KR20220168375A

KR20220168375A - 다중 드론 통신간 연동 방법 및 장치

Info

Publication number: KR20220168375A
Application number: KR1020210078027A
Authority: KR
Inventors: 김희욱
Original assignee: 한국전자통신연구원
Priority date: 2021-06-16
Filing date: 2021-06-16
Publication date: 2022-12-23
Also published as: US20220407588A1; US11909500B2

Abstract

다중 드론 통신간 연동 기술이 개시된다. 통신 시스템의 제1 통신 노드의 동작 방법으로서, 지상 통제 장치와 제1 무선 연결을 설립하는 단계; 상기 지상 통제 장치와 제2 무선 연결을 설립하는 단계; 상기 제1 무선 연결에 기반한 제1 종대종 연결을 통하여 상기 지상 통제 장치와 데이터를 송수신하는 단계; 상기 제1 무선 연결의 통신 품질을 상기 지상 통제 장치로 보고하여 상기 지상 통제 장치로부터 링크 변경 요청을 수신하는 단계; 및 상기 제1 무선 연결에서 상기 제2 무선 연결로 링크 변경하여 상기 제2 무선 연결에 기반한 제2 종대종 연결을 통하여 데이터를 송수신하는 단계를 포함하는, 제1 통신 노드의 동작방법이 제공될 수 있다.

Description

다중 드론 통신간 연동 방법 및 장치{METHOD AND APPRATUS FOR INTERWORKING BETWEEN MULTIPLE DRONE COMMUNICATION}

본 발명은 다중 드론 통신간 연동 기술에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 통신 다중화를 위하여 다수 통신 장비를 장착한 드론과 지상 통제 장치간에 다수 통신 링크를 통하여 통신 서비스를 제공하도록 하는 다중 드론 통신간 연동 기술에 관한 것이다.

정보 통신 기술의 발전과 더불어 다양한 무선 통신 기술이 개발되고 있다. 대표적인 무선 통신 기술로 3GPP(3rd generation partnership project) 표준에서 규정된 LTE(long term evolution), NR(new radio) 등이 있다. LTE는 4G(4th Generation) 무선 통신 기술들 중에서 하나의 무선 통신 기술일 수 있고, NR은 5G(5th Generation) 무선 통신 기술들 중에서 하나의 무선 통신 기술일 수 있다.

한편, 최근 전 세계적으로 드론 등의 공중 이동체(aerial vehicle, AV) 또는 무인 비행체(unmanned aerial, UA) 등의 이용이 크게 확산되고 있다. 현재 드론은 특별한 승인이 없을 경우, 가시권 비행 및 사람이 없는 지역에서의 비행이 허용될 수 있다. 그러나 드론의 응용 확대를 위해서 드론의 비가시권 비행 및 사람 위 비행이 필수적으로 요구될 수 있다. 이를 위해서 드론의 통신상의 신뢰성이 담보되어야 할 수 있다. 현재 드론의 통신상의 신뢰성을 확보할 수 있는 기술은 고신뢰성의 제어용 통신 링크를 사용하는 기술이 있을 수 있다. 여기서, 고신뢰성의 제어용 통신 링크를 사용하는 기술은 여러 개의 통신 링크를 다중화하여 고신뢰성의 통신 링크를 확보하는 기술일 수 있다.

현재 대부분의 소형 드론은 LTE 또는 5G와 같은 이동 통신 장비와 와이파이(WIFI), 블루투스(Bluetooth), 직접 RF 신호(direct RF(radio frequency))와 같은 비면허 대역 장비를 동시에 장착하여 통신 이중화를 통해 통신 링크의 신뢰도를 높이는 추세일 수 있다. 이와 같이 현재 사용하고 있는 드론의 통신 이중화는 드론에 장착되어 있는 각각의 통신 장비가 별도의 지상 통제 장치(ground control station, GCS)와 연결될 수 있다. 그러나, 이러한 방식은 지상 통제 장치간 핸드오버가 지원되지 않은 단점이 있을 수 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 통신 다중화를 위하여 이동 통신 장비와 비면허 대역 장비 등의 다수 통신 장비를 장착한 드론과 지상 통제 장치간에 다수 통신 링크를 통하여 데이터를 송수신하기 위한 다중 드론 통신간 연동 방법 및 장치를 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1 실시예에 따른 다중 드론 통신간 연동 방법은, 통신 시스템의 제1 통신 노드의 동작 방법으로서, 지상 통제 장치와 제1 무선 연결을 설립하는 단계; 상기 지상 통제 장치와 제2 무선 연결을 설립하는 단계; 상기 제1 무선 연결에 기반한 제1 종대종 연결을 통하여 상기 지상 통제 장치와 데이터를 송수신하는 단계; 상기 제1 무선 연결의 통신 품질을 상기 지상 통제 장치로 보고하는 단계; 상기 지상 통제 장치로부터 링크 변경 요청을 수신하는 단계; 상기 링크 변경 요청에 기초하여 상기 제1 무선 연결에서 상기 제2 무선 연결로 링크 변경하는 단계; 및 상기 제2 무선 연결에 기반한 제2 종대종 연결을 통하여 데이터를 송수신하는 단계를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 제1 무선 연결에 기반한 제1 종대종 연결을 통하여 상기 지상 통제 장치와 데이터를 송수신하는 단계는, 상기 지상 통제 장치로부터 이동성 연결 요청을 수신하는 단계; 상기 이동성 연결 요청에 따라 상기 지상 통제 장치와 상기 제1 무선 연결에 기반한 상기 제1 종대종 연결을 설립하는 단계; 상기 지상 통제 장치로 상기 이동성 연결 요청에 대한 응답으로 이동성 연결 완료를 송신하는 단계; 및 상기 이동성 연결 요청에 따라 설립된 상기 제1 종대종 연결을 통하여 상기 지상 통제 장치와 데이터를 송수신하는 단계를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 제1 무선 연결에서 상기 제2 무선 연결로 링크 변경하여 제2 종대종 연결을 통하여 데이터를 송수신하는 단계는, 상기 제2 무선 연결에 기반하여 상기 지상 통제 장치와 상기 제2 종대종 연결을 설립하는 단계; 상기 제1 무선 연결에서 상기 제2 무선 연결로 링크 변경하는 단계; 및 상기 제2 종대종 연결을 통하여 상기 지상 통제 장치와 데이터를 송수신하는 단계를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 제1 종대종 연결을 해제하는 단계를 더 포함할 수 있다.

여기서, 상기 제1 무선 연결에서 상기 제2 무선 연결로 링크 변경하여 제2 종대종 연결을 통하여 데이터를 송수신하는 단계는, 상기 제1 종대종 연결을 해제하는 단계; 상기 제1 종대종 연결의 해제에 따른 상기 제1 무선 연결이 해제되어 상기 제2 무선 연결로 링크 변경하는 단계; 상기 제2 무선 연결에 기반하여 상기 지상 통제 장치와 상기 제2 종대종 연결을 설립하는 단계; 및 상기 제2 종대종 연결을 통하여 상기 지상 통제 장치와 응용 데이터를 송수신하는 단계를 포함할 수 있다.

한편, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제2 실시예에 따른 다중 드론 통신간 연동 방법은, 통신 시스템의 제2 통신 노드의 동작 방법으로서, 제1 통신 노드와 제1 무선 연결을 설립하는 단계; 상기 제1 무선 연결에 기반하여 상기 제1 통신 노드와 제1 지상 통제 장치의 제1 종대종 연결을 설립하는 단계; 상기 제1 종대종 연결을 통하여 상기 제1 통신 노드와 상기 제1 지상 통제 장치의 데이터의 송수신을 중계하는 단계; 및 상기 제1 무선 연결의 통신 품질에 기반하여 상기 제1 지상 통제 장치로부터 링크 변경 요청이 수신되면 상기 제1 종대종 연결을 해제하는 단계를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 제1 무선 연결에 기반하여 상기 제1 통신 노드와 제1 지상 통제 장치의 제1 종대종 연결을 설립하는 단계는, 상기 제1 지상 통제 장치로부터 상기 제1 무선 연결에 기반한 이동성 연결 요청을 수신하는 단계; 상기 수신된 이동성 연결 요청을 상기 제1 통신 노드로 송신하는 단계; 상기 제1 통신 노드로부터 이동성 연결 요청에 대한 이동성 연결 응답을 수신하면 상기 제1 통신 노드와 상기 제1 지상 통제 장치 간의 상기 제1 종대종 연결을 설립하는 단계; 상기 제1 통신 노드로부터 이동성 연결 완료를 수신하는 단계; 및 상기 수신된 이동성 연결 완료를 상기 제1 지상 통제 장치로 송신하는 단계를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 제1 무선 연결의 통신 품질에 기반하여 제1 종대종 연결을 해제하는 단계는, 상기 제1 통신 노드로부터 상기 제1 무선 연결의 통신 품질을 수신하는 단계; 상기 수신된 제1 무선 연결의 통신 품질을 상기 제1 지상 통제 장치로 전송하는 단계; 상기 제1 지상 통제 장치로부터 링크 변경 요청을 수신하는 단계; 상기 수신된 링크 변경 요청을 상기 제1 통신 노드로 전송하는 단계; 및 상기 제1 통신 노드의 응답의 수신 없이 상기 제1 종대종 연결을 해제하는 단계를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 제1 지상 통제 장치와 제2 지상 통제 장치의 핸드오버 협상을 상기 제1 통신 노드와 협력하여 중계하는 단계; 및 상기 제1 통신 노드와 협력하여 상기 제1 지상 통제 장치와 상기 제2 지상 통제 장치를 동기화하는 단계를 더 포함할 수 있다.

여기서, 상기 제1 지상 통제 장치와 제2 지상 통제 장치의 핸드오버 협상을 중계하는 단계는, 상기 제1 지상 통제 장치로부터 핸드오버 협상 요청을 수신하여 상기 제1 통신 노드를 경유하여 상기 제2 지상 통제 장치로 전송하는 단계; 및 상기 제2 지상 통제 장치로부터 핸드오버 완료를 상기 제1 통신 노드를 경유하여 수신하여 상기 제1 지상 통제 장치로 송신하는 단계를 포함할 수 있다.

한편, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제3 실시예에 따른 다중 드론 통신간 연동 장치는, 제1 통신 노드로서, 프로세서(processor); 상기 프로세서와 전자적(electronic)으로 통신하는 메모리(memory); 그리고 상기 메모리에 저장되는 명령들(instructions)을 포함하며, 상기 명령들이 상기 프로세서에 의해 실행되는 경우, 상기 명령들은 상기 제1 통신 노드가, 지상 통제 장치와 제1 무선 연결을 설립하고; 상기 지상 통제 장치와 제2 무선 연결을 설립하고; 상기 제1 무선 연결에 기반한 제1 종대종 연결을 통하여 상기 지상 통제 장치와 데이터를 송수신하고; 상기 제1 무선 연결의 통신 품질을 상기 지상 통제 장치로 보고하고; 상기 지상 통제 장치로부터 링크 변경 요청을 수신하고; 상기 링크 변경 요청에 기초하여 상기 제1 무선 연결에서 상기 제2 무선 연결로 링크 변경하고; 그리고 상기 제2 무선 연결에 기반한 제2 종대종 연결을 통하여 데이터를 송수신하는 것을 야기하도록 동작할 수 있다.

여기서, 상기 제1 무선 연결에 기반한 제1 종대종 연결을 통하여 상기 지상 통제 장치와 데이터를 송수신하는 경우 상기 명령들은 상기 제1 통신 노드가, 상기 지상 통제 장치로부터 이동성 연결 요청을 수신하고; 상기 이동성 연결 요청에 따라 상기 지상 통제 장치와 상기 제1 무선 연결에 기반한 상기 제1 종대종 연결을 설립하고; 상기 지상 통제 장치로 상기 이동성 연결 요청에 대한 응답으로 이동성 연결 완료를 송신하고; 그리고 상기 이동성 연결 요청에 따라 설립된 상기 제1 종대종 연결을 통하여 상기 지상 통제 장치와 데이터를 송수신하는 것을 야기하도록 동작할 수 있다.

여기서, 상기 제1 무선 연결에서 상기 제2 무선 연결로 링크 변경하여 제2 종대종 연결을 통하여 데이터를 송수신하는 경우 상기 명령들은 상기 제1 통신 노드가, 상기 제2 무선 연결에 기반하여 상기 지상 통제 장치와 상기 제2 종대종 연결을 설립하고; 상기 제1 무선 연결에서 상기 제2 무선 연결로 링크 변경하고; 그리고 상기 제2 종대종 연결을 통하여 상기 지상 통제 장치와 데이터를 송수신하는 것을 야기하도록 동작할 수 있다.

여기서, 상기 제1 무선 연결에서 상기 제2 무선 연결로 링크 변경하여 제2 종대종 연결을 통하여 데이터를 송수신하는 경우 상기 명령들은 상기 제1 통신 노드가, 상기 제1 종대종 연결을 해제하고; 상기 제1 종대종 연결의 해제에 따른 상기 제1 무선 연결이 해제되어 상기 제2 무선 연결로 링크 변경하고; 상기 제2 무선 연결에 기반하여 상기 지상 통제 장치와 상기 제2 종대종 연결을 설립하고; 그리고 상기 제2 종대종 연결을 통하여 상기 지상 통제 장치와 응용 데이터를 송수신하는 것을 야기하도록 동작할 수 있다.

