KR101117793B1 - 폐쇄 경로 공간의 다중 매질 활용 이동통신 중계기 및 그 중계 방법 - Google Patents

폐쇄 경로 공간의 다중 매질 활용 이동통신 중계기 및 그 중계 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 폐쇄 경로 공간의 다중 매질 활용 이동통신 중계기 및 그 중계 방법에 관한 것이다.
본 발명의 중계기는 폐쇄 경로 공간 내에 있는 이동 단말에 대한 무선 통신 중계를 위해 전력선 모뎀과 초음파 모뎀 중 이동 단말과의 통신 경로 확보가 가능한 모뎀을 사용하여 중계를 수행한다. 중계기의 전송 경로 및 용량 제어부는 전력선 모뎀과 초음파 모뎀 중 외부와의 전송 경로 확보가 가능한 모뎀으로의 전송 경로를 확보한다. 그 후, 전송 경로 및 용량 제어부는 확보된 전송 경로를 통해 통신을 수행하면서 무선 통신 모뎀과 전력선 모뎀 또는 무선 통신 모뎀과 초음파 모뎀 사이의 전송 용량 차이를 조절하기 위한 제어를 수행한다. 전송 용량 제어는 전송되는 데이터의 종류에 따라 수행된다.
본 발명에 따르면, 폐쇄 공간에서 다중 매질을 활용하여 공용 통신망을 통한 무선 통신이 가능해진다. 또한, 다중 매질의 특성 차이로 인한 데이터 전달 용량 차이를 조절함으로써 안정된 무선 통신 환경을 제공할 수 있다.
중계기, 이동 통신 모뎀, 초음파 모뎀, 전력선 모뎀, 전송 용량 조절

Description

폐쇄 경로 공간의 다중 매질 활용 이동통신 중계기 및 그 중계 방법{Mobile communication relay using multi media in closed space and relay method thereof}
본 발명은 중계기에 관한 것으로, 특히 폐쇄 경로 공간의 다중 매질을 활용하여 신호 중계를 수행하는 이동통신 중계기 및 그 중계 방법에 관한 것이다.
이동통신 시스템은 전파의 직진 특성 때문에 발생하는 전파의 음영 지역에 중계기를 설치하고 있다.
중계기는 기지국과 이동 단말 사이에서, 기지국의 신호를 증폭하여 이동 단말로 보내고, 또한 이동 단말의 신호를 증폭하여 기지국으로 보냄으로써 기지국의 커버리지를 확장시키고 음영 지역을 해소한다.
일반적으로, 기지국은 공용 통신망 연결에 고속 유선 통신 선로를 사용하고, 이동 단말 측으로의 연결은 무선으로 연결한다. 중계기는 위의 고속 유선 통신 선로를 대치해서 광 케이블, 전파 또는 레이저 등을 사용하여 공용 통신망에 연결한다.
기지국과의 사이에 광 케이블을 사용하는 유선 광 중계기는 통화 품질 확보 와 음영 지역 해소에는 효과적이지만 시간 지연 현상과 설치 공간의 제약, 선로 매설 및 임차 등에 따른 고비용 발생 문제를 가지고 있다.
또한, 기지국과의 사이에 전파를 사용하는 간섭제거(ICS) 중계기는 기지국으로부터 송신된 RF 신호를 수신하여 원 신호 그대로를 이동 단말로 재송신하는 방식으로, 이때 재 송신 신호가 수신 안테나로 재 유입되는 간섭 신호를 제거하는 DSP 기술을 이용한 신개념의 간섭 제거 중계기 시스템이다. 이 중계기는 전파 구간 사이에 가시거리(Line of Sight) 확보 문제를 가지고 있다.
또한, 기지국과의 사이에 M/W를 사용하는 M/W중계기는 기지국의 RF 신호를 8GHz, 18GHz 등의 M/W 주파수로 변환하여 전송한 후에, 원격지에서 수신하여 다시 RF 신호로 변환하여 안테나로 송신하는 방식이다. 장점은 M/W 주파수의 넓은 대역사용으로 다중 FA 수용이 가능하다는 점이나, M/W구간 사이에 가시거리 확보 문제를 가지고 있다.
또한, 기지국과의 사이에 레이저를 사용하는 레이저 중계기는 음성 및 영상신호의 고품질 화, 도심지 음영 지역 해소에 사용되고 있으며 기존 중계기와의 신호 간섭 현상 해소와 송수신(Tx, Rx) 안테나간의 아이솔레이션(Isolation) 확보 불필요에 따른 설치 공간 최소화의 장점을 갖고 있다. 그러나, 안개나 폭우 등의 날씨 변화에 민감하며 레이저 구간 사이의 가시거리 확보 및 빔 초점을 유지해야 하는 문제를 가지고 있다.
