[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

KR101349228B1 - System and method for providing service in a satellite communication system - Google Patents

System and method for providing service in a satellite communication system Download PDF

Info

Publication number
KR101349228B1
KR101349228B1 KR1020100052257A KR20100052257A KR101349228B1 KR 101349228 B1 KR101349228 B1 KR 101349228B1 KR 1020100052257 A KR1020100052257 A KR 1020100052257A KR 20100052257 A KR20100052257 A KR 20100052257A KR 101349228 B1 KR101349228 B1 KR 101349228B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
beams
service
hierarchical multi
hierarchical
terminals
Prior art date
Application number
KR1020100052257A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20110022526A (en
Inventor
김희욱
강군석
안도섭
이호진
Original Assignee
한국전자통신연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국전자통신연구원 filed Critical 한국전자통신연구원
Priority to EP10174136.1A priority Critical patent/EP2290842A3/en
Publication of KR20110022526A publication Critical patent/KR20110022526A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101349228B1 publication Critical patent/KR101349228B1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B7/00Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/14Relay systems
    • H04B7/15Active relay systems
    • H04B7/204Multiple access
    • H04B7/2041Spot beam multiple access
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W72/00Local resource management
    • H04W72/50Allocation or scheduling criteria for wireless resources
    • H04W72/52Allocation or scheduling criteria for wireless resources based on load
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B7/00Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/14Relay systems
    • H04B7/15Active relay systems
    • H04B7/185Space-based or airborne stations; Stations for satellite systems
    • H04B7/1851Systems using a satellite or space-based relay
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W16/00Network planning, e.g. coverage or traffic planning tools; Network deployment, e.g. resource partitioning or cells structures
    • H04W16/24Cell structures
    • H04W16/28Cell structures using beam steering
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W16/00Network planning, e.g. coverage or traffic planning tools; Network deployment, e.g. resource partitioning or cells structures
    • H04W16/24Cell structures
    • H04W16/32Hierarchical cell structures
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W72/00Local resource management
    • H04W72/04Wireless resource allocation
    • H04W72/044Wireless resource allocation based on the type of the allocated resource
    • H04W72/0453Resources in frequency domain, e.g. a carrier in FDMA
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W72/00Local resource management
    • H04W72/04Wireless resource allocation
    • H04W72/044Wireless resource allocation based on the type of the allocated resource
    • H04W72/046Wireless resource allocation based on the type of the allocated resource the resource being in the space domain, e.g. beams
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W72/00Local resource management
    • H04W72/04Wireless resource allocation
    • H04W72/044Wireless resource allocation based on the type of the allocated resource
    • H04W72/0473Wireless resource allocation based on the type of the allocated resource the resource being transmission power
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W84/00Network topologies
    • H04W84/02Hierarchically pre-organised networks, e.g. paging networks, cellular networks, WLAN [Wireless Local Area Network] or WLL [Wireless Local Loop]
    • H04W84/04Large scale networks; Deep hierarchical networks
    • H04W84/06Airborne or Satellite Networks
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02DCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
    • Y02D30/00Reducing energy consumption in communication networks
    • Y02D30/70Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Astronomy & Astrophysics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Radio Relay Systems (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

본 발명은, 멀티(multi) 서비스 영역 및 복수의 사용자들이 존재하는 위성 통신 시스템에서 한정된 자원 및 전력을 효율적으로 사용하여 멀티 서비스 영역 및 사용자들에게 통신 서비스를 제공하는 서비스 제공 시스템 및 방법에 관한 것으로, 서비스 영역 내에 존재하여 서비스를 제공받고자 하는 단말들로부터 서비스 요청 신호를 수신하고, 상기 서비스 요청 신호를 이용하여 상기 서비스 영역 내에서의 총 트래픽 양을 산출하고, 상기 산출한 총 트래픽 양을 커버하여 상기 단말들로 서비스를 제공하는 계층적 멀티 빔(hierarchical multi beam)을 형성하며, 상기 형성한 계층적 멀티 빔에 자원 및 전력을 할당하고, 상기 할당한 자원 및 전력의 할당 정보를 상기 단말들로 전송한 후, 상기 할당한 자원 및 전력으로 상기 형성한 계층적 멀티 빔을 통해 상기 단말들에게 서비스를 제공한다.The present invention relates to a service providing system and method for providing a communication service to a multi service area and users by efficiently using limited resources and power in a satellite communication system having a multi service area and a plurality of users. Receiving a service request signal from the terminals present in the service area to receive the service, calculating the total traffic amount in the service area by using the service request signal, and covering the calculated total traffic amount Forming a hierarchical multi beam providing services to the terminals, allocating resources and power to the formed hierarchical multi beams, and assigning allocation information of the allocated resources and power to the terminals After transmitting, the terminal through the formed hierarchical multi beam with the allocated resource and power To provide services.

Figure R1020100052257
Figure R1020100052257

Description

위성 통신 시스템에서 서비스 제공 시스템 및 방법{System and method for providing service in a satellite communication system}System and method for providing service in a satellite communication system

본 발명은 위성 통신 시스템에 관한 것으로서, 특히 멀티(multi) 서비스 영역 및 복수의 사용자들이 존재하는 위성 통신 시스템에서 한정된 자원 및 전력을 효율적으로 사용하여 멀티 서비스 영역 및 사용자들에게 통신 서비스를 제공하는 서비스 제공 시스템 및 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a satellite communication system. In particular, a service for providing a communication service to a multi service area and users by efficiently using limited resources and power in a satellite communication system including a multi service area and a plurality of users. A provisioning system and method are provided.

본 발명은 방송통신위원회의 IT원천기술개발의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다[과제관리번호: 2008-F-010-02, 과제명: IMT-Advanced 위성접속 기술개발(표준화연계)].
The present invention is derived from the research conducted as part of the IT source technology development of the Korea Communications Commission (Task Management No .: 2008-F-010-02, Title: IMT-Advanced satellite access technology development (standardized connection)).

차세대 통신 시스템에서는 고속의 전송 속도를 가지는 다양한 서비스 품질(QoS: Quality of Service, 이하 'QoS'라 칭하기로 함)의 서비스들을 사용자들에게 제공하기 위한 활발한 연구가 진행되고 있다. 이러한 차세대 통신 시스템의 일 예로 제안된 현재 위성 통신 시스템은, 위성 통신 시스템은, 복수의 서비스 영역들이 구현된 멀티 서비스 영역으로 서비스를 제공하며, 상기 멀티 서비스 영역 내에 존재하는 복수의 사용자들, 다시 말해 단말들은 상기 위성 통신 시스템으로부터 제공되는 고속의 다양한 QoS를 가지는 서비스들을 제공받는다.In the next generation communication system, active researches are being conducted to provide users with services of various quality of service (QoS: QoS) having high transmission speeds. In the current satellite communication system proposed as an example of such a next-generation communication system, the satellite communication system provides a service to a multi service area in which a plurality of service areas are implemented, and a plurality of users existing in the multi service area, that is, Terminals are provided with services having high speed and various QoS provided from the satellite communication system.

그리고, 현재 위성 통신 시스템에서는, 서비스의 제공 시 사용 가능한 한정된 자원을 통해 멀티 서비스 영역 내에 존재하는 단말들에게 고속의 다양한 QoS를 가지는 대용량의 서비스를 안정적으로 제공하기 위한 방안들이 제안되고 있다. 특히, 상기 위성 통신 시스템은, 한정된 자원을 통한 서비스 제공 시 위성 통신 시스템의 총 용량(capacity)을 증가시키며, 위성 통신 시스템의 신호 송신 효율, 예컨대 한정된 위성 통신 시스템의 가용 전력으로의 신호 송신 시, 실효 등방성 복사 전력(EIRP: Effective Isotropic Radiated Power, 이하 'EIRP'라 칭하기로 함)을 증가시키기 위해 멀티 빔 기반의 서비스 제공 방안이 제안되었다. 이러한 멀티 빔을 기반으로 하여 서비스를 제공하는 위성 통신 시스템은, 멀티 서비스 영역 내에 존재하는 단말들에게 서비스 제공 시 다이버시티 이득을 획득하며, 단말들은 다이버시티 이득을 통해 서비스를 보다 안정적으로 제공받을 수 있다.In the current satellite communication system, methods for stably providing a large capacity service having a variety of high-speed QoS to terminals existing in a multi-service area through limited resources available for providing a service have been proposed. In particular, the satellite communication system increases the total capacity of the satellite communication system when providing a service through a limited resource, and transmits the signal transmission efficiency of the satellite communication system, for example, when the signal is transmitted to the available power of the limited satellite communication system. In order to increase the effective isotropic radiated power (EIRP), a multi-beam based service provision method has been proposed. The satellite communication system providing a service based on the multi-beam obtains a diversity gain when providing a service to terminals existing in a multi-service area, and the terminals can receive the service more stably through the diversity gain. have.

하지만, 전술한 바와 같이 위성 통신 시스템이 멀티 빔을 기반으로 하여 멀티 서비스 영역 내에 존재하는 복수의 단말들에게 서비스를 제공할 경우, 멀티 서비스 영역을 구현하는 서비스 영역들 간에 간섭이 발생할 뿐만 아니라, 상기 멀티 서비스 영역 내에 존재하는 단말들 간에도 간섭이 발생하게 된다. 특히, 위성 통신 시스템이 멀티 빔을 통해 신호를 송신하여 서비스 제공할 경우, 멀티 빔 간 경계 영역에 존재하는 단말들에서 큰 간섭이 발생하며, 이러한 간섭을 최소화하기 위해 서비스 영역들 별로, 단말들 별로, 또는 멀티 빔 별로 한정된 자원을 분할, 예컨대 주파수를 분할하여 사용하는 방안이 제안되었으나, 이는 한정된 자원의 이용 효율이 저하되는 문제점이 있다.However, as described above, when the satellite communication system provides a service to a plurality of terminals existing in the multi service area based on the multi beam, not only interference occurs between service areas implementing the multi service area. Interference occurs between terminals existing in the multi-service area. In particular, when a satellite communication system transmits a signal through a multi-beam to provide a service, a large interference occurs in terminals existing in a boundary area between the multi-beams, and in order to minimize such interference, for each service area and for each terminal. Or, a method of dividing a limited resource for each multi-beam, for example, by dividing a frequency has been proposed, but this has a problem in that the utilization efficiency of limited resources is degraded.

또한, 현재 사용자들은 대용량의 고속 서비스 제공을 요구, 예컨대 고화질의 멀티미디어 서비스 제공을 요구하며, 특히 이러한 대용량의 고속 서비스 제공의 요구가 증가함에 따라, 상기 위성 통신 시스템은 사용자들의 요구, 예컨대 사용자 트래픽 요구 상항에 상응하여 광대역을 통해 대용량의 고속 서비스를 제공하여야 한다. 하지만, 현재 위성 통신 시스템이 서비스 제공을 위해 사용 가능한 자원, 예컨대 할당 가능한 주파수 대역폭은, 전술한 바와 같이 한정되어 있으며, 따라서 이렇게 한정된 할당 가능 대역폭을 최대로 이용하여 대용량의 고속 서비스를 제공하기 위한 방안이 필요하다.In addition, current users are required to provide a large amount of high-speed service, for example, to provide a high-definition multimedia service, and in particular, as the demand for providing such a large amount of high-speed service increases, the satellite communication system is required by users, such as user traffic demand. In accordance with the above circumstances, a large-capacity, high-speed service should be provided through broadband. However, currently available resources, such as allocable frequency bandwidth, for satellite service by the satellite communication system are limited as described above, and thus, a scheme for providing a large capacity and high speed service using the limited allocable bandwidth to the maximum. This is necessary.

그리고, 상기 위성 통신 시스템이 한정된 할당 가능한 주파수 대역폭으로 대용량의 고속 서비스를 멀티 빔을 기반으로 하여 제공할 경우, 멀티 서비스 영역 및 사용자들에서 발생하는 간섭, 특히 멀티 빔의 경계 영역에서 크게 발생하는 간섭을 최소화하여 대용량의 고속 서비스를 제공하며, 서비스 제공 시 자원 이용 효율을 최대화할 뿐만 아니라, 위성 통신 시스템의 전력 사용 효율을 최대화하여 대용량의 고속 서비스를 안정적으로 제공하기 위한 방안이 필요하다.
In addition, when the satellite communication system provides a large-capacity high-speed service based on a multi-beam with a limited allocable frequency bandwidth, interference occurring in a multi-service area and users, particularly interference occurring in a boundary area of the multi-beam. It is necessary to provide a large-capacity high-speed service by minimizing the number of points, maximize the resource use efficiency when providing the service, and stably provide a large-capacity high-speed service by maximizing the power use efficiency of the satellite communication system.

따라서, 본 발명의 목적은 위성 통신 시스템에서 통신 서비스를 제공하는 서비스 제공 시스템 및 방법을 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a service providing system and method for providing a communication service in a satellite communication system.

또한, 본 발명의 다른 목적은, 위성 통신 시스템에서 멀티 서비스 영역 내에 존재하는 복수의 사용자들에게 멀티 빔을 기반으로 하여 서비스를 제공하는 서비스 제공 시스템 및 방법을 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide a service providing system and method for providing a service based on a multi-beam to a plurality of users existing in a multi-service area in a satellite communication system.

그리고, 본 발명의 다른 목적은, 위성 통신 시스템에서 멀티 빔을 기반으로 하여 대용량의 고속 서비스 제공 시, 멀티 서비스 영역 및 복수의 사용자들에서 발생하는 간섭을 최소화하여 서비스를 제공하는 서비스 제공 시스템 및 방법을 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide a service providing system and method for providing a service by minimizing interference occurring in a multi-service area and a plurality of users when providing a large-capacity high-speed service based on a multi-beam in a satellite communication system. In providing.

아울러, 본 발명의 다른 목적은, 위성 통신 시스템에서 멀티 빔의 빔 경계 영역 간 간섭을 최소하여 한정된 자원을 통해 대용량의 고속 서비스를 안정적으로 제공하는 서비스 제공 시스템 및 방법을 제공함에 있다.In addition, another object of the present invention is to provide a service providing system and method for stably providing a large capacity high speed service through limited resources by minimizing interference between beam boundary regions of a multi-beam in a satellite communication system.

또한, 본 발명의 다른 목적은, 위성 통신 시스템에서 멀티 빔을 통해 한정된 할당 가능한 주파수 대역폭을 최대한 이용하여 멀티 빔 간섭을 최소화하는 서비스 제공 시스템 및 방법을 제공함에 있다.In addition, another object of the present invention is to provide a service providing system and method for minimizing multi-beam interference by maximizing use of an assignable frequency bandwidth limited through multi-beams in a satellite communication system.

그리고, 본 발명의 또 다른 목적은, 위성 통신 시스템에서 다양한 커버리지 사이즈(coverage size)의 멀티 빔을 통해 서비스를 제공하여 시스템의 전력 소비를 감소시키는 서비스 제공 시스템 및 방법을 제공함에 있다.
Another object of the present invention is to provide a service providing system and method for reducing power consumption of a system by providing a service through multiple beams of various coverage sizes in a satellite communication system.

상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 방법은, 위성 통신 시스템에서 서비스 제공 방법에 있어서, 서비스 영역 내에 존재하여 서비스를 제공받고자 하는 단말들로부터 서비스 요청 신호를 수신하는 단계; 상기 서비스 요청 신호를 이용하여 상기 서비스 영역 내에서의 총 트래픽 양을 산출하는 단계; 상기 산출한 총 트래픽 양을 커버하여 상기 단말들로 서비스를 제공하는 계층적 멀티 빔(hierarchical multi beam)을 형성하는 단계; 및 상기 형성한 계층적 멀티 빔에 자원 및 전력을 할당하고, 상기 할당한 자원 및 전력의 할당 정보를 상기 단말들로 전송한 후, 상기 할당한 자원 및 전력으로 상기 형성한 계층적 멀티 빔을 통해 상기 단말들에게 서비스를 제공하는 단계;를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method of providing a service in a satellite communication system, the method comprising: receiving a service request signal from terminals which are present in a service area and are intended to receive a service; Calculating a total traffic amount in the service area by using the service request signal; Forming a hierarchical multi beam providing a service to the terminals by covering the calculated total traffic amount; And allocating resources and power to the formed hierarchical multi-beams, transmitting allocation information of the allocated resources and powers to the terminals, and then, through the formed hierarchical multi-beams using the allocated resources and powers. Providing a service to the terminals.

상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 시스템은, 위성 통신 시스템에서 서비스 제공 시스템에 있어서, 서비스 영역 내에 존재하고, 제1통신 방식, 지상 보조 장치 또는 네트워크를 통한 제2통신 방식 중 하나의 방식으로 상기 위성 통신 시스템에 접속하여 서비스를 제공받는 복수의 단말들; 및 상기 서비스 영역 내에서 서비스를 제공받고자 하는 단말들로부터 서비스 요청 신호를 수신하면, 상기 서비스 요청 신호를 이용하여 상기 서비스 영역 내에서의 총 트래픽 양을 산출하고, 상기 산출한 총 트래픽 양을 커버하는 계층적 멀티 빔(hierarchical multi beam)을 통해 상기 서비스 영역으로 서비스를 제공하는 위성 기지국;을 포함한다.
A system of the present invention for achieving the above objects, in a service providing system in a satellite communication system, exists in a service area, and in one of a first communication method, a terrestrial auxiliary device or a second communication method via a network. A plurality of terminals connected to the satellite communication system to receive a service; And receiving a service request signal from terminals wishing to receive a service in the service area, calculating a total traffic amount in the service area by using the service request signal, and covering the calculated total traffic amount. And a satellite base station that provides a service to the service area through a hierarchical multi beam.

본 발명은, 위성 통신 시스템이 멀티 빔을 기반으로 한 서비스 제공 시, 멀티 빔에 의한 빔 중심 영역과 빔 경계 영역을 구분하여 통신 서비스를 제공함으로써, 멀티 서비스 영역 및 복수의 사용자들에서 발생하는 빔 간섭을 최소화하여 서비스를 안정적으로 제공할 수 있다. 또한, 본 발명은, 위성 통신 시스템이 한정된 자원을 통한 서비스 제공 시, 빔 간섭을 최소화하기 위해 빔 중심 영역과 빔 경계 영역을 구분하여 서비스를 제공하며, 그에 따라 한정된 자원의 분할 사용을 최소화하여 한정된 자원의 이용 효율을 극대화할 수 있다. 그리고, 본 발명은, 위성 통신 시스템이 빔 중심 영역과 빔 경계 영역에 상응하는 빔을 통해 서비스를 제공하며, 그에 따라 시스템의 전력 소비를 감소시켜 전력 사용 효율을 향상시킬 수 있다.
According to the present invention, when a satellite communication system provides a service based on a multi-beam, a beam generated in a multi-service area and a plurality of users by providing a communication service by dividing a beam center area and a beam boundary area by a multi-beam The service can be provided stably by minimizing interference. In addition, the present invention provides a service by dividing a beam center region and a beam boundary region in order to minimize beam interference when the satellite communication system provides a service through a limited resource, thereby minimizing the use of limited resources. Maximize the efficiency of using resources. In addition, according to the present invention, the satellite communication system may provide a service through beams corresponding to the beam center region and the beam boundary region, thereby reducing power consumption of the system, thereby improving power usage efficiency.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 위성 통신 시스템에서 서비스 제공 시스템의 구조를 개략적으로 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 위성 통신 시스템의 계층적 멀티 빔 패턴을 개략적으로 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 위성 통신 시스템의 다른 계층적 멀티 빔 패턴을 개략적으로 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 위성 통신 시스템의 다른 계층적 멀티 빔 패턴을 개략적으로 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 위성 통신 시스템의 다른 계층적 멀티 빔 패턴을 개략적으로 도시한 도면.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 위성 통신 시스템의 다른 계층적 멀티 빔 패턴을 개략적으로 도시한 도면.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 위성 통신 시스템의 또 다른 계층적 멀티 빔 패턴을 개략적으로 도시한 도면.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 위성 통신 시스템의 채널 구조를 개략적으로 도시한 도면.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 위성 통신 시스템의 프레임 구조를 개략적으로 도시한 도면.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 위성 통신 시스템에서 서비스 제공 과정을 개략적으로 도시한 도면.
1 is a view schematically showing the structure of a service providing system in a satellite communication system according to an embodiment of the present invention.
2 schematically illustrates a hierarchical multi-beam pattern of a satellite communication system according to an embodiment of the present invention.
3 schematically illustrates another hierarchical multi-beam pattern of a satellite communication system according to an embodiment of the present invention.
4 schematically illustrates another hierarchical multi-beam pattern of a satellite communication system according to an embodiment of the present invention.
5 schematically illustrates another hierarchical multi-beam pattern of a satellite communication system according to an embodiment of the present invention.
6 schematically illustrates another hierarchical multi-beam pattern of a satellite communication system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 7 schematically illustrates another hierarchical multi-beam pattern of a satellite communication system according to an embodiment of the present invention. FIG.
8 is a diagram schematically illustrating a channel structure of a satellite communication system according to an embodiment of the present invention.
9 is a diagram schematically illustrating a frame structure of a satellite communication system according to an embodiment of the present invention.
10 is a diagram schematically illustrating a service providing process in a satellite communication system according to an exemplary embodiment of the present invention.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기의 설명에서는 본 발명에 따른 동작을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩뜨리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description, only parts necessary for understanding the operation according to the present invention will be described, and the description of other parts will be omitted so as not to disturb the gist of the present invention.

