KR102455851B1 - 예측 링크 계획을 위한 시스템 및 방법 - Google Patents

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Abstract

예측 적응 코딩 및 변조(ACM)을 위한 시스템 및 방법이 개시된다. 예측 ACM은, 기하학적 구조와 링크 손상이 미리 알려진 단말기 사이에서 리턴 링크 없이, 움직이는 송신 단말기와 고정 수신 단말기 사이에서 사용된다. 모든 단말기 사이의 기하학적 구조와 링크 손상이 미리 알려진 송신 및 수신 단말기 사이의 하나 이상의 릴레이 단말기를 포함하는 시스템에서의 예측 ACM에 대한 시스템 및 방법이 또한 개시된다.

Description

예측 링크 계획을 위한 시스템 및 방법
본 발명은 일반적으로 적응 코딩 및 변조(ACM, adaptive coding and modulation)에 관한 것으로, 더 상세하게는 통신 시스템에서 수신기로부터 리턴 링크를 통해 제공되는 링크 파라미터를 사용하지 않는 송신기에서의 ACM에 관한 것이다.
링크 적응(link adaptation)으로도 알려진 적응 코딩 및 변조(ACM)는 무선 통신 시스템에서 송신기와 수신기 사이의 전송을 조정하기 위해 사용된다. ACM은 채널 또는 라디오 링크에 관한 정보에 따라 비트 에러율 또는 변조 코딩의 유형과 같은 데이터 전송의 다양한 측면을 조정하는 것을 포함한다. 채널 상태 정보(CSI)는 일반적으로 수신기로부터 리턴 링크를 통해 수신되어 폐쇄 루프 시스템을 형성한다. 수신기는 주로 채널 상태가 어떻게 변하는지에 대한 정보를 제공한다.
대표적인 종래 기술 시스템(10)이 도 1에 도시된다. 전송의 시작에서, 즉 링크가 초기에 설정될 때, 송신 단말기(12)는 사전 정보 없이 초기 링크 파라미터를 맹목적으로 선택하고, 수신 단말기(16)로 전송(14)을 시작한다. 수신 단말기(16)는 전송(14)을 수신하고, CSI를, 예를 들어 수신 신호의 신호 대 잡음비(SNR) 또는 비트 에러율(BER)의 추정치를 생성한다. 이들은 리턴 링크(18)를 통해 송신 단말기(12)로 다시 보내진다. 이에 응답하여, 송신 단말기(12)는 수신된 CSI에 기초하여 후속 전송을 위해 링크 파라미터를 적응시킨다. 링크 메트릭(link metric)은 관심있는 채널의 변경 비율에 상응하는 속도로 전송되며 일반적으로 몇 초에서 수십 초 사이의 값을 갖는다.
불행하게도, 많은 통신 시스템에서, 리턴 링크를 제공하는 것은 어렵거나 비현실적이다. 이러한 두 링크는 예로 제공된다. 첫번째는 송신 터미널이 원격 메트릭(telemetric) 또는 센서 링크인 경우와 같이 통신 링크가 한 방향인 애플리케이션이다. 이 애플리케이션에서, 리턴 링크 메트릭을 수신할 목적으로만 추가 수신기, 저잡음 증폭기 및 다이플렉서(diplexer)로 구성된 리턴 링크 하드웨어를 송신 터미널에 추가하는 것은 추가 비용, 크기 중량 및 필요한 전력으로 인해 비현실적일 수 있다. 리턴 링크가 까다롭거나 비현실적인 제2 애플리케이션은 전송되는 신호를 검출할 확률을 최소화하도록 링크가 설계된 애플리케이션이다. 이 애플리케이션에서, CSI를 릴레이하기 위해 반대 방향으로 2차 링크를 추가하는 것은 신호가 검출될 가능성을 두배로 증가시킬 수 있으며, 이는 바람직하지 않은 트레이드오프(tradeoff)이다.
따라서, 수신 단말기로부터 송신 단말기로의 리턴 링크 없이 송신 단말기로부터 수신 단말기로의 예측 링크 계획에 대한 요구가 존재한다. 또한 둘 이상의 통신 단말기 사이의 기하학적 구조(geometry) 그리고 링크 손상을 미리 예측할 수 있는 시스템에서 ACM 및 예측 링크 계획이 필요하다.
