KR20240027315A - 상공망용 기지국과 그 통신 방법 - Google Patents

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KR20240027315A
KR20240027315A KR1020220105384A KR20220105384A KR20240027315A KR 20240027315 A KR20240027315 A KR 20240027315A KR 1020220105384 A KR1020220105384 A KR 1020220105384A KR 20220105384 A KR20220105384 A KR 20220105384A KR 20240027315 A KR20240027315 A KR 20240027315A
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Abstract

일 실시예에 따른 상공망용 기지국이 수행하는 통신 방법은, 서비스 셀 내에 운항 중인 복수의 비행체에서 발생한 이벤트에 대하여 기 설정된 비상 상황을 판별하는 단계와, 상기 복수의 비행체 중 임의 비행체의 비상 상황이 판별된 경우, 상기 비상 상황에 대한 정보를 서비스 셀 내의 다른 비행체에 전달하기 위한 데이터에 상기 비상 상황에 대한 정보를 인접한 다른 서비스 셀 내의 다른 비행체에 전달하는 비행체간 통신을 트리거하는 신호를 포함하여 멀티캐스트 통신방식으로 전송하는 단계를 포함한다.

Description

상공망용 기지국과 그 통신 방법{base station for aerial network and communication method thereof}
본 발명은 상공망을 통한 무선 통신 서비스를 지원하는 상공망용 기지국과 이 기지국의 통신 방법에 관한 것이다.
최근 선진국들을 중심으로 도심항공교통(urban air mobility, UAM)에 대한 관심이 높아지고 있고, 우리나라 또한 한국형 도심항공교통에 대해 종합실증을 수행한 바 있고 그 상용화를 앞둔 시점에 있다.
한국형 도심항공교통의 기술 로드맵에 따르면 UAM 비행체의 운항 고도는 300 미터 내지 600 미터 정도이고, 최대 운항 속도는 320km/h 정도로 기대되며, 정해진 운항 경로를 따라 운용될 것으로 예상된다.
UAM 비행체의 운항 경로에는 UAM 비행체에 데이터 송수신 서비스를 지원하기 위해 상공망이 운용될 예정이며, 상공망용 기지국은 일정 범위의 서비스 셀에 대한 통신을 담당함으로써, UAM 비행체들이 상공망용 기지국들에 의해 제공되는 상공망의 서비스 커버리지 내에서 통신을 수행할 수 있다. 이러한 상공망용 기지국은 서비스 셀 내에 운항 중인 복수의 비행체를 대상으로 하여 무선 통신 서비스를 제공하기 위해 해당 비행체들에 탑재된 상공망용 통신 장치와 상호간의 무선 통신을 수행한다.
그런데, UAM 운용 시스템에서 UAM 비행체는 기 설정된 운항 경로를 따라 기 설정된 운항 고도 및 운항 속도로 비행을 하는 것이 정상 상황이지만, 운용 환경의 변화 등과 같은 다양한 요소에 의해 다양한 이벤트가 발생할 수 있고, 이러한 이벤트 정보를 다른 UAM 비행체에 전달할 필요가 있다.
대한민국 공개특허공보 제10-2017-0114922호, 공개일자 2017년 10월 16일.
실시예에 따르면, 상공망용 기지국이 서비스 셀 내에 운항 중인 비행체에서 비상(emergency) 상황 이벤트가 발생한 경우에 이를 서비스 셀 내의 다른 비행체에 멀티캐스트 통신방식으로 전송하면서 인접한 다른 서비스 셀 내의 다른 비행체에 비행체간 통신을 통해 전달하도록 한다.
본 발명의 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 것으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 해결하고자 하는 과제는 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
제 1 관점에 따른 상공망용 기지국이 수행하는 통신 방법은, 서비스 셀 내에 운항 중인 복수의 비행체에서 발생한 이벤트에 대하여 기 설정된 비상 상황을 판별하는 단계와, 상기 복수의 비행체 중 임의 비행체의 비상 상황이 판별된 경우, 상기 비상 상황에 대한 정보를 서비스 셀 내의 다른 비행체에 전달하기 위한 데이터에 상기 비상 상황에 대한 정보를 전달하는 비행체간 통신을 트리거(trigger)하는 신호를 포함하여 멀티캐스트 통신방식으로 전송하는 단계를 포함한다.
