KR20120070142A - 위성 단말장치와 통신하는 중심국에서의 역방향링크 패킷 오류 판단방법 및 그 판단장치 - Google Patents

위성 단말장치와 통신하는 중심국에서의 역방향링크 패킷 오류 판단방법 및 그 판단장치 Download PDF

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Abstract

위성 단말장치로부터 수신된 패킷의 오류 여부를 판단하고, 그 판단 결과에 따라 모드코드 값을 계산하여 위성 단말장치로 전송함으로써 위성 단말장치의 패킷 전송 과정에서 패킷 손실을 줄이는 기술에 관한 것으로, 일 실시예에 따른 위성 단말장치와 통신하는 중심국에서의 역방향링크 패킷 오류 판단방법은 위성 단말장치로부터 복수의 역방향링크 패킷들을 수신하는 단계와, 역방향링크 패킷들을 순차적으로 조합하여 제1 역방향링크 패킷을 생성하고, 제1 역방향링크 패킷과 새로이 수신되는 제2 역방향링크 패킷을 비교분석하여 패킷의 오류 여부를 판단하는 단계를 포함함으로써, 실제 트래픽에 대한 수율 변화에 근거하여 위성 단말장치가 역방향링크로 패킷 전송시 패킷 손실을 줄일 수 있다.

Description

위성 단말장치와 통신하는 중심국에서의 역방향링크 패킷 오류 판단방법 및 그 판단장치{METHOD FOR DETECTING RETURN LINK PACKET ERROR IN HUB WHICH COMMUNICATES WITH SATELLITE TERMINAL, AND APPARATUS THEREOF}
패킷전송 오류 판단방법 및 그 판단장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 위성 단말장치에서 중심국으로의 역방향링크에서의 패킷 오류 판단방법 및 그 판단장치에 관한 것이다.
최근 위성 통신 기술은 소용량, 저전력의 VSAT(Very Small Aperture Terminal)를 이용하여 지상 망이 연결되기 힘든 지역을 비롯해 고속 이동체, 선박 등과 같은 특수한 이동체에도 통신 서비스를 제공할 수 있는 유일한 수단으로 여겨지고 있다. 이에 따라, 관련된 많은 연구가 활발히 진행되고 있다. 특히, 현재 위성 통신 시스템은 글로벌 서비스 인프라 구축이 가능하고, 이에 더 나아가 고품질 통신 서비스까지 제공하여 유비쿼터스 네트워크 환경을 지원하는 시스템을 구축하기 위한 작업이 진행중이다.
양방향 위성통신 시스템에서는 중심국에서 위성단말장치(또는 단말국)로의 방송 및 통신 데이터 전송은 DVB-S(Digital Video Broadcasting via Satellite) 규격에 따라 순방향링크로 전송하고, 위성단말장치(또는 단말국)에서 중심국으로의 방송 및 통신 데이터 전송은 DVB-RGS(Digital Video Broadcasting - Return Channel via Satellite) 규격에 따라 역방향링크로 전송한다.
한편, 최근 위성망 기반의 인터넷 서비스의 보편화에 따라 고정/이동형 위성 단말 장치가 강우 감쇄 환경에서도 연결중인 세션을 일정 품질 수준의 서비스를 유지하는 기술이 요구되고 있다. 종래에는 DVB-S2 순방향 링크에 대하여 신호 대 잡음비를 계산하여 위성 단말 장치의 적응형 코딩 및 변조 기법인 ACM(Adaptive Coding and Modulation)을 제어하거나, 기상 조건에 따라 채널 적응형 패킷 스케쥴링을 통해 전송 패키 양을 동일하게 유지하면서 다양한 서비스를 제공하는 방법이 있었다.
다만, 종래의 방법은 링크에 대한 신호 대 잡음비를 측정하여 ACM 제어를 수행함으로써, 실제 트래픽 수율 변화를 기초로 하여 서비스 품질을 유지하는 데는 어려움이 있다.
위성 단말장치로부터 수신된 패킷의 오류 여부를 판단하고, 그 판단 결과에 따라 모드코드 값을 계산하여 위성 단말장치로 전송함으로써 위성 단말장치의 패킷 전송 과정에서 패킷 손실을 줄일 수 있는 기술이 제공된다.
일 실시예에 따른 위성 단말장치와 통신하는 중심국에서의 역방향링크 패킷 오류 판단방법은 위성 단말장치로부터 복수의 역방향링크 패킷들을 수신하는 단계와, 역방향링크 패킷들을 순차적으로 조합하여 제1 역방향링크 패킷을 생성하고, 제1 역방향링크 패킷과 새로이 수신되는 제2 역방향링크 패킷을 비교분석하여 패킷의 오류 여부를 판단하는 단계를 포함한다.
일 실시예에 따른 위성 단말장치와 통신하는 중심국에서의 역방향링크 패킷 오류 판단장치는 위성 단말장치로 순방향링크 패킷을 송신하는 송신부와, 위성 단말장치로부터 복수의 역방향링크 패킷들을 수신하는 수신부와, 역방향링크 패킷들을 순차적으로 조합하여 제1 역방향링크 패킷을 생성하고, 제1 역방향링크 패킷과 새로이 수신되는 제2 역방향링크 패킷을 비교분석하여 패킷의 오류 여부를 판단하는 오류 판단부를 포함한다.
