KR102336688B1 - Apparatus and method for controlling beam width of low orbit satellite to improve QoS performance - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 빔 폭 제어 장치 및 기법에 관한 것으로, 저궤도 위성 빔 폭 제어 장치 및 기법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and technique for controlling a beam width, and to an apparatus and technique for controlling a beam width of a low-orbit satellite.
위성통신 시스템은 위성이 위치하는 궤도의 고도에 따라서 나눌 수 있으며 정지궤도(Geostationary Earth Orbit: GEO), 중간궤도(Medium Earth Orbit: MEO), 저궤도(Low Earth Orbit: LEO) 위성으로 구분할 수 있다.The satellite communication system can be divided according to the altitude of the orbit where the satellite is located, and can be divided into Geostationary Earth Orbit (GEO), Medium Earth Orbit (MEO), and Low Earth Orbit (LEO) satellites.
도 1은 고도에 따른 위성 통신 시스템을 설명하기 위한 도면이다.1 is a diagram for explaining a satellite communication system according to altitude.
정지궤도 위성(GEO)은 고도 약 36,000 km 상공에 위치하여 지구의 자전속도와 같은 속도로 궤도를 회전하여 지상에서 인공위성을 볼 때 항상 정지한 것처럼 보이기 때문에 정지궤도 위성이라고 한다. 중간궤도 위성(MEO)은 고도 약 10,000 km에 위치하는 인공위성이다. 저궤도 위성(LEO)은 주로 500 km이상, 1,500 km 이하의 궤도에서 회전하는 인공위성으로, 고도 700 km 상공에서 26,000 km의 속도로 회전할 정도로 이동속도가 매우 빠르다.Geostationary orbiting satellites (GEOs) are called geostationary satellites because they are located at an altitude of about 36,000 km and rotate at the same speed as the Earth's rotation speed and always appear stationary when viewed from the ground. Medium orbiting satellites (MEOs) are artificial satellites located at an altitude of about 10,000 km. Low orbital satellites (LEOs) are artificial satellites that mainly rotate in orbits of 500 km or more and 1,500 km or less, and move very fast enough to rotate at a speed of 26,000 km at an altitude of 700 km.
정지궤도 위성(GEO)은 이론적으로 단지 세 개의 위성으로도 지구의 전 영역을 커버할 수 있지만 지상으로부터 인공위성까지의 거리가 약 36,000 km로 거리가 멀기 때문에 전송 지연이 발생하고 고전력의 출력이 필요하여 휴대용 송수신기 보다는 지상 기지국 중심으로 운용되고 있다. 군사적 측면에서 정지궤도 위성(GEO)의 위치는 고정되어 있기 때문에 적 재머에 의한 재밍과 같은 전자전의 위협 노출되어 있는 단점이 있다.Geostationary orbiting satellites (GEOs) theoretically can cover the entire earth with just three satellites, but since the distance from the ground to the artificial satellite is about 36,000 km, transmission delay occurs and high power output is required, making it portable. It is operated based on terrestrial base stations rather than transceivers. From a military point of view, since the location of the geostationary orbiting satellite (GEO) is fixed, it has the disadvantage of being exposed to the threat of electronic warfare such as jamming by enemy jammers.
중간궤도 위성(MEO)은 정지궤도 위성(GEO)과 저궤도 위성(LEO)의 중간 고도에 위치하므로 정지궤도 위성(GEO) 대비 통신지연은 낮고 저궤도 위성(LEO)에 대비해서는 위성의 상대속도가 느리기 때문에 핸드오버의 횟수가 줄어드는 특징을 보인다.Intermediate orbiting satellites (MEO) are located at an intermediate altitude between geostationary orbiting satellites (GEO) and low orbiting satellites (LEO). Therefore, the number of handovers is reduced.
저궤도 위성(LEO)은 위성의 고도가 낮기 때문에 전파 감쇠나 전파지연시간 등이 적으므로 단말기의 소형화가 가능하며 다수의 위성을 사용하여 주파수를 재사용 할 수 있으므로 전체적인 시스템 용량을 증가시킬 수 있는 장점이 있으나, 빔 커버리지가 작고 위성의 상대속도가 높기 때문에 핸드오버(Handover) 현상이 빈번하게 발생한다는 단점이 있다.Low-orbit satellites (LEOs) have low radio wave attenuation and propagation delay time because of their low altitude, so the terminal can be miniaturized and the frequency can be reused using multiple satellites, which has the advantage of increasing the overall system capacity. However, since the beam coverage is small and the relative speed of the satellite is high, the handover phenomenon frequently occurs.
저궤도 위성(LEO)은 낮은 고도로 인해 무선 신호(Radio Frequency: RF) 뿐만 아니라 무선 광 신호(Free Space Optics: FSO) 또한 이용할 수 있으나, 무선 신호와 무선 광 신호 중 어느 쪽을 이용하는 경우에도, 스폿(spot) 빔 폭에 의해 빔 커버리지가 작으므로, 핸드오버가 빈번하게 발생하게 된다.Low orbiting satellites (LEOs) can use not only radio frequency (RF) but also free space optics (FSO) due to their low altitude. spot) Since the beam coverage is small due to the beam width, handover occurs frequently.
본 발명의 목적은 변화하는 트래픽 상황에서 높은 QoS를 보장할 수 있도록 빔 폭을 적응적으로 조절할 수 있는 저궤도 위성 빔 폭 제어 장치 및 방법을 제공하는데 있다.It is an object of the present invention to provide an apparatus and method for controlling a beamwidth of a low-orbit satellite that can adaptively adjust a beamwidth to ensure high QoS in a changing traffic situation.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 저궤도 위성 빔 폭 제어 장치는 현재 설정된 빔폭을 기지정된 조절 단위로 증가 또는 감소시키는 빔폭 조절부; 현재 빔폭과 증가 또는 감소 조절된 빔폭 각각에 대한 총 핸드오버 실패확률을 기지정된 방식으로 계산하고, 조절된 빔폭에 대한 총 핸드오버 실패확률인 변경 실패확률과 현재 빔폭에 대한 총 핸드오버 실패확률인 실패 확률을 비교하여, 상기 변경 실패확률이 상기 실패확률 미만이면 조절된 빔폭을 현재 빔폭으로 업데이트하여 상기 빔폭 조절부로 빔폭 조절을 요청하고, 상기 실패확률 이상이면, 최종 업데이트된 빔폭에 대응하는 실패확률을 출력하는 실패확률 계산부; 상기 실패확률 계산부에서 출력되는 실패확률이 기지정된 기준 총 핸드오버 실패확률보다 크면, 기설정된 호 유지시간을 기지정된 조절 단위로 감소시키고, 감소된 호 유지시간을 상기 실패확률 계산부로 전송하여 실패확률을 재계산하도록 하는 호 유지시간 조절부; 및 상기 호 유지시간 조절부에서 실패확률이 기준 총 핸드오버 실패확률보다 작은 것으로 판별되면 최종 업데이트된 빔폭을 저궤도 위성 통신 시스템의 빔폭으로 결정하는 빔폭 결정부를 포함한다.In order to achieve the above object, an apparatus for controlling a beamwidth of a low orbit satellite according to an embodiment of the present invention includes: a beamwidth adjusting unit for increasing or decreasing a currently set beamwidth by a predetermined adjustment unit; Calculate the total handover failure probability for each of the current beamwidth and the increased or decreased adjusted beamwidth in a predetermined manner, and the change failure probability, which is the total handover failure probability for the adjusted beamwidth, and the total handover failure probability for the current beamwidth The failure probability is compared, and if the change failure probability is less than the failure probability, the adjusted beamwidth is updated to the current beamwidth and the beamwidth adjustment is requested to the beamwidth adjuster. If the failure probability is greater than the failure probability, the failure probability corresponding to the last updated beamwidth a failure probability calculator that outputs; If the failure probability output from the failure probability calculation unit is greater than a predetermined reference total handover failure probability, the predetermined call holding time is reduced by a predetermined adjustment unit, and the reduced call maintenance time is transmitted to the failure probability calculation unit to fail. a call holding time control unit for recalculating the probability; and a beamwidth determiner configured to determine the last updated beamwidth as the beamwidth of the low-orbit satellite communication system when the call holding time controller determines that the failure probability is smaller than the reference total handover failure probability.
상기 실패확률 계산부는 조절된 빔폭에 대한 변경 실패확률이 현재 빔폭에 대한 실패확률보다 감소되면, 조절된 빔폭을 현재 빔폭으로 업데이트하고 상기 빔폭 조절부로 빔폭에 대해 조절 방향으로 추가 조절 요청하며, 상기 실패확률 이상이면, 상기 빔폭 조절부로 빔폭에 대해 조절 방향을 변경 요청하며, 추가 조절 또는 변경 조절되어 인가된 빔폭에 대한 실패확률이 업데이트된 현재 빔폭에 대한 실패확률 이상이면, 이전 최종 업데이트된 빔폭에 대응하는 실패확률을 출력할 수 있다.The failure probability calculation unit when the change failure probability for the adjusted beam width is reduced than the failure probability for the current beam width, updates the adjusted beam width to the current beam width and requests the beam width adjustment unit to further adjust the beam width in the adjustment direction, the failure If the probability is greater than or equal to the probability, the beamwidth adjuster requests to change the adjustment direction for the beamwidth, and if the failure probability for the applied beamwidth due to additional adjustment or change adjustment is greater than or equal to the failure probability for the updated current beamwidth, it corresponds to the last updated beamwidth You can print the failure probability.
