KR101631925B1 - 해양 멀티대역 네트워크 선택 시스템 - Google Patents

해양 멀티대역 네트워크 선택 시스템 Download PDF

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KR101631925B1 KR1020160027716A KR20160027716A KR101631925B1 KR 101631925 B1 KR101631925 B1 KR 101631925B1 KR 1020160027716 A KR1020160027716 A KR 1020160027716A KR 20160027716 A KR20160027716 A KR 20160027716A KR 101631925 B1 KR101631925 B1 KR 101631925B1
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윤창호
조아라
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Abstract

본 발명은 본 발명에 따르는 해양 멀티대역 네트워크 선택 시스템은 복수개의 선박국과 복수개의 육상국이 해상 무선 통신을 하는 해양 멀티대역 네트워크 시스템에 있어서, 네트워크 선택 미들웨어의 모듈별 기능을 구현하고, 네트워크 선택 알고리즘을 통해 이 기종 네트워크 중에서 요구되는 네트워크를 선택하여 전환하는 네트워크 선택 서버; 송신 네트워크 ID 여부에 따라 복수개의 전송 모드로 상기 네트워크 선택 서버를 제어하고, 실시간 통신 상태 및 상기 네트워크 전환시 버퍼링되는 데이터 상태를 모니터링하는 사용자 인터페이스; 및 상기 이 기종 네트워크의 모뎀을 포함하고, 상기 이 기종 네트워크의 링크 연결을 설정하여 상기 네트워크 선택 서버와의 인터페이스 입출력 포트 구축을 위하여 임베디드되는 네트워크 입출력 인터페이스;를 구비하는 것을 특징으로 한다.

Description

해양 멀티대역 네트워크 선택 시스템{A marine multi-band network selection system}
본 발명은 네트워크 선택 시스템에 관한 것으로, 특히 멀티대역 해상 통신에서 해상 이 기종 네트워크들 간에 선박국 중심의 최적의 네트워크를 선택하여, 육상국과 선박국간의 복잡한 통신 절차를 최소화시킬 수 있는 해양 멀티대역 네트워크 선택 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 해상 멀티대역 네트워크는 복수개의 선박국과 LTE, VHF, HF, 위성 무선 통신을 하는 복수개의 육상국으로 구성된다.
도 1은 일반적인 해양 멀티대역 네트워크 구조를 나타내는 시스템의 구성도로서, 복수개의 육상국(10), 복수개의 선박국(20) 및 위성(30)을 포함한다.
도 2는 도 1에 도시된 해양 멀티대역 네트워크 시스템에서 네트워크 선택 서버의 동작을 나타내기 위한 구성도로서, 복수개의 육상국(10), 선박국(20), 네트워크 선택 서버(200) 및 복수개의 네트워크 선택 미들웨어(40)를 포함한다.
도 1에서 보는 바와 같이, ship-to-shore 통신은 선박국(20)과 육상국(10)이 직접 통신하는 방식이고, ship-to-ship 통신은 선박국(20) 간 자유로이 통신을 할 수 있어 애드혹(ad-hoc) 네트워크를 구성할 수 있다.
도 2에서, VHF는 1세대 및 2세대의 네트워크 입출력 인터페이스로서, 육상국(10)으로부터 수신한 안전 관련 메시지를 네트워크 선택 서버(200)에 전송하여 라우팅 정보 및 데이터 링크 계층의 CRC(Cyclic Redundancy Check) 정보로 선택할 네트워크를 결정한다.
또한, 육상국(10)이 수신한 데이터를 네트워크 선택 서버(200)에 전송하고, 네트워크 선택 서버(200)가 데이터 수신시, VHF 모뎀으로 송신한다.
LTE는 기존 상용 LTE 통신 모듈 사용을 사용하여 어플리케이션을 통한 서버/클라이언트 통신을 수행한다.
이때, 필요한 정보는 LTE 디버깅 모드에서 추출하여 주기적으로 서버에 전송한다.
또한, 네트워크 선택 서버(200)에서 데이터 수신 시, LTE 모듈로 송신하고, 육상에서 수신한 데이터를 네트워크 선택 서버(200)에 전송한다.
그런데, 육상용 수직 핸드오버 표준인 IEEE 802.21을 해상 네트워크에 적용하는데 는 다음과 같은 한계가 있다.
즉, IEEE 802.21 매개체 독립 핸드오버(Media Independent Handover, MIH)는 논리적 엔터티(entity)인 매개체 독립 핸드오버 기능(Media Independent Handover Function, MIHF)이 링크(제2 계층)와 상위 계층(제3 계층 이상) 사이에 위치하여 네크워크에 관계없이 링크 계층 정보와 관련된 네트워크 정보를 상위 계층에 제공하여 핸드오버를 용이하게 하는 기술이다.
IEEE 802.21에서 고려하는 이 기종 네트워크들은 대부분 표준이 이미 제정되어 있는 IEEE 계열의 표준 기술을 고려하여 수직 핸드오버를 위한 기능 및 절차를 정의한다.
하지만, 해상 멀티대역에 구성된 이 기종 네트워크들은 각 네트워크 기술 연관성이 거의 없는 한계가 있었다.
또한, VHF나 HF와 같이 독립적인 네트워크 기종들의 표준 기술에 대한 고려 없이 IEEE 802.21의 육상용 수직핸드오버 기술을 그대로 적용하기에는 무리가 있었다.
이를 해결하기 위해서는 먼저 IEEE 802.21에서 VHF나 HF 네트워크 기술을 고려한 표준 기술 제정이 선행되어야 하는데, 현실적으로 적용이 불가능한 문제점이 있었다.
또한, IEEE 802.21 방식의 경우 핸드오버를 위해서 현재 사용 네트워크와 이동 노드간 통신 절차가 복잡하므로, 해상에서 선박의 주요 통신 네트워크인 VHF 대역 통신 시, 핸드오버를 위한 메시지 교환 횟수가 많아질수록 네트워크 지연시간이 매우 길어지는 문제점이 있었다.
한편, 기존 IEEE 802.21의 매개체 독립 핸드오버 기능의 경우 2계층과 3계층 사이에 존재함에 따라, 이종의 네트워크의 프로토콜 스택 사이에서 동작하여 최적 네트워크를 선택하는 방식이므로 실제 해상 멀티대역 네트워크에서는 구현하는데 어려움이 있었다.
특히, VHF나 HF의 경우 IEEE 802 계열이 아니고 표준 제정에 고려된 바가 없고, 실제 멀티대역 선택기 구현을 위해서는 상용 LTE 모뎀을 사용하는 것이 불가피한 한계가 있었다.
따라서, IEEE 802.21 기술 적용 없이 해상 멀티대역 네트워크를 실현하고, 육상국(10)과 선박국(20)간의 통신 절차를 최소화하며 해상 멀티대역 네트워크를 실제 적용하기 용이한 네트워크 선택 설계가 필요하다.
