KR102397541B1 - 신호 전달용 전송 선로를 이용한 무선 통신 장치 및 무선 통신 방법 - Google Patents
신호 전달용 전송 선로를 이용한 무선 통신 장치 및 무선 통신 방법 Download PDFInfo
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Abstract
무선 통신 시스템에서의 통신 방법이 개시된다. 본 발명에 따른 통신 방법은, 송신 장치로부터 전송되는 무선 신호를 제1 신호전달장치의 공진부가 수신하는 단계, 상기 제1 신호전달장치의 정합부 및 공진부 중 적어도 하나를 이용하여 상기 무선 신호로부터 공진 에너지를 획득하는 단계, 상기 획득한 공진 에너지를 이용하여 상기 무선 신호를 상기 제1 신호전달장치의 정합부를 거쳐 전송 선로의 한쪽 종단에 전달하는 단계, 상기 전송 선로의 반대 종단에 연결된 제2 신호전달장치로 상기 무선 신호를 전달하는 단계 및 상기 제2 신호전달장치의 정합부 및 공진부를 이용하여 상기 제2 신호전달장치와 무선링크가 설정된 수신 장치로 상기 무선 신호를 전송하는 단계를 포함한다.
Description
본 발명은 통신 방법 및 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 재난 상황에서의 효율적이고 신속한 통신 방법 및 장치에 관한 것이다.
건물 붕괴 현장 또는 화재와 같은 재난, 재해 현장에 투입되는 구조대원은 재난, 재해 현장에서의 신속하고 안전한 복귀를 위해 라이프라인(life line)을 사용한다. 라이프라인은 구조대원의 몸에 연결 또는 부착된다. 구조대원은 라이프라인을 이용하여 복잡하고 혼란스러운 재난 현장에서 신속히 자신이 들어온 입구 방향으로 되돌아 나올 수 있다. 이외에도 라이프라인은 다른 구조대원 또는 재난 현장의 피해 민간인들이 신속하게 탈출 및 대피를 하도록 도와주는 대피 안내선 역할이나 하강용 로프(rope)의 역할을 할 수도 있다.
또한 화재현장, 지하구조현장 등과 같은 재난, 재해 현장에 투입된 구조대원은 지휘 통제소로의 신속한 상황 보고 및 그로부터의 지령 수신을 위해, 또는 구조대원 상호간의 의사 소통을 위해 통신 설비를 이용한 무선 통신을 필요로 한다. 그러나 건물 등에 설치되어있는 통신 설비는 전원을 필요로 하는 능동 회로로 구성되어 있다. 하지만 이러한 능동 회로로 구성된 통신 설비는 화재 및 건물 붕괴와 같은 재난, 재해 현장에서 파손 등의 이유로 인해 정상 동작하지 않을 수 있으며, 통신 설비가 본래부터 설치되어 있지 않았을 수도 있다. 또는 지하와 같이 통신 장치 상호 간의 무선 신호 송수신이 원활하지 않은 장소로 구조대원이 투입되어 구조활동을 할 수도 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 재난 현장에서의 사용을 위한 라이프라인의 기능과 통신 기능을 제공하는 내연제 피복 전송 선로를 이용한 통신 방법을 제공하는 데 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 다른 목적은, 재난 현장에서의 사용을 위한 라이프라인의 기능과 통신 기능을 제공하는 내연제 피복 전송 선로를 이용하는 통신 장치를 제공하는 데 있다
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템의 통신 방법은, 송신 장치로부터 전송되는 무선 신호를 제1 신호전달장치의 공진부가 수신하는 단계, 상기 제1 신호전달장치의 정합부 및 공진부 중 적어도 하나를 이용하여 상기 무선 신호로부터 공진 에너지를 획득하는 단계, 상기 획득한 공진 에너지를 이용하여 상기 무선 신호를 상기 제1 신호전달장치의 정합부를 거쳐 전송 선로의 한쪽 종단에 전달하는 단계, 상기 전송 선로의 반대 종단에 연결된 제2 신호전달장치로 상기 무선 신호를 전달하는 단계 및 상기 제2 신호전달장치의 정합부 및 공진부를 이용하여 상기 제2 신호전달장치와 무선링크가 설정된 수신 장치로 상기 무선 신호를 전송하는 단계를 포함한다.
여기서, 상기 제1 신호전달장치와 상기 전송 선로의 한쪽 종단은 제1 연결부를 이용해 연결하고, 상기 제2 신호전달장치와 상기 전송 선로의 반대 종단은 제2 연결부를 이용해 연결할 수 있다.
여기서, 상기 제2 연결부와 연결되는 확장 연결부를 통해 연결된 타 전송 선로의 한쪽 종단으로 상기 무선 신호를 전달하는 단계, 상기 확장 연결부를 통해 연결된 상기 전송 선로의 반대 종단으로 상기 무선 신호를 전달하는 단계, 상기 확장 연결부를 통해 연결된 전송 선로의 반대 종단에 연결된 제 3 신호전달장치로 상기 무선 신호를 전달하는 단계 및 상기 제3 신호전달장치의 정합부 및 공진부 중 적어도 하나를 이용하여 상기 제3 신호전달장치와 링크 설정된 수신 장치로 상기 무선 신호를 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 확장 연결부를 통해 연결된 전송 선로의 반대 종단과 상기 제3 신호전달장치는 제3 연결부를 이용해 연결할 수 있다.
