KR20130050718A - 기상 데이터를 토대로 하는 채널 예측 방법 및 그 장치 - Google Patents

기상 데이터를 토대로 하는 채널 예측 방법 및 그 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20130050718A
KR20130050718A KR1020110115939A KR20110115939A KR20130050718A KR 20130050718 A KR20130050718 A KR 20130050718A KR 1020110115939 A KR1020110115939 A KR 1020110115939A KR 20110115939 A KR20110115939 A KR 20110115939A KR 20130050718 A KR20130050718 A KR 20130050718A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
channel
weather data
data
weight
terminal
Prior art date
Application number
KR1020110115939A
Other languages
English (en)
Inventor
박만규
오덕길
Original Assignee
한국전자통신연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국전자통신연구원 filed Critical 한국전자통신연구원
Priority to KR1020110115939A priority Critical patent/KR20130050718A/ko
Priority to US13/611,120 priority patent/US8787263B2/en
Publication of KR20130050718A publication Critical patent/KR20130050718A/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/14—Relay systems
    • H04B7/15—Active relay systems
    • H04B7/185—Space-based or airborne stations; Stations for satellite systems
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L25/00—Baseband systems
    • H04L25/02—Details ; arrangements for supplying electrical power along data transmission lines
    • H04L25/0202—Channel estimation
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/14—Relay systems
    • H04B7/15—Active relay systems
    • H04B7/185—Space-based or airborne stations; Stations for satellite systems
    • H04B7/1851—Systems using a satellite or space-based relay
    • H04B7/18513—Transmission in a satellite or space-based system
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/14—Relay systems
    • H04B7/15—Active relay systems
    • H04B7/185—Space-based or airborne stations; Stations for satellite systems
    • H04B7/1853—Satellite systems for providing telephony service to a mobile station, i.e. mobile satellite service
    • H04B7/18539—Arrangements for managing radio, resources, i.e. for establishing or releasing a connection
    • H04B7/18543—Arrangements for managing radio, resources, i.e. for establishing or releasing a connection for adaptation of transmission parameters, e.g. power control
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04H—BROADCAST COMMUNICATION
    • H04H20/00—Arrangements for broadcast or for distribution combined with broadcast
    • H04H20/44—Arrangements characterised by circuits or components specially adapted for broadcast
    • H04H20/46—Arrangements characterised by circuits or components specially adapted for broadcast specially adapted for broadcast systems covered by groups H04H20/53-H04H20/95
    • H04H20/51—Arrangements characterised by circuits or components specially adapted for broadcast specially adapted for broadcast systems covered by groups H04H20/53-H04H20/95 specially adapted for satellite broadcast systems
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L1/00—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
    • H04L1/0001—Systems modifying transmission characteristics according to link quality, e.g. power backoff
    • H04L1/0002—Systems modifying transmission characteristics according to link quality, e.g. power backoff by adapting the transmission rate
    • H04L1/0003—Systems modifying transmission characteristics according to link quality, e.g. power backoff by adapting the transmission rate by switching between different modulation schemes
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L1/00—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
    • H04L1/0001—Systems modifying transmission characteristics according to link quality, e.g. power backoff
    • H04L1/0009—Systems modifying transmission characteristics according to link quality, e.g. power backoff by adapting the channel coding
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L1/00—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
    • H04L1/0001—Systems modifying transmission characteristics according to link quality, e.g. power backoff
    • H04L1/0023—Systems modifying transmission characteristics according to link quality, e.g. power backoff characterised by the signalling
    • H04L1/0026—Transmission of channel quality indication
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00—Modulated-carrier systems
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W24/00—Supervisory, monitoring or testing arrangements
    • H04W24/10—Scheduling measurement reports ; Arrangements for measurement reports

Abstract

위성 통신 시스템에서 중심국은 단말로부터 제공되는 채널 측정 정보를 포함하는 메시지를 수신하고, 수신된 채널 측정 정보와 단말의 위치에 대응하는 지역의 기상 데이터를 토대로 채널 예측 값을 산출한다. 그리고 산출된 채널 예측 값을 토대로 전송할 데이터에 대한 부호 및 변조 방식을 결정한다.