본 발명은, 위성 통신 시스템에서 통신 서비스를 제공하는 서비스 제공 시스템 및 방법을 제안한다. 본 발명의 실시 예에서는, 통신 서비스 제공 시 사용 가능한 한정된 주파수 자원 및 전력의 사용 효율을 향상시키기 위해 계층적 멀티 빔(hierarchical multi beam)을 통해 통신 서비스를 제공하는 시스템 및 방법을 제안한다. 또한, 본 발명의 실시 예에서는, 위성 통신 시스템이 멀티 빔을 기반으로 하여 복수의 서비스 영역들로 구현된 멀티 서비스 영역 내에 존재하는 복수의 사용자들, 다시 말해 멀티 서비스 영역 내의 단말들로 서비스를 제공하는 서비스 제공 시스템 및 방법을 제안한다. 후술할 본 발명의 실시 예에서는, 위성 통신 시스템이 멀티 빔을 통해 서비스를 제공하는 것을 중심으로 설명하지만, 본 발명에서 제안하는 서비스 제공 시스템 및 방법은 다른 무선 통신 시스템들에도 적용될 수 있다.The present invention proposes a service providing system and method for providing a communication service in a satellite communication system. An embodiment of the present invention proposes a system and method for providing a communication service through a hierarchical multi beam in order to improve efficiency of using limited frequency resources and power available when providing a communication service. In addition, in an embodiment of the present invention, a satellite communication system provides a service to a plurality of users existing in a multi service area, that is, a terminal in a multi service area, implemented in a plurality of service areas based on a multi beam. We propose a service providing system and method. In an embodiment of the present invention to be described below, the satellite communication system will be described based on providing a service through a multi-beam, but the service providing system and method proposed by the present invention can be applied to other wireless communication systems.

그리고, 본 발명의 실시 예에서는, 위성 통신 시스템의 주파수 사용 및 전력 효율을 향상시키면서, 멀티 서비스 영역 내에 존재하는 복수의 사용자들의 다양한 요구, 다시 말해 다양한 사용자 트래픽 요구 사항을 만족하기 위해 다양한 커버리지 사이즈(coverage size)를 가지는 멀티 빔을 형성하여 통신 서비스를 제공한다. 다시 말해, 본 발명의 실시 예에서는, 위성 통신 시스템이 사용자 트래픽 양에 따라 다양한 커버리지 사이즈의 멀티 빔을 형성, 즉 계층적 멀티 빔을 형성하고, 상기 형성한 계층적 멀티 빔을 통해 위성에서 전력 사용 효율을 향상시키면서 적응적으로 사용자 트래픽 요구 사항을 만족하여 통신 서비스를 제공한다.In addition, in an embodiment of the present invention, various coverage sizes (eg, various coverage sizes) may be used to satisfy various needs of a plurality of users existing in a multi-service area, that is, various user traffic requirements, while improving frequency usage and power efficiency of the satellite communication system. Provides a communication service by forming a multi-beam having a coverage size). In other words, in the embodiment of the present invention, the satellite communication system forms multi-beams having various coverage sizes, that is, hierarchical multi-beams according to the amount of user traffic, and uses power in satellites through the hierarchical multi-beams formed. It provides communication service by adaptively satisfying user traffic requirements while improving efficiency.

아울러, 본 발명의 실시 예에서는, 멀티 빔을 사용하는 위성 통신 시스템이 사용자 트래픽 양에 따라 다양한 커버리지 사이즈를 갖는 멀티 빔으로 계층적 멀티 빔 형성, 예컨대 사용자 트래픽의 양이 적거나 통신 서비스를 제공받고자 하는 사용자의 수가 적은 영역에는 계층적 멀티 빔들 중에서 큰 커버리지 사이즈를 가지는 계층, 즉 최상위 계층의 빔을 형성하고 사용자 트래픽의 양이 많거나 사용자의 수가 많은 영역에는 작은 커버리지 사이즈를 가지는 계층의 빔을 형성하여 통신 서비스를 사용자들에게 제공한다. 후술할 본 발명의 실시 예에서는, 설명의 편의를 위해 위성 통신 시스템이 사용하는 계층적 멀티 빔들을 가장 큰 커버리지 사이즈를 가지는 최상위 계층의 제1빔, 예컨대 글로벌 빔(global beam), 상기 제1빔보다 작은 커버리지 사이즈를 가지는 제2빔, 예컨대 리즈널 빔(regional beam), 및 가장 작은 커버리지 사이즈를 가지는 최하위 계층의 제3빔, 예컨대 스팟 빔(spot beam)으로 설명하기로 한다. 이렇게 본 발명의 실시 예에서는, 계층적 멀티 빔을 3개의 멀티 빔들인 것을 중심으로 설명하지만, 통신 환경 및 서비스 영역의 커버리지에 따라 2개 또는 그 이상의 복수의 멀티 빔들을 형성하여 통신 서비스를 제공할 수도 있다.In addition, in an embodiment of the present invention, a satellite communication system using a multi-beam is a multi-beam having a multi-beam having a different coverage size according to the amount of user traffic, for example, a low amount of user traffic or to provide a communication service In the area where the number of users is small, a layer having a large coverage size among hierarchical multi-beams, that is, a beam having the highest layer is formed, and a layer having a small coverage size is formed in an area where a large amount of user traffic or a large number of users is formed. To provide communication services to users. In the following embodiment of the present invention, hierarchical multi-beams used by the satellite communication system for convenience of description, the first beam of the highest layer having the largest coverage size, for example, the global beam, the first beam A second beam having a smaller coverage size, such as a regional beam, and a lowermost layer of the third beam having a smallest coverage size, such as a spot beam, will be described. As described above, although the hierarchical multi-beams are described based on three multi-beams, two or more multi-beams may be formed according to the communication environment and the coverage of the service area to provide a communication service. It may be.

여기서, 본 발명의 실시 예에 따른 위성 통신 시스템에서 통신 서비스를 제공하는 위성 기지국은, 멀티 서비스 영역 내에 존재하는 복수의 사용자들, 다시 말해 단말들로의 통신 서비스 제공 시 이용하는 빔을 어떤 계층의 빔 커버리지를 형성해야 할 지를 결정하기 위해 전체 커버리지에서 통신 서비스를 제공받고자 하는 단말들의 분포 및 트래픽 양을 모니터링한다. 그리고, 멀티 서비스 영역 내에 존재하는 단말은, 단말 자신이 위치하는 영역을 커버하는 스팟 빔 상향링크를 통해 통신 서비스를 요청하는 서비스 요청 신호를 위성 기지국으로 전송하며, 이때 단말 자신이 요구하는 트래픽 정보를 상기 서비스 요청 신호에 포함시켜 위성 기지국으로 전송한다.Here, the satellite base station for providing a communication service in the satellite communication system according to an embodiment of the present invention, a layer of a beam that is used to provide a communication service to a plurality of users, that is, a terminal in a multi-service area, that is, a terminal In order to determine whether coverage should be formed, the distribution of traffic and the amount of traffic to be provided with the communication service are monitored in the entire coverage. The terminal existing in the multi-service area transmits a service request signal for requesting a communication service to the satellite base station through a spot beam uplink covering the area where the terminal is located, and transmits traffic information requested by the terminal itself. It is included in the service request signal and transmitted to the satellite base station.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 위성 통신 시스템에서 상기 위성 기지국은, 각 계층 빔 별로 통신 서비스를 제공받고자 하는 사용자 수와 요구되는 트래픽 양을 산출한다. 그리고, 상기 위성 기지국은, 가장 큰 커버리지 사이즈를 가지는 계층의 빔, 예컨대 글로벌 빔에서 요구되는 트래픽 양과 상기 글로벌 빔의 용량(capacity)을 비교하고, 상기 비교 결과 글로벌 빔의 용량을 초과하지 않을 경우 상기 글로벌 빔을 통해 통신을 수행하여 통신 서비스를 제공하며, 상기 비교 결과 글로벌 빔의 용량을 초과할 경우 상기 요구되는 트래픽 양과 리즈널 빔의 용량을 비교하고, 상기 비교 결과 리즈널 빔의 용량을 초과하지 않을 경우 상기 리즈널 빔을 통해 통신을 수행하여 통신 서비스를 제공하며, 상기 비교 결과 리즈널 빔의 용량을 초과할 경우 스팟 빔을 통해 통신을 수행하여 통신 서비스를 제공한다.In addition, in the satellite communication system according to an embodiment of the present invention, the satellite base station calculates the number of users and the amount of traffic required to receive a communication service for each layer beam. The satellite base station compares the capacity of the global beam with the amount of traffic required for the beam having the largest coverage size, for example, the global beam, and if the capacity does not exceed the capacity of the global beam as a result of the comparison. Provides a communication service by performing communication through a global beam, and when the comparison results in exceeding the capacity of the global beam, compares the required traffic amount with the capacity of the regional beam, and as a result of the comparison, does not exceed the capacity of the regional beam. If not, a communication service is provided by performing communication through the terminal beam. When the capacity of the comparison beam is exceeded as a result of the comparison, a communication service is provided by performing communication through a spot beam.

여기서, 본 발명의 실시 예에서는, 전술한 바와 같이 설명의 편의를 위해 계층적 멀티 빔이 글로벌 빔, 리즈널 빔, 및 스팟 빔임에 따라, 요구되는 트래픽 양과 계층적 멀티 빔의 용량 간 고려를 글로벌 빔, 리즈널 빔, 및 스팟 빔에 대해서만 고려하지만, 상기 계층적 멀티 빔이 보다 많은 수의 다양한 커버리지 사이즈를 가질 경우, 다시 말해 3개의 계층이 아닌 그 이상 계층의 멀티 빔일 경우 요구되는 트래픽 양과 계층적 멀티 빔의 용량 간 고려를 커버리지 사이즈 별로 순차적으로 고려한다.In the embodiment of the present invention, as described above, for the convenience of description, as the hierarchical multi-beams are the global beams, the regional beams, and the spot beams, the consideration between the required traffic amount and the capacity of the hierarchical multi-beams is considered global. Consider only beams, regional beams, and spot beams, but if the hierarchical multi-beams have a greater number of different coverage sizes, that is, the amount of traffic and layer required for multi-beams of more than three layers Consideration between capacities of enemy multi-beams is considered in order of coverage size.

그리고, 본 발명의 실시 예에서 위성 통신 시스템은, 계층적 멀티 빔을 이용한 통신 서비스 제공 시, 각 계층의 빔이 사용자가 요구한 서비스 품질(QoS: Quality of Service, 이하 'QoS'라 칭하기로 함)을 만족시키며, 또한 위성 통신 시스템에서 사용 가능한 주파수 자원 및 전력의 사용 효율이 극대화되도록 할당하며, 상기 계층적 멀티 빔에서의 자원 및 전력 할당 정보를 통신을 시도하는 단말에게 전송한다.In the embodiment of the present invention, when providing a communication service using a hierarchical multi-beam, the satellite communication system will be referred to as a quality of service (QoS) required by a user of a beam of each layer. ), And also allocates to maximize the efficiency of use of frequency resources and power available in the satellite communication system, and transmits the resource and power allocation information in the hierarchical multi-beam to a terminal attempting communication.

이때, 본 발명의 실시 예에서는, 전술한 바와 같은 계층적 멀티 빔에서 커버리지 사이즈가 서로 다른 인접 빔 간의 주파수 재사용을 위해, 우선 가장 작은 커버리지 사이즈의 빔, 예컨대 스팟 빔의 빔 주파수 자원을 상기 위성 통신 시스템에서 운용하는 주파수 재사용 계수(reuse factor)에 상응하도록 할당하며, 큰 커버리지 사이즈를 갖는 빔이 작은 커버리지 사이즈를 갖는 빔에서 사용하는 주파수 자원을 사용하지 않도록 할당하여 통신 서비스를 제공한다. 또한, 본 발명의 실시 예에서는, 커버리지 사이즈가 서로 다른 인접 빔 간의 주파수 재사용을 위해 큰 커버리지 사이즈를 갖는 빔들이 서로 겹치지 않는 멀티 빔을 형성하며, 이렇게 형성한 멀티 빔에서 주파수 재사용 계수가 1이 되도록 작은 커버리지 사이즈를 갖는 빔에 할당된 주파수 자원 이외의 다른 주파수 자원을 주파수 재사용 계수 1로 재사용한다.At this time, in the embodiment of the present invention, in order to reuse frequencies between adjacent beams having different coverage sizes in the hierarchical multi-beams as described above, first, the beam frequency resources of the smallest coverage size beams, for example, spot beams, are used for the satellite communication. It is allocated to correspond to the frequency reuse factor (operation factor) used in the system, and provides a communication service by allocating a beam having a large coverage size so as not to use a frequency resource used by a beam having a small coverage size. In addition, in an embodiment of the present invention, for reusing frequencies between adjacent beams having different coverage sizes, beams having a large coverage size form a multi-beam that does not overlap each other, and the frequency reuse coefficient is 1 in the multi-beams thus formed. Frequency resources other than the frequency resources allocated to the beams having the small coverage size are reused with the frequency reuse factor 1.

아울러, 본 발명의 실시 예에서는, 위성 통신 시스템이 멀티 빔을 통한 통신 서비스 제공 시, 멀티 빔에 의한 빔 중앙 영역과 빔 경계 영역에 존재하는 단말에게 시간 다중화(time multiplexing)로 신호 송신 시의 상기 빔 중앙 영역에 존재하는 단말로의 신호 송신 구간을 주파수 다중화(frequency multiplexing)할 경우와, 상기 빔 중앙 영역과 상기 빔 경계 영역에 존재하는 단말에게 주파수 다중화로 신호를 송신하는 경우에, 위상 기지국과 단말 간에 신호를 중계하는 장치로 지상 보조 장치가 위성 기지국이 사용하는 주파수 대역과 동일한 주파수 대역에서 동일한 서브캐리어(subcarrier) 그룹을 사용하여 단말에게 신호를 전송하며, 이때 위성 기지국과 단말이 송신하는 신호에 간섭을 주지 않는다.In addition, according to an embodiment of the present invention, when the satellite communication system provides a communication service through the multi-beam, when the signal is transmitted by time multiplexing to the terminal existing in the beam center region and the beam boundary region by the multi-beam In case of frequency multiplexing a signal transmission section to a terminal existing in the beam center region, and transmitting a signal by frequency multiplexing to the terminal existing in the beam center region and the beam boundary region, As a device for relaying signals between terminals, the terrestrial auxiliary apparatus transmits a signal to the terminal using the same subcarrier group in the same frequency band as the satellite base station, and at this time, the signal transmitted by the satellite base station and the terminal Does not interfere with

또한, 본 발명의 실시 예에서는, 직교 주파수 분할 다중 접속(OFDMA: Orthogonal Frequency Division Multiple Access, 이하 'OFDMA'라 칭하기로 함) 방식을 기반으로 하여 주파수 재사용 계수 1을 사용하는 위성 통신 시스템이 계층적 멀티 빔을 형성하여 통신 서비스를 제공할 경우, 빔 중앙 영역에서는 주파수 재사용 계수 1을 사용하고 빔 가장자리 영역에서는 서로 다른 계층의 빔과 상관없이 복수의 주파수 대역의 그룹을 부분적으로 재사용한다. 여기서, 상기 위성 통신 시스템은, 빔 가장자리 영역에서는 서로 다른 계층의 빔에서 사용하는 주파수 대역의 그룹을 분리한 후, 큰 커버리지 사이즈를 갖는 빔에서는 하나의 주파수 대역의 그룹을 주파수 재사용 계수 1로 사용하고 작은 커버리지 사이즈를 갖는 빔에서는 나머지 주파수 대역의 그룹을 부분적으로 재사용하도록 한다.In addition, according to an embodiment of the present invention, a satellite communication system using a frequency reuse factor 1 is hierarchical based on an Orthogonal Frequency Division Multiple Access (OFDMA) scheme. In the case of providing a communication service by forming a multi-beam, the frequency reuse coefficient 1 is used in the beam center region, and the group of the plurality of frequency bands is partially reused regardless of beams of different layers in the beam edge region. Here, the satellite communication system separates a group of frequency bands used in beams of different layers in the beam edge region, and then uses a group of one frequency band as a frequency reuse factor 1 in a beam having a large coverage size. Beams with small coverage sizes allow partial reuse of the remaining groups of frequency bands.

여기서, 후술할 본 발명의 실시 예에 따른 위성 통신 시스템의 일 예는, 리피터(Repeater), CGC(Complementary Ground Component), ATC(Ancillary Terrestrial Component)와 같은 지상 보조 장치(CTC: Complementary Terrestrial Component)를 사용하는 위성 통신 시스템으로, 방송 서비스를 제공하기 위한 위성 DMB(Digital Multimedia Broadcasting) 시스템 또는 DVB-SH(Digital Video Broadcasting-Satellite services to Handhelds) 시스템, 및 도심지 및 도외지에서 음성 및 데이터 통신 서비스를 제공하기 위한 모바일 위성 서비스(MSS: Mobile Satellite Services, 이하 'MSS'라 칭하기로 함) 시스템으로 MSV(Mobile Satellite Ventures) 및 Terrstar의 ATC를 이용한 지상 위성 통합 시스템 등이 있다.Here, an example of a satellite communication system according to an embodiment of the present invention to be described later, a ground assist device (CTC: Complementary Terrestrial Component (CTC), such as a repeater, a Complementary Ground Component (CGC), AnTC (Ancillary Terrestrial Component) A satellite communication system to be used, a satellite digital multimedia broadcasting (DMB) system or a digital video broadcasting-satellite services to handhelds (DVB-SH) system for providing a broadcast service, and voice and data communication services in urban and off-campus locations. Mobile Satellite Services (MSS) systems are referred to as MSS (Mobile Satellite Ventures) and Terresstar's terrestrial integrated satellite system.

