KR100908730B1

KR100908730B1 - 이동체용 무선영상 감시 시스템 및 그 방법

Info

Publication number: KR100908730B1
Application number: KR1020070083739A
Authority: KR
Inventors: 최준수; 김봉경; 김경택; 이덕형; 김종만
Original assignee: (주)파인텔레콤
Priority date: 2007-08-21
Filing date: 2007-08-21
Publication date: 2009-07-22
Also published as: KR20090019371A

Abstract

본 발명은 지상 송수신 장치와 차상 송수신 장치 간 이동체용 무선영상 감시 시스템을 이용한 감시 방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 상기 지상 송수신 장치는 다채널로 입력되는 영상 또는 음성을 디지털로 변환하여 압축 및 복원하며, 지상 송수신 전반부와 후반부 사이에 하나의 케이블을 사용하여 원거리 전송을 위해 VHF 대역신호로 전송하며, 주파수를 상하향 변환하여 Ku-대역으로 송수신하고, 장비 점검 신호를 수신하며 채널변경 정보를 송수신하는 제1 비콘 송수신부를 사용하고, 상기 차상 송수신 장치는 상기 지상 송수신 장치로부터 전송받은 영상 및 음성을 녹화하는 영상 녹화부를 가지고 있고, 제2 비콘 송수신부를 통해 장비 점검 신호를 송출하여 상기 지상 송수신 장치에 전송하거나 채널변경 정보를 송수신하며, 상기 디지털 변환 영상 또는 음성을 송수신시 공간 다이버시티 기법과 OFDM 변복조 기법을 적용하여 데이터 손실을 최소화한 이동체용 무선영상 감시 시스템을 이용한 감시방법에 관한 것이다.

차상, 지상, 송수신 장치, 무선, 영상

Description

이동체용 무선영상 감시 시스템 및 그 방법{Wireless image monitoring system for movable unit and method thereof}

본 발명은 이동체용 무선영상 감시 시스템 및 그 방법에 관한 것으로, 특히 선박, 항공기, 지하철이나 기차 또는 버스 등의 이동체 내부 영상 및 음성을 지상에 전송하는 차상 송수신 장치를 설치하고, 부두, 공항이나 정류장 또는 역사 등의 승강장 영상 또는 음성을 상기 이동체에 전송하여 하차 승객의 안전을 사전에 확인할 수 있는 지상 송수신 장치를 설치한 것을 특징으로 하는 이동체용 무선영상 감시 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.

선박, 항공기, 지하철, 기차 사고가 매년 증가함에 따라 이러한 것을 방지하고자 여러 가지 방안이 제시 되었다.

상기 지하철의 경우, 스크린 도어 설치를 하거나 무선영상 전송장치 등을 설치하여 승객을 보호한다.

하지만, 지하철에 상기 스크린 도어를 모든 역사에 설치하게 되면 많은 비용이 소요되는 문제가 있었으며, 스크린 도어의 경우 추락방지 예방 기능은 가지나 플랫폼에 화재가 발생할 경우 대처 방안으로는 미약하다. 이를 위하여 무선영상 전 송장치를 구비하고는 있으나 이 또한 지상 관리 시스템과만 연결되어 이동 차량과의 원활한 소통에는 문제점이 있었다.

또한, 상기 무선 영상 전송장치는 여러 번에 거쳐서 변화를 했다. 1세대는 단방향 2.4GHz 대역의 아날로그 영상 송수신기를 사용하여 승강장 근처 반경의 영상을 수신하였다. 아날로그 방식이라는 단점 때문에 지금은 거의 사라졌다. 2세대는 무선랜 기술을 접목한 영상 전송 방식이다. 무선랜은 많은 유연성을 가지고, 또한 MPEG2, MPEG4와 같은 디지털 압축 기법을 효율적으로 운용을 할 수 있다. 하지만 무선랜 기술 자체가 이동성이 아닌 고정용으로 개발되어 이동체에 무선랜을 설치시 전송의 끊김, 잡음, 노이즈 등의 발생으로 사용하기에는 제약이 따른다. 또한, 짧은 전송거리로 인해 많은 장비를 설치해야 하며, 많은 장비의 설치에 따른 비용적인 부담이 커지고 시스템이 복잡하게 구성되어진다.

아울러, 최근 사용하고 있는 고속 이동체를 위한 영상 감시 시스템은 고용량의 영상을 전송해야 하므로, 무선랜이나 DSSS[QPSK, BPSK], FSK 변복조 방식을 사용하고 있다. 이러한 변복조 방식은 다중경로 페이딩, 도플러 확산 등의 영향으로 높은 에러율을 갖는다. 특히 터널 속에서 빠르게 이동하는 지하철이나 기차의 경우는 더 높은 에러율을 갖게 되어 저화질, 저품질의 영상을 출력하는 것이 단점이다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 발명의 목적은, 이동체 내부 영상 및 음성을 지상에 전송하며 승강장 영상 또는 음성을 상기 이동체로 전송하여 하차 승객의 안전을 사전에 확인할 수 있는 이동체용 무선영상 감시 시스템 및 그 방법을 제공하는 데 있다.

또 다른 본 발명의 목적은, 지상 송수신 장치와 차상 송수신 장치의 각 부재의 정상 작동 유무 확인 및 이동체의 이동에 따라 역사 간의 채널 변경을 할 수 있는 이동체용 무선영상 감시 시스템 및 그 방법을 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 이동체용 무선영상 감시 시스템을 이용한 지상 송수신 장치와 차상 송수신 장치 간 무선으로 영상 감시를 하기 위한 이동체용 무선영상 감시 방법에 있어서, 상기 지상 무선 영상 감시는, 지상 다채널 입출력 기기와 지상 영상처리부에 의해 외부의 영상 또는 음성을 아날로그로 입력받아 전송 대역폭을 줄이기 위해 압축 및 디지털화를 실시하여 전송하고, 상기 입출력 기기의 장비 상태를 점검하여 장비의 이상유무를 모니터링하는 단계와; 상기 지상 영상처리부에 연결된 지상 송수신 전반부에 의해 영상 또는 음성을 제1 안테나 하나를 사용하여 상기 차상 송수신 장치로 전송하기 위해 다채널의 영상 또는 음성 신호를 무선 신호로 변환하는 단계와; 상기 지상 송수신 전반부와 후반부의 내부에 탑재된 제1,2 분배부 결합부를 사용하여 VHF 대역 주파수를 하나의 케이블로 전송하고, 상기 지상 송수신 전반부와 후반부의 제1,2 제어부를 하나의 케이블로 연결하며 각 부재의 상태를 점검 및 제어하여 정상 채널 영상 또는 음성을 전송하는 단계와; 상기 제1,2제어부와 제1 비콘 송수신부를 통해 이동체의 이동에 따라 승강장의 정보를 송수신하여 채널을 변경하기 위한 제어 신호를 전송하는 단계와; 상기 지상 송수신 후반부에서 240MHz(F1) 주파수를 2.0~2.15GHz(IF1) 주파수로 상향하고, 상기 2.0~2.15GHz 주파수를 19.1~19.25GHz(RF1) 주파수로 상향 변환한 지상의 영상 또는 음성을 제1 안테나를 통해 차상 송수신 장치로 송신하는 단계와; 이동체 내부의 영상 또는 음성을 상기 차상 송수신 장치를 통해 18.8~18.95GHz(RF2) 주파수로 수신받아 지상 송수신 후반부를 통해 1.7~1.85GHz(IF2)와 1.75~1.85GHz(IF2) 주파수로 하향하고, 상기 1.7~1.85GHz(IF2)와 1.75~1.85GHz(IF2) 주파수를 각각 175MHz(F2)와 185MHz(F3) 주파수로 하향 변환하는 단계와; 상기 지상 송수신 후반부의 제2 분배부 결합부에 상기 하나의 케이블로 연결된 제1 분배부 결합부로 VHF 대역 175MHz(F2), 185MHz(F3) 주파수를 전송하고, 상기 지상 송수신 후반부의 제2 제어부에 상기 하나의 케이블로 연결된 제1 제어부에 의해 상기 차상 송수신 장치의 각 부재를 점검한 장비 점검 정보를 전송하는 단계와; 상기 175MHz(F2), 185MHz(F3) 주파수를 공간 다이버시티 기법을 사용하여 데이터 손실을 최소화하여 디지털 신호로 변환하며, 상기 디지털 신호를 다채널 입출력 기기로 전송 출력할 영상 또는 음성으로 복원하여 아날로그 신호로 변환 출력하는 단계;로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