위성 단말장치로부터 수신되는 패킷의 오류 여부를 판단하고, 그 판단 결과에 따라 모드코드 값을 계산하여 위성 단말장치로 전송하여, 실제 트래픽에 대한 수율 변화에 근거하여 위성 단말장치가 역방향링크로 패킷 전송시 패킷 손실을 줄일 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 패킷 오류 판단방법의 전체 흐름도,
도 2는 일 실시예에 따른 역방향링크 패킷의 종류별 구조도,
도 3은 일 실시예에 따른 역방향링크 패킷을 이용한 IP 패킷 생성 참고도,
도 4a는 일 실시예에 따른 제1 역방향링크 패킷이 있을 때의 패킷 오류 판단방법중 제2 역방향링크 패킷이 개시 패킷, 종료 패킷인 경우의 흐름도,
도 4b는 일 실시예에 따른 제1 역방향링크 패킷이 있을 때의 패킷 오류 판단방법중 제2 역방향링크 패킷이 중간 패킷인 경우의 흐름도,
도 5는 일 실시예에 따른 제1 역방향링크 패킷이 없을 때의 패킷 오류 판단방법의 흐름도,
도 6a는 일 실시예에 따른 역방향링크 패킷 조합의 오류가 없는 경우를 설명하기 위한 참고도,
도 6b는 일 실시예에 따른 역방향링크 패킷 조합의 오류가 있는 경우를 설명하기 위한 참고도,
도 6c는 일 실시예에 따른 순번 정보가 없는 중간 패킷이 포함된 경우, 역방향링크 패킷 조합의 오류를 설명하기 위한 참고도,
도 6d는 일 실시예에 따른 순번 정보가 있는 중간 패킷이 포함된 경우, 역방향링크 패킷 조합의 오류가 수정되는 것을 설명하기 위한 참고도,
도 7은 일 실시예에 따른 역방향링크 패킷 오류 판단장치의 구성도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세하게 설명한다. 사용되는 용어들은 실시 예에서의 기능을 고려하여 선택된 용어들로서, 그 용어의 의미는 사용자, 운용자의 의도 또는 판례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 후술하는 실시 예들에서 사용된 용어의 의미는, 본 명세서에 구체적으로 정의된 경우에는 그 정의에 따르며, 구체적인 정의가 없는 경우는 당업자들이 일반적으로 인식하는 의미로 해석되어야 할 것이다.
도 1은 일 실시예에 따른 패킷 오류 판단방법의 전체 흐름도이다.
도 1을 참조하면, 위성 단말장치로부터 역방향링크 패킷을 수신한다(110). 양방향 위성 통신 시스템에서는 중심국에서 위성 단말장치(또는 단말국)로의 방송 및 통신 데이터 전송은 DVB-S(Digital Video Broadcasting via Satellite) 규격에 따라 순방향링크(forward link)로 전송한다. 또한, 위성단말장치(또는 단말국)에서 중심국으로의 방송 및 통신 데이터 전송은 DVB-RGS(Digital Video Broadcasting - Return Channel via Satellite) 규격에 따라 역방향링크(return link)로 전송한다. 따라서, 위성 단말장치는 역방향링크를 이용하여 데이터를 전송한다.
역방향링크 패킷은 하나의 패킷이 위성 단말장치에서 여러 패킷으로 분할되어 전송된다. 역방향링크 패킷은 개시 패킷, 중간 패킷, 종료 패킷 중 어느 하나일 수 있다. 개시 패킷, 중간 패킷, 종료 패킷은 순차적으로 위성 단말장치에서 중심국으로 전송된다. 역방향링크 패킷 중 중간 패킷은 옵션으로 분할되기 전의 패킷의 순번 정보를 포함할 수 있다. 역방향링크 패킷 중 종료 패킷은 분할되기 전의 패킷의 순번 정보를 포함한다. 역방향링크 패킷의 구조 및 종류와 관련해서 도 2를 참조하여 후술하도록 한다.
도 2는 일 실시예에 따른 역방향링크 패킷의 종류별 구조도이다.
도 2를 참조하면, 역방향링크 패킷의 종류에는 분할되지 않은 역방향링크 패킷(210)과 분할된 패킷인 개시 패킷(230), 중간 패킷(250), 종료 패킷(270)이 있다. 위성 단말장치로부터 전송되는 역방향링크 패킷은 위성 단말장치에서 분할된 패킷이다. 또한, 역방향링크 패킷은 위성 단말장치에서 분할되지 않은 패킷(210)이 전송될 수도 있다. 패킷이 분할되어 전송되는 경우, 한 세트의 개시 패킷(230), 중간 패킷(250), 종료 패킷(270)은 전송과정에서 손실이 없는 한 순차적으로 전송된다.
또한, 역방향링크 패킷은 패킷 분할 정보, 패킷 순번 정보, 프래그먼트 ID 정보, SA 정보 중 적어도 하나 이상의 정보를 포함한다. 역방향링크 패킷의 기본 구조는 S/E 필드, 프래그먼트 길이 필드, 프래그먼트 라벨 필드, 프로토콜 타입 필드, 패킷 라벨 필드, 확장 헤더 필드, 데이터 필드를 포함한다. S/E (Start/End)필드는 역방향링크 패킷의 분할정보를 나타낸다. S=1, E=1은 분할되지 않은 역방향링크 패킷(210)을 나타낸다. S=1, E=0은 역방향링크 패킷 중 개시패킷(230)을 나타낸다. S=0, E=0은 역방향링크 패킷 중 중간패킷(250)을 나타낸다. 중간 패킷의 경우 순번 정보는 옵션 사항이다. S=0, E=1은 역방향링크 패킷 중 종료패킷(270)을 나타낸다.
프래그먼트 라벨(fragment label)은 프래그먼트 스위칭 라벨을 정의한다. 프로토콜 타입 필드는 PDU(Protocol Data Unit) 타입, 확장 헤더의 유무를 정의한다. 패킷 라벨(packet label) 필드는 이더넷 호환을 정의한다. 확장 헤더(extension header) 필드는 상위 계층 정보 확장에 사용되며, ULE(Unidirectional Lightweight Encapsulation) 규격을 정의한다. 프래그먼트 ID 필드는 분할된 역방향링크 패킷들을 재조합하기 위해 사용된다.