상기 실패확률 계산부는 최종 업데이트된 빔폭이 감소 조절되어 업데이트된 빔폭이면 빔폭이 증가되도록 변경 요청하고, 최종 업데이트된 빔폭이 증가 조절되어 업데이트된 빔폭이면 빔폭이 증가되도록 변경 요청할 수 있다.The failure probability calculator may request a change to increase the beamwidth if the updated beamwidth is updated by decreasing the last updated beamwidth, and may request a change to increase the beamwidth if the updated beamwidth is adjusted by increasing the last updated beamwidth.
상기 실패확률 계산부는 빔폭(R)에 대한 실패확률(Pns)을 수학식 The failure probability calculator calculates the failure probability (P ns ) with respect to the beam width (R) by the equation
(여기서 Pb1 은 셀 내에서 신규 호 시도에 대한 차단 확률을 나타내고, Pb2 는 이동 가입자의 셀 간 이동시 핸드오버 실패확률을 나타내며, Pdrop 는 유지되던 호가 핸드오버가 실패해서 끊어질 확률이다.)에 따라 계산할 수 있다.(Here, P b1 represents the blocking probability of a new call attempt within a cell, P b2 represents the handover failure probability when a mobile subscriber moves between cells, and P drop is the probability that a maintained call will be disconnected due to a handover failure. ) can be calculated according to
상기 저궤도 위성 통신 시스템은 다수의 셀 각각에 미리 채널이 할당되는 고정 채널 할당(Fixed Channel Allocation: FCA) 방식과 각 셀에 핸드오버 호를 처리하기 위해 핸드오버 큐가 할당되는 큐잉 핸드오버(Queuing handover: QH) 기법에 따라 통신 서비스를 제공할 수 있다.The low orbit satellite communication system includes a fixed channel allocation (FCA) method in which channels are previously allocated to each of a plurality of cells, and a queuing handover in which a handover queue is allocated to each cell to process a handover call. : It is possible to provide a communication service according to the QH) technique.
상기 저궤도 위성 통신 시스템은 상기 QH 기법에 따라 각 셀에 할당되는 핸드오버 큐는 무한 큐(Infinite queue)이며, 선입 선출(First In First Out: FIFO) 방식으로 서비스를 수행하는 M/M/S(M: Poission arrival process / M: service time exponentially distributed / S: number of channels assigned per cell) 큐잉 모델이 적용될 수 있다.In the low-orbit satellite communication system, a handover queue allocated to each cell according to the QH technique is an infinite queue, and M/M/S (First In First Out: FIFO) for performing a service. M: Poission arrival process / M: service time exponentially distributed / S: number of channels assigned per cell) A queuing model may be applied.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 저궤도 위성 빔 폭 제어 방법은 요구되는 QoS로서 기준 총 핸드오버 실패확률을 설정하는 단계; 현재 설정된 빔폭을 기지정된 조절 단위로 증가 또는 감소시키는 단계; 현재 빔폭과 증가 또는 감소 조절된 빔폭 각각에 대한 총 핸드오버 실패확률을 기지정된 방식으로 계산하는 단계; 조절된 빔폭에 대한 총 핸드오버 실패확률인 변경 실패확률과 현재 빔폭에 대한 총 핸드오버 실패확률인 실패 확률을 비교하여, 상기 변경 실패확률이 상기 실패확률 미만이면 조절된 빔폭을 현재 빔폭으로 업데이트하여 빔폭을 추가 조절하여 실패확률을 반복 계산하는 단계; 상기 실패확률 이상이면, 최종 업데이트된 빔폭에 대응하는 실패확률을 상기 기준 총 핸드오버 실패확률과 비교하고, 비교 결과에 따라 기설정된 호 유지시간을 기지정된 조절 단위로 조절하여 실패확률을 재계산하도록 하여 빔폭을 재조절하는 단계; 및 실패확률이 상기 기준 총 핸드오버 실패확률보다 작으면, 최종 업데이트된 빔폭을 저궤도 위성 통신 시스템의 빔폭으로 결정하는 단계를 포함한다.In order to achieve the above object, a low-orbit satellite beamwidth control method according to another embodiment of the present invention includes: setting a reference total handover failure probability as a required QoS; increasing or decreasing the currently set beamwidth by a predetermined adjustment unit; calculating a total handover failure probability for each of the current beamwidth and the increased or decreased beamwidth in a predetermined manner; By comparing the change failure probability, which is the total handover failure probability for the adjusted beamwidth, with the failure probability, which is the total handover failure probability for the current beamwidth, if the change failure probability is less than the failure probability, the adjusted beamwidth is updated to the current beamwidth. repeatedly calculating the failure probability by further adjusting the beam width; If the failure probability is greater than or equal to the failure probability, the failure probability corresponding to the last updated beamwidth is compared with the reference total handover failure probability, and the predetermined call holding time is adjusted in a predetermined adjustment unit according to the comparison result to recalculate the failure probability. to readjust the beam width; and if the failure probability is smaller than the reference total handover failure probability, determining the last updated beamwidth as the beamwidth of the low-orbit satellite communication system.
따라서, 본 발명의 실시예에 따른 저궤도 위성 빔 폭 제어 장치 및 방법은 핸드오버가 빈번하게 발생하는 저궤도 위성 통신 시스템에서, 트래픽이 변화하는 상황에서도 높은 QoS를 보장할 수 있는 최적의 빔 폭을 추출하여, 저궤도 위성의 무선 신호 또는 광 신호의 빔 폭을 제어함으로써 핸드오버 성능을 향상시킬 수 있다.Accordingly, the apparatus and method for controlling a beamwidth of a low-orbit satellite according to an embodiment of the present invention extracts an optimal beamwidth capable of guaranteeing high QoS even in a situation in which traffic changes in a low-orbit satellite communication system in which handover occurs frequently Thus, handover performance can be improved by controlling the beam width of a radio signal or an optical signal of a low-orbit satellite.
도 1은 고도에 따른 위성 통신 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 고정 채널 할당 방식의 개념을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 동적 채널 할당 방식의 개념을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 큐잉 핸드오버 기법을 적용할 수 있는 중첩 영역을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 이동 가입자의 이동성 파라미터에 따른 소스 셀과 전이 셀의 핸드 오버 확률을 나타낸다.
도 6은 저궤도 위성의 고도가 낮아질수록 평균 핸드오버 횟수 사이의 관계를 나타낸다.
도 7은 FCA-QH 모델의 일 예를 나타낸다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 저궤도 위성 빔폭 제어 장치의 개략적 구성을 나타낸다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 저궤도 위성 빔폭 제어 방법을 나타낸다.1 is a diagram for explaining a satellite communication system according to altitude.
2 is a diagram for explaining the concept of a fixed channel allocation scheme.
3 is a diagram for explaining the concept of a dynamic channel allocation scheme.
4 is a diagram for explaining an overlapping area to which a queuing handover technique can be applied.
5 shows handover probabilities of a source cell and a transition cell according to mobility parameters of a mobile subscriber.
6 shows the relationship between the average number of handovers as the altitude of the low-orbit satellite decreases.
7 shows an example of an FCA-QH model.
8 shows a schematic configuration of a low orbit satellite beamwidth control apparatus according to an embodiment of the present invention.
9 shows a low-orbit satellite beamwidth control method according to an embodiment of the present invention.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다. In order to fully understand the present invention, the operational advantages of the present invention, and the objects achieved by the practice of the present invention, reference should be made to the accompanying drawings illustrating preferred embodiments of the present invention and the contents described in the accompanying drawings.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 설명하는 실시예에 한정되는 것이 아니다. 그리고, 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 생략되며, 도면의 동일한 참조부호는 동일한 부재임을 나타낸다. Hereinafter, the present invention will be described in detail by describing preferred embodiments of the present invention with reference to the accompanying drawings. However, the present invention may be embodied in various different forms, and is not limited to the described embodiments. In addition, in order to clearly explain the present invention, parts irrelevant to the description are omitted, and the same reference numerals in the drawings indicate the same members.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "...부", "...기", "모듈", "블록" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. Throughout the specification, when a part "includes" a certain component, it does not exclude other components, unless otherwise stated, meaning that other components may be further included. In addition, terms such as "...unit", "...group", "module", and "block" described in the specification mean a unit that processes at least one function or operation, which is hardware, software, or hardware. and a combination of software.
도 2는 고정 채널 할당 방식의 개념을 설명하기 위한 도면이다.2 is a diagram for explaining the concept of a fixed channel allocation scheme.
저궤도 위성통신 시스템에서 사용하는 채널할당 방식은 크게 고정 채널 할당(Fixed Channel Allocation: 이하 FCA) 방식과 동적 채널 할당(Dynamaic Channel Allocaiton: 이하 DCA) 방식으로 나눌 수 있다.A channel allocation method used in a low-orbit satellite communication system can be roughly divided into a fixed channel allocation (FCA) method and a dynamic channel allocation (DCA) method.
FCA 방식은 채널 간섭이 발생하지 않도록 채널을 미리 각 셀에 할당해 두고, 채널 할당 요청이 발생하면 현재 셀에 미리 할당된 채널들 가운데 미사용 채널을 할당하는 기법이다.In the FCA scheme, channels are allocated to each cell in advance so that channel interference does not occur, and when a channel allocation request occurs, an unused channel is allocated among channels previously allocated to the current cell.
