KR102460265B1 - 시각적 정보를 이용한 공간적 전력 할당 방법 및 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 실시 예에 따른 기지국에서의 공간적 전력 할당 방법은, 시각적 정보를 이용하여 제1 통신 노드에서 수행되는 공간적 전력 할당 방법으로서, 공간적 전력 할당을 요청한 제2 통신 노드가 위치한 영역의 시각적 정보를 수집하는 단계와, 상기 시각적 정보를 분석하여 상기 제2 통신 노드가 위치한 영역의 사람, 통신 기기 및 사물을 인식하는 단계와, 상기 전파 환경 내에서 상기 사람, 상기 통신 기기 및 상기 사물의 통신 성능의 영향을 분석하여, 상기 사람, 상기 통신 기기 및 상기 사물의 역할을 예측하는 단계와, 상기 사람, 상기 통신 기기 및 상기 사물의 예측된 역할에 따라 상기 제2 통신 노드가 위치한 영역에 공간적 전력 할당을 수행하는 단계를 포함한다.
Description
본 발명은 전력 할당 방법 및 장치에 관한 것으로, 보다 자세하게는 영상 장치 또는 센서에서 수집된 시각적 정보를 이용하여 공간적으로 전력을 할당하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
안테나 배열을 이용하는 기존의 공간적 전력 할당 방식으로 training sequence 기반 방식, DoA(Direction of Arrival) 추정 기반 방식, 기준 신호(reference signal) 기반 방식이 제안되었다. 이와 같은 공간적 전력 할당 방식들은 시간 또는 주파수 자원을 활용하는 데에 바탕을 두고 있다. 따라서 공간적 전력 할당 방식을 통한 이득을 증가시키기 위해서는 시간 또는 주파수 자원을 더 많이 사용하여야 하는데, 이는 고속 무선 전송, 다중 사용자 등과 같은 통신 환경에서는 적용하기 어려운 문제가 있다. 공간적 전력 할당 기능을 통해 최적의 성능을 이끌어내기 위해서는 시간 또는 주파수 자원 활용을 최적화하거나 다른 도메인의 정보를 이용하여 기존 자원의 낭비를 막는 방안이 필요하다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 시간, 주파수 자원, 기준 신호(reference signal) 또는 피드백 채널을 이용하지 않고, 영상 장치 또는 센서에서 수집된 시각적 정보를 이용하여 공간적으로 전력을 할당하는 방법 및 장치를 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 공간적 전력 할당 방법은, 시각적 정보를 이용하여 제1 통신 노드에서 수행되는 공간적 전력 할당 방법으로서, 공간적 전력 할당을 요청한 제2 통신 노드가 위치한 영역의 전파 환경 내의 시각적 정보를 수집하는 단계와, 상기 시각적 정보를 분석하여 상기 단말이 위치한 영역의 사람, 통신 기기 및 사물을 인식하는 단계와, 상기 전파 환경 내에서 상기 사람, 통신 기기 및 사물의 통신 성능의 영향을 분석하여, 상기 사람, 통신 기기 및 사물의 역할을 예측하는 단계와, 상기 사람, 통신 기기 및 사물의 예측된 역할에 따라 상기 제2 통신 노드가 위치한 영역에 공간적 전력 할당을 수행하는 단계를 포함한다.
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본 발명의 실시 예에 따른 제1 통신 노드에서의 공간적 전력 할당 방법은, 상기 제2 통신 노드가 위치한 영역에 공간적 전력 할당을 수행하는 단계에서, 상기 사람, 통신 기기 및 사물의 역할이 통신에 직접 도움이 되는 통신 지시물인 경우, 평균 전력 레벨보다 큰 레벨로 공간적 전력 할당을 수행한다.
본 발명의 실시 예에 따른 제1 통신 노드에서의 공간적 전력 할당 방법은, 상기 제2 통신 노드가 위치한 영역에 공간적 전력 할당을 수행하는 단계에서, 상기 사람, 통신 기기 및 사물의 역할이 통신에 간접 도움이 되는 통신 보조물인 경우, 평균 전력 레벨과 동일하거나 또는 큰 레벨로 공간적 전력 할당을 수행한다.
본 발명의 실시 예에 따른 제1 통신 노드에서의 공간적 전력 할당 방법은, 상기 제2 통신 노드가 위치한 영역에 공간적 전력 할당을 수행하는 단계에서, 상기 사람, 통신 기기 및 사물의 역할이 통신에 방해가 되는 통신 장애물인 경우, 평균 전력 레벨보다 작은 레벨로 공간적 전력 할당을 수행한다.
본 발명의 실시 예에 따른 제1 통신 노드에서의 공간적 전력 할당 방법은, 상기 시각적 정보를 수집하는 단계에서, 상기 제2 통신 노드가 위치한 영역의 전파 환경 내의 물리적인 현상에 따른 시각적 정보를 수집하며, 상기 시각적 정보를 분석하여 상기 제2 통신 노드가 위치한 영역의 물리적 현상을 인식하는 단계; 및 상기 물리적 현상의 변화가 기준 값을 초과하는 영역에 평균 전력 레벨보다 큰 레벨로 공간적 전력 할당을 수행하는 단계를 더 포함한다.
본 발명의 실시 예에 따른 제1 통신 노드에서의 공간적 전력 할당 방법은, 상기 시각적 정보를 분석하는 단계에서, 상기 제2 통신 노드가 위치한 영역의 상하-좌우-전후의 방향, 거리, 위치, 간격, 수직, 수평, 깊이 정보를 획득한다.
본 발명의 실시 예에 따른 제1 통신 노드에서의 공간적 전력 할당 방법은, 상기 시각적 정보를 수집하는 단계에서, 복수의 시각적 정보수집 장치를 순차적으로 동작시키고, 복수의 시각적 정보수집 장치에서 생성된 시각적 정보들을 시간 순서로 배열하여 시각적 정보들 간의 시간 간격을 줄인다.
본 발명의 실시 예에 따른 제1 통신 노드에서의 공간적 전력 할당 방법은, 상기 제2 통신 노드가 위치한 영역에 공간적 전력 할당을 수행하는 단계 이후에, 상기 제2 통신 노드가 위치한 영역 주변의 시각적 정보를 수집하는 단계와, 상기 영역 주변의 시각적 정보에 기초하여 상기 제2 통신 노드에 대하여 공간적 전력 할당이 수행되는 영역을 확장시키는 단계를 더 포함한다.
본 발명의 실시 예에 따른 제1 통신 노드에서의 공간적 전력 할당 방법은, 상기 통시 노드가 공간적 전력 할당 요청을 공간적 전력 할당이 가능한 제2 통신 노드로 전송하는 단계와, 상기 제1 통신 노드의 좌표, 속도, 방향 정보를 상기 제2 통신 노드로 전송하는 단계와, 상기 제1 통신 노드의 좌표, 속도, 방향 정보에 기초한 공간적 전력 할당을 상기 제2 통신 노드로부터 수신하는 단계를 포함한다.
본 발명의 실시 예에 따른 제1 통신 노드에서의 공간적 전력 할당 방법은, 상기 전력 할당 요청을 상기 제2 통신 노드로 전송하는 단계에서, 상기 전력 할당 요청은 상기 제1 통신 노드가 할당 받기를 원하는 전력 할당 레벨 정보를 포함한다.
본 발명의 실시 예에 따른 제1 통신 노드에서의 공간적 전력 할당 방법은, 할당된 공간적 전력을 이용하여 상기 제1 통신 노드가 상기 제2 통신 노드와 신호를 송수신하는 단계와, 상기 제1 통신 노드가 상기 제2 통신 노드와의 신호 송수신 성능을 관찰하는 단계와, 상기 신호 송수신 성능이 기 설정된 기준 값 미만이면 공간적 전력 할당을 재 요청하는 단계를 더 포함한다.
본 발명의 실시 예에 따른 제1 통신 노드에서의 공간적 전력 할당 방법은, 공간적 전력 할당을 받은 영역 밖으로 상기 제1 통신 노드가 이동한 경우, 상기 제1 통신 노드가 공간적 전력 할당 갱신 요구를 상기 제2 통신 노드로 전송하는 단계; 상기 제1 통신 노드의 좌표, 속도, 방향 정보를 상기 제2 통신 노드로 재전송하는 단계와, 재전송된 상기 제1 통신 노드의 좌표, 속도, 방향 정보에 기초한 공간적 전력 할당을 상기 제2 통신 노드로부터 수신하는 단계를 더 포함한다.
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본 발명의 실시 예에 따른 공간적 전력 할당을 수행하는 통신 노드는, 시각적 정보를 이용하여 공간적 전력 할당을 수행하는 제1 통신 노드로서, 제2 통신 노드가 위치한 영역의 시각적 정보를 수집하는 시각적 정보수집 장치와, 상기 시각적 정보에 기초하여 상기 제2 통신 노드가 위치한 영역의 전파 환경과, 사람, 통신 기기 및 사물을 인식하고, 통신 성능의 영향을 주는 상기 사람, 통신 기기 및 사물의 역할을 예측하는 시각적 정보처리 장치와, 상기 사람, 통신 기기 및 사물의 예측된 역할에 따라 상기 제2 통신 노드가 위치한 영역에 공간적 전력 할당을 수행하는 통신 장치를 포함한다.
본 발명의 실시 예에 따른 공간적 전력 할당을 수행하는 제1 통신 노드에서, 상기 시각적 정보수집 장치는 하나 이상의 영상 장치 또는 하나 이상의 센서 기반 정보수집 장치가 적용될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 공간적 전력 할당을 수행하는 제1 통신 노드는, 복수의 영상 장치 또는 복수의 센서 기반 정보수집 장치를 순차적으로 동작시키고, 시각적 정보들을 시간 순서로 배열하여 시각적 정보들 간의 시간 간격을 줄일 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 공간적 전력 할당을 수행하는 제1 통신 노드에서, 상기 시각적 정보처리 장치는 기계 학습을 통해 생성된 가설을 이용하여 상기 사람, 통신 기기 및 사물의 역할을 예측한다.
본 발명의 실시 예에 따른 공간적 전력 할당을 수행하는 제1 통신 노드에서, 상기 통신 장치는 아날로그 도메인 기반 패턴 재형성이 가능한 안테나 또는 스위칭 기반 안테나 배열을 포함한다.
본 발명에 의하면, 시간, 주파수 자원, 기준 신호(reference signal) 또는 피드백 채널을 이용하지 않고, 영상 장치 또는 센서에서 수집된 시각적 정보를 이용하여 통신 장치 또는 안테나에게 공간적으로 전력을 할당할 수 있다.
본 발명에 의하면, 시각적 정보를 기반으로 하는 공간적 전력 할당 방식을 통해 통신 효율을 증가시킬 수 있다.
본 발명에 의하면, 영상 장치 또는 센서에서 수집된 시각적 정보를 이용하여 자연 현상에 따른 재난이 발생한 곳에 높은 레벨의 공간적 전력 할당을 수행할 수 있다.
본 발명에 의하면, 별도의 시간 또는 주파수 자원을 사용하거나 피드백 채널 생성 없이도, 기존의 통신 규격 또는 시스템 내 존재하는 신호 품질 정보와 시각적 정보수집 장치로부터 수집한 시각적 정보에 기초하여 공간적 전력 할당이 이루어지도록 할 수 있다.
본 발명에 의하면, 복수의 시각적 정보수집 장치를 배열하여 보다 많은 시각적 정보를 기반으로 전파 환경 인식 및 분석을 함으로써, 공간적 전력 할당의 이득을 향상시킬 수 있다.
본 발명에 의하면, 시각적 정보 및 전파 환경 분석을 위한 기계 학습 기능을 포함함으로써, 전파 환경 내 다양한 공간 정보, 통신 장치, 통신 방식 또는 시나리오 등에 대한 공간적 할당 방식의 결과를 자가 학습할 수 있으며, 학습 후 최적의 공간적 할당 방식을 도출할 수 있다.
도 1은 통신 시스템의 제1 실시예를 도시한 개념도이다.
도 2는 통신 시스템을 구성하는 통신 노드의 제1 실시예를 도시한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 공간적 전력 할당 장치를 나타내는 도면이다.
도 4는 1차원 기반으로 객체, 사물, 물리적 현상을 인식하는 일 예를 나타내는 도면이다.
도 5는 2차원 기반으로 객체, 사물, 물리적 현상을 인식하는 일 예를 나타내는 도면이다.
도 6은 3차원 기반으로 객체, 사물, 물리적 현상을 인식하는 일 예를 나타내는 도면이다.
도 7은 시각적 정보처리 장치의 기계 학습 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 8은 도 3에 도시된 시각적 정보처리 장치를 나타내는 도면이다.
도 9는 시각적 정보처리 장치와 통신 장치 간의 인터페이스를 나타내는 도면이다.
도 10은 통신 장치 별로 시각적 정보수집 장치 및 시각적 정보처리 장치가 구성된 일 예를 나타내는 도면이다.
도 11은 공간 좌표계 정렬부를 나타내는 도면이다.
도 12는 시각적 정보수집 장치, 시각적 정보처리 장치 및 통신 장치의 동작을 설명하는 도면이다.
도 13은 1개의 시각적시각적 정보 수집 및 처리 장치가 2개의 통신 장치가 연결된 것을 나타내는 도면이다.
도 14는 1개의 시각적시각적 정보 수집 및 처리 장치와 2개의 통신 장치 간의 인터페이스를 나타내는 도면이다.
도 15는 도 14에 도시된 2개의 통신 장치 각각에 배치된 공간 좌표계 정렬부를 나타내는 도면이다.
도 16은 3개의 시각적 정보수집 및 처리 장치와 2개의 통신 장치가 연결된 것을 나타내는 도면이다.
도 17은 시각적 정보수집 및 처리 장치와 통신 장치가 연결되는 여러 실시 예를 나타내는 도면이다.
도 18은 전파 환경의 정의 또는 정파 환경을 인식하는 일 예를 나타내는 도면이다.
도 19는 공간적 전력 할당 장치에 배치된 분산 안테나의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 20은 시각적 정보수집 장치에서 시각적 정보를 수집하는 방법을 나타내는 도면이다.
도 21은 공간적 전력 할당 방법을 나타내는 도면이다.
도 22는 시각적 정보수집이 사무실 환경에 적용된 예를 나타내는 도면이다.
도 23은 도 22의 사무실 환경에 공간적 전력 할당의 결과를 나타내는 도면이다.
도 24는 시각적 정보수집이 복도 환경에 적용된 예를 나타내는 도면이다.
도 25는 도 24의 복도 환경에 공간적 전력 할당의 결과를 나타내는 도면이다.