본 발명에 의하면, 드론이 LTE 또는 5G와 같은 이동 통신 장비와 와이파이, 직접 RF 신호와 같은 비면허 대역 장비를 동시에 장착하여 통신 이중화를 통하여 통신을 다중화할 때에 다중 통신 링크간에 통신 링크 변경을 지원할 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 다중 통신 링크간 통신 링크 변경을 수행할 때에 드론과 지상 통제 장치간에 통신 링크가 링크 스위치를 수행하는 매우 짧은 시간 외에 중단되지 않기 때문에 끊김 없이 데이터 송수신이 가능할 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 드론이 서로 다른 지상 통제 장치에 서로 다른 통신 링크를 통하여 접속하여 통신을 다중화할 때에 지상 통제 장치간 핸드오버를 지원할 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 핸드오버를 수행할 때에 끊김 없이 데이터 송수신이 가능하기 때문에 드론의 안전 운항을 위한 통신 링크의 신뢰도를 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 드론의 비가시권 비행 또는 사람 위 비행의 안전성을 보장하여 드론의 응용을 확대할 수 있다.

도 1은 통신 시스템의 제1 실시예를 도시한 개념도이다.
도 2는 통신 시스템을 구성하는 통신 노드의 제1 실시예를 도시한 블록도이다.
도 3은 다중 드론 통신간 연동 방법의 제1 실시예를 나타내는 순서도이다.
도 4는 다중 드론 통신간 연동 방법의 제2 실시예를 나타내는 순서도이다.
도 5는 다중 드론 통신간 연동 방법의 제3 실시예를 나타내는 순서도이다.
도 6은 다중 드론 통신간 연동 방법의 제4 실시예를 나타내는 순서도이다.
도 7은 다중 드론 통신간 연동 방법의 제5 실시예를 나타내는 순서도이다.
도 8은 다중 드론 통신간 연동 방법의 제6 실시예를 나타내는 순서도이다.
도 9는 다중 드론 통신간 연동 방법의 제7 실시예를 나타내는 순서도이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 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.

제1, 제2 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 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 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 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 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 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명을 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.

도 1은 통신 시스템의 제1 실시예를 도시한 개념도이다.

도 1을 참조하면, 통신 시스템은 공중망(public network)(101), 제1 네트워크(102), 제2 네트워크(103), 다수의 드론들(111~114), 다수의 지상 무선국들(ground radio station, GRS)(121~126), 다수의 지상 통제 장치들(GCS)(131~134) 및 다수의 게이트웨이들(gateway)(141,142)을 포함할 수 있다. 여기서, 다수의 지상 통제 장치들(131~134)는 다수의 게이트웨이들(141, 142)에 VPN(virtual private network)을 통해 접속할 수 있다. 한편, 제1 네트워크(102)는 이동 통신망으로 다수의 지상 무선국들(121, 122)을 통하여 다수의 무인 드론들(111~114)에 이동 통신 서비스를 제공할 수 있다. 다수의 지상 무선국들(121, 122)과 다수의 드론들(111~114) 각각은 CDMA(code division multiple access) 기반의 통신 프로토콜, WCDMA(wideband CDMA) 기반의 통신 프로토콜, TDMA(time division multiple access) 기반의 통신 프로토콜, FDMA(frequency division multiple access) 기반의 통신 프로토콜, OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 기반의 통신 프로토콜, OFDMA(orthogonal frequency division multiple access) 기반의 통신 프로토콜, SC(single carrier)-FDMA 기반의 통신 프로토콜, NOMA(non-orthogonal multiple access) 기반의 통신 프로토콜, SDMA(space division multiple access) 기반의 통신 프로토콜 등을 지원할 수 있다.

이와 같은 다수의 지상 무선국들(121,122) 각각은 노드B(NodeB), 고도화 노드B(evolved NodeB), BTS(base transceiver station), 무선 기지국(radio base station), 무선 트랜시버(radio transceiver), 액세스 포인트(access point), 액세스 노드(node), 노변 장치(road side unit; RSU), DU(digital unit), CDU(cloud digital unit), RRH(radio remote head), RU(radio unit), TP(transmission point), TRP(transmission and reception point), 중계 노드(relay node) 등으로 지칭될 수 있다. 다수의 지상 무선국들(121, 122) 각각은 셀룰러(cellular) 통신(예를 들어, 3GPP(3rd generation partnership project) 표준에서 규정된 LTE(long term evolution), LTE-A(advanced) 등)을 지원할 수 있다. 다수의 지상 무선국들(121, 122) 각각은 서로 다른 주파수 대역에서 동작할 수 있고, 또는 동일한 주파수 대역에서 동작할 수 있다. 다수의 지상 무선국들(121, 122) 각각은 아이디얼 백홀(ideal backhaul) 또는 논(non)-아이디얼 백홀을 통해 서로 연결될 수 있고, 아이디얼 백홀 또는 논-아이디얼 백홀을 통해 서로 정보를 교환할 수 있다. 다수의 지상 무선국들(121, 122)은 제1 게이트웨이(141)를 통해 지상 통제 장치들(131~134)와 연결될 수 있다. 다수의 지상 무선국들(121, 122) 각각은 지상 통제 장치들(131~134)로부터 수신한 신호를 해당 드론(111~114)에 전송할 수 있고, 해당 드론(111~114)으로부터 수신한 신호를 해당하는 지상 통제 장치들(131~134)에 전송할 수 있다.

다수의 지상 무선국들(121, 122) 각각은 OFDMA 기반의 다운링크(downlink, DL) 전송을 지원할 수 있고, SC-FDMA 기반의 업링크(uplink, UL) 전송을 지원할 수 있다. 또한, 다수의 지상 무선국들(121, 122) 각각은 MIMO(multiple input multiple output) 전송(예를 들어, SU(single user)-MIMO, MU(multi user)-MIMO, 대규모(massive) MIMO 등), CoMP(coordinated multipoint) 전송, 캐리어 애그리게이션(carrier aggregation) 전송, 비면허 대역(unlicensed band)에서 전송, 단말 간 직접(device to device, D2D) 통신(또는, ProSe(proximity services) 등을 지원할 수 있다.

한편, 제2 네트워크(103)는 통제 및 비임무용 통신(control and nonpayload communication, CNPC) 네트워크일 수 있으며, 다수의 지상 무선국들(123, 124)과 다수의 드론들(111~114)간의 CNPC 링크를 제공할 수 있다. 여기서, CNPC 링크는 드론들(111~114)의 비행 제어, UAS(unmanned aircraft systems, UAS) 상태 모니터링, CNPC 링크 관리와 관련된 데이터를 전달하기 위한 링크로서 조종사 또는 항공 교통 관제 센터(air traffic control, ATC) 중계 링크와 UAS 제어 링크로 구성될 수 있다. 조종사 또는 ATC 중계 링크는 항공 교통 관제 센터와 조종사 간의 음성 및 데이터를 드론들(111~114)을 통해 중계하기 위한 통신 링크일 수 있고, UAS 제어 링크는 조종사와 드론들(111~114) 사이의 안전 운항 관련 제어 정보를 전달하기 위한 링크일 수 있다. UAS 제어 링크의 경우, 다시 원격 명령(telecommand, TC) 링크와 원격 측정(telemetry, TM) 링크로 구분할 수 있으며, TC 링크는 비행 궤도 제어정보, 안전 비행에 요구되는 모든 드론들(111~114)의 제어 정보 등을 지상의 조종사로부터 드론들(111~114)로 전달하는 상향링크일 수 있고, TM 링크는 드론들(111~114)의 위치·고도·속도, UAS 시스템 동작 모드 및 상태, 항법 보조 데이터, 탐지 및 회피 관련 추적·기상레이더·영상 정보를 드론들(111~114)에서 지상의 조종사에게 전달하는 하향 링크일 수 있다. 드론들(111~114)의 CNPC 링크를 위한 주파수로는 WRC-12(radio communication conference 2012)에서 신규 전용 대역으로 분배된 C(5030-5091MHz) 대역이 주로 고려될 수 있으며, 이외에도 WRC-12에서 항공 이동 업무로 활용 가능하도록 기준이 마련된 L(960-1164 MHz) 대역과 같이 항공 이동 업무 분배된 대역이 고려될 수 있다. C 대역의 경우, 기존 시스템과의 주파수 혼선 영향 및 다중 경로 지연 확산이 적은 장점이 있는데 반해 링크 마진 확보를 위해 지향성 안테나 사용이 고려되어야 할 수 있고, 도플러 영향이 L 대역에 비해 5배가 큰 단점이 있을 수 있다. 이에 반해, L 대역과 같이 타 항공 이동 업무로 분배된 낮은 주파수 대역의 경우, C 대역에 비해 전파 특성이 좋으나(L 대역의 경우 C 대역에 비해 14dB정도 전파 손실이 낮음), DME(distance measurement equipment), ADS-B(automatic dependent surveillance-broadcast), TACAN(tactic air navigation system) 등 기존 항공 시스템이 혼잡하게 운용될 수 있어 주파수 확보에 어려움 점이 있을 뿐만 아니라 다중 경로 지연 확산이 큰 단점이 있을 수 있다. 따라서 통상 기 확보된 C 대역을 CNPC의 기본 링크로 고려할 수 있고, 낮은 주파수 대역(예를 들어, L 대역 등)을 드론들(111~114)의 안전 운항을 위해 CNPC 링크 가용도를 높이는데 사용할 것으로 예상될 수 있다.

이러한 CNPC 링크 접속 형태는 P2P(point-to-point)형과 P2MP(point-to-multipoint)형이 있을 수 있다. P2P형은 1개 지상 무선국(122 또는 123)이 1개의 드론(111~114중 하나)에 데이터 링크를 형성하는 개념일 수 있다. 이에 반해, P2MP형은 하나의 지상 무선국(123 또는 124)가 다수의 드론들(111~114)과 데이터 링크를 형성할 수 있다.

한편, 지상 무선국들(125, 126)은 와이파이, 직접 RF 주파수 통신을 통하여 드론들(111~114)에 비면허 대역 통신 서비스를 제공할 수 있다. 이때, 지상 무선국(125, 126)과 해당하는 지상 통제 장치(133, 134)는 P2P로 접속되어 있을 수 있다. 또한, 지상 무선국들(125, 126)은 P2P CNPC 링크를 통하여 드론들(111~114)에 P2P CNPC 통신 서비스를 제공할 수 있다. 이때, 지상 무선국(125, 126)과 해당하는 지상 통제 장치(133, 134)는 P2P로 접속되어 있을 수 있다. 여기서, 지상 무선국들(125, 126)과 해당하는 드론들(111~114)는 스탠드얼론(standalone) 방식으로 통신할 수 있다.

한편, 드론들(111~114)은 LTE 또는 5G와 같은 이동 통신 장비를 장착할 수 있고, 와이파이 또는 직접 RF 신호와 같은 비면허 대역 장비를 장착할 수 있으며, CNPC 통신 장비와 같은 CNPC 네트워크 장비 등을 장착하여 통신 이중화를 통해 통신 링크의 신뢰도를 높일 수 있다. 드론들(111~114)은 지상 통제 장치들(131~134)로부터 제공되는 임무 정보를 수신할 수 있는데, 이러한 임무 정보는 지상 무선국들(121~126)을 통해 수신할 수 있다. 이때, 임무 정보는 드론들(111~114)의 이동에 대한 이동 지시 정보와 드론들(111~114)이 처리할 임무 수행 정보를 포함할 수 있다. 이에 따라, 드론들(111~114)은 임무 정보로부터 이동 지시 정보를 확인할 수 있으며, 확인된 이동 지시 정보에 기초하여 해당되는 위치로 이동을 수행할 수 있다. 예컨대, 이동 지시 정보는 드론들(111~114)이 이동할 위치를 지시하는 이동 위치 정보와, 드론들(111~114)의 현재 위치로부터 드론들(111~114)이 이동할 위치까지의 경로를 지시하는 이동 경로 정보를 포함할 수 있다. 여기서, 이동 경로 정보는 적어도 하나의 경로 지점(way point) 정보를 포함할 수 있는데, 경로 지점 정보는 경도와 위도 등을 포함하는 좌표 정보와, 고도 정보 등을 포함할 수 있다.

한편, 지상 통제 장치들(131~134)은 드론들(111~114)의 제어를 위한 제어 명령을 수신할 수 있는 입력 인터페이스를 제공할 수 있다. 입력 인터페이스는 하드웨어적 입력 키 또는 터치 입력이 가능한 디스플레이 장치에 표시되는 소프트웨어 입력 키를 포함할 수 있다. 지상 통제 장치들(131~134)은 입력 인터페이스를 제공하면서, 입력 인터페이스를 통해 입력되는 사용자 입력을 확인할 수 있다. 그리고, 입력 인터페이스의 사용자 입력과, 제어 명령 사이의 미리 정의된 관계에 기초하여, 지상 통제 장치들(131~134)은 사용자 입력이 지시하는 제어 명령을 확인할 수 있으며, 제어 명령을 포함하는 임무 정보를 생성할 수 있다.