도 2에서는 저궤도 위성(LEO)이 빔 커버리지 영역(Beam Coverage Area: BCA)을 7개의 셀로 구분하여 채널을 할당하는 경우를 예로 들어 도시하였다. 도 2의 예와 같이 빔 커버리지 영역(BCA)을 7개의 셀로 구분하여 채널을 할당하는 경우, k번째 셀에 할당되는 채널들의 집합 F(K)는 수학식 1과 같이 나머지 연산자를 이용하여 할당될 수 있다.In FIG. 2, a case in which a low orbit satellite (LEO) divides a beam coverage area (BCA) into 7 cells and allocates channels is illustrated as an example. As in the example of FIG. 2, when a channel is allocated by dividing the beam coverage area (BCA) into 7 cells, the set F(K) of channels allocated to the k-th cell is to be allocated using the remainder operator as shown in
여기서 m은 전체 채널수이다.where m is the total number of channels.
그리고 구분된 셀 들 중 특정 셀(x)에 새로운 호(call)가 발생했을 때 셀(x)에 사용 가능한 채널이 없다면 그 호는 차단된다. 마찬가지로 인접 셀에서 셀(x)로 핸드오버 호가 넘어왔을 때에 셀(x)에 사용가능한 채널이 없다면 그 호는 중단된다. 즉, 호의 차단과 중단은 그 호가 발생한 셀 내의 사용가능한 채널 유무로 결정된다.And when a new call is made to a specific cell (x) among the divided cells, if there is no channel available in the cell (x), the call is blocked. Similarly, when a handover call is transferred from an adjacent cell to a cell (x), if there is no channel available in the cell (x), the call is stopped. That is, blocking and interruption of a call is determined by the presence or absence of an available channel in the cell in which the call is made.
FCA는 DCA와 비교해서 시스템 구성이 단순하며 인접 셀 간의 정보교환이나 인접 위성 간의 정보교환이 없으며 트래픽이 큰 상황에서 우수한 성능을 보여준다.Compared to DCA, FCA has a simple system configuration, and there is no information exchange between adjacent cells or information exchange between adjacent satellites, and it shows excellent performance in a high traffic situation.
도 3은 동적 채널 할당 방식의 개념을 설명하기 위한 도면이다.3 is a diagram for explaining the concept of a dynamic channel allocation scheme.
DCA 방식은 사용자 단말이 위치한 임의의 셀로부터 인접거리 내에서 사용되고 있지 않은 시스템 내의 모든 채널을 사용할 수 있다. 일정 거리 내에서 사용되고 있는 채널을 재사용하게 되면 간섭현상이 발생하여 통화 품질이 떨어지며, 이러한 간섭 현상 때문에 특정 셀에서 사용 가능한 채널들의 집합이 계속 변하게 된다. 여기서 특정 셀(x)에 간섭을 일으키는 주위 18개 셀들의 집합을 간섭벨트(Interference belt)(I(x))라고 한다.The DCA method can use all channels in the system that are not being used within an adjacent distance from any cell in which the user terminal is located. When a channel used within a certain distance is reused, interference occurs and call quality deteriorates. Due to this interference, a set of channels usable in a specific cell continues to change. Here, a set of 18 surrounding cells that cause interference in a specific cell (x) is called an interference belt (I(x)).
특정 셀(x)에 새로운 호가 발생했을 때에 셀(x)과 간섭벨트(I(x))에 사용가능한 채널이 없다면 그 호는 차단된다. 마찬가지로 이러한 경우에 인접 셀에서 핸드오버 호가 넘어오면 그 호는 중단된다. 즉, 호의 차단과 중단은 그 호가 발생한 셀과 그 셀의 간섭벨트 내의 사용가능한 채널의 유무로 결정된다.When a new call is made to a specific cell (x), if there is no available channel in the cell (x) and the interference belt (I(x)), the call is blocked. Similarly, in this case, when a handover call is transferred from an adjacent cell, the call is stopped. That is, call blocking and interruption are determined by the cell in which the call originates and the presence or absence of an available channel in the interference belt of the cell.
한편, 저궤도 위성통신시스템을 포함한 모든 이동통신 시스템에서 가입자에게는 새로운 호가 차단되는 것 보다 핸드오버 실패로 인하여 통화중인 호가 중단되는 것이 더 치명적이다. 따라서 핸드오버 우선권 방법을 고려해야 하는데, 기술적 방법으로는 핸드오버 호를 위한 전용 채널을 사용하는 방법, 핸드오버를 처리하기 위해 큐를 사용하는 방법 등이 있다. 이를 큐잉 핸드오버(Queuing handover: 이하 QH) 기법이라 한다.On the other hand, in all mobile communication systems including the low-orbit satellite communication system, it is more fatal for a subscriber to interrupt a call in a call due to a handover failure than to block a new call. Therefore, a handover priority method should be considered. As a technical method, there are a method of using a dedicated channel for a handover call, a method of using a queue to process a handover, and the like. This is called a queuing handover (QH) technique.
도 4는 큐잉 핸드오버 기법을 적용할 수 있는 중첩 영역을 설명하기 위한 도면이다.4 is a diagram for explaining an overlapping area to which a queuing handover technique can be applied.
도 4에 도시된 바와 같이, 서로 인접한 셀 영역이 중첩되어 가입자가 인접한 두 셀 모두로부터 서비스 받을 수 있는 지역을 중첩 영역(Overlap area: OA)이라고 한다. QH 기법을 적용하기 위해서는 이러한 중첩 영역(OA)이 반드시 존재해야만 한다.As shown in FIG. 4 , an area in which adjacent cell areas overlap and a subscriber can receive service from both adjacent cells is referred to as an overlap area (OA). In order to apply the QH technique, such an overlapping area (OA) must exist.
인접한 두 셀의 중첩 영역(OA)에서 단말은 두 셀의 채널을 동시에 사용할 수 있게 된다. 중첩 영역(OA)의 길이는 가입자의 이동방향 위성의안테나 특성, 전파 상태 등에 따라 결정된다.In the overlapping area (OA) of two adjacent cells, the UE can use the channels of the two cells at the same time. The length of the overlapping area OA is determined according to the antenna characteristics of the subscriber's moving direction satellite, radio wave conditions, and the like.
QH 기법에서 각각의 셀은 핸드오버 호를 처리하기 위해 핸드오버 큐를 갖게 되는데, 핸드오버 큐는 무한 큐(Infinite queue)이며, 선입 선출(First In First Out: FIFO) 방식으로 서비스하게 된다.In the QH technique, each cell has a handover queue to process a handover call. The handover queue is an infinite queue and is serviced in a First In First Out (FIFO) method.
QH 기법을 적용하면, 단말이 중첩 영역(OA)에 들어가는 순간에 핸드오버 요청을 하게 된다. 그러므로 중첩 영역(OA)의 길이가 길어질수록 핸드오버 실패율이 낮아지게 되므로 시스템 성능에 직접적으로 영향을 미치는 변수가 되며, 일반적으로 평균길이를 R/5로 계산한다.When the QH technique is applied, a handover request is made at the moment the terminal enters the overlapping area (OA). Therefore, as the length of the overlapping area (OA) becomes longer, the handover failure rate is lowered, so it becomes a variable directly affecting system performance. In general, the average length is calculated as R/5.
인접 셀로부터 현재 셀에 핸드오버를 요청했을 때 현재 셀에 사용 가능한 채널이 없으면 진행중인 통화는 현재 셀의 핸드오버 큐에 들어가서 대기하게 된다. 이때 핸드오버 큐의 최대 대기시간(twmax)은 가입자가 중첩 지역을 통과하는 시간이 된다. 통화중인 호가 핸드오버 큐에 진입하여 최대 대기시간(twmax)동안 대기하여도 핸드오버가 처리되지 않으면 호 차단현상이 발생하며, 핸드오버 큐에서 제거된다.When a handover request is made from an adjacent cell to the current cell, if there is no channel available in the current cell, the call in progress enters the handover queue of the current cell and waits. At this time, the maximum waiting time (t w max) of the handover queue is the time for the subscriber to pass through the overlapping area. If the handover is not processed even if the call in progress enters the handover queue and waits for the maximum waiting time (t w max), a call blocking phenomenon occurs and the call is removed from the handover queue.
저궤도 위성 통신 시스템에서는 FCA 방식과 QH 기법을 결합한 FCA-QH 기법이 주로 이용되고 있다.In a low-orbit satellite communication system, the FCA-QH method, which combines the FCA method and the QH method, is mainly used.
상기한 바와 같이, 저궤도 위성 통신 시스템에서는 핸드오버는 매우 빈번하게 발생한다. 이때 이동 가입자(Mobile Subscriber: MS)에 의해 신규 호가 발생된 셀을 소스 셀(Source cell)이라 하고, 호가 유지된 상태로 이동 가입자(MS)가 이동하여 인접한 셀로 이동하게 되면 이동된 인접 셀을 전이 셀(Transit cell)이라고 한다. 이동 가입자(MS)의 이동속도의 위성의 상대속도에 비해 매우 작기 때문에 이동 가입자(MS)가 셀을 이동하는 속도는 위성의 상대속도로 계산될 수 있다. 이에 이동 가입자(MS)의 이동 속도 특성을 나타내는 이동성 파라미터(User mobility parameter)(α)를 수학식 2에 따라 계산할 수 있다.As described above, handover occurs very frequently in the low orbit satellite communication system. At this time, a cell in which a new call is generated by a mobile subscriber (MS) is called a source cell, and when the mobile subscriber (MS) moves to an adjacent cell while the call is maintained, the moved adjacent cell is transferred It is called a transit cell. Since the moving speed of the mobile subscriber MS is very small compared to the relative speed of the satellite, the moving speed of the mobile subscriber MS can be calculated as the relative speed of the satellite. Accordingly, a user mobility parameter (α) representing the movement speed characteristic of the mobile subscriber MS can be calculated according to Equation (2).