상기 위성 DMB 시스템은, 위성과 함께 동일 채널 중계기(gap filler)를 이용한 지상망을 보조적으로 이용하여 고음질의 오디오 신호와 멀티미디어 신호를 차량 및 고정, 휴대 수신이 가능하도록 한 시스템으로, 위성 및 지상 부분 공히 2630~2655MHz 대역에 최적화되어 있다. 상기 위성 DMB 시스템은 급전회선 지구국(feeder link earth station)과 방송용 위성, 2가지 형태의 지상 중계기, 및 수신기(차량, 고정, 휴대)인 단말을 포함한다. 이러한 위성 DMB 시스템에서 전송 신호는 급전화선 지구국을 통해서 위성으로 전송되며, 이때 상향회선으로는 고정 위성 서비스(FSS: Fixed Satellite Service, 이하 'FSS'라 칭하기로 함)용 대역(예컨대 14GHz)이 이용된다. 그리고, 수신 신호는, 위성에서 2.6GHz 대역으로 변환된 후, 위성 중계기 내의 증폭기를 통해 소정 크기로 증폭되어 서비스 영역으로 방송된다. 상기 위성 DMB 시스템으로부터 방송 서비스를 제공받고자 하는 단말은 낮은 방향성을 가지는 소형 안테나를 통해서 신호를 수신하며, 이러한 신호 수신을 위해서는 방송 신호를 송신하는 위성이 소정 이상의 충분한 크기의 실효 등방성 복사 전력(EIRP: Effective Isotropic Radiated Power, 이하 'EIRP'라 칭하기로 함)이 필요함에 따라 위성 DMB 시스템은 대형의 송신용 안테나와 고출력 중계기를 포함한다. 아울러, 위성 DMB 시스템은, 2.6GHz 대역의 신호 전파에서 위성으로부터의 직접 경로성의 장애물과 음영 문제를 극복하기 위해 위성 신호를 재전송하는 중계기를 포함한다. 여기서, 상기 중계기는, 건물과 같은 대역 장애물에 의해서 가려지는 부분을 담당하게 되며, 직접 증폭 중계기와 주파수 변화 중계기로 구분된다. 상기 직접 증폭 중계기는, 위성으로부터 수신되는 2.6GHz대역의 방송 신호를 단순 증폭만 하는 형태로, 수신 및 송신 안테나 사이에서 발생하는 신호 간섭으로 인한 불필요한 발산으로 피하기 위해 저 이득 증폭기를 이용하며, 가시거리(LoS: Line of Sight, 이하 'LoS'라 칭하기로 함)를 기준으로 500m까지의 좁은 영역을 담당한다. 그리고, 상기 주파수 변환 중계기는, LoS를 기준으로 3km까지의 넓은 영역을 담당하며, 수신되는 2.6GHz대역 신호를 다른 주파수 대역(예컨대 11GHz)으로 변화하여 전송한다. 이러한 환경의 위성 DMB 시스템에서는, 2개 이상의 신호가 수신되는 다중 경로 페이딩이 발생하며, 이렇게 발생하는 다중 경로 페이딩 신호의 안정적인 수신을 위해 코드 분할 다중(CDM: CDM: Code Division Multiplex, 이하 'CDM'이라 칭하기로 함) 방식을 적용한 레이크(Rake) 수신기를 사용한다.The satellite DMB system is a system that enables vehicle, fixed and portable reception of high-quality audio and multimedia signals by using a ground network using a co-channel repeater together with satellites. Both are optimized for the 2630 to 2655 MHz band. The satellite DMB system includes a feeder link earth station, a broadcast satellite, two types of terrestrial repeaters, and a terminal that is a receiver (vehicle, fixed, portable). In such a satellite DMB system, a transmission signal is transmitted to a satellite through a feeder earth station, and an uplink is used by a band for fixed satellite service (FSS) (for example, 14 GHz). do. The received signal is converted from the satellite to the 2.6 GHz band and then amplified to a predetermined size through an amplifier in the satellite repeater and broadcasted to the service area. A terminal that wants to receive a broadcast service from the satellite DMB system receives a signal through a small antenna having a low directionality, and in order to receive the signal, an effective isotropic radiated power (EIRP) of a sufficient size is set by a satellite transmitting a broadcast signal. As effective Isotropic Radiated Power (hereinafter referred to as "EIRP") is required, satellite DMB systems include large transmit antennas and high power repeaters. In addition, the satellite DMB system includes a repeater that retransmits the satellite signal to overcome the obstacles and shadowing problems of direct path from the satellite in signal propagation in the 2.6 GHz band. Here, the repeater is in charge of a portion covered by a band obstruction such as a building, and is divided into a direct amplification repeater and a frequency change repeater. The direct amplification repeater simply amplifies the broadcast signal of the 2.6 GHz band received from the satellite, and uses a low gain amplifier to avoid unnecessary divergence due to signal interference generated between the receiving and transmitting antennas. It covers a narrow area up to 500m based on (LoS: Line of Sight, hereinafter referred to as 'LoS'). In addition, the frequency conversion repeater is responsible for a wide area up to 3km based on LoS, and transmits the received 2.6GHz band signal to another frequency band (for example, 11GHz). In a satellite DMB system in such an environment, multipath fading occurs in which two or more signals are received, and code division multiplex (CDM: CDM) for stable reception of such multipath fading signals occurs. Rake receiver using the method) is used.

또한, 상기 DVB-SH 시스템은, 전국적(nationwide) 커버리지에서는 위성을 통해서 통신 서비스를 제공하고, 옥내 환경 및 지상 커버리지에서는 CGC를 사용하여 통신 서비스를 제공하며, DVB-H(Digital Video Broadcasting-Handheld) 기반의 S 대역의 15MHz 대역폭에서 모바일(mobile) TV 서비스를 제공한다. 여기서, 상기 DVB-SH 시스템은, S 대역의 지상 IMT(International Mobile Telecommunications)용 대역과 근접한 대역을 사용함으로, IMT 지상 부문과 통합(integration)이 용이하고, 지상 망과의 네트워크 재사용이 용이하여 설치 비용을 감소시킨다. 특히, 상기 DVB-SH 시스템은, 지상 망과의 하이브리드(hybrid) 방송 구조를 고려하고 있으며, 위성과 CGC 간의 신호 간섭 문제를 해결하고 주파수를 효율적으로 사용하기 위해, 한 개의 위성 스팟 빔 내의 CGC 셀에 대해 주파수 재사용 계수를 1로 하고 위성 스팟 빔에 대해서는 주파수 재사용 계수를 3으로 한다. 그에 따라, 위성 스팟 빔을 통해 전국적 커버리지에 대해 9개의 TV 채널을 방송하고, 도심지나 옥내 환경에서는 지상 중계기로 27개의 채널을 방송한다.In addition, the DVB-SH system provides a communication service through satellite in nationwide coverage, provides a communication service using CGC in indoor environment and terrestrial coverage, and digital video broadcasting-handheld (DVB-H). Mobile TV service is provided in the 15MHz bandwidth of the S-band. Here, the DVB-SH system uses a band close to the terrestrial International Mobile Telecommunications (IMT) band of the S band, so that it is easy to integrate with the IMT terrestrial sector and to easily reuse the network with the terrestrial network. Reduce cost In particular, the DVB-SH system considers a hybrid broadcasting structure with the terrestrial network, and solves the signal interference problem between the satellite and the CGC and efficiently uses frequencies in one CGC cell in one satellite spot beam. The frequency reuse factor is set to 1 for a satellite spot beam, and the frequency reuse factor is set to 3 for a satellite spot beam. As a result, it broadcasts nine TV channels for nationwide coverage via satellite spot beams, and 27 channels with terrestrial repeaters in urban or indoor environments.

아울러, 상기 MSV 및 Terrestar의 ATC를 이용한 지상 위성 통합 시스템은, 정지 궤도(GEO: Geostationary Orbit, 이하 'GEO'라 칭하기로 함) 기반의 위성 통신 시스템으로, L 대역 및 S 대역에서 인터넷 접속, 음성 통화 등 유비쿼터스 무선 광역 통신 서비스를 단말에게 제공한다. 상기 지상 위성 통합 시스템은, 위성/ATC를 결합한 하이브리드 무선 네트워크 구조를 이용하여 도심지나 인구 밀집된 지역에서는 ATC, 즉 지상 망을 통해 음성이나 고속 패킷 서비스를 제공하고, 상기 ATC가 커버하지 못하는 시골이나 도외 지역에서는 위성을 통해 서비스를 제공한다. 여기서, 상기 ATC는 위성과 유사한 무선 인터페이스를 사용하여 지상에 존재하는 단말의 복잡도를 최소화하며 위성 통신 서비스를 제공받을 수 있도록 한다.In addition, the terrestrial satellite integrated system using the ATC of the MSV and Terrestar is a satellite communication system based on geostationary orbit (GEO), which is connected to the Internet and voice in the L and S bands. Provides a ubiquitous wireless wide area communication service such as a call to the terminal. The terrestrial satellite integrated system provides a voice or high-speed packet service through an ATC, that is, a terrestrial network, using a hybrid wireless network structure that combines satellite / ATC, and that is not covered by the ATC. In the region, satellite services are provided. Here, the ATC minimizes the complexity of the terminal existing on the ground by using a radio interface similar to the satellite and allows the satellite communication service to be provided.

후술할 본 발명의 실시 예에 따른 위성 통신 시스템은, 개인 휴대형 이동 위성 통신 시스템이 될 수 있으며, 지상 보조 장치를 이용하여 LoS가 확보되는 시골이나 도외 지역에서는 위성을 통해 통신 서비스를 제공하고, 위성 신호가 확보되지 않는 도심지나 옥내 환경에서는 지상 보조 장치를 통해 통신 서비스를 제공한다. 이때, 상기 위성 통신 시스템은, 지상 보조 장치를 이용하여 통신 서비스를 제공하는 통신 환경과, 위성 통해 통신 서비스를 제공하는 통신 환경을 고려하여 계층적 멀티 빔의 스펙트럼 사용 효율 및 전력 사용 효율을 향상시키며, 아울러 다중 서비스 영역 내에서 통신 서비스를 제공받고자 하는 각 사용자들 트래픽 요구 사항에 상응하여 통신 서비스를 안정적으로 제공한다.Satellite communication system according to an embodiment of the present invention to be described later, may be a personal portable mobile satellite communication system, and provides a communication service through a satellite in rural or offshore areas where LoS is secured using a ground assist device, In urban or indoor environments where no signal is available, ground services provide communication services. In this case, the satellite communication system improves the spectrum use efficiency and power use efficiency of the hierarchical multi-beam in consideration of a communication environment providing a communication service using a terrestrial auxiliary device and a communication environment providing a communication service through a satellite. In addition, it provides a stable communication service in accordance with the traffic requirements of each user who wants to receive a communication service in a multi-service area.

그리고, 본 발명의 실시 예에 따른 위성 통신 시스템은, 전체 위성 커버리지에 존재하는 사용자들의 순간 트래픽 요구 사항을 모니터링하여 트래픽 요구 사항에 상응하는 커버리지 사이즈를 갖는 멀티 빔을 형성하고, 이렇게 다양한 커버리지 사이즈로 형성된 멀티 빔들 간에 주파수를 효과적으로 재사용하여 통신 서비스를 제공한다. 후술할 본 발명의 실시 예에서는, 위성 통신 시스템이 지상에 존재하는 다양한 방식의 통신 시스템인 지상 시스템과 공통성(commonality)을 가지며, 지상 시스템의 접속 방식, 예컨대 OFDMA, 코드 분할 다중 접속(CDMA: Code Division Multiple Access, 이하 'CDMA'라 칭하기로 함), 시간 분할 다중 접속(TDMA: Time Division Multiple Access, 이하 'TDMA'라 칭하기로 함) 등과 같은 접속 규격에 상관 없이 모든 지상 시스템들과 신호의 송수신이 가능하며, 멀티 스팟 빔을 이용하여 통신 서비스의 제공이 가능하다. 그러면 여기서, 도 1을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 위성 통신 시스템에서 서비스 제공 시스템에 대해 보다 구체적으로 설명하기로 한다.In addition, the satellite communication system according to an embodiment of the present invention, by monitoring the instantaneous traffic requirements of the users existing in the entire satellite coverage to form a multi-beam having a coverage size corresponding to the traffic requirements, and thus with various coverage sizes Provides a communication service by effectively reusing the frequency between the formed multi-beams. In the embodiment of the present invention to be described later, the satellite communication system has a commonality with the terrestrial system, which is a communication system of various methods that exist on the ground, the terrestrial system connection scheme, for example, OFDMA, code division multiple access (CDMA: Code Transmit and receive signals with all terrestrial systems regardless of access standards, such as Division Multiple Access (hereinafter referred to as "CDMA") and Time Division Multiple Access (TDMA). It is possible to provide a communication service using the multi-spot beam. Then, the service providing system in the satellite communication system according to an embodiment of the present invention will be described in more detail with reference to FIG. 1.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 위성 통신 시스템에서 서비스 제공 시스템의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.1 is a diagram schematically illustrating a structure of a service providing system in a satellite communication system according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 상기 위성 통신 시스템에서 서비스 제공 시스템은, 계층적 멀티 빔을 이용하여 통신 서비스를 제공하는 위성 기지국인 위성(102), 도외 지역에 존재하여 상기 위성(102)으로부터 통신 서비스를 제공받는 단말1(170), 상기 위성(102)과 지상 시스템 간의 신호 송수신을 연결하는 게이트웨이(104), 상기 지상 시스템에 포함되어 상기 게이트웨이(104)를 통해 상기 위성(102)과 신호를 송수신하는 코아 네트워크(core network)(106), 상기 코아 네트워크(106)에 연결되어 통신 서비스를 제공하는 접속 네트워크(110), 상기 코아 네트워크(106)에 연결되어 상기 지상 시스템에 포함된 다른 단말들로 통신 서비스를 제공하며 기지국 또는 기지국을 제어하는 제어국 기능을 수행하는 기지국(BS: Base Station, 이하 'BS'라 칭하기로 함)(108), 상기 위성(102)의 지상 보조 장치로 도심 지역의 서비스 영역(130)에 존재하는 단말들로 통신 서비스를 제공하는 CGC(132), 및 상기 도외 지역 및 도심 지역 경계의 서비스 영역(105)내에 존재하여 상기 위성(102)으로 통신 서비스를 제공받는 단말들을 포함한다.Referring to FIG. 1, a service providing system in the satellite communication system includes a satellite 102 which is a satellite base station providing a communication service using a hierarchical multi-beam, and exists in an out-of-region area to provide a communication service from the satellite 102. Terminal 1 (170) provided, the gateway 104 for connecting the signal transmission and reception between the satellite 102 and the terrestrial system, included in the terrestrial system for transmitting and receiving signals with the satellite 102 via the gateway 104 A core network 106, a connection network 110 connected to the core network 106 to provide a communication service, and communication to other terminals included in the terrestrial system connected to the core network 106. A base station (BS) (hereinafter referred to as a BS) 108 that provides a service and performs a control station function for controlling a base station or a base station, and the terrestrial auxiliary device of the satellite 102. CGC 132 which provides communication services to terminals existing in the service area 130 of the downtown area, and the service area 105 at the boundary of the outlying area and the downtown area to provide communication service to the satellite 102. It includes terminals provided.

여기서, 본 발명의 실시 예에서는, 상기 위성 기지국인 위성(102)은, 상기 위성 기지국인 위성(102)은, 서비스 영역 내에 존재하는 단말들과 위성 통신 시스템 간 직접 통신으로 제1통신 방식을 지원 및 수행하며, 계층적 멀티 빔, 예컨대 글로벌 빔, 리즈널 빔, 및 스팟 빔을 통해 신호를 송신하는 GEO 위성이 될 수 있으며, 설명의 편의를 위해 상기 위성이 하나만 존재하는 경우를 일 예로 설명하지만, 복수의 GEO 위성들뿐만 아니라 다른 형태의 위성들이 존재하여 통신 서비스를 제공할 수 있다. 이러한 각 위성은, 모노(mono) 또는 멀티 스팟 빔을 이용하여 단말들에게 통신 서비스를 제공한다. 그리고, 후술할 본 발명의 실시 예에서는, 설명의 편의를 위해 위성 통신 시스템이 계층적 멀티 빔을 형성하고, 상기 형성한 계층적 멀티 빔의 자원 및 전력을 할당하여 서비스 영역 내에 존재하는 단말들로 통신 서비스를 제공하는 것으로 설명하지만, 상기 위성 통신 시스템의 위성 기지국, 예컨대 위성(102)이 계층적 멀티 빔의 형성, 및 자원과 전력 할당을 수행한다.Here, in the embodiment of the present invention, the satellite 102 as the satellite base station, the satellite 102 as the satellite base station, supports the first communication scheme by direct communication between the terminals existing in the service area and the satellite communication system. And a GEO satellite transmitting a signal through a hierarchical multi-beam, for example, a global beam, a regional beam, and a spot beam, and for convenience of description, a case in which only one satellite is present will be described as an example. In addition, a plurality of GEO satellites as well as other types of satellites may exist to provide communication services. Each of these satellites provides a communication service to terminals using a mono or multi spot beam. In addition, in an embodiment of the present invention to be described later, for convenience of description, the satellite communication system forms a hierarchical multi-beam, allocates resources and powers of the hierarchical multi-beams to the terminals existing in the service area. Although described as providing a communication service, a satellite base station, such as satellite 102, of the satellite communication system performs the formation of hierarchical multi-beams and resource and power allocation.

다시 말해, 상기 위성 통신 시스템의 위성 기지국은, 서비스 영역 내에 존재하는 사용자들, 즉 단말들의 분포 및 각 단말들의 트래픽 양을 모니터링하고, 상기 모니터링에 따른 단말들의 분포 및 트래픽 양에 상응하는 커버리지 사이즈를 커버하도록 커버리지 사이즈 별로 계층적 멀티 빔을 각각 형성하고, 상기 형성한 계층적 멀티 빔을 통해 데이터 트래픽을 전송하여 단말들에게 통신 서비스를 제공하기 위해 각 계층적 멀티 빔에 해당하는 자원 및 전력을 할당한 후, 상기 할당한 자원 및 전력을 통해 계층적 멀티 빔으로 통신 서비스를 단말들에게 제공한다. 이때, 상기 위성 기지국은 QoS를 만족하면서 통신 서비스 제공시의 계층적 멀티 빔 간 간섭을 최소화하고, 또한 주파수 사용 효율 및 전력 사용 효율을 극대화한다. 이하에서는, 설명의 편의를 위해 위성 통신 시스템이 위성 기지국의 동작을 수행하는 것으로 통칭하여 설명하기로 한다.In other words, the satellite base station of the satellite communication system monitors the distribution of the users, that is, the terminals and the traffic amount of each terminal in the service area, and measures the coverage size corresponding to the distribution and the traffic amount of the terminals according to the monitoring. Form hierarchical multi-beams for each coverage size to cover, and allocate resources and power corresponding to hierarchical multi-beams to provide communication services to terminals by transmitting data traffic through the formed hierarchical multi-beams. After that, the communication service is provided to the terminals in a hierarchical multi-beam through the allocated resources and power. In this case, the satellite base station minimizes hierarchical multi-beam interference when providing a communication service while satisfying QoS, and also maximizes frequency use efficiency and power use efficiency. Hereinafter, for convenience of description, the satellite communication system will be collectively described as performing the operation of the satellite base station.

