KR101687194B1

KR101687194B1 - 무선 통신 단말 및 그 제어 방법

Info

Publication number: KR101687194B1
Application number: KR1020160071966A
Authority: KR
Inventors: 고승천
Original assignee: 고승천
Priority date: 2016-06-09
Filing date: 2016-06-09
Publication date: 2016-12-16

Abstract

본 발명은 무선 통신 단말 및 그 제어 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 열차에 탑재되는 무선 통신 단말에 의한 무선 통신 기법 및 통신 채널 구성 방법에 관한 것이다.
본 발명의 실시예에 따르면, 열차에 탑재되고, 액세스 포인트(Access Point)와 통신하는 무선 통신 단말에서, 무선 신호를 송수신하는 송수신부 및 상기 무선 통신 단말의 동작을 제어하는 프로세서를 포함하고, 상기 송수신부는 상기 무선 통신 단말에 할당된 주채널(Primary Channel)에 기초하여 상기 액세스 포인트와 무선 신호를 송수신하며, 상기 프로세서가 상기 송수신부를 통해 무선 통신을 수행할 때, 상기 열차와 반대 방향으로 진행하는 열차에 탑재된 타 무선 통신 단말과 일부 주파수 대역을 공통으로 이용하고, 적어도 어느 하나의 부채널(Secondary Channel)이 유휴(Idle) 상태인지 여부에 따라 상기 주채널과 상기 부채널을 함께 이용하여 무선 통신하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 단말이 제공될 수 있다.

Description

무선 통신 단말 및 그 제어 방법{WIRELESS COMMUNICATION TERMINAL AND METHOD FOR CONTROLLING THEREOF}

본 발명은 무선 통신 단말 및 그 제어 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 열차에 탑재되는 무선 통신 단말에 의한 무선 통신 기법 및 통신 채널 구성 방법에 관한 것이다.

최근 모바일 기기의 보급이 확대됨에 따라 다수의 사람들에게 빠른 무선 인터넷 서비스를 제공할 수 있는 무선랜(Wireless LAN) 기술이 많은 각광을 받고 있다. 무선랜 기술은 근거리에서 무선 통신 기술을 바탕으로 스마트 폰, 스마트 패드, 랩탑 컴퓨터, 휴대형 멀티미디어 플레이어, 임베디드 기기 등과 같은 모바일 기기들이 무선으로 인터넷에 접속할 수 있도록 하는 기술이다.

무선랜의 단말기(Station, STA)들은 액세스 포인트(Access Point, AP)를 통해 인터넷에 접속하기 위해서 탐색(Scanning), 인증(Authentication), 결합(Association) 과정을 수행한다. 탐색은 접속 가능한 액세스 포인트를 발견하는 절차로 탐색 절차는 수동 탐색과 능동 탐색으로 나눌 수 있다. 액세스 포인트가 주기적으로 방송메시지(Broadcasting message) 형태로 전송하는 비콘(Beacon)을 청취하여 접속 가능한 액세스 포인트를 발견하는 것이 수동 탐색(Passive Scanning)이고 단말이 특정채널에서 프로브 요청(Probe request)을 전송하고 이를 수신한 액세스 포인트가 상기 특정 채널을 통해 전송한 프로브 응답(Probe response)을 수신해서 접속 가능한 AP를 발견하는 것이 능동 탐색(Active Scanning)이다. 상기 단말기들이 액세스 포인트와 수행하는 탐색, 인증, 결합 과정들 망접속절차라고 한다.

무선랜에서 액세스 포인트 및 단말기가 제어 패킷을 포함한 모든 패킷을 전송하기 위해서는 CSMA/CA(Carrier Sensing Multiple Access/Collision Avoidance)라는 다중 접속 방법과 DCF(Distributed Coordination Function)방법을 이용하여 전송을 수행한다.

무선랜에서는 기본적으로 20MHz의 대역폭을 가지는 한 개의 채널을 사용하나, IEEE 802.11p와 같은 표준은 10MHz 대역폭의 채널을 사용한다. 채널이 정해지면 상기 정해진 채널에 기반하여 무선랜 통신을 수행하나, IEEE 802.11n과 같은 표준은 40MHz 채널로 확장하여 사용하도록 허용하고 있다. 또한 IEEE 802.11ac와 같은 표준은 IEEE 802.11n 보다 간섭의 상황을 고려하여 동적으로 채널을 확장하도록 하고 있으며 40MHz뿐만 아니라 80MHz, 160MHz로의 채널 확장을 허용하고 있다.

종래의 무선랜에서는 채널이 20MHz, 40MHz, 80MHz가 아닌 경우에 채널을 효과적으로 구성할 수 없었던 문제가 있고, 간섭 때문에 주어진 주파수 대역을 두 개의 주파수 대역으로 분리하여 운용하는 경우 주파수 사용률이 떨어지는 문제가 있다.

나아가, 상기 무선랜 통신 기술이 열차에 적용되었을 때, 선로 주변의 액세스 포인트와 열차에 탑재된 단말 사이의 효율적인 통신방식을 고려해볼 필요성이 있다. 특히, 제한된 주파수 대역 또는 통신 채널이 주어졌을 때 복수의 열차가 교차되는 등의 상황이 발생된 경우, 통신 채널의 사용률을 최대한으로 높이는 한편 상기 복수의 열차가 각자 원활하게 통신을 수행할 수 있어야 한다. 하지만, 아직까지는 이를 위한 뚜렷한 솔루션이 존재하지 않은 실정이다.

본 발명은 전술한 종래 기술의 채널 구성이 20MHz, 40MHz, 80MHz가 아닌 경우에 채널을 효과적으로 구성할 수 없었던 문제를 해결하기 위한 목적을 가지고 있다.

또한, 본 발명은 간섭 때문에 주어진 주파수 대역을 두 개의 주파수 대역으로 분리하여 운용하는 경우, 주파수 사용률이 떨어지는 문제를 해결하기 위한 목적을 가지고 있다.

또한 본 발명은, 제한된 통신 채널이 주어졌을 때, 열차를 위한 효율적인 채널 구성 방법을 제공하기 위한 목적도 가지고 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 열차에 탑재되고, 액세스 포인트(Access Point)와 통신하는 무선 통신 단말에서, 무선 신호를 송수신하는 송수신부; 및 상기 무선 통신 단말의 동작을 제어하는 프로세서를 포함하고, 상기 송수신부는 상기 무선 통신 단말에 할당된 주채널(Primary Channel)에 기초하여 상기 액세스 포인트와 무선 신호를 송수신하며, 상기 프로세서가 상기 송수신부를 통해 무선 통신을 수행할 때, 상기 열차와 반대 방향으로 진행하는 열차에 탑재된 타 무선 통신 단말과 일부 주파수 대역을 공통으로 이용하고, 적어도 어느 하나의 부채널(Secondary Channel)이 유휴(Idle) 상태인지 여부에 따라 상기 주채널과 상기 부채널을 함께 이용하여 무선 통신하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 단말이 제공될 수 있다.

여기서, 상기 공통으로 이용하는 일부 주파수 대역은 상기 적어도 어느 하나의 부채널이다.

여기서, 상기 열차는 제 1 방향 또는 상기 제 1 방향과 반대 방향인 제 2 방향으로 주행하며, 상기 열차가 상기 제 1 방향으로 주행할 때 상기 무선 통신 단말에 할당된 주채널과 상기 제 2 방향으로 주행할 때 상기 무선 통신 단말에 할당된 주채널이 상이하다.

여기서, 상기 무선 통신 단말에 할당된 주채널은 상기 열차와 반대 방향으로 진행하는 열차에 탑재된 타 무선 통신 단말이 이용하는 주채널과 상이하다.

여기서, 상기 열차가 상기 열차와 동일한 방향을 진행하는 타 열차를 추월하거나 상기 타 열차가 상기 열차를 추월하는 경우, 상기 송수신부는 상기 타 열차에 탑재된 타 무선 통신 단말이 이용하는 주채널과 상이한 주채널을 이용하여 무선 신호를 송수신한다.

여기서, 상기 열차는 타 열차와 기 설정된 거리 범위 이내에 함께 공존하는 병존 주행 모드 또는 상기 기 설정된 거리 범위 이내에 타 열차가 존재하지 않는 단독 주행 모드로 운영되고, 상기 송수신부는 상기 열차가 병존 주행 모드로 주행할 때와 상기 단독 주행 모드로 운영될 때 서로 상이한 주채널을 이용하여 무선 신호를 송수신한다.

여기서, 상기 주채널보다 높거나 낮은 인접 주파수 대역에 복수의 부채널이 존재하고, 상기 프로세서는, 상기 복수의 부채널 중 유휴 상태이면서 상기 주채널에 연속된 부채널을 상기 주채널과 함께 이용하여 무선 통신을 수행하도록 상기 송수신부를 제어하는 한다.

여기서, 상기 열차의 일 단으로부터 기 설정된 거리 범위 이내에 해당하는 제 1 영역과 상기 열차의 타 단으로부터 기 설정된 거리 범위 이내에 해당하는 제 2 영역에 대하여, 상기 무선 통신 단말 및 제 1 타 무선 통신 단말은 상기 제 1 영역에 탑재되고, 제 2 타 무선 통신 단말은 상기 제 2 영역에 탑재되며, 상기 제 1 영역과 상기 제 2 영역 사이의 거리는 상기 제 1 영역에 탑재되는 무선 통신 단말과 상기 제 2 영역에 탑재되는 무선 통신 단말이 상호 신호 간섭을 일으키지 않는 조건을 만족시킨다.

여기서, 상기 송수신부는 상기 제 1 타 무선 통신 단말에 할당된 주채널과 상이한 주채널에 기반하여 무선 신호를 송수신한다.

여기서, 상기 송수신부는 상기 제 2 타 무선 통신 단말에 할당된 주채널과 동일한 주채널에 기반하여 무선 신호를 송수신한다.

여기서, 상기 송수신부는 상기 제 2 타 무선 통신 단말에 할당된 주채널과 상이한 주채널에 기반하여 무선 신호를 송수신한다.

여기서, 상기 송수신부가 이용하는 부채널이 상기 제 2 타 무선 통신 단말이 이용하는 부채널과 동일하다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 열차에 탑재되고, 특정 주채널에 기초하여 액세스 포인트와 통신하는 무선 통신 단말의 제어 방법에 있어서, 부채널이 유휴 상태인지 여부를 확인하는 단계; 및 상기 부채널이 유휴 상태인지에 따라 상기 주채널과 상기 부채널을 함께 이용하여 무선 통신을 수행하는 단계를 포함하고, 상기 무선 통신 단말은 상기 열차와 반대 방향으로 진행하는 열차에 탑재된 무선 통신 단말과 일부 주파수 대역을 공통으로 이용하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 단말의 제어 방법이 제공될 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 열차에 탑재된 무선 통신 단말과 통신하는 액세스 포인트에서, 무선 신호 또는 유선 신호를 송수신하는 송수신부; 및 상기 송수신부의 동작을 제어하는 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는 상기 송수신부를 통해, 상기 무선 통신 단말이 이용할 주파수 대역을 할당하고, 상기 주파수 대역의 일부 주파수 대역은 상기 열차와 반대 방향으로 진행하는 열차에 탑재된 타 무선 통신 단말과 공통으로 이용되는 것을 특징으로 하는 액세스 포인트가 제공될 수 있다.

여기서, 상기 무선 통신 단말은 상기 주파수 대역에 포함된 주채널을 기초로 상기 액세스 포인트와 무선 통신하고, 부채널의 유휴 여부를 기초로 상기 주채널과 상기 부채널을 함께 이용하고, 상기 공통으로 이용하는 일부 주파수 대역은 상기 적어도 어느 하나의 부채널이다.

여기서, 상기 열차는 제 1 방향 또는 상기 제 1 방향과 반대 방향인 제 2 방향으로 주행하며, 상기 프로세서는 상기 송수신부를 통해 상기 제 1 방향으로 주행하는 열차의 무선 통신 단말과 상기 제 2 방향으로 주행하는 열차의 무선 통신 단말에 서로 다른 주파수 대역을 할당한다.

여기서, 상기 열차가 상기 열차와 동일한 방향을 진행하는 타 열차를 추월하거나 상기 타 열차가 상기 열차를 추월하는 경우, 상기 프로세서는 상기 송수신부를 통해 상기 열차에 탑재된 무선 통신 단말과 상기 열차와 동일한 방향으로 진행하는 타 열차에 탑재된 무선 통신 단말에 서로 다른 주파수 대역을 할당한다.

여기서, 상기 열차는 타 열차와 기 설정된 거리 범위 이내에 함께 공존하는 병존 주행 모드 또는 상기 기 설정된 거리 범위 이내에 타 열차가 존재하지 않는 단독 주행 모드로 운영되고, 상기 프로세서는 상기 송수신부를 통해 상기 병존 주행 모드로 운행 중인 열차에 탑재된 무선 통신 단말과 상기 단독 주행 모드로 운행 중인 열차에 탑재된 무선 통신 단말에 서로 다른 주파수 대역을 할당한다.

여기서, 상기 열차의 일 단으로부터 기 설정된 거리 범위 이내에 해당하는 제 1 영역과 상기 열차의 타 단으로부터 기 설정된 거리 범위 이내에 해당하는 제 2 영역에 대하여, 상기 제 1 영역과 상기 제 2 영역 사이의 거리는 상기 제 1 영역에 탑재되는 무선 통신 단말과 상기 제 2 영역에 탑재되는 무선 통신 단말이 상호 신호 간섭을 일으키지 않는 조건을 만족시키며, 상기 프로세서는 상기 송수신부를 통해 상기 제 1 영역에 탑재되는 각 무선 통신 단말에 서로 다른 주파수 대역을 할당하고, 상기 제 2 영역에 탑재되는 각 무선 통신 단말에 서로 다른 주파수 대역을 할당한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 열차에 탑재된 무선 통신 단말과 통신하는 액세스 포인트의 제어 방법에 있어서, 상기 무선 통신 단말이 이용할 주파수 대역을 할당하는 단계; 및 상기 주파수 대역을 이용하여 상기 무선 통신 단말과 무선 통신을 수행하는 단계를 포함하고, 상기 주파수 대역의 일부 주파수 대역은 상기 열차와 반대 방향으로 진행하는 열차에 탑재된 타 무선 통신 단말과 공통으로 이용되는 것을 특징으로 하는 액세스 포인트의 제어 방법이 제공될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 60MHz와 같이 표준에서 정의하지 않은 채널의 경우에도, 주어진 전 통신 채널을 사용하여 무선 통신을 수행할 수 있기 때문에 주파수 사용률을 높일 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 주어진 주파수 대역이 두 개의 주파수 대역으로 분리하고, 열차의 방향 또는 열차 내 탑재되는 단말의 위치에 기반하여 분리된 주파수 대역을 할당하는 경우에도, 무선 신호의 혼선을 저감시킬 수 있고, 주파수의 사용률을 높일 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 열차에 탑재되는 단말은 상기 열차와 반대 방향으로 진행하는 주파수의 사용률을 높일 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 무선 통신 단말, 액세스 포인트 및 상기 무선 통신 단말이 열차에 탑재되어 상기 액세스 포인트와 무선 신호를 주고받는 모습을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 무선 통신 단말과 액세스 포인트의 제어 방법을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따라 두 개로 분리된 주파수 대역을 나타낸 것이다.
도 4는 도 3의 통신 채널 구성에 기반하여 각 열차의 무선 통신 단말이 무선 통신을 수행하는 모습을 나타낸 도면이다.
도 5는 두 개로 분리된 주파수 대역의 다른 채널 구성 방식을 나타낸 도면이다.
도 6은 도 5의 통신 채널 구성에 기반하여 각 열차의 무선 통신 단말이 무선 통신을 수행하는 모습을 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 통신 채널 구성 방식을 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따라 통신 채널이 확장되는 방식을 나타낸 도면이다.
도 9는 열차에 탑재된 무선 통신 단말이 본 발명의 실시예에 따라 공통으로 이용할 수 있는 주파수 대역을 이용하여 무선 통신을 수행하는 모습을 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 통신 채널 구성 방식을 나타낸 도면이다.
도 11은 도 7에 따른 채널 구성 방식에 따라 통신 채널이 구성되었을 때 각 열차의 무선 통신 단말이 통신을 수행하는 모습을 나타낸 도면이다.
도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 통신 채널 구성 방식을 나타낸 도면이다.
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따라 통신 채널이 확장되는 방식을 나타낸 도면이다.
도 14는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 통신 채널 구성 방식을 나타낸 도면이다.
도 15는 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 통신 채널이 확장되는 방식을 나타낸 도면이다.
도 16은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 통신 채널 구성 방식을 나타낸 도면이다.
도 17은 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 통신 채널이 확장되는 방식을 나타낸 도면이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 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 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 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.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 무선 통신 단말(100), 액세스 포인트(200) 및 상기 무선 통신 단말이 열차에 탑재되어 상기 액세스 포인트와 무선 신호를 주고받는 모습을 도시한 도면이다.

