KR102125542B1 - 데이터 링크 주파수 대역 할당을 통한 무인 비행체 운용 시스템 및 방법 - Google Patents

데이터 링크 주파수 대역 할당을 통한 무인 비행체 운용 시스템 및 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR102125542B1
KR102125542B1 KR1020190033276A KR20190033276A KR102125542B1 KR 102125542 B1 KR102125542 B1 KR 102125542B1 KR 1020190033276 A KR1020190033276 A KR 1020190033276A KR 20190033276 A KR20190033276 A KR 20190033276A KR 102125542 B1 KR102125542 B1 KR 102125542B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
uplink
band
downlink
channel
unmanned aerial
Prior art date
Application number
KR1020190033276A
Other languages
English (en)
Inventor
임성호
김대영
권철희
Original Assignee
엘아이지넥스원 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘아이지넥스원 주식회사 filed Critical 엘아이지넥스원 주식회사
Priority to KR1020190033276A priority Critical patent/KR102125542B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102125542B1 publication Critical patent/KR102125542B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course or altitude of land, water, air, or space vehicles, e.g. automatic pilot
    • G05D1/0011—Control of position, course or altitude of land, water, air, or space vehicles, e.g. automatic pilot associated with a remote control arrangement
    • G05D1/0022—Control of position, course or altitude of land, water, air, or space vehicles, e.g. automatic pilot associated with a remote control arrangement characterised by the communication link
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C39/00—Aircraft not otherwise provided for
    • B64C39/02—Aircraft not otherwise provided for characterised by special use
    • B64C39/024—Aircraft not otherwise provided for characterised by special use of the remote controlled vehicle type, i.e. RPV
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W74/00—Wireless channel access, e.g. scheduled or random access
    • H04W74/002—Transmission of channel access control information
    • H04W74/004—Transmission of channel access control information in the uplink, i.e. towards network
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W74/00—Wireless channel access, e.g. scheduled or random access
    • H04W74/002—Transmission of channel access control information
    • H04W74/006—Transmission of channel access control information in the downlink, i.e. towards the terminal
    • B64C2201/146—
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64U—UNMANNED AERIAL VEHICLES [UAV]; EQUIPMENT THEREFOR
    • B64U2201/00—UAVs characterised by their flight controls
    • B64U2201/20—Remote controls

Abstract

본 발명에 따른 무인 비행체를 운용하는 시스템은, 무인 비행체; 및 상기 무인 비행체에 대해 할당된 가용 주파수 상에서 구성된 상향 링크 채널과 하향 링크 채널에 기초하여 상기 무인 비행체와의 통신을 수행하는 무인 비행체 운용국을 포함하며, 상기 무인 비행체 운용국은, 상기 무인 비행체의 개수에 따라 상기 상향 링크 채널과 상기 하향 링크 채널을 최적의 방법으로 배치하여 최소한의 필터로 운용될 수 있도록 함을 특징으로 하고, 상기 상향 링크 채널은 상기 무인 비행체의 제어를 위한 신호가 전송되고, 상기 하향 링크 채널은 상기 무인 비행체가 획득한 데이터 또는 상기 무인 비행체의 상태 데이터가 전송됨을 특징으로 한다.

