KR20140010624A

KR20140010624A - 해상 무선 통신 방법 및 장치

Info

Publication number: KR20140010624A
Application number: KR1020120077114A
Authority: KR
Inventors: 유대승; 김형주; 이승용; 최진규; 박종민; 진광자
Original assignee: 한국전자통신연구원
Priority date: 2012-07-16
Filing date: 2012-07-16
Publication date: 2014-01-27
Also published as: US20140018066A1; US9277476B2

Abstract

해상 무선 통신 방법 및 장치가 개시된다. 해상 무선 통신 장치는, 육상의 통신망과 통신을 수행하는 지상망 통신부와, 해상 통신망과 통신을 수행하는 해상망 통신부 및 지상망 통신부 및 해상망 통신부 중 어느 하나로부터 제공된 데이터의 목적지 주소에 따라 지상망 통신부와 해상망 통신부의 통신을 연계하는 통신 제어부를 포함한다. 따라서, 육상의 광대역 무선 데이터 통신 서비스를 해상까지 확장할 수 있다.

Description

해상 무선 통신 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR MARITIME WIRELESS COMMUNICATION}

본 발명은 무선 통신 기술에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 상용 광대역 통신 서비스를 해상에서 지원할 수 있는 해상 무선 통신 방법 및 장치에 관한 것이다.

해상통신은 매우 오래된 통신으로 인명 안전과 밀접하게 관련되어 국제적으로 보호되고 있으며 다른 통신 기술보다 상대적으로 진화가 느리게 진행되고 있다. 그러나 최근 통신기술의 급격한 발전에 따라서 해상통신도 기술의 현대화가 진행되고 있다.

해상통신시스템은 전세계 해상과 통신하기 위해서 MF(Medium Frequency), HF(High Frequency), VHF(Very High Frequency) 대역 통신 장비와 위성을 이용하는 통신 장비로 구성되고, 간단한 문자 전송 서비스를 제외하고는 대부분 음성 위주의 통신 서비스를 제공한다.

1990년대 말에 다양한 용도의 통신장비들을 통합한 통신시스템을 기초로 GMDSS(Global Maritime Distress Safety System, 해상조난 안전 시스템)가 시행되었으며, 최근에는 IMO(International Maritime Organization, 국제해사기구) 주도하에 전자적 방법에 의해 선박과 육상의 해상정보를 수집, 통합, 교환, 표현 및 분석을 제공함으로써 해상에서의 안전과 보안 및 해양환경을 보호하고자 하는 e-Navigation이 2012년 시행을 목표로 논의되고 있다.

한편, 현재 많은 선박들은 연안 근처에서 운항하고 있으나 해상용 광대역 디지털 통신망이 없기 때문에 육상으로부터 다양한 서비스를 제공받기가 어려우며 원거리를 운항하는 선박들은 고가의 위성통신에 의존하는 상황이다.

또한, 해상조난 안전 시스템(GMDSS)을 위한 다양한 통신매체가 선박에 탑재되어 있지만 대부분 음성통신을 위하여 아날로그 형태로 사용되며 일부 통신기기의 경우 디지털 전송이 가능하나 매우 제한된 영역에서 제한된 속도로 서비스를 제공하고 있는 형편이다.

일부 국가의 경우 해상용 디지털 VHF를 시범적으로 설치하여 운영하고 있으나 극히 일부 지역에 국한되어 사용되고 있고 전세계적으로 확산될지 여부는 알 수 없는 상태이다. 연안을 항해하는 선박들은 기존의 휴대전화망 등과 같은 육상 통신망을 활용하고 있으나 통신범위에 한계가 있으며 여러 지역을 항해하는 선박에서 활용하기에는 문제가 있기 때문에 활성화하기 어려운 상황이다.

한편, 선박당 요구되는 대역폭은 브로드캐스팅 되는 정보를 제외하고 2009년 기준 100Kbytes/day 정도로 추정되고, 2011년에는 10Mbytes/day로 추정되며, 향후 e-Navigation 시대가 도래하면 더 많은 대역폭이 요구될 것으로 예상된다.

또한, 선박 사고의 대부분이 연근해 해상 100km 이내에서 많이 발생하고 있는 점을 고려하여 선박의 사고를 방지할 수 있는 다양한 선박 안전 운항 솔루션들이 개발되고 있다. 선박 안전 운항을 위해서는 선박간에 무선통신이 필요한데, 현재 사용 가능한 육상 무선통신들은 도달 거리가 작은 단점이 있고, 위성통신의 경우 데이터 처리량(Throughput)이 작으며 비용이 높은 단점이 있다.

