KR20130130064A - 단편화된 무선 스펙트럼의 가상 집성 - Google Patents

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Abstract

스펙트럼의 다수의 분리 블록들이, 변조된 부분과 연관된 데이터 레이트가 변조되는 분리 스펙트럼 블록의 이용가능한 대역폭과 호환가능한 데이터 스트림의 개개의 부분을 스펙트럼의 각각의 분리 블록들 상에 변조함으로써 스펙트럼의 하나의 가상 인접한 블록으로서 구성될 수 있는 스펙트럼을 집성시키기 위한 방법 및 장치가 개시된다.

Description

단편화된 무선 스펙트럼의 가상 집성{VIRTUAL AGGREGATION OF FRAGMENTED WIRELESS SPECTRUM}
본 발명은 일반적으로 통신 네트워크들에 관한 것이고, 특히 독점적이지 않게 위성- 및 마이크로웨이브-기반 포인트-대-포인트 통신 및 백홀 링크들에 관한 것이다.
전통적인 무선 시스템들은 송신될 데이터의 양에 비례하는 대역폭을 갖는 스펙트럼의 인접 블록의 이용성을 가정한다. 따라서, 송신 시스템들은 일부 예들에서, 더 적은 대역폭(즉, 스펙트럼)을 요구하는 전형적 또는 평균 이용에 대한 가장 나쁜 경우의 대역폭 요구조건들을 위해 자주 설계된다.
위성 통신 시스템들 및 다른 포인트-대-포인트 통신 시스템들의 맥락 내에서, 고객들에 할당된 이용가능한 스펙트럼은 시간에 따라 단편화될 수 있고, 이는 스펙트럼의 할당된 블록들 사이의 이용되지 않은 블록들에 이를 수 있다. 이용되지 않은 스펙트럼의 블록들이 매우 작을 때, 고객들 중에 스펙트럼을 재할당하거나 현존하는 스펙트럼 할당으로부터 새로운 스펙트럼 할당으로 고객을 "이동"시킬 필요가 있어, 스펙트럼의 이용되지 않은 블록들은 단일 스펙트럼 영역에 합쳐질 수 있다. 불행하게도, 이러한 재할당은 매우 파괴적이다(disruptive).
종래 기술의 다양한 결함들은 스펙트럼을 집성하는 시스템들, 방법들 및 장치의 본 발명에 의해 해결되고, 스펙트럼의 다수의 분리 블록들은 데이터 스트림의 개개의 부분을 스펙트럼의 각각의 분리 블록들 상에 변조함으로써 스펙트럼의 하나의 가상 인접 블록으로서 구성될 수 있고, 변조된 부분과 연관된 데이터 레이트는 변조되는 분리 스펙트럼 블록의 이용가능한 대역폭과 호환가능하다.
하나의 실시예에 따른 방법은 데이터 스트림을 복수의 하위-스트림들로 분할하는 단계로서, 하위-스트림들 각각은 개개의 스펙트럼 단편(fragment)에 연관되고 개개의 스펙트럼 단편의 대역폭과 호환가능한 데이터 레이트를 갖는, 상기 분할하는 단계; 개개의 스펙트럼 단편을 통해 송신하기 위해 적응된 변조된 신호를 제공하기 위해 하위-스트림들 각각을 변조하는 단계; 및 적어도 하나의 반송파 신호의 개개의 스펙트럼 단편들 상으로 변조된 신호들을 주파수 상향 변환하는(upconverting) 단계를 포함하고; 주파수 상향 변환되고 변조된 신호들 내에 포함된 하위-스트림들은 수신기에서 복조되고 조합되도록 적응되어 데이터 스트림을 복구한다.
하나의 실시예에 따른 장치는 데이터 스트림을 복수의 하위-스트림들로 분할하기 위한 스플리터(splitter)로서, 하위-스트림들 각각은 개개의 스펙트럼 단편에 연관되고 개개의 스펙트럼 단편의 대역폭과 호환가능한 데이터 레이트를 갖는, 상기 스플리터; 복수의 변조기들로서, 각각의 변조기는 개개의 스펙트럼 단편을 통해 송신하기 위해 적응된 변조된 신호를 제공하기 위해 개개의 하위-스트림을 변조하도록 구성되는, 상기 복수의 변조기들; 및 적어도 하나의 반송파 신호의 개개의 스펙트럼 단편들 상으로 변조된 신호들을 주파수 상향 변환하기 위한 적어도 하나의 업컨버터(upconverter)를 포함하고; 주파수 상향 변환되고 변조된 신호들 내에 포함된 하위-스트림들은 수신기에서 복조되고 조합되도록 적응되어 데이터 스트림을 복구한다.
방법 또는 장치의 분할 기능은 데이터 스트림의 순차적인 부분들을 개개의 캡슐화 패킷들의 페이로드 부분들로 캡슐화하는 단계로서, 데이터 스트림의 순차적인 부분들 각각은 개개의 캡슐화 패킷의 헤더 부분 내에 포함된 개개의 시퀀스 수와 연관되는, 상기 캡슐화하는 단계; 및 복조기들을 향해 캡슐화된 패킷들을 선택적으로 라우팅(routing)하는 단계를 포함할 수 있다.
선택적인 라우팅은 랜덤 라우팅 알고리즘, 라운드 로빈 라우팅 알고리즘, 고객 선호 알고리즘, 서비스 제공자 선호 알고리즘 등 중 임의의 하나에 따른 캡슐화 패킷들의 라우팅에 기초할 수 있고, 각각의 하위-스트림은 개개의 가중치와 연관된다.
다양한 하위-스트림들은 위성 메디케이션 시스템(satellite medication system) 내의 하나 이상의 트랜스폰더들(transponders), 마이크로웨이브 통신 시스템 내의 하나 이상의 마이크로웨이브 링크들 및/또는 무선 통신 시스템 내의 하나 이상의 무선 채널들을 통해 송신하기 위해 반송파 신호 상에 변조되고 주파수 상향 변환될 수 있다.
다양한 실시예들에서, 캡슐화된 패킷들은 리질리언시/리던던시(resiliency/redundancy)를 부가하기 위해 다수회 라우팅된다.
본 발명의 교시들은 첨부된 도면들과 결부하여 다음의 상세한 설명을 고려함으로써 용이하게 이해될 수 있다.
도 1은 하나의 실시예에 따른 통신 시스템의 블록도.
도 2는 본 실시예들을 이해하는데 유용한 스펙트럼 할당의 그래픽적 표현을 도시한 도면.
도 3은 다양한 실시예들에서 이용하기 위해 적합한 범용 계산 디바이스의 고-레벨 블록도.
도 4 내지 도 6은 다양한 실시예들에 따른 방법들의 흐름도들.
도 7 내지 도 9는 다양한 실시예들에 따른 통신 시스템들의 블록도들.
도 10은 다양한 실시예들에서 이용하기 위해 적합한 슬라이서(slicer)/역-다중화기의 고-레벨 블록도.
도 11은 하나의 실시예에 따른 방법의 흐름도.
이해를 용이하기 하기 위해, 가능하면 도면들에 공통인 동일한 요소들을 표기하기 위해 동일한 참조 숫자들이 이용된다.
본 발명은 주로 위성 통신 시스템의 맥락 내에서 설명될 것이다. 그러나, 여기서 교시들에 의해 통보받은 당업자들은 본 발명이 또한 마이크로웨이브 통신 시스템들, 무선 통신 시스템들 등과 같은, 유연한 스펙트럼 할당으로부터 이득을 얻는 임의의 시스템에 적용가능함을 인식할 것이다.
