KR102282021B1 - 철도 무선 센서 망의 간섭 신호 회피를 위한 전용채널 설정 장치 및 방법 - Google Patents

철도 무선 센서 망의 간섭 신호 회피를 위한 전용채널 설정 장치 및 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR102282021B1
KR102282021B1 KR1020140121096A KR20140121096A KR102282021B1 KR 102282021 B1 KR102282021 B1 KR 102282021B1 KR 1020140121096 A KR1020140121096 A KR 1020140121096A KR 20140121096 A KR20140121096 A KR 20140121096A KR 102282021 B1 KR102282021 B1 KR 102282021B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
dedicated channel
frequency band
interference
setting
channel
Prior art date
Application number
KR1020140121096A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20150059589A (ko
Inventor
김영일
여건민
원 류
채종석
김재훈
Original Assignee
한국전자통신연구원
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 한국전자통신연구원 filed Critical 한국전자통신연구원
Priority to CN201410682432.5A priority Critical patent/CN104661228B/zh
Publication of KR20150059589A publication Critical patent/KR20150059589A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102282021B1 publication Critical patent/KR102282021B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L27/00—Central railway traffic control systems; Trackside control; Communication systems specially adapted therefor
    • B61L27/04—Automatic systems, e.g. controlled by train; Change-over to manual control
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W28/00—Network traffic management; Network resource management
    • H04W28/02—Traffic management, e.g. flow control or congestion control
    • H04W28/04—Error control
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W74/00—Wireless channel access
    • H04W74/04—Scheduled access

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

철도 무선 센서 망을 이용하여 주행중인 차량의 상태를 점검하고 이를 철도 차량 관제센터로 송신하는데 있어 주파수 대역별로 전용채널을 설정하는 장치 및 방법에 관한 기술이다. 본 발명의 일 양상에 따른 간섭 신호 회피를 위한 전용채널 설정 장치는 사용 가능한 주파수 전체 대역을 다수의 대역으로 분할하고 적어도 하나 이상의 센서와 통신하는 분할된 주파수 대역별 간섭량을 측정하는 간섭 신호 측정부와 측정한 주파수 대역별 간섭량의 이동평균값을 계산하고 계산한 결과를 기초로 센서와의 전용채널을 슬롯 단위로 설정하는 전용채널 설정부 및
각각의 센서의 사용 주파수를 상기 설정된 전용채널의 주파수 대역에 상응하게 변조하는 주파수 변조부를 포함한다.
이로써 동일 주파수 대역을 사용하는 복수의 무선 센서들간의 간섭을 회피하고, 비경쟁적으로 주파수를 할당하여 무선 통신상의 전송 품질을 향상시킬수 있다.