Description

데이터 링크 주파수 대역 할당을 통한 무인 비행체 운용 시스템 및 방법 {System and Method for Operating Unmanned Vehicle Using Data Link Frequency Band Allocating}
본 발명은 데이터 링크 주파수 대역 할당을 통한 무인 비행체를 효율적으로 운용하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것으로, 특히 가용한 주파수 대역이 충분히 넓지 않고, 탑재 무게가 제한된 소형 무인 비행체에서 데이터 링크 주파수 대역 할당을 통한 무인 비행체 운용 시스템 및 방법에 관한 것이다.
근래 무인 비행체가 상용화되면서, 다양한 산업군에서 무인 비행체의 활용도가 점차 증대되고 있을 뿐 아니라 개인들의 취미 활동으로도 무인 비행체 수요가 점차 증가하고 있다. 이에 따라 무선 주파수 자원에 대한 수요가 점차 증가하고, 가용 주파수 대역이 점차 줄어들고 있는 상황이다. 따라서, 한정된 주파수 대역을 활용하여 다수의 무인 비행체를 운용하기 위한 방안이 요구되고 있다.
도 1은 무인 비행체 데이터링크를 위해 배정된 주파수 대역에 대해 상향 링크 채널과 하향 링크 채널을 할당하는 일반적인 방법을 설명한 도면이다.
무인 비행체의 데이터링크를 위한 가용 주파수 대역 폭을 5030 MHz ~ 5150 MHz라고 가정했을 때, 기존의 주파수 대역 할당 방법에 의하면 상향 링크 대역과 하향 링크 대역을 2개 영역으로 나누어 각각 N채널씩 할당한다. 즉, 낮은 주파수 대역에는 상향 링크 채널을 할당하고, 높은 주파수 대역에는 하향 링크 을 할당한다.
상기와 같은 방법으로 상향 링크 채널과 하향 링크 채널을 할당하면, 필터 성능의 한계로 인하여 특정 채널에 대해서는 상/하향 신호를 분리하기가 매우 어렵다. 상기 문제를 해결하기 위해서는 도 1의 참조번호 170과 같이 상향 링크 채널(110)과 하향 링크 채널(150)을 충분히 이격하여야 한다. 도 1은 상/하향 링크 대역간에 여분의 주파수 60MHz 를 추가로 두어 송/수신 신호를 이격한 일 예이다.
상기 도 1의 경우와는 다르게, 상향 링크 채널과 하향 링크 채널을 충분히 이격하지 못할 경우에는 상/하향 주파수 간격이 적은 특정한 채널들은 사용할 수 없다. 또한, 동일 지역에서 무인 비행체를 2대 이상 동시 운용이 필요한 경우에는 상향 링크 신호와 하향 링크 신호 간 분리 및 채널들간 신호 분리를 위해 다채널 필터 뱅크가 필요하다. 다채널 필터 뱅크는 상/하향 신호 간 분리 및 채널 간 신호 분리에 도움이 되나 필터 뱅크의 채널 수가 늘어나면 무인 비행체의 무게가 증가하게 되어 소형 무인 비행체는 필터 뱅크의 채널 수를 최소화하여 구현하는 것이 요구된다.
도 2는 상/하향 주파수 이격을 위한 여분의 주파수를 확보하지 못한 경우에 상향 링크 채널과 하향 링크 채널 간의 간섭 문제를 설명하기 위한 도면이다.
도 2에서 참조 번호 200은 무인 비행체의 가용한 주파수 대역에 대하여 상향 링크 채널 10개(210)와 하향 링크 채널 10개(220)를 할당한 일 예이다. 도 2의 참조번호 200과 같이 상/하향 채널을 할당할 경우에는, 채널1(210a, 220a)은 상향 링크와 하향 링크 주파수 사이의 간격이 좁아 상향 링크 채널(210)의 신호와 하향 링크 채널(220)의 신호를 분리하기 위해서는 참조번호 250의 이상적인 상향 링크 필터(250a)와 이상적인 하향 링크 필터(250b)가 필요하다. 그러나, 현실적으로 참조 번호 250과 같은 이상적 필터는 구현이 불가능하므로 참조 번호 260 과 같이 구현하거나, 참조 번호 270 과 같이 구현하여야 한다.
그러나, 도 2의 참조 번호 260과 같이 필터(260a, 260b)를 구현할 경우에는 하향 링크 채널1(220a)이 상향 링크 채널(210)과 간섭을 일으키게 되며, 참조번호 270과 같이 필터 (270a, 270b)를 구성할 경우에는 하향 링크 채널 1(220a) 및 하향 링크 채널 2(220b)를 사용할 수 없게 된다. 따라서, 채널 1, 채널2 등 일부 채널에 대해서는 실제 운용 채널로 사용하기 어렵다. 또한 2대의 무인 비행체를 동시 운용하기 위해서는 각 채널간을 분리하기 위한 필터들, 즉 다채널 필터 뱅크가 필요하다. 각 채널들간 및 상/하향 신호 간을 분리하기 위한 다채널 필터 뱅크는 구현이 가능하나 무인 비행체의 주요한 무게 증가 요인이 된다.
본 발명은 상술한 필요성에 따라 안출 된 것으로, 본 발명의 목적은 최소한의 가용 주파수 자원과 최소한의 필터를 이용하여 다수의 무인 비행체를 운용하기 위한 시스템 및 방법을 제공함에 있다.
상기 발명의 목적을 상세하기 기술하면 첫째, 제한된 가용 주파수 자원으로 인해 상향 링크 주파수와 하향 링크 주파수 간격을 충분히 이격할 수 없으며, 소형 경량화를 위해 필터 뱅크 장착이 어려운 조건에서, 무인 비행체 운용 대수가 1대일 경우에, 가용한 주파수 대역의 모든 채널을 사용할 수 있도록 채널을 할당하는 무인 비행체 운용 시스템 및 방법을 제공함에 있다.
둘째, 상향 링크 주파수와 하향 링크 주파수 간격을 충분히 이격할 수 없으며, 필터 뱅크 장착이 어려운 조건에서, 무인 비행체의 동시 운용 대수가 2대일 경우에도 하향링크 필터 뱅크를 추가하지 않고도 무인 비행체를 운용할 수 있는 시스템 및 방법을 제공함에 있다.
셋째, 최소한의 하향 링크 필터 뱅크로 다수의 무인 비행체를 동시에 운용할 수 있도록 하는 무인 비행체 운용 시스템 및 방법을 제공함에 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 데이터 링크 주파수 대역 할당을 통한 무인 비행체를 운용하는 시스템은, 무인 비행체 및 상기 무인 비행체에 대해 할당된 가용 주파수 상에서 구성된 상향 링크 채널과 하향 링크 채널에 기초하여 상기 무인 비행체와의 통신을 수행하는 무인 비행체 운용국을 포함하며, 상기 무인 비행체 운용국은, 상기 무인 비행체에 대해 할당된 가용 주파수 상에서 구성된 상향 링크 채널과 하향 링크 채널에 기초하여 상기 무인 비행체와의 통신을 수행하는 무인 비행체 운용국을 포함하며, 상기 무인 비행체 운용국은, 상기 무인 비행체의 개수에 따라 상기 상향 링크 채널과 상기 하향 링크 채널의 위치를 가변함을 특징으로 하고, 상기 상향 링크 채널은 상기 무인 비행체의 제어를 위한 신호가 전송되고, 상기 하향 링크 채널은 상기 무인 비행체가 획득한 데이터 또는 상기 무인 비행체의 상태 데이터가 전송됨을 특징으로 한다.
그리고, 상기 무인 비행체 운용국은, 상기 가용 주파수를 통해 N개의 상향 링크 채널들로 구성되는 상향 링크 대역과 N개의 하향 링크 채널들로 구성되는 하향 링크 대역을 제공함을 특징으로 한다.
또한, 상기 무인 비행체는, 상기 무인 비행체 운용국과 신호를 송수신하는 상기 송수신부, 상향 링크 채널과 하향 링크 채널 신호들 간을 분리하는 역할을 하며 필터 뱅크부, 정보 수집부 및 상기 상향 링크 채널을 통해 수신된 제어 정보를 이용하여 상기 무인 비행체의 동작을 제어하고, 상기 제어 정보에 의해 상기 정보 수집부로부터 획득된 데이터를 상기 하향 링크 채널을 통해 송신하도록 상기 송수신부를 제어하는 프로세서를 포함한다.
그리고, 상기 무인 비행체 운용국은, 상기 10개의 상향 링크 채널들 중 상향 링크 채널1부터 상향 링크 채널5까지의 제1상향 링크 대역을 상기 가용 주파수 상에서 가장 낮은 주파수 대역에 순서대로 배치하고, 상향 링크 채널6부터 상향 링크 채널10까지의 제2 상향 링크 대역을 상기 가용 주파수 상에서 가장 높은 주파수 대역에 순서대로 배치하고, 상기 10개의 하향 링크 채널들 중 하향 링크 채널6부터 하향 링크 채널10까지를 상기 상향 링크 채널5의 주파수 대역 이후에 배치하고, 하향 링크 채널1부터 하향 링크 채널5까지를 상기 하향 링크 채널10과 상기 상향 링크 채널6 사이의 주파수 대역에 배치함을 특징으로 한다.
또한, 상기 무인 비행체 운용국이 운영하는 상기 무인 비행체가 1 대일 경우, 상기 필터 뱅크부는, 상기 무인 비행체 운용국으로부터 수신되는 신호로부터 상기 제1 상향 링크 대역을 분리하여 획득하기 위한 제1 상향 링크 필터 뱅크; 상기 무인 비행체 운용국으로부터 수신되는 신호로부터 상기 제2 상향 링크 대역을 분리하여 획득하기 위한 제2 상향 링크 필터 뱅크;및 상기 무인 비행체 운용국으로부터 수신되는 신호로부터 상기 하향 링크 대역을 분리하여 획득하기 위한 하향 링크 필터 뱅크를 포함한다.
그리고, 상기 무인 비행체가 2대일 경우, 상기 무인 비행체 운용국은, 제1 무인 비행체에 대해서는 상기 상향 링크 채널과 그에 대응하는 하향 링크 채널의 채널2 또는 채널3 중 어느 한 채널을 할당하고, 제2 무인 비행체에 대해서는 상기 상향 링크 채널과 그에 대응하는 하향의 링크 채널의 채널8 또는 채널9 중 어느 한 채널을 할당한다.
