KR102473387B1 - 매시브 IoT 기반 통신중계기용 스마트 안테나 시스템 및 이를 이용한 통신상태 모니터링 방법 - Google Patents

매시브 IoT 기반 통신중계기용 스마트 안테나 시스템 및 이를 이용한 통신상태 모니터링 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 무선통신 신호를 증폭하여 통신을 원활하게 하는 통신중계기와, IoT 디바이스들의 블루투스 제어신호를 수집하여 상기 통신 중계기로 전달하는 복수의 분산형 스마트 안테나와, 상기 통신중계기와 서버 간 데이터를 전송하도록 형성되는 무선백홀 매시브 IoT 네트워크를 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 안테나 시스템을 개시한다.

Description

매시브 IoT 기반 통신중계기용 스마트 안테나 시스템 및 이를 이용한 통신상태 모니터링 방법 {SMART ANTENNA SYSTEM FOR COMMUNICATION REPEATER BASED ON MASSIVE IOT AND THE METHOD FOR COMMUNICATION STATUS MONITORING}
본 발명은 스마트 안테나 시스템에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 DAS(Distributed Antenna Systems) 등 중계기의 안테나에 일체형으로 설계되며, 안테나를 통하여 방사되는 전자파의 세기를 실시간으로 측정하여 통신사업자에게 전송하는 동시에 매시브 IoT 기반 블루투스 IoT 허브의 기능을 갖는 스마트 안테나 시스템과 이를 이용한 통신상태 모니터링 방법에 관한 것이다.
정보 산업의 발달에 따라 다양한 종류의 대용량 데이터를 고속으로 전송할 수 있는 기술이 요구되고 있고, 이를 위해 기존의 셀 내에 다수의 분산 안테나를 두어 음영지역의 해소 및 커버리지(coverage) 확장을 위한 DAS 방식이 연구되었다.
분산 안테나 시스템(Distributed Antenna System: DAS)은 단일 기지국(base station)과 유선 또는 전용회선으로 연결된 다수의 분산 안테나를 활용한 시스템으로, 단일 기지국은 기지국이 서비스하는 셀 내부에 소정 거리 이상 떨어져 위치하는 복수 개의 안테나를 관리한다.
복수 개의 안테나들이 셀 내에서 소정 거리 이상 떨어져 분산되어 위치한다는 점에서 복수 개의 기지국 안테나들이 셀 중앙에 집중되어 있는 중앙집중형 안테나 시스템(centralized antenna system: CAS)과 구별된다.
CAS는 일반적으로 WCDMA(wideband code division multiple access), HSPA(high speed packet access), LTE(long term evolution)/LTE-A(long term evolution-advanced), 802.16과 같은 셀룰러 통신 시스템으로 셀 기반의 구조에서 하나의 기지국에 다중 안테나를 설치하여 OLMIMO(open loop-multi input multi output), CL-SU-MIMO(close loop-single user-multi input multi output), CL-MU-MIMO(close loop-multi user-multi input multi output), Multi-BS-MIMO(multi-base station-multi input multi output) 등과 같은 다양한 다중 안테나 기법을 사용하는 시스템이다.
DAS는 분산 안테나 각각의 유닛이 해당 안테나의 영역을 자체적으로 관할하는 것이 아닌 셀 중앙의 기지국에서 셀 내 위치한 모든 분산 안테나 영역을 관할한다는 점에서 펨토 셀(Femto cell)과 구별된다. 또한, 분산 안테나 유닛들이 유선 또는 전용회선으로 연결되어 있다는 점에서 기지국과 중계국(Remote Station: RS) 사이가 무선으로 연결된 다중 홉 방식의 릴레이 시스템(relay system) 또는 애드혹(ad-hoc) 네트워크와도 구별된다. 또한, 기지국의 명령에 따라 분산 안테나 각각이 안테나에 인접한 각각의 단말에 서로 다른 신호를 전송할 수 있다는 점에서 단순히 신호를 증폭해서 전송하는 리피터(repeater) 구조와도 구별된다.