도 26은 시각적 정보수집이 도로 환경에 적용된 예를 나타내는 도면이다.
도 27은 도 26의 도로 환경에 공간적 전력 할당의 결과를 나타내는 도면이다.
도 28은 시각적 정보수집 및 공간적 전력 할당이 공연장에 적용된 예를 나타내는 도면이다.
도 29는 시각적 정보수집 및 공간적 전력 할당이 운동장에 적용된 예를 나타내는 도면이다.
도 30은 시각적 정보수집 및 공간적 전력 할당이 주택에 적용된 예를 나타내는 도면이다.
도 31은 이동하는 물체의 위치를 예측하는 일 예를 나타내는 도면이다.
도 32는 복수의 시각적 정보수집 장치가 적용하여 시각적 정보를 수집하는 일 예를 나타내는 도면이다.
도 33은 복수의 시각적 정보수집 장치를 적용하여 시각적 정보수집의 속도를 향상시키는 방법을 나타내는 도면이다.
도 34는 공간적 전력 할당을 원하는 통신 장치 또는 안테나에 전력을 할당하는 방법을 나타내는 도면이다.
도 35는 도 34의 전파환경을 구성하는 요소 공간의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 36은 공간적 전력 할당 동작의 초기 진입의 제1 실시 예를 도면이다.
도 37은 공간적 전력 할당 동작의 초기 진입의 제2 실시 예를 도면이다.
도 38은 공간적 전력 할당 동작의 초기 진입의 제3 실시 예를 도면이다.
도 39는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 공간적 전력 할당 방법을 나타내는 도면이다.
도 40은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 공간적 전력 할당 방법을 나타내는 도면이다.
도 41은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 공간적 전력 할당 방법을 나타내는 도면이다.
도 42는 본 발명의 제4 실시 예에 따른 공간적 전력 할당 방법을 나타내는 도면이다.
도 43은 공간적 전력 할당의 실패를 처리하는 제1 실시 예를 나타내는 도면이다.
도 44는 공간적 전력 할당의 실패를 처리하는 제2 실시 예를 나타내는 도면이다.
도 45는 공간적 전력 할당의 실패를 처리하는 제3 실시 예를 나타내는 도면이다.
도 46은 공간적 전력 할당의 실패를 처리하는 제4 실시 예를 나타내는 도면이다.
도 47은 시각적 정보수집 장치를 추가하여 시각적 정보 획득이 가능한 공간을 확장한 것을 나타내는 도면이다.
도 48은 시각적 정보수집 장치를 추가하여 시각적 정보 획득이 가능한 공간을 확장하는 방법의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 2는 통신 시스템을 구성하는 통신 노드의 제1 실시예를 도시한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 공간적 전력 할당 장치를 나타내는 도면이다.
도 4는 1차원 기반으로 객체, 사물, 물리적 현상을 인식하는 일 예를 나타내는 도면이다.
도 5는 2차원 기반으로 객체, 사물, 물리적 현상을 인식하는 일 예를 나타내는 도면이다.
도 6은 3차원 기반으로 객체, 사물, 물리적 현상을 인식하는 일 예를 나타내는 도면이다.
도 7은 시각적 정보처리 장치의 기계 학습 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 8은 도 3에 도시된 시각적 정보처리 장치를 나타내는 도면이다.
도 9는 시각적 정보처리 장치와 통신 장치 간의 인터페이스를 나타내는 도면이다.
도 10은 통신 장치 별로 시각적 정보수집 장치 및 시각적 정보처리 장치가 구성된 일 예를 나타내는 도면이다.
도 11은 공간 좌표계 정렬부를 나타내는 도면이다.
도 12는 시각적 정보수집 장치, 시각적 정보처리 장치 및 통신 장치의 동작을 설명하는 도면이다.
도 13은 1개의 시각적시각적 정보 수집 및 처리 장치가 2개의 통신 장치가 연결된 것을 나타내는 도면이다.
도 14는 1개의 시각적시각적 정보 수집 및 처리 장치와 2개의 통신 장치 간의 인터페이스를 나타내는 도면이다.
도 15는 도 14에 도시된 2개의 통신 장치 각각에 배치된 공간 좌표계 정렬부를 나타내는 도면이다.
도 16은 3개의 시각적 정보수집 및 처리 장치와 2개의 통신 장치가 연결된 것을 나타내는 도면이다.
도 17은 시각적 정보수집 및 처리 장치와 통신 장치가 연결되는 여러 실시 예를 나타내는 도면이다.
도 18은 전파 환경의 정의 또는 정파 환경을 인식하는 일 예를 나타내는 도면이다.
도 19는 공간적 전력 할당 장치에 배치된 분산 안테나의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 20은 시각적 정보수집 장치에서 시각적 정보를 수집하는 방법을 나타내는 도면이다.
도 21은 공간적 전력 할당 방법을 나타내는 도면이다.
도 22는 시각적 정보수집이 사무실 환경에 적용된 예를 나타내는 도면이다.
도 23은 도 22의 사무실 환경에 공간적 전력 할당의 결과를 나타내는 도면이다.
도 24는 시각적 정보수집이 복도 환경에 적용된 예를 나타내는 도면이다.
도 25는 도 24의 복도 환경에 공간적 전력 할당의 결과를 나타내는 도면이다.
도 26은 시각적 정보수집이 도로 환경에 적용된 예를 나타내는 도면이다.
도 27은 도 26의 도로 환경에 공간적 전력 할당의 결과를 나타내는 도면이다.
도 28은 시각적 정보수집 및 공간적 전력 할당이 공연장에 적용된 예를 나타내는 도면이다.
도 29는 시각적 정보수집 및 공간적 전력 할당이 운동장에 적용된 예를 나타내는 도면이다.
도 30은 시각적 정보수집 및 공간적 전력 할당이 주택에 적용된 예를 나타내는 도면이다.
도 31은 이동하는 물체의 위치를 예측하는 일 예를 나타내는 도면이다.
도 32는 복수의 시각적 정보수집 장치가 적용하여 시각적 정보를 수집하는 일 예를 나타내는 도면이다.
도 33은 복수의 시각적 정보수집 장치를 적용하여 시각적 정보수집의 속도를 향상시키는 방법을 나타내는 도면이다.
도 34는 공간적 전력 할당을 원하는 통신 장치 또는 안테나에 전력을 할당하는 방법을 나타내는 도면이다.
도 35는 도 34의 전파환경을 구성하는 요소 공간의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 36은 공간적 전력 할당 동작의 초기 진입의 제1 실시 예를 도면이다.
도 37은 공간적 전력 할당 동작의 초기 진입의 제2 실시 예를 도면이다.
도 38은 공간적 전력 할당 동작의 초기 진입의 제3 실시 예를 도면이다.
도 39는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 공간적 전력 할당 방법을 나타내는 도면이다.
도 40은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 공간적 전력 할당 방법을 나타내는 도면이다.
도 41은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 공간적 전력 할당 방법을 나타내는 도면이다.
도 42는 본 발명의 제4 실시 예에 따른 공간적 전력 할당 방법을 나타내는 도면이다.
도 43은 공간적 전력 할당의 실패를 처리하는 제1 실시 예를 나타내는 도면이다.
도 44는 공간적 전력 할당의 실패를 처리하는 제2 실시 예를 나타내는 도면이다.
도 45는 공간적 전력 할당의 실패를 처리하는 제3 실시 예를 나타내는 도면이다.
도 46은 공간적 전력 할당의 실패를 처리하는 제4 실시 예를 나타내는 도면이다.
도 47은 시각적 정보수집 장치를 추가하여 시각적 정보 획득이 가능한 공간을 확장한 것을 나타내는 도면이다.
도 48은 시각적 정보수집 장치를 추가하여 시각적 정보 획득이 가능한 공간을 확장하는 방법의 일 예를 나타내는 도면이다.
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)로 구성될 수 있다. 여기서, 통신 시스템(100)은 "통신 네트워크"로 지칭될 수 있다. 복수의 통신 노드들 각각은 적어도 하나의 통신 프로토콜(protocol)을 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 제1 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.
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), RRH(radio remote head), 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 캐리어 애그리게이션 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.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 공간적 전력 할당 장치를 나타내는 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 공간적 전력 할당 장치(1000)는 시각적 정보수집 장치(1100), 시각적 정보처리 장치(1200) 및 통신 장치(1300)를 포함할 수 있다. 여기서, 시각적 정보처리 장치(1200)는 공간좌표 정렬부(1210), 정보 저장부(1220), 기계 학습부(1230), 정보 분석부(1240) 및 제어부(1250)를 포함한다. 통신 장치(1300)는 통신부(1310), 안테나 제어모듈(1320) 및 안테나부(1330)를 포함할 수 있다. 여기서, 통신 장치(1300)에 통신부(1310), 안테나 제어모듈(1320) 및 안테나부(1330)가 포함되는 것에 한정되지 않고, 통신부(1310), 안테나 제어모듈(1320) 및 안테나부(1330) 각각이 별도의 구성으로 배치될 수도 있다.
전파 환경은 형태, 재질 또는 색을 띄는 객체, 사물, 물리적인 현상(빛, 불, 연기, 물)을 포함할 수 있다. 본 발명에서는 전파 환경의 이해를 돕기 위해 다차원 기반의 전파 환경을 직사각형으로 도시하였다.
시각적 정보수집 장치(1100)는 영상 장치(예로서, 카메라) 또는 센서 기반 정보수집 장치(예로서, 초음파 센서, 적외선 센서, 레이더(radar), 라이더(rider))를 포함할 수 있다. 이러한, 시각적 정보수집 장치(1100)는 공간적 전력 할당을 요청한 통신 장치(예로서, 단말 또는 안테나)가 위치하는 곳의 시각적 정보를 수집한다. 여기서, 시각적 정보는 영상 장치를 통해 촬영된 영상 정보와, 센서 기반 정보수집 장치를 통해 수집된 시각적 센싱 정보를 포함한다.
예로서, 시각적 정보수집 장치(1100)는 전파 환경 내의 객체, 사물, 물리적인 현상(빛, 불, 연기, 물) 및 물리적 현상의 양에 따른 시각적 정보를 수집한다.
여기서, 시각적 정보수집 장치(1100)는 하나의 영상 장치 또는 하나의 센서 기반 정보수집 장치로 구성될 수 있다. 이 경우, 시각적 정보수집 장치(1100)는 하나의 영상 장치 또는 하나의 센서 기반 정보수집 장치를 이용하여 전파 환경 전체의 시각적 정보를 수집할 수 있다.
다른 예로서, 시각적 정보수집 장치(1100)는 복수의 영상 장치 또는 복수의 센서 기반 정보수집 장치로 구성될 수 있다. 이 경우, 시각적 정보수집 장치(1100)는 복수의 영상 장치 별로 전파 환경을 구분시키고, 각각의 영상 장치를 이용하여 시각적 정보를 수집할 수 있다. 한편, 시각적 정보수집 장치(1100)는 복수의 센서 기반 정보수집 장치 별로 전파 환경을 구분시키고, 각각의 센서 기반 정보수집 장치를 이용하여 시각적 정보를 수집할 수 있다.
또 다른 예로서, 시각적 정보수집 장치(1100)는 1개 이상의 영상 장치 및 1개 이상의 센서 기반 정보수집 장치로 구성될 수 있다. 이 경우, 시각적 정보수집 장치(1100)는 1개 이상의 영상 장치와 1개 이상의 센서 기반 정보수집 장치 별로 전파 환경을 구분시키고, 각각의 영상 장치 및 각각의 센서 기반 정보수집 장치를 이용하여 시각적 정보를 수집할 수 있다.
또한, 시각적 정보수집 장치(1100)는 센싱 지점의 확대, 축소 및 시점 변경 등과 같은 시각적 범위제어 기능을 포함한다. 또한, 시각적 정보수집 장치(1100)는 열, 빛, 온도, 전자기파 등과 같은 정보 수집모드 제어 기능을 포함한다.
이러한, 시각적 정보수집 장치(1100)는 수집된 시각적 정보를 주기적 또는 비주기적으로 시각적 정보처리 장치(1200)로 전송한다.
시각적 정보처리 장치(1200)는 공간 좌표계 정렬부(1210), 정보 저장부(1220), 기계 학습부(1230), 정보 분석부(1240) 및 제어부(1250)를 포함할 수 있다.
정보 저장부(1220)는 시각적 정보수집 장치(1100)로부터 주기적 또는 비주기적으로 수신된 시각적 정보를 저장하고, 시각적 정보를 정보 분석부(1240)로 전달한다. 여기서, 정보 저장부(1220)는 시각적 정보의 분석을 위한 정보 저장 또는 기계 학습을 위한 정보 데이터 베이스 구축, 정보 갱신 기능, 외부 장치와의 인터페이스 기능을 포함할 수 있다.
도 4는 1차원 기반으로 객체, 사물, 물리적 현상을 인식하는 일 예를 나타내는 도면이다. 도 5는 2차원 기반으로 객체, 사물, 물리적 현상을 인식하는 일 예를 나타내는 도면이다. 도 6은 3차원 기반으로 객체, 사물, 물리적 현상을 인식하는 일 예를 나타내는 도면이다.
도 4 내지 도 5를 결부하여 설명하면, 정보 분석부(1240)는 전파 환경을 인식하는 기능과 전파 환경을 분석하는 기능을 포함할 수 있다.
정보 분석부(1240)는 수신된 시각적 정보에 기초하여 전파 환경을 인식할 수 있다. 즉, 정보 분석부(1240)는 수신된 시각적 정보에 기초하여 객체, 사물, 물리적 현상 등을 인식할 수 있다.
여기서, 정보 분석부(1240)는 전파 환경을 분석 시, 도 4에 도시된 바와 같이, 1차원에서 객체, 사물, 물리적 현상의 대칭 및, 비대칭을 인식할 수 있다.
또한, 정보 분석부(1240)는 전파 환경을 분석 시, 도 5에 도시된 바와 같이, 2차원에서 객체, 사물, 물리적 현상의 대칭, 비대칭 및 기하학적 배치를 인식할 수 있다.
또한, 정보 분석부(1240)는 전파 환경을 분석 시, 도 6에 도시된 바와 같이, 3차원에서 객체, 사물, 물리적 현상의 대칭, 비대칭 및 대칭과 비대칭이 결합된 것을 인식할 수 있다.
구체적으로, 정보 분석부(1240)는 시각적 정보수집 장치(1100)로부터 수신된 시각적 정보에 기초하여 형태, 재질 또는 색을 통한 객체, 사물 및 물리적 현상을 인식할 수 있다.
또한, 정보 분석부(1240)는 시각적 정보수집 장치(1100)로부터 수신된 시각적 정보에 기초하여 형태, 색, 광원, 움직임 등과 같은 시각적 변화 인식을 통해서 객체, 사물 및 물리적 현상을 인식할 수 있다.
또한, 정보 분석부(1240)는 시각적 정보수집 장치(1100)로부터 수신된 시각적 정보에 기초하여 물리적인 현상(빛, 불, 연기, 물) 및 물리적 현상의 양의 변화를 인식할 수 있다. 여기서, 물리적 현상의 인식은 화재나 자연재해에 따른 빛, 불, 연기, 물을 인식하기 위한 것으로, 빛, 불, 연기, 물의 발생 및 그 양을 인식함으로써 화재나 자연재해의 발생한 특정 위치에 대해서 공간적 전력 할당을 높여 그 곳에 위치하는 단말에게 원활한 통신을 제공할 수 있다. 예로서, 정보 분석부(1240)는 빛, 불, 연기, 물의 양의 변화에 기초하여 재해를 인식할 수 있다. 그리고, 통신 장치(1300)는 재해가 발생한 영역에 대해 평균 전력 레벨보다 큰 레벨로 공간적 전력 할당을 수행할 수 있다.
그러나, 이에 한정되지 않고, 공간적 전력 할당이 가능한 시각적 정보수집 장치(1100, 제1 통신 노드)에게 공간적 전력 할당을 원하는 제2 통신 노드(예로서, 기지국 또는 단말)가 통신 프로토콜 내에서 광원을 이용하여 공간적 전력 할당을 요청할 수도 있다. 이 경우, 제1 통신 노드는 광원 인식 및 분석을 통해 공간적 전력 할당을 요청하는 제2 통신 노드의 위치 확인, 전력 레벨 선정 및 공간적 전력 할당을 수행할 수 있다.
또한, 정보 분석부(1240)는 시각적 정보수집 장치(1100)로부터 수신된 시각적 정보에 기초하여 상하-좌우-전후의 방향, 거리, 위치, 간격, 수직, 수평, 깊이 등과 같은 공간정보 획득할 수 있다.
여기서, 시각적 정보수집 장치(1100)로부터 수신된 시각적 정보는 영상 장치를 통해 수집된 영상 정보 및/또는 센서 기반 정보수집 장치를 통해 수집된 시각적 센싱 정보를 포함한다.
다시, 도 3을 참조하면, 통신부(1310)는 통신(송/수신)이 가능한 장치로서, 전송 모드, 기지국, 단말, cellular/WLAN/WPAN이 적용될 수 있으며, 통신부(1310)의 통신 규격에 제약을 두지 않는다.
안테나부(1330)는 단일 안테나 또는 다중 안테나 배열을 포함하며, 아날로그 도메인 기반 패턴 재형성이 가능한 안테나(reconfigurable antenna) 또는 스위칭 기반 안테나 배열(antenna selection)을 포함할 수 있다.
안테나 제어부(1320)는 아날로그 도메인 또는 스위칭 기반으로 안테나를 제어하기 위한 하드웨어(예로서, 제어 회로) 및 소프트웨어를 포함할 수 있다. 이하에서 아날로그 도메인 기반 안테나 제어 방식과 스위칭 기반 안테나 제어 방식을 포함하여 설명하기로 한다.
통신 장치(1300)에 안테나 제어부(1320)가 포함된 경우, 안테나부(1330)는 다음의 4가지 방식으로 공간적 전력 할당을 수행할 수 있다.
1) 안테나 제어부(1320)가 시각적 정보처리 장치(1200)로부터 제어 신호를 수신하고, 수신된 제어 신호에 기초하여 아날로그 도메인 기반으로 전력을 할당하는 방식.
2) 통신부(1310)가 시각적 정보처리 장치(1200)로부터 제어 신호, 전파 환경 내 객체 정보(제1 정보), 시스템 및 통신 규격 기반 객체 분석을 통해 얻은 객체의 역할 정보(제2 정보), 안테나 제어 관련 타이밍 정보(제3 정보, 동기화 관련 신호 포함)를 수신하고, 수신된 제어 신호 및 상기 제1 내지 제3 정보에 기초하여 디지털 도메인 기반으로 전력을 할당하는 방식.
3) 통신부(1310)가 시각적 정보처리 장치(1200)로부터 제어 신호, 전파 환경 내 객체 정보(제1 정보), 시스템 및 통신 규격 기반 객체 분석을 통해 얻은 객체의 역할 정보(제2 정보), 안테나 제어 관련 타이밍 정보(제3 정보, 동기화 관련 신호 포함)를 수신하고, 수신된 제어 신호 및 상기 제1 내지 제3 정보에 기초하여 아날로그 도메인 기반으로 전력을 할당하는 방식.
4) 통신부(1310)가 시각적 정보처리 장치(1200)로부터 제어 신호, 전파 환경 내 객체 정보(제1 정보), 시스템 및 통신 규격 기반 객체 분석을 통해 얻은 객체의 역할 정보(제2 정보), 안테나 제어 관련 타이밍 정보(제3 정보, 동기화 관련 신호 포함)를 수신하고, 수신된 제어 신호 및 상기 제1 내지 제3 정보에 기초하여 하이브리드(아날로그+디지털) 형태로 전력을 할당하는 방식.
한편, 통신 장치(1300)에 안테나 제어부(1320)가 포함되지 않는 경우, 안테나부(1330)는 다음의 방식으로 공간적 전력 할당을 수행할 수 있다.
5) 통신부(1310)가 시각적 정보처리 장치(1200)로부터 제어 신호, 전파 환경 내 객체 정보(제1 정보), 시스템 및 통신 규격 기반 객체 분석을 통해 얻은 객체의 역할 정보(제2 정보), 안테나 제어 관련 타이밍 정보(제3 정보, 동기화 관련 신호 포함)를 수신하고, 수신된 제어 신호 및 상기 제1 내지 제3 정보에 기초하여 디지털 도메인 기반으로 전력을 할당하는 방식.
도 7은 시각적 정보처리 장치의 기계 학습 방법을 나타내는 흐름도이다. 도 8은 도 3에 도시된 시각적 정보처리 장치를 나타내는 도면이다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 시각적 정보처리 장치(1200)의 기계 학습부(1230)는 전파 환경의 인식 및 분석에 사용된 가설을 생성하기 위한 학습을 수행하고, 학습 결과를 정보 분석부(1240)에 제공할 수 있다. 그리고, 정보 분석부(1240)는 생성된 가설을 바탕으로 인식 및 역할을 예측할 수 있다.
전파 환경에 구성되어 있는 객체, 사물, 물리적 현상이 어떠한 역할로써 통신 성능에 영향을 주는 지를 구별하기 위해서 객체, 사물 및 물리적 현상의 역할을 정의할 수 있다.
정보 분석부(1240)에서 수행되는 전파 환경의 분석에 따라서 객체, 사물, 물리적 현상을 인식하여, 객체, 사물, 물리적 현상의 예측된 역할에 따른 공간적 전력 할당이 수행된다. 일 예로 통신에 직접 도움이 되는 객체(통신 지시물), 통신에 방해가 되는 객체(통신 장애물), 통신에 간접 도움이 되는 객체(통신 보조물) 등과 같이 다양한 역할을 정의할 수 있다. 여기서, 예측된 객체의 역할 별로 공간적 전력 할당이 수행될 수 있으며, 통신 장치(1300)에서 공간적 전력 할당이 수행될 수 있다. 그러나, 이에 한정되지 않고, 시각적 정보처리 장치(1200)에서 예측된 객체의 역할 별로 공간적 전력 할당이 수행될 수도 있다.
정보 분석부(1240)에서 수행되는 정보 분석 기능은 기계 학습(machine learning)을 기반으로 설계 또는 구성이 가능하며, 도 7에서 기계 학습 및 정보 분석의 흐름도를 도시하였다.
도 7에 도시된 바와 같이, 기계 학습부(1230)에서 훈련된 데이터를 통해 학습된 가설을 기반으로, 정보 분석부(1240)는 입력 데이터에 해당하는 출력 데이터를 예측한다.
구체적으로, 기계 학습부(1230)는 훈련 데이터가 입력되면(S10), 학습 알고리즘을 통해 객체, 사물, 물리적 현상의 역할을 학습할 수 있다(S20). 그리고, 기계 학습부(1230)는 객체, 사물, 물리적 현상의 역할에 대한 학습 결과(가설)를 정보 분석부(1240)에 제공한다.
이어서, 정보 분석부(1240)는 정보 저장부(1220)로부터의 입력 데이터 즉, 시각적 정보수집 장치(1100)로부터의 시각적 정보 및 통신 장치(1300)로부터의 정보를 학습 결과(가설)에 대입시킨다(S30).
이어서, 정보 분석부(1240)는 객체, 사물, 물리적 현상 등의 역할 결정 또는 예측 결과(가설)를 생성하고, 이를 출력 데이터로 출력할 수 있다(S40).
여기서, 기계 학습부(1230)는 air와 같은 빈 공간을 특정 객체로 인식하여 학습을 수행할 수 있다. 시간에 따라 동일한 객체, 사물, 물리적 현상의 역할이 달라질 수 있음으로, 기계 학습부(1230)는 객체, 사물, 물리적 현상의 역할을 정의 및 갱신할 수 있다. 기계 학습부(1230)는 통신 장치(1300)의 동작 주파수, 대역폭, 안테나 규격 및 성능, 통신 네트워크 등과 같은 시스템 및 통신 규격을 반영하여 객체, 사물, 물리적 현상의 역할을 학습할 수 있다.
구체적으로, 기계 학습부(1230)는 시스템, 통신 규격, 통신 환경, 통신 상태 등에 따른 객체, 사물, 물리적 현상을 위한 역할 정의 및 역할 정의 갱신을 수행할 수 있다.
또한, 기계 학습부(1230)는 신호 품질 향상, 전력 효율 증가, 통신 영역 조정, 음영 지역 감소, 커버리지 확장 등과 같이 다양한 통신 성능 개선을 위해서 학습 목적을 설정할 수 있다.
또한, 기계 학습부(1230)는 전파 환경 내 존재하는 객체, 사물, 물리적 현상 등의 역할을 학습할 수 있다.
또한, 기계 학습부(1230)는 역할 학습을 통한 객체, 사물, 물리적 현상 등의 역할 결정 또는 예측 결과(가설)를 생성하고, 이를 정보 분석부(1240)에 제공할 수 있다. 이러한, 기계 학습부(1230)는 지도 학습 (supervised learning) 방식, 비지도 학습 (unsupervised learning) 방식, 준지도 학습 (semi-supervised learning) 방식, 강화 학습 (reinforcement learning) 방식 중 하나를 이용하여 객체, 사물, 물리적 현상 등의 역할 결정 또는 예측 결과(가설)를 생성할 수 있다.
구체적으로, 도 8에 도시된 바와 같이, 시각적 정보처리 장치(1200)에서 4가지의 실시 예를 적용하여 기계 학습을 수행하고, 객체, 사물, 물리적 현상의 인식 및 역할을 예측할 수 있다.
실시 예 1) 시각적 정보처리 장치(1200)는 훈련 데이터의 학습을 통해 얻은 가설 만을 이용하여, 시각적 정보수집 장치(1100)로부터 수신된 실제 전파 환경의 시각적 정보 및 통신 장치(1300)로부터 수신된 정보에 기초하여 객체, 사물, 물리적 현상 등의 인식 및 역할 예측할 수 있다. 이때, 시각적 정보처리 장치(1200)는 통신 장치(1300)로부터 신호 품질, 통신 상태 정보를 수신할 수 있다. 시각적 정보처리 장치(1200)는 통신 장치(1300)로부터 신호 품질, 통신 상태 정보뿐만 아니라, 시각적 정보처리 장치(1200)의 외부 인터페이스를 통해 시각적 정보수집 장치(1100)로부터 정보를 수신할 수 있다.
실시 예2) 시각적 정보처리 장치(1200)는 제1 실시 예를 포함함과 아울러, 시각적 정보수집 장치(1100)로부터 수신된 실제 전파 환경의 시각적 정보 및 통신 장치(1300)로부터 수신된 정보를 훈련 데이터로 사용하여 학습 알고리즘 또는 가설을 갱신할 수 있다.
실시 예3) 시각적 정보처리 장치(1200)는 훈련 데이터의 학습 없이, 시각적 정보수집 장치(1100)로부터 수신된 실제 전파 환경의 시각적 정보 및 통신 장치(1300)로부터 수신된 정보만을 훈련 데이터를 사용하여 학습된 가설을 생성한다. 그리고, 시각적 정보처리 장치(1200)는 상기 가설에 기초하여 객체, 사물, 물리적 현상의 인식 및 역할을 예측할 수 있다.
실시 예4) 훈련 데이터의 학습을 통해 얻은 가설에 기초하여 시각적 정보 없이 통신 장치(1300)로부터 수신된 정보만을 이용하여 객체, 사물, 물리적 현상의 인식 및 역할을 예측할 수 있다.
도 8에 도시된 바와 같이, 정보 저장부(1220)에서 2개의 데이터(TD1, TD2)가 훈련 데이터로서 기계 학습부(1230)에 전달된다. 기계 학습에 적용되는 훈련 데이터는 제1 데이터(TD1)와 제2 데이터(TD2)로 구성될 수 있다. 제1 데이터(TD1)는 시각적 정보, 시스템 및 통신 규격 등과 같은 정보, 신호 품질, 통신 상태 정보, 통신 장치의 공간 정보를 포함한다. 그리고, 제2 데이터(TD2)는 전파 환경 내 객체, 사물, 물리적 현상 등의 인식 및 역할(예측 값이 아닌 정확한 값, 단순 학습 결과가 아닌 궁극적으로 이러한 과정을 통해 얻고자 하는 값)을 포함한다.
여기서, 기계 학습부(1230)는 지도 학습 방식을 적용 시 제1 데이터(TD1) 및 제2 데이터(TD2)를 모두 훈련 데이터를 사용한다. 또한, 기계 학습부(1230)는 비지도 학습 방식을 적용 시 제1 데이터(TD1)를 훈련 데이터로 사용한다. 또한, 기계 학습부(1230)는 지도 학습 방식과 비지도 학습 방식을 함께 수행하는 준지도 학습 방식을 수행할 수 있다. 또한, 기계 학습부(1230)는 학습 결과에 따른 평가를 수행하여 평가 결과에 대한 가중치를 적용하는 강화 학습 방식을 수행할 수 있다.
기계 학습부(1230)에서 생성된 가설에 기초하여 정보 분석부(1240)에서 생성된 인식 결과 및 역할 예측 값(예측 데이터)은 다른 장치의 입력, 외부 장치 전달, 데이터 베이스 구축, 전파 환경의 분석을 위해 정보 저장부(1220)에 저장될 수 있다.
정보 저장부(1220)에서 제어부(1250)으로 전달되는 신호(S1)는 시각적 범위 제어, 정보 수집 모드 제어 등과 같은 시각적 정보수집 장치(110)의 동작 모드 변경을 위한 제어 신호를 포함한다.
공간 좌표계 정렬부(1210)는 시각적 정보의 공간 좌표와 통신부(1310)의 공간 좌표를 상호 변환하거나, 정렬을 수행할 수 있다. 또한, 공간 좌표계 정렬부(1210)는 시각적 정보의 공간 좌표와 안테나부(1330)에 배치된 안테나의 공간 좌표를 상호 변환하거나, 정렬을 수행할 수 있다. 이러한, 공간 좌표계 정렬부(1210)는 시각적 정보처리 장치(1200)에 배치될 수도 있고, 통신 장치(1300)에 배치될 수도 있다.
도 9는 시각적 정보처리 장치와 통신 장치 간의 인터페이스를 나타내는 도면이다.
도 9를 참조하면, 시각적 정보처리 장치(1200)는 전파 환경 내 객체, 사물, 물리적 현상 등과 관련한 인식 정보를 통신 장치(1300)로 전송한다. 또한, 시각적 정보처리 장치(1200)는 전파 환경 내 객체, 사물, 물리적 현상의 역할 정보를 통신 장치(1300)로 전송한다. 또한, 시각적 정보처리 장치(1200)는 전파 환경 내 객체, 사물, 물리적 현상 등의 역할에 따른 안테나의 공간 전력 할당을 하기 위한 제1 신호(제어 신호)를 통신 장치(1300)로 전송한다. 또한, 시각적 정보처리 장치(1200)는 안테나의 공간적 전력 할당을 위한 타이밍 신호를 통신 장치(1300)로 전송한다.
시각적 정보처리 장치(1200)에서 통신 장치(1300)로 전송되는 인식 정보는 객체, 사물, 물리적 현상 등의 인식에 대한 정보뿐만 아니라 각도, 위치, 거리, 간격, 움직임, 이동 방향, 속도 등과 같은 공간 관련 정보를 포함할 수 있다. 또한, 공간 정보의 도메인은 복잡도 및 장치 구성에 따라서 전역(global) 또는 지역(local) 형태를 가질 수 있다. 또한, 통신 장치(1300)에 입력되는 인식 정보는 시각적 정보수집 장치(1100)로부터 획득된 시각적 정보 또는 시각적 정보처리 장치(1200)의 정보 분석 기능을 통해 생성된 인식 정보를 포함한다.
시각적 정보처리 장치(1200)의 정보 분석 기능의 기계 학습을 이용하여 얻은 전파 환경 내 객체, 사물, 물리적 현상의 역할을 예측한 결과로서 객체, 사물, 물리적 현상의 역할 정보가 생성된다. 시각적 정보처리 장치(1200)에서 생성된 객체, 사물, 물리적 현상의 역할 정보는 통신 장치(1300)로 전송된다.
여기서, 전파 환경 또는 통신 상태에 따라 예측된 객체, 사물, 물리적 현상의 역할이 시간에 따라 변할 수 있으며, 기계 학습에 의해 객체, 사물, 물리적 현상의 역할이 갱신될 수 있다.
시각적 정보처리 장치(1200)는 아날로그 도메인 기반 안테나 제어 관련 정보를 안테나 제어 모듈(1320)로 전송한다. 이때, 시각적 정보처리 장치(1200)는 제1 신호 및 제2 신호를 안테나 제어 모듈(1320)로 전송한다.
시각적 정보처리 장치(1200)에서 안테나 제어 모듈(1320)로 전송되는 제1 신호는 안테나의 공간적 전력 할당을 위한 제어 신호이다. 구체적으로, 제1 신호는 시각적 정보처리 장치(1200)의 정보 분석을 통해 생성된 실제 전파 환경 내 객체, 사물, 물리적 현상의 역할에 기초하여 공간적 전력 할당을 위한 제어 신호이다.
시각적 정보처리 장치(1200)에서 안테나 제어 모듈(1320)로 전송되는 제2 신호는 상기 제1 신호(제어 신호)의 타이밍 신호이다. 안테나 제어 모듈(1320)은 타이밍 신호에 기초하여 동기식 또는 비동기식으로 안테나부(1330)에 배치된 하나 또는 복수의 안테나를 제어할 수 있다.
통신 장치(1300)는 공간 정보, 상태 정보, 전체 전파 환경 또는 특정 전파 환경 모니터링 요청 등과 같은 정보를 시각적 정보처리 장치(1200)로 전달한다. 통신 장치(1300)의 공간 정보는 통신 장치의 각도, 위치, 거리, 간격, 움직임, 이동 방향, 속도 등과 같은 공간 정보를 포함할 뿐만 아니라, 주변의 시각적 정보를 더 포함할 수 있다.
통신 장치(1300)의 상태 정보는 기존에 알려진 방식에 의한 신호 품질 정보(error rate, SNR, SINR, EVM, RSSI 등) 및 순수 데이터를 제외하고 통신을 위해 사용되는 모든 상태, 제어 및 요청 정보를 포함할 수 있다. 신호 품질 정보의 예로서 LTE 표준 규격 경우 channel quality(CQI), precoder matrix indicator(PMI), rank indicator(RI)가 적용될 수 있다.
통신 장치(1300)의 전파 환경 모니터링 요청은 시각적 정보수집 장치(1100)의 제어, 시각적 정보수집, 정보 분석 과정 또는 이와 관련된 갱신 요청을 포함할 수 있다.
통신 장치(1300)는 다음의 3가지 방식으로 공간적 전력 할당을 수행할 수 있다.
1) 통신 장치(1300)는 안테나 제어 모듈(1320)을 이용한 아날로그 도메인 기반 공간적 전력 할당을 수행할 수 있다.
2) 통신 장치(1300)는 시각적 정보처리 장치(1200)로부터 수신된 정보에 기초하여 디지털 도메인 기반 공간적 전력 할당을 수행할 수 있다.
3) 통신 장치(1300)는 안테나 제어 모듈(1320) 및 시각적 정보처리 장치(1200)로부터 수신된 정보에 기초하여 하이브리드(아날로그+디지털) 방식으로 공간적 전력 할당을 수행할 수 있다.
위에서 설명한 3가지 공간적 전력 할당 방식 중에서, 1) 아날로그 도메인 기반 공간적 전력 할당 방식은, 아날로그 도메인을 기반으로 안테나 제어를 통해 공간적 전력 할당을 수행하는 것을 의미한다. 안테나 제어 모듈(1320)에 별도의 외부 인터페이스가 배치된 경우, 시각적 정보처리 장치(1200)는 시각적 정보 분석 결과를 통신부(1310)를 거치지 않고 안테나 제어 모듈(1320)로 전송할 수 있다. 안테나 제어 모듈(1320)에 수신된 시각적 정보 분석 결과에 기초하여 안테나의 공간적 전력 할당을 수행할 수도 있다.
위에서 설명한 3가지 공간적 전력 할당 방식 중에서, 2) 디지털 도메인 기반 공간적 전력 할당 방식은, 디지털 도메인 기반 신호 처리를 통해 공간적 전력 할당을 수행하는 것을 의미한다. 본 발명의 구성을 통해 시각적 정보 분석 결과를 고려하여 디지털 적응형 빔포밍 방식에서 공간적 전력 할당을 수행할 수 있다.
예로서, 통신 장치(1300)는 시각적 정보처리 장치(1200)로부터 수신된 정보에 기초하여 공간적 전력 할당을 수행할 수 있다. 그러나, 이에 한정되지 않고, 통신 장치(1300)는 시각적 정보처리 장치(1200)로부터 수신된 정보 및 통신 장치(1300)가 기존에 보유한 정보를 통합하고, 통합된 정보에 기초하여 공간적 전력 할당을 수행할 수도 있다.
위에서 설명한 3가지 공간적 전력 할당 방식 중에서, 3) 하이브리드 공간적 전력 할당 방식은, 위에서 설명한 1) 아날로그 도메인 기반 공간적 전력 할당 방식과 2) 디지털 도메인 기반 공간적 전력 할당 방식을 결합한 것을 의미한다. 통신 장치(1300)는 하이브리드 방식으로 공간적 전력 할당을 수행할 수 있다.
통신 장치(1300)에서 수행되는 공간적 전력 할당의 대상은 시각적 정보처리 장치(1200)에서 인식 및 분석한 객체, 사물, 물리적 현상이다. 이때, 객체, 사물, 물리적 현상의 역할 역할에 기초하여 객체, 사물, 물리적 현상의 역할 별로 차등하여 공간적 전력 할당을 수행할 수 있다.
여기서, 하나의 객체, 사물 또는 현상일지라도 목적에 따라 여러 개의 세부 객체로 구분되어 인식될 수 있고, 통신 장치(1300)는 여러 개의 세부 객체에 대해서 차등하여 공간적 전력 할당을 수행할 수 있다. 또한, 통신 장치(1300)는 서로 다른 객체, 사물, 물리적 현상이 동일한 역할일지라도 경우에 따라 차등하여 공간적 전력 할당을 수행할 수 있다. 또한, 통신 장치(1300)는 객체, 사물, 물리적 현상의 역할 뿐만 아니라 각도, 위치, 거리, 간격, 움직임, 이동 방향, 속도 등과 같은 공간 정보를 고려하여 차등적으로 공간적 전력 할당을 수행할 수 있다. 또한, 통신 장치(1300)는 하나의 객체, 사물, 물리적 현상 내 여러 역할이 있을 경우, 각 역할에 따라 차등하여 공간적 전력 할당을 수행할 수 있다.
도 10은 통신 장치 별로 시각적 정보수집 장치 및 시각적 정보처리 장치가 구성된 일 예를 나타내는 도면이다.
도 10을 참조하면, 통신 장치(1300) 별로 시각적 정보수집 장치(1100) 및 시각적 정보처리 장치(1200)가 구성될 수 있다. 그러나, 이에 한정되지 않고, 하나의 시각적 정보수집 장치(1100) 및 하나의 시각적 정보처리 장치(1200)를 복수의 통신 장치가 공유할 수도 있다. 또한, 복수의 시각적 정보수집 장치(1100) 및 복수의 시각적 정보처리 장치(1200)가 하나의 통신 장치(1200)를 공유할 수도 있다.
도 10에서 전파 환경은 2차원 형태의 직사각형으로 도시할 수 있다고 가정하였고, 해당 전파 환경 내에 객체 3개만 존재한다고 가정하였다. 시각적 정보수집 장치(1100)는 전파 환경의 시각적 정보를 수집하여 시각적 정보처리 장치(1200)로 전달한다. 시각적 정보처리 장치(1200)는 기계 학습을 기반으로 전파 환경 내 객체, 사물, 물리적 현상을 인식한다. 그리고, 시각적 정보처리 장치(1200)는 시스템, 통신 규격, 상태 등에 따라 객체, 사물, 물리적 현상의 다양한 역할을 정의한다. 또한, 시각적 정보처리 장치(1200)는 기계 학습 결과, 추가적인 시각적 정보 및 통신 장치(1300)로부터 수신된 정보에 기초하여 전파 환경 내 객체 3개의 역할을 기정의 된 역할 중에 하나로 예측할 수 있다.
통신 장치(1300)는 시각적 정보처리 장치(1200)의 예측된 결과에 기초하여 안테나를 통해 각 역할에 맞는 공간적 전력 할당을 수행할 수 있다.
예로서, 통신 장치(1300)는 객체, 사물, 물리적 현상의 역할로서 통신 지시물, 통신 장애물, 통신 보조물이 정의되어 있고, 전력 할당 레벨이 3단계라고 가정하면, 통신 지시물의 경우 가장 높은 레벨(예로서, 제1 레벨)에 해당하는 전력을 할당할 수 있다. 그리고, 통신 장치(1300)는 통신 보조물의 경우 중간 레벨(예로서, 제2 레벨)에 해당하는 전력 할당하고, 통신 장애물의 경우 가장 낮은 레벨(예로서, 제3 레벨)에 해당하는 전력을 할당할 수 있다.
여기서, 시각적 정보처리 장치(1200)의 기계 학습을 통한 객체, 사물, 물리적 현상의 역할 정의 및 객체, 사물, 물리적 현상의 역할에 따른 통신 장치(1300)의 공간적 전력 할당 레벨은 목적에 따라 다양하게 설계 또는 설정이 가능하다. 통신 장치(1300)의 전력 할당 레벨을 설계 또는 설정에 있어서, 빔포밍 또는 널링(nulling)을 반영할 수 있다.
도 11은 공간 좌표계 정렬부를 나타내는 도면이다.
도 11을 참조하면, 시각적 정보수집 장치(1100)와 통신 장치(1300)의 안테나 간에 공간 좌표가 맞지 않을 경우, 시각적 정보처리 장치(1200)에 배치된 공간 좌표계 정렬부(1210)와 통신 장치(1300)에 배치된 공간 좌표계 정렬부(1340) 중 적어도 하나를 이용하여 공간 좌표계를 정렬시킬 수 있다.
일 예로서, 시각적 정보처리 장치(1200)에 배치된 공간 좌표계 정렬부(1210)는 시각적 정보수집 장치(1100)에서 수집된 공간 좌표를 통신 장치(1300)의 안테나의 공간 좌표와 일치하도록 정렬시킬 수 있다. 즉, 공간 좌표계 정렬부(1210)는 시각적 정보수집 장치(1100)의 각 객체의 공간 좌표를 통신 장치(1300)의 안테나 공간 좌표에 맞게 정렬할 수 있다. 역으로, 공간 좌표계 정렬부(1210)는 통신 장치(1300)의 안테나 공간 좌표를 시각적 정보수집 장치(1100)의 각 객체의 공간 좌표로 정렬시킬 수 있다.
한편, 통신 장치(1300)에 배치된 공간 좌표계 정렬부(1340)도 시각적 정보수집 장치(1100)에서 수집된 공간 좌표를 통신 장치(1300)의 안테나의 공간 좌표와 일치하도록 정렬시킬 수 있다. 역으로, 공간 좌표계 정렬부(1340)는 통신 장치(1300)의 안테나의 공간 좌표를 시각적 정보수집 장치(1100)의 각 객체의 공간 좌표로 정렬시킬 수 있다.
도 12는 시각적 정보수집 장치, 시각적 정보처리 장치 및 통신 장치의 동작을 설명하는 도면이다.
도 12를 참조하면, 통신 장치(1300) 별로 시각적 정보수집 장치(1100) 및 시각적 정보처리 장치(1200)가 구성되어 공간적 전력 할당이 수행되는 동작을 시간 순으로 도시하였다. 전파 환경은 2차원 형태의 직사각형으로 도시할 수 있다고 가정하였으며, 객체, 사물, 물리적 현상 등을 위한 역할 정의는 통신 지시물(원형 도형), 통신 보조물(세모 도형), 통신 장애물(십자 도형) 3종류가 있다고 가정하였다. 객체, 사물, 물리적 현상의 역할에 따른 전력 할당도 상(파란색), 중(녹색), 하(빨간색)와 같이 3단계가 있다고 가정하였다. 도 4 내지 도 6에서 살펴본 바와 같이 시간에 따라 획득된 시각적 정보를 통한 객체, 사물, 물리적 현상의 인식 결과가 다양할 수 있으나, 도시화를 돕기 위해 격자구조 기반의 인식 결과가 도출된다고 가정하였다. 도 12에서 구분된 하나의 영역이 하나의 인식 대상에 해당될 수 있고, 시간에 따라 역할의 정의 개수나 종류가 변할 수 있으나 변하지 않는 구간를 기준으로 도시하였다. 또한 기계 학습을 통해 얻은 역할 예측에 따른 공간적 전력 할당을 바로 수행한 것으로 도시하였다. 여기서, 기계 학습을 통한 인식 및 역할 예측을 위하여 시각적 정보뿐만 아니라 통신 장치(1300)로 수신된 다양한 정보 등을 활용할 수 있다.
시각적 정보수집 장치(1100)는 주기적 또는 비주기적으로 전파 환경의 시각적 정보를 수집하고, 수집된 시각적 정보를 시각적 정보처리 장치(1200)로 전송한다. 시각적 정보처리 장치(1200)는 수신된 시각적 정보에 기초하여 기계 학습을 수행하고, 기계 학습을 통해 객체, 사물, 물리적 현상을 인식할 수 있다. 도 12에서 총 인식된 개수는 제1 구간에서는 20개, 제2 구간에서는 19개, 제3 구간에서는 18개, 제4 구간에서는 18개이다. 시각적 정보처리 장치(1200)는 제1 내지 제4 구간에서 인식된 객체, 사물, 물리적 현상에 대해 기 정의된 역할 정의에 기초한 기계 학습을 수행하고, 기계 학습의 결과를 통해 제1 내지 제4 구간에 대한 객체, 사물, 물리적 현상의 역할 예측을 수행할 수 있다. 통신 장치(1300)는 제1 내지 제4 구간에서의 예측된 결과에 의해 각 객체, 사물, 물리적 현상에 대해서 기 설정된 공간적 전력 할당을 수행할 수 있다. 여기서, 통신 장치(1300)는 객체, 사물, 물리적 현상의 역할에 따른 전력 할당을 상(파란색), 중(녹색), 하(빨간색)와 같이 3단계로 수행할 수 있다. 즉, 통신 장치(1300)는 통신 지시물(원형 도형)에 대해서는 상(파란색)으로 공간적 전력 할당을 수행하고, 통신 보조물(세모 도형)에 대해서는 중(녹색)으로 공간적 전력 할당을 수행하고, 통신 장애물(십자 도형)에 대해서는 하(빨간색)로 공간적 전력 할당을 수행할 수 있다.
도 13은 1개의 시작적 정보 수집 및 처리 장치가 2개의 통신 장치가 연결된 것을 나타내는 도면이다. 도 14는 3개의 시작적 정보 수집 및 처리 장치와 2개의 통신 장치 간의 인터페이스를 나타내는 도면이다. 도 15는 도 14에 도시된 2개의 통신 장치 각각에 배치된 공간 좌표계 정렬부를 나타내는 도면이다.
도 13 내지 도 15를 참조하면, 도 10에 도시된 시각적 정보수집 장치(1100)와 시각적 정보처리 장치(1200)를 통합하여 하나의 시각적 정보수집 및 처리 장치(1600)로 도시하였다. 하나의 시각적 정보수집 및 처리 장치(1600)를 2개의 통신 장치(1700, 1800)이 공유할 수 있다. 이때, 전파 환경은 전체 전파 환경 또는 단위 전파 환경으로 구성할 수 있다. 하나의 시각적 정보수집 및 처리 장치(1600)는 공간 좌표계 정렬부(1610)를 포함할 수 있다. 제1 통신 장치(1700)는 제1 통신부(1710), 제1 안테나 제어 모듈(1720), 제1안테나부(1730) 및 제1 공간 좌표계 정렬부(1740)를 포함할 수 있다. 또한, 제2 통신 장치(1800)은 제2 통신부(1810), 제2 안테나 제어 모듈(1820), 제2 안테나부(1830) 및 제2 공간 좌표계 정렬부(1840)를 포함할 수 있다.
도 13에서는 해당 단위 전파 환경에는 3개의 객체가 존재한다고 가정하였다. 시각적 정보수집 및 처리 장치(1600)가 인식한 객체, 사물, 물리적 현상이 제1 통신 장치(1700)와 제2 통신 장치(1800)에서 동일한 역할을 가질 수 있다. 그러나, 이에 한정되지 않고, 시각적 정보수집 및 처리 장치(1600)가 인식한 객체, 사물, 물리적 현상이 제1 통신 장치(1700)와 제2 통신 장치(188)에서 서로 다른 역할을 가질 수도 있다. 따라서, 시각적 정보수집 및 처리 장치(1600)는 객체, 사물, 물리적 현상의 역할 예측을 위한 2개의 기계 학습부(미도시)를 포함할 수 있다. 즉, 시각적 정보수집 및 처리 장치(1600)에 배치된 제1 기계 학습부는 제1 통신 장치(1700)와 대응되고, 제2 기계 학습부는 제2 통신 장치(1800)와 대응될 수 있다.
도 15에 도시된 바와 같이, 제1 공간 좌표계 정렬부(1740)는 시각적 정보수집 및 처리 장치(1600)에서 수집된 제1 공간 좌표를 제1 통신 장치(1700)의 안테나의 공간 좌표와 일치하도록 정렬시킬 수 있다. 즉, 제1 공간 좌표계 정렬부(1740)는 시각적 정보수집 및 처리 장치(1600)의 각 객체의 공간 좌표를 제1 통신 장치(1700)의 안테나 공간 좌표에 맞게 정렬할 수 있다.
또한, 제2 공간 좌표계 정렬부(1840)는 시각적 정보수집 및 처리 장치(1600)에서 수집된 제2 공간 좌표를 제2 통신 장치(1800)의 안테나의 공간 좌표와 일치하도록 정렬시킬 수 있다. 즉, 제2 공간 좌표계 정렬부(1840)는 시각적 정보수집 및 처리 장치(1600)의 각 객체의 공간 좌표를 제2 통신 장치(1800)의 안테나 공간 좌표에 맞게 정렬할 수 있다.
도 16은 3개의 시각적 정보수집 및 처리 장치와 2개의 통신 장치가 연결된 것을 나타내는 도면이다.
도 16을 참조하면, 3개의 시각적 정보수집 및 처리 장치(1601, 1602, 1603)와 2개 통신 장치(1700, 1880)가 구성된 예를 도시하였다. 전체 전파 환경 또는 단위 전파 환경 내 하나 이상의 시각적 정보수집 및 처리 장치, 예로서, 3개의 시각적 정보수집 및 처리 장치(1601, 1602, 1603)를 구성함으로써 전파 환경의 분석 영역 및 공간적 전력 할당의 이득을 향상시킬 수 있다. 제1 통신 장치(1700) 및 제2 통신 장치(1800)은 제1 시각적 정보수집 및 처리 장치(1601)뿐만 아니라 제2 및 제3 시각적 정보수집 및 처리 장치(1602, 1603)로부터 시각적 정보를 수신하여 공간적 전력 할당을 수행할 수 있다.
도 17은 시각적 정보수집 및 처리 장치와 통신 장치가 연결되는 여러 실시 예를 나타내는 도면이다.
도 17을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 공간적 전력 할당 장치의 다양한 구성 예를 도시하였다. 하나의 시각적 정보수집 및 처리 장치와 하나의 통신 장치가 대응되도록 공간적 전력 할당 장치를 구성할 수 있다. 또한, 복수의 시각적 정보수집 및 처리 장치와 복수의 통신 장치가 각각 1:1로 대응되도록 공간적 전력 할당 장치를 구성할 수 있다. 또한, 복수의 시각적 정보수집 및 처리 장치와 하나의 통신 장치가 대응되도록 공간적 전력 할당 장치를 구성할 수 있다. 또한, 하나의 시각적 정보수집 및 처리 장치와 복수의 통신 장치가 대응되도록 공간적 전력 할당 장치를 구성할 수 있다. 또한, 복수의 시각적 정보수집 및 처리 장치와 복수의 통신 장치가 상호 공유하도록 공간적 전력 할당 장치를 구성할 수 있다.
도 18은 전파 환경의 정의 또는 정파 환경을 인식하는 일 예를 나타내는 도면이다.
도 18에 도시된 바와 같이, 영역은 하나 이상의 차원 및 대칭, 비대칭, 기하학 등과 같이 다양한 형태로 정의할 수 있다. 시각적 정보처리 장치(1200)는 정의된 영역의 집합에 기초하여 전파 환경을 분석하고, 각 영역의 역할을 결정 또는 예측할 수 있다. 시각적 정보처리 장치(1200)는 각 영역에 대한 예측 결과를 통신 장치(1300)로 전송하고, 통신 장치(1300)는 수신된 각 영역에 대한 예측 결과에 기초하여 공간적 전력 할당을 수행할 수 있다.
도 19는 공간적 전력 할당 장치에 배치된 분산 안테나의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 19를 참조하면, M개의 시각적 정보수집 장치(1101~110M)와, 하나 이상의 시각적 정보처리 장치(1200)와 하나의 통신 장치(1300)로 공간적 전력 할당 장치(1000)를 구성할 수 있다. 통신 장치(1300)의 안테나부(1330)로서 N개의 안테나 서브 배열로 구성된 분산 안테나 시스템(Distributed Antenna System, DAS)이 적용될 수 있다. 도 20에서 광학 장치, 라우터, 중앙처리유닛 등과 같이 분산 안테나 시스템과 관련된 기능 및 장치는 도시를 생략하였다.
분산 안테나 시스템은 하나 이상의 안테나 서브 배열로 구성되어 있으며, 각 안테나 서브 배열의 형상에 제한을 두지 않는다. 예로서, N개의 안테나 서브가 모두 동일한 안테나로 구성될 수도 있고, N개의 안테나 서브가 모두 서로 다를 수도 있다. 또한, N개의 안테나 서브 중에서 일부는 동일하고, 나머지는 서로 다를 수도 있다.
M개의 시각적 정보수집 장치(1101~110M)와 N개의 안테나 서브 배열 간의 조합은 다양하게 존재할 수 있으며, 이하에서 대표적인 M개의 시각적 정보수집 장치(1101~110M)와 N개의 안테나 서브 배열의 조합에 대해서 설명하기로 한다.
하나 이상의 시각적 정보수집 장치(1100) 또는 분산 안테나 시스템을 위해서 하나 이상의 시각적 정보처리 장치(1200) 또는 안테나 제어 모듈(1320)이 필요할 수 있다. 도 19에서는 한 개의 시각적 정보처리 장치(1200)와 한 개의 안테나 제어 모듈(1320)만 간략하게 도시하였다.
도 19에서 시각적 정보처리 장치(1200)와 통신 장치(1300) 간에 송수신되는 신호는 굵은 선으로 표시하였다. 또한, 통신 장치(1300) 내부의 통신부(1310)에서 안테나 제어 모듈(1320)로 전송되는 신호는 굵은 선으로 표시하였다. 또한, 각 안테나 서브 별로 독립적으로 공간적 전력 할당이 이루어질 수 있으며, 이를 나타내기 위해 통신부(1310) 및 안테나 제어 모듈(1320)에서 각 안테나 서브 배열로 전달되는 신호를 상이한 선으로 표시하였다.
하나 이상의 시각적 정보수집 장치(1101~110M)와, 시각적 정보처리 장치(1200), 안테나 서브 배열에 대해서 아래와 같은 조건하에서 통신 장치(1300)의 공간적 전력 할당이 수행될 수 있다.
첫째, 각각의 안테나 서브 배열의 전파 환경은 하나 이상의 시각적 정보수집 장치(1101~110M)를 통해 인식 및 분석될 수 있다.
둘째, 각각의 시각적 정보수집 장치(1100~110M)는 하나 이상의 안테나 서브 배열의 전파 환경을 인식 및 분석 수행할 수 있다.
셋째, 전체 안테나 서브 배열 중 전파 환경 인식 및 분석을 수행하거나 하지 않는 하나 이상의 안테나 서브 배열 존재할 수 있다.
시각적 정보 처리장치(1200) 및 통신 장치(1300)의 공간 좌표계 정렬 기능은 도 11 및 도 15를 참조하여 설명한 공간 좌표계 정렬부(1210, 1740, 1840)의 기능과 동일함으로 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
공간적 전력 할당 장치(1000)에 분산 안테나 시스템이 적용되어도 시각적 정보처리 장치(1200)의 내부 구성들 간에 송수신되는 신호의 종류는 단일 안테나를 적용한 경우와 동일할 수 있다. 또한, 공간적 전력 할당 장치(1000)에 분산 안테나 시스템이 적용되어도 하나 이상의 시각적 정보수집 장치(1100~110M)와 시각적 정보처리 장치(1200) 간에 송수신되는 신호의 종류는 단일 안테나를 적용한 경우와 동일할 수 있다. 또한, 공간적 전력 할당 장치(1000)에 분산 안테나 시스템이 적용되어도 시각적 정보처리 장치(1200)와 통신 장치(1300) 간에 송수신되는 신호의 종류는 단일 안테나를 적용한 경우와 동일할 수 있다. 여기서, 각 안테나 서브 배열 별로 공간적 전력 할당이 다를 수 있음으로, 통신부(1310)에서 안테나부(1330)의 각 안테나 서브 배열로 전달되는 신호는 각 안테나 서브 별로 다를 수 있다.
시각적 정보처리 장치(1200)에서 수행되는 객체, 사물, 물리적 현상의 역할 정의 및 통신 장치(1300)에서 수행되는 공간적 전력 할당의 레벨은 기계 학습의 결과로 예측 또는 갱신될 수 있다. 예로서, 임의의 객체가 전력 레벨을 할당 받았을 지라도 전파 환경, 시스템 또는 통신 규격 등에 의해 시간에 따라 전력 레벨이 바뀔 수 있다. 따라서, 시각적 정보처리 장치(1200)의 정보 분석 기능을 통해 전력 할당 대상에 대한 전력 할당 레벨을 주기적으로 갱신할 수 있다.