일 구현예에서 본 발명은 링크의 기하학적 구조 및 손상이 미리 알려진 단말기 사이에 리턴 링크 없이 송신 단말기와 수신 단말기 사이의 예측 적응 코딩 및 변조(ACM)를 위한 시스템 및 방법을 포함한다. 송신 및 수신 단말기 사이에 하나 이상의 릴레이 단말기를 포함하는 시스템에서의 예측 ACM이 추가로 필요하며, 여기서 모든 단말기 사이의 링크의 기하학적 구조 및 손상이 미리 공지되어 있다.
일 실시예에서, 본 발명은 채널을 통해 송신 단말기로부터 수신 단말기로 데이터를 전송하는 방법을 포함하며, 상기 방법은 각각의 송신 및 수신 단말기에 대한 일련의 위치를 결정하는 단계; 일련의 위치에서 각각의 위치에 대한 송신 단말기 및 수신 단말기 사이의 채널의 링크 기하학적 구조를 결정하는 단계; 링크 기하학적 구조에 대한 채널 손상을 결정하는 단계; 링크 기하학적 구조 및 채널 손상에 대한 채널의 신호 대 잡음비(SNR)를 예측하는 단계; 예측된 SNR에 기초하여 채널 파라미터를 룩업 테이블(lookup table)에 저장하는 단계; 및 룩업 테이블로부터 검색된 채널 파라미터를 사용하여 송신 단말기로부터 데이터를 전송하는 단계;를 포함한다.
다른 실시예에서, 링크 기하학적 구조를 결정하는 단계는 일련의 위치에서 각각의 위치에 대한 송신 및 수신 단말기 사이의 거리 및 관련 포인팅 각도를 결정하는 단계를 더 포함한다.
위의 실시예 중 어느 하나에서, 채널 파라미터는 송신 단말기의 위치를 사용하여 룩업 테이블로부터 검색된다.
위의 실시예 중 어느 하나에서, 채널 파라미터는 룩업 테이블에 대한 이전 액세스 이후에 경과된 시간을 사용하여 룩업 테이블로부터 검색된다.
위의 실시예 중 어느 하나에서, 채널 파라미터는 채널 심볼 레이트(channel symbol rate), 변조 타입(modulation type), 코드 레이트(code rate), 코드 타입(code type) 또는 주파수 중 적어도 하나를 더 포함한다.
또 다른 실시예에서, 채널은 하나 이상의 릴레이 단말기를 포함하고, 일련의 위치를 결정하는 단계는 하나 이상의 릴레이 단말기의 위치를 결정하는 단계를 더 포함한다.
상기 실시예에서, 채널의 링크 기하학적 구조를 결정하는 단계는 일련의 위치에서 각각의 위치에 대한 송신 단말기와 하나 이상의 릴레이 단말기 사이의 제1 링크 기하학적 구조와 하나 이상의 릴레이 단말기와 수신 단말기 사이의 제2 링크 기하학적 구조를 결정하는 단계를 포함한다.
다른 실시예에서, 일련의 위치를 결정하는 단계 이전에, 경과 시간 또는 위치를 사용하여 링크 기하학적 구조의 사전 지식 및 송신 단말기의 현재 위치의 추정에 기초하여 수신 단말기 세트로부터 수신 단말기를 선택하는 단계가 수행된다.
상기 실시예 중 어느 하나에서, 수신 단말기는 송신 데이터의 변화를 검출하고 송신 단말기에 의해 선택된 변조 및 코딩에 자동으로 적응한다.
상기 실시예 중 어느 하나에서, 룩업 테이블은 상이한 주파수 또는 연중 시기(times of year)에 대한 복수의 룩업 테이블을 더 포함한다.
다른 실시예에서, 본 발명은 단말기 사이에서의 전송 동안 예측 적응 코딩 및 변조(ACM)를 제공하기 위한 통신 시스템으로서, 전송 속도의 변화를 검출하고 그 복조(demodulation)를 변화에 자동으로 적응시키기 위한 하나 이상의 수신 단말기; 및 하나 이상의 수신 단말기로의 리턴 링크를 통해 채널 파라미터를 수신하지 않고 룩업 테이블로부터 채널 파라미터를 선택함으로써 예측 ACM을 사용하여 하나 이상의 수신 단말기에 데이터를 전송하기 위한 송신 단말기;를 갖는다.