도 1(a)에 따르면, 본 발명의 실시예에 따른 무선 통신 단말(100)은 송수신부(110) 및 제어부(120)를 포함할 수 있다. 이외에도, 본 발명을 실시하는 방식에 따라서, 상기 송수신부(110) 및 제어부(120)에 전력을 공급하는 전원부(미도시), 또는 상기 제어부(120)의 제어에 의해 정보를 저장하는 저장부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 본 발명을 실시하는 방식에 따라서, 상기 구성요소 중 일부는 하나의 구성요소로 구현될 수 있으며, 본 발명을 실시하는 방식에 따라서 일부의 구성요소가 생략될 수도 있다.

본 발명의 실시예에 따른 무선 통신 단말(100)은 열차에 탑재될 수 있다. 즉, 무선 통신 단말(100)은 상기 열차의 특정 위치에 설치될 수 있고, 또는 설치된 위치가 자유롭게 변경될 수도 있다. 한편, 상기 열차는 적어도 하나의 화물 또는 승객을 수송하는 차량이 일렬로 연결된 것으로, 선로 또는 도로를 따라 이동하는 모든 이동 수단을 지칭할 수 있다. 예를 들어, 상기 열차는 기차, 지하철, 고속 열차, 복수의 차량으로 구성된 굴절 버스 등일 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 또한, 상기 열차는 직접적으로 연결된 복수의 차량 뿐만 아니라 직접적으로 연결되지 않은 복수의 차량의 집합을 의미할 수도 있다. 예를 들어, 상기 열차는 복수의 자동차가 기 설정된 거리 이내로 접근한 상태에서 주행하는 플래툰(platoon)일 수도 있다.

송수신부(110)는 무선 신호를 송수신할 수 있다. 무선 통신 단말(100)은 송수신부(110)를 통해서 액세스 포인트 등의 외부 통신 장치와 무선 통신을 수행할 수 있다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 송수신부(110)는 무선랜 통신 방식을 이용하여 무선 신호를 송수신할 수 있으나, 이에 한정되지 않으며, 블루투스(Bluetooth), 직비(ZigBee) 등의 근거리 통신 방식이나 3G, 4G 등의 무선 데이터 통신 방식에 기초하여 무선 신호를 송수신할 수도 있다. 한편, 송수신부(110)는 무선 통신 단말(100)에 할당된 주채널(Primary Channel)에 기초하여 외부 통신 장치와 무선 신호를 송수신할 수 있으며, 상기 주채널 외에도 적어도 하나의 부채널(Secondary Channel)을 함께 이용할 수도 있다. 이에 대한 구체적인 방안은 도 3 이후의 도면을 설명하면서 상세하게 다루도록 한다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 무선 통신 단말(100)은 복수의 송수신부를 포함할 수 있으며, 상기 복수의 송수신부 중 일부는 열차 외부의 엑세스 포인트와 통신을 수행하고, 그와 다른 송수신부는 열차 내부의 단말과 통신을 수행할 수도 있다.

프로세서(120)는 무선 통신 단말(100)의 동작을 제어할 수 있다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 프로세서(120)는 적어도 하나의 마이크로프로세서에 의해 구현될 수 있으나 이에 한정되지 않으며, 상기 프로세서(120)는 소프트웨어적인 펌웨어(firmware) 또는 프로그램/어플리케이션의 형태로 구현되거나 하드웨어가 소프트웨어가 혼합된 형태로 구현될 수도 있다.

도 1(b)는 본 발명의 실시예에 따른 액세스 포인트(200)를 도시한 것이다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 액세스 포인트(200)는 무선 통신 단말(100)이 탑재된 열차가 주행하는 선로를 따라 설치될 수 있다.

도 1(b)에 따르면, 본 발명의 실시예에 따른 액세스 포인트(200)는 송수신부(210) 및 프로세서(220)를 포함할 수 있다. 액세스 포인트(200)의 송수신부(210) 및 프로세서(220)는 무선 통신 단말(100)의 송수신부(110) 및 프로세서(120)와 유사한 방식으로 작동할 수 있으므로, 각 구성의 구현 방식 또는 작동 방식 대한 상세한 설명은 생략하도록 한다. 다만, 액세스 포인트(200)의 송수신부(210)는 무선 통신뿐만 아니라 백본(backbone) 네트워크와 유선으로 연결되어 유선 통신을 수행할 수도 있다. 그리고, 상기 프로세서(220)는 상기 송수신부(210)를 통해, 상기 무선 통신 단말(100)이 이용할 주파수 대역을 할당할 수 있다. 여기서, 상기 무선 통신 단말(100)에 할당된 주파수 대역의 일부 주파수 대역은 상기 열차와 반대 방향으로 진행하는 열차에 탑재된 타 무선 통신 단말과 공통으로 이용할 수 있다.

도 1(c)는 무선 통신 단말(100A, 100B, 100C, 100D)이 열차(V1)에 탑재되어 액세스 포인트(200A, 200B, 200C, 200D)와 무선 신호를 주고받는 모습을 도시한 도면이다. 도 1(c)에서 열차 V1이 주행하는 선로는 생략되었다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 열차(V1)에 적어도 하나의 무선 통신 단말이 탑재될 수 있다. 또한, 본 발명에 따르면, 복수의 무선 통신 단말이 열차에 탑재되는 경우, 각 무선 통신 단말의 탑재 위치를 상이하게 설정함으로써 무선 신호의 혼선을 방지할 수도 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 열차(V1)의 일부가, 상기 열차(V1)의 일 단으로부터 기 설정된 거리(L) 범위 이내에 해당하는 제 1 영역(R1)과 상기 열차(V1)의 타 단으로부터 기 설정된 거리(L) 범위 이내에 해당하는 제 2 영역(R2)으로 지정될 수 있다. 도 1(c)에 따르면, 무선 통신 단말 100A 및 100B는 제 1 영역(R1)에 탑재될 수 있고, 무선 통신 단말 100C 및 100D는 제 2 영역(R2)에 탑재될 수 있다. 이 때, 상기 제 1 영역(R1)과 상기 제 2 영역(R2) 사이의 거리(D)는 상기 제 1 영역(R1)에 탑재되는 무선 통신 단말(100A, 100B)과 상기 제 2 영역에 탑재되는 무선 통신 단말(100C, 100D)이 상호 신호 간섭을 일으키지 않는 조건을 만족시킬 수 있다.

이 때, 상기 제 1 영역(R1)과 제 2 영역(R2)은 상기 열차(V1)의 진행 방향에 따라서 "전두부" 또는 "후두부"로 명명될 수 있다. 즉, 상기 열차(V1)가 좌측 방향으로 진행하는 경우, 제 1 영역(R1)이 전두부가 되고 제 2 영역(R2)이 후두부가 될 수 있다. 이와는 반대로, 상기 열차(V1)가 우측 방향으로 진행하는 경우, 제 2 영역(R2)이 전두부가 되고 제 1 영역(R1)이 후두부가 될 수도 있다.

한편, 본 발명에 따른 무선 통신 단말의 탑재 위치는 이에 한정되지 않으며, 복수의 무선 통신 단말기는 기 설정된 거리만큼 상호 이격되도록, 또는 상호 등간격으로 이격되도록 상기 열차에 설치될 수도 있다. 한편, 각 영역(R1, R2)에 탑재되는 무선 통신 단말의 수가 서로 상이할 수도 있다.

도 1(c)에 따르면, 무선 통신 단말 100A는 액세스 포인트 200A와 무선 통신을 수행하고, 무선 통신 단말 100B는 액세스 포인트 200B와 무선 통신을 수행하고, 무선 통신 단말 100C는 액세스 포인트 200C와 무선 통신을 수행하고, 무선 통신 단말 100D는 액세스 포인트 200D와 무선 통신을 수행하는 것으로 도시되어있다. 즉, 각 무선 통신 단말은 기 설정된 특정 액세스 포인트와 무선 신호를 송수신할 수 있다. 도 1(c)에 도시되지는 않았으나, 각 액세스 포인트는 열차(V1)의 선로를 따라 교대로 설치될 수 있으며, 각 무선 통신 단말은 열차(V1)가 진행됨에 따라 자신이 무선 신호를 송수신할 수 있는 액세스 포인트와 무선 통신을 수행할 수 있다. 하지만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 복수의 무선 통신 단말이 동일한 액세스 포인트를 공유하는 방식으로 무선 신호를 송수신할 수도 있다. 예를 들어, 도 1(c)에서 무선 통신 단말 100A와 무선 통신 단말 100B는 동일한 액세스 포인트 200A와 무선 신호를 송수신할 수도 있다. 또한, 열차의 진행 상황에 따라서 각 무선 통신 단말이 접속 가능한 액세스 포인트가 결정될 수도 있다. 예를 들어, 도 1(c)에서, 열차 V1이 좌측 방향으로 더 진행한 경우, 무선 통신 단말 100C는 액세스 포인트 200A와 거리가 가까워짐에 따라 서로 무선 신호의 송수신이 가능해질 수도 있다. 복수의 무선 통신 단말이 동일한 액세스 포인트에 접속하는 경우, 동일한 무선 통신 채널에 대하여 경쟁하는 상황이 발생될 수 있으며, 이 경우, 도 2 이후의 도면에서 설명하는 방식에 따라 해당 무선 통신 채널을 이용할 수 있는 무선 통신 단말이 결정될 수 있다.

도 1(d)는 복수의 열차(V1, V2)가 병존하는 상황에서 각 열차에 탑재된 무선 통신 단말이 주변의 액세스 포인트와 무선 신호를 송수신하는 모습을 나타낸 것이다. 도 1(c)에서 두 열차 V1과 V2는 서로 다른 선로를 주행 중인 상황을 가정하고 있으나 이에 한정되지 않으며, 서로 동일한 선로에 위치한 것일 수 있다. 도 1(c)의 경우와 마찬가지로, 열차의 선로는 생략되었다.

도 1(d)에서 열차 V1과 V2는 서로 동일한 방향으로 진행 중이거나 서로 다른 방향으로 진행 중일 수 있다. 즉, 열차 V1과 V2가 동시에 좌측 방향으로 진행하거나 우측 방향으로 진행할 수 있으며, 또는 열차 V1가 좌측, 열차 V2가 우측 또는 열차 V1이 우측, 열차 V2가 좌측으로 진행하는 상황일 수도 있다.

만약 열차 V1은 우측으로 진행 중이며 열차 V2는 좌측으로 진행 중인 경우, 열차 V1의 무선 통신 단말 100B가 설치된 부분이 전두부가 되고 무선 통신 단말 100A가 설치된 부분이 후두부가 되며 열차 V2의 무선 통신 단말 100C가 설치된 부분이 전두부가 되고 무선 통신 단말 100D가 설치된 부분이 후두부가 된다.

도 1(d)에서 액세스 포인트 200A, 200B, 200C, 200D, 200E, 200F가 선로를 따라 배치되어있다. 이 때, 각 무선 통신 단말들은 기 설정된 특정 액세스 포인트 또는 특정 거리 범위 이내에 들어온 액세스 포인트와 무선 신호를 송수신할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 열차에 탑재된 각 무선 통신 단말은 타 열차에 탑재된 무선 통신 단말과 서로 다른 액세스 포인트를 이용할 수 있다. 하지만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 열차에 탑재된 무선 통신 단말은 타 열차에 탑재된 무선 통신 단말과 동일한 액세스 포인트를 이용할 수도 있다. 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 열차에 탑재된 각 무선 통신 단말은 해당 무선 통신 단말이 상기 열차에 탑재된 위치에 기반하여 이용할 수 있는 액세스 포인트가 결정될 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 열차에 탑재된 각 무선 통신 단말은 열차의 진행 방향에 기반하여 이용할 수 있는 액세스 포인트가 결정될 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 열차에 탑재된 각 무선 통신 단말은 타 열차의 무선 통신 단말이 이용 중인 액세스 포인트가 존재하는지 유무에 기초하여 이용할 수 있는 액세스 포인트가 결정될 수 있다. 하지만, 각 무선 통신 단말이 이용할 수 있는 액세스 포인트는 상기 방식에 한정되지 않는다.

도 1(d)는 열차 V1의 무선 통신 단말 100B와 열차 V2의 무선 통신 단말 100C가 동일한 액세스 포인트 200B와 무선 통신을 시도하거나 무선 통신 중인 상황을 나타내고 있다. 만약 무선 통신 단말 100B와 무선 통신 단말 100C가 서로 다른 주채널을 이용하는 경우, 두 무선 통신 단말은 상호 신호의 간섭 없이 개별적으로 액세스 포인트 200B를 통해 무선 신호를 송수신할 수 있다. 만약 무선 통신 단말 100B와 100C가 서로 다른 주채널을 이용하지만 동일한 특정 부채널을 함께 이용할 수 있는 경우, 두 무선 통신 단말 중 해당 특정 부채널이 유휴 상태인지 여부를 먼저 감지하는 쪽이 상기 특정 부채널을 자신의 주채널과 함께 이용할 수 있다. 만약 무선 통신 단말 100B와 100C가 동일한 주채널을 할당 받은 경우, 두 무선 통신 단말은 일반적인 무선랜 경쟁 방식에 기반하여 해당 주채널의 이용 여부가 결정될 수 있다.

본 발명에 따르면 열차에 탑재되는 무선 통신 단말이 이용할 수 있는 통신 채널 또는 주파수 대역은 다양한 방식으로 설정될 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 무선 통신 단말의 프로세서가 송수신부를 통해 무선 통신을 수행할 때, 상기 무선 통신 단말이 탑재된 열차와 반대 방향으로 진행하는 열차에 탑재된 타 무선 통신 단말과 일부 주파수 대역을 공통으로 이용할 수 있다. 또한, 상기 프로세서가 송수신부를 통해 무선 통신을 수행할 때, 적어도 하나의 부채널이 유휴 상태인지 여부에 따라 상기 주채널과 상기 부채널을 함께 이용하여 무선 통신을 수행할 수 있다. 구체적으로 무선 통신 단말은 상기 부채널이 유휴 상태인 경우 상기 주채널과 부채널을 함께 이용하고, 상기 부채널이 유휴 상태가 아닌 경우 상기 주채널만 이용하여 무선 통신을 수행할 수 있다. 여기서, 상기 무선 통신 단말이 주채널과 부채널을 함께 이용한다는 것은 통상의 무선랜 통신 방법에서의 "채널 확장"을 의미하는 것일 수 있다.

이때, 상기 부채널은 상기 무선 통신 단말이 이용할 수 있는 통신 채널 중 주채널이 아닌 채널을 의미할 수 있다. 구체적으로 상기 부채널은 상기 주채널보다 높거나 낮은 인접 주파수 대역에 설정된 통신 채널일 수 있다. 하지만, 부채널에 대한 정의는 이에 한정되지 않으며, 상기 주채널이 아니면서 상기 주채널에 인접하지 않는 주파수 대역 또는 통신 채널이 부채널인 것으로 정의될 수 있다. 한편, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 상기 프로세서가 송수신부를 통해 무선 통신을 수행할 때, 상기 열차와 동일한 방향으로 진행하는 열차에 탑재된 타 무선 통신 단말과 일부 주파수 대역을 공통으로 이용할 수도 있다. 예를 들어, 병행하는 두 선로 위에 동일한 방향(예를 들어 두 경부선 선로에서 부산으로 향하는 두 열차)으로 진행하는 두 열차가 있고, 각 열차의 무선 통신 단말이 일부 주파수 대역을 공통으로 이용하는 상황을 가정할 수 있다. 그리고 두 열차의 무선 통신 단말은 적어도 어느 하나의 부채널이 유휴 상태인지 여부에 따라 각자의 주채널과 상기 적어도 어느 하나의 부채널을 함께 이용하여 무선 통신할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 열차와 반대 방향 또는 동일한 방향으로 진행하는 열차에 탑재된 타 무선 통신 단말과 공통으로 이용하는 일부 주파수 대역은 상기 적어도 어느 하나의 부채널일 수 있다. 즉, 복수의 무선 통신 단말이 동일한 주파수 대역 또는 통신 채널을 채널 확장의 대상으로 삼을 수 있다.

