KR100940871B1 - 갭필러 시스템의 전력 절감 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

갭필러 시스템의 전력 절감 장치는 메인 모듈 및 복수의 단위 모듈을 포함한다.
복수의 단위 모듈은 단말로부터 전송되는 신호를 수신하여 빔 커버리지 안에 단말이 존재하는지의 여부를 판단한다. 그리고, 메인 모듈은 복수의 단위 모듈 중 단말이 존재하는 빔 커버리지를 가지는 제1 단위 모듈을 포함하는 적어도 하나의 단위 모듈의 전원은 켜지도록 제어하며, 전원이 켜진 단위 모듈을 제외한 나머지 단위 모듈의 전원은 꺼지도록 제어한다.
갭필러 시스템, 단위 모듈, 메인 모듈, 빔 커버리지, 전력 절감 장치

Description

갭필러 시스템의 전력 절감 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD POWER REDUCTION OF GAP FILLER SYSTEM}
본 발명은 갭필러 시스템(Gap Filler System)에서 갭필러 단위 모듈의 전력 감소 방법에 관한 것이다.
본 발명은 정보통신부 및 정보통신연구진흥원의 IT성장동력기술개발사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다[과제관리번호: 2006-S-020-02, 과제명: 고속 이동체 인터넷 위성, 무선 연동 기술개발].
위성 방송 또는 위성 통신은 가시적(Line of Sight, LOS) 환경이 확보되는 상황에서만 방송의 수신이나 통신이 가능하였다. 최근에는 위성 DMB(Digital Multimedia Broadcasting)와 같은 일부 위성 방송에서는 비가시적(Non-LOS) 환경에서 위성 방송을 수신하기 위하여 갭필러(Gap Filler) 기술을 도입하였다.
갭필러 기술은 위성 방송 또는 이동 통신 환경에서 고층 빌딩 등에 의해 전파가 차폐되는 지역에서 방송을 수신할 수 있도록, 송신소에서 발사된 전파를 수신하여 재송신하는 소출력 재송신소 역할을 수행한다. 예를 들어, 디지털 음성 방송(Direct Broadcast Satellite, DBS)방식에서는 다반송파 변조 방식의 일종인 직 교 주파수 분할 다중(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, OFDM)의 특징을 이용하여 이동체가 전파 차폐 지역에서 고음질의 수신을 할 수 있도록, 빌딩 옥상 등에 소출력의 재송신소를 설치하여 지상 송신소 또는 위성에서 발사된 전파를 재송신한다. 이때, 수신기는 직접파를 수신할 수 없는 경우 재송신파만을 수신하지만, 직접파를 수신할 수 있는 경우에도 직접파와 재송신파를 수신함에 따라 고음질의 수신을 할 수 있다.
위성 방송 또는 이동 통신 환경에서 갭필러 기술을 이용하여 단방향으로 수신 신호를 증폭하거나 또는 주파수 변환을 통한 전송을 수행하기 때문에, 갭필러 시스템의 단위 모듈은 항상 켜진 상태로 동작하게 된다. 이와 같이 갭필러 시스템의 단위 모듈이 항상 켜진 상태로 동작함에 따라, 전력 소모 및 전체적인 노이즈의 발생이 증가하며 수명이 짧아지는 문제점이 발생한다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 갭필러 시스템에서의 전력을 절감할 수 있는 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
