The Modified Aviation TDMA Protocol for an Improvement in Aeronautical RF Spectrum Utilization

항공통신에서 효율적인 RF 주파수 활용을 위한 항공용 TDMA 변형 프로토콜

In this paper, the modified aviation TDMA protocol that can improve the aeronautical communication spectrum utilization is studied to satisfy the increasing air traffic demands. Currently European states proposed the scheme reducing the channel spacing from current 25 kHz to 8.33 kHz and U. S. FAA proposed the system using TDMA technique that divides access into four parallel circuits. The modified aviation TDMA protocol can complement the defects of these current systems. In modified aviation TDMA protocol, message channel that is used between aircraft and ground station is divided into uplink channel and downlink channel. After receiving the acknowledgement of the reservation request, aircraft sends messages at the allocated slots. Numerical analysis and simulation results show that the modified aviation TDMA scheme has high channel efficiency in the aviation environment.

본 논문에서는 항공교통량이 급증함에 따라 항공통신용 주파수롤 효율적으로 활용하려는 방안으로 채널 대역폭을 25 kHz에서 8.33 kHz로 줄이고 매체접속제어 프로토콜은 기존의 CSMA 방식을 사용하려는 유럽 방안과 채널 대역폭을 그대로 유지하면서 4개의 슬롯을 가진 TDMA 방식을 사용하려는 미국 방안의 장점을 살리면서 보다 높은 성능을 갖는 변형된 항공용 TDMA 프로토콜을 제안하였다. 변형된 항공용 TDMA 방식에서는 지대공 메시지 전송과 공대지 메시지 전송에 각각 다론 채널을 사용하며, 항공기와 지상국 간의 메시지 전송은 항공기가 각자의 그룹에 할당된 메시지 슬롯기간에만 채널 사용을 예약한 후 승인을 받아 전송하는 방식을 따른다. 성능 분석 및 모의 실험 결과, 변형된 항공용 TDMA 프로토콜을 사용하였을 때 보다 높은 채널 효율을 얻을 수 있었으며, 이 결과는 변형된 항공용 TDMA 프로토콜이 항공통신에서 사용하기에 적합하다는 것을 보여준다.