KR20190030051A - 신호간 간섭을 최소화한 선박용 통신장치 및 통신시스템 - Google Patents

신호간 간섭을 최소화한 선박용 통신장치 및 통신시스템 Download PDF

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Abstract

신호간 간섭을 최소화한 선박용 통신장치 및 통신시스템를 개시한다.
본 실시예의 일 측면에 의하면, GPS를 이용하여 선박 및 해안 기지국의 위치를 파악하여, 선박 과 해안 기지국 간 거리에 따라 출력되는 신호의 세기를 조정하는 선박용 통신 장치 및 선박용 통신 장치을 포함하는 통신시스템을 제공한다.

Description

신호간 간섭을 최소화한 선박용 통신장치 및 통신시스템{System and Apparatus for Communicating Minimizing Interference between Signals for Ship}
본 발명은 각 선박이 전송하는 신호간의 간섭을 최소화하며 신호를 전송할 수 있도록 하는 선박용 통신장치 및 통신시스템에 관한 것이다.
이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 실시예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.
선박자동식별장치(AIS: Automatic Identification System, 이하에서 'AIS'로 약칭함)는 선박의 위치, 침로, 속력 등 항해 정보를 실시간으로 제공하는 첨단 장치로서, 해상에서 선박의 충돌을 방지하기 위한 장치로 사용될 수 있다. AIS는 국제 해사기구(IMO)가 추진하는 의무 사항이며, 선박 자동 식별 장치(AIS)가 도입되면 주위의 선박을 인식할 수 없는 경우에도 타선의 존재와 진행 상황 판단이 가능하고, 시계가 좋지 않은 경우에도 선명ㆍ침로ㆍ속력 식별이 가능하여 선박 충돌 방지, 광역 관제, 조난 선박의 수색 및 구조 활동 등 안전 관리를 더욱 효과적으로 수행할 수 있다.
그러나 국제적으로 AIS를 이용하는 선박과 이를 통해 송·수신하는 해사안전정보가 증가하면서 해상통신망의 과부하와 불안정성 문제가 대두되어 왔고, 이에 따라, AIS와 다른 초단파(VHF) 대역 주파수를 이용해 데이터를 교환하는 응용 지정 메시지(ASM: Application Specific Message, 이하에서 'ASM'으로 약칭함)와 초단파 데이터 교환 신호(VDE: VHF Data Exchange, 이하에서 'VDE'로 약칭함)를 이용하는 VDES(VHF Data Exchange System)의 중요성이 제기되고 있다.
VDES는 AIS 신호, ASM 신호 및 VDE 신호를 모두 이용함으로써, 선박과 선박, 선박과 해안에 위치한 기지국(이하에서 '해안 기지국'으로 약칭함) 간에 단순히 선박의 위치 뿐만 아니라, 해안의 지형(예를 들어, 암초의 위치, 해수면의 깊이 등), 항구의 특성 등의 데이터도 송수신할 수 있도록 한다.
도 1은 VDES에서 이용되는 신호들의 주파수 채널 및 특성을 도시한 도면이다.
주파수 채널 75, 76은 선박이 위성을 이용한 AIS 통신용 주파수 채널이다. 주파수 채널 1024, 1084, 1025, 1085, 1026, 1086은 VDE 신호를 이용하여 선박에서 해안 기지국으로 데이터를 전송하거나, 선박과 위성간 업링크를 위한 용도로 사용되는 채널이다.
주파수 채널 2024, 2084, 2025, 2085, 2026, 2086은 VDE 신호를 이용하여 해안 기지국에서 선박으로 또는 선박과 선박간에 데이터를 전송하거나, 위성과 선박간 다운링크를 위한 용도로 사용되는 채널이다.
주파수 채널 2027, 2028은 ASM를 이용하여 선박과 해안 기지국 간 또는 선박과 선박간에 데이터를 전송하거나 선박과 위성간 업링크를 위한 용도로 사용되는 채널이다.
AIS1과 AIS2는 선박이 AIS신호를 송수신하기 위한 채널이다.
VDE 신호를 이용하는 주파수 채널은 상대적으로 많은 채널이 부여되어 있으며, 채널에서 이용되는 대역폭도 50kHZ 또는 100kHZ로 상대적으로 넓은 범위가 할당되어 있어, VDE 신호를 이용하는 주파수 채널 간에는 간섭문제가 크게 발생하지 않는다.
VDES의 AIS와 ASM 신호를 송수신하는 주파수 채널은 상대적으로 적은 채널이 부여되어 있으며, 해당 채널은 간섭을 방지하기 위한 보호구간(Guard Interval)도 없이, 25kHZ의 대역폭만을 갖는다. 이에 따라, 선박 또는 해안 기지국이 해당 채널을 이용해 AIS 신호 또는 ASM 신호를 송신함에 있어 강한 출력으로 송신하는 경우, 인접채널과 신호의 간섭문제가 발생할 우려가 존재한다.
본 발명은, GPS를 이용하여 선박 및 해안 기지국의 위치를 파악하여, 선박 과 해안 기지국 간 거리에 따라 출력되는 신호의 세기를 조정하는 선박용 통신 장치 및 선박용 통신 장치를 포함하는 통신시스템을 제공하는 데 일 목적이 있다.
본 실시예의 일 측면에 의하면, 주파수 대역이 인접한 신호간에 간섭을 방지하며 위치정보 신호를 해안 기지국으로 전송하고자 하는 VDES(VHF Data Exchange System)의 선박용 통신장치에 있어서, GPS를 이용해 자신의 위치를 파악하는 측위부와 상기 해안 기지국으로부터 상기 해안 기지국의 위치정보 신호를 수신하며, 자신의 위치정보 신호를 상기 해안 기지국으로 송신하는 통신부 및 상기 해안 기지국의 위치정보를 이용하여 자신과 상기 해안 기지국 간의 거리를 측정하여, 자신과 상기 해안 기지국 간의 거리에 따라 상기 해안 기지국으로 전송할 자신의 위치정보 신호의 출력을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 선박용 통신장치를 제공한다.
본 실시예의 일 측면에 의하면, 상기 위치정보 신호는 상기 위치정보 신호를 전송하는 장치를 식별할 수 있는 식별자를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 실시예의 일 측면에 의하면, 상기 제어부는 자신과 상기 해안 기지국 간의 거리가 멀어질수록, 상기 해안 기지국으로 전송할 자신의 위치정보 신호의 출력을 증가시키는 것을 특징으로 한다.
본 실시예의 일 측면에 의하면, 상기 제어부는 소정의 거리만큼 떨어진 해안 기지국으로 전송할 자신의 위치정보 신호의 출력을 제어함에 있어, 상기 소정의 거리만큼 떨어진 해안 기지국이 상기 자신의 위치정보 신호를 수신할 수 있을 최소한의 출력으로 전송하도록 상기 자신의 위치정보 신호의 출력을 제어하는 것을 특징으로 한다.
본 실시예의 일 측면에 의하면, 상기 통신부는 상기 자신의 위치정보 신호를 AIS(Automatic Identification System) 신호 또는 ASM(Application Specific Message) 신호의 주파수 채널을 이용하여 상기 해안 기지국으로 송신하는 것을 특징으로 한다.
본 실시예의 일 측면에 의하면, 주파수 대역이 인접한 신호간에 간섭을 방지하며 데이터를 선박과 해안 기지국 상호간에 교환하는 VHF 데이터 교환 시스템(VDES: VHF Data Exchange System)에 있어서, 상기 해안 기지국의 위치정보 신호를 수신하며 GPS를 이용해 자신의 위치를 파악하여, 상기 해안 기지국의 위치정보와 자신의 위치를 이용해 자신과 상기 해안 기지국 간의 거리를 측정하고, 자신과 상기 해안 기지국 간의 거리에 따라 출력을 제어하여 상기 해안 기지국으로 자신의 위치정보 신호를 송신하는 하나 이상의 선박 및 GPS를 이용해 자신의 위치를 파악하여 상기 선박으로 자신의 위치정보 신호를 전송하며, 상기 하나 이상의 선박으로부터 선박의 위치정보 신호를 간섭없이 수신하여, 상기 하나 이상의 선박의 각 위치를 파악하는 해안 기지국을 포함하는 것을 특징으로 하는 VHF 데이터 교환 시스템을 제공한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 실시예의 일 측면에 따르면, GPS를 이용하여 선박 및 해안 기지국의 위치를 파악하여, 선박 과 해안 기지국 간 거리에 따라 출력되는 신호의 세기를 조정함으로써, 주파수 채널 간 신호의 간섭의 발생을 최소화할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 VDES에서 이용되는 신호들의 주파수 채널 및 특성을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 VDES의 구성을 도시한 구성도이다.
도 3는 본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 통신장치의 구성도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 해안 기지국용 통신장치의 구성도이다.
도 5는 종래의 VDES의 동작과 채널 간 간섭여부를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 VDES의 동작과 채널 간 간섭여부를 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 통신장치의 통신방법을 도시한 순서도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 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. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
제1, 제2, A, B 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 때에서, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 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 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 의해서 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다.
일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 VDES의 구성을 도시한 구성도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 VDES(200)는 선박(210, 214, 218) 및 해안 기지국(220)을 포함한다.
도 1을 참조하여 전술한 바와 같이, VDE 신호를 이용하는 주파수 채널은 상대적으로 많은 채널이 부여되어 있으며, 대역폭도 넓어 신호의 간섭 문제에서 비교적 자유로우며, 현 시점에서 아직 많은 사용량이 존재하는 것은 아니다. 따라서 이하에서 선박(210, 214, 218) 및 해안 기지국(220)은 AIS 또는 ASM 신호를 송수신하는 주파수 채널을 이용하는 것으로 설정하여 설명하기로 한다. 그러나 본 발명의 일 실시예에 따른 VDES, 선박용 통신장치 또는 해안 기지국의 구성이나 동작은 반드시 AIS 또는 ASM 신호를 송수신하는 주파수 채널을 이용하는 경우에만 국한되는 것은 아니며, VDE 신호를 송수신하는 주파수 채널이 이용되는 경우에도 적용될 수 있다.
선박(210, 214, 218)은 선박용 통신장치(미도시)를 이용하여 해안 기지국(220)과 AIS 또는 ASM 신호를 송수신한다. 선박(210, 214, 218)은 GPS를 이용하여 자신의 위치를 파악하며, 파악한 자신의 위치정보를 자신의 식별자와 함께 외부로 전송한다. 전술한 바와 같이, AIS 또는 ASM 신호를 송수신하는 주파수 채널은 굉장히 협소한 대역폭(25kHz)을 갖기 때문에, 많은 데이터를 송수신하는 것이 곤란한 특성을 갖는다. 따라서 선박(210, 214, 218)은 자신의 위치정보와 식별자를 외부, 다른 선박이나 해안 기지국(220)으로 전송한다.
선박(210, 214, 218)은 자신의 위치정보와 식별자를 전송함에 있어, 전송할 신호의 출력을 제어하여 전송한다. 선박은 해안 기지국으로 신호를 전송함에 있어, 해안 기지국으로부터 멀리 떨어져 있는 선박은 신호의 출력을 상대적으로 세게, 해안 기지국으로부터 가까이 위치한 선박은 신호의 출력을 상대적으로 약하게 하여 전송하게 된다. 그러나 해안 기지국으로부터 멀리 떨어져 있는 선박이 전송할 신호의 출력을 무분별하게 세게 하여 전송하게 된다면, 인접 채널의 신호와 간섭이 발생할 우려가 존재한다. 따라서 선박(210, 214, 218)은 해안 기지국(220)의 위치정보를 수신하여, 자신과 해안 기지국(220) 간의 거리를 파악하고, 파악한 거리에 따라 출력을 제어하여 신호를 전송한다. 선박(210, 214, 218)은 무분별하게 센 출력으로 신호를 전송하지 않고, 자신과 해안 기지국(220) 간의 거리에 따라 해안 기지국(220)이 수신할 수 있을 정도의 세기로 신호를 전송하도록 제어한다. 이에 따라, 주파수 채널 간 신호의 간섭이 최소화될 수 있다. 이에 대한 구체적인 설명은 도 3을 참조하여 설명하기로 한다.
해안 기지국(220)은 기 설정된 범위(225) 내에 위치하는 선박의 위치정보를 관리한다. 해안 기지국(220)은 GPS를 이용하여 자신의 위치를 파악하며, 자신의 위치정보를 기 설정된 범위(225) 내에 있는 선박(210, 214, 218)으로 전송한다. 이에 따라, 해안 기지국(220)은 선박(210, 214, 218)이 주파수 채널 간 신호의 간섭을 최소화하여 선박 자신의 위치정보를 전송할 수 있도록 한다. 해안 기지국(220)은 기 설정된 범위(225) 내에 위치한 선박들의 위치정보를 수신하여 저장하며, 선박들의 위치정보를 관리한다. 예를 들어, 해안 기지국(220)은 일부의 선박들이 서로 가까워지는 경우, 가까워지는 선박들에 상호간의 위치정보와 함께 경고신호를 전송할 수 있다. 또한, 해안 기지국(220)은 선박들의 위치정보를 수신하여 저장함으로써, 해안 기지국(220)의 기 설정된 범위(225) 내로 출입한 선박들의 흔적을 확인할 수 있다.
도 3는 본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 통신장치의 구성도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 통신장치는 통신부(310), 제어부(320) 및 측위부(330)를 포함한다. 선박용 통신장치는 선박(210, 214, 218)에 실장되어 도 2를 참조하여 전술한 선박(210, 214, 218)의 동작을 수행한다.
통신부(310)는 선박 자신의 위치정보 신호를 해안 기지국(220)으로 전송하며, 해안 기지국(220)이 전송하는 해안 기지국의 위치정보 신호를 수신한다. 통신부(310)는 AIS 또는 ASM 신호를 송수신하는 주파수 채널, 구체적으로, 2027 채널, 2028 채널, AIS1 채널 또는 AIS2 채널 중 어느 하나를 이용하여, 위치정보 신호를 송신하거나 수신한다. 통신부(310)는 선박 자신의 위치정보 신호와 함께 선박 자신의 식별자도 포함하여 해안 기지국(220)으로 전송한다. 이에 따라, 해안 기지국(220)은 어떤 선박이 어떤 위치에 있는지를 확인할 수 있다.
나아가, 통신부(310)는 선박 자신의 위치정보 신호를 다른 선박에게도 전송하며, 다른 선박이 전송하는 다른 선박 자신의 위치정보 신호를 수신할 수 있다. 통신부(310)는 자신의 위치정보 신호와 식별자를 해안 기지국(220)이 수신할 수 있도록 특정 방향을 지향하는 것이 아닌 전방위로 전송할 수 있으며, 다른 선박이 전방위로 전송하는 다른 선박 자신의 위치정보 신호를 수신할 수 있다.
이처럼, 통신부(310)는 선박 자신의 위치정보 신호를 전방위로 전송함으로써, 해안 기지국(220) 및 다른 선박들이 자신의 위치를 알 수 있도록 할 수 있으며, 다른 선박의 위치도 자신이 알 수 있다.
제어부(320)는 선박 자신의 위치정보와 해안 기지국의 위치정보를 이용하여 해안 기지국(220)으로 전송할 위치정보 신호의 출력을 제어한다. 제어부(320)는 측위부(330)가 측정한 선박 자신의 위치정보와 해안 기지국(220)으로부터 수신한 해안 기지국(220)의 위치정보를 이용하여 자신과 해안 기지국(220) 간의 거리를 파악한다.
제어부(320)는 자신과 해안 기지국(220) 간의 거리가 멀어질수록, 해안 기지국(220)으로 전송할 위치정보 신호의 출력을 증가시킨다. 다만, 종래의 기술과 같이 무분별하게 증가시키는 것이 아니라, 제어부(320)는 자신과 해안 기지국(220) 간의 거리를 기초로 해안 기지국(220)이 위치정보 신호를 수신할 수 있을 최소한의 출력으로 위치정보 신호를 전송하도록 제어한다.
이처럼, 제어부(320)는 선박 자신과 해안 기지국(220) 간의 거리를 파악하여 거리에 따라 수신측이 수신할 수 있는 최소한의 출력으로 신호를 전송하도록 함으로써, 협소한 대역폭을 사용하는 주파수 채널을 이용하더라도 채널 간 신호의 간섭을 최소화할 수 있는 장점이 있다.
나아가 제어부(320)는 통신부(310) 상에 다른 선박으로부터 수신한 위치정보 신호가 존재하는지 여부에 따라 전송할 신호의 출력을 다르게 제어할 수 있다. 통신부(310)를 거쳐 다른 선박으로부터 수신한 위치정보 신호가 존재하지 않는 경우라면, 선박 자신의 주변에 인접한 다른 선박이 존재하지 않아 채널 간 신호의 간섭이 발생할 가능성이 낮은 상황으로 볼 수 있다. 따라서 이러한 경우, 제어부(320)는 종래와 같이 거리에 무관하게 일정 수준 이상의 충분한 출력으로 위치정보 신호를 해안 기지국(220)으로 전송할 수 있다.
반면, 통신부(310)를 거쳐 다른 선박으로부터 수신한 위치정보 신호가 존재하는 경우라면, 선박 자신의 주변에 인접한 다른 선박이 존재하여 채널 간 신호의 간섭이 발생할 가능성이 굉장히 높은 상황으로 볼 수 있다. 따라서 이러한 경우, 제어부(320)는 자신과 해안 기지국(220) 간의 거리를 기초로 해안 기지국(220)이 위치정보 신호를 수신할 수 있을 최소한의 출력으로 위치정보 신호를 전송하도록 제어할 수 있다.
나아가, 제어부(320)는 해안 기지국(220)을 포함한 외부로 전송할 위치정보 신호의 출력을 제어함에 있어, 타 선박의 위치정보를 이용하여 위치정보 신호의 출력을 제어할 수 있다. 제어부(320)는 통신부(310)가 타 선박으로부터 수신한 타 선박의 위치정보 신호를 이용하여 타 선박이 위치정보 신호를 송수신하기 위해 사용하는 주파수 채널 및 타 선박의 위치를 파악하여, 채널 간 신호의 간섭 발생 가능성 및 자신과 타 선박 간의 거리를 파악한다. 채널 간 신호의 간섭 발생 가능성이 있는 경우, 제어부(320)는 해안 기지국(220)까지의 거리뿐만 아니라, 타 선박의 위치와 타 선박까지의 거리도 함께 참조하여, 외부로 전송할 위치정보 신호의 출력을 제어한다. 제어부(320)는 타 선박의 위치와 타 선박까지의 거리를 참조하여, 타 선박이 전송하는 신호와 간섭이 발생하지 않을 정도의 출력으로 자신의 위치정보 신호를 전송하도록 제어한다. 이에 따라, 제어부(320)는 타 선박이 전송하는 신호와 간섭을 방지하면서도, 수신측에서 위치정보 신호를 수신할 수 있는 최적의 세기로 신호를 전송할 수 있기 때문에, 효율적으로 선박과 선박간 또는 선박과 해안 기지국 간에 통신이 이루어질 수 있다.
측위부(330)는 GPS를 이용하여 선박 자신의 위치를 측정한다.
통상 종래의 통신장치들은 먼저 간섭여부 고려없이 신호를 전송하고, 신호간 간섭이 발생하는 경우, 피드백을 받아 그에 따라 다시 출력을 제어하였으므로, 신호의 간섭을 예방할 수 없었다. 전술한 바와 같이, 선박용 통신장치는 선박 자신의 위치정보 신호를 전송하기 이전에, 해안 기지국 또는 타 선박간의 거리에 따라 출력의 세기를 조절하여 전송함에 따라, 채널 간 신호 간섭문제를 사전에 방지할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 해안 기지국용 통신장치의 구성도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 해안 기지국용 통신장치는 통신부(410), 제어부(420), 데이터베이스(430) 및 측위부(440)를 포함한다. 해안 기지국용 통신장치는 해안 기지국(220) 내 배치되어 도 2를 참조하여 전술한 해안 기지국(220)의 동작을 수행한다.
통신부(410)는 해안 기지국 자신의 위치정보 신호를 선박(210, 214, 218)으로 전송하며, 선박(210, 214, 218)이 전송하는 선박의 위치정보 신호를 수신한다. 통신부(410)는 AIS 또는 ASM 신호를 송수신하는 주파수 채널, 구체적으로, 2027 채널, 2028 채널, AIS1 채널 또는 AIS2 채널 중 어느 하나를 이용하여, 위치정보 신호를 송신하거나 수신한다. 통신부(410)는 해안 기지국 자신의 위치정보 신호와 함께 자신의 식별자도 포함하여 선박(210, 214, 218)으로 전송한다. 이에 따라, 선박(210, 214, 218)은 어떤 해안 기지국이 어디에 위치해 있는지를 확인할 수 있다.
통신부(410)는 제어부(420)의 제어에 따라, 선박으로 경고 신호를 송신할 수 있다.
제어부(420)는 선박(210, 214, 218)으로부터 수신한 선박의 위치정보를 관리한다. 제어부(420)는 데이터베이스 내 저장된 각 선박들의 위치정보를 이용하여 각 선박들의 위치정보를 관리한다. 제어부(420)는 각 선박들의 위치정보를 이용하여 서로 근접하고 있는 선박이 있는지 여부, 암초가 존재하거나 조류의 흐름이 빨라 운행함에 있어 주의를 해야하는 해역으로 선박이 진입하고 있는 경우 등을 판단하여, 해당 선박으로 경고 신호를 전송하도록 통신부(410)를 제어할 수 있다.
데이터베이스(430)는 선박(210, 214, 218)으로부터 수신한 선박의 위치정보를 저장한다. 데이터베이스(430)는 선박(210, 214, 218)으로부터 수신한 선박의 위치정보를 저장함으로써, 제어부(420)가 각 선박들의 위치정보를 관리할 수 있도록 하며, 나아가, 제어부(420)가 각 선박들의 해안 기지국(220)의 기 설정된 범위(225) 내로 출입한 선박들의 흔적을 확인할 수 있도록 한다.
측위부(440)는 GPS를 이용하여 해안 기지국(220) 자신의 위치를 측정한다.
도 5는 종래의 VDES의 동작과 채널 간 간섭여부를 도시한 도면이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 VDES의 동작과 채널 간 간섭여부를 도시한 도면이다.
도 5와 도 6 모두에서 선박(210)은 근거리에서 AIS1 주파수 채널을 이용하여 해안 기지국(220)과 위치정보 신호를 송수신하며, 선박(214)은 원거리에서 AIS1 주파수 채널과 인접한 2028 주파수 채널(ASM2)을 이용하여 해안 기지국(220)과 위치정보 신호를 송수신하는 것으로 설정한다.
도 5를 참조하면, 별도의 신호의 출력의 제어없이 전송되기 때문에, 해안 기지국(220)과 가까운 거리에 위치하는 선박(210)이 전송하는 위치정보 신호의 세기(510)는 굉장히 큰 반면, 해안 기지국(220)으로부터 먼 거리에 위치하는 선박(214)이 전송하는 위치정보 신호의 세기(520)는 굉장히 작은 것을 볼 수 있다. 선박(210)이 전송하는 위치정보 신호의 세기(510)가 굉장히 커짐에 따라, 인접한 채널로 신호의 간섭이 발생할 수 있다.
반면, 도 6을 참조하면, 선박(210, 214) 내 실장된 선박용 통신장치는 선박(210, 214)과 해안 기지국(220) 간 거리에 따라 전송할 신호의 출력을 제어하기 때문에, 간섭없이 적절한 세기(610, 620)의 신호가 해안 기지국(220)으로 도달함을 볼 수 있다. 즉, 선박(210)이 전송한 위치정보 신호의 세기(610)는 해안 기지국(220)과 가까움에도 불구하고, 선박(214)이 전송한 위치정보 신호의 세기(620)와 큰 차이를 갖지 않는다. 선박(210, 214) 내 실장된 선박용 통신장치는 해안 기지국(220)까지의 거리를 고려하여 전송할 신호의 출력을 제어하며, 특히, 수신측(해안 기지국)이 신호를 수신할 수 있는 최소한의 세기로 제어하여 채널 간 신호의 간섭을 방지할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 통신장치의 통신방법을 도시한 순서도이다.
선박용 통신장치는 선박 자신의 위치를 확인한다(S710). 측위부(330, GPS)를 이용하여 선박 자신의 위치를 확인한다.
선박용 통신장치는 해안 기지국의 위치정보 신호를 수신하여, 기지국과의 거리를 측정한다(S720). 선박용 통신장치는 해안 기지국(220)의 위치정보 신호를 수신하여, 선박 자신의 위치와 해안 기지국(220)의 위치를 토대로, 자신과 해안 기지국(220) 간의 거리를 측정한다. 나아가, 선박용 통신장치는 타 선박으로부터 타 선박의 위치정보를 함께 수신하여, 자신과 타 선박 간의 거리를 측정할 수 있다.
선박용 통신장치는 해안 기지국과의 거리를 고려하여, 위치정보 신호의 전송 세기를 결정한다(S730). 선박용 통신장치는 해안 기지국과의 거리가 멀어질수록 전송할 위치정보 신호의 세기를 증가시켜 전송한다. 다만, 선박용 통신장치는 전송할 위치정보 신호의 세기를 제어함에 있어, 수신측이 수신할 수 있는 최소한의 세기로 위치정보 신호를 전송하도록 제어함으로써, 채널 간 신호의 간섭을 최소화할 수 있다. 나아가, 선박용 통신장치는 타 선박과의 거리도 함께 고려하여 전송할 위치정보 신호의 세기를 제어할 수 있다.
선박용 통신장치는 결정된 세기에 따라, 해안 기지국으로 자신의 위치정보 신호를 전송한다(S740). 선박용 통신장치는 결정된 세기에 따라 자신의 위치정보 신호를 전송한다. 선박용 통신장치는 해안 기지국(220)으로 전송할 수도 있고, 해안 기지국(220) 및 타 선박들이 모두 받을 수 있도록 전방위적으로 전송할 수도 있다.
앞서 설명한 바와 같이 해안 기지국(220)은 기 설정된 범위(225)의 내의 복수의 선박에 대해서 그룹을 형성할 수 있고, 이 같은 그룹 내에서 본 발명의 실시예들을 적용할 수 있다.
도 7에서는 각 과정을 순차적으로 실행하는 것으로 기재하고 있으나, 이는 본 발명의 일 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것이다. 다시 말해, 본 발명의 일 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 일 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 도 7에 기재된 순서를 변경하여 실행하거나 각 과정 중 하나 이상의 과정을 병렬적으로 실행하는 것으로 다양하게 수정 및 변형하여 적용 가능할 것이므로, 도 7은 시계열적인 순서로 한정되는 것은 아니다.
한편, 도 7에 도시된 과정들은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 즉, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 마그네틱 저장매체(예를 들면, 롬, 플로피 디스크, 하드디스크 등), 광학적 판독 매체(예를 들면, 시디롬, 디브이디 등) 및 캐리어 웨이브(예를 들면, 인터넷을 통한 전송)와 같은 저장매체를 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.
이상의 설명은 본 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 실시예들은 본 실시예의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
200: VDES 210, 214, 218: 선박
220: 해안 기지국 310, 410: 통신부
320, 420: 제어부 330, 440: 측위부
430: 데이터베이스

Claims (10)

  1. 주파수 대역이 인접한 신호간에 간섭을 방지하며 위치정보 신호를 해안 기지국으로 전송하고자 하는 VDES(VHF Data Exchange System)의 선박용 통신장치에 있어서,
    GPS를 이용해 자신의 위치를 파악하는 측위부;
    상기 해안 기지국으로부터 상기 해안 기지국의 위치정보 신호를 수신하며, 자신의 위치정보 신호를 상기 해안 기지국으로 송신하는 통신부; 및
    상기 해안 기지국의 위치정보를 이용하여 자신과 상기 해안 기지국 간의 거리를 측정하여, 자신과 상기 해안 기지국 간의 거리에 따라 상기 해안 기지국으로 전송할 자신의 위치정보 신호의 출력을 제어하는 제어부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 선박용 통신장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 위치정보 신호는,
    상기 위치정보 신호를 전송하는 장치를 식별할 수 있는 식별자를 포함하는 것을 특징으로 하는 선박용 통신장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    자신과 상기 해안 기지국 간의 거리가 멀어질수록, 상기 해안 기지국으로 전송할 자신의 위치정보 신호의 출력을 증가시키는 것을 특징으로 하는 선박용 통신장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    소정의 거리만큼 떨어진 해안 기지국으로 전송할 자신의 위치정보 신호의 출력을 제어함에 있어, 상기 소정의 거리만큼 떨어진 해안 기지국이 상기 자신의 위치정보 신호를 수신할 수 있을 최소한의 출력으로 전송하도록 상기 자신의 위치정보 신호의 출력을 제어하는 것을 특징으로 하는 선박용 통신장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 통신부는,
    상기 자신의 위치정보 신호를 AIS(Automatic Identification System) 신호 또는 ASM(Application Specific Message) 신호의 주파수 채널을 이용하여 상기 해안 기지국으로 송신하는 것을 특징으로 하는 선박용 통신장치.
  6. 주파수 대역이 인접한 신호간에 간섭을 방지하며 데이터를 선박과 해안 기지국 상호간에 교환하는 VHF 데이터 교환 시스템(VDES: VHF Data Exchange System)에 있어서,
    상기 해안 기지국의 위치정보 신호를 수신하며 GPS를 이용해 자신의 위치를 파악하여, 상기 해안 기지국의 위치정보와 자신의 위치를 이용해 자신과 상기 해안 기지국 간의 거리를 측정하고, 자신과 상기 해안 기지국 간의 거리에 따라 출력을 제어하여 상기 해안 기지국으로 자신의 위치정보 신호를 송신하는 하나 이상의 선박용 통신장치; 및
    GPS를 이용해 자신의 위치를 파악하여 상기 선박으로 자신의 위치정보 신호를 전송하며, 상기 하나 이상의 선박으로부터 선박의 위치정보 신호를 간섭없이 수신하여, 상기 하나 이상의 선박의 각 위치를 파악하는 해안 기지국용 통신장치
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 VHF 데이터 교환 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 위치정보 신호는,
    상기 위치정보 신호를 전송하는 장치를 식별할 수 있는 식별자를 포함하는 것을 특징으로 하는 VHF 데이터 교환 시스템.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 하나 이상의 선박용 통신장치는,
    자신과 상기 해안 기지국 간의 거리가 멀어질수록, 상기 해안 기지국으로 전송할 자신의 위치정보 신호의 출력을 증가시키는 것을 특징으로 하는 VHF 데이터 교환 시스템.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 하나 이상의 선박용 통신장치는,
    소정의 거리만큼 떨어진 해안 기지국으로 전송할 자신의 위치정보 신호의 출력을 제어함에 있어, 상기 소정의 거리만큼 떨어진 해안 기지국이 상기 자신의 위치정보 신호를 수신할 수 있을 최소한의 출력으로 전송하도록 상기 자신의 위치정보 신호의 출력을 제어하는 것을 특징으로 하는 VHF 데이터 교환 시스템.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 하나 이상의 선박용 통신장치는,
    상기 자신의 위치정보 신호를 AIS(Automatic Identification System) 신호 또는 ASM(Application Specific Message) 신호의 주파수 채널을 이용하여 상기 해안 기지국으로 송신하는 것을 특징으로 하는 VHF 데이터 교환 시스템.
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CN117956481A (zh) * 2024-03-26 2024-04-30 上海海事大学 一种基于无线传感器网络的船舶智能监测方法

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