이와 같이, 종래 중계기의 경우, 기지국과 중계기간에 가시거리(Line of Sight)가 확보가 되어야 하거나 또는 전용선 설치가 이루어져야 한다. 따라서, 음 영 지역 중에서, 예를 들어 선박 건조나 수리를 위한 지역 또는 대형의 지하 건축물 공사장 등과 같이, 통신 수요가 적거나 일시적 수요 발생 지역이어서 전용선 설치가 어려운 경우 또는 지하 공간이나 건물의 내부 깊은 곳에 위치한 폐쇄 공간 등과 같이 가시거리 확보는 물론 전용선 설치가 어려워 통신 경로를 확보하기 어려운 경우에는 일반적인 RF 중계기, 광중계기와 같은 중계기를 설치하기가 곤란하다는 문제가 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 통신 경로 확보가 어려운 폐쇄 공간의 내부에서의 공용 통신망을 통한 무선 통신이 가능하도록 하는 폐쇄 경로 공간의 다중 매질 활용 이동통신 중계기 및 그 중계 방법을 제공하는 것이다.
상기한 과제를 달성하기 위한 본 발명의 하나의 특징에 따른 중계기는,
안테나를 통해 무선 통신 방식에 따라 외부와 무선 통신 신호를 송수신하는 무선 통신 모뎀; 초음파를 이용하여 외부와 신호를 송수신하는 초음파 모뎀; 전력선 통신 방식에 따라 전력선을 이용하여 외부와 신호를 송수신하는 전력선 모뎀; 및 무선 통신 모뎀과 초음파 모뎀 사이의 제1 전송 경로와 무선 통신 모뎀과 전력선 모뎀 사이의 제2 전송 경로 중에서 하나의 전송 경로를 설정하는 제어를 수행하고, 설정된 전송 경로를 통해 전송되는 데이터의 전송 용량 차이를 조절하기 위한 전송 용량의 제어를 수행하는 전송 경로 및 용량 제어부를 포함한다.
본 발명의 다른 특징에 따른 중계 방법은,
전력선 통신 방식에 따라 전력선을 이용하여 외부와 신호를 송수신하는 전력선 모뎀과 초음파를 이용하여 외부와 신호를 송수신하는 초음파 모뎀을 통해 외부와의 전송 경로를 확보하는 단계; 및 무선 통신 모뎀－여기서 무선 통신 모뎀은 안테나를 통해 무선 통신 방식에 따라 외부와 무선 통신 신호를 송수신하는 모뎀임－을 통해 상기 기지국과 송수신되는 신호를 상기 전송 경로를 통해 외부로 송수신하면서 상기 무선 통신 모뎀과 상기 전력선 모뎀 또는 상기 무선 통신 모뎀과 상기 초음파 모뎀 사이의 전송 용량 차이를 조절하기 위한 전송 용량의 제어를 수행하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따르면, 폐쇄 공간에서 다중 매질을 활용하여 공용 통신망을 통한 무선 통신이 가능해진다.
또한, 다중 매질의 특성 차이로 인한 데이터 전달 용량 차이를 조절함으로써 안정된 무선 통신 환경을 제공할 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 유사 한 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 구현할 수 있다.
본 명세서에서 이동 단말(Mobile Terminal, MT), 이동국(Mobile Station, MS)은 단말(terminal), 가입자국(Subscriber Station, SS), 휴대 가입자국(Portable Subscriber Station, PSS), 사용자 장치(User Equipment, UE), 접근 단말(Access Terminal, AT) 등을 지칭할 수도 있고, 이동 단말, 가입자국, 휴대 가입자 국, 사용자 장치 등의 전부 또는 일부의 기능을 포함할 수도 있다.
본 명세서에서 기지국(Base Station, BS)은 접근점(Access Point, AP), 무선 접근국(Radio Access Station, RAS), 노드B(Node B), 송수신 기지국(Base Transceiver Station, BTS), MMR(Mobile Multihop Relay)-BS 등을 지칭할 수도 있고, 접근점, 무선 접근국, 노드B, 송수신 기지국, MMR-BS 등의 전부 또는 일부의 기능을 포함할 수도 있다.
이제 본 발명의 실시예에 따른 이동통신 중계기에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 이동통신 중계기의 블록도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 이동통신 중계기(100)는 무선 통신 모뎀(110), 초음파 모뎀(120), 전력선 모뎀(130), 신호 처리부(140), 전송 경로 및 용량 제어부(150), 경보부(160) 및 전원부(170)를 포함한다.