삭제

또한, 상기 차상 무선 영상 감시는, 차상 다채널 입출력 기기와 영상녹화기기 및 차상 영상처리부에 의해 외부의 영상 또는 음성을 아날로그로 입력받아 전송 대역폭을 줄이기 위해 압축 및 디지털화를 실시하여 전송하고, 상기 입출력 기기의 장비 상태를 점검하여 장비의 이상유무를 모니터링하는 단계와; 상기 차상 영상처리부에 연결된 차상 송수신 전반부에 의해 영상 또는 음성을 제11 안테나 하나를 사용하여 상기 지상 송수신 장치로 전송하기 위해 다채널의 영상 또는 음성 신호를 디지털화된 영상 또는 음성 신호를 무선 신호로 변환하는 단계와; 상기 차상 송수신 전반부와 후반부의 내부에 탑재된 제11,12 분배부 결합부를 사용하여 VHF 대역 주파수를 하나의 케이블로 전송하고, 상기 차상 송수신 전반부와 후반부의 제11,12 제어부를 하나의 케이블로 연결하며 각 부재의 상태를 점검 및 제어하여 정상 채널 영상 또는 음성을 전송하는 단계와; 상기 제11,12제어부와 제2 비콘 송수신부를 통해 채널 변경 정보와 차상 송수신 장치 각 부재의 상태 및 정상 채널의 영상 또는 음성을 추출하여 지상 송수신 장치로 전송하는 단계와; 상기 차상 송수신 후반부에서 상기 240MHz(F1) 주파수를 2.0~2.15GHz(IF1) 주파수로 상향하고, 상기 2.0~2.15GHz 주파수를 18.8~18.95GHz(RF2) 주파수로 상향 변환한 지상의 영상 또는 음성을 제11 안테나를 통해 지상 송수신 장치로 송신하는 단계와; 승강장의 영상 또는 음성을 상기 지상 송수신 장치를 통해 19.1~19.25GHz(RF1) 주파수로 수신받아 차상 송수신 후반부를 통해 1.7~1.85GHz(IF1)와 1.75~1.85GHz(IF1) 주파수로 하향하고, 상기 1.7~1.85GHz(IF1)와 1.75~1.85GHz(IF1) 주파수를 각각 175MHz(F2)와 185MHz(F3) 주파수로 하향 변환하는 단계와; 상기 차상 송수신 후반부의 제12 분배부 결합부에 상기 하나의 케이블로 연결된 제11 분배부 결합부로 VHF 대역 175MHz(F2), 185MHz(F3) 주파수를 전송하고, 상기 차상 송수신 후반부의 제12 제어부에 상기 하나의 케이블로 연결된 제11 제어부에 의해 상기 지상 송수신 장치의 각 부재를 점검한 장비 점검 정보를 전송하는 단계와; 상기 175MHz(F2), 185MHz(F3) 주파수를 공간 다이버시티 기법을 사용하여 데이터 손실을 최소화하여 디지털 신호로 변환하며, 상기 디지털 신호를 다채널 입출력 기기로 전송 출력할 영상 또는 음성으로 복원하여 아날로그 신호로 변환 출력하는 단계;로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

삭제

여기서, 상기 지상 송수신 전반부는, 디지털 신호를 OFDM 변복조 기법을 사용하여 240MHz(F1) 주파수 무선 신호로 변환하고, 공간 다이버시티 기법을 사용하여 VHF 대역인 175MHz(F2), 185MHz(F3) 주파수 무선 신호를 디지털 신호로 변환하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 차상 송수신 전반부는, 디지털 신호를 OFDM 변복조 기법을 사용하여 240MHz(F1) 주파수 무선 신호로 변환하고, 공간 다이버시티 기법을 사용하여 VHF 대역인 175MHz(F2), 185MHz(F3) 주파수 무선 신호를 디지털 신호로 변환하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 지상 송수신 장치는, 19.1~19.25GHz와 18.8~18.95GHz 주파수를 송수신 신호로 하여 승강장의 영상 또는 음성을 이동체에 전송하거나 상기 이동체 내부의 영상 또는 음성을 상기 승강장에 전송시켜 자연재해, 폭발 및 화재를 확인할 수 있는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 차상 송수신 장치는, 19.1~19.25GHz와 18.8~18.95GHz 주파수를 송수신 신호로 하여 승강장의 영상 또는 음성을 이동체에 전송하거나 상기 이동체 내부의 영상 또는 음성을 상기 승강장에 전송시켜 자연재해, 폭발 및 화재를 확인할 수 있는 것을 특징으로 한다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명의 이동체용 무선 전송 시스템 및 방법에 의할 경우에는, 공간 다이버시티 기법과 OFDM 변복조 기법을 적용함으로, 데이터 손실을 최소화하는 효과가 있으며, 양방향 무선영상 감시시스템을 구현함으로 승강장의 감시 뿐만 아니라 이동체 내부의 감시, 광고 등을 사용할 수 있는 효과가 있다.

또한, 이동체 내부 영상 및 음성을 지상에 전송하며 승강장 영상 또는 음성을 상기 이동체로 전송하여 하차 승객의 안전을 사전에 확인할 수 있는 효과가 있다.

또한, 지상 송수신 장치와 차상 송수신 장치의 각 부재의 정상 작동 유무 확인 및 이동체의 이동에 따라 역사 간의 채널 변경을 할 수 있는 이동체용 무선영상 감시 시스템 및 방법을 제공할 수 있다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조해서 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 의한 이동체용 무선영상 감시 시스템의 간단한 블록도이고, 도 2a는 본 발명에 의한 이동체용 무선영상 감시 시스템의 지상 송수신 장치의 구성도이고, 도 2b는 본 발명에 의한 이동체용 무선영상 감시 시스템의 차상 송수신 장치의 구성도이고, 도 3a는 본 발명에 의한 이동체용 무선영상 감시 시스템의 지상 송수신 장치의 영상 또는 음성 신호 흐름도이고, 도 3b는 본 발명에 의한 이동체용 무선영상 감시 시스템의 차상 송수신 장치의 영상 또는 음성 신호 흐름도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 이동체용 무선영상 감시 시스템은, 지상 송수신 장치(1000)와 차상 송수신 장치(2000)를 설치하여 각각의 장치와 연결된 외부 다채널 입출력 기기에 의해 영상 또는 음성을 대응되는 장치로 전송하여 확인할 수 있다.

여기서, 상기 지상 송수신 장치(1000)와 차상 송수신 장치(2000)는, 하나 또는 2이상의 영상 또는 음성을 각 채널에 하나의 영상 또는 음성을 인가 및 출력한다. 이때, 상기 지상 송수신 장치(1000)는 승강장 주변의 영상 또는 음성을 카메라와 마이크를 통해 수집하고, 이동체 내부의 영상 또는 음성을 화면과 스피커를 통해 출력한다. 또한, 상기 차상 송수신 장치(2000) 이동체 내부의 영상 또는 음성을 카메라와 마이크를 통해 수집하고, 승강장 주변의 영상 또는 음성을 화면과 스피커를 통해 출력한다.

여기서, 상기 지상 송수신 장치(1000)와 차상 송수신 장치(2000)는, 지상 영상처리부(900)와, 차상 영상처리부(500)와, 지상 송수신 전반부(200)와, 차상 송수신 전반부(600)와, 지상 송수신 후반부(300) 및 차상 송수신 후반부(700)으로 구성된다.

여기서, 상기 지상 및 차상 영상처리부(900,500)는 다채널로 입출력 기기로부터 입출력되는 영상 또는 음성을 압축 및 복원하며, 장비 점검 신호 또는 채널변경 정보를 송수신한다. 이때, 차상 영상처리부(500)는 상기 지상 송수신 장치(1000)으로부터 전송받은 영상 또는 음성을 녹화하거나 다채널로 입출력 기기로부터 입력되는 영상 또는 음성을 녹화하기 위한 영상녹화부(53)를 더 포함한다.

여기서, 상기 지상 송수신 전반부(200)는 상기 지상 영상처리부(900)에 연결하여 입출력되는 디지털 영상 또는 음성 신호를 OFDM 변복조 기법을 사용하여 무선 신호로 변환하며, VHF 대역 3개의 주파수(F1,F2,F3) 신호를 하나의 케이블로 송수신하기 위해 분배 및 결합을 하며, 공간 다이버시티 기법을 사용하여 이동체 내부의 영상 또는 음성이 무선 신호로된 영상 또는 음성 신호로 전송되어 디지털 신호로 변환하고, 채널 변경 정보와 장비 점검 정보를 전송하거나 받는다. 상기 장비 점검 정보는 상기 차상 송수신 장치(2000) 각 부재의 정상 작동 유무를 말한다. 이때, 상기 공간 다이버시티 기법과 상기 OFDM 변복조 기법은 중거리 내지 원거리의 단파 회선에 생기는 페이딩을 방지하고, 주파수 분할 다중(FDM)에 비해 보다 많은 반송파의 다중이 가능하므로 주파수 이용 효율이 높고, 멀티패스에 의한 심벌 간 간섭(ISI)에 강하여 고속 데이터 전송한다.