제 2 관점에 따른 상공망용 기지국은, 서비스 셀 내에 운항 중인 복수의 비행체와 상공망을 통해 통신을 수행하는 통신부와, 상기 통신부를 제어하는 프로세서부를 포함하고, 상기 프로세서부는, 상기 복수의 비행체에서 발생한 이벤트에 대하여 기 설정된 비상 상황을 판별하며, 상기 복수의 비행체 중 임의 비행체의 비상 상황이 판별된 경우, 상기 비상 상황에 대한 정보를 서비스 셀 내의 다른 비행체에 전달하기 위한 데이터에 상기 비상 상황에 대한 정보를 인접한 다른 서비스 셀 내의 다른 비행체에 전달하는 비행체간 통신을 트리거하는 신호를 포함하여 멀티캐스트 통신방식으로 전송하도록 상기 통신부를 제어한다.
제 3 관점에 따른 컴퓨터 프로그램을 저장하고 있는 컴퓨터 판독 가능 기록매체는, 상기 컴퓨터 프로그램이, 상기 상공망용 기지국의 통신 방법을 프로세서가 수행하도록 하기 위한 명령어를 포함한다.
실시예에 따르면, 상공망용 기지국이 서비스 셀 내에 운항 중인 비행체에서 비상 상황 이벤트가 발생한 경우에 이를 서비스 셀 내의 다른 비행체에 멀티캐스트 통신방식으로 전송하면서 인접한 다른 서비스 셀 내의 다른 비행체에 비행체간 통신을 통해 전달하도록 한다. 이러한 실시예에 의하면, 하나의 서비스 셀 내에서만 동작 가능한 멀티캐스트 통신의 한계를 넘어 다른 서비스 셀 내의 다른 비행체에 비상 상황 이벤트를 신속하게 전달할 수 있다.
또한, 멀티캐스트 통신방식의 전송을 통한 비상 상황 이벤트의 전달 실패시에는 유니캐스트 통신방식으로 재전송함으로써 비상 상황 이벤트를 정확히 전달할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기지국을 포함하여 구성되는 상공망을 포함하는 UAM 운용 시스템의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기지국의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 기지국이 수행하는 통신 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 기지국에서 전송한 비상 상황에 대한 정보가 다른 서비스 셀 내의 다른 UAM 비행체에 전달되는 예를 설명하기 위한 개념도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 명세서에서 사용되는 용어에 대해 간략히 설명하고, 본 발명에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.
본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 '포함'한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다.
또한, 명세서에서 사용되는 '부'라는 용어는 소프트웨어 또는 FPGA나 ASIC과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, '부'는 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 '부'는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. '부'는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 '부'는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로 코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 '부'들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 '부'들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 '부'들로 더 분리될 수 있다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기지국을 포함하여 구성되는 상공망을 포함하는 UAM 운용 시스템의 구성도이다.
도 1을 참조하면, UAM 운용 시스템(100)은 복수의 UAM 비행체(111, 112, 113), 기지국(120), 서버(130) 및 UATM(140)(unmanned aircraft system traffic management)을 포함할 수 있다.
복수의 UAM 비행체(111, 112, 113)는 UATM(140) 내의 PSU(provider of service for UAM)에 기 설정된 운항 경로 정보에 따른 운항 경로를 따라 운용되고, 기지국(120) 및 서버(130)에 의해 무선 통신이 지원되는 환경하에 기지국(120)에 의한 셀 커버리지 내에서 상공망(101)을 이용할 수 있다. 또한, UAM 비행체(111, 112, 113)는 동일한 기지국에 의한 서비스 셀 내의 다른 UAM 비행체나 다른 서비스 셀 내의 다른 UAM 비행체와 비행체간 통신을 수행할 수 있다. 예를 들어, 비행체간 통신은 상공망(101)의 통신링크 연결방식(예컨대, 3GPP 4G/5G)이 아닌 비행체간 직접 통신을 지원하는 모든 통신방식을 포함하거나 그 중 어느 하나 이상일 수 있다. 또한, UAM 비행체(111, 112, 113)에는 기지국(120)과의 무선 통신을 위한 비행체용 통신 장치(도시 생략됨)가 탑재될 수 있다. 이러한 비행체용 통신 장치(도시 생략됨)는 3GPP 4G/5G 등의 일반적인 지상 이동통신망에서의 이동통신 단말에 대응한다고 할 수 있다. 도 1에는 3개의 UAM 비행체(111, 112, 113)를 도시하였으나 이는 일 예를 나타낸 것으로서 UAM 비행체의 수는 얼마든지 변경될 수 있다.