이에 본 발명자는 LTE, VHF, HF, 위성 통신 등의 상용 무선 통신 네트워크들을 활용하여 멀티대역 네트워크 선택 서버를 개발하고, 선박국(20) 중심의 멀티대역 네트워크 선택이 가능한 네트워크 선택 시스템을 고안하기에 이르렀다.
즉, 각 상용 네트워크들의 프로토콜 스택은 그대로 사용하고, 응용 계층에서 앱 프로그램을 이용하여 연동하는 방식을 취함으로써, 구현하기 용이하고 가용 네트워크 중 다중 네트워크의 송수신이 가능하도록 하였다.
VHF의 경우 애드혹 네트워크 통신을 위한 모드를 고려하여 CRC/선박과 육상국(10) 간의 위치 추정을 통한 네트워크 전환 또는 멀티-홉 VHF 통신을 유지할 것인지 결정해야 한다.
만일, HF와 VHF간의 전환 라우팅 정보가 확보된 경우, 데이터 링크 계층의 CRC 정보, 또는 이웃 노드의 라우팅 정보 유무에 따라 네트워크 전환을 결정한다.
LTE의 경우는 수신 신호 세기 정보(debug 모드)와 문턱 값(두 단계 결정)은 기본 수직 핸드오버 알고리즘으로 결정한다.
육상국(10)은 네트워크 전환 기능은 없고, 데이터 패킷을 머징(merging)하는 기능 만을 가진다.
KR 2009-0045200 A
본 발명의 목적은 상용 무선 통신 네트워크들을 활용하여 멀티대역 해상 통신에서 최적의 네트워크 선택을 위한 미들웨어 계층의 멀티대역 네트워크 선택 서버를 개발하고, 선박국 중심의 멀티대역 네트워크 선택이 가능한 해양 멀티대역 네트워크 선택 시스템을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 해양 멀티대역 네트워크 선택 시스템은 복수개의 선박국과 복수개의 육상국이 해상 무선 통신을 하는 해양 멀티대역 네트워크 시스템에 있어서, 네트워크 선택 미들웨어의 모듈별 기능을 구현하고, 네트워크 선택 알고리즘을 통해 이 기종 네트워크 중에서 요구되는 네트워크를 선택하여 전환하는 네트워크 선택 서버; 송신 네트워크 ID 여부에 따라 복수개의 전송 모드로 상기 네트워크 선택 서버를 제어하고, 실시간 통신 상태 및 상기 네트워크 전환시 버퍼링되는 데이터 상태를 모니터링하는 사용자 인터페이스; 및 상기 이 기종 네트워크의 모뎀을 포함하고, 상기 이 기종 네트워크의 링크 연결을 설정하여 상기 네트워크 선택 서버와의 인터페이스 입출력 포트 구축을 위하여 임베디드되는 네트워크 입출력 인터페이스;를 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 해양 멀티대역 네트워크 선택 시스템의 상기 네트워크 선택 서버는 선박국의 위치 및 이동속도를 이용하여 선박국의 경로를 예측하고, 육상국의 위치 정보를 통해 상기 네트워크 전환의 요구되는 시점을 결정하여 네트워크 전환 관련 명령어를 생성하는 네트워크 선택 프로세서; 상기 사용자 인터페이스로부터 수신한 메시지를 저장하고, 응급 상황시 인터럽트 동작을 하는 다운 링크와 상기 네트워크 입출력 인터페이스로부터 수신한 메시지를 저장하는 업 링크를 포함하는 수신 버퍼; 상기 수신 버퍼의 상기 다운 링크 또는 상기 업 링크에 따라 수신 네트워크 ID를 추가하고 트랜잭션 ID 및 메시지 조각 번호를 확인하여, 상기 수신 버퍼의 메시지를 인가받아 해석 및 분할하는 메시지 해석기; 상기 분할된 메시지를 재구성하고 상기 네트워크 전환의 상태 메시지를 생성하는 업 링크 포맷 변환기; 상기 트랜잭션 ID, 상기 메시지 조각 번호 및 메시지 타입을 생성하고, 상기 네트워크 입출력 인터페이스에 맞는 데이터를 포매팅하는 다운 링크 포맷 변환기; 상기 사용자 인터페이스로부터 수신된 데이터 중 상기 네트워크 입출력 인터페이스에 송신할 데이터를 버퍼링하고, 상기 네트워크 선택 프로세서에서 요구되는 네트워크가 결정되면 결정된 데이터를 상기 다운 링크 포맷 변환기에 전달하는 데이터 버퍼; 및 상기 생성된 네트워크 전환의 상태 메시지를 전달받아 상기 사용자 인터페이스로 송신할 메시지를 저장하는 업 링크와 상기 네트워크 입출력 인터페이스로 송신할 메시지를 저장하는 다운 링크를 포함하는 송신 버퍼;를 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 해양 멀티대역 네트워크 선택 시스템의 상기 네트워크 선택 서버는 상기 선박국의 이동속도 및 위치 정보를 수신하는 네비게이션 인터페이스; 주기적으로 상기 육상국의 위치 정보 및 이웃 노드의 정보를 수신하는 자동식별 시스템 인터페이스; 및 상기 트랜잭션 ID를 저장 및 삭제하고, 수신 및 송신된 메시지의 상기 메시지 조각 번호 및 상기 선택된 네트워크의 정보 테이블을 저장하는 캐시 메모리;를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 해양 멀티대역 네트워크 선택 시스템의 상기 선택된 네트워크의 정보 테이블은 VHF 데이터 링크 계층의 CRC 정보값, LTE 네트워크 수신 신호 세기 값, 현재 사용 네트워크, 사용 가능한 후보 네트워크의 주기별 업데이트 데이터 및 전환하고자 하는 타겟 네트워크가 저장되는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 해양 멀티대역 네트워크 선택 시스템의 상기 네트워크 전환 관련 명령어는 네트워크 전환 요청 및 응답과 타겟 네트워크 ID 및 송신 네트워크 ID 결정 명령어; 및 문턱값 세팅 완료, 네트워크 전환 상태 알림 및 가용 네트워크 상태 알림 명령어;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 해양 멀티대역 네트워크 선택 시스템의 상기 메시지 해석기는 상기 네트워크 전환에 필요한 정보를 추출하여 상기 네트워크 선택 프로세서에 전달하고, 상기 사용자 인터페이스로부터 수신한 메시지를 추출하여 상기 데이터 버퍼에 전달하며, 상기 네트워크 입출력 인터페이스 또는 상기 사용자 인터페이스로 보낼 데이터를 상기 다운 링크 포맷 변환기 또는 상기 업 링크 포맷 변환기로 전달하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 해양 멀티대역 네트워크 선택 시스템의 상기 버퍼링되는 데이터 상태는 상기 이 기종 네트워크별 버퍼링에 의한 데이터 드롭량, 타겟 네트워크로 전환시 이동될 데이터량 및 타겟 네트워크로 데이터 이동시 현 네트워크의 버퍼 상태를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 해양 멀티대역 네트워크 선택 시스템의 상기 사용자 인터페이스는 메인 화면에 상기 선박국의 위치 및 이동 속도, 상기 육상국의 위치 정보, VHF(CRC), 수신 신호 세기, 상기 네트워크 입출력 인터페이스의 링크 연결 여부, 데이터 전송 상태, 현재 날짜 및 시간이 디스플레이되는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 