다른 실시예에서, 룩업 테이블은 송신 단말기의 복수의 위치에 대한 채널 파라미터를 포함하고, 송신 단말기의 현재 위치를 사용하여 액세스된다.
다른 실시예에서, 룩업 테이블은 송신 단말기의 계획된 궤도를 따른 복수의 위치에 대한 채널 파라미터를 포함하고, 룩업 테이블의 이전 액세스 이후에 경과된 시간을 사용하여 액세스된다.
상기 실시예 중 어느 하나에서, 룩업 테이블은 상이한 주파수 또는 연중 시기에 대한 복수의 룩업 테이블을 포함한다.
상기 실시예 중 어느 하나에서, 채널 파라미터는 채널 심볼 레이트, 변조 타입, 코드 레이트, 코드 타입 또는 주파수 중 적어도 하나를 더 포함한다.
상기 실시예 중 어느 하나에서, 채널 파라미터는 예측된 신호 대 잡음비(SNR)에 기초한다.
다른 실시예에서, 본 발명은 통신 시스템에서의 송신 단말기를 포함하고, 송신 단말기는 전술한 방법을 사용하여 데이터를 통신 시스템에서의 수신 단말기로 전송한다.
본 발명의 예시적인 구현의 특징은 다음의 설명, 청구범위 및 첨부 도면으로부터 명백해질 것이다.
도 1은 종래 기술의 전송 시스템의 블록도이다.
도 2는 룩업 테이블을 생성하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 3은 본 발명에 따른 전송 시스템이다.
도 4는 도 3의 전송 시스템의 제1 실시예를 도시한다.
도 5a 및 5b는 도 3의 전송 시스템의 제2 실시예를 도시한다.
도 6은 도 3의 전송 시스템의 제3 실시예를 도시한다.
이제 본 발명의 하나 이상의 실시예를 상세하게 참조할 것이다. 본 발명은 이들 실시예와 관련하여 설명될 것이지만, 본 발명은 임의의 특정 실시예로 제한되지 않음을 이해해야 한다. 반대로, 본 발명은 첨부된 청구 범위의 사상 및 범위 내에 있을 수 있는 대안, 수정 및 등가물을 포함한다. 또한, 이하의 설명에서, 본 발명의 충분한 이해를 제공하기 위해 다수의 특정 세부 사항이 제시된다. 본 발명은 이들 특정 세부 사항의 일부 또는 전부 없이 실시될 수 있다. 다른 경우, 공지된 구조 및 작동 원리는 본 발명을 모호하게 하지 않기 위해 상세히 설명되지 않았다.
일 실시예에서, 본 발명은 송신 단말기와 하나 이상의 수신 단말기 사이의 무선 통신을 위한 시스템을 포함한다. 적응 코딩 및 변조(ACM)는 전송을 향상시키는데 사용된다. 수신 단말기로부터 수신된 채널 상태 정보(SCI)에 응답하여 ACM을 수행하는 대신 다음 정보 중 어느 하나 또는 전부를 사용하여 예측 링크 계획을 수행한다.
1. 내비게이션 장치(navigational device)에 의해 또는 계획된 궤도에서 경과 시간을 측정함에 의해 결정되는 단말기 위치.
2. 통신 경로(들)에 대한 단말기 사이의 거리 및 관련 포인팅 각도(예를 들어, 방위각 및 고도각)를 포함하는 둘 이상의 단말기 사이의 기하학적 구조.
3. 링크 주파수, 단말기 위치, 연중 시기, 예상 날씨, 송신기 출력 백오프(OBO, output back off) 및 왜곡, 및 수신기 이득 초과 온도(G/T) 성능에 의해 결정되는 바와 같이, 송신 단말기와 하나 이상의 수신 단말기 사이의 평균 SNR에 영향을 미치는 결정적 채널 손상. 이러한 효과에는 기하학적 구조에 기초한 날씨 손실 효과(weather loss effect), 다중 경로 효과(multipath effect), 지형 막힘 효과(terrain blockage effect), 오류 벡터 크기(EVM, error vector magnitude) 효과, 릴레이 위성 효과(relay satellite effect), 섬광 및 가스 손실 효과, 편광 손실 효과 및 추가 노이즈 소스로 인한 효과가 포함되나 이에 제한되지 않는다.
