KR101321394B1 - 이동체 안테나 제어 방법 및 이를 이용한 이동체 안테나제어 시스템 - Google Patents

이동체 안테나 제어 방법 및 이를 이용한 이동체 안테나제어 시스템 Download PDF

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Abstract

이동체 안테나 제어 시스템이 개시된다. 이동체 안테나 제어 시스템은 이동체에 설치된 복수의 통신 안테나들, 수신 신호의 강도 정보 및 상기 이동체의 이동 속도 정보를 포함하는 환경 정보를 생성하는 환경 정보 생성부, 상기 환경 정보를 기초로 상기 통신 안테나들에 대하여 용도별로 안테나의 개수를 결정하는 안테나 용도 결정부 및 결정된 상기 안테나의 개수에 대응하여 용도별로 상기 통신 안테나들을 할당하는 안테나 할당부를 포함한다.
이동체, 안테나, 통신

Description

이동체 안테나 제어 방법 및 이를 이용한 이동체 안테나 제어 시스템{METHOD OF CONTROLLING MOVING OBJECT ANTENNA AND SYSTEM USING THE SAME}
본 발명은 안테나를 제어하는 시스템 및 그 방법에 관한 것으로 특히, 이동체에 설치된 다수의 안테나들을 제어하는 이동체 안테나 제어 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
많은 사용자들은 자동차와 같이 이동하는 물체에서도 인터넷 서비스, 위치 기반 서비스(LBS, Location Based Service) 등 많은 통신 서비스를 요구하고 있다. 예를 들어, 사용자들은 차량으로 이동 중에 인터넷을 통하여 영화 시청, 음악 감상 등 많은 멀티미디어 서비스를 제공 받기를 요구하고 있다.
멀티미디어 서비스뿐만 아니라 실시간으로 고품질의 무선 통신 서비스를 제공하기 위해서는 높은 데이터 전송률(data rate)이 요구된다. 따라서, 최근에 높은 데이터 전송률을 달성하기 위하여 MIMO(multi input multi output) 기술, 직교 주파수 분할 다중화(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 기술 등이 활발하게 연구되고 있다.
또한, 최근에 주파수 자원이 고갈되면서 많은 개발자들은 한정된 주파수 자 원을 효율적으로 사용할 것인지에 대하여 많은 연구를 수행하고 있다. 그 중 가장 부각되고 있는 기술 중 하나가 인지 무선(Cognitive Radio, CR) 기술로 평가되고 있다.
인지 무선 기술은 한정된 주파수 자원을 재활용하여 보다 효율적으로 주파수 대역을 사용하는 기술이다. 즉, 인지 무선 기술은 공간과 시간에 따라 사용되지 않는 주파수 대역을 센싱(Sensing)하여, 그 주파수 대역으로 다양한 데이터를 송/수신하는 기술이다. 다만, 지금까지는 인지 무선 기술에 관한 연구가 활발하게 진행되고 있었으나, 자동차와 같이 이동체에 인지 무선 기술을 어떻게 적용할 것인지에 관한 연구는 크게 부족한 실정이었다.
또한, 종래 자동차와 같은 이동체에 복수의 안테나들이 설치되어 있었으나, 그 안테나들은 각각 고유의 기능을 갖고 있었다. 예를 들어, 세 개의 안테나들이 설치된 자동차를 가정한다면, 그 세 개의 안테나들은 TV 수신용 안테나, 위치 기반 서비스 안테나, 라디오 수신용 안테나로 그 용도가 고정되어 있었다. 따라서, 자동차의 속도가 빨라지거나, 기지국과 멀어져서 신호의 세기가 안 좋은 경우에도 안테나들의 용도는 각각 고정되어 있어서 사용자는 주변 환경에 따라 적절한 서비스를 제공 받는 것이 어려운 실정이었다.
따라서, 이동체에 있어서 이동체의 주변 환경에 따라 용도별로 안테나의 개수를 적절히 조절하여 고품질의 통신 서비스를 제공할 수 있는 이동체 안테나 제어 시스템 및 그 방법의 필요성이 절실하게 요구된다.
본 발명은 수신 신호의 강도 정보 및 이동 속도 정보를 고려하여 용도별로 안테나의 개수를 결정함으로써 보다 효율적으로 통신할 수 있는 이동체 안테나 제어 시스템 및 그 방법을 제공한다.
본 발명은 수신 신호의 강도에 따라 센싱 안테나의 개수를 조절함으로써 효과적으로 주파수 대역을 검출할 수 있는 이동체 안테나 제어 시스템 및 그 방법을 제공한다.
본 발명은 이동 속도 정보를 고려하여 데이터 안테나 개수를 결정함으로써 고속으로 이동하는 이동체에서도 더 높은 데이터 전송률(data rate)을 달성할 수 있는 이동체 안테나 제어 시스템 및 그 방법을 제공한다.