이러한 DAS는 분산 안테나들이 동시에 서로 다른 데이터 스트림을 송수신하여 단일 또는 다중의 이동 단말(mobile station)을 지원할 수 있다는 점에서 일종의 다중 입출력(multiple input multiple output: MIMO) 시스템으로 볼 수 있다. MIMO 시스템 관점에서, DAS는 셀 내에 다양한 위치에 분산된 안테나들로 CAS에 비해 각 안테나별로 전송 영역이 축소되어 송신 전력을 감소시키는 효과를 얻을 수 있다. 또한, 안테나와 단말 간의 전송 거리 단축을 통해 경로 손실을 감소시켜 데이터의 고속 전송이 가능하게 함으로써, 셀룰러 시스템의 전송 용량 및 전력 효율을 높일 수 있고, 셀 내의 사용자의 위치에 상관없이 CAS에 상대적으로 균일한 품질의 통신성능을 만족시킬 수 있다. 또한, 기지국과 다수의 분산 안테나들이 유선 또는 전용회선으로 연결되어 있어, 신호 손실이 적고 안테나 간의 상관도 및 간섭이 감소되어 높은 신호 대 간섭 잡음비(signal to interference plus noise ratio: SINR)를 가질 수 있다.
이와 같이 통신중계기 중에서 DAS(Distributed Antenna Systems)는 하나의 중계기에 여러 개의 안테나를 분산배치하여 실내 환경의 높은 트래픽 용량 문제를 해결하는데 사용한다. 최근에는 DAS를 이용해 통신중계기의 통신 성능을 향상시키고 있지만 통신중계기와 관계가 없는 안테나의 결함으로 인하여 이슈가 발생하는 문제가 제기된다.
통신사들의 입장에서는 중계기에서 지속적인 통신상태를 유지되고 있는지 확인할 수 있는 방법이 없기 때문에 고객의 클레임을 받고서야 A/S를 지원할 수 밖에 없는 현실이다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 안테나까지 이어지는 선로의 중간에 '안테나 모니터링 시스템'을 설치하는 방법이 제안되었지만, 선로 공사비용의 증가, 별도의 전원공급, 신뢰성 문제 등으로 인하여 실제로 사업화가 부진한 실정이다.
또한, 스마트시티, 스마트홈, 스마트 팩토리 등에서 IoT 네트워크를 구성하기 위해서는 센서의 신호를 모을 수 있는 게이트웨이가 필요하다. 이러한 게이트웨이는 신뢰성을 높이기 위하여 유선망을 이용하는 것이 일반적이며, 이러한 게이트웨이를 설치하려면 별도의 유선 통신망 뿐만아니라, 별도의 게이트웨이도 설치해야 된다는 문제가 있다(도 1 참조).
대한민국 등록특허 제10-1588747호 대한민국 등록특허 제10-1689846호 대한민국 등록특허 제10-1475562호
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로서, 스마트홈, 스마트 팩토리처럼 IoT 환경이 필요한 곳에 별도의 IoT 허브 설치가 필요 없도록 환경을 구축하고, DAS용 안테나를 이용하여 방사되는 신호의 세기를 측정하여 통신사에게 그 데이터를 전송시켜 줌으로서 신속한 A/S 및 사전점검을 통하여 안정적인 통신상태를 유지하게 하여 잠재적인 위험을 회피할 수 있는 매시브 IoT 기반 통신중계기용 스마트 안테나 시스템 및 통신상태 모니터링 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위해 본 발명은 무선통신 신호를 증폭하여 통신을 원활하게 하는 통신중계기와, IoT 디바이스들의 블루투스 제어신호를 수집하여 상기 통신 중계기로 전달하는 복수의 분산형 스마트 안테나와, 상기 통신중계기와 서버 간 데이터를 전송하도록 형성되는 무선백홀 매시브 IoT 네트워크를 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 안테나 시스템을 개시한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 복수의 분산형 스마트 안테나는 RF 에너지를 이용하여 에너지를 모으도록 형성되는 에너지 하베스팅 모듈과, IoT 디바이스들과 블루투스 통신하여 데이터를 수집할 수 있도록 형성되는 블루투스 허브 모듈과, 모바일 서비스를 통해 서버와 데이터 통신하도록 형성되는 모바일통신 모듈을 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 에너지 하베스팅 모듈은 충전에 필요한 최소의 전력을 생성할 수 있도록 상기 통신중계기에서 스마트 안테나로 송신하는 RF 신호를 커플링하는 RF 커플러를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 에너지 하베스팅 모듈은 상기 RF 커플러에 의하여 커플링된 RF 신호를 수신하여 DC로 변환하여 충전한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 에너지 하베스팅 모듈은 RF 신호가 없는 상황에서도 초기 동작 및 통신모듈 구동이 가능하도록 초기전력을 공급할 수 있도록 형성된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 블루투스 허브 모듈의 신호 및 매시브 IoT 네트워크의 신호를 제어할 수 있는 메인컨트롤러를 더 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 스마트 안테나에 입력되는 커플링 신호를 측정하여 상기 메인컨트롤러로 전송하는 센서 모듈을 더 포함한다.
