KR102157568B1 - Tvws 기반 무선 통신 모뎀 및 이의 동작 방법 - Google Patents

Abstract

TVWS 기반 무선 통신 모뎀 및 이의 동작 방법이 개시된다. TVWS 기반 무선 통신 모뎀은, 튜너; 무선 통신부; 및 상기 튜너에 설정된 사용 채널에 대한 통신 장애 이벤트 발생시, TVWS 가용 채널 중 후보 채널의 품질 및 트래픽 정보를 기반으로 채널 변경 여부를 결정하는 채널 스캔부를 포함한다.

Description

TVWS 기반 무선 통신 모뎀 및 이의 동작 방법{TVWS-based wireless communication modem and operation method thereof}

본 발명은 TVWS 기반 무선 통신 모뎀 및 이의 동작 방법에 관한 것이다.

유선 CCTV의 경우 전송 가능한 거리가 최대 1Km로 긴 편이다. 그러나, 유선 CCTV의 경우 전원선 및 통신선로 구축을 위한 설치비가 2천만원 내지 4천만원에 달해 보편화된 보급이 어려운 문제점이 있다.

이에, 무선 CCTV에 대한 시장 요구가 꾸준히 증가하고 있다. 그러나, 무선 CCTV의 경우 데이터 통신 비용이 한달에 30만원에 이르며, 전원선을 설치해야 하는 제약으로 인해 무선 통신이라는 장점에도 불구하고 보급이 제한되고 있다.

현재 4차 산업 혁명을 기반으로 한 스마트 시티, 스마트 팜, 스마트 팩토리, 스마트 산업 단지 등에서는 스마트 가로등, 스마트 CCTV 뿐만 아니라 다양한 환경 데이터를 수집하기 위한 스마트 센서가 필수적이다. 광범위한 지역에서 사용하기 위해서는 스마트 시티, 스마트 팜, 스마트 팩토리, 스마트 산업 단지 등에 사용되는 장비, 센서들은 통신선이 없어야 하며, 전원선이 없어야 하며, 데이터 비용이 매우 저렴하거나 없어야만 한다.

(01) 대한민국 공개특허번호 제10-10-2002-0011280호(2002.02.08.)

본 발명은 TVWS 기반 무선 통신 모뎀 및 이의 동작 방법을 제공하기 위한 것이다.

또한, 본 발명은 가용 가능한 DTV 채널을 이용함으로써 데이터 통신 비용이 발생하지 않는 TVWS 기반 무선 통신 모뎀 및 이의 동작 방법을 제공하기 위한 것이다.

또한, 본 발명은 태양 전지를 이용하여 유선 전원 공급 없이 동작 가능한 TVWS 기반 무선 통신 모뎀 및 이의 동작 방법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, TVWS 기반 무선 통신 모뎀이 제공된다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 튜너; 무선 통신부; 및 상기 튜너에 설정된 사용 채널에 대한 통신 장애 이벤트 발생시, TVWS 가용 채널 중 후보 채널의 품질 및 트래픽 정보를 기반으로 채널 변경 여부를 결정하는 채널 스캔부를 포함하는 무선 통신 모뎀이 제공될 수 있다.

프로세서를 더 포함하되, 상기 프로세서는, 상기 후보 채널의 품질 및 트래픽 정보를 기반으로 변경할 채널을 결정하고, 상기 결정된 채널에 대한 정보를 중계기로 전송한 후 상기 중계기와 채널 변경에 따른 페어링을 수행하도록 제어할 수 있다.

상기 프로세서는, 상기 변경된 채널에 상응하여 상기 중계기와의 페어링이 실패하는 경우, 다른 후보 채널 중 어느 하나를 결정하여 상기 중계기와 다시 페어링을 수행하도록 제어할 수 있다.

상기 프로세서는, 상기 무선 통신부를 통해 TVWS 가용 채널 정보를 주기적으로 수신하여 메모리에 저장하도록 제어할 수 있다.

상기 프로세서는, 후보 채널의 품질 및 트래픽 정보를 기반으로 통신 상태를 시뮬레이션하되, 상기 시뮬레이션 결과에 따라 상기 변경할 채널을 결정할 수 있다.