본 발명은 다중 입/출력 방식으로 데이터를 송/수신할 수 있는 데이터 안테나를 사용함으로써 보다 고품질의 통신 서비스를 제공할 수 있는 이동체 안테나 제어 시스템 및 그 방법을 제공한다.
본 발명은 이동체의 주변 환경에 따라 컨트롤 안테나의 개수를 결정함으로써 보다 효율적으로 데이터 채널을 제어할 수 있는 이동체 안테나 제어 시스템 및 그 방법을 제공한다.
본 발명은 이동체 사이의 통신을 위한 이동체 통신용 안테나의 개수를 이동체의 주변 환경에 따라 결정함으로써 보다 편리한 통신 서비스를 제공할 수 있는 이동체 안테나 제어 시스템 및 그 방법을 제공한다.
본 발명의 일실시예에 이동체 안테나 제어 시스템은 이동체에 설치된 복수의 통신 안테나들, 수신 신호의 강도 정보 및 상기 이동체의 이동 속도 정보를 포함하는 환경 정보를 생성하는 환경 정보 생성부, 상기 환경 정보를 기초로 상기 통신 안테나들에 대하여 용도별로 안테나의 개수를 결정하는 안테나 용도 결정부 및 결정된 상기 안테나의 개수에 대응하여 용도별로 상기 통신 안테나들을 할당하는 안테나 할당부를 포함한다.
이 때, 안테나 용도 결정부는 상기 강도 정보를 기초로 상기 통신 안테나들 중 사용 가능한 주파수 대역을 검출하는 센싱 안테나의 개수를 결정하는 센싱 안테나 결정부 및 상기 이동 속도 정보를 고려하여 상기 통신 안테나들 중 데이터를 송/수신하는 데이터 안테나의 개수를 결정하는 데이터 안테나 결정부를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 이동체 안테나 제어 방법은 복수의 통신 안테나들이 설치된 이동체의 이동 속도 정보 및 수신 신호의 강도 정보를 포함하는 환경 정보를 생성하는 단계, 상기 환경 정보를 기초로 상기 통신 안테나들에 대하여 용도별로 안테나의 개수를 결정하는 단계 및 결정된 상기 안테나의 개수에 대응하여 용도별로 상기 통신 안테나들을 할당하는 단계를 포함한다.
이 때, 용도별로 안테나의 개수를 결정하는 단계는 상기 강도 정보를 기초로 상기 통신 안테나들 중 사용 가능한 주파수 대역을 검출하는 센싱 안테나의 개수를 결정하는 단계 및 상기 이동 속도 정보를 고려하여 상기 통신 안테나들 중 데이터를 송/수신하는 데이터 안테나의 개수를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명은 수신 신호의 강도 정보 및 이동 속도 정보를 고려하여 용도별로 안테나의 개수를 결정함으로써 보다 효율적으로 통신하는 이동체 안테나 제어 시스템 및 그 방법을 제공할 수 있다.
본 발명은 수신 신호의 강도에 따라 센싱 안테나의 개수를 조절함으로써 효과적으로 주파수 대역을 검출하는 이동체 안테나 제어 시스템 및 그 방법을 제공할 수 있다.
본 발명은 이동 속도 정보를 고려하여 데이터 안테나 개수를 결정함으로써 더 높은 데이터 전송률(data rate)을 달성하는 이동체 안테나 제어 시스템 및 그 방법을 제공할 수 있다.
본 발명은 다중 입/출력 방식으로 데이터를 송/수신할 수 있는 데이터 안테나를 사용함으로써 보다 고품질의 통신 서비스를 제공하는 이동체 안테나 제어 시스템 및 그 방법을 제공할 수 있다.
본 발명은 이동체의 주변 환경에 따라 컨트롤 안테나의 개수를 결정함으로써 보다 효율적으로 데이터 채널을 제어하는 이동체 안테나 제어 시스템 및 그 방법을 제공할 수 있다.
본 발명은 이동체 사이의 통신을 위한 이동체 통신용 안테나의 개수를 이동체의 주변 환경에 따라 결정함으로써 보다 편리한 통신 서비스를 제공하는 이동체 안테나 제어 시스템 및 그 방법을 제공할 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 이동체 안테나 제어 시스템을 나타낸 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 이동체 안테나 제어 시스템은 수신 신호 강도 측정부(110), 속도 검출부(120), 환경 정보 생성부(130), 안테나 용도 결정부(140), 안테나 할당부(150) 및 복수의 통신 안테나들(160)을 포함한다.
차량, 선박, 비행기 등을 포함하는 이동체에는 다양한 통신 서비스를 제공 받기 위하여 복수의 통신 안테나들이 설치될 수 있다. 또한, 이동체는 기지국 또는 위성과 데이터를 송/수신할 수 있고, 다른 이동체와 통신할 수 있다.
