KR101079963B1 - 위성 및 지상의 무선 통신을 이용한 재난경고 장치 및 방법 - Google Patents

위성 및 지상의 무선 통신을 이용한 재난경고 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

위성 및 지상의 무선 통신을 이용한 재난경고 장치 및 방법을 개시한다. 위성 및 지상의 무선 통신을 이용한 재난경고 방법은 위성망과 지상망 중 적어도 하나를 통하여 재난방지경고장치로부터 재해에 대한 상황 정보를 수신하는 단계와, 상황 정보로부터 재난경보신호를 추출하는 단계와, 재난경보신호를 추출한 경우, 상황 정보를 이용하여 재난 정보를 출력하는 단계를 포함한다.
위성망, 지상망, 재해, 경고

Description

위성 및 지상의 무선 통신을 이용한 재난경고 장치 및 방법{Apparatus and Method for alerting disaster using Wireless Communication of Satellite and Terrestrial}
본 발명은 위성 및 지상의 무선 통신을 이용한 재난경고 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 센서장치의 재해 정보를 위성 및 지상의 무선 통신을 이용하여 이동 단말에 제공할 수 있는 재난경고 장치 및 방법에 관한 것이다.
본 발명은 지식경제부 및 정보통신연구진흥원의 IT원천기술개발사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다[과제관리번호: 2008-F-010-01, 과제명: IMT-Advanced 위성접속 기술개발].
재난방지를 위한 경고 서비스는 기존의 통신망을 이용하여 이동 단말을 구비한 사용자에게 제공되어왔다. 예를 들어, 2세대 이동통신시스템은 재난 발생시 문자메시지를 통하여 이동 단말로 해당 정보를 전달함으로써, 사용자에게 재난 사실, 상황 및 지역을 알려서 사전에 재난지역으로부터 멀어지거나 대피할 수 있도록 하고 있다. 이 경우, 재해로 인한 이동기지국의 운영이 불가능할 경우에는 사실상 재해정보를 사용자에게 전달할 수 없는 단점이 있다. 또한, 재해 발생 전후 상황이 육안으로 확인 가능한 종류의 재해 정보만을 전달하므로, 재난경보전달 수단으로써 매우 제한적이다.
이에, 지진이 많은 특정 지역의 경우, 비정상적인 전계 강도를 측정하는 장치를 구비한 이동 단말을 통하여 지진 감지 정보를 취득하고, 그 정보를 기존 지상무선통신망을 통해 사용자의 이용 단말에 전달함으로써 지진을 사전에 경보하는 시스템을 적용할 수 있다. 그러나, 재해가 지진에 국한됨으로써 다양한 재해가 발생 가능한 지역의 경우, 범용으로 사용하기가 적합하지 않다. 또한, 지진으로 인해 지상무선통신망이 파괴되었을 경우, 재해경보기능이 마비될 수도 있다.
따라서, 다양한 재해에 대한 정보를 취득하기 위해서는 온도, 압력, 누수, 가스, 등의 특성을 측정할 수 있는 각종 센서가 적용될 수 있을 것이다. 한 예로 센서네트워크를 이용한 재난 방지 시스템은 센서네트워크를 이용하여 측정된 기상 등의 정보를 인터넷 및 모바일 서비스를 통해서 일반사용자에게 전달함으로써, 기상정보를 신속하게 전달할 수 있을 뿐만 아니라 산사태, 계곡 범람 등의 재난 정보에 의해 사용자가 안전한 경로 또는 장소로 신속하게 대피할 수 있도록 할 수 있다. 그러나, 이러한 방법도 재해로 인한 지상무선통신망의 기능마비의 경우, 재난경보가 불가능하다는 단점을 안고 있다.
이를 극복하기 위하여 정지궤도 위성의 동보성, 광역성 및 무재해성을 이용하여 지상통신망이 마비될 경우, 이를 효과적으로 대체할 수 있는 항재난성 위성통신시스템을 활용하여 재난이 발생된 지역에 다양한 통신서비스를 제공하기 위한 정지궤도 위성을 이용한 재난방재통신서비스 및 방법이 제안되었다. 여기서, 재해 감지 방법은 단지 위성단말을 통한 영상 등의 데이터를 획득함으로써 이루어짐으로 재해 발생 여부의 신뢰성이 저하될 수 있고, 재해 발생 정보가 제한적일 수 있다.
