KR20240031751A - 비행체에 탑재되는 안테나 제어 장치 및 이의 동작 방법 - Google Patents

비행체에 탑재되는 안테나 제어 장치 및 이의 동작 방법 Download PDF

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KR20240031751A
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Abstract

비행체에 탑재되는 안테나 제어 장치의 동작 방법이 개시된다. 본 발명에 따른 비행체에 탑재되는 안테나 제어 장치의 동작 방법은, 이동 통신 사업자로부터, 이동통신 서비스를 제공하는 지상망 기지국들의 위치 정보를 수신하는 단계, 기계적 회전 및 틸팅이 가능한 복수의 지향성 안테나를 포함하는 상기 비행체의 위치 정보를 획득하는 단계, 및, 상기 비행체가 이동하는 동안, 상기 비행체의 위치 정보 및 상기 비행체에 링크된 서빙 기지국의 위치 정보를 이용하여 상기 복수의 지향성 안테나 중 제1 지향성 안테나가 상기 서빙 기지국을 지향하도록 제어하고, 상기 비행체의 위치 정보 및 하나 이상의 이웃 기지국의 위치 정보를 이용하여 상기 복수의 지향성 안테나 중 제2 지향성 안테나가 상기 하나 이상의 이웃 기지국을 지향하도록 제어하는 단계를 포함한다.

Description

비행체에 탑재되는 안테나 제어 장치 및 이의 동작 방법{Antenna control device mounted on air vehicle and operating method THEREOF}
본 발명은, 이동통신 기지국들의 위치 정보와 연계하여, 복수의 지향성 안테나를 이용하여 기지국을 지향함으로써 비행체에 대한 안정적인 통신 서비스를 제공할 수 있는, 비행체에 탑재되는 안테나 제어 장치 및 이의 동작 방법에 관한 것이다.
도심항공교통(Urban Air Mobility: UAM)은, 사용자나 화물 등의 이동 및 운송을 목적으로, 도심 내에서 활용이 가능한 비행 운송 기기 등을 기존의 교통 및 운송 수단과 병행하거나 연계하여 운용하는 항공교통체계를 의미한다. UAM은, 도심지에서 비행한다는 특성상 정확한 관제가 요구되고, 환경 변수에 의한 위험 요소를 최소화하기 위해 주변 상황 등에 대한 정보 수집 및 전달 기능을 동시에 수행할 수 있어야 하며, 이를 위해서는 UAM에 안정적인 무선 통신 서비스가 제공되어야 한다. 또한 UAM이 사용자 운송 수단으로 사용될 경우, 해당 서비스를 이용하는 고객들에게 연속적인 무선 통신 서비스를 제공할 필요가 있다. 따라서, 이와 같은 조건들을 충족하기 위해서는 지상망과 연동된 항공 커버리지 구축이 필요하다.
하지만, 이를 위해 별도의 주파수를 할당 받아 사용할 경우 막대한 비용이 예상되며, 지상망과 동일한 주파수를 사용할 경우에는 지상망과 항공망 간의 간섭에 의한 통신 성능 열화가 발생할 수 있다. 특히, 간섭을 최소화하기 위해 별도의 주파수 자원을 할당하는 방안으로 28GHz 대역에 대한 논의도 진행되고 있으나, 전술한 바와 같이 통신사업자의 입장에서 주파수 확보 비용 이슈가 발생하는 점, 28GHz 대역은 기상 상태에 따라 민감하게 반응하는 대역임을 고려할 때, 실제 구축에 한계를 가지고 있다.
따라서, 기존의 지상망에 끼치는 영향을 최소화하면서, 별도의 주파수 자원을 추가로 할당하지 않더라도 UAM 기체와의 원활한 통신이 가능토록 환경을 구축해야 할 필요가 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은, 이동통신 기지국들의 위치 정보와 연계하여, 복수의 지향성 안테나를 이용하여 기지국을 지향함으로써 비행체에 대한 안정적인 통신 서비스를 제공할 수 있는, 비행체에 탑재되는 안테나 제어 장치 및 이의 동작 방법을 제공하기 위함이다.