또한, 본 발명은 IoT 디바이스들의 블루투스 제어신호를 수집할 수 있는 블루투스 허브 기능을 갖는 DAS 중계기의 안테나들을 이용한 통신상태 모니터링 방법에 있어서, 각각의 안테나로부터 방사되는 신호의 세기를 측정하는 단계와, 상기 측정 데이터를 통신사에 전송하는 단계를 포함하는 스마트 안테나 시스템을 이용한 통신상태 모니터링 방법을 개시한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 측정된 신호의 세기에 근거하여 통신 위험 등급을 평가하고, 상기 통신 위험 등급에 대한 측정 데이터를 통신사에 전송하는 단계를 더 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 위험 등급 평가는 인접한 안테나들의 거리 및 신호 세기에 근거하여 이루어진다.
본 발명의 적어도 일 실시예에 따르면 별도의 디바이스 네트워크를 구축할 필요가 없이 기존 중계기 네트워크망에 Massive IoT를 연동하는 것이 가능해진다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면 기존의 망구축비용을 줄이고 무선망을 통하여 초고속의 IoT 환경을 구축할 수 있게 된다.
아울러, 본 발명의 일 실시예에 따르면 통신사에서 블루투스 허브를 소비자에게 무상으로 제공하고 massive IoT 통신요금을 받아서 수익을 창출할 수 있기 때문에 별도의 설치비가 필요 없이 별도의 수익모델을 창출할 수 있게 한다.
본 발명의 실시예들에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 다른 효과들도 본 발명의 실시예 또는 실시예의 조합에 의하여 도출될 수 있다.
도 1은 종래기술의 문제점을 설명하는 개념도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 안테나 시스템의 개념도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 안테나 시스템의 설치 개념도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 안테나의 내부구조를 나타낸 개념도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 통신상태 모니터링 방법의 순서도.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 통신상태 모니터링 방법을 설명하기 위한 개념도.
도 7a 및 도 7b는 스마트 안테나의 출력이상에 의한 통신 위험 등급 평가를 설명하기 위한 개념도.
본 발명에 따른 매시브 IoT 기반 통신중계기용 스마트 안테나 시스템 및 이를 이용한 통신상태 모니터링 방법은 다양한 형태의 변형된 실시예를 가질 수 있다.
본 명세서에서는 이 중 몇가지 실시예에 대하여 도면을 참조하여 구체적으로 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 기술적 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 본 명세서에서는 서로 다른 실시예라도 동일·유사한 구성에 대해서는 동일·유사한 참조번호를 부여하고, 그 설명은 처음 설명으로 갈음한다. 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
또한, 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 또는 "부"는 명세서 작성의 편의를 위하여 사용되는 용어일 뿐, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 안테나(100) 시스템의 개념도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 안테나(100) 시스템의 설치 개념도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 스마트 안테나(100) 시스템은 통신중계기와, 복수의 분산형 스마트 안테나(100)와, 무선백홀 매시브 IoT(Massive-IoT) 네트워크 등을 포함한다.
