KR20140096584A - 무선 통신 시스템에서 다수의 무선 채널을 이용하여 방향 탐색 및 무선 통신을 수행하는 방법 및 장치 - Google Patents

무선 통신 시스템에서 다수의 무선 채널을 이용하여 방향 탐색 및 무선 통신을 수행하는 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 무선 통신 시스템에서 다수의 주파수 대역, 즉 다수의 무선 채널을 이용하여 방향 탐색 및 무선 통신을 수행하는 방법 및 장치에 관한 것으로, 서로 다른 방향을 향하는 다수의 지향성 안테나들을 사용하되, 상기 다수의 지향성 안테나들에 미리 결정된 복수의 주파수 대역 중 하나씩을 방향에 따라 순차적으로 할당하고, 지향성 안테나들로 수신되는 신호의 세기를 비교하고, 가장 수신 신호 세기가 센 지향성 안테나를 통하여 무선 신호의 방향 탐지 및 무선 통신을 수행한다. 이를 통하여 해상과 같이 해수면 반사파의 간섭에 의하여 주파수 대역에 따른 거리별 수신 신호 세기 변화가 심한 환경에서 주파수 다이버시티 효과를 얻을 수 있다.

Description

무선 통신 시스템에서 다수의 무선 채널을 이용하여 방향 탐색 및 무선 통신을 수행하는 방법 및 장치{Method and apparatus of performing direction search and wireless communication by using multiple wireless channel in wireless communication system}
본 발명은 무선 통신에 관한 것으로, 상세하게는 무선 통신 시스템에서 다수의 주파수 대역, 즉 다수의 무선 채널을 이용하여 방향 탐색 및 무선 통신을 수행하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
유무선 통신기술의 발전에 따라 지상에서는 다양한 통신기기들이 언제 어디서나 광대역 통신망에 접속해서 서비스를 받을 수 있는 환경이 구축되어 있다. 그러나 해상통신 시스템은 매우 오래된 통신 시스템임에도 불구하고 상대적으로 그 발전 속도가 느리게 진행되고 있는 실정이다. 해상통신 시스템은 간단한 문자 전송 서비스를 제외하고는 대부분 음성 위주의 통신 서비스에 국한되어 있다.
해상에서는 유선통신을 위한 인프라 구축이 어려워 무선통신 위주의 서비스에 의존할 수밖에 없고, 해상통신은 무선 주파수의 통달거리 한계에 따라 MF(Medium Frequency), HF(High Frequency), VHF(Very High Frequency) 대역 통신을 이용하고, 원거리를 운행하는 선박들은 고가의 위성통신에 의존하고 있다.
이와 같은 해상 통신 시스템이 적용되는 해상 통신 분야에서는 1990년대 말부터 GMDSS(Global Maritime Distress and Safety System)가 시행되었다. GMDSS는 해상에서의 인명안전을 위하여 디지털 통신기술, 위성 통신 기술 등을 이용해 세계의 어느 해상에서 선박이 조난당하더라도 그 선박으로부터 육상의 구조기관이나 부근을 항해하는 다른 선박에게 신속, 정확한 원조 요청을 가능하게 하고, 또한 육상으로부터 항해안전에 관한 정보 등을 적절히 수신할 수 있게 하는 시스템이다.
또한 최근에는 국제해사기구(IMO: International Maritime Organization)가 E-네비게이션(E-Navigation) 개발을 위한 전략을 수립 중에 있다. E-네비게이션은 선박의 특성, 화물, 운항 등에 관련된 다양한 정보를 실시간으로 송수신할 수 있게 하는 자동선박인식 시스템(AIS: Automatic Identification system)을 활용하여 선박과 해상정보를 수집, 통합, 교환, 표현 및 분석할 수 있는 방법이다. 이를 활용하여 데이터 및 멀티미디어를 수용할 수 있는 해상의 ITS(International Transportation System)을 구축할 수 있다.
또한 항만 및 선상에서는 최근의 전파 기술을 반영한 무선랜(WLAN: Wireless Local Area Network), 와이맥스(WiMAX: World Interoperability for Microwave Access) 등의 통신 기술들이 해상통신 현대화를 위하여 고려되고 있으며, 최근에는 위성과 연계한 VHF 대역을 이용하는 AIS가 해상 인프라 통신망으로 부상(emerge)하고 있다.
본 발명의 기술적 과제는 무선 통신 시스템에서 무선 통신 방향을 탐색하는 방법 및 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 기술적 과제는 무선 통신 시스템에서 무선 통신을 수행하는 방법 및 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 기술적 과제는 복수개의 지향성 안테나를 이용하여 무선 통신 방향을 탐색하는 방법 및 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 기술적 과제는 복수개의 주파수 대역을 이용하여 무선 통신 방향을 탐색하는 방법 및 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 기술적 과제는 지향성 안테나를 이용하여 무선 통신을 수행하는 방법 및 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 기술적 과제는 해상과 같이 해수면 반사파의 간섭에 의해 주파수에 따른 거리별 수신 세기의 변화가 심한 환경에서 주파수 다이버시티(diversity) 효과를 얻을 수 있는 통신 방법 및 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 기술적 과제는 통달 거리가 긴 낮은 주파수를 이용하여 무선 통신 방향을 탐색하는 방법 및 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 과제는 해상에서 사용되는 무선 통신 시스템에서 다수의 무선 채널을 이용하여 방향 탐색 및 무선 통신을 수행하는 방법 및 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 다수의 지향성 안테나를 포함하는 무선 통신 장치를 제공한다. 상기 장치는 서로 다른 방향을 향하고, 주파수 대역 A를 사용하는 제1 지향성 안테나 그룹과 주파수 대역 B를 사용하는 제2 지향성 안테나 그룹을 포함하는 다수의 지향성 안테나, 상기 제1 지향성 안테나 그룹을 구성하는 지향성 안테나들 각각의 수신 신호 세기인 RSS#1을 측정하는 제1 RSS 측정부, 상기 제2 지향성 안테나 그룹을 구성하는 지향성 안테나들 각각의 수신 신호 세기인 RSS#2를 측정하는 제2 RSS 측정부, 상기 RSS#1을 기반으로 상기 제1 지향성 안테나 그룹을 구성하는 지향성 안테나들 중 가장 수신 신호 세기가 큰 지향성 안테나를 선택하는 제1 안테나 선택부, 상기 RSS#2를 기반으로 상기 제2 지향성 안테나 그룹을 구성하는 지향성 안테나들 중 가장 수신 신호 세기가 큰 지향성 안테나를 선택하는 제2 안테나 선택부, 주파수 대역 A를 사용하여 제1 무선 통신을 수행하는 제1 통신부, 주파수 대역 B를 사용하여 제2 무선 통신을 수행하는 제2 통신부, 상기 제1 지향성 안테나 그룹을 구성하는 지향성 안테나들 중 선택된 지향성 안테나와 상기 제1 통신부 간 연결을 제어하는 제1 안테나 스위치, 및 상기 제2 지향성 안테나 그룹을 구성하는 지향성 안테나들 중 선택된 지향성 안테나와 상기 제2 통신부 간 연결을 제어하는 제2 안테나 스위치를 포함함을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 일 양태에 따르면, 다수의 지향성 안테나를 포함하는 무선 통신 장치를 제공한다. 상기 장치는 서로 다른 방향을 향하고 주파수 대역 A를 사용하는 제1 지향성 안테나 그룹과 주파수 대역 B를 사용하는 제2 지향성 안테나 그룹을 포함하는 다수의 지향성 안테나, 상기 제1 지향성 안테나 그룹을 구성하는 지향성 안테나들 각각의 수신 신호 세기인 RSS#1을 측정하는 제1 RSS 측정부, 상기 제2 지향성 안테나 그룹을 구성하는 지향성 안테나들 각각의 수신 신호 세기인 RSS#2를 측정하는 제2 RSS 측정부, 주파수 대역 A를 사용하여 무선 통신을 수행하는 제1 통신부, 주파수 대역 B를 사용하여 무선 통신을 수행하는 제2 통신부, 상기 RSS#1 및 RSS#2을 기반으로 상기 제1 지향성 안테나 그룹을 구성하는 지향성 안테나들 및 상기 제2 지향성 안테나 그룹을 구성하는 지향성 안테나들 중 특정 지향성 안테나를 선택하고, 상기 제1 통신부 및 상기 제2 통신부 중 상기 선택된 특정 지향성 안테나가 사용하는 주파수 대역과 동일한 주파수 대역을 사용하는 통신부를 선택하는 선택부, 상기 선택된 특정 지향성 안테나와 상기 제1 통신부 및 제2 통신부 중 선택된 통신부 간 연결을 제어하는 안테나 스위치를 포함함을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 일 양태에 따르면, 다수의 지향성 안테나를 포함하는 무선 통신 장치를 제공한다. 