한국공개특허 제2011-43963호는 기지국과 선박 사이의 거리와 신호 세기를 고려하여 적절한 프로토콜을 이용하여 육상과 선박의 통신을 수행하는 해상 통신 장치 및 방법을 개시하고 있으나, 이 한국공개특허에 개시된 기술은 육상으로부터 전파 도달거리 이내의 선박에만 적용될 수 있는 한정된 기술에 불과하다.

따라서, 육상 이동 통신망을 그대로 이용하면서, 육상 이동 통신망을 넓은 범위의 해상까지 확장하여 서비스 할 수 있는 해상 무선 통신 기술이 요구된다.

본 발명의 목적은 육상의 무선 통신 서비스를 해상까지 확장하여 서비스 할 수 있는 해상 무선 통신 방법을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 목적은 육상의 무선 통신 서비스를 해상까지 확장하여 서비스 할 수 있는 해상 통신 장치를 제공하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 해상통신 장치의 일 실시예는 육상의 통신망과 통신을 수행하는 지상망 통신부와, 해상 통신망과 통신을 수행하는 해상망 통신부 및 상기 지상망 통신부 및 해상망 통신부 중 어느 하나로부터 제공된 데이터의 목적지 주소에 따라 상기 지상망 통신부와 상기 해상망 통신부의 통신을 연계하는 통신 제어부를 포함한다.

이 때, 지상망 통신부는 육상의 복수의 통신망 접속 시스템들에 상응하는 복수의 무선망 접속 수단들을 포함할 수 있다.

이 때, 통신 제어부는 지상망 통신부를 통해 상기 육상의 통신망과 통신이 불가능한 경우, 다른 해상통신 장치를 거쳐서 상기 육상의 통신망과 통신할 수 있으면 상기 다른 해상통신 장치를 거쳐서 상기 육상의 통신망과 통신하도록 할 수 있다.

이 때, 통신 제어부는 상기 다른 해상통신 장치를 거쳐서 상기 육상의 통신망과 통신할 수 없고 요구되는 대역폭이 제1 레벨 이상이면, INMARSAT(국제해사위성기구; International Maritime Satellite Organization)이나 VSAT(Very Small Aperture Terminal) 위성통신을 통하여 상기 데이터를 전송하도록 할 수 있다.

이 때, 통신 제어부는 다른 해상통신 장치를 거쳐서 상기 육상의 통신망과 통신할 수 없고, 상기 요구되는 대역폭이 상기 제1 레벨 미만이고, 제2 레벨 이상이면 에이아이에스(AIS; Automatic Identification System) 통신을 통하여 상기 데이터를 전송하도록 할 수 있다.

이 때, 통신 제어부는 다른 해상통신 장치를 거쳐서 상기 육상의 통신망과 통신할 수 없고, 상기 요구되는 대역폭이 상기 제2 레벨 미만이고, 제3 레벨 이상이면 VHF 대역 통신을 통하여 상기 데이터를 전송하도록 할 수 있다.

이 때, 통신 제어부는 상기 다른 해상통신 장치를 거쳐서 상기 육상의 통신망과 통신할 수 없고, 상기 요구되는 대역폭이 상기 제3 레벨 미만이면 MF/HF 대역 통신을 통하여 상기 데이터를 전송하도록 할 수 있다.

이 때, 지상망 통신부는 대역폭 확보를 위해 동일한 육상의 통신망 접속 시스템에 상응하는 무선망 접속 수단을 복수개 구비할 수 있다.

이 때, 해상통신 장치는 상기 복수의 무선망 접속 수단 중 육상의 통신망과 통신을 수행할 무선망 접속 수단을 선택하고, 선택한 무선망 접속 수단의 통신을 제어하는 멀티대역 제어부를 더 포함할 수 있다.

이 때, 해상망 통신부는 해상망과 통신시 중계국의 기능을 수행할 수 있다.

이 때, 통신 제어부는 상기 지상망 통신부로부터 제공된 데이터의 목적지 주소에 따라 상기 해상망 통신부 또는 선내 통신망 중 어느 하나로 상기 지상망 통신부로부터 제공된 데이터를 전달하고, 상기 해상망 통신부로부터 제공된 데이터의 목적지 주소에 따라 상기 지상망 통신부 또는 상기 선내 통신망 중 어느 하나로 상기 해상망 통신부로부터 제공된 데이터를 전달할 수 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 해상통신 방법의 일 실시예는, 데이터를 수신하는 단계와, 수신한 상기 데이터의 목적지를 확인하는 단계 및 확인한 목적지에 따라 해상 통신망 및 육상 통신망 중 어느 하나로 상기 수신한 데이터를 전송하는 단계를 포함한다.

이 때, 해상통신 방법은 육상 통신망과 직접 통신할 수 없는 경우, 다른 해상통신 장치를 거쳐서 육상 통신망과 통신하는 단계를 더 포함할 수 있다.