기지국(120)은 복수의 UAM 비행체(111, 112, 113) 중 자신의 서비스 셀 내에 위치하는 UAM 비행체에 대해 상공망(101)을 통한 이동통신 서비스를 제공한다. 그리고, 기지국(120)은 UATM(140) 및/또는 서버(130)로부터 전송되는 UAM 비행체(111, 112, 113)에서 발생한 이벤트에 대한 정보 등이 포함된 데이터를 브로드캐스트 통신방식이나 멀티캐스트 통신방식 또는 유니캐스트 통신방식으로 서비스 셀 내의 UAM 비행체(111, 112, 113)에 전송한다. 이러한 기지국(120)에 대해서는 도 2를 참조하여 아래에서 다시 살펴보기로 한다. 도 1에는 하나의 기지국(120)을 예시적으로 도시하였지만 상공망(101)은 복수의 기지국(120)이 각각 제공하는 서비스 셀의 집합에 의해 형성될 수 있다. 예를 들어, 복수의 기지국(120)은 UAM 비행체(111, 112, 113)의 운항 경로를 따라 진행 방향으로 배치된 복수의 상공망 셀 중 적어도 하나의 셀을 각각 서비스 셀로서 제공할 수 있다.
서버(130)는 UATM(140)에 기 설정된 UAM 비행체(111, 112, 113)의 운항 경로 정보에 기초하여 복수의 UAM 비행체(111, 112, 113)에 대해 이동통신을 제공하는 상공망 셀들에 대한 정보를 기지국(120)을 통해 UAM 비행체(111, 112, 113)에 전달할 수 있다. 예를 들어, 상공망(101)이 3GPP 4G/5G로 구현된 경우에 서버(130)는 MME(mobility management entity)이거나 코어 네트워크를 구성하는 다른 엔티티일 수 있다. 예를 들어, 서버(130)는 UAM 비행체(111, 112, 113)에서 발생한 이벤트에 대한 정보가 포함된 데이터를 기지국(120)에 전송할 수 있다.
UATM(140) 내의 PSU는 UAM 비행체(111, 112, 113)의 출발지, 도착지, 운항 시간, 기상 환경 등의 관련 정보들에 기초하여 UAM 비행체(111, 112, 113)의 운항 경로를 결정 및 설정할 수 있고, 이렇게 설정된 UAM 비행체(111, 112, 113)의 운항 경로 정보를 서버(130)에 제공할 수 있다. 또한, UATM(140)은 상공망(101)의 UAM 비행체들(111, 112, 113)에 전송할 각종 정보가 포함된 데이터에 대하여 용도 등을 고려하여 브로드캐스트 통신방식이나 멀티캐스트 통신방식 또는 유니캐스트 통신방식으로 전송할 것을 결정할 수 있다. 예를 들어, 기상 정보, 정상적으로 운행되는 UAM 비행체의 정상 이벤트에 대한 정보 등은 브로드캐스트 통신방식으로 전송할 것을 결정할 수 있다. 그리고, UAM 비행체에서 발생한 이벤트 중 비정상 이벤트에 대한 정보 등은 멀티캐스트 통신방식으로 전송할 것을 결정할 수 있다. 또한, 비정상 이벤트 중 비상 상황에 대한 것은 멀티캐스트 통신방식으로의 전달이 실패한 경우에 유니캐스트 통신방식으로 재전송할 것을 결정할 수 있다. 예를 들어, 비상 상황은 UAM 비행체의 운항 경로 이탈 상황, 운항 고도 이탈 상황 및 운항 속도 이상 상황 중 적어도 한 상황을 포함할 수 있고, 비상 상황에 대한 정보를 인접한 다른 서비스 셀 내의 다른 UAM 비행체에 전달하는 비행체간 통신을 트리거하는 신호를 포함해 기지국(120)에 전송할 수 있다. 또는, 서비스 셀 내의 UAM 비행체들(111, 112, 113)에 비정상 이벤트 정보가 포함된 데이터를 전송할 때에 해당 트리거 신호를 생성 및 전송하도록 기지국(120)에 요청할 수도 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기지국(120)의 구성도이다.