무선 통신 모뎀(110)은 안테나(111)를 통해 무선 통신 방식에 따라 기지국 또는 이동 단말과 무선 통신 신호를 송수신한다. 무선 통신 방식은 RF 신호에 데이터를 변조하여 송신하고 수신되는 RF 신호로부터 데이터를 복조하는 방법으로 데이터를 송수신한다.
초음파 모뎀(120)은 주파수가 가청 주파수인 20kHz보다 커서 인간이 청각을 이용해 들을 수 없는 초음파를 이용하여 다른 중계기와 데이터를 송수신한다. 이러한 초음파 모뎀(120)은 초음파에 데이터를 변조하여 다른 중계기로 송신하고, 그 중계기로부터 수신되는 초음파로부터 데이터를 복조하는 방법으로 데이터를 송수신한다. 초음파 모뎀(120)은 외부로 초음파를 발생하기 위한 초음파 발생기(121)와 외부로부터 발생된 초음파을 수신하기 위한 초음파 수집기(122)를 포함한다.
전력선 모뎀(130)은 전력선 통신 방식에 따라 다른 중계기와 데이터를 송수신한다. 전력선 통신 방식은 소정의 전원 라인에 데이터를 변조하여 송신하고, 또한 전원 라인을 통해 수신되는 데이터를 복조하는 방법으로 전력선을 통해 데이터를 송수신한다.
상기한 무선 통신 모뎀(110), 초음파 모뎀(120) 및 전력선 모뎀(130)에 대해서는 이미 잘 알려져 있으므로 여기에서는 구체적인 설명을 생략한다.
신호 처리부(140)는 무선 통신 모뎀(110)과 초음파 모뎀(120) 또는 무선 통 신 모뎀(110)과 전력선 모뎀(130) 사이의 상호 데이터 전달을 위해 필요한 신호의 처리를 수행한다. 이러한 신호 처리에 대해서는 무선 통신 모뎀(110), 초음파 모뎀(120) 및 전력선 모뎀(130)이 각각 송수신하는 데이터의 요구 사항에 대해 이미 잘 알려져 있으므로, 이러한 두 종류의 서로 다른 통신 전달 매체 사이에 전달되는 신호의 처리를 수행하는 구성에 대해서도 쉽게 구현될 수 있으므로, 여기에서는 상세한 설명을 생략한다.
전송 경로 및 용량 제어부(150)는 신호 처리부(140)와 초음파 모뎀(120) 사이의 데이터 전송 경로와 신호 처리부(140)와 전력선 모뎀(130) 사이의 데이터 전송 경로 중 하나의 데이터 전송 경로가 선택되도록 경로 제어를 수행한다. 전송 경로 및 용량 제어부(150)는 위의 두 개의 데이터 전송 경로가 모두 선택할 수 없는 경우에는 경보를 울리거나 외부의 관리자에게 통신을 통해 알린다.
또한, 전송 경로 및 용량 제어부(150)는 선택된 데이터 전송 경로를 통한 데이터 전송시 서로 다른 두 종류의 통신 매질, 즉 전파와 초음파 또는 전파와 전력선을 사용하는 두 종류의 모뎀의 데이터 전달 용량 차이를 조절하기 위한 데이터 전송 용량의 제어를 수행한다. 특히, 전파를 통한 무선 통신 모뎀(110)에서의 데이터 전송 용량이 초음파를 통한 초음파 모뎀(120)에서의 데이터 전송 용량이나 전력선을 통한 전력선 모뎀(130)에서의 데이터 전송 용량에 비해 매우 크므로 무선 통신 모뎀(110)으로부터의 데이터를 초음파 모뎀(120) 또는 전력선 모뎀(130)을 통해 외부로 전송하는 경우에서의 데이터 전송 용량 관리가 매우 중요하다. 따라서, 전송 경로 및 용량 제어부(150)는 초음파 모뎀(120) 또는 전력선 모뎀(130)을 통해 전송 가능한 용량이 무선 통신 모뎀(110)을 통해 전송되어야 하는 통신 수요 용량에 비해 너무 적은 경우에는 경보를 울리거나 외부의 관리자에게 통신을 통해 알린다.
경보부(160)는 전송 경로 및 용량 제어부(150)로부터의 경보 작동 요구에 따라 외부로 경보음 및 경보등 등을 통해 알리기 위한 경보 장치를 구비하고, 외부의 관리자가 볼 수 있도록 사용자 인터페이스도 구비하며, 또한 외부의 관리자에게 통신을 통해 경보 사실을 알릴 수 있는 통신 장치도 구비한다.
전원부(170)는 외부 전원으로부터 교류 전원을 공급받아서 중계기(100)의 각 구성요소에 직류 동작 전원을 공급하며, 외부 전원이 없는 경우에도 초음파 모뎀(120)을 통한 중계기(100)의 동작이 유지되도록 하기 위해 충전용 배터리를 구비한다.