한편, 상기 무선 통신 단말에 대한 주채널의 할당은 본 발명의 실시예에 따른 액세스 포인트에 의해서 수행될 수 있다. 액세스 포인트는 자신과 무선 신호를 송수신하는 무선 통신 단말이 이용할 주채널을 할당할 수 있다. 또한, 액세스 포인트는 상기 무선 통신 단말이 탑재된 열차와 반대 방향으로 진행하는 열차에 탑재된 타 무선 통신 단말과 공통으로 이용하는 일부 주파수 대역에 관한 정보를 상기 무선 통신 단말로 전송할 수 있으며, 무선 통신 단말은 상기 정보를 참조하여 무선 통신을 수행할 수 있다. 또한, 액세스 포인트는 상기 무선 통신 단말이 주채널과 함께 이용할 수 있는 적어도 어느 하나의 부채널 정보를 전송할 수 있으며, 무선 통신 단말은 그 정보에 기반하여 채널 확장을 수행할 수 있다. 이 때, 상기 공통으로 이용하는 일부 주파수 대역은 상기 적어도 어느 하나의 부채널일 수 있다.

이와 관련된 본 발명의 일 실시예에 따르면, 열차에 탑재된 무선 통신 단말이 특정 부채널을 이용할 수 있는데, 상기 열차와 반대 방향으로 진행하는 열차에 탑재된 타 무선 통신 단말도 상기 특정 부채널을 이용할 수 있다. 다만, 두 무선 통신 단말은 상기 특정 부채널이 유휴 상태인 경우에 한하여 해당 부채널을 이용할 수 있다. 예를 들어, 도 1(d)에서 무선 통신 단말 100B와 무선 통신 단말 100C가 서로 다른 주채널을 할당 받았지만 동일한 부채널을 이용할 수 있으며, 두 무선 통신 단말 100B 및 100C가 액세스 포인트 200B와 무선 신호를 송수신하는 상황을 가정해볼 수 있다. 그리고, 무선 통신 단말 100B가 상기 부채널의 유휴 상태를 먼저 판별한 상황인 경우, 무선 통신 단말 100B이 상기 부채널을 이용하게 되며, 무선 통신 단말 100C는 상기 부채널을 이용할 수 없게 된다.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 무선 통신 단말이 설치된 열차는 제 1 방향 또는 상기 제 1 방향과 반대 방향인 제 2 방향으로 주행할 수 있다. 통상의 경우, 열차는 특정 선로 위를 주행하며, 해당 선로의 한쪽 방향 또는 그와 반대되는 방향으로 주행할 수 있다. 이 때, 본 발명의 실시예에 따르면, 상기 무선 통신 단말에 할당되는 주채널은 상기 열차의 주행 방향에 기초하여 결정될 수 있다. 즉, 상기 열차가 상기 제 1 방향으로 주행할 때 상기 무선 통신 단말에 할당된 주채널과 상기 제 2 방향으로 주행할 때 상기 무선 통신 단말에 할당된 주채널이 상이할 수 있다. 이에 따라, 상기 무선 통신 단말은 타 열차의 무선 통신 단말의 존재 유무와는 무관하게 자신이 탑재된 열차의 진행 방향에 따라 주채널을 할당 받을 수 있다. 이와 관련하여, 본 발명의 실시예에 따른 액세스 포인트는 상기 제 1 방향으로 주행하는 열차의 무선 통신 단말과 상기 제 2 방향으로 주행하는 열차의 무선 통신 단말에 서로 다른 주파수 대역을 할당할 수 있다. 이 때, 상기 주파수 대역에 상기 무선 통신 단말이 이용할 주채널이 포함될 수 있다.

다른 실시예로서, 열차에 복수의 무선 통신 단말이 설치되는 경우, 2 이상의 자연수 n에 대하여 n 개의 무선 통신 단말에 제 1 주채널, … , 제 n 주채널이 각각 할당되는 방식을 생각해볼 수 있다. 여기서, 1 이상 n 이하의 숫자 k에 대하여, 제 k 무선 통신 단말에 제 k 주채널이 할당된 상황을 가정해볼 수 있다. 각 무선 통신 단말에 할당된 주채널은 상기 열차의 진행 방향과 상관없이 고정될 수 있다. 하지만, 경우에 따라서는 각 무선 통신 단말에 할당된 주채널이 상기 열차의 진행 방향에 따라 달라질 수 있다. 다시 말해, 열차가 제 1 방향으로 주행하는 경우 제 k 무선 통신 단말에 제 k 주채널이 할당될 수 있다. 하지만 열차가 제 2 방향으로 주행하는 경우 제 k 무선 통신 단말에 제 k 주채널을 제외한 나머지 주채널 중 하나가 할당될 수 있다. 즉, 전체 무선 통신 단말이 이용할 수 있는 주채널의 주파수 대역이 고정된 상황에서 열차의 진행 방향에 따라 각 무선 통신 단말에 할당되는 주채널이 달라질 수 있다.

한편, 복수의 열차가 서로 추월하거나 교차하는 경우 또는 복수의 열차가 상호 거리상 근접함에 따라 각 열차의 무선 통신 단말이 동일한 액세스 포인트에 접속하거나 동일한 통신 채널을 두고 경쟁을 해야하는 상황이 발생할 수 있으므로, 상기 상황 발생시 각 무선 통신 단말의 원활한 무선 통신을 지원할 수 있어야 한다.

우선, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 열차에 탑재된 무선 통신 단말에 할당된 주채널은 상기 열차의 반대 방향으로 진행하는 열차에 탑재된 타 무선 통신 단말이 이용하는 주채널과 상이할 수 있다. 이에 따라, 제 1 방향으로 주행하는 열차와 제 1 방향의 반대 방향인 제 2 방향으로 주행하는 열차가 상호 교차되는 경우 각 열차의 무선 통신 단말은 서로 다른 주채널을 이용하기 때문에 각 무선 통신 단말은 적어도 자신에게 할당된 주채널을 이용한 무선 통신이 보장될 수 있다. 하지만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 무선 통신 단말은 열차의 진행 방향과는 무관하게 항상 동일한 주채널을 이용할 수도 있다. 반대로, 무선 통신 단말의 송수신부가 이용할 수 있는 주채널의 주파수 대역은 상기 열차와 반대 방향으로 진행하는 열차에 탑재된 특정 무선 통신 단말이 이용하는 주채널의 주파수 대역과 동일할 수도 있다. 이와 관련하여, 본 발명의 실시예에 따른 액세스 포인트는 상기 제 1 방향으로 주행하는 열차의 무선 통신 단말과 상기 제 2 방향으로 주행하는 열차의 무선 통신 단말에 서로 다른 주파수 대역을 할당할 수 있다. 또한, 액세스 포인트는 특정 무선 통신 단말과 상기 특정 무선 통신 단말이 탑재된 열차와 반대 방향으로 진행하는 열차에 탑재된 타 무선 통신 단말의 주파수 대역을 서로 다르게 할당하거나 같게 할당할 수도 있다. 이 때, 상기 주파수 대역에 상기 무선 통신 단말이 이용할 주채널이 포함될 수 있다.

다른 실시예에 따르면, 상기 열차가 상기 열차와 동일한 방향으로 진행하는 타 열차를 추월하거나 상기 타 열차가 상기 열차를 추월하는 경우, 상기 열차에 탑재된 무선 통신 단말은 상기 타 열차에 탑재된 타 무선 통신 단말이 이용하는 주채널과 상이한 주채널을 이용하여 무선 신호를 송수신할 수 있다. 예를 들어, 열차가 저속으로 이동하는 타 열차나 주행 일정에 따라 특정 장소에서 정차 중인 타 열차를 추월하여 지나쳐갈 때, 일시적으로 두 열차에 탑재된 무선 통신 단말들은 동일한 액세스 포인트 또는 동일한 무선 통신 채널을 이용하려고 할 수 있다. 이 경우, 각 무선 통신 단말의 원활한 무선 통신을 위해, 추월하는 열차의 무선 통신 단말에 할당되는 주채널과 추월 당하는 열차에 탑재되는 무선 통신 단말의 주채널이 서로 다르게 할당될 수 있다. 이와 관련하여, 본 발명의 실시예에 따른 액세스 포인트는 상기 열차에 탑재된 무선 통신 단말과 상기 열차와 동일한 방향으로 진행하는 타 열차에 탑재된 무선 통신 단말에 서로 다른 주파수 대역을 할당할 수 있다. 이 때, 상기 주파수 대역에 상기 무선 통신 단말이 이용할 주채널이 포함될 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 복수의 선로에서 동일한 방향으로 진행하는 복수의 열차가 존재하는 경우, 각 열차의 속도에 기초하여 각 열차의 무선 통신 단말이 이용하는 주채널이 결정될 수 있다. 두 선로에 동일한 방향으로 진행 중인 두 열차가 존재하는 경우 보다 빠른 제 1 열차에 탑재된 무선 통신 단말은 제 1 주채널을 이용하고 보다 느린 제 2 열차에 탑재된 무선 통신 단말은 제 2 주채널을 이용할 수 있다. 이에 따라, 상기 제 2 열차를 상기 제 1 열차가 추월하는 경우에도 각 무선 통신 단말의 주채널이 상이하기 때문에 원활한 무선 통신을 수행할 수 있다. 예를 들어, 경부선의 부산행 KTX의 무선 통신 단말에 할당되는 주채널과 부산행 무궁화호 열차의 무선 통신 단말에 할당되는 주채널이 서로 다를 수 있다.

상기의 실시예들을 정리하면, 무선 통신 단말에 할당된 주채널은 상기 열차와 동일한 방향으로 진행하는 타 열차에 탑재된 타 무선 통신 단말이 이용하는 주채널과 상이할 수 있다. 하지만 본 발명은 이에 한정되지 않는다.

한편, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 열차는 타 열차와 기 설정된 거리 범위 이내에 함께 공존하는 병존 주행 모드 또는 상기 기 설정된 거리 범위 이내에 타 열차가 존재하지 않는 단독 주행 모드로 운영될 수 있다. 상기 병존 주행 모드는 다양한 상황에서 적용될 수 있는데, 예를 들어, 상기 병존 주행 모드는 분리된 두 열차가 동일한 선로를 동일한 방향으로 진행하되, 상기 기 설정된 거리 범위 이내의 특정 거리만큼 떨어져서 일렬로 주행하는 상황을 포함할 수 있다. 또는, 병존 주행 모드는 전술한 열차들의 교차 또는 추월의 상황을 포함할 수도 있다. 도 1(d)에 도시된 상황이 상기 병존 주행 모드를 나타낸 것일 수도 있다. 그리고, 무선 통신 단말의 송수신부는 상기 열차가 병존 주행 모드로 주행할 때와 상기 단독 주행 모드로 운영될 때 서로 상이한 주채널을 이용하여 무선 신호를 송수신할 수 있다. 즉, 단독 주행 모드일 때 해당 열차의 무선 통신 단말이 제 1 주채널을 이용할 수 있다고 한다면, 병존 주행 모드일 때는 제 2 주채널을 할당받을 수 있다. 여기서, 상기 제 1 주채널은 타 열차의 무선 통신 단말과의 통신 채널 점유 경쟁에 대한 고려보다 최대한의 주파수 대역폭을 확보할 수 있도록 설정된 것일 수 있다. 그리고, 제 2 주채널은 타 열차의 무선 통신 단말의 주채널의 경합을 회피할 수 있도록 설정되거나 최대한 효율적으로 동일한 주채널을 공유할 수 있도록 설정된 것일 수 있다. 이와 관련하여, 본 발명의 실시예에 따른 액세스 포인트는 상기 병존 주행 모드로 운행 중인 열차에 탑재된 무선 통신 단말과 상기 단독 주행 모드로 운행 중인 열차에 탑재된 무선 통신 단말에 서로 다른 주파수 대역을 할당할 수 있다. 이 때, 상기 주파수 대역에 상기 무선 통신 단말이 이용할 주채널이 포함될 수 있다.

한편, 상기 열차가 병존 주행 모드인지 또는 단독 주행 모드인지 여부는 무선 통신 단말에 채널을 할당하는 액세스 포인트가 외부 통신 장치 또는 열차 운행 관리 서버로부터 수신한 열차 운행 상태 정보 또는 열차 운행 계획 정보 등을 참조하여 판별할 수 있으며, 해당 액세스 포인트는 자신에게 접근한 열차의 무선 통신 단말에 각 모드에 적합한 주파수 대역을 할당할 수도 있다. 또는, 열차에 내장된 센서가 상기 기 설정된 거리 범위 이내에 타 열차가 존재하는지 여부를 감지할 수 있으며, 열차에 탑재된 무선 통신 단말이 상기 타 열차의 존재 여부를 액세스 포인트로 전송한 경우, 액세스 포인트는 상기 전송된 정보에 기반하여 열차의 모드를 판별할 수 있다. 하지만 상기 모드 판별 방식은 이에 한정되지 않는다.

한편, 본 발명의 실시예에 따르면, 무선 통신 단말의 송수신부가 이용할 수 있는 부채널은 상기 무선 통신 단말이 탑재된 열차의 진행 방향에 기초하여 결정될 수 있다. 보다 상세하게 설명하자면, 열차는 제 1 방향 또는 상기 제 1 방향의 반대 방향인 제 2 방향으로 주행할 수 있으며, 상기 열차가 상기 제 1 방향으로 주행할 때 상기 송수신부가 이용할 수 있는 부채널과 상기 제 2 방향으로 주행할 때 상기 송수신부가 이용할 수 있는 부채널이 상이할 수 있다. 예를 들어, 경부선 열차의 경우, 서울행 열차에 탑재된 무선 통신 단말은 자신의 주채널과 제 1 부채널을 이용할 수 있으며, 부산행 열차에 탑재된 무선 통신 단말은 제 2 부채널을 이용할 수 있다. 서울행 열차와 부산행 열차는 서로 다른 부채널을 이용하기 때문에 서로 교차하는 구간에서도 각 열차의 무선 통신 단말은 자신의 주채널과 부채널을 원활하게 활용할 수 있다. 물론, 각 열차의 무선 통신 단말이 이용할 수 있는 부채널이 서로 다르더라도 두 무선 통신 단말의 주채널이 동일한 경우가 생길 수도 있는데, 이 경우 상기 동일한 주채널에 대한 우선권을 어떤 무선 통신 단말이 가질지는 통상의 무선랜에서의 채널 경쟁 방식에 따라 결정될 수 있다.

만약 무선 통신 단말에 할당된 주채널보다 높거나 낮은 인접 주파수 대역에 복수의 부채널이 연속적으로 존재하는 경우, 무선 통신 단말의 프로세서는, 송수신부를 통해 상기 복수의 부채널이 유휴 상태인지 여부를 개별적으로 판별할 수 있다. 그리고, 상기 프로세서는 상기 복수의 부채널 중 유휴 상태인 적어도 일부의 부채널이 상기 주채널에 연속하여 존재하는 경우, 상기 주채널에 연속하면서 유휴 상태인 부채널을 함께 이용하여 무선 통신을 수행하도록 상기 송수신부를 제어할 수 있다. 또는, 상기 주채널보다 높거나 낮은 인접 주파수 대역에 복수의 부채널이 존재하고, 상기 프로세서는, 상기 복수의 부채널 중 유휴 상태이면서 상기 주채널에 연속된 부채널을 함께 이용하여 무선 통신을 수행하도록 상기 송수신부를 제어할 수 있다. 이를 통해 무선 통신 단말은 가용 무선 통신 자원을 최대한 사용하여 무선 신호를 송수신할 수 있으며, 무선 주파수의 사용률을 높일 수 있다. 전술한 사항에 따르면, 무선 통신 단말이 주채널에 연속된 복수의 부채널의 유휴 상태를 판별하는 것으로 서술하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 무선 통신 단말은 주채널에 연속되지 않거나 서로 연속되지 않는 복수의 부채널의 유휴 상태를 개별적으로 판별할 수 있고, 유휴 상태인 부채널을 모두 이용하여 무선 통신을 수행할 수도 있다.

한편, 앞서 언급한 도 1(c)에서, 열차의 일 단으로부터 기 설정된 거리 범위 이내에 해당하는 제 1 영역과 상기 열차의 타 단으로부터 기 설정된 거리 범위 이내에 해당하는 제 2 영역에 대하여 설명한 바 있다. 여기서, 상기 제 1 영역과 상기 제 2 영역 사이의 거리는 상기 제 1 영역에 탑재되는 무선 통신 단말과 상기 제 2 영역에 탑재되는 무선 통신 단말이 상호 신호 간섭을 일으키지 않는 조건을 만족시킬 수 있다.

여기서, 어떤 특정 무선 통신 단말 및 제 1 타 무선 통신 단말은 상기 제 1 영역에 탑재되고, 제 2 타 무선 통신 단말은 상기 제 2 영역에 탑재되는 상황을 가정할 수 있다. 도 1(c)을 참조하였을 때, 상기 특정 무선 통신 단말이 무선 통신 단말 100A이고 상기 제 1 타 무선 통신 단말이 무선 통신 단말 100B 이며, 상기 제 2 타 무선 통신 단말은 무선 통신 단말 100C 또는 100D 일 수 있다. 이 때 본 발명의 실시예에 따르면, 상기 특정 무선 통신 단말(100A)은 상기 제 1 타 무선 통신 단말(100B)에 할당된 주채널과 상이한 주채널에 기반하여 무선 신호를 송수신할 수 있다. 이에 따라, 상기 동일한 영역에 속한 무선 통신 단말의 상호 신호 간섭을 배제할 수 있다.

한편, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 특정 무선 통신 단말(100A)은 상기 제 2 타 무선 통신 단말(100C 또는 100D)에 할당된 주채널과 동일한 주채널에 기반하여 무선 신호를 송수신할 수 있다. 즉, 상기 제 1 영역과 제 2 영역 사이의 거리는 두 영역에 탑재된 무선 통신 단말이 상호 신호 간섭을 일으키지 않는 조건을 만족시키기 때문에, 제 1 영역의 무선 통신 단말과 제 2 영역의 무선 통신 단말은 동일한 주채널을 할당 받을 수 있다. 하지만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 특정 무선 통신 단말(100A)은 상기 제 2 타 무선 통신 단말(100C 또는 100D)에 할당된 주채널과 상이한 주채널에 기반하여 무선 신호를 송수신할 수도 있다.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면 상기 특정 무선 통신 단말(100A)이 이용하는 부채널이 상기 제 2 타 무선 통신 단말(100C 또는 100D)이 이용하는 부채널과 동일할 수 있다. 역시, 상기 제 1 영역과 제 2 영역 사이의 거리는 두 영역에 탑재된 무선 통신 단말이 상호 신호 간섭을 일으키지 않는 조건을 만족시키기 때문에, 제 1 영역의 무선 통신 단말과 제 2 영역의 무선 통신 단말은 동일한 주파수 대역의 부채널을 이용할 수 있는 것이다. 이에 따라 제 1 영역의 무선 통신 단말과 제 2 영역의 무선 통신 단말은 가용 부채널을 최대한 활용할 수 있으며 이에 따라 주파수의 사용률을 높일 수 있다. 물론, 타 열차의 무선 통신 단말과 특정 부채널 또는 주파수 대역을 공통으로 이용하는 경우, 먼저 유휴 상태를 감지한 무선 통신 단말이 해당 부채널을 이용할 수 있다.

상기 내용과 관련하여, 본 발명의 실시예에 따른 액세스 포인트는 상기 제 1 영역에 탑재되는 각 무선 통신 단말에 서로 다른 주파수 대역을 할당하고, 상기 제 2 영역에 탑재되는 각 무선 통신 단말에 서로 다른 주파수 대역을 할당할 수 있다. 그리고, 액세스 포인트는 제 1 영역에 탑재되는 무선 통신 단말과 상기 제 2 영역에 탑재되는 무선 통신 단말에 서로 동일한 주파수 대역을 할당할 수 있는데, 전술한 두 영역 사이의 거리 조건에 따라 동일한 주파수 대역 또는 주채널에 의한 신호 간섭을 방지할 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 제 1 영역에 탑재되는 무선 통신 단말과 상기 제 2 영역에 탑재되는 무선 통신 단말에 서로 다른 주파수 대역이 할당될 수도 있으며, 열차의 모든 무선 통신 단말이 서로 다른 주파수 대역을 이용하도록 할 수도 있다. 이 때, 상기 주파수 대역에 상기 무선 통신 단말이 이용할 주채널이 포함될 수 있다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 무선 통신 단말과 액세스 포인트의 제어 방법을 나타낸 도면이다. 본 발명에 따른 무선 통신 단말은 열차에 탑재될 수 있으며, 할당된 특정 주채널에 기초하여 액세스 포인트와 무선 신호를 송수신할 수 있다.

도 2(a)에 따른 무선 통신 단말의 제어 방법에 따르면, 부채널이 유휴 상태인지 여부를 확인(S110)할 수 있다. 그리고, 무선 통신 단말은 상기 부채널이 유휴 상태인지에 따라 상기 주채널과 상기 부채널을 함께 이용하여 무선 통신을 수행(S120)할 수 있다. 이 때, 상기 무선 통신 단말은 상기 열차와 반대 방향으로 진행하는 열차에 탑재된 무선 통신 단말과 일부 주파수 대역을 공통으로 사용할 수 있다.

여기서, 상기 공통으로 이용하는 일부 주파수 대역은 상기 적어도 어느 하나의 부채널일 수 있다.

여기서, 상기 열차는 제 1 방향 또는 상기 제 1 방향과 반대 방향인 제 2 방향으로 주행하며, 상기 열차가 상기 제 1 방향으로 주행할 때 상기 무선 통신 단말에 할당된 주채널과 상기 제 2 방향으로 주행할 때 상기 무선 통신 단말에 할당된 주채널이 상이할 수 있다. 또는, 상기 무선 통신 단말에 할당된 주채널은 상기 열차와 반대 방향으로 진행하는 열차에 탑재된 타 무선 통신 단말이 이용하는 주채널과 상이할 수 있다.

한편, 상기 부채널은 상기 열차의 진행 방향에 기초하여 결정될 수 있으며, 상기 열차는 제 1 방향 또는 상기 제 1 방향의 반대 방향인 제 2 방향으로 주행할 수 있다고 가정하였을 때, 상기 열차가 상기 제 1 방향으로 주행할 때 상기 무선 통신 단말이 이용할 수 있는 부채널과 상기 제 2 방향으로 주행할 때 상기 무선 통신 단말이 이용할 수 있는 부채널이 상이할 수 있다.

또한, 상기 주채널보다 높거나 낮은 인접 주파수 대역에 복수의 부채널이 연속적으로 존재하는 경우, 상기 유휴 상태인지 여부를 확인하는 단계(S110)는 상기 복수의 부채널이 유휴 상태인지 여부를 개별적으로 판별하고, 상기 무선 통신을 수행하는 단계(S120)는 상기 복수의 부채널 중 유휴 상태인 적어도 일부의 부채널이 상기 주채널에 연속하여 존재하는 경우, 상기 주채널에 연속하면서 유휴 상태인 부채널을 함께 이용하여 무선 통신을 수행할 수 있다. 또는, 상기 주채널보다 높거나 낮은 인접 주파수 대역에 복수의 부채널이 존재하는 경우, 상기 유휴 상태인지 여부를 확인하는 단계(S110)는 상기 복수의 부채널이 유휴 상태인지 여부를 개별적으로 판별하고, 상기 무선 통신을 수행하는 단계(S120)는 상기 복수의 부채널이 유휴 상태인 경우, 유휴 상태이면서 상기 주채널에 연속된 부채널을 함께 이용하여 무선 통신을 수행할 수 있다.

한편, 상기 열차의 일 단으로부터 기 설정된 거리 범위 이내에 해당하는 제 1 영역과 상기 열차의 타 단으로부터 기 설정된 거리 범위 이내에 해당하는 제 2 영역에 대하여, 상기 무선 통신 단말 및 제 1 타 무선 통신 단말은 상기 제 1 영역에 탑재되고, 제 2 타 무선 통신 단말은 상기 제 2 영역에 탑재될 수 있으며, 상기 제 1 영역과 상기 제 2 영역 사이의 거리는 상기 제 1 영역에 탑재되는 무선 통신 단말과 상기 제 2 영역에 탑재되는 무선 통신 단말이 상호 신호 간섭을 일으키지 않는 조건을 만족시킬 수 있다. 이 경우, 상기 무선 통신 단말은 상기 제 1 타 무선 통신 단말에 할당된 주채널과 상이한 주채널에 기반하여 무선 신호를 송수신할 수 있다. 또는, 상기 무선 통신 단말은 상기 제 2 타 무선 통신 단말에 할당된 주채널과 동일한 주채널에 기반하여 무선 신호를 송수신할 수 있다. 또는, 상기 무선 통신 단말은 상기 제 2 타 무선 통신 단말에 할당된 주채널과 상이한 주채널에 기반하여 무선 신호를 송수신할 수 있다. 또는, 상기 무선 통신 단말이 이용할 수 있는 부채널이 상기 제 2 타 무선 통신 단말이 이용하는 부채널과 동일할 수 있다.

도 2(b)에 따른 액세스 포인트의 제어 방법에 따르면, 열차에 탑재된 무선 통신 단말이 이용할 주파수 대역을 할당하는 단계(S210) 및 상기 주파수 대역을 이용하여 상기 무선 통신 단말과 무선 통신을 수행하는 단계(S220)를 포함할 수 있다. 이 때, 상기 무선 통신 단말에 할당된 주파수 대역의 일부 주파수 대역은 상기 열차와 반대 방향으로 진행하는 열차에 탑재된 타 무선 통신 단말과 공통으로 이용될 수 있다.

여기서, 상기 무선 통신 단말은 상기 주파수 대역에 포함된 주채널을 기초로 상기 액세스 포인트와 무선 통신하고, 부채널의 유휴 여부를 기초로 상기 주채널과 상기 부채널을 함께 사용할 수 있으며, 상기 공통으로 이용하는 일부 주파수 대역은 상기 적어도 어느 하나의 부채널일 수 있다.

상기 열차는 제 1 방향 또는 상기 제 1 방향과 반대 방향인 제 2 방향으로 주행할 때, 주파수 대역을 할당하는 단계(S210)는 상기 제 1 방향으로 주행하는 열차의 무선 통신 단말과 상기 제 2 방향으로 주행하는 열차의 무선 통신 단말에 서로 다른 주파수 대역을 할당할 수 있다. 또는 상기 주파수 대역을 할당하는 단계(S210)는 특정 무선 통신 단말과 상기 특정 무선 통신 단말이 탑재된 열차와 반대 방향으로 진행하는 열차에 탑재된 타 무선 통신 단말에 서로 다른 주파수 대역을 할당할 수도 있다.

또는, 주파수 대역을 할당하는 단계(S210)는 상기 열차가 상기 열차와 동일한 방향을 진행하는 타 열차를 추월하거나 상기 타 열차가 상기 열차를 추월하는 경우, 상기 열차에 탑재된 무선 통신 단말과 상기 열차와 동일한 방향으로 진행하는 타 열차에 탑재된 무선 통신 단말에 서로 다른 주파수 대역을 할당할 수 있다.

또는, 상기 열차는 타 열차와 기 설정된 거리 범위 이내에 함께 공존하는 병존 주행 모드 또는 상기 기 설정된 거리 범위 이내에 타 열차가 존재하지 않는 단독 주행 모드로 운영되는 상황을 가정할 수 있는데, 상기 주파수 대역을 할당하는 단계(S210)는 상기 병존 주행 모드로 운행 중인 열차에 탑재된 무선 통신 단말과 상기 단독 주행 모드로 운행 중인 열차에 탑재된 무선 통신 단말에 서로 다른 주파수 대역을 할당할 수 있다.

또는, 상기 주파수 대역을 할당하는 단계(S210)는 상기 열차의 상기 제 1 영역에 탑재되는 각 무선 통신 단말에 서로 다른 주파수 대역을 할당하고, 상기 제 2 영역에 탑재되는 각 무선 통신 단말에 서로 다른 주파수 대역을 할당할 수도 있다. 이 때, 본 발명을 실시하는 방식에 따라서 상기 제 1 영역에 탑재되는 무선 통신 단말과 상기 제 2 영역에 탑재되는 무선 통신 단말에 서로 동일하거나 서로 다른 주파수 대역이 할당될 수 있다.

상기 무선 통신 단말 및 액세스 포인트의 제어 방법과 관련된 상세한 설명은 도 1을 설명할 때 다루었으므로 생략하도록 한다.

이하, 도면과 함께 무선 통신 단말의 작동 방식 및 통신 채널 구성 방법을 상세하게 설명하도록 한다.

진행 방향이 다른 각 열차의 무선 통신 단말에 분리된 주파수 대역에 따른 독립된 통신 채널 할당

일반적으로 무선랜 시스템은 CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance)라는 방법으로 통신 채널을 다중화시킬 수 있으며, 이를 통해 다수의 단말이 동일한 통신 채널을 사용할 수 있다. 하나의 단말이 특정 채널을 이용하고 있는 동안에는 다른 단말이 상기 특정 채널을 이용하지 못한다. 이 문제를 해결하기 위해, 가용 통신 주파수 대역을 분할하여 각 단말이 사용할 수 있는 주파수 대역을 별도로 지정하는 방식을 사용할 수 있다. 이 경우, 특정 방향으로 진행하는 열차 또는 상기 열차에 탑재된 단말은 상기 별도로 지정된 주파수 대역(통신 채널)을 전용할 수 있다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따라 두 개로 분리된 주파수 대역을 나타낸 것이다. 도 3의 그래프에서 가로축은 통신 주파수를 나타내며, 주파수를 나타내는 단위 GHz는 생략되었다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면 무선 통신 단말은 18GHz 및 19GHz 주파수 대역을 이용한 무선랜 통신을 수행할 수 있다. 이때, 각 통신 채널은 10MHz의 대역폭을 가질 수 있다. 하지만, 상기 주파수 대역 및 채널 대역폭은 본 발명의 실시예가 적용될 수 있는 예시적 사항에 불과하며, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 도 3은 18GHz 및 19GHz 대역에 각각 6개의 10MHz 통신 채널이 설정된 실시예를 나타낸다. IEEE 802.11n 표준에 따르면 통신 채널은 40MHz의 대역폭을 지원할 수 있는데, 이에 대응하여 18GHz 대역 및 19GHz 대역의 연속된 4 개의 채널을 하나의 채널로 구성하여 무선 통신 단말의 통신 채널로 할당할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 도 3의 통신 채널 구성에서, 19GHz 대역의 통신 채널은 제 1 방향으로 진행하는 열차(예를 들어 상행 열차)의 무선 통신 단말에 할당될 수 있고 18GHz 대역의 통신 채널은 제 2 방향으로 진행하는 열차(예를 들어 하행 열차)의 무선 통신 단말에 할당될 수 있다.

도 4는 도 3의 통신 채널 구성에 기반하여 각 열차의 무선 통신 단말이 무선 통신을 수행하는 모습을 나타낸 도면이다. 도 4에서 도면을 간략하게 나타내기 위해 각 액세스 포인트에 대한 식별 부호를 생략하였으며, 각 무선 통신 단말의 식별 부호를 A1, B1으로 변경하였다.

도 4(a)는 도 3의 통신 채널 구성을 주파수에 따라 간략하게 나타낸 것이다. 도 4(a)의 좌측의 40MHz 통신 채널은 도 3의 18GHz 대역의 40MHz 통신 채널에 대응하는 것으로, 하나의 주채널(P 40MHz)로써 무선 통신 단말 B1에 할당될 수 있다. 그리고, 도 4(a)의 우측의 40MHz 통신 채널은 도 3의 19GHz 대역의 40MHz 통신 채널에 대응하는 것으로, 하나의 주채널(P 40MHz)로써 무선 통신 단말 A1에 할당될 수 있다. 하지만, 본 발명의 실시예는 이에 한정되지 않으며, 각 40MHz 통신 채널은 20MHz의 주채널(P 20MHz) 및 20MHz의 부채널(S 20MHz)의 결합으로 구현될 수 있다. 즉, 각 무선 통신 단말 A1 및 B1이 초기에 20MHz의 주채널(P 20MHz)을 할당 받은 상황에서 채널이 확장되어, 20MHz의 부채널(S 20MHz)을 함께 이용하는 방식으로 작동할 수도 있다.