Description

철도 무선 센서 망의 간섭 신호 회피를 위한 전용채널 설정 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD AVOIDING INTERFERENCE SIGNAL USING EXCLUSIVE CHANNEL IN WIRELESS SENSOR NETWORK FOR RAILWAY VEHICLE}
철도시설물 안전관리 분야에 있어 철도 무선 센서 망에서 발생하는 간섭 신호를 회피하는 것에 관한 기술이다.
일반적으로 철도시설물의 안전한 관리를 위해 철도 차량, 레일의 상태를 주기적으로 점검하고, 이상 상태가 발생할 경우 즉시 유지, 보수를 해야한다. 이를 위해 주행중인 차량의 발열 상태 및 진동 등의 동작상태와 레일의 마모도 등을 실시간으로 측정한다.
현재 사용되는 기술중 하나는 철길에 차량의 대차 발열을 비접촉 식으로 측정하는 장치를 설치하고, 측정된 온도 정보를 유지보수 센터로 유선을 이용하여 전송하는 기술이 있다. 그러나 이러한 유선을 이용하는 방식은 측정의 정확도, 측정 횟수 등이 제한될 수 있다.
철도 시설물의 안전한 관리를 위한 또 다른 기술중 하나는 무선 센서를 이용하여 철도 차량 또는 레일을 점검하는 무선 통신 방식이다. 무선 센서는 철도 차량의 운행상태 정보를 실시간으로 전송할 수 있고, 저전력으로 이용할 수 있다. 그러나 복수의 무선 센서를 사용하는 무선 센서 망에서는 비 면허대역의 주파수를 사용하기 때문에 동일 주파수 대역을 사용하는 복수의 무선 센서들과 열차 내의 타 무선기기는 서로 간섭을 야기할 수 있어 데이터의 전송품질을 열악하게 할 수 있다.
동일 주파수 대역을 사용하는 복수의 무선 센서들 각각에 전용채널을 설정하여 무선 통신에서 간섭을 회피하는 기술을 제안한다.
본 발명의 일 양상에 따른 간섭 신호 회피를 위한 전용채널 설정 장치는 사용 가능한 주파수 전체 대역을 다수의 대역으로 분할하고 적어도 하나 이상의 센서와 통신하는 분할된 주파수 대역별 간섭량을 측정하는 간섭 신호 측정부와,
측정한 주파수 대역별 간섭량의 이동평균값을 계산하고 계산한 결과를 기초로 센서와의 전용채널을 슬롯 단위로 설정하는 전용채널 설정부 및 각각의 센서의 사용 주파수를 설정된 전용채널의 주파수 대역에 상응하게 변조하는 주파수 변조부를 포함한다.
본 발명의 다른 양상에 따른 간섭 신호 회피를 위한 전용채널 설정 방법은 사용 가능한 주파수 전체 대역을 다수의 대역으로 분할하고 적어도 하나 이상의 센서와 통신하는 분할된 주파수 대역별 간섭량을 측정 하는 단계와 측정한 주파수 대역별 간섭량의 이동평균값을 계산하고 계산한 결과를 기초로 센서와의 전용채널을 슬롯 단위로 설정하는 단계 및 각각의 센서의 사용 주파수를 상기 설정된 전용채널의 주파수 대역에 상응하게 변조하는 단계를 포함한다.
비 면허 대역의 주파수를 사용하는 무선센서망에 있어, 각각의 센서에 전용채널을 설정함으로써, 타 기기간 간섭을 회피할 수 있고, 비경쟁적으로 주파수를 할당함으로써 무선 통신상의 전송 품질을 향상시킬수 있다.
도 1은 전용채널 설정 장치가 사용되는 일 예이다.
도 2는 일 실시예에 따른 전용채널 설정 장치의 블록도이다.
도 3은 데이터의 슈퍼 프레임을 이용한 무선 통신에 대한 일예이다.
도 4는 비컨 프레임에 포함된 정보의 일 예이다.
도 5는 일 실시예에 따른 전용채널 설정 방법의 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예를 상세히 기술한다.
도 1은 전용채널 설정 장치(100)가 사용되는 일 예이다.
일예로, 전용채널 설정 장치(100)는 철도 차량의 안전관리 시스템에 사용될 수 있다. 열차의 안전 운행을 위해서는 철도 차량의 차축 발열 상태 및 진동상태를 실시간으로 검측하여 이상상태가 점검되어야 한다. 센서(200)는 열차의 안전운행을 위해 차량의 운행에 대한 상태정보(차축 발열, 진동)를 실시간으로 측정하고 데이터를 전용채널 설정 장치(100)에 전송할 수 있다. 각각의 철도 차량의 운행에 대한 상태정보를 측정하려면 복수의 센서가 필요하고 각 센서들이 동일한 주파수 대역을 사용하는 경우 신호간 간섭이 발생할 수 있다. 이에 전용채널 설정 장치(100)는 각 센서(200)별로 전용채널을 설정하여 이후 AP 포인트 또는 관제센터와 전용채널을 이용하여 무선 통신을 할 수 있다.