상기 장치는 서로 다른 방향을 향하고 주파수 대역 A를 사용하는 제1 지향성 안테나 그룹과 주파수 대역 B를 사용하는 제2 지향성 안테나 그룹을 포함하는 다수의 지향성 안테나, 상기 제1 지향성 안테나 그룹을 구성하는 지향성 안테나들 각각의 수신 신호 세기인 RSS#1을 측정하는 제1 RSS 측정부, 상기 RSS#1을 기반으로 상기 제1 지향성 안테나 그룹을 구성하는 지향성 안테나들 중 가장 수신 신호 세기가 큰 지향성 안테나를 확인하고, 상기 확인된 지향성 안테나가 향하는 방향을 기반으로 수신 신호의 방향을 탐지하고, 상기 제2 지향성 안테나 그룹을 구성하는 지향성 안테나들 중 방위각이 상기 수신 신호의 방향을 포함하는 지향성 안테나를 선택하는 안테나 선택부, 주파수 대역 B를 사용하여 제2 무선 통신을 수행하는 통신부, 및 상기 선택된 지향성 안테나와 상기 통신부 간 연결을 제어하는 안테나 스위치를 포함함을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 일 양태에 따르면, 다수의 지향성 안테나를 포함하는 무선 통신 장치의 무선 통신 방법을 제공한다. 상기 방법은 서로 다른 방향을 향하고 주파수 대역 A를 사용하는 제1 지향성 안테나들의 수신 신호 세기인 RSS#1을 측정하는 단계, 서로 다른 방향을 향하고 주파수 대역 B를 사용하는 제2 지향성 안테나들의 수신 신호 세기인 RSS#2를 측정하는 단계, 측정된 상기 RSS#1 및 상기 RSS#2를 기반으로 상기 제1 지향성 안테나들 및 상기 제2 지향성 안테나들 중 가장 수신 신호 세기가 큰 지향성 안테나를 선택하는 단계, 상기 무선 통신 장치에 포함된 상기 주파수 대역 A를 사용하는 제1 통신부 및 상기 주파수 대역 B를 사용하는 제2 통신부 중 상기 선택된 지향성 안테나가 사용하는 주파수 대역과 동일한 주파수 대역을 사용하는 통신부를 상기 선택된 지향성 안테나에 연결하는 단계, 상기 선택된 적어도 하나의 지향성 안테나 및 상기 연결된 통신부를 이용하여 무선 통신을 수행하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따르면 해수면 반사파의 간섭에 의해 주파수에 따른 거리별 수신 세기의 변화가 심한 해상 통신 환경에서도 복수의 주파수 대역을 통하여 무선 신호의 송수신 방향, 즉 통신 대상의 방향을 탐지할 수 있고, 무선 통신에 있어 주파수 다이버시티를 얻을 수 있다.
또한 본 발명에 따르면 대상이 멀리 떨어져 있는 경우에도 통달 거리가 긴 낮은 주파수 대역(예를 들어 2.4GHz)을 사용하여 통신 대상의 방향을 탐지하고, 더 많은 데이터 전송이 가능하고 간섭의 영향을 적게 받는 높은 주파수 대역(예를 들어 5.8GHz)을 사용하여 무선 통신을 수행할 수도 있다.
도 1은 본 발명에 따른 다수의 지향성 안테나 배치의 일 예 나타낸다.
도 2는 본 발명에 따른 다수의 지향성 안테나 배치의 다른 예를 나타낸다.
도 3은 본 발명에 따른 다수의 지향성 안테나를 포함하는 무선 통신 장치의 일 예를 나타낸다.
도 4는 본 발명에 따른 다수의 지향성 안테나를 포함하는 무선 통신 장치의 다른 예를 나타낸다.
도 5는 본 발명에 따른 다수의 지향성 안테나를 포함하는 무선 통신 장치의 또 다른 예를 나타낸다.
도 6은 본 발명에 따른 복수의 지향성 안테나를 포함하는 무선 통신 장치가 무선 통신을 수행하는 방법의 일 예를 나타내는 순서도이다.
이하, 본 명세서에서는 본 발명의 일부 실시 예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 명세서에서 본 발명의 실시 예들을 설명함에 있어, 관련된 공지의 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 명세서의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 명세서의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결","결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
본 발명에서는 임의의 방위각(azimuth)과 앙각(elevation)을 갖는 지향성 안테나를 사용한다. VLF와 HF 대역에서의 통신은 전리층(ionosphere)의 반사파를 이용하고, LF와 MF 대역에서의 통신은 표면파(ground wave)를 이용하여 수백 km 떨어진 곳까지 통신이 가능하다. 그러나 VHF/UHF/SHF 대역에서는 전리층의 반사가 일어나지 않으므로 대류권을 이용한 대류권을 이용한 직접파(direct wave)와 지표면의 반사에 의한 반사파를 통해 통신을 수행할 수 있으며, 장거리 통신을 위해서 방향성을 가지는 지향성 안테나를 사용할 필요성이 존재한다.
본 발명에서 다수의 지향성 안테나는 서로 다른 방향을 향한다. 상기 다수의 지향성 안테나는 일정 회전축을 둘러싸고 배치될 수 있다. 예를 들어, 90도의 방위각을 갖는 4개(상기 다수의 지향성 안테나의 수를 n이라 할 경우 n=4, 이하 같다)의 지향성 안테나들은 일정 회전축을 둘러싸고 서로 다른 방향을 향하도록 배치될 수 있다. 또는 60도의 방위각을 갖는 6개(n=6)의 지향성 안테나들은 일정 회전축을 둘러싸고 서로 다른 방향을 향하도록 배치될 수도 있다. 상기 방위각 및 지향성 안테나들의 수는 예시로서 본 발명을 실행하기 위하여 더 방위각이 큰 또는 더 방위각이 작은 지향성 안테나들을 사용할 수도 있고, 더 적은 수 또는 더 많은 수의 지향성 안테나들을 사용할 수도 있음은 당연하다. 상기 지향성 안테나들은 또한 시계방향 또는 반시계방향으로 순차적으로 둘 이상의 특정 주파수 대역을 번갈아가면서(in roatation) 사용할 수 있고, 서로 다른 특정 주파수 대역을 사용하는 둘 이상의 안테나들이 상하로 각각 배치될 수도 있다.
일 예로, 상기 지향성 안테나들은 특정 주파수 대역을 사용하는 안테나들끼리 지향성 안테나 그룹으로 구성되고, 주파수 대역 A를 사용하는 지향성 안테나 그룹(ANT_A)의 한 안테나씩과 주파수 대역 B를 사용하는 지향성 안테나 그룹(ANT_B)의 한 안테나씩이 순차적으로 번갈아 배치될 수 있다. 이 경우 ANT_A를 구성하는 지향성 안테나들의 수와, ANT_B를 구성하는 지향성 안테나들의 수가 다를 수도 있음은 당연하다.
다른 예로, 주파수 대역 A를 사용하는 지향성 안테나와 주파수 대역 B를 사용하는 지향성 안테나가 서로 그룹을 이루고(ANT_AB), 복수의 ANT_AB1, ANT_AB2,...가 상기 일정 회전축을 둘러싸고 배치되되, 상기 ANT_AB의 주파수 대역 A를 사용하는 지향성 안테나와 주파수 대역 B를 사용하는 지향성 안테나는 서로 상하, 좌우 또는 대각선 방향으로 짝을 이루어 배치될 수도 있다.
여기서 지향성 안테나들이 특정 주파수 대역을 사용한다 함은 통신 모듈(예를 들어 RF 모듈)에서 지향성 안테나에 따라 고유한 주파수 대역을 사용하여 신호를 송수신함을 의미할 수 있다. 이하 같다.
예를 들어 상기 다수의 지향성 안테나는 주파수 대역 A를 사용하는 지향성 안테나들 및 주파수 대역 B를 사용하는 지향성 안테나들을 포함하는 경우, 상기 다수의 지향성 안테나 중 상기 주파수 대역 A를 사용하는 지향성 안테나 및 상기 주파수 대역 B를 사용하는 지향성 안테나가 시계방향 또는 반시계방향으로 순차적으로 번갈아서 배치될 수 있다. 구체적으로 도면과 함께 예를 들어 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명에 따른 다수의 지향성 안테나 배치의 일 예 나타낸다. 여기서 A는 해당 안테나가 주파수 대역 A를 사용함을 나타내고, B는 해당 안테나가 주파수 대역 B를 사용함을 나타낸다.
도 1을 참조하면, 4개의 지향성 안테나(101, 102, 103, 104)는 일정 회전축을 둘러싸고 배치되고, 서로 다른 방향을 향한다. 바람직하게는 상기 4개의 지향성 안테나(101, 102, 103, 104)는 상기 일정 회전축을 중심으로 외부방향(external direction)을 향할 수 있다. 상기 4개의 지향성 안테나(101, 102, 103, 104)는 각각 일정 방위각 내에서 통신을 수행할 수 있다. 상기 4개의 지향성 안테나(101, 102, 103, 104)는 시계방향으로 순차적으로 배치되었고, 주파수 대역 A, 주파수 대역 B를 번갈아서 사용한다. 즉, 지향성 안테나(101)은 주파수 대역 A를 사용하고, 지향성 안테나(102)는 주파수 대역 B를 사용하며, 지향성 안테나(103)은 주파수 대역 A를 사용하고, 지향성 안테나(104)는 주파수 대역 B를 사용한다.
도 2는 본 발명에 따른 다수의 지향성 안테나 배치의 다른 예를 나타낸다. 여기서 A는 해당 안테나가 주파수 대역 A를 사용함을 나타내고, B는 해당 안테나가 주파수 대역 B를 사용함을 나타낸다.
도 2를 참조하면, 6개의 지향성 안테나(201, 202, 203, 204, 205, 206)는 일정 회전축을 둘러싸고 배치되고, 서로 다른 방향을 향한다. 바람직하게는 상기 6개의 지향성 안테나(201, 202, 203, 204, 205, 206)는 상기 일정 회전축을 중심으로 외부방향(external direction)을 향할 수 있다. 상기 다수의 지향성 안테나(201, 202, 203, 204, 205, 206)는 각각 일정 방위각 내에서 통신을 수행할 수 있다. 상기 6개의 지향성 안테나(201, 202, 203, 204, 205, 206)는 시계방향으로 순차적으로 배치되었고, 주파수 대역 A, 주파수 대역 B를 번갈아서 사용한다. 즉, 지향성 안테나(201)은 주파수 대역 A를 사용하고, 지향성 안테나(202)는 주파수 대역 B를 사용하며, 지향성 안테나(203)은 주파수 대역 A를 사용하고, 지향성 안테나(204)는 주파수 대역 B를 사용하고, 지향성 안테나(205)는 주파수 대역 A를 사용하고, 지향성 안테나(206)은 주파수 대역 B를 사용한다.
비록 상기 도 1 및 도 2의 예에서는 주파수 대역 A, B 두개의 주파수 대역(사용하는 주파수 대역의 수를 m이라 할 경우 m=2, 이하 같다)만이 사용되었으나, 이는 예시일 뿐이고, 경우에 따라 3개 이상(m=3)의 주파수 대역이 번갈아가면서 사용될 수도 있다. 또한, 비록 상기 도 1 및 도 2의 예에서는 주파수 대역 A를 사용하는 지향성 안테나와 주파수 대역 B를 사용하는 지향성 안테나가 서로 순차적으로 일정 각도를 두고 배치되었으나, 이는 예시일 뿐이고, 주파수 대역 A를 사용하는 지향성 안테나와 주파수 대역 B를 사용하는 지향성 안테나가 서로 그룹을 이루고(ANT_AB), 복수의 ANT_AB가 상기 일정 회전축을 둘러싸고 배치되되, 상기 ANT_AB의 주파수 대역 A를 사용하는 지향성 안테나와 주파수 대역 B를 사용하는 지향성 안테나는 서로 상하, 좌우 또는 대각선 방향으로 짝을 이루어 배치될 수도 있다.
상술한 지향성 안테나는 본 발명에 따른 무선 통신 장치에 포함된다. 상기 무선 통신 장치는 상기 지향성 안테나를 통하여 해상에서 무선 통신 방향을 탐색하고 무선 통신을 수행할 수 있다.
도 3은 본 발명에 따른 다수의 지향성 안테나를 포함하는 무선 통신 장치의 일 예를 나타낸다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 무선 통신 장치는 다수의 지향성 안테나(300), 제1 RSS 측정부(310), 제2 RSS 측정부(320), 제1 안테나 선택부(330), 제2 안테나 선택부(340), 제1 안테나 스위치(350), 제2 안테나 스위치(360), 제1 통신부(370), 및 제2 통신부(380)를 포함한다.
다수의 지향성 안테나(300)은 상술한 바와 같이 일정 회전축을 둘러싸고 배치되되, 서로 다른 방향을 향하고, 순차적으로 복수의 다른 주파수들을 번갈아가면서(in roatation) 사용할 수 있다. 도 3에서는 상기 다수의 지향성 안테나(300)는 6개의 지향성 안테나들(301, 302, 303, 304, 305, 306)을 포함하는 경우를 나타내었으며, 상기 다수의 지향성 안테나(300)가 주파수 대역 A 및 주파수 대역 B를 번갈아 사용하는 경우를 나타낸다. 예를 들어 주파수 대역 A는 2.4GHz 대역일 수 있고, 주파수 대역 B는 5.8GHz 대역일 수 있다. 구체적으로 지향성 안테나(301)은 주파수 대역 A를 사용하고, 지향성 안테나(302)는 주파수 대역 B를 사용하고, 지향성 안테나(303)은 주파수 대역 A를 사용하고, 지향성 안테나(304)는 주파수 대역 B를 사용하고, 지향성 안테나(305)는 주파수 대역 A를 사용하고, 지향성 안테나(306)은 주파수 대역 B를 사용한다. 이 경우 상기 주파수 대역 A를 사용하는 지향성 안테나들(301, 303, 305)의 집합은 제1 안테나 그룹이라고 불릴 수 있고, 상기 주파수 대역 B를 사용하는 지향성 안테나들(302, 304, 306)의 집합은 제2 안테나 그룹이라고 불릴 수 있다.
제1 RSS 측정부(310)는 상기 제1 안테나 그룹에 포함되는 지향성 안테나들(301, 303, 305)의 수신 신호 세기(RSS: Received Signal Strength)인 RSS#1를 측정한다. 제2 RSS 측정부(320)은 상기 제2 안테나 그룹에 포함되는 지향성 안테나들(302, 304, 306)의 수신 신호 세기인 RSS#2를 측정한다. 여기서 수신 신호 세기(예를 들어 RSS#1 및 RSS#2)는 일정 시간 동안 수신되는 신호 세기의 평균값을 나타낼 수 있다. 이하 같다.
제1 안테나 선택부(330)는 제1 RSS 측정부(310)가 측정한 상기 제1 안테나 그룹에 포함되는 지향성 안테나들(301, 303, 305)의 수신 신호 세기인 RSS#1를 기반으로, 주파수 대역 A를 사용하는 지향성 안테나들(301, 303, 305) 중 가장 수신 신호 세기가 큰 지향성 안테나인 지향성 안테나#1을 선택한다. 제2 안테나 선택부(340)는 제2 RSS 측정부(320)가 측정한 상기 제2 안테나 그룹에 포함되는 지향성 안테나들(302, 304, 306)의 수신 신호 세기인 RSS#2를 기반으로, 주파수 대역 B를 사용하는 지향성 안테나들(302, 304, 306) 중 가장 수신 신호 세기가 큰 지향성 안테나인 지향성 안테나#2를 선택한다.
제1 안테나 스위치(350)는 제1 안테나 선택부(330)가 선택한 지향성 안테나와 제1 통신부(370)간 연결을 제어한다. 일 예로, 제1 안테나 선택부(330)로부터 선택된 지향성 안테나#1를 지시하는 안테나 선택 신호#1을 수신하고, 이를 기반으로 지향성 안테나#1와 제1 통신부(370)간 연결을 제어한다. 다른 예로, 경우에 따라 제1 안테나 선택부(330)부가 상기 제1 안테나 그룹에 포함되는 지향성 안테나들(301, 303, 305) 중 임의의 지향성 안테나를 다시 선택하는 경우, 제1 안테나 스위치(350)는 상기 다시 선택된 다른 지향성 안테나와 제1 통신부(370)간 연결을 제어한다.
제2 안테나 스위치(360)는 제2 안테나 선택부(340)가 선택한 지향성 안테나와 제2 통신부(380)간 연결을 제어한다. 제2 안테나 스위치(360)는 제2 안테나 선택부(340)로부터 선택된 지향성 안테나#2를 지시하는 안테나 선택 신호#2를 수신하고, 이를 기반으로 상기 지향성 안테나#2를 제2 통신부(380)와 연결한다. 또한 경우에 따라 제2 안테나 선택부(340)부가 상기 제2 안테나 그룹에 포함되는 지향성 안테나들(302, 304, 306) 중 임의의 지향성 안테나를 다시 선택하는 경우, 제2 안테나 스위치(360)는 상기 다시 선택된 다른 지향성 안테나와 제2 통신부(380)간 연결을 제어한다.