도 4(b)는 열차 V1 및 V2의 각 무선 통신 단말이 선로 주변의 액세스 포인트와 정보를 송수신하는 모습을 나타내고 있다. 도 4(b)에서 열차 V1은 우측 방향으로 진행 중이고, 열차 V2는 좌측 방향으로 진행 중이다. 여기서, 상기 열차 V1이 진행 중인 우측 방향이 상선 방향, 상기 열차 V2가 진행 중인 좌측 방향이 하선 방향인 것으로 가정한다. 도 4(b) 및 도 4(c)에서 각 열차의 선로는 생략되었다.

도 4(b)에 따르면, 상선 방향으로 진행하는 열차 V1이 주행하는 선로(도 4(b)의 상측)를 따라 19GHz 대역의 채널을 이용하는 액세스 포인트가 설치될 수 있고, 하선 방향으로 진행하는 열차 V2가 주행하는 선로(도 4(b) 의 하측)를 따라 18GHz 대역의 채널을 이용하는 액세스 포인트가 설치될 수 있다. 각 열차에서 상선 방향 즉 우측의 일부 영역에는 19GHz 대역의 채널을 이용하는 액세스 포인트와 무선 통신을 수행할 수 있는 무선 통신 단말 A1이 설치되고, 하선 방향 측 좌측의 일부 영역에는 18GHz 대역의 채널을 이용하는 액세스 포인트와 무선 통신을 수행할 수 있는 무선 통신 단말 B1이 설치될 수 있다. 상기 열차의 일부 영역은 전술한 제 1 영역 또는 제 2 영역에 대응될 수 있다. 또는 본 발명을 실시하는 방식에 따라서, 각 열차의 진행 방향 쪽 말단부인 전두부에 무선 통신 단말 A1이 설치되고 열차의 진행 방향의 반대 방향 쪽 말단부인 후두부에 무선 통신 단말 B1이 설치될 수도 있다.

도 4에 따르면, 열차의 전두부 및 후두부에 서로 다른 주파수 대역의 통신 채널로 통신을 수행할 수 있는 무선 통신 단말 A1 및 B1이 각각 설치되기 때문에, 종착역에서 우회 선로를 이용하여 열차를 돌리지 않고 다만 전후 방향만 바꾸어 운행을 해도 각 무선 통신 단말이 원활한 통신을 수행할 수 있다. 또한, 상선 방향 열차 V1이 하선 방향 열차의 선로 에서 운행해도 동일하게 원활한 통신을 수행할 수 있으며, 이것은 하선 방향 열차 V2가 상선 방향 열차의 선로에서 운행하는 경우에도 동일하다. 도 4(b)에서 무선 통신 단말 A1과 무선 통신을 수행하는 액세스 포인트가 상측에 설치되고 무선 통신 단말 B1과 무선 통신을 수행하는 액세스 포인트가 하측에 설치되는 것으로 도시되어있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 즉, 액세스 포인트가 무선 통신을 수행할 수 있는 거리에 비하여 두 선로의 폭이 좁기 때문에 두 종류의 액세스 포인트가 선로의 한쪽에만 설치되어도 동일하게 무선 통신을 수행할 수 있다. 하지만 액세스 포인트의 배치 관계 및 설치 위치는 전술한 사항에 한정되지 않는다.

도 4(c)는 상선 방향 열차 V1과 하선 방향 열차 V2가 서로 교차되는 순간 각 열차의 무선 통신 단말 A1 및 B1이 동일한 액세스 포인트에 접속하는 모습을 나타낸 것이다.

도 4에 따르면, 각 열차의 전두부 및 후두부에 서로 다른 주채널을 이용하는 무선 통신 단말이 각각 탑재될 수 있으며, 각 무선 통신 단말의 주채널은 열차의 진행 방향과 무관하게 유지될 수 있다.

도 5는 두 개로 분리된 주파수 대역의 다른 채널 구성 방식을 나타낸 도면이다. 도 5의 각 정보의 표기 방식은 도 3의 경우와 동일하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략하도록 한다.

도 5는 18GHz 및 19 GHz 주파수 대역에 각각 60MHz의 통신 채널을 구성하는 방법을 나타낸 것으로 전술한 도 3의 채널 구성 방식에서 잔여 20MHz 주파수 대역을 별도의 통신 채널로 구성하여 활용하고 있다. 상기 40MHz 및 20MHz 통신 채널을 모두 이용하기 위해서는 두 통신 채널을 이용하는 서로 다른 종류의 무선 통신 단말이 필요하다. 즉, 18GHz 대역의 40MHz 및 20MHz 통신 채널을 이용하는 무선 통신 단말 B1 및 B2, 19GHz 대역의 40MHz 및 20MHz 통신 채널을 이용하는 무선 통신 단말 A1 및 A2가 각 열차에 장착되어야 한다. 상선 및 하선 선로를 따라 설치되는 액세스 포인트 역시 두 종류가 필요하다. 즉, 상선 선로를 따라 상기 무선 통신 단말 A1 및 A2와 무선 통신을 수행하는 액세스 포인트 두 종류가 설치되어야 하고, 하선 선로를 따라 상기 무선 통신 단말 B1 및 B2와 무선 통신을 수행하는 액세스 포인트도 두 종류가 설치되어야 한다. 이와 같은 통신 구성을 통해 상선 방향으로 운행하는 열차 및 하선 방향으로 운행하는 열차 모두 60MHz 주파수 대역을 전부 사용할 수 있어 주파수 사용률을 높일 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 도 5의 통신 채널 구성에서, 19GHz 대역의 통신 채널은 제 1 방향으로 진행하는 열차(예를 들어 상행 열차)의 무선 통신 단말에 할당될 수 있고 18GHz 대역의 통신 채널은 제 2 방향으로 진행하는 열차(예를 들어 하행 열차)의 무선 통신 단말에 할당될 수 있다.

도 6은 도 5의 통신 채널 구성에 기반하여 각 열차의 무선 통신 단말이 무선 통신을 수행하는 모습을 나타낸 도면이다. 도 6은 도 4의 경우와 마찬가지로, 도면을 간략하게 나타내기 위해 각 액세스 포인트에 대한 식별 부호를 생략하였다.

도 6(a)는 도 5의 통신 채널 구성을 주파수에 따라 간략하게 나타낸 것이다. 도 6(a)의 좌측의 40MHz 통신 채널은 도 5의 18GHz 대역의 40MHz 통신 채널에 대응하는 것으로, 하나의 주채널(P 40MHz)로써 무선 통신 단말 B1에 할당될 수 있다. 도 6(a)의 좌측의 20MHz 통신 채널(P 20MHz)은 도 5의 18GHz 대역의 20MHz 통신 채널에 대응하는 것으로, 무선 통신 단말 B2에 할당될 수 있다. 도 6(a)의 우측의 40MHz 통신 채널은 도 5의 19GHz 대역의 40MHz 통신 채널에 대응하는 것으로, 하나의 주채널(P 40MHz)로써 무선 통신 단말 A1에 할당될 수 있다. 도 6(a)의 우측의 20MHz 통신 채널(P 20MHz)은 도 5의 19GHz 대역의 20MHz 통신 채널에 대응하는 것으로, 무선 통신 단말 A2에 할당될 수 있다. 하지만, 본 발명의 실시예는 이에 한정되지 않으며, 각 40MHz 통신 채널은 20MHz의 주채널(P 20MHz) 및 20MHz의 부채널(S 20MHz)의 결합으로 구현될 수 있다. 즉, 각 무선 통신 단말 A1 및 B1이 초기에 20MHz의 주채널(P 20MHz)을 할당 받은 상황에서 채널이 확장되어, 20MHz의 부채널(S 20MHz)을 함께 이용하는 방식으로 작동할 수도 있다.

도 6(b)는 열차 V1 및 V2의 각 무선 통신 단말이 선로 주변의 액세스 포인트와 정보를 송수신하는 모습을 나타내고 있다. 도 4의 경우와 마찬가지로, 도 6(b)에서 열차 V1은 우측 방향으로 진행 중이고, 열차 V2는 좌측 방향으로 진행 중이다. 여기서, 상기 열차 V1이 진행 중인 우측 방향이 상선 방향, 상기 열차 V2가 진행 중인 좌측 방향이 하선 방향인 것으로 가정한다. 도 6(b) 및 도 6(c)에서 각 열차의 선로는 생략되었다.

도 6(b)에 따르면, 상선 방향으로 진행하는 열차 V1이 주행하는 선로(도 6(b)의 상측)를 따라 19GHz 대역의 40MHz 및 20MHz 채널을 이용하는 액세스 포인트가 각각 설치될 수 있고, 하선 방향으로 진행하는 열차 V2가 주행하는 선로(도 6(b) 의 하측)를 따라 18GHz 대역의 40MHz 및 20MHz 채널을 이용하는 액세스 포인트가 각각 설치될 수 있다. 40MHz 채널 및 20MHz 채널을 이용하는 액세스 포인트는 설치의 편리성을 위해 동일한 장소에 설치될 수 있으나, 통신의 효율성 및 신뢰성을 위해서는 40MHz 채널을 이용하는 액세스 포인트와 20MHz 채널을 이용하는 액세스 포인트가 일정 간격에 따라 교대로 설치되는 것이 좋다. 이렇게 각 액세스 포인트가 설치되면 40MHz 채널을 이용하는 액세스 포인트와 무선 통신 단말 A1(18GHz 대역에서는 B1) 사이에 핸드오버가 수행되어야 하는 시점에 도달했을 때, 위치 관계상 20MHz 채널을 이용하는 액세스 포인트와 무선 통신 단말 A2(18GHz 대역에서는 B2)는 상호 우수한 품질로 통신을 수행할 수 있다. 반대로, 20MHz 채널을 이용하는 액세스 포인트와 무선 통신 단말 A2(18GHz 대역에서는 B2) 사이에 핸드오버가 수행되어야 하는 시점에 도달했을 때, 위치 관계상 40MHz 채널을 이용하는 액세스 포인트와 무선 통신 단말 A1(18GHz 대역에서는 B1)는 상호 우수한 품질로 통신을 수행할 수 있다. 하지만 액세스 포인트의 배치 관계 및 설치 위치는 전술한 사항에 한정되지 않는다.

각 열차에서 상선 방향 즉 우측에는 19GHz 대역의 40MHz 및 20MHz 채널을 이용하는 각 액세스 포인트와 무선 통신을 수행할 수 있는 무선 통신 단말 A1 및 A2가 설치되고, 하선 방향 즉 좌측에는 18GHz 대역의 40MHz 및 20MHz 채널을 이용하는 각 액세스 포인트와 무선 통신을 수행할 수 있는 무선 통신 단말 B1 및 B2가 설치될 수 있다. 또는 본 발명을 실시하는 방식에 따라서, 각 열차의 진행 방향 쪽 말단부인 전두부에 무선 통신 단말 A1 및 A2가 설치되고 열차의 진행 방향의 반대 방향 쪽 말단부인 후두부에 무선 통신 단말 B1 및 B2가 설치될 수도 있다.

도 6의 실시예에서는 열차의 전두부 및 후두부에 서로 다른 주파수 대역의 통신 채널로 통신을 수행할 수 있는 무선 통신 단말이 각각 설치되기 때문에, 종착역에서 우회 선로를 이용하여 열차를 돌리지 않고 다만 전후 방향만 바꾸어 운행을 해도 각 무선 통신 단말이 원활한 통신을 수행할 수 있다. 또한, 상선 방향 열차 V1이 하선 방향 열차의 선로 에서 운행해도 동일하게 원활한 통신을 수행할 수 있으며, 이것은 하선 방향 열차 V2가 상선 방향 열차의 선로에서 운행하는 경우에도 동일하다. 도 6(b)에서 무선 통신 단말 A1 및 A2와 무선 통신을 수행하는 각 액세스 포인트가 상측에 설치되고 무선 통신 단말 B1 및 B2와 무선 통신을 수행하는 각 액세스 포인트가 하측에 설치되는 것으로 도시되어있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 즉, 액세스 포인트가 무선 통신을 수행할 수 있는 거리에 비하여 두 선로의 폭이 좁기 때문에 두 종류의 액세스 포인트가 선로의 한쪽에만 설치되어도 동일하게 무선 통신을 수행할 수 있다.

도 6(c)는 상선 방향 열차 V1과 하선 방향 열차 V2가 서로 교차되는 순간 각 열차의 무선 통신 단말 A1, A2, B1 및 B2가 각각 동일한 액세스 포인트에 접속하는 모습을 나타낸 것이다.

도 6에 따르면, 각 열차의 전두부 및 후두부에 서로 다른 주채널을 이용하는 무선 통신 단말이 각각 탑재될 수 있으며, 각 무선 통신 단말의 주채널은 열차의 진행 방향과 무관하게 유지될 수 있다.

진행 방향이 다른 각 열차의 무선 통신 단말이 일부 통신 주파수 대역을 공통으로 이용하는 방식

무선랜은 경쟁기반의 다중 사용자 환경을 제공한다. 전송할 패킷이 있는 단말들은 CSMA/CA 방법을 통해 채널 센싱 및 백오프(Backoff)를 수행하는 채널 접근 방법을 사용한다. 채널이 유휴 상태면 일정 시간(AIFS(Arbitration Inter-Frame Spacing) 또는 DIFS(DCF Inter-Frame Space)) 대기 한 후 패킷 전송을 수행하고 채널이 점유 상태(Busy), 즉 다른 단말이 전송을 하고 있으면 다른 단말의 전송이 끝나기를 대기 한 후 AIFS 또는 DIFS 시간 후에 백오프를 수행하고 백오프 기간 동안 다른 단말의 전송이 감지 되지 않으면 패킷을 전송한다. 여러 단말이 전술한 채널 접근 방법을 사용하여 무선랜 채널을 이용하기 때문에 상선 혹은 하선 전용으로 무선랜 채널을 구성하면 해당 구간을 지나가는 단말이 전송할 패킷이 없거나 해당 액세스 포인트의 전송 위치에 열차가 도착하지 않았을 때는 해당 채널이 사용되지 않는 시간들이 발생한다. 따라서, 주파수 사용률을 높이기 위해서는 채널이 유휴 상태로 판별되는 경유 각 열차의 단말들이 자유롭게 이용할 수 있도록 하는 채널 구성이 필요하다.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 통신 채널 구성 방식을 나타낸 도면이다. 특히, 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 무선 통신 단말이 이용할 수 있는 주파수 대역에 타 무선 통신 단말과 공통으로 이용할 수 있는 무선 통신 채널이 설정된 모습을 나타낸 도면이다. 도 7에 따르면, 18GHz 및 19GHz 주파수 대역에 대하여 서로 다르게 설정된 채널 구성 방식을 나타내고 있다.

도 7의 각 채널 구성 방식에 따르면, 도 5의 경우와 유사하게, 18GHz 및 19GHz의 40MHz 및 20MHz 대역을 개별적으로 이용할 수 있는 무선 통신 장치 X1, X2, X3, X4 또는 Y1, Y2, Y3, Y4 및 그에 각각 대응하는 액세스 포인트가 구비될 수 있다. 제 1 채널 구성 방식에 따르면, 채널 1 내지 4 및 채널 9 내지 12가 40MHz 대역으로 묶이고, 채널 5, 6 그리고 채널 7, 8이 20MHz 대역으로 묶인다. 하지만, 제 2 채널 구성 방식에 따르면, 채널 3 내지 6 및 채널 7 내지 10이 40MHz 대역으로 묶이고, 채널 1, 2 그리고 채널 11, 12가 20MHz 대역으로 묶인다. 각 채널 구성의 40MHZ 대역은 전술한 바와 마찬가지로 20MHz의 주채널과 20MHz의 부채널이 묶인 형태일 수 있다. 여기서, 어느 경우든 채널 1과 2, 채널 5와 6, 채널 7과 8 그리고 채널 11과 12는 각각 20MHz의 주채널일 수 있다. 이에 따라, 상기 제 1 채널 구성 방식에 따른 무선 통신 단말과 상기 제 2 채널 구성 방식에 따른 무선 통신 단말이 복합적으로 존재하는 경우, 나머지 채널 3과 4 그리고 채널 9와 10의 20MHz의 부채널을 공통으로 이용하는 주파수 대역으로 설정하고, 어느 단말이 먼저 해당 주파수 대역의 유휴 상태를 판별하였는가에 기초하여 해당 주파수 대역의 이용 여부가 결정될 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 도 7의 통신 채널 구성에서, 제 1 채널 구성 방식은 제 1 방향으로 진행하는 열차(예를 들어 상행 열차)의 무선 통신 단말에 적용될 수 있고, 제 2 채널 구성 방식은 제 2 방향으로 진행하는 열차(예를 들어 하행 열차)의 무선 통신 단말에 적용될 수 있다.