여기서, 상기 지상 송수신 후반부(300)는 2개의 안테나로 이동체 내부의 영상 또는 음성 신호를 입력 받고, 1개의 안테나를 통해 상기 후반부 기기 내부에서 처리된 영상 또는 음성 신호를 송출하며, 상기 이동체 내부의 영상 또는 음성을 입력하기 위한 입력 주파수 대역을 형성하고 승강장 주변의 영상 또는 음성을 출력하기 위한 출력 주파수 대역을 형성한다. 이때, 입력 주파수 대역은 18.8~18.95GHz 주파수 대역이다. 상기 출력 주파수 대역은 19.1~19.25GHz 주파수 대역이다. 또한, 상기 지상 송수신 후반부(300)는 상기 18.8~18.95GHz 주파수를 1.7~1.85GHz(IF2)와 1.75~1.85GHz(IF2) 주파수로 하향하고 다시 각각 175MHz(F2)와 185MHz(F3) 주파수로 하향 변환한다. 아울러, 상기 지상 송수신 후반부(300)는 외부 연결된 입출력 기기의 상태를 점검하여 정상 채널에만 영상 또는 음성을 전송하거나 승강장의 위치 정보에 따른 채널을 변경하기 위한 제어 신호를 발생한다.

여기서, 상기 지상 송수신 전반부(200)와 상기 지상 송수신 후반부(300)는 사이에 2개의 케이블로 연결되어 이 중 하나의 케이블은 VHF 대역인 240MHz(F1) 와 175MHz(F2) 및 185MHz(F3) 주파수가 전송 이동하며, 나머지 하나의 케이블은 각 부재의 장비 점검 신호 또는 승강장의 역사 정보를 이동체가 이동함에 따라 역사 채널을 변경할 수 하게 한다.

여기서, 상기 역사 정보는 이동체가 출발한 출발 역사와 상기 출발 역사를 통과하고 진입하는 진입 역사 및 상기 진입 역사의 다음에 정차할 다음 역사의 정보이다. 이때, 상기 지상 송수신 후반부(300)는 지속적으로 상기 역사 정보를 이동체로 전송한다.

여기서, 상기 차상 송수신 전반부(600)는 상기 차상 영상처리부(500)에 연결하여 입출력되는 디지털 영상 또는 음성 신호를 OFDM 변복조 기법을 사용하여 무선 신호로 변환하며, VHF 대역 3개의 주파수(F1,F2,F3) 신호를 하나의 케이블로 송수신하기 위해 분배 및 결합을 하며, 공간 다이버시티 기법을 사용하여 이동체 내부의 영상 또는 음성이 무선 신호로된 영상 또는 음성 신호로 전송되어 디지털 신호로 변환하고, 채널 변경 정보와 장비 점검 정보를 전송하거나 받는다. 이때, 상기 공간 다이버시티 기법과 상기 OFDM 변복조 기법은 중거리 내지 원거리의 단파 회선에 생기는 페이딩을 방지하고, 주파수 분할 다중(FDM)에 비해 보다 많은 반송파의 다중이 가능하므로 주파수 이용 효율이 높고, 멀티패스에 의한 심벌 간 간섭(ISI) 에 강하여 고속 데이터 전송한다.

여기서, 상기 차상 송수신 후반부(700)는 2개의 안테나로 지상 제1안테나(37)로부터 송출된 영상 또는 음성 신호를 입력 받고, 1개의 안테나를 통해 상기 후반부 기기 내부에서 처리된 영상 또는 음성 신호를 송출하며, 상기 이동체 내부의 영상 또는 음성을 입력하기 위한 입력 주파수 대역을 형성하고 승강장 주변의 영상 또는 음성을 출력하기 위한 출력 주파수 대역을 형성한다. 이때, 입력 주파수 대역은 19.1~19.25GHz 주파수 대역이다. 상기 출력 주파수 대역은 18.8~18.95GHz 주파수 대역이다. 또한, 상기 차상 송수신 후반부(700)는 상기 19.1~19.25GHz 주파수를 1.7~1.85GHz(IF2)와 1.75~1.85GHz(IF2) 주파수로 하향하고 다시 각각 175MHz(F2)와 185MHz(F3) 주파수로 하향 변환한다. 아울러, 상기 차상 송수신 후반부(700)는 차상 송수신장치(2000)의 상태를 점검하며, 정상 채널에만 영상 또는 음성을 전송하고, 위치 정보에 따른 채널을 변경하기 위한 제어 신호를 발생한다.

여기서, 상기 차상 송수신 전반부(600)와 상기 차상 송수신 후반부(700)는 사이에 2개의 케이블로 연결되어 이 중 하나의 케이블은 VHF 대역인 240MHz(F1) 와 175MHz(F2) 및 185MHz(F3) 주파수가 전송 이동하며, 나머지 하나의 케이블은 각 부재의 장비 점검 신호 또는 이동체 정보를 이동체가 이동함에 따라 역사 채널을 변경할 수 하게 한다.

여기서, 상기 이동체 정보는 이동체가 출발한 출발 역사와 상기 출발 역사를 통과하고 진입하는 진입 역사 및 상기 진입 역사의 다음에 정차할 다음 역사의 정보이다. 이때, 이동체가 있는 위치에 따라 뒷 역사와는 교신을 하지 않고 채널을 진입 역사와 다음 역사로 변경한다. 또한, 진입역의 100~500M사이에서 상기 진입 역사와 교신을 하며 상기 다음 역사의 정보를 인가받는다. 또한, 상기 차상 송수신 후반부(300)는 지속적으로 상기 이동체 정보를 역사로 전송한다.

여기서, 상기 지상, 차상 송수신 전반부(200,600)는 디지털 신호를 OFDM 변복조 기법을 사용하여 240MHz(F1) 주파수 무선 신호로 변환하고, 공간 다이버시티 기법을 사용하여 VHF 대역인 175MHz(F2), 185MHz(F3) 주파수 무선 신호를 디지털 신호로 변환한다.

여기서, 지상 및 차상 송수신 후반부(300,700)는 VHF 대역의 신호를 상하향 변환하여 Ku-대역으로 송수신하고, 장비 점검 신호 및 채널변경정보를 송수신한다.

도 2a에 도시된 바와 같이, 본 발명의 지상 송수신 장치(1000)는, 지상 영상처리부(900)와, 지상 송수신 전반부(200) 및 지상 송수신 후반부(300)으로 구성된다.

여기서, 상기 지상 영상처리부(900)는 외부의 다채널 입출력 기기에 연결된 제1 영상 음성 압축 복원부(91)와 제1 이더넷 허브(92)로 구성된다. 이때, 상기 지상 영상처리부(900)는 다채널로 입출력 기기로부터 입출력되는 영상 또는 음성을 압축 및 복원하며, 장비 점검 신호 또는 채널변경 정보를 송수신한다. 상기 제1 영상 음성 압축 복원부(91)와 제1 이더넷 허브(92)는 영상 또는 음성을 아날로그/디지털 변환을 하거나 디지털/아날로그 변환하여 다채널을 각 채널별로 아이디를 부여한다.

여기서, 상기 지상 영상처리부(900)는 하나 또는 2이상의 영상 또는 음성을 수집하거나 디스플레이하기 위한 카메라, 마이크, 스피커 및 화면이 형성되어 입출력 기기를 각 채널에 하나의 영상 또는 음성을 인가 및 출력한다. 이때, 상기 지상 송수신 장치(1000)는 승강장 주변의 영상 또는 음성을 카메라와 마이크를 통해 수집하고, 이동체 내부의 영상 또는 음성을 화면과 스피커를 통해 출력한다.

여기서, 상기 지상 송수신 전반부(200)는 상기 지상 영상처리부(900)에 연결하여 입출력되는 디지털 영상 또는 음성 신호를 OFDM 변복조 기법을 사용하여 무선 신호로 변환하며, VHF 대역 3개의 주파수(F1,F2,F3) 신호를 하나의 케이블로 송수신하기 위해 분배 및 결합을 하며, 공간 다이버시티 기법을 사용하여 이동체 내부의 영상 또는 음성이 무선 신호로된 영상 또는 음성 신호로 전송되어 디지털 신호로 변환하고, 채널 변경 정보와 장비 점검 정보를 전송하거나 받는다. 상기 장비 점검 정보는 상기 차상 송수신 장치 각 부재의 정상 작동 유무를 말한다. 이때, 상기 공간 다이버시티 기법과 상기 OFDM 변복조 기법은 중거리 내지 원거리의 단파 회선에 생기는 페이딩을 방지하고, 주파수 분할 다중(FDM)에 비해 보다 많은 반송파의 다중이 가능하므로 주파수 이용 효율이 높고, 멀티패스에 의한 심벌 간 간섭(ISI)에 강하여 고속 데이터 전송한다.