이 때, 해상통신 방법은 다른 해상통신 장치를 거쳐서 육상 통신망과 통신할 수 없고, 요구되는 대역폭이 제1 레벨 이상이면, INMARSAT(국제해사위성기구; International Maritime Satellite Organization)이나 VSAT(Very Small Aperture Terminal) 위성통신을 통하여 상기 데이터를 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.

이 때, 해상통신 방법은 다른 해상통신 장치를 거쳐서 상기 육상 통신망과 통신할 수 없고 상기 요구되는 대역폭이 상기 제1 레벨 미만이고, 제2 레벨 이상이면 에이아이에스(AIS; Automatic Identification System) 통신을 통하여 상기 데이터를 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.

이 때, 해상통신 방법은 다른 해상통신 장치를 거쳐서 상기 육상 통신망과 통신할 수 없고 상기 요구되는 대역폭이 상기 제2 레벨 미만이고, 제3 레벨 이상이면 VHF 대역 통신을 통하여 상기 데이터를 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.

이 때, 해상통신 방법은 상기 다른 해상통신 장치를 거쳐서 상기 육상의 통신망과 통신할 수 없고 상기 요구되는 대역폭이 상기 제3 레벨 미만이면 MF/HF 대역 통신을 통하여 상기 데이터를 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.

이 때, 수신한 데이터를 전송하는 단계는 상기 수신한 데이터가 육상 통신망으로부터 수신하고 상기 수신한 데이터의 목적지 주소가 상기 해상통신 장치의 목적지 주소와 상이한 경우, 상기 수신한 데이터를 상기 해상 통신망으로 중계할 수 있다.

이 때, 수신한 데이터를 전송하는 단계는, 상기 수신한 데이터가 해상 통신망으로부터 수신하고 상기 수신한 데이터의 목적지 주소가 상기 해상통신 장치의 목적지 주소와 상이한 경우, 상기 수신한 데이터를 상기 육상 통신망 또는 상기 해상 통신망으로 중계할 수 있다.

본 발명에 따르면, 해상통신 장치는 지상의 통신망과 연결하는 지상망 통신부와, 해상 통신망과 연결하는 해상 통신부와, 수신 신호의 주소에 따라 지상망과 해상망을 사이의 데이터 중계를 제어하는 통신 제어부를 통하여 지상 통신망으로부터 수신한 데이터를 멀티홉 릴레이를 통해 해상 통신망에 전달한다.

따라서, 지상 통신망을 통해 제공되는 광대역 데이터 서비스를 해상으로 확장할 수 있고, 이를 통해 위성 통신 서비스의 사용을 감소시켜 통신 비용을 경감시킬 수 있다.

또한, 선박이나 부표에 설치되는 해상 통신 장치의 멀티 홉 릴레이를 통해 광대역 데이터 서비스를 제공함으로써 광대역 데이터 서비스를 위한 추가적인 인프라 구축 비용과 운영 비용을 절감할 수 있다.

또한, 본 발명의 해상통신 장치는 지상의 통신망과 접속하기 위한 다양한 무선 접속 방식을 지원함으로써, 지상의 특정 무선 통신 방식에 제한 받지 않고 다양한 무선 통신 방식과 연계하여 광대역 데이터 서비스를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 해상 광대역 무선 통신 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 해상통신 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 3은 도 2에 도시한 통신 제어부의 동작을 설명하기 위한 개념도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 해상 (광대역) 무선 통신 방법을 나타내는 흐름도이다.

본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서, 반복되는 설명, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능, 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 본 발명의 실시형태는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

새로운 해상용 광대역 무선통신 인프라를 위한 기술로는 위성통신 기술, 기존의 해상통신 기술 또는 지상통신 기술을 이용할 수 있다. 그러나, 위성통신 기술의 경우에는 서비스 비용을 낮추기가 어렵고, 기존의 해상통신 기술의 경우에는 데이터 속도를 높이기가 어렵다. 한편, 지상통신 기술은 통신범위의 확장에 대한 문제는 있으나, 이는 기술적으로 해결 가능하다.

따라서, 새로운 해상용 광대역 무선 통신 인프라를 위한 기술로는 고속 데이터 통신이 가능하고 가격이 저렴하면서 신뢰성을 보장할 수 있는 지상의 무선통신 기술을 발전시켜 적용하는 것이 가장 적합하다.

