KR19980016548A - Reserved Packet Allocation Device in Satellite Communication System - Google Patents

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KR19980016548A
KR19980016548A KR1019960036149A KR19960036149A KR19980016548A KR 19980016548 A KR19980016548 A KR 19980016548A KR 1019960036149 A KR1019960036149 A KR 1019960036149A KR 19960036149 A KR19960036149 A KR 19960036149A KR 19980016548 A KR19980016548 A KR 19980016548A
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Abstract

본 발명은 중앙제어국이 기지국으로부터 망운용 및 유지보수와 관련된 데이터를 전송받고자 할 때 전송채널인 슬로티드 알로하(Slotted Aloha) 채널을 구성하는 소정의 패킷(Packet 또는 타임슬롯)을 예약할당(예약패킷)함으로써 데이터의 유실을 방지할 수 있도록 된 위성통신 시스템에서 예약패킷 할당 장치에 관한 것으로, 중앙제어국과 기지국 사이의 TDM 채널과 S-ALOHA 채널로 구성된 서비스 데이터 망(SDN)을 관리하는 SDN 관리자와, S-ALOHA 채널 중에서 예약패킷의 예약할당상태를 소정의 플래그로 나타내기 위한 예약패킷 정보저장부, 기지국으로부터 현재 전송되는 예약패킷의 프레임번호데이터를 저장하기 위한 프레임번호 저장부 및, 임의의 장치로부터 입력되는 소정의 가산수치데이터 및 타임슬롯 갯수데이터를 저장하기 위한 오프셋데이터 저장부를 포함하여 구성되고, 상기 SDN 관리자는 임의의 장치로부터 예약패킷의 예약할당을 요구하는 메세지와 더불어 상기 가산수치데이터가 입력되면 프레임번호 저장부의 프레임번호 데이터에 가산수치데이터를 가산하여 프레임번호데이터를 산출한 다음 타임슬롯 갯수데이터를 근거로 예약패킷을 예약할당하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, when a central control station wants to receive data related to network operation and maintenance from a base station, a predetermined packet (Packet or timeslot) constituting a slotted Aloha channel, which is a transmission channel, is reserved (reserved). The present invention relates to an apparatus for allocating reserved packets in a satellite communication system capable of preventing loss of data. The SDN manages a service data network (SDN) consisting of a TDM channel and an S-ALOHA channel between a central control station and a base station. A reservation packet information storage unit for indicating the reservation allocation status of the reservation packet in the S-ALOHA channel with a predetermined flag, a frame number storage unit for storing frame number data of the reservation packet currently transmitted from the base station, and any An offset data storage unit for storing predetermined addition value data and time slot number data inputted from an apparatus of The SDN manager calculates frame number data by adding the additional value data to the frame number data of the frame number storage unit when the addition value data is input together with a message requesting reservation allocation of the reservation packet from an arbitrary device. Next, the reservation packet is allocated based on the timeslot number data.

Description

위성통신 시스템에서 예약패킷(Reserved Packet) 할당 장치Reserved Packet Allocation Device in Satellite Communication System

본 발명은 인공위성을 이용한 통신 시스템에 관한 것으로, 특히 중앙제어국이 기지국으로부터 망운용 및 유지보수와 관련된 데이터를 전송받고자 할 때 전송채널인 슬로티드 알로하(Slotted Aloha) 채널을 구성하는 소정의 패킷(Packet 또는 타임슬롯)을 예약할당(예약패킷)함으로써 데이터의 유실을 방지할 수 있도록 된 위성통신 시스템에서 예약패킷 할당 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a communication system using satellites. In particular, when a central control station wants to receive data related to network operation and maintenance from a base station, a predetermined packet constituting a slotted Aloha channel, which is a transmission channel ( The present invention relates to an apparatus for allocating reserved packets in a satellite communication system capable of preventing data loss by reserving a packet or timeslot).

최근, 통신기술이 급속도로 발전되면서 원격지에 위치하는 가입자가 인공위성을 통하여 통화를 할 수 있도록 해주는 위성통신이 점차 일반화되고 있는 바. 이와 같은 위성통신은 통화를 위해 별도의 신호선이 필요로 되지 않기 때문에 주로 국가간의 장거리 통신이나, 또는 우리나라와 같이 산악이 많은 나라의 통신방법으로서 유용하게 사용되고 있다.Recently, with the rapid development of communication technology, satellite communication, which enables subscribers who are located at remote sites to make calls through satellites, is becoming increasingly common. Such satellite communication is mainly used as a long distance communication between countries, or a communication method in a mountainous country such as Korea, because a separate signal line is not required for a call.

상기한 위성통신에 있어서는 그 채널할당방식에 따라 가입자별로 각각의 통신채널을 할당하는 PAMA(Pre-Assignment Multiple Access) 방식과 가입자의 요구에 따라 통신채널을 할당하는 DAMA(Demand Assignment Multiple Access) 방식의 두가지 방식을 들 수가 있는데, 일반적으로 가입자간의 통화를 위한 위성통신 시스템에 있어서는 통신채널의 가격과 그 효용성을 고려하여 DAMA 방식을 많이 채용하고 있다.In the above-mentioned satellite communication, a PAMA (Pre-Assignment Multiple Access) method for allocating communication channels for each subscriber according to the channel assignment method and a DAMA (Demand Assignment Multiple Access) method for allocating communication channels according to a subscriber's request There are two methods. In general, in the satellite communication system for communication between subscribers, many DAMA methods are adopted in consideration of the cost and the effectiveness of the communication channel.