도 2는 도 1에 도시된 전송 경로 및 용량 제어부(150)의 상세 블록도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 전송 경로 및 용량 제어부(150)는 버퍼링 메모리(151), 스위치(152), 경로 제어부(153) 및 전송 제어부(154)를 포함한다.
버퍼링 메모리(151)는 신호 처리부(140)와 초음파 모뎀(120) 또는 신호 처리부(140)와 전력선 모뎀(130) 사이에 상호 전달되는 데이터를 일시적으로 저장하는 다수의 메모리로 이루어지며, 전송 제어부(154)의 데이터의 용량 제어에 따라 버퍼링 메모리(151)는 저장된 일부 데이터 또는 일부 데이터 채널을 전송하지 않는 기능을 구비한다.
스위치(152)는 경로 제어부(153)의 제에에 의해, 버퍼링 메모리(151)와 초음 파 모뎀(120) 사이의 데이터 전송 경로와 버퍼링 메모리(151)와 전력선 모뎀(130) 사이의 데이터 전송 경로 중 하나의 데이터 전송 경로를 선택하여 유지한다.
경로 제어부(153)는 전송 제어부(154)의 제어에 의해, 초음파 모뎀(120)과 전력선 모뎀(130)의 동작 가능 상태에 따라 스위치(152)를 통한 데이터 전송 경로를 제어한다.
하나의 실시예로 경로 제어부(153)는 전력선 모뎀(130)을 통한 전력선 통신이 가능한 지의 여부를 판단하기 위해 전력선 캐리어를 감지하고, 전력선 캐리어가 감지되는 경우 전력선 모뎀(130)의 동작이 가능한 것으로 판단하여 스위치(152)가 버퍼링 메모리(151)와 전력선 모뎀(130) 사이의 데이터 전송 경로를 선택하도록 스위치(152)를 제어한다. 만약 전력선 캐리어가 감지되지 않으면 전력선 모뎀(130)의 동작이 불가능한 것으로 판단하여, 초음파 모뎀(120)을 통한 초음파 캐리어를 감지하여 초음파 모뎀(120)이 동작 가능하면 경로 제어부(153)는 스위치(152)가 버퍼링 메모리(151)와 초음파 모뎀(120) 사이의 데이터 전송 경로를 선택하도록 스위치(152)를 제어한다. 여기서, 초음파 모뎀(120)을 통한 초음파 캐리어도 감지되지 않으면 통신 경로가 확보되지 않으므로 이 사실을 전송 제어부(154)로 통지한다.
전송 제어부(154)는 경로 제어부(153)를 제어하여 전력선 모뎀(130)을 통한 전력선 통신 경로와 초음파 모뎀(120)을 통한 초음파 통신 경로 중 통신 가능한 데이터 전송 경로를 스위치(152)를 통해 확보하며, 확보된 데이터 전송 경로로 버퍼링 메모리(151)를 통해 데이터가 전송되는 경우, 서로 다른 두 종류의 통신 매질, 즉 전파와 초음파 또는 전파와 전력선을 사용하는 두 종류의 모뎀의 데이터 전달 용량 차이를 조절하기 위한 데이터 전송 용량의 제어를 수행한다.
예를 들어, 전송 제어부(154)는 버퍼링 메모리(151)에 일시적으로 저장되는 일부 데이터 또는 일부 데이터 채널을 전송하지 않도록 버퍼링 메모리(151)를 제어한다. 이를 위해, 전송 제어부(154)는 버퍼링 메모리(151)에 저장되는 데이터를 분석하여 데이터의 종류를 판단하고, 판단되는 데이터의 종류에 따라 데이터 전달 용량 차이를 조절하기 위해 일부 종류의 데이터의 전송을 배제할 수 있다. 예를 들어 데이터의 종류로는 SMS(Short Message Service) 메시지, MMS(Multimedia Message Service) 메시지 등과 같은 메시지, 일반 데이터, 오디오 데이터, 동영상 데이터 등이 있으며, 동영상 데이터의 경우에는 전송되는 데이터의 양은 물론 전송 속도도 고속을 필요로 하므로, 이러한 동영상 데이터의 경우에는 일부 데이터의 전송을 배제하여 전송되는 데이터의 용량 차이를 조절할 수 있다.
또한, 전송 제어부(154)는 경로 제어부(153)로부터 전력선 모뎀(130)과 초음파 모뎀(120)을 통한 통신 경로 확보에 실패하는 경우, 통신 경로 확보 실패 사실을 경보부(160)로 알린다.