수신 신호 강도 측정부(110)는 이동체가 수신한 신호의 강도를 측정한다. 수신 신호의 강도를 나타내는 척도는 여러 가지가 존재할 수 있다. 즉, 그 척도에는 수신 신호의 파워, 수신 신호의 신호 대 잡음비(Signal to Noise Ratio, SNR) 등이 포함될 수 있다.
이동체는 다양한 속도로 여러 지역을 이동할 수 있다. 이 때, 이동체가 수신하는 수신 신호의 강도는 이동체가 속하는 환경에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 이동체는 고속으로 지하 터널을 이동할 수 있으며, 기지국 셀의 외곽을 이동할 수 있다. 이동체가 지하 터널 내에 있거나, 이동체가 기지국 셀의 외곽을 이동하고 있는 경우에 이동체가 수신하는 수신 신호의 강도는 약해질 수 있다.
또한, 속도 검출부(120)는 이동체의 이동 속도를 검출한다. 예를 들어, 자 동차의 경우 자동차의 속도계로부터 자동차의 이동 속도에 관한 정보를 검출할 수 있다.
또한, 환경 정보 생성부(130)는 수신 신호의 강도 정보 및 이동체의 이동 속도 정보를 포함하는 환경 정보를 생성한다. 이 때, 환경 정보는 서비스 품질(Quality of Service: QoS) 정보를 더 포함할 수 있다. 서비스 품질 정보는 충분한 서비스 수준을 보장하기 위해 만족시켜야 하는 네트워크 서비스 규격에 관한 정보이다.
환경 정보 생성부(130)는 수신 신호 강도 측정부(110)로부터 수신 신호의 강도 정보를 수신하고, 속도 검출부(120)로부터 이동체의 이동 속도 정보를 수신한다. 또한, 서비스 품질 정보는 통신 서비스별로 선정된(predetermined) 것일 수 있다.
또한, 안테나 용도 결정부(140)는 환경 정보를 기초로 통신 안테나들에 대하여 용도별로 안테나의 개수를 결정한다.
이동체는 다양한 통신 서비스를 제공 받을 수 있다. 예를 들어, 자동차는 무선 인터넷 서비스, 위치 기반 서비스(LBS), 차량 간 통신 서비스 등 다양한 통신 서비스를 제공 받을 수 있다. 또한, 이동체는 인지 무선(cognitive radio) 기술을 이용하여 통신 서비스를 제공 받을 수 있다. 또한, 이동체는 MIMO(multi input multi output)기술을 이용하여 더 높은 데이터 전송률(data rate)로 통신할 수 있다.
이 때, 다양한 통신 서비스를 제공 받는 이동체에는 복수의 통신 안테나들 이 설치될 수 있다. 복수의 통신 안테나들은 모두 같은 용도로 사용될 수 있으나, 각각 다른 용도로도 사용될 수 있다. 예를 들어, 어느 통신 안테나는 데이터를 송/수신하기 위해 사용될 수 있고, 다른 통신 안테나는 인지 무선 기술에서 사용 가능한 주파수 대역을 검출하기 위해 사용될 수 있다.
이 때, 안테나 용도 결정부(140)는 환경 정보에 포함된 수신 신호의 강도 정보 및 이동 속도 정보를 기초로 수신 신호의 강도 및 이동체의 이동 속도를 파악할 수 있다. 따라서, 안테나 용도 결정부(140)는 수신 신호의 강도 및 이동체의 이동 속도에 따라 용도별로 안테나의 개수를 결정한다.
이 때, 도 1에 도시되지 아니하였으나, 안테나 용도 결정부(140)는 강도 정보를 기초로 통신 안테나들 중 사용 가능한 주파수 대역을 검출하는 센싱 안테나의 개수를 결정하는 센싱 안테나 결정부 및 이동 속도 정보를 고려하여 통신 안테나들 중 데이터를 송/수신하는 데이터 안테나의 개수를 결정하는 데이터 안테나 결정부를 포함할 수 있다. 또한, 안테나 용도 결정부(140)는 환경 정보를 기초로 통신 안테나들 중 데이터 채널을 제어하기 위한 컨트롤 정보를 송/수신하는 컨트롤 안테나의 개수를 결정하는 컨트롤 안테나 결정부를 포함할 수 있다. 또한, 안테나 용도 결정부(140)는 환경 정보를 기초로 통신 안테나들 중 이동체 사이의 통신을 위한 이동체 통신용 안테나의 개수를 결정하는 이동체 통신용 안테나 결정부를 더 포함할 수 있다.
센싱 안테나 결정부, 데이터 안테나 결정부, 컨트롤 안테나 결정부 및 이동체 통신용 안테나 결정부에 관하여는 도 2 내지 도 4와 관련하여 상세히 설명한다.
또한, 안테나 할당부(150)는 결정된 안테나의 개수에 대응하여 용도별로 통신 안테나들을 할당한다.
