본 논문에서는 MF-TDMA (Multi Frequency-Time Division Multiple Access) DAMA (Demand-Assigned Multiple Access) 방식을 사용하는 위성 망에서 지상 단말이 네트워크 제어기에게 자원을 요청할 때, 자신에게 유입되어지는 트래픽에 대한 이전 정보(History) 즉, 트래픽 발생 패턴이나 트래픽 종류 등을 바탕으로 자원을 요청하고, 네트워크 제어기는 지상 단말들이 이전에 요청했던 정보(History)를 바탕으로 보다 효율적으로 위성 자원을 할당하여 위성 망 자원 할당 시간의 지연으로 인한 다량의 데이터 폐기를 최대한 억제하기 위한 MF-TDMA DAMA 방식 위성 시스템을 설계하였다. 미군의 전략적 군사 정보망 (Warfighter Information Network-Tactical, WIN-T) 커뮤니티에서는 L-3 Linkabit 다중 주파수-시간 분할 다중 접속 (MF-TDMA) 요청에 의해 할당되어지는 다중 접속 (DAMA) 네트워크 중심 파형 (Network Centric Waveform, NCW)을 full-mesh IP over SHF 위성 통신을 위한 네트워크 표준으로 선택하였다. MF-TDMA 위성 망에서는 네트워크 제어기(Network Controller, NC)가 최대 255개의 지상 단말들 (Earth Terminals, ETs)의 주기적인 자원요청에 대하여 동적으로 위성 망 자원을 할당하여 단말들 간의 통신을 가능하도록 한다.
본 논문에서는 MF-TDMA (Multi Frequency-Time Division Multiple Access) DAMA (Demand-Assigned Multiple Access) 방식을 사용하는 위성 망에서 지상 단말이 네트워크 제어기에게 자원을 요청할 때, 자신에게 유입되어지는 트래픽에 대한 이전 정보(History) 즉, 트래픽 발생 패턴이나 트래픽 종류 등을 바탕으로 자원을 요청하고, 네트워크 제어기는 지상 단말들이 이전에 요청했던 정보(History)를 바탕으로 보다 효율적으로 위성 자원을 할당하여 위성 망 자원 할당 시간의 지연으로 인한 다량의 데이터 폐기를 최대한 억제하기 위한 MF-TDMA DAMA 방식 위성 시스템을 설계하였다. 미군의 전략적 군사 정보망 (Warfighter Information Network-Tactical, WIN-T) 커뮤니티에서는 L-3 Linkabit 다중 주파수-시간 분할 다중 접속 (MF-TDMA) 요청에 의해 할당되어지는 다중 접속 (DAMA) 네트워크 중심 파형 (Network Centric Waveform, NCW)을 full-mesh IP over SHF 위성 통신을 위한 네트워크 표준으로 선택하였다. MF-TDMA 위성 망에서는 네트워크 제어기(Network Controller, NC)가 최대 255개의 지상 단말들 (Earth Terminals, ETs)의 주기적인 자원요청에 대하여 동적으로 위성 망 자원을 할당하여 단말들 간의 통신을 가능하도록 한다.
In this paper, I designed the satellite system, using the MF-TDMA (Multi Frequency-Time Division Multiple Access) DAMA (Demand-Assigned Multiple Access) method, that allocates the satellite resources more effectively to prevent a large quantity data discard when Earth Terminals (ETs) request their s...
In this paper, I designed the satellite system, using the MF-TDMA (Multi Frequency-Time Division Multiple Access) DAMA (Demand-Assigned Multiple Access) method, that allocates the satellite resources more effectively to prevent a large quantity data discard when Earth Terminals (ETs) request their satellite network resource to Network Controller (NC) by using their history information, such as traffic pattern or traffic class which have been receiving, and the network controller allocates the satellite network resource and send to earth terminals by using his history information that earth terminals have been requested already. The U.S. Military Warfighter Information Network-Tactical (WIN-T) community has selected the L-3 Linkabit MF-TDMA DAMA Network Centric Waveform (NCW) as the networking standard for full-mesh IP over SHF satellite communications. In the MF-TDMA DAMA satellite network, network controller allocates the satellite network resources and enables maximum 255 earth terminals to communicate each other for periodic satellite network resource requests of earth terminals.
In this paper, I designed the satellite system, using the MF-TDMA (Multi Frequency-Time Division Multiple Access) DAMA (Demand-Assigned Multiple Access) method, that allocates the satellite resources more effectively to prevent a large quantity data discard when Earth Terminals (ETs) request their satellite network resource to Network Controller (NC) by using their history information, such as traffic pattern or traffic class which have been receiving, and the network controller allocates the satellite network resource and send to earth terminals by using his history information that earth terminals have been requested already. The U.S. Military Warfighter Information Network-Tactical (WIN-T) community has selected the L-3 Linkabit MF-TDMA DAMA Network Centric Waveform (NCW) as the networking standard for full-mesh IP over SHF satellite communications. In the MF-TDMA DAMA satellite network, network controller allocates the satellite network resources and enables maximum 255 earth terminals to communicate each other for periodic satellite network resource requests of earth terminals.
* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.
문제 정의
본 논문에서는 기존의 위성 망에서 지상 단말이 웹 데이터와 같이 비주기적으로 발생하는 버스트 트래픽과 라우팅 테이블 업데이트와 같이 주기적으로 발생하는 버스트 트래픽에 대해서는 안정적이지 못하면서 버퍼의 오버플로우에 의해 유실되는 트래픽의 량이 많아지게 되는 문제점을 해결하기 위해, 정보 단말들에 의해 발생하는 트래픽을 지상 단말들 상호간에 송/수신하기 위해 네트워크 제어기에게 자원을 요청할 때, 자신이 저장하고 있는 트래픽에 대한 이전 정보(History)를 저장하고 있는 트래픽 History 처리부를 바탕으로 자원을 요청하고 , 네트워크 제어기는 지상 단말들의 위성 자원 요청에 대한 위성 자원을 할당하기 위한 위성 자원 History 처리부를 설계하였다.
하지만 아직까지는 광대역 위성시스템에서 요구되는 많은 사항을 제대로 고려하는 방안이 개발되지 못하고 있으며, 지상 단말들의 위성 망 자원에 대한 요청과 이러한 요청에 대한 네트워크 제어기의 위성 망 자원 요청 및 요청 결과에 대한 응답, 그리고 지상 단말들이 실제로 데이터를 전송하는 과정에서 많은 시간이 지체됨으로서 지상 단말에 지속적으로 데이터가 발생되는 경우 다량의 데이터가 큐에 저장되지 못하고 폐기되는 현상이 발생하고 있다. 본 논문에서는 우리 군에서 차세대에 실전 배치 운용 예정인 WIN-T MF-TDMA DAMA 위성 망에서 지상 단말이 네트워크 제어기에게 자원을 요청할 때, 자신의 트래픽에 대한 이전 정보(History)를 바탕으로 자원을 요청하고, 네트워크 제어기는 지상 단말들이 이전에 요청한 정보(History)를 바탕으로 효율적으로 위성 자원을 할당함으로써 다량의 데이터 폐기를 최대한 억제하기 위한 MF-TDMA DAMA 위성 시스템을 설계하였다.
TBTP는 네트워크 제어기에 의해 주기적 (Periodic, 예, 400 ms 마다)으로 생성되며 FOW 제어 채널을 통해 위성 망 영역 내에 위치하고 있는 모든 단말들에게 전파 (Broadcasting)되어 진다. 본 논문에서는 이러한 MF-TDMA DAMA 위성 망에서 지상단말이 네트워크 제어기에게 자원을 요청할 때, 자신의 트래픽에 대한 이전 정보(History)를 바탕으로 자원을 요청하고, 네트워크 제어기는 지상 단말들이 이전에 요청한 정보(History)를 바탕으로 자원을 할당하는 MF-TDMA DAMA 위성 시스템을 설계하였다.
가설 설정
1. 트래픽 History Short-Term과 History Long-Term을 각각 초기화.
8. 위성을 경유하여 근원지 지상 단말로부터 트래픽을 수신한 목적지 지상 단말은 자신에게 연결되어 있는 해당 정보 단말에게 트래픽을 송신.
제안 방법
5. 근원지 지상 단말로부터 위성 망 자원 요청을 받은 네트워크 제어기는 주기적으로 근원지 지상 단말을 포함한 모든 단말이 사용하게 될 위성 망 자원을 할당 후, 위성 망 내에 현재 로그인 되어 있는 모든 지상 단말들에게 자원 할당 결과를 위성을 경유하여 브로드캐스팅 형식으로 송신.
그림 11은 본 논문에서 제안하는 네트워크 제어기 (NC)의 구성도 이다. 네트워크 제어기를 구성하는 구성요소들 중 본 논문에서 제안하고자 하는 부분은 위성 망 자원 할당 처리부에서 지상 단말들의 위성 망 자원 요청에 대해 위성 망 자원을 할당 할 때, 지상 단말들의 요청에 대한 History를 이용함으로써 보다 효율적인 위성 망 자원의 할당을 가능하게 하기 위한 위성 자원 History 처리부이다.
그림 7은 본 논문에서 제안하는 지상 단말 (ET)의 구성도이다. 제안하는 지상 단말을 구성하는 구성 요소들은 기존 단말의 구성요소에 추가적으로 본 논문에서 제안하고자 하는 부분인 위성 망 자원 요청 처리부에서 위성 망 자원을 요청 할 때 정보 단말로부터 지상 단말로 들어오는 트래픽에 대한 History를 이용함으로써 보다 효율적인 위성 망 자원의 할당을 가능하게 하기 위한 트래픽 History 처리부가 추가된다.