하나의 실시예는 누적 대역폭이 거의 구성 블록들의 대역폭들의 합과 동일하도록 무선 스펙트럼의 다수의, 단편화된 블록들을 하나의 인접한 가상 블록으로 집성시키기 위한 효율적이고 범용 기술을 제공한다. 단편화된 블록들은 가드 블록들, 다른 파티들(parties)에 의해 소유된 블록들, 지역 또는 국가의 무선 스펙트럼 통제 권한에 의해 금지된 블록들 등과 같은, 스펙트럼의 블록들에 의해 서로 선택적으로 분리된다.
도 1은 다양한 실시예들로부터 이득을 얻는 통신 시스템의 블록도를 도시한다. 도 1의 통신 시스템(100)은 가상 스펙트럼 집성기 송신기(110), 파워 증폭기(120), 위성 업링크(130), 위성(140), 위성 다운링크(150), 가상 스펙트럼 집성기 수신기(160), 및 선택적으로 제어 모듈(170)을 포함하는 포인트-대-포인트 링크를 포함한다. 포인트-대-포인트 링크를 통해 송신될 데이터는 188-바이트 전송 스트림(TS) 패킷들, 64 내지 1500 바이트 이더넷 패킷들 등과 같은, 데이터 패킷들(D)의 스트림으로서 제공된다. 패킷 구조 등 내에서 전달된 특정 패킷 구조의 데이터는 여기서 설명된 다양한 실시예들에 용이하게 적응된다.
입력 데이터 스트림(D)은 가상 스펙트럼 집성된 송신기(110)에 의해 수신되고, 그것은 N개의 하위-스트림들(D0...DN -1)을 제공하기 위해 슬라이서/역다중화기(111)에 의해 처리되고, N은 S0, S1 및 SN - 1까지로서 표시된 복수의 스펙트럼 단편들에 대응한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 슬라이서/역다중화기(111)가 입력 데이터 스트림(D)을 슬라이스하고, 다중화하고/다중화하거나 상기 입력 데이터 스트림(D)을 D0, D1 및 D2로서 표시된 (예시적인) 3개의 하위-스트림들로 분할하도록 N=3이다.
하위-스트림들(D0, D1 및 D2) 각각은 개개의 변조기(112)(즉, 변조기들(1120, 1121, 및 1122))에 결합된다. 변조기들(1120, 1121, 및 1122) 각각은 개개의 스펙트럼 단편들(S0, S1 및 S2)에 의해 전달될 대응하는 변조된 신호들을 제공하기 위해 그것의 개개의 하위-스트림(D0, D1 및 D2)을 변조한다.
변조기들(112)은 파형 유형, 성군 맵(constellation map), 순방향 에러 정정(FEC) 설정들 등의 특성들과 같은, 동일한 특성들 또는 상이한 특성들을 가지는 변조기들을 포함할 수 있다. 각각의 변조기는 특정 유형의 트래픽(예를 들면, 스트리밍 매체, 비-스트리밍 데이터 등), 그것의 대응하는 스펙트럼 단편(Si) 및/또는 다른 기준들과 연관된 특정 채널 조건들에 따라 최적화될 수 있다.
일반적으로 말하면, 임의의 하위-스트림(Di)으로의 슬라이서/역다중화기(111)에 의해 할당된 데이터의 양은 대응하는 스펙트럼 단편(Si)의 데이터 전달 용량에 비례한다. 다양한 실시예들에서, 하위-스트림들(Di) 각각은 동일한 양의 데이터를 포함하는 반면에, 다른 실시예들에서, 다양한 하위-스트림들(Di)은 상이한 양들의 데이터를 포함할 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 제 1 변조기(1120)는 제 1 스펙트럼 단편(S0)과 연관된 6MHz의 신호를 제공하고; 제 2 변조기(1121)는 제 2 스펙트럼 단편(S1)과 연관된 1MHz의 신호를 제공하고; 제 3 변조기(1122)는 제 3 스펙트럼 단편(S2)과 연관된 1MHz의 신호를 제공한다.
주파수 다중화기(즉, 신호 조합기)(113)는 조합되고 변조된 신호(SC)를 생성하도록 변조된 신호를 조합하도록 동작하고, 상기 조합되고 변조된 신호(SC)는 조합된 반송파 신호(C)를 생성하기 위해 업-컨버터(114)에 의해 반송파 신호 상에서 변조된다. 다수의 주파수 다중화기들/신호 조합기들(113)이 공통 트랜스폰더들, 마이크로웨이브 링크들, 무선 채널들 등을 통해 전송될 개개의 그룹들의 변조된 신호들을 다중화하도록 이용될 수 있음에 유의한다.
도 1의 실시예에서, 변조된 반송파 신호(C)와 연관된 스펙트럼은 변조된 데이터 하위-스트림들을 전달하기 위해 이용된 복수의 스펙트럼 단편들로 논리적으로 또는 가상적으로 분할된다. 스펙트럼 단편 할당 테이블 또는 다른 데이터 구조는 어떤 스펙트럼 단편들이 규정되었고, 어떤 스펙트럼 단편들이 이용 중에 있고(어떤 데이터 하위-스트림들에 의해), 어떤 스펙트럼 단편들이 이용가능한지를 계속 파악하기 위해 이용된다. 일반적으로 말하면, 각각의 트랜스폰더/송신 채널은 복수의 스펙트럼 단편들 또는 지역들로 분할될 수 있다. 이들 스펙트럼 단편들 또는 지역들 각각은 특정 데이터 하위-스트림에 할당될 수 있다. 데이터 하위-스트림들 각각은 고유의 또는 공통 변조 기술에 따라 변조될 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 단일 위성 트랜스폰더가 이용되고, 따라서 모든 변조된 신호들은 단일 위성 채널을 통한 주파수 상향 변환 및 송신 이전에 주파수 다중화기(113)에 의해 조합될 수 있다. 다양한 실시예들에서, 하나 이상의 위성들 내의 다수의 트랜스폰더들이 이용될 수 있다. 이들 실시예들에서, 위성 내의 공통 트랜스폰더를 통해 송신될 단지 상기 변조된 신호들만이 조합되고 그 다음, 함께 변환된다. 다양한 실시예들에서, 변조된 파형들은 독립적으로 송신된다.
업-컨버터(114)에 의해 생성된 변조된 반송파 신호(C)는 파워 증폭기(120)에 의해 증폭되고 위성 업링크(130)를 통해 위성(140)으로 송신된다. 위성(140)은 변조된 하위-스트림들(D0, D1 및 D2)을 포함하는 변조된 반송파 신호를 위성 다운링크(150)로 송신하고, 상기 위성 다운링크(150)는 신호를 가상 스펙트럼 집성기 수신기(160)로 전파시킨다.
가상 스펙트럼 집성기 수신기(160)는 수신된 반송파 신호(C')로부터의 조합된 스펙트럼 단편 신호(SC')를 주파수 하향 변환하는 다운컨버터(165), 및 조합된 스펙트럼 단편 신호(SC')로부터 스펙트럼 단편들(S0', S1' 및 S2')을 분리하도록 동작하는 주파수 역다중화기(164)를 포함한다.
스펙트럼 단편들(S0', S1' 및 S2') 각각은 별개의 복조기(즉, 복조기들(1620, 1621 및 1622))에 결합된다. 복조기들(1620, 1621, 및 1622) 각각은 대응하는 복조된 하위-스트림들(D0', D1' 및 D2')을 제공하기 위해 그것의 개개의 스펙트럼 단편들(S0', S1' 및 S2')을 복조한다.
복조된 하위-스트림들(D0', D1' 및 D2')은 가상 스펙트럼 집성기 송신기(110)에 의해 처음에 처리된 입력 데이터 스트림(D)을 나타내는 출력 데이터 스트림(D')을 생성하기 위해 조합기(161)에 의해 처리된다. 복조기들(162) 각각이 그것의 대응하는 변조기(112)와 호환가능한 방식으로 동작함에 유의한다.