도시된 바에 따르면, 스마트 안테나(100)들은 각종 IoT 디바이스의 블루투스 제어신호 및 무선통신신호를 수집한다.
수집된 신호는 통신중계기를 거쳐 아웃도어안테나(Outdoor antenna)를 통해 서버(또는 기지국)으로 전송된다. 이러한 데이터 전송은 무선백홀 매시브 IoT 네트워크를 통해 이루어질 수 있다.
통신중계기는 무선통신 신호가 약하여 통신이 어려울 때 신호를 증폭하여 통신을 원활하게 한다.
본 발명에서는 통신중계기 중 DAS(Distributed Antenna Systems)를 이용하여 하나의 중계기에 여러 개의 안테나를 분산배치하여 실내 환경의 높은 트래픽 용량 문제를 해결할 수 있게 한다.
복수의 분산형 스마트 안테나(100)들은 IoT 디바이스들의 블루투스 제어신호를 수집하여 상기 통신 중계기로 전달한다.
상기 스마트 안테나(100)들은 DAS(Distributed Antenna Systems) 중계기의 안테나에 IoT 허브 기능을 포함시켜 서버로 IoT신호를 전송하여 별도의 IoT 네트워크 구축비용을 절감시킬 수 있도록 형성될 수 있다.
무선백홀 매시브 IoT 네트워크는 상기 통신중계기와 서버 간 데이터를 전송하도록 형성된다.
상기 무선백홀 매시브 IoT 네트워크 5G 이동통신 시스템이 적용되는 것으로, 이동통신 인프라를 통해 이러한 초연결 네트워크 환경인 massive IoT를 제공하도록 형성된다.
상기 매시브 IoT는 네트워크에 연결된 다양한 사물디바이스를 통한 실감 통신 및 원격 정밀 제어 등을 제공하기 위한 저지연, 고신뢰 통신을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 상기 매시브 IoT는 LTE의 NB-IoT를 이용하여 LTE massive IoT 네트워크가 구축될 수 있다. 또한, 향후 5G massive IoT 기술이 표준화 되면 이를 바로 적용하는 것이 가능하다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 안테나(100)의 내부구조를 나타낸 개념도이다.
도 4를 참조하면, 스마트 안테나(100)는 통신안테나(110)와, 에너지 하베스팅 모듈(120)과, 전력관리모듈(130)과, 배터리(140)와, 안테나 전력 센서(150)와, 모바일 통신 모듈(160)과, 블루투스 허브 모듈(170) 등을 포함할 수 있다.
에너지 하베스팅 모듈(120)은 RF 에너지를 이용하여 에너지를 모으도록 형성되며, 충전에 필요한 최소의 전력을 생성할 수 있도록 상기 통신중계기에서 스마트 안테나(100)로 송신하는 RF 신호를 커플링하는 RF 커플러를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 하베스팅 모듈(120)은 다양한 형태로 구현될 수 있다. 예를 들어, RF 신호의 자기장에 의해 변형될 수 있는 자왜 소자와 압전 소재가 결합된 압전 하베스터를 이용함으로써 RF 신호를 이용해 전기 에너지를 생성할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 하베스팅 모듈(120)은 서로 다른 주파수의 RF 신호에 대해서 전기 에너지를 생성할 수 있다.
실제 환경에서 다양한 주파수의 RF 신호가 이용되고 있으므로, 에너지 하베스팅 모듈(120)은 서로 다른 공진 주파수의 압전 하베스터 등을 이용함으로써 에너지 하베스팅 효율을 증가시킬 수 있다.