여기서, 상기 지상 송수신 전반부(200)는 제1 다중화 역다중화부(21)와, 제1 DVB-T 송신부(23)와, 제1 DVB-T 다이버시티 수신부(24)와, 제1 분배부 결합부(25) 및 제1 제어부(22)로 구성된다. 이때, 상기 지상 송수신 전반부(200)는 무선으로 송수신시 공간 다이버시티 기법과 OFDM 변복조 기법을 사용하여 데이터 손실을 최소화 및 무선 신호를 디지털 영상 또는 음성으로 변환한다. 또한, 상기 공간 다이 버시티 기법과 상기 OFDM 변복조 기법은 중거리 내지 원거리의 단파 회선에 생기는 페이딩을 방지하고, 주파수 분할 다중(FDM)에 비해 보다 많은 반송파의 다중이 가능하므로 주파수 이용 효율이 높고, 멀티패스에 의한 심벌 간 간섭(ISI)에 강하여 고속 데이터 전송을 한다. 상기 공간 다이버시티 기법이란 하나의 주파수를 각각 다른 안테나로 수신하여 안테나로부터 출력되는 2개의 주파수 성분에 대하여 각각 복조를 수행한다. 복조 처리 후 2개의 데이터가 복원 되는데, 이 2개의 데이터 중에 에러가 발생하지 않은 데이터만 추출한다.

여기서, 상기 제1 다중화 역다중화부(21)는 상기 지상 영상처리부(900)에 연결하여 입출력되는 영상 또는 음성을 다채널의 신호로 형성한다.

여기서, 제1 DVB-T 송신부(23)는 상기 제1 다중화 역다중화부(21)에 연결되어 영상 또는 음성 신호 입력된 디지털 신호를 OFDM 변복조 기법을 사용하여 무선 신호로 변환한다.

여기서, 상기 제1 DVB-T 다이버시티 수신부(24)는 상기 제1 다중화 역다중화부(21)에 연결되어 영상 또는 음성 신호 입력된 무선 신호를 공간 다이버시티 기법을 사용하여 디지털 신호로 변환한다.

여기서, 상기 제1 분배부 결합부(25)는 상기 제1 DVB-T 송신부(23)와 상기 제1 DVB-T 다이버시티 수신부(24)에 사용되는 VHF 대역 3개의 주파수(F1,F2,F3) 신호를 하나의 케이블을 사용하여 송수신하기 위해 분배 및 결합한다.

여기서, 상기 제1 제어부(22)는 상기 제1 다중화 역다중화부(21)에 연결되어 채널 변경 정보와 장비 점검 정보를 전송하거나 받는다. 이때 상기 제1 제어부(22) 은 주기적으로 상기 연결된 기기들의 정상동작 유무를 모니터링한다.

여기서, 지상 송수신 후반부(300)는 제1,2,3 안테나(37,38,39)와, 비콘 송수신부(40)와, 제2 분배부 결합부(32)와, 제2 제어부(31)와, 제1상하향 변환부(33)와, 제1 Ku-대역 송수신부(34)와, 제1 하향 변환부(35) 및 제1 Ku-대역 수신부(36)으로 구성된다. 이때, 상기 지상 송수신 후반부(300)는VHF 대역의 신호를 상하향 변환하여 Ku-대역으로 송수신하고, 차상 송수신 장치의 장비 점검 신호 및 채널변경정보를 송수신한다.

여기서, 상기 제1 안테나(37)는 이동체로 전송하기 위해 기기 내부에서 처리된 영상 또는 음성 신호를 출력한다. 상기 기기는 상기 지상 송수신 장치(1000)를 말한다.

여기서, 상기 제2,3 안테나(38,39)는 2개의 안테나로 동일한 이동체의 영상 또는 음성 신호를 입력받는다.

여기서, 상기 제1 상하향 변환부(33)와 제1 Ku-대역 송수신부(34)는 상기 제1 안테나(37)로부터 이동체의 영상 또는 음성을 출력하기 위한 주파수 대역을 형성한다. 이때, 240MHz(F1) 주파수 대역을 2.0~2.15GHz 대역으로 상향 변환한다. 또한, 상기 제1 상하향 변환부(33)와 제1 Ku-대역 송수신부(34)는 상기 제2 안테나(38)로부터 상기 영상 또는 음성을 입력하기 위한 주파수 대역을 형성한다. 이때, 1.7~1.85GHz 주파수 대역을 175MHz(F2) 대역으로 하향 변환한다.

여기서, 제1 하향 변환부(35)와 제1 Ku-대역 수신부(36)는 상기 제3 안테나(39)로부터 이동체의 영상 또는 음성을 입력받아 1.7~1.85GHz 주파수 대역을 185MHz(F3) 주파수로 하향 변환한다.

여기서, 상기 제2 제어부(31)는 상기 제1 상하향 변환부(33)와 제1 Ku-대역 송수신부(34)와 제1 하향 변환부(35) 및 제1 Ku-대역 수신부(36)에 연결되어 연결된 입출력 기기의 상태를 점검 제어하여 정상 채널에만 영상 또는 음성을 전송하기 위해 채널을 변경하기 위한 제어 신호를 발생한다. 이때 상기 제2 제어부(31)은 주기적으로 상기 연결된 기기들의 정상동작 유무를 모니터링한다.

여기서, 상기 제2 분배부 결합부(32)는 상기 제1 상하향 변환부(33)와 제1 하향 변환부(35)에 연결되어 주파수 하향된 VHF 대역 2개의 주파수(F2,F3)를 하나의 케이블을 사용하여 지상 송수신 전반부로 전송하거나 1개의 주파수(F1)를 상기 지상 송수신 전반부(200)에서 인가받는다.

여기서, 상기 차상 송수신 장치(1000)의 채널 변경은 현재 링크된 이동체의 제2 Ku-대역 송수신부(74)로부터 다음 이동체의 채널 정보를 받아 제1 비콘 송수신부(40)로부터 비콘 수신 시 다음 승강장로 채널을 자동 변경한다.

도 2b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 차상 송수신 장치(2000)는, 차상 영상처리부(500)와, 차상 송수신 전반부(600) 및 차상 송수신 후반부(700)으로 구성된다.

여기서, 차상 영상처리부(500)는 외부의 다채널 입출력 기기에 연결된 제2 영상 음성 압축 복원부(51)와 제2 이더넷 허브(52)로 구성된다. 이때, 상기 지상 영상처리부(500)는 다채널로 입출력 기기로부터 입출력되는 영상 또는 음성을 압축 및 복원하며, 장비 점검 신호 또는 채널변경 정보를 송수신한다. 상기 제2 영상 음 성 압축 복원부(51)와 제2 이더넷 허브(52)는 영상 또는 음성을 아날로그/디지털 변환을 하거나 디지털/아날로그 변환하여 다채널을 각 채널별로 아이디를 부여한다. 또한, 상기 차상 영상처리부(500)는 상기 지상 송수신 장치으로부터 전송받은 영상 또는 음성을 녹화하거나 다채널로 입출력 기기로부터 입력되는 영상 또는 음성을 녹화하기 위한 영상녹화부(53)를 더 포함한다. 아울러, 상기 차상 영상처리부(500)는 다중경로 페이딩 및 도플러 확산에 강한 OFDM 변복조 방식과, 제한된 전송 데이터 양에 대응하기 위하여 MPEG4 압축 기법을 사용한다.

여기서, 상기 차상 영상처리부(500)는 하나 또는 2이상의 영상 또는 음성을 수집하거나 디스플레이하기 위한 카메라, 마이크, 스피커 및 화면이 형성되어 입출력 기기를 각 채널에 하나의 영상 또는 음성을 인가 및 출력한다. 이때, 상기 차상 송수신 장치(2000)는 이동체 내부의 영상 또는 음성을 카메라와 마이크를 통해 수집하고, 승강장 주변의 영상 또는 음성을 화면과 스피커를 통해 출력한다.