본 발명에 따른 비행체에 탑재되는 안테나 제어 장치의 동작 방법은, 이동 통신 사업자로부터, 이동통신 서비스를 제공하는 지상망 기지국들의 위치 정보를 수신하는 단계, 기계적 회전 및 틸팅이 가능한 복수의 지향성 안테나를 포함하는 상기 비행체의 위치 정보를 획득하는 단계, 및, 상기 비행체가 이동하는 동안, 상기 비행체의 위치 정보 및 상기 비행체에 링크된 서빙 기지국의 위치 정보를 이용하여 상기 복수의 지향성 안테나 중 제1 지향성 안테나가 상기 서빙 기지국을 지향하도록 제어하고, 상기 비행체의 위치 정보 및 하나 이상의 이웃 기지국의 위치 정보를 이용하여 상기 복수의 지향성 안테나 중 제2 지향성 안테나가 상기 하나 이상의 이웃 기지국을 지향하도록 제어하는 단계를 포함한다.
이 경우 상기 제1 지향성 안테나가 상기 서빙 기지국을 지향하도록 제어하고, 상기 제2 지향성 안테나가 상기 하나 이상의 이웃 기지국을 지향하도록 제어하는 단계는, 최적 지상망 기지국에 대한 정보를 보유한 경우 상기 제2 지향성 안테나가 타겟 기지국을 미리 지향하도록 제어하는 제1 모드 및 상기 최적 지상망 기지국에 대한 정보를 보유하지 않은 경우 상기 제2 지향성 안테나가 타겟 기지국을 탐색하도록 제어하는 제2 모드로 동작할 수 있다.
한편 상기 제1 지향성 안테나가 상기 서빙 기지국을 지향하도록 제어하고, 상기 제2 지향성 안테나가 상기 하나 이상의 이웃 기지국을 지향하도록 제어하는 단계는, 상기 제1 지향성 안테나가 상기 서빙 기지국을 지향하는 동안, 상기 제2 지향성 안테나가 상기 하나 이상의 이웃 기지국을 차례로 지향하도록 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
이 경우 상기 하나 이상의 이웃 기지국을 차례로 지향하도록 제어하는 단계는, 상기 비행체의 위치 정보 및 복수의 지상망 기지국의 위치 정보를 이용하여 하나 이상의 후보 기지국을 선정하고, 상기 제2 지향성 안테나가 상기 하나 이상의 후보 기지국을 차례로 지향하도록 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
한편 상기 제1 지향성 안테나가 상기 서빙 기지국을 지향하도록 제어하고, 상기 제2 지향성 안테나가 상기 하나 이상의 이웃 기지국을 지향하도록 제어하는 단계는, 상기 제2 지향성 안테나가 특정 이웃 기지국을 지향하는 경우의 통신 품질이 상기 제1 지향성 안테나가 상기 서빙 기지국을 지향하는 경우의 통신 품질보다 우수한 경우, 상기 특정 이웃 기지국을 타겟 기지국으로 선정하고, 상기 서빙 기지국으로부터 상기 타겟 기지국으로의 핸드오버를 수행하는 단계를 포함할 수 있다.
이 경우 상기 제1 지향성 안테나가 상기 서빙 기지국을 지향하도록 제어하고, 상기 제2 지향성 안테나가 상기 하나 이상의 이웃 기지국을 지향하도록 제어하는 단계는, 새로운 서빙 기지국인 상기 타겟 기지국으로의 핸드오버가 완료된 경우, 상기 비행체가 이동하는 동안 제2 지향성 안테나가 상기 새로운 서빙 기지국을 지향하도록 제어하고, 상기 제1 지향성 안테나가 상기 하나 이상의 이웃 기지국을 지향하도록 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
한편 상기 제1 지향성 안테나가 상기 서빙 기지국을 지향하도록 제어하고, 상기 제2 지향성 안테나가 상기 하나 이상의 이웃 기지국을 지향하도록 제어하는 단계는, 상기 비행체의 이동 경로를 이용하여 상기 비행체가 이동할 다음 권역에 대한 정보를 획득하는 단계, 및, 상기 비행체가 다음 권역으로 이동하면 상기 제2 지향성 안테나에 의해 지향된 타겟 기지국으로의 핸드오버를 수행하는 단계를 포함할 수 있다.
이 경우 상기 제1 지향성 안테나가 상기 서빙 기지국을 지향하도록 제어하고, 상기 제2 지향성 안테나가 상기 하나 이상의 이웃 기지국을 지향하도록 제어하는 단계는, 상기 다음 권역에 이동하기 전, 상기 제2 지향성 안테나가 상기 타겟 기지국을 미리 지향하도록 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
한편 상기 타겟 기지국은, 상기 하나 이상의 이웃 기지국 중, 상기 다음 권역에서의 최적 지상망 기지국으로 미리 선정된 기지국일 수 있다.
한편 상기 복수의 지향성 안테나는, 제3 지향성 안테나를 더 포함하고, 상기 제1 지향성 안테나가 상기 서빙 기지국을 지향하도록 제어하고, 상기 제2 지향성 안테나가 상기 하나 이상의 이웃 기지국을 지향하도록 제어하는 단계는, 상기 제1 지향성 안테나가 상기 서빙 기지국을 지향하도록 제어하고, 상기 제2 지향성 안테나 및 상기 제3 지향성 안테나 중 어느 하나가 '상기 비행체가 권역에 진입하기 전에 링크 가능한 타겟 기지국'을 탐색하도록 제어하고, 상기 제2 지향성 안테나 및 상기 제3 지향성 안테나 중 다른 하나가 '상기 비행체가 권역에 진입한 이후에 링크될 타겟 기지국을 미리 지향하도록 제어할 수 있다.
한편 본 발명에 따른 비행체에 탑재되는 안테나 제어 장치는, 이동 통신 사업자로부터, 이동통신 서비스를 제공하는 지상망 기지국들의 위치 정보를 수신하는 통신부, 기계적 회전 및 틸팅이 가능한 복수의 지향성 안테나를 포함하는 상기 비행체의 위치 정보를 획득하고, 상기 비행체가 이동하는 동안, 상기 비행체의 위치 정보 및 상기 비행체에 링크된 서빙 기지국의 위치 정보를 이용하여 상기 복수의 지향성 안테나 중 제1 지향성 안테나가 상기 서빙 기지국을 지향하도록 제어하고, 상기 비행체의 위치 정보 및 하나 이상의 이웃 기지국의 위치 정보를 이용하여 상기 복수의 지향성 안테나 중 제2 지향성 안테나가 상기 하나 이상의 이웃 기지국을 지향하도록 제어하는 제어부를 포함한다.
이 경우 상기 제어부는, 최적 지상망 기지국에 대한 정보를 보유한 경우 상기 제2 지향성 안테나가 타겟 기지국을 미리 지향하도록 제어하는 제1 모드 및 상기 최적 지상망 기지국에 대한 정보를 보유하지 않은 경우 상기 제2 지향성 안테나가 타겟 기지국을 탐색하도록 제어하는 제2 모드로 동작할 수 있다.
한편 상기 제어부는, 상기 제1 지향성 안테나가 상기 서빙 기지국을 지향하는 동안, 상기 제2 지향성 안테나가 상기 하나 이상의 이웃 기지국을 차례로 지향하도록 제어할 수 있다.
이 경우 상기 제어부는, 상기 비행체의 위치 정보 및 복수의 지상망 기지국의 위치 정보를 이용하여 하나 이상의 후보 기지국을 선정하고, 상기 제2 지향성 안테나가 상기 하나 이상의 후보 기지국을 차례로 지향하도록 제어할 수 있다.
한편 상기 제어부는, 상기 제2 지향성 안테나가 특정 이웃 기지국을 지향하는 경우의 통신 품질이 상기 제1 지향성 안테나가 상기 서빙 기지국을 지향하는 경우의 통신 품질보다 우수한 경우, 상기 특정 이웃 기지국을 타겟 기지국으로 선정하고, 상기 서빙 기지국으로부터 상기 타겟 기지국으로의 핸드오버를 수행할 수 있다.
이 경우 상기 제어부는, 새로운 서빙 기지국인 상기 타겟 기지국으로의 핸드오버가 완료된 경우, 상기 비행체가 이동하는 동안 제2 지향성 안테나가 상기 새로운 서빙 기지국을 지향하도록 제어하고, 상기 제1 지향성 안테나가 상기 하나 이상의 이웃 기지국을 지향하도록 제어할 수 있다.
한편 상기 제어부는, 상기 비행체의 이동 경로를 이용하여 상기 비행체가 이동할 다음 권역에 대한 정보를 획득하고, 상기 비행체가 다음 권역으로 이동하면 상기 제2 지향성 안테나에 의해 지향된 타겟 기지국으로의 핸드오버를 수행할 수 있다.
이 경우 상기 제어부는, 상기 다음 권역에 이동하기 전, 상기 제2 지향성 안테나가 상기 타겟 기지국을 미리 지향하도록 제어할 수 있다.
이 경우 상기 타겟 기지국은, 상기 하나 이상의 이웃 기지국 중, 상기 다음 권역에서의 최적 지상망 기지국으로 미리 선정된 기지국일 수 있다.
한편 본 발명에 따른 안테나 제어 장치가 탑재된 비행체는, 이동 통신 사업자로부터, 이동통신 서비스를 제공하는 지상망 기지국들의 위치 정보를 수신하는 통신부, 기계적 회전 및 틸팅이 가능한 복수의 지향성 안테나, 및, 상기 비행체의 위치 정보를 획득하고, 상기 비행체가 이동하는 동안, 상기 비행체의 위치 정보 및 상기 비행체에 링크된 서빙 기지국의 위치 정보를 이용하여 상기 복수의 지향성 안테나 중 제1 지향성 안테나가 상기 서빙 기지국을 지향하도록 제어하고, 상기 비행체의 위치 정보 및 하나 이상의 이웃 기지국의 위치 정보를 이용하여 상기 복수의 지향성 안테나 중 제2 지향성 안테나가 상기 하나 이상의 이웃 기지국을 지향하도록 제어하는 제어부를 포함한다.
본 발명에 따르면, 별도의 UAM 전용 기지국을 설치하는 것 없이도, 지상망 기지국의 형상이 변경되는 것 없이도, 비행체가 지정된 회랑을 벗어나더라도, 별도의 주파수를 할당하는 것 없이도, 비행체에 대한 무선 통신 서비스를 안정적으로 제공할 수 있는 장점이 있다.
도 1은, 비행체에 대한 무선 통신 서비스를 제공하는데 발생할 수 있는 문제점을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른, 비행체에 탑재되는 안테나 제어 장치를 설명하기 위한 블록도이다.
도 3은 본 발명에 따른, 안테나 제어 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 4는 본 발명에 따른, 안테나 제어 장치의 두 개의 모드에서의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 회랑을 구성하는 복수의 권역을 도시한 도면이다.
도 6은 비행체가 이동하는 동안 복수의 안테나를 제어하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 비행체가 회랑을 이탈한 상황을 도시한 도면이다.
도 8은 최적 지상망 기지국에 대한 정보를 보유하지 않은 상태에서, 복수의 안테나를 제어하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
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.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함한다" 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.
