KR101049657B1 - 이동체의 운행 패턴에 기반한 무선랜 접속 방법 - Google Patents

이동체의 운행 패턴에 기반한 무선랜 접속 방법 Download PDF

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Abstract

1. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야
본 발명은, 이동체의 운행 패턴에 기반한 무선랜 접속 방법에 관한 것임.
2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제
본 발명은, 이동체의 전/후방에 각각 위치한 이동중계장치와 철로 주변에 위치한 고정중계장치가 상호 메시지 통신을 통해 이동체의 다양한 운행 패턴에 적응적으로 동작함으로써, 이동체의 주행 상황이 변경되더라도 객차 내의 사용자에게 끊김 없는 무선랜 서비스를 제공하기 위한, 이동체의 운행 패턴에 기반한 무선랜 접속 방법을 제공하는데 그 목적이 있음.
3. 발명의 해결방법의 요지
본 발명은, 이동체의 운행 패턴에 기반한 무선랜 접속 방법에 있어서, 일 이동중계장치(MAR-1)가 일 고정중계장치(FAS-1)를 통해 현 위치가 종착점임을 인지함에 따라 할당받은 아이피(IP)를 DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol) 서버로 반환하는 단계; 상기 이동체가 진출함에 따라 상기 일 이동중계장치(MAR-1)가 상기 일 고정중계장치(FAS-1)와 일 채널을 통해 비이컨(beacon) 신호를 교환하는 단계; 및 상기 일 이동중계장치(MAR-1)가 활성화 요청 패킷을 타 이동중계장치로 전송한 후 대기상태로 동작하는 단계를 포함함.
4. 발명의 중요한 용도
본 발명은 이동체의 무선랜 서비스 등에 이용됨.
이동체의 운행 패턴, 무선랜, 이동중계장치, 고정중계장치, 진출 방향, 진입 방향