여기서, 상기 제1 신호전달장치와 무선 링크가 설정된 송신 장치 및 제2 신호전달장치 및 제3 신호전달장치와 무선 링크가 설정된 수신 장치는 통신 단말 또는 데스크(desk)형 통신장치일 수 있다.
여기서, 상기 제1 신호전달장치, 제2 신호전달장치 및 제3 신호전달장치는 무선 링크가 설정된 상기 송신 장치 및/또는 상기 수신 장치와의 통신 방식에 따라 교체될 수 있다.
여기서, 상기 제1 신호전달장치, 제2 신호전달장치, 제3 신호전달장치 각각의 공진부는 안테나를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 제1 신호전달장치, 제2 신호전달장치, 제3 신호전달장치 각각의 정합부는 임피던스 매칭(impedance matching)을 수행하고, 발룬(balun) 및 변압기(transformer) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 무선 통신 시스템의 통신 장치는, 무선 링크가 설정된 송신 장치로부터 무선 신호를 수신하여 공진 에너지를 획득하는 제1 신호전달장치, 상기 획득된 공진 에너지를 이용하여 무선 링크가 설정된 수신 장치로 상기 무선 신호를 전송하는 제2 신호전달장치 및 상기 획득된 공진 에너지를 이용하여 상기 무선 신호를 상기 제1 신호전달장치로부터 상기 제2 신호전달장치로 전달하는 난연 소재로 피복된 전송 선로를 포함하고, 상기 제1 신호전달장치는 상기 전송 선로의 한쪽 종단에 연결되고, 상기 제2 신호전달장치는 상기 전송 선로의 반대 종단에 연결된다.
여기서, 상기 제1 신호전달장치와 상기 전송 선로의 한쪽 종단은 제1 연결부를 이용해 연결하고, 상기 제2 신호전달장치와 상기 전송 선로의 반대 종단은 제2 연결부를 이용해 연결할 수 있다.
여기서, 상기 제2 연결부는 확장 연결부와 연결 및 분리될 수 있다.
여기서, 상기 확장 연결부와 연결된 타 전송 선로의 반대 종단에 연결되는 제3 신호전달장치를 더 포함할 수 있고, 상기 제3 신호전달장치는 상기 수신 장치와 같거나 다른 수신 장치와 무선 링크가 설정될 수 있다.
여기서, 상기 제3 신호전달장치와 상기 확장 연결부를 통해 연결된 타 전송 선로의 반대 종단은 제3 연결부를 이용해 연결할 수 있다.
여기서, 상기 제1 신호전달장치와 무선 링크가 설정된 송신 장치 및 제2 신호전달장치 및 제3 신호전달장치와 무선 링크가 설정된 수신 장치는 통신 단말 또는 데스크(desk)형 통신장치일 수 있다.
여기서, 상기 제1 신호전달장치, 제2 신호전달장치 및 제3 신호전달장치는 무선 링크가 설정된 상기 송신 장치 및/또는 상기 수신 장치와의 통신 방식에 따라 교체될 수 있다.
여기서, 상기 제1 신호전달장치, 제2 신호전달장치 및 제3 신호전달장치 각각은 공진부 및 임피던스 매칭(impedance matching)을 수행하는 정합부 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 제1 신호전달장치는 상기 공진부 및 상기 정합부 중 적어도 하나를 이용하여 공진 에너지를 획득할 수 있다.
여기서, 상기 공진부는 안테나를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 정합부는 발룬(balun) 및 변압기(transformer) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 발명에 의하면, 무선 통신이 여의치 않은 재난 현장에서 대피 안내선 및 하강용 로프로서의 기능 외에도 무선 광대역 신호를 전달할 수 있어 신속하고 효율적인 구조 활동을 수행할 수 있다.
도 1은 통신 시스템의 제1 실시예를 도시한 개념도이다.
도 2는 통신 시스템을 구성하는 통신 노드의 일 실시예를 도시한 블록도이다.
도 3은 종래 기술에 따른 라이프라인의 활용 방법을 설명하는 개념도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 내연재 피복 전송 선로를 포함하는 통신 장치를 설명하는 개념도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 신호전달장치를 설명하는 블록도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 난연제 피복 전송 선로를 포함하는 통신 장치의 데이터 송수신 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른, 난연제 피복 전송 선로를 포함하는 통신 장치를 이용한 사용자 간의 통신 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
도 2는 통신 시스템을 구성하는 통신 노드의 일 실시예를 도시한 블록도이다.
도 3은 종래 기술에 따른 라이프라인의 활용 방법을 설명하는 개념도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 내연재 피복 전송 선로를 포함하는 통신 장치를 설명하는 개념도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 신호전달장치를 설명하는 블록도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 난연제 피복 전송 선로를 포함하는 통신 장치의 데이터 송수신 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른, 난연제 피복 전송 선로를 포함하는 통신 장치를 이용한 사용자 간의 통신 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명을 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
도 1은 통신 시스템의 제1 실시예를 도시한 개념도이다.