본 발명은 해상에서 광대역 무선 데이터 통신 서비스를 제공하기 위하여 멀티 홉 릴레이(multi-hop relay) 기술을 이용하여 지상의 무선통신망의 통신범위를 해상에서 확장함으로써 해상 광대역 무선 데이터 통신을 위해 요구되는 고정된 무선 데이터 통신 인프라 없이 광대역의 해상통신 서비스를 제공할 수 있도록 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 해상 무선 통신 방법을 설명하기 위한 개념도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 해상 무선 통신은 육상 기지국과 복수의 해상통신 장치 사이에 멀티 홉 릴레이 기술을 이용하여 이루어진다.

육상 기지국(100)은 육상에 고정되어 설치된 기지국으로서 예를 들어, LTE(Long Term Evolution) 기지국, LTE-Advanced 기지국, WiBro(WiMax) 기지국, 무선 액세스 포인트(RRH, RRE) 등으로 구성될 수 있고, 육상의 이동통신 시스템 또는 무선통신 시스템에서 기지국이나 중계국의 기능을 수행하는 모든 통신장치로 구성될 수 있다.

해상통신 장치(200a 내지 200d)는 본 발명의 일 실시예에 따른 해상 무선 통신을 방법을 수행하는 장치로 임의의 선박이나 부표 등에 설치될 수 있다. 해상통신 장치는 육상 기지국(100)에 직접적인 연결을 통하여 지상의 상용 통신망에 연결되거나, 다른 해상통신 장치의 중계를 통하여 지상의 상용 통신망과 연결됨으로써 육상의 광대역 데이터 통신 서비스를 해상까지 확장하는 기능을 수행한다.

예를 들어, 도 1에서 해상통신 장치들(200a, 200b)은 각각 육상 기지국(100)과 직접적으로 연결되어 육상 기지국(100)으로부터 제공되는 광대역 무선 통신 서비스를 해상에서 제공한다.

또한, 해상통신 장치(200c)는 해상통신 장치(200a)의 중계를 통해 육상 기지국(100)과 연결되며, 해상통신 장치(200d)는 해상통신 장치(200a) 및 해상통신 장치(200c)의 중계를 통해 육상 기지국(100)과 연결되어 광대역 무선 통신 서비스를 해상에서 제공한다.

도 1에 도시한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 해상 무선 통신 방법에서는 단일홉 또는 멀티홉 릴레이를 통해서 지상의 상용 통신망에 연결할 수 있고, 이를 통해 지상의 광대역 통신 서비스를 해상까지 확장할 수 있다. 도 1에서는 해상통신 장치간에 최대 2홉 릴레이를 통한 연결을 예를 들어 도시하였으나, 이는 설명의 편의를 위한 것일 뿐이며 지상의 상용 통신망과 연결을 위한 해상통신 장치의 중계 홉수는 제한되지 않는다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 해상통신 장치의 구성을 나타내는 블록도로서, 도 1에 도시한 해상통신 장치(200a, 200b, 200c, 200d)의 상세한 구성을 나타낸다.

도 2를 참조하면, 해상통신 장치(200)는 지상망 통신부(210), 해상망 통신부(220), 멀티대역 제어부(230) 및 통신 제어부(240)를 포함할 수 있다.

지상망 통신부(210)는 육상 기지국(100)과 연결을 수행하고, 육상 기지국(100)으로부터 수신한 데이터를 통신 제어부(240)에 제공하고, 통신 제어부(240)로부터 제공된 데이터를 육상 기지국(100)에 전송한다. 구체적으로, 지상망 통신부(210)는 육상의 상용망에 접속하여 통신을 수행하는 단말의 기능을 수행한다.

지상망 통신부(210)는 다양한 육상의 다양한 상용 통신망에 접속하기 위해 육상의 복수의 무선망 접속 시스템에 상응하는 망접속 수단(모뎀 또는 단말)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 지상망 통신부(210)는 WCDMA망에 접속하기 위한 모뎀 또는 단말, WiBro망에 접속하기 위한 모뎀 또는 단말, LTE망에 접속하기 위한 모뎀 또는 단말 등으로 구성될 수 있다.

이 때, 지상망 통신부(210)는 대역폭 확보를 위해 동일한 육상 통신망 접속 시스템에 상응하는 무선망 접속 수단을 복수개 구비할 수 있다. 예를 들어, 지상망 통신부(210)는 4대의 LTE망 접속 수단들을 구비하여 필요한 대역폭을 확보할 수 있다.

또한, 지상망 통신부(210)는 상기한 바와 같은 다양한 망접속 기능을 위해 해당 망접속 기능에 상응하는 RF 모듈(211)을 포함할 수 있고, RF 모듈은 RF 앰프 및 송수신 안테나를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 해상통신 장치(200)는 선박이나 부표 등에 설치될 수 있기 때문에, 지상의 이동 단말에 비해 사용 전력에 대한 제한이 없는 반면 파도, 바람, 안개 등의 해상 환경에 영향을 많이 받을 수 있다. 따라서, RF 모듈(211)은 지상망에 악영향을 주지 않는 범위에서 지상의 이동 단말에 비해 RF 파워 및 안테나 효율이 증가하도록 구성될 수 있다.