도 1을 참조하면, 전용채널 설정 장치(100)는 각각의 센서(201,202,203,204)로부터 데이터를 수신한다. 일예로, 전용채널 설정 장치(100)는 센서(200)로부터 압력, 거리, 온도, 습도, 속도, 가속도 등에 대한 데이터를 수신 할 수 있다.
전용채널 설정장치(100)는 센서1(201)에 대해 전용채널1(FA1,122)을 설정하고, 센서 2(202)에는 전용채널2(FA2,124), 센서 3(203)에는 전용채널3(FA2,126), 센서4(204)에는 전용채널4(FA2,128)를 설정할 수 있다. 또한, 하나의 센서에 복수의 전용채널이 설정 될 수 있으므로, 전용채널 설정장치(100)는 센서1(201)에 전용채널1-2(FA1-2,123)을 설정할 수 있다.
또한 본 발명의 다른 양상에 따르면 센서(200)와 전용채널 설정 장치(100)간 무선 통신을 할때, 데이터에 포함된 슈퍼프레임의 비컨을 이용할 수 있고, 이는 도 3과 도 4의 실시예를 들어 후술한다.
도 2는 일 실시예에 따른 주파수 전용채널 설정 장치(100)의 블록도이다.
도 2을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전용채널 설정 장치(100)는 간섭 신호 측정부(110), 전용채널 설정부(120), 주파수 변조부(130), 무선 통신부(140)를 포함 할 수있다.
간섭 신호 측정부(110)는 사용 가능한 주파수 전체 대역을 다수의 대역으로 분할하고, 센서(200)들이 사용하게 되는 각각의 분할된 주파수 대역별 간섭량을 측정한다. 이때 가용한 전체 주파수 대역의 분할은 균등 분할일 수도 있고, 채널의 이용 목적과 데이터의 집중도, 전송 효율이 좋은 주파수 대역의 특성 등을 고려하여 개별적으로 주파수 대역의 범위를 달리하여 분할할 수 있다.
본 발명의 일 양상에 따르면, 간섭 신호 측정부(110)는 센서(200)들의 개수 정보를 입력 받아 가용한 주파수 전체 대역 중 필요한 주파수 대역의 개수를 산출하여 이를 대역으로 분할할 수 있다.
또한 본 발명의 다른 양상에 따르면, 간섭 신호 측정부(110)는 각각의 주파수 대역의 특성, 주파수 대역의 데이터 수신 감도, 주파수 대역별 송수신되는 데이터의 양을 고려하여 대역으로 분할할 각각의 주파수 대역폭의 범위를 정할 수 있다. 주파수 대역별 특성이 상이할 수 있고, 주파수 대역별로 처리가 요구되는 데이터의 수신 감도와 양이 다를 수 있다. 예를 들어 사용 가능한 주파수 전체 대역 중 데이터 수신 감도가 좋은 일부 주파수 대역을 다른 주파수 대역보다 더욱 세밀하게 분할할 수 있다. 간섭 신호 측정부(110)는 이러한 조건을 고려하여 가용한 전체 주파수 대역을 대역으로 분할하고, 주파수 대역별로 간섭 신호의 양을 측정할 수 있다. 그리고 간섭 신호의 종류를 파악하여 전용채널 설정에 이용할 수 있다. 간섭 신호 측정부(110)에서 분할한 주파수 대역은 채널을 설정하는데 사용될 수 있다.
전용채널을 설정하는 실시예는 다양할 수 있다. 그 중 일예를 들어 설명하면, 전달지연을 최소화하기 위해 경쟁이 없는 채널 획득 모드(Contention Free Period)를 슬롯단위로 설정할 수 있다.
본 발명의 일 양상에 따르면 전용채널 설정부(120)는 측정한 주파수 대역별 간섭량의 이동평균값을 계산하여 이를 기초로 센서(200)와의 전용채널을 슬롯단위로 설정할 수 있다. 간섭량이 적은 주파수를 구하기 위해 이를 수식으로 표현하면 다음과 같다.
(1) 주파수 대역별 간섭량의 이동평균 = Mean IS_FAn = {IS_FAn_t, IS_FAn_t-1,… , IS_FAn_t-n+1}
(2) 최소의 간섭량 = Min{Mean IS_FA1, …, Mean IS_FAn}
이때 IS(Interference Strength)는 간섭세기이고 FA1, FAn은 각각 제1 주파수 대역, 제n 주파수 대역을 의미한다. 위 (1) 수식에 따르면 주파수 대역별 간섭량의 이동평균은 제n 주파수 대역에서 시간 t, t-1,…,t-n+1 동안의 간섭 량의 평균이다. 이렇게 제1 주파수 대역, 제2 주파수 대역, … ,제n 주파수 대역 각각의 간섭량을 이동평균을 이용하여 계산한다.