예를 들어, 통신 안테나의 개수가 10개라고 가정하면, 안테나 용도 결정부(140)는 환경 정보에 따라 센싱 안테나는 4개, 데이터 안테나는 6개로 안테나의 개수를 결정할 수 있다. 이 때, 안테나 할당부(150)는 용도별로 결정된 안테나의 개수에 대응하여 10개의 통신 안테나를 4개의 센싱 안테나와 6개의 데이터 안테나로 할당한다.
이 때, 안테나 할당부(150)는 센싱 안테나의 개수 및 데이터 안테나의 개수의 합이 통신 안테나들의 개수를 초과하는 경우 선정된 우선 순위에 따라 통신 안테나들을 할당할 수 있다.
본 발명은 다양한 방식으로 구현될 수 있다. 구현 상에 있어서 일예로, 안테나 용도 결정부(140)는 통신 안테나의 개수를 고려하지 않고 환경 정보를 기초로 센싱 안테나의 개수 및 데이터 안테나의 개수를 독립적으로 결정할 수 있다. 예를 들어, 통신 안테나의 개수가 10개임에도 불구하고 안테나 용도 결정부(140)는 센싱 안테나의 개수를 6개, 데이터 안테나의 개수를 8개로 결정할 수 있다. 이 때, 안테나 할당부(150)는 통신 안테나의 개수가 10개 이므로 센싱 안테나의 개수가 6개, 데이터 안테나의 개수가 8개가 되도록 통신 안테나를 할당할 수 없다. 이 때, 안테나 할당부(150)는 선정된 우선 순위를 고려하여 용도별로 통신 안테나를 할당할 수 있다. 만약, 데이터 안테나가 센싱 안테나보다 우선 순위의 레벨이 높다면, 안테나 할당부(150)는 데이터 안테나의 개수가 8개, 센싱 안테나의 개수가 2개가 되 도록 통신 안테나를 할당할 수 있다.
이 때, 안테나 할당부(150)는 센싱 안테나의 개수, 데이터 안테나의 개수, 컨트롤 안테나의 개수 및 이동체 통신용 안테나의 개수에 대응하여 통신 안테나들을 할당할 수 있다.
또한, 복수의 통신 안테나들(160)은 이동체에 설치된다. 예를 들어, 자동차, 비행기, 선박 등의 다양한 부위에 설치될 수 있다.
도 2는 도 1에 도시된 안테나 용도 결정부(140)의 일예를 나타낸 블록도이다.
도 2를 참조하면, 안테나 용도 결정부(140)는 센싱 안테나 결정부(210), 데이터 안테나 결정부(220), 컨트롤 안테나 결정부(230) 및 이동체 통신용 안테나 결정부(240)를 포함한다.
센싱 안테나 결정부(210)는 수신 신호의 강도 정보를 기초로 통신 안테나들 중 사용 가능한 주파수 대역을 검출하는 센싱 안테나의 개수를 결정한다.
인지 무선 기술을 사용하기 위해서는 사용 가능한 주파수 대역을 검출하는 것이 필요하다. 즉, 선정된 주파수 대역을 주기적 혹은 비주기적으로 스캐닝(scanning)하여 사용 가능한 주파수 대역을 검출해야 한다. 이 때, 사용 가능한 주파수 대역을 검출하기 위하여 센싱 안테나가 사용될 수 있다.
센싱 안테나를 이용하여 사용 가능한 주파수 대역을 검출하는 방식에는 다양한 기법이 존재할 수 있다. 예를 들어, 첫째로, 센싱 안테나별로 선정된 주파수 채널을 스캐닝하여 사용 가능한 주파수 대역을 검출하는 방식이 존재한다. 둘째 로, 센싱 안테나별로 선정된 프라이머리 사용자(Primary user)의 유무를 스캐닝하여 사용 가능한 주파수 대역을 검출하는 방식이 존재한다.
이 때, 센싱 안테나 결정부(210)는 수신 신호의 강도가 약할수록 센싱 안테나의 개수를 증가시킬 수 있다.
예를 들어, 복수의 통신 안테나가 설치된 자동차가 기지국 셀의 외곽으로 이동할 경우 이동체는 기지국으로부터 약한 신호를 수신할 수 있다. 기지국으로부터 수신한 신호의 강도가 약한 경우 사용 가능한 주파수 대역을 검출하는 데에 많은 시간이 소요될 수 있고, 부정확한 검출 결과가 도출될 수 있다. 이 때, 센싱 안테나 결정부(210)는 신속하고 정확하게 사용 가능한 주파수 대역을 검출할 수 있도록 센싱 안테나의 수를 증가시킬 수 있다.
반대로, 수신 신호의 강도가 강한 경우에는 센싱 안테나 결정부(210)는 센싱 안테나의 개수를 감소시킬 수 있다.
또한, 데이터 안테나 결정부(220)는 이동체의 이동 속도 정보를 고려하여 통신 안테나들 중 데이터를 송/수신하는 데이터 안테나의 개수를 결정한다. 이 때, 데이터 안테나 결정부(220)는 이동체의 이동 속도가 높을수록 데이터 안테나의 개수를 증가시킬 수 있다.
일반적으로, 이동체가 고속으로 이동하는 경우 이동체와 기지국 또는 다른 이동체 사이에 형성되는 채널 상태는 악화된다. 만약, 이동체의 이동 속도가 높을수록 채널 상태는 악화되어, 고품질의 데이터 통신이 어려워질 수 있다. 이 때, 데이터 안테나 결정부(220)는 높은 데이터 전송률을 달성하기 위하여 데이터 안테 나의 개수를 증가시킬 수 있다.
이 때, 데이터 안테나는 다중 입/출력(MIMO) 방식으로 데이터를 송/수신하는 것일 수 있다. 즉, 다중 입/출력 방식을 이용하여 데이터를 송/수신하여 다이버시티 이득을 얻을 수 있고, 결과적으로 더 높은 데이터 전송률이 달성될 수 있다.
또한, 컨트롤 안테나 결정부(230) 환경 정보를 기초로 통신 안테나들 중 데이터 채널을 제어하기 위한 컨트롤 정보를 송/수신하는 컨트롤 안테나의 개수를 결정한다. 이 때, 컨트롤 안테나도 다중 입출력 방식을 이용하여 컨트롤 정보를 송/수신할 수 있다.
컨트롤 정보에는 다양한 정보가 포함될 수 있다. 예를 들어, 컨트롤 정보는 사용자의 인증에 관한 정보, 데이터의 형식(format), 데이터의 변/복조 방식에 관한 정보 등을 포함할 수 있다.
예를 들어, 환경 정보를 분석한 결과 데이터 채널 상태는 나쁘지 않은 상태로 나타났으나, 컨트롤 정보가 전송되는 채널의 상태가 나쁜 것으로 판단된 경우 컨트롤 안테나 결정부(230)는 컨트롤 안테나의 개수를 증가시킬 수 있다.
또한, 이동체 통신용 안테나 결정부(240)는 환경 정보를 기초로 통신 안테나들 중 이동체 사이의 통신을 위한 이동체 통신용 안테나의 개수를 결정한다.
즉, 어느 하나의 이동체에는 다른 이동체와 직접 통신하기 위해 이동체 통신용 안테나가 설치될 수 있다. 즉, 이동체가 무선 네트워크에서 하나의 노드에 대응될 수 있다. 예를 들어, 각각의 이동체는 애드-혹(ad-hoc) 네트워크를 구성하 는 하나의 노드(node)에 대응될 수 있다.
이동체 통신용 안테나가 설치된 이동체는 다양한 방식으로 다른 이동체를 검색할 수 있다. 예를 들어, A 이동체가 B 이동체와 통신하는 경우를 가정한다. 이 때, A 이동체는 이동체 통신용 안테나를 통하여 이웃하고 있는 이동체들에게 B 이동체 검색 패킷을 브로드캐스트 또는 멀티캐스트할 수 있다. 이 때, 이웃하고 있는 이동체들은 그 검색 패킷을 다시 브로드캐스트 또는 멀티캐스트하여 B 이동체가 검색된다. B 이동체가 검색된 경우, A 이동체와 B 이동체 사이에는 다양한 데이터 경로(Route)가 존재할 수 있으나, 본 발명의 이동체 통신용 안테나를 통하여 최적화된 데이터 경로가 발견될 수 있다.
도 3은 본 발명에 따라 수신 신호의 강도에 따라 안테나의 수를 결정하는 일예를 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 수신 신호가 높은 신호 대 잡음비(SNR)를 갖는 경우와 낮은 신호 대 잡음 비를 갖는 경우에 대한 용도별로 안테나의 개수가 변화하는 것이 도시되어 있다. ①, ②, ③, ④, ⑤, ⑥, ⑦, ⑧, ⑨, ⑩ 안테나는 이동체에 설치된 통신 안테나들이다.
우선, 높은 SNR을 갖는 경우에 통신 안테나들 중 ①, ②, ③, ④, ⑤ 통신 안테나는 데이터 안테나로 결정된다. 또한, ⑥, ⑦, ⑧ 통신 안테나는 센싱 안테나로 결정되고, ⑨ 통신 안테나는 컨트롤 안테나, ⑩ 통신 안테나는 이동체 통신용 안테나로 결정된다.
만약, 이동체가 기지국 셀로부터 멀어지는 경우 수신 신호의 SNR은 낮아진 다. 이 때, 본 발명은 사용 가능한 주파수 대역을 신속하고 정확하게 검출하기 위하여 센싱 안테나의 수를 증가시킨다. 즉, 도 3에 도시된 바와 같이 ④, ⑤, ⑥, ⑦, ⑧ 통신 안테나가 센싱 안테나로 결정된다. 즉, 높은 SNR의 경우 센싱 안테나의 개수는 3개이나, 낮은 SNR의 경우 센싱 안테나의 개수는 5개가 된다.
도 4는 본 발명에 따라 이동체의 이동 속도에 따라 안테나의 수를 결정하는 일예를 도시한 도면이다.
도 4를 참조하면, 이동체에 설치된 통신 안테나들(①, ②, ③, ④, ⑤, ⑥, ⑦, ⑧, ⑨, ⑩)이 도시되어 있다.
일반적으로, 이동체가 저속으로 이동하는 경우 데이터가 전송되는 데이터 채널의 상태는 정상적일 것이다. 따라서, 데이터 안테나의 수는 3개로서, ①, ②, ③ 통신 안테나가 데이터 안테나로 결정된다. 또한, 센싱 안테나는 ①, ②, ③, ④ 통신 안테나이며, 컨트롤 안테나는 ⑧, ⑨ 통신 안테나이고, 이동체 통신용 안테나는 ⑩ 통신 안테나이다.
이 때, 이동체의 이동 속도가 빨라지면, 일반적으로 데이터 채널의 상태는 악화된다. 이 때, 본 발명은 이동체의 이동 속도 정보를 고려하여 데이터 안테나의 수를 증가시킨다. 즉, 데이터 안테나의 수는 3개에서 6개로 증가하여, ①, ②, ③, ④, ⑤, ⑥ 통신 안테나가 데이터 안테나로 결정된다. 이 때, 데이터 안테나로 결정된 ①, ②, ③, ④, ⑤, ⑥ 통신 안테나는 다중 입/출력 방식으로 데이터를 송/수신할 수 있고, 이에 따라 더 높은 데이터 전송률이 달성될 수 있다.
도 3 및 도 4를 통하여, 센싱 안테나 및 데이터 안테나의 개수를 결정하는 구성에 대해 상세히 설명하였으나, 환경 정보를 기초로 컨트롤 안테나 및 이동체 통신용 안테나의 개수를 결정하는 구성에 대하여 도 1 및 도 2를 통하여 상세히 설명하였으므로 이하에서는 생략한다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 이동체 안테나 제어 방법을 나타낸 동작 흐름도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 이동체 안테나 제어 방법은 복수의 통신 안테나들이 설치된 이동체의 이동 속도 정보 및 수신 신호의 강도 정보를 포함하는 환경 정보를 생성한다(S510).
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 이동체 안테나 제어 방법은 강도 정보를 기초로 통신 안테나들 중 사용 가능한 주파수 대역을 검출하는 센싱 안테나의 개수를 결정한다(S520).
이 때, 센싱 안테나의 개수를 결정하는 단계(S520)는 수신 신호의 강도가 약할수록 센싱 안테나의 개수를 증가시키는 단계일 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 이동체 안테나 제어 방법은 이동 속도 정보를 고려하여 통신 안테나들 중 데이터를 송/수신하는 데이터 안테나의 개수를 결정한다(S530).
이 때, 데이터 안테나의 개수를 결정하는 단계(S530)는 이동체의 이동 속도가 높을수록 데이터 안테나의 개수를 증가시키는 단계일 수 있다. 이 때, 데이터 안테나는 다중 입/출력(multi-input multi-output) 방식으로 데이터를 송/수신할 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 이동체 안테나 제어 방법은 환경 정보를 기초로 통신 안테나들 중 데이터 채널을 제어하기 위한 컨트롤 정보를 송/수신하는 컨트롤 안테나의 개수를 결정한다(S540).
이 때, 컨트롤 안테나는 다중 입/출력(multi-input multi-output) 방식으로 컨트롤 정보를 송/수신할 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 이동체 안테나 제어 방법은 상기 환경 정보를 기초로 상기 통신 안테나들 중 이동체 사이의 통신을 위한 이동체 통신용 안테나의 개수를 결정한다(S550).
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 이동체 안테나 제어 방법은 결정된 상기 안테나의 개수에 대응하여 용도별로 상기 통신 안테나들을 할당한다(S560).
이 때, 통신 안테나들을 할당하는 단계(S560)는 센싱 안테나의 개수, 데이터 안테나의 개수, 컨트롤 안테나의 개수, 이동체 통신용 안테나의 개수에 대응하여 통신 안테나들을 할당하는 단계일 수 있다.
이 때, 통신 안테나들을 할당하는 단계(S560)는 센싱 안테나의 개수 및 데이터 안테나의 개수의 합이 통신 안테나들의 개수를 초과하는 경우 선정된(predetermined) 우선 순위에 따라 통신 안테나들을 할당하는 단계일 수 있다.