여기서 Vorb 는 위성의 상대 속도를 나타내고, Tm 은 평균 호 유지시간을 나타내며, 시간을 R은 셀 반경을 나타낸다.Here, V orb represents the relative speed of the satellite, T m represents the average call duration, time R represents the cell radius.
상기한 바와 같이 QH 기법을 적용하는 경우, 이동 가입자(MS)는 인접한 전이 셀로 진입하면 즉시 핸드오버 요청을 전송하고, 이때, 핸드오버를 위한 최대 대기시간(twmax)은 수학식 3으로 계산될 수 있다.When applying the QH techniques as described above, a mobile subscriber (MS) when entering the adjacent transfer cell, and transmits an immediate handover request, this time, the maximum wait time for a handover (t w max) is calculated by equation (3) can be
최대 대기시간(twmax)은 핸드오버가 가능한 대기시간의 최대값으로 실제로는 통화가 오버랩지역을 지나기 전에 종료될 수도 있다.The maximum waiting time (t w max) is the maximum value of the waiting time for handover, and in fact, the call may be terminated before passing the overlapping area.
도 5는 이동 가입자의 이동성 파라미터에 따른 소스 셀과 전이 셀의 핸드 오버 확률을 나타낸다.5 shows handover probabilities of a source cell and a transition cell according to mobility parameters of a mobile subscriber.
도 5에 도시된 바와 같이, 소스 셀과 전이 셀에서 핸드오버 요청이 이루어질 확률(Ph1, Ph2)은 서로 상이하며, 수학식 4 및 5로 각각 계산될 수 있다.As shown in FIG. 5 , the probabilities (P h1 , P h2 ) of making a handover request in the source cell and the transition cell are different from each other, and can be calculated by
수학식 4 및 5로부터 i번의 핸드오버(i=1,2,…) 기간 동안 호가 유지될 확률(Qi)은 수학식 6으로 계산되고, i번의 핸드오버 후에도 호가 연결될 확률(Vi)은 수학식 7로 계산되며, i번의 핸드오버에서 호가 끊어질 확률(Bi)은 수학식 8로 계산될 수 있다. From Equations 4 and 5, the probability (Q i ) of the call being maintained during the i handover (i=1,2,...) period is calculated by
여기서 Pb1과 Pb2는 각각 신규 호의 시도에 대한 차단 확률과 핸드오버 실패확률을 나타낸다.Here, P b1 and P b2 represent a blocking probability and a handover failure probability for a new call attempt, respectively.
수학식 6 및 7로부터 이동 가입자(MS)가 신규 호를 시작하여 호를 유지하는 시간 동안 성공해야 하는 평균 핸드오버 횟수(nh)는 수학식 9로 계산된다. From Equations (6) and (7), the average number of handovers (n h ) that the mobile subscriber (MS) must succeed during the time that a mobile subscriber (MS) initiates a new call and maintains the call is calculated by Equation (9).
도 6은 저궤도 위성의 고도가 낮아질수록 평균 핸드오버 횟수 사이의 관계를 나타낸다. 도 6은 신규 호 시도에 대한 차단 확률(Pb1)과 핸드오버 실패확률(Pb2)이 모두 0인 경우를 가정하여 시뮬레이션한 결과로서, 신규 호 시도에 대한 차단 확률(Pb1)과 핸드오버 실패확률(Pb2)이 0인 경우에도, 저궤도 위성(LEO)의 고도가 낮아질수록 평균 핸드오버 횟수(nh)가 증가됨을 알 수 있다. 6 shows the relationship between the average number of handovers as the altitude of the low-orbit satellite decreases. 6 is a simulation result assuming that both the blocking probability (P b1 ) and the handover failure probability (P b2 ) for a new call attempt are 0, and the blocking probability (P b1 ) and handover for a new call attempt Even when the failure probability (P b2 ) is 0, it can be seen that the average number of handovers (n h ) increases as the altitude of the low orbiting satellite (LEO) decreases.
한편, QH 기법을 적용한 통신 시스템의 성능은 신규 호 시도가 블록 되거나 유지되던 호가 핸드오버의 실패로 끊어질 확률을 나타내는 총 핸드오버 실패확률(Pns)로 표현될 수 있으며, 수학식 10으로 계산될 수 있다. On the other hand, the performance of the communication system to which the QH technique is applied can be expressed as the total handover failure probability (P ns ), which indicates the probability that a new call attempt is blocked or a call that has been maintained is disconnected due to handover failure, and is calculated by Equation 10 can be
여기서 Pdrop 는 유지되던 호가 핸드오버가 실패해서 끊어질 확률이다.Here, P drop is the probability that the maintained call will be disconnected because the handover fails.
즉 수학식 10에 따라 총 핸드오버 실패확률(Pns)을 계산하기 위해서는 신규 호 시도에 대한 차단 확률(Pb1)과 핸드오버 실패확률(Pb2) 및 유지되던 호가 핸드오버의 실패로 끊어질 확률(Pdrop)을 획득해야 한다.That is, in order to calculate the total handover failure probability (P ns ) according to Equation (10), the blocking probability (P b1 ) and the handover failure probability (P b2 ) for a new call attempt and the number of times that the maintained call will be disconnected due to handover failure You must acquire a probability (P drop ).
우선 유지되던 호가 핸드오버의 실패로 끊어질 확률(Pdrop)은 수학식 11과 같이 계산될 수 있다. A probability (P drop ) of a call that was maintained first being dropped due to a handover failure may be calculated as in Equation (11).
한편, 신규 호 시도에 대한 차단 확률(Pb1)과 핸드오버 실패확률(Pb2)을 계산하기 위해서는 호 도착률(λ, λh)에 따른 평균 호 완료율(μ)을 계산해야 한다.Meanwhile, in order to calculate the blocking probability (P b1 ) and the handover failure probability (P b2 ) for a new call attempt, the average call completion rate (μ) according to the call arrival rates (λ, λ h ) needs to be calculated.
우선 소스 셀(i=1)과 전이 셀(i=2) 각각에서의 평균 채널 홀딩 시간(channel holding time)(E[tHi])은 수학식 12로 표현될 수 있다. First, the average channel holding time (E[t Hi ]) in each of the source cell (i=1) and the transition cell (i=2) may be expressed by Equation (12).
핸드오버 요청이 포아송 분포를 따른다고 가정하면, 신규 호와 핸드오버 호는 서로 독립적인 관계이므로 셀 내 핸드오버 호 도착률(λh)과 신규 호 도착률(λ) 사이의 비(λh /λ)는 수학식 13으로 계산될 수 있다.Assuming that the handover request follows a Poisson distribution, since the new call and the handover call are independent of each other, the ratio between the intra-cell handover call arrival rate (λ h ) and the new call arrival rate (λ) (λ h /λ) can be calculated by Equation 13.
즉 수학식 13의 핸드오버 호 도착률(λh)과 신규 호 도착률(λ)은 수학식 9의 평균 핸드오버 횟수(nh)와 동일하게 계산될 수 있다.That is, the handover call arrival rate (λ h ) and the new call arrival rate (λ) of Equation 13 can be calculated to be the same as the average number of handovers (n h ) of Equation 9.
하나의 셀에서 평균 채널 홀딩 시간(E[tHi])은 지수 분포를 따르며, 각 셀의 평균 서비스 시간(1/μ)은 평균 호 완료율(μ)의 역수로 수학식 14로 계산될 수 있다.The average channel holding time (E[t Hi ]) in one cell follows an exponential distribution, and the average service time (1/μ) of each cell can be calculated by Equation 14 as the inverse of the average call completion rate (μ) .
도 7은 FCA-QH 모델의 일 예를 나타낸다.7 shows an example of an FCA-QH model.
도 7에 도시된 바와 같이, 본 실시예에서는 FCA-QH 모델이 M/M/S(M : Poission arrival process / M : service time exponentially distributed / S : number of channels assigned per cell) 큐잉 모델을 따른다고 가정한다. 그리고 상기한 바와 같이 핸드오버 큐가 무한 큐(Infinite queue)이며, 선입 선출(FIFO) 방식으로 서비스를 수행하는 경우를 가정하였으로, 각 셀에 할당된 S개의 채널이 모두 이용되고 있는 경우, 핸드오버를 위한 최대 대기시간(twmax)을 초과하게 되어 서비스를 받지 못하게 되는 호 미완료율(μw)은 최대 대기시간(twmax)의 역수(μw = 1/twmax)로 계산될 수 있다. 그리고 호 미완료율(μw)로부터 셀에 n명의 이동 가입자가 존재할 확률(Pn)을 수학식 15와 같이 계산할 수 있다.7, in this embodiment, the FCA-QH model follows the M/M/S (M: Poission arrival process / M: service time exponentially distributed / S: number of channels assigned per cell) queuing model. Assume And, as described above, it is assumed that the handover queue is an infinite queue and the service is performed in a first-in, first-out (FIFO) method. The call incomplete rate (μ w ) that exceeds the maximum waiting time for over (t w max) and cannot receive service is calculated as the reciprocal of the maximum waiting time (t w max) (μ w = 1/t w max) can be And, from the call incomplete rate (μ w ), the probability (P n ) of the existence of n mobile subscribers in the cell can be calculated as in Equation (15).
수학식 15로부터 유휴 상태(idle) 확률(P0)은 수학식 16으로 계산될 수 있다.From Equation (15), the idle state (idle) probability (P 0 ) can be calculated by Equation (16).