해상망 통신부(220)는 해상 주파수 대역을 이용하여 해상의 통신 시스템(다른 해상통신 장치 또는 기존의 해상 통신 시스템)과 해상 통신망을 구성하고, (이를 통해 통신을 수행한다)해상 통신 시스템과 통신을 수행한다.

해상망 통신부(220)는 해상 통신망 또는 다른 해상통신 장치로부터 수신한 데이터를 통신 제어부(240)에 제공하고, 통신 제어부(240)로부터 제공된 데이터를 해상 통신망 또는 다른 해상통신 장치에 전송한다.

해상망 통신부(220)는 해상 통신을 위한 RF 모듈(221)을 포함할 수 있고, 상기 RF 모듈(221)은 해상 통신에 상응하는 RF 앰프 및 송수신 안테나를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에서 해상 통신망은 해상통신 장치간 멀티홉 릴레이 기술을 이용하여 구성한다. 따라서, 홉수의 증가에 따라 데이터 전송 지연이 증가할 수 있고 이로 인해 서비스 품질(QoS: Quality of Service)의 보장이 어려워질 수 있다.

상기한 문제를 해결하기 위해서는 홉수를 줄이는 방안이 필요하며, 이에 대한 해결책으로 단일홉에 대한 통신거리를 최대한 확장함으로써 홉수를 줄이는 방법을 적용할 수 있다.

해상 통신망은 지상 통신망의 상용 주파수가 아닌 해상용 주파수 영역을 사용하기 때문에 RF 파워에 대한 제약이 적다. 따라서, 본 발명의 실시예에서는 해상 통신의 통신거리를 확장하기 위해 RF 모듈(221)의 RF 파워를 높이고, 빔포밍, 스마트 안테나, MIMO(Multiple Input Multiple Output) 등의 기술을 적용하여 안테나 효율을 증가시킨다.

멀티대역 제어부(230)는 지상망 통신부(210)를 구성하는 복수의 모뎀 정보 또는 복수의 단말 정보에 기초하여 다양한 통신 방식 중 지상의 통신망과 접속할 최적의 통신 방식을 선택하고, 선택한 통신 방식에 따라 지상망 통신부(210)가 지상의 통신망과 접속할 수 있도록 제어를 수행한다.

통신 제어부(240)는 지상망 통신부(210)와 해상망 통신부(220)의 사이에 위치하여 지상망 통신부(210)와 해상망 통신부(220)의 통신을 연계하는 기능을 수행한다.

구체적으로, 통신 제어부(240)는 지상망 통신부(210)를 통해 수신한 데이터를 분석 및/또는 변환하여 해상망 통신부(220)에 제공하고, 해상망 통신부(220)를 통해 수신한 데이터를 분석 및/또는 변환하여 지상망 통신부(210)로 제공함으로써, 육상 기지국과 다른 해상통신 장치 사이에서 데이터 중계를 제어할 수 있다.

또한, 통신 제어부(240)는 해상 통신망을 통한 데이터 통신시 데이터 라우팅(routing), 자원 관리, IP(Internet Protocol) 관리 등의 해상 통신망에 대한 중계국의 기능을 수행할 수 있고, 해상통신 장치 사이에서 데이터 중계를 제어할 수 있다.

통신 제어부(240)는 지상망 통신부(210)를 통한 육상의 통신망과의 통신 가능 여부를 판단할 수 있다. 육상의 통신망과의 통신이 불가능한 것으로 판단되는 경우, 통신 제어부(240)는 다른 해상통신 장치를 거쳐서 육상의 통신망과 통신할 수 있는지 여부를 판단할 수 있다. 이 때, 다른 해상통신 장치를 거쳐서 육상의 통신망과 통신할 수 있는 것으로 판단되는 경우, 통신 제어부(240)는 다른 해상통신 장치를 거쳐서 육상의 통신망과 통신하도록 제어할 수 있다.

다른 해상통신 장치를 거쳐서 육상의 통신망과 통신할 수 없는 것으로 판단되는 경우, 통신 제어부(240)는 요구되는 대역폭에 따라 국제해사위성기구(INMARSAT; International Maritime Satellite Organization) 에프비(FB; Fleet Broadband) 위성통신(또는 VSAT 위성통신), 에이아이에스(AIS; Automatic Identification System) 통신, VHF(Very High Frequency) 대역 통신, MF(Medium Frequency)/HF(High Frequency) 통신 중 어느 하나를 선택하여 데이터를 전송할 수 있다.