제1 통신부(370)는 상기 지향성 안테나#1을 통하여 무선 통신을 수행한다. 제1 통신부(370)는 주파수 대역 A를 사용하여 음성 및 데이터 정보 중 적어도 하나를 송수신할 수 있다. 제2 통신부(380)는 상기 지향성 안테나#2를 통하여 무선 통신을 수행한다. 제 2통신부(380)는 주파수 대역 B를 사용하여 음성 및 데이터 정보 중 적어도 하나를 송수신할 수 있다.
본 발명에 따르면, 주파수 대역 A와 주파수 대역 B로 수신되는 신호의 수신 신호 세기(RSS)를 각각 독립적으로 측정하여 비교함으로써, 무선 신호가 수신되는 방향을 탐지할 수 있고, 또한 각 주파수 대역별로 가장 수신 신호 세기가 큰 지향성 안테나를 선택하여 무선 통신을 수행할 수 있으므로, 주파수 다이버시티를 얻을 수 있다.
한편, 제1 통신부(370) 상기 지향성 안테나#1을 통하여 무선 통신을 수행함에 있어 수신 신호의 신호대 잡음비를 나타내는 SNR#1(Signal to Noise Ratio)를 측정하고, 상기 측정한 SNR#1을 제1 안테나 선택부(330)로 전송할 수 있다. 제1 안테나 선택부(330)는 상기 SNR#1의 값이 일정 한도 이하일 경우 상기 주파수 대역 A의 안테나 그룹에 포함되는 지향성 안테나들(301, 303, 305)의 현재 수신 신호 세기를 기반으로, 주파수 대역 A를 사용하는 지향성 안테나들(301, 303, 305) 중 가장 수신 신호 세기가 큰 지향성 안테나를 다시 선택할 수 있다. 제2 통신부(380) 또한 마찬가지로 상기 지향성 안테나#2을 통하여 무선 통신을 수행함에 있어 수신 신호의 신호대 잡음비를 나타내는 SNR#2를 측정하고, 상기 측정한 SNR#2를 제2 안테나 선택부(340)로 전송할 수 있다. 제2 안테나 선택부(340)는 상기 SNR#2의 값이 일정 한도 이하일 경우 상기 주파수 대역 B의 안테나 그룹에 포함되는 지향성 안테나들(302, 304, 306)의 현재 수신 신호 세기를 기반으로, 주파수 대역 B를 사용하는 지향성 안테나들(302, 304, 306) 중 가장 수신 신호 세기가 큰 지향성 안테나를 다시 선택할 수 있다.
일 예로, 상기 제1 RSS 측정부(310)는 주기 또는 비주기적으로 상기 RSS#1을 측정하고, 상기 제1 안테나 선택부(330)는 상기 SNR#1의 값이 일정 한도 이하인 경우 가장 최근 측정된 상기 RSS#1를 기반으로 상기 제1 지향성 안테나 그룹을 구성하는 지향성 안테나들 중 가장 수신 신호 세기가 큰 지향성 안테나를 다시 선택할 수 있다. 마찬가지로 상기 제2 RSS 측정부(320)는 주기 또는 비주기적으로 상기 RSS#2를 측정하고, 상기 제2 안테나 선택부(340)는 상기 SNR#2의 값이 일정 한도 이하인 경우 가장 최근 측정된 상기 RSS#2를 기반으로 상기 제2 지향성 안테나 그룹을 구성하는 지향성 안테나들 중 가장 수신 신호 세기가 큰 지향성 안테나를 다시 선택할 수 있다.
다른 예로, 상기 제1 RSS 측정부(310)는 상기 SNR#1의 값이 일정 한도 이하인 경우 다시 상기 RSS#1을 측정하고, 이 경우 상기 제1 안테나 선택부(330)는 상기 다시 측정된 RSS#1를 기반으로 상기 제1 지향성 안테나 그룹을 구성하는 지향성 안테나들 중 가장 수신 신호 세기가 큰 지향성 안테나를 다시 선택할 수 있다. 마찬가지로 상기 제2 RSS 측정부(320)는 상기 SNR#2의 값이 일정 한도 이하인 경우 다시 상기 RSS#2를 측정하고, 이 경우 상기 제2 안테나 선택부(340)는 상기 다시 측정된 RSS#2를 기반으로 상기 제2 지향성 안테나 그룹을 구성하는 지향성 안테나들 중 가장 수신 신호 세기가 큰 지향성 안테나를 다시 선택할 수 있다.
한편, 상기 제1 통신부(370) 또는 제2 통신부(380)는 각각 독립적으로 동작할 수도 있고, 제1 통신부(370) 및 제2 통신부(380) 중 어느 한 통신부만 선택적으로 동작할 수도 있다.
또한, 비록 도 3에서는 주파수 대역 A에 대한 제1 통신부(370), 주파수 대역 B에 대한 제2 통신부(380)가 독립적으로 도시되었으나, 상기 제1 통신부(370) 및 제2 통신부(380)은 하나의 부(unit)으로 구성되어 주파수 대역 A 또는 주파수 대역 B에 대한 무선 통신을 선택적으로 수행할 수도 있다.
도 4는 본 발명에 따른 다수의 지향성 안테나를 포함하는 무선 통신 장치의 다른 예를 나타낸다.
도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 무선 통신 장치는 다수의 지향성 안테나(400), 제1 RSS 측정부(410), 제2 RSS 측정부(420), 선택부(430), 안테나 스위치(450), 제1 통신부(470), 제2 통신부(480), 및 통신부 스위치(490)를 포함한다.
다수의 지향성 안테나(400), 제1 RSS 측정부(410), 제2 RSS 측정부(420), 제1 통신부(470), 및 제2 통신부(480)에 대한 설명은 도 3에서 설명된 내용을 포함한다. 이하 다른 구성 위주로 설명하면 다음과 같다.
선택부(430)는 제1 RSS 측정부(410)가 측정한 주파수 대역 A를 사용하는 제1 안테나 그룹에 포함되는 지향성 안테나들(401, 403, 405)의 수신 신호 세기인 RSS#1 및 제2 RSS 측정부(420)가 측정한 주파수 대역 B를 사용하는 제2 안테나 그룹에 포함되는 지향성 안테나들(402, 404, 406)의 수신 신호 세기인 RSS#2를 기반으로 특정 지향성 안테나를 선택한다. 상기 선택된 특정 지향성 안테나는 다수의 지향성 안테나(400) 중 어느 하나가 될 수 있다.
일 예로서, 선택부(430)는 다수의 지향성 안테나(400) 중 가장 수신 신호 세기가 큰 지향성 안테나를 상기 특정 지향성 안테나로 선택할 수 있다. 이 경우 선택부(430)는 상기 가장 수신 신호 세기가 큰 지향성 안테나가 사용하는 주파수 대역을 확인한다. 즉, 선택부(430)는 상기 가장 수신 신호 세기가 큰 지향성 안테나가 사용하는 주파수 대역이 주파수 대역 A인지, 주파수 대역 B인지 확인한다. 이후 선택부(430)는 제1 통신부(470) 및 제2 통신부(480) 중 상기 확인한 주파수 대역을 사용하는 통신부를 선택하고, 상기 선택한 통신부를 지시하는 통신부 선택 신호를 통신 장치 스위치(490)으로 전송한다.
예를 들어 선택부(430)는 상기 가장 수신 신호 세기가 큰 지향성 안테나가 사용하는 주파수 대역이 주파수 대역 A인 경우 제1 통신부(470)를 지시하는 통신부 선택 신호를 통신 장치 스위치(490)로 전송하고, 상기 가장 수신 신호 세기가 큰 지향성 안테나가 사용하는 주파수 대역이 주파수 대역 B인 경우 제2 통신부(480)을 지시하는 통신부 선택 신호를 통신 장치 스위치(490)로 전송한다. 통신 장치 스위치(490)는 상기 통신부 선택 신호를 기반으로, 상기 선택 신호가 지시하는 통신부(예를 들어 제1 통신부(470) 및 제2 통신부(480) 중 적어도 하나)로 음성 및 데이터 정보 중 적어도 하나를 송신할 수 있다.
한편, 선택부(430)는 또한 상기 선택된 지향성 안테나 및 상기 선택된 통신부를 지시하는 안테나 선택 신호를 안테나 스위치(450)로 전송한다. 안테나 스위치(450)는 상기 선택된 지향성 안테나와 상기 선택된 통신부를 연결한다.