예컨대, 본 발명에 따른 에너지 하베스팅 모듈(120)이 와이파이를 지원하는 이동 통신 단말기 주변에 위치할 경우, 에너지 하베스팅 모듈(120) 주변에 이동통신 주파수의 RF 신호와 와이파이 주파수의 RF 신호가 존재할 수 있다. 그리고 제1 하베스터의 공진 주파수가 이동통신 주파수에 대응되고, 제2 하베스터의 공진 주파수가 와이파이 주파수에 대응된다면, 본 발명에 따른 에너지 하베스팅 모듈(120)은 이동통신 RF 신호와 와이파이 RF 신호 모두를 이용해 전기 에너지를 생성할 수 있다.
블루투스 허브 모듈(170)은 IoT 디바이스들과 블루투스 통신하여 데이터를 수집할 수 있도록 형성되며, 모바일 통신 모듈(160)은 모바일 서비스를 통해 서버와 데이터 통신하도록 형성된다.
전력관리모듈(130)과 배터리(140)는 RF 신호가 없는 상황에서도 초기 동작 및 통신모듈 구동이 가능하도록 초기전력을 공급할 수 있게 한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 안테나(100) 시스템은 블루투스 허브 모듈(170)의 신호 및 매시브 IoT 네트워크의 신호를 제어할 수 있는 메인컨트롤러를 포함할 수 있으며, 안테나 전력 센서(150)는 스마트 안테나(100)에 입력되는 커플링 신호를 측정하여 상기 메인컨트롤러로 전송하여 사용자 또는 통신사가 스마트 안테나(100)의 상태를 모니터링 할 수 있게 한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 통신상태 모니터링 방법의 순서도이다.
도 5를 참조하면, 통신상태 모니터링 방법은 스마트 안테나(100)들로부터 방사되는 신호 세기를 측정하는 단계(S110)와, 안테나들의 배치, 거리, 측정된 신호의 세기에 근거하여 통신 위험 등급을 평가하는 단계(S120)와, 통신사로 측정 데이터를 전송하는 단계(S130) 등을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 상기 단계들은 선택적으로 이루어질 수 있다. 예를 들어, S120 단계가 생략되고 S110 단계 후 바로 S130 단계가 이어지는 것이 가능하다. 또는, S110 내지 S130 단계 이외에 다른 단계들이 추가되는 것도 가능하다.
스마트 안테나(100)들로부터 방사되는 신호 세기를 측정하는 단계(S110)에서는 센서 모듈 또는 안테나 전력 센서(150)를 이용하여 스마트 안테나(100)에 입력되는 커플링 신호를 측정할 수 있다.
상기 커플링 신호는 에너지 하베스팅 모듈(120)에 존재하는 RF 커플러를 통해 커플링 되는 신호일 수 있다. RF 커플러는 충전에 필요한 최소의 전력을 생성할 수 있도록 상기 통신중계기에서 스마트 안테나(100)로 송신하는 RF 신호를 커플링한다. 에너지 하베스팅 모듈(120)은 상기 RF 커플러에 의하여 커플링된 RF 신호를 수신하여 DC로 변환하여 충전할 수 있다. S110 단계에서는 이 때 발생하는 커플링 신호를 측정하여 통신 상태를 측정하는 것이 가능하다.
안테나들의 배치, 거리, 측정된 신호의 세기에 근거하여 통신 위험 등급을 평가하는 단계(S120)에서는 S110 단계에서 측정된 신호를 안테나들의 배치 정보에 근거하여 재가공하여 통신 위험 등급을 평가한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 통신상태 모니터링 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
도 6을 참조하면, 각 안테나들마다 신호의 세기가 다를 수 있으며 안테나 간 거리에 따라 블루투스 및 이동단말기를 사용할 수 있는 영역이 달라질 수 있다.
안테나 신호의 이상은 중계기 자체의 고장이나 공사인부들의 부주의로 인한 전송케이블의 절단 및 손상, 기타 자연 재해, 선로노후 등에 의해 흔히 발생할 수 있다.
이러한 이유로 통신이 되지 않는 경우 막대한 경제적 비용문제 및 사회적인 문제가 발생할 수 있다. 예를 들어, 화재 현장에서 무전 등 통신이 원활하지 않을 경우 인명 및 재산 피해가 커질 수 있다.