도 2를 참조하면, 기지국(120)은 통신부(121) 및 프로세서부(122)를 포함하며, 저장부(123)를 더 포함할 수 있다.
통신부(121)는 프로세서부(122)의 제어에 따라 복수의 UAM 비행체(111, 112, 113)와 상공망을 통해 통신을 수행한다. 이러한 통신부(121)는 이벤트 정보가 포함된 데이터를 프로세서부(122)의 제어에 따라 브로드캐스트 통신방식이나 멀티캐스트 통신방식 또는 유니캐스트 통신방식으로 UAM 비행체(111, 112, 113)에 전송할 수 있다.
프로세서부(122)는 통신부(121)를 제어한다. 이러한 프로세서부(122)는 서버(130) 및/또는 UATM(140)의 요청에 따라 이벤트 정보가 포함된 데이터를 브로드캐스트 통신방식이나 멀티캐스트 통신방식 또는 유니캐스트 통신방식으로 UAM 비행체(111, 112, 113)에 전송하도록 통신부(121)를 제어한다. 그리고, 프로세서부(122)는 복수의 UAM 비행체(111, 112, 113)에서 발생한 이벤트에 대하여 기 설정된 비상 상황을 판별하며, 복수의 UAM 비행체(111, 112, 113) 중 임의 비행체의 비상 상황이 판별된 경우, 비상 상황에 대한 정보를 서비스 셀 내의 다른 비행체에 전달하기 위한 데이터에 비상 상황에 대한 정보를 인접한 다른 서비스 셀 내의 다른 비행체에 전달하는 비행체간 통신을 트리거(trigger)하는 신호를 포함하여 멀티캐스트 통신방식으로 전송하도록 통신부(121)를 제어한다. 여기서, 비상 상황은 비행체의 운항 경로 이탈 상황, 운항 고도 이탈 상황 및 운항 속도 이상 상황 중 적어도 한 상황을 포함할 수 있다.
프로세서부(122)는 비상 상황을 판별할 때에, UAM 비행체의 기 설정된 운항 경로에 대응한 상공망의 셀간 핸드오버 계획에 포함된 타깃 셀로의 핸드오버 동작이 기 설정된 임계횟수 이상 일어나지 않는 경우에 운항 경로 이탈 상황으로 파악할 수 있다. 그리고, 프로세서부(122)는 비상 상황을 판별할 때에, 정상 운항 고도 범위를 벗어난 UAM 비행체로부터 송신되는 리포트에 기초하여 운항 고도 이탈 상황을 파악할 수 있다. 그리고, 프로세서부(122)는 비상 상황을 판별할 때에, UAM 비행체의 기 설정된 운항 경로에 대응한 상공망의 셀간 핸드오버 계획과 해당 UAM 비행체가 서비스 셀에 머무는 시간을 비교한 결과에 기초하여 운항 속도 이상 상황을 파악할 수 있다.
또한, 프로세서부(122)는 다른 UAM 비행체에 대하여 데이터의 수신 실패 여부를 판단하고, 데이터의 수신 실패로 판단된 경우 수신 실패한 UAM 비행체에 대하여 유니캐스트 통신방식으로 데이터를 재전송하도록 통신부(121)를 제어할 수 있다.
메모리부(123)는 프로세서부(122)에 의한 각종 처리 결과를 프로세서부(122)의 제어에 따라 저장할 수 있다. 이러한 메모리부(123)에는 본 발명의 실시예에 따른 통신 방법에 따른 각각의 단계를 프로세서부(122)가 수행하도록 하는 명령어를 포함하는 컴퓨터 프로그램이 저장될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 기지국(120)이 수행하는 통신 방법을 설명하기 위한 흐름도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 기지국(120)에서 전송한 비상 상황에 대한 정보가 다른 서비스 셀 내의 다른 UAM 비행체에 전달되는 예를 설명하기 위한 개념도이다.
이하, 도 1 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 기지국(120)을 포함하여 구성되는 상공망을 포함하는 UAM 운용 시스템(100)에서 브로드캐스트 통신방식이나 멀티캐스트 통신방식 또는 유니캐스트 통신방식으로 데이터가 전송되는 과정에 대해 살펴보기로 한다.
먼저, UATM(140)은 날씨를 포함한 각종 정보를 제공해 주는 SDSS(supplement data service supplier), 운송 사업자 단말/서버 및 버티 포트 운용 단말/서버 등과 실시간 정보를 송수신하고, 운항 정보, 관제 정보, 감시 정보, 통신 정보 등을 포함하여 UAM 비행체에 필요한 데이터에 대해서는 서버(130)를 통하거나 직접 기지국(120)에 전달하여 서비스 셀 내의 UAM 비행체들에게 전송할 것을 요청한다. 이때, UATM(140)은 상공망(101)의 UAM 비행체들(111, 112, 113)에 전송할 각종 정보가 포함된 데이터에 대하여 용도 등을 고려하여 브로드캐스트 통신방식이나 멀티캐스트 통신방식 또는 유니캐스트 통신방식으로 전송할 것을 결정할 수 있다.
여기서, UATM(140)은 예컨대, 기상 정보, 정상적으로 운행되는 UAM 비행체의 정상 이벤트에 대한 정보 등은 브로드캐스트 통신방식으로 전송할 것을 결정할 수 있고, UAM 비행체에서 발생한 이벤트 중 비정상 이벤트에 대한 정보 등은 멀티캐스트 통신방식으로 전송할 것을 결정할 수 있다. 또한, 비정상 이벤트 중 비상 상황에 대한 것은 멀티캐스트 통신방식으로의 전달이 실패한 경우에 유니캐스트 통신방식으로 재전송할 것을 결정할 수 있다. 예를 들어, 비상 상황은 UAM 비행체의 운항 경로 이탈 상황, 운항 고도 이탈 상황 및 운항 속도 이상 상황 중 적어도 한 상황을 포함할 수 있고, 비상 상황에 대한 정보를 인접한 다른 서비스 셀 내의 다른 UAM 비행체에 전달하는 비행체간 통신을 트리거하는 신호를 포함해 기지국(120)에 전송할 수 있다. 또는, 서비스 셀 내의 UAM 비행체들(111, 112, 113)에 비정상 이벤트 정보가 포함된 데이터를 전송할 때에 해당 트리거 신호를 생성 및 전송하도록 기지국(120)에 요청할 수도 있다.
그러면, 기지국(120)은 UATM(140)의 요청에 따라 각종 이벤트 정보가 포함된 데이터를 서비스 셀 내의 UAM 비행체들(111, 112, 113)에 브로드캐스트 통신방식이나 멀티캐스트 통신방식 또는 유니캐스트 통신방식으로 전송할 수 있다. 이때, 기지국(120)에서 서비스 셀 내의 UAM 비행체들(111, 112, 113)로 전송되는 데이터에는 임의 비행체의 비상 상황에 대한 정보를 인접한 다른 서비스 셀 내의 다른 UAM 비행체에 전달하는 비행체간 통신을 트리거하는 신호가 UATM(140)의 요청에 따라 포함될 수 있다. 이렇게 기지국(120)에 의해 수행되는 브로드캐스트 통신방식이나 멀티캐스트 통신방식 또는 유니캐스트 통신방식에 대해서는 아래에서 다시 설명하기로 한다.
위와 같이, 기지국(120)은 UATM(140)의 요청에 따라 각종 이벤트 정보가 포함된 데이터를 서비스 셀 내의 UAM 비행체들(111, 112, 113)에 전송할 수 있다. 또한, 기지국(120)은 도 3의 흐름도에 나타낸 바와 같이, 서비스 셀 내의 UAM 비행체들(111, 112, 113)로부터 전송되는 측정 리포트에 의거하여 UAM 비행체들(111, 112, 113) 중 임의 비행체에서 발생하는 이벤트를 판별할 수 있으며, 판별된 이벤트에 대한 정보를 다른 비행체에 전달하기 위해 브로드캐스트 통신방식이나 멀티캐스트 통신방식 또는 유니캐스트 통신방식으로 통신을 수행할 수도 있다.
UAM 비행체들(111, 112, 113)이 운항 정보 등을 포함하는 측정 리포트를 전송하면 이를 기지국(120)의 통신부(121)가 수신하여 프로세서부(122)에 제공한다. 그러면, 프로세서부(122)는 UAM 비행체들(111, 112, 113)로부터 전송된 측정 리포트에 기초해 이벤트 발생 여부를 감시하고(S310), 복수의 UAM 비행체(111, 112, 113)에서 발생한 이벤트에 대하여 기 설정된 비상 상황이 발생하였는지를 판단한다(S320).
프로세서부(122)가 판단하는 비상 상황으로는 UAM 비행체들(111, 112, 113)의 운항 경로 이탈 상황, 운항 고도 이탈 상황 및 운항 속도 이상 상황 등을 포함할 수 있다.
여기서, 프로세서부(122)는 임의 UAM 비행체의 기 설정된 운항 경로에 대응한 상공망의 셀간 핸드오버 계획에 포함된 타깃 셀로의 핸드오버 동작이 기 설정된 임계횟수 이상 일어나지 않는 경우에 운항 경로 이탈 상황으로 파악할 수 있다. 예컨대, 임계횟수 이상인 경우를 운항 경로 이탈 상황으로 파악하는 것은 1회나 2회 정도는 일시적인 통신 상황 변화 등에 의해 발생할 수 있지만 3회 이상 타깃 셀로의 핸드오버 동작이 일어나지 않으면 운항 경로 이탈 상황으로 유추할 수 있기 때문이다.
그리고, 프로세서부(122)는 정상 운항 고도 범위를 벗어난 UAM 비행체로부터 송신되는 리포트에 기초하여 운항 고도 이탈 상황을 파악할 수 있다. UAM 비행체들(111, 112, 113)은 기 설정된 최고 운항 고도를 벗어날 경우에 해당 상황에 대한 정보가 포함된 리포트를 기지국(120)에 전송할 수 있고, 기 설정된 최저 운항 고도를 벗어날 경우에도 해당 상황에 대한 정보가 포함된 리포트를 기지국(120)에 전송할 수 있다. 이처럼, UAM 비행체들(111, 112, 113)로부터 전송되는 리포트에 따라 프로세서부(122)는 운항 고도 이탈 상황을 파악할 수 있다.
또한, 프로세서부(122)는 UAM 비행체들(111, 112, 113)의 기 설정된 운항 경로에 대응한 상공망의 셀간 핸드오버 계획과 해당 UAM 비행체들(111, 112, 113)이 서비스 셀에 머무는 시간을 비교한 결과에 기초하여 운항 속도 이상 상황을 파악할 수 있다. 기 설정된 운항 경로 상에 서비스 셀 #1과 서비스 셀 #2가 순차로 위치할 때에 운항 속도가 비정상적으로 빠를 경우에는 서비스 셀 #1에 머무는 시간이 비정상적으로 짧을 것이고, 운항 속도가 비정상적으로 늦을 경우에는 서비스 셀 #2로 제시간에 넘어가지 않고 서비스 셀 #1에 머무는 시간이 비정상적으로 길 것이다.
이렇게, 복수의 UAM 비행체(111, 112, 113) 중 임의 비행체의 비상 상황이 판별된 경우, 비상 상황에 대한 정보를 서비스 셀 내의 다른 비행체에 전달할 필요가 있다. 그렇기에, 프로세서부(122)는 임의 비행체의 비상 상황에 대한 정보가 포함된 데이터를 서비스 셀 내의 다른 비행체들에 멀티캐스트 통신방식으로 전송하도록 통신부(121)를 제어하고, 통신부(121)는 프로세서부(122)의 제어에 따라 해당 데이터를 전송한다(S340).
또한, 복수의 UAM 비행체(111, 112, 113) 중 임의 비행체의 비상 상황은 서비스 셀 내의 다른 비행체들뿐만 아니라 인접한 다른 서비스 셀 내의 다른 비행체에도 전달하여 안전을 도모할 필요가 있다. 그런데, 멀티캐스트 통신방식은 서비스 셀 내에서만 이용할 수 있기에 다른 서비스 셀로의 전파를 위해서 프로세서부(122)는 비행체간 통신을 활용할 수 있다. 이를 위해, 프로세서부(122)는 비상 상황에 대한 정보를 인접한 다른 서비스 셀 내의 다른 비행체에 전달하는 비행체간 통신을 트리거하는 신호를 단계 S340에서 전송할 데이터에 포함시켜 생성한다(S330). 그러면, 앞서 설명한 바 있는 단계 S340에서는 단계 S330에 의해 생성된 비행체간 통신 트리거 신호가 포함된 데이터가 전송되는 것이다.
여기서, 단계 S340에 의한 데이터 전송은 도 4에 예시한 바와 같이 기지국(120)에 의해 설정될 수 있는 그룹(401)에 포함된 UAM 비행체(111, 112)에 대해 멀티캐스트 통신방식(402)으로 이루어질 수 있다. 이때, 기지국(120)의 프로세서부(122)는 UAM 비행체(111, 112)로부터 회신되는 ACK/NACK 메시지의 수신 여부에 따라 단계 S340에서 전송된 데이터에 대한 UAM 비행체(111, 112)의 데이터 수신 실패 여부를 판단한다. 단계 S340에서 전송된 데이터는 임의 비행체에서 발생한 비상 상황에 대한 정보를 포함하고 있기 때문에 신속한 전송만큼이나 정확한 전송이 중요하기 때문이다.
기지국(120)의 프로세서부(122)는 단계 S340 이후에 UAM 비행체(111, 112)로부터 ACK/NACK 메시지가 회신되지 않았거나 NACK 메시지를 회신한 UAM 비행체에서는 데이터 수신 실패가 발생하였다고 판단한다(S350).
그리고, 단계 S350에서 데이터 수신 실패의 발생이 판단된 UAM 비행체에 대해서는 단계 S330에서 생성된 데이터를 유니캐스트 통신방식으로 재전송한다(S360).
단계 S330에서 생성된 데이터를 단계 S340 또는 단계 S350을 통해 수신한 UAM 비행체는 비행체간 통신 트리거 신호에 따라 인접한 다른 서비스 셀 내의 다른 UAM 비행체와의 비행체간 통신을 수행하고(403), 이러한 비행체간 통신을 통해 기지국(120)의 서비스 셀 내에 위치하는 임의 UAM 비행체의 비상 상황 이벤트가 인접한 다른 서비스 셀 내의 UAM 비행체에게로 전달된다. 또한, 이러한 임의 UAM 비행체의 비상 상황 이벤트는 연쇄적인 비행체간 통신을 통해 주변의 또 다른 UAM 비행체에게로 전달될 수 있다(404).
한편, 전술한 실시예에 따른 기지국(120)이 수행하는 통신 방법에 포함된 각각의 단계를 프로세서가 수행하도록 하기 위한 명령어를 포함하도록 컴퓨터 프로그램이 구현될 수 있다.
또한, 전술한 실시예에 따른 기지국(120)이 수행하는 통신 방법에 포함된 각각의 단계를 프로세서가 수행하도록 하기 위한 명령어를 포함하는 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터 판독 가능한 기록매체에 기록될 수 있다.
지금까지 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따르면, 상공망용 기지국이 서비스 셀 내에 운항 중인 비행체에서 비상 상황 이벤트가 발생한 경우에 이를 서비스 셀 내의 다른 비행체에 멀티캐스트 통신방식으로 전송하면서 인접한 다른 서비스 셀 내의 다른 비행체에 비행체간 통신을 통해 전달하도록 한다. 이러한 실시예에 의하면, 하나의 서비스 셀 내에서만 동작 가능한 멀티캐스트 통신의 한계를 넘어 다른 서비스 셀 내의 다른 비행체에 비상 상황 이벤트를 신속하게 전달할 수 있다.
또한, 멀티캐스트 통신방식의 전송을 통한 비상 상황 이벤트의 전달 실패시에는 유니캐스트 통신방식으로 재전송함으로써 비상 상황 이벤트를 정확히 전달할 수 있다.