예를 들어, 가장 큰 수신 신호 세기를 가지는 지향성 안테나가 지향성 안테나(403)인 경우, 선택부(430)는 지향성 안테나(403)을 선택하고, 상기 지향성 안테나(403)가 사용하는 주파수 대역이 주파수 대역 A임을 확인하고, 상기 주파수 대역 A를 사용하는 제1 통신부(470)를 지시하는 통신부 선택 신호를 통신 장치 스위치(490)로 전송한다. 또한 선택부(430)는 지향성 안테나(430) 및 제1 통신부(470)를 지시하는 안테나 선택 신호를 안테나 스위치로 전송한다(450). 이 경우 안테나 스위치(450)는 지향성 안테나(403)와 제1 통신부(470)를 연결한다.
이 경우에도 상술한 바와 같이 선택된 통신부에서는 수신 신호의 신호대 잡음비를 측정하고, 상기 측정한 신호 대 잡음비에 대한 정보 선택부(430)로 전송할 수 있다. 선택부(430))는 상기 신호 대 잡음비의 값이 일정 한도 이하일 경우 다시 제1 RSS 측정부(410)가 측정한 제1 안테나 그룹(주파수 대역 A 사용)에 포함되는 지향성 안테나들(401, 403, 405)의 현재 수신 신호 세기 및 제2 RSS 측정부(420)가 측정한 제2 안테나 그룹(주파수 대역 B 사용)에 포함되는 지향성 안테나들(402, 404, 406)의 현재 수신 신호 세기를 기반으로 가장 수신 신호 세기가 큰 지향성 안테나를 선택 및 상기 선택된 지향성 안테나가 사용하는 주파수 대역을 사용하는 통신부 선택을 수행할 수 있다.
일 예로, 제1 RSS 측정부(410)는 주기 또는 비주기적으로 상기 RSS#1을 측정하고, 제2 RSS 측정부(420)는 주기 또는 비주기적으로 상기 RSS#2를 측정하고, 선택부(430)는 상기 신호 대 잡음비의 값이 일정 한도 이하인 경우 가장 최근 측정된 상기 RSS#1 및 상기 RSS#2를 기반으로 상기 다수의 안테나, 즉 상기 제1 지향성 안테나 그룹을 구성하는 지향성 안테나들 및 상기 제2 지향성 안테나 그룹을 구성하는 지향성 안테나들, 중 가장 수신 신호 세기가 큰 지향성 안테나를 다시 선택할 수 있다.
다른 예로, 제1 RSS 측정부(410)는 상기 신호 대 잡음비의 값이 일정 한도 이하인 경우 다시 상기 RSS#1을 측정하고, 제2 RSS 측정부(420)는 상기 신호 대 잡음비의 값이 일정 한도 이하인 경우 다시 상기 RSS#2을 측정하고, 이 경우 선택부(430)는 상기 다시 측정된 RSS#1 및 RSS#2를 기반으로 상기 제1 지향성 안테나 그룹을 구성하는 지향성 안테나들 및 제2 지향성 안테나 그룹을 구성하는 지향성 안테나들 중 가장 수신 신호 세기가 큰 지향성 안테나를 다시 선택할 수 있다.
도 3 및 도 4에서 상술한 바와 같이 본 발명에 따르면 수신 신호 세기의 비교를 통하여 무선 신호의 수신 방향을 탐지할 수 있고, 음성 및 데이터 정보 중 적어도 하나를 포함하는 패킷을 주파수 대역 A를 사용하는 제1 통신부 및 주파수 대역 B를 사용하는 제2 통신부 중 적어도 하나의 통신부를 통하여 송수신할 수 있다.
도 5는 본 발명에 따른 다수의 지향성 안테나를 포함하는 무선 통신 장치의 또 다른 예를 나타낸다. 도 5에서는 주파수 대역 A를 사용하는 제1 안테나 그룹(501, 503, 505)과 주파수 대역 B를 사용하는 제2 안테나 그룹(502, 504, 506)이 존재하나, 통신부는 주파수 대역 B만 사용하는 통신부(580)만 존재한다. 이 경우 제1 RSS 측정부(510)에서는 주파수 대역 A를 사용하는 제1 지향성 안테나 그룹을 구성하는 지향성 안테나들(501, 503, 505)의 수신 신호 세기인 RSS#1을 측정한다. 상기 RSS#1은 수신 신호의 방향을 탐지하는데 사용된다. 즉, 이 경우 안테나 선택부(530)는 상기 주파수 대역 A를 사용하는 지향성 안테나들(501, 503, 505)의 수신 신호 세기인 RSS#1을 기반으로, 무선 신호의 수신 방향(즉, 통신 대상의 방향)을 탐지한다. 즉, 안테나 선택부(530)는 상기 RSS#1을 기반으로 상기 제1 안테나 그룹(501, 503, 505)을 구성하는 지향성 안테나들 중 가장 수신 신호 세기가 큰 지향성 안테나#1을 확인하고, 상기 지향성 안테나#이 향하는 방향을 기반으로, 수신 신호의 방향을 탐지할 수 있다. 안테나 선택부(530)는 상기 주파수 대역 B를 사용하는 지향성 안테나들(502, 504, 506) 중 방위각이 상기 탐지한 방향을 포함하는 지향성 안테나#2를 선택한다. 안테나 선택부(530)은 상기 선택된 지향성 안테나#2를 지시하는 안테나 선택신호를 안테나 스위치(550)로 전송하고, 안테나 스위치(550)는 상기 선택된 지향성 안테나와 상기 통신부(580)을 연결한다. 무선 통신 장치는 상기 선택된 지향성 안테나#2와 통신부(580)를 기반으로 상기 탐지한 방향으로 무선 통신을 수행할 수 있다.
예를 들어, 낮은 주파수 대역을 사용하여 무선 신호의 수신 방향을 탐지하고, 상기 탐지한 방향으로 높은 주파수 대역을 사용하여 무선 통신을 수행할 수 있다. 예를 들어, 상기 주파수 대역 A는 2.4GHz 대역이고, 상기 주파수 대역 B는 5.8GHz 대역인 경우와 같이 상기 주파수 대역 A는 상기 주파수 대역 B보다 낮은 주파수 대역일 수 있다. 이는 일반적으로 낮은 주파수를 사용하는 경우 통달 거리가 길어지므로 낮은 주파수 대역을 기반으로 무선 신호의 수신 방향을 탐지하고, 더 많은 데이터 전송이 가능하고 간섭의 영향을 적게 받는 높은 주파수 대역을 사용하여 무선 통신을 수행하기 위함이다. 상기와 같은 경우 무선 통신 장치가 주파수 대역 A에 대한 수신 신호 세기를 측정할 수 있도록 주파수 대역 A에 대한 송신 RF 신호 발생기가 상기 무선 통신 장치에 더 포함될 수도 있다.
이 경우에도 상술한 바와 같이 통신부(580)에서는 수신 신호의 신호대 잡음비를 측정하고, 상기 측정한 신호 대 잡음비에 대한 정보를 안테나 선택부(530)로 전송할 수 있다. 안테나 선택부(530)는 상기 신호 대 잡음비의 값이 일정 한도 이하일 경우 다시 제1 RSS 측정부(510)가 측정한 주파수 대역 A를 사용하는 제1 안테나 그룹에 포함되는 지향성 안테나들(501, 503, 505)의 현재 수신 신호 세기를 기반으로 가장 수신 신호 세기가 큰 지향성 안테나를 다시 확인하고, 상기 다시 선택된 지향성 안테나가 향하는 방향을 기반으로 수신 신호의 방향을 다시 탐지할 수 있다. 이 경우 안테나 선택부(530)는 상기 제2 지향성 안테나 그룹을 구성하는 지향성 안테나들(502, 504, 506) 중 그 방위각이 상기 다시 탐지한 수신 신호의 방향을 포함하는 지향성 안테나를 다시 선택할 수 있다.
일 예로, 제1 RSS 측정부(510)는 주기 또는 비주기적으로 상기 RSS#1을 측정하고, 안테나 선택부(530)는 상기 신호 대 잡음비의 값이 일정 한도 이하인 경우 가장 최근 측정된 상기 RSS#1 기반으로 상기 제1 지향성 안테나 그룹을 구성하는 지향성 안테나들 중 가장 수신 신호 세기가 큰 지향성 안테나를 다시 확인하고, 상기 다시 확인한 지향성 안테나가 향하는 방향을 기반으로 수신 신호의 방향을 다시 탐지하고, 상기 제2 지향성 안테나 그룹을 구성하는 지향성 안테나들 중 방위각이 상기 다시 탐지한 수신 신호의 방향을 포함하는 지향성 안테나를 다시 선택할 수 있다.