그리고, 상기 단말들이 위치하는 지역은 하나의 스팟 영역이 되거나, 또는 단말의 로밍에 의해 복수의 스팟 그룹 영역이 될 수 있으며, 지상 시스템에 포함된 단말은 적어도 하나 이상의 위성과 연결된 게이트웨이(104)의 네트워크에 연결되어 통신 서비스를 제공받는다. 이때, 상기 위성(102)은, 지상 시스템, 상기 지상 시스템에 포함되는 통신 장치들, 및 지상 보조 장치들과 지상 시스템에서의 접속 규격에 상응하는 인터페이스를 통해 통신을 수행한다. 본 발명의 실시 예에서는 설명의 편의를 위해 상기 위성(102)이 OFDMA 기반 위성 무선 인터페이스(satellite radio interface)를 이용하여 지상 시스템 및 그 이외의 장치들과 통신을 수행하는 것으로 가정하여 설명하기로 한다.In addition, the area where the terminals are located may be one spot area or a plurality of spot group areas by roaming of the terminal, and the terminal included in the terrestrial system includes at least one of the gateways 104 connected to at least one satellite. Connected to the network to receive communication services. In this case, the satellite 102 communicates through an interface corresponding to a terrestrial system, communication devices included in the terrestrial system, and terrestrial auxiliary devices and a connection standard in the terrestrial system. In the embodiment of the present invention, for convenience of description, it is assumed that the satellite 102 communicates with a terrestrial system and other devices using an OFDMA-based satellite radio interface. .

또한, 상기 게이트웨이(104)는, 위성 통신 시스템 또는 상기 위성 통신 시스템의 운영자의 요구 사항에 따라 중앙 집중적(centralized) 방식의 게이트웨이이거나, 또는 지리적 분산(geographically distributed) 방식의 게이트웨이 그룹 중 하나의 게이트웨이가 된다. 그리고, 상기 게이트웨이(104)는, 코아 네트워크(106) 또는 접속 네트워크(110)에 연결되는 서브 시스템인 BS(108)와 연결되어 신호를 송수신한다. 여기서, 상기 BS(108)는, 전술한 바와 같이 지상 망에서 사용하는 기지국과 제어국의 기능을 동일하게 수행하며, 또한 상기 게이트웨이(104) 내부에 존재하거나, 도 1에 도시한 바와 같이 외부에 존재한다.In addition, the gateway 104 may be a centralized gateway or a gateway of a group of gateways geographically distributed according to the requirements of the satellite communication system or the operator of the satellite communication system. do. In addition, the gateway 104 is connected to the BS 108 which is a subsystem connected to the core network 106 or the access network 110 to transmit and receive signals. Here, the BS 108 performs the same functions of the base station and the control station used in the terrestrial network as described above, and also exists inside the gateway 104 or externally as shown in FIG. 1. exist.

그리고, 상기 위성 통신 시스템은, 도심 지역의 서비스 영역(130)에서 신호의 전송이 빌딩, 산 등으로 인해 발생한 음영 지역에서의 커버리지 연속성을 위해 CGC(132)와 같은 지상 보조 장치를 이용하여 위성(102)과 동일한 주파수를 재사용하며, 이때 재사용되는 주파수를 통해 위성(102)의 위성 신호를 증폭하여 서비스 영역(130) 내에 존재하는 단말들로 송신한다. 즉, 위성 통신 시스템은 도외 지역 및 도심 지역뿐만 아니라 지상 시스템에 포함된 단말들에게 위성(102) 또는 지상 보조 장치를 통해 방송 서비스 또는 멀티미디어 브로드캐스트 멀티캐스트 서비스(MBMS: Multimedia Broadcast Multicast Service, 이하 'MBMS'라 칭하기로 함)를 제공한다.In addition, the satellite communication system uses a satellite (eg, a ground assist device) such as CGC 132 for coverage continuity in a shadow area where signal transmission is caused by a building, a mountain, etc. in a service area 130 of an urban area. The same frequency as that of 102 is reused, and at this time, the satellite signal of the satellite 102 is amplified and transmitted to the terminals existing in the service area 130 through the reused frequency. That is, the satellite communication system may provide a broadcast service or a multimedia broadcast multicast service (MBMS) to terminals included in the terrestrial system as well as out-of-town and urban areas through a satellite 102 or a ground assist device. MBMS ').

이때, 상기 위성 통신 시스템은, LoS가 확보되는 도외 지역 또는 시골 등의 전국적 커버리지에서는 위성(102)을 통해 MBMS를 제공하고, 건물이나 빌딩 등이 존재하여 위성 신호가 확보되지 않은 도심 지역 또는 옥내 환경의 서비스 영역(130)에서는 CGC(132)와 같은 지상 보조 장치를 통해 MBMS를 제공한다. 여기서, 상기 지상 보조 장치와 같이 위성 신호를 중계하는 기능을 수행하는 중계기는 음성 및 데이터 통신 서비스를 제공하지 않고 단순히 중계하는 기능만을 수행함으로 하향링크 전송만을 고려하며, MBMS를 제공하기 위한 정보가 필요할 경우에는 지상 시스템의 지상 망을 통해 전송한다.In this case, the satellite communication system provides MBMS through satellite 102 in national coverage such as rural areas or rural areas where LoS is secured, and urban areas or indoor environments where satellite signals are not secured because buildings or buildings exist. In the service area 130, the MBMS is provided through a terrestrial assistance device such as the CGC 132. Here, the repeater that performs the function of relaying satellite signals, such as the terrestrial auxiliary device, does not provide voice and data communication services but simply performs the function of relaying, thus considering only downlink transmission, and needs information for providing MBMS. In case it transmits over the ground network of the ground system.

또한, 상기 위성 통신 시스템은, 한정된 주파수 자원을 통해 음성 및 데이터 통신 서비스를 제공할 경우, 매우 큰 커버리지를 갖는 빔을 통해 다중 서비스 영역 내에 존재하는 모든 단말들에게 통신 서비스를 제공하는 것은 어려움으로, 서비스 영역 내의 지상 망이 커버하지 못하는 영역에 존재하는 단말에게 빔을 통해 음성 및 데이터 통신 서비스를 제공한다. 아울러, 서비스 영역 내의 지상 망이 커버하지 못하면서, 또한 위성 신호가 확보되지 않은 영역, 다시 말해 빔에 의한 커버리지 영역에 존재하지 않은 단말에게 음성 및 데이터 통신 서비스 또는 MBMS를 제공하기 위해 지상 보조 장치가 상향링크 신호를 위성(102)으로 송신한다.In addition, when the satellite communication system provides a voice and data communication service through a limited frequency resource, it is difficult to provide a communication service to all terminals existing in a multi-service area through a beam having very large coverage. Voice and data communication services are provided through a beam to a terminal existing in an area not covered by the terrestrial network in the service area. In addition, the terrestrial auxiliary apparatus is upward in order to provide voice and data communication services or MBMS to terminals not covered by the terrestrial network in the service area and not present in an area where satellite signals are not secured, that is, a coverage area by a beam. The link signal is transmitted to the satellite 102.

그리고, 상기 위성 통신 시스템에서 지상 망이 커버하지 못하는 영역에 존재하는 단말은, 전술한 바와 같이 위성(102)으로부터 통신 서비스를 제공받으며, 상기 지상 망의 커버리지에 진입하면 전송 효율이 상기 위성(102)보다 우수한 지상 망으로부터 통신 서비스를 제공받기 위해, 상기 위성(102)과 지상 망 간에서 수직적 핸드오버(vertical handover)를 수행한다. 이때, 상기 단말은, 지상 망 및 위성(102)으로부터 신호를 모두 송수신할 수 있으며, 상기 지상 망과 위성(102)이 서로 다른 접속 규격으로 신호를 송수신할 경우, 오버헤드(overhead)를 감소시키기 위해 전술한 바와 같이 OFDMA 기반의 위성 무선 인터페이스를 사용하여 상기 지상 망 및 위성(102)과 신호를 송수신한다.In the satellite communication system, a terminal existing in an area not covered by the terrestrial network receives a communication service from the satellite 102 as described above, and when the terminal enters coverage of the terrestrial network, the transmission efficiency is increased. In order to receive the communication service from the terrestrial network, which is superior to), a vertical handover is performed between the satellite 102 and the terrestrial network. In this case, the terminal may transmit and receive both signals from the terrestrial network and the satellite 102, and if the terrestrial network and the satellite 102 transmit and receive signals in different connection standards, to reduce the overhead (overhead) As described above, a signal is transmitted and received with the terrestrial network and the satellite 102 using an OFDMA-based satellite air interface.

아울러, 상기 위성 통신 시스템에서 상기 위성(102)은, 하나의 위성이 안테나의 편파(polarization) 특성을 이용하는 다중 입력 다중 출력(MIMO: Multi Input Multi Output, 이하 'MIMO'라 칭하기로 함) 방식으로 계층적 멀티 빔을 형성하거나, 또는 복수의 위성들이 계층적 멀티 빔을 형성하여 통신 서비스 제공을 위해 신호를 송신하며, 그에 따라 데이터 전송 용량 증대 및 데이터 수신 성능을 향상시킨다. 그리고, 상기 위성 통신 시스템은, 지상 보조 장치를 이용하여 협력 통신 및 단말들 간의 애드-혹(Ad-hoc) 네트워크 형성을 통해 상기 위성(102)의 저속 페이딩(slow-fading) 효과에 대한 공간 다이버시티 이득을 획득하며, 계층적 멀티 빔을 통해 한정된 주파수 자원을 효율적으로 이용함으로 총 시스템의 처리량을 향상시킨다. 뿐만 아니라, 상기 위성 통신 시스템은, 고정적인 빔 패턴이 아닌 계층적 멀티 빔 패턴을 이용함으로써, 위성(102)에서의 전력 사용 효율을 향상시키고, 사용자 요구 사항에 상응하여 적응적으로 통신 서비스를 제공할 뿐만 아니라 계층적 멀티 빔에서 인접 빔 간 간섭을 최소화하며 주파수 재사용 효율을 향상시킨다. 그러면 여기서, 도 2를 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 위성 통신 시스템의 계층적 멀티 빔 패턴을 보다 구체적으로 설명하기로 한다.In addition, in the satellite communication system, the satellite 102 uses a multiple input multi output (MIMO) method in which one satellite uses a polarization characteristic of an antenna. Form a hierarchical multi-beam, or a plurality of satellites form a hierarchical multi-beam to transmit a signal to provide a communication service, thereby increasing data transmission capacity and improving data reception performance. In addition, the satellite communication system is a space diver for the slow-fading effect of the satellite 102 through cooperative communication and ad-hoc network formation between terminals using a terrestrial auxiliary device. It gains city gain and improves total system throughput by efficiently using limited frequency resources through hierarchical multi-beams. In addition, the satellite communication system improves the power usage efficiency of the satellite 102 by using a hierarchical multi-beam pattern rather than a fixed beam pattern, and adaptively provides a communication service according to user requirements. In addition, it minimizes interference between adjacent beams in hierarchical multi-beams and improves frequency reuse efficiency. Next, the hierarchical multi-beam pattern of the satellite communication system according to an embodiment of the present invention will be described in more detail with reference to FIG. 2.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 위성 통신 시스템의 계층적 멀티 빔 패턴을 개략적으로 도시한 도면이다.2 is a diagram schematically illustrating a hierarchical multi-beam pattern of a satellite communication system according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 상기 위성 통신 시스템은, 복수의 계층적 멀티 빔, 즉 가장 큰 커버리지 사이즈를 갖는 글로벌 빔(200), 상기 글로벌 빔(200)보다 작은 커버리지 사이즈를 가지며 상기 글로벌 빔(200)의 커버리지 사이즈를 커버하도록 복수의 빔들로 구현된 멀티 리즈널 빔(210), 및 가장 작은 커버리지 사이즈를 가지며 상기 글로벌 빔(200)과 멀티 리즈널 빔(210)의 커버리지 사이즈를 커버하도록 복수의 빔들로 구현된 멀티 스팟 빔(220)을 형성한다. 여기서, 본 발명의 실시 예에서는, 전술한 바와 같이 설명의 편의를 위해 계층적 멀티 빔을 3개의 멀티 빔들인 것을 중심으로 설명하지만, 통신 환경 및 서비스 영역의 커버리지에 따라 2개 또는 그 이상의 복수의 멀티 빔들을 형성하여 통신 서비스를 제공할 수도 있다.2, the satellite communication system includes a plurality of hierarchical multi-beams, that is, a global beam 200 having the largest coverage size, a coverage size smaller than the global beam 200, and the global beam 200. A plurality of beams implemented with a plurality of beams to cover a coverage size of the plurality of beams, and a plurality of beams having the smallest coverage size and covering the coverage sizes of the global beam 200 and the multi-regional beams 210. To form a multi-spot beam 220 implemented as. Herein, in the embodiment of the present invention, as described above, the hierarchical multi-beam will be described based on three multi-beams for the convenience of description. However, two or more plurality of multi-beams may be provided depending on the communication environment and the coverage of the service area. Multi-beams may be formed to provide a communication service.

상기 계층적 멀티 빔들 중에서 가장 작은 커버리지 사이즈를 갖는 멀티 스팟 빔(220)은, 한정된 주파수 자원을 가장 효율적으로 재사용하며, 빔 안테나 이득이 큰 값을 가짐으로 다른 계측적 멀티 빔들과 비교하여 높은 EIRP를 갖는다. 그러므로, 상기 위성 통신 시스템은, 데이터 처리 요구량이 많은 서비스 영역으로 고속의 트래픽을 요구하거나 통신 서비스를 제공받고자 하는 단말의 수가 많은 영역에 가장 작은 커버리지 사이즈를 갖는 멀티 스팟 빔(220)을 통해 통신 서비스를 제공한다.The multi-spot beam 220 having the smallest coverage size among the hierarchical multi-beams most efficiently reuses limited frequency resources, and has a high beam antenna gain, resulting in high EIRP compared to other metrology multi-beams. Have Therefore, the satellite communication system provides a communication service through a multi-spot beam 220 having the smallest coverage size in an area where a large number of terminals requesting high-speed traffic or receiving communication service to a service area having a high data processing demand. To provide.

여기서, 상기 위성 통신 시스템은, 각 서비스 영역에 해당하는 복수의 멀티 스팟 빔(220)들을 통해 통신 서비스를 제공받을 단말들에 해당하는 주파수 자원을 할당 및 관리해야 하며, 이렇게 가장 작은 커버리지 사이즈를 갖는 멀티 스팟 빔(220)을 통한 통신 서비스 제공 시, 서비스 제공을 위한 온-보드 프로세싱(on-board processing)이 복잡해지고, 각 멀티 스팟 빔(220)마다 독립적으로 주파수 자원을 관리함으로 단말들 간의 자원 및 전력을 할당함에 있어 적응적 수행이 어려울 수도 있다.Here, the satellite communication system should allocate and manage frequency resources corresponding to terminals to receive communication service through a plurality of multi-spot beams 220 corresponding to each service area, and thus have the smallest coverage size. When providing a communication service through the multi-spot beam 220, on-board processing for service provision becomes complicated, and resources between terminals are managed by managing frequency resources independently for each multi-spot beam 220. And adaptive allocation may be difficult in allocating power.

한편, 상기 위성 통신 시스템이 멀티 스팟 빔(220)보다 큰 커버리지 사이즈를 갖는 빔, 예컨대 글로벌 빔(200)을 통해 통신 서비스를 제공할 경우, 주파수 재사용 효율 및 전송 EIRP 효율이 저하되어 많은 양의 트래픽을 전송할 수 없지만 큰 커버리지 사이즈를 가짐으로 자원 및 전력의 할당 시 단말들의 수가 적고 트래픽이 양이 적으면 각 단말들의 요구 사항, 예컨대 사용자 트래픽 요구 사항을 만족하도록 자원을 할당하며, 전력 소비를 최소화함으로써 위성 통신 시스템의 전력 사용이 향상된다.On the other hand, when the satellite communication system provides a communication service through a beam having a larger coverage size than the multi-spot beam 220, for example, the global beam 200, the frequency reuse efficiency and the transmission EIRP efficiency are deteriorated. If the number of terminals is small and the amount of traffic is small when resource and power are allocated due to the large coverage size, the resources are allocated to satisfy the requirements of each terminal, for example, user traffic requirements, and the power consumption is minimized. The power usage of the satellite communication system is improved.

즉, 본 발명의 실시 예에 따른 위성 통신 시스템은, 서비스 영역 내에서 단말의 수 및 트래픽 양을 확인하여 사용자 트래픽 양이 적거나 또는 통신 서비스를 제공받고자 하는 단말의 수가 적은 서비스 영역에는 전술한 바와 같은 계층적 멀티 빔들 중에서 커버리지 사이즈가 큰 글로벌 빔(200) 또는 멀티 리즈널 빔(210)을 형성하여 통신 서비스를 제공하고, 사용자 트래픽 양이 많거나 또는 통신 서비스를 제공받고자 하는 단말의 수가 많은 서비스 영역에는 커버리지 사이즈가 작은 멀티 스팟 빔(220)을 형성하여 통신 서비스를 제공한다. 그러면 여기서, 도 3을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 위성 통신 시스템의 다른 계층적 멀티 빔 패턴을 보다 구체적으로 설명하기로 한다.That is, in the satellite communication system according to the embodiment of the present invention, the number of traffics and the amount of traffic in the service area are checked in the service area where the amount of user traffic is low or the number of terminals that are intended to receive communication service is as described above. A service providing a communication service by forming a global beam 200 or a multi-regional beam 210 having a large coverage size among the same hierarchical multi beams, and has a large amount of user traffic or a large number of terminals to receive communication services. In the area, a multi-spot beam 220 having a small coverage size is formed to provide a communication service. Next, another hierarchical multi-beam pattern of the satellite communication system according to an embodiment of the present invention will be described in more detail with reference to FIG. 3.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 위성 통신 시스템의 다른 계층적 멀티 빔 패턴을 개략적으로 도시한 도면이다.3 is a diagram schematically illustrating another hierarchical multi-beam pattern of a satellite communication system according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 상기 위성 통신 시스템은, 도 2에서 설명한 바와 같이 복수의 계층적 멀티 빔으로, 예컨대 글로벌 빔, 멀티 리즈널 빔, 및 멀티 스팟 빔을 형성하며, 이때 설명의 편의를 위해 상기 위성 통신 시스템이, 상기 글로벌 빔을 통한 통신 서비스의 제공하는 것의 설명은 생략하고, 멀티 리즈널 빔(300)과 멀티 스팟 빔(350)을 통해 통신 서비스를 제공하는 것을 중심으로 설명하기로 한다.Referring to FIG. 3, the satellite communication system forms a plurality of hierarchical multi-beams, for example, a global beam, a multi-regional beam, and a multi-spot beam, as described above with reference to FIG. 2. The description of the provision of the communication service through the global beam by the satellite communication system will be omitted, and the description will be mainly focused on providing the communication service through the multi-regional beam 300 and the multi-spot beam 350.