Description

기상 데이터를 토대로 하는 채널 예측 방법 및 그 장치{Apparatus and method for estimating channel based on weather data}
본 발명은 채널 예측 방법 및 그 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게 말하자면, 위성 방송 통신 시스템에서 기상 데이터를 토대로 채널을 예측하여 부호 및 변조 방식을 선택하는 방법 및 그 장치에 관한 것이다.
유럽형 위성 방송 통신 방식의 표준인 DVB-S2 (Digital Video Broadcasting Second Generation) 방식은 기존의 DVB-S 보다 30% 이상의 전송효율 향상을 위해 ACM(adaptive coding modulation) 기법을 사용한다. ACM 기법은 링크 품질이 변화하는 위성 채널 특성에 대한 대처 방안으로, 위성 링크상의 신호 감쇠 정도에 따라 부호 및 변조 방식을 채널 상태에 최적으로 선택하여 높은 대역 효율과 처리량(Throughput)을 제공한다.
ACM 기법에 따라, 단말은 채널의 상태를 측정하고 측정 결과를 토대로 자체적으로 적합한 부호 및 변조 방식을 선택한다. 또는 중심국이 적합한 부호 및 변조 방식을 선택하도록, 현재의 SNR(signal to noise ration) 값을 역방향 링크를 통하여 중심국으로 전송한다. 이후 중심국은 수신된 정보를 이용하여 단말에서 요청한 부호 및 변조 방식으로 바꾸거나, 또는 단말에서 전송한 SNR값을 토대로 가장 적합한 부호 및 변조 방식을 예측하고 결정하여, 포워드 링크의 데이터를 결정된 부호 및 변조 방식에 따라 부호화 및 변조하여 전송한다.
한편 단말이 역방향 링크를 통해 중심국으로 측정된 정보(예를 들어, SNR값과 부호 및 변조 방식의 선택을 요청하는 정보)를 전송하는 경우에, 단말은 UDP(user diagram protocol) 포맷을 이용하여 정보를 전송한다. 이 때 정지 궤도 위성을 이용하는 경우, 위성 네트워크의 특징인 긴 전송 지연 시간(예를 들어, 약 250ms)으로 인하여, 중심국에서 부호 및 변조 방식을 결정할 때에 사용되는 SNR 값은 이미 과거의 값(Outdated data)이 된다.
더욱이 단말로부터의 ACM 제어 메시지가 신뢰성이 없는 UDP 프로토콜을 이용해서 전송되는 경우 해당 패킷이 손실될 수 있다. 이런 경우에는 ACM 선택을 위하여 단말로부터 전송된 SNR 값들인 측정 데이터 샘플 값들 사이의 시간 간격이 더 벌어져 정확한 현재 포워드 링크의 상태를 알 수가 없고 더 오래된 과거의 값이 샘플 값으로 사용되게 된다. 그러므로 보다 정확하게 데이터가 송신되는 채널 상태를 예측하여 부호 및 변조 방식을 선택하는 방법이 요구된다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 ACM 기법을 사용하는 통신 시스템에서, 기상 데이터를 이용하여 채널 상태를 정확하게 예측하여 최적의 부호 및 변조 방식을 선택하는 방법 및 그 장치를 제공하는 것이다.
위의 과제를 위한 본 발명의 특징에 따른 채널 예측 방법은, 중심국이 단말로부터 채널 측정 정보를 포함하는 메시지를 수신하는 단계; 상기 중심국이 수신된 상기 메시지로부터 채널 측정 정보를 추출하고, 상기 채널 측정 정보를 처리하여 샘플 데이터를 획득하는 단계; 상기 중심국이 상기 단말이 위치한 지역에 해당하는 기상 데이터를 획득하는 단계; 상기 중심국이 상기 샘플 데이터와 상기 기상 데이터를 토대로 채널 예측 값을 산출하는 단계; 및 상기 중심국이 상기 채널 예측 값을 토대로 데이터 처리를 위한 부호 및 변조 방식을 결정하는 단계를 포함한다.
상기 샘플 데이터를 획득하는 단계는
이전에 산출된 이전 샘플 데이터에 제1 가중치를 부여하고, 상기 수신된 메시지로부터 추출한 현재 채널 측정 정보에 상기 제1 가중치와는 다른 가중치를 적용하는 단계; 및 상기 제1 가중치가 적용된 이전 샘플 데이터와 상기 제1 가중치와는 다른 가중치가 적용된 현재 채널 측정 정보를 토대로 상기 수신된 메시지에 대한 샘플 데이터를 산출하는 단계를 포함할 수 있다.
또한 상기 채널 예측 값을 산출하는 단계는
상기 획득한 샘플 데이터에 대하여 제2 가중치를 부여하고, 상기 기상 데이터에 대하여 상기 제2 가중치와는 다른 가중치를 적용하는 단계; 및 상기 제2 가중치가 적용된 샘플 데이터와 상기 제2 가중치와는 다른 가중치가 적용된 상기 기상 데이터를 토대로 상기 채널 예측 값을 산출하는 단계를 포함할 수 있다.