본 발명의 실시예에 따른 이동 통신 중계기(100)는 폐쇄 공간이지만 통상의 교류 전력 공급이나 공기 흐름 경로가 확보되었음에도 불구하고 일반적인 중계기 설치가 불가능할 때에도 설치 가능하다. 이와 같이, 전력선이나 공기 등의 매질을 통해 통신 가능한 통신 매체, 즉 전력선이나 초음파를 찾아서 본 발명의 실시예에 따른 이동 통신 중계기(100)를 설치하면, 이동 단말의 사용자는 폐쇄 공간의 음영 지역 내에서도 이동 단말을 통한 기지국과의 무선 데이터 송수신이 가능해진다.
지하 공간을 한 예로 보면, 이런 지역에 전력이 공급될 경우에 전력선을 이용한 통신 경로로 이동 통신망을 구성하여 음영 지역에 대한 통신 경로를 확보할 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 이동 통신 중계기가 사용되는 하나의 예를 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 지하 공간인 두 개의 방이 전력선(200)만을 통해 서로 연결되어 있는 경우, 본 발명의 실시예에 따른 이동 통신 중계기(100, 100')가 두 개의 방에 각각 설치된다.
여기서, 이동 통신 중계기(100')는 이동 통신 중계기(100)와 그 구성이 동일하므로, 구체적인 구성에 대해서는 생략한다. 다만, 추후의 설명을 위해 이동 통신 중계기(100)의 구성요소에 대응되는 이동 통신 중계기(100')의 구성요소에 대해서는 이동 통신 중계기(100)의 구성요소의 도면 부호에 "'"를 붙여서 사용한다.
이동 통신 중계기(100, 100')는 두 개의 방에 각각 설치되며, 각각은 전력선(200)을 통해 서로 연결된다.
이동 통신 중계기(100)의 안테나(111)는 지하 공간의 외부에 설치되며, 외부의 기지국(300)과의 무선 통신에 사용된다. 즉, 이동 통신 중계기(100)는 무선 통신 모뎀(110)을 통해 기지국(300) 측에 무선 연결되고, 전력선 모뎀(130)으로 전력선(200)을 통해 지하 공간의 다른 방에 있는 이동 통신 중계기(100')에 연결된다.
따라서, 이동 통신 중계기(100)의 데이터 전송 경로가 무선 통신 모뎀(110)과 전력선 모뎀(130) 사이에 형성되도록 전송 경로 및 용량 제어부(150)가 동작한 다.
한편, 이동 통신 중계기(100')는 전력선 모뎀(130')으로 전력선(200)을 통해 지하 공간의 다른 방에 있는 이동 통신 중계기(100)에 연결되고, 무선 통신 모뎀(110')과 안테나(111')를 통해 이동 단말(400)에 무선 연결된다.
따라서, 이동 통신 중계기(100')의 데이터 전송 경로도 무선 통신 모뎀(110')과 전력선 모뎀(130') 사이에 형성되도록 전송 경로 및 용량 제어부(150')가 동작한다.
한편, 전력선(200)의 경우에는 전력선 잡음으로 인한 장애로 인해서 고속 데이터 전달에 제약이 따를 수 있다. 따라서, 전송 경로 및 용량 제어부(150, 150')는 광대역 고속 통신을 소화할 수 있는 범위 이내의 데이터 용량으로 한정해서 통신을 허락하도록 설정될 수 있다. 이러한 설정에 의해 전송 경로 및 용량 제어부(150, 150')는 내부의 버퍼링 메모리(151, 151')를 제어하여 전송 용량의 제어를 수행한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 이동 통신 중계기가 사용되는 다른 예를 도시한 도면이다.
도 4를 참조하면, 도 3에서의 예와 달리, 터널이나 긴 복도, 공조기 통로와 같이 지하 공간인 두 개의 방이 전력선도 없이 다만 공기 흐름 통로(500)만을 통해 서로 연결되어 있는 경우, 본 발명의 실시예에 따른 이동 통신 중계기(100, 100")가 두 개의 방에 각각 설치된다.
여기서, 이동 통신 중계기(100")도 이동 통신 중계기(100)와 그 구성이 동일 하므로, 구체적인 구성에 대해서는 생략한다. 다만, 추후의 설명을 위해 이동 통신 중계기(100)의 구성요소에 대응되는 이동 통신 중계기(100")의 구성요소에 대해서는 이동 통신 중계기(100)의 구성요소의 도면 부호에 """를 붙여서 사용한다.
이동 통신 중계기(100, 100")는 두 개의 방에 각각 설치되며, 각각은 공기 흐름 통로(500)로 전송되는 초음파를 통해 서로 연결된다.