여기서, 상기 차상 송수신 전반부(600)는 상기 차상 영상처리부(500)에 연결하여 입출력되는 디지털 영상 또는 음성 신호를 OFDM 변복조 기법을 사용하여 무선 신호로 변환하며, VHF 대역 3개의 주파수(F1,F2,F3) 신호를 하나의 케이블로 송수신하기 위해 분배 및 결합을 하며, 공간 다이버시티 기법을 사용하여 이동체 내부의 영상 또는 음성이 무선 신호로된 영상 또는 음성 신호로 전송되어 디지털 신호로 변환하고, 채널 변경 정보와 장비 점검 정보를 전송하거나 받는다. 상기 장비 점검 정보는 상기 차상 송수신 장치 각 부재의 정상 작동 유무를 말한다. 이때, 상기 공간 다이버시티 기법과 상기 OFDM 변복조 기법은 중거리 내지 원거리의 단파 회선에 생기는 페이딩을 방지하고, 주파수 분할 다중(FDM)에 비해 보다 많은 반송파의 다중이 가능하므로 주파수 이용 효율이 높고, 멀티패스에 의한 심벌 간 간섭(ISI)에 강하여 고속 데이터 전송한다.

여기서, 상기 차상 송수신 후반부(700)는 2개의 안테나로 승강장의 영상 또는 음성 신호를 입력 받고, 1개의 안테나를 통해 상기 후반부 기기 내부에서 처리된 영상 또는 음성 신호를 송출하며, 상기 승강장의 영상 또는 음성을 입력하기 위한 입력 주파수 대역을 형성하고 이동체 내부의 영상 또는 음성을 출력하기 위한 출력 주파수 대역을 형성한다. 이때, 입력 주파수 대역은 19.1~19.25GHz 주파수 대역이다. 상기 출력 주파수 대역은 18.80~18.95GHz 주파수 대역이다. 또한, 상기 지상 송수신 후반부(300)는 상기 19.1~19.25GHz 주파수를 1.7~1.85GHz(IF2)와 1.75~1.85GHz(IF2) 주파수로 하향하고 다시 각각 175MHz(F2)와 185MHz(F3) 주파수로 하향 변환한다. 아울러, 상기 차상 송수신 후반부(700)는 외부 연결된 입출력 기기의 상태를 점검하여 정상 채널에만 영상 또는 음성을 전송하거나 승강장의 위치 정보에 따른 채널을 변경하기 위한 제어 신호를 발생한다.

여기서, 상기 차상 송수신 전반부(600)와 상기 차상 송수신 후반부(700)는 사이에 2개의 케이블로 연결되어 이 중 하나의 케이블은 VHF 대역인 240MHz(F1) 와 175MHz(F2) 및 185MHz(F3) 주파수가 전송 이동하며, 나머지 하나의 케이블은 각 부재의 장비 점검 신호 또는 승강장의 이동체 정보를 이동체가 이동함에 따라 역사 채널을 변경할 수 하게 한다.

여기서, 상기 이동체 정보는 이동체가 출발한 출발 역사와 상기 출발 역사를 통과하고 진입하는 진입 역사 및 상기 진입 역사의 다음에 정차할 다음 역사의 정보이다. 이때, 상기 차상 송수신 후반부(700)는 지속적으로 상기 이동체 정보를 역사로 전송한다.

여기서, 상기 차상 송수신 전반부(600)는 제2 다중화 역다중화부(61)와, 제2 DVB-T 송신부(63)와, 제2 DVB-T 다이버시티 수신부(64)와, 제11 분배부 결합부(65) 및 제11 제어부(62)로 구성된다. 이때, 상기 차상 송수신 전반부(600)는 무선으로 송수신시 공간 다이버시티 기법과 OFDM 변복조 기법을 사용하여 데이터 손실을 최소화 및 무선 신호를 디지털 영상 또는 음성으로 변환한다. 또한, 상기 공간 다이버시티 기법과 상기 OFDM 변복조 기법은 중거리 내지 원거리의 단파 회선에 생기는 페이딩을 방지하고, 주파수 분할 다중(FDM)에 비해 보다 많은 반송파의 다중이 가능하므로 주파수 이용 효율이 높고, 멀티패스에 의한 심벌 간 간섭(ISI)에 강하여 고속 데이터 전송을 한다. 상기 공간 다이버시티 기법이란 하나의 주파수를 각각 다른 안테나로 수신하여 안테나로부터 출력되는 2개의 주파수 성분에 대하여 각각 복조를 수행한다. 복조 처리 후 2개의 데이터가 복원 되는데, 이 2개의 데이터 중에 에러가 발생하지 않은 데이터만 추출한다.

여기서, 상기 제2 다중화 역다중화부(61)는 상기 차상 영상처리부(500)에 연결하여 입출력되는 영상 또는 음성을 다채널의 신호로 형성한다.

여기서, 제2 DVB-T 송신부(63)는 상기 제2 다중화 역다중화부(61)에 연결되어 영상 또는 음성 신호 입력된 디지털 신호를 OFDM 변복조 기법을 사용하여 무선 신호로 변환한다.

여기서, 상기 제2 DVB-T 다이버시티 수신부(64)는 상기 제2 다중화 역다중화부(61)에 연결되어 영상 또는 음성 신호 입력된 무선 신호를 공간 다이버시티 기법을 사용하여 디지털 신호로 변환한다.

여기서, 상기 제11 분배부 결합부(65)는 상기 제2 DVB-T 송신부(63)와 상기 제2 DVB-T 다이버시티 수신부(64)에 사용되는 VHF 대역 3개의 주파수(F1,F2,F3) 신호를 하나의 케이블을 사용하여 송수신하기 위해 분배 및 결합한다.

여기서, 상기 제11 제어부(62)는 상기 제2 다중화 역다중화부(61)에 연결되어 채널 변경 정보와 장비 점검 정보를 전송하거나 받는다. 이때 상기 제2 제어부(62)은 주기적으로 상기 연결된 기기들의 정상동작 유무를 모니터링한다.

여기서, 차상 송수신 후반부(700)는 제11,12,13 안테나(77,78,79)와, 비콘 송수신부(80)와, 제12 분배부 결합부(72)와, 제12 제어부(71)와, 제2상하향 변환부(73)와, 제2 Ku-대역 송수신부(74)와, 제2 하향 변환부(75) 및 제2 Ku-대역 수신부(76)으로 구성된다. 이때, 상기 차상 송수신 후반부(700)는VHF 대역의 신호를 상하향 변환하여 Ku-대역으로 송수신하고, 장비 점검 신호 및 채널변경정보를 송수신한다.

여기서, 상기 제11 안테나(77)는 기기 내부에서 처리된 영상 또는 음성 신호를 지상으로 전송하기 위해 출력한다. 상기 기기는 상기 차상 송수신 장치(2000)를 말한다.

여기서, 상기 제12,13 안테나(78,79)는 2개의 안테나로 지상송수신장치(1000)으로부터 영상 또는 음성 신호를 입력받는다.

여기서, 상기 제2 상하향 변환부(73)와 제2 Ku-대역 송수신부(74)는 상기 제11 안테나(77)를 통해 이동체의 영상 또는 음성을 출력하기 위한 주파수 대역을 형성한다. 이때, 240MHz(F1) 주파수 대역을 2.0~2.15GHz 대역으로 상향 변환한다. 또한, 상기 제2 상하향 변환부(73)와 제2 Ku-대역 송수신부(74)는 상기 제12 안테나(78)로부터 지상 송수신 장치(1000)에서 생성된 영상 또는 음성을 입력받기 위한 주파수 대역을 형성한다. 이때, Ku-대역을 1.7~1.85GHz로, 1.75~1.85GHz 주파수 대역을 175MHz(F2), 185MHz(F3) 대역으로 하향 변환한다.

여기서, 제2 하향 변환부(75)와 제2 Ku-대역 수신부(76)는 상기 제13 안테나(79)로부터 지상 송수신 장치(1000)에서 생성된 영상 또는 음성을 입력받아 Ku-대역을 1.7~1.85GHz로, 1.7~1.85GHz 주파수 대역을 185MHz(F3) 주파수로 하향 변환한다.

여기서, 상기 제12 제어부(71)는 상기 제2 상하향 변환부(73)와 제2 Ku-대역 송수신부(74)와 제2 하향 변환부(75) 및 제2 Ku-대역 수신부(76)에 연결되어 연결된 입출력 기기의 상태를 점검 신호와 정상 채널에만 영상 또는 음성을 전송하기 위해 채널을 변경하기 위한 제어 신호를 발생한다. 이때 상기 제12 제어부(71)은 주기적으로 상기 연결된 기기들의 정상동작 유무를 모니터링한다.

여기서, 상기 제12 분배부 결합부(72)는 상기 제2 상하향 변환부(73)와 제2 하향 변환부(75)에 연결되어 주파수 하향된 VHF 대역 2개의 주파수(F2,F3) 를 하나의 케이블을 사용하여 차상 송수신 전반부로 전송하거나 1개의 주파수(F1)를 상기 차상 송수신 전반부(600)에서 인가받는다.