또한, 상기 무인 비행체가 3대일 경우, 상기 무인 비행체 운용국은, 제1 무인 비행체에 대해서는 상기 가용 주파수 상에서 상기 10개의 상향 링크 채널들 중 채널1부터 채널4를 제1 상향 링크 대역으로 할당하고, 그에 대응되는 상기 10개의 하향 링크 채널들 중 채널1부터 채널4를 제1 하향 링크 대역을 할당하고, 제2 무인 비행체에 대해서는 상기 가용 주파수 상에서 상기 10개의 상향 링크 채널들 중 채널5부터 채널7을 제2 상향 링크 대역으로 할당하고, 그에 대응되는 상기 10개의 하향 링크 채널들 중 채널5부터 채널7을 제2 하향 링크 대역을 할당하고, 제3 무인 비행체에 대해서는 상기 가용 주파수 상에서 상기 10개의 상향 링크 채널들 중 채널8부터 채널10을 제3 상향 링크 대역으로 할당하고, 그에 대응되는 상기 10개의 하향 링크 채널들 중 채널8부터 채널10을 제3 하향 링크 대역을 할당하고, 상기 제1상향 링크 대역을 상기 가용 주파수 상에서 가장 낮은 주파수 대역에 배치하고, 상기 제2 하향 링크 대역을 상기 가용 주파수 상에서 가장 높은 주파수 대역에 배치하고, 상기 제3 하향 링크 대역을 상기 제1 상향 링크 대역 다음에 배치하고, 상기 제2 상향 링크 대역을 상기 제3 하향 링크 대역 다음에 배치하고, 상기 제1 하향 링크 대역을 상기 제2 상향 링크 대역 다음에 배치하고, 상기 제3 상향 링크 대역을 상기 제1 하향 링크 대역과 상기 제2 하향 링크 대역 사이에 배치함을 특징으로 한다.
그리고, 상기 무인 비행체가 5대일 경우, 상기 무인 비행체 운용국은, 제1 무인 비행체에 대해서는 상기 가용 주파수 상에서 상기 10개의 상향 링크 채널들 중 채널1과 채널2를 제1 상향 링크 대역으로 할당하고, 그에 대응되는 상기 10개의 하향 링크 채널들 중 채널1과 채널2를 제1 하향 링크 대역을 할당하고, 제2 무인 비행체에 대해서는 상기 10개의 상향 링크 채널들 중 채널3과 채널4를 제2 상향 링크 대역으로 할당하고, 그에 대응하는 상기 10개의 하향 링크 채널들 중 채널3과 채널4를 제2 하향 링크 대역으로 할당하고, 제3 무인 비행체에 대해서는 상기 10개의 상향 링크 채널들 중 채널5와 채널6을 제3 상향 링크 대역으로 할당하고, 그에 대응하는 상기 10개의 하향 링크들 중 채널5와 채널6을 제3 하향 링크 대역으로 할당하고, 제4 무인 비행체에 대해서는 상기 10개의 상향 링크 채널들 중 채널7과 채널8을 제4 상향 링크 대역으로 할당하고, 그에 대응하는 상기 10개의 하향 링크 채널들 중 채널7과 채널8을 제4 하향 링크 대역으로 할당하고, 제5 무인 비행체에 대해서는 상기 10개의 상향 링크 채널들 중 채널9와 채널10을 제5 상향 링크 대역으로 할당하고, 그에 대응하는 상기 10개의 하향 링크 채널들 중 채널9와 채널10을 제5 하향 링크 대역으로 할당하고, 상기 제1상향 링크 대역을 상기 가용 주파수 상에서 가장 낮은 주파수 대역에 배치하고, 상기 제3 하향 링크 대역을 상기 가용 주파수 상에서 가장 높은 주파수 대역에 배치하고, 상기 제4 하향 링크 대역을 상기 제1 상향 링크 대역 다음에 배치하고, 상기 제2 상향 링크 대역을 상기 제4 하향 링크 대역 다음에 배치하고, 상기 제5 하향 링크 대역을 상기 제2 상향 링크 대역 다음에 배치하고, 상기 제3 상향 링크 대역을 상기 제5 하향 링크 대역 다음에 배치하고, 상기 제1 하향 링크 대역을 상기 제3 상향 링크 대역 다음에 배치하고, 상기 제4 상향 링크 대역을 상기 제1 하향 링크 대역 다음에 배치하고, 상기 제2 하향 링크 대역을 상기 제4 상향 링크 대역 다음에 배치하고, 상기 제5 상향 링크 대역은 상기 제2 하향 링크 대역과 상기 제3 하향 링크 대역 사이에 배치함을 특징으로 한다.
또한, 상기 무인 비행체 운용국은, 상기 무인 비행체와 무선으로 통신을 수행하는 송수신부, 필터 뱅크부, 저장부, 상기 저장부에 상기 방법에 따라 할당된 상향 링크 채널과 상기 하향 링크 채널의 위치를 저장하고 상기 저장된 상향 링크 채널 및 하향 링크 채널을 이용하여 상기 무인 비행체와 통신을 수행하도록 상기 송수신부를 제어하는 프로세서를 포함한다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 데이터 링크 주파수 대역 할당을 통한 무인 비행체 운용 방법은, 상기 무인 비행체를 운용하기 위한 가용 주파수를 확보하는 단계, 상기 확보된 주파수에 따라 채널 개수를 확정하는 단계, 상기 가용 주파수 상에서 운영 가능한 무인 비행체의 대수를 확인하는 단계, 상기 운영 가능한 무인 비행체의 대수에 따라 상향 링크 채널과 하향 링크 채널을 배치하는 단계, 상기 배치된 상향 링크 채널과 하향 링크 채널을 통해 상기 무인 비행체와 통신을 수행하는 단계를 포함함을 특징으로 하고, 상기 상향 링크 채널은 상기 무인 비행체의 제어를 위한 신호가 전송되고, 상기 하향 링크 채널은 상기 무인 비행체가 획득한 데이터 또는 상기 무인 비행체의 상태 데이터가 전송됨을 특징으로 한다.
그리고, 상기 무인 비행체가 1대만 운용하는 경우 채널 배치 방법은, 상기 10개의 상향 링크 채널들 중 상향 링크 채널1부터 상향 링크 채널5인 제1상향 링크 대역을 상기 가용 주파수 상에서 가장 낮은 주파수 대역에 순서대로 배치하고, 상향 링크 채널6부터 상향 링크 채널10인 제2 상향 링크 대역을 상기 가용 주파수 상에서 가장 높은 주파수 대역에 순서대로 배치하고, 상기 10개의 하향 링크 채널들 중 하향 링크 채널6부터 하향 링크 채널10을 상기 상향 링크 5채널의 주파수 대역 이후에 배치하고, 하향 링크 채널1부터 하향 링크 채널5를 상기 하향 링크 채널10과 상기 상향 링크 채널6 사이의 주파수 대역에 배치하여, 상기 10개 채널을 모두 사용할 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 무인 비행체가 2대일 경우 제1 무인 비행체에 대해서는 상기 상향 링크 채널과 그에 대응하는 하향 링크 채널의 채널2 또는 채널3 중 어느 한 채널을 할당하는 단계; 및 제2 무인 비행체에 대해서는 상기 상향 링크 채널과 그에 대응하는 하향의 링크 채널의 채널8 또는 채널9 중 어느 한 채널을 할당하는 단계를 포함함을 특징으로 한다.
상술한 본 발명의 실시 예에 따르면 가용 주파수 대역폭이 충분히 넓지 않아서 상향 주파수와 하향 주파수 사이에 여분의 주파수를 할당할 수 없는 경우에 대해서도 상향 링크와 하향 링크 간에 하향 링크 5개 채널 이상만큼의 주파수가 이격되게 되어 상향 링크와 하향 링크 간의 주파수를 충분히 이격시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따라 상향 링크와 하향 링크의 채널을 동일한 순서(상향 링크 채널1 일때 하향링크 채널1, 상향 링크 채널2일때 하향링크 채널2, ??., 상향 링크 채널n 일때 하향링크 채널 n)로 설정하면, 운영 중인 모든 무인 비행체에 할당된 상향 링크와 하향 링크간 주파수가 충분히 이격되어 모든 채널을 사용할 수 있도록 구현 가능하다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따르면, 무인 비행체의 운용을 위해 할당된 가용 주파수 대역이 충분히 넓지 않은 경우에도 최소한의 필터를 사용하여 적어도 두 대 이상의 무인 비행체를 동시에 운용할 수 있다.
도 1은 무인 비행체 데이터 링크를 위해 배정된 주파수 대역에 대해 상향 링크 채널과 하향 링크 채널을 할당하는 일반적인 방법을 설명한 도면,
도 2는 상/하향 주파수 이격을 위한 여분의 주파수를 확보하지 못한 경우에 상향 링크 채널과 하향 링크 채널 간의 간섭 문제를 설명하기 위한 도면,
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따라 무인 비행체의 운영을 위해 가용 주파수 상의 상향 링크 채널과 하향 링크 채널의 위치를 변경하여 구성한 도면,
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 무인 비행체의 운용 시스템의 블록 구성도,
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 무인 비행체 운용국의 운용국의 운용 동작 흐름도,
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 가용 주파수 상에서 상향 링크 채널과 하향 링크 채널의 구성과 무인 비행체의 개수에 따른 필터 뱅크의 예들을 도시한 도면,
도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따라 동시에 3대의 무인 비행체를 운용할 경우, 가용 주파수 상에서 상향 링크 채널과 하향 링크 채널의 구성과 필터 뱅크의 예들을 도시한 도면,
도 8은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따라 동시에 5대의 무인 비행체를 운용할 경우, 가용 주파수 상에서 상향 링크 채널과 하향 링크 채널의 구성과 필터 뱅크의 예들을 도시한 도면.
이하의 내용은 단지 본 발명의 원리를 예시한다. 그러므로 당업자는 비록 본 명세서에 명확히 설명되거나 도시되지 않았지만 본 발명의 원리를 구현하고 본 발명의 개념과 범위에 포함된 다양한 장치를 발명할 수 있는 것이다. 또한, 본 명세서에 열거된 모든 조건부 용어 및 실시 예들은 원칙적으로, 본 발명의 개념이 이해되도록 하기 위한 목적으로만 명백히 의도되고, 이와 같이 특별히 열거된 실시 예들 및 상태들에 제한적이지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 본 발명의 원리, 관점 및 실시 예들뿐만 아니라 특정 실시 예를 열거하는 모든 상세한 설명은 이러한 사항의 구조적 및 기능적 균등물을 포함하도록 의도되는 것으로 이해되어야 한다. 또한 이러한 균등물들은 현재 공지된 균등물뿐만 아니라 장래에 개발될 균등물 즉 구조와 무관하게 동일한 기능을 수행하도록 발명된 모든 소자를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
따라서, 예를 들어, 본 명세서의 블럭도는 본 발명의 원리를 구체화하는 예시적인 회로의 개념적인 관점을 나타내는 것으로 이해되어야 한다. 이와 유사하게, 모든 흐름도, 상태 변환도, 의사 코드 등은 컴퓨터가 판독 가능한 매체에 실질적으로 나타낼 수 있고 컴퓨터 또는 프로세서가 명백히 도시되었는지 여부를 불문하고 컴퓨터 또는 프로세서에 의해 수행되는 다양한 프로세스를 나타내는 것으로 이해되어야 한다.
프로세서 또는 이와 유사한 개념으로 표시된 기능 블럭을 포함하는 도면에 도시된 다양한 소자의 기능은 전용 하드웨어뿐만 아니라 적절한 소프트웨어와 관련하여 소프트웨어를 실행할 능력을 가진 하드웨어의 사용으로 제공될 수 있다. 프로세서에 의해 제공될 때, 상기 기능은 단일 전용 프로세서, 단일 공유 프로세서 또는 복수의 개별적 프로세서에 의해 제공될 수 있고, 이들 중 일부는 공유될 수 있다.
또한 프로세서, 제어 또는 이와 유사한 개념으로 제시되는 용어의 명확한 사용은 소프트웨어를 실행할 능력을 가진 하드웨어를 배타적으로 인용하여 해석되어서는 아니되고, 제한 없이 디지털 신호 프로세서(DSP) 하드웨어, 소프트웨어를 저장하기 위한 롬(ROM), 램(RAM) 및 비 휘발성 메모리를 암시적으로 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 주지관용의 다른 하드웨어도 포함될 수 있다.
본 명세서의 청구범위에서, 상세한 설명에 기재된 기능을 수행하기 위한 수단으로 표현된 구성요소는 예를 들어 상기 기능을 수행하는 회로 소자의 조합 또는 펌웨어/마이크로 코드 등을 포함하는 모든 형식의 소프트웨어를 포함하는 기능을 수행하는 모든 방법을 포함하는 것으로 의도되었으며, 상기 기능을 수행하도록 상기 소프트웨어를 실행하기 위한 적절한 회로와 결합된다. 이러한 청구범위에 의해 정의되는 본 발명은 다양하게 열거된 수단에 의해 제공되는 기능들이 결합되고 청구항이 요구하는 방식과 결합되기 때문에 상기 기능을 제공할 수 있는 어떠한 수단도 본 명세서로부터 파악되는 것과 균등한 것으로 이해되어야 한다.
상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따라 무인 비행체의 운영을 위해 가용 주파수 상의 상향 링크 채널과 하향 링크 채널의 위치를 변경하여 구성한 도면이다.
본 발명은 N개의 상/하향 링크 채널을 보유한 무인 비행체 운용 시스템에 적용할 수 있으나, 구체적인 설명을 위해 본 발명의 일 실시 예에서는 10개의 채널인 경우를 기술하고자 한다.
참조번호 300은 가용한 주파수 상에서 무인 비행체의 운용을 위해 10개의 상향 링크 채널들(310)과 10개의 하향 링크 채널들(320)이 기존의 일반적인 방법으로 할당된 것을 보여준다. 도 1에서와 같이 참조번호 300에서의 상향 링크 채널들(310)의 주파수 상의 위치는 상기 가용 주파수 상에서 낮은 주파수 대역에 위치하고, 하향 링크 채널들(320)의 주파수 상의 위치는 상기 가용 주파수 상에서 높은 주파수 대역에 위치하게 된다.
참조번호 350은 본 발명의 일 실시 예에 따라 참조번호 300에서와 같이 할당된 상향/하향 링크 채널들의 위치를 변경하여 재구성한 것을 보여준다. 도 3의 참조번호 350을 참조하면, 상향 링크 채널은 가용 주파수 상에서 낮은 주파수 대역과 높은 주파수 대역에 참조번호 360a와 360b와 같이 5개 채널씩 나눠서 할당하고, 하향 링크 채널의 주파수 할당 방식은 가용 주파수 상에서 참조번호 370과 같이 중간 주파수 대역에 10개 채널의 순서를 변경하여 할당한다.
구체적으로, 참조번호 350를 살펴보면, 본 발명의 일 실시 예에서는 참조번호 300에서의 10개의 상향 링크 채널들(310) 중 상향 링크 채널1부터 채널5인 제1 상향 링크 대역(360a)을 상기 가용 주파수 상에서 가장 낮은 주파수 대역에 순서대로 위치시키고, 상향 링크 채널6부터 채널10인 제2 상향 링크 대역(360b)을 상기 가용 주파수 상에서 가장 높은 주파수 대역에 순서대로 위치시킨다. 그리고, 참조번호 300에서의 10개의 하향 링크 채널들(320) 중 하향 링크 채널6부터 하향 링크 채널10은 참조번호 380b와 같이 제1 상향 링크 대역(360a) 이후에 순서대로 위치시키고, 하향 링크 채널1부터 하향 링크 채널5은 참조번호 380a와 같이 상기 하향 링크 채널10과 상기 상향 링크 채널6 사이의 주파수 대역에 위치시킨다.
일반적으로 상향 링크는 제어 데이터 전송을 위한 링크로 주파수 대역폭이 좁으며, 하향 링크는 영상 및 상태정보를 전송하기 위한 링크로 주파수 대역이 상향 링크에 비해 넓다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 무인 비행체의 운용 시스템의 블록 구성도이다.
참조번호 400은 무인 비행체 운용국를 나타내고, 참조번호 450은 무인 비행체를 나타낸다.
무인 비행체 운용국(400)은 본 발명의 실시 예들에 따라 가용 주파수 상에서 상기 무인 비행체(450)와의 통신을 위한 상향 링크 채널들과 하향 링크 채널들을 할당하는데, 상향 링크 채널을 통해서는 상기 무인 비행체(450)의 제어를 위한 신호를 전송하고, 하향 링크 채널을 통해서는 상기 무인 비행체(450)가 획득한 정보(영상 데이터, 음성 데이터 또는 각종 수집 정보) 또는 상기 무인 비행체(450)의 상태 정보를 수신한다.
무인 비행체 운용국(400)은 필터뱅크부(405), 송수신부(410), 프로세서(420), 저장부(430)를 포함한다.
필터 뱅크부(405)는 상기 무인 비행체 운용국(400)에 할당된 상향 링크 채널과 하향 링크 채널 신호들 간을 분리하는 역할을 하며, 본 발명의 일 실시 예에 따르면 동시에 운용하는 무인 비행체 대수가 1대 또는 2대 일 경우에는 생략될 수도 있다.
송수신부(410)는 가용 주파수 상에서 무인 비행체 운용국(450)에 할당된 상향 링크 채널과 하향 링크 채널을 통해 통신을 수행하며, 프로세서(420)는 운영 가능한 무인 비행체(450)의 개수에 따라 상기 상향 링크 채널과 상기 하향 링크 채널의 개수와 위치를 가변하고, 그 정보를 저장부(430)에 저장하는데, 이에 대한 구체적인 설명은 도 3과 도 6 내지 도 8을 참고하여 설명하기로 한다.
저장부(430)는 본 발명의 실시 예에 따라 무인 비행체 운용국(400)의 동작에 필요한 각종 프로그램들과, 무인 비행체(450)의 운용을 위한 제어 데이터, 무인 비행체(450)로부터 수신된 데이터, 상기 무인 비행체(450)에 할당된 상향 링크 채널 정보와 하향 링크 채널 정보가 저장된다.
무인 비행체(450)는 필터 뱅크부(455), 송수신부(460), 프로세서(470), 저장부(490), 정보 수집부(495)를 포함한다.
필터 뱅크부(455)는 상기 무인 비행체(450)에 할당된 상향 링크 채널과 하향 링크 채널 신호들 간을 분리하는 역할을 한다.
송수신부(460)는 상기 무인 비행체 운용국(400)에 의해 할당된 상향 링크 채널과 하향 링크 채널을 통해 신호를 송수신하며, 프로세서(470)는 무인 비행체 운용국(400)으로부터 상향 링크 채널을 통해 수신된 제어 정보에 따라 무인 비행체(450)의 비행 제어, 임무 수행 등의 전반적인 동작 제어를 담당한다. 또한, 프로세서(470)는 상기 수신된 제어 정보에 의해 상기 정보 수집부(495)로부터 획득된 데이터를 상기 하향 링크 채널을 통해 송신하도록 상기 송수신부(460)를 제어한다.
필터 뱅크부(455)는 무인 비행체 운용국(400)에 의해 운용되는 무인 비행체가 2대 이하 이면, 필터 뱅크부(455)는 생략될 수도 있다.
반면, 무인 비행체 운용국(400)이 가용 주파수 상에서 3대의 무인 비행체(450)를 동시 운용하기 위해서는 본 발명의 실시 예에 따라 도 7과 같이 채널들을 배치시켜 필터 뱅크부(455)를 구현하며, 5대의 무인 비행체(450)를 동시 운용하기 위해서는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따라 도 8과 같이 채널들을 배치시켜 필터 뱅크부(455)를 구현함으로써 복수의 무인 비행체의 동시 운용에도 불구하고 필터 뱅크의 수를 최소화 할 수 있다.