변경될 링크 파라미터는 예를 들어 변조 타입(예를 들어, BPSK, QPSK, 8PSK 등); 순방향 오류 정정(FEC) 코드 레이트 및/또는 코드 타입; 심볼 레이트 및 대역폭; 그리고 통신 주파수를 포함한다. 이들 파라미터는 둘 이상의 단말기 사이의 즉각적인 통신 링크 레이트를 최대화하기 위한 사전 정보로서 사용된다. 두 개 이상의 단말기, 중간 또는 릴레이가 있는 시스템에서 단말기는 수신 및 송신 단말기 모두로서 기능한다. 송신 및 수신 단말기에 관한 이하의 설명은 임의의 한 쌍의 단말기 사이의 상호작용을 지칭한다.
본 발명에 따른 예측 링크 계획의 방법은 도 2에 도시된다. 송신 단말기와 하나 이상의 수신 단말기 사이의 링크는 상기 요인을 고려하고 우선 정보를 사용하여 송신 단말기에 로딩되는 룩업 테이블을 생성하기 위해 미리 계획된다. 룩업 테이블은 송신 단말기 위치, 수신 단말기 위치, 또는 송신 및 수신 단말기 위치 모두에 기초하여 링크 파라미터를 특정할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로서, 룩업 테이블은 하나 또는 둘 모두의 단말기의 궤도가 알려진 시간에 기초하여 링크 파라미터를 특정할 수 있다. 또 다른 대안에서, 다수의 룩업 테이블이 상이한 주파수, 연중 시간 또는 다른 관련 변형에 대해 구현될 수 있다.
도 2를 참조하면, 룩업 테이블을 생성하는 방법이 도시된다. 단계 20에서의 각각의 시점에 대해, 단말기 위치는 궤도 또는 비행 경로와 같은 하나 또는 둘 모두의 단말기의 계획된 위치 또는 궤도에 기초하여 계산된다. 위치는 예를 들어 위도, 경도 또는 고도를 포함한다. 단계 22에서, 송신 및 수신 단말기 사이의 링크 기하학적 구조가 계산된다. 링크 기하학적 구조는 예를 들어, 다른 측정 또는 특성이 사용될 수 있지만 단말기와 관련 포인팅 각도(예를 들어, 방위각 및 고도 각) 사이의 거리를 포함한다. 단계 24에서, 방법은 예를 들어, 링크 조건, 링크 기하학적 구조, 날씨 및 채널 주파수에 기초하여 채널 손상을 계산한다. 단계 26에서, 링크 기하학적 구조 및 채널 손상에 기초하여 평균 채널 신호 대 잡음비(SNR)가 예측된다. 단계 28에서, 채널 심볼 레이트, 변조 타입, 코드 레이트, 코드 타입 및 주파수가 현재 포인트에 대해 계산된다. 마지막으로, 단계 29에서, 방법은 계획된 모든 궤도의 각 포인트에 대해 단계 20으로 복귀한다.
상기 단계들이 수행되는 시점은 특정 주파수로 선택된다. 적절한 주파수는 링크 기하학적 구조의 변화율에 따라 달라지며, 속도와 방향각(heading) 모두에서의 송신 및 수신 단말기 이동성에 따라 달라진다. 링크가 너무 드물게 변경되면, 링크 조건의 변경을 고려하지 않아 링크가 끊어질 수 있다. 일 실시예에서, 단말기 위치는 대략 30 내지 300초마다 업데이트 된다.
도 2의 방법에 의해 생성된 룩업 테이블을 구현하는 시스템이 도 3에 도시된다. 도 1과 유사하게, 송신 단말기(30)는 수신 단말기(34)로 전송(32)을 보낸다. 그러나, 수신 단말기(34)는 리턴 링크를 통해 링크 파라미터를 전송하지 않는다. 대신에, 송신 단말기(30)는 룩업 테이블 값에 따라 링크 파라미터를 동적으로 변경하기 위해 룩업 테이블(36)로부터의 값을 사용하고, 수신 단말기(34)은 송신 터미널(30)에 의해 설정된 링크 파라미터에 적응한다. 전송의 시작에서, 송신기(30)는 아래에서 더 상세히 설명되는 바와 같이, 룩업 테이블(36)을 인덱싱하는데 사용되는 시간 또는 위치 값을 결정한다. 송신 단말기(30) 및 수신 단말기(34) 각각은 본 명세서에 설명된 동작 및 단계를 실행하기 위한 하나 이상의 프로세서(미도시)를 포함한다. 일 실시예에서, 룩업 테이블(36)은 송신 및 수신 단말기 외부의 하나 이상의 다른 프로세서 또는 이 프로세서에서 생성된다.