Description

이동체의 운행 패턴에 기반한 무선랜 접속 방법{Method for access wireless local area network with routing pattern for a basis}
도 1 은 본 발명이 적용되는 이동체의 무선랜 서비스를 위한 네트워크 관리 시스템의 일실시예 구성도,
도 2 는 본 발명에 따른 이동체의 운행 패턴에 기반한 무선랜 접속 방법에 대한 일실시예 설명도,
도 3 은 본 발명에 따른 이동체의 운행 패턴에 기반한 무선랜 접속 방법에 대한 다른 실시예 설명도,
도 4 는 본 발명에 따른 이동체의 운행 패턴에 기반한 무선랜 접속 방법에 대한 또다른 실시예 설명도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
101 : 인터넷 102 : 관문라우터(GR)
103 : 망 관리 시스템(CES) 104 : 제어 스위치(BSR)
105 : 레이어2 스위치((L2 Switch)_1 내지 (L2 Switch)_i)
106 : 고정 중계 장치((FAS)_1 내지 FAS)_k)
107 : 이동 중계 장치(MAR)
108 : 이동접속점(Vehicle AP)_1 내지 Vehicle AP)_j)
본 발명은 이동체의 운행 패턴에 기반한 무선랜 접속 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 고속으로 이동중인 지하철 및 열차 등에서 무선랜을 서비스할 경우 지하철 및 열차의 운행 패턴에 따라서 지하철 및 열차의 진행 방향이 변경되더라도 앞, 뒤에 설치된 이동중계장치(MAR)와 고정중계장치(FAS) 간에 통신(블록 메시지)을 유지하고 초기 장비 가동시 필요한 이동중계장치(MAR)와 고정중계장치(FAS) 간에 정확한 선택 메시지를 통한 원할한 통신이 이루어질 수 있게 하는 방법에 관한 것이다.
본 발명에서 이동체는 기차, 지하철, 고속철, 등을 포함한다.
일반적으로, 무선랜(WLAN)은 전송 제어 프로토콜/인터넷 프로토콜(TCP/IP)을 기반으로 하여 IEEE 802.11b 규격으로 11Mbps의 전송률을 갖는 네트워크이다. 그리고, 무선랜은 TCP/IP의 네트워크 인터페이스와 연결된 맥(MAC : Medium Access Controller) 브리지(Bridge)를 통해 ISM(Industrial Scientific Medical) 밴드 대역에서 정보를 전송한다. 현재 특정 지역에 한정적인 무선랜 가입자 서비스의 영역을 이동중인 열차 및 전철 객차 내로 확장하여 이동중인 열차 객차 내에서도 끊김 없는 무선랜 서비스를 이용할 수 있도록 하는 시스템이 개발되고 있다.
현재 개발 중인 무선랜 시스템은 철로 주변을 따라 수백 m ~ 수 km 간격으로 고정중계장치를 설치하고 이동체에 이동중계장치를 설치한다. LOS(Line of Sight) 확보 여부와 전파환경에 따라 적당한 거리마다 고정중계장치가 설치되어 있고, 이동중계장치는 UTP 케이블로 각 객차의 액세스포인트(AP)와 연결되어 있다.
이러한 무선랜 서비스를 이동체 내의 사용자에게 제공하기 위해서는 이동체 상에 위치한 이동중계장치와 철로 주변에 위치한 고중중계장치간의 라우팅이 원할하게 이루어져야 한다.
따라서, 이동체의 다양한 운행 패턴에 적응적인 이동중계장치와 고정중계장치 간의 통신 방법이 요구되고 있다.
본 발명은 상기 요구에 부응하기 위하여 제안된 것으로, 이동체의 전/후방에 각각 위치한 이동중계장치와 철로 주변에 위치한 고정중계장치가 상호 메시지 통신을 통해 이동체의 다양한 운행 패턴에 적응적으로 동작함으로써, 이동체의 주행 상황이 변경되더라도 객차 내의 사용자에게 끊김 없는 무선랜 서비스를 제공하기 위한, 이동체의 운행 패턴에 기반한 무선랜 접속 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 방법은, 이동체의 운행 패턴에 기반한 무선랜 접속 방법에 있어서, 일 이동중계장치(MAR-1)가 일 고정중계장치(FAS-1)를 통해 현 위치가 종착점임을 인지함에 따라 할당받은 아이피(IP)를 DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol) 서버로 반환하는 단계; 상기 이동체가 진출함에 따라 상기 일 이동중계장치(MAR-1)가 상기 일 고정중계장치(FAS-1)와 일 채널을 통해 비이컨(beacon) 신호를 교환하는 단계; 및 상기 일 이동중계장치(MAR-1)가 활성화 요청 패킷을 타 이동중계장치로 전송한 후 대기상태로 동작하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명의 다른 방법은, 이동체의 운행 패턴에 기반한 무선랜 접속 방법에 있어서, 일 이동중계장치(MAR-1)가 일 고정중계장치(FAS-1)를 통해 현 위치가 종착점임을 인지함에 따라 현재 상태를 기록하는 단계; 리셋 후, 상기 일 이동중계장치(MAR-1)가 상기 일 고정중계장치(FAS-1)에 접속하여 제어 스위치 및 망 관리 시스템에 등록하는 단계; 상기 이동체의 진출 방향을 확인하는 단계; 상기 이동체가 주행 레일이 바뀌지 않는 진입 방향의 반대 방향으로 진출함에 따라 상기 일 이동중계장치가 등록 상태를 유지하는 단계; 및 상기 이동체가 주행 레일이 바뀌는 진입 방향으로 진출함에 따라 상기 일 이동중계장치가 활성화 요청 메시지를 타 이동중계장치로 전송한 후 대기상태로 동작하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한 다.
또한, 본 발명은 고속으로 이동중인 지하철 및 열차에서 무선랜을 서비스할 경우 이동중인 장치의 노선 변경 및 주행 패턴에 따른 이동중계장치(MAR)와 고정중계장치(FAS)간 통신이 가능하도록 시나리오를 규정하고, 각각의 시나리오에 대응한 최적화 방법을 정함으로써, 이동체가 운행하는 패턴에 상관없이 끊김없는 무선랜 서비스를 제공한다.
또한, 본 발명은 이동체의 무선랜 서비스를 위한 이동체의 이동중계장치(MAR)의 선택에 있어서, 채널 1-6번을 사용하는 고정중계장치(FAS)에 구별번호 1을, 7-13번을 사용하는 고정중계장치에 구별번호 2를 부여하고, 고정중계장치 1과 통신하는 이동중계장치에 구별번호 1 부여 및 액티브(Active)로 설정하며, 고정중계장치 2와 통신하는 이동중계장치에 구별번호 2 부여 및 대기상태(Stand by)로 설정한다.
상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1 은 본 발명이 적용되는 이동체의 무선랜 서비스를 위한 네트워크 관리 시스템의 일실시예 구성도이다.