개시 패킷(230)은 전체 길이 필드를 포함한다. 이는 역방향링크 패킷들의 재조합 과정에서 원래 패킷의 길이마다 재조합 오류를 검출하는데 기준으로 사용된다. 예를 들면, 역방향링크 패킷들 중 종료 패킷(270)이 수신되어 조합되었으나, 전체 패킷 길이가 전체 길이 필드에 정의된 길이보다 짧거나 큰 경우에는 재조합 과정에서 오류가 발생했음을 나타낸다.
중간 패킷(250)은 옵션으로 순번 정보 필드를 포함할 수 있으며 역방향링크 패킷의 재조합시 오류를 검출하기 위해 사용된다. 위성 단말장치에서 패킷을 분할시 후순위 패킷의 순번 정보 변화값을 이용하여 다수의 중간 패킷(250) 중에서 하나 이상의 중간 패킷(250)에 선택적으로 순번 정보 필드를 정의한다. 역방향링크 패킷을 수신하는 중심국에서는 수신된 중간 패킷(250)에 포함된 순번 정보와 후순위 패킷 순번 정보를 비교한다. 이 경우, 후순위 패킷 순번 정보와 현재 수신된 중간 패킷(250)의 순번 정보가 일치하지 않으면 역방향링크 패킷에 손실이 발생한 것으로 판단한다.
한편, 종료 패킷(270)은 순번 정보 필드를 포함한다. 순번 정보 필드는 역방향링크 패킷의 재조합시 오류를 검출하기 위해 사용된다. 위성 단말장치에서 패킷을 분할시 후순위 패킷의 순번 정보 변화값을 이용하여 종료 패킷(270)에 순번 정보 필드를 정의한다. 역방향링크 패킷을 수신하는 중심국에서는 수신된 종료 패킷(270)에 포함된 순번 정보와 후순위 패킷 순번 정보를 비교한다. 이 경우, 후순위 패킷 순번 정보와 현재 수신된 종료 패킷(270)의 순번 정보가 일치하면 역방향링크 패킷의 재조합의 오류가 없는 것으로 판단한다.
다시 도 1을 참조하면, 다음으로 수신된 역방향링크 패킷을 조합하여 제1 역방향링크 패킷을 생성한다(120). 중심국은 복수의 역방향링크 패킷들을 수신하여 하나의 패킷으로 조합한다. 제1 역방향링크 패킷은 조합된 패킷을 뜻한다. 제1 역방향링크 패킷은 둘 이상의 역방향링크 패킷이 더해지며 완성된 패킷 형태이거나, 미완성된 형태의 패킷일 수도 있다. 제1 역방향링크는 역방향링크 패킷을 순차적으로 조합하ㅎ여 생성할 수 있다. 조합된 역방향링크 패킷을 이용하여 IP 패킷을 생성하는 것은 도 3을 참조하여 후술하도록 한다.
도 3은 일 실시예에 따른 역방향링크 패킷을 이용한 IP 패킷 생성 참고도이다.
도 3을 참조하면, 중심국은 물리 계층(physical layer), 인캡슐레이션/프래그멘테이션 계층(encapsulation/fragmentation layer) 및 네트워크 계층(network layer)의 데이터 구조를 가진다. 물리계층은 위성 단말장치로부터 수신된 버스트(burst)에 대하여 CRC(Cyclic Redundancy Check)를 수행하고 버스트 페이로드(burst payload) 데이터를 상위 계층을 전달한다. 이 경우, 위성 단말장치로부터 중심국 물리계층의 트래픽 버스트 레이로드 길이에 따라 여러 개의 역방향링크 패킷들이 분할되어 수신된다.
물리계층의 상위 계층인 인캡슐레이션/프래그멘테이션 계층에서는 버스트 페이로드에 따라 역방향링크 패킷의 헤더를 분석한다. 인캡슐레이션/프래그멘테이션 계층에서는 분할된 역방향링크 패킷 페이로드 데이터를 IP 패킷으로 재조합한다. 이 경우, 역방향링크 패킷의 재조합 오류 검사를 한 후, 오류가 없는 경우에는 조합된 IP 패킷을 상위 계층인 네트워크 계층으로 전달한다. 따라서, 위성 단말장치와 중심국 간의 역방향링크(return link)를 이용하여, 트래픽 버스트로부터 중심국의 물리계층과 인캡슐레이션/프래그멘테이션 계층을 통과하여 네트워크 계층에서 IP 패킷이 생성된다.
다시 도 1을 참조하면, 다음으로 조합된 제1 역방향링크 패킷과 후순위로 수신되는 제2 역방향링크 패킷을 비교분석하여 패킷 조합의 오류 여부를 판단한다(140). 제2 역방향링크 패킷은 제1 역방향링크 패킷이 생성된 뒤에 수신되는 역방향링크 패킷을 의미한다. 제1 역방향링크 패킷과 제2 역방향링크 패킷의 정보를 비교분석하고, 그 분석결과에 따라 제1 역방향링크 패킷 및/또는 제2 역방향링크 패킷을 삭제한다.
패킷의 오류 여부를 판단하기 위해, 제1 역방향링크 패킷의 데이터 길이에 따라 제1 역방향링크 패킷과 제2 역방향링크 패킷을 비교분석하여 패킷의 오류 여부를 판단한다. 제1 역방향링크 패킷과 제2 역방향링크 패킷의 데이터의 길이의 합을 미리 설정된 전체 데이터 길이와 비교하여 패킷의 오류 여부를 판단한다. 앞서 설명한 바와 같이, 제2 역방향링크 패킷 중 개시 패킷은 전체 데이터 길이 필드를 포함한다.