일 실시예에서, 본 발명의 방법은 송신 및 수신 단말기 사이의 링크 메트릭의 교환 없이 수행된다 - 링크 적응은 사전에 예측된 링크 성능에 전체적으로 기초하여 수행되며, 프로세스는 수신 및 송신 단말기 사이에 리턴 CSI 교환이 없는 완전한 개방 루프이다. 이 방법에서 본 발명은 송신 단말기와 수신 단말기 사이의 리턴 링크 없이 동작하는 사전 지식에 의존하며, 리턴 링크가 바람직하지 않거나 비실용적일 수 있는 응용 분야에 적합하다. 전송 동안, 수신 단말기는 전송의 변화를 검출하고 송신기에 의해 선택된 변조 및 코딩에 자동적으로 적응한다.
본 발명에 따른 시스템 및 방법은 여러 실시예와 관련하여 설명될 것이다. 제1 실시예에서, 이동 송신 단말기는 도 4에 도시된 바와 같이 고정 수신 단말기로 전송하고 있다. 항공기(40)가 지상 단말기(42)로 전송하고 있다. 항공기(40)는 궤도를 따라 비행함에 따라 두 시점(t1 및 t2)에 도시된다. 이 예에서, 특정 궤도는 미리 알려지지 않았지만, 항공기의 위치는 유사한 내비게이션 장치 또는 GPS를 통해 주어진 시간에 결정될 수 있다. 이는 링크 파라미터가, 변화하는 링크 조건(예를 들어, 고도각, 거리, 지역 날씨)을 우선적으로 설명하기 위해 송신 단말기 및 수신 단말기 기하학적 구조의 추정치에 기초하여 결정되도록 한다. 따라서, 도 2의 방법은 예상되는 모든 수신기 및 송신기 기하학적 구조에 대한 룩업 테이블을 준비하고 관련 파라미터, 예를 들어 고도각, 거리, 지역 날씨 등에 의해 인덱싱된다. 다시 말해서, 송신 단말기는 그 GPS 좌표를 알고 있으며, 특히 고도각 및 거리와 관련하여 링크 기하학적 구조의 다른 차원이 룩업 테이블을 인덱싱하는데 사용될 수 있지만, 이들로부터 링크의 현재 기하학적 구조를 결정한다.
대안적으로, 제1 예의 방법은 항공기가 미리 공지된 계획된 궤도를 비행하는 경우에 사용된다. 이 경우, 항공기 위치 대신 경과 시간을 링크 파라미터에 사용되는 룩업 테이블로의 입력으로 사용할 수 있다.
제2 실시예에서, 수신 단말기는 이동가능하고 송신 단말기는 이동가능하거나 또는 고정이다. 이 실시예에서, 송신 단말기는 이동하는 경우 경과 시간 또는 내비게이션 장치에 의해 그 위치를 알고 있다. 그러나, 수신 단말기의 위치는 알려진 궤적에 대한 경과 시간을 사용하여 송신 단말기에 의해 결정되어야 한다.
본 발명의 제3 실시예는 도 5a 및 5b와 관련하여 설명된다. 이 실시예는 다수의 수신기 및 송신기를 특징으로 하며, 예를 들어 궤도 릴레이 위성(52)을 통해 지상국(54)으로 전송하는 궤도 위성(50)으로 구성된다. 지상국(54)은 고정되어 있지만, 위성(50, 52)은 모두 이동 가능하다. 시간 t1에서의 대표 위치, 및 이에 따른 전체 링크 기하학적 구조가 도 5a에 도시된다. 시간 t2에서의 대표 위치는 도 5b에 도시된다. 위성이 고정되고 알려진 궤도를 가지기 때문에, 주어진 시간에 위성(50, 52)의 정확한 위치는 사전에 알려져 있다. 이는 사전에 알려진 정보에 전체적으로 위성(50, 52) 사이의 링크(51)에 대한 링크 기하학적 구조의 변화뿐만 아니라 릴레이 위성(52)과 지상국(54) 사이의 링크(53)에 대한 링크 기하학적 구조의 변화를 수용하기 위해 링크 파라미터를 변화시키는 룩업 테이블이 구성되도록 한다. 이 경우, 룩업 테이블은 경과 시간에 기초하여 인덱싱되며, 링크(51, 53) 각각의 기하학적 구조는, 방정식
Figure 112019108801844-pct00001
에 의해 주어지며, 복합 링크 SNR을 갖는 별도의 룩업 테이블을 통해 신호 대 잡음비(SNR)를 추정하는데 사용되며, 여기서 SNR1은 링크(51)에 대한 것이고, SNR2는 링크(53)에 대한 것이며 모든 방정식은 선형이다. 상술한 바와 같이, 송신 단말기는 전체 채널에 대한 채널 SNR을 지상국(54)까지 결정하며, 릴레이 위성(52)은 변조 타입, 코드 레이트, 심볼 레이트 등과 같은 관심있는 임의의 신호 파라미터를 변경하지 않고 복조 없이 신호를 간단히 수신 및 재송신한다. 대안적인 실시예에서, 릴레이 위성(52)은 수신 단말기 및 송신 단말기 모두로서 기능한다. 이 대안적인 실시예에서, 전체 채널은 본질적으로 릴레이 위성(50) 및 지상국(54)과 같이, 송신 위성(50) 및 릴레이 위성(52)이 송-수신 쌍을 형성하는 2-홉(또는 그 이상) 릴레이 링크이다. 따라서, 릴레이 위성(52)은 송신 단말기에 대해 전술한 것과 유사하게 송신할 때 자신의 룩업 테이블을 사용할 것이다.
본 발명의 제4 실시예는 도 6과 관련하여 설명된다. 이 실시예는 단일 위성 송신기(60) 및 다수의 지상국 수신기(62, 64)를 특징으로 한다. 위성(60)은 고정되고 알려진 궤도를 갖고, 각각의 지상 수신기(62, 64)의 위치가 고정되기 때문에, 각각의 지상국에 대한 기하학적 구조는 사전에 결정될 수 있다. 이 실시예에서, 각각의 지상국에 대한 다수의 룩업 테이블이 구성될 수 있고, 각 시점에 대해 통신 속도를 최대화하는 최적의 지상국이 사전 링크 계산에 기초하여 선택될 수 있으며, 각 지상국뿐만 아니라 리턴 링크 CSI를 사용하지 않는 다수의 지상국 중에 최적의 링크가 달성될 수 있다.
특정 실시예가 도 4 내지 도 6과 관련하여 논의되었지만, 이들은 본 발명을 설명하는 목적을 위한 대표예(representative)이다. 송신 단말기, 수신 단말기 또는 릴레이 단말기 중 어느 하나는 이동가능하거나 고정일 수 있다. 모바일 단말기 또는 릴레이는 예를 들어 위성 또는 유인 또는 무인 항공기일 수 있다. 송신 단말기는 내비게이션 장치 또는 알려진 궤도에 대한 경과 시간에 의해 결정된 그것의 위치를 구비하며 이동가능하거나 고정일 수 있다.
도 5 및 6의 실시예에서, 소스 송신 단말기 및 목적지 수신 단말기 사이의 릴레이는 이동가능하거나 고정일 수 있지만, 릴레이의 위치는 알려진 궤적에 대한 경과 시간을 사용하여 소스 송신 단말기에 의해 결정되어야 한다. 또한, 본 발명에 따른 시스템은 하나 이상의 릴레이를 포함할 수 있다.
목적지 수신 단말기는 또한 이동가능하거나 고정일 수 있지만, 목적지 수신 단말기의 위치는 알려진 궤적에 대한 경과 시간을 사용하여 소스 송신 단말기에 의해 결정되어야 한다.
본 발명의 다수의 대안적인 구현이 존재한다. 예를 들어, 다른 응용 분야에는 경주장 주변의 알려진 궤도를 따르는 자동차에 대한 경주용 자동차 원격 메트릭 링크 또는 항공기 또는 선박이 잘 설정된 경로를 따라 항해하는 상용 운송 응용 분야, 또는 미리 정해진 트랙 위치를 따라 항해하도록 구성되는 철도 시스템을 포함한다. 구체적으로 도시되지는 않았지만, 본 발명에 따른 시스템에서 둘 이상의 릴레이 단말기가 사용될 수 있다.