도 1을 참조하면, 통신 시스템(100)은 복수의 통신 노드들(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2, 130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6)을 포함할 수 있다. 여기서, 통신 시스템은 "통신 네트워크"로 지칭될 수 있다. 복수의 통신 노드들 각각은 적어도 하나의 통신 프로토콜을 지원할 수 있다. 예를 들어, 복수의 통신 노드들 각각은 CDMA(code division multiple access) 기반의 통신 프로토콜, WCDMA(wideband CDMA) 기반의 통신 프로토콜, TDMA(time division multiple access) 기반의 통신 프로토콜, FDMA(frequency division multiple access) 기반의 통신 프로토콜, OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 기반의 통신 프로토콜, OFDMA(orthogonal frequency division multiple access) 기반의 통신 프로토콜, SC(single carrier)-FDMA 기반의 통신 프로토콜, NOMA(non-orthogonal multiple access) 기반의 통신 프로토콜, SDMA(space division multiple access) 기반의 통신 프로토콜 등을 지원할 수 있다. 복수의 통신 노드들 각각은 다음과 같은 구조를 가질 수 있다.
도 2는 통신 시스템을 구성하는 통신 노드의 일 실시예를 도시한 블록도이다.
도 2를 참조하면, 통신 노드(200)는 적어도 하나의 프로세서(210), 메모리(220) 및 네트워크와 연결되어 통신을 수행하는 송수신 장치(230)를 포함할 수 있다. 또한, 통신 노드(200)는 입력 인터페이스 장치(240), 출력 인터페이스 장치(250), 저장 장치(260) 등을 더 포함할 수 있다. 통신 노드(200)에 포함된 각각의 구성 요소들은 버스(bus)(270)에 의해 연결되어 서로 통신을 수행할 수 있다. 다만, 통신 노드(200)에 포함된 각각의 구성요소들은 공통 버스(270)가 아니라, 프로세서(210)를 중심으로 개별 인터페이스 또는 개별 버스를 통하여 연결될 수도 있다. 예를 들어, 프로세서(210)는 메모리(220), 송수신 장치(230), 입력 인터페이스 장치(240), 출력 인터페이스 장치(250) 및 저장 장치(260) 중에서 적어도 하나와 전용 인터페이스를 통하여 연결될 수도 있다.
프로세서(210)는 메모리(220) 및 저장 장치(260) 중에서 적어도 하나에 저장된 프로그램 명령(program command)을 실행할 수 있다. 프로세서(210)는 중앙 처리 장치(central processing unit, CPU), 그래픽 처리 장치(graphics processing unit, GPU), 또는 본 발명의 실시예들에 따른 방법들이 수행되는 전용의 프로세서를 의미할 수 있다. 메모리(220) 및 저장 장치(260) 각각은 휘발성 저장 매체 및 비휘발성 저장 매체 중에서 적어도 하나로 구성될 수 있다. 예를 들어, 메모리(220)는 읽기 전용 메모리(read only memory, ROM) 및 랜덤 액세스 메모리(random access memory, RAM) 중에서 적어도 하나로 구성될 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 통신 시스템(100)은 복수의 기지국들(base stations)(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2), 복수의 단말들(user equipment)(130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6)을 포함할 수 있다. 제1 기지국(110-1), 제2 기지국(110-2) 및 제3 기지국(110-3) 각각은 매크로 셀(macro cell)을 형성할 수 있다. 제4 기지국(120-1) 및 제5 기지국(120-2) 각각은 스몰 셀(small cell)을 형성할 수 있다. 제1 기지국(110-1)의 커버리지(coverage) 내에 제4 기지국(120-1), 제3 단말(130-3) 및 제4 단말(130-4)이 속할 수 있다. 제2 기지국(110-2)의 커버리지 내에 제2 단말(130-2), 제4 단말(130-4) 및 제5 단말(130-5)이 속할 수 있다. 제3 기지국(110-3)의 커버리지 내에 제5 기지국(120-2), 제4 단말(130-4), 제5 단말(130-5) 및 제6 단말(130-6)이 속할 수 있다. 제4 기지국(120-1)의 커버리지 내에 제1 단말(130-1)이 속할 수 있다. 제5 기지국(120-2)의 커버리지 내에 제6 단말(130-6)이 속할 수 있다.
여기서, 복수의 기지국들(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2) 각각은 노드B(NodeB), 고도화 노드B(evolved NodeB), BTS(base transceiver station), 무선 기지국(radio base station), 무선 트랜시버(radio transceiver), 액세스 포인트(access point), 액세스 노드(node), 노변 장치(road side unit; RSU), DU(digital unit), CDU(cloud digital unit), RRH(radio remote head), RU(radio unit), TP(transmission point), TRP(transmission and reception point), 중계 노드(relay node) 등으로 지칭될 수 있다. 복수의 단말들(130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6) 각각은 터미널(terminal), 액세스 터미널(access terminal), 모바일 터미널(mobile terminal), 스테이션(station), 가입자 스테이션(subscriber station), 모바일 스테이션(mobile station), 휴대 가입자 스테이션(portable subscriber station), 노드(node), 다바이스(device) 등으로 지칭될 수 있다.