통신 장치(1300)는 저, 중, 고와 같이 3단계로 공간적 전력 할당을 수행할 수 있다. 통신 장치(1300)는 통신에 직접 도움이 되는 객체(통신 지시물)에 대해서 고 레벨의 공간적 전력 할당을 수행할 수 있다. 또한, 통신 장치(1300)는 통신에 간접 도움이 되는 객체(통신 보조물)에 대해서 중 레벨의 공간적 전력 할당을 수행할 수 있다. 또한, 통신 장치(1300)는 통신에 방해가 되는 객체(통신 장애물)에 대해서 저 레벨의 공간적 전력 할당을 수행할 수 있다.
여기서, 저 레벨의 공간적 전력 할당은 기존의 전력 할당 또는 평균 전력 레벨보다 작게 전력을 할당하는 것을 의미한다. 또한, 중 레벨의 공간적 전력 할당은 기존의 전력 할당 또는 평균 전력 레벨을 유지하는 것을 의미한다. 다른 예로서, 중 레벨의 공간적 전력 할당은 기존의 전력 할당 또는 평균 전력 레벨보다 크게 전력을 할당하는 것을 의미할 수다. 또한, 고 레벨의 공간적 전력 할당은 기존의 전력 할당 또는 평균 전력 레벨보다 크게 전력을 할당하는 것을 의미한다.
도 20은 시각적 정보수집 장치에서 시각적 정보를 수집하는 방법을 나타내는 도면이다.
도 20을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 공간적 전력 할당 장치(1000)를 통해 전파 환경에 대해 시각적 정보를 수집한 다양한 예를 나타내었다. 시각적 정보수집 장치(1100)를 통해 총 12개의 정지 영상을 획득하였으며, 각 정지 영상 사이의 시간 구간 동안에 시각적 변화가 없다고 가정하였다. 12개의 정지 영상 중에서, 시간 t=k7에서는 두 사람 모두 통신 장치를 신체 밖으로 꺼내어 놓고 사용 중인 상황이고, 시간 t=k8에서는 오른쪽의 사람이 사용하던 통신 장치를 신체 안으로 넣고 사용 중이며, 시간 t=k9에서는 왼쪽의 사람이 통신 장치의 사용을 중단한 상황에 대한 시각적 정보를 획득할 수 있다. 시각적 정보수집 장치(1100)에 생성된 시각적 정보는 시각적 정보처리 장치(1200)로 전송되어 전파 환경 내의 객체, 사물, 물리적 현상의 인식 및 역할 예측이 수행될 수 있다.
도 21은 공간적 전력 할당 방법을 나타내는 도면이다.
도 21을 참조하면, 도 20의 시각적 정보와, 시각적 정보처리 장치(1200)로 전송되어 전파 환경 내의 객체, 사물, 물리적 현상의 인식 및 역할 예측에 기초하여 통신 장치(1300)에서 공간적 전력 할당이 수행되는 예를 나타냈다.
도 21에 도시된 바와 같이, 종래 기술과 같이 주파수 자원 사용하지 않고, 시각적 정보에 기초하여 공간적 전력 할당이 이루질 수 있다. 특히, 시각적 정보를 통해 산불, 홍수 등과 같은 자연재해를 관찰 및 분석할 수 있고, 이를 바탕으로 자연 재해가 발생한 지점에 대해서 공간적 전력 할당을 크게 함으로써 자연 재해에 대한 알림 기능과 함께, 통신 커버리지를 확장시킬 수 있다. 이를 통해, 재난 발생 시, 적합한 재난 통신 서비스를 제공할 수 있도록 할 수 있다.
도 22는 시각적 정보수집이 사무실 환경에 적용된 예를 나타내는 도면이다.
도 22를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 공간적 전력 할당 장치(1000)가 사무실 환경에 적용되는 일 예를 나타냈었다.
사무실 천장 중앙에 공간적 전력 할당 장치(1000)가 배치된 환경(도 22의 좌측 참조)에서, 전파 환경에 대한 인식 동작을 수행하여 사람의 행동 패턴 인식을 통한 통신 장치의 사용 여부, 통신 장치의 위치 및 이동 여부에 대한 인식이 가능할 수 있다(도 22의 우측 참조). 시각적 정보처리 장치(1200)의 기계 학습을 통해서 복수의 객체, 사물, 물리적 현상에 대해서 인식이 가능하며, 사무실 내부 환경에 적합하게 사람과 통신 장치를 인식할 수 있다.
도 23은 도 22의 사무실 환경에 공간적 전력 할당의 결과를 나타내는 도면이다.
도 23을 참조하면, 사무실 천장 중앙에 공간적 전력 할당 장치(1000)가 배치된 환경에서 사무실 내부의 시각적 정보를 수집하고, 수집된 시각적 정보를 분석하여 객체, 사물, 물리적 현상의 움직임을 포착 및 추적할 수 있다. 도 23에서는 사무실 내부에서 사람의 움직임을 포착 및 추적하여 공간적 전력 할당을 수행하는 것을 일 예로 도시하였다.
도 24는 시각적 정보수집이 복도 환경에 적용된 예를 나타내는 도면이다. 도 25는 도 24의 복도 환경에 공간적 전력 할당의 결과를 나타내는 도면이다.
도 24 및 도 25를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 공간적 전력 할당 장치(1000)가 건물 내부의 복도 끝에 배치된 환경에서, 두 사람이 통신 장치를 사용하면서 걸어가는 상황을 가정하였다(도 24의 좌측 참조). 시각적 정보처리 장치(1200)의 기계 학습 기능을 통해 사람의 행동 패턴을 분석하여 사람의 신체 밖으로 통신 장치를 노출하여 통신 장치를 사용하는 것을 예측할 수 있다. 또한, 시각적 정보처리 장치(1200)의 기계 학습 기능을 통해 사람의 행동 패턴을 분석하여 통신 장치가 사람의 신체 밖으로 노출되지 않더라도 통신 장치를 사용하는 것을 예측할 수 있다(도 24의 우측 참조).
시각적 정보처리 장치(1200)는 예측 결과에 따라 복수의 객체, 사물, 물리적 현상에 대해서 역할을 인식 및 예측할 수 있고, 이러한 정보를 통신 장치(1300)로 전송할 수 있다. 통신 장치(1300)는 시각적 정보처리 장치(1200)에서 수신된 정보에 기초하여 통신 장치를 사용하는 사람이 위치한 지점에 대해서 고 레벨의 공간적 전력 할당을 수행할 수 있다.
도 26은 시각적 정보수집이 도로 환경에 적용된 예를 나타내는 도면이다. 도 27은 도 26의 도로 환경에 공간적 전력 할당의 결과를 나타내는 도면이다.
도 26 및 도 27을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 공간적 전력 할당 장치(1000)가 교차로의 중앙에 배치된 환경에서, 교차로 주변에 위치하는 사람들 및 통신 장치를 인식 및 분석할 수 있다. 시각적 정보처리 장치(1200)의 기계 학습 기능을 통해 사람의 행동 패턴을 분석하여 사람들 각각의 이동 및 통신 장치의 사용 여부를 예측할 수 있다. 즉, 시각적 정보처리 장치(1200)는 인식된 복수의 사람들 중에서 통신 장치를 사용하는 사람과 통신 장치를 사용하지 않는 사람을 구분할 수 있다. 시각적 정보처리 장치(1200)는 예측 결과에 따라 복수의 객체, 사물, 물리적 현상에 대해서 역할을 예측할 수 있고, 이러한 정보를 통신 장치(1300)로 전송할 수 있다. 통신 장치(1300)는 시각적 정보처리 장치(1200)에서 수신된 정보에 기초하여 통신 장치를 사용하는 사람이 위치한 지점에 대해서 고 레벨의 공간적 전력 할당을 수행할 수 있다.
도 28은 시각적 정보수집 및 공간적 전력 할당이 공연장에 적용된 예를 나타내는 도면이다. 도 29는 시각적 정보수집 및 공간적 전력 할당이 운동장에 적용된 예를 나타내는 도면이다. 도 30은 시각적 정보수집 및 공간적 전력 할당이 주택에 적용된 예를 나타내는 도면이다.
도 28 내지 도 30을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 공간적 전력 할당 장치(1000)가 공연장, 운동장, 주택에 배치되어 공간적 전력 할당이 수행될 수 있는 예를 도시하였다.
본 발명의 실시 예에 따른 공간적 전력 할당 장치(1000)가 공연장에 적용되는 경우, 시각적 정보처리 장치(1200)의 기계 학습 기능을 통해 통신 장치의 사용을 원하는 사람들(관람자)과 통신 장치의 사용을 원하지 않거나, 또는 요구 사항이 낮은 사람들(연주자)를 구분할 수 있다. 통신 장치(1300)는 통신 장치의 사용을 원하는 사람들(관람자)이 위치한 곳에 대해서 고 레벨의 공간적 전력 할당을 수행하고, 통신 장치의 사용을 원하지 않거나, 또는 요구 사항이 늦은 사람들(연주자)이 위치한 곳에 대해서 저 레벨의 공간적 전력 할당을 수행할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 공간적 전력 할당 장치(1000)가 운동장에 적용되는 경우, 시각적 정보처리 장치(1200)의 기계 학습 기능을 통해 통신 장치의 사용을 원하는 사람들(관람자)과 통신 장치의 사용을 원하지 않거나, 또는 요구 사항이 낮은 사람들(선수 및 심판)를 구분할 수 있다. 통신 장치(1300)는 통신 장치의 사용을 원하는 사람들(관람자)이 위치한 곳에 대해서 고 레벨의 공간적 전력 할당을 수행하고, 통신 장치의 사용을 원하지 않거나, 또는 요구 사항이 낮은 사람들(선수 및 심판)이 위치한 곳에 대해서 저 레벨의 공간적 전력 할당을 수행할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 공간적 전력 할당 장치(1000)가 주택에 적용되는 경우, 시각적 정보처리 장치(1200)의 기계 학습 기능을 통해 통신 장치 및 사람의 위치 및 행동 패턴을 분석할 수 있다. 통신 장치(1300)는 통신 장치 및 사람이 위치한 곳에 대해서 고 레벨의 공간적 전력 할당을 수행할 수 있으며, 사람의 이동 패턴 결과를 이용한 공간적 전력 할당을 함으로써 커버리지 확장 효과를 얻을 수 있다.
도 31은 이동하는 물체의 위치를 예측하는 일 예를 나타내는 도면이다.
도 31을 참조하면, 기존의 전력 할당 방식은 물체가 빠르게 이동할 경우, 별도로 물체의 좌표를 전달 받거나 피드백 정보에 기반하여 움직이는 물체의 위치를 검출해야 함으로, 절차가 복잡하고 주파수 자원을 사용해야 하는 문제점이 있다. 본 발명의 실시 예에 따른 공간적 전력 할당 장치(1000)는 별도로 물체의 좌표를 전달 받거나 피드백 정보 없이 움직이는 물체의 위치를 검출할 수 있다. 공간적 전력 할당 장치(1000)가 주변에 배치된 환경에서 움직이는 물체의 위치를 검출하는 것을 일 예로 설명하기로 한다.
시각적 정보수집 장치(1100)를 통해 시각적 정보를 수집하고, 시각적 정보처리 장치(1200)를 통해 시각적 정보를 보간(interpolation)하여 움직이는 물체의 위치 및 이동하려고 하는 위치를 검출할 수 있다. 특히, 도로에서는 차량의 이동 방향이 정해져 있음으로, 물체의 위치 및 이동하려고 하는 위치 검출의 정확도를 높일 수 있다.
도 32는 복수의 시각적 정보수집 장치가 적용하여 시각적 정보를 수집하는 일 예를 나타내는 도면이다. 도 33은 복수의 시각적 정보수집 장치를 적용하여 시각적 정보수집의 속도를 향상시키는 방법을 나타내는 도면이다.
도 32 및 도 33을 참조하면, 차량이 교차로를 통과할 때, 좌회전 또는 우회전할 가능성이 있는데, 이러한 가능성은 시각적 정보들 간의 간격을 세밀하게 조정함으로써 차량의 향후 위치의 예측을 정밀하게 수행할 수 있다.
예로서, 복수의 시각적 정보수집 장치(1100A)로서 교차로에 배치된 카메라를 이용할 수 있는데, 1대의 카메라로 시각적 정보를 수집할 때보다 복수의 카메라로 시각적 정보를 수집하면 시각적 정보들 간의 간격을 세밀하게 조정할 수 있다. 카메라가 초당 30 프레임(30Hz)의 영상을 생성하는 것을 가정하면, 10대의 카메라로 시각적 정보를 생성 시 10대 카메라의 시각적 정보 수집을 시간 순서로 수행하면 초당 300 프레임(300Hz)의 영상을 생성할 수 있다. 즉, 1대의 카메라로 시각적 정보를 생성할 때보다 10대의 카메라로 시각적 정보를 생성하면 시각적 정보의 간격을 10배로 줄일 수 있다.
이와 같이, 복수의 시각적 정보수집 장치(1100A)를 적용하여 시각적 정보의 간격을 줄이고, 시각적 정보처리 장치(1200)는 이러한 시각적 정보에 기초하여 차량이 교차로를 통과할 때, 좌회전 또는 우회전을 정밀하게 예측할 수 있다. 즉, 시각적 정보처리 장치(1200)가 차량의 향후 위치의 예측을 정밀하게 수행할 수 있다. 이후, 통신 장치(1300)는 차량의 향후 위치의 예측 결과에 기초하여 공간적 전력 할당을 수행할 수 있다.
도 34는 공간적 전력 할당을 원하는 통신 장치 또는 안테나에 전력을 할당하는 방법을 나타내는 도면이다. 도 35는 도 34의 전파환경을 구성하는 요소 공간의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 34 및 도 35를 참조하면, 도 34에 도시된 전파 환경을 구성하는 요소 공간을 도 35에서 구체적으로 도시하였고, 공간적 전력 할당 장치(1000)는 지면(ground)으로부터 일정 높이에 배치될 수 있다. 공간적 전력 할당 장치(1000)가 공간적 전력 할당이 가능한 통신 장치 또는 안테나의 위치를 분석하여 각각의 통신 장치 또는 안테나에 대해서 공간적 전력할당을 수행하는 것에 대해서 설명하였다. 그러나, 이에 한정되지 않고, 공간적 전력 할당 장치(1000)는 공간적 전력 할당을 원하는 통신 장치 또는 안테나(2000) 각각에 대해서 전파 환경 내에서 공간적 전력 할당을 수행할 수 있다.
이하, 도 36 내지 도 38을 참조하여, 공간적 전력 할당 장치(1000)가 공간적 전력 할당을 원하는 통신 장치 또는 안테나(2000)에게 공간적 전력 할당 동작의 초기 진입의 다양한 실시 예를 설명하기로 한다.
도 36은 공간적 전력 할당 동작의 초기 진입의 제1 실시 예를 도면이다.
도 36을 참조하면, 공간적 전력 할당을 원하는 통신 장치 또는 안테나(2000)에서 공간적 전력 할당 요청 메시지를 공간적 전력 할당 장치(1000)로 전송하여 공간적 전력 할당 동작의 초기 진입이 수행될 수 있다(S101). 여기서, 공간적 전력 할당 요청 메시지에는 통신 장치 또는 안테나(2000)가 할당 받기를 원하는 전력 할당 레벨 정보가 포함될 수 있다. 즉, 공간적 전력 할당을 원하는 통신 장치 또는 안테나(2000)는 할당 받기를 원하는 레벨 정보를 포함하는 공간적 전력 할당 요청 메시지를 전력 할당 장치(1000)로 전송하고, 이를 통해 공간적 전력 할당 동작의 초기 진입이 수행될 수 있다.
도 37은 공간적 전력 할당 동작의 초기 진입의 제2 실시 예를 도면이다.
도 37을 참조하면, 공간적 전력 할당 장치(1000)는 공간적 전력 할당을 희망하는 통신 장치 또는 안테나(2000)가 존재하는지 파악하기 위해서, 공간적 전력 할당 장치(1000)가 공간적 전력 할당 희망 요청 메시지를 통신 장치 또는 안테나(2000)로 전송할 수 있다(S111).
이어서, 통신 장치 또는 안테나(2000)가 공간적 전력 할당을 희망하는 경우, 수신된 공간적 전력 할당 희망 요청 메시지에 대한 답신으로 공간적 전력 할당 요청 메시지를 공간적 전력 할당 장치(1000)로 전송하여 공간적 전력 할당 동작의 초기 진입이 수행될 수 있다(S112). 여기서, 공간적 전력 할당 요청 메시지에는 통신 장치 또는 안테나(2000)가 할당 받기를 원하는 전력 할당 레벨 정보가 포함될 수 있다. 즉, 공간적 전력 할당을 원하는 통신 장치 또는 안테나(2000)는 할당 받기를 원하는 레벨 정보를 포함하는 공간적 전력 할당 요청 메시지를 전력 할당 장치(1000)로 전송하고, 이를 통해 공간적 전력 할당 동작의 초기 진입이 수행될 수 있다.
도 38은 공간적 전력 할당 동작의 초기 진입의 제3 실시 예를 도면이다.
도 38을 참조하면, 공간적 전력 할당 장치(1000)는 공간적 전력 할당의 시작을 알리는 공간적 전력 할당 시작 메시지를 통신 장치 또는 안테나(2000)로 전송할 수 있다(S121). 공간적 전력 할당 장치(1000)에서 공간적 전력 할당 시작 메시지가 발생된 이후 공간적 전력 할당 동작의 초기 진입이 수행될 수 있다.
이하, 도 39 내지 도 42를 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 공간적 전력 할당 방법의 다양한 실시 예를 설명하기로 한다.
도 39는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 공간적 전력 할당 방법을 나타내는 도면이다.
도 39를 참조하면, 공간적 전력 할당의 초기 진입이 이루어진 이후, 공간적 전력 할당을 원하는 통신 장치 또는 안테나(2000, 이하'단말(2000)'이라 함)는 자신이 위치하는 곳의 GPS(Global Positioning System) 정보를 공간적 전력 할당 장치(1000, 이하 '기지국(1000)'이라 함)으로 전송할 수 있다(S201). 여기서, GPS 정보에는 단말(2000)이 위치한 곳의 좌표, 속도 및 방향에 대한 정보가 포함될 수 있다.
이어서, 기지국(1000)은 전파 환경 내 공간 구분 방식(예로서, polar 또는 hexagon)을 선정 또는 변경할 수 있다(S202).
이어서, 기지국(1000)은 단말(2000)로부터 수신된 GPS 정보에 기초하여 단말(2000)의 전파 환경 내 특정 공간 영역을 예측할 수 있다(S203).
이어서, 기지국(1000)은 예측된 공간 영역에 대해서 단말(2000)을 위한 공간적 전력 할당을 수행할 수 있다. 다른 예로서, 시각적 정보수집 장치(1100)를 통해 단말(2000)이 위치한 곳의 시각적 정보를 생성하고, 예측된 공간 영역 및 단말(2000)이 위치한 주위의 시각적 정보에 기초하여 단말(2000)을 위한 공간적 전력 할당을 수행할 수 있다(S204). 여기서, 기지국(1000)은 시각적 정보에서 단말(2000)이 인식된 경우에 한해서 시각적 정보를 이용한 공간적 전력 할당을 수행할 수 있다.
이어서, 기지국(1000)은 공간적 전력 할당의 성공 응답 및 예측된 공간 영역의 정보를 단말(2000)로 전송한다(S205).
이어서, 기지국(1000) 및 단말(2000)은 공간적 전력 할당에 따른 통신 성능을 지속적으로 관찰할 수 있다(S206).
도 40은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 공간적 전력 할당 방법을 나타내는 도면이다.
도 40을 참조하면, 공간적 전력 할당의 초기 진입이 이루어진 이후, 기지국(1000)은 자신이 위치하는 곳의 GPS 정보 및 전파 환경 내 공간 구분 방식을 단말(2000)로 전송할 수 있다(S211). 여기서, GPS 정보에는 기지국(1000)이 위치한 곳의 좌표, 속도 및 방향에 대한 정보가 포함될 수 있다.
이어서, 단말(2000)은 기지국에서 수신된 GPS 정보에 기초하여 단말(2000)이 위치하는 곳의 전파 환경 내 특정 공간 영역을 예측할 수 있다(S212).
이어서, 단말(2000)은 예측한 공간 영역의 정보를 기지국(1000)으로 전송한다(S213).
이어서, 기지국(1000)은 수신된 공간 영역의 정보에 기초하여 예측된 공간 영역에 대해서 단말(2000)을 위한 공간적 전력 할당을 수행할 수 있다. 다른 예로서, 기지국(1000)은 시각적 정보수집 장치(1100)를 통해 단말(2000)이 위치한 곳의 시각적 정보를 생성한다. 그리고, 기지국(1000)은 예측된 공간 영역 정보 및 단말(2000)이 위치한 곳의 시각적 정보에 기초하여 단말(2000)을 위한 공간적 전력 할당을 수행할 수 있다(S214). 여기서, 기지국(1000)은 시각적 정보에서 단말(2000)이 인식된 경우에 한해서 시각적 정보를 이용한 공간적 전력 할당을 수행할 수 있다.
이어서, 기지국(1000)은 공간적 전력 할당의 성공 응답 및 예측된 공간 영역의 정보를 단말(2000)로 전송한다(S215).
이어서, 기지국(1000) 및 단말(2000)은 공간적 전력 할당에 따른 통신 성능을 지속적으로 관찰할 수 있다(S216).
도 41은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 공간적 전력 할당 방법을 나타내는 도면이다.
도 41을 참조하면, 단말(2000)의 높은 이동성으로 인해서 이전의 전파 환경 내 공간 구분 방식이 부적합하거나, 또는 단말(2000)이 최초 예측된 공간 영역 밖으로 이동하여 이전의 공간적 전력 할당이 부적절한 경우가 발생할 수 있다(S231). 이러한 경우, 기지국(1000)이 단말(2000)에게 다시 공간적 전력 할당을 수행할 수 있다.
먼저, 공간적 전력 할당을 원하는 단말(2000)은 공간적 전력 할당 갱신 요청 및 자신이 위치하는 곳의 GPS 정보를 기지국(1000)으로 전송할 수 있다(S232).
이어서, 기지국(1000)은 전파 환경 내 공간 구분 방식(예로서, polar 또는 hexagon)을 선정 또는 변경할 수 있다(S233).
이어서, 기지국(1000)은 단말(2000)로부터 수신된 GPS 정보에 기초하여 단말(2000)의 전파 환경 내 특정 공간 영역을 예측할 수 있다(S234).
이어서, 기지국(1000)은 예측된 공간 영역에 대해서 단말(2000)을 위한 공간적 전력 할당을 수행할 수 있다. 다른 예로서, 시각적 정보수집 장치(1100)를 통해 단말(2000)이 위치한 곳의 시각적 정보를 생성하고, 예측된 공간 영역 및 단말(2000)이 위치한 주위의 시각적 정보에 기초하여 단말(2000)을 위한 공간적 전력 할당을 수행할 수 있다(S235). 여기서, 기지국(1000)은 시각적 정보에서 단말(2000)이 인식된 경우에 한해서 시각적 정보를 이용한 공간적 전력 할당을 수행할 수 있다.
이어서, 기지국(1000)은 공간적 전력 할당의 성공 응답 및 예측된 공간 영역의 정보를 단말(2000)로 전송한다(S236).
이어서, 기지국(1000) 및 단말(2000)은 공간적 전력 할당에 따른 통신 성능을 지속적으로 관찰할 수 있다(S237).
도 42는 본 발명의 제4 실시 예에 따른 공간적 전력 할당 방법을 나타내는 도면이다.
도 42를 참조하면, 통신 노드(예로서, 기지국(1000) 또는 단말(2000))의 높은 이동성으로 인해서 기존의 공간 구분 방식이 갱신되거나 시각적 정보 수집 장치 재구성으로 인하여 이전의 공간적 전력 할당이 부적한 경우가 발생할 수 있다(S241). 이러한 경우, 기지국(1000)이 단말(2000)에게 다시 공간적 전력 할당을 수행할 수 있다.
이어서, 기지국(1000)은 공간적 전력 할당 갱신 요청과, 자신이 위치하는 곳의 GPS 정보 및 전파 환경 내 공간 구분 방식을 단말(2000)로 전송할 수 있다(S242).
이어서, 단말(2000)은 기지국에서 수신된 GPS 정보에 기초하여 단말(2000)이 위치하는 곳의 전파 환경 내 특정 공간 영역을 예측할 수 있다(S243).
이어서, 단말(2000)은 예측한 공간 영역의 정보를 기지국(1000)으로 전송한다(S244).
이어서, 기지국(1000)은 수신된 공간 영역의 정보에 기초하여 예측된 공간 영역에 대해서 단말(2000)을 위한 공간적 전력 할당을 수행할 수 있다. 다른 예로서, 기지국(1000)은 시각적 정보수집 장치(1100)를 통해 단말(2000)이 위치한 곳의 시각적 정보를 생성한다. 그리고, 기지국(1000)은 예측된 공간 영역 정보 및 단말(2000)이 위치한 곳의 시각적 정보에 기초하여 단말(2000)을 위한 공간적 전력 할당을 수행할 수 있다(S245). 여기서, 기지국(1000)은 시각적 정보에서 단말(2000)이 인식된 경우에 한해서 시각적 정보를 이용한 공간적 전력 할당을 수행할 수 있다.
이어서, 기지국(1000)은 공간적 전력 할당의 성공 응답 및 예측된 공간 영역의 정보를 단말(2000)로 전송한다(S246).
이어서, 기지국(1000) 및 단말(2000)은 공간적 전력 할당에 따른 통신 성능을 지속적으로 관찰할 수 있다(S247).
이하, 도 43 내지 도 46을 참조하여 공간적 전력 할당이 실패한 경우에, 공간적 전력 할당의 실패 방법의 다양한 실시 예를 설명하기로 한다.
도 43은 공간적 전력 할당의 실패를 처리하는 제1 실시 예를 나타내는 도면이다.
단말(2000)은 GPS 정보를 기지국(1000)으로 전송할 수 있다(S301). 여기서, GPS 정보에는 단말(2000)이 위
치한 곳의 좌표, 속도 및 방향에 대한 정보가 포함될 수 있다.
이어서, 기지국(1000)은 전파 환경 내 공간 구분 방식(예로서, polar 또는 hexagon)을 선정 또는 변경할 수 있다(S302).
이어서, 기지국(1000)은 단말(2000)로부터 수신된 GPS 정보에 기초하여 단말(2000)의 전파 환경 내 특정 공간 영역의 예측을 수행할 수 있다. 여기서, 단말(2000)이 위치한 곳이 기지국(1000)이 공간적 전력 할당을 지원하는 공간 영역을 벗어난 경우 기지국(1000)이 단말(2000)의 GPS 정보에 기초하여 특정 공간 영역을 예측할 수 없다. 즉, 기지국(1000)에서 특정 공간 영역의 예측이 실패할 수 있다(S303).
이어서, 기지국(1000)은 공간적 전력 할당 실패 응답을 단말(2000)로 전송할 수 있다(S304). 이때, 기지국(1000)으로부터 공간적 전력 할당 실패 응답을 수신한 단말(2000)은 기지국(1000)과 도 39 또는 도 41의 절차를 수행하여 공간적 전력 할당을 재시도 할 수 있다.
도 44는 공간적 전력 할당의 실패를 처리하는 제2 실시 예를 나타내는 도면이다.
도 44를 참조하면, 기지국(1000)은 GPS 정보 및 기지국(1000)의 전파 환경 내 공간 구분 방식을 단말(2000)로 전송할 수 있다(S311). 여기서, GPS 정보에는 기지국(1000)이 위치한 곳의 좌표, 속도 및 방향에 대한 정보가 포함될 수 있다.
이어서, 단말(2000)은 기지국(1000)에서 수신된 GPS 정보에 기초하여 기지국(1000)의 전파 환경 내 특정 공간 영역의 예측을 수행할 수 있다. 여기서, 단말(2000)이 위치한 곳이 기지국(1000)이 공간적 전력 할당을 지원하는 공간 영역을 벗어난 경우 단말(2000)이 기지국(1000)의 GPS 정보에 기초하여 특정 공간 영역을 예측할 수 없다. 즉, 단말(2000)에서 특정 공간 영역의 예측이 실패할 수 있다(S312).
이어서, 단말(2000)은 공간적 전력 할당 실패 응답을 기지국(1000)으로 전송할 있다. 다른 예로서, 단말(2000)은 기지국(1000)의 GPS 정보 및 공간 구분 방식의 재 요청을 기지국(1000)으로 전송할 수 있다(S313). 이때, 단말(2000)으로부터 공간적 전력 할당 실패 응답을 수신한 기지국(1000)은 단말(2000)과 도 40 또는 도 42의 절차를 수행하여 공간적 전력 할당을 재시도 할 수 있다. 또한, 단말(2000)이 기지국(1000)의 GPS 정보 및 공간 구분 방식의 재 요청을 수신한 경우에도 도 40 또는 도 42의 절차를 수행하여 공간적 전력 할당을 재시도 할 수 있다.