여기서, 상기 차상 송수신 장치(2000)의 채널 변경은 현재 링크된 승강장의 제1 Ku-대역 송수신부(34)로부터 다음 승강장의 채널 정보를 받아 제2 비콘 송수신부(80)로부터 비콘 수신 시 다음 승강장로 채널을 자동 변경한다.

도 3a는 본 발명에 의한 이동체용 무선영상 감시 시스템의 지상 송수신 장치의 영상 또는 음성 신호 흐름도이다.

먼저, 상기 지상 송수신 장치(1000)는, 지상 다채널 입출력 기기와 지상 영상처리부에 의해 외부의 영상 또는 음성을 아날로그로 입력받아 전송 대역폭을 줄이기 위해 압축 및 디지털화를 실시하여 전송하고, 상기 입출력 기기의 장비 상태를 점검하여 장비의 이상유무를 모니터링한다(S211). 이때, 상기 지상 송수신 장치(1000)는 승강장의 영상 또는 음성을 이동체에 전송하거나 상기 이동체의 영상 또는 음성을 상기 승강장에서 확인 할 수 있게 무선 통신한다. 또한 상기 지상 송수신 장치(1000)는 하나 또는 2이상의 영상 또는 음성을 카메라와 마이크를 통해 수집하고, 형성된 화면을 디스플레이한다.

이어서, 상기 지상 영상처리부(900)에 연결된 지상 송수신 전반부(200)에 의해 영상 또는 음성을 제1 안테나(37) 하나를 사용하여 상기 차상 송수신 장치(2000)로 전송하기 위해 다채널의 영상 또는 음성 신호를 무선 신호로 변환한다(S212). 이때, 상기 지상 송수신 전반부(200)는 이더넷을 통해 입력되는 압축된 영상 데이터를 OFDM 변복조 기법을 사용하여 240MHz의 주파수를 생성하고, 상기 VHF 대역 175MHz(F2), 185MHz(F3) 주파수는 공간 다이버시티 기법을 사용하여 데이터 손실을 최소화 및 무선 신호를 디지털 영상 또는 음성으로 변환한다. 아울러, 상기 지상 영상처리부(900)는 제한된 전송 데이터 양에 대응하기 위하여 MPEG4 압축 기법을 사용하고, 상기 지상 무선 송수신 전반부(200)는 다중경로 페이딩 및 도플러 확산에 강한 OFDM 변복조 방식을 사용한다.

이어서, 상기 지상 송수신 전반부(200)와 후반부(300)의 내부에 탑재된 제1,2 분배부 결합부(25,32)를 사용하여 VHF 대역 주파수를 하나의 케이블로 전송하고, 상기 지상 송수신 전반부(200)와 후반부(300)의 제1,2 제어부(22,31)를 하나의 케이블로 연결하며 각 부재의 상태를 점검 및 제어하여 정상 채널 영상 또는 음성을 전송한다(S213). 이때, 상기 지상 송수신 전반부(200)는 상기 지상 영상처리부(900)에 연결하여 입출력되는 디지털 영상 또는 음성 신호를 OFDM 변복조 기법을 사용하여 무선 신호로 변환하며, VHF 대역 3개의 주파수(F1,F2,F3) 신호를 하나의 케이블로 송수신하기 위해 분배 및 결합을 하며, 공간 다이버시티 기법을 사용하여 이동체 내부의 영상 또는 음성이 무선 신호로된 영상 또는 음성 신호로 전송되어 디지털 신호로 변환하고, 채널 변경 정보와 장비 점검 정보를 전송하거나 받는다.

이어서, 상기 제1,2제어부(22,31)와 제1 비콘 송수신부(40)를 통해 이동체의 이동에 따라 승강장의 정보를 송수신하여 채널을 변경하기 위한 제어 신호를 전송한다(S214).

이어서, 상기 지상 송수신 후반부(300)에서 상기 240MHz(F1) 주파수를 2.0~2.15GHz(IF1) 주파수로 상향하고, 상기 2.0~2.15GHz 주파수를 19.1~19.25GHz(RF1) 주파수로 상향 변환한 지상의 영상 또는 음성을 제1 안테나(37)를 통해 차상 송수신 장치(2000)로 송신한다(S215). 이때, 상기 지상 송수신 후반부(300)는 2개의 안테나로 이동체 내부의 영상 또는 음성 신호를 입력 받고, 1개의 안테나를 통해 상기 후반부 기기 내부에서 처리된 영상 또는 음성 신호를 송출하며, 상기 이동체 내부의 영상 또는 음성을 입력하기 위한 입력 주파수 대역을 형성하고 승강장 주변의 영상 또는 음성을 출력하기 위한 출력 주파수 대역을 형성한다. 이때, 입력 주파수 대역은 18.8~18.95GHz 주파수 대역이다. 상기 출력 주파수 대역은 19.1~19.25GHz 주파수 대역이다. 또한, 상기 지상 송수신 후반부(300)는 상기 18.8~18.95GHz 주파수를 1.7~1.85GHz(IF2)와 1.75~1.85GHz(IF2) 주파수로 하향하고 다시 각각 175MHz(F2)와 185MHz(F3) 주파수로 하향 변환한다. 아울러, 상기 지상 송수신 후반부(300)는 외부 연결된 입출력 기기의 상태를 점검하여 정상 채널에만 영상 또는 음성을 전송하거나 승강장의 위치 정보에 따른 채널을 변경하기 위한 제어 신호를 발생한다. 여기서, 상기 지상 송수신 전반부(200)와 상기 지상 송수신 후반부(300)는 사이에 2개의 케이블로 연결되어 이 중 하나의 케이블은 VHF 대역인 240MHz(F1) 와 175MHz(F2) 및 185MHz(F3) 주파수가 전송 이동하며, 나머지 하나의 케이블은 각 부재의 장비 점검 신호 또는 승강장의 역사 정보를 이동체가 이동함에 따라 역사 채널을 변경할 수 하게 한다. 또한, 상기 역사 정보는 이동체가 출발한 출발 역사와 상기 출발 역사를 통과하고 진입하는 진입 역사 및 상기 진입 역사의 다음에 정차할 다음 역사의 정보이다. 이때, 상기 지상 송수신 후반부(300)는 지속적으로 상기 역사 정보를 이동체로 전송한다.

이어서, 이동체 내부의 영상 또는 음성을 상기 차상 송수신 장치(2000)를 통해 18.8~18.95GHz(RF2) 주파수로 수신받아 지상 송수신 후반부를 통해 1.7~1.85GHz(IF2)와 1.75~1.85GHz(IF2) 주파수로 하향하고, 상기 1.7~1.85GHz(IF2)와 1.75~1.85GHz(IF2) 주파수를 각각 175MHz(F2)와 185MHz(F3) 주파수로 하향 변환한다(S216).

이어서, 상기 지상 송수신 후반부의 제2 분배부 결합부(32)에 상기 하나의 케이블로 연결된 제1 분배부 결합부로 VHF 대역 175MHz(F2), 185MHz(F3) 주파수를 전송하고, 상기 지상 송수신 후반부의 제2 제어부(31)에 상기 하나의 케이블로 연결된 제1 제어부(22)에 의해 상기 차상 송수신 장치 각 부재를 점검한 장비 점검 정보를 전송한다(S217).

마지막으로, 상기 175MHz(F2), 185MHz(F3) 주파수를 공간 다이버시티 기법을 사용하여 데이터 손실을 최소화하여 디지털 신호로 변환하며, 상기 디지털 신호를 다채널 입출력 기기로 전송 출력할 영상 또는 음성으로 복원하여 아날로그 신호로 변환 출력한다(S218).

도 3b는 본 발명에 의한 이동체용 무선영상 감시 시스템의 차상 송수신 장치의 영상 또는 음성 신호 흐름도이다.

먼저, 상기 차상 송수신 장치(2000)는, 차상 다채널 입출력 기기와 영상녹화기기 및 차상 영상처리부(500)에 의해 외부의 영상 또는 음성을 아날로그로 입력받아 전송 대역폭을 줄이기 위해 압축 및 디지털화를 실시하여 전송하고, 상기 입출력 기기의 장비 상태를 점검하여 장비의 이상유무를 모니터링한다(S511). 이때, 상기 차상 송수신 장치(2000)는 이동체 내부의 영상 또는 음성을 승강장의 역무실, 관제소에 전송하거나 상기 승강장의 영상 또는 음성을 상기 이동체 내부의 운전사가 확인할 수 있게 무선 통신한다. 또한 상기 차상 송수신 장치(2000)는 하나 또는 2이상의 영상 또는 음성을 카메라와 마이크를 통해 수집하고, 형성된 화면을 디스플레이한다.