상기 채널 스캔부는, 상기 사용 채널에 대한 통신 장애 발생시, 장애 판단 조건에 따라 일시적 장애인지 여부를 판단하되, 일시적 장애가 아닌 경우 상기 통신 장애 이벤트 트리거를 발생할 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 튜너에 설정된 사용 채널에 대한 통신 장애 이벤트 발생시, TVWS 가용 채널 중 후보 채널의 품질 및 트래픽 정보를 기반으로 채널 변경 여부를 결정하는 무선 통신 모뎀; 및 상기 무선 통신 모뎀과 연동되되, 상기 무선 통신 모뎀을 통해 데이터를 TVWS를 이용하여 송신 및 수신하도록 제어하는 디바이스 프로세서를 포함하는 디바이스가 제공될 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, TVWS 채널을 이용하는 무선 통신 모뎀의 동작 방법이 제공된다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 튜너에 설정된 사용 채널에 대한 통신 장애 발생 여부를 모니터링하는 단계; 및 상기 모니터링 결과 통신 장애 발생시, TVWS 가용 채널 중 후보 채널의 품질 및 트래픽 정보를 기반으로 채널 변경 여부를 결정하는 단계를 포함하는 무선 통신 모뎀의 동작 방법이 제공될 수 있다.

상기 후보 채널의 품질 및 트래픽 정보를 기반으로 변경할 채널을 결정하는 단계; 상기 결정된 채널에 대한 정보를 중계기로 전송하는 단계; 및 상기 중계기와 채널 변경에 따른 페어링을 수행하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 페어링을 수행하는 단계는, 상기 변경된 채널에 상응하여 상기 중계기와의 페어링이 실패하는 경우, 다른 후보 채널 중 어느 하나를 결정하여 상기 중계기와 다시 페어링을 수행할 수 있다.

상기 가용 채널에 대한 정보는 상기 중계기를 통해 주기적으로 수신하여 메모리에 갱신될 수 있다.

상기 변경할 채널을 결정하는 단계는, 상기 후보 채널의 품질 및 트래픽 정보를 기반으로 통신 상태를 시뮬레이션하되, 상기 시뮬레이션 결과에 따라 상기 변경할 채널을 결정할 수 있다.

상기 통신 장애 발생을 모니터링하는 단계는, 상기 사용 채널에 대한 통신 장애 발생시, 장애 판단 조건에 따라 일시적 장애인지 여부를 판단하되, 일시적 장애가 아닌 경우 상기 통신 장애 이벤트 트리거를 발생하되, 상기 통신 장애 이벤트 트리거에 따라 상기 채널 변경 여부가 결정될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 TVWS 기반 무선 통신 모뎀 및 이의 동작 방법을 제공함으로써, 가용 가능한 DTV 채널을 이용함으로써 데이터 통신 비용이 발생하지 않고, 태양 전지를 이용하여 유선 전원 공급 없이 동작 가능하도록 할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 시스템 구성을 개략적으로 도시한 블록도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 모뎀의 내부 구성을 개략적으로 도시한 블록도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 채널 스캔부의 구성을 도시한 블록도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 모뎀에서 채널을 변경하는 방법을 나타낸 순서도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 페어링 방법을 나타낸 흐름도.

본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 또한, 명세서에 기재된 "...부", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 시스템 구성을 개략적으로 도시한 블록도이며, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 모뎀의 내부 구성을 개략적으로 도시한 블록도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 채널 스캔부의 구성을 도시한 블록도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 시스템(100)은 무선 통신 모뎀(110), 디바이스(120), 중계기(130) 및 서버(140)를 포함하여 구성된다.

디바이스(120)는 TVWS 채널을 이용하여 데이터를 전송하기 위한 수단이다. 디바이스(120)는 TVWS 기반 무선 통신 모뎀(110)을 구비하거나 TVWS 기반 무선 통신 모뎀(110)과 연결된 장치로 이해되어야 할 것이다.

디바이스(120)는 예를 들어, CCTV, 센서, 가로 등일 수 있다. 물론, 이외에도 디바이스(120)는 단말일 수도 있음은 당연하다.

TVWS 기반 무선 통신 모뎀(110)은 TVWS 채널을 이용하여 데이터를 송수신하기 위한 통신 모듈이다. 이에 대해서는 하기에서 관련 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.

디바이스(120)는 중계기(130)와 연동될 수 있다.

중계기(130)는 TVWS 채널을 통해 디바이스(120)의 데이터를 중계하기 위한 장치이다. 중계기(130)의 일반적인 기능은 당업자에게는 자명한 사항이므로 이에 대한 별도의 설명은 생략하기로 한다.