도 1은 DAMA 방식에 따른 일반적인 위성통신 시스템의 전반적인 시스템 구성을 나타낸 구성도이다.1 is a block diagram showing the overall system configuration of a general satellite communication system according to the DAMA method.

도 1에서 참조번호 1은 다수의 통신용 채널을 구비한 인공위성이고, 2는 전체 위성통신 시스템을 제어하는 중앙제어국, 3(3A, 3B)은 교환기나 전화기, 컴퓨터등의 데이터 단말기 및 팩시밀리 등의 단말기에 대한 인터페이스 기능을 갖춤과 더불어, 상기 중앙제어국(2)과 데이터 송수신을 통해 각종 단말기간의 통화기능을 제공하는 기지국이다.In Figure 1, reference numeral 1 is a satellite having a plurality of communication channels, 2 is a central control station for controlling the entire satellite communication system, 3 (3A, 3B) is a data terminal and facsimile, such as an exchange, a telephone, a computer, etc. In addition to having an interface function for a terminal, the base station provides a call function between various terminals through data transmission and reception with the central control station 2.

또한, 도 1에서 참조부호 S는 제어데이터를 송수신하기 위한 서비스 채널(Service Channel)을 나타내고, T는 데이터나 음성을 송수신하기 위한 트래픽 채널(Traffic Channel)을 나타낸다.In FIG. 1, reference numeral S denotes a service channel for transmitting and receiving control data, and T denotes a traffic channel for transmitting and receiving data or voice.

상기한 구성에 있어서, 중앙제어국(2)은 정상적인 상태에서는 서비스 채널을 통해서 제어 메세지를 송출한 후 해당 기지국(3)으로부터 송신되어 오는 응답 메세지를 근거로 각 기지국(3)의 상태, 즉 통신가능 용량이나 통신채널의 이용상태를 점검하는 폴링(Polling)기능을 수행하게 된다. 그리고, 특정한 기지국 예컨대 기지국(3A)으로부터 기지국(3B) 관할의 단말기에 대해 통화요구(Calling)가 있는 경우에는 상기 폴링과정에서 얻어진 정보를 근거로 해당 기지국(3B)이 통신이 가능한 상태인 지를 판단하고, 통신가능 상태인 경우에는 인공위성의 이용가능한 트래픽 채널(T)을 양 기지국(3A, 3B)에 할당함으로써 양 기지국(3A, 3B)이 직접적으로 상호 통신을 수행할 수 있도록 하게 된다.In the above-described configuration, the central control station 2 transmits a control message through a service channel in a normal state and then, based on a response message sent from the base station 3, that is, communication It performs a polling function to check the available capacity or the utilization status of the communication channel. When there is a call request from a specific base station, for example, the base station 3A to the terminal of the base station 3B, it is determined whether the corresponding base station 3B is in a state in which communication is possible based on the information obtained in the polling process. In the case of the communicable state, the available traffic channel T of the satellite is allocated to both base stations 3A and 3B so that both base stations 3A and 3B can directly communicate with each other.

이어, 중앙제어국(2)은 상기한 양 기지국(3A, 3B)간에 통신이 종료되어 통신 요구가 있었던 기지국(3A)으로부터 서비스 채널(S)을 통해 통신종료 신호가 인가되게 되면 양 기지국에 대해 통신종료처리를 실행함으로써 양 기지국(3A, 3B)에 대해 제공되었던 트래픽 채널(T)을 해제하게 된다.Subsequently, when the communication between the base stations 3A and 3B is terminated and the communication termination signal is applied through the service channel S from the base station 3A, which has been requested for communication, the central control station 2 is applied to both base stations. By executing the communication termination process, the traffic channel T which has been provided to both base stations 3A and 3B is released.

한편, 도 2는 상술한 중앙제어국(2)의 구성을 나타낸 구성도이다.2 is a block diagram showing the configuration of the central control station 2 described above.

도 2에서 참조번호 21은 인공위성(1)과 상향링크(Up link) 신호와 하향링크(Down link) 신호를 송수신하기 위한 안테나이고, 22는 주파수의 편파 성질을 이용하여 상기 안테나(21)를 통해 송수신되는 신호를 분리하여 입출력하는 직교모드변환기(OMT : Orthogonal Mode Transducer), 23은 이 직교모드변환기(22)를 통해 입력된 예컨대 12.25∼12.75 G㎐의 하향링크 주파수신호를 저잡음증폭하는 저잡음증폭기(LNA : Low Noise Amplifier), 24는 이 저잡음증폭기(23)를 통해 인가된 주파수신호를 예컨대 70 M㎐의 중간주파수신호(IF)로 변환하는 주파수하향변환기(DC : Down Converter)이다.In FIG. 2, reference numeral 21 is an antenna for transmitting / receiving an satellite 1, an uplink signal, and a downlink signal, and 22 is an antenna 21 through the antenna 21 using a polarization property of frequency. Orthogonal Mode Transducer (OMT) for separating and transmitting and receiving signals, 23 is a low-noise amplifier for low-noise amplifying 12.25 to 12.75 GkHz downlink frequency signal input through the orthogonal mode converter (22) Low Noise Amplifier (LNA), 24 is a frequency down converter (DC) for converting a frequency signal applied through the low noise amplifier 23 into an intermediate frequency signal IF of 70 MHz, for example.