선택적으로, 가상 스펙트럼 집성기 수신기(160)는 다양한 하위-스트림들과 연관된 상이한 전파 지연들에 의해 유도된 정렬 에러들이 하위-스트림들의 조합 이전에 회피될 수 있도록 다양한 복조된 하위-스트림들을 위해 탄성 버퍼링 기능을 제공하는 버퍼들(1660, 1661 및 1662)을 포함한다. 166의 버퍼들은 복조기들(162)과 조합기(161) 사이에 배치된 기능적 요소들로서 표시된다. 다양한 실시예들에서, 버퍼들(166) 또는 그들의 기능적 등가물은 조합기(161) 내에 포함된다. 예를 들면, 조합기(161)는 모든 복조기들(162)로부터 데이터를 수신하고 후속적으로 출력 스트림(D')로서 데이터를 재정렬하는 단일 버퍼를 포함할 수 있다. 하위-스트림들 내의 패킷 ID 및/또는 다른 정보는 이 목적을 위해 이용될 수 있다.
선택적 제어 모듈(170)은 도 1에 대하여 여기서 설명된 기능들을 구현하는 네트워크 요소들을 관리하는데 이용하기 위해 적합한 요소 관리 시스템(EMS), 네트워크 관리 시스템(NMS) 및/또는 다른 관리 또는 제어 시스템과 상호작용한다. 제어 모듈(170)은 도 1에 대하여 여기서 설명된 요소들 내의 다양한 변조기들, 복조기들 및/또는 다른 회로를 구성하도록 이용될 수 있다. 게다가, 제어 모듈(170)은 제어된 요소들에 대하여 원격으로 위치될 수 있어서, 이에 의해 송신 회로 근처에 위치되고, 수신기 회로 근처에 위치되는, 등등이다. 제어 모듈(170)은 여기서 설명된 바와 같은 특정 제어 기능들을 수행하도록 프로그래밍(programming)된 범용 컴퓨터로서 구현될 수 있다. 하나의 실시예에서, 제어 모듈(170)은 각각 제 1 제어 신호(TXCONF) 및 제 2 제어 신호(RXCONF)를 통해 가상 스펙트럼 집성기 송신기(110) 및 가상 스펙트럼 집성기 수신기(160)의 구성 및/또는 동작에 적응한다.이 실시예에서, 다수의 송신기들 및 수신기들의 경우에 다수의 제어 신호들이 제공될 수 있다.
도 2는 본 실시예들을 이해하는데 유용한 스펙트럼 할당의 그래픽적 표현을 도시한다. 특히, 도 2는 제 1 고객이 스펙트럼, 예시적으로 단일 10MHz 블록의 제 1 부분(210)을 할당받고; 제 2 고객이 스펙트럼, 예시적으로 단일 8MHz 블록의 제 2 부분(220)을 할당받고; 제 3 고객이 스펙트럼, 예시적으로 단일 10MHz 블록의 제 3 부분(230)을 할당받고; 제 4 고객이 스펙트럼, 예시적으로 제 1 MHz 블록(2401), 제 2 1MHz 블록(2401) 및 6MHz 블록(2403)을 포함하는 3개의 인접하지 않은 스펙트럼 블록들의 제 4 부분(240)을 할당받는다.
여기서 논의된 다양한 실시예들의 맥락 내에서, 제 4 고객과 연관된 데이터 스트림은 단일 6MHz 스펙트럼 단편에서의 2개의 상이한 1MHz 스펙트럼 단편들로 분할되고, 그들 각각은 도 1에 대하여 상기 논의된 것과 상당히 동일한 방식으로 처리된다.
도 3은 여기서 설명된 다양한 실시예들에서 이용하기 위해 적합한 범용 계산 디바이스(300)의 고-레벨 블록도를 도시한다. 예를 들면, 도 3에 도시된 계산 디바이스는 여기서 설명될 바와 같이, 다양한 송신기 처리 기능들, 수신기 처리 기능들 및/또는 관리 처리 기능들을 구현하기 위해 적합한 프로그램들을 실행하기 위해 이용될 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 계산 디바이스(300)는 입력/출력(I/O) 회로(310), 처리기(320) 및 메모리(330)를 포함한다. 처리기(320)는 I/O 회로(310) 및 메모리(330) 각각에 결합된다.
메모리(330)는 버퍼들(332), 송신기(TX) 프로그램들(334), 수신기(RX) 프로그램들(336) 및/또는 관리 프로그램들(338)을 포함하는 것으로서 표시된다. 메모리(330)에 저장된 특정 프로그램들은 계산 디바이스(300)을 이용하여 구현된 기능에 의존한다.
하나의 실시예에서, 도 1에 대하여 상기 설명된 슬라이서/역다중화기(111)는 도 3의 계산 디바이스(300)와 같은 계산 디바이스를 이용하여 구현된다. 특히, 처리기(320)는 슬라이서/역다중화기(111)에 대하여 상기 설명된 다양한 기능들을 실행한다. 이 실시예에서, I/O 회로들(310)은 데이터 소스(도시되지 않음)로부터 입력 데이터 스트림(D)을 수신하고 복조기들(112)에 N개의 하위-스트림들(D0...DN-1)을 제공한다.
하나의 실시예에서, 도 1에 관하여 상기 설명된 조합기(161)는 도 3의 컴퓨팅 디바이스(300)와 같은 컴퓨팅 디바이스를 이용하여 구현된다. 특히, 처리기(320)는 조합기(161)에 관하여 상기 설명된 다양한 기능들을 실행한다. 이 실시예에서, I/O 회로들(310)은 복조기들(162)로부터(선택적으로 버퍼들(166)을 통해) 복조된 하위-스트림들(D0', D1' 및 D2')을 수신하고 가상 스펙트럼 집성기 송신기(110)에 의해 초기에 처리된 입력 데이터 스트림(D)을 나타내는 출력 데이터 스트림(D')을 제공한다.
하나의 실시예에서, 도 1에 대하여 상기 설명된 선택적 제어 모듈(170)은 도 3의 계산 디바이스(300)과 같은 계산 디바이스를 이용하여 구현된다.
비록 특정 유형들의 구성요소들 및 그들의 배치들을 가지는 것으로서 주로 도시되고 설명될지라도, 임의의 다른 적합한 유형들의 구성요소들 및/또는 그들의 배치들이 계산 디바이스(300)을 위해 이용될 수 있음이 인식될 것이다. 계산 디바이스(300)는 여기서 설명된 다양한 기능들을 구현하기 위해 적합한 임의의 방식으로 구현될 수 있다.
도 3에 도시된 컴퓨터(300)가 여기서 설명된 기능적 요소들 및/또는 여기서 설명된 기능적 요소들의 일부들을 구현하기 위해 적합한 일반적인 아키텍처 및 기능성을 제공함이 인식될 것이다. 여기서 도시되고 설명된 기능들은 예를 들면, 범용 컴퓨터, 하나 이상의 주문형 반도체(ASIC), 및/또는 임의의 다른 하드웨어 등가물들을 이용하여 소프트웨어 및/또는 하드웨어에서 구현될 수 있다.
소프트웨어 방법으로서 여기서 논의된 단계들의 일부가 예를 들면, 다양한 방법 단계들을 수행하기 위해 처리기와 협동하는 회로로서 하드웨어 내에서 구현될 수 있음이 고려된다. 여기서 설명된 기능들/소자들의 일부들은 컴퓨터에 의해 처리될 때, 컴퓨터 지시들이, 여기서 설명된 방법들 및/또는 기술들이 유발되거나 그렇지 않으면 제공되도록 컴퓨터의 동작을 적응시키는 컴퓨터 프로그램 제품으로서 구현될 수 있다. 본 발명적인 방법들을 유발하기 위한 지시들은 고정되거나 제거가능한 매체에 저장될 수 있고, 상기 지시들은 브로드캐스트(broadcast) 또는 다른 신호 베어링 매체(signal bearing medium)에서 데이터 스트림을 통해 송신되고, 유형의 매체를 통해 송신되고/송신되거나 지시들에 따라 동작하는 계산 디바이스 내의 메모리 내에 저장된다.