또한, 제1 역방향링크 패킷의 존재 유무 및 제2 역방향링크 패킷의 분할 정보를 비교분석하여 패킷의 오류 여부를 판단한다. 제1 역방향링크 패킷은 역방향링크 패킷들의 순차적인 합을 나타낸다. 제1 역방향링크 패킷이 존재하지 않으면, 제2 역방향링크 패킷은 개시 패킷이 되어야 한다. 만약 제2 역방향링크 패킷이 중간 패킷 또는 종료 패킷으로 판단되면, 제2 역방향링크는 오류로 판단한다.
또한, 제1 역방향링크 패킷에 종료 패킷이 포함된 경우, 종료 패킷이 포함하는 순번 정보와 후순위 패킷의 순번 정보를 확인하고, 제2 역방향링크 패킷이 순번 정보를 갖는 중간 패킷인 경우 또는 종료 패킷인 경우, 제1 역방향링크 패킷에 포함된 중간 패킷 또는 종료 패킷의 순번정보와 후순위 패킷의 순번 정보를 비교분석하여 패킷의 오류 여부를 판단한다. 즉, 위성 단말장치에서 패킷을 분할할 때 정해지는 해당 패킷의 순번 정보와 다음 순번 정보를 이용하여, 순번 정보가 순차적으로 이어지지 않는 경우 패킷 오류로 판단하게 된다. 이상과 같은 오류 판단방법을 도 4a 내지 도 5를 참조하여 구체적으로 후술하도록 한다.
도 4a는 일 실시예에 따른 제1 역방향링크 패킷이 있을 때의 패킷 오류 판단방법중 제2 역방향링크 패킷이 개시 패킷, 종료 패킷인 경우의 흐름도이고, 도 4b는 일 실시예에 따른 제1 역방향링크 패킷이 있을 때의 패킷 오류 판단방법중 제2 역방향링크 패킷이 중간 패킷인 경우의 흐름도이다.
도 4a를 참조하면, 제1 역방향링크 패킷이 존재하는 상태에서, 후순위 역방향링크 패킷인 제2 역방향링크 패킷을 수신하고 이를 분석한다(410). 역방향링크 패킷의 구조는 도 2에서 설명한 바와 같다. 제2 역방향링크 패킷의 S/E 필드를 분석한다. S 비트가 0인지 여부를 판단한다(411). S 비트가 1인 경우에는 제1 역방향링크 패킷을 삭제한다(430). S 비트가 1인 경우는 패킷이 분할되지 않은 경우이거나, 개시 패킷임을 알 수 있다.
제1 역방향링크 패킷이 존재하는 경우에서는 아직 전체 패킷이 조합되지 않은 경우이므로, 제2 역방향링크 패킷은 중간 패킷 또는 종료 패킷이어야 한다. 따라서, 제2 역방향링크 패킷으로 개시 패킷 또는 분할되지 않은 역방향링크 패킷이 입력되면, 제1 역방향링크 패킷를 삭제한다. 즉, 제1 역방향링크 패킷에 조합되어야 할 제2 역방향링크 패킷인 중간 패킷 또는 종료 패킷이 손실된 것으로 판단한다. 다만, 제2 역방향링크 패킷은 개시 패킷 또는 분할되지 않은 패킷이고, 제2 역방향링크 패킷을 생성하는데 문제가 없으므로, 정상 수신된 것으로 처리한다(470).
S 비트가 0인 경우, 다음으로 E 비트가 1인지 판단한다(413). S 비트가 0인 경우에는 제2 역방향링크 패킷은 중간 패킷 또는 종료 패킷임을 알 수 있다. E 비트가 0인 경우 제2 역방향링크 패킷은 중간 패킷이다. E 비트가 1인 경우 제2 역방향링크 패킷은 종료 패킷이다. E 비트가 0인 경우는 도 4b를 참조하여 후술하도록 한다. 이하에서는 E 비트가 1인 경우를 설명하도록 한다.
S 비트가 0이고, E 비트가 1인 경우 제1 역방향링크 패킷과 제2 역방향링크 패킷을 조합한 길이가 전체 패킷의 길이와 같은지를 판단한다(415). 즉, S 비트가 0이고, E 비트가 1인 경우, 제2 역방향링크 패킷은 종료 패킷이어야 한다. 따라서, 제1 역방향링크 패킷과 제2 역방향링크 패킷을 조합한 패킷의 길이는 전체 패킷의 길이와 같아야 한다. 조합한 길이가 전체 패킷 길이와 같지 않은 경우에는 제1 역방향링크 패킷과 제2 역방향링크 패킷 모두 삭제한다(450). 이는 제1 역방향링크 패킷과 제2 역방향링크 패킷을 조합하는 과정에서 오류가 발생했음을 나타낸다.
만약, 제1 역방향링크 패킷과 제2 역방향링크 패킷을 조합한 패킷의 길이는 전체 패킷의 길이와 같은 경우에는 제1 역방향링크 패킷의 후순위 패킷 순번정보가 제2 역방향 링크 패킷의 순번정보와 같은지를 판단한다(417). 만약, 순번정보가 일치하는 경우에는 제2 역방향링크 패킷은 정상으로 수신되었다고 처리한다(470). 순번정보를 이용하여 오류 여부를 판단하는 과정은 도 6a 및 도 6b를 참조하여 후술하도록 한다.
도 4b를 참조하면, S 비트가 0이고, E 비트가 0인 경우, 먼저 중간 패킷에 순번정보가 포함되었는지를 판단한다(412). 앞서 설명한 바와 같이, 중간 패킷에는 옵션으로 패킷의 순번정보가 포함될 수 있다. 따라서, 패킷 조합의 오류를 판단하는데 중간 패킷의 순번정보를 이용할 수 있다. 중간 패킷에 순번정보가 포함된 경우에는, 제1 역방향링크 패킷의 후순위 패킷 순번정보가 제2 역방향링크 패킷의 순번정보와 같은지를 판단한다(414). 이 경우, 순번정보가 서로 같은 경우에는 제2 역방향링크 패킷은 정상처리 한다(420). 그러나, 순번정보가 서로 다른 경우에는 중간에 손실된 패킷이 존재하는 것으로 판단하여, 제1 역방향링크 패킷 및 제2 역방향링크 패킷을 모두 삭제한다(460).