여기서, 상기 위성 통신 시스템은, 트래픽 양이 적거나 또는 통신 서비스를 제공받고자 하는 단말의 수가 적은 경우, 예컨대 새벽 시간의 지역, 시골 지역, 바다 등의 서비스 영역에서는 멀티 리즈널 빔(300)을 통해 통신 서비스를 제공하며, 그에 따라 위성 통신 시스템에서 위성의 온-보드 프로세싱(on-board processing)이 단순화되고 또한 전력 소비를 최소화하여 자원 및 전력을 할당한다. 그리고, 상기 위성 통신 시스템은, 트래픽 양이 많거나 또는 통신 서비스를 제공받고자 하는 단말의 수가 많은 경우, 예컨대 도심 지역 등의 서비스 영역에서는 전체 시스템 처리량을 증대시키기 위해 가장 작은 커버리지 사이즈를 갖는 멀티 스팟 빔(350)을 통해 통신 서비스를 제공한다. 그러면 여기서, 도 4를 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 위성 통신 시스템이 커버리지 사이즈가 서로 다른 인접 빔들에서의 주파수 재사용을 위한 계층적 멀티 빔 패턴을 보다 구체적으로 설명하기로 한다.In this case, the satellite communication system uses a multi-regional beam 300 in a service area such as a low-traffic traffic or a small number of terminals to be provided with a communication service, for example, an area of dawn, a rural area, and the sea. Provides communication services, thereby simplifying on-board processing of satellites in satellite communication systems and minimizing power consumption to allocate resources and power. In addition, the satellite communication system includes a multi-spot beam having the smallest coverage size in order to increase overall system throughput in a service area such as an urban area, for example, when there is a large amount of traffic or a large number of terminals to be provided with a communication service. Provide communication service through 350. Next, the hierarchical multi-beam pattern for frequency reuse in adjacent beams having different coverage sizes will be described in more detail with reference to FIG. 4.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 위성 통신 시스템의 다른 계층적 멀티 빔 패턴을 개략적으로 도시한 도면이다.4 is a diagram schematically illustrating another hierarchical multi-beam pattern of a satellite communication system according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 상기 위성 통신 시스템은, 도 2에서 설명한 바와 같이 복수의 계층적 멀티 빔으로, 예컨대 글로벌 빔, 멀티 리즈널 빔, 및 멀티 스팟 빔을 형성하며, 이때 설명의 편의를 위해 상기 위성 통신 시스템이, 상기 글로벌 빔을 통한 통신 서비스의 제공하는 것의 설명은 생략하고, 멀티 리즈널 빔(402,403,404,406,408)과 멀티 스팟 빔(412,414,416,418)을 통해 통신 서비스를 제공하는 것을 중심으로 설명하기로 한다. 여기서, 상기 위성 통신 시스템은, 커버리지 사이즈가 서로 다른 인접 빔들 간 주파수 재사용, 예컨대 주파수 재사용 계수 3으로 인접 빔들 간 주파수를 재사용하여 통신 서비스를 제공한다.Referring to FIG. 4, the satellite communication system forms a plurality of hierarchical multi-beams, for example, a global beam, a multi-regional beam, and a multi-spot beam, as described above with reference to FIG. 2. The description of the provision of the communication service through the global beam is omitted in the satellite communication system, and the description will be mainly focused on providing the communication service through the multi-regional beams 402, 403, 404, 406, 408 and the multi-spot beams 412, 414, 416, 418. Here, the satellite communication system provides a communication service by reusing a frequency between adjacent beams with a frequency reuse between adjacent beams having different coverage sizes, for example, a frequency reuse factor of 3.

보다 구체적으로 설명하면, 상기 위성 통신 시스템은, 멀티 스팟 빔(412,414,416,418)의 주파수를 주파수 재사용 계수가 3이 되도록 주파수를 할당, 예컨대 중심 주파수(fc)가 1인 주파수 대역을 사용하는 멀티 스팟 빔(412), 중심 주파수가 2인 주파수 대역을 사용하는 멀티 스팟 빔(414), 중심 주파수가 3인 주파수 대역을 사용하는 멀티 스팟 빔(416), 및 중심 주파수가 2 또는 3인 주파수 대역을 사용하는 멀티 스팟 빔(418)이 되도록 주파수를 각각 할당한다. 그리고, 상기 위성 통신 시스템은, 멀티 리즈널 빔(402,403,404,406,408)이 인접한 멀티 스팟 빔(412,414,416,418)에 간섭을 주지 않도록 인접한 멀티 스팟 빔(412,414,416,418)에서 사용하는 주파수를 사용하지 않는 방식으로 주파수를 할당, 예컨대 중심 주파수가 1인 주파수 대역을 사용하는 멀티 리즈널 빔(402), 중심 주파수가 2인 주파수 대역을 사용하는 멀티 리즈널 빔(403), 중심 주파수가 3인 주파수 대역을 사용하는 멀티 리즈널 빔(404), 중심 주파수가 1 또는 3인 주파수 대역을 사용하는 멀티 리즈널 빔(406), 및 중심 주파수가 1, 2 또는 3인 주파수 대역을 사용하는 멀티 리즈널 빔(408)이 되도록 주파수를 각각 할당하여 주파수를 재사용하도록 한다.In more detail, the satellite communication system may allocate a frequency of the multi-spot beams 412, 414, 416, 418 so that the frequency reuse factor is 3, for example, a multi-spot beam using a frequency band having a center frequency fc of 1. 412, a multi spot beam 414 using a frequency band with a center frequency of 2, a multi spot beam 416 using a frequency band with a center frequency of 3, and a frequency band using a center frequency of 2 or 3 Each frequency is assigned to be a multi-spot beam 418. In addition, the satellite communication system allocates frequencies in a manner that does not use the frequencies used by the adjacent multi-spot beams 412, 414, 416, 418 such that the multi-regional beams 402, 403, 404, 406, 408 do not interfere with the adjacent multi-spot beams 412, 414, 416, 418. Multi-regional beam 402 using a frequency band with a center frequency of 1, multi-regional beam 403 using a frequency band with a center frequency of 2, multi-regional beam using a frequency band with a center frequency of 3 404, the multi-regional beam 406 using a frequency band with a center frequency of 1 or 3, and the multi-regional beam 408 using a frequency band with a center frequency of 1, 2 or 3 Assign them to reuse frequencies.

그에 따라, 상기 위성 통신 시스템은, 서로 다른 커버리지 사이즈로 인접 빔들 간에 서로 다른 중심 주파수를 갖는 주파수를 할당함으로써, 상기 멀티 리즈널 빔(402,403,404,406,408)이 서비스 영역 내에서 드문드문 배열되어 인접한 멀티 리즈널 빔들 간 간섭을 감소시키며, 상기 멀티 리즈널 빔(402,403,404,406,408)이 인접한 멀티 스팟 빔(412,414,416,418)과 동일한 중심 주파수를 갖는 주파수를 사용하지 않음으로 상기 멀티 리즈널 빔(402,403,404,406,408)과 멀티 스팟 빔(412,414,416,418) 간 간섭을 감소시킨다. 그리고, 상기 위성 통신 시스템은, 멀티 스팟 빔(412,414,416,418)과 인접하여 멀티 리즈널 빔(402,403,404,406,408)이 존재함에 따라 단지 멀티 스팟 빔만 존재할 경우보다 EIRP가 감소하여 인접 빔들 간의 간섭을 감소시킨다. 그러면 여기서, 도 5를 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 위성 통신 시스템이 커버리지 사이즈가 서로 다른 인접 빔들에서의 주파수 재사용을 위한 다른 계층적 멀티 빔 패턴을 보다 구체적으로 설명하기로 한다.Accordingly, the satellite communication system allocates frequencies having different center frequencies between adjacent beams with different coverage sizes so that the multi-regional beams 402, 403, 404, 406, 408 are sparsely arranged in the service area to adjacent multi-regional beams. Reduces interference between the multi-regional beams 402, 403, 404, 406, 408 and the multi-spot beams 412, 414, 416, 418 by not using frequencies having the same center frequency as the adjacent multi-spot beams 412, 414, 416, 418. Reduce interference. In addition, the satellite communication system reduces the interference between adjacent beams by reducing the EIRP as there are only the multi-spot beams due to the presence of the multi-region beams 402, 403, 404, 406 and 408 adjacent to the multi-spot beams 412, 414, 416, 418. Then, another hierarchical multi-beam pattern for frequency reuse in adjacent beams having different coverage sizes will be described in more detail with reference to FIG. 5.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 위성 통신 시스템의 다른 계층적 멀티 빔 패턴을 개략적으로 도시한 도면이다.5 is a diagram schematically illustrating another hierarchical multi-beam pattern of a satellite communication system according to an embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 상기 위성 통신 시스템은, 도 2에서 설명한 바와 같이 복수의 계층적 멀티 빔으로, 예컨대 글로벌 빔, 멀티 리즈널 빔, 및 멀티 스팟 빔을 형성하며, 이때 설명의 편의를 위해 상기 위성 통신 시스템이, 상기 글로벌 빔을 통한 통신 서비스의 제공하는 것의 설명은 생략하고, 멀티 리즈널 빔(502)과 멀티 스팟 빔(504,506,508)을 통해 통신 서비스를 제공하는 것을 중심으로 설명하기로 한다. 여기서, 상기 위성 통신 시스템은, 커버리지 사이즈가 서로 다른 인접 빔들 간 주파수 재사용, 예컨대 멀티 리즈널 빔(502)이 주파수 재사용 계수 1로 주파수를 재사용하여 통신 서비스를 제공하고, 멀티 스팟 빔(504,506,508)이 주파수 재사용 계수 3으로 주파수를 재사용하여 통신 서비스를 제공한다.Referring to FIG. 5, the satellite communication system forms a plurality of hierarchical multi-beams, for example, a global beam, a multi-regional beam, and a multi-spot beam, as described above with reference to FIG. 2. The description of the provision of the communication service through the global beam in the satellite communication system will be omitted, and the description will be mainly given on providing the communication service through the multi-regional beam 502 and the multi-spot beams 504, 506, and 508. In this satellite communication system, frequency reuse between adjacent beams having different coverage sizes, for example, the multi-regional beam 502 reuses a frequency with a frequency reuse factor of 1 to provide a communication service, and the multi-spot beams 504, 506, and 508 Provides communication service by reusing frequency with frequency reuse factor 3.

보다 구체적으로 설명하면, 상기 위성 통신 시스템은, 계층적 멀티 빔 형성 시 멀티 리즈널 빔(502)이 각각 서로 겹치지 않도록 형성한 후, 상기 멀티 리즈널 빔(502)이 멀티 스팟 빔(504,506,508)에서 사용하는 주파수 이외의 주파수를 주파수 재사용 계수 1로 사용하도록 할당한다. 여기서, 상기 위성 통신 시스템은, 멀티 스팟 빔(504,506,508)에서 사용하는 주파수 이외의 주파수, 예컨대 중심 주파수가 4인 주파수 대역을 주파수 재사용 계수 1로 사용하여 멀티 리즈널 빔(502)이 통신 서비스를 제공하도록 할당한다. 또한, 상기 위성 통신 시스템은, 멀티 스팟 빔(504,506,508)의 주파수를 주파수 재사용 계수가 3이 되도록 주파수를 할당, 예컨대 중심 주파수가 1인 주파수 대역을 사용하는 멀티 스팟 빔(504), 중심 주파수가 2인 주파수 대역을 사용하는 멀티 스팟 빔(506), 및 중심 주파수가 3인 주파수 대역을 사용하는 멀티 스팟 빔(508)이 되도록 주파수를 각각 할당한다.In more detail, in the satellite communication system, the multi-regional beams 502 are formed so as not to overlap each other when forming a hierarchical multi-beam, and then the multi-regional beams 502 are formed at the multi-spot beams 504, 506, and 508. Assign a frequency other than the frequency used to use as frequency reuse factor 1. Here, in the satellite communication system, a frequency band having a frequency other than the frequency used by the multi-spot beams 504, 506, and 508, for example, a center frequency of 4, is used as the frequency reuse factor 1 to provide a communication service. To allocate. In addition, the satellite communication system assigns frequencies of the multi-spot beams 504, 506, and 508 so that the frequency reuse coefficient is 3, for example, a multi-spot beam 504 using a frequency band having a center frequency of 1, and a center frequency of 2 The frequencies are respectively assigned to be the multi-spot beams 506 using the in-frequency band and the multi-spot beams 508 using the frequency band with a center frequency of three.

그에 따라, 상기 위성 통신 시스템은, 멀티 리즈널 빔(502)이 주파수 재사용 계수 1로 하여 서로 겹치지 않음에 따라 멀티 리즈널 빔들 간 간섭을 최소화하고 또한 주파수 사용 효율을 극대화한다. 그리고, 상기 위성 통신 시스템은, 상기 멀티 리즈널 빔(502)과 인접한 멀티 스팟 빔(504,506,508)이 서로 다른 중심 주파수를 갖는 주파수를 사용하여 통신 서비스를 제공함에 따라, 멀티 리즈널 빔(502)과 멀티 스팟 빔(504,506,508) 간 간섭이 최소화된다. 그러면 여기서, 도 6을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 위성 통신 시스템이 OFDMA 방식을 기반으로 하여 주파수 대역의 서브캐리어(subcarrier) 재사용을 위한 계층적 멀티 빔 패턴을 보다 구체적으로 설명하기로 한다.Accordingly, the satellite communication system minimizes the interference between the multi-regional beams and maximizes the frequency use efficiency as the multi-regional beams 502 do not overlap each other with a frequency reuse factor of 1. In addition, the satellite communication system, as the multi-regional beam 502 and the adjacent multi-spot beams (504, 506, 508) provides a communication service using a frequency having a different center frequency, the multi-regional beam 502 and Interference between the multi-spot beams 504, 506, 508 is minimized. Next, the hierarchical multi-beam pattern for reusing a subcarrier of a frequency band in the satellite communication system according to the embodiment of the present invention will be described in more detail with reference to FIG. 6.

도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 위성 통신 시스템의 다른 계층적 멀티 빔 패턴을 개략적으로 도시한 도면이다.6 is a diagram schematically illustrating another hierarchical multi-beam pattern of a satellite communication system according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, 상기 위성 통신 시스템은, 도 2에서 설명한 바와 같이 복수의 계층적 멀티 빔으로, 예컨대 글로벌 빔, 멀티 리즈널 빔, 및 멀티 스팟 빔을 형성하며, 이때 설명의 편의를 위해 상기 위성 통신 시스템이, 상기 글로벌 빔을 통한 통신 서비스의 제공하는 것의 설명은 생략하고, 멀티 리즈널 빔(600,680)과 멀티 스팟 빔(605,610,615,620,625,630,635,640,645,650,660,665,670,675)을 통해 통신 서비스를 제공하는 것을 중심으로 설명하기로 한다. 여기서, 상기 위성 통신 시스템은, 각 빔의 중심 영역에서는 주파수 재사용 계수 1로, 즉 사용 가능한 주파수의 모든 서브캐리어(all)를 통해 통신 서비스를 제공하도록 주파수를 할당하고, 각 빔의 가장자리 영역에서는 사용 가능한 주파수를 복수의 서브캐리어 그룹들, 예컨대 3개의 서브캐리어 그룹으로 서브캐리어 그룹1(SC1), 서브캐리어 그룹2(SC2), 및 서브캐리어 그룹3(SC3)으로 분할하고, 인접한 빔들 간의 간섭이 최소화되도록 상기 분할한 서브캐리어 그룹들 중에서 소정 서브캐리어 그룹을 통해 통신 서비스를 제공하도록 주파수를 할당한다.Referring to FIG. 6, the satellite communication system forms a plurality of hierarchical multi-beams, for example, a global beam, a multi-regional beam, and a multi-spot beam, as described above with reference to FIG. 2. The description of the provision of the communication service through the global beam is omitted in the satellite communication system, and the description will be mainly given on providing the communication service through the multi-regional beam 600, 680 and the multi-spot beam 605, 610, 615, 620, 625, 630, 635, 640, 645, 650, 660, 665, 670, 675. Here, the satellite communication system allocates a frequency to provide a communication service with a frequency reuse factor of 1 in the center region of each beam, that is, through all subcarriers (all) of available frequencies, and uses it in the edge region of each beam. Possible frequency is divided into subcarrier group 1 (SC1), subcarrier group 2 (SC2), and subcarrier group 3 (SC3) into a plurality of subcarrier groups, for example, three subcarrier groups, and interference between adjacent beams A frequency is allocated to provide a communication service through a predetermined subcarrier group among the divided subcarrier groups so as to be minimized.

보다 구체적으로 설명하면, 상기 위성 통신 시스템은, 멀티 리즈널 빔(600,680)의 중심 영역에 위치하는 단말에게는 사용 가능한 주파수 대역의 모든 서브캐리어(602,682)를 통해 통신 서비스를 제공하도록 할당하고, 멀티 스팟 빔(605,610,615,620,625,630,635,640,645,650,660,665,670,675)의 중심 영역에 위치하는 단말에게도 사용 가능한 주파수 대역의 모든 서브캐리어(607,612,617,622,627,632,637,642,647,652,662,667,672,677)를 통해 통신 서비스를 제공하도록 할당한다. 또한, 상기 위성 통신 시스템은, 멀티 리즈널 빔(600,680)의 가장자리 영역에 위치하는 단말에게는 서브캐리어 그룹3(604) 및 서브캐리어 그룹1(684)을 통해 통신 서비스를 제공하도록 할당한다. 그리고, 상기 위성 통신 시스템은, 멀티 스팟 빔(605,610,615,620,625,630,635,640,645,650,660,665,670,675)의 가장자리 영역에 위치하는 단말에게는 서브캐리어 그룹1(614,634,644,674), 서브캐리어 그룹2(609,619,624,639,649,664,679), 및 서브캐리어 그룹3(629,654,669)을 통해 각각 통신 서비스를 제공하도록 각각 할당한다.In more detail, the satellite communication system allocates a terminal located in the center region of the multi-regional beams 600 and 680 to provide a communication service through all subcarriers 602 and 682 in an available frequency band, and provides a multi-spot. A terminal located in the center region of the beams 605, 610, 615, 620, 625, 630, 635, 640, 645, 650, 660, 665, 670, 675 is also allocated to provide communication services through all subcarriers 607, 612, 617, 622, 627, 632, 637, 642, 647, 652, 662, 667, 672, 677. In addition, the satellite communication system allocates a terminal located in the edge region of the multi-regional beams 600 and 680 to provide a communication service through subcarrier group 3 604 and subcarrier group 1 684. In addition, the satellite communication system includes subcarrier group 1 (614, 634, 644, 674), subcarrier group 2 (609, 619, 624, 639, 649, 664, 679), and subcarrier group 3 (629) through 629, respectively. Assign each to provide a service.

여기서, 상기 위성 통신 시스템은, 멀티 리즈널 빔(600,680) 및 멀티 스팟 빔(605,610,615,620,625,630,635,640,645,650,660,665,670,675)의 중심 영역에 전술한 바와 같이 모든 서브캐리어를 통해 통신 서비스를 제공하도록 주파수를 할당함에 따라, 주파수 재사용 계수 1로써 주파수 사용 효율이 극대화되며, 또한 각 빔의 중심 영역에 할당된 모든 서브캐리어에서는 인접한 빔들 간에 간섭이 최소화된다. 그리고, 상기 위성 통신 시스템은, 멀티 리즈널 빔(600,680) 및 멀티 스팟 빔(605,610,615,620,625,630,635,640,645,650,660,665,670,675)의 가장자리 영역에 인접한 빔의 가장자리 영역의 서브캐리어 그룹과 겹치지 않는 서브캐리어 그룹을 통해 통신 서비스를 제공하도록 주파수를 할당함에 따라, 각 인접한 빔들 간의 간섭이 최소화된다. 그러면 여기서, 도 7을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 위성 통신 시스템이 OFDMA 방식을 기반으로 하여 주파수 대역의 서브캐리어 재사용을 위한 또 다른 계층적 멀티 빔 패턴을 보다 구체적으로 설명하기로 한다.In this case, the satellite communication system allocates a frequency to provide a communication service through all subcarriers as described above in the center region of the multi-regional beam 600, 680 and the multi-spot beam 605, 610, 615, 620, 625, 630, 635, 640, 645, 650, 660, 665, 670, 675. This maximizes the frequency usage efficiency and minimizes interference between adjacent beams in all subcarriers assigned to the center region of each beam. The satellite communication system uses a frequency to provide a communication service through a subcarrier group not overlapping with a subcarrier group of an edge region of a beam adjacent to an edge region of a multi-regional beam 600,680 and a multi-spot beam 605,610,615,620,625,630,635,640,645,650,660,665,670,675. By assigning, interference between each adjacent beam is minimized. Next, with reference to FIG. 7, another hierarchical multi-beam pattern for subcarrier reuse of a frequency band will be described in more detail based on the OFDMA scheme of the satellite communication system.