도 7의 채널 구성 방식 중 어느 한 방식에 따른 채널 구성이 열차에 탑재된 무선 통신 단말에 적용되는 경우, 4 개의 무선 통신 단말이 탑재되어야 한다. 즉, 제 1 채널 구성 방식이 적용되는 경우, 열차에는 각 통신 채널을 이용하는 X1 내지 X4의 무선 통신 단말이 개별적으로 탑재되어야 하며, 이에 대응하는 각 액세스 포인트 역시 선로를 따라 설치되어야 한다. 물론 본 발명의 실시예에 따라서 하나의 액세스 포인트에 복수의 통신 모듈을 포함시켜 한 액세스 포인트가 복수의 무선 통신 단말과 무선 신호를 송수신하도록 할 수도 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 각 무선 통신 단말은 IEEE 802.11ac 표준의 광대역 채널 사용 방법을 지원하는 장치일 수 있다. 그리고, 본 발명의 무선 통신 단말은 IEEE 802.11ac 기반의 광대역 채널 지원을 위해 IEEE 802.11ac의 채널 센싱 방법(Clear Channel Accessment, CCA)을 수행할 수 있으며, 주채널과 부채널 설정 방법이 IEEE 802.11ac에서 정의한 것과 동일하게 설정될 수 있다. 한편, 본 발명에 따르면, IEEE 802.11ac에서 정의한 채널 구성 방식 또는 무선랜 통신 방식을 지원할 수 있으며, 이에 따라 채널 확장은 20MHz, 40MHz, 80MHz, 160MHz 단위로 가능하다. 또한, IEEE 802.11ac 표준에 따라 불연속 채널 접근(Non-contiguous channel access)은 지원하지 않을 수 있다. 상기 불연속 채널 접근은 연속되지 않은 두 개의 채널 예를 들면, 대역폭이 20MHz인 주파수 대역 band1, band2 및 band3이 연속적으로 설정된 상태에서 band1 과 band3을 이용하여 40MHz의 대역폭을 활용하는 것을 의미한다. 하지만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 보다 다양한 대역폭 단위 및 방법으로 채널 확장이 가능하며, 불연속 채널 접근도 지원할 수도 있다.

도 7에 따르면, 40MHz 주파수 대역을 할당 받은 무선 통신 단말 X1 및 X4는 한 개의 20MHz 주채널 및 인접한 한 개의 20MHz 부채널을 함께 이용할 수 있다. 이러한 동작을 위해서 액세스 포인트들은 상기 20MHz 주채널 정보와 20MHz 부채널 정보를 설정하여 각 무선 통신 단말들에게 알릴 수 있다.

주채널은 비콘 신호를 전송하고 프로브 요청과 응답 등 제어 정보를 주고 받는데 사용될 수 있다. 주채널과 부채널이 함께 이용되는 경우, 액세스 포인트는 HT(High Throughput) 인포메이션 엘레멘트(Information element)의 주채널 서브필드(Primary Channel subfield)를 주채널인 20MHz 주파수 대역의 채널 번호로 설정하고, HT 인포메이션 엘레멘트의 부채널 오프셋 서브필드(Secondary Channel Offset subfield)를 0이 아닌 값(+1 또는 -1)으로 설정하여 무선 통신 단말로 전송할 수 있다. 부채널을 이용하지 않고 20MHz의 주채널만 이용할 경우, 액세스 포인트는 HT 인포메이션 엘레멘트의 부채널 오프셋 서브필드를 0으로 설정하여 무선 통신 단말로 전송할 수 있다.

도 7의 실시예의 경우, 무선 통신 단말 X1과 통신하는 액세스 포인트는 주채널 서브필드에 18.87GHz가 중심 주파수인 20MHz 채널을 지시하는 채널 번호로 설정하여 전송하고 부채널 오프셋 서브필드를 +1로 설정하여 주채널보다 주파수가 높은 20MHz 채널을 사용함을 지시할 수 있다. 무선 통신 단말 X2와 통신하는 액세스 포인트는 주채널 서브필드를 18.91GHz가 중심 주파수인 20MHz 채널을 지시하는 채널 번호로 설정하고 전송하고 부채널 오프셋 서브필드를 -1로 설정하여 주채널보다 주파수가 낮은 20MHz 채널을 사용함을 지시할 수 있다. 무선 통신 단말과 액세스 포인트는 상호 채널 번호가 동일한 주파수 대역 채널을 지시하도록 설정되어 있어야 한다. 무선 통신 단말 X3와 통신하는 액세스 포인트 및 무선 통신 단말 X4와 통신하는 액세스 포인트는 각각 주채널 서브필드를 18.91GHz, 그리고 19.21GHz가 중심 주파수인 20MHz 채널을 지시하는 채널 번호로 설정하고, 부채널 오프셋 서브필드를 0으로 설정하여 주채널로만 동작함을 알릴 수 있다. 도 7의 무선 통신 단말 Y1 내지 Y4와 통신하는 각 액세스 포인트 역시 유사한 방식으로 주채널 서브필드 및 부채널 오프셋 서브필드를 설정할 수 있다.

도 7의 무선 통신 단말이 무선 통신 단말이 열차에 탑재되는 경우, 각 무선 통신 단말에 대응하는 액세스 포인트가 구비될 수 있다. 즉, 무선 통신 단말 X1 내지 X4가 열차에 탑재되는 경우 4 개의 서로 다른 주채널을 이용하는 4 종류의 액세스 포인트가 열차의 선로를 따라 일정한 간격으로 설치될 수 있다. 만약 20MHz의 주파수 대역을 이용하는 X3 및 X4가 열차에 탑재되지 않는다면, X1 및 X2에 대응하는 두 액세스 포인트만 설치되면 된다.

도 8은 본 발명의 실시예에 따라 통신 채널이 확장되는 방식을 나타낸 도면이다. 도 8에서 PPDU는 PLCP 프로토콜 데이터 유닛(Physical Layer Convergence Procedure Protocol Data Unit)을 의미한다. 도 8의 실시예는 20MHz에서 40MHz까지 채널이 확장되는 모습을 나타낸 것이나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 다양한 주파수 단위로 통신 채널이 확장될 수 있다. 무선 통신 단말은 자신에게 할당된 주채널이 유휴 상태가 되는 순간, 일정 시간(예를 들어 AIFS) 대기한 후 백오프를 수행하는 경쟁 절차를 수행할 수 있다. 그리고, 백오프가 끝나는 시점에서 역산하여 PIFS(PCF Inter-Frame Space) 동안 부채널이 유휴 상태이면 상기 부채널까지 확장하여 이용할 수 있다. 도 8(a)는 무선 통신 단말이 PIFS 동안 성공적으로 유휴 상태를 센싱하여 40MHz의 채널을 점유하는 실시예를 나타낸 것이고, 도 8(b)는 PIFS 동안 센싱하였으나 그 시간 동안 다른 무선 통신 단말이 해당 부채널을 이용하고 있어 주채널의 20MHz 주파수 대역만 이용하는 실시예를 나타낸 것이다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 부채널은 복수의 무선 통신 단말에서 공통으로 이용할 수 있는 주파수 대역에 대응하는 부채널일 수 있다. 즉, 상기 부채널을 이용할 수 있는 복수의 무선 통신 단말이 도 8에 따른 부채널의 유휴 상태를 확인하고, PIFS동안 먼저 유휴 상태를 판별하는 무선 통신 단말이 해당 부채널을 이용할 수 있다. 만약 해당 부채널이 유휴 상태인 경우 무선 통신 단말은 자신의 주채널과 상기 부채널을 함께 이용하여 무선 통신을 수행할 수 있으며, 이를 통해 주파수 사용률을 높일 수 있다.

도 9는 열차에 탑재된 무선 통신 단말이 본 발명의 실시예에 따라 공통으로 이용할 수 있는 주파수 대역을 이용하여 무선 통신을 수행하는 모습을 나타낸 도면이다. 도 9는 도 6의 경우와 마찬가지로, 도면을 간략하게 나타내기 위해 각 액세스 포인트에 대한 식별 부호를 생략하였다.

도 9(a)는 도 7의 제 1 채널 구성 방식의 두 40MHz 대역과 제 2 채널 구성 방식의 두 40MHz 대역을 간략하게 나타낸 것으로, 도 7의 무선 통신 단말 X1에 할당되었던 주파수 대역은 무선 통신 단말 A1에 할당되었고, 무선 통신 단말 X2에 할당되었던 주파수 대역은 무선 통신 단말 A2에 할당되었고, 무선 통신 단말 Y1에 할당되었던 주파수 대역은 무선 통신 단말 B1에 할당되었고, 무선 통신 단말 Y2에 할당되었던 주파수 대역은 무선 통신 단말 B2에 할당되었다. 각 40MHz 통신 채널은 20MHz의 주채널(P 20MHz) 및 20MHz의 부채널(S 20MHz)의 결합으로 구현될 수 있다.

도 9(b)는 열차 V1 및 V2의 각 무선 통신 단말이 선로 주변의 액세스 포인트와 정보를 송수신하는 모습을 나타내고 있다. 도 6의 경우와 마찬가지로, 도 9(b)에서 열차 V1은 우측 방향으로 진행 중이고, 열차 V2는 좌측 방향으로 진행 중이다. 여기서, 상기 열차 V1이 진행 중인 우측 방향이 상선 방향, 상기 열차 V2가 진행 중인 좌측 방향이 하선 방향인 것으로 가정한다. 도 9(b) 및 도 9(c)에서 각 열차의 선로는 생략되었다.

도 9(b)에 따르면, 각 열차가 주행하는 선로를 따라 상기 각 무선 통신 단말 A1, A2, B1, B2에 대응하는 액세스 포인트가 각각 설치될 수 있다. 그리고, 각 열차에서 상선 방향 즉 우측의 일부 영역에는 무선 통신 단말 A1 및 A2가 설치되고, 하선 방향 즉 좌측의 일부 영역에는 무선 통신 단말 B1 및 B2가 설치될 수 있다. 상기 열차의 일부 영역은 전술한 제 1 영역 또는 제 2 영역에 대응될 수 있다. 이 경우, 만약 열차 V1이 종착역에서 방향을 바꾸어 반대로 진행(하선 방향)하는 경우 기존의 전두부가 후두부가 되고 후두부가 전두부가 되며, 이에 따라 전두부의 무선 통신 단말기 A1 및 A2에서 B1 및 B2로 바뀌게 된다. 다만, 이 경우, 각 무선 통신 단말에 할당된 무선 통신 주파수는 그대로 유지되므로 열차가 진행 방향을 바꾸어도 무선 통신을 원활하게 수행할 수 있다.

또는 본 발명을 실시하는 방식에 따라서, 각 열차의 진행 방향 쪽 말단부인 전두부에 무선 통신 단말 A1 및 A2가 설치되고 열차의 진행 방향의 반대 방향 쪽 말단부인 후두부에 무선 통신 단말 B1 및 B2가 설치될 수도 있다.

즉, 도 9의 실시예에서는 열차의 전두부 및 후두부에 서로 다른 주파수 대역의 주채널로 통신을 수행할 수 있는 무선 통신 단말이 각각 설치되기 때문에, 종착역에서 우회 선로를 이용하여 열차를 돌리지 않고 다만 전후 방향만 바꾸어 운행을 해도 각 무선 통신 단말이 원활한 통신을 수행할 수 있다. 또한, 상선 방향 열차 V1이 하선 방향 열차의 선로 에서 운행해도 동일하게 원활한 통신을 수행할 수 있으며, 이것은 하선 방향 열차 V2가 상선 방향 열차의 선로에서 운행하는 경우에도 동일하다.

도 9에 따르면, 열차 V1가 진행하는 선로를 따라 무선 통신 단말 A1 및 B1과 무선 통신을 수행하는 각 액세스 포인트가 설치될 수 있고 열차 V2가 진행하는 선로를 따라 무선 통신 단말 A2 및 B2와 무선 통신을 수행하는 각 액세스 포인트가 설치될 수 있다. 무선 통신 단말 A1 및 B1과 무선 통신을 수행하는 각 액세스 포인트가 동일한 위치에 설치되고, 액세스 포인트 설치 위치와 다음 액세스 포인트 설치 위치 사이의 거리가 열차 V1의 길이와 유사한 경우, 열차 V1의 전두부의 무선 통신 단말 A1과 후두부의 무선 통신 단말 B1이 동시에 핸드오버를 수행할 수 있다. 만약 무선 통신 단말 A1과 통신하는 액세스 포인트와 무선 통신 단말 B1과 통신하는 액세스 포인트가 서로 일정 간격만큼 이격되어 설치되는 경우 열차 V1의 전두부의 무선 통신 단말 A1과 후두부의 무선 통신 단말 B1은 서로 다른 시간에 핸드오버를 수행할 수 있다. 하지만 액세스 포인트의 배치 관계 및 설치 위치는 전술한 사항에 한정되지 않는다.

도 9(c)는 상선 방향 열차 V1과 하선 방향 열차 V2가 서로 교차되는 순간 각 열차의 무선 통신 단말 A1, A2, B1 및 B2가 각각 동일한 액세스 포인트에 접속하는 모습을 나타낸 것이다. 도 9(c)의 상황에서 열차 V1의 무선 통신 단말 A1과 열차 V2의 무선 통신 단말 A1은 동일한 주채널을 이용하기 때문에 통상의 무선랜 경쟁 방식에 따라 해당 주채널의 사용 여부를 결정할 수 있다. 이것은 다른 무선 통신 단말 A2, B1 및 B2의 경우에도 동일하게 적용될 수 있다. 한편, 열차 V1의 무선 통신 단말 A1과 열차 V2의 무선 통신 단말 B1은 서로 다른 주채널을 할당 받았지만 20MHz의 부채널(채널 3 및 4)을 공통으로 이용하는 것으로 설정될 수 있다. 이 경우, 무선 통신 단말 A1 및 B1 중 먼저 해당 부채널의 유휴 상태를 확인하는 무선 통신 단말이 해당 부채널을 이용할 수 있다. 이것은 무선 통신 채널 A2 및 B2에 할당된 20MHz의 부채널(채널 9 및 10)에서도 동일하게 발생될 수 있는 현상으로, 무선 통신 단말 A1 및 B1의 경우와 동일한 방식으로 처리될 수 있다.

도 9에 따르면, 각 열차의 전두부 및 후두부에 서로 다른 주채널을 이용하는 무선 통신 단말이 각각 탑재될 수 있으며, 각 무선 통신 단말의 주채널은 열차의 진행 방향과 무관하게 유지될 수 있다.

도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 통신 채널 구성 방식을 나타낸 도면이다. 도 10은 도 9의 경우와 마찬가지로, 도면을 간략하게 나타내기 위해 각 액세스 포인트에 대한 식별 부호를 생략하였다.