도 45는 공간적 전력 할당의 실패를 처리하는 제3 실시 예를 나타내는 도면이다.
도 45를 참조하면, 기지국(1000)에서 단말(2000)에게 공간적 전력 할당이 정상적으로 이루어지는 경우, 기지국(1000)은 공간적 전력 할당 성공 응답 및 예측된 공간 영역 정보를 단말(2000)로 전송할 수 있다(S321).
이어서, 기지국(1000)과 단말(2000)은 통신 성능을 지속적으로 관찰하여 통신 성능이 기 설정한 기준치 미만으로 떨어지는지 판단한다(S322).
이어서, 기지국(1000)은 단말(2000)이 위치한 곳의 시각적 정보에서 단말(2000)이 사라지는 경우, 시각적 정보에 기초하여 단말(2000)의 인식이 실패하여 공간적 전력 할당이 실패한 것으로 처리할 수 있다(S323). 예로서, 단말(2000)을 소유한 사람이 도로를 걷다가 건물 내부로 들어가는 경우, 단말(2000)이 위치했던 도로의 카메라에서 생성된 시각적 정보에서 단말(2000)이 사라지게 된다. 이러한 경우, 기지국(1000)은 단말(2000)게 지속적으로 공간적 전력 할당을 해줄 수 없음으로, 공간적 전력 할당이 실패한 것으로 처리할 수 있다.
이어서, 기지국(1000)은 공간적 전력 할당 실패 응답을 단말(2000)로 전송할 수 있다. 이때, 기지국(1000)으로부터 전력 할당 실패 응답을 수신한 단말(2000)은 기지국(1000)과 도 39 또는 도 31 절차를 수행하여 공간적 전력 할당을 재시도 할 수 있다.
도 46은 공간적 전력 할당의 실패를 처리하는 제4 실시 예를 나타내는 도면이다.
도 46을 참조하면, 기지국(1000)에서 단말(2000)에게 공간적 전력 할당이 정상적으로 이루어지는 경우, 기지국(1000)은 공간적 전력 할당 성공 응답 및 예측된 공간 영역 정보를 단말(2000)로 전송할 수 있다(S331).
이어서, 기지국(1000) 및 단말(2000)은 통신 성능을 지속적으로 관찰한다(S332).
이어서, 기지국(1000)이 시각적 정보에서 단말(2000)을 찾을 수 없거나, 또는 기지국(1000)이 공간적 전력 할당을 지원하는 공간 영역을 단말(2000)이 벗어난 경우, 기지국(1000)과 단말(2000) 간의 통신 성능이 기 설정한 기준치 미안으로 떨어질 수 있다(S333).
이어서, 기지국(1000)과 단말(2000) 간의 통신 성능이 기 설정한 기준치 미안으로 떨어지면 단말(2000)은 공간적 전력 할당을 받을 수 없게 된다. 이러한 경우, 단말(2000)은 공간적 전력 할당 실패 응답을 기지국(1000)으로 전송할 수 있다. 다른 예로서, 단말(2000)은 자신의 GPS 정보 및 공간 구분 방식 재 요청을 기지국(1000)으로 전송할 수 있다(S334). 이때, 단말(2000)으로부터 전력 할당 실패 응답을 수신한 기지국(1000)은 단말(2000)과 도 40 또는 도 42의 절차를 수행하여 공간적 전력 할당을 재시도 할 수 있다.
도 47은 시각적 정보수집 장치를 추가하여 시각적 정보 획득이 가능한 공간을 확장한 것을 나타내는 도면이다. 도 48은 시각적 정보수집 장치를 추가하여 시각적 정보 획득이 가능한 공간을 확장하는 방법의 일 예를 나타내는 도면이다.도 47 및 도 48의 절차는 도 16 및 도 19와 같이, 복수의 시각적 정보수집 장치(1100)를 포함하여 공간적 전력 할당 장치(1000)가 구동되었을 때, 시각적 정보 획득이 가능한 공간을 확장하여 공간적 전력 할당이 수행되는 방법에 관한 것이다.
도 47 및 도 48을 참조하면, 제1 통신 노드(예로서, 기지국(1000))의 주변에 복수의 시각적 정보수집 장치(1100C~1100F)를 추가로 배치하고, 추가로 배치된 복수의 시각적 정보수집 장치(1100C~1100F)를 통해서 시각적 정보 획득이 가능한 공간을 확장할 수 있다. 이 경우, 공간적 전력 할당을 원하는 제2 통신 노드(예로서, 단말(2000))이 이동 하더라도 공간적 전력 할당이 원활이 이루어지도록 할 수 있다.
구체적으로, 공간적 전력 할당을 원하는 단말(2000)은 공간적 전력 할당 요청 메시지를 기지국(1000)으로 전송할 수 있다(S401). 여기서, 공간적 전력 할당 요청 메시지에는 단말(2000)이 할당 받기를 원하는 전력 할당 레벨 정보가 포함될 수 있다. 즉, 공간적 전력 할당을 원하는 단말(2000)은 할당 받기를 원하는 레벨 정보를 포함하는 공간적 전력 할당 요청 메시지를 기지국(1000)으로 전송하고, 이를 통해 공간적 전력 할당 동작의 초기 진입이 수행될 수 있다.
이어서, 단말(2000)은 자신의 GPS 정보를 기지국(1000)으로 전송할 수 있다(S402). 여기서, GPS 정보에는 단말(2000)이 위치한 곳의 좌표, 속도 및 방향에 대한 정보가 포함될 수 있다.
이어서, 기지국(1000)은 전파 환경 내 공간 구분 방식(polar 또는 hexagon)을 선정 또는 변경할 수 있다(S403).
이어서, 기지국(1000)은 단말(2000)의 GPS 정보에 기초하여 전파 환경 내 특정 공간 영역의 예측을 수행할 수 있다(S404).
이어서, 기지국(1000)은 단말(2000)의 GPS 정보에 기초하여 단말(2000)이 위치한 곳의 시각적 정보에서 단말(2000)의 인식을 수행할 수 있다. 이때, 단말(2000)이 빠르게 이동하거나, 실외에서 실내로 이동하는 경우 시각적 정보에서 단말(2000)의 인식이 실패하게 된다(405).
이어서, 기지국(1000)은 단말(2000)의 GPS 정보에 기초하여 예측된 공간 영역에 위치하는 시각적 정보수집 장치들(1100A) 중에서 예측된 공간 영역에 대응하는 시각적 정보수집 장치(D)에게 단말(2000)의 시각적 정보를 요청할 수 있다(S406).
이어서, 단말(2000)이 위치하는 곳의 시각적 정보수집 장치(D)가 단말(2000)의 시각적 정보를 기지국(1000)으로 전송할 수 있다(S407).
이어서, 기지국(1000)은 시각적 정보수집 장치(D)로부터 수신된 시각적 정보의 공간 좌표를 기지국(1000) 의 공간 좌표로 변환 또는 정렬시킬 수 있다(S408).
이어서, 기지국(1000)은 정렬된 공간 좌표에 대해서 단말(2000)을 위한 공간적 전력 할당을 수행할 수 있다(S409).
이어서, 기지국(1000)은 공간적 전력 할당 성공 응답 및 예측된 공간 영역 정보를 단말(2000)로 전송할 수 있다(S410).
이어서, 단말(2000) 및 기지국(1000)은 통신 성능을 지속적으로 관찰할 수 있다(S411).
이어서, 기지국(1000)은 단말(2000)이 위치하는 주변에 배치된 시각적 정보수집 장치들(C, F)에게 추가로 시각적 정보를 요청할 수 있다(S412).
이어서, 단말(2000)이 위치하는 주변에 배치된 시각적 정보수집 장치들(C, F)는 시각적 정보를 기지국(1000)으로 전송할 수 있다(S413).
이와 같이, 기지국(1000)은 단말(2000)이 위치하는 곳의 시각적 정보수집 장치뿐만 아니라, 주변의 시각적 정보수집 장치들로부터 시각적 정보를 수신함으로써 단말(2000)에게 공간적 전력 할당이 이루어지는 공간을 확장시킬 수 있다. 즉, 단말(2000)이 빠르게 이동하거나, 특정 지점에서 진행 방향을 변경하더라도, 추가된 시각적 정보들을 통해 지속적으로 단말(2000)의 위치를 추적할 수 있어 공간적 전력 할당의 영역을 확장시킬 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.
1000: 공간적 전력 할당 장치 1100: 시각적 정보수집 장치
1200: 시각적 정보처리 장치 1210: 공간좌표 정렬부
1220: 정보 저장부 1230: 기계 학습부
1240: 정보 분석부 1250: 제어부
1300: 통신 장치 1310: 통신부
1320: 안테나 제어모듈 1330: 안테나부
1200: 시각적 정보처리 장치 1210: 공간좌표 정렬부
1220: 정보 저장부 1230: 기계 학습부
1240: 정보 분석부 1250: 제어부
1300: 통신 장치 1310: 통신부
1320: 안테나 제어모듈 1330: 안테나부
Claims (10)
- 시각적 정보를 이용하여 제1 통신 노드에서 수행되는 공간적 전력 할당 방법으로서,
공간적 전력 할당을 요청한 제2 통신 노드가 위치한 영역의 전파 환경 내의 시각적 정보를 수집하는 단계;
상기 시각적 정보를 분석하여 상기 제2 통신 노드가 위치한 영역의 사람, 통신 기기 및 사물을 인식하는 단계;
상기 전파 환경 내에서 상기 사람, 상기 통신 기기 및 상기 사물의 통신 성능의 영향을 분석하여, 상기 사람, 상기 통신 기기 및 상기 사물의 역할을 예측하는 단계; 및
상기 사람, 상기 통신 기기 및 상기 사물의 예측된 역할에 따라 상기 제2 통신 노드가 위치한 영역에 공간적 전력 할당을 수행하는 단계;를 포함하는,
공간적 전력 할당 방법. - 청구항 1항에서,
상기 사람, 통신 기기 및 사물을 분석하는 단계에서, 기계 학습을 통해 생성된 가설을 이용하여 상기 사람, 통신 기기 및 사물의 역할을 예측하는, 공간적 전력 할당 방법. - 청구항 1항에서,
상기 제2 통신 노드가 위치한 영역에 공간적 전력 할당을 수행하는 단계에서, 상기 사람, 통신 기기 및 사물의 역할이 통신에 직접 도움이 되는 통신 지시물인 경우, 평균 전력 레벨보다 큰 레벨로 공간적 전력 할당을 수행하는, 상기 사람, 통신 기기 및 사물의 역할이 통신에 간접 도움이 되는 통신 보조물인 경우, 평균 전력 레벨과 동일하거나 또는 큰 레벨로 공간적 전력 할당을 수행하는, 상기 제2 통신 노드가 위치한 영역에 공간적 전력 할당을 수행하는 단계에서,상기 사람, 통신 기기 및 사물의 역할이 통신에 방해가 되는 통신 장애물인 경우, 평균 전력 레벨보다 작은 레벨로 공간적 전력 할당을 수행하는, 공간적 전력 할당 방법. - 청구항 1항에서,
상기 시각적 정보를 수집하는 단계에서, 상기 제2 통신 노드가 위치한 영역의 전파 환경 내의 물리적인 현상에 따른 시각적 정보를 수집하며,
상기 시각적 정보를 분석하여 상기 제2 통신 노드가 위치한 영역의 물리적 현상을 인식하는 단계; 및
상기 물리적 현상의 변화가 기준 값을 초과하는 영역에 평균 전력 레벨보다 큰 레벨로 공간적 전력 할당을 수행하는 단계;들 더 포함하는, 공간적 전력 할당 방법. - 청구항 1항에서,
상기 제2 통신 노드가 위치한 영역에 공간적 전력 할당을 수행하는 단계 이후에,
상기 제2 통신 노드가 위치한 영역 주변의 시각적 정보를 수집하는 단계; 및
상기 영역 주변의 시각적 정보에 기초하여 상기 제2 통신 노드에 대하여 공간적 전력 할당이 수행되는 영역을 확장시키는 단계를 더 포함하는, 공간적 전력 할당 방법. - 청구항 1항에서,
상기 시각적 정보를 수집하는 단계에서, 복수의 시각적 정보수집 장치를 순차적으로 동작시키고, 복수의 시각적 정보수집 장치에서 생성된 시각적 정보들을 시간 순서로 배열하여 시각적 정보들 간의 시간 간격을 줄이는 것을 특징으로 하는, 공간적 전력 할당 방법. - 제1 통신 노드에서 수행되는 공간적 전력 할당 방법으로서,
공간적 전력 할당 요청을 공간적 전력 할당이 가능한 제2 통신 노드로 전송하는 단계;
상기 제1 통신 노드의 좌표, 속도, 방향 정보를 상기 제2 통신 노드로 전송하는 단계; 및
상기 제1 통신 노드의 좌표, 속도, 방향 정보에 기초한 공간적 전력 할당을 상기 제2 통신 노드로부터 수신하는 단계;를 포함하는, 공간적 전력 할당 방법. - 청구항 7항에 있어서,
상기 전력 할당 요청을 상기 제2 통신 노드로 전송하는 단계에서, 상기 전력 할당 요청은 상기 제1 통신 노드가 할당 받기를 원하는 전력 할당 레벨 정보를 포함하는, 공간적 전력 할당 방법. - 청구항 7항에 있어서,
할당된 공간적 전력을 이용하여 상기 제1 통신 노드가 상기 제2 통신 노드와 신호를 송수신하는 단계;
상기 제1 통신 노드가 상기 제2 통신 노드와의 신호 송수신 성능을 관찰하는 단계; 및
상기 신호 송수신 성능이 기 설정된 기준 값 미만이면 공간적 전력 할당을 재 요청하는 단계를 더 포함하는, 공간적 전력 할당 방법. - 청구항 7항에 있어서,
공간적 전력 할당을 받은 영역 밖으로 상기 제1 통신 노드가 이동한 경우, 상기 제1 통신 노드가 공간적 전력 할당 갱신 요구를 상기 제2 통신 노드로 전송하는 단계;
상기 제1 통신 노드의 좌표, 속도, 방향 정보를 상기 제2 통신 노드로 재전송하는 단계; 및
재전송된 상기 제1 통신 노드의 좌표, 속도, 방향 정보에 기초한 공간적 전력 할당을 상기 제2 통신 노드로부터 수신하는 단계;를 더 포함하는 공간적 전력 할당 방법.
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