이외에도 상기 채널 예측 방법은 상기 수신된 메시지를 토대로 해당 단말이 등록된 단말인지를 판단하는 단계; 및 상기 단말이 등록되지 않은 단말인 경우에는 상기 수신된 메시지를 폐기 처리하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이 경우 상기 샘플 데이터를 획득하는 단계는 상기 단말이 등록된 단말인 경우에 상기 수신된 메시지로부터 채널 측정 정보를 추출하여 샘플 데이터를 획득한다.
본 발명의 다른 특징에 따른 채널 예측 장치는, 단말로부터 수신되는 채널 측정 정보를 포함하는 메시지로부터 채널 측정 정보를 추출하고 상기 채널 측정 정보를 처리하여 샘플 데이터를 획득하는 필터링부; 상기 단말이 위치한 지역에 해당하는 기상 데이터를 획득하는 기상 데이터 획득부; 상기 샘플 데이터와 상기 기상 데이터를 토대로 채널 예측 값을 산출하는 채널 예측부; 및 상기 채널 예측 값을 토대로 데이터 처리를 위한 부호 및 변조 방식을 결정하는 결정부를 포함한다.
여기서, 상기 필터링부는 이전에 산출된 이전 샘플 데이터에 제1 가중치를 부여하고, 상기 제1 가중치와는 다른 가중치를 상기 수신된 메시지로부터 추출된 채널 측정 정보에 부여하여 현재 수신된 메시지를 토대로 한 샘플 데이터를 산출할 수 있다.
또한 상기 채널 예측부는 상기 필터링부에 의해 산출된 샘플 데이터에 대하여 제2가중치를 부여하고, 상기 기상 데이터에 대하여 상기 제2 가중치와는 다른 가중치를 부여하여, 상기 채널 예측 값을 산출할 수 있다.
이러한 특징을 가지는 본 발명에서,
상기 채널 측정 정보는 SNR(signal to noise ratio) 값이고, 상기 기상 데이터는 설정 기간 동안에 누적된 기상 데이터들을 누적 평균한 값일 수 있다. 그리고 채널 예측 장치는 기상 데이터를 측정 및 관리하는 기상 데이터 저장 장치로부터 주기적으로 설정 기간에 해당하는 기상 데이터를 제공받아서 사용할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 위성 방송 통신 시스템에서, 현재의 채널 변화 상태만을 모니터링 하여 예측하던 기법과 달리, 현재 기상 예보를 위해 축적되어 있는 기상 데이터와 현재 채널 상태를 나타내는 데이터를 혼합하여 향후의 채널 상태를 예측함으로써, 보다 정확한 채널 예측이 가능하다.
또한 보안 채널을 이용하여 기상 데이터 저장 장치로부터 기상 데이터를 주기적으로 필요한 소정량을 가져와서 채널 예측에 사용함으로써, 시스템의 메모리 용량을 효율적으로 사용할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 네트워크 환경을 나타낸 도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 ACM 제어 메시지 구조를 나타낸 예시도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 채널 예측 장치의 구조도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 채널 예측 방법의 흐름도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 명세서에서 단말(terminal)은 지구국, RCST(return channel satellite terminal), 이동국(Mobile Station, MS), 이동 단말(Mobile Terminal, MT), 가입자국(Subscriber Station, SS), 휴대 가입자국(Portable Subscriber Station, PSS), 사용자 장치(User Equipment, UE), 접근 단말(Access Terminal, AT) 등을 지칭할 수도 있고, 지구국, RCST, 이동 단말, 가입자국, 휴대 가입자 국, 사용자 장치 등의 전부 또는 일부의 기능을 포함할 수도 있다.