도 4는 하나의 실시예에 따른 방법의 흐름도를 도시한다. 특히, 도 4의 방법은 도 1에 대하여 상기 설명된 바와 같은, 송신하기 위해 데이터 스트림(D)을 처리하기 위해 적합하다.
단계(410)에서, 하나 이상의 고객들로부터의 데이터를 포함하는 데이터 스트림은 가상 스펙트럼 집성된 송신기(110)에 의해서와 같은 것으로써 수신된다.
단계(420)에서, 수신된 데이터 스트림은 N개의 하위-스트림들로 슬라이스되고, 각각의 하위-스트림들은 개개의 스펙트럼 단편들과 연관된다. 박스(425)를 참조하면, 하위-스트림들로의 데이터 스트림들의 슬라이싱은 다음 기준들: 고객 당, 단편 당, 데이터 유형, 고정된 크기, 변동가능한 크기에 대해, 다양한 슬라이싱 방법들 및/또는 다른 기준들의 조합 중 임의의 하나를 이용하여, 단독으로 또는 임의의 조합으로 수행될 수 있다.
단계(430)에서, 하위-스트림들 각각은 개개의 변조기를 이용하여 변조된다. 박스(435)를 참조하면, 복조기들은 데이터 유형에 대해 최적화될 수 있고, 채널 조건들에 대해 최적화될 수 있고, 그들은 공통 특성들을 공유하고, 그들은 다양한/상이한 특성들을 갖는, 등이다.
선택적 단계(440)에서, 하나 이상의 변조된 하위-스트림들은 동일한 트랜스폰더 또는 송신 채널을 이용하여 송신되어야 하고, 이들 변조된 하위-스트림들은 조합된다.
단계(450)에서, 변조된 하위-스트림들은 주파수 상향 변환되고 송신된다. 박스(455)를 참조하면, 주파수 상향 변환/송신 처리는 위성 통신 시스템, 마이크로웨이브 통신 시스템, 무선 통신 시스템/채널 또는 다른 매체의 맥락 내에 있을 수 있다.
도 5는 하나의 실시예에 따른 방법의 흐름도를 도시한다. 특히, 도 5의 방법(500)은 도 1에 대하여 상기 설명된 바와 같은, 하나 이상의 수신된 하위-스트림들을 처리하기 위해 적합하다.
단계(510)에서, 하나 이상의 변조된 하위-스트림들이 수신되고 주파수 하향 변환된다. 박스(515)를 참조하면, 하나 이상의 변조된 하위-스트림들은 위성 통신 시스템, 무선 통신 시스템, 무선 통신 시스템/채널 또는 다른 매체를 통해 수신될 수 있다.
단계(520)에서, 송신기에서 이전에 조합된 임의의 하위-스트림들은 개개의 하위-스트림들을 제공하기 위해 분리되고, 단계(530)에서, 개개의 하위-스트림들 각각은 개개의 적절한 복조기를 이용하여 복조된다.
단계(540)에서, 하나 이상의 복조된 하위-스트림들은 선택적으로 지연되어, 결과적인 복조된 데이터 스트림들이 임시적으로 정렬될 수 있다.
단계(550)에서, 복조되고 선택적으로 지연된 하위-스트림들은 가상 스펙트럼 집성기 송신기에 의해 초기에 처리된 입력 데이터 스트림(D)를 나타내는 데이터 스트림(D')과 같은 결과적인 데이터 스트림을 제공하도록 조합된다.
도 6는 하나의 실시예에 따른 방법의 흐름도를 도시한다. 특히, 도 6의 방법(600)은 다양한 실시예들에 따른 다양한 송신기 및 수신기 파라미터들을 구성하기 위해 적합하다.
단계(610)에서, 고객 데이터의 송신을 위한 요청이 수신된다. 박스(615)를 참조하면, 상기 요청은 특정 대역폭, 특정 데이터 레이트, 특정 데이터 유형, 특정 변조 유형 및/또는 대역폭을 설명하는 다른 정보 및/또는 고객 데이터 송신 요청과 연관된 서비스 요구조건들을 제공할 수 있다.
단계(620)에서, 고객 데이터 송신 요청을 만족하기 위해 적합한 스펙트럼 할당에 대한 결정이 행해진다.
단계(630)에서, 임의의 특정 스펙트럼 관련 기준들이 고객 데이터 송신 요청을 만족하기 위해 적합한지의 여부에 대한 선택적 결정이 행해진다. 박스(635)를 참조하면, 이러한 스펙트럼 관련 기준들은 최소 대역폭 블록 크기, 인접한 대역폭 블록들에 대한 요구조건 및/또는 다른 기준들을 포함할 수 있다.
단계(640)에서, 이용가능한 스펙트럼 단편들이 식별된다. 박스(645)를 참조하면, 이용가능한 스펙트럼 단편들의 식별은 할당 테이블, 관리 시스템 및/또는 이러한 정보의 다른 소스에 대하여 행해질 수 있다. 하나의 실시예에서, 할당 테이블은 위성 통신 시스템에 의해 서빙(serving)된 각각의 고객과 연관된 스펙트럼 할당을 규정한다; 즉, 각각의 고객의 대역폭 할당, 대역폭을 지원하는 트랜스폰더(들), 트랜스폰더(들)를(을) 지원하는 위성(들) 등. 부가적으로, 이용가능한 스펙트럼 단편들은 각각의 위성의 각각의 트랜스폰더에 대한 크기 및 스펙트럼 지역에 관하여 규정된다.
단계(650)에서, 이용가능한 스펙트럼 단편들은 고객 데이터 송신 요청을 만족하기 위해 할당된다. 박스(655)를 참조하면, 이용가능한 스펙트럼 단편들은 이용가능한 것으로서 할당될 수 있고, 고객을 위해 최적화될 수 있고, 반송파를 위해 최적화될 수 있고, 스펙트럼 단편 수를 감소시키기 위해 최적화될 수 있고, 리질리언시 또는 리던던시를 제공하기 위해 최적화될 수 있고/있거나, 다른 기준들에 기초하여 최적화될 수 있다.
단계(660)에서, 송신기/수신기 시스템들은 고객 데이터 송신 요청을 지원하기 위해 변조기들/복조기들의 정확한 수 및 유형을 제공하도록 구성되고, 요청 고객 및/또는 다른 고객들을 위한 스펙트럼 단편 할당들에 대한 임의의 변경들에 적응된다. 즉, 최적화 및/또는 다른 기준들에 기초하여, 특정 고객, 서비스 제공자 등을 위하여 최적화하기 위해 다수의 고객들의 스펙트럼 단편 할당들을 수정하는 것이 적절할 수 있다.
단계(670)에서, 청구 데이터, 서비스 동의들 등은 적절하게 업데이트된다. 단계(680)에서, 시스템 구성, 프로비저닝(provisioning) 및/또는 다른 관리 데이터가 업데이트된다.
다양한 실시예들에서, 상이한 위성 트랜스폰더들 및/또는 상이한 위성들에 대해 이용가능한 스펙트럼 단편은 가상의 인접한 블록을 형성하기 위해 집성된다. 다른 실시예들에서, 다수의 트랜스폰더들의 전체 대역폭은 위성 링크들에 걸쳐 고 데이터-레이트 파이프들(예를 들면, OC-3/12c)을 지원하기 위해 이용된다.