이동 통신 중계기(100)의 안테나(111)는 지하 공간의 외부에 설치되며, 외부의 기지국(300)과의 무선 통신에 사용된다. 즉, 이동 통신 중계기(100)는 무선 통신 모뎀(110)을 통해 기지국(300) 측에 무선 연결되고, 초음파 모뎀(120)과 초음파 발생기(121) 및 초음파 수집기(122)로 공기 흐름 통로(500)를 통해 지하 공간의 다른 방에 있는 이동 통신 중계기(100")와 연결된다.
따라서, 이동 통신 중계기(100)의 데이터 전송 경로가 무선 통신 모뎀(110)과 초음파 모뎀(120) 사이에 형성되도록 전송 경로 및 용량 제어부(150)가 동작한다.
한편, 이동 통신 중계기(100")는 초음파 모뎀(120")과 초음파 발생기(121") 및 초음파 수집기(122")로 공기 흐름 통호(500)를 통해 지하 공간의 다른 방에 있는 이동 통신 중계기(100)에 연결되고, 무선 통신 모뎀(110")과 안테나(111")를 통해 이동 단말(400)에 무선 연결된다.
따라서, 이동 통신 중계기(100")의 데이터 전송 경로도 무선 통신 모뎀(110")과 초음파 모뎀(120") 사이에 형성되도록 전송 경로 및 용량 제어부(150')가 동작한다.
한편, 초음파의 경우에도 전파보다 활용 대역이 좁기 때문에 광대역 고속 통신이 불가능할 수 있다. 따라서, 전송 경로 및 용량 제어부(150, 150")는 초음파 대역이 소화할 수 있는 범위 이내의 데이터 용량으로 한정해서 통신을 허락하도록 설정될 수 있다. 이러한 설정에 의해 전송 경로 및 용량 제어부(150, 150")는 내부의 버퍼링 메모리(151, 151")를 제어하여 전송 용량의 제어를 수행한다.
이하, 도 5를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 이동 통신 중계기의 중계 방법에 대해 설명한다.
여기서는 지하 공간 등의 폐쇄 공간에 도 3 또는 도 4와 같이 이동 통신 중계기(100)와 이동 통신 중계기(100') 또는 이동 통신 중계기(100")가 설치되어 중계 동작이 시작되는 경우에 이동 통신 중계기(100)를 기준으로 중계 방법에 대해 설명한다.
이동 통신 중계기(100)의 전송 경로 및 용량 제어부(150)의 전송 제어부(154)가 경로 제어부(153)로 통신 경로 확보를 요구하면, 경로 제어부(153)는 먼저 전력선 모뎀(130)을 통해 전력선이 감지되는지를 판단한다(S100).
만약 전력선이 감지되면, 전력선 캐리어가 감지되는지를 판단한다(S110).
전력선 모뎀(130)을 통해 전력선 캐리어가 감지되면 도 3에서와 같이, 전력선(200)을 통해 이동 통신 중계기(100')와 연결되어 있어 전력선 통신이 가능한 것으로 판단되므로, 데이터 전송 경로가 무선 통신 모뎀(110)과 전력선 모뎀(130) 사이에 형성되도록 하기 위해 경로 제어부(153)는 스위치(152)를 제어하여 버퍼링 메모리(151)와 전력선 모뎀(130) 사이의 경로를 선택하여 유지한다(S120).
그 후, 경로 제어부(153)가 데이터 전송 경로의 확보 사실을 전송 제어부(154)로 전달하면, 전송 제어부(154)는 무선 통신 모뎀(110), 전력선 모뎀(130) 및 신호 처리부(140)를 제어하여 기지국(300)과 이동 단말(400) 사이의 이동 통신 서비스를 위한 이동 통신 신호의 중계를 시작한다(S130). 즉, 이동 통신 중계기(100)가 전력선(200)으로 연결된 이동 통신 중계기(100')와 전력선 통신을 수행하여 기지국(300)과 이동 단말(400) 사이의 송수신 신호를 중계한다.
이와 같이, 전송 제어부(154)가 전력선 통신을 통한 신호의 중계를 수행하면서, 무선 통신 모뎀(110)과 전력선 모뎀(130) 간의 데이터 전송 용량 차이로 인한 데이터 전송 용량의 제어가 필요한 지의 여부를 판단한다(S140).
만약 버퍼링 메모리(151)를 통해 전송되는 데이터의 종류의 판단에 의해 데이터 전송 용량의 제어가 필요하다고 판단되는 경우, 전송 제어부(154)는 버퍼링 메모리(151)에 일시적으로 저장된 일부 데이터를 선별하여 배제하고 전송하는 등의 전송 용량 제어를 수행한다(S150).
그 후, 전송 제어부(154)는 관리자로부터 또는 미리 설정된 조건에 따라 전력선 통신을 중단해야 하는 경우가 발생하면(S160), 전력선 통신을 통한 중계 동작을 종료한다(S170).