도 1 에 도시된 바와 같이, 본 발명이 적용되는 이동체의 무선랜 서비스를 위한 네트워크 관리 시스템은, 인터넷(101)과, 하위 제어스위치(104)와 기가비트 이더넷(Gigabit Ethernet)으로 정합하며 IP 패킷(packets)의 트래픽(traffic)을 처리하고 레이어2 스위치(105)간 핸드오버(Hand-over)시 데이터 유실을 방지하기 위한 버퍼링 기능을 수행하며, IP 프로토콜을 지원하기 위한 관문 라우터(GR : Gate Router)(102)와, 이동 중계 장치(107)에 대한 유지 관리 기능으로서 구성 관리, 장애 관리, 성능 통계 관리, 시스템 및 운용자 관리 기능을 수행하기 위한 망 관리 시스템(CES : Central EMS Server)(103)과, 레이어2 스위치(105) 및 상위의 관문 라우터(102)와 연동하여 트래픽을 수용 처리하며, 레이어2 스위치(105)간에 발생하는 핸드오버(Hand-over)를 원활하게 처리하고 버퍼링을 수행하기 위한 제어 스위치(BSR : Base station Switching Router)(104)와, 물리적 링크의 신뢰도를 높여주며, 링크의 활성화, 유지, 비활성화를 제공하며, 상위 레이어에 에러의 감지와 제어를 제공하기 위한 레이어2 스위치((L2 Switch)_1 내지 (L2 Switch)_i)(105)와, 2.4GHz 또는 5GHz의 ISM 밴드(Industrial Scientific Medical Band)의 주파수를 사용하며 4Mbps이상의 전송 속도를 제공하고 최대 300Km/h의 이동 속도에서 핸드오버가 가능하도록 하기 위한 고정 중계 장치(FAS : Fixed Access Switch)(106)와, 무선접속 기능이 고정 중계 장치(105)와 같으며 로밍 기능, L3 스위칭 기능(DHCP Server/Relay/반납 기능 포함), 전력 제어(Power control) 기능, 자동 주파수 설정 기능, OAM&P(Operation and Maintenance and Provisioning) 기능을 제공하기 위한 이동 중계 장치(MAR : Mobile Access Router)와, 이동중인 객차내에 설치되어 2.4GHz 또는 5GHz 의 무선랜 주파수를 이용하여 무선랜 단말을 유선랜에 접속해주기 위한 이동 접속점(VAP : Vehicle Access Point)을 포함한다.
도 2 는 본 발명에 따른 이동체의 운행 패턴에 기반한 무선랜 접속 방법에 대한 일실시예 설명도로서, 이동체가 차량기지로 진입한 경우의 무선랜 접속 과정을 나타낸다.
먼저, 일 이동중계장치가 일 고정중계장치(FAS-1)로부터 현 위치가 종착점(End-Point)임을 인지함에 따라 할당받은 IP를 DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol) 서버로 반환한다. 이때, (a), (b)에 도시된 바와 같이 이동체는 차량기지에 일방향으로 진입하고 추후 진출시 역방향(레일 변경)으로 진출한다.
이후, 이동체가 진출함에 따라 일 이동중계장치(MAR-1)는 일 고정중계장치(FAS-1)와 일 채널을 통해 비이컨(beacon)을 교환하고, 타 이동중계장치(MAR-2)는 타 고정중계장치(FAS-2)와 타 채널을 통해 비이컨(beacon)을 교환한다. 이때, 일 이동중계장치는 이동체의 양 말단 중 일측에 위치하고, 타 이동중계장치는 이동체의 양 말단 중 타측에 위치하는 것이 바람직하다.
이후, 일 이동중계장치는 활성화(active) 요청 패킷을 타 이동중계장치로 송신한 후 대기상태(stand-by)로 전환한다.
이후, 활성화 요청 패킷을 수신한 타 이동중계장치는 타 고정중계장치와 통신이 가능하면 망관리 시스템(103)에 등록하고, DHCP 서버로부터 IP를 할당받아 무선랜 서비스를 제공하며, 타 고정중계장치와 통신이 불가능하면 통신이 가능할 때 까지 대기한다.
도 3 은 본 발명에 따른 이동체의 운행 패턴에 기반한 무선랜 접속 방법에 대한 다른 실시예 설명도로서, 이동체가 특정 역사에 정지 후 출발하는 경우의 무선랜 접속 과정을 나타낸다.
먼저, 이동체가 차량기지로 진입하지 않고 특정 역사 플랫폼에 정차했다가 전원 종료 후 다음날 출발하는 경우, 플랫폼을 기준으로 두 개의 구분되는 체크영역(checking area)을 가지고 있어야 한다.
이후, 운행을 마치고 제 1 체크영역(check area(#1))에 진입한 일 이동중계장치(MAR-1)(활성화) 및 타 이동중계장치(MAR-2)(대기상태)는 현재 자신의 상태를 기록한다. 이 상태에서 이동중계장치의 전원이 꺼진다.
이후, 전원이 들어오면 일 이동중계장치(MAR-1)는 일 고정중계장치(FAS-1)에 접속한 후 제어 스위치(104) 및 망 관리 시스템(103)에 등록을 진행하고, 타 이동중계장치는(MAR-2)는 대기상태가 된다.
이때, (a)에 도시된 바와 같이 이동체가 진출 방향으로 운행하여 제 2 체크영역(check area(#2))을 지나면 일 이동중계장치는 등록 상태를 유지한다. 이때, 주행 레일은 바뀌지 않는다.
그러나, (b)에 도시된 바와 같이 이동체가 진출 방향의 반대방향(진입 방향)으로 운행하여 제 1 체크영역을 지나면 일 이동중계장치는 활성화 요청 메시지를 타 이동중계장치로 전송하고 대기상태로 전환한다. 이때, 일 고정중계장치는 일 이동중계장치에 할당된 IP를 DHCP 서버로 반환한다.
이후, 활성화 요청 패킷을 수신한 타 이동중계장치는 타 고정중계장치와 통신이 가능하면 망관리 시스템(103)에 등록하고, DHCP 서버로부터 IP를 할당받아 무선랜 서비스를 제공하며, 타 고정중계장치와 통신이 불가능하면 통신이 가능할 때까지 대기한다.
도 4 는 본 발명에 따른 이동체의 운행 패턴에 기반한 무선랜 접속 방법에 대한 또다른 실시예 설명도로서, 고정적으로 전원이 꺼지는 경우의 무선랜 접속 과정을 나타낸다.
먼저, 고정적으로 전원이 나가는 지역에 진입하기 이전에 제 1 체크영역을 지나면서 현재 상태를 기록한다.
이후, 정전지역을 지나고 다시 전원이 들어오면 기록한 상태를 그대로 복원한 후 무선랜 서비스를 제공한다.
상술한 바와 같은 본 발명의 방법은 프로그램으로 구현되어 컴퓨터로 읽을 수 있는 형태로 기록매체(씨디롬, 램, 롬, 플로피 디스크, 하드 디스크, 광자기 디스크 등)에 저장될 수 있다. 이러한 과정은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있으므로 더 이상 상세히 설명하지 않기로 한다.
이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.
상기와 같은 본 발명은, 이동체의 전/후방에 각각 위치한 이동중계장치와 철로 주변에 위치한 고정중계장치가 상호 메시지 통신을 통해 이동체의 다양한 운행 패턴에 적응적으로 동작함으로써, 이동체의 주행 상황이 변경되더라도 객차 내의 사용자에게 끊김 없는 무선랜 서비스를 제공할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 지하철 및 열차에서 고속으로 이동중인 환경에서 이동체의 주행 상황이 변경되더라도 상황에 따른 방법을 규정하여 이동중인 객차내의 무선랜 서비스를 끊임없이 양질의 서비스를 제공할 수 있다.

Claims (4)

  1. 이동체의 운행 패턴에 기반한 무선랜 접속 방법에 있어서,
    일 이동중계장치(MAR-1)가 일 고정중계장치(FAS-1)를 통해 현 위치가 종착점임을 인지함에 따라 할당받은 아이피(IP)를 DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol) 서버로 반환하는 단계;
    상기 이동체가 진출함에 따라 상기 일 이동중계장치(MAR-1)가 상기 일 고정중계장치(FAS-1)와 일 채널을 통해 비이컨(beacon) 신호를 교환하는 단계; 및
    상기 일 이동중계장치(MAR-1)가 활성화 요청 패킷을 타 이동중계장치로 전송한 후 대기상태로 동작하는 단계
    를 포함하는 이동체의 운행 패턴에 기반한 무선랜 접속 방법.
  2. 이동체의 운행 패턴에 기반한 무선랜 접속 방법에 있어서,
    일 이동중계장치(MAR-1)가 일 고정중계장치(FAS-1)를 통해 현 위치가 종착점임을 인지함에 따라 현재 상태를 기록하는 단계;
    리셋 후, 상기 일 이동중계장치(MAR-1)가 상기 일 고정중계장치(FAS-1)에 접속하여 제어 스위치 및 망 관리 시스템에 등록하는 단계;
    상기 이동체의 진출 방향을 확인하는 단계;
    상기 이동체가 주행 레일이 바뀌지 않는 진입 방향의 반대 방향으로 진출함 에 따라 상기 일 이동중계장치가 등록 상태를 유지하는 단계; 및
    상기 이동체가 주행 레일이 바뀌는 진입 방향으로 진출함에 따라 상기 일 이동중계장치가 활성화 요청 메시지를 타 이동중계장치로 전송한 후 대기상태로 동작하는 단계
    를 포함하는 이동체의 운행 패턴에 기반한 무선랜 접속 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 일 이동중계장치는 상기 이동체의 양 말단 중 일측에 위치하고, 상기 타 이동중계장치는 상기 이동체의 양 말단 중 타측에 위치하는 것을 특징으로 하는 이동체의 운행 패턴에 기반한 무선랜 접속 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 운행 패턴은,
    상기 이동체가 차량 기지로 진입하고 전원 종료 시, 상기 이동체가 특정 역사에 정차 후 전원 종료 시, 및 상기 이동체가 고정적으로 전원이 오프(off)되는 장소를 진행할 시를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동체의 운행 패턴에 기반한 무선랜 접속 방법.
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