이러한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 한 특징에 따르면, 갭필러 시스템의 전력 절감 장치는 단말로부터 전송되는 신호를 수신하여 빔 커버리지 안에 상기 단말이 존재하는지의 여부를 판단하는 복수의 단위 모듈, 그리고 상기 복수의 단위 모듈 중 상기 단말이 존재하는 빔 커버리지를 가지는 제1 단위 모듈을 포함하는 적어도 하나의 단위 모듈의 전원은 켜지도록 제어하며, 상기 전원이 켜진 단위 모듈을 제외한 나머지 단위 모듈의 전원은 꺼지도록 제어하는 메인 모듈을 포함한다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 복수의 단위 모듈을 포함하는 갭필러 시스템의 전력 절감 방법이 제공된다. 이 전력 절감 방법은, 상기 복수의 단위 모듈 중 단말이 존재하는 빔 커버리지를 가지는 제1 단위 모듈을 검출하는 단계, 상기 제1 단위 모듈 및 상기 제1 단위 모듈의 빔 커버리지에 인접한 빔 커버리지를 가지는 제2 단위 모듈의 전원이 켜지도록 제어하는 단계, 그리고 상기 전원이 켜진 단위 모듈을 제외한 나머지 단위 모듈의 전원이 꺼지도록 제어하는 단계를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 신호의 송수신이 필요한 시점에서만 갭필러의 단위 모듈이 동작되도록 제어하여 갭필러 시스템의 전력을 절감시킬 수 있으며, 노 이즈를 감소시킬 수 있다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
이하, 도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 갭필러 시스템의 전력 절감 장치에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 갭필러 시스템의 전력 절감 장치를 개략적으로 나타내는 도면이며, 도 2는 도 1에 도시한 갭필러 시스템의 전력 절감 장치의 상세 불록도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 갭필러 시스템의 전력 절감 장치는 메인 모 듈(110) 및 복수의 단위 모듈(120_1-120_N)을 포함한다.
메인 모듈(110)은 신호, 예를 들어 Ka 대역(20-30GHz) 위성 통신 및 Ku 대역(12-18GHz) 방송을 송수신하며, 단위 모듈(120_1-120_N)은 메인 모듈(110)로부터 전송되는 신호를 각각 자신의 빔 커버리지 안에 존재하는 단말(T1-TN)로 전송한다.
본 발명의 실시예에 따른 갭필러 시스템에서 단위 모듈(120_1-120_N)의 빔 커버리지(Beam Coverage) 안에 고정형 또는 이동형 단말이 항상 존재하는 경우에는 갭필러 시스템의 전력은 절감되기 힘들다.
그러나, 넓은 영역의 비가시적 환경, 예를 들어 지하도, 터널, 산악 지역 등에서 장거리에 걸친 전파음영 지역의 안테나로 신호를 송수신해야 하는 경우이거나 또는 갭필러 시스템을 통해 신호를 송수신하는 단말의 수가 시간적 또는 공간적으로 불연속적인 경우에는, 갭필러 시스템의 전력을 절감시키기 용이하다. 즉, 갭필러 시스템을 통해 신호를 송수신하는 단말의 수가 시간적 또는 공간적으로 그 양이 적으면, 갭필러 시스템에서의 전력 절감 효율은 증가한다.
도 2에 도시한 바와 같이, 메인 모듈(110)은 안테나(111) 및 제어부(112)를 포함한다. 그리고, 단위 모듈(120_1)은 신호 생성부(121), 검출부(122) 및 전력 제어부(123)를 포함한다. 본 발명의 실시예에 따른 단위 모듈(120_1-120_N)의 구성 및 구동 방법은 동일하므로, 단위 모듈(120_1)을 이용하여 갭필러 시스템의 전력 절감 장치의 구조에 대하여 설명한다.
단위 모듈(120_1)의 검출부(123)는 갭필러 안테나(도시되지 않음)로 수신되는 단말의 기준 신호, 예를 들면 파일럿(Pilot) 신호를 이용하여 자신의 빔 커버리 지 안에 단말이 존재하는 지의 여부를 판단하고, 판단 결과를 신호 생성부(121)로 전달한다. 그러면, 신호 생성부(121)는 단말이 자신의 빔 커버리지에 존재한다는 신호를 생성하여 메인 모듈(110)로 전달한다. 본 발명의 실시예에 따른 검출부(123)는 단말의 기준 신호를 이용하여 단말의 존재 여부를 판단하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 적외선 센서, 이동 감지 센서 등의 검출 센서를 이용하여 단말의 존재 여부를 판단할 수 있다.