본 명세서에서 중심국은 기지국(base station, BS), 액세스 포인트(access point, AP), 무선 접근국(Radio Access Station, RAS), 노드B(Node B), 송수신 기지국(Base Transceiver Station, BTS), MMR(Mobile Multihop Relay)-BS 등을 지칭할 수도 있고, 접근점, 무선 접근국, 노드 B, 송수신 기지국, MMR-BS 등의 전부 또는 일부의 기능을 포함할 수도 있다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 기상 데이터를 토대로 한 채널 예측 방법 및 그 장치에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 네트워크 환경을 나타낸 도이다.
첨부한 도 1에서와 같이, 위성 통신 시스템에서, 본 발명의 실시 예에 따른 중심국(1)은 기상 데이터를 저장하고 관리하는 기상 데이터 저장 장치(2)와 서로 통신하며, 지구국 즉, 단말(3)과 위성(4)을 통하여 데이터를 송수신한다.
위성(4)은 중심국(1)과 단말(3) 사이의 통신 또는 단말(3) 사이를 중계하며, 복수의 셀로 분할되어 있는 서비스 지역에 위치하는 단말(3)과 소정 빔을 통하여 통신 링크를 형성한다. 단말(3)은 위성(4)과의 사이에 형성되는 통신 링크를 통하여 중심국(1)과 데이터를 송수신한다. 이러한 단말들은 RCST(return channel satellite terminal)일 수 있다.
중심국(1)은 복수의 지상망 또는 인터넷과 같이 다른 무선 통신망과 위성 통신망을 연결하고 운용 및 관리하며, 예를 들어, 포워드 링크(forward link)를 통하여 단말(3)로 데이터를 전송하며, 리턴 링크(return link)를 통하여 단말(3)로부터 데이터를 수신한다. 본 발명의 실시 예에서는 채널 상태를 예측하고 예측된 결과를 토대로 데이터 송수신을 위한 부호 및 변조 방식((MODCOD라고도 명명됨)을 결정한다. 이를 위하여, 중심국(1)은 기상 데이터 저장 장치(2)로부터 기상 데이터를 제공받는다.
기상 데이터 저장 장치(2)는 기상 데이터를 저장 및 관리하며, 중심국(1)으로 기상 데이터를 제공한다. 기상 데이터는 대기 중에서 일어나는 물리적인 현상에 관련된 모든 데이터를 포함하며, 예를 들어, 바람, 구름, 비, 눈, 더위, 추위 등의 날씨에 관련된 데이터를 포함한다. 이러한 기상 데이터 저장 장치(2)는 기상 측정을 하는 기관(예를 들어, 기상청)에서 관리하는 서버일 수 있다.
단말(3)은 채널 측정 정보를 포함하는 메시지를 중심국(1)으로 전송하며, 이후 중심국(1)으로부터 전송되는 결정된 채널 코딩 및 변조 방식에 따라 중심국(1)으로부터 송신되는 신호를 복호하고 복조한다. 채널 코딩 및 변조 방식을 결정하기 위하여 중심국(1)으로 전송하는 메시지 즉, “ACM 제어 메시지”는 다음과 같은 포맷을 가진다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 ACM 제어 메시지 구조를 나타낸 예시도이다.
첨부한 도 2에서와 같이, 본 발명의 실시 예에 따라 단말(3)로부터 전송되는 ACM 제어 메시지는 UDP(user diagram protocol) 포맷으로 이루어진다. 구체적으로 단말(3)이 부호 및 변조 방식을 요청하는 ACM 제어 메시지는 IP 헤더 필드(F1), UDP 헤더 필드(F2), MAC 어드레스 필드(F3), 시간 스탬프 필드(F4)를 포함하며, 이외에도 패스워드 길이 필드(F5), 인증 패스워드 필드(F6), 부호 및 변조 방식 요청 필드(F7), 측정 채널 정보 필드(F8), ACK 모드 필드(F9)를 포함한다.
측정 채널 정보 필드(F8)에는 단말이 측정한 채널 상태 관련 정보가 포함되어 있다. 본 발명의 실시 예에서는 채널 상태를 나태는 채널 측정 정보로서 SNR(signal to noise ratio) 값이 사용되지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 단말(3)은 부호 및 변조 방식 요청 필드(F7)에 방식 요청을 나타내는 값을 기록하면서 ACM 제어 메시지를 전송하여, 중심국(1)에 적절한 부호 및 변조 방식을 결정하여 줄 것을 요청할 수 있다.
중심국(1)은 이러한 ACM 제어 메시지를 토대로 채널의 상태를 예측하고, 예측된 채널 상태에 따라 최적의 채널 부호 및 변조 방식을 선택하고, 선택된 채널 부호 및 변조 방식에 따라 데이터를 처리하여 전송한다. 이를 위하여, 본 발명의 실시 예에 따른 중심국(10)은 채널 예측 장치(11)를 포함한다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 채널 예측 장치의 구조도이다.