서버(140)은 가용 채널 정보를 디바이스(120)로 제공하기 위한 수단이다.

서버(140)는 중계기(130)를 통해 디바이스(120)와 TVWS 채널을 기반으로 데이터를 송수신할 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 모뎀의 내부 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다. 이하에서, 별도의 설명이 없더라도 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 모뎀(110)은 TVWS 채널을 기반으로 데이터를 송수신하는 통신 장치로 이해되어야 할 것이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 모뎀(110)은 전원부(210), 무선 통신부(215), 채널 스캔부(220), 메모리(225) 및 프로세서(230)를 포함하여 구성된다.

전원부(210)는 솔라 패널을 통해 전력을 생성한 후 이를 무선 통신 모뎀(110)의 각각의 구성 요소로 제공할 수 있다.

전원부(210)는 배터리, 전원 관리부 및 전력 분배부를 포함할 수 있다. 이들 각각의 구성에 대해 보다 상세히 설명하기로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 전원부(210)는 솔라 패널을 통해 생산된 전력을 배터리에 효율적으로 저장하고, 배터리에 저장된 전력을 변환하여 각각의 구성 요소로 전달할 수 있다.

우선, 각각의 구성에 대해 설명하기로 한다.

솔라 패널은 공지된 바와 같이 태양광 에너지를 전기 에너지로 변환하는 장치이다. 이러한 솔라 패널은 태양광 에너지를 이용하기 때문에 일조량에 따라 전기 생산량이 가변적이다. 또한, 솔라 패널은 전체 태양광 에너지 대비 생산되는 전기 에너지의 비율을 솔라 패널의 효율이라 칭하며, 현재는 약 22% 정도의 효율을 보인다.

솔라 패널의 효율은 온도에 따라 크게 영향을 받으며, 온도가 높을수록 효율은 급속히 저하되는 특성을 보인다. 또한, 일반적으로 일조량은 적도에서 가장 높고 북극, 남극 쪽으로 갈수록 작아지며, 솔라 패널에 따라 전기 생산이 가능한 일조량의 구간이 있어서, 태양이 비추는 전체 낮 시간이 10시간이라 하여도 경도에 따라, 전기생산이 가능한 시간은, 3~5시간으로 제한된다.

이러한 솔라 패널의 동작은 당업자에게는 자명한 사항이므로 이에 대한 별도의 상세한 설명은 생략하기로 한다.

전원 관리부는 배터리의 충전과 방전을 제어하기 위한 수단이다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 배터리는 리듐 이온 계열 배터리일 수 있다. 이러한 리듐 이온 계열 배터리 특성상 충전, 과방전이 될 경우, 배터리 셀이 파괴되어 가스가 발생하여 이때 열이 발생하는 데, 주변 온도가 높거나 주변 열과 혼합될 경우 배터리가 폭발하는 특성을 가진다.

따라서, 전원 관리부는 배터리의 손상을 방지하기 위해, 배터리의 과충전, 과방전을 제어할 수 있다.

전원 관리부는 배터리에 충전된 전기량을 측정하는 게이지 회로를 포함한다. 따라서, 전원 관리부는 배터리 잔량 정보, 충전/방전 상태 정보를 프로세서(230)로 전송할 수 있다.

또한, 배터리는 셀의 직렬/병렬 조합으로, 원하는 전압과 전류를 가지게 된다. 따라서, 전원 관리부는 각 셀마다 고르게 충전과 방전이 이루어질 수 있도록 하는 발란스 기능을 가진다.

이러한 배터리를 충전 및 방전을 제어하는 전원 관리부의 세부 동작 또한 당업자에게는 자명한 사항이므로 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

배터리는 예를 들어, 리튬 이온 배터리, 리튬 인산철 배터리, 바나듐 배터리, 슈퍼커패시터 배터리 중 어느 하나로 구성될 수 있다.

현재는 리튬 이온 계열을 배터리가 가장 많이 사용하는데, 장점으로는 가볍고 집적도가 높으며, 무엇보다 배터리 형상을 자유롭게 할 수 있는 장점이 있다. 슈퍼커패시터 배터리는, 코코넛 껍질에 풍부한 탄소성분을 추출하여 제조하는 것으로서 자연물질이기 때문에, 수명이 반 영구적이며, 자연 폐기가 가능하고 불규칙하고 매우 미세한 태양광으로부터 생산된 전기도 저장이 가능한 장점이 있다.