한편, 중간 패킷에 순번정보가 포함되지 않은 경우, 제1 역방향링크 패킷과 제2 역방향링크 패킷을 조합한 패킷의 길이가 개시 패킷에 저장된 전체 패킷 길이보다 작거나 같은지 여부를 판단한다(416). S 비트가 0이고, E 비트가 0인 경우는 제2 역방향링크 패킷은 중간 패킷이므로 제1 역방향링크 패킷과 제2 역방향링크 패킷의 조합된 길이는 전체 길이보다 작거나 같아야 한다. 조합된 길이가 전체 길이보다 작거나 같은 경우에는 제1 역방향링크 패킷과 제2 역방향링크 패킷은 모두 정상인 것으로 판단한다(480). 즉, 제1 역방향링크 패킷과 제2 역방향링크 패킷을 조합하는데 오류가 발생하지 않았음을 알 수 있다.
위의 경우에서, 조합된 길이가 전체 길이보다 같거나 큰 경우에는 제1 역방향링크 패킷 및 제2 역방향링크 패킷을 모두 삭제한다(450). 즉, 제1 역방향링크 패킷과 제2 역방향링크 패킷을 조합하는데 패킷 오류가 발생하였음을 알 수 있다. 조합된 길이가 전체 길이보다 같거나 큰 경우, 제2 역방향링크 패킷은 중간 패킷이 아니며, 중간 패킷인 경우에도 제1 역방향링크 패킷이 오류가 발생한 경우이므로 모두 삭제한다. 중간 패킷의 순번정보를 이용하여 오류 여부를 판단하는 과정은 도 6c 및 도 6d를 참조하여 후술하도록 한다.
도 6a는 일 실시예에 따른 역방향링크 패킷 조합의 오류가 없는 경우를 설명하기 위한 참고도이고, 도 6b는 일 실시예에 따른 역방향링크 패킷 조합의 오류가 있는 경우를 설명하기 위한 참고도이고, 도 6c는 일 실시예에 따른 순번 정보가 없는 중간 패킷이 포함된 경우, 역방향링크 패킷 조합의 오류를 설명하기 위한 참고도이고, 도 6d는 일 실시예에 따른 순번 정보가 있는 중간 패킷이 포함된 경우, 역방향링크 패킷 조합의 오류가 수정되는 것을 설명하기 위한 참고도이다.
먼저, 도 6a를 참조하면, 제1 역방향링크 패킷과 제2 역방향링크 패킷의 조합에 오류가 없는 경우를 나타낸다. 맨 왼쪽에 있는 패킷은 종료 패킷이고, 순번 정보에는 11이라는 패킷 순번 정보를 포함한다. 이는 현재 패킷의 번호는 11이고, 다음에 수신될 패킷의 번호는 12라는 것을 알려준다. 다음으로, 수신된 패킷은 순서대로 개시 패킷, 중간 패킷, 종료 패킷이 분할되어 수신된다. 이 경우, 종료 패킷에 포함된 순번 정보는 12이므로, 패킷이 정상적으로 수신되었음을 알 수 있다.
또한, 두 번째 종료 패킷은 다음에 수신될 패킷의 번호는 13임을 알려준다. 이후에 역방향링크 패킷들이 수신되고, 세 번째 중간 패킷의 순번 정보 필드로 13을 확인하며, 세 번째 종료 패킷의 순번정보 필드에는 13이라는 순번 정보가 포함된다. 따라서, 앞에서 예상한 순번 정보의 패킷이 수신되었으며, 이러한 역방향링크 패킷들의 조합에는 오류가 발생하지 않았음을 알 수 있다.
한편, 도 6b를 참조하면, 맨 왼쪽의 패킷은 먼저 수신된 첫 번째 종료 패킷이다. 첫 번째 종료 패킷은 자신이 속한 패킷의 순번은 11이고, 이후에 수신될 패킷의 순번 정보는 12임을 알려준다. 그리고, 역방향링크 패킷들인 개시 패킷과 중간 패킷들이 수신되어 조합되어 제1 역방향링크 패킷이 생성된다. 그 이후에 수신되는 새로운 역방향링크 패킷인 제2 역방향링크 패킷은 중간 패킷과 두 번째 종료 패킷이 순차적으로 수신된다. 이 경우, 전체 데이터 길이는 패킷 오류가 없는 경우와 차이가 없다. 하지만, 두 번째 종료 패킷의 순번 정보는 13을 나타낸다. 따라서, 이전 패킷에서 판단된 후순위 패킷의 순번 정보인 12와 다르므로 패킷 조합에 오류가 발생하였음을 알 수 있다.
한편, 도 6c를 참조하면, 맨 왼쪽의 패킷은 먼저 수신된 첫 번째 종료 패킷이다. 첫 번째 종료 패킷은 자신이 속한 패킷의 순번은 11이고, 이후에 수신될 패킷의 순번 정보는 12임을 알려준다. 그리고, 역방향링크 패킷들인 개시 패킷과 종료 패킷들이 손실되어 제1 역방향링크 패킷이 생성되지 않는다. 그 이후에 수신되는 새로운 역방향링크 패킷인 제2 역방향링크 패킷은 개시 패킷과 중간 패킷과 두 번째 종료 패킷이 순차적으로 수신된다. 이 경우, 두 번째 종료 패킷의 순번 정보는 13을 나타낸다. 따라서, 이전 패킷에서 판단된 후순위 패킷의 순번 정보인 12와 다르므로 패킷 조합에 오류가 발생하였음을 알 수 있으며 삭제된다.
한편, 도 6d를 참조하면, 맨 왼쪽의 패킷은 먼저 수신된 첫 번째 종료 패킷이다. 첫 번째 종료 패킷은 자신이 속한 패킷의 순번은 11이고, 이후에 수신될 패킷의 순번 정보는 12임을 알려준다. 그리고, 역방향링크 패킷들인 개시 패킷과 종료 패킷들이 손실되어 제1 역방향링크 패킷이 생성되지 않는다. 그 이후에 수신되는 새로운 역방향링크 패킷인 제2 역방향링크 패킷은 개시 패킷과 순번 정보를 갖는 중간 패킷과 두 번째 종료 패킷이 순차적으로 수신된다. 이 경우, 두번째 중간 패킷에 의하여 후순위 패킷 순번 정보가 13으로 갱신되며, 두 번째 종료 패킷의 순번 정보는 13을 나타낸다. 따라서, 후순위 패킷의 순번 정보인 13과 동일함으로 정상적으로 패킷 조합이 수행된다.
다시, 도 4a 또는 도4b로 돌아가서, 제1 및 제2 역방향링크 패킷이 비정상적으로 수신되어 삭제되었거나, 제2 역방향링크 패킷이 정상적으로 수신되었음을 처리한 이후에는 다음 패킷 순번 정보를 갱신한다(490, 420). 이는, 앞서 설명한 바와 같이, 제1 역방향링크 패킷이 조합중에 새로운 개시 패킷이 수신되는 경우, 후순위 패킷 순번정보를 1만큼 증가하거나, 수신된 제2 역방향링크 패킷 중 중간 패킷 또는 종료 패킷에 포함된 다음 패킷의 순번 정보를 갱신하는 것이다. 따라서, 이후에 새로운 패킷이 수신되는 경우, 이전에 예상된 패킷의 순번과 현재 패킷의 종료 패킷에 포함된 순번 정보를 비교하여 같은 경우에는 제1 역방향링크 패킷과 제2 역방향링크 패킷의 조합에 오류가 없음을 알 수 있다.
도 5는 일 실시예에 따른 제1 역방향링크 패킷이 없을 때의 패킷 오류 판단방법의 흐름도이다.
도 5를 참조하면, 앞에 조합 중인 제1 역방향링크 패킷이 없는 경우 수신되는 제2 역방향링크의 패킷을 분석한다(510). 제2 역방향링크 패킷의 분석은 앞서 도 4에서 설명한 바와 같다. 즉, 제2 역방향링크 패킷의 S/E 필드를 분석하여 S 비트가 0인지를 판단한다(520). S 비트가 1이면, 제2 역방향링크 패킷은 분할되지 않은 패킷 또는 개시 패킷임을 알 수 있다. 따라서, 이 경우에는 제2 역방향링크 패킷을 정상적으로 수신된 것으로 판단한다(530).
만약, S 비트가 0인 경우, 제2 역방향링크 패킷은 중간 패킷 또는 종료 패킷임을 나타낸다. 따라서, 이는 패킷 중 일부가 손실된 것으로 판단하여 제2 역방향링크 패킷을 삭제한다(540). 다음으로, E 비트가 0인지 여부를 판단한다(550). S 비트가 0이고, E 비트가 1인 경우는 종료 패킷이므로 다음 패킷(후순위 패킷)의 순번 정보를 갱신한다(570). 다만, E 비트가 0인 경우, 제2 역방향링크 패킷은 중간 패킷이므로 중간 패킷에 순번정보가 포함되었는지를 판단한다(560). 만약 중간 패킷에 순번정보가 포함된 경우에는 다음 패킷(후순위 패킷)의 순번정보를 갱신한다(570). 그러나, 중간 패킷에 순번정보가 포함되지 않은 경우, 다음 패킷(후순위 패킷)의 순번 정보를 갱신하지 않는다.
다시 도 1로 돌아가서, 다음으로 제1 역방향링크 패킷 또는 제2 역방향링크 패킷의 오류 여부에 따라 모드코드(MODCOD) 값을 계산하여 위상 단말장치로 전송한다(140). 즉, 수신된 역방향링크 패킷에 오류가 있는 경우에는 위성 단말장치로 전송하는 모드코드 값을 수정한다. 이는 현재 위성 단말장치 주변의 기상상황이 악화되어 있기 때문에 끊김없는 데이터를 전송하도록 하기 위해 모드코드 값을 수정하는 것이다.
위성 단말장치는 수정된 모드코드 값을 수신하고, 적응형 코딩 및 변조기법(Adaptive Coding and Modulation)을 이용하여 역방향링크 패킷을 인캡슐레이션하여 중심국으로 역방향링크(return link)를 이용하여 양방향 위성 통신 서비스를 제공한다.
도 7은 일 실시예에 따른 역방향링크 패킷 오류 판단장치의 구성도이다.
도 7을 참조하면, 일 실시예에 따른 역방향링크 패킷 오류 판단장치(700)는 수신부(710), 송신부(730), 오류 판단부(750), 모드코드 값 계산부(770), 저장부(790)를 포함한다. 수신부(710), 송신부(730)는 위성을 통해 위성 단말장치와 양방향 위성 통신을 하기 위해 데이터를 수신하고, 전송하는 모듈이다. 송신부(730)는 순방향링크(forward link)를 통해 위성 단말장치로 데이터를 전송하고, 수신부(710)는 역방향링크(return link)를 통해 위성 단말장치로부터 데이터를 수신한다.