데이터처리
6. 그 시점까지 저장하고 있던 History Short-Term의 양과 그 동안 평균값으로 누적되고 있는 HistoryLong-Term에 저장하고 있는 양을 합산하여 평균값 계산.
성능/효과
3. 정보 단말로부터 들어오는 트래픽을 수신하면 4번으로, 수신하지 못했으면 2번으로 복귀.
3. 정보 단말로부터 트래픽을 수신한 근원지 지상 단말은 해당 트래픽이 향하는 정보 단말을 관리하고 있는 목적지 지상 단말을 인지 후 위성을 경유하여 네트워크 제어기를 통해 위성 망에 로그 인.
5. 네트워크 제어기에게 위성 망 자원을 요청할 시간이면, 6번으로, 요청할 시간이 아니면 트래픽의 량을 History Short-Term에 저장 후 2번으로 복귀.
6. 네트워크 제어기로부터 위성 망 자원 할당 결과를 수신한 근원지 지상 단말은 해당 주파수와 시간에 목적지 지상 단말에게 위성을 경유하여 트래픽을 송신.
7. 네트워크 제어기로부터 위성 망 자원 할당 결과를 수신한 목적지 지상 단말은 해당 주파수와 시간에 근원지 지상 단말로부터 위성을 경유하여 트래픽을 수신.
후속연구
추후의 연구과제로는 본 논문에서 제시한 지상 단말의 트래픽 History 처리부와 네트워크 처리부의 위성 자원 History 처리부를 실제 시뮬레이터를 이용하여 구연해 봄으로써 효율성에 대한 보다 구체적인 결과를 얻을 수 있을 것이다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
정지 궤도 36,000 km에 위치한 통신 위성을 이용하여 어떤 한계를 극복할 수 있는가?
현재 우리 군의 통신 전략망은 마이크로 망과 같이 주로 고정 운용 방식이고, 전술망은 차량 탑재 운용 가능한 지상군 Spider 망과 같이 기동 운용 방식이다. 평시에는 전략 망과 전술 망 간 운용에 문제가 없으나, 전시에는 전술망의 활발한 이동으로 연동 운용이 단절될 수 있다. 이 한계를 정지 궤도 36,000 km에 위치한 통신 위성을 활용하여 극복할 수 있다.
세브로스키에 의해 제안된 네트워크 중심전이란 무엇인가?
1998년 미해군 제독 세브로스키(Cebrowski)에 의해 제안된 네트워크 중심전(NCW) 개념은 “전장의 여러 전투 요소를 연결하여 전장 상황을 공유하고 통합적 효율적 전투력을 만들어내는 개념”이다. 전 세계 군은 이 개념으로 군 전략-전술 통신망을 구축하고 있다.
현재 우리 군의 통신 전략망은 무엇인가?
우리 군도 NCW 구현의 중요성을 인식하고 틈새 없는 군 통신 네트워크를 구축하고 있다. 현재 우리 군의 통신 전략망은 마이크로 망과 같이 주로 고정 운용 방식이고, 전술망은 차량 탑재 운용 가능한 지상군 Spider 망과 같이 기동 운용 방식이다. 평시에는 전략 망과 전술 망 간 운용에 문제가 없으나, 전시에는 전술망의 활발한 이동으로 연동 운용이 단절될 수 있다.
참고문헌 (8)
John Wiss and Rohit Gupta, "The WIN-T MF-TDMA Mesh Network Centric Waveform", IEEE, 2007.
Hyong-no Yun, "Concept and current event point between the Military strategy-tactics Communication Network in a developed nations", Weekly National Defense the point of an arguments, 2005-05.
ETSI, Digital video broadcasting (DVB) : Interaction channel for satellite distribution systems, ETSI EN 301 790 (v.1.2.2), 2000.
Sung-kwon Yu, "Introduction of Military Satellite Communication about the time when launching of Mugungwha Satellite No 5", union forum2 No.26, 2006.
ETSI, Connection Control Protocol (C2P) for DVB-RCS Specifications, ETSI TS 102 602 (v.1.1.1), 2009-01.
ETSI, Connection Control Protocol (C2P) for DVB-RCS Background Information, ETSI TR 102 603 (v.1.1.1), 2009-01.
Sung-Won Lee, Kwang-Real Jung, Ea-Sun Park, "Reliability Constrained Resource Allocation in Cellular Network Uplink Scheduler", Journal of The Korea Society of Computer and Information, 1598-849X.
Jong-Hyun Park, Ji-Hoon Kang, "USN Metadata Definition and Metadata Management System for Ubiquitous Sensor Network", Journal of The Korea Society of Computer and Information, 2011-06.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.