이어서, 상기 차상 영상처리부(500)에 연결된 차상 송수신 전반부(600)에 의해 영상 또는 음성을 제11 안테나(77) 하나를 사용하여 상기 지상 송수신 장치로 전송하기 위해 다채널의 영상 또는 음성 신호를 디지털화된 영상 또는 음성 신호를 무선 신호로 변환하는 (S512). 이때, 상기 차상 송수신 전반부(600)는 이더넷을 통해 입력되는 압축된 영상 데이터를 OFDM 변복조 기법을 사용하여 240MHz의 주파수를 생성하고, 상기 VHF 대역 175MHz(F2), 185MHz(F3) 주파수는 공간 다이버시티 기법을 사용하여 데이터 손실을 최소화 및 무선 신호를 디지털 영상 또는 음성으로 변환한다. 아울러, 상기 차상 영상처리부(500)는 제한된 전송 데이터 양에 대응하기 위하여 MPEG4 압축 기법을 사용하고, 상기 지상 무선 송수신 전반부(200)는 다중경로 페이딩 및 도플러 확산에 강한 OFDM 변복조 방식을 사용한다.

이어서, 상기 차상 송수신 전반부(600)와 후반부(700)의 내부에 탑재된 제11,12 분배부 결합부(65,72)를 사용하여 VHF 대역 주파수를 하나의 케이블로 전송하고, 상기 차상 송수신 전반부(600)와 후반부(700)의 제11,12 제어부(62,71)를 하나의 케이블로 연결하며 각 부재의 상태를 점검 및 제어하여 정상 채널 영상 또는 음성을 전송한다(S513). 이때, 상기 차상 송수신 전반부(600)는 상기 차상 영상처리부(500)에 연결하여 입출력되는 디지털 영상 또는 음성 신호를 OFDM 변복조 기법을 사용하여 무선 신호로 변환하며, VHF 대역 3개의 주파수(F1,F2,F3) 신호를 하나의 케이블로 송수신하기 위해 분배 및 결합을 하며, 공간 다이버시티 기법을 사용 하여 이동체 내부의 영상 또는 음성이 무선 신호로된 영상 또는 음성 신호로 전송되어 디지털 신호로 변환하고, 채널 변경 정보와 장비 점검 정보를 전송하거나 받는다. 또한, 상기 공간 다이버시티 기법과 상기 OFDM 변복조 기법은 중거리 내지 원거리의 단파 회선에 생기는 페이딩을 방지하고, 주파수 분할 다중(FDM)에 비해 보다 많은 반송파의 다중이 가능하므로 주파수 이용 효율이 높고, 멀티패스에 의한 심벌 간 간섭(ISI)에 강하여 고속 데이터 전송한다.

이어서, 상기 제11,12제어부(62,71)와 제2 비콘 송수신부(80)를 통해 채널 변경 정보와 차상 송수신 장치 각 부재의 상태 및 정상 채널의 영상 또는 음성을 추출하여 지상 송수신 장치(1000)로 전송하는 전송한다(S514).

이어서, 상기 차상 송수신 후반부(700)에서 상기 240MHz(F1) 주파수를 2.0~2.15GHz(IF1) 주파수로 상향하고, 상기 2.0~2.15GHz 주파수를 18.8~18.95GHz(RF2) 주파수로 상향 변환한 지상의 영상 또는 음성을 제11 안테나(77)를 통해 지상 송수신 장치(1000)로 송신하는 송신한다(S515). 이때, 상기 차상 송수신 후반부(700)는 2개의 안테나로 승강장의 영상 또는 음성 신호를 입력 받고, 1개의 안테나를 통해 상기 후반부 기기 내부에서 처리된 영상 또는 음성 신호를 송출하며, 상기 승강장의 영상 또는 음성을 입력하기 위한 입력 주파수 대역을 형성하고 이동체 내부의 영상 또는 음성을 출력하기 위한 출력 주파수 대역을 형성한다. 이때, 입력 주파수 대역은 19.1~19.25GHz 주파수 대역이다. 상기 출력 주파수 대역은 18.80~18.95GHz 주파수 대역이다. 또한, 상기 지상 송수신 후반부(300)는 상기 19.1~19.25GHz 주파수를 1.7~1.85GHz(IF2)와 1.75~1.85GHz(IF2) 주파수로 하향하고 다시 각각 175MHz(F2)와 185MHz(F3) 주파수로 하향 변환한다. 아울러, 상기 차상 송수신 후반부(700)는 외부 연결된 입출력 기기의 상태를 점검하여 정상 채널에만 영상 또는 음성을 전송하거나 승강장의 위치 정보에 따른 채널을 변경하기 위한 제어 신호를 발생한다. 여기서, 상기 차상 송수신 전반부(600)와 상기 차상 송수신 후반부(700)는 사이에 2개의 케이블로 연결되어 이 중 하나의 케이블은 VHF 대역인 240MHz(F1) 와 175MHz(F2) 및 185MHz(F3) 주파수가 전송 이동하며, 나머지 하나의 케이블은 각 부재의 장비 점검 신호 또는 승강장의 이동체 정보를 이동체가 이동함에 따라 역사 채널을 변경할 수 하게 한다. 또한, 상기 이동체 정보는 이동체가 출발한 출발 역사와 상기 출발 역사를 통과하고 진입하는 진입 역사 및 상기 진입 역사의 다음에 정차할 다음 역사의 정보이다. 이때, 상기 차상 송수신 후반부(700)는 지속적으로 상기 이동체 정보를 역사로 전송한다.

이어서, 승강장의 영상 또는 음성을 상기 지상 송수신 장치(2000)를 통해 19.1~19.25GHz(RF1) 주파수로 수신받아 차상 송수신 후반부(300)를 통해 1.7~1.85GHz(IF1)와 1.75~1.85GHz(IF1) 주파수로 하향하고, 상기 1.7~1.85GHz(IF1)와 1.75~1.85GHz(IF1) 주파수를 각각 175MHz(F2)와 185MHz(F3) 주파수로 하향 변환한다(S516).

이어서, 상기 차상 송수신 후반부(700)의 제12 분배부 결합부(72)에 상기 하나의 케이블로 연결된 제11 분배부 결합부(65)로 VHF 대역 175MHz(F2), 185MHz(F3) 주파수를 전송하고, 상기 차상 송수신 후반부의 제12 제어부(71)에 상기 하나의 케이블로 연결된 제11 제어부(62)에 의해 상기 지상 송수신 장치 각 부재를 점검한 장비 점검 정보를 전송한다(S517).

마지막으로, 상기 175MHz(F2), 185MHz(F3) 주파수를 공간 다이버시티 기법을 사용하여 데이터 손실을 최소화하여 디지털 신호로 변환하며, 상기 디지털 신호를 다채널 입출력 기기로 전송 출력할 영상 또는 음성으로 복원하여 아날로그 신호로 변환 출력한다(S518). 이때, 상기 점검은 차상 송수신 장치(2000)에 구성된 장비의 정상 동작 유무를 판단하여 일정 주기로 비콘 신호를 송출한다. 이때, 상기 일정 주기는 1~600msec단위이다.

전술한 바와 같이, 차상 송수신 장치(2000)와 지상 송수신 장치(1000)의 구성 및 기능이 거의 동일하게 형성되어 서로 무선 통신을 하며, 다른 부분은 채널변경, 영상녹화 및 저장, 장비 점검 정보 전송 방법이다. 상기 영상녹화 및 저장은 영상 녹화부(53)에 의해 지상 송수신 장치(2000)로부터 전송된 영상 또는 음성 데이터와, 이동체 내부의 영상 또는 음성을 녹화한다. 상기 저장된 영상은 상세 설명을 하지 않았지만 통상의 데이터 백업과 동일한 절차로 차상 영상처리부(500)의 외부 커넥터를 통해 백업한다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

도 1은 본 발명에 의한 이동체용 무선영상 감시 시스템의 간단한 블록도.

도 2a는 본 발명에 의한 이동체용 무선영상 감시 시스템의 지상 송수신 장치의 구성도.

도 2b는 본 발명에 의한 이동체용 무선영상 감시 시스템의 차상 송수신 장치의 구성도.

도 3a는 본 발명에 의한 이동체용 무선영상 감시 시스템의 지상 송수신 장치의 영상 또는 음성 신호 흐름도.

도 3b는 본 발명에 의한 이동체용 무선영상 감시 시스템의 차상 송수신 장치의 영상 또는 음성 신호 흐름도.

＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞

21: 제1 다중화 역다중화부 22: 제1 제어부

23: 제1 DVB-T 송신부 24: 제1 다이버시티 DVB-T 수신부

25: 제1 분배부 결합부 31: 제2 제어부

32: 제2 분배부 결합부 33: 제1 상하향 변환부

34: 제1 Ku-대역 송수신부 35: 제1 하향 변환부

36: 제1 Ku-대역 수신부 37: 제1 안테나

38: 제2 안테나 39: 제3 안테나

40: 제1 비콘 송수신부 51: 제2 영상 음성 압축 복원부

52: 제2 이더넷 허브 53: 영상 녹화부

61: 제2 다중화 역다중화부 62: 제11 제어부

63: 제2 DVB-T 송신부 64: 제2 다이버시티 DVB-T 수신부

65: 제11 분배부 결합부 71: 제12 제어부

72: 제12 분배부 결합부 73: 제2 상하향 변환부

74: 제2 Ku-대역 송수신부 75: 제2 하향 변환부

76: 제2 Ku-대역 수신부 77: 제11 안테나

78: 제12 안테나 79: 제13 안테나

80: 제2 비콘 송수신부 91: 제2 영상 음성 압축 복원부

92: 제1 이더넷 허브 200: 지상 송수신 전반부

300: 지상 송수신 후반부 500: 차상 영상처리부

600: 차상 송수신 전반부 700: 차상 송수신 후반부

900: 지상 영상처리부 1000: 지상 송수신 장치

2000: 차상 송수신 장치

Claims

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지상 송수신 장치와 차상 송수신 장치 간 무선으로 영상 감시를 하기 위한 이동체용 무선영상 감시 방법에 있어서,

상기 지상 무선 영상 감시는,

지상 다채널 입출력 기기와 지상 영상처리부에 의해 외부의 영상 또는 음성을 아날로그로 입력받아 전송 대역폭을 줄이기 위해 압축 및 디지털화를 실시하여 전송하고, 상기 입출력 기기의 장비 상태를 점검하여 장비의 이상유무를 모니터링하는 단계와;

상기 지상 영상처리부에 연결된 지상 송수신 전반부에 의해 영상 또는 음성을 제1 안테나 하나를 사용하여 상기 차상 송수신 장치로 전송하기 위해 다채널의 영상 또는 음성 신호를 무선 신호로 변환하는 단계와;

상기 지상 송수신 전반부(200)와 지상 송수신 후반부(300)의 내부에 탑재된 제1,2 분배부 결합부를 사용하여 VHF 대역 주파수를 하나의 케이블로 전송하고, 상기 지상 송수신 전반부와 후반부의 제1,2 제어부를 하나의 케이블로 연결하며 각 부재의 상태를 점검 및 제어하여 정상 채널 영상 또는 음성을 전송하는 단계와;

상기 제1,2제어부와 제1 비콘 송수신부를 통해 이동체의 이동에 따라 승강장의 정보를 송수신하여 채널을 변경하기 위한 제어 신호를 전송하는 단계와;

상기 지상 송수신 후반부에서 240MHz(F1) 주파수를 2.0~2.15GHz(IF1) 주파수로 상향하고, 상기 2.0~2.15GHz 주파수를 19.1~19.25GHz(RF1) 주파수로 상향 변환한 지상의 영상 또는 음성을 제1 안테나를 통해 차상 송수신 장치로 송신하는 단계와;

이동체 내부의 영상 또는 음성을 상기 차상 송수신 장치를 통해 18.8~18.95GHz(RF2) 주파수로 수신받아 지상 송수신 후반부를 통해 1.7~1.85GHz(IF2)와 1.75~1.85GHz(IF2) 주파수로 하향하고, 상기 1.7~1.85GHz(IF2)와 1.75~1.85GHz(IF2) 주파수를 각각 175MHz(F2)와 185MHz(F3) 주파수로 하향 변환하는 단계와;

상기 지상 송수신 후반부의 제2 분배부 결합부에 상기 하나의 케이블로 연결된 제1 분배부 결합부로 VHF 대역 175MHz(F2), 185MHz(F3) 주파수를 전송하고, 상기 지상 송수신 후반부의 제2 제어부에 상기 하나의 케이블로 연결된 제1 제어부에 의해 상기 차상 송수신 장치의 각 부재를 점검한 장비 점검 정보를 전송하는 단계와;

상기 175MHz(F2), 185MHz(F3) 주파수를 공간 다이버시티 기법을 사용하여 데이터 손실을 최소화하여 디지털 신호로 변환하며, 상기 디지털 신호를 다채널 입출력 기기로 전송 출력할 영상 또는 음성으로 복원하여 아날로그 신호로 변환 출력하는 단계;로 이루어지는 것을 특징으로 하는 이동체용 무선영상 감시 방법.
제 14 항에 있어서,

상기 차상 무선 영상 감시는,

차상 다채널 입출력 기기와 영상녹화기기 및 차상 영상처리부에 의해 외부의 영상 또는 음성을 아날로그로 입력받아 전송 대역폭을 줄이기 위해 압축 및 디지털화를 실시하여 전송하고, 상기 입출력 기기의 장비 상태를 점검하여 장비의 이상유무를 모니터링하는 단계와;

상기 차상 영상처리부에 연결된 차상 송수신 전반부에 의해 영상 또는 음성을 제11 안테나 하나를 사용하여 상기 지상 송수신 장치로 전송하기 위해 다채널의 영상 또는 음성 신호를 디지털화된 영상 또는 음성 신호를 무선 신호로 변환하는 단계와;

상기 차상 송수신 전반부(600)와 차상 송수신 후반부(700)의 내부에 탑재된 제11,12 분배부 결합부를 사용하여 VHF 대역 주파수를 하나의 케이블로 전송하고, 상기 차상 송수신 전반부와 후반부의 제11,12 제어부를 하나의 케이블로 연결하며 각 부재의 상태를 점검 및 제어하여 정상 채널 영상 또는 음성을 전송하는 단계와;

상기 제11,12제어부와 제2 비콘 송수신부를 통해 채널 변경 정보와 차상 송수신 장치 각 부재의 상태 및 정상 채널의 영상 또는 음성을 추출하여 지상 송수신 장치로 전송하는 단계와;

상기 차상 송수신 후반부에서 상기 240MHz(F1) 주파수를 2.0~2.15GHz(IF1) 주파수로 상향하고, 상기 2.0~2.15GHz 주파수를 18.8~18.95GHz(RF2) 주파수로 상향 변환한 지상의 영상 또는 음성을 제11 안테나를 통해 지상 송수신 장치로 송신하는 단계와;

승강장의 영상 또는 음성을 상기 지상 송수신 장치를 통해 19.1~19.25GHz(RF1) 주파수로 수신받아 차상 송수신 후반부를 통해 1.7~1.85GHz(IF1)와 1.75~1.85GHz(IF1) 주파수로 하향하고, 상기 1.7~1.85GHz(IF1)와 1.75~1.85GHz(IF1) 주파수를 각각 175MHz(F2)와 185MHz(F3) 주파수로 하향 변환하는 단계와;

상기 차상 송수신 후반부의 제12 분배부 결합부에 상기 하나의 케이블로 연결된 제11 분배부 결합부로 VHF 대역 175MHz(F2), 185MHz(F3) 주파수를 전송하고, 상기 차상 송수신 후반부의 제12 제어부에 상기 하나의 케이블로 연결된 제11 제어부에 의해 상기 지상 송수신 장치의 각 부재를 점검한 장비 점검 정보를 전송하는 단계와;

상기 175MHz(F2), 185MHz(F3) 주파수를 공간 다이버시티 기법을 사용하여 데이터 손실을 최소화하여 디지털 신호로 변환하며, 상기 디지털 신호를 다채널 입출력 기기로 전송 출력할 영상 또는 음성으로 복원하여 아날로그 신호로 변환 출력하는 단계;로 이루어지는 것을 특징으로 하는 이동체용 무선영상 감시 방법.
제 14 항에 있어서,

상기 지상 송수신 전반부는, 디지털 신호를 OFDM 변복조 기법을 사용하여 240MHz(F1) 주파수 무선 신호로 변환하고, 공간 다이버시티 기법을 사용하여 VHF 대역인 175MHz(F2), 185MHz(F3) 주파수 무선 신호를 디지털 신호로 변환하는 것을 특징으로 하는 이동체용 무선영상 감시 방법.
제 14 항에 있어서,

상기 차상 송수신 전반부는, 디지털 신호를 OFDM 변복조 기법을 사용하여 240MHz(F1) 주파수 무선 신호로 변환하고, 공간 다이버시티 기법을 사용하여 VHF 대역인 175MHz(F2), 185MHz(F3) 주파수 무선 신호를 디지털 신호로 변환하는 것을 특징으로 하는 이동체용 무선영상 감시 방법.
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