KR101524198B1

KR101524198B1 - 이동형 중계국 주행 경로 설정 방법

Info

Publication number: KR101524198B1
Application number: KR1020130113327A
Authority: KR
Inventors: 이지훈; 이미경; 김형기; 김석중
Original assignee: 삼성탈레스 주식회사
Priority date: 2013-09-24
Filing date: 2013-09-24
Publication date: 2015-05-29
Also published as: KR20150033382A

Abstract

본 발명은 이동형 중계국의 주행 경로를 설정하는 방법에 관한 것으로서, 기지국과 단말기 사이에서 통신 링크를 중계하는 이동형 중계국의 주행 경로를 설정하는 방법이다. 본 발명의 실시 형태는 기지국 주변의 복수의 구간 시작점마다 측정한 전파 세기를 전파 세기 데이터값으로서 위치 정보와 함께 저장한 전파환경 데이터베이스를 생성하는 전파환경 데이터베이스 생성 과정; 초기 주행 경로를 따라 이동형 중계국의 주행이 이루어질 때, 이동형 중계국의 수신 신호의 전파 세기를 측정하여 측정 전파 세기값으로 도출하는 측정 전파 세기값 도출 과정; 측정한 측정 전파 세기값을 상기 전파환경 데이터베이스에서 추출한 전파 세기 데이터값과 비교하여 상기 초기 주행 경로를 그대로 유지할지, 아니면 새로운 주행 경로를 설정할지를 결정하는 주행 경로 재설정 과정;을 포함한다.

Description

이동형 중계국 주행 경로 설정 방법{Method for setting driving path in mobile relay station}

본 발명은 이동형 중계국의 주행 경로를 설정하는 방법에 관한 것으로서, 기지국과 단말기 사이에서 통신 링크를 중계하는 이동형 중계국의 주행 경로를 설정하는 방법이다.

이동통신시스템에 있어서, 셀의 커버리지를 확장하기 위해 및／또는 기지국(BS;Base Station)의 부하 분산을 도모하기 위해, 기지국(BS) 및 단말기(MS;Mobile Statin)의 사이에 중계국(RS;Relay Station)을 마련하는 경우가 있다. 이 경우의 기지국(BS)은, 마스터 스테이션(親局 or parent)으로서 기능한다. 이러한 중계국을 이용한 이동통신은 군용 무선 통신에서도 적용되고 있다.

중계국은 기지국과 단말기 사이에서 기지국의 신호를 단말기로 전달해주는 역할을 한다. 이때, 중계국이 고정되어 있는 경우는 고정형 중계국이라 하고, 이동하면서 중계하는 경우에는 이동형 중계국이라 한다.

고정형 중계국의 경우, 망 설계 과정을 통해 최적의 망 운용 조건을 충족시킬 수 있지만, 이동형 중계국의 경우 중계국의 이동 특성과 주변 환경의 영향으로 인해 기지국의 신호를 벗어날 수도 있고 신호 품질의 감소가 일어나기도 한다.

이동형 중계국의 경우, 기지국의 신호 범위 안에서 이동을 해야만 중계국 하위의 단말기에게 통신 서비스를 제공할 수 있다. 하지만, 중계국이 이동하면서 서비스하는 경우, 신호 품질의 편차가 커지고 주변 환경의 영향으로 음영 지역으로 진입할 수 있다. 이러한 경우 일시적으로 통신이 단절되기도 하지만, 기지국의 신호 범위를 완전히 벗어나는 경우, 빠른 복구가 불가능해지는 문제점을 가지고 있다.

한국공개특허 10-2013-0082437

본 발명의 기술적 과제는 이동형 중계국의 주행이 이루어지는 경로를 설정하는데 있다. 또한 본 발명의 기술적 과제는 이동형 중계국이 통신 음영 지역으로 진입하지 않도록 주행 경로를 설정하는데 있다. 또한 본 발명의 기술적 과제는 주변 환경에 영향받지 않고 정상적인 통신 서비스를 제공하는 이동형 중계국을 제공하는데 있다.

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본 발명의 실시 형태는 기지국 주변의 복수의 구간 시작점마다 측정한 전파 세기를 전파 세기 데이터값으로서 위치 정보와 함께 저장한 전파환경 데이터베이스를 생성하는 전파환경 데이터베이스 생성 과정; 초기 주행 경로를 따라 이동형 중계국의 주행이 이루어질 때, 이동형 중계국의 수신 신호의 전파 세기를 측정하여 측정 전파 세기값으로 도출하는 측정 전파 세기값 도출 과정; 측정한 측정 전파 세기값을 상기 전파환경 데이터베이스에서 추출한 전파 세기 데이터값과 비교하여 상기 초기 주행 경로를 그대로 유지할지, 아니면 새로운 주행 경로를 설정할지를 결정하는 주행 경로 재설정 과정;을 포함한다.

측정 전파 세기값 도출 과정은, 초기 주행 경로를 따라 이동형 중계국의 주행이 이루어질 때, 구간 시작점의 전파 세기를 측정하여 측정 전파 세기값으로 도출한다.

주행 경로 재설정 과정은, 상기 구간 시작점의 측정 전파 세기값이 상기 전파환경 데이터베이스 내의 동일한 구간 시작점에 저장된 전파 세기 데이터값과 같거나 큰 경우, 상기 초기 주행 경로를 그대로 유지한다.