도 7 내지 도 9는 다양한 실시예들에 따른 통신 시스템들의 블록도들을 도시한다. 도 7 내지 도 9에 도시된 통신 시스템들 내의 다양한 구성요소들 각각은 도 1의 통신 시스템 내의 대응하는 구성요소들에 대하여 상기 설명된 것과 실질적으로 동일한 방식으로 동작한다. 예를 들면, 도 7 내지 도 9의 실시예들 각각에서, 입력 데이터 스트림(D)은 가상 스펙트럼 집성된 송신기(110)에 의해 수신되고, 그것은 N개의 하위-스트림들(D0...DN-1)을 제공하기 위해 슬라이서/역-다중화기(x11)에 의해 처리되고, N개의 하위-스트림들 각각은 개개의 변조기(x12)에 의해 변조된다. 다양한 도면들 사이의 다른 차들 및 유사성들이 이제 더 상세하게 설명될 것이다.
도 7은 단일 트랜스폰더가 스트림들(A, B, C 및 D)로서 표기된 복수의 데이터 스트림들 각각을 전송하기 위해 이용되는 단일 트랜스폰더 실시예를 도시한다. 도 7a는 시스템의 업링크 부분을 도시하는 반면에, 도 7b는 시스템의 다운링크 부분을 도시한다.
도 7a를 참조하면, 데이터 스트림들(A, B 및 C)은 조합되고 변조된 신호(ABC)를 제공하기 위해 그 다음, 제 1 신호 조합기(113)에 의해 조합되는 개개의 조합된 스트림들을 생성하기 위해 개개의 변조기들(712)에 의해 변조된다.
데이터 스트림(D)은 개개의 스펙트럼 단편들(S0, S1 및 S2)에 의해 전달될 대응하는 변조된 신호들을 제공하기 위해 그 다음, 개개의 변조기들(712)(즉, 변조기들(7120, 7121 및 7122))에 의해 변조되는 N개의 하위-스트림들(D0...DN -1)을 제공하도록 슬라이서/역-다중화기(711)에 의해 처리된다. 대응하는 변조된 신호들은 조합되고 변조된 신호(DDD)를 제공하기 위해 제 2 신호 조합기(7132)에 의해 조합되고, 상기 조합되고 변조된 신호(DDD)는 제 3 신호 조합기(7133)에 의해 변조된 신호(ABC)와 조합된다. 결과적인 조합되고 변조된 신호들은 파워 증폭기(720)에 의해 증폭되고 위성 업링크(730)를 통해 위성(740)을 향해 송신되는 반송파 신호(C)를 생성하기 위해 업 컨버터(714)에 의해 변환된다.
도 7b를 참조하면, 위성(740)은 변조된 스트림들(A 내지 D)을 포함하는 변조된 반송파 신호를 위성 다운링크(750)로 송신하고, 상기 위성 다운링크(750)는 신호를 다운-컨버터(765)로 전파시킨다. 주파수 하향 변환된 신호는 신호를 ABC 및 DDD 신호 구성요소들로 분리하도록 동작하는 주파수 역-다중화기(1643)에 의해 처리된다.
ABC 신호 구성요소들은 변조된 신호들을 복구하기 위해 제 2 주파수 역-다중화기(7641)에 의해 분리되고 그 다음, 개개의 복조기들(752)에 의해 복조된다.
DDD 신호 구성요소들은 개개의 복조기들(752)에 의해 복조되는 변조된 신호들을 복구하기 위해 제 3 주파수 역-다중화기(7642)에 의해 분리된다.
복조된 하위-스트림들(D0', D1' 및 D2')은 입력 데이터 스트림(D)을 나타내는 출력 데이터 스트림(D')을 생성하기 위해 조합기(761)에 의해 처리된다. 복조기들(162) 각각이 그것의 대응하는 변조기(112)와 호환가능한 방식으로 동작함에 유의한다.
도 8은 제 1 트랜스폰더가 스트림들(A, B, 및 C)로서 표시된 복수의 데이터 스트림들 각각 뿐만 아니라, 데이터 스트림(D)와 연관된 3개의 하위-스트림들 중 2개를 전송하기 위해 이용되는 반면에, 제 2 트랜스폰더가 E 및 F로서 표시된 복수의 데이터 스트림 각각 뿐만 아니라, 데이터 스트림(D)과 연관된 제 3 하위-스트림을 전송하기 위해 이용되는 이중 트랜스폰더 실시예를 도시한다. 도 8a는 시스템의 업링크 부분을 도시하는 반면에, 도 8b는 시스템의 다운링크 부분을 도시한다.
도 8a를 참조하면, 데이터 스트림들(A, B, C, E 및 F)은 개개의 변조된 스트림들을 생성하기 위해 개개의 변조기들(812)에 의해 변조된다.
데이터 스트림들(E 및 F)은 개개의 변조된 신호들을 생성하기 위해 개개의 변조기들(812)에 의해 변조된다.
데이터 스트림(D)은 개개의 스펙트럼 단편들(S0, S1 및 S2)에 의해 전달될 대응하는 변조된 신호들을 제공하기 위해 그 다음, 개개의 변조기들(712)(즉, 변조기들(7120, 7121 및 7122))에 의해 변조되는 N개의 하위-스트림들(D0...DN -1)을 제공하도록 슬라이서/역-다중화기(711)에 의해 처리된다.
데이터 스트림들(A, B 및 C)과 연관된 변조된 신호들은 조합되고 변조된 신호(ABC)를 제공하기 위해 제 1 신호 조합기(8131)에 의해 조합된다.
하위-스트림들(D0 및 D1)과 연관된 변조된 신호들은 조합되고 변조된 신호(D12)를 제공하기 위해 제 2 신호 조합기(8132)에 의해 조합된다.
그 다음, 제 1(8131) 및 제 2(8132) 신호 조합기들에 의해 생성된 조합되고 변조된 신호들은 제 1 반송파 신호(C1)를 생성하기 위해 제 3 신호 조합기(8133)에 의해 조합되고 제 1 업컨버터(8141)에 의해 변환된다.
하위-스트림(D3) 및 스트림들(E 및 F)과 연관된 변조된 신호들은 제 2 반송파 신호(C2)를 생성하기 위해 제 4 신호 조합기(8133)에 의해 조합되고 제 2 업컨버터(8142)에 의해 변환된다.
C1 및 C2 반송파 신호들은 제 4 신호 조합기(8134)에 의해 조합되고, 파워 증폭기(820)에 의해 증폭되고, 위성 업링크(830)의 개개의 트랜스폰더들(A 및 B)을 통해 위성(840)을 향해 송신된다.
도 8b를 참조하면, 위성(840)은 개개의 트랜스폰더들(A 및 B)을 통해 변조된 스트림들(A 내지 F)을 포함하는 2개의 변조된 반송파 신호들을 위성 다운링크(850)로 송신하고, 상기 위성 다운링크(850)는 신호를 다운-컨버터(865)로 전파시킨다. 주파수 하향 변환된 신호는 주파수 역다중화기(8644)에 의해 그것의 2개의 반송파 신호들로 분리된다. 2개의 반송파 신호들은 입력 데이터 스트림(A 내지 F)를 나타내는 다양한 출력 데이터 스트림들(A' 내지 F')을 생성하기 위해 864의 다양한 역다중화기들, 862의 복조기들 및 조합기(861)를 이용하여 처리된다.
도 9는 하나의 위성(9401)이 스트림들(A, B, 및 C)로서 표시된 복수의 데이터 스트림들 뿐만 아니라, 데이터 스트림(D)과 연관된 3개의 하위-스트림들 중 2개를 전송하기 위해 이용되는 이중 위성 실시예를 도시한다. 제 2 위성(9402)은 E 및 F로서 표시된 복수의 데이터 스트림들 뿐만 아니라, 데이터 스트림(D)과 연관된 제 3 하위-스트림을 전송하기 위해 이용된다. 도 9a는 시스템의 업링크 부분을 도시하는 반면에, 도 9b는 시스템의 다운링크 부분을 도시한다.