도 5에 도시된 단계(S520), 단계(S530), 단계(S540) 및 단계(S550)는 병렬적으로 각 동작을 수행하는 것으로 도 5에 도시되어 있다. 다만, 상기 각 단계들(S520, S530, S540, S550)은 직렬적 혹은 순차적으로 각 동작들을 수행할 수 있으며, 동작 순서가 바뀌는 것도 무방하다. 예를 들어, 이동체에 설치된 안테나 의 총 수가 10개라면, 데이터 안테나의 수가 6개로 결정된 이후에 나머지 4개의 안테나 중에서 센싱 안테나의 개수, 컨트롤 안테나의 개수 또는 이동체 통신용 안테나의 개수가 순차적으로 결정될 수 있다.
도 5에 도시된 단계에 관하여 설명되지 아니한 내용은 도 1 내지 도 4를 통하여 이미 설명한 바와 같으므로 이하 생략한다.
본 발명에 따른 이동체 안테나 제어 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 상기 매체는 프로그램 명령, 데이터 구조 등을 지정하는 신호를 전송하는 반송파를 포함하는 광 또는 금속선, 도파관 등의 전송 매체일 수도 있다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행 하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
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 일실시예에 따른 이동체 안테나 제어 시스템을 나타낸 블록도이다.
도 2는 도 1에 도시된 안테나 용도 결정부(140)의 일예를 나타낸 블록도이다.
도 3은 본 발명에 따라 수신 신호의 강도에 따라 안테나의 수를 결정하는 일예를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명에 따라 이동체의 이동 속도에 따라 안테나의 수를 결정하는 일예를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 이동체 안테나 제어 방법을 나타낸 동작 흐름도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
130: 환경 정보 생성부
140: 안테나 용도 결정부
150: 안테나 할당부

Claims (20)

  1. 이동체에 설치된 복수의 통신 안테나들;
    수신 신호의 강도 정보 및 상기 이동체의 이동 속도 정보를 포함하는 환경 정보를 생성하는 환경 정보 생성부;
    상기 환경 정보를 기초로 상기 통신 안테나들에 대하여 용도별로 안테나의 개수를 결정하는 안테나 용도 결정부; 및
    결정된 상기 안테나의 개수에 대응하여 용도별로 상기 통신 안테나들을 할당하는 안테나 할당부
    를 포함하고,
    상기 통신 안테나들의 용도는
    인지 무선 기술에서 사용 가능한 주파수 대역을 검출하는 센싱 안테나, 데이터를 송/수신하는 데이터 안테나, 데이터 채널을 제어하기 위한 컨트롤 정보를 송/수신하는 컨트롤 안테나, 및 이동체 사이의 통신을 위한 이동체 통신용 안테나 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동체 안테나 제어 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 안테나 용도 결정부는
    상기 강도 정보를 기초로 상기 통신 안테나들 중 사용 가능한 주파수 대역을 검출하는 센싱 안테나의 개수를 결정하는 센싱 안테나 결정부; 및
    상기 이동 속도 정보를 고려하여 상기 통신 안테나들 중 데이터를 송/수신하는 데이터 안테나의 개수를 결정하는 데이터 안테나 결정부
    를 포함하고,
    상기 안테나 할당부는
    상기 센싱 안테나의 개수 및 상기 데이터 안테나의 개수에 대응하여 상기 통신 안테나들을 할당하는 것을 특징으로 하는 이동체 안테나 제어 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 센싱 안테나 결정부는
    상기 수신 신호의 강도가 약할수록 상기 센싱 안테나의 개수를 증가시키는 것을 특징으로 하는 이동체 안테나 제어 시스템.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 데이터 안테나 결정부는
    상기 이동체의 이동 속도가 높을수록 상기 데이터 안테나의 개수를 증가시키는 것을 특징으로 하는 이동체 안테나 제어 시스템.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 데이터 안테나는 다중 입/출력(multi-input multi-output) 방식으로 상기 데이터를 송/수신하는 것을 특징으로 하는 이동체 안테나 제어 시스템.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 안테나 용도 결정부는
    상기 환경 정보를 기초로 상기 통신 안테나들 중 데이터 채널을 제어하기 위한 컨트롤 정보를 송/수신하는 컨트롤 안테나의 개수를 결정하는 컨트롤 안테나 결정부
    를 더 포함하고,
    상기 안테나 할당부는
    상기 컨트롤 안테나의 개수에 대응하여 상기 통신 안테나들을 할당하는 것을 특징으로 하는 이동체 안테나 제어 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 컨트롤 안테나는 다중 입/출력(multi-input multi-output) 방식으로 상기 컨트롤 정보를 송/수신하는 것을 특징으로 하는 이동체 안테나 제어 시스템.
  8. 제2항에 있어서,
    상기 안테나 용도 결정부는
    상기 환경 정보를 기초로 상기 통신 안테나들 중 이동체 사이의 통신을 위한 이동체 통신용 안테나의 개수를 결정하는 이동체 통신용 안테나 결정부
    를 더 포함하고,
    상기 안테나 할당부는
    상기 이동체 통신용 안테나의 개수에 대응하여 상기 통신 안테나들을 할당하는 것을 특징으로 하는 이동체 안테나 제어 시스템.
