KR101611319B1 - Method of calculating cost for dynamic routing in satellite communication system - Google Patents
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Abstract
위성 통신 시스템에서 동적 라우팅을 위한 경로 비용 계산 방법이 개시된다. 본 발명은 동적 라우팅 프로토콜 운영을 위한 위성통신 경로의 비용 계산 방법에 관한 것이며, 특히, 요구할당 기반 다중접속 방식의 위성통신망에서 자원 가용률 및 할당률 정보를 사용하여 위성통신 경로의 특성이 반영된 비용을 계산하고 도출하도록 구성된다. 본 발명은 위성 통신 시스템에 구현되며, 위성 망제어국의 자원할당 서버, 위성 단말국 모뎀, 단말국 라우터로 구성된다. 상술한 위성 통신 시스템에서 동적 라우팅을 위한 경로 비용 계산 방법에 의하면, 위성통신망을 포함하는 통신망에서 OSPF, RIP와 같은 동적 라우팅 프로토콜을 운용할 수 있는 효과가 있다. 또한 본 발명은 라우팅 프로토콜 별로 최적화된 위성통신 경로의 비용 값을 도출하여 위성 경로를 포함하는 최적 경로 선택의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.A path cost calculation method for dynamic routing in a satellite communication system is disclosed. The present invention relates to a method for calculating a cost of a satellite communication path for operating a dynamic routing protocol, and more particularly, to a method for calculating a cost of a satellite communication path using a resource utilization rate and allocation rate information in a demand- And calculate and derive. The present invention is implemented in a satellite communication system, and comprises a resource allocation server of a satellite network control station, a satellite terminal modem, and a terminal station router. According to the path cost calculation method for dynamic routing in the above-described satellite communication system, it is possible to operate a dynamic routing protocol such as OSPF and RIP in a communication network including a satellite communication network. Also, the present invention can improve the reliability of the optimal path selection including the satellite path by deriving the cost value of the satellite communication path optimized for each routing protocol.
Description
본 발명은 라우팅 경로 비용 계산 방법에 관한 것으로서, 구체적으로는 위성 통신 시스템에서 동적 라우팅을 위한 경로 비용 계산 방법에 관한 것이며, 특히, 요구할당 기반 다중접속 방식의 위성통신망에서 자원 가용률 및 할당률 정보를 사용하여 위성통신 경로의 특성이 반영된 비용을 계산하고 도출하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a routing path cost calculation method, and more particularly, to a routing cost calculation method for dynamic routing in a satellite communication system. More particularly, the present invention relates to a routing cost calculation method, And a method for calculating and deriving a cost reflecting characteristics of a satellite communication path.
일반적으로 위성통신 시스템은 위성에 탑재된 우주국, 우주국을 중계하여 통신을 행하는 지구국 및 지상에서 위성을 관제하는 추적/원격 지령국(TT&C station)등 3종류의 무선국으로 구성된 시스템을 말한다. 그리고 지구국은 망 구성에 따라 망을 제어/관리하는 1개의 망제어 지구국 (중심국)과 다수개의 단말 지구국으로 구분할 수 있다. In general, a satellite communication system refers to a system composed of three types of radio stations: a space station mounted on a satellite, an earth station relaying a space station, and a TT & C station controlling a satellite on the ground. The earth station can be classified into one network control earth station (central station) and a plurality of mobile station earth stations that control / manage the network according to the network configuration.