그리고 신규 호를 위한 가용 채널이 없는 경우(n ≥ S)이면, 신규 호 시도를 차단하는 차단 확률(Pb1)은 수학식 17에 따라 계산될 수 있다.And when there is no channel available for a new call (n ≥ S), the blocking probability (P b1 ) of blocking a new call attempt may be calculated according to Equation 17.
그리고 핸드오버 요청 발생 시, 가용 채널이 존재한다면(n < S), 즉시 핸드오버가 가능하지만, 가용 채널이 없는 경우(n ≥ S)에는 큐에서 대기한다. 그리고 큐에서의 대기 시간이 최대 대기시간(twmax = 1/μw)를 초과하게 되면, 핸드오버가 실패하게 된다. 따라서 n명의 이동 가입자에 상태에서 핸드오버 실패확률(Pb2|n)은 수학식 18로 계산될 수 있다.When a handover request occurs, if an available channel exists (n < S), handover is immediately possible, but if there is no available channel (n ≥ S), it waits in a queue. And when the waiting time in the queue exceeds the maximum waiting time (t w max = 1/μ w ), handover fails. Therefore, in the state of n mobile subscribers, the handover failure probability (P b2|n ) can be calculated by Equation (18).
수학식 18로부터 핸드오버 실패확률(Pb2)은 수학식 19로 계산된다.From Equation (18), the handover failure probability (P b2 ) is calculated as Equation (19).
수학식 13으로 표현되는 핸드오버 호 도착률(λh)과 신규 호 도착률(λ)의 관계가 신규 호 시도 차단 확률(Pb1)과 핸드오버 실패확률(Pb2)과도 연관되므로 신규 호 시도 차단 확률(Pb1)과 핸드오버 실패확률(Pb2)은 회귀 접근(recursive approach) 방식으로 획득될 수 있다.Since the relationship between the handover call arrival rate (λ h ) and the new call arrival rate (λ) expressed by Equation 13 is also related to the new call attempt blocking probability (P b1 ) and the handover failure probability (P b2 ), the new call attempt blocking probability (P b1 ) and the handover failure probability (P b2 ) may be obtained using a recursive approach.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 저궤도 위성 빔폭 제어 장치의 개략적 구성을 나타낸다.8 shows a schematic configuration of a low orbit satellite beamwidth control apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 8을 참조하면, 본 실시예에 따른 저궤도 위성 빔폭 제어 장치는 QoS 설정부(110), 빔폭 조절부(120), 실패확률 계산부(130), 호 유지시간 조절부(140) 및 빔 폭 결정부(150)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 8 , the low orbit satellite beamwidth control apparatus according to the present embodiment includes a
QoS 설정부(110)는 저궤도 위성 통신 시스템에서 요구하는 QoS를 설정한다. 여기서 본 실시예의 FCA-QH 모델과 같이, QH 기법이 적용된 통신 시스템에서는 QoS를 판별하기 위한 성능 평가 지표로 총 핸드오버 실패확률(Pns)이 이용된다. 이에 QoS 설정부(110)는 통신 시스템에서 요구하는 기준 총 핸드오버 실패확률(Pns_th)을 설정한다. QoS 설정부(110)는 기준 총 핸드오버 실패확률(Pns_th)과 함께 초기 호 유지시간(Tm)을 설정할 수 있다.The
빔폭 조절부(120)는 이전 설정된 위성의 빔폭(R)을 기지정된 조절 단위(Radj)만큼 조절된 빔폭(RㅁRadj)을 획득하여 실패확률 계산부(130)로 전달한다. 이때 빔폭 조절부(120)는 실패확률 계산부(130)에서 계산되는 총 핸드오버 실패확률(Pns)의 변화를 피드백받아 빔폭(R)에서 조절 단위(Radj)만큼 감소된 빔폭(R-Radj) 또는 증가된 빔폭(R+Radj)을 실패확률 계산부(130)로 반복적으로 전달할 수 있다.The
실패확률 계산부(130)는 빔폭 조절부(120)에서 인가되는 조절된 빔폭(R-Radj 또는 R+Radj)에 따라 변경 총 핸드오버 실패확률(Pns_adj)을 수학식 10에 따라 계산하고, 계산된 변경 총 핸드오버 실패확률(Pns_adj)을 이전 빔폭(R)에 대해 계산된 총 핸드오버 실패확률(Pns_R)과 비교하여, 변경 총 핸드오버 실패확률(Pns_adj)이 이전 빔폭(R)에서 계산된 총 핸드오버 실패확률(Pns_R)보다 낮아지면 조절된 빔폭(R-Radj 또는 R+Radj)을 현재 빔폭으로 업데이트하여 빔폭 조절부(120)로 전달하고, 빔폭 조절부(120)에서 이전 조절된 방향으로 추가 조절되도록 한다.The failure
일 예로 빔폭 조절부(120)가 이전 조절 단위(Radj)만큼 감소 조절(R-Radj)하여 변경 총 핸드오버 실패확률(Pns_adj)이 감소된 것으로 판별되면, 빔폭 조절부(120)추가적으로 감소 조절하도록 하며, 이전 조절 단위(Radj)만큼 증가 조절(R+Radj)하여 변경 총 핸드오버 실패확률(Pns_adj)이 감소된 것으로 판별되면, 빔폭 조절부(120)추가적으로 증가 조절하도록 한다.As an example, if it is determined that the changed total handover failure probability (P ns_adj ) is reduced by reducing and adjusting (RR adj ) by the previous adjustment unit (R adj ), the
그러나 실패확률 계산부(130)는 조절된 빔폭(R-Radj 또는 R+Radj)에 따른 변경 총 핸드오버 실패확률(Pns_adj)이 증가된 것으로 판별되면, 빔폭을 조절된 빔폭(R-Radj 또는 R+Radj)으로 업데이트하지 않고, 이전 빔폭(R)에서 계산된 총 핸드오버 실패확률(Pns_R)을 호 유지시간 조절부(140)로 전달한다.However, the failure
호 유지시간 조절부(140)는 실패확률 계산부(130)에서 전달된 총 핸드오버 실패확률(Pns_R)과 QoS 설정부(110)에서 설정된 기준 총 핸드오버 실패확률(Pns_th)을 비교한다. 호 유지시간 조절부(140)는 총 핸드오버 실패확률(Pns_R)이 기준 총 핸드오버 실패확률(Pns_th)보다 크면, 이전 설정된 호 유지시간(Tm)을 기지정된 조절 단위(Tadj)만큼 감소 조절(Tm-Tadj)한다. 그리고 감소 조절된 호 유지시간(Tm-Tadj)을 현재 호 유지시간(Tm)으로 업데이트하여 실패확률 계산부(130)로 전송하고 다시 총 핸드오버 실패확률(Pns_R)을 계산하며, 실패확률 계산부(130)는 빔폭 조절부(120)로 빔폭 조절을 요청한다.Call holding
반면, 총 핸드오버 실패확률(Pns_R)이 기준 총 핸드오버 실패확률(Pns_th) 이하이면, 획득된 빔폭(R)과 호 유지시간(Tm)을 빔폭 결정부(150)로 전달한다.On the other hand, if the total handover failure probability (P ns_R ) is less than or equal to the reference total handover failure probability (P ns_th ), the obtained beamwidth R and call duration T m are transmitted to the
빔폭 결정부(150)는 전달된 빔폭(R)을 저궤도 위성의 빔폭(R)으로 결정하고, 저궤도 위성이 결정된 빔폭(R)으로 빔을 형성하도록 한다. 여기서 빔폭 결정부(150)는 호 유지시간 조절부(140)와 통합될 수도 있다.The
상기에서는 저궤도 위성 빔폭 제어 장치가 저궤도 위성이 무선 신호를 기반으로 통신을 수행하는 경우를 가정하여 설명하였으나, 저궤도 위성은 무선 광 신호를 기반으로 통신을 수행할 수도 있으며, 저궤도 위성이 무선 광 신호를 이용하는 경우에도 동일한 방식으로 저궤도 위성의 빔폭을 조절할 수 있다.In the above description, the low orbit satellite beamwidth control device has been described on the assumption that the low orbit satellite performs communication based on a radio signal. In the case of using it, the beam width of the low-orbit satellite can be adjusted in the same way.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 저궤도 위성 빔폭 제어 방법을 나타낸다.9 shows a low-orbit satellite beamwidth control method according to an embodiment of the present invention.
도 8을 참조하여, 도 9의 저궤도 위성 빔폭 제어 방법을 설명하면, 우선 저궤도 위성 통신 시스템에서 요구하는 QoS로서 기준 총 핸드오버 실패확률(Pns_th)을 설정한다(S11). 이때, 초기 호 유지시간(Tm)을 함께 설정할 수도 있다.Referring to FIG. 8, the low orbit satellite beamwidth control method of FIG. 9 is described. First, a reference total handover failure probability (P ns_th ) is set as QoS required in the low orbit satellite communication system (S11). In this case, the initial call holding time (T m ) may be set together.
요구되는 QoS로서 기준 총 핸드오버 실패확률(Pns_th)이 설정되면, 현재 설정된 위성의 빔폭(R)을 기반으로 총 핸드오버 실패확률(Pns_R)을 수학식 11, 17 및 19를 참조하여 수학식 10에 따라 계산한다(S12).When a required QoS based on the total handover failure probability (P ns_th) is set, the total of the handover failure probability based on the beam width (R) of the currently selected satellite (P ns_R) a reference to Equation 11, 17 and 19 mathematics It is calculated according to Equation 10 (S12).