다른 예로, 제1 RSS 측정부(510)는 상기 신호 대 잡음비의 값이 일정 한도 이하인 경우 다시 상기 RSS#1을 측정하고, 안테나 선택부(530)는 상기 다시 측정된 RSS#1를 기반으로 상기 제1 지향성 안테나 그룹을 구성하는 지향성 안테나들 중 가장 수신 신호 세기가 큰 지향성 안테나를 다시 확인하고, 상기 다시 확인한 지향성 안테나가 향하는 방향을 기반으로 수신 신호의 방향을 다시 탐지하고, 상기 제2 지향성 안테나 그룹을 구성하는 지향성 안테나들 중 방위각이 상기 다시 탐지한 수신 신호의 방향을 포함하는 지향성 안테나를 다시 선택할 수 있다.
비록 상기 도 3 내지 도 5의 예에서는 주파수 대역 A를 사용하는 지향성 안테나와 주파수 대역 B를 사용하는 지향성 안테나가 일정 회전축을 중심으로 서로 순차적으로 배치되었으나, 이는 예시일 뿐이고, 주파수 대역 A를 사용하는 지향성 안테나와 주파수 대역 B를 사용하는 지향성 안테나가 서로 그룹을 이루고(ANT_AB), 복수의 ANT_AB가 상기 일정 회전축을 둘러싸고 배치되되, 상기 ANT_AB의 주파수 대역 A를 사용하는 지향성 안테나와 주파수 대역 B를 사용하는 지향성 안테나는 서로 상하, 좌우 또는 대각선 방향으로 짝을 이루어 배치될 수도 있음은 상술한 바와 같다.
도 6은 본 발명에 따른 복수의 지향성 안테나를 포함하는 무선 통신 장치가 무선 통신을 수행하는 방법의 일 예를 나타내는 순서도이다.
본 발명에 따른 무선 통신 장치는 다수의 지향성 안테나를 포함한다. 상기 다수의 지향성 안테나는 서로 다른 방향을 향한다. 상기 다수의 지향성 안테나는 일정 회전축을 둘러싸고 배치되고, 시계 또는 반시계방향으로 순차적으로 복수의 다른 주파수 대역들을 번갈아가면서(in roatation) 사용한다. 예를 들어, 상기 다수의 지향성 안테나는 주파수 대역 A를 사용하는 제1 지향성 안테나들 및 주파수 대역 B를 사용하는 제2 지향성 안테나들을 포함할 수 있고, 이 경우 상기 다수의 지향성 안테나 중 상기 주파수 대역 A를 사용하는 지향성 안테나 및 상기 주파수 대역 B를 사용하는 지향성 안테나가 시계 또는 반시계방향으로 순차적으로 번갈아서 배치되어 수신 신호를 탐지할 수 있다. 또는 다수의 지향성 안테나 중 주파수 대역 A를 사용하는 지향성 안테나와 주파수 대역 B를 사용하는 지향성 안테나가 서로 그룹을 이루고(ANT_AB), 복수의 ANT_AB가 상기 일정 회전축을 둘러싸고 배치되되, 상기 ANT_AB의 주파수 대역 A를 사용하는 지향성 안테나와 주파수 대역 B를 사용하는 지향성 안테나는 서로 상하, 좌우 또는 대각선 방향으로 짝을 이루어 배치되어 수신 신호를 탐지할 수도 잇다.
또한 본 발명에 따른 무선 통신 장치는 상기 다수의 지향성 안테나가 사용하는 서로 다른 주파수 대역들을 각각 포함하는 복수의 통신부를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 다수의 지향성 안테나는 주파수 대역 A를 사용하는 제1 지향성 안테나들 및 주파수 대역 B를 사용하는 제2 지향성 안테나들을 포함하는 경우 상기 무선 통신 장치는 상기 주파수 대역 A를 사용하는 제1 통신부 및 상기 주파수 대역 B를 사용하는 제2 통신부를 포함할 수 있다.
도 6을 참조하면, 무선 통신 장치는 주파수 대역 A를 사용하는 지향성 안테나들의 수신 신호 세기인 RSS#1을 측정한다(S600).
무선 통신 장치는 주파수 대역 B를 사용하는 지향성 안테나들의 수신 신호 세기인 RSS#2를 측정한다(S610)
무선 통신 장치는 측정된 상기 RSS#1 및 상기 RSS#2를 기반으로 수신 신호 세기를 비교하고, 상기 제1 지향성 안테나들 및 상기 제2 지향성 안테나들 중 가장 수신 신호 세기가 큰 지향성 안테나를 선택한다(S620). 무선 통신 장치는 상기 선택된 지향성 안테나가 향하는 방향을 기반으로 무선 신호의 수신 방향을 탐지할 수 있다.
무선 통신 장치는 상기 무선 통신 장치에 포함된 상기 주파수 대역 A를 사용하는 제1 통신부 및 상기 주파수 대역 B를 사용하는 제2 통신부 중 상기 선택된 지향성 안테나가 사용하는 주파수 대역을 사용하는 통신부를 선택하고, 상기 선택된 지향성 안테나와 상기 선택된 통신부 간 연결을 제어한다(S630).
무선 통신 장치는 상기 선택된 통신부 및 상기 선택된 지향성 안테나를 이용하여 무선 통신을 수행한다(S640).
무선 통신 장치는 또한 상기 선택된 통신부에서 수신되는 신호의 신호 대 잡음비를 측정할 수 있다. 무선 통신 장치는 상기 신호 대 잡음비의 값이 일정 한도 이하일 경우 현재의 상기 RSS#1 및 상기 RSS#2를 기반으로 상기 제1 지향성 안테나들 및 상기 제2 지향성 안테나들 중 가장 신호 세기가 큰 지향성 안테나를 다시 선택할 수 있다.
일 예로, 무선 통신 장치는 S620에서 주기 또는 비주기적으로 지속적으로 상기 RSS#1 및 RSS#2를 측정할 수 있으며, 상기 신호 대 잡음비가 일정 한도 이하인 경우 무선 통신 장치는 가장 최근에 측정된 상기 RSS#1 및 상기 RSS#2를 기반으로 상기 제1 지향성 안테나들 및 상기 제2 지향성 안테나들 중 가장 수신 신호 세기가 큰 지향성 안테나를 다시 선택할 수 있다. 또한 무선 통신 장치는 상기 제1 통신부 및 상기 제2 통신부 중 상기 다시 선택된 지향성 안테나가 사용하는 주파수 대역과 동일한 주파수 대역을 사용하는 통신부를 다시 선택하여 상기 다시 선택된 지향성 안테나에 다시 연결할 수 있다. 무선 통신 장치는 상기 다시 선택된 지향성 안테나 및 상기 다시 선택된 통신부를 통하여 무선 통신을 수행할 수 있다.
다른 예로, 무선 통신 장치는 상기 신호 대 잡음비의 값이 일정 한도 이하인 경우 다시 상기 RSS#1 및 상기 RSS#2를 측정한다. 이 경우 무선 통신 장치는 상기 다시 측정된 RSS#1 및 RSS#2를 기반으로 상기 제1 지향성 안테나 그룹을 구성하는 지향성 안테나들 및 제2 지향성 안테나 그룹을 구성하는 지향성 안테나들 중 가장 수신 신호 세기가 큰 지향성 안테나를 다시 선택할 수 있다. 또한 무선 통신 장치는 상기 제1 통신부 및 상기 제2 통신부 중 상기 다시 선택된 지향성 안테나가 사용하는 주파수 대역과 동일한 주파수 대역을 사용하는 통신부를 다시 선택하여 상기 다시 선택된 지향성 안테나에 다시 연결할 수 있다. 무선 통신 장치는 상기 다시 선택된 지향성 안테나 및 상기 다시 선택된 통신부를 통하여 무선 통신을 수행할 수 있다.