분산형 안테나 시스템에서는 어느 하나의 안테나에 이상이 생기더라도 다른 안테나와 중첩되는 통신 영역이 존재하는 경우 이러한 위험을 다소 해소할 수 있지만, 복수의 안테나에 이상이 생겨 음영영역이 생기는 경우 발생할 수 있는 피해는 상상을 초월할 수 있다.
이하에서 이러한 문제점을 해결하기 위해 스마트 안테나(100)의 출력이상에 의한 통신 위험 등급 평가를 하는 방식의 예를 설명한다.
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 안테나(100)의 출력이상에 의한 통신 위험 등급 평가 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
도 7a를 참조하면, 6개의 분산형 스마트 안테나(100)들이 배치되어 있으며 각 안테나들의 신호가 미치는 영역(이하 '신호영역'이라 함)은 점선으로 표시되어 있다.
도시된 바에 따르면, 각각의 안테나들의 신호영역은 다소 차이가 있다.
메인컨트롤러는 신호의 기준 세기를 설정할 수 있으며 기준 세기에 미치지 못하는 경우 해당 스마트 안테나(100)를 '출력이상' 상태로 간주할 수 있다.
메인컨트롤러는 스마트 안테나(100)들의 배치를 토대로 음영영역을 추정한다.
실제로는 벽이나 장애물들이 존재하기 때문에 신호영역은 원형으로 형성되지 않을 수 있다. 따라서, 음영영역을 추정하기 위해 안테나들 사이에 배치되는 별도의 센서나 안테나들 사이에 위치한 블루투스 기기의 신호가 사용될 수 있다.
블루투스 기기를 이용하는 경우 스마트 안테나(100)들이 모두 블루투스 허브로 이용될 수 있기 때문에 인접한 스마트 안테나(100)들에서는 블루투스 기기의 신호가 측정될 수 있다.
메인컨트롤러는 '출력이상' 상태인 스마트 안테나(100)가 발견되는 경우 인접한 안테나들의 출력상태를 파악하고 음영영역이 발생한 것으로 판단되는 경우 통신 위험 등급을 높게 평가하고 사용자 또는 통신사로 알림을 전송한다.
상기 알림에는 음영영역을 최소화 할 수 있는 안테나의 위치가 포함된다. 예를 들어, 100c, 100e, 100f 안테나가 '출력이상' 상태인 경우 100f 안테나를 수리하는 경우 음영영역이 최소화 될 수 있으며, 이러한 경우 메인컨트롤러는 100f 안테나의 통신 위험 등급을 가장 높게 평가하여 통신사에서 100f 안테나를 최우선으로 수리할 수 있게 한다(도 7b 참조).
상기에서 설명한 본 발명의 실시예들에 따르면, 별도의 디바이스 네트워크를 구축할 필요가 없이 기존 중계기 네트워크망에 Massive IoT를 연동하는 것이 가능해지고, 기존의 망구축비용을 줄이고 무선망을 통하여 초고속의 IoT 환경을 구축할 수 있게 되며, 통신사에서 블루투스 허브를 소비자에게 무상으로 제공하고 massive IoT 통신요금을 받아서 수익을 창출할 수 있기 때문에 별도의 설치비가 필요 없이 별도의 수익모델을 창출할 수 있게 하는 등 종래 기술에 비해 향상된 효과를 기대할 수 있다.
이상에서 설명한 매시브 IoT 기반 통신중계기용 스마트 안테나 시스템은 위에서 설명된 실시예들의 구성과 방법에 한정되는 것이 아니라, 상기 실시예은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.