해양 멀티대역 네트워크 선택 시스템의 상기 수신 버퍼는 상기 업 링크 수신 메시지가 라운드 로빈 방식에 의해 위성 통신> LTE> VHF2> VHF1> HF 순으로 폴링되는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 해양 멀티대역 네트워크 선택 시스템의 상기 네트워크 입출력 인터페이스는 네트워크 상위계층 단에서 이더넷 포트로 연결되는 VHF 1세대 모뎀 및 VHF 2세대 모뎀; 상용 모뎀을 이용하여 통신 서비스를 개설하고 이더넷 포트로 연결되는 LTE 모뎀; 플리트 브로드 밴드 위성통신 서비스를 이용하고 이더넷 포트로 연결되는 위성 통신 모뎀; 및 AD/DA 변환 기능이 구비된 모뎀을 사용하고 시리얼 포트로 연결되는 HF 모뎀;을 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 해양 멀티대역 네트워크 선택 시스템의 상기 사용자 인터페이스는 상기 이 기종 네트워크별 전환 횟수, 상기 네트워크 전환시 지연시간 및 데이터 이동 성공률을 모니터링하고, 네트워크 전환 기록 로그 파일을 생성 및 저장하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 해양 멀티대역 네트워크 선택 시스템의 상기 복수개의 전송 모드는 핸드오버 관련 파라미터가 조절되고 전송할 네트워크 및 데이터가 수동으로 선택되는 수동 모드; 전송 중인 가용 네트워크가 표시되고 데이터가 자동으로 선택되는 자동 모드; 및 응급 메시지가 가용 네트워크에 동시 자동으로 전송되고 응급 메시지 종류가 선택되는 응급 모드;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 해양 멀티대역 네트워크 선택 시스템의 상기 네트워크 선택 서버가 업 링크 경로에서 수신하는 메시지는 인포테인먼트 및 선박의 선적 보고에 대한 비 안전 메시지; 항해 보고 및 네비게에션 관련 정보에 대한 위치 및 안전 메시지; 및 핸드오버 관련 및 문턱값 설정에 대한 제어 메시지;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 해양 멀티대역 네트워크 선택 시스템은 복수개의 선박국과 복수개의 육상국이 해상 무선 통신을 하는 해양 멀티대역 네트워크 시스템에 있어서, 네트워크 선택 미들웨어의 모듈별 기능을 구현하고, 네트워크 선택 알고리즘을 통해 이 기종 네트워크 중에서 요구되는 네트워크를 선택하여 전환하는 네트워크 선택 서버; 송신 네트워크 ID 여부에 따라 복수개의 전송 모드로 상기 네트워크 선택 서버를 제어하고, 실시간 통신 상태 및 상기 네트워크 전환시 버퍼링되는 데이터 상태를 모니터링하는 사용자 인터페이스; 및 상기 이 기종 네트워크의 모뎀을 포함하고, 상기 이 기종 네트워크의 링크 연결을 설정하여 상기 네트워크 선택 서버와의 인터페이스 입출력 포트 구축을 위하여 임베디드되는 네트워크 입출력 인터페이스;를 구비하고, 상기 버퍼링되는 데이터는 웹, 전자 해도, 텍스트 메시지 및 동영상을 포함하는 것을 특징으로 한다.
기타 실시예의 구체적인 사항은 "발명을 실시하기 위한 구체적인 내용" 및 첨부 "도면"에 포함되어 있다.
본 발명의 이점 및/또는 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 각종 실시예를 참조하면 명확해질 것이다.
그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 각 실시예의 구성만으로 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로도 구현될 수도 있으며, 단지 본 명세서에서 개시한 각각의 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구범위의 각 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐임을 알아야 한다.
본 발명에 의할 경우, 육상용 수직 핸드오버 표준을 해상 네트워크에 적용하는데 있어서의 한계를 극복하고, 네트워크 기술 연관성이 거의 없는 해상 이 기종 네트워크들 간에 최적의 해상 멀티대역 네트워크 선택이 가능해진다.
또한, 육상국과 선박국간의 복잡한 통신 절차가 최소화되어 핸드오버를 위한 메시지 교환 횟수가 많아져도 네트워크 지연시간이 단축되게 된다.
도 1은 일반적인 해양 멀티대역 네트워크 구조를 나타내는 시스템의 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 해양 멀티대역 네트워크 시스템에서 네트워크 선택 서버의 동작을 나타내기 위한 구성도이다.
도 3은 본 발명에 따른 해양 멀티대역 네트워크 선택 시스템의 블록도이다.
도 4는 도 3에 도시된 본 발명에 따른 네트워크 선택 시스템 내 네트워크 선택 서버(200)의 블록도이다.
도 5는 본 발명에 따른 해양 멀티대역 네트워크 선택 시스템의 네트워크 선택 서버(200)의 모듈별 처리 동작을 나타내는 순서도이다.
도 6은 도 4에 도시된 네트워크 선택 서버(200)에서 네트워크 선택 서버 큐잉 방식을 설명하기 위한 송수신 데이터의 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명을 상세하기 설명하기 전에, 본 명세서에서 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 무조건 한정하여 해석되어서는 아니 되며, 본 발명의 발명자가 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해서 각종 용어의 개념을 적절하게 정의하여 사용할 수 있고, 더 나아가 이들 용어나 단어는 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 함을 알아야 한다.
즉, 본 명세서에서 사용된 용어는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하기 위해서 사용되는 것일 뿐이고, 본 발명의 내용을 구체적으로 한정하려는 의도로 사용된 것이 아니며, 이들 용어는 본 발명의 여러 가지 가능성을 고려하여 정의된 용어임을 알아야 한다.
또한, 본 명세서에 있어서, 단수의 표현은 문맥상 명확하게 다른 의미로 지시하지 않는 이상, 복수의 표현을 포함할 수 있으며, 유사하게 복수로 표현되어 있다고 하더라도 단수의 의미를 포함할 수 있음을 알아야 한다.
본 명세서의 전체에 걸쳐서 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소를 "포함"한다고 기재하는 경우에는, 특별히 반대되는 의미의 기재가 없는 한 임의의 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 임의의 다른 구성 요소를 더 포함할 수도 있다는 것을 의미할 수 있다.