복수의 통신 노드들(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2, 130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6) 각각은 셀룰러(cellular) 통신(예를 들어, 3GPP(3rd generation partnership project) 표준에서 규정된 LTE(long term evolution), LTE-A(advanced) 등)을 지원할 수 있다. 복수의 기지국들(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2) 각각은 서로 다른 주파수 대역에서 동작할 수 있고, 또는 동일한 주파수 대역에서 동작할 수 있다. 복수의 기지국들(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2) 각각은 아이디얼 백홀(ideal backhaul) 또는 논(non)-아이디얼 백홀을 통해 서로 연결될 수 있고, 아이디얼 백홀 또는 논-아이디얼 백홀을 통해 서로 정보를 교환할 수 있다. 복수의 기지국들(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2) 각각은 아이디얼 백홀 또는 논-아이디얼 백홀을 통해 코어(core) 네트워크(미도시)와 연결될 수 있다. 복수의 기지국들(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2) 각각은 코어 네트워크로부터 수신한 신호를 해당 단말(130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6)에 전송할 수 있고, 해당 단말(130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6)로부터 수신한 신호를 코어 네트워크에 전송할 수 있다.
복수의 기지국들(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2) 각각은 OFDMA 기반의 다운링크(downlink) 전송을 지원할 수 있고, SC-FDMA 기반의 업링크(uplink) 전송을 지원할 수 있다. 또한, 복수의 기지국들(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2) 각각은 MIMO(multiple input multiple output) 전송(예를 들어, SU(single user)-MIMO, MU(multi user)-MIMO, 대규모(massive) MIMO 등), CoMP(coordinated multipoint) 전송, 캐리어 애그리게이션(carrier aggregation) 전송, 비면허 대역(unlicensed band)에서 전송, 단말 간 직접(device to device, D2D) 통신(또는, ProSe(proximity services) 등을 지원할 수 있다. 여기서, 복수의 단말들(130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6) 각각은 기지국(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2)과 대응하는 동작, 기지국(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2)에 의해 지원되는 동작을 수행할 수 있다.
예를 들어, 제2 기지국(110-2)은 SU-MIMO 방식을 기반으로 신호를 제4 단말(130-4)에 전송할 수 있고, 제4 단말(130-4)은 SU-MIMO 방식에 의해 제2 기지국(110-2)으로부터 신호를 수신할 수 있다. 또는, 제2 기지국(110-2)은 MU-MIMO 방식을 기반으로 신호를 제4 단말(130-4) 및 제5 단말(130-5)에 전송할 수 있고, 제4 단말(130-4) 및 제5 단말(130-5) 각각은 MU-MIMO 방식에 의해 제2 기지국(110-2)으로부터 신호를 수신할 수 있다. 제1 기지국(110-1), 제2 기지국(110-2) 및 제3 기지국(110-3) 각각은 CoMP 방식을 기반으로 신호를 제4 단말(130-4)에 전송할 수 있고, 제4 단말(130-4)은 CoMP 방식에 의해 제1 기지국(110-1), 제2 기지국(110-2) 및 제3 기지국(110-3)으로부터 신호를 수신할 수 있다. 복수의 기지국들(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2) 각각은 자신의 커버리지 내에 속한 단말(130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6)과 CA 방식을 기반으로 신호를 송수신할 수 있다. 제1 기지국(110-1), 제2 기지국(110-2) 및 제3 기지국(110-3) 각각은 제4 단말(130-4)과 제5 단말(130-5) 간의 D2D 통신을 코디네이션(coordination)할 수 있고, 제4 단말(130-4) 및 제5 단말(130-5) 각각은 제2 기지국(110-2) 및 제3 기지국(110-3) 각각의 코디네이션에 의해 D2D 통신을 수행할 수 있다.
다음으로, 광대역 신호 전송 선로를 이용한 무선 통신 기술들이 설명될 것이다. 여기서, 통신 노드들 중에서 제1 통신 노드에서 수행되는 방법(예를 들어, 신호의 전송 또는 수신)이 설명되는 경우에도 이에 대응하는 제2 통신 노드는 제1 통신 노드에서 수행되는 방법과 상응하는 방법(예를 들어, 신호의 수신 또는 전송)을 수행할 수 있다. 즉, 단말의 동작이 설명된 경우에 이에 대응하는 기지국은 단말의 동작과 상응하는 동작을 수행할 수 있다. 반대로, 기지국의 동작이 설명된 경우에 이에 대응하는 단말은 기지국의 동작과 상응하는 동작을 수행할 수 있다.
도 3은 종래 기술에 따른 라이프라인의 활용 방법을 설명하는 개념도이다.
도 3을 참조하면, 종래 기술에 따른 라이프라인이 구조대원의 구조복 등에 연결되어 사용됨을 나타낸다. 전술한 바와 같이 종래 기술에 따른 라이프라인은 통신 신호 전달과 같은 기능은 없고 대피 안내선 역할 및 하강용 로프로서 사용될 수 있다. 한편 재난 현장에 투입된 구조대원의 원활한 구조 작업을 위해 구조대원간 또는 구조대원과 지휘 통제소 간의 무선 통신을 통한 신속한 의사 소통의 필요성이 있다. 그러므로 라이프라인을 본래의 대피 안내선 또는 하강용 로프로서의 용도 외에도 무선 통신이 원활하지 않은 재난 구조 현장을 고려한 통신 장치로도 사용할 필요가 있다.
특히 화재 등으로 인해 재난 현장에 설치되어 있던 통신 설비(일례로 무선 중계기, 신호 증폭기 등)가 고장이 나서 구조대원이 사용하는 무선 통신 장치가 정상적으로 작동이 되지 않는 경우 또는 지하, 초고층 건물 등과 같은 무선 신호의 전달이 원활하지 않은 곳에서 구조 작업을 하는 경우 등에서 라이프라인을 통신 신호 전송 선로로도 사용할 필요가 있다. 다음으로 종래의 대피 안내선 및 하강용 로프로서의 기능 외에도 광대역 신호 전달을 위한 전송 선로의 기능을 동시에 가지는 본 발명의 일 실시예에 따른 난연제 피복 전송 선로를 이용한 통신 장치에 대해 설명한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 내연재 피복 전송 선로를 포함하는 통신 장치를 설명하는 개념도이다.