지상 통제 장치들(131~134)은 드론들(111~114)의 이동을 제어하는 임무 정보를 드론들(111~114)에 전송할 수 있다. 전술한 바와 같이, 임무 정보는 이동 위치 정보, 이동 경로 정보 등을 포함하거나, 속도 제어 정보, 이동 방향 제어 정보 등을 포함할 수 있다. 한편, 제1 게이트웨이(141)는 제1 네트워크(102)와 공중망(101)을 인터페이스 할 수 있고, 제2 게이트웨이(142)는 제2 네트워크(103)와 공중망(101)을 인터페이스 할 수 있다.

한편, 통신 시스템을 구성하는 드론들(111~114), 지상 무선국들(121~126), 지상 통제 장치들(131~134) 및 게이트웨이들(141,144)들은 통신 노드로서 각각은 다음과 같은 구조를 가질 수 있다.

도 2는 통신 시스템을 구성하는 통신 노드의 제1 실시예를 도시한 블록도이다.

도 2를 참조하면, 통신 노드(200)는 적어도 하나의 프로세서(210), 메모리(220) 및 네트워크와 연결되어 통신을 수행하는 송수신 장치(230)를 포함할 수 있다. 또한, 통신 노드(200)는 입력 인터페이스 장치(240), 출력 인터페이스 장치(250), 저장 장치(260) 등을 더 포함할 수 있다. 통신 노드(200)에 포함된 각각의 구성 요소들은 버스(bus)(270)에 의해 연결되어 서로 통신을 수행할 수 있다.

다만, 통신 노드(200)에 포함된 각각의 구성요소들은 공통 버스(270)가 아니라, 프로세서(210)를 중심으로 개별 인터페이스 또는 개별 버스를 통하여 연결될 수도 있다. 예를 들어, 프로세서(210)는 메모리(220), 송수신 장치(230), 입력 인터페이스 장치(240), 출력 인터페이스 장치(250) 및 저장 장치(260) 중에서 적어도 하나와 전용 인터페이스를 통하여 연결될 수도 있다.

프로세서(210)는 메모리(220) 및 저장 장치(260) 중에서 적어도 하나에 저장된 프로그램 명령(program command)을 실행할 수 있다. 프로세서(210)는 중앙 처리 장치(central processing unit, CPU), 그래픽 처리 장치(graphics processing unit, GPU), 또는 본 발명의 실시예들에 따른 방법들이 수행되는 전용의 프로세서를 의미할 수 있다. 메모리(220) 및 저장 장치(260) 각각은 휘발성 저장 매체 및 비휘발성 저장 매체 중에서 적어도 하나로 구성될 수 있다. 예를 들어, 메모리(220)는 읽기 전용 메모리(read only memory, ROM) 및 랜덤 액세스 메모리(random access memory, RAM) 중에서 적어도 하나로 구성될 수 있다.

다시, 도 1을 참조하면, 드론들(111~114)은 4차 산업혁명의 기술융합 플랫폼일 수 있고, 고부가 가치 신산업 분야로 기존 산업·서비스 융합을 통해 활용 영역이 전 산업으로 확대될 수 있다. 특히, 드론들(111~114)은 과거 군사·레저용에서 재난 대처, 감시 모니터링, 배송 등 공공·상업용 시장의 급성장이 예상될 수 있다. 또한, 드론들(111~114)은 영상 촬영, 배송, 긴급 재난, 농업 및 감시 등 다양한 분야에서 활용이 기대되고 있으며, 현재 선진국을 중심으로 드론 산업 선점을 위한 경쟁이 치열한 상황일 수 있다. 특히, 항공 제조업체 외에 구글, 아마존 등 글로벌 ICT 기업의 시장 진출이 확대되는 등 차세대 드론 산업은 IT 기술 및 다양한 서비스 등과 융합하면서 시너지 창출이 기대되는 분야일 수 있다.

이와 같이 드론들(111~114)은 기술의 발전으로 민간 및 공공 영역에서 드론들(111~114)의 수요가 확대됨에 따라 언제 어디서나 다수의 드론들(111~114)을 다양한 응용을 위해 운용하기 하기 위해서는 국가 공역으로의 드론 통합 및 비가시권에서의 드론 운용이 요구될 수 있다.

이에 따라, 국가 공역으로의 드론들(111~114)의 안정적 진입 및 비가시권에서의 안정적 비행을 위한 고신뢰성 제어용 통신과 고화질 영상 등 다양한 응용 지원을 위한 장거리 광대역 임무용 무선 통신 기술이 요구될 수 있다. 이러한 목적으로 드론 전용 면허 대역(예, C대역), 상용 면허 대역(예, 셀룰러 대역), 비면허 대역(예, 2.4/5.8GHz)에서 동작하는 다양한 무선 통신 기술들이 현재 사용될 수 있거나 고려될 수 있다.

현재 드론들(111~114)은 특별한 승인이 없을 경우, 가시권 비행 및 사람이 없는 지역에서의 비행만이 허용될 수 있다. 그러나 드론들(111~114)은 응용 확대를 위해서 비가시권 비행 및 사람 위 비행이 필수적으로 요구될 수 있으며 이를 위해서는 드론들(111~114)의 통신 안전성이 담보되어야 할 수 있다. 현재 드론들(111~114)의 통신 안전성을 확보할 수 있는 기술은 고신뢰성은 제어용 통신링크와 탐지 및 회피 기술일 수 있다. 고신뢰성의 제어용 통신 링크 확보는 고신뢰성을 가지는 통신 링크를 사용할 수도 있고, 여러 개의 통신 링크를 다중화하여 고신뢰성의 통신 링크를 확보할 수 있다. 드론들(111~114)이 드론들(111~114)의 전용 면허 대역에서 동작하는 무선 통신 기술을 활용하는 것은 고신뢰성을 가지는 통신 링크를 사용하는 경우에 해당하며, 상용 면허 대역과 비면허 대역에서 동작하는 무선 통신 기술을 다중화하여 사용하는 경우가 두번째 경우에 해당할 수 있다. 드론들(111~114)의 전용 면허 대역 통신 장비는 비용이나 크기, 무게, 소모 전력 측면에서 소형 드론에 활용하기가 어려운 면이 있기 때문에, 현재 대부분의 소형 드론들(111~114)은 LTE 또는 5G와 같은 이동 통신 장비와 WIFI, 직접 RF와 같은 비면허 대역 장비를 동시에 장착하여 통신 이중화를 통해 통신링크의 신뢰도를 높이는 추세일 수 있다.

그러나 현재 사용되고 있는 드론들(111~114)의 통신 이중화는 드론들(111~114)에 장착되어 있는 각각의 통신 장비가 별도의 지상 통제 장치(131~134)와 연결될 수 있다. 일예로, 하나의 지상 통제 장치(131~134)가 드론들(111~114)의 통신 장비1과 통신이 원할하지 않을 때, 다른 지상 통제 장치(131~134)를 통해 드론들(111~114)의 통신 장비2와 통신하는 방식일 수 있다. 이를 위해 드론들(111~114)은 두개의 지상 통제 장치(131~134)와 항상 연결되어 있어야 하며, 우선 순위가 높은 지상 통제 장치(131~134)로부터 데이터가 송신되면 우선 순위가 낮은 지상 통제 장치(131~134)의 데이터를 무시하는 오버라이딩 개념을 적용할 수 있다. 이러한 방식은 드론들(111~114)이 우선 순위가 낮은 지상 통제 장치(131~134)로 오버라이딩되면 다시 우선 순위가 높은 지상 통제 장치(131~134)으로 핸드오버 되지 않은 단점이 있을 수 있다. 따라서, 오버라이딩 개념을 적용하지 않고 하나의 지상 통제 장치(131~134)에서 두 개의 통신 링크를 상황에 따라 적절히 끊김없이 스위칭할 수 있고, 두개의 지상 통제 장치(131~134)간에 상황에 따라 적절히 끊김없이 핸드오버하기 위한 연동 기술을 제안할 수 있다.

참고로, 드론(111)이 제1 네트워크(102)에 접속된 지상 무선국(122)에서 동일한 제1 네트워크(102)에 접속된 지상 무선국(121)으로 핸드오버하는 것은 네트워크내 핸드오버(intra network handover)라고 불릴 수 있다. 이와 달리, 드론(112)이 제1 네트워크(102)에 접속된 지상 무선국(122)에서 다른 네트워크인 제2 지상 네트워크(103)에 접속된 지상 무선국(123)으로 핸드오버하는 것은 네트워크간 핸드오버(inter network handover)라고 불릴 수 있다. 한편, 드론(113)이 제2 네트워크(103)에 접속된 지상 무선국(124)에서 스탠드얼론 방식으로 지상 통제 장치(133)에 접속된 지상 무선국(125)으로 핸드오버하는 것은 스탠드얼론 지향 핸드오버(handover to standalone)라고 불릴 수 있다. 이와 달리, 드론(114)이 스탠드얼론 방식으로 지상 통제 장치(133)에 접속된 지상 무선국(125)에서 스탠드얼론 방식으로 지상 통제 장치(134)에 접속된 지상 무선국(126)으로 핸드오버하는 것은 스탠드얼론간 핸드오버(handover between standalone)라고 불릴 수 있다.

한편, 제안하는 연동 기술은 드론들(111~114)이 다수 통신 링크를 통한 통신 다중화 시에, 다중 통신 링크간 끊김 없는 변경을 지원할 수 있다. 또한, 지상 통제 장치(131~134)가 서로간에 끊김 없는 핸드오버를 지원함으로써, 드론들(111~114)의 안전 운항을 위한 통신 링크의 신뢰도를 향상시킴으로써 드론들(111~114)의 비가시권 비행 또는 사람 위 비행의 안전성을 보장하여 드론들(111~114)의 응용을 확대할 수 있다.

또한, 제안하는 연동 기술은 LTE 또는 5G와 같은 이동 통신 장비, 와이파이 또는 직접 RF와 같은 비면허 대역 장비 등 다수 통신 장비를 장착한 드론들(111~114)과 이동 통신망, 와이파이 또는 직접 RF 마스터 장비와 연결되어 있는 지상 통제 장치(131~134)간에 다수 통신 링크를 통해 끊김 없이 TC 데이터, TM 데이터, 임무 데이터 등의 응용 데이터를 송수신을 할 수 있다. 또한, 제안하는 연동 기술은 지상 통제 장치(131~134)간에 끊김 없이 통제권을 이관할 수 있다. 여기서, 네트워크 기반 통신으로 LTE 또는 5G를, P2P기반 통신으로 와이파이를 고려할 수 있으나, CNPC 전용 네트워크 등 다른 드론들(111~114)의 전용 통신용 네트워크나 CNPC P2P 통신이나 블루투스, 직접 RF 통신 등 다른 P2P용 드론 통신 링크에도 적용 가능할 수 있다. 여기서, 제안하는 연동 기술들은 아래와 같은 수 있다.

(1) 연동 시나리오 1: 네트워크 기반 통신 링크(LTE/5G)와 P2P(WIFI)간 핸드오버

-연동 시나리오 1-1: 단절전 구성(Make-Before-Break) 기반으로 네트워크에서 P2P로(Network-to-P2P) 핸드오버

-연동 시나리오 1-2: 단절전 구성(Make-Before-Break) 기반으로 P2P에서 네트워크로(P2P-to-Network) 핸드오버

-연동 시나리오 1-3: 구성전 단절(Break-Before-Make) 기반으로 네트워크에서 P2P로(Network-to-P2P) 핸드오버

-연동 시나리오 1-4: 구성전 단절(Break-Before-Make) 기반으로 P2P에서 네트워크로(P2P-to-Network) 핸드오버

(2) 연동 시나리오 2: 네트워크1 기반 통신 링크(LTE/5G)와 네트워크2 기반 통신 링크(CNPC)간 핸드오버

-연동 시나리오 2-1: 단절전 구성(Make-Before-Break) 기반으로 네트워크1에서 네트워크2로(Network1-to-Network2) 핸드오버

-연동 시나리오 2-2: 단절전 구성(Make-Before-Break) 기반으로 네트워크2에서 네트워크1로(Network2-to-Network1) 핸드오버

-연동 시나리오 2-3: 구성전 단절(Break-Before-Make) 기반으로 네트워크1에서 네트워크2로(Network1-to-Network2) 핸드오버

-연동 시나리오 2-4: 구성전 단절(Break-Before-Make) 기반으로 네트워크2에서 네트워크1로(Network2-to-Network1) 핸드오버

(3) 연동 시나리오 3: P2P1(WIFI)와 P2P2(CNPC)간 핸드오버

-연동 시나리오 3-1: 단절전 구성(Make-Before-Break) 기반으로 P2P1에서 P2P2로(P2P1-to-P2P2) 핸드오버

-연동 시나리오 3-2: 단절전 구성(Make-Before-Break) 기반으로 P2P2에서 P2P1로(P2P2-to-P2P1) 핸드오버

-연동 시나리오 3-3: 구성전 단절(Break-Before-Make) 기반으로 P2P1에서 P2P2로(P2P1-to-P2P2) 핸드오버

-연동 시나리오 3-4: 구성전 단절(Break-Before-Make) 기반으로 P2P2에서 P2P1로(P2P2-to-P2P1) 핸드오버

(4) 연동 시나리오 4: 네트워크 기반 통신링크(LTE/5G)와 P2P(WIFI)간 지상 통제 장치(GCS) 핸드오버

-연동 시나리오 4-1: 단절전 구성(Make-Before-Break) 기반으로 네트워크에서 P2P로(Network-to-P2P) 핸드오버

-연동 시나리오 4-2: 단절전 구성(Make-Before-Break) 기반으로 P2P에서 네트워크로(P2P-to-Network) 핸드오버

-연동 시나리오 4-3: 구성전 단절(Break-Before-Make) 기반으로 네트워크에서 P2P로(Network-to-P2P) 핸드오버

-연동 시나리오 4-4: 구성전 단절(Break-Before-Make) 기반으로 P2P에서 네트워크로(P2P-to-Network) 핸드오버

(5) 연동 시나리오 5: 네트워크1 기반 통신링크(LTE/5G)와 네트워크2 기반 통신링크(CNPC)간 지상 통제 장치(GCS) 핸드오버

-연동 시나리오 5-1: 단절전 구성(Make-Before-Break) 기반으로 네트워크1에서 네트워크2로(Network1-to-Network2) 핸드오버