도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 위성 통신 시스템의 또 다른 계층적 멀티 빔 패턴을 개략적으로 도시한 도면이다.7 is a diagram schematically illustrating another hierarchical multi-beam pattern of the satellite communication system according to an embodiment of the present invention.

도 7을 참조하면, 상기 위성 통신 시스템은, 도 2에서 설명한 바와 같이 복수의 계층적 멀티 빔으로, 예컨대 글로벌 빔, 멀티 리즈널 빔, 및 멀티 스팟 빔을 형성하며, 이때 설명의 편의를 위해 상기 위성 통신 시스템이, 상기 글로벌 빔을 통한 통신 서비스의 제공하는 것의 설명은 생략하고, 멀티 리즈널 빔(700,780)과 멀티 스팟 빔(705,710,715,720,725,730,735,740,745,750,760,765,770,775)을 통해 통신 서비스를 제공하는 것을 중심으로 설명하기로 한다. 여기서, 상기 위성 통신 시스템은, 각 빔의 중심 영역에서는 주파수 재사용 계수 1로, 즉 사용 가능한 주파수의 모든 서브캐리어(all)를 통해 통신 서비스를 제공하도록 주파수를 할당하고, 각 빔의 가장자리 영역에서는 사용 가능한 주파수를 복수의 서브캐리어 그룹들, 예컨대 3개의 서브캐리어 그룹으로 서브캐리어 그룹1(SC1), 서브캐리어 그룹2(SC2), 서브캐리어 그룹3(SC3), 서브캐리어 그룹4(SC4)로 분할하고, 인접한 빔들 간의 간섭이 최소화되도록 상기 분할한 서브캐리어 그룹들 중에서 소정 서브캐리어 그룹을 통해 통신 서비스를 제공하도록 주파수를 할당한다.Referring to FIG. 7, the satellite communication system forms a plurality of hierarchical multi-beams, for example, a global beam, a multi-regional beam, and a multi-spot beam, as described with reference to FIG. 2. The description of the provision of the communication service through the global beam is omitted by the satellite communication system, and the description will be mainly given on providing the communication service through the multi-regional beam 700, 780 and the multi-spot beam 705, 710, 715, 720, 725, 730, 735, 740, 745, 750, 760, 765, 770, 775. Here, the satellite communication system allocates a frequency to provide a communication service with a frequency reuse factor of 1 in the center region of each beam, that is, through all subcarriers (all) of available frequencies, and uses it in the edge region of each beam. The possible frequencies are divided into subcarrier groups 1 (SC1), subcarrier group 2 (SC2), subcarrier group 3 (SC3), and subcarrier group 4 (SC4) into a plurality of subcarrier groups, for example, three subcarrier groups. A frequency is allocated to provide a communication service through a predetermined subcarrier group among the divided subcarrier groups so that interference between adjacent beams is minimized.

보다 구체적으로 설명하면, 상기 위성 통신 시스템은, 멀티 리즈널 빔(700,780)의 중심 영역에 위치하는 단말에게는 사용 가능한 주파수 대역의 모든 서브캐리어(702,782)를 통해 통신 서비스를 제공하도록 할당하고, 멀티 스팟 빔(705,710,715,720,725,730,735,740,745,750,760,765,770,775)의 중심 영역에 위치하는 단말에게도 사용 가능한 주파수 대역의 모든 서브캐리어(707,712,717,722,727,732,737,742,747,752,762,767,772,777)를 통해 통신 서비스를 제공하도록 할당한다. 또한, 상기 위성 통신 시스템은, 멀티 리즈널 빔(700,780)의 가장자리 영역에 위치하는 단말에게는 서브캐리어 그룹4(704,784)를 통해 통신 서비스를 제공하도록 할당한다. 그리고, 상기 위성 통신 시스템은, 멀티 스팟 빔(705,710,715,720,725,730,735,740,745,750,760,765,770,775)의 가장자리 영역에 위치하는 단말에게는 서브캐리어 그룹1(714,734,744,774), 서브캐리어 그룹2(709,719,724,739,749,764,779), 및 서브캐리어 그룹3(729,754,769)을 통해 각각 통신 서비스를 제공하도록 각각 할당한다.In more detail, the satellite communication system allocates a terminal located in the center region of the multi-regional beams 700 and 780 to provide a communication service through all subcarriers 702 and 782 of available frequency bands, and provides a multi-spot. A terminal located in the center region of the beams 705, 710, 715, 720, 725, 730, 735, 740, 745, 750, 760, 765, 770, 775 is allocated to provide communication service through all subcarriers 707, 712, 717, 722, 727, 732, 737, 742, 747, 752, 762, 767, 772, 777. In addition, the satellite communication system allocates a terminal located in the edge region of the multi-regional beams 700 and 780 to provide a communication service through subcarrier group 4 (704 and 784). In addition, the satellite communication system includes subcarrier group 1 (714,734,744,774), subcarrier group 2 (709,719,724,739,749,764,779), and subcarrier group 3 (729,754,769) for the terminal located in the edge region of the multi-spot beam 705,710,715,720,725,730,735,740,745,750,760,765,770,775. Assign each to provide a service.

여기서, 상기 위성 통신 시스템은, 멀티 리즈널 빔(700,780) 및 멀티 스팟 빔(705,710,715,720,725,730,735,740,745,750,760,765,770,775)의 중심 영역에 전술한 바와 같이 모든 서브캐리어를 통해 통신 서비스를 제공하도록 주파수를 할당함에 따라, 주파수 재사용 계수 1로써 주파수 사용 효율이 극대화되며, 또한 각 빔의 중심 영역에 할당된 모든 서브캐리어들에서는 인접한 빔들 간에 간섭이 최소화된다. 그리고, 상기 위성 통신 시스템은, 멀티 리즈널 빔(700,780) 및 멀티 스팟 빔(705,710,715,720,725,730,735,740,745,750,760,765,770,775)의 가장자리 영역에 인접한 빔의 가장자리 영역의 서브캐리어 그룹과 겹치지 않는 서브캐리어 그룹을 통해 통신 서비스를 제공하도록 주파수를 할당함에 따라, 각 인접한 빔들 간의 간섭이 최소화된다. 아울러, 상기 위성 통신 시스템은, 멀티 스팟 빔(705,710,715,720,725,730,735,740,745,750,760,765,770,775)의 가장자리 영역에서 사용하지 않는 서브캐리어 그룹, 즉 서브캐리어 그룹4를 멀티 리즈널 빔(700,780)의 가장자리 영역에 할당함으로써, 멀티 리즈널 빔(700,780)과 인접한 멀티 스팟 빔과의 간섭이 최소된다. 또한, 상기 위성 통신 시스템은, 멀티 리즈널 빔(700,780)의 가장자리 영역에서 전술한 바와 같이 서브캐리어 그룹4를 주파수 재사용 계수 1로 하여 재사용함으로써 주파수 사용 효율을 향상시킨다. 그러면 여기서, 도 8을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 위성 통신 시스템에서 전술한 바와 같이 계층적 멀티 빔을 형성하여 통신 서비스를 제공하기 위한 계층적 멀티 빔의 자원 및 전력 할당 정보를 전송하는 채널에 대해 보다 구체적으로 설명하기로 한다.In this case, the satellite communication system allocates frequencies to the center regions of the multi-regional beams 700, 780 and the multi-spot beams 705, 710, 715, 720, 725, 730, 735, 740, 745, 750, 760, 765, 770, 775 as described above to provide a communication service through all subcarriers. This maximizes the frequency usage efficiency and minimizes interference between adjacent beams in all subcarriers assigned to the center region of each beam. The satellite communication system uses a frequency to provide a communication service through a subcarrier group not overlapping with a subcarrier group in an edge region of a beam adjacent to an edge region of a multi-region beam 700, 780 and a multi-spot beam 705, 710, 715, 720, 725, 730, 735, 740, 745, 750, 760, 765, 770, 775. By assigning, interference between each adjacent beam is minimized. In addition, the satellite communication system assigns an unused subcarrier group, ie, subcarrier group 4, to the edge region of the multi-regional beam 700,780 by using the unused subcarrier group 4 in the edge region of the multi-spot beam 705,710,715,720,725,730,735,740,745,750,760,765,770,775. 700, 780 and the interference with the adjacent multi-spot beams are minimized. In addition, the satellite communication system improves frequency usage efficiency by reusing the subcarrier group 4 as the frequency reuse factor 1 in the edge regions of the multi-regional beams 700 and 780 as described above. Then, the channel for transmitting the resource and power allocation information of the hierarchical multi-beam for providing a communication service by forming a hierarchical multi-beam as described above in the satellite communication system according to an embodiment of the present invention with reference to FIG. This will be described in more detail.

도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 위성 통신 시스템의 채널 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.8 is a diagram schematically illustrating a channel structure of a satellite communication system according to an embodiment of the present invention.

도 8을 참조하면, 상기 위성 통신 시스템은, 전술한 바와 같이 계층적 멀티 빔, 예컨대 글로벌 빔, 리즈널 빔, 및 멀티 스팟 빔을 형성하고, 상기 형성한 계층적 멀티 빔에 자원, 예컨대 도 2 내지 도 7에서 설명한 바와 같이 주파수를 할당하고, 할당한 주파수를 통해 통신 서비스를 제공하도록 상기 형성한 계층적 멀티 빔의 전력을 할당하면, 이러한 계층적 멀티 빔의 자원 및 전력 할당 정보를 제어 채널(810,820,830)을 통해 서비스 영역 내에 존재하는 단말들로 전송하며, 또한 데이터 채널(840)을 통해 상기 단말들에게 데이터 트래픽을 전송하여 통신 서비스를 전송한다.Referring to FIG. 8, the satellite communication system forms a hierarchical multi-beam, for example, a global beam, a regional beam, and a multi-spot beam, as described above, and includes resources, such as FIG. 2, in the hierarchical multi-beam formed. As shown in FIG. 7, when a frequency is allocated and power of the formed hierarchical multi-beams is allocated to provide a communication service through the allocated frequency, the resource and power allocation information of the hierarchical multi-beams is controlled. It transmits to the terminals existing in the service area through the 810, 820, 830, and also transmits the data traffic to the terminals through the data channel 840 to transmit a communication service.

보다 구체적으로 설명하면, 상기 위성 통신 시스템은, 상기 계층적 멀티 빔에서 글로벌 빔의 주파수 할당 정보 및 전력 할당 정보를 제어 채널1(810)을 통해 상기 단말들에게 전송하고, 상기 계층적 멀티 빔에서 리즈널 빔의 주파수 할당 정보 및 전력 할당 정보를 제어 채널2(820)를 통해 상기 단말들에게 전송하며, 상기 계층적 멀티 빔에서 멀티 스팟 빔의 주파수 할당 정보 및 전력 할당 정보를 제어 채널3(830)를 통해 상기 단말들에게 전송한다. 그리고, 상기 위성 통신 시스템은, 상기 계층적 멀티 빔으로 데이터 채널(840)을 통해 데이터 트래픽을 상기 단말들에게 전송하여 통신 서비스를 제공한다. 여기서, 상기 제어 채널(810,820,830)은 상기 데이터 채널(840)과 같이 시간, 주파수, 및 부호 등의 다중화를 통해 함께 전송되며, 도 5는 시간 다중화된 제어 채널(810,820,830) 및 데이터 채널(840)을 도시한 도면이다.In more detail, the satellite communication system transmits the frequency allocation information and the power allocation information of the global beam to the terminals through the control channel 1 810 in the hierarchical multi-beam, and in the hierarchical multi-beam The frequency allocation information and the power allocation information of the regional beam are transmitted to the terminals through the control channel 2 (820), and the frequency allocation information and the power allocation information of the multi-spot beam in the hierarchical multi beam are controlled by the control channel 3 (830). And transmits to the terminals. The satellite communication system provides a communication service by transmitting data traffic to the terminals through the data channel 840 in the hierarchical multi-beam. Here, the control channels 810, 820, 830 are transmitted together through multiplexing of time, frequency, and sign like the data channel 840, and FIG. 5 shows the time multiplexed control channels 810, 820, 830 and data channel 840. Figure is shown.

또한, 상기 위성 통신 시스템으로부터 통신 서비스를 제공받고자 하는 단말들은, 멀티 스팟 빔을 통해 최초 접속을 시도하여 접속한 후, 상기 계층적 멀티 빔에서 글로벌 빔의 할당 정보가 포함된 제어 채널1(810)에서 자신의 자원 할당 정보를 확인하고, 상기 확인 결과 자신에게 해당하는 자원 할당 정보가 존재하지 않으면, 상기 계층적 멀티 빔에서 리즈널 빔의 할당 정보가 포함된 제어 채널2(820)에서 자신의 자원 할당 정보를 확인한다. 그리고, 상기 단말들은, 확인 결과 자신에게 해당하는 할당 정보가 존재하지 않으면 상기 계층적 멀티 빔에서 멀티 스팟 빔의 할당 정보가 포함된 제어 채널3(830)에서 자신의 자원 할당 정보를 확인한다.In addition, after attempting to access an initial terminal through a multi-spot beam, terminals to which communication service is to be provided from the satellite communication system are connected, and then control channel 1 810 including global beam allocation information in the hierarchical multi-beam. If the resource allocation information is confirmed by the UE and the resource allocation information corresponding to the result of the check does not exist, the resource of the own channel in the control channel 2 820 including the allocation information of the regional beams in the hierarchical multi-beam Check the allocation information. If the allocation information does not exist as a result of the checking, the terminals check their resource allocation information in the control channel 3 830 including the allocation information of the multi-spot beam in the hierarchical multi-beam.

이렇게 상기 제어 채널(810,820,830)로부터 자신에게 해당하는 할당 정보를 확인한 단말은, 상기 확인한 할당 정보를 이용하여 해당하는 빔을 통해 데이터 채널(840)로 데이터 트래픽을 수신하여 통신 서비스를 제공받는다. 그러면 여기서, 도 9를 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 위성 통신 시스템의 계층적 멀티 빔을 통한 통신 서비스 제공 시 프레임 구조를 보다 구체적으로 설명하기로 한다.The terminal confirming the allocation information corresponding to itself from the control channels 810, 820, and 830 receives data traffic through the corresponding beam through the corresponding beam and receives the communication service using the identified allocation information. Next, the frame structure when providing a communication service through the hierarchical multi-beam of the satellite communication system according to an embodiment of the present invention will be described in more detail with reference to FIG. 9.

도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 위성 통신 시스템의 프레임 구조를 개략적으로 도시한 도면이다. 여기서, 도 9는, 도 6에서 설명한 바와 같이 위성 통신 시스템이 OFDMA 방식을 기반으로 하여 주파수 대역의 서브캐리어 재사용을 위해 계층적 멀티 빔 패턴으로 통신 서비스를 제공할 경우의 프레임 구조를 개략적으로 도시한 도면이다. 후술할 도 9에서는 도 6에서 설명한 바와 같이 위성 통신 시스템이 사용 가능한 주파수 대역을 3개의 서브캐리어 그룹, 즉 서브캐리어 그룹1, 서브캐리어 그룹2, 및 서브캐리어 그룹3으로 분할하여 계층적 멀티 빔의 가장자리 영역에 할당하는 경우를 중심으로 설명하지만, 본 발명은, 도 7에서 설명한 바와 같이 4개의 서브캐리어 그룹으로 분할하는 경우를 포함한 다른 경우에도 동일하게 적용될 수 있다.9 is a diagram schematically illustrating a frame structure of a satellite communication system according to an embodiment of the present invention. Here, FIG. 9 schematically illustrates a frame structure when the satellite communication system provides a communication service in a hierarchical multi-beam pattern for subcarrier reuse of a frequency band based on the OFDMA scheme as described with reference to FIG. 6. Drawing. In FIG. 9 to be described later, as described with reference to FIG. 6, a frequency band that can be used by the satellite communication system is divided into three subcarrier groups, namely, subcarrier group1, subcarrier group2, and subcarrier group3, thereby providing a hierarchical multi-beam. Although a case of allocating to an edge region will be described, the present invention can be similarly applied to other cases including the case of dividing into four subcarrier groups as described with reference to FIG. 7.

도 9를 참조하면, 상기 위성 통신 시스템은, 소정 프레임, 예컨대 프레임1(902) 및 프레임2(904)의 시구간을 분할하여 제1시구간의 모든 서브캐리어(SCall) 영역(910,930)을 통해 계층적 멀티 빔의 중심 영역에서 통신 서비스를 제공하도록 할당하고, 제2시구간을 복수의 서브캐리어 그룹 영역으로 분할, 예컨대 서브캐리어 그룹1(SC1) 영역(925,945), 서브캐리어 그룹2(SC2) 영역(920,940), 및 서브캐리어 그룹3(SC3) 영역(915,935)으로 분할한 후, 상기 분할한 서브캐리어 그룹 영역들(925,945,920,940,915,935)을 통해 계층적 멀티 빔의 가장자리 영역에서 통신 서비스를 제공하도록 할당한다.Referring to FIG. 9, the satellite communication system divides a time period of a predetermined frame, for example, frame 1 902 and frame 2 904 and hierarchies through all subcarrier regions 910 and 930 of the first time period. Allocate a communication service in the center region of the multi-beam, and divide the second time period into a plurality of subcarrier group regions, for example, subcarrier group 1 (SC1) regions 925 and 945, subcarrier group 2 (SC2) regions 920, 940, and subcarrier group 3 (SC3) regions 915, 935, and then allocate the communication service in the edge region of the hierarchical multi-beam through the divided subcarrier group regions 925, 945, 920, 940, 915, 935.

여기서, 상기 위성 통신 시스템은, 제1시구간의 서브캐리어 영역(910,930)을 주파수 재사용 계수 1로 하여 각 빔의 중심 영역에 존재하는 단말들에게 데이터 트래픽을 전송하며, 제2시구간의 서브캐리어 그룹 영역들(925,945,920,940,915,935)을 통해 각 빔의 가장자리 영역에서 인접 빔들 간 간섭을 최소화하여 단말들에게 데이터 트래픽을 전송한다. 또한, 상기 위성 통신 시스템은, 전술한 바와 같이 서브캐리어 그룹을 3개가 아닌 그 이상 또는 그 이하로 분할할 경우, 제2시구간을 해당하는 서브캐리어 그룹 영역으로 분할한 후, 각 빔의 가장자리 영역에 할당하여 통신 서비스를 제공한다. 그리고, 상기 제1시구간에서 서브캐리어 영역(910,930)의 사이즈 및 제2시구간에서 서브캐리어 그룹 영역들(925,945,920,940,915,935)의 사이즈는, 계층적 멀티 빔의 중심 영역 및 가장자리 영역에서의 트래픽 양, 다시 말해 각 영역에 존재하는 단말들의 개수 및 각 단말들의 트래픽 양에 상응하여 결정된다. 그러면 여기서, 도 10을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 위성 통신 시스템에서 계층적 멀티 빔을 통해 서비스 제공 동작을 보다 구체적으로 설명하기로 한다.Here, the satellite communication system transmits data traffic to terminals existing in the center region of each beam using the subcarrier regions 910 and 930 of the first time period as the frequency reuse factor 1, and the subcarrier group area of the second time period. Through the fields 925, 945, 920, 940, 915, 935, data traffic is transmitted to the terminals by minimizing interference between adjacent beams in the edge region of each beam. Further, when the satellite communication system divides the subcarrier group into more than or less than three as described above, the satellite communication system divides the second time period into the corresponding subcarrier group region, and then the edge region of each beam. To provide communication services. In addition, the size of the subcarrier regions 910 and 930 in the first time period and the size of the subcarrier group regions 925, 945, 920, 940, 915 and 935 in the second time period are the amount of traffic in the center region and the edge region of the hierarchical multi-beam. In other words, the number of terminals existing in each region and the amount of traffic of each terminal are determined in correspondence. Then, the service providing operation through the hierarchical multi-beam in the satellite communication system according to an embodiment of the present invention will be described in more detail with reference to FIG. 10.