저장부(490)는 무인 비행체(450)의 동작을 위한 각종 프로그램들이 저장되며, 정보 수집부(495)에 의해 수집된 영상 데이터, 음성 데이터 및 기상 정보 등의 각종 정보들과 무인 비행체 운용국(400)으로부터 상향 링크 채널을 통해 수신된 제어 정보들이 저장된다.
정보 수집부(495)는 프로세서(470)의 제어에 의해 영상 데이터, 음성 데이터, 기상 데이터 등의 각종 정보 들을 수집하여 저장부(490)에 저장한다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 무인 비행체 운용국(400)의 운용 동작 흐름도이다.
505단계에서 프로세서(420)는 무인 비행체(450)를 운용하기 위한 가용 주파수를 확보한 후, 확보한 주파수에 따라 운용할 채널 개수를 확정하고, 510단계에서 상기 무인 비행체(450)의 동시 운용 가능한 대수를 확인한다.
515단계에서 프로세서(420)는 동시 운용 가능한 무인 비행체(450)의 대수를 확인하고, 도 3, 6, 7, 8에 도시된 바와 같이 상향 링크 채널과 하향링크 채널을 배치하고, 520단계에서는 상기 510단계에서 결정된 무인 비행체 대수를 동시 운용하기 위한 최적 채널 뱅크를 구현한다.
525단계에서는 상기 515단계에서 구성된 상향 링크 채널과 하향 링크 채널을 통해 무인 비행체(450)와 통신을 수행한다. 상기 515단계에서 운영 가능한 무인 비행체(450) 대수에 따라 상향 링크 채널과 하향 링크 채널 위치하는 과정은 도 6 내지 도 8을 참조하여 설명하기로 한다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 가용 주파수 상에서 상향 링크 채널과 하향 링크 채널의 구성과 무인 비행체의 개수에 따른 필터 뱅크의 예들을 도시한 도면이다.
도 6을 참조하면, 참조번호 600은 본 발명의 일 실시 예에 따른 가용 주파수 상에서 상향 링크 채널과 하향 링크 채널의 구성으로, 10개의 상향 링크 채널들과 10개의 하향 링크 채널들을 포함한다. 그리고, 참조번호 600과 같이 본 발명의 일 실시 예에 따라 상기 10개의 상향 링크 채널들 중 상향 링크 채널1부터 상향 링크 채널5(600a)인 제1상향 링크 대역은 상기 가용 주파수 상에서 가장 낮은 주파수 대역에 순서대로 위치하며, 상향 링크 채널6부터 상향 링크 채널10(600b)인 제2 상향 링크 대역은 상기 가용 주파수 상에서 가장 높은 주파수 대역에 순서대로 위치한다.
그리고, 하향 링크 채널6부터 하향 링크 채널10(606)은 상기 상향 링크 채널5의 주파수 대역 이후에 위치하고, 하향 링크 채널1부터 하향 링크 채널5(608)은 상기 하향 링크 채널10과 상기 상향 링크 채널6 사이의 주파수 대역에 위치한다.
도 6에 도시된 본 발명의 일 실시 예와 같이 상향 링크 채널과 하향 링크 채널을 구성하여 할당하고, 상향 링크 채널 1에 대응하는 하향 링크 채널 1, 상향 링크 채널 2에 대응하는 하향 링크 채널 2, 상향 링크 채널 10에 대응하는 하향 링크 채널 10 등과 같이 상향 링크 채널 n(n은 자연수)에 하향 링크 채널 n을 각각 대응 채널로 설정하여 무인 비행체에 할당하면, 각 할당된 상향 링크 채널과 하향 링크 채널은 서로 하향 링크 5채널 이상의 주파수 간격만큼 이격되어 간섭을 받을 가능성이 매우 적어진다.
이와 같이 도 6과 같이 가용 주파수 상에 상향 링크 채널과 하향 링크 채널을 구성하게 되면, 각 상향 링크 채널과 하향 링크 채널 간에 주파수가 충분히 분리되므로, 간섭을 방지하기 위한 별도의 주파수 이격이 필요 없거나, 고성능의 필터 뱅크가 필요하지 않게 되는 효과가 발생한다. 따라서, 본 발명의 일 실시 예와 같이 상향 링크 채널과 하향 링크 채널을 구성하게 되면, 가용 주파수 대역이 충분하지 않은 무인 비행체 데이터 링크에 대해서도 다채널로 구현할 수 있어, 동시에 2대 이상의 무인 비행체를 운용하는 것도 가능하다.
또한 도 6에 도시된 본 발명의 일 실시 예에 따라 가용 주파수 상에 상향 링크/하향 링크 채널들을 구성한다면, 채널1의 경우 제1 상향 링크 대역(600a)내의 상향 링크 채널1과 하향 링크 채널1(602)간의 주파수 간격이 하향 링크 채널 기준으로 5개 채널(606)에 해당되는 주파수 대역만큼 이격되며, 제1 상향 링크 대역(600a) 내의 상향 링크 채널2 ~ 채널5와 하향 링크 채널 2~채널5(604)의 경우에는 하향 링크 채널 기준으로 6개 채널(607) 이상의 에 해당되는 주파수 대역만큼 이격된다. 이와 마찬가지로 제2 상향 링크 대역(600b)내의 채널6 ~ 채널10과 하향 링크 채널6 ~ 10(606)의 경우에도 하향 링크 채널 기준으로 5개 채널(608)에 해당되는 주파수 대역만큼 이격된다.
도 6에서 참조번호 620은 참조번호 600과 같이 구성된 채널에 대해 적용 가능한 상향 링크 필터 뱅크들(620a, 620b)와 하향 링크 필터 뱅크(620c)를 보여준다. 참조번호 620는 본 발명의 일 실시 예에 따라 무인 비행체(450)의 필터 뱅크부(455) 및 무인 비행체 운용국(400)의 필터 뱅크부(405)에 포함될 수 있으며, 제1 상향 링크 대역(600a)를 획득하기 위한 제1 상향 링크 필터 뱅크(620a)와 제2 상향 링크 대역(600b)를 획득하기 위한 제2 상향 링크 필터 뱅크(620b), 하향 링크 대역(600c)를 획득하기 위한 하향 링크 필터 뱅크(620c)를 포함한다.
그러나, 본 발명의 일 실시 예에 따라 1대의 무인 비행체(450)만을 운용할 경우에는, 상술한 바와 같이 채널 간 이격이 충분하므로, 무인 비행체(450)에 참조번호 620과 같은 필터 뱅크를 적용하지 않아도 모든 채널을 사용할 수 있다. 그리고, 본 발명의 실시 예에서 무인 비행체 2대를 동시에 운용하는 경우에는, 상향 링크 대역의 낮은 대역인 제1 상향 링크 대역(600a) 중 1개 채널과 높은 대역인 제2 상향 링크 대역(600b) 중 1개 채널을 사용하면 상향 링크 채널들간 주파수 이격이 충분하므로, 제1 무인 비행체에는 상향 링크 채널 들 중 채널2와 그에 대응되는 하향 링크 채널2 또는 상향 링크 채널3과 그에 대응되는 하향 링크 채널3 중 1개의 채널을 할당하고, 제2 무인 비행체에는 상향 링크 채널 들 중 채널8과 그에 대응되는 하향 링크 채널 8 또는 상향 링크 채널9와 그에 대응되는 하향 링크 채널 9 중 1개를 할당하면 운용이 가능하다. 따라서, 참조번호 600과 같이 채널들을 구성할 경우에는 주파수 이격이 충분히 되어 무인 비행체에 필터를 포함하지 않을 수도 있으며, 필터를 포함하더라도 필터의 Cut off 성능이 완만한 필터를 사용할 수 있다. 또한, 필터가 필요한 경우라도 상향 링크 채널 획득을 위한 필터 2개, 하향 링크 채널 획득을 위한 필터 1개만 필요하게 되므로, 무인 비행체의 부피가 커지는 것을 방지할 수 있다.
참조번호 640과 660은 참조번호 620과는 달리 하향 링크 필터 뱅크를 2개 적용한 것을 보여준다. 참조번호 640a는 상향 링크 채널1 내지 채널5를 획득하기 위한 상향 링크 필터 뱅크이고, 참조번호 640b는 하향 링크 채널 1 내지 채널5를 획득하기 위한 하향 링크 필터 뱅크로 제1 무인 비행체에 배정할 수 있으며, 참조번호 660a는 상향 링크 채널 6 내지 채널 10을 획득하기 위한 상향 링크 필터 뱅크이고, 참조번호 660b는 하향 링크 채널 6 내지 채널10을 획득하기 위한 하향 링크 필터 뱅크로 제2 무인 비행체에 배정할 수 있다. 이렇듯 참조번호 640, 660의 필터 뱅크를 2 대의 무인 비행체에 각각 포함시킬 경우, 주파수 간섭 없이 2대의 무인 비행체를 동시에 운용할 수 있다. 즉, 참조번호 640과 660과 같이 필터 뱅크를 구성할 경우, 무인 비행체 운용국은 무인 비행체와의 통신을 위한 채널 선택의 폭이 넓어져, 제1 무인 비행체에는 채널1 ~ 채널5 중 1개의 채널을 할당하고, 제2 무인 비행체에는 채널6 ~ 채널10을 할당함으로써 동시에 2대의 무인 비행체의 운용이 가능하다.
도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따라 동시에 3대의 무인 비행체를 운용할 경우, 가용 주파수 상에서 상향 링크 채널과 하향 링크 채널의 구성과 필터 뱅크의 예들을 도시한 도면이다.
참조번호 700은 본 발명의 다른 실시 예에 따라 가용 주파수 상에서 3대의 무인 비행체를 운용할 경우 상향 링크 채널과 하향 링크 채널의 구성을 보여준다.
본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 제1 무인 비행체에 대해서는 상기 가용 주파수 상에서 상기 10개의 상향 링크 채널들 중 채널1부터 채널4(702a)를 제1 상향 링크 대역으로 할당하고, 그에 대응되는 상기 10개의 하향 링크 채널들 중 채널1부터 채널4(702b)을 제1 하향 링크 대역으로 할당하고, 제2 무인 비행체에 대해서는 상기 가용 주파수 상에서 상기 10개의 상향 링크 채널들 중 채널5부터 채널7(704a)을 제2 상향 링크 대역으로 할당하고, 그에 대응되는 상기 10개의 하향 링크 채널들 중 채널5부터 채널7(704b)을 제2 하향 링크 대역을 할당하고, 제3 무인 비행체에 대해서는 상기 가용 주파수 상에서 상기 10개의 상향 링크 채널들 중 채널8부터 채널10(706a)을 제3 상향 링크 대역으로 할당하고, 그에 대응되는 상기 10개의 하향 링크 채널들 중 채널8부터 채널10(706b)을 제3 하향 링크 대역으로 할당한다.
그리고, 본 발명의 다른 실시 예에서는 참조번호 700에서와 같이 10개의 상향 링크 채널들 중 제1상향 링크 대역(702a)을 상기 가용 주파수 상에서 가장 낮은 주파수 대역에 위치시키고, 제2 하향 링크 대역(704b)을 상기 가용 주파수 상에서 가장 높은 주파수 대역에 위치시키고, 상기 제3 하향 링크 대역(706b)을 상기 제1 상향 링크 대역(702a) 다음에 위치 키시고, 상기 제2 상향 링크 대역(704a)을 상기 제3 하향 링크 대역(706b) 다음에 위치 시키고, 상기 제1 하향 링크 대역(702b)을 상기 제2 상향 링크 대역(704a) 다음에 위치 시키고, 상기 제3 상향 링크 대역(706a)을 상기 제1 하향 링크 대역(702b)과 상기 제2 하향 링크 대역(704b) 사이에 위치시킨다.
참조번호 720는 제1 무인 비행체에 적용될 상향 필터 뱅크(720a)와 하향 릴터 뱅크(720b)의 구성을, 참조번호 740은 제2 무인 비행체에 적용될 상향 필터 뱅크(740a)와 하향 필터 뱅크(740b)의 구성을, 참조번호 760은 제3 무인 비행체에 적용될 상향 필터 뱅크(760a)와 하향 필터 뱅크(760b)의 구성을 보여준다.
도 7에서와 같이 가용 주파수 상에서 상향/하향 링크 채널들을 구성하고, 필터 뱅크들을 3개의 상향 링크 필터와 3개의 하향 링크 필터로 구성할 경우, 주파수 간섭이 최소로 되어 동시에 3대의 무인 비행체의 운용이 가능하다. 따라서, 본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 제1 무인 비행체에는 채널1 ~ 채널4 중 1개의 채널을 할당하고, 제2 무인 비행체에는 채널5 ~ 채널7 중 1개의 채널을 할당하고, 제3 무인 비행체에는 채널8 ~ 채널10 중 1개의 채널을 할당하면 동시에 운용이 가능하다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따라 동시에 5대의 무인 비행체를 운용할 경우, 가용 주파수 상에서 상향 링크 채널과 하향 링크 채널의 구성과 필터 뱅크의 예들을 도시한 도면이다.
참조번호 800은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따라 가용 주파수 상에서 5대의 무인 비행체를 운용할 경우 상향 링크 채널과 하향 링크 채널의 구성을 보여준다.
본 발명의 또 다른 실시 예에 따르면, 제1 무인 비행체에 대해서는 상기 가용 주파수 상에서 상기 10개의 상향 링크 채널들 중 채널1과 채널2(802a)을 제1 상향 링크 대역으로 할당하고, 그에 대응되는 상기 10개의 하향 링크 채널들 중 채널1과 채널2(802b)을 제1 하향 링크 대역을 할당하고, 제2 무인 비행체에 대해서는 상기 10개의 상향 링크 채널들 중 채널3과 채널4(804a)을 제2 상향 링크 대역으로 할당하고, 그에 대응하는 상기 10개의 하향 링크 채널들 중 채널3과 채널4(804b)을 제2 하향 링크 대역으로 할당하고, 제3 무인 비행체에 대해서는 상기 10개의 상향 링크 채널들 중 채널5와 채널6(806a)을 제3 상향 링크 대역으로 할당하고, 그에 대응하는 상기 10개의 하향 링크들 중 채널5와 채널6(806b)을 제3 하향 링크 대역으로 할당하고, 제4 무인 비행체에 대해서는 상기 10개의 상향 링크 채널들 중 채널7과 채널8(808a)을 제4 상향 링크 대역으로 할당하고, 그에 대응하는 상기 10개의 하향 링크 채널들 중 채널7과 채널8(808b)을 제4 하향 링크 대역으로 할당하고, 제5 무인 비행체에 대해서는 상기 10개의 상향 링크 채널들 중 채널9와 채널10(810a)을 제5 상향 링크 대역으로 할당하고, 그에 대응하는 상기 10개의 하향 링크 채널들 중 채널9와 채널10(810b)을 제5 하향 링크 대역으로 할당한다.
그리고, 본 발명의 또 다른 실시 예에서는 참조번호 800과 같이 상기 제1상향 링크 대역(802a)을 상기 가용 주파수 상에서 가장 낮은 주파수 대역에 위치시키고, 상기 제3 하향 링크 대역(806b)을 상기 가용 주파수 상에서 가장 높은 주파수 대역에 위치시키고, 상기 제4 하향 링크 대역(808b)을 상기 제1 상향 링크 대역(802a) 다음에 위치 키시고, 상기 제2 상향 링크 대역(804a)을 상기 제4 하향 링크 대역(808b) 다음에 위치 시키고, 상기 제5 하향 링크 대역(810b)을 상기 제2 상향 링크 대역(804a) 다음에 위치 시키고, 상기 제3 상향 링크 대역(806a)을 상기 제5 하향 링크 대역(810b) 다음에 위치시키고, 상기 제1 하향 링크 대역(802b)을 상기 제3 상향 링크 대역(806a) 다음에 위치시키고, 상기 제4 상향 링크 대역(808a)을 상기 제1 하향 링크 대역(802b) 다음에 위치시키고, 상기 제2 하향 링크 대역(804b)을 상기 제4 상향 링크 대역(808a) 다음에 위치시키고, 상기 제5 상향 링크 대역(810a)은 상기 제2 하향 링크 대역(804b)과 상기 제3 하향 링크 대역(806b) 사이에 위치시킨다.
참조번호 820는 제1 무인 비행체에 적용될 상향 필터 뱅크(820a)와 하향 필터 뱅크(820b)의 구성이며, 참조번호 830은 제2 무인 비행체에 적용될 상향 필터 뱅크(830a)와 하향 필터 뱅크(830b)의 구성이며, 참조번호 840은 제3 무인 비행체에 적용될 상향 필터 뱅크(840a)와 하향 필터 뱅크(840b)의 구성이며, 참조번호 850은 제4 무인 비행체에 적용될 상향 필터 뱅크(850a)와 하향 필터 뱅크(850b)의 구성이며, 참조번호 860은 제5 무인 비행체에 적용될 상향 필터 뱅크(860a)와 하향 필터 뱅크(860b)의 구성을 보여준다.
도 8에서와 같이 가용 주파수 상에서 상향/하향 링크 채널들을 구성하고, 필터 뱅크들을 5개의 상향 링크 필터와 5개의 하향 링크 필터로 구성할 경우, 주파수 간섭이 최소로 되어 동시에 5대의 무인 비행체의 운용이 가능하다.
도 8에서와 같이 채널을 구성할 경우 제1 무인 비행체에는 채널1 ~ 채널2 중 1개의 채널을 할당하고, 제2 무인 비행체에는 채널3 ~ 채널4 중 1개의 채널을 할당하고, 제3 무인 비행체에는 채널5 ~ 채널6 중 1개의 채널을 할당하고, 제4 무인 비행체에는 채널7 ~ 채널8 중 1개의 채널을 할당하고, 제5 무인 비행체에는 채널9 ~ 채널10 중 1개의 채널을 할당하면 5대이 무인 비행체의 동시 운용이 가능하다.
상술한 본 발명을 정리하면 가용 주파수 상 상향 주파수와 하향 주파수 간격을 이격 시키기 위한 별도의 대역폭이 없는 경우에 대해서도 무인 비행체를 1대만 운용하는 경우에는 필터 뱅크 없이 다채널의 상향 링크 채널과 하향 링크를 갖는 무인 비행체의 데이터링크를 구현할 수 있으며, 또한 제한적인 조건에서 동시에 2대의 무인 비행체의 운용이 가능하다. 또한, 무인 비행체의 필터 장착 여부와 장착된 필터의 성능 및 필터의 장착 개수는 무인 비행체의 소형화 및 가격에 큰 영향을 주는 요소이므로, 본 발명의 실시 예들에 따르면, 최소한의 비용과 크기로 3대 및 5대의 무인 비행체의 동시 운용을 가능하게 할 수 있다.
또한, 상술한 본 발명의 다양한 실시 예들에 따른 동작 방법은 프로그램으로 구현되어 다양한 비일시적 판독 가능 매체(non-transitory computer readable medium)에 저장되어 제공될 수 있다. 비일시적 판독 가능 매체란 레지스터, 캐쉬, 메모리 등과 같이 짧은 순간 동안 데이터를 저장하는 매체가 아니라 반영구적으로 데이터를 저장하며, 기기에 의해 판독(reading)이 가능한 매체를 의미한다. 구체적으로는, 상술한 다양한 어플리케이션 또는 프로그램들은 CD, DVD, 하드 디스크, 블루레이 디스크, USB, 메모리카드, ROM 등과 같은 비일시적 판독 가능 매체에 저장되어 제공될 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명의 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 본 발명의 실시예의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
400: 무인 비행체 운용국
405: 필터뱅크부 410: 송수신부
420: 프로세서 430: 저장부
450: 무인 비행체 455: 필터뱅크부
460: 송수신부 470: 프로세서
490: 저장부 495: 정보 수집부(495)

Claims (11)

  1. 데이터 링크 주파수 대역 할당을 통한 무인 비행체 운용 시스템에 있어서,
    무인 비행체; 및
    상기 무인 비행체에 대해 할당된 가용 주파수 상에서 구성된 상향 링크 채널과 하향 링크 채널에 기초하여 상기 무인 비행체와의 통신을 수행하는 무인 비행체 운용국을 포함하며,
    상기 무인 비행체 운용국은, 상기 무인 비행체의 개수에 따라 상기 상향 링크 채널과 상기 하향 링크 채널의 위치를 가변함을 특징으로 하고,
    상기 상향 링크 채널은 상기 무인 비행체의 제어를 위한 신호가 전송되고, 상기 하향 링크 채널은 상기 무인 비행체가 획득한 데이터 또는 상기 무인 비행체의 상태 데이터가 전송되되,
    상기 무인 비행체 운용국은, 상기 가용 주파수를 통해 10개의 상향 링크 채널들로 구성되는 상향 링크 대역과 10개의 하향 링크 채널들로 구성되는 하향 링크 대역을 제공하며,
    상기 10개의 상향 링크 채널들 중 상향 링크 채널1부터 상향 링크 채널5까지의 제1상향 링크 대역을 상기 가용 주파수 상에서 가장 낮은 주파수 대역에 순서대로 배치하고, 상향 링크 채널6부터 상향 링크 채널10까지의 제2 상향 링크 대역을 상기 가용 주파수 상에서 가장 높은 주파수 대역에 순서대로 배치하고, 상기 10개의 하향 링크 채널들 중 하향 링크 채널6부터 하향 링크 채널10까지를 상기 상향 링크 채널5의 주파수 대역 이후에 배치시키고, 하향 링크 채널1부터 하향 링크 채널5까지를 상기 하향 링크 채널10과 상기 상향 링크 채널6 사이의 주파수 대역에 배치시킴을 특징으로 하는 데이터 링크 주파수 대역 할당을 통한 무인 비행체 운용 시스템.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 무인 비행체는,
    상기 무인 비행체 운용국과 신호를 송수신하는 송수신부;
    정보 수집부;
    상기 송수신부를 통해 수신된 신호 중 상기 무인 비행체 운용국에 의해 할당된 상향 링크 채널과 하향 링크 채널을 분리하는 필터 뱅크부;및
    상기 상향 링크 채널을 통해 수신된 제어 정보를 이용하여 상기 무인 비행체의 동작을 제어하고, 상기 제어 정보에 의해 상기 정보 수집부로부터 획득된 데이터를 상기 하향 링크 채널을 통해 송신하도록 상기 송수신부를 제어하는 프로세서;를 포함함을 특징으로 하는 데이터 링크 주파수 대역 할당을 통한 무인 비행체 운용 시스템.
  4. 삭제
  5. 제3항에 있어서,
    상기 무인 비행체 운용국이 운영하는 상기 무인 비행체가 1 대일 경우,
    상기 필터 뱅크부는,
    상기 무인 비행체 운용국으로부터 수신되는 신호로부터 상기 제1 상향 링크 대역을 분리하여 획득하기 위한 제1 상향 링크 필터 뱅크;
    상기 무인 비행체 운용국으로부터 수신되는 신호로부터 상기 제2 상향 링크 대역을 분리하여 획득하기 위한 제2 상향 링크 필터 뱅크;및
    상기 무인 비행체 운용국으로부터 수신되는 신호로부터 상기 하향 링크 대역을 분리하여 획득하기 위한 하향 링크 필터 뱅크를 포함함을 특징으로 하는 데이터 링크 주파수 대역 할당을 통한 무인 비행체 운용 시스템.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 무인 비행체가 2대일 경우,
    상기 무인 비행체 운용국은,
    제1 무인 비행체에 대해서는 상기 상향 링크 채널과 그에 대응하는 하향 링크 채널의 채널2 또는 채널3 중 어느 한 채널을 할당하고,
    제2 무인 비행체에 대해서는 상기 상향 링크 채널과 그에 대응하는 하향의 링크 채널의 채널8 또는 채널9 중 어느 한 채널을 할당함을 특징으로 하는 데이터 링크 주파수 대역 할당을 통한 무인 비행체 운용 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 무인 비행체가 3대일 경우,
    상기 무인 비행체 운용국은,
    제1 무인 비행체에 대해서는 상기 가용 주파수 상에서 상기 10개의 상향 링크 채널들 중 채널1부터 채널4를 제1 상향 링크 대역으로 할당하고, 그에 대응되는 상기 10개의 하향 링크 채널들 중 채널1부터 채널4를 제1 하향 링크 대역을 할당하고,
    제2 무인 비행체에 대해서는 상기 가용 주파수 상에서 상기 10개의 상향 링크 채널들 중 채널5부터 채널7을 제2 상향 링크 대역으로 할당하고, 그에 대응되는 상기 10개의 하향 링크 채널들 중 채널5부터 채널7을 제2 하향 링크 대역을 할당하고,
    제3 무인 비행체에 대해서는 상기 가용 주파수 상에서 상기 10개의 상향 링크 채널들 중 채널8부터 채널10을 제3 상향 링크 대역으로 할당하고, 그에 대응되는 상기 10개의 하향 링크 채널들 중 채널8부터 채널10을 제3 하향 링크 대역을 할당하고,
    상기 제1상향 링크 대역을 상기 가용 주파수 상에서 가장 낮은 주파수 대역에 배치하고, 상기 제2 하향 링크 대역을 상기 가용 주파수 상에서 가장 높은 주파수 대역에 배치하고, 상기 제3 하향 링크 대역을 상기 제1 상향 링크 대역 다음에 배치하고, 상기 제2 상향 링크 대역을 상기 제3 하향 링크 대역 다음에 배치하고, 상기 제1 하향 링크 대역을 상기 제2 상향 링크 대역 다음에 배치하고, 상기 제3 상향 링크 대역을 상기 제1 하향 링크 대역과 상기 제2 하향 링크 대역 사이에 배치함을 특징으로 하는 데이터 링크 주파수 대역 할당을 통한 무인 비행체 운용 시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 무인 비행체가 5대일 경우,
    상기 무인 비행체 운용국은,
    제1 무인 비행체에 대해서는 상기 가용 주파수 상에서 상기 10개의 상향 링크 채널들 중 채널1과 채널2를 제1 상향 링크 대역으로 할당하고, 그에 대응되는 상기 10개의 하향 링크 채널들 중 채널1과 채널2를 제1 하향 링크 대역을 할당하고,
    제2 무인 비행체에 대해서는 상기 10개의 상향 링크 채널들 중 채널3과 채널4를 제2 상향 링크 대역으로 할당하고, 그에 대응하는 상기 10개의 하향 링크 채널들 중 채널3과 채널4를 제2 하향 링크 대역으로 할당하고,
    제3 무인 비행체에 대해서는 상기 10개의 상향 링크 채널들 중 채널5와 채널6을 제3 상향 링크 대역으로 할당하고, 그에 대응하는 상기 10개의 하향 링크들 중 채널5와 채널6을 제3 하향 링크 대역으로 할당하고,
    제4 무인 비행체에 대해서는 상기 10개의 상향 링크 채널들 중 채널7과 채널8을 제4 상향 링크 대역으로 할당하고, 그에 대응하는 상기 10개의 하향 링크 채널들 중 채널7과 채널8을 제4 하향 링크 대역으로 할당하고,
    제5 무인 비행체에 대해서는 상기 10개의 상향 링크 채널들 중 채널9와 채널10을 제5 상향 링크 대역으로 할당하고, 그에 대응하는 상기 10개의 하향 링크 채널들 중 채널9와 채널10을 제5 하향 링크 대역으로 할당하고,
    상기 제1상향 링크 대역을 상기 가용 주파수 상에서 가장 낮은 주파수 대역에 배치하고, 상기 제3 하향 링크 대역을 상기 가용 주파수 상에서 가장 높은 주파수 대역에 배치하고, 상기 제4 하향 링크 대역을 상기 제1 상향 링크 대역 다음에 배치하고, 상기 제2 상향 링크 대역을 상기 제4 하향 링크 대역 다음에 배치하고, 상기 제5 하향 링크 대역을 상기 제2 상향 링크 대역 다음에 배치하고, 상기 제3 상향 링크 대역을 상기 제5 하향 링크 대역 다음에 배치하고, 상기 제1 하향 링크 대역을 상기 제3 상향 링크 대역 다음에 배치하고, 상기 제4 상향 링크 대역을 상기 제1 하향 링크 대역 다음에 배치하고, 상기 제2 하향 링크 대역을 상기 제4 상향 링크 대역 다음에 배치하고, 상기 제5 상향 링크 대역은 상기 제2 하향 링크 대역과 상기 제3 하향 링크 대역 사이에 배치함을 특징으로 하는 데이터 링크 주파수 대역 할당을 통한 무인 비행체 운용 시스템.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 무인 비행체 운용국은,
    상기 무인 비행체와 무선으로 통신을 수행하는 송수신부;
    상기 송수신부를 통해 수신된 신호 중 상기 무인 비행체 운용국에 의해 할당된 상향 링크 채널과 하향 링크 채널을 분리하는 필터 뱅크부;
    저장부;및
    상기 저장부에 상기 무인 비행체의 개수에 따라 가변되는 상기 상향 링크 채널과 상기 하향 링크 채널의 위치를 저장하고, 상기 저장된 상기 무인 비행체 별 상향 링크 채널 및 하향 링크 채널의 위치에 따라 상기 무인 비행체와 통신을 수행하도록 상기 송수신부를 제어하는 프로세서를 포함함을 특징으로 하는 데이터 링크 주파수 대역 할당을 통한 무인 비행체 운용 시스템.
  10. 무인 비행체 운용국에서 데이터 링크 주파수 대역 할당을 통한 무인 비행체 운용 방법에 있어서,
    상기 무인 비행체를 운용하기 위한 가용 주파수를 확보하는 단계;
    상기 확보된 주파수에 따라 채널 개수를 확정하는 단계;
    상기 가용 주파수 상에서 운영 가능한 무인 비행체의 대수를 확인하는 단계;
    상기 운영 가능한 무인 비행체의 대수에 따라 상향 링크 채널과 하향 링크 채널을 배치하는 단계; 및
    상기 배치된 상향 링크 채널과 하향 링크 채널을 통해 상기 무인 비행체와 통신을 수행하는 단계를 포함함을 특징으로 하고,
    상기 상향 링크 채널은 상기 무인 비행체의 제어를 위한 신호가 전송되고,
    상기 하향 링크 채널은 상기 무인 비행체가 획득한 데이터 또는 상기 무인 비행체의 상태 데이터가 전송되되,
    상기 무인 비행체 운용국은, 상기 가용 주파수를 통해 10개의 상향 링크 채널들로 구성되는 상향 링크 대역과 10개의 하향 링크 채널들로 구성되는 하향 링크 대역을 제공하며,
    상기 배치하는 단계는, 상기 10개의 상향 링크 채널들 중 상향 링크 채널1부터 상향 링크 채널5까지의 제1상향 링크 대역을 상기 가용 주파수 상에서 가장 낮은 주파수 대역에 순서대로 배치하고, 상향 링크 채널6부터 상향 링크 채널10까지의 제2 상향 링크 대역을 상기 가용 주파수 상에서 가장 높은 주파수 대역에 순서대로 배치하고, 상기 10개의 하향 링크 채널들 중 하향 링크 채널6부터 하향 링크 채널10까지를 상기 상향 링크 채널5의 주파수 대역 이후에 배치시키고, 하향 링크 채널1부터 하향 링크 채널5까지를 상기 하향 링크 채널10과 상기 상향 링크 채널6 사이의 주파수 대역에 배치시킴을 특징으로 하는 데이터 링크 주파수 대역 할당을 통한 무인 비행체 운용 방법.
  11. 삭제
KR1020190033276A 2019-03-25 2019-03-25 데이터 링크 주파수 대역 할당을 통한 무인 비행체 운용 시스템 및 방법 KR102125542B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190033276A KR102125542B1 (ko) 2019-03-25 2019-03-25 데이터 링크 주파수 대역 할당을 통한 무인 비행체 운용 시스템 및 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190033276A KR102125542B1 (ko) 2019-03-25 2019-03-25 데이터 링크 주파수 대역 할당을 통한 무인 비행체 운용 시스템 및 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102125542B1 true KR102125542B1 (ko) 2020-06-22

Family

ID=71142343

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190033276A KR102125542B1 (ko) 2019-03-25 2019-03-25 데이터 링크 주파수 대역 할당을 통한 무인 비행체 운용 시스템 및 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102125542B1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102374261B1 (ko) * 2021-11-30 2022-03-15 주식회사 코메스타 임무용 면허대역에서 채널 감지 및 운용 주파수 선택 방법 및 이를 실행하는 시스템
KR102489768B1 (ko) * 2021-11-25 2023-01-18 엘아이지넥스원 주식회사 다채널 주파수 데이터 링크 중계 운용을 위한 지상 무인화 시스템, 다채널 주파수 데이터 링크 중계 운용을 위한 송신 장치 및 수신 장치

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015502118A (ja) * 2012-03-30 2015-01-19 エヌイーシー（チャイナ）カンパニー， リミテッドＮＥＣ（Ｃｈｉｎａ）Ｃｏ．，Ｌｔｄ． アップリング−ダウンリンク設定を動的に調整するための方法および装置
KR101694115B1 (ko) * 2015-10-13 2017-01-09 한국항공우주연구원 무인항공기를 위한 통신 장치 및 방법

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015502118A (ja) * 2012-03-30 2015-01-19 エヌイーシー（チャイナ）カンパニー， リミテッドＮＥＣ（Ｃｈｉｎａ）Ｃｏ．，Ｌｔｄ． アップリング−ダウンリンク設定を動的に調整するための方法および装置
KR101694115B1 (ko) * 2015-10-13 2017-01-09 한국항공우주연구원 무인항공기를 위한 통신 장치 및 방법

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102489768B1 (ko) * 2021-11-25 2023-01-18 엘아이지넥스원 주식회사 다채널 주파수 데이터 링크 중계 운용을 위한 지상 무인화 시스템, 다채널 주파수 데이터 링크 중계 운용을 위한 송신 장치 및 수신 장치
KR102374261B1 (ko) * 2021-11-30 2022-03-15 주식회사 코메스타 임무용 면허대역에서 채널 감지 및 운용 주파수 선택 방법 및 이를 실행하는 시스템

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102125542B1 (ko) 데이터 링크 주파수 대역 할당을 통한 무인 비행체 운용 시스템 및 방법
US10063287B2 (en) Base station router for distributed antenna systems
US7835711B2 (en) Method and apparatus for a signal selective RF transceiver system
KR102053769B1 (ko) 지상 무선국 장치 및 탑재 무선국 장치
CN103874073B (zh) 一种通信系统的载波选择方法、基站和终端设备
US9083485B2 (en) Defragmentation of optical networks
CN113709876B (zh) 卫星业务资源分配方法及电子设备
WO2019226172A1 (en) Managing access to a shared spectrum using a domain proxy
US11277848B2 (en) System and method of operating mobile platforms
US11233537B2 (en) Wide-band antenna multiplexing method and device of unmanned aerial vehicle
CN102369705A (zh) 通信系统信号处理方法、设备及系统
US9467977B2 (en) Apparatus and method for allocating resource in communication system
KR101079928B1 (ko) 클러스터 기반의 협력 센싱을 위한 무선 인지 통신 장치 및 그 방법
CN102918923A (zh) 用于发射/接收在一个或者多个第一频带中接收/发射的电磁信号的方法和装置
KR102365749B1 (ko) LTE 및 Wi-Fi 통신 기반 드론의 재밍 방법 및 장치
EP3357164A1 (en) Front-end circuitry for multiband frequency management
CA2860217C (en) Variable aperture phased array incorporating vehicle swarm
RU2627686C1 (ru) Комплекс бортовых средств цифровой связи
US20150111595A1 (en) Method of scheduling spectrum sensing and method of allocating uplink radio resources in cognitive radio communication system
CN105594298A (zh) 基于滤波器的保护带确定和副载波选择
US10117110B2 (en) Structuring and method for wireless radio access network deployment
CN117254850B (zh) 资源调度方法及系统
KR100923163B1 (ko) 채널본딩 수신 대역의 확장을 위한 채널본딩 수신 장치 및그 방법
CN103166686B (zh) 应用于室分无线局域网的智分无线接入系统、装置及方法
KR102454141B1 (ko) Atsc 3.0 모바일 4-다이버시티 알에프 수신기

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant