KR20160129711A - 통신 음영지역에서의 무선통신망 접속방법 및 무선통신망 접속용 드론 - Google Patents

Abstract

본 발명은 음영지역에서의 무선통신망 접속방법 및 무선통신망 접속용 퍼스널드론에 관한 것이다. 상기 접속방법은, 이동단말기를 사용하기 전 이동단말기의 전파수신감도를 확인하는 기본수신감도확인단계와; 상기 기본수신감도확인단계를 통한 확인결과, 전파수신감도가 낮아 이동단말기를 사용할 수 없는 경우, 중계용 드론을 단말기가 위치한 지점의 상공으로 띄워, 드론으로 하여금 전파를 수신하게 하는 드론띄움단계와; 드론이 수신한 전파를 지상의 이동단말기로 중계하게 하는 신호중계단계와; 상기 신호중계단계를 통해 이동단말기로 전달된 전파의 수신감도가 양호할 경우 이동단말기를 사용하는 이동단말기사용단계와; 이동단말기의 사용 후 드론을 회수하는 드론회수단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같이 이루어지는 본 발명의 음영지역에서의 무선통신망 접속방법은, 음영지역내에서 긴급히 통화를 해야 하는 경우 자신이 휴대하고 있는 드론을 음영지역의 상공으로 올려 보내, 드론으로 하여금 통신용 전파를 감지한 후 이를 지상의 단말기로 중계할 수 있도록 함으로써, 음영지역에서 무선통신을 이용 할 수 있게 한다.

Description

통신 음영지역에서의 무선통신망 접속방법 및 무선통신망 접속용 드론{Method for access to wireless communication network in radio shadow area and Drone for the method}

본 발명은 통신 음영지역에서의 무선통신망 접속방법 및 무선통신망 접속용 드론에 관한 것이다.

무선통신 방식을 통해 원격 제어되는 드론은, 처음에는 군사용으로 개발되어 단순한 사격연습에 사용되었으나, 전자 통신기술의 지속적 발전에 따라 군사용 뿐 아니라 그 이외의 다양한 분야로 확대 보급되고 있다.

가령, 사람이 쉽게 접근할 수 없는 각종 재해나 사고지역 또는 정글이나 오지 또는 화산지역 등으로 투입되어, 현장의 상황파악이나 인명구조 또는 방송용 촬영 등을 위하여 사용되기도 하고, 배송회사에서 물품수송의 상업적 목적으로 운용한다거나, 감시카메라를 대신하는 보안 및 관제서비스에 적용되기도 하며, 더 나아가 최근에는 개인들도 취미생활을 위해 드론을 구입하기도 한다.

한편, 우리나라는 좁은 국토면적에 비해 산이 많은 산악국가로서, 아름다운 경치를 갖는 산이 도시로부터 멀지 않아, 매우 많은 사람들이 등산을 즐기고 있다. 그런데 우리가 흔히 경험하는 바와같이, 산속 깊은 곳에 들어가게 되면 대게 휴대전화를 사용할 수 없게 된다. 이른바 음영지역에 머물고 있거나 음영지역을 통과하고 있는 것이다.

음영지역은, 기지국이나 중계국 등에서 송출한 이동통신용 무선전파가, 가령 산봉우리나 나무 또는 바위 등의 지장물에 막혀 도달하지 않는 구역이다. 그런데, 이러한 음영지역의 상공, 예컨대 지장물보다 높은 고도의 공간은 무선전파가 이상 없이 지나갈 확률이 높으므로 통신이 가능할 수 있다.

현재, 음영지역에서의 무선 통신망을 사용할 수 있게 하는 기술로서, 국내공개특허공보 제10-2015-0129600호(드론을 이용한 네트워크 서비스 제공 방법 및 그 장치)가 제안된 바 있다. 상기 네트워크 서비스는, 다수의 드론을 하나의 편대로 묶어 구성된 서브넷에 지상의 제어장치를 이용해 연결정보를 할당하는 단계와, 연결정보를 받은 드론이 패킷을 전달하는 단계와, 사용자 단말이 서브넷에 접속한 경우 드론이 사용자단말의 위치정보를 사용자에게 전달하는 단계로 이루어져 있다.

그런데 상기한 종래의 서비스 제공방법은, 관제센터나 통신사 등에서나 운용할 수 있는 방법이다. 가령, 여러 대의 드론을 조합하여 드론이 편대비행을 하며 서브넷을 구성하게 한다거나, 지상의 제어장치 등을 통해 각종 네트워크 정보 등을 교환하는 것은 개인으로서는 할 수 없는 일이다.

또한 특히 드론편대가 해당 음영지역을 통과하지 않으면 아무 소용도 없다. 가령 등산객이 음영지역 내에서 부상을 입거나 길을 잃어 휴대전화로 구조신호를 하려고 할 경우, 드론편대가 그 지역의 상공에 머물러 있지 않다면 네트워크서비스를 아예 이용할 수 없는 것이다.

본 발명은 상기 문제점을 해소하고자 창출한 것으로서, 음영지역내에서 긴급히 통화를 해야 하는 경우 자신이 휴대하고 있는 드론을 음영지역의 상공으로 올려 보내, 드론으로 하여금 통신용 전파를 감지한 후 이를 지상의 단말기로 중계할 수 있도록 함으로써, 음영지역에서 무선통신을 이용 할 수 있게 하는 통신 음영지역에서의 무선통신망 접속방법 및 무선통신망 접속용 드론을 제공함에 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 통신 음영지역에서의 무선통신망 접속방법은, 이동단말기를 사용하기 전 이동단말기의 전파수신감도를 확인하는 기본수신감도확인단계와; 상기 기본수신감도확인단계를 통한 확인결과, 전파수신감도가 낮아 이동단말기를 사용할 수 없는 경우, 중계용 드론을 단말기가 위치한 지점의 상공으로 띄워, 드론으로 하여금 전파를 수신하게 하는 드론띄움단계와; 드론이 수신한 전파를 지상의 이동단말기로 중계하게 하는 신호중계단계와; 상기 신호중계단계를 통해 이동단말기로 전달된 전파의 수신감도가 양호할 경우 이동단말기를 사용하는 이동단말기사용단계와; 이동단말기의 사용 후 드론을 회수하는 드론회수단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 신호중계단계를 통해 이동단말기로 전달된 전파의 수신감도가 양호하지 않을 경우, 드론을 제어하여 드론의 위치를 조정함으로써 드론이 전파를 찾아 수신하게 하는 드론위치조정단계와; 드론의 위치가 조정된 상태에서 드론이 수신한 전파를 지상의 이동단말기로 다시 전달하는 조정신호중계단계와; 상기 조정신호중계단계를 통해 이동단말기로 전달된 전파의 수신감도가 양호할 경우 이동단말기를 사용하는 이동단말기사용단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

아울러, 상기 조정신호중계단계를 통해 이동단말기로 전달된 전파의 수신감도가 양호하지 않을 때 상기 드론위치조정단계를 반복하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 무선통신망 접속용 드론은, 통신 음영지역의 상공으로 띄워진 상태로 무선통신용 전파를 감지 및 수신하고 이를 증폭하여 지상의 이동단말기로 중계하는 것으로서, 무선통신용 전파를 수신하는 전파수신부와, 상기 전파수신부가 수신한 전파를 받아 증폭하는 증폭부와, 상기 증폭부에서 증폭된 무선신호를 지상의 이동단말기로 송출하는 송출부와, 상기 전파수신부, 증폭부, 송출부를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 드론에는, 필요시 통신용 유선케이블을 끼워 접속할 수 있는 유선케이블연결포트가 더 구비된 것을 특징으로 한다.

상기와 같이 이루어지는 본 발명의 통신 음영지역에서의 무선통신망 접속방법은, 음영지역내에서 긴급히 통화를 해야 하는 경우 자신이 휴대하고 있는 드론을 음영지역의 상공으로 올려 보내, 드론으로 하여금 통신용 전파를 감지한 후 이를 지상의 단말기로 중계할 수 있도록 함으로써, 음영지역에서 무선통신을 이용 할 수 있게 한다.

또한, 본 발명은, 가령, 등산 시 통화가 되지 않는 음영지역내에서 혼자 고립되거나 부상을 입어 움직일 수 없는 경우, 자신이 가지고 있는 퍼스널 드론을 바로 띄워, 드론이 중계한 전파를 이용해 관제센터에 구조신호를 할 수 있으므로, 위급 상황시 생명을 보호할 수 있게 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선통신망 접속방법을 설명하기 위한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선통신망 접속용 드론의 개략적 구조도이다.

이하, 본 발명에 따른 하나의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.

기본적으로, 본 발명에 따른 무선통신망 접속방법은, 사용자가 통신 음영지역을 통과하거나 음영지역에 머물러 있는 동안, 급히 휴대전화를 이용하여야 할 경우에 적용될 수 있는 것이다. 특히 무선통신망에 접속하기 위한 장비로서, 통신 중계기능을 갖는 퍼스널 드론(도 2의 13)을 요구한다. 상기 퍼스널드론은 전파수신부나 증폭부 등을 갖는 소형 드론으로서 음영지역의 상공에 띄워진 상태로 전파를 찾아 지상의 휴대전화로 중계한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선통신망 접속방법을 설명하기 위한 블록도이다.

도시한 바와같이, 본 실시예에 따른 통신 음영지역에서의 무선통신망 접속방법은, 기본수신감도확인단계(100)와, 드론띄움단계(106)와, 최초신호중계단계(108)와, 드론위치조정단계(114)와, 드론조정신호중계단계(116) 등을 포함한다.

먼저, 상기 기본수신감도확인단계(100)는 사용자가 자신의 이동단말기(스마트폰, 테블릿PC)를 사용할 수 있는지 감도를 확인하는 과정이다. 사용자가 음영지역이 아닌 통신가능지역에 위치하고 있을 경우에는, 수신감도가 양호할 것이기 때문에, 바로 이동단말기사용단계(104)로 넘어간다. 현 위치에서 이동단말기를 사용할 수 있는 상태라면 그대로 전화통화를 한다거나 인터넷에 접속한다는 단순한 의미이다.

그런데, 사용자가 음영지역에 위치하여 수신감도가 불량한 경우라면 드론띄움단계(106)를 수행한다. 드론띄움단계(106)는, 사용자가 소유하고 있는 드론(13)을 띄워 해당 지역의 상공으로 올려 보내는 과정이다.

도 2를 통해 상기 드론(13)의 구조에 대해 먼저 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선통신망 접속용 드론의 개략적 구조도이다. 본 실시예에 따른 무선통신망 접속용 드론(13)은, 기본적인 드론의 구성을 바탕으로 하며 여기에 전파중계기능을 더 한 것이다.

도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 무선통신망 접속용 드론(13)은, 바디(15)와, 상기 바디(15)의 주변에 배치되는 다수의 모터(17) 및 프로펠러(19)로 구성된다. 상기 모터(17)는 일반적인 쿼드콥터(quadcopter)와 마찬가지로 바디(15)를 중심으로 네 개가 대칭으로 배치된다. 상기 프로펠러(19)는 당연히 각 모터(17)의 상부에 고정되어 모터에 의해 회전하며 양력을 발생한다.

아울러, 당연히, 상기 바디(15)의 내부에는 배터리(미도시)와 비행에 필요한 신호를 발생하는 회로기판(미도시)과, 지상으로부터 제어신호를 받는 제어신호수신부(미도시)가 설치된다.

특히 상기 무선통신망 접속용 드론(13)은 지상에서 이동단말기를 이용해 제어할 수 있는 타입이다. 즉 이동단말기를 이용해 드론(13)의 동작을 제어할 수 있는 것이다. 이를 위해 이동단말기에 드론(13) 제어용 프로그램이 설치되어 있어야 한다. 이러한 제어용 프로그램은 시중에서 구입할 수 있다.

상기 바디(15)에는, 전파수신부(21)와, 증폭부(23)와, 송출부(25)와, 제어부(27)가 설치되어 있다.

상기 전파수신부(21)는 주변의 무선통신용 전파를 찾아 수신하는 수신 인터페이스로서 수신안테나(21a)를 포함한다. 상기 수신안테나(21a)는 바디(15)의 상부에 수직으로 세워진 상태로 드론(13) 주변의 통신용 전파를 감지 및 수신한다.

상기 증폭부(23)는, 전파수신부(21)가 수신한 미세한 전파신호를 넘겨받아 노이즈를 제거하며 증폭하는 역할을 한다. 상기 증폭부(23)에 의해 증폭된 신호는 송출부(25)로 전달된다.

상기 송출부(25)는, 증폭부(23)로부터 전달받은 신호를 지상의 이동단말기로 내려 보내는 역할을 하는 것으로서, 다수의 송출안테나(25a)와 유선케이블연결포트(25b)가 포함된다. 상기 송출안테나(25a)는 바디(15)의 하부에 수직으로 세팅된 상태로 무선신호를 이동단말기로 보낸다.

또한, 유선케이블연결포트(25b)는 통신용 케이블을 꼽는 포트이다. 드론(13)의 파워가 충분하고 통신용 경량 케이블을 구비하고 있다면, 또한 드론이 지상으로부터 10미터 내외의 상공에서 전파를 잡을 수 있는 환경이라면, 드론과 이동단말기를 유선 연결하여 통신용 전파를 제공받을 수 도 있다는 의미이다.

상기 제어부(27)는, 전파수신부(21)와, 증폭부(23)와, 송출부(25)의 작동을 콘트롤하는 역할을 담당한다. 상기 제어부(27)의 작동에 의해 전파수신부(21)가 수신한 신호가 증폭부(23)를 통과해 송출부(25)를 거쳐 지상으로 전달될 수 있는 것이다.

아울러 상기 바디(15)의 저면에는 카메라(31)와 LED램프(33)가 구비되어 있다. 상기 카메라(31)는 통상적인 드론에서의 카메라와 같은 것이다. 상기 LED램프(33)는 지상에서 이동단말기를 이용해 온오프 할 수 있는 것으로서, 야간에 점등시켜 드론(13)이 어디쯤 위치하고 있는지 파악할 수 있게 한다.

다시 도 1로 돌아와 설명을 계속 이어가기로 한다.

상기 드론띄움단계(106)는 드론(13)의 소유자가 가령 배낭에서 드론(13)을 꺼내고 전원을 켜 상공으로 부상시키는 과정이다. 상기한 바와같이, 드론(13)의 제어는 이동단말기로 수행하므로, 사용자는 이동단말기를 이용해 드론을 띄워 올린다.

상기 드론(13)은 사용자가 위치한 지점에서 수직으로 상승함과 동시에 주변의 통신용 무선전파를 감지한다. 드론(13)이 비행하기 시작하면서 전파수신부(21)가 동작함은 물론이다. 또한 사용자는 이동단말기를 통해 드론(13)을 제어함과 동시에 드론으로부터 내려오는 신호를 계속적으로 모니터링한다.

즉, 드론이 무선전파를 감지하고 이를 증폭하여 내려 보내는지 여부를, 화면을 통해 계속적으로 관찰하는 것이다.

여하튼, 드론은 상공에 떠 있는 상태로, 전파를 감지하고 이를 송출부(25)를 통해 지상으로 중계하는 최초신호중계단계(108)를 수행한다.

상기 최초신호중계단계(108)를 통해 중계된 신호의 감도가 통화할 수 있는 정도로 양호하다면, 드론(13)을 그 위치에 고정시킨 상태로 이동단말기사용단계(110)를 수행한다. 즉 이동단말기를 통해 관제센터에 전화를 걸어 구조를 요청한다거나, 집이나 회사 또는 다른 필요한 장소에 연락을 취하는 것이다.

상기 이동단말기사용단계(110)를 통해 가령 비상전화통화를 마쳤다면, 드론회수단계(112)를 통해 공중에 머물러 있는 드론(13)을 내려 회수한다.

하지만, 최초신호중계단계(108)를 통해 제공받은 전파의 수신감도가 약하거나 통화에 충분하지 않을 경우에는 드론위치조정단계(114)를 수행한다. 드론위치조정단계(114)는 드론(13)의 위치를 변경시키는 과정이다. 가령 드론을 현재위치에서 더 높이 올리거나 전후좌우로 이동시키는 것이다. 이러한 드론위치조정단계(114)를 진행하는 동안 사용자는 이동단말기의 화면을 통해 수신감도를 계속적으로 확인해야 한다.

상기 드론위치조정단계(114)를 통해 드론이 의미있는 강도의 전파를 감지하였다면, 드론(13)을 그 자리에 유지시키고, 드론으로 하여금 조정신호중계단계(116)를 진행하게 한다. 즉, 드론(13)이 안정된 자세에서 전파를 수신하고 증폭한 후 송출부(25)를 통해 지상으로 중계하게 하는 것이다.