-연동 시나리오 5-2: 단절전 구성(Make-Before-Break) 기반으로 네트워크2에서 네트워크1으로(Network2-to-Network1) 핸드오버

-연동 시나리오 5-3: 구성전 단절(Break-Before-Make) 기반으로 네트워크1에서 네트워크2로(Network1-to-Network2) 핸드오버

-연동 시나리오 5-4: 구성전 단절(Break-Before-Make) 기반으로 네트워크2에서 네트워크1로(Network2-to-Network1) 핸드오버

(6) 연동 시나리오 6: P2P1(WIFI)와 P2P2(CNPC)간 지상 통제 장치(GCS) 핸드오버

-연동 시나리오 6-1: 단절전 구성(Make-Before-Break) 기반으로 P2P1에서 P2P2로(P2P1-to-P2P2) 핸드오버

-연동 시나리오 6-2: 단절전 구성(Make-Before-Break) 기반으로 P2P2에서 P2P1으로(P2P2-to-P2P1) 핸드오버

-연동 시나리오 6-3: 단절전 구성(Break-Before-Make) 기반으로 P2P1에서 P2P2로(P2P1-to-P2P2) 핸드오버

-연동 시나리오 6-4: 단절전 구성(Break-Before-Make) 기반으로 P2P2에서 P2P1으로(P2P2-to-P2P1) 핸드오버

이하에서, 연동 시나리오 1 내지 연동 시나리오 6이 도 3 내지 도 9를 참조하여 구체적으로 설명될 수 있다. 연동 시나리오 1 내지 연동 시나리오 6을 위해 드론들(111~114)은 다중화 통신 장비를 제어 및 관리할 수 있는 통신 제어 유닛(communication control unit, CCU)을 구비할 수 있다. 지상 통제 장치들(131~134)는 다수의 통신 링크가 연결되어 있을 경우에 통신 제어 유닛이 필요할 수 있다. 하지만 지상 통제 장치들(131~134)은 하나의 통신 링크가 있어 지상 통제 장치 핸드오버를 수행하는 경우에 통신 제어 유닛이 필요하지 않을 수 있다.

도 3은 다중 드론 통신간 연동 방법의 제1 실시예를 나타내는 순서도이다.

도 3을 참조하면, 다중 드론 통신간 연동 방법에서 먼저 드론에 장착되어 있는 드론용 통신 제어 유닛은 드론에 장착되어 있는 LTE 또는 5G를 지원하는 이동 통신용 단말에 무선 연결 설립을 요청할 수 있다(S300). 이에 따라, 이동 통신용 단말은 지상 통제 장치와 연결되어 있으며 LTE 또는 5G를 지원하는 이동 통신용 지상 무선국과 무선 연결을 설립할 수 있다(S301). 이후에, 이동 통신용 단말은 드론용 통신 제어 유닛에 무선 연결 설립이 완료되었다고 보고한 후에(S302) 대기 상태에 있을 수 있다. 한편, 드론에 장착되어 있는 드론용 통신 제어 유닛은 드론에 장착되어 있는 와이파이 또는 직접 RF 통신을 지원하는 P2P용 단말에 무선 연결 설립을 요청할 수 있다(S303). 이에 따라, P2P용 단말은 지상 통제 장치와 연결되어 있으며 와이파이 또는 직접 RF 통신을 지원하는 P2P용 지상 무선국과 무선 연결을 설립할 수 있다(S304). 이후에, P2P용 단말은 드론용 통신 제어 유닛에 무선 연결 설립이 완료되었다고 보고한 후에(S305) 대기 상태에 있을 수 있다.

한편, 지상 통제 장치용 통신 제어 유닛이 LTE 또는 5G 통신 링크를 선호할 경우에 이동 통신용 지상 무선국과 이동 통신용 단말을 경유하여 드론용 통신 제어 유닛에게 LTE 또는 5G 통신 링크로 이동성(mobility) 연결을 요청할 수 있다(S306~S308). 이에 따른 이동성 연결 응답을 수신하면 드론용 통신 제어 유닛과 지상 통제 장치용 통신 제어 유닛은 종대종 연결을 설립할 수 있고(S309), 이동성 연결을 완료하게 될 수 있다(S310~S312). 이처럼 드론용 통신 제어 유닛과 지상 통제 장치용 통신 제어 유닛간 종대종 연결 설정이 완료되면 TC 데이터, TM 데이터, 임무 데이터 등의 응용 데이터는 드론과 지상 통제 장치간에 LTE 또는 5G 통신 링크를 통해 송수신될 수 있다(S313~S317). 이와 같이 통신 링크가 운용되는 동안 이동 통신용 단말은 LTE 또는 5G 통신 링크에 대한 통신 품질 정보(신호 세기, SNIR(signal-to-noise-plus-interference ratio), SNR(signal-to-noise ratio) 등)를 측정하여(S318) 드론용 통신 제어 유닛을 통해 지상 통제 장치용 통신 제어 유닛에 주기적으로 보고할 수 있다(S319~S322).

지상 통제 장치용 통신 제어 유닛은 주기적으로 보고되는 통신 품질 정보를 바탕으로 통신 링크 품질이 요구되는 성능 기준을 만족하지 않을 때에 핸드오버를 결정할게 될 수 있다(S323). 그리고, 지상 통제 장치용 통신 제어 유닛은 핸드오버를 결정하면 핸드오버 절차를 시작하여 드론용 통신 제어 유닛에 LTE 또는 5G 통신 링크를 통해 핸드오버의 시작을 요청할 수 있다(S324~S326). 핸드오버 시작 요청을 받은 드론용 통신 제어 유닛은 핸드오버를 준비하여(S327), 앞서 연결이 설정된 와이파이 또는 직접 RF 통신 링크를 통해 지상 통제 장치용 통신 제어 유닛과 또 하나의 종대종 연결을 설립할 수 있다(S328).

물론 이러한 절차와 다르게 드론용 통신 제어 유닛은 와이파이 또는 직접 RF 통신 링크 설립을 미리 하고 있지 않을 수 있고, 지상 통제 장치용 통신 제어 유닛으로부터 핸드오버의 시작을 요청받은 후에 와이파이 또는 직접 RF 통신 링크에 대한 설립 절차를 진행할 수 있다. 이러한 경우에 P2P용 단말이 미리 대기 상태에 들어가 있지 않기 때문에 전력 소모를 줄일 수 있는 장점이 있으나, 신속한 핸드오버가 필요할 때에 지연이 있을 수 있다. 이에 따라, 비행 운항의 안전성을 고려하면 드론용 통신 제어 유닛은 미리 와이파이 또는 직접 RF 통신 링크의 연결 설립을 완료하여 대기하는 것이 바람직할 수 있다.

한편, 와이파이 또는 직접 RF에 기반하여 종대종 연결 설립이 완료되면 드론용 통신 제어 유닛은 지상 통제 장치용 통신 제어 유닛에게 핸드오버의 완료를 보고할 수 있다(S329~S331). 그리고, 드론용 통신 제어 유닛은 통신 링크를 LTE 또는 5G 통신 링크에서 와이파이 또는 직접 RF 통신 링크로 스위치하여(S337) 와이파이 또는 직접 RF 통신 링크를 통해 데이터를 송수신할 수 있다. 이때, 지상 통제 장치용 통신 제어 유닛은 통신 링크를 LTE 또는 5G 통신 링크에서 와이파이 또는 직접 RF 통신 링크로 스위치하여(S338) 와이파이 또는 직접 RF 통신 링크를 통해 데이터를 송수신할 수 있다. 이에 따라 드론과 지상 통제 장치간의 TC, TM, 임무 데이터 등의 응용 데이터를 와이파이 또는 직접 RF 통신 링크를 통해 송수신하게 될 수 있다(S339~S343). 물론, 드론용 통신 제어 유닛과 지상 통제 장치용 통신 제어 유닛이 통신 링크를 LTE 또는 5G 통신 링크에서 와이파이 또는 직접 RF 통신 링크로 스위치하기 전에는 여전히 LTE 또는 5G 통신 링크를 통하여 응용 데이터를 송수신할 수 있다(S329~S331). 이처럼, 드론용 통신 제어 유닛과 지상 통제 장치용 통신 제어 유닛간의 통신 링크는 드론용 통신 제어 유닛과 지상 통제 장치용 통신 제어 유닛이 링크 스위치를 수행하는 매우 짧은 시간 외에 중단되지 않기 때문에 끊김없이 데이터 송수신이 가능할 수 있다. 드론용 통신 제어 유닛은 와이파이 또는 직접 RF에 기반한 종대종 통신 링크를 통해 데이터 송수신이 시작되면 LTE 또는 5G에 기반한 종대종 통신 링크를 해제할 수 있으며(S344~S346), LTE 또는 5G 통신 링크는 연결 설립 상태로 대기할 수 있다. 여기서 드론용 통신 제어 유닛은 전력 소모를 줄이기 위해 LTE 또는 5G의 연결 설립도 해제할 수 있다. 이후에, 계속해서 드론과 지상 통제 장치간의 TC, TM, 임무 데이터 등의 응용 데이터를 와이파이 또는 직접 RF 통신 링크를 통해 송수신하게 될 수 있다(S347~S351).

이와 같은 다중 드론 통신간 연동 방법의 제1 실시예에서 P2P용 단말이 와이파이 슬레이브일 수 있고, P2P용 지상 무선국이 와이파이 마스터인 액세스 포인트일 수 있다. 이와 달리 다중 드론 통신간 연동 방법의 제1 실시예에서 P2P용 단말이 직접 RF 단말일 수 있으며, P2P용 지상 무선국이 직접 RF 무선국일 수 있다. 그리고, 다중 드론 통신간 연동 방법의 제1 실시예는 연동 시나리오 1-1에 대한 구체적인 핸드오버 절차를 보여줄 수 있다.

도 4는 다중 드론 통신간 연동 방법의 제2 실시예를 나타내는 순서도이다.

도 4를 참조하면, 다중 드론 통신간 연동 방법에서 먼저 드론에 장착되어 있는 드론용 통신 제어 유닛은 드론에 장착되어 있는 와이파이 또는 직접 RF를 지원하는 P2P용 단말에 무선 연결 설립을 요청할 수 있다(S400). 이에 따라, P2P용 단말은 지상 통제 장치와 연결되어 있으며 와이파이 또는 직접 RF를 지원하는 P2P용 지상 무선국과 무선 연결을 설립할 수 있다(S401). 이후에, P2P용 단말은 드론용 통신 제어 유닛에 무선 연결 설립이 완료되었다고 보고한 후에(S402) 대기 상태에 있을 수 있다. 한편, 드론에 장착되어 있는 드론용 통신 제어 유닛은 드론에 장착되어 있는 LTE 또는 5G를 지원하는 이동 통신용 단말에 무선 연결 설립을 요청할 수 있다(S403). 이에 따라, 이동 통신용 단말은 지상 통제 장치와 연결되어 있으며 LTE 또는 5G를 지원하는 이동 통신용 지상 무선국과 무선 연결을 설립할 수 있다(S404). 이후에, 이동 통신용 단말은 드론용 통신 제어 유닛에 무선 연결 설립이 완료되었다고 보고한 후에(S405) 대기 상태에 있을 수 있다.

한편, 지상 통제 장치용 통신 제어 유닛이 와이파이 또는 직접 RF 통신 링크를 선호할 경우에 P2P용 지상 무선국과 P2P용 단말을 경유하여 드론용 통신 제어 유닛에게 와이파이 또는 직접 RF 통신 링크로 이동성 연결을 요청할 수 있다(S406~S408). 이에 따른 이동성 연결 응답을 수신하면 드론용 통신 제어 유닛과 지상 통제 장치용 통신 제어 유닛은 종대종 연결을 설립할 수 있고(S409), 이동성 연결을 완료하게 될 수 있다(S410~S412). 이처럼 드론용 통신 제어 유닛과 지상 통제 장치용 통신 제어 유닛간 종대종 연결 설정이 완료되면 TC 데이터, TM 데이터, 임무 데이터 등의 응용 데이터는 드론과 지상 통제 장치간에 와이파이 또는 직접 RF 통신 링크를 통해 송수신될 수 있다(S413~S417). 이와 같이 통신 링크가 운용되는 동안 이동 통신용 단말은 와이파이 또는 직접 RF 통신 링크에 대한 통신 품질 정보(신호 세기, SNIR, SNR 등)를 측정하여(S418) 드론용 통신 제어 유닛을 통해 지상 통제 장치용 통신 제어 유닛에 주기적으로 보고할 수 있다(S419~S422).

지상 통제 장치용 통신 제어 유닛은 주기적으로 보고되는 통신 품질 정보를 바탕으로 통신 링크 품질이 요구되는 성능 기준을 만족하지 않을 때에 핸드오버를 결정할 수 있다(S423). 그리고, 지상 통제 장치용 통신 제어 유닛은 핸드오버를 결정하면 핸드오버 절차를 시작하여 드론용 통신 제어 유닛에 와이파이 또는 직접 RF 통신 링크를 통해 핸드오버의 시작을 요청할 수 있다(S424~S426). 핸드오버 시작 요청을 받은 드론용 통신 제어 유닛은 핸드오버를 준비하여(S427), 앞서 연결이 설정된 LTE 또는 5G 통신 링크를 통해 지상 통제 장치용 통신 제어 유닛과 또 하나의 종대종 연결을 설립할 수 있다(S428).

물론 이러한 절차와 다르게 드론용 통신 제어 유닛은 LTE 또는 5G 통신 링크 설립을 미리 하고 있지 않을 수 있고, 지상 통제 장치용 통신 제어 유닛으로부터 핸드오버의 시작을 요청받은 후에 LTE 또는 5G 통신 링크에 대한 설립 절차를 진행할 수 있다. 이러한 경우에 이동 통신용 단말이 미리 대기 상태에 들어가 있지 않기 때문에 전력 소모를 줄일 수 있는 장점이 있으나, 신속한 핸드오버가 필요할 때에 지연이 있을 수 있다. 이에 따라, 비행 운항의 안전성을 고려하면 드론용 통신 제어 유닛은 미리 LTE 또는 5G 통신 링크의 연결 설립을 완료하여 대기하는 것이 바람직할 수 있다.

한편, LTE 또는 5G에 기반하여 종대종 연결 설립이 완료되면 드론용 통신 제어 유닛은 지상 통제 장치용 통신 제어 유닛에게 핸드오버의 완료를 보고할 수 있다(S429~S431). 그리고, 드론용 통신 제어 유닛은 통신 링크를 와이파이 또는 직접 RF 통신 링크에서 LTE 또는 5G 통신 링크로 스위치하여(S437) LTE 또는 5G 통신 링크를 통해 데이터를 송수신할 수 있다. 이때, 지상 통제 장치용 통신 제어 유닛은 통신 링크를 와이파이 또는 직접 RF 통신 링크에서 LTE 또는 5G 통신 링크로 스위치하여(S438) LTE 또는 5G 통신 링크를 통해 데이터를 송수신할 수 있다. 이에 따라 드론과 지상 통제 장치간의 TC 데이터, TM 데이터, 임무 데이터 등의 응용 데이터를 LTE 또는 5G 통신 링크를 통해 송수신하게 될 수 있다(S439~S443). 물론, 드론용 통신 제어 유닛과 지상 통제 장치용 통신 제어 유닛이 통신 링크를 와이파이 또는 직접 RF 통신 링크에서 LTE 또는 5G 통신 링크로 스위치하기 전에는 여전히 와이파이 또는 직접 RF 통신 링크를 통하여 응용 데이터를 송수신할 수 있다(S429~S431). 이처럼, 드론용 통신 제어 유닛과 지상 통제 장치용 통신 제어 유닛간의 통신 링크는 드론용 통신 제어 유닛과 지상 통제 장치용 통신 제어 유닛이 링크 스위치를 수행하는 매우 짧은 시간 외에 중단되지 않기 때문에 연속적으로 데이터 송수신이 가능할 수 있다. 드론용 통신 제어 유닛은 LTE 또는 5G에 기반한 종대종 통신 링크를 통해 데이터 송수신이 시작되면 와이파이 또는 직접 RF에 기반한 종대종 통신 링크를 해제할 수 있으며(S444~S446), 와이파이 또는 직접 RF 통신 링크는 연결 설립 상태로 대기할 수 있다. 여기서 드론용 통신 제어 유닛은 전력 소모를 줄이기 위해 와이파이 또는 직접 RF의 연결 설립도 해제할 수 있다. 이후에, 계속해서 드론과 지상 통제 장치간의 TC 데이터, TM 데이터, 임무 데이터 등의 응용 데이터를 LTE 또는 5G 통신 링크를 통해 송수신하게 될 수 있다(S447~S451).

이와 같은 다중 드론 통신간 연동 방법의 제2 실시예에서 P2P용 단말이 와이파이 슬레이브일 수 있고, P2P용 지상 무선국이 와이파이 마스터인 액세스 포인트일 수 있다. 이와 달리 다중 드론 통신간 연동 방법의 제2 실시예에서 P2P용 단말이 직접 RF 단말일 수 있으며, P2P용 지상 무선국이 직접 RF 무선국일 수 있다. 그리고, 다중 드론 통신간 연동 방법의 제2 실시예는 연동 시나리오 1-2에 대한 구체적인 핸드오버 절차를 보여줄 수 있다.

도 5는 다중 드론 통신간 연동 방법의 제3 실시예를 나타내는 순서도이다.

도 5를 참조하면, 다중 드론 통신간 연동 방법에서 먼저 드론에 장착되어 있는 드론용 통신 제어 유닛은 드론에 장착되어 있는 LTE 또는 5G를 지원하는 이동 통신용 단말에 무선 연결 설립을 요청할 수 있다(S500). 이에 따라, 이동 통신용 단말은 지상 통제 장치와 연결되어 있으며 LTE 또는 5G를 지원하는 이동 통신용 지상 무선국과 무선 연결을 설립할 수 있다(S501). 이후에, 이동 통신용 단말은 드론용 통신 제어 유닛에 무선 연결 설립이 완료되었다고 보고한 후에(S502) 대기 상태에 있을 수 있다. 한편, 드론에 장착되어 있는 드론용 통신 제어 유닛은 드론에 장착되어 있는 와이파이 또는 직접 RF 통신을 지원하는 P2P용 단말에 무선 연결 설립을 요청할 수 있다(S503). 이에 따라, P2P용 단말은 지상 통제 장치와 연결되어 있으며 와이파이 또는 직접 RF 통신을 지원하는 P2P용 지상 무선국과 무선 연결을 설립할 수 있다(S504). 이후에, P2P용 단말은 드론용 통신 제어 유닛에 무선 연결 설립이 완료되었다고 보고한 후에(S505) 대기 상태에 있을 수 있다.

한편, 지상 통제 장치용 통신 제어 유닛이 LTE 또는 5G 통신 링크를 선호할 경우에 이동 통신용 지상 무선국과 이동 통신용 단말을 경유하여 드론용 통신 제어 유닛에게 LTE 또는 5G 통신 링크로 이동성 연결을 요청할 수 있다(S506~S508). 이에 따른 이동성 연결 응답을 수신하면 드론용 통신 제어 유닛과 지상 통제 장치용 통신 제어 유닛은 종대종 연결을 설립할 수 있고(S509), 이동성 연결을 완료하게 될 수 있다(S510~S512). 이처럼 드론용 통신 제어 유닛과 지상 통제 장치용 통신 제어 유닛간 종대종 연결 설정이 완료되면 TC 데이터, TM 데이터, 임무 데이터 등의 응용 데이터는 드론과 지상 통제 장치간에 LTE 또는 5G 통신 링크를 통해 송수신될 수 있다(S513~S517). 이와 같이 통신 링크가 운용되는 동안 이동 통신용 단말은 LTE 또는 5G 통신 링크에 대한 통신 품질 정보(신호 세기, SNIR, SNR 등)를 측정하여(S518) 드론용 통신 제어 유닛을 통해 지상 통제 장치용 통신 제어 유닛에 주기적으로 보고할 수 있다(S519~S522).

지상 통제 장치용 통신 제어 유닛은 주기적으로 보고되는 통신 품질 정보를 바탕으로 통신 링크 품질이 요구되는 성능 기준을 만족하지 않을 때에 핸드오버를 결정할게 될 수 있다(S523). 그리고, 지상 통제 장치용 통신 제어 유닛은 핸드오버를 결정하면 핸드오버 절차를 시작하여 드론용 통신 제어 유닛에 LTE 또는 5G 통신 링크를 통해 핸드오버의 시작을 요청할 수 있다(S524~S526). 핸드오버 시작 요청을 받은 드론용 통신 제어 유닛은 핸드오버를 준비하여(S527), LTE 또는 5G 통신 링크의 종대종 연결 설립을 해제할 수 있다(S533). 이때, 드론용 통신 제어 유닛과 지상 통제 장치용 통신 제어 유닛은 LTE 또는 5G 통신 링크는 연결 설립 상태로 대기할 수 있다. 여기서 드론용 통신 제어 유닛은 전력 소모를 줄이기 위해 LTE 또는 5G의 연결 설립도 해제할 수 있다. 물론, 드론용 통신 제어 유닛과 지상 통제 장치용 통신 제어 유닛이 통신 링크를 LTE 또는 5G 통신 링크에서 와이파이 또는 직접 RF 통신 링크로 스위치하기 전에는 여전히 LTE 또는 5G 통신 링크를 통하여 응용 데이터를 송수신할 수 있다(S528~S532)

한편, 드론용 통신 제어 유닛은 통신 링크를 LTE 또는 5G 통신 링크에서 와이파이 또는 직접 RF 통신 링크로 스위치할 수 있다(S534). 또한, 지상 통제 장치용 통신 제어 유닛은 통신 링크를 LTE 또는 5G 통신 링크에서 와이파이 또는 직접 RF 통신 링크로 스위치할 수 있다(S535). 그리고, 드론용 통신 제어 유닛과 지상 통제 장치용 통신 제어 유닛은 앞서 연결이 설정된 와이파이 또는 직접 RF 통신 링크를 통해 지상 통제 장치용 통신 제어 유닛과 또 하나의 종대종 연결을 설립할 수 있다(S536). 물론 이러한 절차와 다르게 드론용 통신 제어 유닛은 와이파이 또는 직접 RF 통신 링크 설립을 미리 하고 있지 않을 수 있고, 지상 통제 장치용 통신 제어 유닛으로부터 핸드오버의 시작을 요청받은 후에 와이파이 또는 직접 RF 통신 링크에 대한 설립 절차를 진행할 수 있다. 이러한 경우에 P2P용 단말이 미리 대기 상태에 들어가 있지 않기 때문에 전력 소모를 줄일 수 있는 장점이 있으나, 신속한 핸드오버가 필요할 때에 지연이 있을 수 있다. 이에 따라, 비행 운항의 안전성을 고려하면 드론용 통신 제어 유닛은 미리 와이파이 또는 직접 RF 통신 링크의 연결 설립을 완료하여 대기하는 것이 바람직할 수 있다.

한편, 와이파이 또는 직접 RF에 기반하여 종대종 연결 설립이 완료되면 드론용 통신 제어 유닛은 지상 통제 장치용 통신 제어 유닛에게 핸드오버의 완료를 보고할 수 있다(S537~S539). 그리고, 드론과 지상 통제 장치간의 TC 데이터, TM 데이터, 임무 데이터 등의 응용 데이터를 와이파이 또는 직접 RF 통신 링크를 통해 송수신하게 될 수 있다(S540~S544).

이와 같은 다중 드론 통신간 연동 방법의 제3 실시예에서 P2P용 단말이 와이파이 슬레이브일 수 있고, P2P용 지상 무선국이 와이파이 마스터인 액세스 포인트일 수 있다. 또는, 다중 드론 통신간 연동 방법의 제3 실시예에서 P2P용 단말이 직접 RF 단말일 수 있고, P2P용 지상 무선국이 직접 RF 무선국일 수 있다. 그리고, 다중 드론 통신간 연동 방법의 제3 실시예는 연동 시나리오 1-3에 대한 구체적인 핸드오버 절차를 보여줄 수 있다. 이와 같은 다중 드론 통신간 연동 방법의 제3 실시예는 드론용 통신 제어 유닛과 지상 통제용 통신 제어 유닛에서 LTE 또는 5G 통신 연결이 해제될 수 있고, 링크 스위치를 통해 와이파이 통신 기반의 종대종 통신 연결이 설정되기까지 링크 중단이 발생할 수 있다. 이처럼 링크 중단이 발생할 수 있어 다중 드론 통신간 연동 방법이 제3 실시예는 제1 및 제2 실시예의 경우들보다 링크 중단 시간이 길다는 단점이 있을 수 있다. 하지만, 다중 드론 통신간 연동 방법이 제3 실시예는 제1 및 제2 실시예의 경우들보다 두개의 종대종 통신 연결을 동시에 설정 및 유지할 필요가 없는 장점이 있을 수 있다.

도 6은 다중 드론 통신간 연동 방법의 제4 실시예를 나타내는 순서도이다.

도 6을 참조하면, 다중 드론 통신간 연동 방법에서 먼저 드론에 장착되어 있는 드론용 통신 제어 유닛은 드론에 장착되어 있는 와이파이 또는 직접 RF 통신을 지원하는 P2P용 단말에 무선 연결 설립을 요청할 수 있다(S600). 이에 따라, P2P용 단말은 지상 통제 장치와 연결되어 있으며 와이파이 또는 직접 RF 통신을 지원하는 P2P용 지상 무선국과 무선 연결을 설립할 수 있다(S601). 이후에, P2P용 단말은 드론용 통신 제어 유닛에 무선 연결 설립이 완료되었다고 보고한 후에(S602) 대기 상태에 있을 수 있다. 한편, 드론에 장착되어 있는 드론용 통신 제어 유닛은 드론에 장착되어 있는 LTE 또는 5G를 지원하는 이동 통신용 단말에 무선 연결 설립을 요청할 수 있다(S603). 이에 따라, 이동 통신용 단말은 지상 통제 장치와 연결되어 있으며 LTE 또는 5G를 지원하는 이동 통신용 지상 무선국과 무선 연결을 설립할 수 있다(S604). 이후에, 이동 통신용 단말은 드론용 통신 제어 유닛에 무선 연결 설립이 완료되었다고 보고한 후에(S605) 대기 상태에 있을 수 있다.

한편, 지상 통제 장치용 통신 제어 유닛이 와이파이 또는 직접 RF 통신 링크를 선호할 경우에 P2P용 지상 무선국과 P2P용 단말을 경유하여 드론용 통신 제어 유닛에게 와이파이 또는 직접 RF 통신 링크로 이동성 연결을 요청할 수 있다(S606~S608). 이에 따른 이동성 연결 응답을 수신하면 드론용 통신 제어 유닛과 지상 통제 장치용 통신 제어 유닛은 종대종 연결을 설립할 수 있고(S609), 이동성 연결을 완료하게 될 수 있다(S610~S612). 이처럼 드론용 통신 제어 유닛과 지상 통제 장치용 통신 제어 유닛간 종대종 연결 설정이 완료되면 TC 데이터, TM 데이터, 임무 데이터 등의 응용 데이터는 드론과 지상 통제 장치간에 와이파이 또는 직접 RF 통신 링크를 통해 송수신될 수 있다(S613~S617). 이와 같이 통신 링크가 운용되는 동안 이동 통신용 단말은 와이파이 또는 직접 RF 통신 링크에 대한 통신 품질 정보(신호 세기, SNIR, SNR 등)를 측정하여(6418) 드론용 통신 제어 유닛을 통해 지상 통제 장치용 통신 제어 유닛에 주기적으로 보고할 수 있다(S619~S622).

지상 통제 장치용 통신 제어 유닛은 주기적으로 보고되는 통신 품질 정보를 바탕으로 통신 링크 품질이 요구되는 성능 기준을 만족하지 않을 때에 핸드오버를 결정할 수 있다(S623). 그리고, 지상 통제 장치용 통신 제어 유닛은 핸드오버를 결정하면 핸드오버 절차를 시작하여 드론용 통신 제어 유닛에 와이파이 또는 직접 RF 통신 링크를 통해 핸드오버의 시작을 요청할 수 있다(S624~S626). 핸드오버 시작 요청을 받은 드론용 통신 제어 유닛은 핸드오버를 준비하여(S627), 와이파이 또는 직접 RF 통신 링크의 종대종 연결 설립을 해제할 수 있다(S633). 이때, 드론용 통신 제어 유닛과 지상 통제 장치용 통신 제어 유닛은 와이파이 또는 직접 RF 통신 링크는 연결 설립 상태로 대기할 수 있다. 여기서 드론용 통신 제어 유닛은 전력 소모를 줄이기 위해 와이파이 또는 직접 RF의 연결 설립도 해제할 수 있다. 물론, 드론용 통신 제어 유닛과 지상 통제 장치용 통신 제어 유닛이 통신 링크를 와이파이 또는 직접 RF 통신 링크에서 LTE 또는 5G 통신 링크로 스위치하기 전에는 여전히 와이파이 또는 직접 RF 통신 링크를 통하여 응용 데이터를 송수신할 수 있다(S628~S632)

한편, 드론용 통신 제어 유닛은 통신 링크를 와이파이 또는 직접 RF 통신 링크에서 LTE 또는 5G 통신 링크로 스위치할 수 있다(S634). 또한, 지상 통제 장치용 통신 제어 유닛은 통신 링크를 와이파이 또는 직접 RF 통신 링크에서 LTE 또는 5G 통신 링크로 스위치할 수 있다(S635). 그리고, 드론용 통신 제어 유닛과 지상 통제 장치용 통신 제어 유닛은 앞서 연결이 설정된 LTE 또는 5G 통신 링크를 통해 지상 통제 장치용 통신 제어 유닛과 또 하나의 종대종 연결을 설립할 수 있다(S636). 물론 이러한 절차와 다르게 드론용 통신 제어 유닛은 LTE 또는 5G 통신 링크 설립을 미리 하고 있지 않을 수 있고, 지상 통제 장치용 통신 제어 유닛으로부터 핸드오버의 시작을 요청받은 후에 LTE 또는 5G 통신 링크에 대한 설립 절차를 진행할 수 있다. 이러한 경우에 이동 통신용 단말이 미리 대기 상태에 들어가 있지 않기 때문에 전력 소모를 줄일 수 있는 장점이 있으나, 신속한 핸드오버가 필요할 때에 지연이 있을 수 있다. 이에 따라, 비행 운항의 안전성을 고려하면 드론용 통신 제어 유닛은 미리 LTE 또는 5G 통신 링크의 연결 설립을 완료하여 대기하는 것이 바람직할 수 있다.

한편, LTE 또는 5G 통신 링크에 기반하여 종대종 연결 설립이 완료되면 드론용 통신 제어 유닛은 지상 통제 장치용 통신 제어 유닛에게 핸드오버의 완료를 보고할 수 있다(S637~S639). 그리고, 드론과 지상 통제 장치간의 TC 데이터, TM 데이터, 임무 데이터 등의 응용 데이터를 LTE 또는 5G 통신 링크를 통해 송수신하게 될 수 있다(S640~S644).

이와 같은 다중 드론 통신간 연동 방법의 제4 실시예에서 P2P용 단말이 와이파이 슬레이브일 수 있고, P2P용 지상 무선국이 와이파이 마스터인 액세스 포인트일 수 있다. 또는, 다중 드론 통신간 연동 방법의 제4 실시예에서 P2P용 단말이 직접 RF 단말일 수 있고, P2P용 지상 무선국이 직접 RF 무선국일 수 있다. 그리고, 다중 드론 통신간 연동 방법의 제4 실시예는 연동 시나리오 1-4에 대한 구체적인 핸드오버 절차를 보여줄 수 있다. 이와 같은 다중 드론 통신간 연동 방법의 제4 실시예는 드론용 통신 제어 유닛과 지상 통제용 통신 제어 유닛에서 와이파이 또는 직접 RF 통신 연결이 해제될 수 있고, 링크 스위치를 통해 LTE 또는 5G 통신 기반의 종대종 통신 연결이 설정되기까지 링크 중단이 발생할 수 있다. 이처럼 링크 중단이 발생할 수 있어 다중 드론 통신간 연동 방법이 제4 실시예는 제1 및 제2 실시예의 경우들보다 링크 중단 시간이 길다는 단점이 있을 수 있다. 하지만, 다중 드론 통신간 연동 방법이 제4 실시예는 제1 및 제2 실시예의 경우들보다 두개의 종대종 통신 연결을 동시에 설정 및 유지할 필요가 없는 장점이 있을 수 있다.

한편, 연동 시나리오 2-1 내지 연동 시나리오 2-4에 대한 구체적 핸드오버 절차는 연동 시나리오 1-1 내지 연동 시나리오 1-4의 절차를 바탕으로 와이파이 부분을 CNPC 네트워크로 변경하면 그대로 적용할 수 있다. 같은 원리로, 연동 시나리오 3-1 내지 연동 시나리오 3-4에 대한 구체적 핸드오버 절차는 연동 시나리오 1-1 내지 연동 시나리오 1-4의 핸드오버 절차를 바탕으로 LTE 또는 5G 네트워크 부분을 CNPC P2P로 변경하여 그대로 적용할 수 있다. 여기서, 다중 드론 통신간 연동 방법의 제1 실시예 내지 제4 실시예는 1개의 드론과 1개의 지상 통제 장치가 다중 통신 링크로 연결되었을 때의 핸드오버 절차를 의미할 수 있다. 이와 같이, 1개의 드론과 1개의 지상 통제 장치가 다중 통신 링크로 연결되었을 때의 핸드오버를 통신 링크 핸드오버라고 불릴 수 있다.

이와 달리, 지상 통제 장치 핸드오버는 다중의 지상 통제 장치간의 핸드오버 절차로 정의할 수 있다. 이러한 지상 통제 장치 핸드오버는 연동 시나리오 4-1 내지 연동 시나리오 4-4, 연동 시나리오 5-1 내지 연동 시나리오 5-4, 연동 시나리오 6-1 내지 연동 시나리오 6-4에 적용이 가능할 수 있다. 이에 따라, 이하에서는 대표적으로 연동 시나리오 5-1 내지 연동 시나리오 5-4를 기준으로 설명할 수 있다.

도 7은 다중 드론 통신간 연동 방법의 제5 실시예를 나타내는 순서도이다.

도 7을 참조하면, 다중 드론 통신간 연동 방법에서 먼저 드론에 장착되어 있는 드론용 통신 제어 유닛은 드론에 장착되어 있는 와이파이 통신을 지원하는 제1 P2P용 단말에 무선 연결 설립을 요청할 수 있다(S700). 이에 따라, 제1 P2P용 단말은 제1 지상 통제 장치와 연결되어 있으며 와이파이 통신을 지원하는 제1 P2P용 지상 무선국과 와이파이 통신 연결을 설립할 수 있다(S701). 이후에, 제1 P2P용 단말은 드론용 통신 제어 유닛에 무선 연결 설립이 완료되었다고 보고한 후에(S702) 대기 상태에 있을 수 있다. 한편, 드론에 장착되어 있는 드론용 통신 제어 유닛은 드론에 장착되어 있는 직접 RF 통신을 지원하는 제2 P2P용 단말에 무선 연결 설립을 요청할 수 있다(S703). 이에 따라, 제2 P2P용 단말은 지상 통제 장치와 연결되어 있으며 직접 RF 통신을 지원하는 제2 P2P용 지상 무선국과 직접 RF 통신 연결을 설립할 수 있다(S704). 이후에, 제2 P2P용 단말은 드론용 통신 제어 유닛에 무선 연결 설립이 완료되었다고 보고한 후에(S705) 대기 상태에 있을 수 있다.

한편, 드론용 통신 제어 유닛이 와이파이 통신을 선호할 경우에 제1 P2P용 단말과 제1 P2P용 지상 무선국을 경유하여 제1 지상 통제 장치와 종대종 연결을 설립할 수 있다(S706). 이처럼 드론용 통신 제어 유닛과 제1 지상 통제 장치간 종대종 연결 설립이 완료되면 TC 데이터, TM 데이터, 임무 데이터 등의 응용 데이터는 드론과 제1 지상 통제 장치간에 와이파이 통신을 통해 송수신할 수 있다(S707~S710). 이와 같이 와이파이 통신 링크가 운용되는 동안 제1 P2P용 단말은 와이파이 통신 링크에 대한 통신 품질 정보(신호 세기, SNIR, SNR 등)를 측정하여(S711) 드론용 통신 제어 유닛을 통해 제1 지상 통제 장치에 주기적으로 보고할 수 있다(S712~S715).

제1 지상 통제 장치는 주기적으로 보고되는 통신 품질 정보를 바탕으로 통신 링크 품질이 요구되는 성능 기준을 만족하지 않을 때에 핸드오버를 결정할게 될 수 있다(S716). 이후에, 제1 지상 통제 장치는 제2 지상 통제 장치에게 핸드오버 협상을 요청하여 핸드오버를 위한 협상을 진행할 수 있다(S717). 제1 지상 통제 장치는 제2 지상 통제 장치로부터 핸드오버 협상이 완료되었음을 통보받으면 핸드오버를 위한 협상을 완료할 수 있다(S718). 이에 따라, 제1 지상 통제 장치는 이처럼 협상이 완료되면 드론과 주고받은 응용 데이터 및 설립 정보에 대한 동기화를 수행할 수 있다(S719). 여기서, 제1 지상 통제 장치와 제2 지상 통제 장치가 직접 통신이 가능할 경우를 가정할 수 있다. 동기화가 완료되면, 제1 지상 통제 장치는 드론용 통신 제어 유닛과 제2 지상 통제 장치에게 핸드오버의 시작을 요청할 수 있다(S721~S724). 드론용 통신 제어 유닛이 제1 지상 통제 장치로부터 핸드오버의 시작 요청을 수신하면 미리 설정한 제2 P2P용 단말과 제2 P2P용 지상 무선국간의 직접 RF 통신 연결을 바탕으로 제2 지상 통제 장치와 종대종 연결을 설립할 수 있다(S725). 드론용 통신 제어 유닛은 종대종 연결 설정이 완료되면 제2 지상 통제 장치로 핸드오버 완료를 통보할 수 있다(S730~S732). 이에 따라 제2 지상 통제 장치는 연결 설정이 완료되면 제1 지상 통제 장치로 핸드오버 완료를 통보할 수 있다(S724). 그리고, 드론용 통신 제어 유닛은 통신 링크를 와이파이 통신 링크에서 직접 RF 통신 링크로 스위치하여(S734) 직접 RF 통신 링크를 통해 데이터를 송수신할 수 있다. 이후에, 드론용 통신 제어 유닛은 와이파이 통신을 통하여 제1 지상 통제 장치와의 종대종 연결을 해제할 수 있다(S735~S737). 이에 따라 드론과 제2 지상 통제 장치간의 TC 데이터, TM 데이터, 임무 데이터 등의 응용 데이터를 직접 RF 통신 링크를 통해 송수신하게 될 수 있다(S738~S741). 물론, 드론용 통신 제어 유닛과 제2 지상 통제 장치간 직접 RF 통신 링크가 설립되기 전에는 여전히 와이파이 통신 링크를 통하여 드론용 통신 제어 유닛은 제1 지상 통제 장치와 응용 데이터를 송수신할 수 있다(S726~S729).

이와 같은 다중 드론 통신간 연동 방법의 제5 실시예에서 제1 P2P용 단말이 와이파이 슬레이브일 수 있고, 제2 P2P용 단말이 직접 RF 단말일 수 있으며, 제1 P2P용 지상 무선국이 와이파이 마스터인 액세스 포인트일 수 있고, 제2 P2P용 지상 무선국이 직접 RF 무선국일 수 있다. 이와 같은 다중 드론 통신간 연동 방법의 제5 실시예는 제2 P2P용 단말이 P2P CNPC 단말일 수 있고, 제2 P2P용 지상 무선국이 P2P CNPC 무선국인 경우에도 적용할 수 있다. 그리고, 다중 드론 통신간 연동 방법의 제5 실시예는 연동 시나리오 5-1에 대한 구체적인 핸드오버 절차를 보여줄 수 있다. 연동 시나리오 5-2 또한 다중 드론 통신간 연동 방법의 제5 실시예와 유사한 절차로 진행될 수 있어 구체적인 절차를 생략할 수 있다.

도 8은 다중 드론 통신간 연동 방법의 제6 실시예를 나타내는 순서도이다.

도 8을 참조하면, 다중 드론 통신간 연동 방법에서 먼저 드론에 장착되어 있는 드론용 통신 제어 유닛은 드론에 장착되어 있는 와이파이 통신을 지원하는 제1 P2P용 단말에 무선 연결 설립을 요청할 수 있다(S800). 이에 따라, 제1 P2P용 단말은 제1 지상 통제 장치와 연결되어 있으며 와이파이 통신을 지원하는 제1 P2P용 지상 무선국과 와이파이 통신 연결을 설립할 수 있다(S801). 이후에, 제1 P2P용 단말은 드론용 통신 제어 유닛에 무선 연결 설립이 완료되었다고 보고한 후에(S802) 대기 상태에 있을 수 있다. 한편, 드론에 장착되어 있는 드론용 통신 제어 유닛은 드론에 장착되어 있는 직접 RF 통신을 지원하는 제2 P2P용 단말에 무선 연결 설립을 요청할 수 있다(S803). 이에 따라, 제2 P2P용 단말은 제2 지상 통제 장치와 연결되어 있으며 직접 RF 통신을 지원하는 제2 P2P용 지상 무선국과 직접 RF 통신 연결을 설립할 수 있다(S804). 이후에, 제2 P2P용 단말은 드론용 통신 제어 유닛에 무선 연결 설립이 완료되었다고 보고한 후에(S805) 대기 상태에 있을 수 있다.

한편, 드론용 통신 제어 유닛이 와이파이 통신을 선호할 경우에 제1 P2P용 단말과 제1 P2P용 지상 무선국을 경유하여 제1 지상 통제 장치와 종대종 연결을 설립할 수 있다(S806). 이처럼 드론용 통신 제어 유닛과 제1 지상 통제 장치간 종대종 연결 설립이 완료되면 TC 데이터, TM 데이터, 임무 데이터 등의 응용 데이터는 드론과 제1 지상 통제 장치간에 와이파이 통신을 통해 송수신할 수 있다(S807~S810). 이와 같이 와이파이 통신 링크가 운용되는 동안 제1 P2P용 단말은 와이파이 통신 링크에 대한 통신 품질 정보(신호 세기, SNIR, SNR 등)를 측정하여(S811) 드론용 통신 제어 유닛을 통해 제1 지상 통제 장치에 주기적으로 보고할 수 있다(S812~S815).

제1 지상 통제 장치는 주기적으로 보고되는 통신 품질 정보를 바탕으로 통신 링크 품질이 요구되는 성능 기준을 만족하지 않을 때에 핸드오버를 결정할 수 있다(S816). 이후에, 제1 지상 통제 장치는 제2 지상 통제 장치에게 핸드오버 협상을 요청하여 핸드오버를 위한 협상을 진행할 수 있다(S817). 제1 지상 통제 장치는 제2 지상 통제 장치로부터 핸드오버 협상이 완료되었음을 통보받으면 핸드오버를 위한 협상을 완료할 수 있다(S818). 이에 따라, 협상이 완료되면 제1 지상 통제 장치는 드론과 주고받은 응용 데이터 및 설립 정보에 대한 동기화를 수행할 수 있다(S819). 여기서, 제1 지상 통제 장치와 제2 지상 통제 장치가 직접 통신이 가능할 경우를 가정할 수 있다. 이후에 동기화가 완료되면, 제1 지상 통제 장치는 드론용 통신 제어 유닛과 제2 지상 통제 장치에게 핸드오버의 시작을 요청할 수 있다(S821~S824). 드론용 통신 제어 유닛이 제1 지상 통제 장치로부터 핸드오버의 시작 요청을 수신하면 제1 지상 통제 장치와 종대종 연결을 해제할 수 있다(S825).

그리고, 드론용 통신 제어 유닛은 통신 링크를 와이파이 통신 링크에서 직접 RF 통신 링크로 스위치하여(S826) 드론용 통신 제어 유닛이 제2 P2P용 단말과 제2 P2P용 지상 무선국간의 직접 RF 통신 연결을 바탕으로 제2 지상 통제 장치와 종대종 연결을 설립할 수 있다(S827). 이에 따라 드론과 제2 지상 통제 장치간의 TC 데이터, TM 데이터, 임무 데이터 등의 응용 데이터를 직접 RF 통신 링크를 통해 송수신하게 될 수 있다(S828~S831). 한편, 드론용 통신 제어 유닛은 종대종 연결 설정이 완료되면 제2 지상 통제 장치로 핸드오버 완료를 통보할 수 있다(S832~S834). 이에 따라 제2 지상 통제 장치는 연결 설정이 완료되면 제1 지상 통제 장치로 핸드오버 완료를 통보할 수 있다(S835).

이와 같은 다중 드론 통신간 연동 방법의 제6 실시예에서 제1 P2P용 단말이 와이파이 슬레이브일 수 있고, 제2 P2P용 단말이 직접 RF 단말일 수 있으며, 제1 P2P용 지상 무선국이 와이파이 마스터인 액세스 포인트일 수 있고, 제2 P2P용 지상 무선국이 직접 RF 무선국일 수 있다. 이와 같은 다중 드론 통신간 연동 방법의 제6 실시예는 제2 P2P용 단말이 P2P CNPC 단말일 수 있고, 제2 P2P용 지상 무선국이 P2P CNPC 무선국인 경우에도 적용할 수 있다. 그리고, 다중 드론 통신간 연동 방법의 제6 실시예는 연동 시나리오 5-3에 대한 구체적인 핸드오버 절차를 보여줄 수 있다. 연동 시나리오 5-4 또한 다중 드론 통신간 연동 방법의 제6 실시예와 유사한 절차로 진행될 수 있어 구체적인 절차를 생략할 수 있다.

도 9는 다중 드론 통신간 연동 방법의 제7 실시예를 나타내는 순서도이다.

도 9를 참조하면, 다중 드론 통신간 연동 방법에서 먼저 드론에 장착되어 있는 드론용 통신 제어 유닛은 드론에 장착되어 있는 LTE 또는 5G를 지원하는 이동 통신용 단말에 무선 연결 설립을 요청할 수 있다(S900). 이에 따라, 이동 통신용 단말은 제1 지상 통제 장치와 연결되어 있으며 LTE 또는 5G를 지원하는 이동 통신용 지상 무선국과 이동 통신 네트워크 연결을 설립할 수 있다(S901). 이후에, 이동 통신용 단말은 드론용 통신 제어 유닛에 무선 연결 설립이 완료되었다고 보고한 후에(S902) 대기 상태에 있을 수 있다. 한편, 드론에 장착되어 있는 드론용 통신 제어 유닛은 드론에 장착되어 있는 CNPC 링크를 지원하는 CNPC용 단말에 무선 연결 설립을 요청할 수 있다(S903). 이에 따라, CNPC용 단말은 제2 지상 통제 장치와 연결되어 있으며 CNPC 링크를 지원하는 CNPC용 지상 무선국과 CNPC 네트워크 연결을 설립할 수 있다(S904). 이후에, CNPC용 단말은 드론용 통신 제어 유닛에 무선 연결 설립이 완료되었다고 보고한 후에(S905) 대기 상태에 있을 수 있다.

한편, 드론용 통신 제어 유닛은 이동 통신 네크워크를 통하여 제1 지상 통제 장치와 종대종 연결을 설립할 수 있고(S906), CNPC 네트워크를 통하여 제2 지상 통제 장치와 종대종 연결을 설립할 수 있다(S907). 이처럼 드론용 통신 제어 유닛은 제1 지상 통제 장치와 제2 지상 통제 장치가 직접 연결되어 있지 않기 때문에 항상 이동 통신 네크워크를 통하여 제1 지상 통제 장치와 종대종 연결이 설립한 상태에 있고, 동시에 CNPC 네트워크를 통하여 제2 지상 통제 장치와 종대종 연결을 설립한 상태에 있을 수 있다. 이와 같은 상태에서 드론과 제1 지상 통제 장치는 TC 데이터, TM 데이터, 임무 데이터 등의 응용 데이터를 송수신할 수 있다(S908~S911). 이와 같은 드론과 제1 지상 통제 장치간의 TC 데이터, TM 데이터, 임무 데이터 등의 응용 데이터의 송수신은 드론용 통신 제어 유닛과 제1 지상 통제 장치간에 설립된 이동 통신 네트워크를 통해 이루어질 수 있다. 이러한 상황에서 드론용 통신 제어 유닛과 제2 지상 통제 장치간에 설립된 CNPC 네트워크를 통한 종대종 연결은 핸드오버를 위한 제어 정보의 교환을 위해 대기 상태에 있을 수 있다.

한편, 이동 통신용 단말은 통신 링크가 운용되는 통신 링크에 대한 통신 품질 정보(신호 세기, SNIR, SNR 등)를 측정하여 드론용 통신 제어 유닛을 통해 제1 지상 통제 장치에 주기적으로 보고할 수 있다. 그러면, 제1 지상 통제 장치는 주기적으로 보고되는 통신 품질 정보를 바탕으로 통신 링크 품질이 요구되는 성능 기준을 만족하지 않을 때에 핸드오버를 결정할 수 있다(S912). 이후에, 제1 지상 통제 장치는 제2 지상 통제 장치에게 핸드오버 협상을 요청하여 핸드오버를 위한 협상을 진행할 수 있다. 이때, 다중 드론 통신간 연동 방법의 제7 실시예는 다중 드론 통신간 연동 방법의 제5 실시예와 달리 제1 지상 통제 장치와 제2 지상 통제 장치가 직접 연결될 수 없어 드론용 통신 제어 유닛을 통하여 핸드오버 협상을 진행할 수 있다(S913~S918). 또한, 제1 지상 통제 장치는 제2 지상 통제 장치로부터 핸드오버 협상이 완료되었음을 드론용 통신 제어 유닛을 경유하여 통보받으면 핸드오버를 위한 협상을 완료할 수 있다(S919~S924). 이처럼, 제1 지상 통제 장치는 협상이 완료되면 응용 데이터를 드론용 통신 제어 유닛에 전송할 수 있다(S925~S927). 또한, 제1 지상 통제 장치는 드론용 통신 제어 유닛에 제2 지상 통제 장치에 대한 동기화를 요청할 수 있다(S925~S927). 이에 따라 드론용 통신 제어 유닛은 제2 지상 통제 장치에 대한 동기화를 수행하여 동기화를 완료할 수 있다(S928~S930).

이와 같이 동기화가 완료되면, 제1 지상 통제 장치는 핸드오버를 시작하여(S938), 드론용 통신 제어 유닛을 경유하여 제2 지상 통제 장치에게 핸드오버를 요청할 수 있다(S939~S944). 이처럼 제2 지상 통제 장치는 제1 지상 통제 장치로부터 핸드오버를 요청받게 되면 CNPC 네트워크 종대종 연결을 통하여 드론용 통신 제어 유닛과 데이터의 송수신을 준비할 수 있고, 핸드오버의 완료를 드론용 통신 제어 유닛에 통보할 수 있다(S945~S947). 이와 같이 제2 지상 통제 장치가 핸드오버를 완료한 후에 이를 드론용 통신 제어 유닛에 통보하면, 드론과 제2 지상 통제 장치는 TC 데이터, TM 데이터, 임무 데이터 등의 응용 데이터를 드론용 통신 제어 유닛과 제2 지상 통제 장치간에 설립되어 있는 CNPC 네트워크 종대종 연결을 통하여 송수신할 수 있다(S948~S951). 한편, 드론용 통신 제어 유닛은 제1 지상 통제 장치에게 핸드오버 완료를 통보할 수 있다(S952~S953).