도 10(a)는 열차의 각 무선 통신 단말에 통신 채널을 할당하는 두 방식, 즉 제 3 채널 구성 방식 또는 제 4 채널 구성 방식을 간략하게 도시하고 있다. 제 3 채널 구성 방식에 따르면, 제 1 방향(예를 들어 상선 방향)으로 진행하는 열차의 무선 통신 단말 A1에 채널 1 내지 4에 의한 40MHz 채널을 할당하고, 무선 통신 채널 A2에 채널 5 내지 6에 의한 20MHz 채널을 할당할 수 있다. 그리고 제 2 방향(예를 들어 하선 방향)으로 진행하는 열차의 무선 통신 단말 B1에 채널 7 내지 10에 의한 40MHz 채널을 할당하고, 무선 통신 채널 B2에 채널 11 내지 12에 의한 20MHz 채널을 할당할 수 있다. 제 4 채널 구성 방식에 따르면, 제 1 방향(예를 들어 상선 방향)으로 진행하는 열차의 무선 통신 단말 A1에 채널 1 내지 4에 의한 40MHz 채널을 할당하고, 무선 통신 채널 A2에 채널 7 내지 10에 의한 40MHz 채널을 할당할 수 있다. 그리고 제 2 방향(예를 들어 하선 방향)으로 진행하는 열차의 무선 통신 단말 B1에 채널 3 내지 6에 의한 40MHz 채널을 할당하고, 무선 통신 채널 B2에 채널 9 내지 12에 의한 40MHz 채널을 할당할 수 있다. 즉, 제 3 채널 구성 방식에 따르면 제 1 방향으로 진행하는 열차의 무선 통신 단말과 제 2 방향으로 진행하는 열차의 무선 통신 단말은 상호 주채널 및 부채널이 전혀 중복되지 않는다. 이에 따라 제 1 방향으로 진행하는 열차의 무선 통신 단말과 제 2 방향으로 진행하는 열차의 무선 통신 단말은 동일하게 60MHz 대역을 이용할 수 있다. 제 4 채널 구성 방식에 따르면 제 1 방향으로 진행하는 열차의 무선 통신 단말과 제 2 방향으로 진행하는 열차의 무선 통신 단말은 상호 주채널이 중복되지는 않으나, 채널 3 내지 4의 20MHz 부채널과 채널 9 내지 10의 20MHz 부채널을 공통으로 이용하도록 설정될 수 있다. 따라서, 제 1 방향으로 진행하는 열차와 제 2 방향으로 진행하는 열차가 서로 교차하여 공통으로 이용하는 부채널에 대해서 경쟁하지 않는 이상 각 열차의 무선 통신 단말은 80MHz의 대역을 이용할 수 있다. 이런 관점에서 제 4 채널 구성 방식에서 사용할 수 있는 대역폭이 더 넓다고 할 수 있다.

도 10(b)는 열차 V1 및 V2의 각 무선 통신 단말이 선로 주변의 액세스 포인트와 정보를 송수신하는 모습을 나타내고 있다. 도 9의 경우와 마찬가지로, 도 10(b)에서 열차 V1은 우측 방향으로 진행 중이고, 열차 V2는 좌측 방향으로 진행 중이다. 여기서, 상기 열차 V1이 진행 중인 우측 방향이 상선 방향, 상기 열차 V2가 진행 중인 좌측 방향이 하선 방향인 것으로 가정한다. 도 10(b) 및 도 10(c)에서 각 열차의 선로는 생략되었다.

도 10(b)에 따르면, 각 열차가 주행하는 선로를 따라 상기 각 무선 통신 단말 A1, A2, B1, B2에 대응하는 액세스 포인트가 각각 설치될 수 있다. 그리고, 상선 방향으로 진행하는 열차 V1에는 무선 통신 단말 A1 및 A2가 설치되고, 하선 방향으로 진행하는 열차 V2에는 무선 통신 단말 B1 및 B2가 설치된다. 도 10의 구성이 도 9의 구성과 다른 점은, 각 열차의 전두부(또는 제 1 영역)에 탑재되는 무선 통신 단말과 후두부(또는 제 2 영역)에 탑재되는 무선 통신 단말이 동일할 수 있다는 점이다. 이에 따라, 열차 V1의 전두부 및 후두부에 무선 통신 단말 A1 및 A2가 동일하게 탑재되고, 열차 V2의 전두부 및 후두부에 무선 통신 단말 B1 및 B2가 동일하게 탑재될 수 있다. 전술한 바에 따르면, 상기 전두부(제 1 영역)과 상기 후두부(제 2 영역) 사이의 거리는 상기 전두부(제 1 영역)에 탑재되는 무선 통신 단말과 상기 후두부(제 2 영역)에 탑재되는 무선 통신 단말이 상호 신호 간섭을 일으키지 않는 조건을 만족시킬 수 있다. 이에 따라, 각 열차의 전두부 및 후두부에 배치된 무선 통신 단말이 서로 동일한 통신 주파수 대역을 이용하더라도 신호의 혼선이 발생되지 않는다.

한편, 도 10의 실시예에서는 각 열차의 진행 방향에 기반하여 해당 열차에 탑재되는 무선 통신 단말의 통신 채널이 결정되기 때문에, 열차의 운행 방향에 따라서 무선 통신 단말의 채널 구성 정보를 변경할 필요가 있다. 즉, 상선 방향으로 진행하는 열차 V1에 탑재되는 무선 통신 단말 A1 및 A2가 이용하는 통신 주파수와 하선 방향으로 진행하는 열차 V2에 탑재되는 무선 통신 단말 A3 및 A4는 서로 다른 주채널을 할당 받는다. 만약 열차 V1이 하선 방향으로 진행하게 되는 경우, 무선 통신 단말 A1 및 무선 통신 단말 A2에 무선 통신 단말 A3 및 무선 통신 단말 A4에 할당되었던 통신 주파수가 할당될 수 있다.

도 10에 따르면, 열차 V1가 진행하는 선로를 따라 무선 통신 단말 A1 및 A2와 무선 통신을 수행하는 각 액세스 포인트가 설치될 수 있고 열차 V2가 진행하는 선로를 따라 무선 통신 단말 B1 및 B2와 무선 통신을 수행하는 각 액세스 포인트가 설치될 수 있다. 무선 통신 단말 A1 및 A2와 무선 통신을 수행하는 각 액세스 포인트가 동일한 위치에 설치되는 경우, 열차 V1의 무선 통신 단말 A1과 무선 통신 단말 B1이 동시에 핸드오버를 수행할 수 있다. 만약 무선 통신 단말 A1과 통신하는 액세스 포인트와 무선 통신 단말 A2와 통신하는 액세스 포인트가 서로 일정 간격만큼 이격되어 설치되는 경우 무선 통신 단말 A1과 무선 통신 단말 A2는 서로 다른 시간에 핸드오버를 수행할 수 있다. 하지만 액세스 포인트의 배치 관계 및 설치 위치는 전술한 사항에 한정되지 않는다.

도 10(c)는 상선 방향 열차 V1과 하선 방향 열차 V2가 서로 교차되는 순간 각 열차의 무선 통신 단말 A1, A2, B1 및 B2가 각자의 액세스 포인트에 접속하는 모습을 나타낸 것이다. 만약 도 10의 무선 통신 단말들이 제 4 채널 구성 방식에 따라 채널을 할당 받은 경우, 열차 V1과 V2가 교차되는 순간 무선 통신 단말 A1과 무선 통신 단말 B1이 동일한 부채널(채널 3, 4에 따른 20MHz 채널)에 대한 채널 확장을 시도할 수 있다. 마찬가지로, 동일한 순간 무선 통신 단말 A2와 무선 통신 단말 B2가 동일한 부채널(채널 9, 10에 따른 20MHz 채널)에 대한 채널 확장을 시도할 수 있다. 각 경우, 먼저 해당 부채널의 유휴 상태를 감지한 무선 통신 단말이 해당 부채널을 이용할 수 있게 된다.

도 10에 따르면, 각 열차의 전두부 및 후두부에 서로 동일한 주채널을 이용하는 무선 통신 단말이 각각 탑재될 수 있으며, 각 무선 통신 단말의 주채널은 열차의 진행 방향에 기반하여 변경될 수 있다.

도 11은 도 7에 따른 채널 구성 방식에 따라 통신 채널이 구성되었을 때 각 열차의 무선 통신 단말이 통신을 수행하는 모습을 나타낸 도면이다. 도 11은 도 10의 경우와 마찬가지로, 도면을 간략하게 나타내기 위해 각 액세스 포인트에 대한 식별 부호를 생략하였다.

도 11(a)는 도 7의 제 1 채널 구상 방식 및 제 2 채널 구성 방식을 간략하게 나타낸 것이다. 이에 따라, 도 7의 무선 통신 단말 X1 내지 X4에 할당되던 주파수 대역은 도 11의 무선 통신 단말 A1 내지 A4에 각각 할당되며, 도 7의 무선 통신 단말 Y1 내지 Y4에 할당되던 주파수 대역은 도 11의 무선 통신 단말 B1 내지 B4에 각각 할당될 수 있다.

도 11(b)는 열차 V1 및 V2의 각 무선 통신 단말이 선로 주변의 액세스 포인트와 정보를 송수신하는 모습을 나타내고 있다. 도 10의 경우와 마찬가지로, 도 11(b)에서 열차 V1은 우측 방향으로 진행 중이고, 열차 V2는 좌측 방향으로 진행 중이다. 여기서, 상기 열차 V1이 진행 중인 우측 방향이 상선 방향, 상기 열차 V2가 진행 중인 좌측 방향이 하선 방향인 것으로 가정한다. 도 11(b)에서 각 열차의 선로는 생략되었다. 또한, 도면에 대한 원활한 설명을 위해 도 11(b)에서 각 무선 통신 단말의 식별 부호가 생략되었다.

도 11(b)에 따르면, 각 열차가 주행하는 선로를 따라 상기 각 무선 통신 단말 A1 내지 A4, B1 내지 B4에 대응하는 액세스 포인트가 각각 설치될 수 있다. 그리고, 각 열차에서 상선 방향 즉 우측의 일부 영역에는 무선 통신 단말 A1 내지 A4가 설치되고, 하선 방향 즉 좌측의 일부 영역에는 무선 통신 단말 B1 내지 B4가 설치될 수 있다. 상기 열차의 일부 영역은 전술한 제 1 영역 또는 제 2 영역에 대응될 수 있다. 이 경우, 만약 열차 V1이 종착역에서 방향을 바꾸어 반대로 진행(하선 방향)하는 경우 기존의 전두부가 후두부가 되고 후두부가 전두부가 되며, 이에 따라 전두부의 무선 통신 단말기 A1 내지 A4에서 B1 내지 B4로 바뀌게 된다. 다만, 이 경우, 각 무선 통신 단말에 할당된 무선 통신 주파수는 그대로 유지되므로 열차가 진행 방향을 바꾸어도 무선 통신을 원활하게 수행할 수 있다.

또는 본 발명을 실시하는 방식에 따라서, 각 열차의 진행 방향 쪽 말단부인 전두부에 무선 통신 단말 A1 내지 A4가 설치되고 열차의 진행 방향의 반대 방향 쪽 말단부인 후두부에 무선 통신 단말 B1 내지 B4가 설치될 수도 있다.

즉, 도 11의 실시예에서는 열차의 전두부 및 후두부에 서로 다른 주파수 대역의 주채널로 통신을 수행할 수 있는 무선 통신 단말이 각각 설치되기 때문에, 종착역에서 우회 선로를 이용하여 열차를 돌리지 않고 다만 전후 방향만 바꾸어 운행을 해도 각 무선 통신 단말이 원활한 통신을 수행할 수 있다. 또한, 상선 방향 열차 V1이 하선 방향 열차의 선로 에서 운행해도 동일하게 원활한 통신을 수행할 수 있으며, 이것은 하선 방향 열차 V2가 상선 방향 열차의 선로에서 운행하는 경우에도 동일하다.

도 11에 따르면, 열차 V1가 진행하는 선로를 따라 무선 통신 단말 A1, A3, B1 및 B3과 무선 통신을 수행하는 각 액세스 포인트가 설치될 수 있고 열차 V2가 진행하는 선로를 따라 무선 통신 단말 A2, A4, B2 및 B4와 무선 통신을 수행하는 각 액세스 포인트가 설치될 수 있다. 또는, 열차 V1가 진행하는 선로를 따라 무선 통신 단말 A1 내지 A4와 무선 통신을 수행하는 각 액세스 포인트가 설치될 수 있고 열차 V2가 진행하는 선로를 따라 무선 통신 단말 B1 내지 B4와 무선 통신을 수행하는 각 액세스 포인트가 설치될 수 있다. 하지만 액세스 포인트의 배치 관계 및 설치 위치는 전술한 사항에 한정되지 않는다.

도 11에서 상선 방향 열차 V1과 하선 방향 열차 V2가 서로 교차되는 순간, 각 열차의 무선 통신 단말들은 상호 주채널 또는 공통으로 이용할 수 있는 부채널에 대하여 경쟁을 수행하게 되며, 주채널의 경우 통상의 무선랜의 채널 경쟁 방식에 따라 처리되고 부채널의 경우 먼저 유휴 상태를 확인한 무선 통신 단말이 이용할 수 있게 된다.

도 11에 따르면, 각 열차의 전두부 및 후두부에 서로 다른 주채널을 이용하는 무선 통신 단말이 각각 탑재될 수 있으며, 각 무선 통신 단말의 주채널은 열차의 진행 방향과 무관하게 유지될 수 있다.

도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 통신 채널 구성 방식을 나타낸 도면이다. 도 12에 따른 통신 채널 구성 방식은 도 7에 따른 제 1 채널 구성 방식 및 제 2 채널 구성 방식과 상당히 유사하다. 다만, 도 12의 실시예는 10MHz 대역폭을 가지는 주채널이 각 무선 통신 단말에 개별적으로 할당되며, 최초 10MHz의 대역폭에서 10MHz의 부채널 및 20MHz의 부채널을 함께 이용하여 40MHz의 대역폭을 한 무선 통신 단말이 활용할 수 있는 채널 확장 구조를 포함하고 있다. 또한, 도 12의 실시예에서는 제 5 채널 구성 방식 및 제 6 채널 구성 방식을 통틀어 각 무선 통신 단말은 서로 다른 10MHz의 주채널을 할당 받아 사용할 수 있다. 이와 같은 구조를 통해, 각 무선 통신 단말은 부채널의 유휴 상태에 따라 대역폭을 자유롭게 확장시킬 수 있는 한편, 서로 다른 주채널을 이용함으로써 주파수 사용률을 높일 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 도 12의 통신 채널 구성에서, 제 5 채널 구성 방식은 제 1 방향으로 진행하는 열차(예를 들어 상행 열차)의 무선 통신 단말에 적용될 수 있고, 제 6 채널 구성 방식은 제 2 방향으로 진행하는 열차(예를 들어 하행 열차)의 무선 통신 단말에 적용될 수 있다. 또는, 제 5 채널 구성 방식은 열차의 제 1 영역에 탑재되는 무선 통신 단말에 할당될 수 있고 제 6 채널의 구성 방식은 열차의 제 2 영역에 탑재되는 무선 통신 단말에 할당될 수 있다.

도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따라 통신 채널이 확장되는 방식을 나타낸 도면이다. 도 13의 실시예는 10MHz에서 40MHz까지 채널이 확장되는 모습을 나타낸 것이나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 다양한 주파수 단위로 통신 채널이 확장될 수 있다. 무선 통신 단말은 자신에게 할당된 주채널이 유휴 상태가 되는 순간, 일정 시간(예를 들어 AIFS) 대기한 후 백오프를 수행하는 경쟁 절차를 수행할 수 있다. 그리고, 백오프가 끝나는 시점에서 역산하여 PIFS 동안 부채널이 유휴 상태이면 상기 부채널까지 확장하여 이용할 수 있다. 도 13(a)는 무선 통신 단말이 PIFS 동안 성공적으로 유휴 상태를 센싱하여 20MHz의 채널을 점유하는 실시예를 나타낸 것이고, 도 13(b)는 PIFS 동안 센싱하였으나 그 시간 동안 다른 무선 통신 단말이 해당 부채널을 이용하고 있어 주채널의 10MHz 주파수 대역만 이용하는 실시예를 나타낸 것이다. 도 13(c)는 무선 통신 단말이 PIFS 동안 성공적으로 유휴 상태를 센싱하여 40MHz의 채널을 점유하는 실시예를 나타낸 것이고, 도 13(d)는 PIFS 동안 센싱하였으나, 20MHz 대역에 대하여 다른 무선 통신 단말이 해당 부채널을 이용하고 있어 주채널 10MHz 주파수 대역 및 부채널 10MHz의 20MHz 대역을 이용하는 실시예를 나타낸 것이다.

도 14는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 통신 채널 구성 방식을 나타낸 도면이다. 도 14의 제 7 채널 구성 방식에 따르면, 무선 통신 단말 X1은 채널 1의 10MHz 대역의 주채널을 할당 받을 수 있고, 무선 통신 단말 X2는 채널 12의 10MHz 대역의 주채널을 할당 받을 수 있다. 또는 무선 통신 단말 X1은 채널 1 및 2의 20MHz 대역의 주채널을 할당 받을 수 있고, 무선 통신 단말 X2는 채널 11 및 12의 20MHz 대역의 주채널을 할당 받을 수 있다.