그리고 현재 설정된 위성의 빔폭(R)을 기지정된 조절 단위(Radj)만큼 증가 또는 감소시켜 조절한다(S13). 여기서는 우선적으로 빔폭(R)을 조절 단위(Radj)로 감소(R-Radj)시키는 것으로 가정한다.And the currently set beam width (R) of the satellite is adjusted by increasing or decreasing by a predetermined adjustment unit (R adj ) (S13). Here, it is assumed that the beam width R is reduced to an adjustment unit (R adj ) (RR adj ).
그리고 조절된 빔폭(R-Radj)에 따른 변경 총 핸드오버 실패확률(Pns_adj)을 계산하여 이전 빔폭(R)에 대해 계산된 총 핸드오버 실패확률(Pns_R)과 비교하여 감소하였는지 여부를 판별한다(S14). 만일 변경 총 핸드오버 실패확률(Pns_adj)이 총 핸드오버 실패확률(Pns_R)보다 감소된 것으로 판별되면, 조절된 빔폭(R-Radj)과 변경 총 핸드오버 실패확률(Pns_adj)을 각각 현재 빔폭(R)과 총 핸드오버 실패확률(Pns_R)로 업데이트하고, 빔폭(R)을 직전 조절 방향으로 추가적으로 조절 단위(Radj)만큼 조절한다(S15). 즉 이전 빔폭(R)을 조절 단위(Radj)로 감소(R-Radj)시킨 경우, 추가적으로 빔폭을 조절 단위(Radj)만큼 감소시킨다. 그러나 이전 빔폭(R)을 조절 단위(Radj)로 증가(R+Radj)시킨 경우, 추가적으로 빔폭을 조절 단위(Radj)만큼 증가시킨다.And by calculating the change total handover failure probability (P ns_adj) according to a controlled beam width (RR adj) determines whether or not reduced as compared with the total handover failure probability (P ns_R) calculated for the previous beam width (R) (S14). Ten thousand and one changes the total handover failure probability (P ns_adj) has a total of handover failure probability (P ns_R) If it is determined that a reduced more, the controlled beam width (RR adj) and change the total handover failure probability (P ns_adj) each current beam width (R) and the total handover failure probability (P ns_R ) are updated, and the beamwidth (R) is additionally adjusted by the adjustment unit (R adj ) in the previous adjustment direction (S15). That is, when the previous beamwidth (R) is reduced by the adjustment unit (R adj ) (RR adj ), the beamwidth is additionally reduced by the adjustment unit (R adj ). However, when the previous beamwidth (R) is increased by the adjustment unit (R adj ) (R+R adj ), the beamwidth is additionally increased by the adjustment unit (R adj ).
그리고 추가 조절된 빔폭에서도 변경 총 핸드오버 실패확률(Pns_adj)을 계산하여 업데이트된 빔폭(R)에 대해 계산된 총 핸드오버 실패확률(Pns_R)과 비교하여 감소하였는지 여부를 판별한다(S16). 만일 변경 총 핸드오버 실패확률(Pns_adj)이 총 핸드오버 실패확률(Pns_R)보다 감소된 것으로 판별되면, 조절된 빔폭(R-Radj)과 변경 총 핸드오버 실패확률(Pns_adj)을 각각 현재 빔폭(R)과 총 핸드오버 실패확률(Pns_R)로 업데이트하고, 빔폭(R)을 직전 조절 방향으로 추가적으로 조절 단위(Radj)만큼 조절한다(S15).And it determines whether or not reduced as compared with the total handover failure probability calculated for the additional adjustment of the beam width (R) updated by calculating a change total handover failure probability (P ns_adj) in the beam width (P ns_R) (S16) . Ten thousand and one changes the total handover failure probability (P ns_adj) has a total of handover failure probability (P ns_R) If it is determined that a reduced more, the controlled beam width (RR adj) and change the total handover failure probability (P ns_adj) each current beam width (R) and the total handover failure probability (P ns_R ) are updated, and the beamwidth (R) is additionally adjusted by the adjustment unit (R adj ) in the previous adjustment direction (S15).
그러나 초기 조절된 빔폭(R-Radj)에 따른 변경 총 핸드오버 실패확률(Pns_adj)이 총 핸드오버 실패확률(Pns_R)보다 감소되지 않은 것으로 판별되면, 즉 변경 총 핸드오버 실패확률(Pns_adj)이 총 핸드오버 실패확률(Pns_R) 이상이면, 이전 빔폭(R)에 대해 조절 방향을 변경하여 조절한다. 일 예로 이전 빔폭(R-Radj)을 감소 조절하였다면, 감소되기 이전 빔폭(R)에 대해 기지정된 조절 단위(Radj)만큼 증가(R+Radj)시켜 조절한다(S17).However, the initial When adjusting the beam width (RR adj) to change the total handover failure probability according to the (P ns_adj) is determined that is not lower than the total probability of handover failure (P ns_R), i.e. to change the total handover failure probability (P ns_adj) If this total handover failure probability (P ns_R ) or more, it is adjusted by changing the adjustment direction with respect to the previous beam width (R). For example, if the previous beamwidth (RR adj ) is decreased and adjusted, it is adjusted by increasing (R+R adj ) by a predetermined adjustment unit (R adj ) with respect to the beamwidth (R) before the decrease (S17).
그리고 변경 조절된 빔폭(R+Radj)에 따른 변경 총 핸드오버 실패확률(Pns_adj)을 계산하여 이전 빔폭(R)에 대해 계산된 총 핸드오버 실패확률(Pns_R)과 비교하여 감소하였는지 여부를 판별한다(S18). 만일 변경 총 핸드오버 실패확률(Pns_adj)이 총 핸드오버 실패확률(Pns_R)보다 감소된 것으로 판별되면, 조절된 빔폭(R-Radj)과 변경 총 핸드오버 실패확률(Pns_adj)을 각각 현재 빔폭(R)과 총 핸드오버 실패확률(Pns_R)로 업데이트하고, 빔폭(R)을 직전 조절 방향으로 추가적으로 조절 단위(Radj)만큼 조절한다(S15).And by calculating the change total handover failure probability (P ns_adj) according to the beam width (R + R adj) the change control whether reduced as compared with the total handover failure probability (P ns_R) calculated for the previous beam width (R) Status is determined (S18). Ten thousand and one changes the total handover failure probability (P ns_adj) has a total of handover failure probability (P ns_R) If it is determined that a reduced more, the controlled beam width (RR adj) and change the total handover failure probability (P ns_adj) each current beam width (R) and the total handover failure probability (P ns_R ) are updated, and the beamwidth (R) is additionally adjusted by the adjustment unit (R adj ) in the previous adjustment direction (S15).
한편, 추가 조절 또는 변경 조절된 변경 총 핸드오버 실패확률(Pns_adj)이 총 핸드오버 실패확률(Pns_R) 이상이면, 이전 최종 설정된 빔폭(R)에 대응하는 총 핸드오버 실패확률(Pns)이 기준 총 핸드오버 실패확률(Pns_th) 이하인지 판별한다(S19). 만일 총 핸드오버 실패확률(Pns)이 기준 총 핸드오버 실패확률(Pns_th)보다 크면, 현재 설정된 빔폭(R)은 시스템에서 요구하는 QoS를 만족시킬 수 없으므로, 호 유지시간(Tm)을 기지정된 조절 단위(Tadj)로 감소(Tm-Tadj)시킨다(S20). 그리고 조절된 호 유지시간(Tm-Tadj)을 기반으로 다시 현재 설정된 빔폭(R)에 따른 총 핸드오버 실패확률(Pns)을 계산한다(S12). 그러나 총 핸드오버 실패확률(Pns)이 기준 총 핸드오버 실패확률(Pns_th) 이하이면, 현재 설정된 빔폭(R)이 시스템이 요구하는 QoS를 만족시킬 수 있으므로, 현재 설정된 빔폭(R)을 저궤도 위성의 빔폭으로 결정하고, 저궤도 위성이 결정된 빔폭(R)으로 빔을 형성하도록 한다(S21).On the other hand, if the additionally adjusted or changed modified total handover failure probability (P ns_adj ) is equal to or greater than the total handover failure probability (P ns_R ), the total handover failure probability (P ns ) corresponding to the previously set beamwidth (R) It is determined whether the reference total handover failure probability (P ns_th ) or less (S19). If the total handover failure probability (P ns ) is greater than the reference total handover failure probability (P ns_th ), the currently set beamwidth (R) cannot satisfy the QoS required by the system, so the call maintenance time (T m ) It decreases (T m -T adj ) to a predetermined control unit (T adj ) (S20). Then, based on the adjusted call holding time (T m -T adj ), the total handover failure probability (P ns ) according to the currently set beamwidth (R) is calculated again (S12). However, if the total handover failure probability (P ns ) is less than or equal to the reference total handover failure probability (P ns_th ), the currently set beamwidth (R) can satisfy the QoS required by the system, so the currently set beamwidth (R) is set to low orbit. It is determined by the beam width of the satellite, and the low orbit satellite forms a beam with the determined beam width (R) (S21).
본 발명에 따른 방법은 컴퓨터에서 실행시키기 위한 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램으로 구현될 수 있다. 여기서 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터에 의해 액세스 될 수 있는 임의의 가용 매체일 수 있고, 또한 컴퓨터 저장 매체를 모두 포함할 수 있다. 컴퓨터 저장 매체는 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈 또는 기타 데이터와 같은 정보의 저장을 위한 임의의 방법 또는 기술로 구현된 휘발성 및 비휘발성, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함하며, ROM(판독 전용 메모리), RAM(랜덤 액세스 메모리), CD(컴팩트 디스크)-ROM, DVD(디지털 비디오 디스크)-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광데이터 저장장치 등을 포함할 수 있다.The method according to the present invention may be implemented as a computer program stored in a medium for execution by a computer. Here, the computer-readable medium may be any available medium that can be accessed by a computer, and may include all computer storage media. Computer storage media includes both volatile and nonvolatile, removable and non-removable media implemented in any method or technology for storage of information such as computer readable instructions, data structures, program modules or other data, and read dedicated memory), RAM (Random Access Memory), CD (Compact Disk)-ROM, DVD (Digital Video Disk)-ROM, magnetic tape, floppy disk, optical data storage, and the like.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.Although the present invention has been described with reference to the embodiment shown in the drawings, which is only exemplary, those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom.