또한, 참조번호 25는 상기 주파수하향변환기(24)로부터 인가되는 중간주파수신호(IF)를 다수의 중간주파수신호로 분리하여 출력함과 더불어, 이후에 설명할 SCPC(Single Channel Per Carrier) 채널 유니트(SCU:26)로부터 인가되는 중간주파수신호를 조합하여 출력하는 중간주파수 조합/분배부(IF C/D : IF Combiner/Distributer)이고, 26은 이 중간주파수 조합/분배부(25)로부터 인가되는 중간주파수 신호를 복조하고 디코딩하여 출력함과 더불어 이후에 설명할 네트워크 제어부(40)로부터 출력되는 메세지를 인코딩 및 변조하여 출력하는 SCPC 채널유니트이다.In addition, reference numeral 25 separates and outputs the intermediate frequency signal IF applied from the frequency down converter 24 into a plurality of intermediate frequency signals, and also describes a Single Channel Per Carrier (SCP) channel unit to be described later. An intermediate frequency combiner / distributor (IF C / D) for combining and outputting an intermediate frequency signal applied from the SCU: 26, and 26 is an intermediate applied from the intermediate frequency combiner / distributor 25. It is a SCPC channel unit that demodulates, decodes and outputs a frequency signal, and encodes, modulates, and outputs a message output from the network controller 40 to be described later.

여기서, 상기 중간주파수 조합/분배부(25)는 다수의 SCPC채널유니트를 사용하는 경우의 시스템 확장성을 위해 채용된 것이다.Here, the intermediate frequency combination / distributor 25 is employed for system scalability when using a plurality of SCPC channel units.

또한, 참조번호 27은 상기 IF조합/분배부(25)로부터 인가되는 70M㎐의 IF 신호를 예컨대 14.0∼14.5G㎐의 극초단파로 변환하여 상향링크 주파수신호를 생성하는 주파수상향변환기(UC : Up Converter), 28은 이 주파수상향변환기(27)로부터 출력되는 상향링크 주파수신호를 증폭하는 고출력증폭기(HPA:High Power Amplifier)이다.Further, reference numeral 27 denotes a frequency up-converter for converting an IF signal of 70 MHz applied from the IF combination / distributor 25 into an microwave of 14.0 to 14.5 GHz to generate an uplink frequency signal. And 28 are high power amplifiers (HPAs) for amplifying uplink frequency signals output from the frequency up-converter 27.

그리고, 참조번호 40은 임의의 SCPC 채널유니트(261∼26N)를 통해서 각 기지국(3)으로 제어 메세지를 송출한 후 해당 기지국으로부터 송신되어 오는 응답 메세지를 근거로 각 기지국(3)의 상태를 점검하는 폴링기능을 수행하고, 특정한 기지국으로부터 통화요구(Calling)가 있는 경우에는 상기 폴링과정에서 얻어진 정보를 근거로 상대방 기지국이 통신이 가능한 상태인 지를 판단하여 통신가능 상태인 경우에는 인공위성의 이용가능한 트래픽 채널(T)과 모뎀을 양 기지국에 할당함으로써 양 기지국이 직접적으로 상호 통신을 수행할 수 있도록 하는 등의 시스템제어를 수행하는 네트워크 제어부이다.Reference numeral 40 denotes a control message sent to each base station 3 through an arbitrary SCPC channel unit 261 to 26N, and then checks the state of each base station 3 based on a response message transmitted from the base station. In case that there is a call request from a specific base station, it is determined whether the other base station is in a possible communication state based on the information obtained in the polling process. It is a network control unit that performs system control, such as assigning a channel T and a modem to both base stations so that both base stations can directly communicate with each other.

또한, 참조번호 50은 시스템관리자가 상기 네트워크제어부(40)를 관리하여 위성통신 시스템의 전반적인 네트워크를 관리하기 위한 네트워크관리시스템이다.In addition, reference numeral 50 is a network management system for the system administrator to manage the network control unit 40 to manage the overall network of the satellite communication system.

한편, 제 3 도는 상술한 네트워크제어부(40)의 구성을 개략적으로 나타낸 구성도로, 도면에서 참조번호 41은 중앙제어국(2)의 시스템 전체를 제어하는 프로세서이고, 42는 상기 SCPC 채널유니트(26)에서 인가되는 메세지로부터 패킷 정보(Packet Information)를 추출하여 S-ALOHA(Sloted ALOHA)패킷을 생성함과 더불어, 상기 SCPC 채널유니트(26)에 대해 TDM(Time Division Multiplex) 스트림(Stream)의 메세지를 생성하여 출력하는 서비스채널 콘트롤러(SCC : Service Channel Controller)이다.3 is a diagram schematically showing the configuration of the network control unit 40 described above. In the drawing, reference numeral 41 denotes a processor for controlling the entire system of the central control station 2, and 42 denotes the SCPC channel unit 26. In addition to extracting packet information from the message applied to the S-ALOHA (S-ALOHA) packet, the message of the time division multiplex (TDM) stream for the SCPC channel unit 26 is generated. Service Channel Controller (SCC) that generates and outputs

또한, 참조번호 43은 듀얼 포트 RAM으로서, 이는 상기 프로세서(41)와 서비스채널 콘트롤러(42)사이의 데이터 송수신을 위해 제공되는 것이고, 참조번호 44는 중앙제어국(2)과 기지국(3)의 통신 채널인 서비스 네트워크 망(SDN)을 관리하는 SDN 관리자(SDN Manager)이다.Further, reference numeral 43 denotes a dual port RAM, which is provided for data transmission and reception between the processor 41 and the service channel controller 42, and reference numeral 44 denotes a central control station 2 and a base station 3. SDN Manager that manages the service network (SDN), a communication channel.