상기 과정을 통해 지상의 이동단말기에 양호한 감도의 전파가 수신되었다면 이동단말기사용단계(118)를 이어간다. 즉, 이동단말기를 이용하여 비상전화를 한다거나 상황에 필요한 행동을 하는 것이다. 이동단말기사용단계(118)가 완료된 후, 공중에 머물러 있는 드론(13)을 내려 회수하는 드론회수단계(120)를 수행한다.

그런데, 조정신호중계(116)를 통해 전달된 전파의 감도가 양호하지 않을 경우에는, 상기 드론위치조정단계(114)를 다시 반복 수행한다. 즉, 드론이 양호한 전파신호를 수신할 때 까지 드론의 위치를 반복적으로 조정하는 것이다.

결국, 상기한 바와같이 구성되는 본 실시예에 따른 무선통신망 접속방법은, 통신 음영지역에서 무선통신망 접속용 드론을 띄워 이동단말기를 임시로 사용할 수 있게 하는 방법으로서, 비상 상황시 매우 필요한 것이다.

가령, 등산시 부상을 입어 움직이지 못하는 상태에서, 설상가상으로 해당 지점이 통신 음영지역이라 전화도 안 될 경우, 그 자리에서 드론을 띄워 관제센터에 전화를 할 수 있게 함으로써 자신의 생명을 살릴 수 도 있는 것이다.

아울러, 상기한 드론(13)은, 가령 레이싱용이나 택배용이 아닌 이상, 기본적인 체공과 신호중계의 기능만 있으면 되고, 개인이 가방이나 배낭 등에 다른 물품과 함께 넣어 다닐 수 있는 정도의 사이즈를 가짐이 좋다.

이상, 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정하지 않고, 본 발명의 기술적 사상의 범위내에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.

13:드론 15:바디
17:모터 19:프로펠러
21:전파수신부 21a:수신안테나
23:증폭부 25:송출부
25a:송출안테나 25b:유선케이블연결포트
27:제어부 31:카메라
33:LED램프

Claims (5)

1. 이동단말기를 사용하기 전 이동단말기의 전파수신감도를 확인하는 기본수신감도확인단계와;
   상기 기본수신감도확인단계를 통한 확인결과, 전파수신감도가 낮아 이동단말기를 사용할 수 없는 경우, 중계용 드론을 단말기가 위치한 지점의 상공으로 띄워, 드론으로 하여금 전파를 수신하게 하는 드론띄움단계와;
   드론이 수신한 전파를 지상의 이동단말기로 중계하게 하는 신호중계단계와;
   상기 신호중계단계를 통해 이동단말기로 전달된 전파의 수신감도가 양호할 경우 이동단말기를 사용하는 이동단말기사용단계와;
   이동단말기의 사용 후 드론을 회수하는 드론회수단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 음영지역에서의 무선통신망 접속방법.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 신호중계단계를 통해 이동단말기로 전달된 전파의 수신감도가 양호하지 않을 경우, 드론을 제어하여 드론의 위치를 조정함으로써 드론이 전파를 찾아 수신하게 하는 드론위치조정단계와;
   드론의 위치가 조정된 상태에서 드론이 수신한 전파를 지상의 이동단말기로 다시 전달하는 조정신호중계단계와;
   상기 조정신호중계단계를 통해 이동단말기로 전달된 전파의 수신감도가 양호할 경우 이동단말기를 사용하는 이동단말기사용단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 음영지역에서의 무선통신망 접속방법.
3. 제 2항에 있어서,
   상기 조정신호중계단계를 통해 이동단말기로 전달된 전파의 수신감도가 양호하지 않을 때 상기 드론위치조정단계를 반복하는 것을 특징으로 하는 통신 음영지역에서의 무선통신망 접속방법.
4. 통신 음영지역의 상공으로 띄워진 상태로 무선통신용 전파를 감지 및 수신하고 이를 증폭하여 지상의 이동단말기로 중계하는 것으로서,
   무선통신용 전파를 수신하는 전파수신부와, 상기 전파수신부가 수신한 전파를 받아 증폭하는 증폭부와, 상기 증폭부에서 증폭된 무선신호를 지상의 이동단말기로 송출하는 송출부와, 상기 전파수신부, 증폭부, 송출부를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선통신망 접속용 드론.
5. 제 4항에 있어서,
   상기 드론에는, 필요시 통신용 유선케이블을 끼워 접속할 수 있는 유선케이블연결포트가 더 구비된 것을 특징으로 하는 무선통신망 접속용 드론.

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