예를 들어, 통신 제어부(240)는 다른 해상통신 장치를 거쳐서 육상의 통신망과 통신할 수 없고, 요구되는 대역폭이 9.6Kbps 이상이면 INMARSAT; International Maritime Satellite Organization) 또는 VSAT 위성통신을 이용하여 데이터를 전송하고, 요구되는 대역폭이 1.2Kbps 이상, 9.6Kbps 미만이면 에이아이에스(AIS; Automatic Identification System) 통신을 통하여 데이터를 전송하고, 요구되는 대역폭이 300bps 이상, 1.2Kbps 미만이면 VHF 대역 통신을 통하여 데이터를 전송하고, 요구되는 대역폭이 300bps 미만이면 MF/HF 대역 통신을 통하여 데이터를 전송할 수 있다.

이와 같이 본 발명에 따른 멀티홉 릴레이를 통한 통신이 불가능한 경우에도, 요구되는 대역에 따라 최적의 통신 시스템을 이용하여 데이터가 전송되도록 함으로써 해상통신시스템의 효율성이 극대화된다.

도 3은 도 2에 도시한 통신 제어부의 동작을 설명하기 위한 개념도로서, 지상망 통신부(210) 및 해상망 통신부(220)와 통신 제어부(240) 사이의 데이터 흐름과 상태 및 제어 정보의 흐름을 나타낸다.

도 3을 참조하면, 먼저 지상망 통신부(210)를 통해 수신된 데이터가 통신 제어부(240)에 전달되면, 통신 제어부(240)는 수신한 데이터의 라우팅 정보를 검사하여 수신한 데이터의 목적지 주소를 확인한다.

이후, 통신 제어부(240)는 수신한 데이터의 목적지 주소가 자신(즉, 해상통신 장치)의 주소와 일치하는 경우에는 수신한 데이터를 선내망으로 전달하고, 수신한 데이터의 목적지 주소가 자신의 주소와 일치하지 않는 경우에는 수신한 데이터를 해상망 통신부(220)로 전달한다.

또는, 통신 제어부(240)는 해상망 통신부(220)를 통해 데이터가 수신되는 경우, 수신된 데이터의 라우팅 정보를 검사하여 수신 데이터의 목적지 주소를 확인하고, 수신 데이터의 목적지 주소가 자신의 주소와 일치하는 경우에는 수신한 데이터를 선내망으로 전달하고, 수신 데이터의 목적지 주소가 자신의 주소와 일치하지 않는 경우에는 수신 데이터를 지상망 통신부(210)로 전달한다.

또는, 통신 제어부(240)는 선내망으로부터 데이터가 수신되는 제공되는 경우, 제공된 데이터의 목적지 주소 및/또는 데이터 유형에 기초하여 지상망 통신부(210) 또는 해상망 통신부(220) 중 어느 하나로 데이터를 전달한다.

한편, 지상망 통신부(210)는 지상망 통신부(210)에 구비된 모뎀 또는 단말에 대한 상태 정보 및/또는 제어 정보를 통신 제어부(240)에 제공하고, 통신 제어부(240)는 제어 정보를 지상망 통신부(210)에 제공한다. 여기서, 지상망 통신부(210)가 통신 제어부(240)에 제공하는 상태 정보는 주파수, 수신신호강도, 자원할당 정보를 포함할 수 있고, 지상망 통신부(210)와 통신 제어부(240) 사이에 교환되는 제어 정보는 호설정 정보, 호해제 정보 등을 포함할 수 있다.

또한, 해상망 통신부(210)는 통신 제어부(240)에 상태 정보(예를 들면, 주파수, 수신신호강도, 자원할당 정보 등) 및/또는 제어 정보(예를 들면, 호설정, 호해제 등)를 제공하고, 통신 제어부(240)는 해상망 통신부(220)에 호설정 또는 호해제 등의 제어 정보를 전달할 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 해상 무선 통신 방법을 나타내는 흐름도로서, 도 2에 도시한 통신 제어부에 수행되는 해상 무선 통신 제어 과정을 나타낸다.

도 4를 참조하면, 먼저 해상통신 장치는 지상망 또는 해상망으로부터 데이터를 수신하면(S401), 수신한 데이터의 목적지 주소를 확인한다(S403).

이후, 해상통신 장치는 확인한 목적지 주소를 자신의 주소와 비교하여 자신이 최종 목적인가를 판단하고(S405), 자신이 최종 목적지인 경우에는 선내망으로 수신한 데이터를 전달한다.

또는, 해상통신 장치는 단계 S405에서 판단한 결과에 따라, 자신이 최종 목적지가 아닌 경우에는 수신한 데이터를 해상망 또는 지상망으로 전달한다. 여기서, 해상통신 장치는 상기 수신 데이터가 지상망으로부터 수신된 경우에는 수신 데이터를 해상망으로 전달하고, 상기 수신 데이터가 해상망으로부터 수신된 경우에는 목적지 주소에 따라 수신한 데이터를 지상망으로 전달하거나 다른 해상통신 장치로 중계한다.

