생성하는 중심 노드.
The method of claim 1,
The central node is,
The frame for resource efficiency in a TDMA system, wherein the one frame corresponding to one second is divided into 25 auxiliary frames, and all the subscribing nodes are allocated one or more timeslots per one auxiliary frame. The central node that creates the structure.
제3항에 있어서,
상기 가입 노드들 별 최대 전송속도 지원을 위한 자원할당의 경우,
상기 중심 노드는,
1개의 보조 프레임에 상기 가입 노드들의 더미 필드가 1회씩 할당되도록, 상기 1개의 보조 프레임을 상기 가입 노드들의 개수만큼 분할하고, 상기 1개의 보조 프레임에 해당하는 미니슬롯들의 개수를 상기 가입 노드들의 개수만큼 분할하여, 동일한 개수의 동적 미니슬롯들을 상기 가입 노드들에게 할당하는 것을 특징으로 하는 TDMA 시스템에서 자원 효율을 위한 프레임 구조를 생성하는 중심 노드.
The method of claim 3,
In case of resource allocation for supporting the maximum transmission rate for each of the subscribing nodes,
The central node is,
The one auxiliary frame is divided by the number of the subscribing nodes so that the dummy field of the subscribing nodes is allocated to one subframe one time, and the number of the minislots corresponding to the one subframe is the number of the subscribing nodes. Splitting by a number, the central node for generating a frame structure for resource efficiency in a TDMA system, characterized in that the same number of dynamic minislots are allocated to the subscribing nodes.
제3항에 있어서,
상기 가입 노드들 별 최소 지연시간을 위한 자원할당의 경우,
상기 중심 노드는,
상기 가입 노드 별로 동일한 개수의 동적 미니슬롯을 상기 데이터 필드에 할당하되, 최소 지연시간을 위해 상기 데이터 할당 기본 단위인 n개의 미니슬롯을 할당하는 것을 특징으로 하는 TDMA 시스템에서 자원 효율을 위한 프레임 구조를 생성하는 중심 노드.
The method of claim 3,
In case of resource allocation for the minimum delay time for each of the subscribing nodes,
The central node is,
The same number of dynamic minislots are allocated to the data field for each of the subscribing nodes, and n minislots, which are the basic units of data allocation, are allocated for the minimum delay time. The center node you create.
제1항에 있어서,
상기 중심 노드는,
상기 가드타임을 전파지연에 의한 자원효율의 감소를 최소화하기 위해 단방향 전파지연에 해당하는 시간으로 설정하는 것을 특징으로 하는 TDMA 시스템에서 자원 효율을 위한 프레임 구조를 생성하는 중심 노드.
The method of claim 1,
The central node is,
And a guard node for generating a frame structure for resource efficiency in a TDMA system, wherein the guard time is set to a time corresponding to a unidirectional propagation delay to minimize the reduction of resource efficiency due to the propagation delay.
제1항에 있어서,
상기 중심 노드는,
상기 더미 필드에 설정되는 프리앰블의 패턴으로서, 상기 가입 노드 별 초기 프레임의 동기 획득을 위해 상기 프레임의 첫번째 타임슬롯의 프리앰블에 설정되는 동기 패턴 및 상기 프레임 중 나머지 타임슬롯들의 프리앰블에 설정되는 일반 패턴 중 하나를 설정하는 것을 특징으로 하는 TDMA 시스템에서 자원 효율을 위한 프레임 구조를 생성하는 중심 노드.
The method of claim 1,
The central node is,
A pattern of a preamble set in the dummy field, among the synchronization pattern set in the preamble of the first timeslot of the frame and the general pattern set in the preambles of the remaining timeslots of the frame in order to obtain synchronization of the initial frame for each subscribing node; A central node for generating a frame structure for resource efficiency in a TDMA system, characterized in that one set.
제1항에 있어서,
상기 중심 노드는,
상기 가입 노드들 중 상기 중심 노드와 임무 노드 간의 중계 역할을 위한 중계 노드를 지정하여 중계용 타임슬롯을 상기 중계 노드에게 할당하고,
상기 중계용 타임슬롯의 헤더에 소스 및 목적지 정보로서 상기 중심 노드와 상기 임무 노드의 정보를 기재하고, 페이로드에 상기 임무 노드에게 중계할 데이터를 기재하고,
상기 중계 노드는, 상기 페이로드에 기재된 중계할 데이터를 상기 임무 노드에게 할당된 타임슬롯에 실어 상기 임무 노드로 전송하는 것을 특징으로 하는 TDMA 시스템에서 자원 효율을 위한 프레임 구조를 생성하는 중심 노드.
The method of claim 1,
The central node is,
Assign a relay time slot to the relay node by designating a relay node for a relay role between the center node and the mission node among the subscription nodes,
In the header of the relay time slot, information of the central node and the mission node is described as source and destination information, and data to be relayed to the mission node is described in a payload.
The relay node is a central node for generating a frame structure for resource efficiency in the TDMA system, characterized in that the data to be relayed in the payload to the mission node to transmit the data to be relayed in the payload.
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