여기서, 상기 SDN 관리자(44)는 한정된 통화로 자원인 위성 채널에 대해서 다수의 사용자가 공유할 수 있도록 중앙에서 집중적으로 관리하도록 해 주는 공통제어채널(SDN)을 관리하는 프로세서이다.Here, the SDN manager 44 is a processor that manages a common control channel (SDN) to centrally manage a plurality of users to share a satellite channel as a resource in a limited call.

그리고, 참조번호 45는 상기 프로세서(41)의 동작 프로그램이 저장되는 프로그램 저장부이고, 46은 이 네트워크 프로세서(41)의 폴링동작에 의해 얻어진 각 기지국의 상태정보가 저장되는 기지국정보 저장부, 47은 인공위성에 의해 허용되는 통신채널의 이용상태가 저장되는 채널정보 저장부이다.Reference numeral 45 is a program storage unit for storing the operation program of the processor 41, 46 is a base station information storage unit for storing state information of each base station obtained by the polling operation of the network processor 41, 47 Is a channel information storage unit that stores a state of use of a communication channel allowed by a satellite.

이어, 상기한 구성으로 된 위성통신 시스템의 동작을 설명한다.Next, the operation of the satellite communication system having the above configuration will be described.

정상적인 상태에서 도 2의 네트워크 제어부(40)는 폴링동작을 수행하여 각 기지국의 상태를 점검하게 된다.In the normal state, the network controller 40 of FIG. 2 performs a polling operation to check the state of each base station.

즉, 네트워크 제어부(40)의 프로세서(41)는 각 기지국의 상태를 점검하기 위한 패킷 데이터를 듀얼 포트 RAM(43)에 기입하게 되고, 서비스채널 콘트롤러(42)는 이 듀얼 포트 RAM(43)에 기입된 패킷 데이터를 독출하여 TDM스트림의 메세지를 생성한 후 이를 SCPC 채널 유니트(26)로 출력하게 된다.That is, the processor 41 of the network control unit 40 writes packet data for checking the state of each base station in the dual port RAM 43, and the service channel controller 42 writes in the dual port RAM 43. After reading the written packet data, the TDM stream generates a message and outputs it to the SCPC channel unit 26.

그러면, SCPC 채널 유니트(26)에서는 상기 메세지를 인코딩 및 변조함으로써 예컨대 70M㎐의 중간주파수신호로 변환하여 출력하게 되고, 이 중간주파수신호는 IF 조합/분배부(25)에서 주파수별로 조합된 후, 주파수증가 변환부(27)에서 예컨대 14.5 G㎐의 상향링크 주파수신호로 변환되게 된다. 그리고, 이 상향링크 주파수신호는 고출력증폭기(28)와 직교모드변환기(22) 및 안테나(21)를 거쳐 출력된 후 제 1 도에서의 인공위성(1)을 통해 각 기지국(3)으로 송출되게 된다.Then, the SCPC channel unit 26 converts and outputs the message into an intermediate frequency signal of 70 MHz by encoding and modulating the message, and the intermediate frequency signal is combined for each frequency in the IF combination / distributor 25, The frequency increase converter 27 converts the uplink frequency signal of, for example, 14.5 GHz. The uplink frequency signal is output through the high power amplifier 28, the quadrature mode converter 22, and the antenna 21, and then transmitted to each base station 3 through the satellite 1 in FIG. .

한편, 각 기지국(3)으로부터 인공위성(1)을 통해 안테나(21)로 수신된 응답메세지, 즉 12.25 G㎐의 하향링크 주파수신호는 직교모드변환기(22)와 저잡음증폭기(23)를 통해 주파수하향변환기(24)에 인가되어 70 M㎐의 중간주파수신호로 변환되고, 이어 IF 조합/분배부(25)를 통해 SCPC 채널 유니트(26)로 인가되어 복조 및 디코딩된 후 네트워크제어부(40)로 인가되게 된다.On the other hand, the response message received by the antenna 21 from each base station 3 via the satellite 1, that is, the downlink frequency signal of 12.25 GkHz is frequency down through the orthogonal mode converter 22 and the low noise amplifier 23. It is applied to the converter 24 and converted into an intermediate frequency signal of 70 MHz, and then applied to the SCPC channel unit 26 through the IF combination / distributor 25, demodulated and decoded, and then applied to the network controller 40. Will be.