본 발명의 실시 예에 따른 채널 예측 장치(11)는 메시지 인증부(111), 필터링부(112), 기상 데이터 획득부(113), 데이터 저장부(114), 채널 예측부(115) 및 결정부(116)를 포함한다.
메시지 인증부(111)는 단말로부터 제공되는 메시지를 인증한다. 구체적으로 단말로부터 제공되는 ACM 제어 메시지에 대한 인증 처리를 수행한다. 수신된 ACM 제어 메시지가 해당 중심국의 서비스를 제공받는 것으로 등록된 단말로부터 제공된 경우에는 해당 메시지를 사용하며, ACM 제어 메시지가 등록되지 않은 단말로부터 제공된 경우에는 해당 메시지를 폐기처리 한다.
기상 데이터 획득부(113)는 기상 데이터 저장 장치(2)로부터 지역별 기상 데이터를 제공받아 데이터 저장부(114)에 저장한다. 설정된 주기별로 소정 지역의 기상 데이터를 제공받거나 필요한 경우에 기상 데이터를 제공받는다. 데이터 저장부(114)는 지역별 기상 데이터를 저장 및 관리한다.
광범위한 기상 데이터를 중심국에서 모두 저장하는 것은 비효율적이기 때문에, 본 발명의 실시 예에서는 채널 예측 장치(11)가 설정된 주기에 따라 설정된 양의 기상 데이터를 기상 데이터 저장 장치(2)로부터 제공받는다. 예를 들어, 채널 예측 장치(11)는 기상 데이터 저장 장치(2)와 보안 채널을 통해 연동하면서, 장치의 리소스를 효율적으로 사용하기 위해 설정 기간(예를 들어, 1시간) 정도의 기상 데이터만 미리 가져온다. 특히 본 발명의 실시 예에서 중심국(1)의 채널 예측 장치(11)는 연결되어 있는 단말(3)의 위치를 고려하여 필요한 기상 데이터를 제공받는다.
필터링부(112)는 단말로부터의 수신된 메시지에 포함되어 있는 채널 측정 정보인 SNR값을 필터링 처리하여 출력한다. 여기서 필터링 처리는 추출된 SNR 값을 가중 이동 평균(Weighted Moving Average) 기법을 토대로 처리하는 것을 나타낸다. 가중 이동 평균 기법은 과거 데이터와 현재 데이터를 동일한 비중으로 취급하지 않고 현재 데이터에 대하여 가중치를 주어서 처리하는 것으로, 여기서 필터링부(112)는 현재 단말로부터 제공된 ACM 메시지에 포함된 데이터 SNR 값에 대하여 가중치를 부가하여 처리하여 샘플 데이터를 출력한다.
예를 들어, ACM 제어 메시지에 포함된 단말의 채널 측정 정보인 SNR 값을 "Si" (i=0, 1, 2, 3 …)라고 하고, 해당 단말이 전송한 SNR값을 토대로 산출되는 샘플 데이터를 "Vi"라고 하면, 다음과 같은 수학식1을 토대로 현재 SNR값을 필터링 처리하여 샘플 데이터를 산출할 수 있다.
[수학식 1]
Figure pat00001
여기서 Vi는 현재 산출된 샘플 데이터를 나타내며, Vi -1은 이전에 산출된 샘플 데이터를 나타내며, α는 제1 가중치를 나타낸다. 그리고 Si는 현재 단말로부터 수신된 SNR 값을 나타낸다.
위의 수학식 1과 같이, 현재 측정된 SNR값에 대하여 이전에 산출된 샘플 데이터에 부가되는 가중치(제1 가중치)와는 다른 값을 가지는 가중치(1-제1 가중치)를 적용하여 현재 SNR값에 따른 샘플 데이터를 산출한다.
채널 예측부(115)는 단말의 위치를 토대로 한 기상 데이터와 샘플 데이터를 토대로 채널 예측 SNR값을 산출한다. 채널 예측부(115)는 단말의 위치에 대응하여 획득한 기상 데이터 즉, 단말의 위치에 대응하는 지역에 대하여 설정 기간 동안에 측정된 기상 데이터들의 누적 평균값과 샘플 데이터인 SNR값을 조합하여 채널 예측 SNR 값을 생성한다.
예를 들어, 단말의 위치에 대응하는 기상 데이터를 "Ri"라 할 경우, 다음과 같은 수학식2를 토대로 현재 샘플 데이터와 기상 데이터를 조합하여 채널 예측 SNR값 "Pi"를 산출할 수 있다.
[수학식 2]
Figure pat00002
여기서 Pi는 현재 산출된 채널 예측 SNR 값을 나타내며, Vi는 현재 SNR값을 필터링 처리하여 획득한 샘플 데이터를 나타내며, β는 제2 가중치를 나타낸다. 그리고 Ri는 현재 단말의 위치에 대응하는 지역의 기상 데이터를 나타낸다.
위의 수학식 2과 같이, 기상 데이터에 대하여 현재 산출된 샘플 데이터에 부가되는 가중치(제2 가중치)와는 다른 값을 가지는 가중치(1-제2 가중치)를 적용하여, 현재 SNR값과 기상 데이터에 따른 채널 예측 값을 산출한다.