도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 위성 통신 시스템에서 서비스 제공 과정을 개략적으로 도시한 도면이다.10 is a diagram schematically illustrating a service providing process in a satellite communication system according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 10을 참조하면, 상기 위성 통신 시스템은, 1005단계에서 서비스 영역 내에 존재하여 통신 서비스를 제공받고자 하는 단말들이 멀티 스팟 빔을 통해 최초 접속하면, 1010단계에서 상기 접속 단말들의 개수 및 단말들로 송수신할 데이터 트래픽 양을 확인한다. 보다 구체적으로 설명하면, 상기 위성 통신 시스템은, 서비스 영역 내에서 통신 서비스를 제공받고자 하는 사용자, 즉 단말들의 분포 및 상기 각 단말들의 트래픽 양을 모니터링한다. 이때, 상기 단말들은, 현재 자신이 위치하는 영역을 커버하는 커버리지 사이즈를 갖는 멀티 스팟 빔으로 상향링크를 통해 통신 서비스를 요청하는 서비스 요청 신호, 다시 말해 상기 위성 통신 시스템에 접속하여 제공받고자 하는 통신 서비스에 대한 정보, 예컨대 단말의 트래픽 양을 결정하는 서비스 타입 정보 등이 포함된 서비스 요청 신호를 전송한다. 그리고, 상기 위성 통신 시스템은, 상향링크의 멀티 스팟 빔으로 통신 서비스를 요청한 단말들의 개수를 확인하고, 또한 상기 상향링크의 멀티 스팟 빔 별로 트래픽 양을 확인한다.Referring to FIG. 10, in step 1010, when the terminals that are in a service area and want to receive a communication service access first through a multi-spot beam, the satellite communication system transmits / receives the number of terminals and the terminals to the terminals in step 1010. Check the amount of data traffic to do. In more detail, the satellite communication system monitors a distribution of users, that is, terminals, and traffic amount of each terminal, which is to receive a communication service in a service area. At this time, the terminals are a service request signal for requesting a communication service through uplink with a multi-spot beam having a coverage size covering the area where the terminal is currently located, that is, a communication service to be provided by accessing the satellite communication system. It transmits a service request signal including information about, for example, service type information for determining the amount of traffic of the terminal. The satellite communication system checks the number of terminals requesting a communication service through an uplink multi-spot beam, and also checks the amount of traffic for each uplink multi-spot beam.

그런 다음, 1015단계에서 상기 위성 통신 시스템은, 상기 확인한 단말들의 개수 및 각 단말들의 트래픽 양으로부터 서비스 영역 내의 멀티 스팟 빔 별 커버리지에서 요구되는 총 트래픽 양(required traffic volume)을 산출하고, 상기 산출한 총 트래픽 양과 계층적 멀티 빔에서 가장 큰 커버리지 사이즈를 갖는 빔, 예컨대 글로벌 빔의 가용 용량(available capacity)을 비교한다. 다시 말해, 상기 위성 통신 시스템은, 상향링크를 통해 각 단말들이 송신한 신호를 이용하여 각 멀티 스팟 빔 별로 각 빔 커버리지 내에서 통신 서비스를 제공받고자 하는 단말의 개수와 총 트래픽 양을 산출하고, 멀티 스팟 빔으로부터 요구되는 총 트래픽 양을 기준으로 상기 멀티 스팟 빔보다 큰 커버리지 사이지를 갖는 빔, 즉 상위 계층의 빔들로 글로범 빔 및 리즈널 빔에서 요구되는 총 트래픽 양을 산출하며, 상기 산출한 총 트래픽 양과 최상위 계층의 빔으로 글로벌 빔의 가용 용량과 비교한다.Then, in step 1015, the satellite communication system calculates the required traffic volume required for the coverage for each multi-spot beam in the service area from the number of the identified terminals and the traffic amounts of the respective terminals, and calculates the calculated traffic volume. Compare the total traffic amount and the available capacity of the beam with the largest coverage size in the hierarchical multi-beam, for example, the global beam. In other words, the satellite communication system calculates the total number of traffic and the total amount of traffic to be provided with the communication service in each beam coverage for each multi-spot beam by using the signals transmitted by each terminal through uplink, The total traffic amount required for the global beam and the regional beam is calculated from beams having a larger coverage size than the multi-spot beam, that is, upper layer beams, based on the total traffic amount required from the spot beam. The traffic amount and the beam at the top layer are compared with the available capacity of the global beam.

상기 1015단에서의 비교 결과, 상기 총 트래픽 양이 글로벌 빔의 가용 용량보다 작으면, 다시 말해 서비스 영역 내에 존재하는 단말들의 개수 및 각 단말들의 트래픽 양에 따른 커버리지가 글로벌 빔의 커버리지 사이즈보다 작으면, 1020단계에서 상기 위성 통신 시스템은, 글로벌 빔으로 서비스 영역 내에 존재하는 단말들로의 통신 서비스 제공을 결정한다. 즉, 상기 위성 통신 시스템은, 산출된 총 트래픽 양이 글로벌 빔을 통해 제공할 수 있는 가용 용량을 초과하지 않음으로, 서비스 영역 내에 존재하는 모든 단말들과는 글로벌 빔을 통해 통신을 수행하여 통신 서비스를 제공한다.As a result of the comparison in step 1015, if the total traffic amount is smaller than the available capacity of the global beam, that is, if the coverage according to the number of terminals existing in the service area and the traffic amount of each terminal is smaller than the coverage size of the global beam, In step 1020, the satellite communication system determines to provide a communication service to terminals existing within a service area using a global beam. That is, the satellite communication system provides a communication service by performing a communication through the global beam with all terminals existing in the service area since the calculated total traffic amount does not exceed the available capacity that can be provided through the global beam. do.

그리고, 1025단계에서 상기 위성 통신 시스템은, 글로범 빔을 통해 통신 서비스를 제공받는 각 단말들의 QoS를 만족하면서, 아울러 통신 서비스 제공시 최소의 전력으로 주파수 사용 효율을 극대화하도록 자원 및 전력을 할당하고, 상기 할당된 자원 및 전력에 대한 정보를 전술한 바와 같이 제어 채널을 통해 전송하여 단말들에게 통신 서비스를 제공한다.In operation 1025, the satellite communication system allocates resources and power to satisfy the QoS of each terminal receiving the communication service through the global beam, and maximize the frequency use efficiency with the minimum power in providing the communication service. In addition, the information on the allocated resource and power is transmitted through the control channel as described above to provide communication services to the terminals.

한편, 상기 1015단계에서의 비교 결과, 상기 총 트래픽 양이 글로벌 빔의 가용 용량보다 크면, 다시 말해 서비스 영역 내에 존재하는 단말들의 개수 및 각 단말들의 트래픽 양에 따른 커버리지가 글로벌 빔의 커버리지 사이즈보다 크면, 1030단계에서 상기 위성 통신 시스템은, 상기 총 트래픽 양과 글로범 빔의 하위 계층의 빔, 즉 리즈널 빔의 가용 용량과 비교한다. 여기서, 상기 총 트래픽 양과 리즈널 빔의 가용 용량과의 비교는 멀티 리즈널 빔에서 리즈널 빔 별로 각각 독립적으로 수행된다.On the other hand, as a result of the comparison in step 1015, if the total traffic amount is larger than the available capacity of the global beam, that is, if the coverage according to the number of terminals existing in the service area and the traffic amount of each terminal is larger than the coverage size of the global beam In step 1030, the satellite communication system compares the total traffic amount with available capacity of a lower layer beam, that is, a regional beam, of the global beam. Here, the comparison between the total traffic amount and the available capacity of the regional beam is performed independently for each regional beam in the multi-regional beam.

그리고, 상기 1030단계에서의 비교 결과, 상기 총 트래픽 양이 리즈널 빔의 가용 용량보다 작으면, 다시 말해 서비스 영역 내에 존재하는 단말들의 개수 및 각 단말들의 트래픽 양에 따른 커버리지가 리즈널 빔의 커버리지 사이즈보다 작으면, 1035단계에서 상기 위성 통신 시스템은, 리즈널 빔으로 서비스 영역 내에 존재하는 단말들로의 통신 서비스 제공을 결정한다. 즉, 상기 위성 통신 시스템은, 산출된 총 트래픽 양이 리즈널 빔을 통해 제공할 수 있는 가용 용량을 초과하지 않음으로, 서비스 영역 내에 존재하는 모든 단말들과는 리즈널 빔을 통해 통신을 수행하여 통신 서비스를 제공한다.When the total traffic amount is smaller than the available capacity of the terminal beam, the coverage according to the number of terminals existing in the service area and the traffic amount of each terminal is determined as a result of the comparison in step 1030. If it is smaller than the size, in step 1035, the satellite communication system determines the provision of the communication service to the terminals existing in the service area by the regional beams. That is, in the satellite communication system, since the calculated total traffic amount does not exceed the available capacity that can be provided through the terminal beam, the satellite communication system communicates with all terminals existing in the service area through the terminal beam. To provide.

그리고, 1025단계에서 상기 위성 통신 시스템은, 리즈널 빔을 통해 통신 서비스를 제공받는 각 단말들의 QoS를 만족하면서, 아울러 통신 서비스 제공시 최소의 전력으로 주파수 사용 효율을 극대화하도록 자원 및 전력을 할당하고, 상기 할당된 자원 및 전력에 대한 정보를 전술한 바와 같이 제어 채널을 통해 전송하여 단말들에게 통신 서비스를 제공한다.In operation 1025, the satellite communication system allocates resources and power to satisfy the QoS of each terminal receiving the communication service through the regional beam and maximize the efficiency of using the frequency with the minimum power when providing the communication service. In addition, the information on the allocated resource and power is transmitted through the control channel as described above to provide communication services to the terminals.

여기서, 상기 위성 통신 시스템은, 전술한 바와 같이 인접 빔들 간 간섭이 최소화되도록 인접한 멀티 리즈널 빔 간에 서로 다른 중심 주파수를 갖는 주파수를 할당하거나, 또는 인접한 멀티 스팟 빔과 서로 다른 중심 주파수를 갖는 주파수를 할당한다. 또한, 상기 위성 통신 시스템은, OFDMA 방식을 기반으로 하여 사용 가능한 주파수 대역을 복수의 서브캐리어 그룹으로 분할한 후, 리즈널 빔의 중심 영역에는 사용 가능한 주파수 대역의 모든 서브캐리어를 할당하고 가장자리 영역에는 상기 분할한 서브캐리어 그룹 중에서 인접한 멀티 스팟 빔의 가장자리 영역에 할당되지 않은 서브캐리어 그룹을 할당한다.Herein, the satellite communication system allocates frequencies having different center frequencies between adjacent multi-region beams to minimize interference between adjacent beams as described above, or assigns frequencies having different center frequencies from adjacent multi-spot beams. Assign. Further, the satellite communication system divides the usable frequency band into a plurality of subcarrier groups based on the OFDMA scheme, and then allocates all subcarriers of the usable frequency band to the center region of the regional beam and to the edge region. An unassigned subcarrier group is allocated to the edge region of the adjacent multi-spot beam among the divided subcarrier groups.

아울러, 상기 1030단계에서의 비교 결과, 상기 총 트래픽 양이 리즈널 빔의 가용 용량보다 크면, 다시 말해 서비스 영역 내에 존재하는 단말들의 개수 및 각 단말들의 트래픽 양에 따른 커버리지가 리즈널 빔의 커버리지 사이즈보다 크면, 1040단계에서 상기 위성 통신 시스템은, 상기 리즈널 빔의 하위 계층의 빔, 즉 멀티 스팟 빔으로 서비스 영역 내에 존재하는 단말들로의 통신 서비스 제공을 결정한다. 즉, 상기 위성 통신 시스템은, 산출된 총 트래픽 양이 멀티 스팟 빔을 통해 제공할 수 있는 가용 용량을 초과하지 않음으로, 서비스 영역 내에 존재하는 모든 단말들과는 멀티 스팟 빔을 통해 통신을 수행하여 통신 서비스를 제공한다.In addition, as a result of the comparison in step 1030, if the total traffic amount is larger than the available capacity of the regional beam, that is, the coverage according to the number of terminals existing in the service area and the traffic amount of each terminal is the coverage size of the regional beam. If greater, in step 1040, the satellite communication system determines to provide a communication service to terminals existing in a service area as a beam of a lower layer of the regional beam, that is, a multi-spot beam. That is, in the satellite communication system, the calculated total traffic amount does not exceed the available capacity that can be provided through the multi-spot beam, thereby communicating with all terminals existing in the service area through the multi-spot beam to provide a communication service. To provide.

그리고, 1025단계에서 상기 위성 통신 시스템은, 멀티 스팟 빔을 통해 통신 서비스를 제공받는 각 단말들의 QoS를 만족하면서, 아울러 통신 서비스 제공시 최소의 전력으로 주파수 사용 효율을 극대화하도록 자원 및 전력을 할당하고, 상기 할당된 자원 및 전력에 대한 정보를 전술한 바와 같이 제어 채널을 통해 전송하여 단말들에게 통신 서비스를 제공한다.In operation 1025, the satellite communication system allocates resources and power to satisfy the QoS of each terminal receiving the communication service through the multi-spot beam, and maximize the frequency use efficiency with the minimum power in providing the communication service. In addition, the information on the allocated resource and power is transmitted through the control channel as described above to provide communication services to the terminals.

여기서, 상기 위성 통신 시스템은, 전술한 바와 같이 인접 빔들 간 간섭이 최소화되도록 인접한 멀티 리즈널 빔 간에 서로 다른 중심 주파수를 갖는 주파수를 할당하거나, 또는 인접한 멀티 스팟 빔과 서로 다른 중심 주파수를 갖는 주파수를 할당한다. 또한, 상기 위성 통신 시스템은, OFDMA 방식을 기반으로 하여 사용 가능한 주파수 대역을 복수의 서브캐리어 그룹으로 분할한 후, 멀티 스팟 빔의 중심 영역에는 사용 가능한 주파수 대역의 모든 서브캐리어를 할당하고 가장자리 영역에는 상기 분할한 서브캐리어 그룹 중에서 인접한 리즈널 빔 및 인접한 멀티 스팟 빔의 가장자리 영역에 할당되지 않은 서브캐리어 그룹을 할당한다.Herein, the satellite communication system allocates frequencies having different center frequencies between adjacent multi-region beams to minimize interference between adjacent beams as described above, or assigns frequencies having different center frequencies from adjacent multi-spot beams. Assign. The satellite communication system divides the usable frequency band into a plurality of subcarrier groups based on the OFDMA scheme, and then allocates all the subcarriers of the usable frequency band to the center region of the multi-spot beam and to the edge region. An unassigned subcarrier group is allocated to the edge regions of the adjacent regional beams and the adjacent multi-spot beams among the divided subcarrier groups.

한편, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
While the invention has been shown and described with reference to certain preferred embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made without departing from the spirit and scope of the invention. Therefore, the scope of the present invention should not be limited by the described embodiments, but should be determined by the scope of the appended claims, as well as the appended claims.

Claims (21)