도 4를 참조하면, 외부 통신기기(410,450)로부터의 무선 신호를 수신한 신호전달장치(420,440)가 수신한 무선 신호로부터 구동 전원을 획득하여 난연제 피복 전송 선로(430)를 통해 무선 통신을 수행함을 나타낸다.
외부 통신기기(410,450)는 구조대원이 휴대하며 사용하는 통신 단말로서 무전기, 주파수 공용 통신(TRF: trunked radio system) 장치 등과 같은 공용 주파수 사용 장치나 일반적인 이동 통신 단말 장치를 포함할 수 있다. 또는 지휘 통제소와 같은 별도의 고정 또는 데스크(desk)형 통신 장치를 포함할 수 있다. 외부 통신기기(410,450)와 무선 신호를 송수신하는 신호전달장치(420,440)는 외부로부터 유선으로 전원 공급을 받거나 또는 내부의 교체형 일반 배터리 등을 통해 전원 공급을 받지 않는다. 본 발명의 일 실시예에 따른 신호전달장치(420,440)는 외부 통신기기(410,450)로부터의 무선 신호를 신호전달장치(420,440)에 포함된 공진부(420-1,440-1)를 통해 수신할 수 있다. 신호전달장치(420,440)의 공진부(420-1,440-1)는 광대역 무선신호를 수신할 수 있도록 구현될 수 있다.
공진부(420-1,440-1)는 공진(resonance) 안테나(미도시)를 포함할 수 있다. 일반적으로 공진 안테나는 안테나 임피던스 중 리액턴스 성분은 0으로 되고 저항성분만이 남아 임피던스 성분을 최소화하여 수신된 무선 신호가 최대 전력을 갖도록 하여 연결된 다른 회로부로 전달되도록 한다. 도 4의 본 발명의 일 실시예에 따른 외부 통신기기(410, 450)로부터의 무선 신호를 수신한 신호전달장치(420,440)의 공진부(420-1,440-1)는 최대 전력을 갖게 된 무선 신호를 동일한 신호전달장치(420,440)의 정합부(420-2,440―2)로 전달할 수 있다. 신호전달장치(420 또는 440)의 정합부(420-2,440―2)로부터 출력된 무선 신호는 신호전달장치(420 또는 440)와 연결된 전송 선로(430)의 한쪽 종단으로 전달되고, 전송 선로(430)의 반대 종단에 연결된 신호전달장치(440 또는 420)로 전달될 수 있다. 이때 어느 한 쪽의 신호전달장치에서 전송 선로를 거쳐 반대쪽 신호전달장치로 무선 신호를 전송하기 위해서는 최소한의 구동을 전원(전력)이 필요하다. 이러한 구동 전력은 공진부(420-1,440-1)에서 수신한 무선 신호의 공진을 통해 공진 에너지를 획득(또는 생성)하여 확보를 할 수 있다.
한편, 신호전달장치(420,440)의 정합부(420-2,440-2)는 신호전달장치(420,440)에 수신된 외부 통신기기(410,450)으로부터의 무선 신호가 전송 선로(430)로 전달될 때, 신호전달장치(420,440)와 전송 선로(430)의 임피던스 성분을 최대한 일치시키도록 할 수 있다. 이를 통해 신호전달장치(420,440)가 수신한 무선 신호 성분이 전송 선로(430)와의 접촉부로부터 반사되지 않고 최대한 전송 선로(430)로 입력되도록 할 수 있다.
신호전달장치(420,440)의 정합부(420-2,440-2)는 발룬(balun: balanced to unbalanced) 및/또는 변압기(transformer)로 구현될 수 있다. 일반적으로 안테나가 수신한 밸런스(balancd)형태의 무선 신호는 언밸런스(unbalance) 형태인 내부 전송 케이블로 전달된다. 이렇게 밸런스된 안테나 수신 신호를 언밸런스된 동축케이블 입력 신호로 변환해 주는 것이 발룬이다. 본 발명의 일 실시예의 경우, 안테나를 포함하는 공진부(420-1,440-1)로부터 전달되는 역위상의 형태(밸런스 형태)의 무선 신호를 접지와 언밸런스(unbalance) 형태의 신호성분으로 변환해서, 동축 케이블과 같은 전송 선로(430)로 무선 신호가 최대한 누락되지 않고 전달될 수 있도록 할 수 있다.
전송 선로(430)는 난연제 또는 방염제(flame retardant)로 피복하여 화재 등의 재난 상황에도 그 기능을 최대한 유지하도록 할 수 있다. 전송 선로(430)는 동축 케이블(coaxial cable), 연선(stranded cable), 단선 등 광대역 전기 신호(고주파수 신호 포함)를 전달할 수 있는 어떠한 케이블로도 구현될 수 있다. 난연제는 화재 등의 상황에서 연소가 쉽게 되지 않는 물질을 말한다. 난연제로 사용되는 재료 및 물질들을 이용하여 전송 선로(430)를 피복할 수 있다. 그리고 대피 안내선 및/또는 하강용 로프와 같은 라이프라인으로서의 기능을 수행하기 위해 피복제 겉면 또는 안쪽면에 충분한 강성 및/또는 연성을 갖는 재질의 재료를 추가하여 전송선로(430)를 제작할 수 있다. 또한 어두운 공간에서의 라이프라인의 역할을 위해 외부에 형광물질 등으로 도포를 하거나 미약한 전류를 통해 발광하는 소자를 추가할 수 있다.