한편, 상기 단계(S100)에서 전력선이 감지되지 않거나 또는 상기 단계(S110)에서 전력선 캐리어가 감지되지 않는 경우에는 초음파 모뎀(120)을 통해 초음파 캐리어가 감지되는지를 판단한다(S180).
만약 초음파 캐리어가 감지되면, 도 4에서와 같이, 공기 흐름 통로(500)를 통해 이동 통신 중계기(100")와 연결되어 있어 초음파 통신이 가능한 것으로 판단되므로, 데이터 전송 경로가 무선 통신 모뎀(110)과 초음파 모뎀(120) 사이에 형성되도록 하기 위해 경로 제어부(153)는 스위치(152)를 제어하여 버퍼링 메모리(151)와 초음파 모뎀(120) 사이의 경로를 선택하여 유지한다(S190).
그 후, 경로 제어부(153)가 데이터 전송 경로의 확보 사실을 전송 제어부(154)로 전달하면, 전송 제어부(154)는 무선 통신 모뎀(110), 초음파 모뎀(120) 및 신호 처리부(140)를 제어하여 기지국(300)과 이동 단말(400) 사이의 이동 통신 서비스를 위한 이동 통신 신호의 중계를 시작한다(S200). 즉, 이동 통신 중계기(100)가 공기 흐름 통로(500)로 연결된 이동 통신 중계기(100")와 초음파 통신을 수행하여 기지국(300)과 이동 단말(400) 사이의 송수신 신호를 중계한다.
이와 같이, 전송 제어부(154)는 초음파 통신을 통한 신호의 중계를 수행하면서, 무선 통신 모뎀(110)과 초음파 모뎀(120) 간의 데이터 전송 용량 차이로 인한 데이터 전송 용량의 제어가 필요한 지의 여부를 판단하는 단계(S140)부터 시작하여 중계 동작을 종료하는 단계(S170)까지 동일하게 수행한다. 다만 수행되는 통신의 종류가 전력선 통신인지 아니면 초음파 통신인지에 따라서 전송 제어부(154)가 제어하는 전송 용량에서 차이가 있을 수 있다.
한편, 상기 단계(S180)에서 만약 초음파 모뎀(120)을 통한 초음파 캐리어가 감지되지 않는 경우에는 이동 통신 중계기(100)가 전력선이나 초음파를 통한 통신을 수행할 수 있는 통신 매질이 없어서 통신 경로를 확보할 수 없으므로, 전송 제어부(154)는 경보부(160)를 통해 외부로 경보를 발생하면서 동시에 사용자 인터페 이스 및/또는 통신을 통해 관리자에게 알린다(S210).
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 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 이동통신 중계기의 블록도이다.
도 2는 도 1에 도시된 전송 경로 및 용량 제어부의 상세 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 이동 통신 중계기가 사용되는 하나의 예를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 이동 통신 중계기가 사용되는 다른 예를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 이동통신 중계기의 중계 방법의 흐름도이다.

Claims (12)

  1. 기지국과 음영 지역 내에 위치한 이동 단말 사이에 무선 통신을 위한 신호를 중계하는 중계기에 있어서,
    안테나를 통해 무선 통신 방식에 따라 외부와 무선 통신 신호를 송수신하는 무선 통신 모뎀;
    초음파를 이용하여 다른 중계기와 신호를 송수신하는 초음파 모뎀;
    전력선 통신 방식에 따라 전력선을 이용하여 다른 중계기와 신호를 송수신하는 전력선 모뎀; 및
    무선 통신 모뎀 및 초음파 모뎀 사이의 제1 전송 경로와 무선 통신 모뎀 및 전력선 모뎀 사이의 제2 전송 경로 중에서 하나의 전송 경로를 선택하여 설정하는 제어를 수행하고, 설정된 전송 경로를 통해 전송되는 데이터의 전송 용량 차이를 조절하기 위한 전송 용량의 제어를 수행하는 전송 경로 및 용량 제어부
    를 포함하는 중계기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전송 경로 및 용량 제어부가,
    상기 제1 전송 경로를 통해 전송되는 데이터를 일시적으로 저장하는 버퍼링 메모리;
    상기 제1 전송 경로와 상기 제2 전송 경로 중에서 하나의 전송 경로를 선택 하여 경로로 설정하는 스위치;
    상기 초음파 모뎀과 전력선 모뎀의 동작 가능 상태에 따라 상기 스위치를 통한 전송 경로의 설정을 제어하는 경로 제어부; 및
    상기 경로 제어부를 통한 전송 경로의 설정을 제어하고, 상기 전송 용량의 제어를 위해 상기 버퍼링 메모리에 저장된 데이터의 전송을 제어하는 전송 제어부