본 발명을 구현함에 있어서 설명의 편의를 위하여 구성요소를 세분화하여 설명할 수 있으나, 이들 구성요소가 하나의 장치 또는 모듈 내에 구현될 수도 있고, 혹은 하나의 구성요소가 다수의 장치 또는 모듈들에 나뉘어져서 구현될 수도 있다.
한편, 본 명세서에서의 사용자 단말은 이동 통신 시스템에서 기지국과 통신을 수행하는 무선 통신 모듈을 포함하는 장치를 의미하는 포괄적 개념으로서, WCDMA, LTE, NR, HSPA 및 IMT-2020(5G 또는 New Radio) 등에서의 UE(User Equipment)는 물론, GSM에서의 MS(Mobile Station), UT(User Terminal), SS(Subscriber Station), 무선 기기(wireless device) 등을 모두 포함하는 개념으로 해석되어야 할 것이다. 또한, 사용자 단말은 사용 형태에 따라 스마트 폰과 같은 사용자 휴대 기기가 될 수도 있고, V2X 통신 시스템에서는 차량, 차량 내의 무선 통신 모듈을 포함하는 장치 등을 의미할 수도 있다. 또한, 기계 형태 통신(Machine Type Communication) 시스템의 경우에 기계 형태 통신이 수행되도록 통신 모듈을 탑재한 MTC 단말, M2M 단말, URLLC 단말 등을 의미할 수도 있다.
본 명세서의 기지국 또는 셀은 네트워크 측면에서 단말과 통신하는 종단을 지칭하며, 노드-B(Node-B), eNB(evolved Node-B), gNB(gNode-B), LPN(Low Power Node), 섹터(Sector), 싸이트(Site), 다양한 형태의 안테나, BTS(Base Transceiver System), 액세스 포인트(Access Point), 포인트(예를 들어, 송신포인트, 수신포인트, 송수신포인트), 릴레이 노드(Relay Node), 메가 셀, 매크로 셀, 마이크로 셀, 피코 셀, 펨토 셀, RRH(Remote Radio Head), RU(Radio Unit), 스몰 셀(small cell) 등 다양한 커버리지 영역을 모두 포괄하는 의미이다.
본 발명에서 “비행체”는 공중을 날 수 있는 비행체로 정의될 수 있으며, 조종사에 의해 조종되는 유인 항공기, 조종사 없이 원격 조작에 의해 조종되는 무인 항공기를 포함할 수 있다. 또한 “비행체”는 도심 항공 모빌리티(Urban Air Mobility, UAM)에 사용되는 기체(이하 UAM 기체라 함)일 수 있다.
본 발명에서 “지상망”이란, 지상에 설치된 기지국들을 통해 구축된 네트워크로, 예를 들어 이동 통신 사업자가 가입자들에 대한 이동통신 서비스를 위해 구축한 무선망일 수 있다. “이동통신 서비스”는 “무선통신 서비스”라고 명칭될 수도 있다.
또한 “지상망 기지국”이란, 이동 통신 사업자가 가입자들에 대한 이동통신 서비스를 위해 지상에 설치한 기지국을 의미하며, 대지에 설치된 기지국 뿐만 아니라 건물에 설치된 기지국을 포함한다. 이 경우 지상망 기지국은 가입자의 사용자 단말(예를 들어, 스마트폰, 태블릿 PC 등)과 링크되어, 사용자 단말에 대하여 무선통신 서비스를 제공할 수 있다.
도 1은, 비행체에 대한 무선 통신 서비스를 제공하는데 발생할 수 있는 문제점을 설명하기 위한 도면이다.
비행체(1300), 특히 UAM 기체의 이동 경로는, 비행체가 이용하는 회랑(1200)을 통해 예측이 가능하다. 따라서, 지상망 기지국(1111, 1112, 1113)을 이용하여 회랑 내부에 커버리지를 확보하는 경우, 비행체(1300)에 대한 무선 통신 서비스 환경을 구축할 수 있다.