해상통신 장치는 통신 종료 여부를 판단하고(S411), 통신이 종료되지 않은 경우에는 통신이 종료될 때까지 상기한 과정(즉, 단계 S401 내지 S409)을 반복하여 수행한다.

도 4에는 도시되지 아니하였으나, 본 발명의 일실시예에 따른 해상 무선 통신 방법은 육상 통신망과 직접 통신할 수 없는 경우, 다른 해상통신 장치를 거쳐서 육상 통신망과 통신하는 단계를 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 해상 무선 통신 방법은 다른 해상통신 장치를 거쳐서 상기 육상 통신망과 통신할 수 없고, 요구되는 대역폭이 제1 레벨(예를 들어, 9.6Kbps) 이상이면, INMARSAT(국제해사위성기구; International Maritime Satellite Organization)이나 VSAT(Very Small Aperture Terminal) 위성통신을 통하여 상기 데이터를 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 해상 무선 통신 방법은 다른 해상통신 장치를 거쳐서 상기 육상 통신망과 통신할 수 없고, 상기 요구되는 대역폭이 상기 제1 레벨(예를 들어, 9.6Kbps) 미만이고, 제2 레벨(예를 들어, 1.2Kbps) 이상이면 에이아이에스(AIS; Automatic Identification System) 통신을 통하여 상기 데이터를 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 해상 무선 통신 방법은 다른 해상 통신 장치를 거쳐서 상기 육상 통신망과 통신할 수 없고, 상기 요구되는 대역폭이 상기 제2 레벨(예를 들어, 1.2Kbps) 미만이고, 제3 레벨(예를 들어, 300bps) 이상이면 VHF 대역 통신을 통하여 상기 데이터를 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 해상 무선 통신 방법은 다른 해상 통신 장치를 거쳐서 상기 육상 통신망과 통신할 수 없고, 상기 요구되는 대역폭이 상기 제3 레벨(예를 들어, 300bps) 미만이면 MF/HF 대역 통신을 통하여 상기 데이터를 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.

이상에서와 같이 본 발명에 따른 해상 무선 통신 방법 및 장치는 상기한 바와 같이 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.

100 : 육상 기지국
200, 200a, 200b, 200c, 200d : 해상통신 장치
210 : 지상망 통신부
211 : RF 모듈
220 : 해상망 통신부
221 : RF 모듈
230 : 멀티대역 제어부
240 : 통신 제어부