본 발명의 실시 예에 따른 각 지역별 기상 데이터는 설정 기간 동안에 누적된 기상 데이터들을 누적 평균한 값이다. 설정 기간 동안에 누적된 기상 데이터들을 누적 평균한 값을 토대로 해당 지역의 미래 기상 데이터를 예측할 수 있다. 채널 예측 장치(11)는 기상데이터 제공 장치(2)로부터 제공되는 기상 데이터를 제공받아 저장한 후 설정 기간 누적된 기상 데이터들에 대한 평균값을 산출하고 이를 추후의 처리를 위한 기상 데이터로서 사용한다. 여기서는 채널 예측 장치가 기상 데이터들에 대한 누적 평균값을 산출하는 것으로 기술하지만, 기상데이터 제공 장치(2)가 지역별로 설정 기간 동안 누적 측정한 기상 데이터들의 평균값을 산출하고 이에 대하는 기상 데이터를 채널 예측 장치(11)로 제공할 수도 있다.
결정부(116)는 채널 예측부(115)에 의하여 산출된 채널 예측 SNR 값을 토대로 해당단말로 제공할 데이터에 대한 최적의 부호 방식 및 변조 방식을 결정한다.
다음에는 이러한 구조를 토대로 본 발명의 실시 예에 따른 채널 예측 방법에 대하여 설명한다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 채널 예측 방법의 흐름도이다.
본 발명의 실시 예에 따른 채널 예측 장치(11)는 도 4에서와 같이, 각 단말들로부터 ACM 제어 메시지를 수신한다(S100). 예를 들어, DVB-S2에서 중심국(1)은 위성을 통해 단말(3)로 패킷을 전송하는 경우, 리턴 채널(예; 지상에 설치된 중계기 등)을 통해 각 단말로부터 그 채널 상태를 나타내는 정보를 포함하는 메시지를 수신할 수 있다.
채널 예측 장치(11)는 수신된 ACM 제어 메시지에 포함되어 있는 단말의 MAC 어드레스를 토대로 해당 단말이 등록된 단말인지를 판단한다(S110). 즉, ACM 제어 메시지를 전송한 단말이 해당 중심국에 서비스를 받는 단말로 등록되어 있는지를 판단한다. 판단 결과 등록된 단말이 아닌 경우에는 해당 단말이 전송한 ACM 제어 메시지를 폐기처리 한다(S120).
판단 결과 수신된 ACM 제어 메시지가 등록된 단말로부터 전송된 경우, 채널 예측 장치(11)는 수신된 ACM 제어 메시지의 측정 채널 정보 필드(F8)에 포함된 SNR 값을 추출한다(S130). 그리고 추출된 SNR 값을 가중 이동 평균 기법을 토대로 필터링하여 샘플 데이터를 획득한다(S140)
채널 예측 장치(11)는 단말(3)의 현재 위치를 확인하고, 확인된 단말의 위치에 대응하는 지역의 기상 데이터를 획득한다(S150). 여기서 획득되는 기상 데이터는 설정 기간 동안에 누적된 기상 데이터들을 누적 평균한 값으로, 해당 지역의 미래 기상 상태를 예측할 수 있는 데이터이다.
다음 채널 예측 장치(11)는 단말의 위치에 대응하여 획득한 기상 데이터 즉, 단말의 위치에 대응하는 지역에 대하여 설정 기간 동안에 측정된 기상 데이터들의 누적 평균값과 현재 측정된 SNR값을 토대로 산출된 샘플 데이터를 조합하여 채널 예측 SNR 값을 생성한다(S160). 현재의 SNR값에 대하여 제1 가중치를 토대로 필터링을 수행하여 획득한 샘플 데이터와, 설정 기간 동안 누적 평균된 값으로 미래의 기상 상태를 나타내는 기상 데이터를 제2 가중치를 토대로 조합하여 채널 예측 SNR값을 산출함으로써, 산출된 채널 예측 SNR값은 미래의 채널 상태를 나타낼 수 있다.
이후 채널 예측 장치(11)는 산출된 채널 예측 SNR 값을 토대로 해당 단말로 제공할 데이터에 대한 최적의 부호 방식 및 변조 방식을 결정한다(S170). 본 발명의 실시 예에 따른 채널 예측 SNR값은 단지 단말로부터 제공된 SNR값이 아니라 단말이 위치한 지역에 대한 소정 기간 동안 누적된 기상 데이터를 토대로 산출된 SNR값이므로, 현재의 채널 상태 및 미래의 채널 상태를 고려한 값이다. 이러한 채널 예측 SNR 값을 토대로 부호 방식 및 변조 방식을 결정함으로써, 단말이 위치한 지역의 기상 상태를 고려한 최적의 부호 및 변조 방식에 따라 데이터가 처리되어 전송될 수 있다. 그러므로 기상 상태에 상관없이 설정량의 데이터가 단말로 제공될 수 있다.
본 발명의 실시 예는 이상에서 설명한 장치 및/또는 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하기 위한 프로그램, 그 프로그램이 기록된 기록 매체 등을 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.
이상에서 본 발명의 실시 예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims (15)