리듐 배터리의 기본 단위는 셀이라고 하며 하나의 셀은 3.7V전압을 가지고 전류는 셀의 면적에 따라 달라진다. 또한, 배터리 팩은, 배터리 셀의 조합으로서, 요구되는 배터리 팩의 용량에 따라, 셀을 직렬과 병렬로 배치하고 팩킹을 하면 배터리 팩이 된다. 이때 셀 간의 전압과 전류의 총량이 불균형을 이룰 경우, 특정 셀에게 스트레스가 집중되어, 전체 배터리 팩의 밸런스가 어긋나게 되어 수명이 급격히 저하될 수 있다.

상술한 배터리의 일 예는 이해와 설명의 편의를 도모하기 위한 것으로, 반드시 상술한 배터리의 일 예로 제한되는 것은 아니며 공지된 배터리인 경우 모두 제한 없이 적용될 수 있다.

전력 분배기는 배터리의 출력을 무선 통신 모뎀(110)의 각 구성 요소들의 사용 전원으로 낮추거나 높여서 제공하는 기능을 수행한다.

본 발명의 일 실시예에서는 배터리의 전원을 입력 전원으로 이용하는 것으로 도시되어 있으나 반드시 배터리의 전원만을 입력 전원으로 이용하지 않으며, SMPS(Switching Mode Power Supply) 전원 또한 입력 전원으로 사용될 수 있음은 당연하다.

일반적으로 무선 통신 모뎀(110)을 구성하는 각각의 구성 요소에서 사용되는 전압은 최소 0.8V에서 최대 24V까지 다양하다. 따라서, 전력 분배기는 일정한 전압이 필요한 각각의 구성 요소에 전달되도록 낮추거나 높여서 제공할 수 있다. 이를 통해 무선 통신 모뎀(110)의 안전성, 노이즈 특성 및 수명 보장이 가능하도록 할 수 있다.

또한, 전력 분배기는 현재 사용되는 전력 소모량을 실시간으로 검출할 수도 있다.

이러한 전력 분배기의 상세 기능 또한 당업자에게는 자명한 사항이므로 이에 대한 추가적인 설명은 생략하기로 한다.

무선 통신부(215)는 데이터를 송수신하기 위한 수단이다.

예를 들어, 모든 통신은 모듈레이션(즉, 변조와 디모듈레이션)을 통해 데이터를 가공, 처리 및 전송될 수 있다.

따라서, 무선 통신부(215)는 모듈레이터, 디모듈레이터 등을 구비하며, 이를 기반으로 데이터를 변조하여 송신하고, 수신된 데이터를 복조할 수 있다.

예를 들어, 무선 통신부(215)는 QAM(64QAM 및 256QAM), QPSK, 8VSB와 같이 다양한 변조 방식을 기반으로 데이터를 변조 또는 복조할 수 있다. 이를 방식은 당업자에게는 자명한 사항이므로 이에 대한 별도의 설명은 생략하기로 한다.

튜너는 사용할 주파수를 결정하기 위한 수단이다.

예를 들어, 본 발명의 일 실시예에서는 TVWS 전파를 사용한다. 즉, 470MHz ~ 698MHz의 전파를 사용할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, TVWS 전파(채널)을 사용하여 데이터를 송수신할 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에서는 가용 가능한 채널을 튜닝하는 과정이 필수적으로 필요하다. 이에 대해서는 하기에서 채널 스캔부(220)의 동작을 통해 보다 상세히 설명하기로 한다.

채널 스캔부(220)는 TVWS 중 후보 채널의 품질과 실시간 트래픽 상황을 고려하여 최적의 채널로 변경하기 위한 수단이다. TVWS는 전 세계적으로, DVB-T(유럽방식), ATSC(미국방식), ISDB-T(일본방식)와 같이 크게 3가지 디지털 TV 표준을 기반으로 TVWS표준이 완성되었다. 채널당 Bandwidth는 크게 5MHz와 6MHz로 나누며, 변조방식은, QPSK, 8VSB, QAM방식으로 나뉘며, 전체 DTV채널 개수는 CH14부터 CH54까지 대략 38개~41개 채널로 구성된다.

TVWS는 DTV 가용 채널을 사용하기 때문에, 전체 41개 채널 중 특정 시간에 어떤 채널을 사용할지를 정해지는 것이 아니라, 서버(140)로부터 가용 채널 정보를 획득하여 사용해야만 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 채널 스캔부(220)는 가용 채널 중 사용되는 채널의 품질, 트래픽 상황을 고려하여 최적의 채널로 변경할 수 있다.

채널 스캔부(220)는 도 3에 도시된 바와 같이 구성될 수 있다.

도 3을 참조하여 채널 스캔부(220)의 기능에 대해 상세히 설명하기로 한다.

도 3을 참조하면, 채널 스캔부(220)는 모니터링부(310), 트래픽 분석부(315), 채널 품질 분석부(320), 가용 채널 갱신부(325), 시뮬레이션부(330), 채녈 변경부(335)를 포함하여 구성된다.

모니터링부(310)는 통신 장애 발생 여부를 모니터링하기 위한 수단이다.

모니터링부(310)는 튜너를 통해 설정된 사용 채널에 따른 통신에 장애가 발생했는지 여부를 지속적으로 모니터링할 수 있다. 예를 들어, 모니터링부(310)는 튜너의 사용 채널에 대한 통신 장애 발생 여부를 모니터링할 수 있다.

모니터링부(310)는 통신 장애 발생시, 통신 장애가 일시적 장애인지 여부를 판단할 수 있다.

즉, 모니터링부(0는 통신이 끊기는 시간에 따라 일시적 장애인지 또는 심각한 장애인지 여부를 판단할 수 있다. 만일 일시적 장애인 경우, 모니터링부(310)는 1초에 1회 총 3번을 3회 싸이클로 통신 연결을 시도하며, 해결이 안 될 경우, 심각한 장애로 판단할 수 있다. 이어, 모니터링부(310)는 다시 두번째 3회 사이클 동안 통신 연결을 시도하며, 이 경우에도 통신 연결이 안되는 경우 통신 장애가 발생한 것으로 판단하여 이벤트를 트리거할 수 있다.

트래픽 분석부(315)는 각 채널별 전체 데이터 양을 누적하여 기록하여 각 채널의 트래픽을 분석하기 위한 수단이다.

채널 품질 분석부(320)는 각 채널 품질을 분석하기 위한 수단이다.

예를 들어, 채널 품질은 Tx Power, RSSI, SNR, HCS Error. CRC Error, Packet Error, BER 중 적어도 하나를 이용하여 분석될 수 있다.

채널 품질 분석부(320)는 채널 품질 분석을 위한 상술한 각각의 항목에 대한 정보를 기록한 후 이를 이용하여 각 채널의 품질을 분석할 수 있다.

가용 채널 갱신부(325)는 서버(140)로부터 주기적으로 TVWS 규정에 따른 가용 채널 정보를 획득한다. 예를 들어, 가용 채널 갱신부(325)는 1일 단위로 가용 채널 정보를 서버(140)로부터 획득하여 메모리(225)에 갱신할 수 있다.

물론, 가용 채널 갱신부(325)는 비주기적으로 가용 채널 정보를 서버(140)로부터 획득하여 메모리(225)에 갱신 저장할 수도 있다. 예를 들어, 가용 채널 갱신부(325)는 시뮬레이션부(330)의 요청에 따라 가용 채널 정보를 비주기적으로 서버(140)로부터 제공받아 갱신할 수도 있다.

시뮬레이션부(330)는 사용 채널의 로그 기록을 참조하여 후보 채널의 품질 및 트래픽 정보를 이용하여 통신 상태를 시뮬레이션하기 위한 수단이다.

시뮬레이션부(330)는 딥 러닝 기법을 적용하여 후보 채널에 대한 시뮬레이션을 수행할 수 있다. 즉, 시뮬레이션부(330)의 시뮬레이션 결과에 따라 후보 채널 중 변경할 채널이 결정될 수 있다.

채녈 변경부(335)는 시뮬레이션 결과를 기반으로 채널을 변경하기 위한 수단이다. 채널을 변경하는 구체적 방법은 도 4에서 설명하기로 한다.

메모리(225)는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 모뎀(110)을 운용하기 위해 필요한 알고리즘, 명령어들, 가용 채널 스캔 방법을 수행하기 위해 필요한 명령어(프로그램 코드들), 이 과정에서 파생되는 다양한 데이터 등을 저장한다.

예를 들어, 메모리(225)는 DRAM, SRAM, EEPROM, 플래시 메모리일 수 있다.

프로세서(230)는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 모뎀(110)의 내부 구성 요소들(예를 들어, 전원부(210), 무선 통신부(215), 채널 스캔부(220), 메모리(225) 등)을 제어하기 위한 수단이다.

도 2에는 별도로 도시되어 있지 않으나, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 모뎀(110)은 디바이스와의 연결을 위한 인터페이스를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 인터페이스는 마더 모드 형태로 제작되어 무선 통신 모뎀(110)이 디바이스와 탈부착 가능하도록 할 수 있다. 즉, 무선 통신 모뎀(110)이 부착된 디바이스가 당해 무선 통신 모뎀(110)을 통해 TVWS 채널을 기반으로 데이터를 송수신하도록 할 수 있다.

예를 들어, 인터페이스는 RS232C, RS485, RJ45,HDMI 와 같은 전통적인 유선통신, WiFi, Bluetooth, Zigbee, NFC와 같은, Short Range 무선 통신, RF447, RF262, LoRa, Sigfox와 같은, Long Range 사물인터넷 무선통신 인터페이스로 구현될 수 있다. 이는 당업자에게는 자명한 사항이므로 이에 대한 별도의 추가적인 설명은 생략하기로 한다.

이를 통해, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 모뎀(110)은 CCTV, 스피커, 음향장치, 각종 센서, 모터, 전광판, 산업용 장비, 랩탑 컴퓨터, 스피커, 마이크, LED, CCTV, 전기자동차, 스마트 가로등, 스마트 환경센서, 전기자동차, 드론, 로보트 등과 같은 다양한 디바이스와 연동될 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 모뎀에서 채널을 변경하는 방법을 나타낸 순서도이다.

단계 410에서 무선 통신 모뎀(110)은 통신 장애 여부를 모니터링한다.

무선 통신 모뎀(110)은 튜너를 통해 설정된 TVWS 채널을 통해 중계기(130)와 통신 네트워크를 구성하며, 해당 TVWS 채널을 통해 중계기(130)와 페어링되어 데이터를 송신 또는/ 및 수신할 수 있다.

따라서, 무선 통신 모뎀(110)은 현재 튜너를 통해 설정된 사용 채널의 통신 장애 여부를 모니터링할 수 있다.

단계 415에서 무선 통신 모뎀(110)은 모니터링 결과 통신 장애가 발생했는지 여부를 판단한다.

만일 통신 장애가 발생한 경우, 단계 420에서 무선 통신 모뎀(110)은 후보 채널의 품질 및 트래픽 정보를 기반으로 통신 상태에 대한 시뮬레이션을 수행한다.

예를 들어, 무선 통신 모뎀(110)은 변경전 현재 사용 채널에 대한 로그 정보를 고려하여 복수의 후보 채널의 품질 및 트래픽 정보를 기반으로 시뮬레이션을 수행할 수 있다.

단계 425에서 무선 통신 모뎀(110)은 시뮬레이션 결과를 기반으로 변경할 채널을 결정한다.

단계 430에서 무선 통신 모뎀(110)은 변경할 채널에 대한 정보를 중계기(130)로 전송한다.

이어, 단계 435에서 무선 통신 모뎀(110)은 중계기(130)와 변경할 채널을 기반으로 페어링을 수행한다.

단계 440에서 무선 통신 모뎀(110)은 중계기(130)와 페어링이 실패했는지 여부를 판단한다.

만일 페어링이 실패한 경우, 단계 445에서 무선 통신 모뎀(110)은 다른 후보 채널을 이용하여 중계기(130)와의 페어링을 수행한다.

이와 같은 방식으로, 무선 통신 모뎀(110)은 복수의 후보 채널 중 시뮬레이션 결과가 좋은 후보 채널부터 중계기(130)와의 페어링을 수행하여 페어링이 성공하는 후보 채널을 최종 변경할 채널(사용 채널)로 결정하여 튜너를 튜닝할 수 있다.

무선 통신 모뎀(110)은 중계기(130)와의 통신을 통해 서버(140)로부터 주기적으로 가용 채널 정보를 수신할 수 있다. 여기서, 가용 채널 정보는 DTV 채널 중 이용 가능한 채널에 대한 정보일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서 사용되는 가용 채널, 후보 채널, 사용 채널 등과 같은 채널은 DTV 채널 중 TV 채널로 이용되지 않는 이용 가능한 채널로 이해되어야 할 것이다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 페어링 방법을 나타낸 흐름도이다.

단계 510에서 무선 통신 모뎀(110)은 중계기(130)의 식별정보(예를 들어, MOM ID)가 존재하는지 여부를 판단한다.

만일 중계기 식별정보가 존재하지 않는 경우, 단계 515에서 무선 통신 모뎀(110)은 식별정보 요청 신호를 전송한다.

예를 들어, 무선 통신 모뎀(110)은 식별정보 요청 신호를 브로드캐스팅 할 수 있다. 즉, Find Mom 신호를 브로드캐스팅할 수 있다. 여기서, 식별 정보 요청 신호는 무선 통신 모뎀(110)의 식별정보(예를 들어, Baby_ID)를 포함할 수 있다.

단계 520에서 중계기(130)는 식별정보 요청 신호가 수신되었는지 여부를 판단한다.

만일 식별정보 요청 신호가 수신된 경우, 단계 525에서 중계기(130)는 당해 중계기의 식별정보를 무선 통신 모뎀(110)으로 전송한다.

이어, 단계 530에서 중계기(130)는 무선 통신 모뎀(110)의 식별 정보를 등록한다.

또한, 단계 535에서 무선 통신 모뎀(110)은 중계기(130)의 식별정보가 수신되었는지 여부를 판단한다.

만일 중계기의 식별정보가 수신되지 않은 경우, 단계 510으로 진행한다.

그러나 만일 중계기의 식별정보가 수신된 경우, 단계 540에서 무선 통신 모뎀(110)은 중계기의 식별정보를 등록한다.

상술한 바와 같이, 페어링 절차를 수행할 수 있다. 이러한 페어링 절차는 튜너에 설정된 TVWS가 변경될 때마다 수행될 수 있음은 당연하다.

본 발명의 실시 예에 따른 장치 및 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 분야 통상의 기술자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media) 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다.

상술한 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.

이제까지 본 발명에 대하여 그 실시 예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시 예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

100: 시스템
110: TVWS 무선 통신 모뎀
120: 디바이스
130: 중계기
140: 서버

Claims (13)

1. 무선 통신 모뎀에 있어서,
   튜너;
   TVWS 가용 채널 정보를 주기적으로 수신하는 무선 통신부;
   상기 튜너에 설정된 사용 채널에 대한 통신 장애시 일시적 통신 장애인지 심각한 통신 장애인지 여부를 판단하여 심각한 통신 장애인 경우 장애 발생 시점의 TVWS 가용 채널의 후보 채널들 중 어느 하나로의 채널 변경을 결정하는 채널 스캔부-상기 채널 스캔부는 상기 일시적 통신 장애인 경우 상기 사용 채널을 변경하지 않으며, 상기 심각한 통신 장애는 1초에 1회씩 3번을 한 사이클로 하여 전체 3 사이클 동안 통신 연결을 시도하여 실패한 것으로 결정됨; 및
   상기 후보 채널들을 이용하여 중계기와의 페어링 연결을 시도하여 페어링 연결되는 후보 채널로 사용 채널을 변경하도록 제어하는 프로세서; 및
   솔라 패널을 통해 생산된 전력을 배터리에 저장하고 상기 배터리에 저장된 전력을 상기 튜너, 상기 무선 통신부, 상기 채널 스캔부 및 상기 프로세서 각각의 사용 전원에 맞도록 0.8V에서 24V 사이로 각각 변환하여 제공하는 전원부를 포함하되,
   상기 프로세서는,
   상기 후보 채널들의 품질 및 트래픽 정보를 기반으로 통신 상태를 시뮬레이션한 후 시뮬레이션 결과가 높은 후보 채널부터 낮은 후보 채널순으로 후보 채널을 이용하여 중계기와의 페어링 절차를 수행하여 페어링 연결되는 후보 채널을 사용 채널로 변경하도록 제어하되,
   상기 프로세서는,
   후보 채널을 이용하여 상기 무선 통신 모뎀의 식별정보(Baby_ID)를 포함하는 Find Mom 신호를 브로드캐스팅하고, 상기 신호에 대한 응답으로 상기 중계기로부터 중계기 식별정보(MOM_ID)가 수신되면 페어링 연결일 성공한 것으로 결정하며, 상기 중계기 식별정보(MOM_ID)가 수신되지 않으면 다른 후보 채널을 통해 Find Mom 신호를 브로드캐스팅하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 모뎀.
   
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