더 나아가서, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소의 "내부에 존재하거나, 연결되어 설치된다."고 기재한 경우에는, 이 구성 요소가 다른 구성 요소와 직접적으로 연결되어 있거나 접촉하여 설치되어 있을 수 있고, 일정한 거리를 두고 이격되어 설치되어 있을 수도 있으며, 일정한 거리를 두고 이격되어 설치되어 있는 경우에 대해서는 해당 구성 요소를 다른 구성 요소에 고정 내지 연결시키기 위한 제 3의 구성 요소 또는 수단이 존재할 수 있으며, 이 제 3의 구성 요소 또는 수단에 대한 설명은 생략될 수도 있음을 알아야 한다.
반면에, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "직접 연결"되어 있다거나, 또는 "직접 접속"되어 있다고 기재되는 경우에는, 제 3의 구성 요소 또는 수단이 존재하지 않는 것으로 이해하여야 한다.
마찬가지로, 각 구성 요소 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 " ~ 사이에"와 "바로 ~ 사이에", 또는 " ~ 에 이웃하는"과 " ~ 에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지의 취지를 가지고 있는 것으로 해석되어야 한다.
또한, 본 명세서에 있어서 "일면", "타면", "일측", "타측", "제 1", "제 2" 등의 용어는, 사용된다면, 하나의 구성 요소에 대해서 이 하나의 구성 요소가 다른 구성 요소로부터 명확하게 구별될 수 있도록 하기 위해서 사용되며, 이와 같은 용어에 의해서 해당 구성 요소의 의미가 제한적으로 사용되는 것은 아님을 알아야 한다.
또한, 본 명세서에서 "상", "하", "좌", "우" 등의 위치와 관련된 용어는, 사용된다면, 해당 구성 요소에 대해서 해당 도면에서의 상대적인 위치를 나타내고 있는 것으로 이해하여야 하며, 이들의 위치에 대해서 절대적인 위치를 특정하지 않는 이상은, 이들 위치 관련 용어가 절대적인 위치를 언급하고 있는 것으로 이해하여서는 아니 된다.
더욱이, 본 발명의 명세서에서는, "…부", "…기", "모듈", "장치" 등의 용어는, 사용된다면, 하나 이상의 기능이나 동작을 처리할 수 있는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어, 또는 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있음을 알아야 한다.
또한, 본 명세서에서는 각 도면의 각 구성 요소에 대해서 그 도면 부호를 명기함에 있어서, 동일한 구성 요소에 대해서는 이 구성 요소가 비록 다른 도면에 표시되더라도 동일한 도면 부호를 가지고 있도록, 즉 명세서 전체에 걸쳐 동일한 참조 부호는 동일한 구성 요소를 지시하고 있다.
본 명세서에 첨부된 도면에서 본 발명을 구성하는 각 구성 요소의 크기, 위치, 결합 관계 등은 본 발명의 사상을 충분히 명확하게 전달할 수 있도록 하기 위해서 또는 설명의 편의를 위해서 일부 과장 또는 축소되거나 생략되어 기술되어 있을 수 있고, 따라서 그 비례나 축척은 엄밀하지 않을 수 있다.
또한, 이하에서, 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 구성, 예를 들어, 종래 기술을 포함하는 공지 기술에 대한 상세한 설명은 생략될 수도 있다.
도 3은 본 발명에 따른 해양 멀티대역 네트워크 선택 시스템의 블록도로서, 사용자 인터페이스(100), 네트워크 선택 서버(200), 인터페이스 입출력 포트(300) 및 네트워크 입출력 인터페이스(400)를 포함한다.
도 4는 도 3에 도시된 본 발명에 따른 네트워크 선택 시스템 내 네트워크 선택 서버(200)의 블록도로서, 네트워크 선택 프로세서(210), 네비게이션 인터페이스(220), 자동식별 시스템(230), 소켓 인터페이스(240), 다운 링크 수신 버퍼(250), 업 링크 수신 버퍼(255), 다운 링크 메시지 해석기(260), 업 링크 메시지 해석기(265), 다운 링크 포맷 변환기(270), 업 링크 포맷 변환기(275), 업 링크 송신 버퍼(280), 다운 링크 송신 버퍼(285) 및 데이터 버퍼(290)를 포함한다.
도 5는 본 발명에 따른 해양 멀티대역 네트워크 선택 시스템의 네트워크 선택 서버(200)의 모듈별 처리 동작을 나타내는 순서도이다.
도 6은 도 4에 도시된 네트워크 선택 서버(200)에서 네트워크 선택 서버 큐잉 방식을 설명하기 위한 송수신 데이터의 흐름도이다.
도 1 내지 도 6을 참조하여 본 발명에 따른 해양 멀티대역 네트워크 선택 시스템의 각 구성요소의 구성 및 기능을 설명하면 다음과 같다.
도 3에서 보는 바와 같이, 본 발명의 해양 멀티대역 네트워크 선택 시스템은 네트워크 선택 서버(200)와 외부 네트워크 입출력 인터페이스(400) 연결을 위한 임베디드 시스템을 구현한다.
네트워크 선택 서버(200)의 OS는 리눅스를 기반으로 하고, 인터페이스 입출력 포트(300)는 임베디드 시스템으로 시리얼 포트가 8 개(HF, 디버깅, dummy 포트 등), 이더넷 포트 2개(네트워크 선택 서버(200) 연결을 위한 포트 1개, 네트워크 입출력 인터페이스(400) 연결을 위한 포트 1개)로 구성된다.
또한, 네트워크 입출력 인터페이스(400)는 별도의 랙으로 제작되어 VHF 1 모뎀(410), VHF 2 모뎀(420), LTE 모뎀(430), 위성 통신 모뎀(440) 및 HF 모뎀(450)을 포함한다.
네트워크 선택 서버(200)는 네트워크 선택 미들웨어(40)의 모듈별 기능을 구현하고, 네트워크 최적 선택 및 전환 알고리즘을 구현한다.
네비게이션 인터페이스(220)는 선박국(20) 속도와 위치 정보를 수신한다.
자동식별 시스템(Automatic Identification System, AIS) 인터페이스(230)는 주기적으로 육상국(10)의 위치 정보 및 이웃 노드의 정보를 수신한다.
소켓 인터페이스(240)는 네트워크 선택 서버(200)와 사용자 인터페이스(100) 간의 통신을 매개한다.
네트워크 입출력(I/O) 인터페이스(400)는 인터페이스 간 송수신에 대한 알고리즘 설계를 임베디드 시스템으로 구현한다.
사용자 인터페이스(100)는 네트워크 선택 서버(200)를 제어, 모니터링 및 성능 검증(Emulation)을 수행한다.
도 1 내지 도 6을 참조하여 본 발명에 따른 해양 멀티대역 네트워크 선택 시스템의 동작을 설명하면 다음과 같다.
네트워크 선택 서버
네트워크 선택 서버(200)는 네트워크 선택 알고리즘을 통해 최적의 네트워크를 선택하고, 선택된 네트워크의 정보 테이블을 캐시 메모리에 저장하여 관리한다.