  1. 중심국이 단말로부터 채널 측정 정보를 포함하는 메시지를 수신하는 단계;
    상기 중심국이 수신된 상기 메시지로부터 채널 측정 정보를 추출하고, 상기 채널 측정 정보를 처리하여 샘플 데이터를 획득하는 단계;
    상기 중심국이 상기 단말이 위치한 지역에 해당하는 기상 데이터를 획득하는 단계;
    상기 중심국이 상기 샘플 데이터와 상기 기상 데이터를 토대로 채널 예측 값을 산출하는 단계; 및
    상기 중심국이 상기 채널 예측 값을 토대로 데이터 처리를 위한 부호 및 변조 방식을 결정하는 단계
    를 포함하는, 채널 예측 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 기상 데이터를 획득하는 단계에서,
    상기 중심국은 기상 데이터를 측정 및 관리하는 기상 데이터 저장 장치로부터 상기 기상 데이터를 획득하는, 채널 예측 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 중심국은 설정된 주기마다 상기 기상 데이터 저장 장치로부터 설정 기간에 해당하는 기상 데이터를 제공받는, 채널 예측 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 샘플 데이터를 획득하는 단계는
    이전에 산출된 이전 샘플 데이터에 제1 가중치를 부여하고, 상기 수신된 메시지로부터 추출한 현재 채널 측정 정보에 상기 제1 가중치와는 다른 가중치를 적용하는 단계; 및
    상기 제1 가중치가 적용된 이전 샘플 데이터와 상기 제1 가중치와는 다른 가중치가 적용된 현재 채널 측정 정보를 토대로 상기 수신된 메시지에 대한 샘플 데이터를 산출하는 단계
    를 포함하는, 채널 예측 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 채널 측정 정보는 SNR(signal to noise ratio) 값인, 채널 예측 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 채널 예측 값을 산출하는 단계는
    상기 획득한 샘플 데이터에 대하여 제2 가중치를 부여하고, 상기 기상 데이터에 대하여 상기 제2 가중치와는 다른 가중치를 적용하는 단계; 및
    상기 제2 가중치가 적용된 샘플 데이터와 상기 제2 가중치와는 다른 가중치가 적용된 상기 기상 데이터를 토대로 상기 채널 예측 값을 산출하는 단계
    를 포함하는, 채널 예측 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 기상 데이터는 설정 기간 동안에 누적된 기상 데이터들을 누적 평균한 값인, 채널 예측 방법.
  8. 제1항에 있어서
    상기 수신된 메시지를 토대로 해당 단말이 등록된 단말인지를 판단하는 단계; 및
    상기 단말이 등록되지 않은 단말인 경우에는 상기 수신된 메시지를 폐기 처리하는 단계를 더 포함하고,
    상기 샘플 데이터를 획득하는 단계는 상기 단말이 등록된 단말인 경우에 상기 수신된 메시지의 채널 측정 정보를 토대로 샘플 데이터를 획득하는, 채널 예측 방법.
  9. 제1항에 있어서
    상기 수신된 메시지는 UDP(user diagram protocol) 포맷으로 이루어진 메시지인, 채널 예측 방법.
  10. 단말로부터 수신되는 채널 측정 정보를 포함하는 메시지로부터 채널 측정 정보를 추출하고 상기 채널 측정 정보를 처리하여 샘플 데이터를 획득하는 필터링부;
    상기 단말이 위치한 지역에 해당하는 기상 데이터를 획득하는 기상 데이터 획득부;
    상기 샘플 데이터와 상기 기상 데이터를 토대로 채널 예측 값을 산출하는 채널 예측부; 및
    상기 채널 예측 값을 토대로 데이터 처리를 위한 부호 및 변조 방식을 결정하는 결정부
    를 포함하는, 채널 예측 장치.
  11. 제10항에 있어서
    상기 필터링부는 이전에 산출된 이전 샘플 데이터에 제1 가중치를 부여하고, 상기 제1 가중치와는 다른 가중치를 상기 수신된 메시지로부터 추출된 채널 측정 정보에 부여하여 현재 수신된 메시지를 토대로 한 샘플 데이터를 산출하는, 채널 예측 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 채널 예측부는 상기 필터링부에 의해 산출된 샘플 데이터에 대하여 제2가중치를 부여하고, 상기 기상 데이터에 대하여 상기 제2 가중치와는 다른 가중치를 부여하여, 상기 채널 예측 값을 산출하는, 채널 예측 장치.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 채널 측정 정보는 SNR(signal to noise ratio) 값이고,
    상기 기상 데이터는 설정 기간 동안에 누적된 기상 데이터들을 누적 평균한 값인 채널 예측 장치.
  14. 제10항에 있어서
    상기 수신된 메시지가 등록된 단말로부터 수신된 메시지인지를 확인하는 메시지 인증부; 및
    기상 데이터를 저장하는 데이터 저장부
    를 더 포함하는, 채널 예측 장치.
  15. 제14항에 있어서
    상기 기상 데이터 획득부는 보안 채널을 통하여, 기상 데이터를 측정 및 관리하는 기상 데이터 저장 장치로부터 주기적으로 설정 기간에 해당하는 기상 데이터를 제공받는, 채널 예측 장치.
KR1020110115939A 2011-11-08 2011-11-08 기상 데이터를 토대로 하는 채널 예측 방법 및 그 장치 KR20130050718A (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110115939A KR20130050718A (ko) 2011-11-08 2011-11-08 기상 데이터를 토대로 하는 채널 예측 방법 및 그 장치
US13/611,120 US8787263B2 (en) 2011-11-08 2012-09-12 Apparatus and method for estimating channel based on weather data

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110115939A KR20130050718A (ko) 2011-11-08 2011-11-08 기상 데이터를 토대로 하는 채널 예측 방법 및 그 장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20130050718A true KR20130050718A (ko) 2013-05-16

Family

ID=48223603

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110115939A KR20130050718A (ko) 2011-11-08 2011-11-08 기상 데이터를 토대로 하는 채널 예측 방법 및 그 장치

Country Status (2)

Country Link
US (1) US8787263B2 (ko)
KR (1) KR20130050718A (ko)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9176213B2 (en) * 2013-03-13 2015-11-03 Northrop Grumman Systems Corporation Adaptive coded modulation in low earth orbit satellite communication system
IL230604A (en) * 2014-01-22 2016-12-29 Elbit Systems Land & C4I Ltd A method and system for dynamically adjusting communication characteristics in satellite communication channels based on real-time weather forecasting
US9893800B2 (en) 2015-03-20 2018-02-13 Qualcomm Incorporated Method and apparatus for spectral efficient data transmission in satellite systems
CA2993639C (en) * 2015-07-31 2021-03-09 Viasat, Inc. Flexible capacity satellite constellation
US10211909B2 (en) 2017-06-30 2019-02-19 Qualcomm Incorporated Link adaptation with RF intermediary element
CN110022523B (zh) * 2018-01-05 2022-04-12 华为技术有限公司 用于终端设备定位的方法、装置及系统
CN109688597B (zh) * 2018-12-18 2020-09-01 北京邮电大学 一种基于人工智能的雾无线接入网络组网方法及装置

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2653750B2 (ja) 1993-08-25 1997-09-17 日本無線株式会社 通信品質予測方法
JP2002290246A (ja) * 2001-03-28 2002-10-04 Hitachi Kokusai Electric Inc 送受信機
KR100826526B1 (ko) 2006-09-29 2008-04-30 한국전자통신연구원 위성통신망에 있어 계층적 채널 적응형 패킷 스케쥴러 및그 방법
US8498639B2 (en) * 2007-02-09 2013-07-30 Qualcomm Incorporated Flexible channel quality indicator reporting
EP2061167A3 (en) * 2007-11-19 2013-07-31 Gilat Satellite Networks, Ltd. Channel estimation for Digital Video Broadcasting via Satellite (DVB-S2)
US20130185617A1 (en) * 2012-01-12 2013-07-18 Texas Instruments Incorporated Wireless backhaul communication

Also Published As

Publication number Publication date
US8787263B2 (en) 2014-07-22
US20130114442A1 (en) 2013-05-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20130050718A (ko) 기상 데이터를 토대로 하는 채널 예측 방법 및 그 장치
CN101217785B (zh) 通信架构中的无线网络、接入点和客户端设备
ES2728732T3 (es) Técnicas de adaptación de tasa sensibles a la calidad para la difusión en flujo de tipo DASH
CN101617549B (zh) 选择多跳无线网络中的接入点或中继节点的方法和设备
CN108141802B (zh) 用户设备、网络节点及其中的方法
KR100796008B1 (ko) 이동통신 시스템의 기지국 송신 장치 및 그의 송신 방법과,단말 수신 장치 및 그의 통신 방법
KR20070109582A (ko) 멀티홉 릴레이 시스템에서 전송률 결정 장치 및 방법
US11032791B2 (en) Method and system for dynamically adjusting communication characteristics of satellite communication links based on weather nowcasting
WO2014093910A2 (en) Systems and methods for quality of experience measurement and wireless network recommendation
KR100998748B1 (ko) Ｗｉｂｒｏ 시스템에서의 과금 산정 방법
WO2005114871A2 (en) System and method for detection of mobile operating through a repeater
KR102410581B1 (ko) 무선 통신 시스템에서 업링크 데이터 전송의 제어 방법 및 장치
US10419233B2 (en) Method and apparatus for multimedia broadcast multicast service transmission
Park et al. An evaluation methodology for spectrum usage in LTE-A networks: Traffic volume and resource utilization perspective
GB2561088A (en) Terminal apparatus, communication control apparatus, communication system, and communication control method
US9198077B2 (en) System and method for satellite communication
JP2014517559A (ja) エクスペリエンス品質
US20110261750A1 (en) Radio terminal, relay device, and radio communication method
US8135411B2 (en) Method and a device for determining at least one terminal for which signals transferred between the at least one terminal and a base station of a wireless cellular telecommunication network have to be relayed by a relay
US8744472B2 (en) Method for reporting channel quality information and system thereof
US20090075586A1 (en) System and method for transmitting data in a communication network
Ann et al. Relay association method for optimal path in IEEE 802.16 j mobile multi‐hop relay networks
Franco et al. LUPMAC: A cross-layer MAC technique to improve the age of information over dense WLANs
Baumgarten et al. Performance of prediction models in suburban/rural residential areas at 860, 2300 and 3500 MHz
KR101054077B1 (ko) 단말-중계국 시스템 기반의 데이터 전송 방법 및 이를 위한단말

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid