KR20220051671A - Uwb 시스템 - Google Patents

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KR20220051671A
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Abstract

본 발명은 UWB(Ultra-Wide Band) 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 호핑을 통해 차량 UWB 동작을 최적화하는 것이 가능한 UWB 시스템에 관한 것이다.
본 발명에 따른 UWB 시스템은 UWB 통신 프로그램이 내장된 메모리 및 프로그램을 실행시키는 프로세서를 포함하되, 프로세서는 UWB 시간 호핑 및 주파수 호핑을 수행하여 통신 채널을 확보하는 것을 특징으로 한다.

Description

UWB 시스템{UWB SYSTEM}
본 발명은 UWB(Ultra-Wide Band) 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 호핑을 통해 차량 UWB 동작을 최적화하는 것이 가능한 UWB 시스템에 관한 것이다.
UWB는 Ultra Wide Band(6~8GHz, 500MHz 이상의 대역폭)의 ToF(Time of Flight) 기술을 활용하여 통신 주체 사이의 신호 도달 시간에 빛의 속도를 곱하여, 주체간의 거리를 산출하는 기술이다.
종래 기술에 따른 TSCH(Time-slotted Channel Hopping)는 시간을 옮겨가며 지속적으로 반복하는 호핑으로서, 경우에 따라서는 그 동작 주기에 따라 계속적인 통신 간섭의 원인이 되는 문제점이 있다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, UWB 주파수 호핑을 적용하여 안정적으로 통신 채널을 확보하는 것이 가능한 UWB 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명에 따른 UWB 시스템은 UWB 통신 프로그램이 내장된 메모리(101) 및 프로그램을 실행시키는 프로세서(102)를 포함하되, 프로세서(102)는 UWB 시간 호핑 및 주파수 호핑을 수행하여 통신 채널을 확보하는 것을 특징으로 한다.
프로세서(102)는 UWB 동작을 수행하고, 호핑 타이머를 동작한다.
프로세서(102)는 신호 간섭을 피하기 위한 타임 호핑을 수행하고, 호핑 카운트를 산출한다.
프로세서(102)는 카운트값이 제1 기설정값을 초과하는지 여부와, 타이머가 제2 기설정값 미만인지 여부를 확인한다.
프로세서(102)는 카운트값이 제1 기설정값을 초과하지 않거나, 타이머가 제2 기설정값 미만이 아닌 경우, 타임 호핑을 계속 수행한다.
프로세서(102)는 카운트값이 제1 기설정값을 초과하고, 타이머가 제2 기설정값 미만인 경우, 주파수 호핑을 수행한다.
프로세서(102)는 주파수 호핑 후 UWB 동작을 시작하고, 호핑 타이머를 시작한다.
프로세서(102)는 신호 간섭을 피하기 위한 타임 호핑을 수행하고, 호핑 카운트를 산출한다.
프로세서(102)는 카운트값이 제3 기설정값을 초과하는지 여부와, 타이머가 제4 기설정값 미만인지 여부를 확인한다.
이 때, 제1 기설정값과 제3 기설정값은 같은 값이거나, 다른 값으로 설정될 수 있으며, 마찬가지로 제2 기설정값과 제4 기설정값은 같은 값이거나, 다른 값으로 설정될 수 있다.
제1 기설정값 및 제3 기설정값은 통신 상황(주변 통신 장치의 개수) 또는 호핑의 횟수에 따라 상이하게 설정된다.
프로세서(102)는 카운트값이 제3 기설정값을 초과하지 않거나, 타이머가 제4 기설정값 미만이 아닌 경우, 타임 호핑을 계속 수행한다.
프로세서(102)는 카운트값이 제3 기설정값을 초과하고, 타이머가 제4 기설정값 미만인 경우, 주파수 호핑을 수행한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 기설정된 방식에 따라 UWB 시간 호핑과 주파수 호핑을 수행함으로써, 주파수 간섭을 최소화하여 UWB 통신을 최적화하고, 안정적으로 통신 채널을 확보하는 것이 가능한 효과가 있다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급한 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 종래 기술에 따른 TSCH(Time-slotted Channel Hopping)의 문제점을 도시한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 UWB 모듈 적용 대역을 도시한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 UWB 시스템을 도시한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 주파수 호핑을 도시한다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 UWB 동작 방법을 도시한다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 UWB 모델링, UWB 안테나, VSWR, 안테나의 3D 패턴을 도시한다.
도 7은 종래 기술에 따른 레인징(Ranging)을 도시한다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 태그와 앵커 간의 수직 거리를 도시한다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 UWB 시스템을 이용한 레인징 방법을 도시한다.
도 10는 안테나 다이버시티(diversity)를 도시한다.
도 11은 종래 기술에 따른 DS-TWR을 도시한다.
도 12 내지 도 14는 본 발명의 다른 실시예에 따른 수신 성능에 대해 도시한다.
도 15는 본 발명의 다른 실시예에 따른 Two Way Ranging을 도시한다.
도 16은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 UWB 시스템을 이용한 안테나 다이버시티 구현 방법을 도시한다.
도 17은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 동작 시나리오 별 구동되는 UWB 모듈을 도시한다.
도 18은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 운전석 PKE 동작 시 UWB 모듈의 1차, 2차 동작을 도시한다.
도 19내지 도 21은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 UWB 레인징 방법을 도시한다.
도 22는 종래 기술에 따른 UWB 동작 환경을 도시한다.
도 23은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 스니핑 결과를 이용한 UWB 시스템을 도시한다.
도 24는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 스니핑 결과를 이용한 UWB 동작 방법을 도시한다.
도 25는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 거리 기반 UWB 시스템을 도시한다.
도 26은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 거리 기반 UWB 동작 방법을 도시한다.
도 27은 4개의 앵커를 기준으로 CCC 표준에서 정한 UWB 레인징 시퀀스를 도시한다.
도 28은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 UWB 레인징 팩터 정의를 이용한 UWB 시스템을 도시한다.
도 29는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 사전 정의가 필요한 UWB 레인징 팩터를 도시한다.
본 발명의 전술한 목적 및 그 이외의 목적과 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.
그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 이하의 실시예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 목적, 구성 및 효과를 용이하게 알려주기 위해 제공되는 것일 뿐으로서, 본 발명의 권리범위는 청구항의 기재에 의해 정의된다.
한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성소자, 단계, 동작 및/또는 소자가 하나 이상의 다른 구성소자, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가됨을 배제하지 않는다.
이하에서는, 본 발명의 실시예를 설명하기에 앞서, 본 발명이 제안된 배경에 대해 먼저 서술한다.
UWB는 Ultra Wide Band(6~8GHz, 500MHz 이상의 대역폭)의 ToF(Time of Flight) 기술을 활용하여 통신 주체 사이의 신호 도달 시간에 빛의 속도를 곱하여, 주체간의 거리를 산출하는 기술이다.
종래 기술에 따른 TSCH(Time-slotted Channel Hopping)는 시간을 옮겨가며 지속적으로 반복하는 호핑으로서, 경우에 따라서는 그 동작 주기에 따라 계속적인 통신 간섭의 원인이 되는 문제점이 있다.
종래 기술에 따른 SMK 시스템(스마트 키 시스템)은 LF(Low Frequency, 125kHz) 및 RF(Radio Frequency, 434MHz) 기술을 활용하여 Fob(스마트키)의 위치를 판단하고, 차량 도어의 lock/unlock을 제어하고 시동을 시작한다.
UWB는 ToF(Time of Flight) 기술을 활용하여 통신 주체 사이의 신호 도달 시간에 빛의 속도를 곱하여, 주체간의 거리를 산출하는 기술이다.
종래 기술에 따르면, UWB 안테나 방사패턴을 최대한 균일하게 설계하는 경우에도, 실차 및 주변 환경 등 예측할 수 없는 요인들로 인해, 방사패턴에 Null 포인트가 생길 수 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위해, 복수 개의 안테나를 설계하여 다이버시티(diversity)를 구현하는 것이 가능한데, 이 경우 레인징(ranging)을 2번 수행하여야 하는 등, 비효율적인 문제점이 있다.
또한, 종래 기술에 따르면, 원거리의 태그(tag)에 대해 여러 개의 앵커(anchor)들이 지속적으로 레인징(ranging)을 수행하는 바, 전력 소모 및 속도 측면에서의 문제점이 있다.
태그가 근거리(예: 차량 주변 2미터 이하)인 경우, 정밀 측위가 필요하나, 원거리에는 정밀 측위가 필요하지 않다.
LBS(Local Based Service)를 제공하기 위해, GPS, 와이파이, 블루투스 등의 기술이 활용되고 있는데, 이는 정밀 측정이 어려운 문제점이 있는 반면, UWB(6~8GHz, 500MHz 이상의 대역폭)는 넓은 주파수 대역, 저전력 통신, 수십 센티미터 내외의 높은 정확도로 측위가 가능한 장점이 있다.
종래 기술에 따른 GPS와 이동통신망 기반의 위치 추적 기술은 각각 5 내지 50m, 50 내지 200m의 오차 범위를 가지고 있으며, GPS의 경우 도심 빌딩 숲에서는 위성에서 보내는 신호가 도달하는데 장애가 발생할 수도 있다.
와이파이의 경우 저비용으로 위치 추적이 가능하지만, 사용 주파수 대역이 좁으므로 위치 추적 대상이 많아질 경우 채널 분할에 한계가 발생할 수 있다. 또한, 이동성을 가진 단말은 고정된 와이파이 AP(액세스 포인트)와의 연결이 끊어질 수 있다.
블루투스는 다수의 센서를 저렴한 비용으로 배치하는 것이 가능하지만, 통신 레이턴시(latency)가 크기 때문에 동적 환경에서 실시간으로 위치를 추적하는 데에는 적합하지 않다.
UWB는 와이파이, 블루투스와는 다르게 넓은 주파수 대역을 사용하며, 낮은 전력으로 높은 전송 속도를 통해 대용량의 정보를 전송하는 것이 가능하다.
UWB 기술을 이용한 측위는 20센티미터 내외의 낮은 오차율을 보이며, 장애물에 대한 투과율이 높고, 와이파이 등의 다른 신호에 영향을 받지 않는 장점이 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 TSCH(Time-slotted Channel Hopping)의 문제점을 도시한다.
제 1 차량의 제1 UWB 세션과, 제2 차량의 제2 UWB 세션을 참조하면, 제1 차량 및 제2 차량은 타임(time) 호핑을 지속하나, 경우에 따라(주기에 따라) 지속적으로 주파수 간섭이 발생되는 문제점이 있다.
도 2은 UWB 모듈 적용 대역을 도시한다.
스마트키 해킹(RSA) 방어 및 디지털키(스마트폰) 위치 측위를 위해 UWB 모듈 적용 대역이 사용된다.
채널 5는 중심 주파수가 6.5GHz, 대역폭이 499.2MHz이고, 채널 9는 중심 주파수가 8.0GHz, 대역폭이 499.2MHz이다.
전술한 2가지의 경우, 즉 스마트키 해킹 방어 및 디지털키 위치 측위 외에도, 다양한 UWB 기술이 차량에 적용될 수 있다.
예컨대, 차량에 탑승한 승객 감지를 위한 레이더 기능을 하는 UWB, 주차 영역 감지 및 사용자 위험 알림을 위한 UWB, 사용자 동작 감지(킥센서 등)에 따른 편의 기능(자동 트렁크 열림 등) 제공을 위한 UWB 기술이 적용될 수 있으며, 차량에 적용될 수 있는 UWB 통신의 종류가 다양해짐에 따라 주파수 간섭의 리스크도 증가하게 된다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 UWB 시스템을 도시한다.
본 발명에 실시예에 따른 UWB 시스템은 UWB 통신 프로그램이 내장된 메모리(101) 및 프로그램을 실행시키는 프로세서(102)를 포함하되, 프로세서(102)는 UWB 시간 호핑 및 주파수 호핑을 수행하여 통신 채널을 확보하는 것을 특징으로 한다.
프로세서(102)는 UWB 동작을 수행하고, 호핑 타이머를 동작한다.
프로세서(102)는 신호 간섭을 피하기 위한 타임 호핑을 수행하고, 호핑 카운트를 산출한다.
프로세서(102)는 카운트값이 제1 기설정값을 초과하는지 여부와, 타이머가 제2 기설정값 미만인지 여부를 확인한다.
프로세서(102)는 카운트값이 제1 기설정값을 초과하지 않거나, 타이머가 제2 기설정값 미만이 아닌 경우, 타임 호핑을 계속 수행한다.
프로세서(102)는 카운트값이 제1 기설정값을 초과하고, 타이머가 제2 기설정값 미만인 경우, 주파수 호핑을 수행한다.
프로세서(102)는 주파수 호핑 후 UWB 동작을 시작하고, 호핑 타이머를 시작한다.
프로세서(102)는 신호 간섭을 피하기 위한 타임 호핑을 수행하고, 호핑 카운트를 산출한다.
프로세서(102)는 카운트값이 제3 기설정값을 초과하는지 여부와, 타이머가 제4 기설정값 미만인지 여부를 확인한다.
이 때, 제1 기설정값과 제3 기설정값은 같은 값이거나, 다른 값으로 설정될 수 있으며, 마찬가지로 제2 기설정값과 제4 기설정값은 같은 값이거나, 다른 값으로 설정될 수 있다.
제1 기설정값 및 제3 기설정값은 통신 상황(주변 통신 장치의 개수) 또는 호핑의 횟수에 따라 상이하게 설정될 수 있다.
예컨대, 처음에는 1번의 타임 호핑 후 주파수 호핑을 수행하고, 두 번째에는 2번의 타임 호핑 후 주파수 호핑을 수행하고, 세번째에는 3번의 타임 호핑 후 주파수 호핑을 수행하는 것이 가능하다.
프로세서(102)는 카운트값이 제3 기설정값을 초과하지 않거나, 타이머가 제4 기설정값 미만이 아닌 경우, 타임 호핑을 계속 수행한다.
프로세서(102)는 카운트값이 제3 기설정값을 초과하고, 타이머가 제4 기설정값 미만인 경우, 주파수 호핑을 수행한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 주파수 호핑을 도시한다.
제 1 차량의 제1 UWB 세션과, 제2 차량의 제2 UWB 세션은 채널 5에서 타임 호핑으로도 간섭이 해결되지 않으며, 채널 5는 복잡 상태를 가지게 된다.
이러한 반복되는 신호 간섭을 피해, 제2 차량의 제2 UWB 세션에 대한 주파수 호핑의 수행 결과, 결과적으로 채널 5와 채널 9에서 모두 원활한 통신이 가능하다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 UWB 동작 방법을 도시한다.
본 발명의 실시예에 따른 UWB 동작 방법은 UWB 동작 및 호핑 타이머를 동작 시키는 단계와, 타임 호핑을 수행하고 간섭 상황 정보를 모니터링하는 단계 및 간섭 상황 정보에 대한 모니터링 결과에 따라, 주파수 호핑을 수행하는 단계를 포함한다.
도 5를 참조하면, UWB 동작을 수행하고, 호핑 타이머를 동작한다(S501).
신호 간섭을 피하기 위한 타임 호핑을 수행하고(S502), 호핑 카운트를 산출한다(S503).
카운트값이 제1 기설정값을 초과하는지 여부를 확인하고(S504), 타이머가 제2 기설정값 미만인지 여부를 확인한다(S505).
S504 단계에서 카운트값이 제1 기설정값을 초과하지 않거나, S505 단계에서 타이머가 제2 기설정값 미만이 아닌 경우, S502 단계의 타임 호핑을 계속 수행한다.
S504 단계에서 카운트값이 제1 기설정값을 초과하고, S505 단계에서 타이머가 제2 기설정값 미만인 경우, 주파수 호핑을 수행한다(S506).
주파수 호핑 후 UWB 동작을 시작하고, 호핑 타이머를 시작한다(S507).
신호 간섭을 피하기 위한 타임 호핑을 수행하고(S508), 호핑 카운트를 산출한다(S509).
카운트값이 제3 기설정값을 초과하는지 여부를 확인하고(S510), 타이머가 제4 기설정값 미만인지 여부를 확인한다(S511).
이 때, 제1 기설정값과 제3 기설정값은 같은 값이거나, 다른 값으로 설정될 수 있으며, 마찬가지로 제2 기설정값과 제4 기설정값은 같은 값이거나, 다른 값으로 설정될 수 있다.
제1 기설정값 및 제3 기설정값은 통신 상황(주변 통신 장치의 개수) 또는 호핑의 횟수에 따라 상이하게 설정될 수 있다.
예컨대, 처음에는 1번의 타임 호핑 후 주파수 호핑을 수행하고, 두 번째에는 2번의 타임 호핑 후 주파수 호핑을 수행하고, 세번째에는 3번의 타임 호핑 후 주파수 호핑을 수행하는 것이 가능하다.
S510 단계에서 카운트값이 제3 기설정값을 초과하지 않거나, S511 단계에서 타이머가 제4 기설정값 미만이 아닌 경우, 타임 호핑을 계속 수행한다(S508).
S510 단계에서 카운트값이 제3 기설정값을 초과하고, S511 단계에서 타이머가 제4 기설정값 미만인 경우, 주파수 호핑을 수행한다(S506).
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 UWB 모델링, UWB 안테나, VSWR, 안테나의 3D 패턴을 도시한다.
UWB 안테나는 6.5GHz에서 84.91%의 efficiency, -0.71dBi의 평균 게인, 3.48dBi의 피크 게인을 가지고, 8.0GHz에서 83.76%의 efficiency, -0.76dBi의 평균 게인, 3.38dBi의 피크 게인을 가진다.
도 6을 참조하면, VSWR(Voltage Standing Wave Ratio)와 안테나의 3D 패턴을 도시한다.
도 7은 TWR(Two Way Ranging)방식으로서, DS(Double Sided) TWR 및 SS(Single Sided) TWR을 도시한다.
레인징(Ranging)이란 1개의 포브와 1개의 앵커 간의 거리를 측정하는 행위를 말하며, 데이터 스트럭쳐는 IEEE802.15.4z 표준에 따르고, 1 패킷 송신 시 약 200us 정도가 소요된다.
슬롯(Slot)은 포브 또는 앵커가 신호를 1회 송신(또는 수신)하고, 다음 송신(또는 수신)까지 소요되는 시간으로 정의된다.
RSA 방어 SMK 시스템의 UWB 송수신 슬롯은 약 2ms로 설계될 수 있고, 사양에 따라 변경 가능하다.
DS TWR 방식은 신호 송수신 횟수가 많아 전력소모가 크지만, 거리 측정이 정확도가 뛰어나다.
포브(Fob)는 폴 패킷을 전송하고 타임 스탬프 T0를 기록한다.
앵커(Anchor)는 폴 패킷을 수신하고 T1을 기록한다.
앵커는 신호를 수신하고 응답 패킷을 생성하는데 시간 Td1을 소요하고, 응답 메시지를 보내고 T2를 기록한다.
포브는 응답 메시지를 수신하고 T3를 기록한다.
포브는 신호를 수신하고 최종 메시지를 생성하는데 Td2시간을 소요한다.
포브는 최종 메시지를 보내고 T4를 기록하며, 앵커는 최종 메시지를 수신하고 T5를 기록한다.
DS TWR은 전술한 바와 같이 레인징의 결과가 정확한 반면, 2회 왕복시간으로 거리를 산출하므로 수식이 복잡하고, 상대적으로 전력소모가 큰 단점이 있다.
SS TWR은 1회 왕복시간으로 거리를 산출하므로 수식이 비교적 간단하며, 상대적으로 전력소모가 적은 반면, DS TWR 대비 레인징 오차가 큰 단점이 있다.
그런데, 원거리에서 일정 범위 내 오차는 수용 가능한 것으로, 장시간 레인징 동안의 전력 소모를 줄이는 기술의 적용이 필요하다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 태그와 앵커 간의 수직 거리를 도시한다.
제1 앵커(300a)와 제4 앵커(300d)의 거리, 제2 앵커(300b) 및 제3 앵커(300c)같의 거리는 3미터로서, 이는 개발 단계에서 이미 설정된 것이다.
차량으로부터 태그(제1 태그는 Fob 200a이고, 제2 태그는 스마트폰 200b임)까지의 거리는 일반적으로 수직 거리(수선)로 정의된다.
제1 태그(200a)는 제1 앵커(300a)로부터 4미터, 제4 앵커(300d)로부터 5미터가 떨어져 있고, 수직 거리는 4미터이다.
즉, 수직 거리는 제1 태그(200a)로부터 가장 근접한 제1 앵커(300a)와의 거리인 4미터와 동일하다.
제2 태그(200b)는 제2 앵커(300b)로부터 4.1미터 떨어져있고, 제3 앵커(300c)로부터 3.9미터 떨어져있으며, 수직 거리는 3.7미터이다.
즉, 수직 거리는 제2 태그(200b)로부터 가장 근접한 제3 앵커(300c)와의 거리인 3.9미터 대비, 0.2미터 차이로, 그 차이가 크지 않다.
태그가 차량으로부터 2미터 이내에 있는 등, 근거리에 위치하는 경우에는 정밀 측위가 필요하나, 원거리에 태그가 있는 경우에는 정밀 측위가 불필요하다.
그런데, 원거리에 있는 태그에 대해 여러 개의 앵커들이 지속적으로 레인징하는 경우, 전력 소모 및 동작 시간 측면에서의 문제점이 있다.
본 발명에 다른 실시예에 따른 UWB 시스템은 태그와 차량 간의 이격 거리에 대한 정보를 수신하는 입력부와, 이격 거리에 따른 레인징 프로그램이 내장된 메모리 및 프로그램을 실행시키는 프로세서를 포함하되, 프로세서는 이격 거리에 따라 레인징을 수행할 앵커 및 레인징 방식을 결정하는 것을 특징으로 한다.
입력부는 태그와 차량 간의 수직 거리에 대한 정보를 수신한다.
프로세서는 이격 거리가 제1 설정 거리 이상인 경우, 태그로부터 가장 근접한 차량의 앵커를 이용하여 SS-TWR을 수행한다.
프로세서는 이격 거리가 제2 설정 거리 이상이고, 제1 설정 거리 미만인 경우, 태그로부터 가장 근접한 상기 차량의 앵커를 이용하여 DS-TWR을 수행한다.
프로세서는 이격 거리가 제3 설정 거리 이상이고, 제2 설정 거리 미만인 경우, 복수 개의 앵커로 SS-TWR을 수행한다.
프로세서는 이격 거리가 제3 설정 거리 미만인 경우, 복수 개의 앵커로 DS-TWR을 수행한다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 UWB 시스템을 이용한 레인징 방법을 도시한다.
S901 단계는 태그와 차량 간의 이격 거리(D)를 확인하며, 이 때의 이격 거리는 수직 거리이다.
S902 단계에서, 이격 거리가 제1 설정 거리(예: 10미터)이상인지 확인한다.
S902 단계에서 이격 거리가 제1 설정 거리 이상인 것으로 확인되면, 태그로부터 가장 근접한 최단 거리의 1개의 앵커를 이용하여 SS-TWR을 수행한다(S903).
S904 단계는 이격 거리가 제2 설정 거리(예: 6미터)이상인지 확인한다.
S904 단계에서 이격 거리가 제2 설정 거리 이상인 것으로 확인되면, 태그로부터 가장 근접한 최단 거리의 1개의 앵커를 이용하여 DS-TWR을 수행한다(S905).
S906 단계는 이격 거리가 제3 설정 거리(예: 3미터)이상인지 확인한다.
S906 단계에서 이격 거리가 제3 설정 거리 이상인 것으로 확인되면, 복수 개의 앵커를 이용하여 SS-TWR을 수행한다(S907).
복수 개의 앵커를 사용하여 SS-TWR을 수행하는 경우, 한 개의 앵커를 사용하여 DS-TWR을 수행하는 경우보다 전력 소모는 크지만, 측위의 정확도는 더 높다.
S906 단계에서 이격 거리가 제3 설정 거리 미만인 것으로 확인되면, 복수 개의 앵커를 이용하여 DS-TWR을 수행한다(S908).
S909단계에서는 이격 거리(D)를 확인하고, S910 단계에서, 이격 거리가 제2 설정 거리(예: 6미터)미만인지 확인한다.
S910 단계에서, 이격 거리가 제2 설정 거리 미만인 것으로 확인되면, 복수 개의 앵커로 DS-TWR을 계속해서 수행한다(S908).
S910 단계에서 이격 거리가 제2 설정 거리 이상인 것으로 확인되면, S911 단계는 이격 거리가 제2 설정 거리(예: 6미터) 이상이고 제1 설정 거리(예: 10미터)미만인지 확인한다.
S911 단계에서 이격 거리가 제2 설정 거리 이상이고 제1 설정 거리 미만인 것으로 확인되면, 복수 개의 앵커로 SS-TWR을 수행하고(S912), 이격 거리를 확인하는 단계(S909)로 돌아간다.
S911 단계에서 조건이 충족되지 않는 것으로 확인하면, S913 단계는 이격 거리가 제1 설정 거리(예: 10미터)이상인지 확인한다.
S913 단계에서 이격 거리가 제1 설정 거리 이상인 것으로 확인되면, 태그로부터 가장 근접한 최단 거리의 1개의 앵커를 이용하여 DS-TWR을 수행한다(S914).
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 태그와 차량간의 거리가 좁아졌다가 다시 멀어지는 경우, 태그와 차량간의 거리가 좁아지는 경우 대비 상이한 기준으로 앵커의 개수 및 TWR의 방식이 채택된다.
도 10은 안테나 다이버시티(diversity)를 도시한다.
UWB 안테나의 방사패턴을 최대한 균일하게 설계하더라도, 실차 및 주변 환경 등 예측할 수 없는 요인들로 인해, 방사패턴에 Null 포인트가 생길 수 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위해, 복수 개의 안테나를 설계하여 다이버시티 구현이 가능하다.
도 10의 (a)는 제1 안테나의 방사패턴을 도시하고, 도 10의 (b)는 제2 안테나의 방사패턴을 도시한다.
도 10의 (c)에 도시한 바와 같이, 제1 안테나 및 제2 안테나의 통합 방사패턴을 통해, 다이버시티(diversity) 구현이 가능하다.
UWB 안테나 다이버시티 구현 시, 수신 감도가 개선되는 장점이 있으나, 스위칭 소자, 안테나 구현의 원가 상승에 관한 단점이 있고, 모듈 사이즈가 증가하는 단점이 있다. 또한, Ranging이 반복되어야 한다는 단점이 있다.
도 11은 종래 기술에 따른 DS-TWR 과정을 도시한 것으로, 안테나 다이버시티 구현을 위해 2개의 안테나를 사용하는 경우, DS TWR 과정을 도시한다. 앵커 4개를 기준으로, DS TWR 동작 시, 12개의 슬롯이 필요하다.
도 12 내지 도 14는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 수신 성능에 대해 도시하고, 도 15은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 Two Way Ranging을 도시한다.
본　발명의 또다른 실시예에 따른 UWB 시스템은 포브로부터 폴 패킷을 수신하는 입력부와, 레인징을 수행하는 프로그램이 내장된 메모리 및 프로그램을 실행시키는 프로세서를 포함하되, 프로세서는 안테나 다이버시티 구현을 위해 적용된 복수의 안테나 중, 각 앵커별로 유리한 안테나를 채택하고, 채택된 안테나를 이용하여 레인징을 수행하는 것을 특징으로 한다.
입력부는 포브로부터 복수 회에 걸쳐 폴 패킷을 수신한다.
프로세서는 수신데이터의 신호세기를 이용하여 유리한 안테나를 채택한다.
프로세서는 채택된 안테나를 이용하여 응답을 포브로 전송한다.
프로세서는 채택된 안테나를 이용하여 포브로부터 최종 메시지를 수신한다.
도 12는 제1 안테나로만 수신한 경우, 도 13은 제2 안테나로만 수신한 경우, 도 14는 다이버시티를 구성한 경우의 수신 성능을 도시한다(붉은색 화살표는 수신 성능이 떨어지는 것을 도시하고, 파란색 화살표는 수신 성능이 양호한 것을 도시한다).
안테나 다이버시티 구현을 위해 제1 및 제2 안테나가 구비된 경우, 제1 안테나와 제2 안테나 중 성능이 높은 안테나를 찾기 위해, 포브로부터 앵커로 Poll은 2회 송신된다(Poll for 1st Ant., Poll for 2nd Ant.).
레인징(Poll-Response-Final) 마다 각 앵커별로 성능이 높은 안테나가 다를 수 있다.
즉, 도 12 내지 도 14를 참조하면, 제1 앵커(300a)와 제2 앵커(300b)는 제2 안테나가 유리하고, 제3 앵커(300c)와 제4 앵커(300d)는 제1 안테나가 유리하다.
각각의 앵커는 자신에게 유리한 안테나를 이용하여 응답(Response)를 포브(200)로 전송한다.
앵커가 자신에게 유리한 안테나를 채택하기 위해, 수신데이터의 신호세기(RSSI)를 이용하며, 신호세기가 셀수록 정확한 데이터라고 판단한다.
포브(200)의 최종 메시지(Final) 송신 시, 각 앵커는 채택된 안테나를 계속 이용하여 수신한다.
도 15에서는 “Response(TRx#1) Using better Ant (1 or 2)”로 도시하였는데, 전술한 예에 따르면 제1 앵커(300a, TRx#1)는 제2 안테나를 이용하여 응답을 전송한다.
도 15에서는 “Response(TRx#2) Using better Ant (1 or 2)”로 도시하였는데, 전술한 예에 따르면 제2 앵커(300b, TRx#2)는 제2 안테나를 이용하여 응답을 전송한다.
도 15에서는 “Response(TRx#3) Using better Ant (1 or 2)”로 도시하였는데, 전술한 예에 따르면 제3 앵커(300c, TRx#3)는 제1 안테나를 이용하여 응답을 전송한다.
도 15에서는 “Response(TRx#4) Using better Ant (1 or 2)”로 도시하였는데, 전술한 예에 따르면 제4 앵커(300d, TRx#4)는 제1 안테나를 이용하여 응답을 전송한다.
도 15에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따르면, 4개의 앵커를 기준으로 DS TWR 동작 시, 7 내지 8개의 슬롯이 필요하다.
UWB 안테나의 다이버시티를 적용할 경우, 일반적으로 동일 레인징을 반복하여 데이터를 놓칠 확률을 줄이고자 하지만, 이 경우 전술한 바와 같이, 12 슬롯이 필요하다.
즉, 4개의 앵커 사용 시 1개의 안테나가 있을 경우 6 슬롯이 필요한데, 2개의 안테나로 안테나 다이버시티를 적용하는 경우, 2배인 12슬롯이 필요하다.
그런데, 본 발명의 또다른 실시예에 따르면, Poll만 2회 송신하고, 2 개 수신데이터 중 신뢰성(예: 신호세기)를 고려하여 성능이 좋은 안테나만 채택한다.
각각의 앵커는 채택한 안테나를 통해 남은 레인징을 수행하게 되므로, 최종적으로는 1개의 슬롯만 추가하면 되고, 7개의 슬롯으로 수신감도를 향상시키는 것이 가능하다.
본 발명의 또다른 실시예에 따르면, 증가될수록 전력소모와 동작시간 증대의 요인이 되는 슬롯을 줄임으로써, 성능 향상을 도모하는 효과가 있다.
도 16은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 UWB 시스템을 이용한 안테나 다이버시티 구현 방법을 도시한다.
앵커는 포브로부터 폴 패킷을 수신한다(S1610).
앵커는 폴 패킷을 수신한 결과에 따라, 안테나 다이버시티 구현을 위해 적용된 복수의 안테나 중, 자신에게 유리한 안테나를 채택한다(S1620).
앵커는 S1620 단계에서 채택한 안테나를 이용하여 응답을 전송하여, 레인징을 수행한다(S1630).
앵커는 S1630 단계 이후, 포브로부터 전송되는 최종 메시지를 채택 안테나를 이용하여 수신한다.
S1610 단계에서, 안테나 다이버시티 구현을 위해 제1 및 제2 안테나가 구비된 경우, 제1 안테나와 제2 안테나 중 성능이 높은 안테나를 찾기 위해, 포브로부터 앵커로 Poll이 2회 송신되고(Poll for 1st Ant., Poll for 2nd Ant.), 앵커는 이러한 폴 패킷을 수신한다.
S1620 단계에서, 앵커가 자신에게 유리한 안테나를 채택하기 위해, 수신데이터의 신호세기(RSSI)를 이용한다.
도 12 내지 도 14를 참조하면, 각 앵커별로 성능이 높은 안테나가 상이한데, 제1 앵커(300a)와 제2 앵커(300b)는 제2 안테나가 유리하고, 제3 앵커(300c)와 제4 앵커(300d)는 제1 안테나가 유리하다.
S1630 단계에서, 각각의 앵커는 자신에게 유리한 안테나를 이용하여 응답(Response)를 포브(200)로 전송한다. 즉, 제1 앵커(300a) 및 제2 앵커(300b)는 제2 안테나를 이용하여 응답을 전송하고, 제3 앵커(300c) 및 제4 앵커(300d)는 제1 안테나를 이용하여 응답을 전송한다.
S1630 단계 이후, 포브의 최종 메시지(Final) 송신 시, 각 앵커는 채택된 안테나를 계속 이용하여 수신한다.
본 발명의 또다른 실시예에 따른 UWB 레인징 제어 장치는 UWB 레인징 프로그램이 내장된 메모리 및 프로그램을 실행시키는 프로세서를 포함하되, 프로세서는 동작 시나리오 별로 차량에 장착된 UWB 앵커의 조합을 추출하고, 우선순위에 따라 레인징 동작이 수행되도록 제어한다.
프로세서는 운전석 PKE, 조수석 PKE, 패시브 트렁크(passive trunk) 및 패시브 스타트(passive start)에 따른 동작 시나리오 별로 조합을 추출하여 웨이크업 신호를 전송한다.
프로세서는 동작 시나리오 별로 디바이스를 찾기에 용이한 것으로 판단되어 선순위가 부여된 UWB 앵커를 이용하여 1차 레인징을 수행하도록 제어하고, 레인징 결과가 실패인 경우, 후순위가 부여된 UWB 앵커를 이용하여 2차 레인징을 순차적으로 수행하도록 제어한다.
프로세서는 1차 레인징의 결과 및 2차 레인징의 결과 중 적어도 어느 하나를 이용하여 RSA 여부를 판별하고, 동작 수행 여부를 결정한다.
도 17은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 동작 시나리오 별 구동되는 UWB 모듈을 도시한다.
차량에는 제1 UWB 모듈(210) 내지 제7 UWB 모듈(270)이 장착되며, 이 중 제1 UWB 모듈(210), 제2 UWB 모듈(220), 제3 UWB 모듈(230), 제4 UWB 모듈(240)은 차량 외부의 범퍼에 장착되고, 제5 UWB 모듈(250), 제6 UWB 모듈(260), 제7 UWB 모듈(270)은 차량 내부(예: 루프)에 장착된다.
종래 기술에 따르면 차량 외부(실외)에 장착된 UWB 모듈 4개만을 이용하지만, 본 발명의 실시예에 따르면 사용 시나리오에 따라 구동되는 UWB 모듈의 조합이 상이하다.
운전석 PKE(Passive Keyless Entry) 동작 시, 제1 UWB 모듈(210), 제4 UWB 모듈(240), 제5 UWB 모듈(250), 제7 UWB 모듈(270)이 구동된다.
조수석 PKE 동작 시, 제2 UWB 모듈(220), 제3 UWB 모듈(230), 제5 UWB 모듈(250), 제6 UWB 모듈(260)이 구동된다.
패시브 트렁크(passive trunk) 동작 시, 제3 UWB 모듈(230), 제4 UWB 모듈(240), 제6 UWB 모듈(260), 제7 UWB 모듈(270)이 구동된다.
패시브 스타트(passive start) 동작 시, 제1 UWB 모듈(210), 제5 UWB 모듈(250), 제6 UWB 모듈(260), 제7 UWB 모듈(270)이 구동된다.
즉, 본 발명의 또다른 실시예에 따르면 4개의 UWB 모듈을 구동하되, 운전석 PKE, 조수석 PKE, 패시브 트렁크, 패시트 스타트 시나리오에 따라 가장 필요한 UWB 모듈들을 선택적으로 구동시킨다.
도 18은 운전석 PKE 동작 시 UWB 모듈의 1차, 2차 동작을 도시한다.
본 발명의 또다른 실시예에 따르면, 전술한 바와 같이 제1 UWB 모듈(210), 제4 UWB 모듈(240), 제5 UWB 모듈(250), 제7 UWB 모듈(210)이 구동되는데, 이들 UWB 모듈을 한꺼번에 모두 동작시키지 않고, 전력/시간 측면에서의 최적화를 고려하여 1차, 2차 동작으로 나누어 구동시킨다.
먼저, 도 18의 (a)를 참조하면, 1차 동작으로서, 제1 UWB 모듈(210) 및 제4 UWB 모듈(240)이 먼저 레인징(ranging)을 수행하여, 일정 영역 내에 디바이스(300, UWB Fob)가 찾아지면, 해당 동작이 종료된다.
1차 동작 과정에서 어떠한 이유로 제1 UWB 모듈(210) 및 제4 UWB 모듈(240)이 레인징에 실패한 경우, 도 18의 (b)를 참조하면, 2차 동작으로서, 제5 UWB 모듈(250) 및 제7 UWB 모듈(270)이 추가 레인징을 수행한다.
전술한 1차, 2차에 따른 순차적인 동작은 운전석 PKE 시 범퍼 기준 측면에서 접근하는 디바이스를 바라보므로, 가장 디바이스를 찾기 용이한 조건에 해당하는 UWB 모듈을 우선 동작 시킨다.
또한, 특수한 경우(예컨대 차량이 많은 사람들로 인해 둘러 쌓여 있는 경우 등) 범퍼에 배치된 제1 UWB 모듈(210) 및 제4 UWB 모듈(240)을 이용한 레인징이 불가능하므로, 이 때에는 차량 내부 루프에 장착되어 위에서 아래로 바라보는 제5 UWB 모듈(250) 및 제7 UWB 모듈(270)을 이용하여 레인징을 수행하는 것이다.
도 19 내지 도 21은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 UWB 레인징 방법을 도시한다.
도 19를 참조하면, 본 발명의 또다른 실시예에 따른 UWB 레인징 방법은 동작 시나리오 별로 차량에 장착된 UWB 앵커의 조합을 추출하는 단계(S1910)와, 추출된 UWB 앵커의 조합 중, 선순위에 해당하는 UWB 앵커를 이용하여 1차 레인징을 수행하는 단계(S1920) 및 추출된 UWB 앵커의 조합 중, 후순위에 해당하는 UWB 앵커를 이용하여 2차 레인징을 수행하는 단계(S1930)를 포함한다.
S1910 단계는 운전석 PKE, 조수석 PKE, 패시브 트렁크(passive trunk) 및 패시브 스타트(passive start)에 따른 동작 시나리오 별로 조합을 추출한다.
S1920 단계는 동작 시나리오 별로 디바이스를 찾기에 보다 용이한 것으로 판단되어 선순위가 부여된 UWB 앵커를 이용하여 1차 레인징을 수행하고, 레인징 결과를 통합 제어부로 전송한다.
S1930 단계는 S1920 단계에서의 레인징 결과가 실패인 경우, 후순위에 해당하는 UWB 앵커를 이용하여 2차 레인징을 수행한다.
도 20을 참조하면, 먼저 패시브 상황인지를 확인하고(S2001), 4가지의 동작 시나리오로 구분된 바에 따라 각 단계가 수행되며, 이 때 각 동작별 구동 앵커는 차량 레이아웃 등의 요인에 따라 달라질 수 있다.
운전석 PKE(Passive Keyless Entry) 동작 시(S2010), 제1 UWB 모듈(210), 제4 UWB 모듈(240), 제5 UWB 모듈(250), 제7 UWB 모듈(270)에 대한 활성화(wake-up) 신호가 전송된다(S2011).
이어서, 1차 동작으로서, 제1 UWB 모듈(210) 및 제4 UWB 모듈(240)을 이용한 레인징을 수행하고, 레인징 결과에 따라 RSA 조건이 만족하는지 여부를 판단한다(S2012).
S2012 단계에서 레인징 결과에 따른 조건이 만족하는 것으로 확인되면, RSA 아님을 판명하고 일반 동작 후 종료 처리된다(S2014).
S2012 단계에서 레인징 결과에 따른 조건이 만족하지 않는 것으로 확인되면, 2차 동작으로서, 제5 UWB 모듈(250), 제7 UWB 모듈(270)을 이용한 레인징을 수행하고, 레인징 결과에 따라 RSA 조건이 만족하는지 여부를 판단한다(S2013).
S2013 단계에서 레인징 결과에 따른 조건이 만족하는 것으로 확인되면, RSA 아님을 판명하고 일반 동작 후 종료 처리되고(S2014), S2013 단계에서 레인징 결과에 따른 조건이 만족하지 않는 것으로 확인되면, RSA 방어가 수행되어 동작 없이 종료처리된다(S2015).
조수석 PKE(Passive Keyless Entry) 동작 시(S2020), 제2 UWB 모듈(220), 제3 UWB 모듈(230), 제5 UWB 모듈(250), 제6 UWB 모듈(260)에 대한 활성화(wake-up) 신호가 전송된다(S2021).
이어서, 1차 동작으로서, 제2 UWB 모듈(220), 제3 UWB 모듈(230)을 이용한 레인징을 수행하고, 레인징 결과에 따라 RSA 조건이 만족하는지 여부를 판단한다(S2022).
S2022 단계에서 레인징 결과에 따른 조건이 만족하는 것으로 확인되면, RSA 아님을 판명하고 일반 동작 후 종료 처리된다(S2024).
S2022 단계에서 레인징 결과에 따른 조건이 만족하지 않는 것으로 확인되면, 2차 동작으로서, 제5 UWB 모듈(250), 제6 UWB 모듈(260)을 이용한 레인징을 수행하고, 레인징 결과에 따라 RSA 조건이 만족하는지 여부를 판단한다(S2023).
S2023 단계에서 레인징 결과에 따른 조건이 만족하는 것으로 확인되면, RSA 아님을 판명하고 일반 동작 후 종료 처리되고(S2024), S2023 단계에서 레인징 결과에 따른 조건이 만족하지 않는 것으로 확인되면, RSA 방어가 수행되어 동작 없이 종료처리된다(S2025).
패시브 트렁크(passive trunk) 동작 시(S2030), 제3 UWB 모듈(230), 제4 UWB 모듈(240), 제6 UWB 모듈(260), 제7 UWB 모듈(270)에 대한 활성화(wake-up) 신호가 전송된다(S2031).
이어서, 1차 동작으로서, 제3 UWB 모듈(230), 제4 UWB 모듈(240)을 이용한 레인징을 수행하고, 레인징 결과에 따라 RSA 조건이 만족하는지 여부를 판단한다(S2032).
S2032 단계에서 레인징 결과에 따른 조건이 만족하는 것으로 확인되면, RSA 아님을 판명하고 일반 동작 후 종료 처리된다(S2034).
S2032 단계에서 레인징 결과에 따른 조건이 만족하지 않는 것으로 확인되면, 2차 동작으로서, 제6 UWB 모듈(260), 제7 UWB 모듈(270)을 이용한 레인징을 수행하고, 레인징 결과에 따라 RSA 조건이 만족하는지 여부를 판단한다(S2033).
S2033 단계에서 레인징 결과에 따른 조건이 만족하는 것으로 확인되면, RSA 아님을 판명하고 일반 동작 후 종료 처리되고(S2034), S2033 단계에서 레인징 결과에 따른 조건이 만족하지 않는 것으로 확인되면, RSA 방어가 수행되어 동작 없이 종료처리된다(S2035).
패시브 스타트(passive start) 동작 시(S2040), 제1 UWB 모듈(210), 제5 UWB 모듈(250), 제6 UWB 모듈(260), 제7 UWB 모듈(270)에 대한 활성화(wake-up) 신호가 전송된다(S2041).
이어서, 1차 동작으로서, 제5 UWB 모듈(250), 제6 UWB 모듈(260)을 이용한 레인징을 수행하고, 레인징 결과에 따라 RSA 조건이 만족하는지 여부를 판단한다(S2042).
S2042 단계에서 레인징 결과에 따른 조건이 만족하는 것으로 확인되면, RSA 아님을 판명하고 일반 동작 후 종료 처리된다(S2044).
S2042 단계에서 레인징 결과에 따른 조건이 만족하지 않는 것으로 확인되면, 2차 동작으로서, 제1 UWB 모듈(210), 제7 UWB 모듈(270)을 이용한 레인징을 수행하고, 레인징 결과에 따라 RSA 조건이 만족하는지 여부를 판단한다(S2043).
S2043 단계에서 레인징 결과에 따른 조건이 만족하는 것으로 확인되면, RSA 아님을 판명하고 일반 동작 후 종료 처리되고(S2044), S2043 단계에서 레인징 결과에 따른 조건이 만족하지 않는 것으로 확인되면, RSA 방어가 수행되어 동작 없이 종료처리된다(S2045).
도 21을 참조하면, 제1 앵커(510) 내지 제4 앵커(540)가 동작 시나리오에 따라 구동되는 최적의 조합에 해당하는 앵커임을 가정한다.
통합제어부(100)는 웨이크업 신호 및 제1 앵커(510), 제2 앵커(520)에 대한 레인징 신호를 전송한다(S2101).
디바이스(300)와 제1 앵커(510), 디바이스(300)와 제2 앵커(520) 간에 레인징이 수행되고(S2102, S2103), 제1 앵커(510)는 제1 앵커(510)의 레인징 결과를 통합제어부(100)로 전송하고(S2104), 제2 앵커(520)는 제2 앵커(520)의 레인징 결과를 통합제어부(100)로 전송한다(S2105).
통합제어부(100)는 제1 앵커(510)의 레인징 결과 및 제2 앵커(520)의 레인징 결과를 이용하여 RSA 조건 1에 대한 만족 여부를 판단한다(S2106).
이어서, 통합제어부(100)는 제3 앵커(530), 제4 앵커(540)에 대한 레인징 신호를 전송한다(S2107).
디바이스(300)와 제3 앵커(530), 디바이스(300)와 제4 앵커(540) 간에 레인징이 수행되고(S608, S609), 제3 앵커(530)는 제3 앵커(530)의 레인징 결과를 통합제어부(100)로 전송하고(S2110), 제4 앵커(540)는 제4 앵커(540)의 레인징 결과를 통합제어부(100)로 전송한다(S2111).
통합제어부(100)는 제3 앵커(530)의 레인징 결과 및 제4 앵커(540)의 레인징 결과를 이용하여 RSA 조건 2에 대한 만족 여부를 판단한다(S2112).
도 22는 종래 기술에 따른 UWB 동작 환경을 도시한다.
차량이 많은 환경에서 Tag1의 UWB 통신은 주변의 영향으로 인해, 부정확한 레인징 결과가 도출되는 문제점이 있다.
이 때, 주변의 영향으로는 주변 차량의 스틸 성분, 무선 통신 노이즈 성분에 의한 영향 등이 있다.
차량이 없는 환경에서 Tag2의 UWB 통신은 전술한 주변의 영향이 없으므로, 비교적 정확한 레인징 결과가 도출된다.
도 23은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 스니핑 결과를 이용한 UWB 시스템을 도시한다.
본 발명의 또다른 실시예에 따른 UWB 시스템은 스니핑 결과를 참조하여 UWB 레인징을 수행하는 프로그램이 내장된 메모리(103) 및 프로그램을 실행시키는 프로세서(104)를 포함하되, 프로세서(104)는 스니핑 결과를 고려하여 UWB 레인징 방법을 변경하거나, UWB 레인징의 주기를 변경한다.
프로세서(104)는 SS-TWR 방식으로 UWB 레인징을 수행하고, 스니핑 결과를 모니터링하여, 스니핑 결과가 제1 기설정값을 초과하는지 여부를 확인한다.
프로세서(104)는 스니핑 결과가 제1 기설정값을 초과하지 않는 것으로 확인되면, SS-TWR 방식으로 UWB 레인징을 계속 수행한다.
프로세서(104)는 스니핑 결과가 제1 기설정값을 초과하는 것으로 확인되면, 스니핑 결과가 제2 기설정값을 초과하는지 여부를 확인한다.
프로세서(104)는 스니핑 결과가 제2 기설정값을 초과하지 않는 것으로 확인되면, DS-TWR 방식으로 변경하여 UWB 레인징을 수행한다.
프로세서(104)는 스니핑 결과가 제2 기설정값을 초과하는 것으로 확인되면, UWB 레인징의 주기를 변경하여 DS-TWR 방식으로 UWB 레인징을 수행하며, 예컨대 UWB 레인징의 주기를 1/2로 변경한다.
본 발명의 또다른 실시예에 따르면, 태그가 통신하는 차량의 주변 환경 정보를 알기 위해, 무선통신 스니핑을 통해 환경 정보를 예측하며, 스니핑은 지정된 네트워크를 통과하는 모든 패킷을 모니터링하고 캡쳐하는 프로세스로 정의된다.
스니핑의 매체는 여러가지 무선 통신(예: BLE, UWB, Wi-fi 등) 일 수 있는데, 많은 차량에 쓰이는 무선 통신일수록 보다 정확하게 주변 환경을 예측할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면 스니핑을 통해 주변 환경이 좋지 않은 경우와 좋은 경우를 구별하고, UWB 레인징의 주기와 방법을 변경함으로써, 전력 소모를 최소화하고 정밀하게 위치측위를 수행하는 효과가 있다.
도 24는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 스니핑 결과를 이용한 UWB 동작 방법을 도시한다.
본 발명의 또다른 실시예에 따른 UWB 동작 방법은 (a) UWB 레인징을 수행하며, 스니핑 결과를 모니터링하는 단계 및 (b) 스니핑 결과에 따라 UWB 레인징 방법을 변경하거나, UWB 레인징 주기를 변경하는 단계를 포함한다.
도 24를 참조하면, SS-TWR 방식으로 UWB 레인징을 수행한다(S2401).
스니핑 결과를 모니터링하여, 스니핑 결과가 제1 기설정값을 초과하는지 여부를 확인한다(S2402).
S2402 단계에서 스니핑 결과가 제1 기설정값을 초과하지 않는 것으로 확인되면, SS-TWR 방식으로 UWB 레인징을 계속 수행한다(S2401).
S2402 단계에서 스니핑 결과가 제1 기설정값을 초과하는 것으로 확인되면, 스니핑 결과가 제2 기설정값을 초과하는지 여부를 확인한다(S2403).
S2403 단계에서 스니핑 결과가 제2 기설정값을 초과하지 않는 것으로 확인되면, DS-TWR 방식으로 변경하여 UWB 레인징을 수행한다(S2404).
S2403 단계에서 스니핑 결과가 제2 기설정값을 초과하는 것으로 확인되면, UWB 레인징의 주기를 변경하여 DS-TWR 방식으로 UWB 레인징을 수행한다(S2405).
이 때, 예컨대 UWB 레인징의 주기를 1/2로 변경한다.
도 25는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 거리 기반 UWB 시스템을 도시한다.
본 발명의 또다른 실시예에 따른 거리 기반 UWB 시스템은 태그와 차량 간의 이격 거리에 따른 레인징 프로그램이 내장된 메모리(105) 및 프로그램을 실행시키는 프로세서(106)를 포함하되, 프로세서(106)는 이격 거리에 따라 레인징을 수행할 앵커 및 레인징 방식을 결정하는 것을 특징으로 한다.
프로세서(106)는 이격 거리가 제1 기설정 거리 미만인 경우, N개의 앵커를 이용하여 DS-TWR 방식으로 레인징을 수행한다.
프로세서(106)는 이격 거리가 제1 기설정 거리 이상이고, 제2 설정 거리 미만인 경우, 태그로부터 가장 근접한 차량의 앵커를 이용하여 DS-TWR방식으로 레인징을 수행한다.
프로세서(106)는 이격 거리가 제2 기설정 거리 이상인 경우, 태그로부터 가장 근접한 차량의 앵커를 이용하여 SS-TWR 방식으로 레인징을 수행한다.
도 26은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 거리 기반 UWB 동작 방법을 도시한다.
본 발명의 또다른 실시예에 따른 거리 기반 UWB 동작 방법은 태그가 멀어지는 경우의 UWB 레인징 방법을 제안한다.
본 발명의 또다른 실시예에 따른 거리 기반 UWB 동작 방법은 (a) 태그와 차량 간의 이격 거리에 대한 정보를 수신하는 단계 및 (b) 이격 거리에 따라 레인징을 수행할 앵커 및 레인징 방식을 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
(a) 단계는 태그와 차량 간의 수직 거리에 대한 정보를 수신한다.
(b) 단계는 이격 거리가 제1 기설정 거리 미만인 경우, N개의 앵커를 이용하여 DS-TWR 방식으로 레인징을 수행한다.
(b) 단계는 이격 거리가 제1 기설정 거리 이상이고, 제2 설정 거리 미만인 경우, 태그로부터 가장 근접한 차량의 앵커를 이용하여 DS-TWR방식으로 레인징을 수행한다.
(b) 단계는 이격 거리가 제2 기설정 거리 이상인 경우, 태그로부터 가장 근접한 차량의 앵커를 이용하여 SS-TWR 방식으로 레인징을 수행한다.
태그가 가까워지는 경우, 어플리케이션에 맞게 점점 정확한 방식으로 UWB 레인징을 수행한다.
도 26을 참조하면, S2601 단계에서, 제1 기설정 거리(예: 3미터) 이내에서 N개의 앵커를 이용하여 DS-TWR 방식으로 레인징을 수행한다.
도 26을 참조하면, S2602 단계에서는 수직 거리가 제1 기설정 거리(예: 3미터) 이상인지 여부를 확인한다.
S2602 단계에서 수직 거리가 제1 기설정 거리 미만인 것으로 확인되면, S2603 단계는 N개의 앵커를 이용하여 DS-TWR 방식으로 레인징을 계속 수행한다.
S2604 단계에서 수직 거리가 제2 기설정 거리(예: 6미터) 이상인지 여부를 확인한다.
S2604 단계에서 수직 거리가 제2 기설정 거리 미만인 것으로 확인한 경우, 즉 수직 거리가 제1 기설정 거리 이상 제2 기설정 거리 미만인 것으로 확인한 경우, N개의 앵커를 이용하여 SS-TWR 방식으로 레인징을 수행하지 않고, S2605 단계는 전력소모 최소화를 위해 최단 거리 1개의 앵커를 이용하여 DS-TWR 방식으로 레인징을 수행한다.
S2604 단계에서 수직 거리가 제2 기설정 거리 이상인 것으로 확인한 경우, S2606 단계는 최단 거리 1개의 앵커를 이용하여 SS-TWR 방식으로 레인징을 수행한다.
본 발명의 또다른 실시예에 따르면, 태그가 멀어진 후 다시 가까워지는 경우, 원래의 조건을 회복한다.
즉, 수직 거리가 제2 기설정 거리 이상에서 제1 기설정 거리 이상, 제2 기설정 거리 미만으로 변경되는 경우, 1개의 앵커를 이용하여 SS-TWR 방식으로 레인징을 수행하던 방식에서 변경하여, N개의 앵커를 이용하여 SS-TWR 방식으로 레인징을 수행한다.
또한, 수직 거리가 제1 기설정 거리 이상, 제2 기설정 거리 미만인 경우에서, 제1 기설정 거리 미만으로 변경되는 경우, 1개의 앵커를 이용하여 DS-TWR 방식으로 레인징을 수행하던 방식에서 변경하여, N개의 앵커를 이용하여 DS-TWR 방식으로 레인징을 수행한다.
본 발명의 또다른 실시예에 따르면, UWB 레인징에 있어서 전력소모를 최소화하며, 상황에 맞는 적절한 대응이 가능해진다.
즉, 원거리 태그를 여러 개의 앵커들이 지속적으로 레인징 하는 경우, 전력 소모가 심하며 동작 시간이 오래 걸리므로, 1개의 앵커만을 동작시켜 전력 소모를 최소화하며, UWB 레인징을 수행하는 앵커의 개수와 방법을 간략화(DS-TWR →SS-TWR)함으로써 UWB 레인징 동작을 효율적으로 수행하는 효과가 있다.
도 27은 4개의 앵커를 기준으로 CCC 표준에서 정한 UWB 레인징 시퀀스(Ranging Sequence)를 도시한다.
UWB 레인징에서 사용되는 프레임 포맷은 타임스탬프를 찍기 위해 STS를 포함하는 구조, 타임스탬프 등의 DATA 전송을 위해 STS 없이 페이로드를 포함하는 구조 등을 포함한다.
도 27을 참조하면, 디바이스(10)는 1번 슬롯에서 제1 앵커(21) 내지 제4 앵커(24)로 Pre-poll을 전송하고, 이 때 타임스탬프 등의 DATA 전송을 위해 STS 없이 페이로드를 포함하는 구조의 프레임 포맷을 이용한다.
디바이스(10)는 2번 슬롯에서 제1 앵커(21) 내지 제4 앵커(24)로 Poll을 전송하며, 이 때 타임스탬프를 찍기 위해 STS를 포함하는 구조의 프레임 포맷을 이용한다.
제1 앵커(21) 내지 제4 앵커(24)는 3번 슬롯 내지 6번 슬롯에서 디바이스(10)로 응답(response)를 전송하고, 디바이스(10)는 7번 슬롯에서 제1 앵커(21) 내지 제4 앵커(24)로 Final을 전송한다.
디바이스(10)는 8번 슬롯에서 제1 앵커(21) 내지 제4 앵커(24)로 Final Data를 전송하는데, 이 때 Pre-poll과 같이, DATA 전송을 위해 STS 없이 페이로드를 포함하는 구조의 프레임 포맷을 이용한다.
종래 기술에 따르면, 디지털키(스마트폰) UWB 레인징은 CCC 등 국제 표준에서 정하는 동작 시퀀스를 따른다.
종래 기술에 따르면, 해당 표준 협회에서는 UWB 통신을 위해 선택이 필요한 여러가지 레인징 팩터(Ranging Factor, 예: STS Index, 암호화 키 등)를 기타 다른 통신 수단(NFC, BLE 등)을 통해 스마트폰과 사전 핸드 셰이킹(Hand-shaking)으로 교환한다.
그러나, 종래 기술에 따른 스마트키 시스템에는 이와 같은 통신(NFC, BLE 등) 사용 및 사전 키 교환에 제약이 존재하는 문제점이 있다.
본 발명의 또다른 실시예에 따른 UWB 레인징 팩터 정의를 이용한 UWB 시스템은 국제 표준(CCC)에서 정한 UWB 레인징 시퀀스를 적용하되, 동등 수준의 보안을 유지하며 레인징 팩터(Ranging Factor)를 선정하는 기술적 특징이 있다.
본 발명의 또다른 실시예에 따르면, 국제 표준(CCC)에서 정한 UWB Ranging 시퀀스를 적용 시, UWB의 물리적인 특성(예: NLOS-장애물 간섭에 의한 통신 방해)에 최적화된 통신 방식을 제공하는 효과가 있다.
본 발명의 또다른 실시예에 따르면, 현재의 스마트키 시스템을 이용하되 국제 표준에서 정한 UWB 레인징이 유용할 수 있게, 사전 정의가 필요한 레인징 팩터를 가장 효율적으로 도출하고, 차량과 스마트키 간에 공유하는 것이 가능한 효과가 있다.
도 28은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 UWB 레인징 팩터 정의를 이용한 UWB 시스템을 도시한다.
본 발명의 또다른 실시예에 따른 UWB 레인징 팩터 정의를 이용한 UWB 시스템은 UWB 레인징 팩터 정의 프로그램이 내장된 메모리(107) 및 프로그램을 실행시키는 프로세서(108)를 포함하되, 프로세서(108)는 UWB 레인징 팩터에 대해 사전 정의하여, STS 인덱스, 암호화키, Nonce에 대해 정의한다.
프로세서(108)는 STS 생성을 위해 암호화 해야 하는 플레인 텍스트로 STS 인덱스를 정의한다.
프로세서(108)는 dURSK, dUDSK, mUPSK를 암호화키로 정의한다.
프로세서(108)는 SaltedHAsh, SRC Address, FrameCounter를 Nonce로 정의한다.
프로세서(108)는 디바이스에서 제공하는 랜덤값 또는 차량이 제공하는 시드값으로부터 동일 규칙으로 생성된 암호화 키값들로, 특성 정보를 고려하여 STS 인덱스, 암호화키 및 Nonce에 대해 정의한다.
프로세서(108)는 매 레인징마다 변경되는 4 바이트 랜덤값 특성을 고려하여 STS 인덱스를 결정한다.
프로세서(108)는 차량과 디바이스(스마트키)의 세트마다 존재하는 고유 16바이트 키 특성을 고려하여 암호화키를 결정된다.
프로세서(108)는 개별 디바이스(스마트키)의 고유 키(스마트키마다 상이한 고정값) 특성을 고려하여 Nonce를 결정한다.
도 29는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 사전 정의가 필요한 UWB 레인징 팩터를 도시한다.
STS 인덱스는 STS 생성을 위해 암호화 해야 하는 플레인 텍스트로 정의되고, dURSK, dUDSK, mUPSK는 암호화키로 정의되며, SaltedHAsh, SRC Address, FrameCounter는 Nonce로 정의된다.
전술한 3가지의 값들은 디지털키(스마트폰)에서 사전에 스마트폰이 제공하는 랜덤값 또는 차량이 제공한 시드(Seed)값으로부터 동일 규칙으로 생성된 암호화 키값들이다.
STS Index는 매 레인징마다 변경되는 4 바이트 랜덤값 특성을 고려하여 결정된다.
암호화키는 차량과 스마트키의 세트마다 존재하는 고유 16바이트 키 (차량마다 상이한 고정값) 특성을 고려하여 결정된다.
차량(SMK) 1대당 기본적으로 학습된 스마트키는 2개이며 4개까지 확장 가능한데, Nonce는 개별 스마트키의 고유 키(스마트키마다 상이한 고정값) 특성을 고려하여 결정된다.
본 발명의 또다른 실시예에 따르면, 전술한 특성을 고려하여 스마트키 시스템에서 가장 효율적으로 도출 가능하도록, 차량과 Fob 간의 공유가 이루어진다.
STS Index와 관련하여, 디바이스는 4바이트 랜덤값을 생성하여 매 레인징 마다 Pre-poll을 통해 전달한다.
Pre-poll은 STS가 없고 Data만 있으므로, Data에 포함되어 전달된 STS Index를 이용하여 Poll/Response/Final의 STS가 생성된다.
암호화키와 관련하여, 이는 차량마다 상이한 값이므로, PIN, VIN 또는 ISK(PIN과 VIN을 이용해 생성한 Secret Key로 스마트키 학습단계에서 공유됨)이다.
Nonce와 관련하여, Fob의 학습 순서에 따라 번호가 주어지며, 이를 Nonce로 이용한다.
본 발명의 또다른 실시예에 따른 UWB 시스템은 원거리의 태그에 대한 UWB 레인징 시 발생될 수 있는 전력 소모를 최소화하고, 효율적인 레인징을 수행하며, 태그와 차량 간의 이격 거리에 대한 정보를 수신하는 입력부와, 이격 거리에 따른 레인징 프로그램이 내장된 메모리 및 프로그램을 실행시키는 프로세서를 포함하되, 프로세서는 이격 거리에 따라 레인징을 수행할 앵커 및 레인징 방식을 결정하는 것을 특징으로 한다.
입력부는 태그와 차량 간의 수직 거리에 대한 정보를 수신한다.
프로세서는 이격 거리가 제1 설정 거리 이상인 경우, 태그로부터 가장 근접한 차량의 앵커를 이용하여 SS-TWR을 수행한다.
프로세서는 이격 거리가 제2 설정 거리 이상이고, 제1 설정 거리 미만인 경우, 태그로부터 가장 근접한 상기 차량의 앵커를 이용하여 DS-TWR을 수행한다.
프로세서는 이격 거리가 제3 설정 거리 이상이고, 제2 설정 거리 미만인 경우, 복수 개의 앵커로 SS-TWR을 수행한다.
프로세서는 이격 거리가 제3 설정 거리 미만인 경우, 복수 개의 앵커로 DS-TWR을 수행한다.
본 발명의 또다른 실시예에 따른 UWB 시스템을 이용한 레인징 방법은 (a) 태그와 차량 간의 이격 거리에 대한 정보를 수신하는 단계 및 (b) 이격 거리에 따라 레인징을 수행할 앵커 및 레인징 방식을 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
(a) 단계는 태그와 차량 간의 수직 거리에 대한 정보를 수신한다.
(b) 단계는 이격 거리가 제1 설정 거리 이상인 경우, 태그로부터 가장 근접한 차량의 앵커를 이용하여 SS-TWR을 수행한다.
(b) 단계는 이격 거리가 제2 설정 거리 이상이고, 제1 설정 거리 미만인 경우, 태그로부터 가장 근접한 차량의 앵커를 이용하여 DS-TWR을 수행한다.
(b) 단계는 이격 거리가 제3 설정 거리 이상이고, 제2 설정 거리 미만인 경우, 복수 개의 앵커로 SS-TWR을 수행한다.
(b) 단계는 이격 거리가 제3 설정 거리 미만인 경우, 복수 개의 앵커로 DS-TWR을 수행한다.
본 발명의 또다른 실시예에 따르면, 태그와 앵커의 거리에 기초하여, 레인징 시 동작되는 앵커의 개수 및 레인징 방식을 달리함으로써, 레인징 동작을 효율성을 증대시키는 효과가 있다.
UWB 안테나 다이버시티 구성을 위해 복수 개의 안테나를 적용함에 있어서, 전체 2회의 레인징을 수행하는 대신, 안테나의 수신 감도를 고려하여 필요 부분에 대한 2회의 레인징만을 수행함으로써, 로직 최적화, 전력 소모 문제 개선 및 동작 시간 개선이 가능한 효과가 있다.
UWB 기술을 이용한 측위는 20센티미터 내외의 낮은 오차율을 보이며, 장애물에 대한 투과율이 높고, 와이파이 등의 다른 신호에 영향을 받지 않는 장점이 있다.
본 발명의 또다른 실시예에 따른 UWB 시스템은 태그와 차량 간의 이격 거리에 대한 정보를 수신하는 입력부와, 이격 거리에 따른 레인징 프로그램이 내장된 메모리 및 프로그램을 실행시키는 프로세서를 포함하되, 프로세서는 이격 거리에 따라 레인징을 수행할 앵커 및 레인징 방식을 결정하는 것을 특징으로 한다.
입력부는 태그와 차량 간의 수직 거리에 대한 정보를 수신한다.
프로세서는 이격 거리가 제1 설정 거리 이상인 경우, 태그로부터 가장 근접한 차량의 앵커를 이용하여 SS-TWR을 수행한다.
프로세서는 이격 거리가 제2 설정 거리 이상이고, 제1 설정 거리 미만인 경우, 태그로부터 가장 근접한 상기 차량의 앵커를 이용하여 DS-TWR을 수행한다.
프로세서는 이격 거리가 제3 설정 거리 이상이고, 제2 설정 거리 미만인 경우, 복수 개의 앵커로 SS-TWR을 수행한다.
프로세서는 이격 거리가 제3 설정 거리 미만인 경우, 복수 개의 앵커로 DS-TWR을 수행한다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 UWB 동작 방법은 컴퓨터 시스템에서 구현되거나, 또는 기록매체에 기록될 수 있다. 컴퓨터 시스템은 적어도 하나 이상의 프로세서와, 메모리와, 사용자 입력 장치와, 데이터 통신 버스와, 사용자 출력 장치와, 저장소를 포함할 수 있다. 전술한 각각의 구성 요소는 데이터 통신 버스를 통해 데이터 통신을 한다.
컴퓨터 시스템은 네트워크에 커플링된 네트워크 인터페이스를 더 포함할 수 있다. 프로세서는 중앙처리 장치(central processing unit (CPU))이거나, 혹은 메모리 및/또는 저장소에 저장된 명령어를 처리하는 반도체 장치일 수 있다.
메모리 및 저장소는 다양한 형태의 휘발성 혹은 비휘발성 저장매체를 포함할 수 있다. 예컨대, 메모리는 ROM 및 RAM을 포함할 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시예에 따른 UWB 동작 방법은 컴퓨터에서 실행 가능한 방법으로 구현될 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 UWB 동작 방법이 컴퓨터 장치에서 수행될 때, 컴퓨터로 판독 가능한 명령어들이 본 발명에 따른 UWB 동작 방법을 수행할 수 있다.
한편, 상술한 본 발명에 따른 UWB 동작 방법은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현되는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체로는 컴퓨터 시스템에 의하여 해독될 수 있는 데이터가 저장된 모든 종류의 기록 매체를 포함한다. 예를 들어, ROM(Read Only Memory), RAM(Random Access Memory), 자기 테이프, 자기 디스크, 플래시 메모리, 광 데이터 저장장치 등이 있을 수 있다. 또한, 컴퓨터로 판독 가능한 기록매체는 컴퓨터 통신망으로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 읽을 수 있는 코드로서 저장되고 실행될 수 있다.
이제까지 본 발명의 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (11)

  1. UWB 통신 프로그램이 내장된 메모리; 및
    상기 프로그램을 실행시키는 프로세서를 포함하되,
    상기 프로세서는 UWB 시간 호핑 및 주파수 호핑을 수행하여 통신 채널을 확보하는 것
    을 특징으로 하는 UWB 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서는 UWB 동작을 수행하고, 호핑 타이머를 동작하며, 신호 간섭을 피하기 위한 타임 호핑을 수행하고 호핑 카운트를 산출하는 것
    인 UWB 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 호핑 카운트가 제1 기설정값을 초과하는지 여부와, 타이머가 제2 기설정값 미만인지 여부를 확인하는 것
    인 UWB 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 호핑 카운트가 상기 제1 기설정값을 초과하지 않거나, 상기 타이머가 상기 제2 기설정값 미만이 아닌 경우, 타임 호핑을 계속 수행하는 것
    인 UWB 시스템.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 호핑 카운트가 상기 제1 기설정값을 초과하고, 상기 타이머가 상기 제2 기설정값 미만인 경우, 주파수 호핑을 수행하는 것
    인 UWB 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 주파수 호핑의 수행 후 타임 호핑을 수행하여 호핑 카운트값을 산출하고, 타이머값을 산출하여, 상기 호핑 카운트값이 제3 기설정값을 초과하는지 여부와, 상기 타이머 값이 제4 기설정값 미만인지 여부를 확인하는 것
    인 UWB 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 호핑 카운트값이 상기 제3 기설정값을 초과하지 않거나, 상기 타이머 값이 상기 제4 기설정값 미만이 아닌 경우, 타임 호핑을 계속 수행하고, 상기 호핑 카운트값이 상기 제3 기설정값을 초과하고, 상기 타이머 값이 제4 기설정값 미만인 경우, 주파수 호핑을 수행하는 것
    인 UWB 시스템.
  8. (a) UWB 동작 및 호핑 타이머를 동작 시키는 단계;
    (b) 타임 호핑을 수행하고 간섭 상황 정보를 모니터링하는 단계; 및
    (c) 상기 간섭 상황 정보에 대한 모니터링 결과에 따라, 주파수 호핑을 수행하는 단계
    를 포함하는 UWB 동작 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 (c) 단계는 호핑 카운트가 제1 기설정값을 초과하는지 여부와, 타이머가 제2 기설정값 미만인지 여부를 확인하여, 상기 호핑 카운트가 상기 제1 기설정값을 초과하지 않거나, 상기 타이머가 상기 제2 기설정값 미만이 아닌 경우, 타임 호핑을 계속 수행하는 것
    인 UWB 동작 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 (c) 단계는 상기 호핑 카운트가 상기 제1 기설정값을 초과하고, 상기 타이머가 상기 제2 기설정값 미만인 경우, 주파수 호핑을 수행하는 것
    인 UWB 동작 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    (d) 상기 주파수 호핑의 수행 후 타임 호핑을 수행하여 호핑 카운트값을 산출하고, 타이머값을 산출하여, 상기 호핑 카운트값이 제3 기설정값을 초과하는지 여부와, 상기 타이머 값이 제4 기설정값 미만인지 여부를 확인하고, 상기 호핑 카운트값이 상기 제3 기설정값을 초과하지 않거나, 상기 타이머 값이 상기 제4 기설정값 미만이 아닌 경우, 타임 호핑을 계속 수행하고, 상기 호핑 카운트값이 상기 제3 기설정값을 초과하고, 상기 타이머 값이 제4 기설정값 미만인 경우, 주파수 호핑을 수행하는 단계
    를 더 포함하는 UWB 동작 방법.
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