네트워크의 정보 테이블에는 VHF 데이터 링크 계층의 CRC 정보값, LTE 네트워크 수신 신호 세기(received signal strength, RSS) 값, 현재 사용 네트워크(송신 중 네트워크), 사용 가능한 후보 네트워크(수신 중 네트워크)의 주기별 업데이트 데이터 및 네트워크를 전환하고자 하는 타겟 네트워크 등이 저장된다.
또한, 네트워크 선택 서버(200)는 네비게이션 인터페이스(220)를 통해 선박국(20)의 현재 위치와 이동 속도를 저장하고, 자동식별 시스템 인터페이스(230)를 통해 VHF 육상국 위치 정보를 저장한다.
네트워크 선택 프로세서(210)는 선박국(20)의 위치와 이동속도를 토대로 선박국(20)의 경로를 예측하고, 육상국(10)의 위치 정보를 통해 네트워크 전환의 최적 시점을 결정한다.
또한, 타이머를 통하여 네트워크 전환시점을 결정하고, 네트워크 전환 관련 명령어를 생성한다.
즉, 네트워크 전환 요청 및 응답과 타겟 네트워크 ID 및 송신 네트워크 ID 결정 명령어를 생성하여 네트워크 입출력 인터페이스(400) 및 사용자 인터페이스(100)(상태 보고용)에 전송한다.
또한, 문턱값 세팅 완료, 네트워크 전환 상태 알림(전환 완료시) 및 가용 네트워크 상태 알림(on demand) 명령어를 생성하여 사용자 인터페이스(100)에 전송한다.
한편, 네트워크 선택 프로세서(210)(network selection processor, NSP) 수신 메시지 정보에는 자동식별 시스템(230)으로부터의 VHF 육상국 위치 정보, 네비게이터(220)로부터의 선박국(20) 위치 및 속도, 문턱치 설정 문의, 송신 네트워크 문의 및 네트워크 전환 정보가 포함된다.
수신 버퍼는 사용자 인터페이스(100)로부터 수신한 메시지를 저장하는 FIFO (First In First Out) 구조의 버퍼로서 응급 상황시 인터럽트 동작 등을 하는 다운 링크 수신 버퍼(RX buffer(down), 250)와 이 기종 네트워크 입출력 인터페이스(400)(HF, LTE, 위성 통신, VHF1,2)로부터 수신한 메시지를 저장하는 버퍼로서 업 링크 수신 버퍼(RX buffer(up), 255)를 포함한다.
메시지 해석기(Message interpreter, 260, 265)는 수신 버퍼에 따라 수신 네트워크 ID를 추가하고, 트랜잭션(transaction) ID 및 메시지 조각 번호를 확인한다.
또한, 수신 버퍼의 메시지를 통합하여 해석 후 여러 메시지로 분할(decomposing)하고, 분할된 메시지를 각 구성요소들의 목적에 맞게 전달한다.
즉, 네트워크 전환에 필요한 정보를 추출하여 네트워크 선택 프로세서(210)에 전달하고, 사용자 인터페이스(100)로부터 수신한 메시지를 추출하여 데이터 버퍼에 전달하며, 네트워크 입출력 인터페이스(400) 또는 사용자 인터페이스(100)로 보낼 데이터를 포맷 변환기(Format Converter, 270, 275)로 전달한다.
데이터 버퍼(290)는 사용자 인터페이스(100)로부터 수신된 데이터 중 네트워크 입출력 인터페이스(400)에 송신할 데이터를 버퍼링하고, 네트워크 선택 프로세서(210)에서 송신할 최적의 네트워크가 결정되면 데이터를 다운 링크 포맷 변환기(Format Converter(down), 270)에 전달한다.
업 링크 포맷 변환기(Format Converter(up), 275)는 분할된 메시지를 재구성(recomposing)한 후에 업 링크 송신 버퍼(TX buffer(up), 280)로 전달하고, 네트워크 선택 프로세서(210) 관련 네트워크 전환 상태 메시지를 생성한 후에 업 링크 송신 버퍼(280)로 전달한다.
다운 링크 포맷 변환기(270)는 트랜잭션 ID, 용량이 큰 메시지를 쪼갠 후의 메시지 조각 번호(Message fragmentation Number) 및 메시지 타입을 생성하고, 네트워크 입출력 인터페이스(400)에 맞는 데이터를 포매팅한다.
캐쉬 메모리(295)는 트랜잭션 구분을 위한 ID를 저장 및 삭제하고, 수신된 메시지 및 송신된 메시지의 메시지 조각 번호를 저장한다.
송신 버퍼는 사용자 인터페이스(100)로 송신할 메시지를 버퍼로서 업 링크 송신 버퍼(280)와 이 기종 네트워크 입출력 인터페이스(400)(HF, LTE, 위성 통신, VHF1,2)로 송신할 메시지를 저장하는 버퍼로서 다운 링크 송신 버퍼(TX buffer(down), 285)를 포함한다.
한편, 사용자 인터페이스(100)와 소켓 인터페이스(240)를 통해 통신하고, 이더넷 포트로 연결된다.
네트워크 입출력 인터페이스
네트워크 입출력 인터페이스(400)는 네트워크 입출력 인터페이스 링크 연결 설정, 즉 HF 링크 연결을 위한 호출 설정(call set up) 및 위성(30) 링크 연결을 위한 송수신 설정을 위한 알고리즘으로서, 인터페이스 입출력 포트 구축을 위한 임베디드 시스템이다.
임베디드 시스템은 2개의 이더넷 포트와 8개의 시리얼 포트로 구성되고, 이 기종 네트워크 입출력 인터페이스(400)의 연결 방식은 다음과 같다.
VHF 모뎀(410, 420)은 네트워크 상위계층 단에서 이더넷 포트로 연결되는 VHF 1세대 모뎀(28.8kbps) 및 VHF 2세대 모뎀(4채널, 300kbps)을 포함한다.
LTE 모뎀(430)은 스마트폰 송수신 제어 어플리케이션 개발이 불가하므로 디버깅시 제어하기 까다로운 문제가 있어 LTE 상용 모뎀을 이용하여 통신 서비스를 개설하고, 이더넷 포트로 연결된다.
위성 통신 모뎀(440)은 통신사에서 제공하는 플리트 브로드 밴드(Fleet Broad Band, FBB) 위성 통신 서비스를 이용하고, 이더넷 포트로 연결된다.
HF 모뎀(450)은 AD/DA 변환까지 기능이 구비된 팩토(PACTOR) 계열의 모뎀을 사용하고, RS-232C 시리얼 통신을 위한 시리얼 포트로 연결된다.