본 명세서에 설명된 단계 또는 동작은 단지 예일 뿐이다. 본 발명의 사상을 벗어나지 않고 이들 단계 또는 동작에 많은 변형이 있을 수 있다. 예를 들어, 단계는 다른 순서로 수행되거나 단계가 추가, 삭제 또는 수정될 수 있다.
본 발명의 예시적인 구현이 본 명세서에 상세하게 도시되고 설명되었지만, 관련 기술 분야의 통상의 기술자에게는 본 발명의 사상을 벗어나지 않고 다양한 변형, 추가, 대체 등이 이루어질 수 있음이 명백할 것이다. 따라서, 이들은 다음의 청구 범위에 정의된 바와 같이 본 발명의 범위 내에 있는 것으로 간주된다.

Claims (18)

  1. 채널을 통해 송신 단말기로부터 수신 단말기로 데이터를 전송하는 방법으로서,
    송신 단말기 또는 내비게이션 장치의 하나 이상의 프로세서에 의해 수신 단말기 각각에 대한 그리고 하나의 송신 단말기에 대한 일련의 위치를 결정하는 단계;
    송신 단말기의 하나 이상의 프로세서에 의해 상기 일련의 위치에서 각각의 위치에 대한 상기 송신 단말기와 상기 수신 단말기 사이의 채널의 링크 기하학적 구조(link geometry)를 결정하는 단계 ― 링크 기하학적 구조를 결정하는 단계는 상기 일련의 위치에서 각각의 위치에 대한 송신 및 수신 단말기 사이의 거리를 결정하는 단계를 포함함 ―;
    송신 단말기의 하나 이상의 프로세서에 의해 링크 파라미터를 변화시킴으로써 상기 링크 기하학적 구조에 대한 채널 손상을 결정하는 단계;
    송신 단말기의 하나 이상의 프로세서에 의해 수신 단말기와 송신 단말기 사이의 즉각적인 통신 링크 레이트를 최대화하기 위한 사전 정보로서 링크 파라미터를 사용하는 단계;
    송신 및 수신 단말기 외부의 하나 이상의 다른 프로세서에 의해 상기 링크 기하학적 구조 및 채널 손상에 대한 채널의 신호 대 잡음비(SNR)를 예측하는 단계;
    송신 단말기의 하나 이상의 프로세서에 의해 룩업 테이블에서 예측된 SNR에 기초한 채널 파라미터를 저장하는 단계; 및
    송신 단말기의 하나 이상의 프로세서에 의해 상기 룩업 테이블로부터 검색된 채널 파라미터를 사용하여 상기 송신 단말기로부터 데이터를 전송하는 단계 ― 상기 채널 파라미터는 송신 및 수신 단말기 사이의 거리를 사용하여 룩업 테이블로부터 검색됨 ―;를 포함하는,
    채널을 통해 송신 단말기로부터 수신 단말기로 데이터를 전송하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 링크 기하학적 구조를 결정하는 단계는 상기 일련의 위치에서 각각의 위치에 대한 송신 및 수신 단말기 사이의 관련 포인팅 각도를 결정하는 단계를 더 포함하는,
    채널을 통해 송신 단말기로부터 수신 단말기로 데이터를 전송하는 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 채널 파라미터는 상기 송신 단말기의 위치를 사용하여 상기 룩업 테이블로부터 검색되는,
    채널을 통해 송신 단말기로부터 수신 단말기로 데이터를 전송하는 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 채널 파라미터는 상기 룩업 테이블로의 이전 액세스 이후에 경과한 시간을 사용하여 상기 룩업 테이블로부터 검색되는,
    채널을 통해 송신 단말기로부터 수신 단말기로 데이터를 전송하는 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 채널 파라미터는 채널 심볼 레이트, 변조 타입, 코드 레이트, 코드 타입 또는 주파수 중 적어도 하나를 더 포함하는,
    채널을 통해 송신 단말기로부터 수신 단말기로 데이터를 전송하는 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 채널은 하나 이상의 릴레이 단말기를 더 포함하며, 일련의 위치를 결정하는 단계는 하나 이상의 릴레이 단말기의 위치를 결정하는 단계를 더 포함하는,
    채널을 통해 송신 단말기로부터 수신 단말기로 데이터를 전송하는 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 채널의 링크 기하학적 구조를 결정하는 단계는, 상기 일련의 위치에서 각각의 위치에 대한 상기 송신 단말기와 하나 이상의 상기 릴레이 단말기 사이의 제1 링크 기하학적 구조와 하나 이상의 상기 릴레이 단말기와 상기 수신 단말기 사이의 제2 링크 기하학적 구조를 결정하는 단계를 포함하는,