도 9a를 참조하면, 데이터 스트림들(A, B, C, E 및 F)은 2개의 반송파 신호들이 단일 위성의 개개의 트랜스폰더들을 통해 전송하기 위해 조합되지 않는 것을 제외하고, 도 8a에 대하여 상기 설명된 것과 실질적으로 동일한 방식으로 처리된다. 오히려, 도 9는 별개의 파워 증폭기들(9201 및 9202)에 의해 증폭되고 업링크들(9301 및 9302)을 이용하여 위성들(9401 및 9402)에 각각 송신된 2개의 반송파 신호들을 도시한다.
도 9b를 참조하면, 2개의 위성들(940)은 개개의 다운링크들(950)을 통해 변조된 스트림들(A 내지 F)을 포함하는 그들 각각의 변조된 반송파 신호들을 송신하고, 상기 변조된 반송파 신호들은 그 다음 개개의 다운-컨버터들(965)에 제공된다. 2개의 주파수 하향 변환된 반송파 신호들은 입력 데이터 스트림들(A 내지 F)을 나타내는 출력 데이터 스트림들(A' 내지 F')을 생성하기 위해 역-다중화기들(964), 복조기들(962) 및 조합기(961)를 이용하여 처리된다.
도 10은 여기서 설명된 다양한 실시예들에서 이용하기 위해 적합한 슬라이서/역-다중화기의 고-레벨 블록도를 도시한다. 특히, 도 10의 슬라이서/역-다중화기(1000)는 패킷 캡슐화기(packet encapsulator)(1010), 버퍼 메모리(1022)를 포함하는 마스터 스케줄러(1020), 및 버퍼 메모리들(1032)을 포함하는 복수의 슬레이브 스케줄러들(1030)을 포함한다.
패킷 캡슐화기(1010)는 데이터-스트림(D)로부터 수신된 패킷들을 미리 규정되거나 정규화된 포맷을 가지는 패킷 구조로 캡슐화하도록 동작한다. 다양한 캡슐화 패킷 포맷들이 이용될 수 있지만, 시스템의 다운링크 측에서의 조합기가 시스템의 업링크 측에서의 슬라이서/역-다중화기에 의해 이용된 캡슐화 포맷에 따라 패킷들을 조합하도록 구성되는 것이 중요하다.
하나의 실시예에서, 캡슐화 패킷들은 185-바이트 페이로드 섹션 및 3-바이트 헤더 섹션을 가지는 188 바이트 패킷들을 포함한다. 패킷 캡슐화기(1010)는 오리지널 데이터 스트림(D)로부터 한 시퀀스의 185 바이트 부분들을 추출하고, 캡슐화 패킷(EP)을 형성하기 위해 각각의 추출된 부분을 캡슐화한다. 각각의 캡슐화 패킷의 헤더 부분은, 데이터 스트림의 시퀀스의 185 바이트 부분들이 다양한 도면들에 대하여 상기 설명된 것과 같은, 조합기에 의해 재구성될 수 있도록 페이로드 데이터와 연관된 이용자 시퀀스 수를 저장한다.
하나의 실시예에서, 이용자 시퀀스 수는 지속적으로 증분되고 패킷 캡슐화기(1010)에 의해 제공된 캡슐화된 패킷들을 스탬핑(stamping)하기 위해 이용되는 14-비트 수를 포함한다. 하나의 실시예에서, 패킷 캡슐화기(1010)에 의해 제공된 패킷의 헤더 부분은 다음에 2개의 제로 비트들이 이어지고, 다음에 이용자 시퀀스 수와 연관된 14 비트들이 이어지는 47의 16진법(즉, 47h)을 저장하는 제 1 바이트를 포함한다.
더 큰 시퀀스 수 필드(예를 들면, 24 또는 32 비트들)는 전송되고 있는 집성 데이터 레이트가 더 높을 때 이용될 수 있다. 시퀀스 수 필드의 크기는 상기 다양한 도면들에서 설명된 수신 조합기 요소에서 발생하는 버퍼링의 양에 관련된다. 결과적으로, 버퍼의 크기는 가장 큰 하위-스트림 대역폭의 가장 작은 하위-스트림 대역폭에 대한 비에 관련된다. 따라서, 다양한 실시예들은 총 집성 대역폭 및/또는 가장 큰 대역폭 하위-스트림의 가장 작은 대역폭 하위-스트림에 대한 비에 기초하여 시퀀스 수 필드 크기(및 결과적인 오버헤드)를 조절할 수 있다.
다양한 실시예들에서, 188 바이트들보다 더 많거나 더 적은 바이트들은 캡슐화 패킷들을 구성하기 위해 이용된다. 다양한 실시예들에서, 3 바이트들보다 더 많거나 더 적은 바이트들은 캡슐화 패킷 헤더들을 구성하기 위해 이용된다. 예를 들면, 부가적인 헤더 비트들을 이용자 시퀀스 수에 할당함으로써, 더 큰 이용자 시퀀스 수가 이용될 수 있다. 이 경우에, 수신기에서 동일한 시퀀스를 가지는 2개의 캡슐화 패킷들을 처리할 가능성은 감소된다.
여기서 설명된 실시예들에서, 188 바이트들의 고정된 패킷 크기는 캡슐화 패킷들을 위해 이용된다. 그러나, 다양한 대안적인 실시예들에서, 상이한 고정된-크기의 패킷들 및/또는 상이한 변동가능한 크기의 패킷들은, 이러한 패킷 크기들이 상이한 하위-스트림들을 위해 이용된 개개의 변조기들의 입력 인터페이스들과 호환가능한 한 상기 상이한 하위-스트림들을 위해 이용될 수 있다.
마스터 스케줄러(1020)는 캡슐화된 패킷들을 다양한 슬레이브 스케줄러들(1030)로 라우팅한다. 결과적으로, 슬레이브 스케줄러들(1030)은 그들의 패킷들을 슬라이스/역다중화기의 개개의 출력 포트들로 라우팅하여, 예시적으로 개개의 하위-스트림들을 변조기들 또는 다른 구성요소들에 제공한다.
일반적으로 말하면, 각각의 슬레이브 스케줄러(1030)는 상기 스케줄러에 할당된 스펙트럼 단편의 대역폭에 따라 패킷들을 수용한다. 따라서, 1MHz 스펙트럼 단편 채널을 서비스하는 슬레이브 스케줄러는 10MHz 스펙트럼 단편 또는 지역을 서빙하는 슬레이브 스케줄러의 데이터 레이트의 대략 1/10인 데이터 레이트로 패킷들을 수용한다.
마스터 스케줄러(1020)는 어느 슬레이브 스케줄러(1030)가 다음 캡슐화된 패킷을 수신할 수 있는지(또는 수신해야하는지)를 식별하기 위해 슬레이브 스케줄러들(1030)과 통신한다. 선택적으로, 마스터 스케줄러(1020)는 슬레이브 스케줄러들(1030)로부터 상태 및 다른 관리 정보를 수신하고, 이 상태 정보의 일부는 다양한 관리 엔티티들(도시되지 않음)로 전파될 수 있다.
하나의 실시예에서, 슬레이브 스케줄러(1030)는 패킷을 수용하는 능력을 나타내는 제어 신호를 마스터 스케줄러(1020)에 제공한다. 하나의 실시예에서, 마스터 스케줄러(1020)는 라운드 로빈 방식으로 패킷들을 슬레이브 스케줄러들(1030)에 할당한다. 하나의 실시예에서, 고객 및/또는 서비스 제공자 요구조건들에 기초하여 임의의 송신 채널들 또는 스펙트럼 지역들이 선호되고, 마스터 스케줄러(1020)에 의한 캡슐화된 패킷의 할당은 더 많은 캡슐화된 패킷들을 바람직한 송신 채널들에 서비스하는 상기 슬레이브 스케줄러들(1030)에 제공하기 위해서 가중된다.