오류 판단부(750)는 수신부(710)를 통해 위성 단말장치로부터 수신한 역방향링크 패킷을 입력받는다. 제1 역방향링크 패킷의 데이터 길이에 따라 제1 역방향링크 패킷과 제2 역방향링크 패킷을 비교분석하여 패킷의 오류 여부를 판단한다. 또한, 제1 역방향링크 패킷의 존재 유무 및 제2 역방향링크 패킷의 분할 정보를 비교분석하여 패킷의 오류 여부를 판단한다. 또한, 제1 역방향링크 패킷이 포함하는 순번 정보와 후순위 패킷의 순번 정보를 확인하고, 제2 역방향링크 패킷의 순번정보와 후순위 패킷의 순번 정보를 비교분석하여 패킷의 오류 여부를 판단한다.
또한, 오류 판단부(750)는 조합 패킷 생성부(751), 비교 분석부(753), 패킷 제어부(755)를 포함한다. 조합 패킷 생성부(751)는 수신된 역방향링크 패킷을 순서대로 조합하여 제1 역방향링크 패킷을 생성하는 연산 모듈이다. 조합 패킷 생성부(751)는 설정된 패킷 길이에 따라 역방향링크 패킷을 조합한다. 제1 역방향링크 패킷은 완전한 패킷이 아니며, 이후에 중간 패킷 또는 종료 패킷이 추가로 결합되어야 완전한 패킷을 구성한다. 조합 패킷 생성부(751)는 제1 역방향링크 패킷을 비교 분석부(753)로 출력한다.
비교 분석부(753)는 조합 패킷 생성부(751)로부터 수신된 제1 역방향링크 패킷과 이후 수신되는 역방향링크 패킷인 제2 역방향링크 패킷을 비교 분석한다. 비교 분석부(753)는 제2 역방향링크의 패킷을 통해 분할 정보, 전체 길이 정보, 순번 정보를 파악할 수 있다. 비교 분석부(753)는 비교 분석결과 패킷 재조합의 오류가 발생했는지 여부를 패킷 제어부(755)로 출력한다.
패킷 제어부(755)는 비교 분석부(753)로부터 패킷 재조합의 오류 여부에 관한 정보를 입력받는다. 입력된 정보를 통해, 제1 역방향링크 패킷 및/또는 제2 역방향링크 패킷을 삭제한다. 패킷 제어부(755)는 역방향링크 패킷을 저장부(790)에 저장한다. 저장부(790)에는 패킷 재조합에 오류가 없는 제1 역방향링크 패킷 또는 수신과정에 오류가 없는 제2 역방향링크 패킷이 저장된다. 또한, 저장부(790)에는 오류 정보도 함께 저장된다.
모드코드 값 계산부(770)는 저장부(790)에 저장된 오류 정보를 기초로 하여 위성 단말장치로 전송될 모드코드 값을 수정한다. 종래에 전송된 모드코드 값을 이용하여 변조된 역방향링크 패킷은 전송 과정에서 손실되는 경우가 발생한다. 따라서, 이러한 패킷 손실을 막기 위해 수정된 모드코드 값을 계산하여 이를 위성 단말장치로 전송한다. 따라서, 위성 단말장치는 새로운 모드코드 값을 이용하여 적응형 코딩 및 변조(Adaptive Coding and Modulation) 기법을 이용한 역방향링크 패킷을 중심국으로 전송한다.
이상에서 본 발명은 도면을 참조하면서 기술되는 바람직한 실시 예를 중심으로 설명되었지만 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서 본 발명은 기재된 실시 예로부터 도출 가능한 자명한 변형예를 포괄하도록 의도된 특허청구범위의 기재에 의해 해석되어져야 한다.
210 : 분할되지 않은 역방향링크 패킷
230 : 개시 패킷
250 : 중간 패킷
270 : 종료 패킷
700 : 패킷 오류 판단장치
710 : 수신부
730 : 송신부
750 : 오류 판단부
751 : 조합 패킷 생성부
753 : 비교 분석부
755 : 패킷 제어부
770 : 모드코드 값 계산부
790 : 저장부

Claims (16)

  1. 위성 단말장치로부터 복수의 역방향링크 패킷들을 수신하는 단계; 및
    상기 역방향링크 패킷들을 순차적으로 조합하여 제1 역방향링크 패킷을 생성하고, 상기 제1 역방향링크 패킷과 새로이 수신되는 제2 역방향링크 패킷을 비교분석하여 패킷의 오류 여부를 판단하는 단계;
    를 포함하는 위성 단말장치와 통신하는 중심국에서의 역방향링크 패킷 오류 판단방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 패킷의 오류 여부를 판단하는 단계는,
    상기 역방향링크 패킷들을 분할 정보에 따라 순차적으로 조합하여 제1 역방향링크 패킷을 생성하는 단계와;
    상기 제1 역방향링크 패킷과 상기 제2 역방향링크 패킷의 정보를 비교분석하는 단계; 및
    상기 비교분석하는 단계의 결과에 따라 상기 제1 역방향링크 패킷 및/또는 상기 제2 역방향링크 패킷을 삭제하는 단계;
    를 포함하는 위성 단말장치와 통신하는 중심국에서의 역방향링크 패킷 오류 판단방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 역방향링크 패킷은,
    상기 위성 단말장치에서 하나의 패킷이 개시 패킷, 중간 패킷, 종료 패킷으로 분할된 패킷 중 어느 하나이고, 상기 중간 패킷 및/또는 상기 종료 패킷은 상기 하나의 패킷의 순번 정보를 포함하는 위성 단말장치와 통신하는 중심국에서의 역방향링크 패킷 오류 판단방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 역방향링크 패킷은,
    패킷 분할 정보, 패킷 순번 정보, 프래그먼트 ID 정보, SA 정보 중 적어도 하나 이상의 정보를 포함하는 위성 단말장치와 통신하는 중심국에서의 역방향링크 패킷 오류 판단방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 패킷의 오류 여부를 판단하는 단계는,
    상기 제1 역방향링크 패킷의 데이터 길이에 따라 상기 제1 역방향링크 패킷과 상기 제2 역방향링크 패킷을 비교분석하여 패킷의 오류 여부를 판단하는 위성 단말장치와 통신하는 중심국에서의 역방향링크 패킷 오류 판단방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 패킷의 오류 여부를 판단하는 단계는,
    상기 제1 역방향링크 패킷의 존재 유무 및 상기 제2 역방향링크 패킷의 분할 정보를 비교분석하여 패킷의 오류 여부를 판단하는 위성 단말장치와 통신하는 중심국에서의 역방향링크 패킷 오류 판단방법.