그리고, 네트워크제어부(40)에서는 서비스채널 콘트롤러(42)가 인가되는 메세지로부터 패킷정보를 추출하여 슬로티드 알로하 패킷을 생성한 후 이를 듀얼 포트 RAM(43)에 기입하게 되고, 프로세서(41)는 듀얼 포트 RAM(43)으로부터 해당 패킷 데이터를 독출하여 이를 근거로 기지국정보 저장부(46)를 갱신등록함으로써 각각의 기지국에 대한 상태정보를 보유하게 된다.In addition, the network controller 40 extracts packet information from the message to which the service channel controller 42 is applied, generates a slotted Aloha packet, and writes it to the dual port RAM 43. The packet data is read from the port RAM 43, and the base station information storage unit 46 is updated and registered based on this, thereby retaining state information for each base station.

또한, 상술한 폴링동작은 각 기지국에 대해 지속적으로 실행되게 된다.In addition, the above-described polling operation is continuously performed for each base station.

또한, 상술한 폴링동작 중에 임의의 기지국으로부터 다른 기지국에 대한 통화요구(Calling)가 있는 경우 프로세서(41)는 우선 상기 기지국정보 저장부(46)로부터 호출된 기지국의 상태정보를 독출하여 해당 기지국이 현재 통신이 가능한 상태인지를 판단하여, 통신가능상태로 판정된 경우에는 채널정보 저장부(47)를 검사하여 현재 사용가능한 통신채널 및 위성모뎀(SCU)을 할당하게 된다.In addition, when there is a call request from another base station to another base station during the above-described polling operation, the processor 41 first reads state information of the base station called from the base station information storage unit 46, If it is determined that the current communication is possible, and if it is determined that the communication is possible, the channel information storage unit 47 is examined to allocate the currently available communication channel and satellite modem (SCU).

도 1의 제어채널(S)은 서비스 데이터 망(SDN)이라고도 한다. 이 서비스 데이터 망(SDN)은 중앙제어국(2)에서 기지국(3)으로의 전송채널인 1개의 아웃바운드(Outbound)채널과 기지국(3)에서 중앙제어국(2)으로의 전송채널인 최대 4개의 인바운드(Inbound)채널로 구성된다.The control channel S of FIG. 1 is also called a service data network (SDN). This service data network (SDN) is one outbound channel which is a transmission channel from the central control station 2 to the base station 3 and a maximum transmission channel which is the transmission channel from the base station 3 to the central control station 2. It consists of four inbound channels.

상기 아웃바운드 채널은 TDM(Time Division Multiplexing) 방식을 사용하며(TDM 채널) 동기 및 데이터 패킷을 전송한다. 각 패킷에는 특정 기지국을 식별하기 위한 기지국 식별코드를 갖거나 모든 기지국에 전송하기 위하여 광역식별코드를 갖는다. 상기 인바운드 채널은 여러 기지국(3)이 중앙제어국(2)과의 통신을 위하여 랜덤 슬로티드 알로하(Random Slotted Aloha) 방식(슬로티드 알로하 채널)에 의한 다중 프로토콜을 사용한다.The outbound channel uses a time division multiplexing (TDM) scheme (TDM channel) and transmits synchronization and data packets. Each packet has a base station identification code for identifying a particular base station or a wide area identification code for transmission to all base stations. The inbound channel uses multiple protocols by a random slotted aloha scheme (slotted Aloha channel) for various base stations 3 to communicate with the central station 2.

상기 슬로티드 알로하 채널은 18개의 패킷으로 구성되어 호 요구(Calling)에 대한 호처리와 관련된 기능에 사용되는 14개의 랜덤 패킷(Random Packet)과 망 운용 및 유지보수와 관련된 기능에 사용되는 4개의 예약패킷(Reserved Packet)으로 구분된다.The slotted Aloha channel consists of 18 packets, 14 random packets used for functions related to call processing for call calling, and 4 reservations used for functions related to network operation and maintenance. It is divided into a reserved packet.

기지국(3)은 가입자로부터 호 요구가 있을 때마다 슬로티드 알로하 채널의 랜덤 패킷을 통해 즉시 제어신호를 중앙제어국(2)으로 출력함으로써 호출자와 피호출자가 실시간으로 통신을 실행할 수 있도록 동작한다.The base station 3 operates so that the caller and the called party can communicate in real time by immediately outputting a control signal to the central control station 2 through a random packet of the slotted Aloha channel whenever there is a call request from the subscriber.

한편, 중앙제어국은 다수의 기지국을 관리하게 되는 바, 기지국에서 망운용 및 유지보수와 관련된 신호를 전송할 때 다수의 기지국에서 동시에 신호를 전송하게 되면 신호의 충돌이 발생하게 되어 데이터의 유실이 발생함으로써 중앙제어국은 임의의 기지국에 대해서 적절한 제어신호를 방송하지 못하게 된다.Meanwhile, the central control station manages a plurality of base stations. When the base station transmits signals related to network operation and maintenance, the signals are collided when the base stations transmit signals at the same time, resulting in loss of data. This prevents the central station from broadcasting appropriate control signals to any base station.

이에, 본 발명은 상기한 사정을 감안하여 창출된 것으로서, 중앙제어국이 기지국으로부터 망운용 및 유지보수와 관련된 데이터를 전송받고자 할 때 전송채널인 슬로티드 알로하(Slotted Aloha) 채널을 구성하는 소정의 패킷(Packet 또는 타임슬롯)을 예약할당(예약패킷)함으로써 데이터의 유실을 방지할 수 있도록 된 위성통신 시스템에서 예약패킷 할당 장치를 제공함에 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made in view of the above circumstances, and when a central control station wants to receive data related to network operation and maintenance from a base station, a predetermined channel constituting a slotted Aloha channel is used. It is an object of the present invention to provide an apparatus for allocating a reserved packet in a satellite communication system capable of preventing the loss of data by allocating a packet (a packet or timeslot).