    채널을 통해 송신 단말기로부터 수신 단말기로 데이터를 전송하는 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    일련의 위치를 결정하는 단계 이전에, 경과 시간 또는 위치를 사용하여 링크 기하학적 구조의 사전 지식 및 상기 송신 단말기의 현재 위치의 추정에 기초하여 상기 수신 단말기의 세트로부터 수신 단말기를 선택하는 단계를 더 포함하는,
    채널을 통해 송신 단말기로부터 수신 단말기로 데이터를 전송하는 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 수신 단말기는 송신 데이터의 변화를 검출하고 상기 송신 단말기에 의해 선택된 변조 및 코딩에 자동으로 적응하는,
    채널을 통해 송신 단말기로부터 수신 단말기로 데이터를 전송하는 방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 룩업 테이블은 상이한 주파수 또는 연중 시기(times of year)에 대한 복수의 룩업 테이블을 더 포함하는,
    채널을 통해 송신 단말기로부터 수신 단말기로 데이터를 전송하는 방법.
  11. 단말기 사이에서의 전송 동안 예측 적응 코딩 및 변조(ACM)를 제공하기 위한 통신 시스템에 있어서,
    전송 속도의 변화를 검출하고 그 복조를 변화에 자동으로 적응시키기 위한 하나 이상의 수신 단말기; 및
    하나 이상의 수신 단말기로부터 리턴 링크를 통한 채널 파라미터의 수신 없이 룩업 테이블로부터 채널 파라미터를 선택함으로써 예측 ACM을 사용하여 하나 이상의 수신 단말기에 데이터를 전송하기 위한 송신 단말기;를 포함하는,
    단말기 사이에서의 전송 동안 예측 적응 코딩 및 변조(ACM)를 제공하기 위한 통신 시스템.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 룩업 테이블은 송신 단말기의 복수의 위치에 대한 채널 파라미터를 더 포함하며 상기 송신 단말의 현재 위치를 사용하여 액세스되는,
    단말기 사이에서의 전송 동안 예측 적응 코딩 및 변조(ACM)를 제공하기 위한 통신 시스템.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 룩업 테이블은 상기 송신 단말기의 계획된 궤도를 따른 복수의 위치에 대한 채널 파라미터를 더 포함하며 상기 룩업 테이블의 이전 액세스 이후에 경과된 시간을 사용하여 액세스되는,
    단말기 사이에서의 전송 동안 예측 적응 코딩 및 변조(ACM)를 제공하기 위한 통신 시스템.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 룩업 테이블은 상이한 주파수 또는 연중 시간(times of year)에 대한 복수의 룩업 테이블을 더 포함하는,
    단말기 사이에서의 전송 동안 예측 적응 코딩 및 변조(ACM)를 제공하기 위한 통신 시스템.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 채널 파라미터는 채널 심볼 레이트, 변조 타입, 코드 레이트, 코드 타입 또는 주파수 중 적어도 하나를 더 포함하는,
    단말기 사이에서의 전송 동안 예측 적응 코딩 및 변조(ACM)를 제공하기 위한 통신 시스템.
  16. 제11항에 있어서,
    상기 채널 파라미터는 예측 신호 대 잡음비(SNR)에 기초하는,
    단말기 사이에서의 전송 동안 예측 적응 코딩 및 변조(ACM)를 제공하기 위한 통신 시스템.
  17. 통신 시스템의 송신 단말기로서,
    상기 송신 단말기는 제1항의 방법을 사용하여 상기 통신 시스템의 수신 단말기에 데이터를 전송하는,
    통신 시스템의 송신 단말기.
  18. 제1항에 있어서,
    상기 링크 파라미터는 변조 타입, 순방향 오류 정정(FEC) 코드 레이트 및/또는 코드 타입; 심볼 레이트 및 대역폭; 그리고 통신 주파수 중 하나 이상을 포함하는,
    채널을 통해 송신 단말기로부터 수신 단말기로 데이터를 전송하는 방법.
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