Claims

육상의 통신망과 통신을 수행하는 지상망 통신부;
해상 통신망과 통신을 수행하는 해상망 통신부; 및
상기 지상망 통신부 및 해상망 통신부 중 어느 하나로부터 제공된 데이터의 목적지 주소에 따라 상기 지상망 통신부와 상기 해상망 통신부의 통신을 연계하는 통신 제어부를 포함하는 해상통신 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 지상망 통신부는 육상의 복수의 통신망 접속 시스템들에 상응하는 복수의 무선망 접속 수단들을 포함하는 해상통신 장치.
청구항 2에 있어서,
상기 통신 제어부는
상기 지상망 통신부를 통해 상기 육상의 통신망과 통신이 불가능한 경우, 다른 해상통신 장치를 거쳐서 상기 육상의 통신망과 통신할 수 있으면 상기 다른 해상통신 장치를 거쳐서 상기 육상의 통신망과 통신하도록 하는 해상통신 장치.
청구항 3에 있어서,
상기 통신 제어부는
상기 다른 해상통신 장치를 거쳐서 상기 육상의 통신망과 통신할 수 없고 요구되는 대역폭이 제1 레벨 이상이면, INMARSAT(국제해사위성기구; International Maritime Satellite Organization)이나 VSAT(Very Small Aperture Terminal) 위성통신을 통하여 상기 데이터를 전송하도록 하는 해상통신 장치.
청구항 4에 있어서,
상기 통신 제어부는
상기 다른 해상통신 장치를 거쳐서 상기 육상의 통신망과 통신할 수 없고, 상기 요구되는 대역폭이 상기 제1 레벨 미만이고, 제2 레벨 이상이면 에이아이에스(AIS; Automatic Identification System) 통신을 통하여 상기 데이터를 전송하도록 하는 해상통신 장치.
청구항 5에 있어서,
상기 통신 제어부는
상기 다른 해상통신 장치를 거쳐서 상기 육상의 통신망과 통신할 수 없고, 상기 요구되는 대역폭이 상기 제2 레벨 미만이고, 제3 레벨 이상이면 VHF 대역 통신을 통하여 상기 데이터를 전송하도록 하는 해상통신 장치.
청구항 6에 있어서,
상기 통신 제어부는
상기 다른 해상통신 장치를 거쳐서 상기 육상의 통신망과 통신할 수 없고, 상기 요구되는 대역폭이 상기 제3 레벨 미만이면 MF/HF 대역 통신을 통하여 상기 데이터를 전송하도록 하는 해상통신 장치.
청구항 7에 있어서,
상기 지상망 통신부는
대역폭 확보를 위해 동일한 육상의 통신망 접속 시스템에 상응하는 무선망 접속 수단을 복수개 구비하는 해상통신 장치.
청구항 2에 있어서,
상기 해상통신 장치는 상기 복수의 무선망 접속 수단 중 육상의 통신망과 통신을 수행할 무선망 접속 수단을 선택하고, 선택한 무선망 접속 수단의 통신을 제어하는 멀티대역 제어부를 더 포함하는 해상통신 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 해상망 통신부는 해상망과 통신시 중계국의 기능을 수행하는 것을 특징으로 하는 해상통신 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 통신 제어부는 상기 지상망 통신부로부터 제공된 데이터의 목적지 주소에 따라 상기 해상망 통신부 또는 선내 통신망 중 어느 하나로 상기 지상망 통신부로부터 제공된 데이터를 전달하고, 상기 해상망 통신부로부터 제공된 데이터의 목적지 주소에 따라 상기 지상망 통신부 또는 상기 선내 통신망 중 어느 하나로 상기 해상망 통신부로부터 제공된 데이터를 전달하는 해상통신 장치.
해상통신 장치에서 수행되는 해상통신 방법에 있어서,
데이터를 수신하는 단계;
수신한 상기 데이터의 목적지를 확인하는 단계; 및
확인한 목적지에 따라 해상 통신망 및 육상 통신망 중 어느 하나로 상기 수신한 데이터를 전송하는 단계를 포함하는 해상통신 방법.
청구항 12에 있어서,
상기 해상통신 방법은
상기 육상 통신망과 직접 통신할 수 없는 경우, 다른 해상통신 장치를 거쳐서 상기 육상 통신망과 통신하는 단계를 더 포함하는 해상통신 방법.
청구항 13에 있어서,
상기 해상통신 방법은
상기 다른 해상통신 장치를 거쳐서 상기 육상 통신망과 통신할 수 없고 요구되는 대역폭이 제1 레벨 이상이면, INMARSAT(국제해사위성기구; International Maritime Satellite Organization)이나 VSAT(Very Small Aperture Terminal) 위성통신을 통하여 상기 데이터를 전송하는 단계를 더 포함하는 해상통신 방법.
청구항 14에 있어서,
상기 해상통신 방법은
상기 다른 해상통신 장치를 거쳐서 상기 육상 통신망과 통신할 수 없고 상기 요구되는 대역폭이 상기 제1 레벨 미만이고, 제2 레벨 이상이면 에이아이에스(AIS; Automatic Identification System) 통신을 통하여 상기 데이터를 전송하는 단계를 더 포함하는 해상통신 방법.
청구항 15에 있어서,
상기 해상통신 방법은
상기 다른 해상통신 장치를 거쳐서 상기 육상 통신망과 통신할 수 없고 상기 요구되는 대역폭이 상기 제2 레벨 미만이고, 제3 레벨 이상이면 VHF 대역 통신을 통하여 상기 데이터를 전송하는 단계를 더 포함하는 해상통신 방법.
청구항 16에 있어서,
상기 해상통신 방법은
상기 다른 해상통신 장치를 거쳐서 상기 육상의 통신망과 통신할 수 없고 상기 요구되는 대역폭이 상기 제3 레벨 미만이면 MF/HF 대역 통신을 통하여 상기 데이터를 전송하는 단계를 더 포함하는 해상통신 방법.
청구항 12에 있어서,
상기 수신한 데이터를 전송하는 단계는, 상기 수신한 데이터가 육상 통신망으로부터 수신하고 상기 수신한 데이터의 목적지 주소가 상기 해상통신 장치의 목적지 주소와 상이한 경우, 상기 수신한 데이터를 상기 해상 통신망으로 중계하는 해상통신 방법.
청구항 12에 있어서,
상기 수신한 데이터를 전송하는 단계는, 상기 수신한 데이터가 해상 통신망으로부터 수신하고 상기 수신한 데이터의 목적지 주소가 상기 해상통신 장치의 목적지 주소와 상이한 경우, 상기 수신한 데이터를 상기 육상 통신망 또는 상기 해상 통신망으로 중계하는 해상통신 방법.