도 1은 일반적인 위성통신 시스템의 개요를 설명하기 위한 전반적인 시스템 구성도.1 is an overall system configuration for explaining the outline of a general satellite communication system.

도 2는 도 1에서의 중앙제어국(2)의 구성을 나타낸 기능 블록도.FIG. 2 is a functional block diagram showing the configuration of the central control station 2 in FIG.

도 3은 도 2에서의 네트워크 제어부(40)의 구성을 나타낸 기능 블록도.3 is a functional block diagram showing the configuration of the network control unit 40 in FIG.

도 4는 본 발명의 1실시예에 따른 위성통신 시스템에서 예약채널 할당 장치의 구성을 나타낸 기능 블록도.4 is a functional block diagram showing the configuration of a reserved channel allocation apparatus in a satellite communication system according to an embodiment of the present invention.

도 5는 도 4의 구성으로 된 장치의 동작을 설명하기 위한 동작 플로우 챠트.FIG. 5 is an operational flowchart for explaining the operation of the apparatus of FIG. 4. FIG.

* 도면의 주요부분에 대한 간단한 설명* Brief description of the main parts of the drawing

1 : 인공위성2 : 중앙제어국1: satellite 2: central control station

3A, 3B : 기지국21 : 안테나3A, 3B: base station 21: antenna

22 : 직교모드변환기23 : 저잡음증폭기22: orthogonal mode converter 23: low noise amplifier

24 : 주파수하향변환기25 : 중간주파수 조합/분배부24: frequency down converter 25: intermediate frequency combination / distribution unit

26 : SCPC 채널유니트27 : 주파수상향변환기26: SCPC channel unit 27: frequency up converter

28 : 고출력증폭기40 : 네트워크제어부28: high power amplifier 40: network control unit

41, 60 : 프로세서42 : 서비스 채널 콘트롤러(SCC)41, 60: Processor 42: Service Channel Controller (SCC)

43 : 듀얼 포트 RAM44, 64 : 서비스 데이터 망 관리자(SDNM)43: dual port RAM44, 64: service data network manager (SDNM)

45 : 프로그램 저장부46 : 기지국정보 저장부45: program storage unit 46: base station information storage unit

47 : 채널정보 저장부50 : 네트워크 관리시스템47: channel information storage unit 50: network management system

61 : 예약패킷정보 저장부62 : 프레임번호 저장부61: reserved packet information storage unit 62: frame number storage unit

63 : 오프셋번호 저장부63: offset number storage unit

상기 목적을 실현하기 위한 본 발명에 따른 위성통신 시스템에서 예약패킷 할당 장치는 중앙제어국과 기지국 사이의 TDM 채널과 S-ALOHA 채널로 구성된 서비스 데이터 망(SDN)을 관리하는 SDN 관리자와, S-ALOHA 채널 중에서 예약패킷의 예약할당상태를 소정의 플래그로 나타내기 위한 예약패킷 정보저장부, 기지국으로부터 현재 전송되는 예약패킷의 프레임번호데이터를 저장하기 위한 프레임번호 저장부 및, 임의의 장치로부터 입력되는 소정의 가산수치데이터 및 타임슬롯 갯수데이터를 저장하기 위한 오프셋데이터 저장부를 포함하여 구성되고, 상기 SDN 관리자는 임의의 장치로부터 예약패킷의 예약할당을 요구하는 메세지와 더불어 상기 가산수치데이터가 입력되면 프레임번호 저장부의 프레임번호 데이터에 가산수치데이터를 가산하여 프레임번호데이터를 산출한 다음 타임슬롯 갯수데이터를 근거로 예약패킷을 예약할당하는 것을 특징으로 한다In the satellite communication system according to the present invention for realizing the above object, the reserved packet allocation apparatus includes an SDN manager for managing a service data network (SDN) consisting of a TDM channel and an S-ALOHA channel between a central control station and a base station, and A reservation packet information storage unit for indicating a reservation allocation status of a reservation packet in the ALOHA channel with a predetermined flag, a frame number storage unit for storing frame number data of a reservation packet currently transmitted from the base station, and input from an arbitrary device. And an offset data storage unit for storing predetermined addition data and time slot number data, wherein the SDN manager receives a frame requesting reservation allocation of a reservation packet from an arbitrary device together with the message. Frame number data by adding addition numerical data to frame number data of number storage unit Calculates the data, and then allocates the reservation packet based on the time slot number data.

이어, 도 4는 본 발명의 1실시예에 따른 위성통신 시스템에서 예약패킷 할당 장치의 구성을 나타낸 기능 블록도로서, 동도를 참조하여 상기한 구성으로 된 예약패킷 할당 장치를 보다 상세하게 설명한다. 도 4에서 도 3과 동일한 기능을 수행하는 부분에는 동일한 참조번호를 붙이고 그 상세한 설명은 생략한다.4 is a functional block diagram showing the configuration of the reserved packet allocation apparatus in the satellite communication system according to the first embodiment of the present invention, which will be described in more detail with reference to FIG. In FIG. 4, the same reference numerals are assigned to parts performing the same functions as those of FIG. 3, and a detailed description thereof will be omitted.