따라서, 위성과 지상무선통신망이 통합된 환경에서 다양한 센서 장치를 이용함으로써, 다양한 재해 정보를 끊임없이 안정적으로 제공할 수 있는 재난경고 장치 및 방법이 요구된다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 센서장치를 통해 재해를 감지하고, 재난 정보를 위성 및 지상의 무선 통신을 이용하여 이동 단말에 제공함으로써, 다양한 재해 정보를 끊임없이 안정적으로 제공할 수 있는 재난경고 장치 및 방법을 제공하고자 하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 위성 및 지상의 무선 통신을 이용한 이동 단말은 위성망과 지상망 중 적어도 하나를 통하여 재난방지경고장치로부터 재해에 대한 상황 정보를 수신하는 수신부와, 상기 상황 정보로부터 재난경보신호를 추출하는 재난경보신호추출부와, 상기 재난경보신호가 추출되는 경우, 상기 상황 정보를 이용하여 재난 정보를 출력하는 출력부를 포함한다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 위성 및 지상의 무선 통신을 이용한 재난경고 방법은 위성망과 지상망 중 적어도 하나를 통하여 재난방지경고장치 로부터 재해에 대한 상황 정보를 수신하는 단계와, 상기 상황 정보로부터 재난경보신호를 추출하는 단계와, 상기 재난경보신호를 추출한 경우, 상기 상황 정보를 이용하여 재난 정보를 출력하는 단계를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 위성 및 지상의 무선 통신을 이용한 재난경고 장치 및 방법은 센서장치를 통해 재해를 감지하고, 재난 정보를 위성 및 지상의 무선 통신을 이용하여 이동 단말에 제공함으로써, 다양한 재해 정보를 끊임없이 안정적으로 제공할 수 있다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 위성 및 지상의 무선 통신을 이용한 재난경고 장치 및 방법에 대해 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 위성 및 지상의 무선 통신을 이용한 재난경고 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 위성 및 지상의 무선 통신을 이용한 재난경고 장치는 재난감지 기능과 데이터 전송 기능을 갖는 센싱부(100), 센싱부(100)의 데이터를 이동 단말(115)에 전달하기 위한 무선통신인프라인 위성망(110), 및 지상망(120)을 포함하여 구성된다.
구체적으로, 센싱부(100)는 다양한 재해를 감지하여, 센싱데이터 및 센서장치(101)의 위치 정보 등을 포함하는 현장 정보를 생성하는 센서장치(101), 센서장치(101)로부터 현장 정보를 수신하고, 수신한 현장 정보의 신호를 복원하고, 위성망, 지상망, 및 다른 무선접속장치로 전송하기에 적합한 형태로 처리한 후 재난방지경고장치(119)로 전송하는 무선접속장치(103)를 포함한다.
위성망(110)은 센싱부(100)로부터 수신한 현장 정보에 기초하여 재해 여부를 판단하고, 판단된 결과에 따라 현장 정보를 이용하여 상황 정보를 생성하는 재난방지경고장치(119), 재난방지경고장치(119)로부터 위성망과 지상망 중 적어도 하나를 통해 상황 정보를 수신하는 이동 단말(115), 이동 단말(115)과 재난방지경고 장치(119) 간의 데이터를 송수신함으로써, 상황 정보를 중계하는 위성체(111), 지상보조장치(113), 및 위성게이트웨이(117)를 포함한다.
지상망(120)은 이동 단말(115)과 재난방지경고장치(119) 간의 데이터를 송수신함으로써, 상황 정보를 중계하는 지상이동기지국(121), 및 코어 네트워크(123)을 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 위성 및 지상의 무선 통신을 이용한 재난경고 장치는 도 2와 같은 위성 및 지상 통합망에 다양한 재해 상황을 감지하여 현장 정보를 생성하는 센서부, 및 현장 정보에 기초하여 재해 여부를 판단하는 재난방지경고장치를 추가하여 구성함으로써, 재해경고 서비스를 제공할 수 있다.
즉, 위성 및 지상의 무선 통신을 이용한 재난경고 장치는 기본적으로 각종 센서를 이용하여 다양한 재난 정보를 취득하고, IMT-Advanced 접속규격으로 호환을 갖는 위성 및 지상 무선통신통합망을 이용하여 재난 정보를 전달할 수 있다. 이때, 재난경고 장치는 하나의 경로가 아닌 다양한 경로상에 존재하는 통신인프라를 거쳐 재난 정보를 전달함으로써, 정보의 신뢰도를 높일 수 있다.
예를 들어, 위성 및 지상의 무선 통신을 이용한 재난경고 장치에서, 다수개의 무선접속장치(103)는 여러 센서장치(101)로부터 현장 정보를 중복하여 수신하고, 현장 정보를 지상이동기지국(121)뿐만 아니라 위성(111) 및 지상보조장치(113)를 이용하여 다중 경로를 통해 이동 단말(115)로 전달함으로써, 정보의 신뢰도를 높일 수 있고, 끊김없는 재난 정보의 전달이 가능하다.
도 3은 도 1의 센서장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 3을 참조하면, 센서장치(101)는 감지센서부(301), 데이터 처리부(303), 위치 저장부(305), 상태 모니터링부(307), 및 송신부(309)를 포함한다.
감지센서부(301)는 위험을 감지하는 센서로써, 지진, 화재, 수해, 붕괴, 가스 누출 등의 다양한 재해를 감지할 수 있다.
데이터 처리부(303)는 감지센서부(301)에 의해 재해가 감지되면, 센싱데이터를 생성하고, 무선전송에 적합한 형태로 변형한다.
위치 저장부(305)는 감지센서부(301)의 위치정보를 다양한 방법을 이용하여 파악하고, 이를 저장할 수 있다. 이러한 위치정보는 이후 재난위치 결정에 활용될 수 있다.
상태 모니터링부(307)는 감지센서부(301)의 정상동작 여부를 파악한다.
송신부(309)는 데이터 처리부(303), 위치 저장부(305), 및 상태 모니터링부(307)의 각 데이터를 무선접속장치(103)로 전송할 수 있다. 즉, 송신부(309)는 재해에 대한 센싱데이터, 감지센서부(301)의 위치정보, 및 감지센서부(301)의 정상동작 여부 등을 포함하는 현장 정보를 무선접속장치(103)로 전송할 수 있다. 이때, 송신부(309)는 RF 송신 장치일 수 있으며, 다중 경로를 통해 각 데이터를 전송할 수 있다.
도 4는 도 1의 무선접속장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 4를 참조하면, 무선접속장치(103)는 수신부(401), 수신 데이터 처리부(403), 송신 데이터 처리부(405), 및 송신부(407)를 포함한다.
수신 데이터 처리부(403)는 수신부(401)를 통해 센서장치로부터 수신한 현 장 정보의 RF 신호를 복원한다.
송신 데이터 처리부(405)는 수신 데이터 처리부(403)로부터 수신한 현장 정보를 위성 및 지상 무선통합망으로 송신하기에 적합한 형태로 처리하고, 송신부(407)를 통해 위성 및 지상 무선통합망, 다른 무선접속장치 등 다양한 통신 경로로 현장 정보를 송신할 수 있다.
도 5는 도 1의 이동 단말의 구성을 나타내는 도면이다.
도 5를 참조하면, 이동 단말(115)은 수신부(501), 재난경보신호추출부(503), 출력부(505), 입력부(507), 재난경보신호처리부(509), 및 송신부(511)를 포함한다.
수신부(501)는 위성망과 지상망 중 적어도 하나를 통하여 재난방지경고장치로부터 재해에 대한 상황 정보를 수신한다. 즉, 수신부(501)는 위성, 지상보조장치, 및 지상이동기지국, 다른 이동 단말 중 적어도 하나로부터 상황 정보를 수신할 수 있다. 여기서, 상황 정보는 재해 발생 여부를 나타내는 재난경보신호, 및 대피정보 등을 포함할 수 있다.
재난경보신호추출부(503)는 상황 정보를 수신하고, 상황 정보로부터 재난경보신호를 추출함으로써 재해 여부를 결정할 수 있다.
출력부(505)는 재난경보신호추출부(503)에 의해 재난경보신호가 추출되면, 상황 정보를 이용하여 재난상황 및 대피정보 등을 포함한 재난 정보를 출력한다. 반면, 출력부(505)는 재난경보신호추출부(503)에 의해 재난경보신호가 추출되지 않으면, 상황 정보를 선택적으로 출력할 수 있다.
재난경보신호처리부(509)는 재난경보신호추출부(503)로부터 상황 정보를 수신하고, 송신하기에 적합한 형태로 변형한 후 송신부(511)를 통해 다른 이동 단말(115)로 전달함으로써, 이동 단말 간의 릴레이를 수행할 수 있다. 이때, 재난경보신호처리부(509)는 입력부(507)의 제어신호를 통해 수신되는 릴레이 신호에 따라 선택적으로 릴레이를 수행할 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 위성 및 지상의 무선 통신을 이용한 재난경고 장치에서, 재난방지경고장치의 재난경고 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 6을 참조하면, 먼저, 재난방지경고장치는 센서장치로부터 재해 감지에 대한 센싱데이터를 포함하는 현장 정보를 수신한다(S601).
구체적으로, 재난방지경고장치는 지진, 화재, 수해, 붕괴 등의 다양한 재해를 감지하는 센서장치로부터 위성망과 지상망 중 적어도 하나를 통해 현장 정보를 수신할 수 있다. 여기서, 현장 정보는 재해 감지에 대한 센싱데이터, 센서장치의 위치정보, 및 센서장치의 정상동작 여부 등을 포함할 수 있다.
이어서, 재난방지경고장치는 현장 정보에 기초하여 재해 여부를 판단한다(S603).
재난방지경고장치는 현장 정보의 센싱데이터에 기초하여 재해 여부를 판단하고, 판단된 결과에 따라 현장 정보를 이용하여 상황 정보를 생성한다.
즉, 재난방지경고장치는 현장 정보의 센싱데이터와 기설정된 센서기준값을 비교하여, 재난이 발생한 것으로 판단된 경우, 현장 정보를 이용하여 재난경보신호를 포함하는 상황 정보를 생성한다(S605). 반면, 재난방지경고장치는 재난이 발생 하지 않은 것으로 판단된 경우, 현장 정보를 이용하여 상황 정보를 생성한다(S607). 이때, 상황 정보는 재난경보신호를 포함하지 않는다.
이어서, 재난방지경고장치는 상황 정보를 이동 단말로 전송한다(S609).
즉, 재난방지경고장치는 위성망과 지상망 중 적어도 하나를 통해 상황 정보를 이동 단말로 전송한다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 위성 및 지상의 무선 통신을 이용한 재난경고 장치에서, 이동 단말의 재난경고 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 7을 참조하면, 먼저, 이동 단말은 재난방지경고장치로부터 재해에 대한 상황 정보를 수신한다(S701).
구체적으로, 이동 단말은 재난방지경고장치로부터 위성망과 지상망 중 적어도 하나를 통해 재해에 대한 상황 정보를 수신할 수 있다. 여기서, 상황 정보는 재해 발생 여부를 나타내는 재난경보신호, 재난 지역 위치 및 대피정보 등을 포함할 수 있다.
이어서, 이동 단말은 상황 정보로부터 재난경보신호를 추출한다(S703).
이동 단말은 상황 정보로부터 재난경보신호를 추출한 경우, 재난의 영향을 받을 수 있는 위험 지대와 이동 단말의 위치를 비교한다. 이후, 이동 단말의 위치가 위험 지대에 포함된 경우, 재난 정보를 출력할 수 있다(S705, S707). 이때, 이동 단말은 재난 정보에 대한 알람 데이터를 함께 출력함으로써, 이동 단말의 사용자로 하여금 용이하게 재난 상황을 인지하도록 할 수 있다.
반면, 이동 단말은 재난경보신호를 상황 정보로부터 추출하지 못한 경우 또는 이동 단말의 위치가 위험 지대에 포함되지 않는 경우, 상황 정보를 선택적으로 출력할 수 있다(S711).
즉, 이동 단말은 상황 정보에 재난경보신호가 포함되지 않음에 따라, 재해에 대한 경고성의 정보가 아니므로 출력하지 않거나, 재해에 대한 경고성의 정보가 아니더라도 수신된 데이터 즉, 상황 정보를 그대로 출력할 수 있다. 또한, 이동 단말은 현재 위치가 위험 지대에 포함되지 않은 경우, 재해에 대한 직접적인 피해를 받지 않으므로, 상황 정보를 선택적으로 출력할 수 있다.
이어서, 이동 단말은 상황 정보를 다른 이동 단말로 전송한다(S709).
이동 단말은 상황 정보에 재난경보신호가 포함된 경우, 상황 정보를 외부 입력에 의해 선택적으로 다른 이동 단말로 전송할 수 있다. 이러한 이동 단말 간의 릴레이는 재난경고 서비스의 효율을 증가시키고, 끊임없는 서비스를 지원할 수 있다.
결과적으로, 본 발명의 실시예에 따른 위성 및 지상의 무선 통신을 이용한 재난경고 방법에서, 이동 단말은 센서장치를 통해 감지된 재해에 대한 현장 정보를 위성 및 지상 통합망을 통해 재난방지경고장치로부터 수신함에 따라, 다양한 재해 정보를 끊임없이 안정적으로 제공받을 수 있다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 위성 및 지상의 무선 통신을 이용한 재난경고 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 위성 및 지상 통합망의 예를 나타내는 도면이다.
도 3은 도 1의 센서장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 4는 도 1의 무선접속장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 5는 도 1의 이동 단말의 구성을 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 위성 및 지상의 무선 통신을 이용한 재난경고 장치에서, 재난방지경고장치의 재난경고 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 위성 및 지상의 무선 통신을 이용한 재난경고 장치에서, 이동 단말의 재난경고 방법을 나타내는 흐름도이다.

Claims (8)

  1. 위성망과 지상망 중 적어도 하나를 통하여 재난방지경고장치로부터 재해에 대한 상황 정보를 수신하는 수신부;
    상기 상황 정보로부터 재난경보신호를 추출하는 재난경보신호추출부; 및
    상기 재난경보신호가 추출되는 경우에도, 현재위치가 재난의 영향을 받는 위험 지대에 포함되지 않으면, 상기 상황 정보를 이용하여 생성된 재난 정보에 대한 알람 데이터의 출력을 제한하는 출력부를 포함하는 위성 및 지상의 무선 통신을 이용한 이동 단말.
  2. 제1항에 있어서,
    현재 위치가 상기 위험 지대에 포함되면,
    상기 출력부는,
    상기 재난 정보 또는 상기 알람 데이터를 출력하는, 위성 및 지상의 무선 통신을 이용한 이동 단말.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 수신부는,
    센서장치로부터 수신된 현장 정보에 기초하여 생성되는 상기 상황 정보를, 상기 재난방지경고장치로부터 수신하는, 위성 및 지상의 무선 통신을 이용한 이동 단말.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 상황 정보를 다른 이동 단말로 전송하는 송신부
    를 더 포함하는 위성 및 지상의 무선 통신을 이용한 이동 단말.
  5. 위성망과 지상망 중 적어도 하나를 통하여 재난방지경고장치로부터 재해에 대한 상황 정보를 수신하는 단계;
    상기 상황 정보로부터 재난경보신호를 추출하는 단계; 및
    상기 재난경보신호를 추출한 경우에도, 현재 위치가 재난의 영향을 받는 위험 지대에 포함되지 않으면, 상기 상황 정보를 이용하여 생성된 재난 정보에 대한 알람 데이터의 출력을 제한하는 단계
    를 포함하는 위성 및 지상의 무선 통신을 이용한 재난경고 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    현재 위치가 상기 위험 지대에 포함되면,
    상기 재난 정보 또는 상기 알람 데이터를 출력하는 단계
    를 더 포함하는 위성 및 지상의 무선 통신을 이용한 재난경고 방법.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 상황 정보를 수신하는 단계는,
    센서장치로부터 수신된 현장 정보에 기초하여 생성되는 상기 상황 정보를, 상기 재난방지경고장치로부터 수신하는 단계
    를 포함하는 위성 및 지상의 무선 통신을 이용한 재난경고 방법.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 상황 정보를 다른 이동 단말로 전송하는 단계
    를 더 포함하는 위성 및 지상의 무선 통신을 이용한 재난경고 방법.
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