  9. 제2항에 있어서,
    상기 안테나 할당부는
    상기 센싱 안테나의 개수 및 상기 데이터 안테나의 개수의 합이 상기 통신 안테나들의 개수를 초과하는 경우 선정된(predetermined) 우선 순위에 따라 상기 통신 안테나들을 할당하는 것을 특징으로 하는 이동체 안테나 제어 시스템.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 환경 정보는 서비스 품질(Quality of Service: QoS) 정보를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이동체 안테나 제어 시스템.
  11. 복수의 통신 안테나들이 설치된 이동체의 이동 속도 정보 및 수신 신호의 강도 정보를 포함하는 환경 정보를 생성하는 단계;
    상기 환경 정보를 기초로 상기 통신 안테나들에 대하여 용도별로 안테나의 개수를 결정하는 단계; 및
    결정된 상기 안테나의 개수에 대응하여 용도별로 상기 통신 안테나들을 할당하는 단계
    를 포함하고,
    상기 통신 안테나들의 용도는
    인지 무선 기술에서 사용 가능한 주파수 대역을 검출하는 센싱 안테나, 데이터를 송/수신하는 데이터 안테나, 데이터 채널을 제어하기 위한 컨트롤 정보를 송/수신하는 컨트롤 안테나, 및 이동체 사이의 통신을 위한 이동체 통신용 안테나 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동체 안테나 제어 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 용도별로 안테나의 개수를 결정하는 단계는
    상기 강도 정보를 기초로 상기 통신 안테나들 중 사용 가능한 주파수 대역 을 검출하는 센싱 안테나의 개수를 결정하는 단계; 및
    상기 이동 속도 정보를 고려하여 상기 통신 안테나들 중 데이터를 송/수신하는 데이터 안테나의 개수를 결정하는 단계
    를 포함하고,
    상기 통신 안테나들을 할당하는 단계는
    상기 센싱 안테나의 개수 및 상기 데이터 안테나의 개수에 대응하여 상기 통신 안테나들을 할당하는 단계인 것을 특징으로 하는 이동체 안테나 제어 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 센싱 안테나의 개수를 결정하는 단계는
    상기 수신 신호의 강도가 약할수록 상기 센싱 안테나의 개수를 증가시키는 단계인 것을 특징으로 하는 이동체 안테나 제어 방법.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 데이터 안테나의 개수를 결정하는 단계는
    상기 이동체의 이동 속도가 높을수록 상기 데이터 안테나의 개수를 증가시키는 단계인 것을 특징으로 하는 이동체 안테나 제어 방법.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 데이터 안테나는 다중 입/출력(multi-input multi-output) 방식으로 상기 데이터를 송/수신하는 것을 특징으로 하는 이동체 안테나 제어 방법.
  16. 제12항에 있어서,
    상기 용도별로 안테나의 개수를 결정하는 단계는
    상기 환경 정보를 기초로 상기 통신 안테나들 중 데이터 채널을 제어하기 위한 컨트롤 정보를 송/수신하는 컨트롤 안테나의 개수를 결정하는 단계
    를 더 포함하고,
    상기 통신 안테나들을 할당하는 단계는
    상기 컨트롤 안테나의 개수에 대응하여 상기 통신 안테나들을 할당하는 단계인 것을 특징으로 하는 이동체 안테나 제어 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 컨트롤 안테나는 다중 입/출력(multi-input multi-output) 방식으로 상기 컨트롤 정보를 송/수신하는 것을 특징으로 하는 이동체 안테나 제어 방법.
  18. 제12항에 있어서,
    상기 용도별로 안테나의 개수를 결정하는 단계는
    상기 환경 정보를 기초로 상기 통신 안테나들 중 이동체 사이의 통신을 위한 이동체 통신용 안테나의 개수를 결정하는 단계
    를 더 포함하고,
    상기 통신 안테나들을 할당하는 단계는
    상기 이동체 통신용 안테나의 개수에 대응하여 상기 통신 안테나들을 할당하는 단계인 것을 특징으로 하는 이동체 안테나 제어 방법.
  19. 제12항에 있어서,
    상기 통신 안테나들을 할당하는 단계는
    상기 센싱 안테나의 개수 및 상기 데이터 안테나의 개수의 합이 상기 통신 안테나들의 개수를 초과하는 경우 선정된(predetermined) 우선 순위에 따라 상기 통신 안테나들을 할당하는 단계인 것을 특징으로 하는 이동체 안테나 제어 방법.
  20. 제11항 내지 제19항 중 어느 한 항의 방법을 실행하기 위한 프로그램이 기록되어 있는 것을 특징으로 하는 컴퓨터에서 판독 가능한 기록 매체.
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