이러한 위성통신 시스템은 별도의 통신선로를 구비하지 않고서도 국가간의 통신 등과 같이 초장거리 통신을 가능하게 하는 신속성/유연성 및 광역성의 장점이 있지만, 우주국을 통한 중계로 전파지연이 매우 크고 보안에 취약하다는 단점도 있다. 또한 요구할당 기반 다중접속 방식의 위성통신망은 단말국이 망제어국에게 필요 시 자원을 요청하고 할당받아 데이터를 전송하며, 완료 시 자원을 반납하는 방식이다. 즉, 전송 경로가 항상 생성되어 있지 않고 필요 시에만 생성되었다가 사라지며, 할당받는 대역폭은 자원 가용률에 따라 매번 바뀐다. 그리고 위성통신 경로는 송신 단말국, 우주국의 중계기, 수신 단말국 간의 초장거리 경로이기 때문에 전파지연이 매우 크다. Such a satellite communication system has advantages of speedy / flexible and wide-area communication that enables long-distance communication such as inter-country communication without having a separate communication line, but the delay of propagation due to relay through a space station is very large and it is vulnerable to security There are also disadvantages. In addition, the demand-based multi-access satellite communication network is a method in which a terminal requests and requests resources to a network control station, transmits data, and returns resources upon completion. That is, the transmission path is not always generated, it is generated and disappears only when necessary, and the bandwidth to be allocated is changed every time according to the resource availability. Since the satellite communication path is a very long distance path between the transmitting terminal station, the repeater station of the space station, and the receiving terminal station, the propagation delay is very large.
즉, 이러한 위성통신망의 특성 때문에 위성 경로의 비용 계산 방법은 매우 제한적이어서, 고정 비용을 적용하는 방법, 혹은 경로 비용을 계산하지 않는 정적 라우팅 프로토콜이 사용되고 있다.That is, due to the characteristics of the satellite communication network, the method of calculating the cost of the satellite path is very limited, and a static routing protocol that does not calculate the route cost or a method of applying the fixed cost is used.
본 발명의 목적은 위성 통신 시스템에서 동적 라우팅을 위한 경로 비용 계산 방법을 제공하는 데 있다.It is an object of the present invention to provide a method of calculating a path cost for dynamic routing in a satellite communication system.
본 발명은 동적 라우팅 프로토콜 운영을 위한 위성통신 경로의 비용 계산 방법에 관한 것이며, 특히, 요구할당 기반 다중접속 방식의 위성통신망에서 자원 가용률 및 할당률 정보를 사용하여 위성통신 경로의 특성이 반영된 비용을 계산하고 도출하도록 구성된다.The present invention relates to a method for calculating a cost of a satellite communication path for operating a dynamic routing protocol, and more particularly, to a method for calculating a cost of a satellite communication path using a resource utilization rate and allocation rate information in a demand- And calculate and derive.
본 발명은 위성 통신 시스템에 구현되며, 위성 망제어국의 자원할당 서버, 위성 단말국 모뎀, 단말국 라우터로 구성된다.The present invention is implemented in a satellite communication system, and comprises a resource allocation server of a satellite network control station, a satellite terminal modem, and a terminal station router.
상술한 위성 통신 시스템에서 동적 라우팅을 위한 경로 비용 계산 방법에 의하면, 위성통신망을 포함하는 통신망에서 OSPF, RIP와 같은 동적 라우팅 프로토콜을 운용할 수 있는 효과가 있다.According to the path cost calculation method for dynamic routing in the above-described satellite communication system, it is possible to operate a dynamic routing protocol such as OSPF and RIP in a communication network including a satellite communication network.
또한 본 발명은 라우팅 프로토콜 별로 최적화된 위성통신 경로의 비용 값을 도출하여 위성 경로를 포함하는 최적 경로 선택의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.Also, the present invention can improve the reliability of the optimal path selection including the satellite path by deriving the cost value of the satellite communication path optimized for each routing protocol.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용에 상세하게 설명하고자 한다.While the invention is susceptible to various modifications and alternative forms, specific embodiments thereof are shown by way of example in the drawings and will herein be described in detail to the concrete inventive concept.
그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.It should be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.
각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.Like reference numerals are used for like elements in describing each drawing.
제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.The terms first, second, A, B, etc. may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component. And / or < / RTI > includes any combination of a plurality of related listed items or any of a plurality of related listed items.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.It is to be understood that when an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, .
반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.On the other hand, when an element is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that there are no other elements in between.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.The terminology used in this application is used only to describe a specific embodiment and is not intended to limit the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise.
본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.In the present application, the terms "comprises" or "having" and the like are used to specify that there is a feature, a number, a step, an operation, an element, a component or a combination thereof described in the specification, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs.