각 무선 통신 단말들이 10MHz의 주채널을 할당 받은 경우, 제 7 채널 구성 방식에 따라 10MHz 부채널 및 두 개의 20MHz 부채널을 함께 이용할 수 있으며, 이에 따라 각 무선 통신 단말이 이용할 수 있는 주파수의 대역폭은 10MHz, 20MHz, 40MHz 및 60MHz 단위로 확장될 수 있다. 각 무선 통신 단말들이 20MHz의 주채널을 할당 받은 경우, 제 7 채널 구성 방식에 따라 두 개의 20MHz 부채널을 함께 이용할 수 있으며, 이에 따라 각 무선 통신 단말이 이용할 수 있는 주파수의 대역폭은 20MHz, 40MHz 및 60MHz 단위로 확장될 수 있다.

도 14의 제 8 채널 구성 방식은 무선 통신 단말의 주채널이 상이한 점을 제외하고는 제 7 채널 구성 방식과 유사하다. 도 14의 제 8 채널 구성 방식에 따르면, 무선 통신 단말 Y1은 채널 6의 10MHz 대역의 주채널을 할당 받을 수 있고, 무선 통신 단말 X2는 채널 7의 10MHz 대역의 주채널을 할당 받을 수 있다. 또는 무선 통신 단말 X1은 채널 5 및 6의 20MHz 대역의 주채널을 할당 받을 수 있고, 무선 통신 단말 X2는 채널 7 및 8의 20MHz 대역의 주채널을 할당 받을 수 있다. 마찬가지로, 각 무선 통신 단말들이 10MHz의 주채널을 할당 받은 경우, 제 8 채널 구성 방식에 따라 10MHz 부채널 및 두 개의 20MHz 부채널을 함께 이용할 수 있으며, 이에 따라 각 무선 통신 단말이 이용할 수 있는 주파수의 대역폭은 10MHz, 20MHz, 40MHz 및 60MHz 단위로 확장될 수 있다. 각 무선 통신 단말들이 20MHz의 주채널을 할당 받은 경우, 제 8 채널 구성 방식에 따라 두 개의 20MHz 부채널을 함께 이용할 수 있으며, 이에 따라 각 무선 통신 단말이 이용할 수 있는 주파수의 대역폭은 20MHz, 40MHz 및 60MHz 단위로 확장될 수 있다.

도 15는 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 통신 채널이 확장되는 방식을 나타낸 도면이다. 도 15의 실시예는 20MHz의 최소 단위에서 60MHz까지 채널이 확장되는 모습을 나타낸 것이나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 다양한 주파수 단위로 통신 채널이 확장될 수 있다. 도 15(a)는 무선 통신 단말이 PIFS 동안 성공적으로 유휴 상태를 센싱하여 60MHz의 채널을 점유하는 실시예를 나타낸 것이고, 도 15(b)는 PIFS 동안 센싱하였으나 그 시간 동안 다른 무선 통신 단말이 해당 부채널을 이용하고 있어 주채널의 20MHz 주파수 대역만 이용하는 실시예를 나타낸 것이다.

도 16은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 통신 채널 구성 방식을 나타낸 도면이다. 도 16의 제 9 채널 구성 방식에 따르면, 무선 통신 단말 X1은 채널 1의 10MHz 대역의 주채널을 할당 받을 수 있고, 무선 통신 단말 X2는 채널 12의 10MHz 대역의 주채널을 할당 받을 수 있다. 각 무선 통신 단말들이 10MHz의 주채널을 할당 받은 경우, 제 9 채널 구성 방식에 따라 5개의 10MHz 부채널을 함께 이용할 수 있으며, 이에 따라 각 무선 통신 단말이 이용할 수 있는 주파수의 대역폭은 10MHz, 20MHz, 30MHz, 40MHz, 50MHz 및 60MHz 단위로 확장될 수 있다.

도 16의 제 10 채널 구성 방식은 무선 통신 단말의 주채널이 상이한 점을 제외하고는 제 9 채널 구성 방식과 유사하다. 도 16의 제 10 채널 구성 방식에 따르면, 무선 통신 단말 X1은 채널 6의 10MHz 대역의 주채널을 할당 받을 수 있고, 무선 통신 단말 X2는 채널 7의 10MHz 대역의 주채널을 할당 받을 수 있다. 각 무선 통신 단말들이 10MHz의 주채널을 할당 받은 경우, 제 10 채널 구성 방식에 따라 5개의 10MHz 부채널을 함께 이용할 수 있으며, 이에 따라 각 무선 통신 단말이 이용할 수 있는 주파수의 대역폭은 10MHz, 20MHz, 30MHz, 40MHz, 50MHz 및 60MHz 단위로 확장될 수 있다.

도 17은 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 통신 채널이 확장되는 방식을 나타낸 도면이다. 도 17의 실시예는 10MHz의 최소 단위에서 60MHz까지 채널이 확장되는 모습을 나타낸 것이나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 다양한 주파수 단위로 통신 채널이 확장될 수 있다. 도 17(a)는 무선 통신 단말이 PIFS 동안 모든 10MHz의 부채널에 대하여 성공적으로 유휴 상태를 센싱하여 60MHz의 채널을 점유하는 실시예를 나타낸 것이고, 도 17(b)는 PIFS 동안 센싱하였으나 세 개의 10MHz의 부채널이 다른 무선 통신 단말에 의해 이용되고 있어 30MHz 주파수 대역만 이용하는 실시예를 나타낸 것이다.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 주어진 주파수 대역이 두 개의 주파수 대역으로 분리하고, 열차의 방향 또는 열차 내 탑재되는 단말의 위치에 기반하여 분리된 주파수 대역을 할당하는 경우에도, 각 열차의 단말의 주채널을 상이하게 할당함으로써 무선 신호의 혼선을 저감시킬 수 있고, 주파수의 사용률을 높일 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 열차에 탑재되는 단말은 상기 열차와 반대 방향으로 진행하는 열차에 탑재된 타 무선 통신 단말과 일부 주파수 대역을 공통으로 이용하고, 부채널의 유휴 상태에 따라 복수의 통신 채널을 함께 이용하여 무선 통신을 수행할 수 있으므로, 이를 통해 주파수의 사용률을 높일 수 있다.

이상에서 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 설명하였으나, 당업자라면 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 범위 내에서 수정, 변경을 할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명이 속하는 기술분야에 속한 사람이 본 발명의 상세한 설명 및 실시예로부터 용이하게 유추할 수 있는 것은 본 발명의 권리범위에 속하는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100 : 무선 통신 단말
200 : 액세스 포인트

Claims

열차에 탑재되고, 상기 열차 외부의 액세스 포인트(Access Point)와 통신하는 무선 통신 단말에서,
무선 신호를 송수신하는 송수신부; 및
상기 송수신부의 동작을 제어하는 프로세서를 포함하고,
상기 송수신부는 상기 무선 통신 단말에 할당된 주채널(Primary Channel) 및 적어도 하나의 부채널(Secondary Channel)에 기초하여 상기 액세스 포인트와 무선 신호를 송수신하되,
상기 부채널 중 적어도 일부는 상기 열차와 반대 방향으로 진행하는 타 열차에 탑재된 타 무선 통신 단말과 공통으로 이용하는 부채널이며,
상기 프로세서는 상기 송수신부를 통해,
상기 공통으로 이용하는 부채널이 유휴 상태인지 여부에 따라 상기 주채널과 상기 공통으로 이용하는 부채널을 함께 이용하여 무선 통신하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 단말.
삭제
제1항에 있어서,
상기 열차는 제 1 방향 또는 상기 제 1 방향과 반대 방향인 제 2 방향으로 주행하며,
상기 열차가 상기 제 1 방향으로 주행할 때 상기 무선 통신 단말에 할당된 주채널과 상기 제 2 방향으로 주행할 때 상기 무선 통신 단말에 할당된 주채널이 상이한 것을 특징으로 하는 무선 통신 단말.
제1항에 있어서,
상기 무선 통신 단말에 할당된 주채널은 상기 열차와 반대 방향으로 진행하는 타 열차에 탑재된 타 무선 통신 단말이 이용하는 주채널과 상이한 것을 특징으로 하는 무선 통신 단말.
제1항에 있어서,
상기 열차가 상기 열차와 동일한 방향으로 진행하는 타 열차를 추월하거나 상기 타 열차가 상기 열차를 추월하는 경우,
상기 송수신부는 상기 타 열차에 탑재된 타 무선 통신 단말이 이용하는 주채널과 상이한 주채널을 이용하여 무선 신호를 송수신하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 단말.
제1항에 있어서,
상기 열차는 타 열차와 기 설정된 거리 범위 이내에 함께 공존하는 병존 주행 모드 또는 상기 기 설정된 거리 범위 이내에 타 열차가 존재하지 않는 단독 주행 모드로 운영되고,
상기 송수신부는 상기 열차가 병존 주행 모드로 주행할 때와 상기 단독 주행 모드로 운영될 때 서로 상이한 주채널을 이용하여 무선 신호를 송수신하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 단말.
제1항에 있어서,
상기 주채널보다 높거나 낮은 인접 주파수 대역에 복수의 부채널이 존재하고,
상기 프로세서는,
상기 복수의 부채널 중 유휴 상태이면서 상기 주채널에 연속된 부채널을 상기 주채널과 함께 이용하여 무선 통신을 수행하도록 상기 송수신부를 제어하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 단말.
제1항에 있어서,
상기 무선 통신 단말은 상기 열차의 일 단으로부터 기 설정된 거리 범위 이내에 해당하는 제 1 영역 또는 상기 열차의 타 단으로부터 기 설정된 거리 범위 이내에 해당하는 제 2 영역에 탑재되고,
상기 제 1 영역과 상기 제 2 영역 사이의 거리는 상기 제 1 영역에 탑재되는 무선 통신 단말과 상기 제 2 영역에 탑재되는 무선 통신 단말이 상호 신호 간섭을 일으키지 않는 조건을 만족시키는 것을 특징으로 하는 무선 통신 단말.
제8항에 있어서,
상기 무선 통신 단말은 상기 제 1 영역에 탑재되고,
상기 제 1 영역에 상기 열차 외부의 액세스 포인트와 통신하는 내부 무선 통신 단말이 더 탑재되며,
상기 송수신부는 상기 내부 무선 통신 단말에 할당된 주채널과 상이한 주채널에 기반하여 무선 신호를 송수신하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 단말.
제8항에 있어서,
상기 무선 통신 단말은 상기 제 1 영역에 탑재되고,
상기 제 2 영역에 상기 열차 외부의 액세스 포인트와 통신하는 적어도 하나의 내부 무선 통신 단말이 탑재되며,
상기 송수신부는 상기 내부 무선 통신 단말 중 어느 하나에 할당된 주채널과 동일한 주채널에 기초하여 무선 신호를 송수신하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 단말.
제8항에 있어서,
상기 무선 통신 단말은 상기 제 1 영역에 탑재되고,
상기 제 2 영역에 상기 열차 외부의 액세스 포인트와 통신하는 내부 무선 통신 단말이 탑재되며,
상기 송수신부는 상기 내부 무선 통신 단말에 할당된 주채널과 상이한 주채널에 기초하여 무선 신호를 송수신하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 단말.
제8항에 있어서,
상기 무선 통신 단말은 상기 제 1 영역에 탑재되고,
상기 제 2 영역에 상기 열차 외부의 액세스 포인트와 통신하는 적어도 하나의 내부 무선 통신 단말이 탑재되며,
상기 송수신부가 이용하는 부채널이 상기 내부 무선 통신 단말 중 어느 하나가 이용하는 부채널과 동일한 것을 특징으로 하는 무선 통신 단말.
열차에 탑재되고, 할당된 주채널(Primary Channel) 및 적어도 하나의 부채널(Secondary Channel)에 기초하여 상기 열차 외부의 액세스 포인트(Access Point)와 통신하는 무선 통신 단말의 제어 방법에 있어서,
상기 부채널 중 상기 열차와 반대 방향으로 진행하는 타 열차에 탑재된 타 무선 통신 단말과 공통으로 이용하는 부채널이 유휴 상태인지 여부를 확인하는 단계; 및
상기 공통으로 이용하는 부채널이 유휴 상태인지에 따라 상기 주채널과 상기 공통으로 이용하는 부채널을 함께 이용하여 무선 통신을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 단말의 제어 방법.
열차에 탑재된 무선 통신 단말과 통신하는 상기 열차 외부의 액세스 포인트(Access Point)에서,
무선 신호 또는 유선 신호를 송수신하는 송수신부; 및
상기 송수신부의 동작을 제어하는 프로세서를 포함하고,
상기 프로세서는 상기 송수신부를 통해 상기 무선 통신 단말이 이용할 주채널(Primary Channel) 및 적어도 하나의 부채널(Secondary Channel)을 할당하되,
상기 부채널 중 적어도 일부는 상기 무선 통신 단말 및 상기 열차와 반대 방향으로 진행하는 타 열차에 탑재된 타 무선 통신 단말이 공통으로 이용하는 부채널이며,
상기 무선 통신 단말은 상기 공통으로 이용하는 부채널의 유휴 여부에 기초하여 상기 주채널과 상기 공통으로 이용하는 부채널을 함께 이용하는 것을 특징으로 하는 액세스 포인트.
삭제
제14항에 있어서,
상기 열차는 제 1 방향 또는 상기 제 1 방향과 반대 방향인 제 2 방향으로 주행하며,
상기 프로세서는 상기 송수신부를 통해 상기 제 1 방향으로 주행하는 열차의 무선 통신 단말과 상기 제 2 방향으로 주행하는 열차의 무선 통신 단말에 서로 다른 주채널을 할당하는 것을 특징으로 하는 액세스 포인트.
제14항에 있어서,
상기 열차가 상기 열차와 동일한 방향을 진행하는 타 열차를 추월하거나 상기 타 열차가 상기 열차를 추월하는 경우,
상기 프로세서는 상기 송수신부를 통해 상기 열차에 탑재된 무선 통신 단말과 상기 열차와 동일한 방향으로 진행하는 타 열차에 탑재된 무선 통신 단말에 서로 다른 주채널을 할당하는 것을 특징으로 하는 액세스 포인트.
제14항에 있어서,
상기 열차는 타 열차와 기 설정된 거리 범위 이내에 함께 공존하는 병존 주행 모드 또는 상기 기 설정된 거리 범위 이내에 타 열차가 존재하지 않는 단독 주행 모드로 운영되고,
상기 프로세서는 상기 송수신부를 통해 상기 병존 주행 모드로 운행 중인 열차에 탑재된 무선 통신 단말과 상기 단독 주행 모드로 운행 중인 열차에 탑재된 무선 통신 단말에 서로 다른 주채널을 할당하는 것을 특징으로 하는 액세스 포인트.
제14항에 있어서,
상기 열차의 일 단으로부터 기 설정된 거리 범위 이내에 해당하는 제 1 영역과 상기 열차의 타 단으로부터 기 설정된 거리 범위 이내에 해당하는 제 2 영역에 대하여,
상기 제 1 영역과 상기 제 2 영역 사이의 거리는 상기 제 1 영역에 탑재되는 적어도 하나의 무선 통신 단말과 상기 제 2 영역에 탑재되는 적어도 하나의 무선 통신 단말이 상호 신호 간섭을 일으키지 않는 조건을 만족시키며,
상기 프로세서는 상기 송수신부를 통해, 상기 제 1 영역에 탑재되는 적어도 하나의 무선 통신 단말 간에 서로 다른 주채널을 할당하고, 상기 제 2 영역에 탑재되는 적어도 하나의 무선 통신 단말 간에 서로 다른 주채널을 할당하는 것을 특징으로 하는 액세스 포인트.
열차에 탑재된 무선 통신 단말과 통신하는 상기 열차 외부의 액세스 포인트(Access Point)의 제어 방법에 있어서,
상기 무선 통신 단말이 이용할 주채널(Primary Channel) 및 적어도 하나의 부채널(Secondary Channel)을 할당하는 단계, 상기 부채널 중 적어도 일부는 상기 무선 통신 단말 및 상기 열차와 반대 방향으로 진행하는 타 열차에 탑재된 타 무선 통신 단말이 공통으로 이용하는 부채널임; 및
상기 주채널 및 상기 적어도 하나의 부채널을 이용하여 상기 무선 통신 단말과 무선 통신을 수행하는 단계를 포함하고,
상기 통신을 수행하는 단계는, 상기 공통으로 이용하는 부채널의 유휴 여부에 기초하여 상기 주채널과 상기 공통으로 이용하는 부채널을 함께 이용하는 것을 특징으로 하는 액세스 포인트의 제어 방법.