  7. 제3항에 있어서, 상기 패킷의 오류 여부를 판단하는 단계는,
    상기 제1 역방향링크 패킷에 상기 종료 패킷이 포함된 경우, 상기 종료 패킷이 포함하는 순번 정보와 후순위 패킷의 순번 정보를 확인하고,
    상기 제2 역방향링크 패킷이 중간 패킷인 경우, 상기 제1 역방향링크 패킷에 포함된 종료 패킷의 순번정보와 상기 후순위 패킷의 순번 정보를 비교분석하여 패킷의 오류 여부를 판단하는 위성 단말장치와 통신하는 중심국에서의 역방향링크 패킷 오류 판단방법.
  8. 제3항에 있어서, 상기 패킷의 오류 여부를 판단하는 단계는,
    상기 제1 역방향링크 패킷에 상기 종료 패킷이 포함된 경우, 상기 종료 패킷이 포함하는 순번 정보와 후순위 패킷의 순번 정보를 확인하고,
    상기 제2 역방향링크 패킷이 종료 패킷인 경우, 상기 제1 역방향링크 패킷에 포함된 종료 패킷의 순번정보와 상기 후순위 패킷의 순번 정보를 비교분석하여 패킷의 오류 여부를 판단하는 위성 단말장치와 통신하는 중심국에서의 역방향링크 패킷 오류 판단방법.
  9. 제1항에 있어서, 상기 패킷 오류 판단방법은,
    상기 제1 역방향링크 패킷 또는 제2 역방향링크 패킷의 오류 여부에 따라 모드코드(MODCOD) 값을 계산하여 상기 위상 단말장치로 전송하는 단계;
    를 더 포함하는 위성 단말장치와 통신하는 중심국에서의 역방향링크 패킷 오류 판단방법.
  10. 위성 단말장치로 순방향링크 패킷을 송신하는 송신부와;
    상기 위성 단말장치로부터 복수의 역방향링크 패킷들을 수신하는 수신부; 및
    상기 역방향링크 패킷들을 순차적으로 조합하여 제1 역방향링크 패킷을 생성하고, 상기 제1 역방향링크 패킷과 새로이 수신되는 제2 역방향링크 패킷을 비교분석하여 패킷의 오류 여부를 판단하는 오류 판단부;
    를 포함하는 위성 단말장치와 통신하는 중심국에서의 역방향링크 패킷 오류 판단장치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 오류 판단부는,
    상기 역방향링크 패킷들을 분할 정보에 따라 순차적으로 조합하여 제1 역방향링크 패킷을 생성하는 조합 패킷 생성부와;
    상기 제1 역방향링크 패킷과 상기 제2 역방향링크 패킷의 정보를 비교분석하는 비교분석부; 및
    상기 비교분석부의 비교분석 결과에 따라 상기 제1 역방향링크 패킷 및/또는 상기 제2 역방향링크 패킷을 삭제하는 패킷 제어부;
    를 포함하는 위성 단말장치와 통신하는 중심국에서의 역방향링크 패킷 오류 판단장치.
  12. 제10항에 있어서, 상기 오류 판단부는,
    상기 제1 역방향링크 패킷의 데이터 길이에 따라 상기 제1 역방향링크 패킷과 상기 제2 역방향링크 패킷을 비교분석하여 패킷의 오류 여부를 판단하는 위성 단말장치와 통신하는 중심국에서의 역방향링크 패킷 오류 판단장치.
  13. 제10항에 있어서, 상기 오류 판단부는,
    상기 제1 역방향링크 패킷의 존재 유무 및 상기 제2 역방향링크 패킷의 분할 정보를 비교분석하여 패킷의 오류 여부를 판단하는 위성 단말장치와 통신하는 중심국에서의 역방향링크 패킷 오류 판단장치.
  14. 제10항에 있어서, 상기 오류 판단부는,
    상기 제1 역방향링크 패킷이 포함하는 순번 정보와 후순위 패킷의 순번 정보를 확인하고,
    상기 제2 역방향링크 패킷의 순번정보와 상기 후순위 패킷의 순번 정보를 비교분석하여 패킷의 오류 여부를 판단하는 위성 단말장치와 통신하는 중심국에서의 역방향링크 패킷 오류 판단장치.
  15. 제10항에 있어서, 상기 오류 판단장치는,
    상기 비교분석부의 비교분석 결과에 따라 상기 송신부를 통해 순방향 링크로 상기 위성 단말장치로 전송되는 모드코드(MODCOD) 값을 계산하는 모드코드 값 계산부;
    를 더 포함하는 위성 단말장치와 통신하는 중심국에서의 역방향링크 패킷 오류 판단장치.
  16. 제15항에 있어서, 상기 수신부는,
    상기 위성 단말장치로부터 상기 모드코드(MODCOD) 값을 반영하여 적응형 코딩 및 변조(Adaptive Coding and Modulation) 기법으로 생성되는 역방향링크 패킷을 수신하는 위성 단말장치와 통신하는 중심국에서의 역방향링크 패킷 오류 판단장치.
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