본 발명에 첨부된 각 흐름도의 각 단계의 조합들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들에 의해 수행될 수도 있다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방식으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 기록매체에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 기록매체에 저장된 인스트럭션들은 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다. 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에 탑재되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 수행하는 인스트럭션들은 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다.
또한, 각 단계는 특정된 논리적 기능(들)을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 또, 몇 가지 대체 실시예들에서는 단계들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 단계들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하고 또는 그 단계들이 때때로 해당하는 기능에 따라 역순으로 수행되는 것도 가능하다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 품질에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 균등한 범위 내에 있는 모든 기술사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
본 발명의 실시예에 의하면, 상공망용 기지국이 서비스 셀 내에 운항 중인 비행체에서 비상 상황 이벤트가 발생한 경우에 이를 서비스 셀 내의 다른 비행체에 멀티캐스트 통신방식으로 전송하면서 인접한 다른 서비스 셀 내의 다른 비행체에 비행체간 통신을 통해 전달할 수 있다. 이러한 본 발명의 실시예는 UAM 등과 같은 비행체에 이동통신 서비스를 제공하는 각종 시스템 및 관련 기술분야에 이용할 수 있다.
100: UAM 운용 시스템
111, 112, 113: UAM 비행체
120: 기지국
121: 통신부
122: 프로세서부

Claims (7)

  1. 상공망용 기지국이 수행하는 통신 방법으로서,
    서비스 셀 내에 운항 중인 복수의 비행체에서 발생한 이벤트에 대하여 기 설정된 비상(emergency) 상황을 판별하는 단계와,
    상기 복수의 비행체 중 임의 비행체의 비상 상황이 판별된 경우, 상기 비상 상황에 대한 정보를 서비스 셀 내의 다른 비행체에 전달하기 위한 데이터에 상기 비상 상황에 대한 정보를 인접한 다른 서비스 셀 내의 다른 비행체에 전달하는 비행체간 통신을 트리거(trigger)하는 신호를 포함하여 멀티캐스트 통신방식으로 전송하는 단계를 포함하는
    통신 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 비상 상황은 비행체의 운항 경로 이탈 상황, 운항 고도 이탈 상황 및 운항 속도 이상 상황 중 적어도 한 상황을 포함하는
    통신 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 비상 상황을 판별하는 단계는, 비행체의 기 설정된 운항 경로에 대응한 상공망의 셀간 핸드오버 계획에 포함된 타깃 셀로의 핸드오버 동작이 기 설정된 임계횟수 이상 일어나지 않는 경우에 상기 운항 경로 이탈 상황으로 파악하는
    통신 방법.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 비상 상황을 판별하는 단계는, 정상 운항 고도 범위를 벗어난 비행체로부터 송신되는 리포트에 기초하여 상기 운항 고도 이탈 상황을 파악하는
    통신 방법.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 비상 상황을 판별하는 단계는, 비행체의 기 설정된 운항 경로에 대응한 상공망의 셀간 핸드오버 계획과 해당 비행체가 서비스 셀에 머무는 시간을 비교한 결과에 기초하여 상기 운항 속도 이상 상황을 파악하는
    통신 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 다른 비행체에 의한 상기 데이터의 수신 실패 여부를 판단하는 단계와,
    상기 데이터의 수신 실패로 판단된 경우 상기 다른 비행체에 대하여 유니캐스트 통신방식으로 상기 데이터를 재전송하는 단계를 더 포함하는
    통신 방법.
  7. 서비스 셀 내에 운항 중인 복수의 비행체와 상공망을 통해 통신을 수행하는 통신부와,
    상기 통신부를 제어하는 프로세서부를 포함하고,
    상기 프로세서부는,
    상기 복수의 비행체에서 발생한 이벤트에 대하여 기 설정된 비상 상황을 판별하며, 상기 복수의 비행체 중 임의 비행체의 비상 상황이 판별된 경우, 상기 비상 상황에 대한 정보를 서비스 셀 내의 다른 비행체에 전달하기 위한 데이터에 상기 비상 상황에 대한 정보를 인접한 다른 서비스 셀 내의 다른 비행체에 전달하는 비행체간 통신을 트리거하는 신호를 포함하여 멀티캐스트 통신방식으로 전송하도록 상기 통신부를 제어하는
    상공망용 기지국.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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