또한 전송 선로(430)의 양 종단 중 어느 한 종단 또는 양 종단에는 신호전달장치가 부착되지 않고 다른 전송 선로를 계속 연결해 주기 위한 확장 연결부(미도시)가 부착될 수 있다. 도 4에 도시된 본 발명의 실시예는 하나의 전송 선로(430)을 통해 두 개의 신호전달장치(420,440)를 연결한 경우이나, 이에 한정되지 않고 복수 개의 전송 선로를 연결하여 세 개 이상의 신호전달장치를 연결할 수도 있다. 이를 위해 전송 선로의 한쪽 종단에 두 개 이상의 다른 전송 선로를 연결할 수 있는 확장 연결부가 부착될 수 있다. 확장 연결부는 전달하고자 하는 신호의 증폭이 가능하도록 능동회로로 구성될 수 있고, 증폭 등 없이 단순 신호 전달만을 하도록 구성될 수도 있다. 다음으로 본 본 발명의 일 실시예에 따른 신호전달장치에 대해 구체적으로 설명한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 신호전달장치를 설명하는 블록도이다.
도 5를 참조하면, 신호전달장치(500)의 공진부(510)가 수신한 무선 신호가 정합부(520)를 거쳐 전송 선로(530)로 전달됨을 나타낸다. 공진부(510)는 안테나부(540)를 포함할 수 있다. 신호전달장치(500)와 무선 링크가 설정된 외부 통신기기(미도시)가 전송한 무선 신호는 신호전달장치 공진부(510)의 안테나부(540)에 수신되면 밸런스 형태의 신호가 되기 때문에, 정합부의 발룬(550)에서 언밸런스 형태의 신호로 변경될 수 있다. 전술한 바와 같이 전송 선로(530)는 언밸런스 형태이기 때문에 발룬(550)이 필요하다. 또한, 정합부에서는 입력된 무선 신호가 전송 선로(530)로 최대한 전달되도록 임피던스 매칭(impedance matching)을 수행할 수 있다.
전술한 바와 같이 신호전달장치(500)는 다양한 방식의 외부 통신기기(미도시)와 무선 통신을 수행할 수 있다. 그러므로 외부 통신기기의 무선 통신 방식에 맞는 신호전달장치(500)를 연결부(560)를 이용해서 전송 선로(530)에 탈부착 할 수 있다. 연결부는 신호전달장치(500)와 전송 선로(530) 사이에 위치할 수 있으며, 양자 간의 연결 및 분리를 수행할 수 있다. 연결부(560)는 전송 선로(530) 측에 구현될 수도 있고, 신호전달장치(500) 측에 구현될 수도 있고 양쪽 모두에 구현될 수도 있다.
전술한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 전송선로(530)는 대피 안내선 및/또는 하강용 로프와 같은 라이프라인으로서의 기능을 수행하기 위해 피복제 겉면 또는 안쪽면에 충분한 강성 및/또는 연성을 갖는 재료를 추가하여 전송선로(530)를 제작할 수 있다. 또한 어두운 공간에서의 라이프라인의 역할을 위해 외부에 형광물질 등으로 도포할 수 있고, 미약한 전류를 통해 발광하는 소자를 추가할 수 있다. 다음으로 본 발명의 일 실시예에 따른 난연제 피복 전송 선로를 포함하는 통신 장치의 신호 송수신 방법에 대해 설명한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 난연제 피복 전송 선로를 포함하는 통신 장치의 데이터 송수신 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 6을 참조하면, 송신 장치로부터 전송된 무선 신호가 본 발명의 실시예에 따른 통신 장치를 통해 수신 장치로 전송되는 것을 나타낸다. 송신 장치는 전술한 바와 같이 구조대원 등이 소지하는 무전기, 주파수 공용 통신 장치, 일반 이동 통신 장치나 데스크형 통신 장치 등 일 수 있다. 송신 장치에서 전송한 무선 신호가 본 발명의 일 실시예에 따른 난연제 피복 전송 선로를 포함하는 통신 장치(이하 '통신 장치'라 함)의 일 구성 요소인 제1 신호전달장치로 수신될 수 있다(S610). 제1 신호전달장치는 전술한 바와 같인 공진부와 정합부를 포함하여 구성될 수 있다. 제1 신호전달장치는 송신 장치의 무선 통신 방식을 지원하도록 교체되어 전송 선로에 부착될 수 있다. 제1 신호전달장치는 수신한 무선 신호로부터 공진 에너지를 획득하여 이를 구동 전원으로 하여 무선 신호를 정합부 및 전송 선로로 전달할 수 있다(S620). 제1 신호전달장치의 정합부는 발룬과 함께(또는 단독으로) 발룬 기능 및 정합(임피던스 매칭)을 수행(S630)한 후 전송 선로로 무선 신호를 전송할 수 있다(S640-1). 무선 신호는 전송 선로의 한쪽 종단에서 다른 쪽 종단에 연결된 제2 신호전달장치로 전달 될 수 있다(S640-2). 무선 신호를 전달받은 제2 신호전달장치의 정합부(발룬과 함께 또는 단독으로 수행)는 무선 채널 구간으로 송출하기 위한 정합(임피던스 매칭)을 수행(S650)할 수 있고 제2 신호전달장치의 공진부를 통해 수신 장치로 무선 신호를 송출할 수 있다(S660). 송출된 무선 신호는 수신 장치로 전송될 수 있다(S670).