위성 통신 시스템에서 서비스 제공 방법에 있어서,
서비스 영역 내에 존재하여 서비스를 제공받고자 하는 단말들로부터 서비스 요청 신호를 수신하는 단계;
상기 서비스 요청 신호를 이용하여 상기 서비스 영역 내에서의 총 트래픽 양을 산출하는 단계;
상기 산출한 총 트래픽 양을 커버하여 상기 단말들로 서비스를 제공하는 계층적 멀티 빔(hierarchical multi beam)을 형성하는 단계; 및
상기 계층적 멀티 빔에 자원 및 전력을 할당하고, 상기 할당한 자원 및 전력의 할당 정보를 상기 단말들로 전송한 후, 상기 할당한 자원 및 전력으로 상기 계층적 멀티 빔을 통해 상기 단말들에게 서비스를 제공하는 단계;를 포함하며,
상기 서비스 영역에는, 상기 산출한 총 트래핑 양과 상기 계층적 멀티 빔의 가용 용량을 비교하여, 상기 계층적 멀티 빔의 커버리지 사이즈가 상기 산출한 총 트래핑 양을 커버하는 소정 계층의 멀티 빔이 형성되는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 서비스 제공 방법.
A service providing method in a satellite communication system,
Receiving a service request signal from terminals present in a service area to receive a service;
Calculating a total traffic amount in the service area by using the service request signal;
Forming a hierarchical multi beam providing a service to the terminals by covering the calculated total traffic amount; And
After allocating resources and power to the hierarchical multi-beams, and transmitting the allocated resource and power allocation information to the terminals, service the terminals through the hierarchical multi-beams with the allocated resources and powers. Providing;
Comparing the calculated total trapping amount with the available capacity of the hierarchical multi-beams in the service area, a multi-layer of a predetermined layer is formed in which the coverage size of the hierarchical multi-beams covers the calculated total trapping amount. Characterized in that the service providing method.
제1항에 있어서, 상기 계층적 멀티 빔을 형성하는 단계는,
상기 산출한 총 트래픽 양에 따라 서로 다른 커버리지 사이즈(coverage size)를 갖는 상기 계층적 멀티 빔을 형성하는 단계;
상기 계층적 멀티 빔의 커버리지 사이즈에 상응하여 결정된 계층 별 멀티 빔의 가용 용량과 상기 산출한 총 트래픽 양을 비교하는 단계; 및
상기 비교 결과에 따라 상기 단말들로 서비스를 제공하는 계층적 멀티 빔을 결정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 서비스 제공 방법.
The method of claim 1, wherein the forming of the hierarchical multi-beams comprises:
Forming the hierarchical multi-beams having different coverage sizes according to the calculated total traffic amount;
Comparing the available capacity of the multi-beams per layer determined according to the coverage size of the hierarchical multi-beams with the calculated total traffic amount; And
Determining a hierarchical multi-beam providing a service to the terminals according to the comparison result.
제2항에 있어서,
상기 비교하는 단계는, 상기 계층적 멀티 빔에서 최상위 계층 멀티 빔부터 계층 별로 순차적으로 각각 비교하는 것을 특징으로 하는 서비스 제공 방법.
3. The method of claim 2,
The comparing may include comparing each of the hierarchical multi-beams sequentially from the highest hierarchical multi-beams in the hierarchical multi-beams.
제2항에 있어서, 상기 계층적 멀티 빔을 형성하는 단계는,
상기 산출한 총 트래픽 양이 상기 계층적 멀티 빔에서 상기 소정 계층의 멀티 빔의 가용 용량을 초과하지 않을 경우, 상기 소정 계층의 멀티 빔을 통한 상기 단말들로의 서비스 제공을 결정하고;
상기 산출한 총 트래픽 양이 상기 소정 계층의 멀티 빔의 가용 용량을 초과할 경우, 상기 계층적 멀티 빔에서 상기 소정 계층의 멀티 빔의 다음 하위 계층의 멀티 빔의 가용 용량과 상기 산출한 총 트래픽 양을 비교하는 것을 특징으로 하는 서비스 제공 방법.
The method of claim 2, wherein the forming of the hierarchical multi-beams comprises:
If the calculated total amount of traffic does not exceed the available capacity of the multi-beams of the predetermined layer in the hierarchical multi-beams, determine service provision to the terminals through the multi-beams of the predetermined layer;
When the calculated total traffic amount exceeds the available capacity of the multi-beam of the predetermined layer, the available capacity of the multi-beam of the next lower layer of the multi-beam of the predetermined layer and the calculated total traffic amount in the hierarchical multi-beam Service providing method characterized in that to compare.
제1항에 있어서,
상기 계층적 멀티 빔에 자원 및 전력을 할당하는 단계는, 상기 계층적 멀티 빔 중 상기 서비스 영역에서 인접한 빔들에는 서로 다른 중심 주파수를 갖는 주파수를 할당하는 것을 특징으로 하는 서비스 제공 방법.
The method of claim 1,
The allocating of resources and power to the hierarchical multi-beams may include assigning frequencies having different center frequencies to adjacent beams in the service area among the hierarchical multi-beams.
제1항에 있어서, 상기 계층적 멀티 빔에 자원 및 전력을 할당하는 단계는,
상기 서비스 영역에서 사용 가능한 주파수의 서브캐리어를 복수의 서브캐리어 그룹들로 분할하는 단계; 및
상기 계층적 멀티 빔의 중심 영역에는 상기 사용 가능한 주파수의 모든 서브캐리어를 할당하고, 상기 계층적 멀티 빔 중 상기 서비스 영역에서 인접한 빔들의 가장자리 영역에는 서로 다른 서브캐리어 그룹을 할당하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 서비스 제공 방법.
The method of claim 1, wherein allocating resources and power to the hierarchical multi-beams comprises:
Dividing a subcarrier of a frequency usable in the service area into a plurality of subcarrier groups; And
Allocating all subcarriers of the usable frequency to a center region of the hierarchical multi-beams, and assigning different subcarrier groups to edge regions of adjacent beams in the service region of the hierarchical multi-beams; Service providing method, characterized in that.
제1항에 있어서, 상기 계층적 멀티 빔에 자원 및 전력을 할당하는 단계는,
상기 단말들로 서비스를 제공하는 프레임의 시구간을 제1시구간 및 제2시구간으로 분할하고, 상기 제2시구간의 서브캐리어를 복수의 서브캐리어 그룹들로 분할하는 단계; 및
상기 계층적 멀티 빔의 중심 영역에는 상기 제1시구간의 모든 서브캐리어를 할당하고, 상기 계층적 멀티 빔 중 상기 서비스 영역에서 인접한 빔들의 가장자리 영역에는 서로 다른 서브캐리어 그룹을 할당하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 서비스 제공 방법.
The method of claim 1, wherein allocating resources and power to the hierarchical multi-beams comprises:
Dividing a time period of a frame providing a service to the terminals into a first time period and a second time period, and dividing a subcarrier of the second time period into a plurality of subcarrier groups; And
Allocating all subcarriers of the first time period to a central region of the hierarchical multi-beams, and assigning different subcarrier groups to edge regions of adjacent beams in the service area among the hierarchical multi-beams; Service providing method, characterized in that.
제1항에 있어서,
상기 할당한 자원 및 전력의 할당 정보를 상기 단말들로 전송하는 단계는, 상기 계층적 멀티 빔에 각각 해당하는 제어 채널을 통해 전송하는 것을 특징으로 하는 서비스 제공 방법.
The method of claim 1,
And transmitting the allocated resource and power allocation information to the terminals through a control channel corresponding to the hierarchical multi-beams, respectively.
제1항에 있어서,
상기 단말들로부터 서비스 요청 신호를 수신하는 단계는, 상기 계층적 멀티 빔 중 최하위 계층의 멀티 빔으로 상향링크를 통해 각 단말들의 트래픽 정보가 포함된 서비스 요청 신호를 수신하는 것을 특징으로 하는 서비스 제공 방법.
The method of claim 1,
Receiving a service request signal from the terminals, the service providing method characterized in that for receiving the service request signal including the traffic information of each terminal through the uplink multi-beams of the lowest layer of the hierarchical multi-beams .
제1항에 있어서,
상기 총 트래픽 양을 산출하는 단계는, 상기 서비스 영역 내에서 서비스를 제공받고자 하는 단말들의 개수 및 각 단말들의 트래픽 양을 확인하고, 상기 확인한 단말들의 개수 및 각 단말들의 트래픽 양으로부터 상기 서비스 영역에서 요구되는 총 트래픽 양을 산출하는 것을 특징으로 하는 서비스 제공 방법.
The method of claim 1,
The calculating of the total traffic amount may include checking the number of terminals to be provided with the service and the traffic amount of each terminal in the service area, and requesting the service area from the checked number of terminals and the traffic amount of each terminal. A service providing method comprising calculating the total traffic amount.
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 계층적 멀티 빔은, 가장 큰 커버리지 사이즈를 갖는 최상위 계층의 글로벌 빔(global beam), 상기 글로벌 빔보다 작은 커버리지 사이즈를 갖는 리즈널 빔(regional beam), 및 가장 작은 커버리지 사이즈를 갖는 최하위 계층의 스팟 빔(spot beam)을 포함하는 것을 특징으로 하는 서비스 제공 방법.
11. The method according to any one of claims 1 to 10,
The hierarchical multi-beam includes a global beam of the highest layer having the largest coverage size, a regional beam having a smaller coverage size than the global beam, and a lowest layer having the smallest coverage size. A service providing method comprising a spot beam.
위성 통신 시스템에서 서비스 제공 시스템에 있어서,
서비스 영역 내에 존재하고, 제1통신 방식 및 지상 보조 장치 또는 네트워크를 통한 제2통신 방식 중 하나의 방식으로 상기 위성 통신 시스템에 접속하여 서비스를 제공받는 복수의 단말들; 및
상기 서비스 영역 내에서 서비스를 제공받고자 하는 상기 단말들로부터 서비스 요청 신호를 수신하면, 상기 서비스 요청 신호를 이용하여 상기 서비스 영역 내에서의 총 트래픽 양을 산출하고, 상기 산출한 총 트래픽 양을 커버하는 계층적 멀티 빔(hierarchical multi beam)을 통해 상기 서비스 영역으로 서비스를 제공하는 위성 기지국;을 포함하며,
상기 서비스 영역에는, 상기 산출한 총 트래핑 양과 상기 계층적 멀티 빔의 가용 용량을 비교하여, 상기 계층적 멀티 빔의 커버리지 사이즈가 상기 산출한 총 트래핑 양을 커버하는 소정 계층의 멀티 빔이 형성되는 것을 특징으로 하는 서비스 제공 시스템.
A service providing system in a satellite communication system,
A plurality of terminals existing within a service area and receiving services by accessing the satellite communication system using one of a first communication method and a terrestrial auxiliary device or a second communication method through a network; And
When the service request signal is received from the terminals to be provided with the service in the service area, the total amount of traffic in the service area is calculated using the service request signal and covers the calculated total traffic amount. And a satellite base station that provides a service to the service area through a hierarchical multi beam.
Comparing the calculated total trapping amount with the available capacity of the hierarchical multi-beams in the service area, a multi-layer of a predetermined layer is formed in which the coverage size of the hierarchical multi-beams covers the calculated total trapping amount. Characterized by a service providing system.
제12항에 있어서,
상기 위성 기지국은, 상기 산출한 총 트래픽 양에 따라 서로 다른 커버리지 사이즈(coverage size)를 갖는 상기 계층적 멀티 빔을 형성한 후, 상기 계층적 멀티 빔에 자원 및 전력을 할당하고, 상기 할당한 자원 및 전력의 할당 정보를 상기 계층적 멀티 빔에 각각 해당하는 제어 채널을 통해 상기 서비스 영역으로 전송한 후, 상기 할당한 자원 및 전력으로 상기 계층적 멀티 빔을 통해 서비스를 제공하는 것을 특징으로 하는 서비스 제공 시스템.
The method of claim 12,
The satellite base station forms the hierarchical multi-beams having different coverage sizes according to the calculated total traffic amount, allocates resources and power to the hierarchical multi-beams, and allocates the allocated resources. And transmitting power allocation information to the service area through a control channel corresponding to the hierarchical multi-beam, respectively, and then providing a service through the hierarchical multi-beam with the allocated resource and power. Provide system.
제13항에 있어서,
상기 위성 기지국은, 상기 계층적 멀티 빔 중 상기 서비스 영역에서 인접한 빔들에는 서로 다른 중심 주파수를 갖는 주파수를 할당하는 것을 특징으로 하는 서비스 제공 시스템.
The method of claim 13,
And the satellite base station assigns frequencies having different center frequencies to adjacent beams in the service area among the hierarchical multi-beams.
제13항에 있어서,
상기 위성 기지국은, 상기 서비스 영역에서 사용 가능한 주파수의 서브캐리어를 복수의 서브캐리어 그룹들로 분할하며, 상기 계층적 멀티 빔의 중심 영역에는 상기 사용 가능한 주파수의 모든 서브캐리어를 할당하고, 상기 계층적 멀티 빔 중 상기 서비스 영역에서 인접한 빔들의 가장자리 영역에는 서로 다른 서브캐리어 그룹을 할당하는 것을 특징으로 하는 서비스 제공 시스템.
The method of claim 13,
The satellite base station divides a subcarrier of a frequency usable in the service area into a plurality of subcarrier groups, allocates all subcarriers of the usable frequency to the center region of the hierarchical multi-beam, and assigns the hierarchical And a different subcarrier group is allocated to edge areas of adjacent beams in the service area among the multi-beams.
제13항에 있어서,
상기 위성 기지국은, 상기 서비스 영역으로 서비스를 제공하는 프레임의 시구간을 제1시구간 및 제2시구간으로 분할하고, 상기 제2시구간의 서브캐리어를 복수의 서브캐리어 그룹들로 분할하며, 상기 계층적 멀티 빔의 중심 영역에는 상기 제1시구간의 모든 서브캐리어를 할당하고, 상기 계층적 멀티 빔 중 상기 서비스 영역에서 인접한 빔들의 가장자리 영역에는 서로 다른 서브캐리어 그룹을 할당하는 것을 특징으로 하는 서비스 제공 시스템.
The method of claim 13,
The satellite base station divides a time period of a frame providing a service to the service area into a first time period and a second time period, and divides a subcarrier of the second time period into a plurality of subcarrier groups. All subcarriers of the first time period are allocated to the center region of the hierarchical multi-beams, and different subcarrier groups are allocated to edge regions of adjacent beams in the service region of the hierarchical multi-beams. system.
제12항에 있어서,
상기 위성 기지국은, 상기 산출한 총 트래픽 양이 상기 계층적 멀티 빔에서 상기 소정 계층의 멀티 빔의 가용 용량을 초과하지 않을 경우, 상기 소정 계층의 멀티 빔을 통해 서비스 제공하고; 상기 산출한 총 트래픽 양이 상기 소정 계층의 멀티 빔의 가용 용량을 초과할 경우, 상기 계층적 멀티 빔에서 상기 소정 계층의 멀티 빔의 다음 하위 계층의 멀티 빔의 가용 용량과 상기 산출한 총 트래픽 양을 비교하는 것을 특징으로 하는 서비스 제공 시스템.
The method of claim 12,
The satellite base station provides a service through the multi-beam of the predetermined layer when the calculated total traffic amount does not exceed the available capacity of the multi-beam of the predetermined layer in the hierarchical multi-beam; When the calculated total traffic amount exceeds the available capacity of the multi-beam of the predetermined layer, the available capacity of the multi-beam of the next lower layer of the multi-beam of the predetermined layer and the calculated total traffic amount in the hierarchical multi-beam Service providing system, characterized in that for comparing.
제17항에 있어서,
상기 위성 기지국은, 상기 산출한 총 트래픽 양이 상기 계층적 멀티 빔에서 소정 계층의 멀티 빔의 가용 용량을 초과하지 않을 경우, 상기 소정 계층의 멀티 빔을 통해 서비스 제공하고, 상기 산출한 총 트래픽 양이 상기 소정 계층의 멀티 빔의 가용 용량을 초과할 경우 상기 소정 계층의 멀티 빔의 다음 하위 계층의 멀티 빔의 가용 용량과 상기 산출한 총 트래픽 양을 비교하는 것을 특징으로 하는 서비스 제공 시스템.
18. The method of claim 17,
The satellite base station provides a service through the multi-beams of the predetermined layer when the calculated total traffic amount does not exceed the available capacity of the multi-beams of a predetermined layer in the hierarchical multi-beams, and calculates the total traffic amount. And when the available capacity of the multi-beams of the predetermined layer is exceeded, the available capacity of the multi-beams of the next lower layer of the multi-beams of the predetermined layer and the calculated total traffic amount are compared.
제12항에 있어서,
상기 단말들은, 상기 계층적 멀티 빔 중 최하위 계층의 멀티 빔으로 상향링크를 통해 접속하여 각각 단말 자신들의 트래픽 정보가 포함된 서비스 요청 신호를 송신하는 것을 특징으로 하는 서비스 제공 시스템.
The method of claim 12,
The terminals are connected to the multi-beams of the lowest layer of the hierarchical multi-beams through the uplink, each of the service providing system, characterized in that for transmitting the service request signal including their own traffic information.
제12항에 있어서,
상기 위성 기지국은, 상기 서비스 영역 내에서 서비스를 제공받고자 하는 단말들의 개수 및 각 단말들의 트래픽 양을 확인하고, 상기 확인한 단말들의 개수 및 각 단말들의 트래픽 양으로부터 상기 서비스 영역에서 요구되는 총 트래픽 양을 산출하는 것을 특징으로 하는 서비스 제공 시스템.
The method of claim 12,
The satellite base station checks the number of terminals and the amount of traffic of each terminal to receive a service in the service area, and calculates the total amount of traffic required in the service area from the number of the identified terminals and the amount of traffic of each terminal. A service providing system, characterized in that the calculation.
제12항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 계층적 멀티 빔은, 가장 큰 커버리지 사이즈를 갖는 최상위 계층의 글로벌 빔(global beam), 상기 글로벌 빔보다 작은 커버리지 사이즈를 가지는 리즈널 빔(regional beam), 및 가장 작은 커버리지 사이즈를 갖는 최하위 계층의 스팟 빔(spot beam)을 포함하는 것을 특징으로 하는 서비스 제공 시스템.
21. The method according to any one of claims 12 to 20,
The hierarchical multi-beam includes a global beam of the highest layer having the largest coverage size, a regional beam having a smaller coverage size than the global beam, and a lowest layer having the smallest coverage size. A service providing system comprising a spot beam.
KR1020100052257A 2009-08-27 2010-06-03 System and method for providing service in a satellite communication system KR101349228B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP10174136.1A EP2290842A3 (en) 2009-08-27 2010-08-26 Service providing system and method in a satellite communication system by allocating resources and power to hierarchical antenna multi beams

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090079759 2009-08-27
KR20090079759 2009-08-27

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20110022526A KR20110022526A (en) 2011-03-07
KR101349228B1 true KR101349228B1 (en) 2014-01-08

Family

ID=43930929

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020100052257A KR101349228B1 (en) 2009-08-27 2010-06-03 System and method for providing service in a satellite communication system

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101349228B1 (en)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013168880A1 (en) * 2012-05-08 2013-11-14 한국전자통신연구원 Methods for power control and link adapation in lte-based mobile communication system
KR101984754B1 (en) 2012-05-08 2019-09-24 한국전자통신연구원 Power control and link adaptation methods in LTE based mobile communications
KR101988476B1 (en) * 2017-08-22 2019-09-30 한국항공우주산업 주식회사 Effective bandwidth calculating system for assure the QoS of real-time voice in Geostationary Orbit Satellite and method of resource allocation thereof
CN113852405B (en) * 2021-08-24 2024-03-05 合肥工业大学 Construction method and device of multi-beam relay satellite task scheduling model
CN113904712A (en) * 2021-09-27 2022-01-07 中国电子科技集团公司第五十四研究所 Dual-connection communication method of low-earth-orbit satellite mobile communication system
CN117118748B (en) * 2023-10-20 2023-12-29 西安中科天塔科技股份有限公司 Satellite-ground random access method and system

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6055431A (en) 1997-12-19 2000-04-25 The Aerospace Corporation Adaptive control of multiple beam communication transponders
US20020006795A1 (en) * 1997-10-17 2002-01-17 Norin John L. Non-uniform multi-beam satellite communications method
KR20040046533A (en) * 2002-11-27 2004-06-05 한국전자통신연구원 Apparatus for Packet Transmission in Forward Link in Multibeam Satellite Communication System and Method Thereof
KR100717846B1 (en) * 2005-12-09 2007-05-14 한국전자통신연구원 Dynamic resource allocation apparatus for furnishing good quality of service in interactive satellite multimedia system and its method

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020006795A1 (en) * 1997-10-17 2002-01-17 Norin John L. Non-uniform multi-beam satellite communications method
US6055431A (en) 1997-12-19 2000-04-25 The Aerospace Corporation Adaptive control of multiple beam communication transponders
KR20040046533A (en) * 2002-11-27 2004-06-05 한국전자통신연구원 Apparatus for Packet Transmission in Forward Link in Multibeam Satellite Communication System and Method Thereof
KR100717846B1 (en) * 2005-12-09 2007-05-14 한국전자통신연구원 Dynamic resource allocation apparatus for furnishing good quality of service in interactive satellite multimedia system and its method

Also Published As

Publication number Publication date
KR20110022526A (en) 2011-03-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20110053628A1 (en) Service providing system and method in satellite communication system
EP2290842A2 (en) Service providing system and method in a satellite communication system by allocating resources and power to hierarchical antenna multi beams
EP2292071B1 (en) System for providing high speed communications service in an airborne wireless cellular network
US8705436B2 (en) Adaptive spotbeam broadcasting, systems, methods and devices for high bandwidth content distribution over satellite
US8010043B2 (en) Capacity maximization for a unicast spot beam satellite system
US8542629B2 (en) Interference management in a hub-spoke spot beam satellite communication system
US10103804B2 (en) Apparatus and method for optimizing the power utilization of a satellite spot beam transponder for a multicarrier transmission
KR101349228B1 (en) System and method for providing service in a satellite communication system
EP2111697A2 (en) Improved spot beam satellite systems
WO2007047159A2 (en) Satellites and signal distribution methods and off-set pattern for sending signals
KR20130107949A (en) Communication method and bean forming apparatus in a multi-cell mobile communication system
US9136936B2 (en) Apparatus and method for providing frequency selectively in satellite communication system
US8542667B2 (en) High capacity satellite communications system
CN112290989A (en) Satellite-ground communication method and device
US8396411B2 (en) Communication method in mobile communication system
US20140051434A1 (en) System and Method for Providing an Improved Terrestrial Subsystem for Use in Mobile Satellite Systems
US8665771B2 (en) Satellite mobile communication systems considering evolution of satellite mobile communication services market and method for communication using the system
Jia et al. Energy efficient cognitive spectrum sharing scheme based on inter-cell fairness for integrated satellite-terrestrial communication systems
KR101336881B1 (en) System and method for providing service in a satellite communication system
US8571499B1 (en) Wireless terrestrial communications systems using a line-of-sight frequency for inbound data and a non-line-of-sight frequency for outbound data
KR100964376B1 (en) Method for communication in a mobile communication system
KR100948832B1 (en) Method for transmitting signals for satellite mobile communication system which supports broadcast and communication services together and CTC apparatus thereof
Corbel et al. Hybrid satellite & terrestrial mobile network for 4G: Candidate architecture and space segment dimensioning
Takahashi et al. A practical approach for snr-based subchannel allocation considering inter-beam interference in a satellite communication system
Bousquet et al. Broadband access terabit/s satellite concepts

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
LAPS Lapse due to unpaid annual fee