상술한 본 발명은 통하여 해수면 반사파의 간섭에 의해 주파수에 따른 거리별 수신 세기의 변화가 심한 해상 통신 환경에서 주파수 다이버시티를 얻을 수 있고, 무선 신호의 송수신 방향, 즉 통신 대상의 방향을 탐지할 수 있다. 또한 대상이 멀리 떨어져 있는 경우에도 더 낮은 주파수 대역(예를 들어 2.4GHz)을 사용하여 통신 대상의 방향을 탐지하고, 더 높은 주파수 대역(예를 들어 5.8GHz)을 사용하여 무선 통신을 수행할 수도 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (20)

  1. 다수의 지향성 안테나를 포함하는 무선 통신 장치로서,
    서로 다른 방향을 향하고, 주파수 대역 A를 사용하는 제1 지향성 안테나 그룹과 주파수 대역 B를 사용하는 제2 지향성 안테나 그룹을 포함하는 다수의 지향성 안테나;
    상기 제1 지향성 안테나 그룹을 구성하는 지향성 안테나들 각각의 수신 신호 세기인 RSS#1을 측정하는 제1 RSS 측정부;
    상기 제2 지향성 안테나 그룹을 구성하는 지향성 안테나들 각각의 수신 신호 세기인 RSS#2를 측정하는 제2 RSS 측정부;
    상기 RSS#1을 기반으로 상기 제1 지향성 안테나 그룹을 구성하는 지향성 안테나들 중 가장 수신 신호 세기가 큰 지향성 안테나를 선택하는 제1 안테나 선택부;
    상기 RSS#2를 기반으로 상기 제2 지향성 안테나 그룹을 구성하는 지향성 안테나들 중 가장 수신 신호 세기가 큰 지향성 안테나를 선택하는 제2 안테나 선택부;
    주파수 대역 A를 사용하여 제1 무선 통신을 수행하는 제1 통신부;
    주파수 대역 B를 사용하여 제2 무선 통신을 수행하는 제2 통신부;
    상기 제1 지향성 안테나 그룹을 구성하는 지향성 안테나들 중 선택된 지향성 안테나와 상기 제1 통신부 간 연결을 제어하는 제1 안테나 스위치; 및
    상기 제2 지향성 안테나 그룹을 구성하는 지향성 안테나들 중 선택된 지향성 안테나와 상기 제2 통신부 간 연결을 제어하는 제2 안테나 스위치를 포함함을 특징으로 하는, 무선 통신 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 다수의 지향성 안테나는 일정 회전축을 둘러싸고 배치되고, 상기 다수의 지향성 안테나 중 상기 주파수 대역 A를 사용하는 지향성 안테나 및 상기 주파수 대역 B를 사용하는 지향성 안테나가 시계방향 또는 반시계방향으로 순차적으로 번갈아서 배치됨을 특징으로 하는, 무선 통신 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 다수의 지향성 안테나 중 주파수 대역 A를 사용하는 지향성 안테나와 주파수 대역 B를 사용하는 지향성 안테나가 서로 상하, 좌우 또는 대각선 방향으로 짝을 이루어 배치되되, 상기 짝을 이룬 지향성 안테나들은 일정 회전축을 둘러싸고 배치됨을 특징으로 하는, 무선 통신 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 통신부는 상기 제1 무선 통신을 수행함에 있어 수신되는 신호의 신호 대 잡음비인 SNR#1을 측정하고,
    상기 제2 통신부는 상기 제2 무선 통신을 수행함에 있어 수신되는 신호의 신호 대 잡음비인 SNR#2를 측정하고,
    상기 제1 RSS 측정부는 주기 또는 비주기적으로 상기 RSS#1을 측정하고,
    상기 제2 RSS 측정부는 주기 또는 비주기적으로 상기 RSS#2를 측정하고,
    상기 제1 안테나 선택부는 상기 SNR#1의 값이 일정 한도 이하인 경우 가장 최근 측정된 상기 RSS#1를 기반으로 상기 제1 지향성 안테나 그룹을 구성하는 지향성 안테나들 중 가장 수신 신호 세기가 큰 지향성 안테나를 다시 선택하고,
    상기 제2 안테나 선택부는 상기 SNR#2의 값이 일정 한도 이하인 경우 가장 최근 측정된 상기 RSS#2를 기반으로 상기 제2 지향성 안테나 그룹을 구성하는 지향성 안테나들 중 가장 수신 신호 세기가 큰 지향성 안테나를 다시 선택함을 특징으로 하는, 무선 통신 장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 통신부는 상기 제1 무선 통신을 수행함에 있어 수신되는 신호의 신호 대 잡음비인 SNR#1을 측정하고,
    상기 제2 통신부는 상기 제2 무선 통신을 수행함에 있어 수신되는 신호의 신호 대 잡음비인 SNR#2를 측정하고,
    상기 제1 RSS 측정부는 상기 SNR#1의 값이 일정 한도 이하인 경우 다시 상기 RSS#1을 측정하고,
    상기 제2 RSS 측정부는 상기 SNR#2의 값이 일정 한도 이하인 경우 다시 상기 RSS#2를 측정하고,
    상기 제1 안테나 선택부는 상기 다시 측정된 RSS#1을 기반으로 상기 제1 지향성 안테나 그룹을 구성하는 지향성 안테나들 중 가장 수신 신호 세기가 큰 지향성 안테나를 다시 선택하고,
    상기 제2 안테나 선택부는 상기 다시 측정된 RSS#2를 기반으로 상기 제2 지향성 안테나 그룹을 구성하는 지향성 안테나들 중 가장 수신 신호 세기가 큰 지향성 안테나를 다시 선택함을 특징으로 하는, 무선 통신 장치.
  6. 다수의 지향성 안테나를 포함하는 무선 통신 장치로서,
    서로 다른 방향을 향하고, 주파수 대역 A를 사용하는 제1 지향성 안테나 그룹과 주파수 대역 B를 사용하는 제2 지향성 안테나 그룹을 포함하는 다수의 지향성 안테나;
    상기 제1 지향성 안테나 그룹을 구성하는 지향성 안테나들 각각의 수신 신호 세기인 RSS#1을 측정하는 제1 RSS 측정부;
    상기 제2 지향성 안테나 그룹을 구성하는 지향성 안테나들 각각의 수신 신호 세기인 RSS#2를 측정하는 제2 RSS 측정부;
    주파수 대역 A를 사용하여 무선 통신을 수행하는 제1 통신부;
    주파수 대역 B를 사용하여 무선 통신을 수행하는 제2 통신부;
    상기 RSS#1 및 RSS#2을 기반으로 상기 제1 지향성 안테나 그룹을 구성하는 지향성 안테나들 및 상기 제2 지향성 안테나 그룹을 구성하는 지향성 안테나들 중 특정 지향성 안테나를 선택하고, 상기 제1 통신부 및 상기 제2 통신부 중 상기 선택된 특정 지향성 안테나가 사용하는 주파수 대역과 동일한 주파수 대역을 사용하는 통신부를 선택하는 선택부;
    상기 선택된 특정 지향성 안테나와 상기 제1 통신부 및 제2 통신부 중 선택된 통신부 간 연결을 제어하는 안테나 스위치를 포함함을 특징으로 하는 무선 통신 장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 다수의 지향성 안테나는 일정 회전축을 둘러싸고 배치되고, 상기 다수의 지향성 안테나 중 상기 주파수 대역 A를 사용하는 지향성 안테나 및 상기 주파수 대역 B를 사용하는 지향성 안테나가 시계방향 또는 반시계방향으로 순차적으로 번갈아서 배치됨을 특징으로 하는, 무선 통신 장치.
  8. 제 6항에 있어서,
    상기 다수의 지향성 안테나 중 주파수 대역 A를 사용하는 지향성 안테나와 주파수 대역 B를 사용하는 지향성 안테나가 서로 상하, 좌우 또는 대각선 방향으로 짝을 이루어 배치되되, 상기 짝을 이룬 지향성 안테나들은 일정 회전축을 둘러싸고 배치됨을 특징으로 하는, 무선 통신 장치.
  9. 제 6항에 있어서,
    상기 선택부는 상기 다수의 지향성 안테나 중 가장 수신 신호 세기가 큰 지향성 안테나를 상기 특정 지향성 안테나로 선택함을 특징으로 하는, 무선 통신 장치.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 제1 통신부 및 제2 통신부 중 선택된 통신부는 무선 통신을 수행함에 있어 수신되는 신호의 신호 대 잡음비를 측정하고,
    상기 제1 RSS 측정부는 주기 또는 비주기적으로 상기 RSS#1을 측정하고,
    상기 제2 RSS 측정부는 주기 또는 비주기적으로 상기 RSS#2를 측정하고,
    상기 선택부는 상기 신호 대 잡음비의 값이 일정 한도 이하인 경우 가장 최근 측정된 상기 RSS#1 및 상기 RSS#2를 기반으로 상기 제1 지향성 안테나 그룹을 구성하는 지향성 안테나들 및 상기 제2 지향성 안테나 그룹을 구성하는 지향성 안테나들 중 가장 수신 신호 세기가 큰 지향성 안테나 중 가장 수신 신호 세기가 큰 지향성 안테나를 다시 선택함을 특징으로 하는, 무선 통신 장치.