메인 모듈(110)의 제어부(112)는 단말이 존재한다는 신호가 수신되면 단위 모듈(120)의 전원이 켜지도록 제어하는 신호를 생성하여 단위 모듈(120)의 전력 제어부(123)으로 전달한다. 그러면, 단위 모듈(120_1)의 전력 제어부(123)는 단위 모듈(120)의 전원을 켠다.
이하, 도 3 및 도 4를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 갭필러 시스템의 전력 절감 방법에 대하여 구체적으로 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 갭필러 시스템의 설치 예를 나타내는 도면이며, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 갭필러 시스템에서 전력을 절감시키는 방법을 나타내는 순서도이다.
본 발명의 실시예에 따른 갭필러 시스템은 단말(T1)이 존재하는지 판단하기 위하여 단위 모듈(120_1)의 전원은 항상 켜진 상태로 대기시키는 것으로 가정하며, 그 외에 나머지 단위 모듈(120_2-120_N)의 초기 전원은 꺼진 상태로 대기하는 것으로 가정하여 설명한다. 즉, 도 3에 도시한 바와 같이, 단말(T1)이 항상 터널(10)의 입구(20)로 진입하여 점선 방향의 경로(30)를 따라 이동하는 경우에, 입구(20) 쪽 에 빔 커버리지를 가지는 단위 모듈(120_1)은 단말(T1)의 터널(10) 진입을 확인하기 위해 항상 켜진 상태로 대기한다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 단말(T1)이 점선 방향의 경로를 따라 이동하는 경우, 갭필러 시스템에서 전원이 켜진 단위 모듈(120_1)은 단말(T1)로부터 신호를 수신한다(S300). 그리고, 단위 모듈(120_1)은 수신된 신호를 이용하여 자신의 빔 커버리지 안에 단말이 존재하는지 판단한다(S310).
이때, 단말(T1)이 단위 모듈(120_1)의 빔 커버리지 안에 존재하면, 단위 모듈(120_1)은 단말(T1)이 단위 모듈(120_1)의 빔 커버리지 안에 존재한다는 신호를 생성하여 메인 모듈(110)로 전달한다(S320).
단위 모듈(120_1)로부터 단말(T1)이 존재한다는 신호를 수신하면, 메인 모듈(110)은 단말(T1)의 이동 경로를 고려하여 단위 모듈(120_1)의 빔 커버리지에 인접한 빔 커버리지를 가지는 적어도 하나의 단위 모듈(120_2)의 전원이 켜지도록 제어한다(S330).
그리고, 단말(T1) 점선 방향의 경로(30)로 이동하여서 단위 모듈(120_2)의 빔 커버리지 안에 존재하면, 메인 모듈(110)은 단말(T1)이 존재하는 단위 모듈(120_2)의 빔 커버리지에 인접한 빔 커버리지를 가지는 단위 모듈(120_3)의 전원이 켜지도록 제어한다.
이어서, 단말(T1)이 점선 방향의 경로(30)로 이동하여서 단위 모듈(120_3)의 빔 커버리지 안에 존재하면, 메인 모듈(110)은 단위 모듈(120_2)의 전원은 꺼지도록 제어하며, 단말(T1)이 존재하는 단위 모듈(120_3)의 빔 커버리지에 인접한 빔 커버리지를 가지는 단위 모듈(120_4)의 전원이 켜지도록 제어한다.
이와 같은 방법으로 메인 모듈(110)은 단말(T1)이 이동하는 경로를 따라 단위 모듈(120_2-120_N) 전원의 온/오프(ON/OFF) 상태를 제어한다. 즉, 메인 모듈(110)은 해당 빔 커버리지 안에 단말이 존재하는 경우 단위 모듈의 전원이 켜지도록 제어하며, 나머지 단위 모듈의 전원은 꺼진 상태를 유지하도록 제어한다(S340). 따라서, N개의 단위 모듈의 전체 전력을 동시에 사용하지 않을 수 있어서 전력을 절감시킬 수 있다. 예를 들면, N개의 단위 모듈 중 두 개의 단위 모듈의 전력만을 사용하는 경우에는 전체 전력의 ((N-2)/N)을 절감시킬 수 있다.