네트워크 선택 프로세서(210) 인터페이스는 네비게이터 (또는 GPS, 속도계) 인터페이스(220) 및 자동식별 시스템 인터페이스(230)를 통해 네트워크 전환에 필요한 정보를 네트워크 선택 프로세서(210)에서 처리하도록 RS-232C를 이용한 시리얼 통신을 위한 시리얼 포트로 연결된다.
사용자 인터페이스
사용자 인터페이스(100)는 네트워크 선택 서버(200)를 다음과 같이 제어한다.
사용자 모드의 전송 모드는 수동(Manual) 모드, 자동(Auto) 모드 및 응급(Emergency) 모드로 구분되고, 송수신 데이터는 웹, 전자 해도, 텍스트 메시지 및 동영상 등을 포함한다.
송신 네트워크 ID 여부에 따라 수동 모드 또는 자동 모드로 결정되는데, 수동 모드에서는 전송할 네트워크(TX_ID) 및 데이터를 수동으로 선택하고, 자동 모드에서는 전송 중인 네트워크가 표시되고 데이터가 자동으로 선택된다.
응급 모드에서는 응급 메시지가 자동으로 전송되고, 응급 메시지 종류가 선택된다.
공통 메인 화면에는 사용자 모드 및 전문가 모드 공통으로 선박국(20)의 위치, 속도 및 육상국(10)의 위치가 표시되고, VHF(CRC), 수신 신호 세기 등 네트워크 입출력 인터페이스(400) 별 상태가 표시되며, 네트워크 입출력 인터페이스 링크 연결 여부, 데이터 전송 상태, 현재 날짜 및 시간 등이 디스플레이된다.
또한, 사용자 인터페이스(100)는 네트워크 선택 서버(200)를 다음과 같이 모니터링한다.
전문가 모드에서는 네트워크 선택 서버(200) 및 실시간 통신 상태를 확인하고, 네트워크 선택 및 전환 시, 이 기종 간 데이터 핸드오버 과정에서 각 인터페이스에서 버퍼링되는 데이터 상태를 모니터링한다.
즉, 각 네트워크별 버퍼링에 의한 데이터 드롭량, 타겟 네트워크로 전환 시 이동될 데이터량, 타겟 네트워크로 데이터 이동시 현 네트워크의 버퍼 상태를 모니터링한다.
또한, 이 기종 네트워크별 전환 횟수, 네트워크 전환 시 지연시간 및 데이터 이동 성공률(전송한 데이터 패킷 수 대비 수신한 데이터 패킷 수)을 모니터링하고, 네트워크 전환 기록 로그파일을 생성 및 저장한다.
공통 메인 화면에는 사용자 모드 및 전문가 모드 공통으로 선박국(20)의 위치, 속도 및 육상국(10)의 위치가 표시되고, VHF(CRC), 수신 신호 세기 등 네트워크 입출력 인터페이스(400) 별 상태가 표시되며, 네트워크 입출력 인터페이스 링크 연결 여부, 데이터 전송 상태, 현재 날짜 및 시간이 디스플레이된다.
아울러 현재 사용 중인 송신 및 수신 네트워크를 동시에 표시하고, 가용 네트워크가 디스플레이된다.
한편, 사용자 인터페이스(100)는 임베디드 시스템과 다음과 같이 인터페이스한다.
이더넷 또는 RS-233 시리얼 지원이 가능한데, 이더넷 연결시 그래픽 유저 인터페이스(GUI) 프로그램 재실행 없이 이더넷 상에 연결된 모뎀과 재접속/접속 단절/연결된 모뎀 식별 및 연결 등이 가능해야 한다.
또한, 이더넷 연결시 그래픽 유저 인터페이스 프로그램은 비정상적인 이더넷 연결 단절을 검출할 수 있어야 하며, 이를 운용자가 용이하게 확인할 수 있도록 표시하여야 한다.
네트워크 선택 서버 모듈별 처리 과정
먼저, 수신 버퍼(RX buffer)가 수신 메시지를 임시 저장한 후에 수신 버퍼된 메시지를 전송한다(S100).
이때, 수신 메시지는 업 링크 수신 버퍼링되어 라운드 로빈(Round Robin) 방식으로 폴링되는데, 폴링 순서는 위성 통신> LTE> VHF2> VHF1> HF 순이다.
메시지 해석기(260, 265)(Message interpreter)는 전송된 메시지의 구문(syntax)을 점검하고 의미(semantic)를 분석한다(S200).
메시지 해석기(260, 265)는 분석된 메시지를 메시지 타입에 따라 네트워크 선택 프로세서(210), 데이터 버퍼(290) 및 포맷 변환기(270, 275)(Format Converter)에 전달한다(S300).
네트워크 선택 프로세서(210)는 분석된 메시지를 인가받아 네트워크 선택과 관련된 기능을 수행하여 최상의 네트워크 입출력 인터페이스(400)를 선택한다(S400).
포맷 변환기(270, 275)는 분석된 메시지를 인가받아 송신 네트워크 구문(syntax)에 따라 전달될 네트워크 형식에 맞게 네트워크 메시지로 데이터 변환한다(S500).
포맷 변환기(270, 275)는 변환된 메시지를 인가받아 송신 네트워크 버퍼에 전달한다(S600).
송신 버퍼(280, 285)는 송신 버퍼된 메시지를 전송한다(S700).
네트워크 선택 서버 큐잉 방식
먼저, 수신 큐(RX queue) 및 송신 큐(TX queue)를 정의하면 다음과 같다.
① 수신 큐(RX queue)
a. QRX_user : 사용자 인터페이스(100)로부터 수신된 데이터를 저장하는 큐
b. QRX_VHF : VHF 네트워크 입출력 인터페이스(410, 420)로부터 수신된 데이터를 저장하는 큐
c. QRX_LTE : LTE 네트워크 입출력 인터페이스(430)로부터 수신된 데이터를 저장하는 큐
d. QRX_HF : HF 네트워크 입출력 인터페이스(450)로부터 수신된 데이터를 저장하는 큐
e. QRX_Sat : 위성 네트워크 입출력 인터페이스(440)로부터 수신된 데이터를 저장하는 큐
f. QRX_MIu : 상기 a~e 수신 데이터를 저장하는 메시지 인터럽트_업(Message Interpreter_up, MIu)을 수신하는 큐
g. QRX_NSP : 메시지 인터럽트_업과 메시지 인터럽트_다운(Message Interpreter_down, MId)의 수신 데이터를 저장하는 수신 큐
h. QRX_FCu : 네트워크 선택 프로세서(210)와 메시지 인터럽트_업으로부터 수신된 데이터 저장 큐
i. QRX_FCd : 네트워크 선택 프로세서(210)와 메시지 인터럽트_다운으로부터 수신된 데이터 저장 큐
② 송신 큐(TX queue)
a. QTX_MI_FCd : 메시지 인터럽트_다운 데이터를 다운 링크 포맷 변환기(270)(Format Converter(down), FC_d)로 송신 시 저장하는 큐
b. QTX_FCu_user : 업 링크 포맷 변환기(275)(Format Converter(up), FC_u) 데이터를 사용자에게 송신시 데이터를 저장하는 큐
c. QTX_FCd_VHF : 다운 링크 포맷 변환기(270) 데이터를 VHF 네트워크 입출력 인터페이스(410, 420)에 송신 시 데이터를 저장하는 큐
d. QTX_FCd_LTE : 다운 링크 포맷 변환기(270) 데이터를 LTE 네트워크 입출력 인터페이스(430)에 송신 시 데이터를 저장하는 큐
e. QTX_FCd_HF : 다운 링크 포맷 변환기(270) 데이터를 HF 네트워크 입출력 인터페이스(450)에 송신 시 데이터를 저장하는 큐
f. QTX_FCd_Sat. : 다운 링크 포맷 변환기(270) 데이터를 위성 네트워크 입출력 인터페이스(440)에 송신 시 데이터를 저장하는 큐
다음으로, 수신 큐(RX queue) 및 송신 큐(TX queue)의 큐잉 방법을 설명하면 다음과 같다.