이와 같이, 다중 드론 통신간 연동 방법의 제7 실시예는 제5실시예와 제6실시예에서 제1 지상 통제 장치와 제2 지상 통제 장치가 직접 통신이 불가능한 경우에 구체적으로 제1 지상 통제 장치와 제2 지상 통제 장치간에 핸드오버를 보여주는 절차일 수 있다. 그리고, 다중 드론 통신간 연동 방법의 제7 실시예는 연동 시나리오 5-1의 경우에 해당할 수 있으며 다른 경우에 유사한 절차가 진행될 수 있어 구체적인 설명을 생략할 수 있다.

이러한 다중 드론 통신간 연동 방법의 제7 실시예는 다중 드론 통신간 연동 방법의 제5 실시예와 유사할 수 있다. 다만 제1 지상 통제 장치와 제2 지상 통제 장치가 핸드오버를 위해 교환하는 프로토콜을 제1 지상 통제 장치와 제2 지상 통제 장치간에 직접 연결이 되지 않기 때문에 드론용 통신 제어 유닛을 경유하여 교환될 수 있다. 그리고, 이를 위해서 드론용 통신 제어 유닛은 항상 제1 지상 통제 장치 및 제2 지상 통제 장치와 종대종으로 연결되어 있을 수 있다. 이러한 상태에서 드론이 제1 지상 통제 장치와 TC 데이터, TM 데이터, 임무 데이터 등의 응용 데이터를 송수신할 때 드론용 통신 제어 유닛과 제1 지상 통제 장치간의 이동 통신 네트워크 연결을 기반으로 한 종대종 연결을 통해 이루어질 수 있다. 이때, 드론용 통신 제어 유닛과 제2 지상 통제 장치간의 CNPC 네트워크 연결에 기반한 종대종 연결은 핸드오버를 위헌 제어 정보 교환을 위해 대기 상태에 있을 수 있다. 이런 연결 상태를 이용하여, 다중 드론 통신간 연동 방법의 제5 실시예에서 제1 지상 통제 장치와 제2 지상 통제 장치간에 직접 이루어지는 핸드오버 협상 과정, 응용 데이터 및 설정 동기화 과정이 드론용 통신 제어 유닛을 통해 이루어질 수 있다. 즉 핸드오버 협상 요청 및 동기화 요청은 제1 지상 통제 장치에서 드론용 통신 제어 유닛으로 이동 통신 네트워크 연결에 기반한 종대종 연결을 통해 이루어질 수 있다. 그리고, 핸드오버 협상 완료는 제2 지상 통제 장치에서 드론용 통신 제어 유닛으로 CNPC 네트워크 연결에 기반한 종대종 연결을 통해 이루어질 수 있다. 핸드오버 요청과 완료 절차 또한 다중 드론 통신간 연동 방법의 제5 실시예와 달리 드론용 통신 제어 유닛을 경유하여 진행될 수 있다.

본 발명에 따른 방법들은 다양한 컴퓨터 수단을 통해 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 컴퓨터 판독가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위해 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체의 예에는 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리(flash memory) 등과 같이 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함될 수 있다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러(compiler)에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터(interpreter) 등을 사용해서 컴퓨터에 의해 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함할 수 있다. 상술한 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 적어도 하나의 소프트웨어 모듈로 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.

또한, 상술한 방법 또는 장치는 그 구성이나 기능의 전부 또는 일부가 결합되어 구현되거나, 분리되어 구현될 수 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims

통신 시스템의 제1 통신 노드의 동작 방법으로서,
지상 통제 장치와 제1 무선 연결을 설립하는 단계;
상기 지상 통제 장치와 제2 무선 연결을 설립하는 단계;
상기 제1 무선 연결에 기반한 제1 종대종 연결을 통하여 상기 지상 통제 장치와 데이터를 송수신하는 단계;
상기 제1 무선 연결의 통신 품질을 상기 지상 통제 장치로 보고하는 단계;
상기 지상 통제 장치로부터 링크 변경 요청을 수신하는 단계;
상기 링크 변경 요청에 기초하여 상기 제1 무선 연결에서 상기 제2 무선 연결로 링크 변경하는 단계; 및
상기 제2 무선 연결에 기반한 제2 종대종 연결을 통하여 데이터를 송수신하는 단계를 포함하는, 제1 통신 노드의 동작방법.
청구항 1에 있어서,
상기 제1 무선 연결에 기반한 제1 종대종 연결을 통하여 상기 지상 통제 장치와 데이터를 송수신하는 단계는,
상기 지상 통제 장치로부터 이동성 연결 요청을 수신하는 단계;
상기 이동성 연결 요청에 따라 상기 지상 통제 장치와 상기 제1 무선 연결에 기반한 상기 제1 종대종 연결을 설립하는 단계;
상기 지상 통제 장치로 상기 이동성 연결 요청에 대한 응답으로 이동성 연결 완료를 송신하는 단계; 및
상기 이동성 연결 요청에 따라 설립된 상기 제1 종대종 연결을 통하여 상기 지상 통제 장치와 데이터를 송수신하는 단계를 포함하는, 제1 통신 노드의 동작방법.
청구항 1에 있어서,
상기 제1 무선 연결에서 상기 제2 무선 연결로 링크 변경하여 제2 종대종 연결을 통하여 데이터를 송수신하는 단계는,
상기 제2 무선 연결에 기반하여 상기 지상 통제 장치와 상기 제2 종대종 연결을 설립하는 단계;
상기 제1 무선 연결에서 상기 제2 무선 연결로 링크 변경하는 단계; 및
상기 제2 종대종 연결을 통하여 상기 지상 통제 장치와 데이터를 송수신하는 단계를 포함하는, 제1 통신 노드의 동작 방법.
청구항 3에 있어서,
상기 제1 종대종 연결을 해제하는 단계를 더 포함하는, 제1 통신 노드의 동작 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 제1 무선 연결에서 상기 제2 무선 연결로 링크 변경하여 제2 종대종 연결을 통하여 데이터를 송수신하는 단계는,
상기 제1 종대종 연결을 해제하는 단계;
상기 제1 종대종 연결의 해제에 따른 상기 제1 무선 연결이 해제되어 상기 제2 무선 연결로 링크 변경하는 단계;
상기 제2 무선 연결에 기반하여 상기 지상 통제 장치와 상기 제2 종대종 연결을 설립하는 단계; 및
상기 제2 종대종 연결을 통하여 상기 지상 통제 장치와 응용 데이터를 송수신하는 단계를 포함하는, 제1 통신 노드의 동작 방법.
통신 시스템의 제2 통신 노드의 동작 방법으로서,
제1 통신 노드와 제1 무선 연결을 설립하는 단계;
상기 제1 무선 연결에 기반하여 상기 제1 통신 노드와 제1 지상 통제 장치의 제1 종대종 연결을 설립하는 단계;
상기 제1 종대종 연결을 통하여 상기 제1 통신 노드와 상기 제1 지상 통제 장치의 데이터의 송수신을 중계하는 단계; 및
상기 제1 무선 연결의 통신 품질에 기반하여 상기 제1 지상 통제 장치로부터 링크 변경 요청이 수신되면 상기 제1 종대종 연결을 해제하는 단계를 포함하는, 제2 통신 노드의 동작 방법.
청구항 6에 있어서,
상기 제1 무선 연결에 기반하여 상기 제1 통신 노드와 제1 지상 통제 장치의 제1 종대종 연결을 설립하는 단계는,
상기 제1 지상 통제 장치로부터 상기 제1 무선 연결에 기반한 이동성 연결 요청을 수신하는 단계;
상기 수신된 이동성 연결 요청을 상기 제1 통신 노드로 송신하는 단계;
상기 제1 통신 노드로부터 이동성 연결 요청에 대한 이동성 연결 응답을 수신하면 상기 제1 통신 노드와 상기 제1 지상 통제 장치 간의 상기 제1 종대종 연결을 설립하는 단계;
상기 제1 통신 노드로부터 이동성 연결 완료를 수신하는 단계; 및
상기 수신된 이동성 연결 완료를 상기 제1 지상 통제 장치로 송신하는 단계를 포함하는, 제2 통신 노드의 동작 방법.
청구항 6에 있어서,
상기 제1 무선 연결의 통신 품질에 기반하여 제1 종대종 연결을 해제하는 단계는,
상기 제1 통신 노드로부터 상기 제1 무선 연결의 통신 품질을 수신하는 단계;
상기 수신된 제1 무선 연결의 통신 품질을 상기 제1 지상 통제 장치로 전송하는 단계;
상기 제1 지상 통제 장치로부터 링크 변경 요청을 수신하는 단계;
상기 수신된 링크 변경 요청을 상기 제1 통신 노드로 전송하는 단계; 및
상기 제1 통신 노드의 응답의 수신 없이 상기 제1 종대종 연결을 해제하는 단계를 포함하는, 제2 통신 노드의 동작 방법.
청구항 6에 있어서,
상기 제1 지상 통제 장치와 제2 지상 통제 장치의 핸드오버 협상을 상기 제1 통신 노드와 협력하여 중계하는 단계; 및
상기 제1 통신 노드와 협력하여 상기 제1 지상 통제 장치와 상기 제2 지상 통제 장치를 동기화하는 단계를 더 포함하는, 제2 통신 노드의 동작 방법.
청구항 9에 있어서,
상기 제1 지상 통제 장치와 제2 지상 통제 장치의 핸드오버 협상을 중계하는 단계는,
상기 제1 지상 통제 장치로부터 핸드오버 협상 요청을 수신하여 상기 제1 통신 노드를 경유하여 상기 제2 지상 통제 장치로 전송하는 단계; 및
상기 제2 지상 통제 장치로부터 핸드오버 완료를 상기 제1 통신 노드를 경유하여 수신하여 상기 제1 지상 통제 장치로 송신하는 단계를 포함하는, 제2 통신 노드의 동작 방법.
제1 통신 노드로서,
프로세서(processor);
상기 프로세서와 전자적(electronic)으로 통신하는 메모리(memory); 그리고
상기 메모리에 저장되는 명령들(instructions)을 포함하며,
상기 명령들이 상기 프로세서에 의해 실행되는 경우, 상기 명령들은 상기 제1 통신 노드가,
지상 통제 장치와 제1 무선 연결을 설립하고;
상기 지상 통제 장치와 제2 무선 연결을 설립하고;
상기 제1 무선 연결에 기반한 제1 종대종 연결을 통하여 상기 지상 통제 장치와 데이터를 송수신하고;
상기 제1 무선 연결의 통신 품질을 상기 지상 통제 장치로 보고하고;
상기 지상 통제 장치로부터 링크 변경 요청을 수신하고;
상기 링크 변경 요청에 기초하여 상기 제1 무선 연결에서 상기 제2 무선 연결로 링크 변경하고; 그리고
상기 제2 무선 연결에 기반한 제2 종대종 연결을 통하여 데이터를 송수신하는 것을 야기하도록 동작하는, 제1 통신 노드.
청구항 11에 있어서,
상기 제1 무선 연결에 기반한 제1 종대종 연결을 통하여 상기 지상 통제 장치와 데이터를 송수신하는 경우 상기 명령들은 상기 제1 통신 노드가,
상기 지상 통제 장치로부터 이동성 연결 요청을 수신하고;
상기 이동성 연결 요청에 따라 상기 지상 통제 장치와 상기 제1 무선 연결에 기반한 상기 제1 종대종 연결을 설립하고;
상기 지상 통제 장치로 상기 이동성 연결 요청에 대한 응답으로 이동성 연결 완료를 송신하고; 그리고
상기 이동성 연결 요청에 따라 설립된 상기 제1 종대종 연결을 통하여 상기 지상 통제 장치와 데이터를 송수신하는 것을 야기하도록 동작하는, 제1 통신 노드.
청구항 11에 있어서,
상기 제1 무선 연결에서 상기 제2 무선 연결로 링크 변경하여 제2 종대종 연결을 통하여 데이터를 송수신하는 경우 상기 명령들은 상기 제1 통신 노드가,
상기 제2 무선 연결에 기반하여 상기 지상 통제 장치와 상기 제2 종대종 연결을 설립하고;
상기 제1 무선 연결에서 상기 제2 무선 연결로 링크 변경하고; 그리고
상기 제2 종대종 연결을 통하여 상기 지상 통제 장치와 데이터를 송수신하는 것을 야기하도록 동작하는, 제1 통신 노드.
청구항 11에 있어서,
상기 제1 무선 연결에서 상기 제2 무선 연결로 링크 변경하여 제2 종대종 연결을 통하여 데이터를 송수신하는 경우 상기 명령들은 상기 제1 통신 노드가,
상기 제1 종대종 연결을 해제하고;
상기 제1 종대종 연결의 해제에 따른 상기 제1 무선 연결이 해제되어 상기 제2 무선 연결로 링크 변경하고;
상기 제2 무선 연결에 기반하여 상기 지상 통제 장치와 상기 제2 종대종 연결을 설립하고; 그리고
상기 제2 종대종 연결을 통하여 상기 지상 통제 장치와 응용 데이터를 송수신하는 것을 야기하도록 동작하는, 제1 통신 노드.