따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.Accordingly, the true technical protection scope of the present invention should be defined by the technical spirit of the appended claims.
110: QoS 설정부 120: 빔폭 조절부
130: 실패확률 계산부 140: 호 유지시간 조절부
150: 빔폭 결정부110: QoS setting unit 120: beam width control unit
130: failure probability calculation unit 140: call holding time control unit
150: beam width determiner
Claims (16)
현재 빔폭과 증가 또는 감소 조절된 빔폭 각각에 대한 총 핸드오버 실패확률을 기지정된 방식으로 계산하고, 조절된 빔폭에 대한 총 핸드오버 실패확률인 변경 실패확률과 현재 빔폭에 대한 총 핸드오버 실패확률인 실패 확률을 비교하여, 상기 변경 실패확률이 상기 실패확률 미만이면 조절된 빔폭을 현재 빔폭으로 업데이트하여 상기 빔폭 조절부로 빔폭 조절을 요청하고, 상기 실패확률 이상이면, 최종 업데이트된 빔폭에 대응하는 실패확률을 출력하는 실패확률 계산부;
상기 실패확률 계산부에서 출력되는 실패확률이 기지정된 기준 총 핸드오버 실패확률보다 크면, 기설정된 호 유지시간을 기지정된 조절 단위로 감소시키고, 감소된 호 유지시간을 상기 실패확률 계산부로 전송하여 실패확률을 재계산하도록 하는 호 유지시간 조절부; 및
상기 호 유지시간 조절부에서 실패확률이 기준 총 핸드오버 실패확률보다 작은 것으로 판별되면 최종 업데이트된 빔폭을 저궤도 위성 통신 시스템의 빔폭으로 결정하는 빔폭 결정부를 포함하는 저궤도 위성 빔폭 조절 장치.a beam width adjusting unit for increasing or decreasing the currently set beam width in a predetermined adjustment unit;
Calculate the total handover failure probability for each of the current beamwidth and the increased or decreased adjusted beamwidth in a predetermined manner, and the change failure probability, which is the total handover failure probability for the adjusted beamwidth, and the total handover failure probability for the current beamwidth The failure probability is compared, and if the change failure probability is less than the failure probability, the adjusted beamwidth is updated to the current beamwidth and the beamwidth adjustment is requested to the beamwidth adjuster. If the failure probability is greater than the failure probability, the failure probability corresponding to the last updated beamwidth a failure probability calculator that outputs;
If the failure probability output from the failure probability calculation unit is greater than a predetermined reference total handover failure probability, the predetermined call holding time is reduced by a predetermined adjustment unit, and the reduced call maintenance time is transmitted to the failure probability calculation unit to fail. a call holding time control unit for recalculating the probability; and
and a beamwidth determiner configured to determine the last updated beamwidth as the beamwidth of the low-orbit satellite communication system when the call holding time controller determines that the failure probability is smaller than the reference total handover failure probability.
조절된 빔폭에 대한 변경 실패확률이 현재 빔폭에 대한 실패확률보다 감소되면, 조절된 빔폭을 현재 빔폭으로 업데이트하고 상기 빔폭 조절부로 빔폭에 대해 조절 방향으로 추가 조절 요청하며,
상기 실패확률 이상이면, 상기 빔폭 조절부로 빔폭에 대해 조절 방향을 변경 요청하며,
추가 조절 또는 변경 조절되어 인가된 빔폭에 대한 실패확률이 업데이트된 현재 빔폭에 대한 실패확률 이상이면, 이전 최종 업데이트된 빔폭에 대응하는 실패확률을 출력하는 저궤도 위성 빔폭 조절 장치.The method of claim 1, wherein the failure probability calculator
When the change failure probability for the adjusted beamwidth is reduced than the failure probability for the current beamwidth, the adjusted beamwidth is updated to the current beamwidth, and the beamwidth controller requests additional adjustment in the adjustment direction for the beamwidth,
If it is more than the failure probability, it requests to change the adjustment direction for the beam width to the beam width adjustment unit,
A low orbit satellite beamwidth adjusting device for outputting a failure probability corresponding to the last updated beamwidth if the failure probability for the beamwidth applied through additional adjustment or change adjustment is greater than or equal to the failure probability for the updated current beamwidth.
최종 업데이트된 빔폭이 감소 조절되어 업데이트된 빔폭이면 빔폭이 증가되도록 변경 요청하고, 최종 업데이트된 빔폭이 증가 조절되어 업데이트된 빔폭이면 빔폭이 증가되도록 변경 요청하는 저궤도 위성 빔폭 조절 장치.The method of claim 2, wherein the failure probability calculator
A low orbit satellite beamwidth adjusting device that requests a change to increase the beamwidth if the updated beamwidth is the updated beamwidth by decreasing the last updated beamwidth, and requests a change so that the beamwidth is increased if the last updated beamwidth is increased and adjusted and updated.
빔폭(R)에 대한 실패확률(Pns)을 수학식
(여기서 Pb1 은 셀 내에서 신규 호 시도에 대한 차단 확률을 나타내고, Pdrop 는 유지되던 호가 핸드오버가 실패해서 끊어질 확률이다.)
에 따라 계산하는 저궤도 위성 빔폭 조절 장치.The method of claim 2, wherein the failure probability calculator
Equation for the probability of failure (P ns ) for the beam width (R)
(Here, P b1 represents the blocking probability of a new call attempt within the cell, and P drop is the probability that the maintained call is disconnected due to a handover failure.)
A low-orbit satellite beamwidth adjuster that calculates according to
다수의 셀 각각에 미리 채널이 할당되는 고정 채널 할당(Fixed Channel Allocation: FCA) 방식과 각 셀에 핸드오버 호를 처리하기 위해 핸드오버 큐가 할당되는 큐잉 핸드오버(Queuing handover: QH) 기법에 따라 통신 서비스를 제공하는 저궤도 위성 빔폭 조절 장치.5. The system of claim 4, wherein the low orbit satellite communication system is
According to a fixed channel allocation (FCA) method in which a channel is allocated to each of a plurality of cells in advance, and a queuing handover (QH) method in which a handover queue is allocated to each cell to process a handover call. A low-orbit satellite beamwidth modulator that provides telecommunications services.
상기 QH 기법에 따라 각 셀에 할당되는 핸드오버 큐는 무한 큐(Infinite queue)이며, 선입 선출(First In First Out: FIFO) 방식으로 서비스를 수행하는 M/M/S(M: Poission arrival process / M: service time exponentially distributed / S: number of channels assigned per cell) 큐잉 모델이 적용되는 저궤도 위성 빔폭 조절 장치.The method of claim 5, wherein the low orbit satellite communication system is
A handover queue allocated to each cell according to the QH technique is an infinite queue, and M/M/S (M: Poission arrival process / M: service time exponentially distributed / S: number of channels assigned per cell) A low-orbit satellite beamwidth control device to which a queuing model is applied.
유지되던 호가 핸드오버가 실패해서 끊어질 확률(Pdrop)을 수학식
(여기서 Ph1, Ph2 는 각각 신규 호가 발생된 셀인 소스 셀과 호가 유지된 상태로 이동 가입자가 이동하는 셀인 전이 셀에서 핸드오버 요청이 이루어질 확률을 나타내고, Pb2 는 이동 가입자의 셀 간 이동시 핸드오버 실패확률을 나타낸다.)
에 따라 계산하는 저궤도 위성 빔폭 조절 장치.The method of claim 6, wherein the failure probability calculator
Equation for the probability (P drop ) of the maintained call being disconnected due to failure of handover
(Here, P h1 and P h2 represent the probability that a handover request will be made in the source cell, which is the cell in which a new call is made, and the transition cell, which is the cell in which the mobile subscriber moves while the call is maintained, and P b2 is the handover request when the mobile subscriber moves between cells. It indicates the probability of over failure.)
A low-orbit satellite beamwidth adjuster that calculates according to
신규 호 시도에 대한 차단 확률(Pb1)을 수학식
(여기서 S는 각 셀에 할당된 채널 수이고, n은 셀 내 존재하는 이동 가입자 수이며, λh 와 λ 는 각각 핸드오버 호 도착률과 신규 호 도착률이다. 그리고 μ 는 평균 호 완료율이고, μw 는 기지정된 최대 대기시간(twmax)의 역수(μw = 1/twmax)로 계산되는 호 미완료율이다.)
에 따라 계산하고, 이동 가입자의 셀 간 이동시 핸드오버 실패확률(Pb2)을 수학식
에 따라 계산하는 저궤도 위성 빔폭 조절 장치.The method of claim 7, wherein the failure probability calculator
Equation for blocking probability (P b1 ) for a new call attempt
(Where S is the number of channels allocated to each cell, n is the number of mobile subscribers in the cell, and λ h and λ are the handover and new call arrival rates, respectively. And μ is the average call completion rate, μ w is the call incomplete rate calculated as the reciprocal of the predetermined maximum waiting time (t w max) (μ w = 1/t w max).