일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Terms such as those defined in commonly used dictionaries are to be interpreted as having a meaning consistent with the contextual meaning of the related art and are to be interpreted as either ideal or overly formal in the sense of the present application Do not.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments according to the present invention will be described in detail.
먼저 본 발명은 위성 통신 시스템에 구현되며, 위성 망제어국의 자원할당 서버, 위성 단말국 모뎀, 단말국 라우터로 구성된다.First, the present invention is implemented in a satellite communication system and comprises a resource allocation server of a satellite network control station, a satellite terminal modem, and a terminal station router.
먼저 본 발명은 위성 망제어국의 자원할당 서버는 제어 대상 망의 링크별/대역별 자원 가용률 상태정보를 망 내의 모든 위성 단말국에게 주기적으로 방송한다.First, according to the present invention, a resource allocation server of a satellite network control station periodically broadcasts resource availability rate status information per link / band of a control target network to all satellite terminal stations in the network.
다음으로, 위성 단말국 모뎀은 수신한 자원 가용률 상태정보를 단말국 라우터에게 송신한다.Next, the satellite terminal modem transmits the received resource availability state information to the terminal station router.
다음으로, 단말국 라우터는 수신한 자원 가용률 상태정보에서 자신의 인터페이스 대상인 링크 및 대역의 자원 가용률 데이터를 추출한다. 가용률(U) 값은 현재 해당 링크/대역의 전체 위성자원 중 할당되지 않고 사용 가능한 자원의 비율을 정의하며 0부터 1 사이의 값을 갖는다.Next, the terminal station router extracts the resource utilization rate data of the link and the bandwidth, which are its interface targets, from the received resource availability status information. The U U value defines the ratio of unallocated available resources among the total satellite resources of the current link / band and has a value between 0 and 1.
다음으로, 단말국 라우터는 최근 10초 간의 평균 자원 가용률 U(x)의 값을 아래의 수학식 1을 통해 계산한다.Next, the terminal station router calculates the average resource utilization rate U (x) in the last 10 seconds through Equation (1) below.
다음으로, 평균 자원 가용률 U(x)는 위성 단말국 라우터가 연동 중인 외부 라우팅 프로토콜에 적합한 형태로 경로 비용을 도출하기 위한 가중치 변수로 사용된다. 연동 라우팅 프로토콜 별 경로 비용의 도출을 위한 수학식은 다음 수학식 2와 같다.Next, the average resource availability U (x) is used as a weight variable for deriving the path cost in a form suitable for an external routing protocol in which the satellite terminal router is interlocked. The mathematical expression for deriving the path cost for each interworking routing protocol is shown in Equation 2 below.
수학식 2는 OSPF 프로토콜의 최대 대역폭 값을 경로 비용으로 사용하는 경우의 위성 경로 비용 
그리고 다음의 수학식 3은 OSPF 프로토콜의 최소 지연 값을 경로 비용으로 사용하는 경우의 위성 경로 비용 
이때, 위성경로의 최소 전송지연 시간을 의미하는 250ms는 송신 단말 모뎀에서 위성 중계기 간의 전파지연 125ms와 위성 중계기에서 수신 단말 모뎀 간의 전파지연 125ms를 합한 값이다.In this case, 250 ms, which means the minimum transmission delay time of the satellite path, is a sum of 125 ms propagation delay between satellite repeaters in the transmitting terminal modem and 125 ms propagation delay between the satellite repeater and the receiving terminal modem.
여기에 위성자원 상태에 따른 자원할당 지연 시간을 합하여 
다음으로, 수학식 4는 RIP 프로토콜의 홉수를 경로 비용으로 사용하는 경우의 위성 경로 비용 
위성 경로의 특성 상 중계기를 통한 2홉 전송이므로 최소 홉수 2에 위성자원 상태를 반영한 전송 홉수 
이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention as defined in the following claims. There will be.
Claims (8)
위성 단말국 모뎀이 링크별/대역별 자원 가용률 상태정보를 수신하고 수신된 링크별/대역별 자원 가용률 상태정보를 단말국 라우터로 송신하는 단계;
상기 단말국 라우터가 상기 링크별/대역별 자원 가용률 상태정보를 수신하고, 수신된 링크별/대역별 자원 가용률 상태정보로부터 상기 단말국 라우터에 해당되는 인터페이스 대상인 링크 및 대역의 자원 가용률 데이터 U(x)를 추출하는 단계;
상기 단말국 라우터가 최근 10초 간의 평균 자원 가용률 U(k)를 계산하는 단계;
상기 단말국 라우터가 상기 계산된 평균 자원 가용률 U(k)를 이용하여 위성 경로 비용
Receiving, by the satellite terminal modem, the resource availability ratio status information per link / band and transmitting the received resource availability ratio status information to the terminal router;
The terminal station router receives the resource availability ratio status information for each link and each band, and extracts resource utilization rate data U (x (k)) of links and bands corresponding to the interface router corresponding to the terminal station router from the received resource utilization ratio status information for each link / );
The terminal station calculating an average resource utilization rate U (k) in the last 10 seconds;
The terminal station uses the calculated average resource availability U (k)
상기 해당되는 인터페이스 대상인 링크 및 대역의 전체 위성자원 중 할당되지 않고 사용 가능한 위성자원의 비율을 정의하며 0부터 1 사이의 값을 갖도록 구성되는 것을 특징으로 하는 위성 통신 시스템에서 동적 라우팅을 위한 경로 비용 계산 방법.2. The method according to claim 1, wherein the extracted resource availability ratio data U (x)
Wherein the bandwidth allocation unit is configured to define a ratio of unallocated available satellite resources among all the satellite resources of the link and the bandwidth corresponding to the corresponding interface, and has a value between 0 and 1, and calculates the path cost for the dynamic routing in the satellite communication system. Way.
상기 평균 자원 가용률은 수학식에 의해 계산하며,
[수학식]
인 것을 특징으로 하는 위성 통신 시스템에서 동적 라우팅을 위한 경로 비용 계산 방법.3. The method of claim 2, wherein the terminal station calculates an average resource utilization rate U (k) in the last 10 seconds,
The average resource availability rate is calculated by the following equation,
[Mathematical Expression]
And calculating a path cost for dynamic routing in a satellite communication system.
SPF 프로토콜의 최대 대역폭 값을 경로 비용으로 사용하는 경우의 위성 경로 비용을 하기 수학식에 의해 계산하도록 구성되며,
[수학식]
상기
The satellite path cost when the maximum bandwidth value of the SPF protocol is used as the path cost is calculated by the following equation,
[Mathematical Expression]
remind
상기 위성 경로 비용
[수학식]
여기서, 250 ms는 위성경로의 최소 전송지연 시간을 의미하며, 송신 단말 모뎀에서 위성 중계기 간의 전파지연 125ms와 위성 중계기에서 수신 단말 모뎀 간의 전파지연 125ms를 합한 값인 것을 특징으로 하는 위성 통신 시스템에서 동적 라우팅을 위한 경로 비용 계산 방법.5. The method of claim 4, wherein the terminal station uses the calculated average resource availability U (k)
The satellite path cost
[Mathematical Expression]
Here, 250 ms means the minimum transmission delay time of the satellite path, and is a sum of 125 ms propagation delay between satellite repeaters and 125 ms propagation delay between satellite repeaters and receiving terminal modem in the transmitting terminal modem. In the satellite communication system, A path cost calculation method for.
하기 수학식에 의해 위성 경로 비용을 계산하고,
[수학식]
인 것을 특징으로 하는 위성 통신 시스템에서 동적 라우팅을 위한 경로 비용 계산 방법.[7] The method of claim 6, wherein the satellite path cost when using the hop count of the RIP protocol as the path cost
The satellite path cost is calculated by the following equation,
[Mathematical Expression]
And calculating a path cost for dynamic routing in a satellite communication system.
위성 경로의 특성 상 중계기를 통한 2홉 전송에서 최소 홉수 2에 위성자원 상태를 반영한 전송 홉수
Due to the characteristics of the satellite path, in the 2-hop transmission through the repeater, the transmission hop count reflecting the satellite resource state at the minimum hop count 2
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