도면에서 참조번호 60은 중앙제어국(2)의 전반적인 동작을 제어하는 제어부로서의 프로세서이고, 참조번호 61은 기지국(3)에서 중앙제어국(2)으로 소정의 데이터 또는 응답신호를 전송하는 전송채널인 슬로티드 알로하 채널 중에서 예약패킷(Reserved Packet)의 사용상태를 소정의 플래그로 나타내기 위한 예약패킷 정보저장부이다.In the figure, reference numeral 60 denotes a processor as a control unit for controlling the overall operation of the central control station 2, and reference numeral 61 denotes a transmission channel for transmitting predetermined data or response signals from the base station 3 to the central control station 2; A reserved packet information storage unit for indicating a state of use of a reserved packet in a predetermined Aloha channel with a predetermined flag.

여기서, 상기 프로세서(60)는 임의의 패킷이 예약할당이 되면 해당 프레임의 해당 타임슬롯을 예컨대, '1'로 셋팅함으로써 이후에 예약패킷을 예약할당하고자 하는 경우 예약패킷 정보저장부(61)를 독출하여 참조하게 된다.In this case, when a predetermined packet is reserved, the processor 60 sets the corresponding time slot of the corresponding frame to '1', for example, to reserve the reserved packet later. It will be read and referenced.

또한, 참조번호 62는 예약된 패킷의 프레임 번호를 저장하기 위한 프레임번호저장부로서, 이 프레임번호 저장부(62)는 프로세서(60)가 예약패킷 저장부(61)를 독출하여 패킷의 예약상태를 검색할 때 참조하게 되는 것이고, 참조번호 63은 중앙제어국(2)을 구성하는 임의의 장치로부터 입력되는 오프셋수치 및 패킷 수를 저장하기 위한 오프셋번호 저장부이다.Reference numeral 62 denotes a frame number storage unit for storing the frame number of the reserved packet. The frame number storage unit 62 reads the reserved packet storage unit 61 by the processor 60 to reserve the packet. The reference numeral 63 is an offset number storage unit for storing the offset value and the packet number input from any device constituting the central control station 2.

여기서, 중앙제어국(2)을 구성하는 각 장치는 네트워크 제어부(40)의 제어신호를 근거로 위성통신 시스템을 원할하게 구동하기 위한 일련의 동작을 각각 수행함과 더불어 기지국으로부터 필요한 제어데이터를 방송하거나 소정의 데이터를 전송받아 처리하게 된다. 즉, 중앙제어국(2)의 각 장치는 필요한 데이터를 기지국으로부터 전송받기 위해서 TDM 채널을 통해 기지국으로 소정의 제어신호를 출력하게 되고, 기지국(3)은 해당의 응답신호를 슬로티드 알로하 채널을 통해 전송하게 된다.Here, each device constituting the central control station 2 performs a series of operations for smoothly driving the satellite communication system based on the control signal of the network control unit 40 and broadcasts necessary control data from the base station. The predetermined data is received and processed. That is, each device of the central control station 2 outputs a predetermined control signal to the base station through the TDM channel in order to receive necessary data from the base station, and the base station 3 transmits the corresponding response signal to the slotted Aloha channel. Will be sent through.

또한, 참조번호 64는 도 3를 통해 상술한 제어채널인 서비스 데이터 망(SDN)을 관리함과 더불어 각 장치로부터 입력되는 예약패킷의 할당요구신호(오프셋번호, 패킷 수)를 근거로 해당의 기지국으로 예약패킷의 프레임번호 및 타임슬롯번호를 방송하도록 제어하는 서비스 데이터 망(SDN) 관리 프로세서이다.In addition, reference numeral 64 manages the service data network (SDN), which is the control channel described above with reference to FIG. 3, and transmits to the corresponding base station based on the allocation request signal (offset number, number of packets) of the reservation packet inputted from each device. A service data network (SDN) management processor that controls to broadcast a frame number and a timeslot number of a reservation packet.

이어, 상기한 구성으로 된 장치의 동작을 도 5의 동작 플로우 챠트를 참조하여 설명한다.Next, the operation of the apparatus having the above-described configuration will be described with reference to the operation flowchart of FIG. 5.

우선, 중앙제어국(2)을 구성하는 임의의 장치로부터 패킷전송을 요구하는 메세지가 입력되면(ST1 단계), SDN 관리자(64)는 패킷전송요구 메세지와 더불어 입력되는 프레임번호 가산수치 및 패킷 개수데이터 등의 오프셋번호데이터를 오프셋번호 저장부(63)에 저장하게 된다(ST2 단계).First, when a message for requesting packet transmission is input from an arbitrary device constituting the central control station 2 (step ST1), the SDN manager 64 enters the frame number addition value and the number of packets, together with the packet transmission request message. Offset number data such as data is stored in the offset number storage section 63 (step ST2).

이어, SDN 관리자(64)는 프레임번호 저장부(62)로부터 현재의 프레임번호 데이터를 독출하게 된다(ST3 단계).Subsequently, the SDN manager 64 reads the current frame number data from the frame number storage 62 (step ST3).