10 : 기지국
20 : Massive-IoT
30 : 통신중계기
100 : 스마트 안테나
110 : 통신안테나
120 : 에너지 하베스팅 모듈
130 : 전력관리모듈
140 : 배터리
150 : 안테나 전력 센서
160 : 모바일 통신 모듈
170 : 블루투스 허브 모듈

Claims (10)

  1. 무선통신 신호를 증폭하여 통신을 원활하게 하는 통신중계기;
    IoT 디바이스들의 블루투스 제어신호를 수집하여 상기 통신 중계기로 전달하는 복수의 스마트 안테나;
    상기 통신중계기와 서버 간 데이터를 전송하도록 형성되는 무선백홀 매시브 IoT 네트워크;
    모바일 서비스를 통해 서버와 데이터 통신하도록 형성되는 모바일통신 모듈; 및
    블루투스 허브 모듈의 신호 및 매시브 IoT 네트워크의 신호를 제어할 수 있는 메인컨트롤러를 포함하며,
    상기 복수의 스마트 안테나는,
    RF 에너지를 이용하여 에너지를 모으도록 형성되는 에너지 하베스팅 모듈;
    IoT 디바이스들과 블루투스 통신하여 데이터를 수집할 수 있도록 형성되는 블루투스 허브 모듈; 및
    상기 스마트 안테나에 입력되는 커플링 신호를 측정하여 상기 메인컨트롤러로 전송하는 센서 모듈을 더 포함하며,
    상기 메인컨트롤러는 출력이상 상태인 스마트 안테나가 발견되는 경우 인접한 안테나들의 출력상태를 파악하고 음영영역이 발생한 것으로 판단되는 경우 통신 위험 등급을 높게 평가하여 알림을 전송하고, 상기 알림에는 상기 출력이상 상태인 스마트 안테나 및 인접한 안테나들 중 수리 시 음영영역을 최소화 할 수 있는 안테나의 위치가 포함되며, 안테나들 사이에 배치되는 별도의 센서나 블루투스 기기의 신호를 이용하여 상기 음영영역의 추정을 보조하는 것을 특징으로 하는 스마트 안테나 시스템.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 에너지 하베스팅 모듈은,
    충전에 필요한 최소의 전력을 생성할 수 있도록 상기 통신중계기에서 스마트 안테나로 송신하는 RF 신호를 커플링하는 RF 커플러를 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 안테나 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 에너지 하베스팅 모듈은,
    상기 RF 커플러에 의하여 커플링된 RF 신호를 수신하여 DC로 변환하여 충전하는 것을 특징으로 하는 스마트 안테나 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 에너지 하베스팅 모듈은,
    RF 신호가 없는 상황에서도 초기 동작 및 통신모듈 구동이 가능하도록 초기전력을 공급할 수 있도록 형성되는 것을 특징으로 하는 스마트 안테나 시스템.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. IoT 디바이스들의 블루투스 제어신호를 수집할 수 있는 블루투스 허브 기능을 갖는 DAS 중계기의 안테나들을 이용한 통신상태 모니터링 방법에 있어서,
    각각의 안테나로부터 방사되는 신호의 세기를 측정하는 단계; 및
    상기 측정 데이터를 통신사에 전송하는 단계를 포함하며,
    상기 측정 데이터를 통신사에 전송하는 단계는,
    메인컨트롤러가 출력이상 상태인 스마트 안테나가 발견되는 경우 인접한 안테나들의 출력상태를 파악하고 음영영역이 발생한 것으로 판단되는 경우 통신 위험 등급을 높게 평가하여 알림을 전송하는 단계를 포함하고, 상기 알림에는 상기 출력이상 상태인 스마트 안테나 및 인접한 안테나들 중 수리 시 음영영역을 최소화 할 수 있는 안테나의 위치가 포함되며, 안테나들 사이에 배치되는 별도의 센서나 블루투스 기기의 신호를 이용하여 상기 음영영역의 추정을 보조하는 것을 특징으로 하는 스마트 안테나 시스템을 이용한 통신상태 모니터링 방법.
  9. 삭제
  10. 제8항에 있어서,
    상기 위험 등급 평가는,
    인접한 안테나들의 거리 및 신호 세기에 근거하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 스마트 안테나 시스템을 이용한 통신상태 모니터링 방법.
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