① 수신 큐(RX queue)
a. QRX_user -FIFO 방식이며, 응급시, 인터럽트로 메시지 인터럽트_다운에 전달한다.
b. QRX_Sat., QRX_LTE, QRX_VHF, QRX_HF
- FIFO 방식
c. QRX_MIu
- 동시에 여러 수신 큐에서 데이터 수신시, QRX_Sat.>QRX_LTE>QRX_VHF>QRX_HF 순서로 처리한다.
② 송신 큐(TX queue)
- FIFO 방식
네트워크 선택 서버 처리 과정
네트워크 입출력 인터페이스로부터 사용자 인터페이스(100)로의 업 링크 경로와 사용자 인터페이스(100)로부터 네트워크 입출력 인터페이스(300)로의 다운 링크 경로를 구분하여 처리한다.
업 링크 경로에서 수신 메시지 타입별 분류는 다음과 같다.
비 안전 메시지: 인포테인먼트(infotainment), 선박의 선적 보고(물류추적)
위치 및 안전 메시지: 항해 보고(nautical reporting), 네비게이션 관련 정보
제어 메시지:핸드오버 관련, 문턱값 설정
다운 링크 경로에서 사용자 모드별 분류는 다음과 같다.
수동 모드: 핸드오버 관련 파라미터 조절 및 사용자가 직접 네트워크 선택
자동 모드: 가용 네트워크 중 네트워크 자동 선택
응급 모드/ 디스트레스(Distress): 응급 상황에서 위성 통신, LTE, VHF1, VHF2, HF 가용 네트워크 동시 전송
이와 같이 본 발명의 해양 멀티대역 네트워크 선택 시스템은 상용 무선 통신 네트워크들을 활용하여 멀티대역 해상 통신에서 최적의 네트워크 선택을 위한 미들웨어 계층의 멀티대역 네트워크 선택 서버를 개발하고, 선박국 중심의 멀티대역 네트워크 선택이 가능한 해양 멀티대역 네트워크 선택 시스템을 제공한다.
이를 통하여, 육상용 수직 핸드오버 표준을 해상 네트워크에 적용하는데 있어서의 한계를 극복하고, 네트워크 기술 연관성이 거의 없는 해상 이 기종 네트워크들 간에 최적의 해상 멀티대역 네트워크 선택이 가능해진다.
또한, 육상국과 선박국간의 복잡한 통신 절차가 최소화되어 핸드오버를 위한 메시지 교환 횟수가 많아져도 네트워크 지연시간이 단축되게 된다.
이상, 일부 예를 들어서 본 발명의 바람직한 여러 가지 실시예에 대해서 설명하였지만, 본 "발명을 실시하기 위한 구체적인 내용" 항목에 기재된 여러 가지 다양한 실시예에 관한 설명은 예시적인 것에 불과한 것이며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이상의 설명으로부터 본 발명을 다양하게 변형하여 실시하거나 본 발명과 균등한 실시를 행할 수 있다는 점을 잘 이해하고 있을 것이다.
또한, 본 발명은 다른 다양한 형태로 구현될 수 있기 때문에 본 발명은 상술한 설명에 의해서 한정되는 것이 아니며, 이상의 설명은 본 발명의 개시 내용이 완전해지도록 하기 위한 것으로 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것일 뿐이며, 본 발명은 청구범위의 각 청구항에 의해서 정의될 뿐임을 알아야 한다.

Claims (14)

  1. 복수개의 선박국과 복수개의 육상국이 해상 무선 통신을 하는 해양 멀티대역 네트워크 시스템에 있어서,
    네트워크 선택 미들웨어의 모듈별 기능을 구현하고, 네트워크 선택 알고리즘을 통해 이 기종 네트워크 중에서 요구되는 네트워크를 선택하여 전환하는 네트워크 선택 서버;
    송신 네트워크 ID 여부에 따라 복수개의 전송 모드로 상기 네트워크 선택 서버를 제어하고, 실시간 통신 상태 및 상기 네트워크 전환시 버퍼링되는 데이터 상태를 모니터링하는 사용자 인터페이스; 및
    상기 이 기종 네트워크의 모뎀을 포함하고, 상기 이 기종 네트워크의 링크 연결을 설정하여 상기 네트워크 선택 서버와의 인터페이스 입출력 포트 구축을 위하여 임베디드되는 네트워크 입출력 인터페이스;
    를 구비하는 것을 특징으로 하는 해양 멀티대역 네트워크 선택 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 네트워크 선택 서버는
    선박국의 위치 및 이동속도를 이용하여 선박국의 경로를 예측하고, 육상국의 위치 정보를 통해 상기 네트워크 전환의 요구되는 시점을 결정하여 네트워크 전환 관련 명령어를 생성하는 네트워크 선택 프로세서;
    상기 사용자 인터페이스로부터 수신한 메시지를 저장하고, 응급 상황시 인터럽트 동작을 하는 다운 링크와 상기 네트워크 입출력 인터페이스로부터 수신한 메시지를 저장하는 업 링크를 포함하는 수신 버퍼;
    상기 수신 버퍼의 상기 다운 링크 또는 상기 업 링크에 따라 수신 네트워크 ID를 추가하고 트랜잭션 ID 및 메시지 조각 번호를 확인하여, 상기 수신 버퍼의 메시지를 인가받아 해석 및 분할하는 메시지 해석기;
    상기 분할된 메시지를 재구성하고 상기 네트워크 전환의 상태 메시지를 생성하는 업 링크 포맷 변환기;
    상기 트랜잭션 ID, 상기 메시지 조각 번호 및 메시지 타입을 생성하고, 상기 네트워크 입출력 인터페이스에 맞는 데이터를 포매팅하는 다운 링크 포맷 변환기;
    상기 사용자 인터페이스로부터 수신된 데이터 중 상기 네트워크 입출력 인터페이스에 송신할 데이터를 버퍼링하고, 상기 네트워크 선택 프로세서에서 요구되는 네트워크가 결정되면 결정된 데이터를 상기 다운 링크 포맷 변환기에 전달하는 데이터 버퍼; 및
    상기 생성된 네트워크 전환의 상태 메시지를 전달받아 상기 사용자 인터페이스로 송신할 메시지를 저장하는 업 링크와 상기 네트워크 입출력 인터페이스로 송신할 메시지를 저장하는 다운 링크를 포함하는 송신 버퍼;
    를 구비하는 것을 특징으로 하는 해양 멀티대역 네트워크 선택 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 네트워크 선택 서버는
    상기 선박국의 이동속도 및 위치 정보를 수신하는 네비게이션 인터페이스;
    주기적으로 상기 육상국의 위치 정보 및 이웃 노드의 정보를 수신하는 자동식별 시스템 인터페이스; 및