이어, SDN 관리자(64)는 상기 현재의 프레임번호 데이터에 임의의 장치로부터 입력되는 상기 가산수치 데이터를 가산하여 새로운 프레임번호를 산출한 다음 이 프레임에서 상기 패킷개수데이터를 근거로 예약할당이 가능한 타임슬롯을 검색하게 된다(ST4, ST5 단계).Subsequently, the SDN manager 64 calculates a new frame number by adding the addition value data inputted from an arbitrary device to the current frame number data, and then reserves time based on the packet count data in this frame. The slot is searched (steps ST4 and ST5).

이어, 유효 타임슬롯이 존재하게 되면 이 타임슬롯을 포함하는 프레임번호 및 타임슬롯번호 데이터를 기지국(3)으로 방송하게 된다(ST6 단계).Subsequently, if a valid timeslot exists, the frame number and timeslot number data including the timeslot are broadcasted to the base station 3 (step ST6).

이후, 기지국(3)은 상기한 과정으로 할당된 프레임번호 및 타임슬롯번호 데이터를 통해서 중앙제어국(2)으로 통신을 수행하게 된다.Thereafter, the base station 3 performs communication to the central control station 2 through the frame number and time slot number data allocated in the above-described process.

한편, 상기 ST5 단계에서 요구하는 타임슬롯개수데이터에 대하여 유효 타임슬롯이 부족하게 되면 현재 프레임의 타임슬롯를 할당한 다음 상기 오프셋번호 저장부(63)의 오프셋번호를 '1' 증가시켜 상기 ST2 단계로 이행하여 이하의 동작을 수행하게 되어 다음 프레임의 타임슬롯을 할당하게 된다(ST7 단계).On the other hand, if the valid time slot is insufficient for the time slot number data required in step ST5, the time slot of the current frame is allocated, and then the offset number of the offset number storage unit 63 is increased by '1' to step ST2. Then, the following operation is performed to allocate the time slot of the next frame (step ST7).

상기한 바와 같이 본 발명에 의하면, 중앙제어국이 기지국으로부터 망운용 및 유지보수와 관련된 데이터를 전송받고자 할 때 전송채널인 슬로티드 알로하(Slotted Aloha) 채널을 구성하는 소정의 패킷(Packet 또는 타임슬롯)을 예약할당(예약패킷)함으로써 데이터의 유실을 방지할 수 있도록 된 위성통신 시스템에서 예약패킷 할당 장치를 실현할 수 있다.As described above, according to the present invention, when a central control station wants to receive data related to network operation and maintenance from a base station, a predetermined packet (Packet or timeslot) constituting a slotted Aloha channel, which is a transmission channel, is used. ), A reservation packet allocation device can be realized in a satellite communication system that can prevent data loss.

Claims (2)

중앙제어국과 기지국 사이의 TDM 채널과 S-ALOHA 채널로 구성된 서비스 데이터 망(SDN)을 관리하는 SDN 관리자와,An SDN manager for managing a service data network (SDN) consisting of a TDM channel and an S-ALOHA channel between a central station and a base station; S-ALOHA 채널 중에서 예약패킷의 예약할당상태를 소정의 플래그로 나타내기 위한 예약패킷 정보저장부,Reserved packet information storage unit for indicating the reserved allocation status of the reserved packet in the S-ALOHA channel with a predetermined flag, 기지국으로부터 현재 전송되는 예약패킷의 프레임번호데이터를 저장하기 위한 프레임번호 저장부 및,A frame number storage unit for storing frame number data of a reservation packet currently transmitted from a base station; 임의의 장치로부터 입력되는 소정의 가산수치데이터 및 타임슬롯 갯수데이터를 저장하기 위한 오프셋데이터 저장부를 포함하여 구성되고,And an offset data storage unit for storing predetermined addition value data and time slot number data inputted from any device, 상기 SDN 관리자는 임의의 장치로부터 예약패킷의 예약할당을 요구하는 메세지와 더불어 상기 가산수치데이터가 입력되면 프레임번호 저장부의 프레임번호 데이터에 가산수치데이터를 가산하여 프레임번호데이터를 산출한 다음 타임슬롯 갯수데이터를 근거로 예약패킷을 예약할당하는 것을 특징으로 하는 위성통신 시스템에서 예약패킷 할당 장치.The SDN manager calculates the frame number data by adding the additional value data to the frame number data of the frame number storage unit when the addition value data is input together with a message requesting reservation allocation of the reservation packet from an arbitrary device. An apparatus for allocating a reserved packet in a satellite communication system, comprising allocating a reserved packet based on data. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 SDN 관리자는 산출된 프레임에서 요구되는 타임슬롯 갯수가 부족하게 되면 현재의 프레임에서 유효 타임슬롯을 할당한 다음 가산수치데이터에 '1'을 가산하여 다시 프레임번호를 산출함으로써 나머지 타임슬롯을 예약할당하는 것을 특징으로 하는 위성통신 시스템에서 예약패킷 할당 장치.When the number of timeslots required in the calculated frame is insufficient, the SDN manager allocates a valid timeslot in the current frame, adds '1' to the additive data, and calculates the frame number again to allocate the remaining timeslots. Reserved packet allocation device in a satellite communication system, characterized in that.
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KR101414835B1 (en) * 2012-12-14 2014-07-03 아주대학교산학협력단 Data packing and slot allocation apparatus for continuous data transmission

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