(2) 수식의 최소의 간섭량은 제1 주파수 대역, 제2 주파수 대역, …, 제n 주파수 대역 중 최소의 간섭량을 갖는 주파수 대역을 산출한다. 그리고 간섭량이 제일 적은 주파수 대역에 제1 센서와의 전용채널을 설정하고, 그 다음으로 간섭량이 적은 주파수 대역에 제2 센서와의 전용채널을 설정하는 등 간섭량이 적은 주파수 대역부터 순서대로 각 센서와의 전용채널을 설정할 수 있다.
이때 간섭량의 이동평균값을 계산하는데 있어 이동 평균 계산을 위한 소정의 시간 중 최근의 시간에 가중치를 두어 가중치 이동평균을 계산할 수 있다. 예를들어 기준시간이 t로부터 소정의 시간일 때 t-1 시점의 변화량에 가중치를 두어 계산하면 변화량의 추이를 유추하여 동적으로 간섭 신호를 측정할 수 있다. 이는 센서(200)로부터 수신하는 데이터의 주파수가 일정하지 않은 경우나 데이터의 변화량이 심한 경우 기복이 심한 변수의 움직임을 부드럽게 나타낼 수 있다.
본 발명의 다른 양상에 따르면, 전용채널 설정부(120)는 사용자로부터 입력받는 각 센서(200)의 역할과 속성, 사용 빈도, 인접 센서와의 거리, 센서의 총 개수 등을 고려하여 각 센서(200)별로 전용채널을 설정할 수 있다. 예를들어, 각 센서에서 주로 처리하는 데이터의 종류와 양에 기초하여 필요한 전용채널 주파수 대역의 범위를 결정할 수 있고, 보다 사용 빈도가 높은 센서(200)에 간섭량이 가장 적은 주파수 대역을 전용채널로 설정할 수 있다. 또한 복수의 센서(200)에 대한 물리적 정보로서 인접 센서와의 거리를 고려하여 인접한 센서간에는 각각 상이한 주파수 대역의 전용채널을 설정할 수 있다.
본 발명의 또 다른 양상에 따르면, 전용채널 설정부(120)는 데이터의 수신신호 세기를 측정하여 가용한 주파수 채널에 대한 간섭 신호를 추정하고 이를 반영하여 간섭 신호 리스트를 작성할 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 양상에 따르면, 전용채널 설정부(120)는 주파수 대역별 간섭량에 대한 간섭 신호 리스트를 작성하고 이를 기초로 전용채널을 설정할 우선순위를 정할 수 있다.
이때 센서에 대한 우선순위는 복수의 센서들의 상태 정보, 센서의 속성, 송수신하는 데이터의 타입, 송수신하는 데이터의 양 중 적어도 하나 이상을 고려한 우선순위일 수 있다. 예를들어 센서가 송수신하는 데이터의 양을 고려하여, 센서에 요구되는 데이터의 양이 많은 경우 전용채널 설정에 있어 우선순위를 상위에 둘 수 있다. 그 외에 복수의 센서들간 인접 거리가 짧아 간섭 신호가 발생할 여지가 큰 경우 우선순위를 상위에 둘 수 있다.
또한, 주파수 대역에 대한 우선순위는 간섭 신호 리스트에 기초하여 각각의 주파수 대역의 특성, 주파수 대역의 데이터 수신 감도, 채널에 걸리는 부하, 타 기기들로부터 수신되는 데이터의 간섭량 중 적어도 하나 이상을 고려한 우선순위일 수 있다. 예를들어, 특정한 주파수 대역이 필터링을 통한 간섭 신호를 회피할 수 있는 등 간섭 신호 회피를 위한 대체 수단이 있는 경우 전용채널 설정에 대한 우선 순위를 낮게 둘 수 있다. 그리고, 센서(200) 외의 타 기기들이 사용하는 주파수 대역과 주파수 대역이 유사하여 간섭 신호 회피의 필요성이 큰 경우 전용채널의 설정에 대한 우선순위를 하위에 둘 수 있다. 다만 이는 어디까지나 일예로써 전용채널 설정에 있어 우선순위를 선정하는 기준은 다양할 수 있다.
본 발명의 또 다른 양상에 따르면, 전용채널 설정부(120)는 설정된 전용채널에 부과되는 트래픽을 고려하여 전용채널을 재설정할 수 있다.
센서(200)와의 전용채널이 설정되면 주파수 변조부(130)는 각각의 센서의 사용 주파수를 설정된 전용채널의 주파수 대역에 상응하게 변조한다. 예를들어 센서1(201)에 전용채널 1(FA1,122)이 설정된 경우 이후 센서와 전용채널 설정장치간 데이터의 송수신은 전용채널1(FA1,122)의 주파수 대역 범위내로 주파수를 변조하여 데이터를 송수신할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면 전용채널 설정 장치(100)는 데이터에 포함된 슈퍼 프레임의 전용채널 필드에 전용채널에 대한 정보를 지정하고 데이터를 송수신하는 무선 통신부(140)를 더 포함할 수 있다. 이에대한 내용은 도 3, 및 도 4를 통하여 설명한다.
도 3은 데이터의 슈퍼 프레임을 이용한 무선 통신에 대한 일예이다.
슈퍼 프레임은 비컨 신호로 시작하여 복수의 센서(200)를 접속하기 위해 경쟁기반으로 채널을 획득하는 경쟁채널(CAP: Contention Access Period)구간과 비경쟁으로 전용채널을 획득하는 전용채널구간(비경쟁 채널구간, CFP: Contention Free Period)으로 이루어질 수 있다. 비컨(beacon)은 접속된 복수의 센서(200)들과 동기를 유지하고, 센서 망 (PAN : Personal Area Network)을 특정하고, 슈퍼프레임 구조를 구성하는 정보를 제공할 수 있다. 각 슈퍼프레임에는 비컨과 활성 부분(Active portion), 비활성 부분(Inactive portion)이 존재하고, 전용채널 설정 장치(100)는 전용채널구간(CFP)에서 각 센서에 대응하는 사용 주파수를 할당할 수 있다.
도 3을 참고하면, 전용채널 설정 장치(100)는 센서1(201)의 전용채널에 슈퍼프레임마다 FA1 및 FA2 두 개의 주파수를 설정했다. 전용채널의 설정은 하나의 센서(200)에 대해서 배타적으로 설정하는 것이 아니라 해당 주파수 대역을 배타적으로 사용하므로, 센서2(202)에도 주파수 대역 FA1 및 FA2를 사용하여 통신할 수 있다. 각 센서들(201,202)은 전용채널구간에서 주파수 FA1과 FA2를 교대로 사용할 수 있다.
도 4는 비컨 프레임에 포함된 정보의 일 예이다.
전용채널 설정장치(100)는 전용채널을 사용하는 주파수를 지정하기 위해, 전용채널 필드(GTS field)에 이에 대한 정보를 지정할 수 있다. 사용 주파수에 대한 정보는 전용채널 필드 리스트의 정보비트(24-31)에 부가되어 슈퍼프레임 단위로 센서들(201,202,203,204)에 전달될 수 있다.
도 4를 참조하면, 전용채널 설정장치(100)는 슈퍼 프레임에서 variable에 전용채널 필드(GTS field)를 설정할 수 있다. 그리고 전용채널 상세정보(GTS specification), 전용채널 방향(GTS Directions), 전용채널 리스트(GTS List) 등의 정보를 저장할 수 있다.
보다 구체적으로 전용채널 설정 장치(100)는 GTS 필드에 Bits 0-15사이의 구간에 장치의 간략한 주소(Device Short Address), Bits16-19사이에 전용채널 시작 슬롯(GTS Starting Slot), Bits 20-23사이에 전용채널의 길이(GTS Length), Bits 24-31 사이에 전용채널 주파수 대역(Frequency FA)을 설정할 수 있다. 다만 이는 어디까지나 일 예로서 설명된 것일 뿐이므로 본 발명의 권리범위가 이에 제한되어야 하는 것은 아니다.
도 5는 일 실시예에 따른 주파수 전용채널 설정 방법의 흐름도이다.
전용채널 설정장치(100)를 이용한 간섭 신호 회피를 위한 전용채널 설정 방법은 간섭량을 측정하는 단계(510,520), 전용채널을 설정하는 단계(530,540), 사용 주파수를 변조하는 단계(550) 및 데이터를 송수신하는 단계를 포함할 수 있다.
간섭량을 측정하는 단계(510,520)는 사용 가능한 주파수 전체 대역을 다수의 대역으로 분할한다(510). 그리고 센서(200)와 통신하는 분할된 주파수 대역별 간섭량을 측정한다(520). 분할된 주파수 대역은 채널의 설정에 이용될 수 있다. 이때 가용한 전체 주파수 대역의 분할은 균등 분할일 수도 있고, 채널의 이용 목적과 데이터의 집중도, 전송 효율이 좋은 주파수 대역의 특성 등을 고려하여 개별적으로 주파수 대역의 범위를 달리하여 분할할 수 있다.
본 발명의 일 양상에 따르면 센서들의 개수 정보를 입력 받아 가용한 주파수 전체 대역 중 대역으로 분할 할 각각의 주파수 대역의 범위를 정할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 양상에 따르면, 간섭량을 측정하는 단계(510,520)는 각각의 주파수 대역의 특성, 주파수 대역의 데이터 수신 감도, 주파수 대역별 송수신되는 데이터의 양 중 적어도 하나 이상을 고려하여 대역으로 분할할 각각의 주파수 대역폭의 범위를 정할 수 있다.
주파수 대역별 특성이 상이할 수 있고, 주파수 대역별로 처리가 요구되는 데이터의 수신 감도와 양이 다를 수 있다. 이에 이러한 조건을 고려하여 가용한 전체 주파수 대역을 대역으로 분할하고, 주파수 대역별로 간섭 신호의 양을 측정할 수 있다. 그리고 간섭 신호의 종류를 파악하여 전용채널 설정에 이용할 수 있다. 분할한 주파수 대역은 채널을 설정하는데 사용될 수 있다.
전용채널을 설정하는 실시예는 다양할 수 있다. 그 중 본 발명의 일 실시예에 따른 전용채널을 설정하는 단계(530,540)는 측정한 주파수 대역별 간섭량의 이동평균값을 계산하여(530), 계산한 결과를 기초로 센서와의 전용 채널을 슬롯단위로 설정한다(540).
이때, 간섭량의 이동평균값을 계산하는데 있어 이동 평균 계산을 위한 소정의 시간 중 최근의 시간에 가중치를 두어 가중치 이동평균을 계산할 수 있다. 예를들어, 기준시간이 t로부터 소정의 시간일 때 t-1 시점의 변화량에 가중치를 두어 계산하면 변화량의 추이를 유추하여 동적으로 간섭 신호를 측정할 수 있다. 이는 센서(200)로부터 수신하는 데이터의 주파수가 일정하지 않은 경우나 데이터의 변화량에 심한 경우 기복이 심한 변수의 움직임을 부드럽게 나타낼 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 양상에 따르면, 전용채널을 설정하는 단계(530,540)는 간섭량의 이동평균값을 계산한 결과(540)에 더하여, 사용자로부터 입력받는 각 센서의 역할과 속성, 사용 빈도, 인접 센서와의 거리, 센서의 총 개수 중 적어도 하나 이상을 고려하여 이를 기초로 전용채널을 설정할 수 있다. 또한, 센서(200)의 종류와 무선 통신으로 송수신되는 데이터의 종류를 비롯하여 센서에 대한 물리적 정보를 고려하여 전용채널을 설정할 수 있다.
본 발명의 또 다른 양상에 따르면, 전용채널을 설정하는 단계(530,540)는 데이터의 수신신호 세기를 측정하여 가용한 주파수 채널에 대한 간섭 신호를 추정하고 이를 반영하여 간섭 신호 리스트를 작성하여 이를 기초로 전용채널을 설정할 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 양상에 따르면, 전용채널을 설정하는 단계(530,540)는 주파수 대역별 간섭량에 대한 간섭 신호 리스트를 작성하고 이를 기초로 전용채널을 설정할 우선순위를 정할 수 있다. 이때 전용채널을 설정할 센서에 대한 우선순위는 복수의 센서들의 상태 정보, 센서의 속성, 송수신하는 데이터의 타입, 송수신하는 데이터의 양 중 적어도 하나 이상을 고려한 우선순위일 수 있다. 예를들어 센서가 송수신하는 데이터의 양을 고려하여, 센서에 요구되는 데이터의 양이 많은 경우 전용채널 설정에 있어 우선순위를 상위에 둘 수 있다. 그 외에 복수의 센서들간 인접 거리가 짧아 간섭 신호가 발생할 여지가 큰 경우 우선순위를 상위에 둘 수 있다.
또한, 전용채널을 설정할 주파수 대역에 대한 우선순위는 간섭 신호 리스트에 기초하여 각각의 주파수 대역의 특성, 주파수 대역의 데이터 수신 감도, 채널에 걸리는 부하, 타 기기들로부터 수신되는 데이터의 간섭량 중 적어도 하나 이상을 고려한 우선순위일 수 있다. 예를들어, 특정한 주파수 대역이 필터링을 통한 간섭 신호를 회피할 수 있는 등 간섭 신호 회피를 위한 대체 수단이 있는 경우 전용채널 설정에 대한 우선 순위를 낮게 둘 수 있다. 그리고, 센서(200) 외의 타 기기들이 사용하는 주파수 대역과 주파수 대역이 유사하여 간섭 신호 회피의 필요성이 큰 경우 전용채널의 설정에 대한 우선순위를 하위에 둘 수 있다. 다만 이는 어디까지나 일예로써 전용채널 설정에 있어 우선순위를 선정하는 기준은 다양할 수 있다.
센서(200)와의 전용채널이 설정되면 주파수를 변조하는 단계(550)는 각각의 센서의 사용 주파수를 설정된 전용채널의 주파수 대역에 상응하게 변조한다.
그리고, 또 다른 실시예에 따르면 전용채널 설정 방법은 데이터에 포함된 슈퍼 프레임의 전용채널 필드에 전용채널에 대한 정보를 지정하고 변조된 사용 주파수를 이용하여 데이터를 송수신하는 단계를 더 포함할 수 있다.
전용채널 설정장치: 100
간섭 신호 측정부: 110
전용채널 설정부: 120
주파수 변조부: 130
무선 통신부: 140
센서: 200, 201, 202, 203, 204
전용채널(FA1, FA1-2, FA2, FA3, FA4): 122, 123, 124, 126, 128

Claims (20)

  1. 복수의 센서들과 통신에 사용 가능한 주파수 전체 대역을 다수의 주파수 대역들로 분할하고, 상기 다수의 주파수 대역들 각각의 특성, 각각의 데이터 수신 감도 및 각각에서 송수신되는 데이터의 양을 기반으로 상기 다수의 주파수 대역들의 각각의 범위를 정하며 상기 복수의 센서들과 통신하는데 사용하기 위해 분할된 상기 다수의 주파수 대역들 각각의 간섭량을 측정하는 간섭 신호 측정부;
    측정한 상기 다수의 주파수 대역들 각각의 간섭량의 이동평균값을 계산하고 계산한 결과를 기초로 상기 복수의 센서들과의 전용채널을 슬롯 단위로 설정하는 전용채널 설정부; 및
    상기 복수의 센서들 각각의 사용 주파수를 상기 설정된 전용채널의 주파수 대역에 상응하게 변조하는 주파수 변조부를 포함하며,
    상기 전용채널은 비경쟁 방식으로 획득되는 채널이고, 경쟁 방식으로 획득되는 채널은 경쟁채널인, 간섭 신호 회피를 위한 전용채널 설정 장치.
  2. 삭제
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 전용채널 설정부는 간섭량의 이동평균값을 계산하는데 있어 이동 평균 계산을 위한 소정의 시간 중 최근의 시간에 가중치를 두어 가중치 이동평균을 계산하는 간섭 신호 회피를 위한 전용채널 설정 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 전용채널 설정부는 사용자로부터 입력받는 각 센서의 역할과 속성, 사용 빈도, 인접 센서와의 거리, 센서의 총 개수 중 적어도 하나 이상을 기초로 전용채널을 설정하는 간섭 신호 회피를 위한 전용채널 설정 장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 전용채널 설정부는 데이터의 수신신호 세기를 측정하여 가용한 주파수 채널에 대한 간섭 신호를 추정하고 추정한 간섭 신호를 반영하여 간섭 신호 리스트를 작성하여 작성된 간섭 신호 리스트를 기초로 전용채널을 설정하는 간섭 신호 회피를 위한 전용채널 설정 장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 전용채널 설정부는 주파수 대역별 간섭량에 대한 간섭 신호 리스트를 작성하고 작성된 간섭 신호 리스트를 기초로 전용채널을 설정할 우선순위를 정하는 간섭 신호 회피를 위한 전용채널 설정 장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 우선순위는 상기 복수의 센서들의 상태 정보, 센서의 속성, 송수신하는 데이터의 타입, 송수신하는 데이터의 양 중 적어도 하나 이상을 고려하여 전용채널을 설정할 센서에 대한 우선순위인 간섭 신호 회피를 위한 전용채널 설정 장치.
  8. 제 6항에 있어서,
    상기 우선순위는 간섭 신호 리스트에 기초하여 각각의 주파수 대역의 특성, 주파수 대역의 데이터 수신 감도, 채널에 걸리는 부하, 타 기기들로부터 수신되는 데이터의 간섭량 중 적어도 하나 이상을 고려하여 전용채널을 설정할 주파수 대역에 대한 우선순위인 간섭 신호 회피를 위한 전용채널 설정 장치.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 전용채널 설정부는 설정된 전용채널에 부과되는 트래픽을 고려하여 전용채널을 재설정하는 간섭 신호 회피를 위한 전용채널 설정 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    데이터에 포함된 슈퍼 프레임의 전용채널 필드에 상기 설정한 전용채널에 대한 정보를 지정하고 변조된 사용 주파수를 이용하여 데이터를 송수신하는 무선 통신부를 더 포함하는 간섭 신호 회피를 위한 전용채널 설정 장치.
  11. 복수의 센서들과 통신에 사용 가능한 주파수 전체 대역을 다수의 주파수 대역들로 분할하고, 상기 다수의 주파수 대역들 각각의 특성, 각각의 데이터 수신 감도 및 각각에서 송수신되는 데이터의 양을 기반으로 상기 다수의 주파수 대역들의 각각의 범위를 정하며 상기 복수의 센서들과 통신하는데 사용하기 위해 분할된 상기 다수의 주파수 대역들 각각의 간섭량을 측정하는 단계;
    측정한 상기 다수의 주파수 대역들 각각의 간섭량의 이동평균값을 계산하고 계산한 결과를 기초로 상기 복수의 센서들과의 전용채널을 슬롯 단위로 설정 하는 단계; 및
    상기 복수의 센서들 각각의 사용 주파수를 상기 설정된 전용채널의 주파수 대역에 상응하게 변조 하는 단계를 포함하며,
    상기 전용채널은 비경쟁 방식으로 획득되는 채널이고, 경쟁 방식으로 획득되는 채널은 경쟁채널인, 간섭 신호 회피를 위한 전용채널 설정 방법.
  12. 삭제
  13. 제11 항에 있어서,
    상기 전용채널을 설정하는 단계는 간섭량의 이동평균값을 계산하는데 있어 이동 평균 계산을 위한 소정의 시간 중 최근의 시간에 가중치를 두어 가중치 이동평균을 계산하는 간섭 신호 회피를 위한 전용채널 설정 방법.
  14. 제 11항에 있어서,
    상기 전용채널을 설정하는 단계는 사용자로부터 입력받는 각 센서의 역할과 속성, 사용 빈도, 인접 센서와의 거리, 센서의 총 개수 중 적어도 하나 이상을 기초로 전용채널을 설정하는 간섭 신호 회피를 위한 전용채널 설정 방법.
  15. 제 11항에 있어서,
    상기 전용채널을 설정하는 단계는 데이터의 수신신호 세기를 측정하여 가용한 주파수 채널에 대한 간섭 신호를 추정하고 추정된 간섭 신호를 반영하여 간섭 신호 리스트를 작성하여 작성된 간섭 신호 리스트를 기초로 전용채널을 설정하는 간섭 신호 회피를 위한 전용채널 설정 방법.
  16. 제 11항에 있어서,
    상기 전용채널을 설정하는 단계는 주파수 대역별 간섭량에 대한 간섭 신호 리스트를 작성하고 작성된 간섭 신호 리스트를 기초로 전용채널을 설정할 우선순위를 정하는 간섭 신호 회피를 위한 전용채널 설정 방법.
  17. 제 16항에 있어서,
    상기 우선순위는 상기 복수의 센서들의 상태 정보, 센서의 속성, 송수신하는 데이터의 타입, 송수신하는 데이터의 양 중 적어도 하나 이상을 고려하여 전용채널을 설정할 센서에 대한 우선순위인 간섭 신호 회피를 위한 전용채널 설정 방법.
  18. 제 16항에 있어서,
    상기 우선순위는 간섭 신호 리스트에 기초하여 각각의 주파수 대역의 특성, 주파수 대역의 데이터 수신 감도, 채널에 걸리는 부하, 타 기기들로부터 수신되는 데이터의 간섭량 중 적어도 하나 이상을 고려하여 전용채널을 설정할 주파수 대역에 대한 우선순위인 간섭 신호 회피를 위한 전용채널 설정 방법.
  19. 제 11항에 있어서,
    상기 전용채널을 설정하는 단계는 설정된 전용채널에 부과되는 트래픽을 고려하여 전용채널을 재설정하는 간섭 신호 회피를 위한 전용채널 설정 방법.
  20. 제11항에 있어서,
    데이터에 포함된 슈퍼 프레임의 전용채널 필드에 상기 설정한 전용채널에 대한 정보를 지정하고 변조된 사용 주파수를 이용하여 데이터를 송수신하는 무선 통신부를 더 포함하는 간섭 신호 회피를 위한 전용채널 설정 방법.
KR1020140121096A 2013-11-22 2014-09-12 철도 무선 센서 망의 간섭 신호 회피를 위한 전용채널 설정 장치 및 방법 KR102282021B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410682432.5A CN104661228B (zh) 2013-11-22 2014-11-24 用于设置排他传送信道以避免干扰信号的设备和方法

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130143064 2013-11-22
KR20130143064 2013-11-22

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20150059589A KR20150059589A (ko) 2015-06-01
KR102282021B1 true KR102282021B1 (ko) 2021-07-27

Family

ID=53490636

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140121096A KR102282021B1 (ko) 2013-11-22 2014-09-12 철도 무선 센서 망의 간섭 신호 회피를 위한 전용채널 설정 장치 및 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102282021B1 (ko)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10251035B2 (en) 2015-11-26 2019-04-02 Electronics And Telecommunications Research Institute Control method and apparatus for carrier sensing in wireless sensor communication
KR101717947B1 (ko) * 2015-12-21 2017-03-20 호서대학교 산학협력단 수중 통신 방법
KR102045110B1 (ko) * 2016-12-28 2019-11-14 호서대학교 산학협력단 수중통신에서 반복 전송장치 및 방법
KR102078899B1 (ko) * 2017-02-23 2020-02-19 호서대학교 산학협력단 수중통신에서 신호전송방법 및 장치

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100784055B1 (ko) 2006-11-13 2007-12-10 엘지이노텍 주식회사 Ｒｆｉｄ 동기화 시스템
US20100226342A1 (en) 2007-07-30 2010-09-09 Colling Kent D Distributed Ad Hoc Network Protocol Using Synchronous Shared Beacon Signaling
KR101311228B1 (ko) 2012-05-04 2013-09-24 국방과학연구소 그래프 컬러링 기반의 주파수 자동 지정 장치 및 주파수 자동 지정 방법

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101610957B1 (ko) * 2009-11-06 2016-04-08 삼성전자주식회사 단일 채널 센서 네트워크에서 채널 간섭 회피를 위한 시스템 및 방법
KR20110050022A (ko) * 2009-11-06 2011-05-13 삼성전자주식회사 다 채널 센서 네트워크에서 채널 간섭 회피를 위한 장치 및 방법
KR20120089046A (ko) * 2011-02-01 2012-08-09 주식회사알에프윈도우 전력 소모를 줄이고 간섭을 회피할 수 있는 무선 보안 장치 및 이를 이용한 무선 보안 방법
KR101205577B1 (ko) * 2011-04-08 2012-11-27 중앙대학교 산학협력단 중계기 및 온-오프 신호를 이용한 중계기의 전송대역 분할방법
KR101338584B1 (ko) * 2011-11-14 2013-12-06 광운대학교 산학협력단 지그비 네트워크의 주파수 채널 선택 방법

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100784055B1 (ko) 2006-11-13 2007-12-10 엘지이노텍 주식회사 Ｒｆｉｄ 동기화 시스템
US20100226342A1 (en) 2007-07-30 2010-09-09 Colling Kent D Distributed Ad Hoc Network Protocol Using Synchronous Shared Beacon Signaling
KR101311228B1 (ko) 2012-05-04 2013-09-24 국방과학연구소 그래프 컬러링 기반의 주파수 자동 지정 장치 및 주파수 자동 지정 방법

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
M. H. Yaghmaee, D. A. Adjeroh, Priority-based rate control for service differentiation and congestion control in wireless multimedia sensor networks, Computer Networks 53(11), pp.1798-1811(2009.) 1부.*

Also Published As

Publication number Publication date
KR20150059589A (ko) 2015-06-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6849116B2 (ja) 通信装置、通信方法及びコンピュータプログラム
US10736023B2 (en) Device and method for allocating physical cell identifier of mobile base station
US9530312B2 (en) Method and apparatus for crowd-sourced traffic reporting based on projected traffic volume of road segments
KR102282021B1 (ko) 철도 무선 센서 망의 간섭 신호 회피를 위한 전용채널 설정 장치 및 방법
CN105516214B (zh) 一种车联网系统中的信息上报和资源分配方法、装置
WO2016056166A2 (en) Wireless communication device and communicaton method
EP2291047B1 (en) Mobile Communication Apparatus, Communication Method, and Communication System
US20140269604A1 (en) Inter-vehicle communication system and inter-vehicle communication device
CN111294764A (zh) 一种网络质量检测方法和装置
US20210014015A1 (en) Wireless communication apparatus, wireless communication system, wireless communication method, control circuit, and storage medium
CN103052102B (zh) 终端、基站、信道测量方法、导频图案设置系统与方法
CN104661228B (zh) 用于设置排他传送信道以避免干扰信号的设备和方法
Yao et al. LoSee: Long-Range Shared Bike Communication System Based on LoRaWAN Protocol.
Abd El-Gawad et al. A cooperative V2X MAC protocol for vehicular networks
KR102079553B1 (ko) 단말간 직접통신에서 간섭 제어 방법 및 장치
Arteaga et al. Vehicular communications over TV white spaces in the presence of secondary users
US10812134B2 (en) Wireless communication apparatus, wireless communication system, wireless communication method, control circuit, and recording medium
US9398592B2 (en) Scheduling apparatus and method for a TDD communication system
Huang et al. Implementation and evaluation of scalable Vehicle-to-Vehicle transmission control protocol
Saki et al. A big sensor data offloading scheme in rail networks
CN107113548B (zh) 基于电力状态的火车监视装置和监视方法
KR101113454B1 (ko) 인지 무선 애드 혹 네트워크에서의 전송 전력 제어 방법
JP7176572B2 (ja) 通信装置、無線通信システム及びリソース選択方法
US11930434B2 (en) Wireless communication apparatus, wireless communication system, wireless communication method, control circuit, and recording medium
JP5858897B2 (ja) 位置検出システム及び位置検出方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
X091 Application refused [patent]
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)
GRNT Written decision to grant