하나의 실시예에서, 슬레이브 스케줄러 각각은 대응하는 스펙트럼 단편과 연관된 채널 용량의 미리 규정된 대역폭 또는 다른 표시자들과 연관된다. 이 실시예에서, 마스터 스케줄러(1020)는 각각의 슬레이브 스케줄러(1030)에 대한 가중치 할당에 따라 패킷들을 라우팅한다.
일반적으로 말하면, 마스터 스케줄러는 랜덤 라우팅 알고리즘, 라운드 로빈 라우팅 알고리즘, 고객 선호 알고리즘 및 서비스 제공자 선호 알고리즘 중 하나 이상의 알고리즘에 따라 패킷들을 라우팅한다. 이러한 라우팅은 가중치 팩터를 각각의 변조기, 스펙트럼 단편, 통신 채널(예를 들면, 트랜스폰더, 마이크로웨이브 링크들, 무선 채널 등) 등과 연관시킴으로써 수용될 수 있다. 예를 들면, 바람직한 스펙트럼 단편은 최소 또는 최대 크기를 가지는 하나의 단편, 상대적으로 낮은 에러 또는 상대적으로 높은 에러 채널과 연관된 하나의 단편, 바람직한 통신 유형(예를 들면, 위성, 마이크로웨이브 링크, 무선 네트워크 등)과 연관된 하나의 단편, 바람직한 고객과 연관된 하나의 단편 등을 포함할 수 있다. 가중치 채널들, 통신 시스템들, 스펙트럼 지역들 등의 다른 수단들은 또한 다양한 실시예들의 맥락 내에서 이용될 수 있다.
도 11은 하나의 실시예에 따른 방법의 흐름도를 도시한다. 단계(1110)에서, 패킷들은 데이터 스트림(D)로부터 수신된다. 단계(1120)에서, 수신된 패킷들이 캡슐화된다. 박스(1125)를 참조하면, 패킷은 185 바이트의 페이로드 및 3 바이트의 헤더 패킷들을 포함할 수 있다. 상이한 시퀀스 수 필드 크기 및/또는 부가적인 제어 정보를 갖는 다른 헤더 포맷들은 본 실시예들의 맥락 내에서 이용될 수 있다.
단계(1130)에서, 캡슐화된 패킷들은 예시적으로 마스터 스케줄러(1020), 패킷 캡슐화기(1010) 내의 별개의 버퍼(도시되지 않음) 등에 의해 버퍼링(buffering)된다.
단계(1140)에서, 캡슐화기 패킷들은 마스터 스케줄러(1020)에 의해 슬레이브 스케줄러들(1030)로 포워딩(forwarding)(또는 포워딩되도록 야기)된다.
여기서 설명된 다양한 실시예들에서, 각각의 캡슐화된 패킷은 개개의 하위-스트림의 일부로서 개개의 변조기에 결합된다. 그러나, 증가된 데이터 리질리언시 및/또는 백업을 제공하도록 적응된 실시예들에서, 캡슐화된 패킷들은 다수의 개개의 하위-스트림들의 일부로서 다수의 변조기들에 결합될 수 있다. 이들 실시예들에서, 캡슐화된 패킷과 연관된 시퀀스 수는 동일하게 유지된다.
이들 실시예들에서, 수신기는 적절한 시퀀스 수를 가지는 제 1 캡슐화된 패킷(또는 에러가 없는(error-free) 캡슐화된 패킷)을 처리하고 동일한 시퀀스 수를 가지는 다른 패킷들을 무시할 것이다. 즉, 수신기에서 캡슐화 패킷들을 재-순서화할 때, 최근 순서화된 캡슐화 패킷의 시퀀스 수와 매칭(matching)하는 시퀀스 수를 가지는 상기 캡슐화 패킷들이 버려진다. 시퀀스 수들이 순환적이거나 반복되기 때문에(예를 들면, 14-비트 시퀀스 수의 경우에 모든 16,384개의 캡슐화 패킷들), 전에 몇천개의 패킷들을 처리한 캡슐화 패킷의 동일한 시퀀스 수를 가지는 캡슐화 패킷은 상기 이전에 처리된 캡슐화 패킷의 사본일 것이고 따라서, 여분의 것으로서 드롭(drop)되거나 버려져야 한다.
여기서 설명된 다양한 실시예들은 스펙트럼이 고객 대역폭 요구조건 변경으로서 현존하는 스펙트럼 할당들에 부가될 수 있거나 그들로부터 뺄 수 있도록 스펙트럼의 분리 블록들의 동적 스펙트럼 집성을 제공한다. 부가적으로, 작거나 잘못된(orphaned) 스펙트럼 블록들(즉, 상기 스펙트럼 블록들은 너무 작아서 일반적으로 유용하지 않다)은 대역폭의 더 큰 블록들을 형성하기 위해 가상적으로 조합될 수 있다.
상기 설명된 실시예들은 임의의 하나의 스펙트럼 단편의 손실이 서비스의 완전한 손실을 야기하지 않을 것이기 때문에, 향상된 시스템 리질리언시를 포함하는 복수의 잇점들을 제공한다. 또한, 스펙트럼 단편들이 다수의 트랜스폰더들에 걸쳐 매핑(mapping)될 때, 임의의 하나의 트랜스폰더의 손실은 서비스의 완전한 손실을 야기하지 않는다; 오히려, 서비스의 적절한 저하가 제공된다. 인접한 스펙트럼을 이용하는 더 오래된/현존하는 방식들은 실패의 잠재적인 단일 포인트가 될 수 있는 단지 하나의 트랜스폰더만을 이용할 수 있다.
실시예들의 다양한 이득들은 상당하게 더 높은 스펙트럼 이용량 효율 뿐만 아니라, 너무 작아서 다르게 이용할 수 없는 잘못된 스펙트럼 단편들을 이용하기 위한 능력을 포함한다. 다양한 실시예들은 위성 애플리케이션들, 벤트-파이프 SatCom 애플리케이션들에서 이용된 링크들과 같은 포인트-대-포인트 무선 링크들, 마이크로웨이브 타워들을 이용하여 제공된 것과 같은 무선 백홀 인프라스트럭처 등에 적용가능하다.
다양한 실시예들은 대역폭이, 대역폭의 부가적인 블록들을 이미 이용중인 상기 대역폭 블록들에 "첨부함으로써" 할당될 수 있어서, 서비스 제공자들 및 고객들을 위한 "쓰는 만큼 지불하는(pay-as-you-grow)" 비즈니스 모델을 용이하게 한다.
다양한 실시예들에서, 위성 시스템의 단일 트랜스폰더는 복수의 변조된 하위-스트림들을 포함하는 반송파 신호를 전파시키기 위해 이용되고, 변조된 하위-스트림들 각각은 그것의 개개의 스펙트럼 단편 지역을 점유한다. 다른 실시예들에서, 다수의 반송파 신호들은 개개의 트랜스폰더들을 통해 전파된다.
다양한 실시예들에서, 마이크로웨이브 통신 시스템 내의 단일 마이크로웨이브 링크는 복수의 변조된 하위-스트림들을 포함하는 반송파 신호를 전파시키기 위해 이용되고, 각각의 변조된 하위-스트림은 그것의 개개의 스펙트럼 단편 지역을 점유한다. 다른 실시예들에서, 다수의 반송파 신호들은 개개의 마이크로웨이브 링크들을 통해 전파된다.
다양한 실시예들에서, 무선 통신 시스템 내의 단일 무선 채널은 복수의 변조된 하위-스트림들을 포함하는 반송파 신호를 전파시키기 위해 이용되고, 각각의 변조된 하위-스트림은 그것의 개개의 스펙트럼 단편 지역을 점유한다. 다른 실시예들에서, 다수의 반송파 신호들은 개개의 무선 채널들을 통해 전파된다.