도 6에 도시되지는 않았지만 제2 신호전달장치가 연결된 전송 선로 종단의 연결부에 전술한 탈부착이 가능한 확장 연결부를 연결하여 두 개 이상의 전송 선로를 연결할 수 있다(확장 연결부는 제2 신호전달장치가 연결된 전송 선로 종단의 연결부와 일체형의 형태로 제작될 수 있으며, 이를 통해 어느 하나가 다른 하나의 기능을 동시에 수행할 수 있다). 확장 연결부를 통해 연결된 두 개 이상의 전송 선로의 반대 종단에 각각 연결된 신호전달장치로 송신 장치의 무선 신호가 전송될 수 있다. 확장 연결부를 통해 무선 신호를 전송 받은 두 개 이상의 신호전달장치는 통신 링크가 설정된 각각의 수신 장치로 무선 신호를 전송할 수 있다.
이때, 수신 장치는 제2 신호전달장치를 포함한 두 개 이상의 신호전달장치와 통신 링크가 설정될 수 있고, 또는 두 개 이상의 수신 장치가 동일한 제2 신호전달장치와 통신 링크가 설정될 수 있다. 이와 마찬가지로 제1 신호전달장치와 통신 링크가 설정된 송신 장치도 두 개 이상의 신호전달장치와 통신 링크가 설정될 수 있고, 제1 신호전달장치도 두 개 이상의 송신 장치와 통신 링크가 설정될 수 있다. 다음으로 본 발명의 일 실시예에 따른 난연제 피복 전송 선로를 포함하는 통신 장치를 이용한 다수 사용자 간의 통신 사용예에 대해 설명한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른, 난연제 피복 전송 선로를 포함하는 통신 장치를 이용한 사용자 간의 통신 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 난연제 피복 전송 선로들(710-1,710-2,710-3)에 연결된 신호전달장치들(720,730,740)을 통해 구조대원들이 소지한 통신 장치(760-1,760-2,760-3,760-4,760-5,760-6) 및 지휘 통제소(750)와 무선 통신을 하는 경우를 나타낸다. 특히 확장 연결부(780)를 이용하여 복수의 전송 선로(710-1,710-2,710-3)를 연결한 경우이다. 전술한 바와 같이 확장 연결부(780)는 전송 선로의 한쪽 종단의 연결부에 연결될 수 있고, 신호 증폭용 능동회로를 포함할 수 있다.
제1 신호전달장치(720)는 그와 무선 링크가 설정된 통신 장치(760-1, 760-2) 및 지휘 통제소(750)로부터 무선 신호를 수신하여 전송 선로(710-1) 및 확장 연결부(780)에 연결된 다른 전송 선로들(710-2,710-3)의 종단에 부착된 제2 신호전달장치(730) 및 제3 신호전달장치(740)로 무선 신호를 전달할 수 있다. 제1 신호전달장치(720)과 무선 링크가 설정된 통신 장치들(750,760-1,760-2)과 제2 신호전달장치(730)와 무선 링크가 설정된 통신 장치들(760-3, 760-4)간에 무선 통신이 수행될 수 있고, 또한 제3 신호전달장치(740)와 무선 링크가 설정된 통신 장치들(760-5, 760-6)과도 무선 통신이 수행될 수 있다. 도 7의 본 발명의 실시예와 달리 복수의 확장 연결부를 추가적으로 연결하여 더 많은 통신 장치들을 연결할 수 있다.
본 발명에 따른 방법들은 다양한 컴퓨터 수단을 통해 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 위해 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다.
컴퓨터 판독 가능 매체의 예에는 롬(rom), 램(ram), 플래시 메모리(flash memory) 등과 같이 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러(compiler)에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터(interpreter) 등을 사용해서 컴퓨터에 의해 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상술한 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 적어도 하나의 소프트웨어 모듈로 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
Claims (19)
- 난연제로 피복되어 있는 전송 선로를 이용한 무선 통신 방법에 있어서,
송신 장치로부터 전송되는 무선 신호를 제1 신호전달장치의 공진부가 수신하는 단계;
상기 제1 신호전달장치의 정합부 및 공진부 중 적어도 하나를 이용하여 상기 무선 신호로부터 공진 에너지를 획득하는 단계;
상기 획득한 공진 에너지를 이용하여 상기 무선 신호를 상기 제1 신호전달장치의 정합부를 거쳐 전송 선로의 한쪽 종단에 전달하는 단계;
상기 전송 선로의 반대 종단에 연결된 제2 신호전달장치로 상기 무선 신호를 전달하는 단계; 및
상기 제2 신호전달장치의 정합부 및 공진부를 이용하여 상기 제2 신호전달장치와 무선링크가 설정된 수신 장치로 상기 무선 신호를 전송하는 단계를 포함하는, 통신 방법. - 청구항 1에 있어서,
상기 제1 신호전달장치와 상기 전송 선로의 한쪽 종단은 제1 연결부를 이용해 연결하고, 상기 제2 신호전달장치와 상기 전송 선로의 반대 종단은 제2 연결부를 이용해 연결하는, 통신 방법. - 청구항 2에 있어서,
상기 제2 연결부와 연결되는 확장 연결부를 통해 연결된 타 전송 선로의 한쪽 종단으로 상기 무선 신호를 전달하는 단계;
상기 확장 연결부를 통해 연결된 상기 전송 선로의 반대 종단으로 상기 무선 신호를 전달하는 단계;
상기 확장 연결부를 통해 연결된 전송 선로의 반대 종단에 연결된 제 3 신호전달장치로 상기 무선 신호를 전달하는 단계; 및
상기 제3 신호전달장치의 정합부 및 공진부 중 적어도 하나를 이용하여 상기 제3 신호전달장치와 링크 설정된 수신 장치로 상기 무선 신호를 전송하는 단계를 더 포함하는, 통신 방법. - 청구항 3에 있어서,
상기 확장 연결부를 통해 연결된 전송 선로의 반대 종단과 상기 제3 신호전달장치는 제3 연결부를 이용해 연결하는, 통신 방법. - 청구항 3에 있어서,
상기 제1 신호전달장치와 무선 링크가 설정된 송신 장치 및 제2 신호전달장치 및 제3 신호전달장치와 무선 링크가 설정된 수신 장치는 통신 단말 또는 데스크(desk)형 통신 장치인, 통신 방법. - 청구항 3에 있어서,
상기 제1 신호전달장치, 제2 신호전달장치 및 제3 신호전달장치는 무선 링크가 설정된 상기 송신 장치 또는 상기 수신 장치와의 통신 방식에 따라 교체될 수 있는, 통신 방법. - 청구항 3에 있어서,
상기 제1 신호전달장치, 제2 신호전달장치, 제3 신호전달장치 각각의 공진부는 안테나를 포함하는, 통신 방법. - 청구항 3에 있어서,
상기 제1 신호전달장치, 제2 신호전달장치, 제3 신호전달장치 각각의 정합부는 임피던스 매칭(impedance matching)을 수행하고, 발룬(balun) 및 변압기(transformer) 중 적어도 하나를 포함하는, 통신 방법. - 난연제로 피복되어 있는 전송 선로를 이용한 무선 통신 장치에 있어서,
무선 링크가 설정된 송신 장치로부터 무선 신호를 수신하여 공진 에너지를 획득하는 제1 신호전달장치;
상기 획득된 공진 에너지를 이용하여 무선 링크가 설정된 수신 장치로 상기 무선 신호를 전송하는 제2 신호전달장치; 및
상기 획득된 공진 에너지를 이용하여 상기 무선 신호를 상기 제1 신호전달장치로부터 상기 제2 신호전달장치로 전달하는 난연 소재로 피복된 전송 선로를 포함하고,
상기 제1 신호전달장치는 상기 전송 선로의 한쪽 종단에 연결되고,
상기 제2 신호전달장치는 상기 전송 선로의 반대 종단에 연결되는 통신 장치. - 청구항 9에 있어서,
상기 제1 신호전달장치와 상기 전송 선로의 한쪽 종단은 제1 연결부를 이용해 연결하고, 상기 제2 신호전달장치와 상기 전송 선로의 반대 종단은 제2 연결부를 이용해 연결하는, 통신 장치 - 청구항 10에 있어서,
상기 제2 연결부는 확장 연결부와 연결 및 분리되는, 통신 장치. - 청구항 11에 있어서,
상기 확장 연결부와 연결된 타 전송 선로의 반대 종단에 연결되는 제3 신호전달장치를 더 포함하고, 상기 제3 신호전달장치는 상기 수신 장치와 같거나 다른 수신 장치와 무선 링크가 설정된, 통신 장치. - 청구항 12에 있어서,
상기 제3 신호전달장치와 상기 확장 연결부를 통해 연결된 타 전송 선로의 반대 종단은 제3 연결부를 이용해 연결하는, 통신 장치. - 청구항 12에 있어서,
상기 제1 신호전달장치와 무선 링크가 설정된 송신 장치 및 제2 신호전달장치 및 제3 신호전달장치와 무선 링크가 설정된 수신 장치는 통신 단말 또는 데스크(desk)형 통신 장치인, 통신 장치. - 청구항 12에 있어서,
상기 제1 신호전달장치, 제2 신호전달장치 및 제3 신호전달장치는 무선 링크가 설정된 상기 송신 장치 또는 상기 수신 장치와의 통신 방식에 따라 교체될 수 있는, 통신 장치. - 청구항 12에 있어서,
상기 제1 신호전달장치, 제2 신호전달장치 및 제3 신호전달장치 각각은 공진부 및 임피던스 매칭(impedance matching)을 수행하는 정합부 중 적어도 하나를 포함하는, 통신 장치. - 청구항 16에 있어서,
상기 제1 신호전달장치는 상기 공진부 및 상기 정합부 중 적어도 하나를 이용하여 공진 에너지를 획득하는, 통신 장치. - 청구항 16에 있어서,
상기 공진부는 안테나를 포함하는, 통신 장치. - 청구항 16에 있어서,
상기 정합부는 발룬(balun) 및 변압기(transformer) 중 적어도 하나를 포함하는, 통신 장치.
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