    를 포함하는 중계기.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 경로 제어부는 상기 전력선 모뎀을 통하여 전력선 캐리어가 감지되는 경우 상기 제2 전송 경로가 설정되도록 상기 스위치를 제어하는 것을 특징으로 하는 중계기.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 경로 제어부는 상기 초음파 모뎀을 통하여 초음파 캐리어가 감지되는 경우 상기 제1 전송 경로가 설정되도록 상기 스위치를 제어하는 것을 특징으로 하는 중계기.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 전송 제어부는 상기 버퍼링 메모리에 저장되는 데이터의 종류에 따라서 상기 전송 용량의 제어를 수행하는 것을 특징으로 하는 중계기.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 전송 제어부는 적은 양의 데이터 전송을 필요로 하는 데이터에 대해 상대적으로 많은 양의 데이터 전송을 필요로 하는 데이터의 일부를 전송하지 않는 방식으로 상기 전송 용량의 제어를 수행하는 것을 특징으로 하는 중계기.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 무선 통신 모뎀과 초음파 모뎀 또는 상기 무선 통신 모뎀과 전력선 모뎀 사이의 상호 데이터 전달을 위한 신호 처리를 수행하는 신호 처리부;
    상기 전송 경로 및 용량 제어부에 의해 상기 제1 전송 경로 및 제2 전송 경로의 확보가 실패하는 경우 해당 사실을 외부로 경보하고 관리자에게 통지하는 경보부; 및
    상기 중계기에 구동 전원을 공급하고, 외부 전원이 없는 경우 상기 초음파 모뎀의 구동을 위한 충전용 배터리를 구비하는 전원부
    를 더 포함하는 중계기.
  8. 무선 통신 모뎀, 전력선 모뎀 및 초음파 모뎀을 포함하는 중계기가 기지국과 음영 지역 내에 위치한 이동 단말 사이에 무선 통신을 위한 신호를 중계하는 방법에 있어서,
    전력선 통신 방식에 따라 전력선을 이용하여 다른 중계기와 신호를 송수신하는 상기 전력선 모뎀과 초음파를 이용하여 다른 중계기와 신호를 송수신하는 상기 초음파 모뎀 중에서 하나를 선택하여 선택된 모뎀을 통해 외부와의 전송 경로를 확보하는 단계; 및
    상기 무선 통신 모뎀－여기서 무선 통신 모뎀은 안테나를 통해 무선 통신 방식에 따라 외부와 무선 통신 신호를 송수신하는 모뎀임－을 통해 상기 기지국과 송수신되는 신호를 상기 전송 경로를 통해 외부로 송수신하면서 상기 무선 통신 모뎀과 상기 선택된 모뎀 사이의 전송 용량 차이를 조절하기 위한 전송 용량의 제어를 수행하는 단계
    를 포함하는 중계 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 확보하는 단계가,
    상기 전력선 모뎀을 통해 전력선을 이용한 전송 경로가 확보되는지를 판단하는 단계;
    상기 전력선을 이용한 전송 경로가 확보되는 것으로 판단되면 상기 전력선 모뎀을 통한 다른 중계기와의 전력선 통신을 수행하는 단계;
    상기 전력선을 이용한 전송 경로가 확보되지 않는 것으로 판단되면, 상기 초음파 모뎀을 통해 초음파를 이용한 전송 경로가 확보되는지를 판단하는 단계; 및
    상기 초음파를 이용한 전송 경로가 확보되는 것으로 판단되면 상기 초음파 모뎀을 통한 다른 중계기와의 초음파 통신을 수행하는 단계
    를 포함하는 중계 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 전력선을 이용한 전송 경로가 확보되는지를 판단하는 단계가,
    상기 전력선 모뎀을 통해 전력선을 감지하는 단계;
    상기 전력선이 감지되면 전력선 캐리어를 감지하는 단계; 및
    상기 전력선 캐리어가 감지되면 상기 전력선을 이용한 전송 경로가 확보되는 것으로 판단하고, 상기 전력선 캐리어가 감지되지 않으면 상기 전력선을 이용한 전송 경로가 확보되지 않는 것으로 판단하는 단계
    를 포함하는 중계 방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 초음파를 이용한 전송 경로가 확보되는지를 판단하는 단계에서, 상기 초음파를 이용한 전송 경로의 확보 여부는 상기 초음파 모뎀을 통해 초음파 캐리어가 판단되는 지의 여부에 따르는 것을 특징으로 하는 중계 방법.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 초음파를 이용한 전송 경로가 확보되는지를 판단하는 단계에서 상기 초음파를 이용한 전송 경로가 확보되지 않는 것으로 판단되는 경우, 외부로 통신 경로의 확보 실패를 경보하고 관리자에게 통지하는 단계를 더 포함하는 중계 방법.
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