이와 같이, 단말이 존재하는 영역 및 그 인접 영역의 단위 모듈의 전원은 켜고 나머지 단위 모듈의 전원을 꺼지도록 제어하는 방법으로, 단말이 존재하지 않는 구간에서의 불필요한 수신 및 방사를 원천적으로 차단할 수 있어 갭필러 시스템에 불필요한 노이즈를 감소시킬 수 있다. 그리고, 갭필러 시스템을 구동시키기 위해 소요되는 전체 전력을 감소시킬 수 있어 갭필러 시스템의 절전 효과 및 교체 주기를 증가시킬 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명의 실시예는 장치 및 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체를 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리 범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 갭필러 시스템의 전력 절감 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1에 도시한 갭필러 시스템의 전력 절감 장치의 상세 불록도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 갭필러 시스템의 설치 예를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 갭필러 시스템에서 전력을 절감시키는 방법을 나타내는 순서도이다.

Claims (10)

  1. 갭필러 시스템의 전력 절감 장치에 있어서,
    단말로부터 전송되는 신호를 수신하여 빔 커버리지 안에 상기 단말이 존재하는지의 여부를 판단하는 복수의 단위 모듈, 그리고
    상기 복수의 단위 모듈 중 상기 단말이 존재하는 빔 커버리지를 가지는 제1 단위 모듈을 포함하는 적어도 하나의 단위 모듈의 전원은 켜지도록 제어하며, 상기 전원이 켜진 단위 모듈을 제외한 나머지 단위 모듈의 전원은 꺼지도록 제어하는 메인 모듈을 포함하는 전력 절감 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 단위 모듈은 상기 제1 단위 모듈의 빔 커버리지에 인접한 빔 커버리지를 가지는 적어도 하나의 제2 단위 모듈을 더 포함하는 전력 절감 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 메인 모듈은 상기 단말의 이동 경로를 고려하여 상기 제2 단위 모듈을 결정하는 전력 절감 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    각 단위 모듈은,
    상기 단말로부터 전송되는 신호를 수신하여 상기 단말이 자신의 빔 커버리지 안에 존재하는 지의 여부를 판단하는 검출부, 그리고
    상기 메인 모듈로부터 전달되는 제어 신호에 따라 전원이 온/오프되도록 제어하는 전력 제어부를 더 포함하는 전력 절감 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    각 단위 모듈은,
    상기 단말이 존재한다는 신호를 생성하여 상기 메인 모듈로 전달하는 신호 생성부를 더 포함하는 전력 절감 장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 검출부는 상기 단말로부터 기준 신호를 수신하는 갭필러 안테나 및 상기 단말을 감지하는 센서 중 적어도 하나를 포함하는 전력 절감 장치.
  7. 복수의 단위 모듈을 포함하는 갭필러 시스템의 메인 모듈에서의 전력 절감 방법에 있어서,
    상기 복수의 단위 모듈 중 단말이 존재하는 빔 커버리지를 가지는 제1 단위 모듈을 검출하는 단계,
    상기 제1 단위 모듈 및 상기 제1 단위 모듈의 빔 커버리지에 인접한 빔 커버리지를 가지는 제2 단위 모듈의 전원이 켜지도록 제어하는 단계, 그리고
    상기 전원이 켜진 단위 모듈을 제외한 나머지 단위 모듈의 전원이 꺼지도록 제어하는 단계를 포함하는 전력 절감 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제2 단위 모듈의 전원이 켜지도록 제어하는 단계는,
    상기 단말의 이동 경로를 고려하여 상기 제2 단위 모듈을 결정하는 단계를 포함하는 전력 절감 방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 검출하는 단계는,
    상기 단말로부터 전송되는 기준 신호를 이용하여 상기 제1 단위 모듈을 검출하는 단계를 포함하는 전력 절감 방법.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 검출하는 단계는,
    각 단위 모듈에 존재하는 센서를 이용하여 상기 제1 단위 모듈을 검출하는 단계를 포함하는 전력 절감 방법.
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