KR102304883B1 - 무선 단말기 및 무선 단말기의 통신방법 - Google Patents

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Abstract

상기의 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 단말기는 인공 위성으로부터 GPS 좌표정보를 수신하는 GPS 통신부; 무선 통신을 위한 비면허 주파수 대역 중에서 제1 주파수 대역을 이용해 데이터를 송신 및 수신하는 WiFi 통신부; 상기 비면허 주파수 대역 중에서 저전력 광역 통신망(LPWAN)에 대응하는 제2 주파수 대역을 이용해 데이터를 송신 및 수신하는 LPWAN 통신부; 상기 GPS 통신부로부터 수신된 상기 GPS 좌표정보와 매핑된 주파수 대역정보를 저장하는 정보 저장부; 상기 GPS 통신부, 상기 WiFi 통신부 및 상기 LPWAN 통신부의 동작을 위한 전원을 공급하는 전원 공급부; 및 상기 GPS 통신부, 상기 WiFi 통신부, 상기 LPWAN 통신부, 상기 정보 저장부 및 상기 전원 공급부의 동작을 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 GPS 좌표정보와 매핑된 주파수 대역정보 및 상기 WiFi 통신부가 접속하는 액세스포인트(AP)의 AP 위치정보 중 적어도 하나의 정보를 이용하여 상기 LPWAN 통신부가 상기 저전력 광역 통신망(LPWAN)을 서비스하는 서버에 접속하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.

Description

무선 단말기 및 무선 단말기의 통신방법{WIRELESS TERMINAL AND COMMUNICATION METHOD OF THEREOF}
본 발명은 비면허 주파수 대역에서 동작하는 무선 단말기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 비면허 주파수 대역에 대한 신속한 네트워크 접속을 위한 무선 단말기 및 무선 단말기의 통신방법에 관한 것이다.
정보 통신 기술(ICT; Information & Communication Technology)의 발전에 따라 주변에 존재하는 대다수의 기기들은 통신 네트워크를 통해 상호 연결되어 연동하는 구조로 변화하고 있다. 이를 통해 전자 기기들이 모바일과 인터넷을 통해 연결되어 서로 소통하는 사회, 즉 사물과 사물이 네트워크로 연결되는 초연결사회(Hyper Connected Society)라는 새로운 연결 생태계인 사물인터넷(IoT; Internet of Things)이 구축되고 있다.
IoT가 ICT 산업의 화두가 되면서 그 가치를 생성하기 위한 IoT 망에 대한 투자와 시도가 확대되고 있으며, 기술 선진국들에서는 IoT 망 사업자들이 등장하고 있다. 일례로서 프랑스와 스페인, 네덜란드, 영국, 미국 등에서는 시그폭스(Sigfox), 로라 얼라이언스(LoRa Alliance), 웨이트리스(Weightless) 등 IoT 망 사업자들이 등장하였는데, 특히 기존에는 블루투스, 지그비 등의 단거리 통신 방식을 활용한 댁내의 한정된 공간에서의 IoT 전용 통신망 구축이 대부분이였으나, 최근에는 UNB(Ultra Narrow Band) 기술을 활용한 소출력, 장거리 통신 방식(LPWAN; Low Power Wide Area Network)으로 IoT 전용 통신망 구축이 화두가 되고 있다.
그런데, 이러한 저전력 장거리 통신 방식(LPWAN)을 사용하여 저속의 협대역 서비스를 제공하는 IoT 무선 단말기에 있어서, 대륙간 또는 국가간 이동시에 IoT 무선 단말기에 대한 위치 정보의 미확보 또는 지역별 또는 국가별 전파규정 등에 의해 네트워크에 대한 신속한 접속이 이루어지지 못하는 문제점이 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 무선 단말기가 자신의 위치를 확인하고 위치에 따라 단말기 내부에 저장되어 있는 접속가능한 네트워크 지역을 확인하여, 빠르게 네트워크에 접속할 수 있도록 하는 하는 무선 단말기 및 무선 단말기의 통신방법에 관한 것이다.
상기의 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 단말기는 인공 위성으로부터 GPS 좌표정보를 수신하는 GPS 통신부; 무선 통신을 위한 비면허 주파수 대역 중에서 제1 주파수 대역을 이용해 데이터를 송신 및 수신하는 WiFi 통신부; 상기 비면허 주파수 대역 중에서 저전력 광역 통신망(LPWAN)에 대응하는 제2 주파수 대역을 이용해 데이터를 송신 및 수신하는 LPWAN 통신부; 상기 GPS 통신부로부터 수신된 상기 GPS 좌표정보와 매핑된 주파수 대역정보를 저장하는 정보 저장부; 상기 GPS 통신부, 상기 WiFi 통신부 및 상기 LPWAN 통신부의 동작을 위한 전원을 공급하는 전원 공급부; 및 상기 GPS 통신부, 상기 WiFi 통신부, 상기 LPWAN 통신부, 상기 정보 저장부 및 상기 전원 공급부의 동작을 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 GPS 좌표정보와 매핑된 주파수 대역정보 및 상기 WiFi 통신부가 접속하는 액세스포인트(AP)의 AP 위치정보 중 적어도 하나의 정보를 이용하여 상기 LPWAN 통신부가 상기 저전력 광역 통신망(LPWAN)을 서비스하는 서버에 접속하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.
상기 제2 주파수 대역은 865 GHz, 868 GHz, 902 GHz, 916 GHz, 920 GHz, 923 GHz 및 925 GHz 중 적어도 어느 하나의 대역을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제어부는, 상기 수신된 GPS 좌표정보와 매핑된 주파수 대역정보가 상기 정보 저장부에 존재한다면, 상기 매핑된 주파수 대역정보를 이용하여 상기 서버와 접속하기 위한 주파수 대역 및 송신 전력을 설정하고, 설정된 상기 주파수 대역 및 상기 송신 전력에 따라 상기 GPS 좌표정보를 상기 서버로 전송하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.
상기 제어부는, 상기 수신된 GPS 좌표정보와 매핑된 주파수 대역정보가 상기 정보 저장부에 존재하지 않는다면, 상기 무선 단말기의 동작을 위한 웨이크업(wake-up) 주기가 증가되도록 제어하는 것을 특징으로 한다.
상기 제어부는, 상기 GPS 통신부로부터 상기 GPS 좌표정보를 수신하지 못한다면, 주변에 상기 액세스포인트가 존재하는가를 판단하고, 상기 액세스포인트로부터 상기 액세스포인트의 식별자 정보를 상기 WiFi 통신부를 통해 수신하면, 상기 수신된 식별자 정보를 이용하여 상기 액세스 포인트에 대한 상기 AP 위치 정보를 획득하고, 상기 획득된 AP 위치정보를 상기 서버로 전송하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.
상기 제어부는, 상기 식별자 정보가 상기 액세스 포인트의 범용 서비스 셋 식별자(BSSID: Basic Service Set IDentifier) 및 인터넷 프로토콜(IP: Internet Protocol) 주소 중 적어도 하나를 포함할 때, 개방형 액세스포인트에 접속하여 상기 범용 서비스 셋 식별자에 대응하는 상기 AP 위치정보를 획득하거나, 상기 정보 저장부에 저장되어 있는 상기 인터넷 프로토콜(IP) 주소에 대응하는 상기 AP 위치정보를 획득하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.
상기 제어부는, 상기 GPS 통신부로부터 상기 GPS 좌표정보를 수신하지 못하고, 또한, 주변에 상기 액세스포인트가 존재하지 않는다면, 상기 저전력 광역 통신망(LPWAN)의 주파수 대역을 스캐닝하도록 상기 LPWAN 통신부를 제어하고, 스캐닝에 따라 검색된 상기 저전력 광역 통신망(LPWAN)의 주파수 대역에 대응하는 송신 전력에 따라 접속 메시지를 상기 서버로 전송하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.
상기의 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 무선 단말기의 통신방법은 웨이크업 이벤트가 발생하는가를 판단하는 단계; 웨이크업 이벤트가 발생하였다면, 인공 위성으로부터 GPS 좌표정보가 수신되는가를 판단하는 단계; 및 상기 GPS 좌표정보의 수신 여부에 따라, 상기 GPS 좌표정보와 매핑된 주파수 대역정보 및 비면허 주파수 대역을 서비스하는 액세스포인트(AP)의 AP 위치정보 중 적어도 하나의 정보를 이용하여 상기 비면허 주파수 대역 중에서 저전력 광역 통신망(LPWAN)을 서비스하는 서버에 접속하는 단계를 포함한다.
상기 서버에 접속하는 단계는, 상기 GPS 좌표정보가 수신된다면, 상기 GPS 좌표정보와 매핑된 주파수 대역정보가 존재하는가를 판단하는 단계; 상기 GPS 좌표정보에 매핑된 주파수 대역정보가 존재한다면, 상기 매핑된 주파수 대역정보를 이용하여 상기 서버와 접속하기 위한 주파수 대역 및 송신 전력을 설정하는 단계; 및 설정된 상기 주파수 대역 및 상기 송신 전력에 따라 상기 GPS 좌표정보를 상기 저전력 광역 통신망(LPWAN)을 통해 상기 서버로 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 서버에 접속하는 단계는, 상기 GPS 좌표정보에 매핑된 주파수 대역정보가 존재하지 않는다면, 상기 무선 단말기의 동작을 위한 웨이크업(wake-up) 주기를 증가시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 서버에 접속하는 단계는, 상기 GPS 좌표정보를 수신하지 못한다면, 주변에 상기 액세스포인트가 존재하는가를 판단하는 단계; 상기 액세스포인트가 존재한다면, 상기 액세스포인트로부터 상기 액세스포인트의 식별자 정보를 수신하는 단계; 상기 수신된 식별자 정보를 이용하여 상기 액세스 포인트에 대한 상기 AP 위치 정보를 획득하는 단계; 및 상기 획득된 AP 위치정보를 상기 서버로 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 수신된 식별자 정보를 이용하여 상기 액세스 포인트에 대한 상기 AP 위치 정보를 획득하는 단계는, 상기 식별자 정보가 상기 액세스 포인트의 범용 서비스 셋 식별자(BSSID: Basic Service Set IDentifier) 및 인터넷 프로토콜(IP: Internet Protocol) 주소 중 적어도 하나를 포함할 때, 개방형 액세스포인트에 접속하여 상기 범용 서비스 셋 식별자에 대응하는 상기 AP 위치정보를 획득하거나, 상기 무선 단말기 내에 저장되어 있는 상기 인터넷 프로토콜(IP) 주소에 대응하는 상기 AP 위치정보를 획득하는 것을 특징으로 한다.
상기 서버에 접속하는 단계는, 상기 액세스포인트가 존재하지 않는다면, 상기 저전력 광역 통신망(LPWAN)의 주파수 대역을 스캐닝하는 단계; 주파수 대역의 스캐닝에 따라 검색된 상기 저전력 광역 통신망(LPWAN)의 주파수 대역에 대응하는 제2 주파수 대역 및 송신 전력을 설정하는 단계; 및 설정된 상기 주파수 대역 및 상기 송신 전력에 따라 접속 메시지를 상기 서버로 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 인공 위성으로부터 수신되는 GPS 좌표정보 또는 비면허 주파수 대역의 네트워크 접속을 위한 액세스포인트(AP)의 AP 위치정보 중 적어도 하나의 정보를 이용하여 비면허 주파수 대역 중에서 저전력 광역 통신망(LPWAN)을 서비스하는 서버에 무선 단말기의 위치정보를 신속하게 제공함으로써, 해당 무선 단말기가 저전력 광역 통신망(LPWAN)을 서비스하는 서버에 빠르게 접속할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 무선 단말기의 네트워크 환경을 예시하는 시스템 구성 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 무선 단말기를 설명하기 위한 일 실시예의 블록도이다.
도 3은 정보 저장부에 저장되는 GPS 좌표정보 및 이에 대응하는 주파수 대역정보를 설명하기 위한 참조도이다.
도 4는 도 2에 도시된 제어부의 제어에 따라 무선 단말기의 웨이크업 주기가 증가되는 것을 예시하는 타이밍도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 무선 단말기의 통신방법을 설명하기 위한 일 실시예의 흐름도이다.
도 6는 도 5에 도시된 저전력 광역 통신망(LPWAN)의 서버와 접속하여 GPS 좌표정보를 전송하는 단계를 예시하는 흐름도이다.
도 7은 도 5에 도시된 저전력 광역 통신망(LPWAN)의 서버와 접속하여 액세스포인트의 위치정보를 전송하는 단계를 예시하는 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.　
본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 아래의 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시예들로 한정되는 것은 아니다. 오히려, 이들 실시예는 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하며 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다.　
본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하기 위하여 사용되며, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "및/또는"은 해당 열거된 항목 중 어느 하나 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.　또한, 이하, 본 발명의 실시예들은 본 발명의 실시예들을 개략적으로 도시하는 도면들을 참조하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 무선 단말기의 네트워크 환경을 예시하는 시스템 구성 블록도이다.
도 1을 참조하면, 무선 단말기의 네트워크 환경은 인공 위성(10), 무선 단말기(20), 액세스포인트(AP: 30), 저전력 광역 통신망(LPWAN: 40) 및 서버(50)를 포함할 수 있다.
인공 위성(10)은 GPS(Global Positioning System)에 따른 GPS 좌표정보를 무선 단말기(20)에 제공한다. 3개 이상의 인공 위성(10)이 GPS 좌표정보를 무선 단말기(20)에 제공할 수 있다. 인공 위성(10)이 제공하는 GPS 좌표정보는 C/A (Coarse Acquisition)코드를 사용하는 표준 위치 측정을 위한 GPS 좌표정보일 수 있다.
무선 단말기(100)는 저전력 광역 통신망(LPWAN; 100)을 통해 서버(100)와 접속할 수 있는 무선 통신 기기이다. 예를 들어, 무선 단말기(100)는 사물 인터넷 장치(IoT; Internet of Things) 또는 웨어러블 기기(wearable device)일 수 있다. 사물 인터넷 장치(IoT)는 가전제품, 모바일 장비 및 컴퓨터 등 다양한 임베디드 시스템으로 이루어질 수 있으며, 각각의 사물들은 자신을 구별하는 식별인자, 통신 기능 및 데이터를 처리할 수 있는 기능 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 사물 인터넷 장치 (IoT)는 전구, 각종 센서, 전기 또는 가스 미터기, 스프링클러 장치, 화재경보기, 온도조절기 (thermostat), 가로등, 토스터 (toaster), 운동기구, 온수탱크, 히터, 보일러 등을 포함할 수 있다. 또한, 웨어러블 기기는 예를 들어, 스마트 안경, 머리 착용형 장치(head-mounted-device(HMD)), 전자 의복, 전자 팔찌, 전자 목걸이, 전자 앱세서리 (appcessory), 전자 문신, 스마트 미러, 또는 스마트 와치 (smart watch))중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
무선 단말기(100)는 주요 기능으로서, 센싱 기능, 유무선 통신 및 네트워크 인프라 기능 및 IoT 서비스 인터페이스 기능을 포함할 수 있다. 먼저 센싱 기능은 온도 센서, 습도 센서, 열 센서, 자기 센서, 가스 센서, 고도 센서, 조도 센서, 초음파 센서, SAR(Synthetic Aperture Radar), 위치 센서, 모션 센서, 영상 센서 등으로부터 감지 신호를 수집할 수 있다. 이를 위해, 무선 단말기(100)는 이러한 센서들을 내장할 수도 있고, 독립적인 모듈로 구비된 센서들로부터 감지된 신호를 전달받을 수도 있다. 무선 단말기(20)는 감지된 신호 또는 전송해야할 메시지를 브로드캐스트(broadcast) 방식으로 업링크 패킷 형태로 LPWAN(30)를 통해 서버로 전송할 수 있다.
무선 단말기(20)는 배터리 소모를 최소화하기 위해 업링크 위주의 데이터 전송을 수행하며, 일정 주기 단위 등으로 다운링크 데이터를 수신하거나, 다운링크 데이터 수신이 없을 경우, 네트워크 연결을 차단하여 배터리 소모를 최소화할 수 있다. 즉, 무선 단말기는 소비 전력의 절약을 위해 일정 주기 간격으로 웨이크업 모드로 전환하여 메시지 업링크 동작 또는 네트워크 스캐닝 동작을 수행하고, 메시지 업링크 동작 또는 스캐닝 동작 후에는 슬립(sleep) 모드로 복귀하여 전력 소모를 최소화할 수 있다. 일정 주기는 사용자의 용도에 맞게 설정 가능하며, 최소 1분 이상 주기로 설정될 수 있다.
액세스포인트(30)는 무선 단말기(20)와 무선 접속하여 데이터의 무선 송수신을 위한 중계 역할을 담당한다. 특히, 액세스포인트(30)는 비면허 주파수 대역을 통해 데이터를 무선 송수신할 수 있도록 한다. 액세스포인트(30)는 WiFi 서비스 커버리지 내에서 WiFi 송수신 신호레벨 또는 WiFi 서비스를 위해 요구되는 WiFi 송수신 신호의 신호대 잡음비 등의 채널 상태 정보에 따라, 서비스 신호 간 간섭이 최소화되는 비면허 대역의 서브 대역 그룹 을 결정하여 무선 단말기(20)와 무선 통신을 수행할 수 있다. 예를 들어, 액세스포인트(30)는 2.4GHz 비면허 주파수 대역 또는 5GHz 비면허 주파수 대역을 통한 데이터 송수신을 중계할 수 있다. 또한, 액세스포인트(30)는 무선 단말기(20)의 접속에 따라 액세스포인트(30)의 식별자 정보에 해당하는 범용 서비스 셋 식별자(BSSID: Basic Service Set IDentifier) 또는 인터넷 프로토콜(IP: Internet Protocol) 주소를 무선 단말기(20)에 제공할 수 있다. 이에 대한 상세한 내용은 후술한다.
저전력 광역 통신망(LPWAN: 40)은 서비스 범위(커버리지)가 10 km 이상의 광역으로 매우 넓고, 초당 최대 수백 킬로비트(kbps) 이하의 통신 속도를 제공하는 전력 소모가 적은 무선 통신망을 의미한다. 예를 들어, 수도·가스·전기 검침, 자전거 도난 방지, 자산 관리 등을 위해 넓은 지역에 걸쳐 산재되어 있고 생성되는 데이터의 양이 매우 낮으며 교환되는 빈도가 낮아 배터리 하나로 수년 이상 동작해야 하는 사물 인터넷 기기 등의 분야에 적용되고 있는 통신망이다.
예를 들어, 저전력 광역 통신망(LPWAN: 40)은 ISM(Industrial Scientific Medical band) 비면허 대역을 사용하는 로라(LoRaWAN) 네트워크, 시그폭스(SIGFOX) 네트워크 등과 이동통신 면허 대역을 이용하는 엘티이-엠티시(LTE-MTC: LTE Machine-Type Communications) 네트워크 또는 협대역 사물 인터넷(NB-IoT) 네트워크 등이 있다.
저전력 광역 통신망(LPWAN: 40)은 많은 수의 기지국 또는 중계 장치 없이 인프라 구축이 용이하며, 셀룰러 네트워크에 비해 임베디드 애플리케이션을 위한 보다 높은 확장 가능성과 비용 효율성을 제공할 수 있는 네트워크이다.
서버(50)는 저전력 광역 통신망(LPWAN: 40)에 접속하는 무선 단말기(20)와의 데에터 송수신을 수행하며, 무선 단말기(20)로부터 감지되는 신호에 따라 사용자 단말기(미도시)로 무선 단말기(20)의 감지 신호에 따른 서비스 정보를 제공할 수 있도록 한다. 또한, 서버(50)는 저전력 광역 통신망(LPWAN: 40)의 망 관리를 위한 데이터 송수신을 수행할 수 있다.
이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 무선 단말기에 대한 상세한 내용을 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 무선 단말기(20)를 설명하기 위한 일 실시예의 블록도이다.
도 2를 참조하면, 무선 단말기(20)는 GPS 통신부(100), 정보 저장부(110), WiFi 통신부(120), LPWAN 통신부(130), 전원 공급부(140) 및 제어부(150)를 포함할 수 있다.
GPS 통신부(100)는 인공 위성(10)으로부터 GPS 좌표정보를 수신한다. GPS 통신부(100)는 적어도 하나 이상(예를 들어, 3개)의 인공 위성(10)으로부터 무선 단말기(100)에 대한 GPS 좌표정보를 수신할 수 있다. GPS 통신부(100)는 수신된 GPS 좌표정보를 제어부(150)로 전달할 수 있다.
여기서, GPS 통신부(100)가 수신하는 GPS 좌표정보는 무선 단말기(20)의 위도, 경도 및 시간 정보를 포함할 수 있다. GPS 좌표정보를 수신하기 위해, GPS 통신부(100)는 안테나, 저잡음증폭기, 대역통과필터, 혼합기, PLL(phase locked loop, 위상고정루프), 국부신호발진기, 저역통과필터, IF 전치증폭기(preamplifier), 가변이득 증폭기(AGC), A/D변환 및 디지털신호처리기(digital signal processor) 등을 포함할 수 있다.
정보 저장부(110)는 GPS 좌표정보 및 GPS 좌표정보와 매핑된 주파수 대역정보를 저장한다. GPS 좌표정보와 매핑된 주파수 대역정보는 GPS 좌표 정보에 대응하는 지역에서 서비스되는 저전력 광역 통신망(LPWAN)의 주파수 대역 정보를 의미한다.
도 3은 정보 저장부(110)에 저장되는 GPS 좌표정보 및 이에 대응하는 주파수 대역정보를 설명하기 위한 참조도이다. 또한, 다음의 표 1은 도 3에 도시된 지역의 GPS 좌표정보와 이에 매핑되는 주파수 대역정보를 포함하는 테이블 정보를 예시한다.
GPS 좌표 정보 주파수 대역 정보
위도 경도
48.380909 -124.801860 902 [GHz]
53.822001 -133.094402
59.146015 -138.323303
59.987903 -143.863861
56.796291 -154.079265
65.576432 -166.268492
65.567621 -167.948025
68.863776 -166.199804
71.263666 -157.055265
69.26916 -136.0655645
70.518465 -127.859084
46.178817 -60.040978
31.440751 -81.697180
25.842471 -80.329420
29.773145 -85.116580
25.945008 -97.426421
32.600382 -117.258943
34.593922 -120.906303
40.028774 -124.439683
46.336432 -123.097743
..... .... .....
도 3에서, 미국과 캐나다를 포함하는 북아메리카 대륙의 경계 영역이 실선으로 표시되어 있으며, 표 1은 이러한 북아메리카 경계 영역에 대한 각각의 GPS 좌표정보들이 위도 좌표와 경도 좌표로 표시되어 있으며, 아울러, GPS 좌표정보에 대응하는 북아메리카 지역에서 서비스되는 저전력 광역 통신망(LPWAN)의 주파수 대역 정보 즉, 902 GHz에 대한 정보가 매핑되어 있다.
도 3 및 표 1는 북아메리카에 대한 GPS 좌표정보 및 이에 대응하는 주파수 대역정보를 기재하고 있지만, 이는 예시적인 것에 불과하며, 정보 저장부(110)는 후술할 표 2에 기재된 바와 같이, GPS 좌표정보에 매핑되는 주파수 대역정보로서 대륙별, 국가별 및/또는 지역별로 구분하여 저장할 수 있으며, GPS 좌표정보에 매핑되는 주파수 대역정보는 각 국가 또는 지역에서 서비스 주파수 대역의 변경에 따라 업데이트될 수 있다.
또한, 정보 저장부(110)는 액세스포인트들에 대한 각각의 인터넷 프로토콜(IP) 주소 정보를 저장할 수도 있다. 액세스포인트들에 대응하는 인터넷 프로토콜(IP) 주소 정보는 IP 주소에 따른 국가 또는 지역 정보를 포함할 수 있으며, 이러한 정보는 유료로 판매되는 공급업체를 통해 구입하여 정보 저장부(110)에 미리 저장될 수 있다.
WiFi 통신부(120)는 무선 통신을 위한 비면허 주파수 대역 중에서 제1 주파수 대역을 이용해 데이터를 송신 및 수신한다. 예를 들어, WiFi 통신부(120)는 제1 주파수 대역으로서 2.4GHz 비면허 주파수 대역 또는 5GHz 비면허 주파수 대역을 이용해 데이터를 송신 및 수신할 수 있다.
WiFi 통신부(120)는 비면허 주파수 대역의 무선 통신을 위한 통신 프로토콜을 지원하며, 이에 따라 액세스포인트(30)를 주변에서 검색하고, 검색된 액세스포인트(30)로부터 부여받은 범용 서비스 셋 식별자(BSSID) 또는 인터넷 프로토콜(IP) 주소를 기반으로 무선 통신을 수행할 수 있다. 이를 위해, WiFi 통신부(120)는 액세스포인트(30)를 통해 무선신호를 송신하거나 수신하는 안테나 모듈, 상기 무선신호를 데이터신호로 변환하는 디지털 신호처리기, 디지털 신호처리기로부터 전송된 데이터를 연산 처리하는 MCU(Micro Controll Unit) 등을 포함할 수 있다.
LPWAN 통신부(130)는 비면허 주파수 대역 중에서 저전력 광역 통신망(LPWAN)에 대응하는 제2 주파수 대역을 이용해 데이터를 송신 및 수신한다. LPWAN 통신부(130)는 일반적으로 제2 주파수 대역으로서 1GHz 이하의 주파수 대역을 사용할 수 있다. 여기서, 제2 주파수 대역은 865 GHz, 868 GHz, 902 GHz, 916 GHz, 920 GHz, 923 GHz 또는 925 GHz 비면허 주파수 대역들을 포함할 수 있다.
다음의 표 2는 제2 주파수 대역 각각에 대응하는 각 지역을 예시하는 테이블 정보이다.
지역 주파수 대역 (GHz)
인도/아시아 865
유럽 868
북아메리카 902
이스라엘 916
라틴아메리카/아시아 920
한국/일본 923
베네수엘라 925
표 2에 기재된 각 지역별 주파수 대역정보는 각 나라 또는 지역에서의 주파수 대역 정보의 변경에 따라 업데이트될 수 있다.
전원 공급부(140)는 GPS 통신부(100), WiFi 통신부(120), LPWAN 통신부(130) 및 제어부(150)의 동작을 위한 전원을 공급한다. 전원 공급부(140)는 상용 전원을 제공받아서, 이를 변환하여 공급할 수도 있고, 내장된 전원 공급용 배터리를 이용해 각 구성요소들로 전원을 공급할 수도 있다. 전원 공급부(140)가 포함하는 배터리는 일회용 배터리일 수도 있고, 충전용 배터리일 수도 있다.
제어부(150)는 GPS 통신부(100), 정보 저장부(110), WiFi 통신부(120), LPWAN 통신부(130) 및 전원 공급부(140)의 동작을 제어한다. 이를 위해, 제어부(160)는 중앙처리장치 (CPU: central processing unit), 어플리케이션 프로세서(application processor), 또는 커뮤니케이션 프로세서 (communication processor), 메모리 또는 타이머 등을 포함할 수 있다. 제어부(150)는 중앙처리장치 (CPU), 어플리케이션 프로세서 또는 커뮤니케이션 프로세서 중 적어도 하나 이상을 이용해 무선 단말기(20)의 각 구성요소들의 제어 및/또는 통신에 관한 연산이나 데이터 처리를 실행할 수 있다. 메모리는, 휘발성 및/또는 비휘발성 메모리를 포함할 수 있으며, 무선 단말기(20)의 각 구성요소들을 제어하기 위한 프로그램 또는 데이터를 저장할 수 있다. 타이머는 무선 단말기(20)의 웨이크업(wake-up) 모드 및 슬립(sleep) 모드의 전환을 위한 모드 변경 주기를 타이밍할 수 있다.
제어부(150)는 GPS 좌표정보와 매핑된 주파수 대역정보 및 WiFi 통신부(120)가 접속하는 액세스포인트(30)의 AP 위치정보 중 적어도 하나의 정보를 이용하여 LPWAN 통신부(130)가 서버(50)에 접속하도록 제어한다.
GPS 통신부(100)로부터 GPS 좌표정보가 수신되면, 제어부(150)는 정보 저장부(110)에 저장된 테이블 정보를 호출하여 GPS 통신부(100)를 통해 수신된 GPS 좌표정보와 매핑되는 주파수 대역정보가 존재하는가를 확인한다. 예를 들어, GPS 통신부(100)로부터 위도 33.758679 및 경도 -118.282376에 해당하는 GPS 좌표정보가 수신되면, 제어부(150)는 위도 33.758679 및 경도 -118.282376에 대응하는 주파수 대역정보가 정보 저장부(110)에 저장되어 있는가를 확인한다. 전술한 도 3 및 표 1에 기재된 바와 같이, 위도 33.758679 및 경도 -118.282376에 대응하는 주파수 대역정보 902 GHz가 정보 저장부(110)에 저장되어 있다면, 제어부(150)는 GPS 좌표정보에 매핑된 주파수 대역정보 902 GHz에 따라 서버(50)와 통신하기 위한 주파수 대역으로서 902 GHz를 설정하고, 서버(50)와 통신하기 위해 필요한 데이터 송신 전력을 주파수 대역 902 GHz에 매칭하여 설정한다. 제어부(150)는 설정된 주파수 대역 및 송신 전력에 따라 GPS 좌표정보를 서버(50)로 전송하도록 제어한다. 이에 따라, LPWAN 통신부(130)는 GPS 통신부(100)에서 수신된 GPS 좌표정보 예를 들어, 위도 33.758679 및 경도 -118.282376를 저전력 광역 통신망(LPWAN: 40)을 통해 서버(50)로 전송할 수 있다.
또한, 수신된 GPS 좌표정보와 매핑되는 주파수 대역정보가 정보 저장부(110)에 존재하지 않는다면, 제어부(150)는 무선 단말기(20)의 동작을 위한 웨이크업(wake-up) 주기가 증가되도록 제어할 수 있다.
도 4는 도 2에 도시된 제어부(150)의 제어에 따라 무선 단말기(20)의 웨이크업 주기가 증가되는 것을 예시하는 타이밍도이다. 도 4의 (a)는 미리 설정된 무선 단말기(20)의 웨이크업 주기를 예시하며, 도 4의 (b)는 제어부(150)의 제어에 따라 변경된 웨이크업 주기를 예시한다.
도 4의 (a)를 참조하면, 일반적으로 웨이크업 주기는 일정한 시간 간격(예를 들어, 1분 내지 10분 정도)으로 웨이크업(wake-up) 모드와 슬립(sleep) 모드를 반복한다. 그러나, 도 4의 (b)를 참조하면, 수신된 GPS 좌표정보와 매핑되는 주파수 대역정보가 정보 저장부(110)에 존재하지 않는 경우에, 웨이크업 주기는 미리 설정된 주기보다 증가된 시간 간격(예를 들어, 2배의 시간 간격)으로 웨이크업 모드와 슬립 모드를 반복한다. 이때, 웨이크업 주기의 증가 폭은 기하 급수적으로 증가될 수 있다. 예를 들어, 미리 설정된 1주기이 시간이 T라고 가정할 경우에, 웨이크업 모드에서 수신된 GPS 좌표정보와 매핑되는 주파수 대역정보가 정보 저장부(110)에 존재하지 않는 경우에, 웨이크업 주기는 미리 설정된 주기 T보다 2배 증가된 2T의 주기로 웨이크업 주기가 변경된다. 그 후, 2T 주기로 웨이크업된 상태에서도 수신된 GPS 좌표정보와 매핑되는 주파수 대역정보가 정보 저장부(110)에 존재하지 않는 경우에, 웨이크업 주기는 2T보다 2배 증가된 4T의 주기로 웨이크업 주기가 변경된다. 이러한 방식으로 웨이크업 주기는 8T, 16T, 32T 등의 기하 급수적인 증가가 이루어질 수 있다. 또한, 상기 웨이크업 주기는 일정 시간까지 증가하다가 최대치에도달할 수 있으며, 최대치에 도달한 후에는 단계적으로 주기의 간격이 감소할 수도 있다.
또한, 웨이크업 주기의 변경은 웨이크업 모드가 일정 횟수 반복된 상태에서 수행될 수 있다. 예를 들어, 도 4의 (b)는 3번의 웨이크업 모드가 변경된 시점(예를 들어, t1, t2, t3 시점)에 GPS 좌표정보와 매핑되는 주파수 대역정보가 정보 저장부(110)에 존재하지 않는다고 판단되면, 웨이크업 주기가 T에서 2T만큼 2배 증가할 수 있다. 그 후, 3회에 걸쳐서 웨이크업 모드로 변경된 시점에도 GPS 좌표정보와 매핑되는 주파수 대역정보가 정보 저장부(110)에 존재하지 않는다고 판단되는 경우에는 웨이크업 주기가 2T에서 4T만큼 증가하게 된다.
한편, 제어부(150)는 GPS 통신부(100)로부터 GPS 좌표정보를 수신하지 못한다면, WiFi 통신부(120)를 통해 획득된 액세스포인트(30)의 식별자 정보를 이용하여 액세스포인트(30)의 AP 위치정보를 획득하고, 획득한 AP 위치 정보를 서버(50)로 전송하도록 제어할 수 있다.
식별자 정보는 액세스포인트(30)의 범용 서비스 셋 식별자(BSSID: Basic Service Set IDentifier) 및 액세스포인트(30)의 인터넷 프로토콜(IP: Internet Protocol) 주소를 포함할 수 있다. 범용 서비스 셋 식별자(BSSID)는 무선랜을 통해 전송되는 패킷의 헤더에 존재하는 고유 식별자로서 무선랜 클라이언트가 BSSID에 접속할 때 각 무선랜을 다른 무선랜과 구분하기 위해 사용된다. 특히, BSSID는 무선 LAN 표준인 802.11에서 48bit의 BSS(Basic Service Set)을 구분하기 위해 사용되며, 일반적으로 액세스포인트(30)의 MAC주소를 사용할 수 있다. 인터넷 프로토콜(IP: Internet Protocol) 주소는 인터넷에서 액세스포인트(30)를 식별하는 고유의 주소값이다.
제어부(150)는 GPS 통신부(100)로부터 GPS 좌표정보를 수신하지 못한다면, WiFi 통신부(120)를 제어하여 주변에 액세스포인트(30)가 존재하는가를 판단한다. WiFi 통신부(120)는 제어부(150)의 제어에 따라 주변의 액세스포인트들을 스캐닝한다. WiFi 통신부(120)는 스캐닝된 액세스포인트들 중 적어도 어느 하나로부터 해당 액세스포인트의 식별자 정보 즉, 범용 서비스 셋 식별자(BSSID) 및 인터넷 프로토콜(IP) 주소를 수신할 수 있다.
WiFi 통신부(120)가 주변의 액세스포인트(30)로부터 상기 액세스포인트(30)의 식별자 정보를 수신하면, 제어부(150)는 수신된 식별자 정보를 이용하여 액세스포인트(30)에 대한 AP 위치 정보를 획득하고, 상기 획득된 AP 위치정보를 상기 서버로 전송하도록 제어한다.
제어부(150)는 WiFi 통신부(120)를 제어하여 식별자 정보를 전송한 액세스포인트(30)가 개방형 액세스포인트인가를 확인한다. 개방형 액세스포인트인지 여부는 별도의 인증절차가 필요 없는 경우에 개방형 액세스포인트로 확인될 수 있다. 식별자 정보를 전송한 액세스포인트가 개방형인 경우에, 제어부(150)는 개방형 액세스포인트에 접속하여 범용 서비스 셋 식별자(BSSID)에 대응하는 AP 위치정보를 획득할 수 있다. 즉, 제어부(150)는 WiFi 통신부(120)를 통해 개방형 액세스포인트에 접속하도록 제어하고, 접속된 개방형 액세스포인트와 통신망으로 연결된 위치 제공 서버(미도시)로부터 범용 서비스 셋 식별자(BSSID)에 대응하는 AP 위치정보를 획득할 수 있다.
그 후, 제어부(150)는 획득한 AP 위치정보를 서버(50)로 전송하도록 제어한다. 즉, 제어부(150)는 위치 제공 서버로부터 획득된 액세스포인트(30)의 AP 위치정보를 LPWAN 통신부(130)를 통해 서버(50)로 전송하도록 제어할 수 있다. 이에 따라, LPWAN 통신부(130)는 AP 위치정보를 저전력 광역 통신망(LPWAN: 40)을 통해 서버(50)로 전송할 수 있다.
또한, 식별자 정보를 전송한 액세스포인트가 개방형이 아닌 경우에, 제어부(150)는 식별자 정보의 인터넷 프로토콜(IP) 주소와 대응하는 AP 위치정보가 정보 저장부(110)에 저장되어 있는가를 확인하도록 제어할 수 있다. 이에 따라, 정보 저장부(110)에 인터넷 프로토콜(IP) 주소에 대응하는 AP 위치정보가 존재한다면, 상기 인터넷 프로토콜(IP) 주소에 대응하는 상기 AP 위치정보를 획득될 수 있다. 그 후, 제어부(150)는 획득한 AP 위치정보를 서버(50)로 전송하도록 LPWAN 통신부(130)를 제어할 수 있다.
한편, 제어부(150)는 WiFi 통신부(120)를 통해 액세스포인트(30)의 식별자 정보를 획득하지 못한다면, 저전력 광역 통신망(LPWAN: 40)의 주파수 대역을 스캐닝하도록 LPWAN 통신부(130)를 제어하고, 스캐닝에 따라 검색된 저전력 광역 통신망(LPWAN)의 주파수 대역에 대응하는 송신 전력을 설정하도록 제어하고, 설정된 송신 전력에 따라 접속 메시지를 서버(50)로 전송하도록 제어할 수 있다.
GPS 통신부(100)로부터 GPS 좌표정보를 수신하지 못하고, 또한, 주변에 액세스포인트가 존재하지 아니하거나 기타 통신상의 장애로 인하여 WiFi 통신부(120)를 통해 액세스포인트(30)의 식별자 정보를 획득하지 못한 경우에, 제어부(150)는 서버(50)가 서비스하고 있는 저전력 광역 통신망(LPWAN)의 주파수 대역을 스캐닝하도록 LPWAN 통신부(130)를 제어한다. 이때, 제어부(150)는 일정 시간(예를 들어, 4초) 이상 주파수 대역의 스캐닝 동작을 수행하도록 제어할 수 있다.
이에 따라, LPWAN 통신부(130)는 서버(50)와 접속할 수 있는 저전력 광역 통신망(LPWAN)의 주파수 대역 즉, 제2 주파수 대역을 스캐닝한다. LPWAN 통신부(130)는 주파수 스캐닝을 통해 저전력 광역 통신망(LPWAN)의 제2 주파수 대역을 검색할 수 있다. 제어부(150)는 데이터 송수신을 위한 주파수 대역으로서 LPWAN 통신부(130)에서 획득한 저전력 광역 통신망(LPWAN)의 주파수 대역 즉, 제2 주파수 대역을 설정한다. 그 후, 제어부(150)는 설정된 주파수 대역에 대응하도록 데이터의 전송을 위한 송신 전력을 설정할 수 있다. 그 후, 제어부(150)는 저전력 광역 통신망(LPWAN)을 통해 서비스하는 서버(50)와 접속하기 위한 접속 메시지를 생성한다. 여기서, 접속 메시지는 무선 단말기(20)의 서버(50) 접속을 위한 요청신호 또는 서비스 요청신호 등일 수 있다. 제어부(150)는 생성된 접속 메시지를 설정된 주파수 대역 및 송신 전력에 따라 서버(50)로 전송하도록 LPWAN 통신부(130)를 제어한다. 이에 따라, LPWAN 통신부(130)는 접속 메시지를 저전력 광역 통신망(LPWAN)의 제2 주파수 대역을 통해 서버(50)로 전송한다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 무선 단말기의 통신방법을 설명하기 위한 일 실시예의 흐름도이다.
도 5를 참조하면, 무선 단말기는 웨이크업 이벤트가 발생하는가를 판단한다(S200 단계). 무선 단말기는 미리 설정된 웨이크업 주기에 따라 웨이크업 모드 및 슬립 모드로 전환된다. 웨이크업 주기에 따라 웨이크업 모드로 전환되면, 무선 단말기는 웨이크업 모드의 라이징 시점을 감지하고, 웨이크업 이벤트가 발생한 것으로 판단할 수 있다.
S200 단계에서, 웨이크업 이벤트가 발생하였다면, 무선 단말기는 인공 위성으로부터 GPS 좌표정보가 수신되는가를 판단한다(S202 단계). 무선 단말기는 인공 위성으로부터 GPS 좌표정보를 주기적 또는 비주기적으로 수신할 수 있다. 인공 위성으로부터 수신하는 GPS 좌표정보는 무선 단말기의 위도, 경도 및 시간 정보를 포함할 수 있다. 다만, 무선 단말기가 실내에 위치하는 경우 또는 인공 위성과의 통신 장애 등로 인해 GPS 좌표정보를 수신할 수 없는 경우도 발생할 수 있다.
S202 단계에서, 상기 GPS 좌표정보의 수신 여부에 따라, 상기 GPS 좌표정보와 매핑된 주파수 대역정보 및 비면허 주파수 대역을 서비스하는 액세스포인트(AP)의 AP 위치정보 중 적어도 하나의 정보를 이용하여 상기 비면허 주파수 대역 중에서 저전력 광역 통신망(LPWAN)을 서비스하는 서버에 접속한다(S204 단계 및 S206 단계). 인공 위성으로부터 GPS 좌표정보를 수신하는 경우에는, 무선 단말기는 수신된 GPS 좌표정보와 대응하는 주파수 대역을 이용해 GPS 좌표정보를 저전력 광역 통신망(LPWAN)의 서버로 전송한다. 또한, 인공 위성으로부터 GPS 좌표정보를 수신하지 못하는 경우에는, 무선 단말기는 주변의 액세스포인트로부터 획득된 액세스포인트의 AP 위치정보를 저전력 광역 통신망(LPWAN)의 서버에 전송한다. 이하에서는 S204 단계 및 S206 단계를 상세히 설명한다.
도 6은 도 5에 도시된 저전력 광역 통신망(LPWAN)의 서버와 접속하여 GPS 좌표정보를 전송하는 단계(S204 단계)를 예시하는 흐름도이다.
도 6을 참조하면, GPS 좌표정보가 수신된다면, 무선 단말기는 수신된 GPS 좌표정보와 매핑된 주파수 대역정보가 존재하는가를 판단한다(S300 단계). 무선 단말기는 메모리 공간에 저장된 테이블 정보를 호출하여, 수신된 GPS 좌표정보와 매핑되는 주파수 대역정보가 존재하는가를 확인한다. GPS 좌표정보에 매핑되는 주파수 대역정보는 대륙별, 국가별 및/또는 지역별로 구분되어 저장된 것일 수 있다.
S300 단계에서, 상기 GPS 좌표정보에 매핑된 주파수 대역정보가 존재한다면, 무선 단말기는 매핑된 주파수 대역정보를 이용하여 서버와 접속하기 위한 주파수 대역 및 송신 전력을 설정한다(S302 단계). 무선 단말기는 위도 정보 및 경도 정보를 포함하는 GPS 좌표정보에 매핑된 주파수 대역정보가 존재한다면, 매핑된 주파수 대역 정보에 대응하도록 서버와 통신하기 위한 주파수 대역을 설정한다. 또한, 무선 단말기는 서버와 통신하기 위해 필요한 데이터 송신 전력을 주파수 대역 정보에 상응하여 설정한다.
S302 단계 후에, 무선 단말기는 설정된 상기 주파수 대역 및 상기 송신 전력에 따라 상기 GPS 좌표정보를 서버로 전송한다(S304 단계). 무선 단말기는 수신된 GPS 좌표정보를 저전력 광역 통신망(LPWAN)을 통해 서버로 전송할 수 있다.
한편, S300 단계에서, GPS 좌표정보에 매핑된 주파수 대역정보가 존재하지 않는다면, 무선 단말기는 무선 단말기의 동작을 위한 웨이크업(wake-up) 주기를 증가시킨다(S306 단계). 수신된 GPS 좌표정보와 매핑되는 주파수 대역정보가 무선 단말기에 존재하지 않는 경우에는, 해당 무선 단말기가 GPS 좌표정보를 수신할 수 없는 지역에 위치하는 경우일 수 있다. 이 경우에 일반적인 웨이크업 주기로 웨이크업 모드와 슬립 모드를 반복하게 되면 무선 단말기의 자체 전력이 불필요하게 소모될 수 있다. 따라서, 이러한 경우에는 무선 단말기의 웨이크업 주기를 증가시킴으로써, 무선 단말기의 전력 소모를 최소화할 수 있다. 무선 단말기는 미리 설정된 주기보다 증가된 시간 간격으로 웨이크업 모드와 슬립 모드를 반복하도록 설정한다. 무선 단말기는 웨이크업 주기의 증가 폭이 기하 급수적으로 증가될 수 있도록 설정할 수 있다. 또한, 무선 단말기는 웨이크업 모드가 일정 횟수 반복된 상태에서 웨이크업 주기의 변경이 이루어질 수 있도록 할 수 있다.
도 7은 도 5에 도시된 저전력 광역 통신망(LPWAN)의 서버와 접속하여 액세스포인트의 위치정보를 전송하는 단계(S206 단계)를 예시하는 흐름도이다.
도 7을 참조하면, 상기 GPS 좌표정보를 수신하지 못한다면, 무선 단말기는 주변에 액세스포인트가 존재하는가를 판단한다(S400 단계). 무선 단말기는 주변을 스캐닝하여 액세스포인트가 존재하는가를 확인한다.
S400 단계에서, 액세스포인트가 존재한다면, 무선 단말기는 액세스포인트의 식별자 정보를 수신한다(S402 단계). 여기서, 식별자 정보는 액세스포인트의 범용 서비스 셋 식별자(BSSID) 및 액세스포인트의 인터넷 프로토콜(IP) 주소를 포함할 수 있다.
S402 단계 후에, 무선 단말기는 수신된 식별자 정보를 이용하여 액세스포인트에 대한 AP 위치정보를 획득한다(S404 단계). 무선 단말기는 식별자 정보를 전송한 액세스포인트가 개방형 액세스포인트인가를 확인한다. 별자 정보를 전송한 액세스포인트가 개방형인 경우에, 무선 단말기는 개방형 액세스포인트에 접속하여 범용 서비스 셋 식별자(BSSID)에 대응하는 AP 위치정보를 획득할 수 있다. 즉, 무선 단말기는 접속된 개방형 액세스포인트와 통신망으로 연결된 위치 제공 서버로부터 범용 서비스 셋 식별자(BSSID)에 대응하는 AP 위치정보를 획득할 수 있다. 또한, 식별자 정보를 전송한 액세스포인트가 개방형이 아닌 경우에, 무선 단말기는 식별자 정보의 인터넷 프로토콜(IP) 주소와 대응하는 AP 위치정보가 무선 단말기 내에 저장되어 있는가를 확인한다. 무선 단말기 내에 인터넷 프로토콜(IP) 주소에 대응하는 AP 위치정보가 존재한다면, 액세스포인트에 대응하는 AP 위치정보를 획득할 수 있다.
S404 단계 후에, 무선 단말기는 획득된 액세스포인트의 AP 위치정보를 서버로 전송한다(S406 단계). 무선 단말기는 획득된 액세스포인트의 AP 위치정보를 저전력 광역 통신망(LPWAN)을 통해 서버로 전송할 수 있다.
한편, S400 단계에서, 주변에 액세스포인트가 존재하지 않는다면, 무선 단말기는 서버가 서비스하고 있는 저전력 광역 통신망(LPWAN)의 주파수 대역을 스캐닝한다(S408 단계). 무선 단말기는 일정 시간 이상 저전력 광역 통신망(LPWAN)의 주파수 대역에 대한 스캐닝 동작을 수행할 수 있다. 무선 단말기는 주파수 스캐닝을 통해 저전력 광역 통신망(LPWAN)의 주파수 대역 즉, 제2 주파수 대역을 검색할 수 있다.
S408 단계 후에, 무선 단말기는 주파수 대역의 스캐닝에 따라 검색된 상기 저전력 광역 통신망(LPWAN)의 주파수 대역에 대응하는 제2 주파수 대역 및 송신 전력을 설정한다(S410 단계). 무선 단말기는 검색된 저전력 광역 통신망(LPWAN)의 주파수 대역 즉, 제2 주파수 대역을 데이터 송수신을 위한 주파수 대역으로 설정한다. 그 후, 무선 단말기는 설정된 주파수 대역에 대응하도록 데이터 전송을 위한 송신 전력을 설정할 수 있다.
S410 단계 후에, 무선 다말기는 설정된 상기 주파수 대역 및 상기 송신 전력에 따라 접속 메시지를 상기 서버로 전송한다(S412 단계). 무선 단말기는 저전력 광역 통신망(LPWAN)을 통해 서비스하는 서버와 접속하기 위한 접속 메시지를 생성한다. 여기서, 접속 메시지는 무선 단말기의 서버 접속을 위한 요청신호 또는 서비스 요청신호 등일 수 있다. 무선 단말기는 생성된 접속 메시지를 설정된 제2 주파수 대역 및 송신 전력에 따라 저전력 광역 통신망(LPWAN)을 통해 서버로 전송한다.
따라서, 전술한 본원 발명의 무선 단말기는 GPS 좌표정보 또는 액세스포인트의 위치정보를 이용하여 저전력 광역 통신망(LPWAN)을 서비스하는 서버에 무선 단말기의 위치 정보를 신속하게 제공할 수 있도록 함으로써, 해당 무선 단말기가 서버와 신속한 통신을 수행할 수 있도록 한다. 즉, 비면허 주파수 대역에서 동작하는 무선 단말기가 서로 다른 비면허 주파수 대역을 서비스하는 지역으로 이동하는 경우에도, 무선 단말기가 웨이크업 모드에서 해당 위치 정보를 확인하여 저전력 광역 통신망(LPWAN)을 서비스하는 서버로 전송함으로써, 무선 단말기와 서버 간의 저전력 광역 통신망(LPWAN)을 이용한 서비스를 신속하게 수행할 수 있다. 예를 들어, 한국에 위치했던 무선 단말기가 미국으로 이동하는 경우에, 한국의 저전력 광역 통신망(LPWAN)에 해당하는 932MHz 비면허 주파수 대역을 통해 동작하는 무선 단말기는 미국의 저전력 광역 통신망(LPWAN)에 해당하는 902MHz 비면허 주파수 대역에서 동작하기 위해 자신의 위치 정보에 해당하는 GPS 좌표정보 또는 액세스포인트의 위치정보를 서버에 신속하게 전송하며, 이로 인해 무선 단말기는 비면허 주파수 대역이 다른 저전력 광역 통신망(LPWAN)을 서비스하는 서버에 빠르게 접속할 수 있다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 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 실시예들은 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: GPS 통신부
110: 정보 저장부
120: WiFi 통신부
130: LPWAN 통신부
140: 전원 공급부
150: 제어부

Claims (13)

  1. 인공 위성으로부터 GPS 좌표정보를 수신하는 GPS 통신부;
    무선 통신을 위한 비면허 주파수 대역 중에서 제1 주파수 대역을 이용해 데이터를 송신 및 수신하는 WiFi 통신부;
    상기 비면허 주파수 대역 중에서 저전력 광역 통신망(LPWAN)에 대응하는 제2 주파수 대역을 이용해 데이터를 송신 및 수신하는 LPWAN 통신부;
    상기 GPS 통신부로부터 수신된 상기 GPS 좌표정보와 매핑된 주파수 대역정보를 저장하는 정보 저장부;
    상기 GPS 통신부, 상기 WiFi 통신부 및 상기 LPWAN 통신부의 동작을 위한 전원을 공급하는 전원 공급부; 및
    상기 GPS 통신부, 상기 WiFi 통신부, 상기 LPWAN 통신부, 상기 정보 저장부 및 상기 전원 공급부의 동작을 제어하는 제어부를 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 GPS 좌표정보와 매핑된 주파수 대역정보 및 상기 WiFi 통신부가 접속하는 액세스포인트(AP)의 AP 위치정보 중 적어도 하나의 정보를 이용하여 상기 LPWAN 통신부가 상기 저전력 광역 통신망(LPWAN)을 서비스하는 서버에 접속하도록 제어하되,
    상기 수신된 GPS 좌표정보와 매핑된 주파수 대역정보가 상기 정보 저장부에 존재한다면, 상기 매핑된 주파수 대역정보를 이용하여 상기 서버와 접속하기 위한 주파수 대역 및 송신 전력을 설정하고, 설정된 상기 주파수 대역 및 상기 송신 전력에 따라 상기 GPS 좌표정보를 상기 서버로 전송하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 무선 단말기.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2 주파수 대역은 865 GHz, 868 GHz, 902 GHz, 916 GHz, 920 GHz, 923 GHz 및 925 GHz 중 적어도 어느 하나의 대역을 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 단말기.
  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 수신된 GPS 좌표정보와 매핑된 주파수 대역정보가 상기 정보 저장부에 존재하지 않는다면, 상기 무선 단말기의 동작을 위한 웨이크업(wake-up) 주기가 증가되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 무선 단말기.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 GPS 통신부로부터 상기 GPS 좌표정보를 수신하지 못한다면, 주변에 상기 액세스포인트가 존재하는가를 판단하고, 상기 액세스포인트로부터 상기 액세스포인트의 식별자 정보를 상기 WiFi 통신부를 통해 수신하면, 상기 수신된 식별자 정보를 이용하여 상기 액세스 포인트에 대한 상기 AP 위치 정보를 획득하고, 상기 획득된 AP 위치정보를 상기 서버로 전송하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 무선 단말기.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 식별자 정보가 상기 액세스 포인트의 범용 서비스 셋 식별자(BSSID: Basic Service Set IDentifier) 및 인터넷 프로토콜(IP: Internet Protocol) 주소 중 적어도 하나를 포함할 때,
    개방형 액세스포인트에 접속하여 상기 범용 서비스 셋 식별자에 대응하는 상기 AP 위치정보를 획득하거나, 상기 정보 저장부에 저장되어 있는 상기 인터넷 프로토콜(IP) 주소에 대응하는 상기 AP 위치정보를 획득하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 무선 단말기.
  7. 청구항 5에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 WiFi 통신부를 통해 상기 액세스포인트의 상기 식별자 정보를 획득하지 못한다면, 상기 저전력 광역 통신망(LPWAN)의 주파수 대역을 스캐닝하도록 상기 LPWAN 통신부를 제어하고, 스캐닝에 따라 검색된 상기 저전력 광역 통신망(LPWAN)의 주파수 대역에 대응하는 송신 전력에 따라 접속 메시지를 상기 서버로 전송하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 무선 단말기.
  8. 웨이크업 이벤트가 발생하는가를 판단하는 단계;
    웨이크업 이벤트가 발생하였다면, 인공 위성으로부터 GPS 좌표정보가 수신되는가를 판단하는 단계; 및
    상기 GPS 좌표정보의 수신 여부에 따라, 상기 GPS 좌표정보와 매핑된 주파수 대역정보 및 비면허 주파수 대역을 서비스하는 액세스포인트(AP)의 AP 위치정보 중 적어도 하나의 정보를 이용하여 상기 비면허 주파수 대역 중에서 저전력 광역 통신망(LPWAN)을 서비스하는 서버에 접속하는 단계;
    를 포함하되,
    상기 서버에 접속하는 단계는,
    상기 GPS 좌표정보가 수신된다면, 상기 GPS 좌표정보와 매핑된 주파수 대역정보가 존재하는가를 판단하는 단계;
    상기 GPS 좌표정보에 매핑된 주파수 대역정보가 존재한다면, 상기 매핑된 주파수 대역정보를 이용하여 상기 서버와 접속하기 위한 주파수 대역 및 송신 전력을 설정하는 단계; 및
    설정된 상기 주파수 대역 및 상기 송신 전력에 따라 상기 GPS 좌표정보를 상기 저전력 광역 통신망(LPWAN)을 통해 상기 서버로 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 단말기의 통신방법.
  9. 삭제
  10. 청구항 8에 있어서,
    상기 서버에 접속하는 단계는,
    상기 GPS 좌표정보에 매핑된 주파수 대역정보가 존재하지 않는다면, 상기 무선 단말기의 동작을 위한 웨이크업(wake-up) 주기를 증가시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는무선 단말기의 통신방법.
  11. 청구항 8에 있어서,
    상기 서버에 접속하는 단계는,
    상기 GPS 좌표정보를 수신하지 못한다면, 주변에 상기 액세스포인트가 존재하는가를 판단하는 단계;
    상기 액세스포인트가 존재한다면, 상기 액세스포인트로부터 상기 액세스포인트의 식별자 정보를 수신하는 단계;
    상기 수신된 식별자 정보를 이용하여 상기 액세스 포인트에 대한 상기 AP 위치 정보를 획득하는 단계; 및
    상기 획득된 AP 위치정보를 상기 서버로 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 단말기의 통신방법.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 수신된 식별자 정보를 이용하여 상기 액세스 포인트에 대한 상기 AP 위치 정보를 획득하는 단계는,
    상기 식별자 정보가 상기 액세스 포인트의 범용 서비스 셋 식별자(BSSID: Basic Service Set IDentifier) 및 인터넷 프로토콜(IP: Internet Protocol) 주소 중 적어도 하나를 포함할 때,
    개방형 액세스포인트에 접속하여 상기 범용 서비스 셋 식별자에 대응하는 상기 AP 위치정보를 획득하거나, 상기 무선 단말기 내에 저장되어 있는 상기 인터넷 프로토콜(IP) 주소에 대응하는 상기 AP 위치정보를 획득하는 것을 특징으로 하는 무선 단말기의 통신방법.
  13. 청구항 11에 있어서,
    상기 서버에 접속하는 단계는,
    상기 액세스포인트가 존재하지 않는다면, 상기 저전력 광역 통신망(LPWAN)의 주파수 대역을 스캐닝하는 단계;
    주파수 대역의 스캐닝에 따라 검색된 상기 저전력 광역 통신망(LPWAN)의 주파수 대역에 대응하는 제2 주파수 대역 및 송신 전력을 설정하는 단계; 및
    설정된 상기 주파수 대역 및 상기 송신 전력에 따라 접속 메시지를 상기 서버로 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 단말기의 통신방법.
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