    상기 트랜잭션 ID를 저장 및 삭제하고, 수신 및 송신된 메시지의 상기 메시지 조각 번호 및 상기 선택된 네트워크의 정보 테이블을 저장하는 캐시 메모리;
    를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 해양 멀티대역 네트워크 선택 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 선택된 네트워크의 정보 테이블은
    VHF 데이터 링크 계층의 CRC 정보값, LTE 네트워크 수신 신호 세기 값, 현재 사용 네트워크, 사용 가능한 후보 네트워크의 주기별 업데이트 데이터 및 전환하고자 하는 타겟 네트워크가 저장되는 것을 특징으로 하는 해양 멀티대역 네트워크 선택 시스템.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 네트워크 전환 관련 명령어는
    네트워크 전환 요청 및 응답과 타겟 네트워크 ID 및 송신 네트워크 ID 결정 명령어; 및
    문턱값 세팅 완료, 네트워크 전환 상태 알림 및 가용 네트워크 상태 알림 명령어;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 해양 멀티대역 네트워크 선택 시스템.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 메시지 해석기는
    상기 네트워크 전환에 필요한 정보를 추출하여 상기 네트워크 선택 프로세서에 전달하고,
    상기 사용자 인터페이스로부터 수신한 메시지를 추출하여 상기 데이터 버퍼에 전달하며,
    상기 네트워크 입출력 인터페이스 또는 상기 사용자 인터페이스로 보낼 데이터를 상기 다운 링크 포맷 변환기 또는 상기 업 링크 포맷 변환기로 전달하는 것을 특징으로 하는 해양 멀티대역 네트워크 선택 시스템.
  7. 제 2 항에 있어서,
    상기 버퍼링되는 데이터 상태는
    상기 이 기종 네트워크별 버퍼링에 의한 데이터 드롭량, 타겟 네트워크로 전환시 이동될 데이터량 및 타겟 네트워크로 데이터 이동시 현 네트워크의 버퍼 상태를 포함하는 것을 특징으로 하는 해양 멀티대역 네트워크 선택 시스템.
  8. 제 2 항에 있어서,
    상기 사용자 인터페이스는
    메인 화면에 상기 선박국의 위치 및 이동 속도, 상기 육상국의 위치 정보, VHF(CRC), 수신 신호 세기, 상기 네트워크 입출력 인터페이스의 링크 연결 여부, 데이터 전송 상태, 현재 날짜 및 시간이 디스플레이되는 것을 특징으로 하는 해양 멀티대역 네트워크 선택 시스템.
  9. 제 2 항에 있어서,
    상기 수신 버퍼는
    상기 업 링크의 수신 메시지가 라운드 로빈 방식에 의해 위성 통신> LTE> VHF2> VHF1> HF 순으로 폴링되는 것을 특징으로 하는 해양 멀티대역 네트워크 선택 시스템.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 네트워크 입출력 인터페이스는
    네트워크 상위계층 단에서 이더넷 포트로 연결되는 VHF 1세대 모뎀 및 VHF 2세대 모뎀;
    상용 모뎀을 이용하여 통신 서비스를 개설하고 이더넷 포트로 연결되는 LTE 모뎀;
    플리트 브로드 밴드 위성통신 서비스를 이용하고 이더넷 포트로 연결되는 위성 통신 모뎀; 및
    AD/DA 변환 기능이 구비된 모뎀을 사용하고 시리얼 포트로 연결되는 HF 모뎀;
    을 구비하는 것을 특징으로 하는 해양 멀티대역 네트워크 선택 시스템.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 사용자 인터페이스는
    상기 이 기종 네트워크별 전환 횟수, 상기 네트워크 전환시 지연시간 및 데이터 이동 성공률을 모니터링하고, 네트워크 전환 기록 로그 파일을 생성 및 저장하는 것을 특징으로 하는 해양 멀티대역 네트워크 선택 시스템.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수개의 전송 모드는
    핸드오버 관련 파라미터가 조절되고 전송할 네트워크 및 데이터가 수동으로 선택되는 수동 모드;
    전송 중인 가용 네트워크가 표시되고 데이터가 자동으로 선택되는 자동 모드; 및
    응급 메시지가 가용 네트워크에 동시 자동으로 전송되고 응급 메시지 종류가 선택되는 응급 모드;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 해양 멀티대역 네트워크 선택 시스템.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 네트워크 선택 서버가 업 링크 경로에서 수신하는 메시지는
    인포테인먼트 및 선박의 선적 보고에 대한 비 안전 메시지;
    항해 보고 및 네비게에션 관련 정보에 대한 위치 및 안전 메시지; 및
    핸드오버 관련 및 문턱값 설정에 대한 제어 메시지;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 해양 멀티대역 네트워크 선택 시스템.
  14. 복수개의 선박국과 복수개의 육상국이 해상 무선 통신을 하는 해양 멀티대역 네트워크 시스템에 있어서,
    네트워크 선택 미들웨어의 모듈별 기능을 구현하고, 네트워크 선택 알고리즘을 통해 이 기종 네트워크 중에서 요구되는 네트워크를 선택하여 전환하는 네트워크 선택 서버;
    송신 네트워크 ID 여부에 따라 복수개의 전송 모드로 상기 네트워크 선택 서버를 제어하고, 실시간 통신 상태 및 상기 네트워크 전환시 버퍼링되는 데이터 상태를 모니터링하는 사용자 인터페이스; 및
    상기 이 기종 네트워크의 모뎀을 포함하고, 상기 이 기종 네트워크의 링크 연결을 설정하여 상기 네트워크 선택 서버와의 인터페이스 입출력 포트 구축을 위하여 임베디드되는 네트워크 입출력 인터페이스;
    를 구비하고,
    상기 버퍼링되는 데이터는 웹, 전자 해도, 텍스트 메시지 및 동영상을 포함하는 것을 특징으로 하는 해양 멀티대역 네트워크 선택 시스템.
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