Calculated according to the equation, the handover failure probability (P b2 ) when the mobile subscriber moves between cells
A low-orbit satellite beamwidth adjuster that calculates according to
요구되는 QoS로서 기준 총 핸드오버 실패확률을 설정하는 단계;
현재 설정된 빔폭을 기지정된 조절 단위로 증가 또는 감소시키는 단계;
현재 빔폭과 증가 또는 감소 조절된 빔폭 각각에 대한 총 핸드오버 실패확률을 기지정된 방식으로 계산하는 단계;
조절된 빔폭에 대한 총 핸드오버 실패확률인 변경 실패확률과 현재 빔폭에 대한 총 핸드오버 실패확률인 실패 확률을 비교하여, 상기 변경 실패확률이 상기 실패확률 미만이면 조절된 빔폭을 현재 빔폭으로 업데이트하여 빔폭을 추가 조절하여 실패확률을 반복 계산하는 단계;
상기 실패확률 이상이면, 최종 업데이트된 빔폭에 대응하는 실패확률을 상기 기준 총 핸드오버 실패확률과 비교하고, 비교 결과에 따라 기설정된 호 유지시간을 기지정된 조절 단위로 조절하여 실패확률을 재계산하도록 하여 빔폭을 재조절하는 단계; 및
실패확률이 상기 기준 총 핸드오버 실패확률보다 작으면, 최종 업데이트된 빔폭을 저궤도 위성 통신 시스템의 빔폭으로 결정하는 단계를 포함하는 저궤도 위성 빔폭 조절 방법.A method for adjusting a beam width of a beam width adjusting device for a low orbit satellite communication system, the method comprising:
setting a reference total handover failure probability as a required QoS;
increasing or decreasing the currently set beamwidth by a predetermined adjustment unit;
calculating a total handover failure probability for each of the current beamwidth and the increased or decreased beamwidth in a predetermined manner;
By comparing the change failure probability, which is the total handover failure probability for the adjusted beamwidth, with the failure probability, which is the total handover failure probability for the current beamwidth, if the change failure probability is less than the failure probability, the adjusted beamwidth is updated to the current beamwidth. repeatedly calculating the failure probability by further adjusting the beam width;
If the failure probability is greater than or equal to the failure probability, the failure probability corresponding to the last updated beamwidth is compared with the reference total handover failure probability, and the predetermined call holding time is adjusted in a predetermined adjustment unit according to the comparison result to recalculate the failure probability. to readjust the beam width; and
and determining a last updated beamwidth as a beamwidth of a low-orbit satellite communication system when the failure probability is less than the reference total handover failure probability.
조절된 빔폭에 대한 변경 실패확률이 현재 빔폭에 대한 실패확률보다 감소되면, 조절된 빔폭을 현재 빔폭으로 업데이트하고 상기 빔폭으로 결정하는 단계에서 빔폭에 대해 조절 방향으로 추가 조절하는 단계; 및
상기 실패확률 이상이면, 빔폭에 대해 조절 방향을 변경하여 조절하는 단계를 포함하는 저궤도 위성 빔폭 조절 방법.The method of claim 9, wherein the repeatedly calculating the failure probability comprises:
If the change failure probability for the adjusted beamwidth is reduced than the failure probability for the current beamwidth, updating the adjusted beamwidth to the current beamwidth and further adjusting the beamwidth in the adjustment direction in the step of determining the beamwidth; and
and if the failure probability is greater than or equal to the failure probability, adjusting the beam width by changing the adjustment direction.
추가 조절 또는 변경 조절되어 인가된 빔폭에 대한 실패확률이 업데이트된 현재 빔폭에 대한 실패확률 이상이면, 이전 최종 업데이트된 빔폭에 대응하는 실패확률을 상기 기준 총 핸드오버 실패확률과 비교하는 단계;
실패확률이 상기 기준 총 핸드오버 실패확률보다 크면, 기설정된 호 유지시간을 기지정된 조절 단위로 감소시키는 단계; 및
감소된 호 유지시간을 기반으로 실패확률을 재계산하여 빔폭을 재조절하는 단계를 포함하는 저궤도 위성 빔폭 조절 방법.11. The method of claim 10, wherein the step of re-adjusting the beam width comprises:
comparing the failure probability corresponding to the last updated beamwidth with the reference total handover failure probability when the failure probability for the beamwidth applied through additional adjustment or change adjustment is equal to or greater than the failure probability for the updated current beamwidth;
if the failure probability is greater than the reference total handover failure probability, reducing a predetermined call holding time by a predetermined adjustment unit; and
A method for adjusting a beamwidth of a low-orbit satellite, comprising the step of re-calculating a failure probability based on the reduced call holding time to readjust the beamwidth.
수학식
(여기서 Pb1 은 셀 내에서 신규 호 시도에 대한 차단 확률을 나타내고, Pdrop 는 유지되던 호가 핸드오버가 실패해서 끊어질 확률이다.)
에 따라 계산되는 저궤도 위성 빔폭 조절 방법.The method of claim 11, wherein the failure probability (P ns ) is
formula
(Here, P b1 represents the blocking probability of a new call attempt within the cell, and P drop is the probability that the maintained call is disconnected due to a handover failure.)
A low-orbit satellite beamwidth adjustment method calculated according to
다수의 셀 각각에 미리 채널이 할당되는 고정 채널 할당(Fixed Channel Allocation: FCA) 방식과 각 셀에 핸드오버 호를 처리하기 위해 핸드오버 큐가 할당되는 큐잉 핸드오버(Queuing handover: QH) 기법에 따라 통신 서비스를 제공하는 저궤도 위성 빔폭 조절 방법.13. The system of claim 12, wherein the low orbit satellite communication system is
According to a fixed channel allocation (FCA) method in which a channel is allocated to each of a plurality of cells in advance, and a queuing handover (QH) method in which a handover queue is allocated to each cell to process a handover call. A method of adjusting the beamwidth of a low-orbit satellite for providing a communication service.
상기 QH 기법에 따라 각 셀에 할당되는 핸드오버 큐는 무한 큐(Infinite queue)이며, 선입 선출(First In First Out: FIFO) 방식으로 서비스를 수행하는 M/M/S(M: Poission arrival process / M: service time exponentially distributed / S: number of channels assigned per cell) 큐잉 모델이 적용되는 저궤도 위성 빔폭 조절 방법.14. The method of claim 13, wherein the low orbit satellite communication system is
A handover queue allocated to each cell according to the QH technique is an infinite queue, and M/M/S (M: Poission arrival process / M: service time exponentially distributed / S: number of channels assigned per cell) A low-orbit satellite beamwidth adjustment method to which the queuing model is applied.
(여기서 Ph1, Ph2 는 각각 신규 호가 발생된 셀인 소스 셀과 호가 유지된 상태로 이동 가입자가 이동하는 셀인 전이 셀에서 핸드오버 요청이 이루어질 확률을 나타내고, Pb2 는 이동 가입자의 셀 간 이동시 핸드오버 실패확률을 나타낸다.)
에 따라 계산되는 저궤도 위성 빔폭 조절 방법.15. The method of claim 14, wherein the probability that the maintained call is dropped because the handover fails (P drop ) is
(Here, P h1 and P h2 represent the probability that a handover request will be made in the source cell, which is the cell in which a new call is made, and the transition cell, which is the cell in which the mobile subscriber moves while the call is maintained, and P b2 is the handover request when the mobile subscriber moves between cells. It indicates the probability of over failure.)
A low-orbit satellite beamwidth adjustment method calculated according to
수학식
(여기서 S는 각 셀에 할당된 채널 수이고, n은 셀 내 존재하는 이동 가입자 수이며, λh 와 λ 는 각각 핸드오버 호 도착률과 신규 호 도착률이다. 그리고 μ 는 평균 호 완료율이고, μw 는 기지정된 최대 대기시간(twmax)의 역수(μw = 1/twmax)로 계산되는 호 미완료율이다.)
에 따라 계산되고,
상기 이동 가입자의 셀 간 이동시 핸드오버 실패확률(Pb2)은
수학식
에 따라 계산되는 저궤도 위성 빔폭 조절 방법.16. The method of claim 15, wherein the blocking probability (P b1 ) for the new call attempt is
formula
(Where S is the number of channels allocated to each cell, n is the number of mobile subscribers in the cell, and λ h and λ are the handover and new call arrival rates, respectively. And μ is the average call completion rate, μ w is the call incomplete rate calculated as the reciprocal of the predetermined maximum waiting time (t w max) (μ w = 1/t w max).
is calculated according to
The handover failure probability (P b2 ) when the mobile subscriber moves between cells is
formula
A low-orbit satellite beamwidth adjustment method calculated according to
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KR1020200098344A KR102336688B1 (en) | 2020-08-06 | 2020-08-06 | Apparatus and method for controlling beam width of low orbit satellite to improve QoS performance |
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KR1020200098344A KR102336688B1 (en) | 2020-08-06 | 2020-08-06 | Apparatus and method for controlling beam width of low orbit satellite to improve QoS performance |
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KR1020200098344A KR102336688B1 (en) | 2020-08-06 | 2020-08-06 | Apparatus and method for controlling beam width of low orbit satellite to improve QoS performance |
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Citations (1)
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KR20170129143A (en) | 2015-03-20 | 2017-11-24 | 퀄컴 인코포레이티드 | Improving epfd coverage for ngso satellites |
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Patent Citations (1)
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KR20170129143A (en) | 2015-03-20 | 2017-11-24 | 퀄컴 인코포레이티드 | Improving epfd coverage for ngso satellites |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
GRNT | Written decision to grant |