상기 내용이 본 발명의 다양한 실시예들로 지향될지라도, 본 발명의 다른 및 또 다른 실시예들은 그의 기본적인 범위로부터 벗어나지 않고 고안될 수 있고, 당업자들은 여전히 이들 교시들을 통합하는 많은 다른 변형된 실시예들을 용이하게 고안할 수 있다. 이러한 바와 같이, 본 발명의 적절한 범위는 다음의 청구항들에 따라 결정되어야 한다.
100: 통신 시스템
110: 가상 스펙트럼 집성기 송신기
111, 711, 1000: 슬라이서/역다중화기 112: 변조기
113: 주파수 다중화기 114, 714: 업-컨버터
120, 720, 820: 파워 증폭기
130, 730, 830: 위성 업링크 140, 740, 840: 위성
150, 750, 850: 위성 다운링크
160: 가상 스펙트럼 집성기 수신기 161, 961: 조합기
162, 752, 962: 복조기 164: 주파수 역다중화기
170: 제어 모듈 300: 계산 디바이스
310: 입력/출력 회로 320: 처리기
330: 메모리 332: 버퍼
765: 다운-컨버터 1010: 패킷 캡슐화기
1020: 마스터 스케줄러 1022, 1032: 버퍼 메모리
130: 슬레이브 스케줄러

Claims (10)

  1. 데이터 스트림을 복수의 하위-스트림들로 분할하는 단계로서, 상기 하위-스트림들 각각은 개개의 스펙트럼 단편(fragment)에 연관되고 상기 개개의 스펙트럼 단편의 대역폭과 호환가능한 데이터 레이트를 갖는, 상기 분할하는 단계;
    상기 개개의 스펙트럼 단편을 통해 송신하기 위해 적응된 변조된 신호를 제공하기 위해 상기 하위-스트림들 각각을 변조하는 단계; 및
    적어도 하나의 반송파 신호의 개개의 스펙트럼 단편들 상으로 상기 변조된 신호들을 주파수 상향 변환하는(upconverting) 단계를 포함하고,
    상기 주파수 상향 변환되고 변조된 신호들 내에 포함된 상기 하위-스트림들은 수신기에서 복조되고 조합되도록 적응되어 데이터 스트림을 복구하는, 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    개개의 조합된 하위-스트림들을 형성하기 위해 2개 이상의 상기 변조된 하위-스트림들을 조합하는 단계를 추가로 포함하고, 상기 조합된 하위-스트림들 각각은 조합된 하위-스트림들의 총 효과적인 데이터 레이트와 호환가능한 대역폭을 가지는 스펙트럼 단편을 통해 송신하기 위해 적응된 변조된 신호에 대해서 변조되는, 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    통신 시스템 내의 개개의 채널들을 통해 상기 반송파 신호들을 송신하는 단계를 추가로 포함하고, 상기 하나 이상의 반송파 신호들 각각은 위성 통신 시스템 내의 개개의 트랜스폰더(transponder), 마이크로웨이브 통신 시스템 내의 개개의 마이크로웨이브 링크, 또는 무선 통신 시스템 내의 개개의 무선 채널에 의해 지원되는, 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    데이터 스트림을 복수의 하위-스트림들로 분할하는 상기 단계는:
    상기 데이터 스트림의 순차적인 부분들을 개개의 캡슐화 패킷들의 페이로드 부분들로 캡슐화하는 단계로서, 상기 데이터 스트림의 상기 순차적인 부분들 각각은 상기 개개의 캡슐화 패킷의 헤더 부분 내에 포함된 개개의 시퀀스 수와 연관되는, 상기 캡슐화하는 단계; 및
    하나 이상의 상기 하위-스트림들 내에 각각의 캡슐화 패킷을 포함시키는 단계를 포함하는, 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    개개의 스펙트럼 단편들을 통해 상기 변조된 하위-스트림들 각각을 수신하는 단계;
    상기 변조된 하위-스트림들 각각을 복조하는 단계;
    캡슐화 패킷들의 개개의 시퀀스 수들에 따라 하나 이상의 하위-스트림들을 통해 수신된 상기 캡슐화 패킷들을 순서화하는 단계; 및
    상기 순서화된 캡슐화 패킷들로부터 상기 데이터 스트림의 순차적인 부분들을 추출하여 상기 데이터 스트림을 복구하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
  6. 데이터 스트림을 복수의 하위-스트림들로 분할하기 위한 스플리터(splitter)로서, 상기 하위-스트림들 각각은 개개의 스펙트럼 단편에 연관되고 상기 개개의 스펙트럼 단편의 대역폭과 호환가능한 데이터 레이트를 갖는, 상기 스플리터;
    복수의 변조기들로서, 각각의 변조기는 상기 개개의 스펙트럼 단편을 통해 송신하기 위해 적응된 변조된 신호를 제공하기 위해 개개의 하위-스트림을 변조하도록 구성되는, 상기 복수의 변조기들; 및
    적어도 하나의 반송파 신호의 개개의 스펙트럼 단편들 상으로 상기 변조된 신호들을 주파수 상향 변환하기 위한 적어도 하나의 업컨버터(upconverter)를 포함하고,
    상기 주파수 상향 변환되고 변조된 신호들 내에 포함된 하위-스트림들은 수신기에서 복조되고 조합되도록 적응되어 데이터 스트림을 복구하는, 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 스플리터는:
    상기 데이터 스트림의 순차적인 부분들을 개개의 캡슐화 패킷들의 페이로드 부분들로 캡슐화하기 위한 캡슐화기로서, 상기 데이터 스트림의 순차적인 부분들 각각은 상기 개개의 캡슐화 패킷의 헤더 부분 내에 포함된 개개의 시퀀스 수와 연관되는, 상기 캡슐화기;
    복조기들을 향해 캡슐화된 패킷들을 선택적으로 라우팅(routing)하기 위한 마스터 스케줄러; 및
    복수의 하위 스케줄러들로서, 상기 하위 스케줄러들 각각은 개개의 변조기를 향해 상기 마스터 스케줄러로부터 수신된 패킷들을 라우팅하도록 적응되는, 상기 복수의 하위 스케줄러들을 포함하는, 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 마스터 스케줄러는 랜덤 라우팅 알고리즘, 라운드 로빈 라우팅 알고리즘 중 하나에 따라 패킷들을 라우팅하는, 장치.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 마스터 스케줄러는 고객 선호 알고리즘 및 서비스 제공자 선호 알고리즘 중 하나에 따라 패킷들을 라우팅하고, 각각의 하위-스트림은 개개의 가중치와 연관되고;
    하위-스트림의 개개의 가중치는 바람직한 스펙트럼 단편, 바람직한 스펙트럼 단편 유형, 바람직한 통신 채널, 바람직한 통신 채널 유형, 바람직한 트래픽 유형 및 바람직한 고객 중 하나 이상에 의해 규정되는, 장치.
  10. 처리기에 의해 실행될 때, 방법을 수행하는 소프트웨어 지시들을 포함하는 컴퓨터 판독가능한 매체에 있어서,
    상기 방법은:
    데이터 스트림을 복수의 하위-스트림들로 분할하는 단계로서, 상기 하위-스트림들 각각은 개개의 스펙트럼 단편에 연관되고 상기 개개의 스펙트럼 단편의 대역폭과 호환가능한 데이터 레이트를 갖는, 상기 분할하는 단계;
    상기 개개의 스펙트럼 단편을 통해 송신하기 위해 적응된 변조된 신호를 제공하기 위해 상기 하위-스트림들 각각을 변조하는 단계; 및
    적어도 하나의 반송파 신호의 개개의 스펙트럼 단편들 상으로 상기 변조된 신호들을 주파수 상향 변환하는 단계를 포함하고,
    상기 주파수 상향 변환되고 변조된 신호들 내에 포함된 상기 하위-스트림들은 수신기에서 복조되고 조합되도록 적응되어 데이터 스트림을 복구하는, 컴퓨터 판독가능한 매체.
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