주행 경로 재설정 과정은, 상기 구간 시작점의 측정 전파 세기값이 상기 전파환경 데이터베이스 내의 동일한 구간 시작점에 저장된 전파 세기 데이터값보다 작은 경우, 상기 측정 전파 세기값을 미리 설정한 기준 세기값과 비교하는 과정; 상기 측정 전파 세기값이 미리 설정한 기준 세기값과 같거나 큰 경우 상기 초기 주행 경로를 그대로 유지하며, 상기 측정 전파 세기값이 미리 설정한 기준 세기값보다 작은 경우 상기 새로운 주행 경로를 설정하는 과정;을 포함한다.

주행 경로 재설정 과정은, 각 구간 시작점에서 측정한 측정 전파 세기값이 상기 전파환경 데이터베이스 내의 동일한 구간 시작점에 저장된 전파 세기 데이터값과 각각 대응시켜 비교한 결과, 상기 측정 전파 세기값이 상기 전파 세기 데이터값과 같거나 큰 구간 시작점의 개수 비율이 미리 설정한 임계치보다 더 많은 경우, 상기 초기 주행 경로를 그대로 유지하며, 그렇지 않은 경우 새로운 주행 경로를 설정한다.

주행 경로 재설정 과정은, 각 구간 시작점에서 측정한 측정 전파 세기값이 상기 전파환경 데이터베이스 내의 동일한 구간 시작점에 저장된 전파 세기 데이터값과 각각 대응시켜 비교한 결과, 상기 초기 주행 경로를 따라 진행할수록 상기 측정 전파 세기값의 감소율이 상기 전파 세기 데이터값의 감소율보다 더 큰 경우 새로운 주행 경로를 설정한다.

측정 전파 세기값 도출 과정은, 상기 측정 전파 세기값 이외에 상기 이동형 중계국의 주행 경로 상의 구간 시작점마다 위도, 경도, 고도, 시간, 이동방향, 이동속도의 정보도 함께 도출하여, 설정된 범위 내에 있는 주변 이동형 중계국으로 전송한다.

설정된 범위 내에 있는 주변 이동형 중계국으로부터, 각 구간 시작점마다 측정 전파 세기값, 위도, 경도, 고도, 시간, 이동방향, 이동속도를 수신하여, 수신한 이동방향을 따라 진행 시에 측정 전파 세기값이 감소하는 경우, 주변 이동형 중계국의 이동방향이 아닌 다른 이동방향으로 새로운 주행 경로를 설정한다.

초기 주행 경로 또는 상기 새로운 주행 경로를 설정하는 것은, 목적지를 입력받는 과정; 현재 위치에서 목적지까지의 경로를 구간별로 설정하는 과정; 구간별 구간 시작점의 전파 세기 데이터값을 상기 전파환경 데이터베이스로부터 추출하는 과정; 구간 시작점의 전파 세기 데이터값이 미리 설정한 기준값과 같거나 큰 경우 상기 구간 시작점을 가지는 구간을 구간 경로로서 확정하는 과정; 구간 시작점의 전파 세기 데이터값이 미리 설정한 기준값보다 작은 경우, 새로운 구간 경로를 설정하는 과정; 상기 새로운 구간 경로의 구간 시작점의 전파 세기 데이터값이 미리 설정한 기준값과 같거나 크게 될 때까지 구간 경로를 반복하여 설정하는 과정;을 포함한다.

본 발명의 실시 형태에 따르면 전파환경 데이터베이스를 활용하여 주변 경로를 설정함으로써, 이동형 중계국이 통신 음영 지역으로 진입하지 않도록 할 수 있다. 따라서 실시간으로 변화하는 전파 환경에도 불구하고 양질의 통신 서비스를 제공할 수 있다.

도 1은 기지국, 이동형 중계국, 단말기간에 데이터 통신을 수행하는 셀 커버리지를 도시한 그림이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 이동형 중계국 주행 경로 설정 장치를 도시한 그림이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 이동형 중계국 주행 경로 설정 과정을 도시한 플로차트이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 주행 경로를 설정하는 과정을 도시한 플로차트이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.

도 1은 기지국, 이동형 중계국, 단말기간에 데이터 통신을 수행하는 셀 커버리지를 도시한 그림이다.

기지국(BS;Base Station)은 기저대역 신호처리, 유무선 변환 및 무선 신호의 송수신 등을 수행하여 단말기(MS)와 직접적으로 연결되는 망 종단 장치이다. 다수의 기지국(BS)은 이동통신교환국(MSC;Mobile Switching Center;미도시)에 연결되어 외부망과 통신을 수행할 수 있다. 경우에 따라서 기지국(BS)과 이동통신 교환국(MSC) 사이에는 기지국 제어장치(BSC;Base Sation Controller;미도시)가 구비될 수 있는데, 이러한 기지국 제어장치(BSC)는, 기지국 관리 및 제어를 담당한다.

각 기지국(BS)은 무선 셀(cell)을 구성하고 있어, 자신의 셀(10)에 들어온 단말기(MS)에 무선 주파수를 발진하여 무선 통신 링크를 제공한다. 각 셀(10)의 반경은 수백미터에서 수십킬로미터의 반경을 가질 수 있는데 이는 망 설계 시에 반경이 결정될 수 있다. 여기서 셀(10)의 반경이라 함은 유효한 통신을 할 수 있는 데이터 레이트(date rate)를 가지는 범위를 말한다.

단말기(MS;Mobile Station)는 기지국(BS)과 통신 링크(link)를 형성하여 업링크 및 다운링크를 통해 무선 통신을 수행한다. 단말기(MS)는 다수의 기지국(BS)의 셀 중에서 자신에게 가장 인접한 기지국, 즉, 가장 센 전파 세기로 측정되는 기지국(BS)과 링크를 형성한다. 또한 경우에 따라서 단말기(MS)는 셀 이동 시에 기지국 간에 핸드오프(hand-off)를 통하여 통신되는 기지국(BS)을 변경할 수 있다.

한편, 기지국(BS)의 셀(10)은 도 1에 도시한 바와 같이 일정한 반경을 가지는 일정한 범위 내에서 단말기에서 무선 링크를 제공할 수 있다. 단말기(MS)가 기지국(BS)의 셀(10)을 벗어나는 경우 단말기(MS)는 통신을 수행할 수 없다. 고속의 통신을 지원하거나, 셀(10)을 벗어난 단말기(BS)에게도 원활한 통신 품질을 보장하기 위하여 중계국(RS;Relay Station)이 기지국(BS)과 단말기(MS) 사이에 위치할 수 있다. 예를 들어, 도 1에 도시한 바와 같이 통신 레이트가 높은 고속통신 영역(10a;high rate coverage)에 중계국(RS)이 위치하는 경우, 저속통신 영역(10b;low rate coverage)에 위치한 제1단말기(1)에 고속의 데이터 링크를 제공할 수 있다. 또한 저속통신 영역(10b)에 중계국이 위치하는 경우, 셀(10)을 벗어나 있는 제2단말기(2)에게 저속이나마 데이터 링크를 제공할 수 있다.

한편, 중계국(BS)은 필요에 따라서 셀(10)의 특정 지점에 위치할 수도 있지만, 군용 통신의 경우 전시 상황에 따라서 이동형 중계국이 이동하며 데이터 링크를 제공한다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 이동형 중계국(mobile RS)이 주행하는 중계차에 실려서 이동하는 것을 이동형 중계국이 주행하는 것으로 표현하여 설명한다.

이러한 이동형 중계국의 주행이 있을 때 주행 경로는, 통신 품질이 좋은 지점을 옮겨 다니며 경로가 설정되어야 한다. 이동형 중계국이 이동하면서 서비스할 때, 신호 품질의 편차가 커지고 주변 환경의 영향으로 음영 지역으로 진입할 수 있는데, 이러한 경우 일시적으로 통신이 단절되기도 하지만, 기지국(BS)의 신호 범위를 완전히 벗어나는 경우, 빠른 복구가 불가능해지는 문제가 있기 때문이다.

이에 본 발명의 실시예는 이동형 중계국의 주행이 이루어질 때 음영 지역으로 진입하지 않도록 주행 경로를 설정하는 방법을 제공한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 이동형 중계국 주행 경로 설정 장치를 도시한 그림이다.

전파 세기 측정부(110)는, 기지국(BS)에서 출력되는 전파의 세기를 구간 지점마다 측정한다. 전파 세기 측정부(110)는 하나 이상의 안테나를 구비한다. 안테나는 하나 이상의 기지국으로부터 역방향 링크 변조된 신호를 수신한다. 수신 신호는 각각의 수신기 또는 RF-기저대역 변환 유닛(미도시)으로 제공되는데, 이는 수신 신호를 조절 (예를 들어, 필터링, 증폭, 다운컨버팅) 및 디지털화하여, 이 수신 신호에 대한 데이터 샘플을 생성한다. 참고로 전파 세기 측정은, 진행 방향에 수직한 단위 면적을 통하여 단위 시간에 지나는 전파의 파동 에너지를 측정하여 이루어질 수 있는데, [dBm], [v/m]와 같이 다양한 전파 세기 단위로 측정 변환될 수 있다.

전파 세기 측정부(110)는 이러한 역방향 링크 변조된 신호의 RF 세기를 일정 주기로 측정한다. 이밖에 전파 세기 측정부(110)는 미리 설정한 구간의 구간 시작점, 구간 종료점마다 측정할 수 있다. 여기서 구간이라 함은 어느 지역을 이동 시에 주행되는 경로의 세부 구간을 말하는 것으로서, 예를 들어, A(출발지)->B->C-D(목적지)로 이동이 이루어질 때, A-B의 제1구간에서는 A가 제1구간 시작점이 되며 B가 제1구간 종료점이 된다. 마찬가지로 B-C의 제2구간에서는 B가 제2구간 시작점이 되며 C가 제2구간 종료점이 되며, C-D의 제3구간에서는 C가 제3구간 시작점이 되며 D가 제3구간 종료점이 된다.

부속 정보 측정부(130)는, 주행 경로 상의 구간 시작점마다 위도, 경도, 고도, 시간, 이동방향, 이동속도를 측정하는 기능을 수행한다. 이를 위하여 GPS 수신기와 같은 위치 측정 모듈, 가속도계, 타이머, 속도 측정 모듈 등을 구비한다. 위치 측정 모듈은 이동형 중계국의 위도 및 경도 등의 위치를 파악하는 모듈이며, 가속도계는 이동형 중계국의 이동이 있을 때 이동방향을 파악하는 모듈이며, 타이머는 전파 세기 및 부속 정보 측정이 이루어지는 시간을 측정하는 모듈이며, 속도 측정 모듈은 이동형 중계국의 이동 속도를 측정하는 모듈이다.

전파환경 데이터베이스(120)는 각 구간 지점마다 측정한 전파 세기가 저장하는 데이터베이스이다. 특히 각 구간 시작점 및 구간 종료점별로 측정한 전파 세기가 저장된 데이터베이스이다. 이밖에 위도, 경도, 고도, 시간, 이동방향, 이동속도 등의 부속 정보가 함께 추가적으로 저장될 수 있다.

이러한 전파환경 데이터베이스(120)는 이동형 중계국이 직접 각 구간을 주행하며 측정하여 생성될 수 있지만, 미리 생성된 데이터베이스를 외부의 별도의 서버로부터 수신할 수 있다. 이밖에 이동형 중계국에 인접한 중계국으로부터 수신한 전파 세기 및 부속 정보를 전파환경 데이터베이스(120)에 저장하여 활용할 수 있다.

주행 경로 표시부(140)는 이동형 중계국 주변의 지리 정보, 전파 세기 정보, 지형 정보 등을 사용자의 요구 사항에 맞도록 그래프, 차트 등으로 전자 지도창에 디스플레이한다. 특히 이동형 중계국의 주행 경로를 전자 지도창에 표시할 수 있다. 따라서 이동형 중계국의 운영자는 이동하고자 하는 경로 상의 각 구간의 전파 세기를 알 수 있게 된다.

제어부(100)는 상기 각 기능부를 제어하여 이동형 중계국의 주변의 전파 세기를 측정하고, 이를 활용하여 주행 경로를 설정하는 제어를 수행한다. 즉, 초기 주행 경로를 설정한 후, 측정 전파 세기값이 미리 설정한 기준 세기값과 같거나 큰 경우 상기 초기 주행 경로를 그대로 유지하며, 상기 측정 전파 세기값이 미리 설정한 기준 세기값보다 작은 경우 상기 새로운 주행 경로를 설정하는 제어를 수행한다. 이하 도 3에서 제어부가 주행 경로를 설정하는 과정을 설명한다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 이동형 중계국 주행 경로 설정 과정을 도시한 플로차트이며, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 주행 경로를 설정하는 과정을 도시한 플로차트이다.

우선, 기지국 주변의 복수의 구간 시작점마다 측정한 전파 세기를 전파 세기 데이터값으로서 위치 정보와 함께 저장한 전파환경 데이터베이스를 생성한다(S302). 각 구간 시작점 및 구간 종료점별로 측정한 전파 세기가 측정되어 전파환경 데이터베이스에 저장된다. 이밖에 각 구간 지점마다 위도, 경도, 고도, 시간, 이동방향, 이동속도 등의 부속 정보가 측정되어 함께 추가적으로 저장될 수 있다

전파환경 데이터베이스는 이동형 중계국이 직접 각 구간을 주행하며 측정하여 생성될 수 있지만, 미리 생성된 데이터베이스를 외부의 별도의 서버로부터 수신할 수 있다. 외부의 서버는 각 구간 지점의 전파 세기 및 부속 정보를 측정하여 전파환경 데이터베이스로서 생성하여 구비하고 있다. 이러한 외부의 서버에 구비된 전파환경 데이터베이스는 주기적으로 측정되는 데이터로서 지속적으로 업데이트되어 관리될 수 있다.

이밖에 이동형 중계국에 인접한 중계국으로부터 수신한 전파 세기 및 부속 정보를 전파환경 데이터베이스로서 활용할 수 있다. 즉, 미리 설정된 범위 내의 주변에 있는 이동형 중계국(주변 이동형 중계국)으로부터 각 구간 시작점 또는 구간 종료점마다 측정 전파 세기값, 위도, 경도, 고도, 시간, 이동방향, 이동속도를 수신하여 전파환경 데이터베이스에 저장하여 활용할 수 있다.

전파환경 데이터베이스를 구비한 후에는, 초기 주행 경로를 설정하는 과정을 가진다(S306). 이러한 주행 경로 설정은 출발지에서 목적지로 이동할 때 주행할 경로를 설정받는 것을 말한다.

예를 들어, 현재 위치 A에서 D의 목적지로를 운영자로부터 입력받게 되면, A(출발지)->B1->C1->D(목적지), A(출발지)->B1->C2->D(목적지), A(출발지)->B2->C2->D(목적지), A(출발지)->B2->C1->D(목적지) 등의 다양한 경로 구간을 가지는 경로 설정이 이루어질 수 있다. 이러한 주행 경로 설정의 방법을 도 4와 함께 설명한다.

우선, 목적지를 운영자로부터 입력받는 과정을 가진다(S402). 목적지 입력이 있게 되면 현재 위치에서 목적지까지의 경로를 구간별로 설정한다(S404). 이를 위하여 소정의 조건, 예컨대, 최단의 거리를 만족시키는 경로가 우선적으로 설정된다. 예컨대, A(출발지)->B1->C1->D(목적지)의 경로가 일차적으로 설정될 수 있으며, 이때, 제1구간은 A->B1 구간이 되며, 제2구간은 B1->C 구간이 되며, 제3구간은 C1->D 구간이 될 수 있다.

그 후, 전파환경 데이터베이스를 검색하여, 구간별 구간 시작점의 전파 세기 데이터값을 전파환경 데이터베이스로부터 추출한다(S406). 예를 들어, A(출발지)->B1->C1->D(목적지)의 경로가 설정된 경우, 제1구간 시작점인 A의 전파 세기 데이터값과, 제1구간 종료점이자 제2구간 시작점인 B1의 전파 세기 데이터값과, 제2구간 종료점이자 제3구간 시작점임 C1의 전파 세기 데이터값과, 제3구간 종료점이자 목적지인 D의 전파 세기 데이터값을 전파환경 데이터베이스로부터 추출한다.

그 후, 전파 품질이 양호한지를 판단하는 과정을 가진다(S408). 즉, 구간 시작점의 전파 세기 데이터값이 미리 설정한 기준값과 같거나 큰 경우(S408a), 상기 구간 시작점을 가지는 구간을 전체 경로의 일부 구간으로서 확정한다(S410). 예를 들어, A->B1의 제1구간에서, 제1구간 시작점인 A의 전파 세기 데이터값이 '3'이고 미리 설정한 기준값이 '2'인 경우, 제1구간 시작점의 전파 세기 데이터값이 기준값보다 크기 때문에 A->B의 제1구간이 구간 경로로서 설정된다. 상기에서 기준값은 전파 품질이 양호한 상태라고 할 수 있는 전파 세기값으로서, 각 구간 지점마다 미리 설정되는 값이다.

그 후, 다음 번째의 구간이 존재하는지를 판단하여(S412), 마지막 구간이 도래할 때까지 구간 경로에 대하여 전파 품질이 양호한지를 판단하는 과정(S408)을 반복 수행하여, 전파 세기 데이터값이 미리 설정한 기준값과 같거나 크게 될 때까지 구간 경로를 반복하여 설정하게 된다(S404,S406,S408,S410).

한편, 구간 시작점의 전파 세기 데이터값이 미리 설정한 기준값보다 작은 경우(S408b), 새로운 구간 경로를 설정하는 과정(S404)을 다시 가진다. 예를 들어, B1->C1의 제2구간에서. 제2구간 시작점인 B의 전파 세기 데이터값이 '1'이고, 미리 설정한 기준값이 '2'인 경우, 제2구간 시작점의 전파 세기 데이터값이 기준값보다 작기 때문에 새로운 구간 경로인 B2->C2가 설정될 수 있다. 새로운 구간 경로의 구간 시작점의 전파 세기 데이터값이 미리 설정한 기준값과 같거나 크게 될 때까지 구간 경로를 반복하여 설정하는 과정을 가진다(S404,S406,S408).

상기의 과정을 반복하여 전체 경로가 완성되면, 완성된 전체 경로를 초기 주행 경로로서 확정하여 기록하고(S414), 그 전체 경로를 지도나 그래프 등으로 표시한다(S416).

상기에서 설명한 도 4의 과정을 따라 전파 품질 환경에 따라서 경로를 확정하고 이를 초기 주행 경로로 설정(S304)한 후에는, 초기 주행 경로를 따라 이동형 중계국의 주행(S306)이 이루어지며, 주행 중에 이동형 중계국의 수신 신호의 전파 세기를 측정하여 측정 전파 세기값으로 도출하는 측정 전파 세기값 도출 과정을 가진다(S308).

전파환경 데이터베이스를 활용하여 전파 환경을 고려하여 초기 주행 경로를 설정하였다 하더라도, 전파 환경은 날씨, 전파 방해, 장해물 등장, 지형물 변화 등의 다양한 요소로 인하여 실시간으로 변할 수 있기 때문에 실제로 이동형 중계국의 주행이 이루어질 때 전파 환경이 양호한 상태를 유지하는지 판단하기 위하여, 측정 전파 세기값 도출 과정을 가지는 것이다.

이동형 중계국의 수신 신호의 전파 세기 측정(S308)은, 이동형 중계국이 주행 경로를 따라서 이동하면서 현재의 위치하는 지점의 전파 세기를 측정하여 각 측정 위치정보와 함께 측정 전파 세기값으로 도출한다. 특히, 이동형 중계국이 주행하면서 각 구간의 구간 시작점마다 전파 세기를 측정하거나, 또는 각 구간의 구간 종료점마다 전파 세기를 측정할 수 있다.

또한 측정 전파 세기값 도출 과정(S308)이 이루어질 때, 측정 전파 세기값 이외에 이동형 중계국의 주행 경로 상의 구간 시작점이나 구간 종료점마다 위도, 경도, 고도, 시간, 이동방향, 이동속도 등의 부가 정보도 함께 측정할 수 있다. 이러한 부가 정보는 측정 전파 세기값과 함께 이동형 중계국에 인접한 범위 내에 있는 주변 이동형 중계국으로 전송되어, 주변 이동형 중계국에서 경로 설정 시에 활용할 수 있다. 이러한 인접한 범위는, 미리 설정된 범위로서 운영자에 의해 범위가 설정될 수 있다. 500m, 1km의 인접 범위가 설정될 수 있다. 참고로, 이동형 중계국과 주변 이동형 중계국은 고유의 아이디를 가지고, 별도의 통신 링크를 활용하여 송수신이 이루어질 수 있다. 이밖에 이동형 중계국이 기지국에 측정 전파 세기값 및 부가 정보를 송신하고, 주변 이동형 중계국이 기지국으로부터 측정 전파 세기값을 수신할 수 있다.

전파 세기값 도출 과정(S308)이 있은 후에는, 측정한 측정 전파 세기값을 전파환경 데이터베이스에서 추출한 전파 세기 데이터값과 비교하여 초기 주행 경로를 그대로 유지할지, 아니면 새로운 주행 경로를 설정할지를 결정하는 주행 경로 재설정 과정을 가진다. 이러한 주행 경로를 재설정하는 방식은 다음과 같은 세 가지 실시예가 있을 수 있는데, 이하 설명한다.

초기 주행 경로를 따라 이동형 중계국의 주행이 이루어질 때, 구간 시작점의 전파 세기를 측정하여 측정 전파 세기값으로 도출이 이루어지는데, 첫 번째 방식은, 구간 시작점의 측정 전파 세기값과 전파환경 데이터베이스에서 추출한 전파 세기 데이터값을 비교(S310)한 결과, 그 비교 결과에 따라서 초기 주행 경로를 그대로 유지할지(S316), 아니면 새로운 주행 경로를 설정(S314)할지를 결정한다.

상술하면, 구간 시작점의 측정 전파 세기값과 전파환경 데이터베이스에서 추출한 전파 세기 데이터값을 비교(S310)한 결과, 구간 시작점의 측정 전파 세기값이 전파환경 데이터베이스 내의 동일한 구간 시작점에 저장된 전파 세기 데이터값과 같거나 큰 경우(S312a), 초기 주행 경로를 그대로 유지한다(S316). 예를 들어, A->B1을 제1구간이라 할 때, 제1구간의 구간 시작점인 A의 측정 전파 세기값이 전파환경 데이터베이스 내의 제1구간 시작점 A의 전파 세기 데이터값과 같거나 큰 경우 기존의 초기 주행 경로의 제1구간의 경로를 그대로 유지한다. 이는 이전에 측정된 전파환경 데이터베이스의 제1구간 시작점의 전파 세기 데이터값에 비하여 현재의 전파 환경이 나빠지지 않았음을 의미하므로 제1구간으로 그대로 진입한다.

반면에, 구간 시작점의 측정 전파 세기값과 전파환경 데이터베이스에서 추출한 전파 세기 데이터값을 비교(S310)한 결과, 구간 시작점의 측정 전파 세기값이 전파환경 데이터베이스 내의 동일한 구간 시작점에 저장된 전파 세기 데이터값보다 작은 경우(S310b), 다시 새로운 주행 경로를 설정하는 과정을 가진다. 이는 이전에 측정된 전파환경 데이터베이스의 구간 시작점의 전파 세기 데이터값에 비하여 현재의 전파 환경이 나빠졌음을 의미하므로 새로운 구간 경로를 설정하는 것이다.

이를 위하여 측정 전파 세기값을 미리 설정한 기준 세기값과 비교하는 과정을 가진다(S312). 측정 전파 세기값이 미리 설정한 기준 세기값과 같거나 큰 경우(S312a), 초기 주행 경로를 그대로 유지하며(S316), 측정 전파 세기값이 미리 설정한 기준 세기값보다 작은 경우(S312b), 새로운 주행 경로를 설정하는 과정을 가진다(S314).

비록, 측정 전파 세기값이 이전에 측정된 전파 세기 데이터값보다 나빠졌다 하더라도, 측정 전파 세기값이 통신 가능한 정도라면 이전의 초기 주행 경로를 그대로 유지하는 것이다. 이전에 전파환경 데이터베이스의 전파 세기 데이터값을 측정할 때는 월등한 전파 세기값을 가졌다고 할 경우, 현재 측정된 측정 전파 세기값이 여러 요인으로 인하여 이보다 낮은 전파 세기를 가진다고 하더라도 통신이 가능한 기준 세기값보다 크다고 할 경우 주행 경로를 그대로 유지해도 무방하기 때문이다. 그러나 측정 전파 세기값이 미리 설정한 기준 세기값보다 작은 경우에는, 통신을 할 수 있는 기준 세기값보다 낮아진 경우에 해당하기 때문에 새로운 주행 경로를 설정하는 것이다.

예를 들어, A->B1의 제1구간에서는 제1구간 시작점인 A에서의 측정 전파 세기값이 전파환경 데이터베이스에서 추출한 전파 세기 데이터값보다 클 경우, A->B1의 주행 경로가 그대로 유지된다. 그 후, 이동형 중계국이 제1구간을 따라 이동하여 제2구간(B1->C1) 시작점인 B1 지점에 도달한 후, 측정 전파 세기값을 측정한 결과, 제2구간 시작점인 B1에서의 측정 전파 세기값이 전파환경 데이터베이스 내의 동일한 제2구간 시작점인 B1에 저장된 전파 세기 데이터값보다 작은 경우, 다시 새로운 주행 경로를 설정하는 과정을 가진다.

이때, 제2구간 시작점인 B1에서의 측정 전파 세기값이 기준 세기값과 같거나 큰 경우에는 종래의 초기 주행 경로의 일부인 제2구간 경로를 그대로 유지하며, 제2구간 시작점인 B1에서의 측정 전파 세기값이 기준 세기값보다 작은 경우에는 다시 새로운 주행 경로(예컨대, B2->C2)를 설정하는 과정을 가진다. 이러한 새로운 주행 경로 설정은 상기에서 설명한 도 4의 과정과 동일한 과정을 거쳐서 경로를 설정한다.

상기와 같이 구간별로 경로 재설정이 완료되면 주행(S318)이 완료될 때까지(S320) 다음번째의 구간에 대해서도 경로 재설정 과정들이 반복(S308,S310,S312,S316,S318)하여 이루어진다.

한편, 도시하지는 않았지만, 주행 경로를 재설정하는 다른 두 번째 방식은, 각 구간별로 측정 전파 세기와 전파 세기 데이터값을 비교하여 그 초과한 구간의 개수에 따라서 초기 주행 경로를 그대로 유지할지 아니면 새로운 주행 경로를 설정할지 결정하는 방식이다. 즉, 각 구간 시작점에서 측정한 측정 전파 세기값이 전파환경 데이터베이스 내의 동일한 구간 시작점에 저장된 전파 세기 데이터값과 각각 대응시켜 비교한 결과, 측정 전파 세기값이 상기 전파 세기 데이터값과 같거나 큰 구간 시작점의 개수의 비율이 미리 설정한 임계치보다 더 많은 경우, 초기 주행 경로를 그대로 유지하며, 그렇지 않은 경우 새로운 주행 경로를 설정한다.

예를 들어, 이동형 중계국이 제1구간(A->B1), 제2구간(B1->C1), 제3구간(C1->D1), 제4구간(D1->E)로 이루어진 A->B1->C1->D1->E의 초기 주행 경로를 가지고 이에 따라서 이동한다고 가정한다. 이동형 중계국이 출발지인 A에서 출발하여 B1을 거쳐서 제3구간 시작점인 C1에 도달하였다고 할 때, 제1구간 시작점 A, 제2구간 시작점 B1, 제3구간 시작점 C1에서의 측정 전파 세기값이 각각 측정될 수 있다. 그런데, A의 측정 전파 세기값은 전파환경 데이터베이스 내의 제1구간 시작점에 저장된 전파 세기 데이터값보다 크지만, 나머지, B1,C1의 측정 전파 세기값이 전파환경 데이터베이스 내의 제2,3구간 시작점에 저장된 전파 세기 데이터값보다 작은 경우, 세 곳의 구간 시작점 중에서 두 곳은 전파 세기 데이터값보다 작게 되어, 측정 전파 세기값이 전파 세기 데이터값보다 큰 구간 시작점의 개수 비율이 1/3인 33.3%에 불과하다. 미리 설정된 임계치가 50%인 경우, 33.3%는 이보다 더 작은 경우가 되어 현재 이동중인 주행 경로가 전파 품질이 나쁜 경로를 따라서 이동한다고 판단하고, 새로운 경로 설정을 하는 것이다.

한편, 도시하지는 않았지만 주행 경로를 재설정하는 다른 세 번째 방식은, 각 구간별로 측정 전파 세기와 전파 세기 데이터값을 비교하여 그 감소율에 따라서 초기 주행 경로를 그대로 유지할지 아니면 새로운 주행 경로를 설정할지 결정하는 방식이다. 즉, 각 구간 시작점에서 측정한 측정 전파 세기값을 전파환경 데이터베이스 내의 동일한 구간 시작점에 저장된 전파 세기 데이터값과 각각 대응시켜 비교한 결과, 초기 주행 경로를 따라 진행할수록 측정 전파 세기값의 감소율이 전파 세기 데이터값의 감소율보다 더 큰 경우 새로운 주행 경로를 설정한다.

예를 들어, 이동형 중계국이 제1구간(A->B1), 제2구간(B1->C1), 제3구간(C1->D1), 제4구간(D1->E)로 이루어진 A->B1->C1->D1->E의 초기 주행 경로를 가지고 이에 따라서 이동한다고 가정한다. 이동형 중계국이 출발지인 A에서 출발하여 B1을 거쳐서 제3구간 시작점인 C1에 도달하였다고 할 때, 제1구간 시작점 A, 제2구간 시작점 B1, 제3구간 시작점 C1에서의 측정 전파 세기값이 각각 측정될 수 있다. 그런데, 전파환경 데이터베이스 내의 제1,2,3구간 시작점에 저장된 전파 세기 데이터값을 추출하여 분석한 결과 제1구간 시작점(A)->제2구간 시작점(B1)->제3구간 시작점(C1)으로 진행할 때의 전파 세기 평균 감소율이 20%에 불과한데 반하여, 이동 중에 차례로 측정한 A,B1,C1의 측정 전파 세기값의 평균 감소율이 40%의 감소율로 더 낮은 경우에는, 전파환경 데이터베이스 생성할 때보다 실제로 주행 중의 전파 환경이 더 나빠지고 있다고 판단한다. 따라서 음영 지역으로의 주행을 피하기 위하여 새로운 경로 설정을 하는 것이다.

한편, 측정 전파 세기값 도출 과정(S308)에서, 상기 측정 전파 세기값 이외에 이동형 중계국의 주행 경로 상의 구간 시작점마다 위도, 경도, 고도, 시간, 이동방향, 이동속도 등의 부가 정보도 함께 도출하여, 설정된 범위 내에 있는 다른 이동형 중계국으로 전송할 수 있다.

따라서 이동형 중계국은 측정 전파 세기값과 부가 정보를 주변의 다른 이동형 중계국으로부터 수신할 수 있다. 이동형 중계국은 주변의 다른 이동형 중계국으로부터 수신한 이동방향을 따라 진행 시에 측정 전파 세기값이 감소한다고 판단하는 경우, 이동형 중계국은 주변 이동형 중계국의 이동방향이 아닌 다른 이동방향으로 새로운 주행 경로를 설정할 수 있다.

예를 들어, 이동형 제1중계국의 2km 전방에 위치한 주변 이동형 중계국인 이동형 제2중계국이 A->B1의 제1구간을 이동하게 되면 이동형 제2중계국은 제1구간 시작점 및 종료점인 A와 B1에서의 측정 전파 세기값을 측정할 수 있다. 이동형 제2중계국은 NE45°방향으로 이동하고 있다는 이동방향 정보와 제1구간 시작점 및 종료점의 측정 전파 세기값을 2km 후방에 위치한 이동형 제1중계국으로 전송할 수 있다. 이때, 제1구간 시작점 A의 측정 전파 세기값은 '4'를 가지며 제1구간 종료점 B1의 측정 전파 세기값은 '2'를 가진다고 가정한다.

이동형 제1중계국은 주변 이동형 중계국인 이동형 제2중계국으로 측정 전파 세기값과 NE45°이동방향 정보를 수신함으로써, NE45°방향으로 이동할 때 측정 전파 세기값이 '4'에서 '2'로 나빠짐을 알 수 있고, 이는 곧 NE45°방향으로 이동하면 음영지역으로 진입할 확률이 커짐을 알 수 있다. 따라서 이동형 제1중계국은 음영 지역으로 진입하지 않도록 새로운 경로를 설정한다.

본 발명을 첨부 도면과 전술된 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 그에 한정되지 않으며, 후술되는 특허청구범위에 의해 한정된다. 따라서, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 후술되는 특허청구범위의 기술적 사상에서 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 변형 및 수정할 수 있다.

100:제어부 110:전파 세기 측정부
120:전파환경 데이터베이스 130:부속정보 측정부
140:주행경로 표시부

Claims

기지국 주변의 복수의 구간 시작점마다 측정한 전파 세기를 전파 세기 데이터값으로서 위치 정보와 함께 저장한 전파환경 데이터베이스를 생성하는 전파환경 데이터베이스 생성 과정;
초기 주행 경로를 따라 이동형 중계국의 주행이 이루어질 때, 이동형 중계국의 수신 신호의 전파 세기를 측정하여 측정 전파 세기값으로 도출하는 측정 전파 세기값 도출 과정;
측정한 측정 전파 세기값을 상기 전파환경 데이터베이스에서 추출한 전파 세기 데이터값과 비교하여 상기 초기 주행 경로를 그대로 유지할지, 아니면 새로운 주행 경로를 설정할지를 결정하는 주행 경로 재설정 과정;
을 포함하고,
상기 측정 전파 세기값 도출 과정은,
초기 주행 경로를 따라 이동형 중계국의 주행이 이루어질 때, 구간 시작점의 전파 세기를 측정하여 측정 전파 세기값으로 도출하고,
상기 주행 경로 재설정 과정은,
상기 구간 시작점의 측정 전파 세기값이 상기 전파환경 데이터베이스 내의 동일한 구간 시작점에 저장된 전파 세기 데이터값과 같거나 큰 경우, 상기 초기 주행 경로를 그대로 유지하는 이동형 중계국 주행 경로 설정 방법.
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청구항 1에 있어서, 상기 주행 경로 재설정 과정은,
상기 구간 시작점의 측정 전파 세기값이 상기 전파환경 데이터베이스 내의 동일한 구간 시작점에 저장된 전파 세기 데이터값보다 작은 경우, 상기 측정 전파 세기값을 미리 설정한 기준 세기값과 비교하는 과정;
상기 측정 전파 세기값이 미리 설정한 기준 세기값과 같거나 큰 경우 상기 초기 주행 경로를 그대로 유지하며, 상기 측정 전파 세기값이 미리 설정한 기준 세기값보다 작은 경우 상기 새로운 주행 경로를 설정하는 과정;
을 포함하는 이동형 중계국 주행 경로 설정 방법.
청구항 1에 있어서, 상기 주행 경로 재설정 과정은,
각 구간 시작점에서 측정한 측정 전파 세기값이 상기 전파환경 데이터베이스 내의 동일한 구간 시작점에 저장된 전파 세기 데이터값과 각각 대응시켜 비교한 결과, 상기 측정 전파 세기값이 상기 전파 세기 데이터값과 같거나 큰 구간 시작점의 개수 비율이 미리 설정한 임계치보다 더 많은 경우, 상기 초기 주행 경로를 그대로 유지하며, 그렇지 않은 경우 새로운 주행 경로를 설정하는 이동형 중계국 주행 경로 설정 방법.
청구항 1에 있어서, 상기 주행 경로 재설정 과정은,
각 구간 시작점에서 측정한 측정 전파 세기값이 상기 전파환경 데이터베이스 내의 동일한 구간 시작점에 저장된 전파 세기 데이터값과 각각 대응시켜 비교한 결과, 상기 초기 주행 경로를 따라 진행할수록 상기 측정 전파 세기값의 감소율이 상기 전파 세기 데이터값의 감소율보다 더 큰 경우 새로운 주행 경로를 설정하는 이동형 중계국 주행 경로 설정 방법.
청구항 1에 있어서, 상기 측정 전파 세기값 도출 과정은,
상기 측정 전파 세기값 이외에 상기 이동형 중계국의 주행 경로 상의 구간 시작점마다 위도, 경도, 고도, 시간, 이동방향, 이동속도의 정보도 함께 도출하여, 설정된 범위 내에 있는 주변 이동형 중계국으로 전송하는 이동형 중계국 주행 경로 설정 방법.
청구항 7에 있어서, 설정된 범위 내에 있는 주변 이동형 중계국으로부터, 각 구간 시작점마다 측정 전파 세기값, 위도, 경도, 고도, 시간, 이동방향, 이동속도를 수신하여, 수신한 이동방향을 따라 진행 시에 측정 전파 세기값이 감소하는 경우, 주변 이동형 중계국의 이동방향이 아닌 다른 이동방향으로 새로운 주행 경로를 설정하는 이동형 중계국 주행 경로 설정 방법.
청구항 1 및 청구항 4 내지 청구항 8 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 초기 주행 경로 또는 상기 새로운 주행 경로를 설정하는 것은,
목적지를 입력받는 과정;
현재 위치에서 목적지까지의 경로를 구간별로 설정하는 과정;
구간별 구간 시작점의 전파 세기 데이터값을 상기 전파환경 데이터베이스로부터 추출하는 과정;
구간 시작점의 전파 세기 데이터값이 미리 설정한 기준값과 같거나 큰 경우 상기 구간 시작점을 가지는 구간을 구간 경로로서 확정하는 과정;
구간 시작점의 전파 세기 데이터값이 미리 설정한 기준값보다 작은 경우, 새로운 구간 경로를 설정하는 과정;
상기 새로운 구간 경로의 구간 시작점의 전파 세기 데이터값이 미리 설정한 기준값과 같거나 크게 될 때까지 구간 경로를 반복하여 설정하는 과정;
을 포함하는 이동형 중계국 주행 경로 설정 방법.