  11. 제 9항에 있어서,
    상기 제1 통신부 및 제2 통신부 중 선택된 통신부는 무선 통신을 수행함에 있어 수신되는 신호의 신호 대 잡음비를 측정하고,
    상기 제1 RSS 측정부는 상기 신호 대 잡음비의 값이 일정 한도 이하인 경우 다시 상기 RSS#1을 측정하고,
    상기 제2 RSS 측정부는 상기 신호 대 잡음비의 값이 일정 한도 이하인 경우 다시 상기 RSS#2를 측정하고,
    상기 선택부는 상기 다시 측정된 상기 RSS#1 및 상기 RSS#2를 기반으로 상기 제1 지향성 안테나 그룹을 구성하는 지향성 안테나들 및 상기 제2 지향성 안테나 그룹을 구성하는 지향성 안테나들 중 가장 수신 신호 세기가 큰 지향성 안테나를 다시 선택함을 특징으로 하는, 무선 통신 장치.
  12. 다수의 지향성 안테나를 포함하는 무선 통신 장치로서,
    서로 다른 방향을 향하고, 주파수 대역 A를 사용하는 제1 지향성 안테나 그룹과 주파수 대역 B를 사용하는 제2 지향성 안테나 그룹을 포함하는 다수의 지향성 안테나;
    상기 제1 지향성 안테나 그룹을 구성하는 지향성 안테나들 각각의 수신 신호 세기인 RSS#1을 측정하는 제1 RSS 측정부;
    상기 RSS#1을 기반으로 상기 제1 지향성 안테나 그룹을 구성하는 지향성 안테나들 중 가장 수신 신호 세기가 큰 지향성 안테나를 확인하고, 상기 확인된 지향성 안테나가 향하는 방향을 기반으로 수신 신호의 방향을 탐지하고, 상기 제2 지향성 안테나 그룹을 구성하는 지향성 안테나들 중 방위각이 상기 수신 신호의 방향을 포함하는 지향성 안테나를 선택하는 안테나 선택부;
    주파수 대역 B를 사용하여 제2 무선 통신을 수행하는 통신부; 및
    상기 선택된 지향성 안테나와 상기 통신부 간 연결을 제어하는 안테나 스위치를 포함함을 특징으로 하는, 무선 통신 장치.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 다수의 지향성 안테나는 일정 회전축을 둘러싸고 배치되고, 상기 다수의 지향성 안테나 중 상기 주파수 대역 A를 사용하는 지향성 안테나 및 상기 주파수 대역 B를 사용하는 지향성 안테나가 시계방향 또는 반시계방향으로 순차적으로 번갈아서 배치됨을 특징으로 하는, 무선 통신 장치.
  14. 제 12항에 있어서,
    상기 다수의 지향성 안테나 중 주파수 대역 A를 사용하는 지향성 안테나와 주파수 대역 B를 사용하는 지향성 안테나가 서로 상하, 좌우 또는 대각선 방향으로 짝을 이루어 배치되되, 상기 짝을 이룬 지향성 안테나들은 일정 회전축을 둘러싸고 배치됨을 특징으로 하는, 무선 통신 장치.
  15. 제 12항에 있어서,
    상기 주파수 대역 A는 상기 주파수 대역 B보다 낮은 주파수 대역인 것을 특징으로 하는, 무선 통신 장치.
  16. 제 12항에 있어서,
    상기 통신부는 무선 통신을 수행함에 있어 수신되는 신호의 신호 대 잡음비를 측정하고,
    상기 제1 RSS 측정부는 주기 또는 비주기적으로 상기 RSS#1을 측정하고,
    상기 선택부는 상기 신호 대 잡음비의 값이 일정 한도 이하인 경우 가장 최근 측정된 상기 RSS#1을 기반으로 상기 제1 지향성 안테나 그룹을 구성하는 지향성 안테나들 중 가장 수신 신호 세기가 큰 지향성 안테나를 다시 확인하고, 상기 다시 확인한 지향성 안테나가 향하는 방향을 기반으로 수신 신호의 방향을 다시 탐지하고, 상기 제2 지향성 안테나 그룹을 구성하는 지향성 안테나들 중 방위각이 상기 다시 탐지한 수신 신호의 방향을 포함하는 지향성 안테나를 다시 선택함을 특징으로 하는, 무선 통신 장치.
  17. 제 12항에 있어서,
    상기 통신부는 무선 통신을 수행함에 있어 수신되는 신호의 신호 대 잡음비를 측정하고,
    상기 제1 RSS 측정부는 상기 신호 대 잡음비의 값이 일정 한도 이하인 경우 다시 상기 RSS#1을 측정하고,
    상기 제2 RSS 측정부는 상기 신호 대 잡음비의 값이 일정 한도 이하인 경우 다시 상기 RSS#2를 측정하고,
    상기 선택부는 상기 다시 측정된 상기 RSS#1를 기반으로 상기 제1 지향성 안테나 그룹을 구성하는 지향성 안테나들 중 가장 수신 신호 세기가 큰 지향성 안테나를 다시 확인하고, 상기 다시 확인한 지향성 안테나가 향하는 방향을 기반으로 수신 신호의 방향을 다시 탐지하고, 상기 제2 지향성 안테나 그룹을 구성하는 지향성 안테나들 중 방위각이 상기 다시 탐지한 수신 신호의 방향을 포함하는 지향성 안테나를 다시 선택함을 특징으로 하는, 무선 통신 장치.
  18. 다수의 지향성 안테나를 포함하는 무선 통신 장치의 무선 통신 방법으로,
    서로 다른 방향을 향하고, 주파수 대역 A를 사용하는 제1 지향성 안테나들의 수신 신호 세기인 RSS#1을 측정하는 단계;
    서로 다른 방향을 향하고, 주파수 대역 B를 사용하는 제2 지향성 안테나들의 수신 신호 세기인 RSS#2를 측정하는 단계;
    측정된 상기 RSS#1 및 상기 RSS#2를 기반으로 상기 제1 지향성 안테나들 및 상기 제2 지향성 안테나들 중 가장 수신 신호 세기가 큰 지향성 안테나를 선택하는 단계;
    상기 무선 통신 장치에 포함된 상기 주파수 대역 A를 사용하는 제1 통신부 및 상기 주파수 대역 B를 사용하는 제2 통신부 중 상기 선택된 지향성 안테나가 사용하는 주파수 대역과 동일한 주파수 대역을 사용하는 통신부를 상기 선택된 지향성 안테나에 연결하는 단계;
    상기 선택된 적어도 하나의 지향성 안테나 및 상기 연결된 통신부를 이용하여 무선 통신을 수행하는 단계를 포함하는, 무선 통신 방법.
  19. 제 18항에 있어서,
    수신되는 신호의 신호 대 잡음비를 측정하는 단계;
    상기 신호 대 잡음비가 일정 한도 이하인 경우 가장 최근 측정된 상기 RSS#1 및 상기 RSS#2를 기반으로 상기 제1 지향성 안테나들 및 상기 제2 지향성 안테나들 중 가장 수신 신호 세기가 큰 지향성 안테나를 다시 선택하는 단계;
    상기 제1 통신부 및 상기 제2 통신부 중 상기 다시 선택된 지향성 안테나가 사용하는 주파수 대역과 동일한 주파수 대역을 사용하는 통신부를 선택하여 상기 다시 선택된 지향성 안테나에 연결하는 단계;
    상기 다시 선택된 지향성 안테나 및 상기 다시 선택된 통신부를 이용하여 무선 통신을 수행하는 단계를 포함하되,
    상기 RSS#1을 측정하는 단계는 상기 RSS#1를 주기 또는 비주기적으로 측정함을 포함하고,
    상기 RSS#2를 측정하는 단계는 상기 RSS#2를 주기 또는 비주기적으로 측정함을 포함하는 것을 특징으로 하는, 무선 통신 방법.
  20. 제 18항에 있어서,
    수신되는 신호의 신호 대 잡음비를 측정하는 단계;
    상기 신호 대 잡음비가 일정 한도 이하인 경우 상기 제1 지향성 안테나들의 수신 신호 세기인 RSS#1을 다시 측정하는 단계;
    상기 신호 대 잡음비가 일정 한도 이하인 경우 상기 제2 지향성 안테나들의 수신 신호 세기인 RSS#2을 다시 측정하는 단계;
    상기 다시 측정된 상기 RSS#1 및 상기 RSS#2를 기반으로 상기 제1 지향성 안테나들 및 상기 제2 지향성 안테나들 중 가장 수신 신호 세기가 큰 지향성 안테나를 다시 선택하는 단계;
    상기 제1 통신부 및 상기 제2 통신부 중 상기 다시 선택된 지향성 안테나가 사용하는 주파수 대역과 동일한 주파수 대역을 사용하는 통신부를 다시 선택하여 상기 다시 선택된 지향성 안테나에 연결하는 단계;
    상기 다시 선택된 지향성 안테나 및 상기 다시 연결된 통신부를 이용하여 무선 통신을 수행하는 단계를 포함하는, 무선 통신 방법.
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