하지만, 비행체(1300)에 대하여 무선통신 서비스를 제공하기 위해 지상망 기지국(1111, 1112, 1113)을 업 틸팅(up-tilting)하여 사용할 경우, 기존에 지상에서 무선통신 서비스를 사용하던 사용자 단말에서는 성능 열화가 발생할 수 밖에 없다. 따라서 해당 문제를 최소화하기 위해, 도 1에서 도시한 바와 같이 회랑을 따라 별도의 UAM 전용 기지국(1121, 1122)을 설치하고, UAM 전용 기지국(1121, 1122)을 업 틸팅(up-tilting)하여 무선통신 서비스를 제공하는 것이 가능하다.
다만 이러한 방식은 별도의 UAM 전용 기지국(1121, 1122)이나 비행체 전용 안테나를 설치해야 한다는 문제가 있다. 또한 외부 요인에 의해 비행체가 미리 설정되어 있는 회랑(1200)을 벗어나는 경우, 회랑을 벗어난 비행체(1400)에 대한 정상적인 무선통신이 불가능할 수 있다.
정리하면, 기존의 지상망 기지국(1111, 1112, 1113)을 업 틸팅(up-tilting)하여 사용하는 경우 기존의 지상망 기지국(1111, 1112, 1113)의 형상 변경으로 인해 지상망 기지국(1111, 1112, 1113)에 링크된 사용자 단말(예를 들어, 스마트폰, 태블릿 PC 등)에서 성능 열화가 발생하는 문제가 있고, 이를 극복하기 위해 별도의 UAM 전용 기지국(1121, 1122)을 설치하면 막대한 비용이 발생하는 문제가 있으며, 별도의 UAM 전용 기지국(1121, 1122)을 설치하더라도 비행체가 회랑(1200)을 벗어나는 경우에는 무선통신 서비스를 제공할 수 없다는 한계가 존재한다.
도 2는 본 발명에 따른, 비행체에 탑재되는 안테나 제어 장치를 설명하기 위한 블록도이다.
비행체에 탑재되는 안테나 제어 장치(100)(이하, “안테나 제어 장치(100)”라 함)는, 통신부(110), 제어부(120), 메모리(130), 복수의 지향성 안테나(140) 및 위치 획득부(150)를 포함할 수 있다.
안테나 제어 장치(100)는, 비행체에 탑재될 수 있다. 따라서 안테나 제어 장치(100)는 비행체와 일체형으로 제작되어, 비행체와 구성요소의 일부 또는 전부를 공유할 수 있다. 예를 들어 제어부(120)는 안테나 제어 장치(100)의 동작을 수행할 뿐만 아니라, 비행체를 제어하는 동작을 수행할 수도 있다. 다른 예를 들어 메모리(130)는 안테나 제어 장치(100)의 동작을 수행하기 위한 프로그램 또는 명령어 뿐만 아니라, 비행체를 제어하는 동작을 수행하기 위한 프로그램 또는 명령어를 포함할 수도 있다.
다만 이에 한정되지 않으며, 안테나 제어 장치(100)는 독립적으로 모듈화되어 비행체에 탑재될 수도 있다. 이 경우 안테나 제어 장치(100)의 일부 구성요소(예를 들어, 복수의 지향성 안테나, 위치 획득부, 통신부 등)는 비행체에 설치되고, 안테나 제어 장치(100)의 다른 일부 구성요소(예를 들어, 제어부, 메모리 등)가 비행체와 데이터를 송수신하는 방식으로 동작할 수 있다. 예를 들어 안테나 제어 장치(100)에는 비행체와 통신하기 위한 통신 인터페이스가 설치되고, 비행체의 위치 정보, 지상망 기지국들의 위치 정보 등을 비행체로부터 수신하고, 지향성 안테나의 지향각 정보를 비행체에 전송하는 방식으로 구현될 수 있다.
통신부(110)는 지상망 기지국과 비행체(또는 안테나 제어 장치)를 링크시키기 위한 통신 인터페이스를 제공하고, 지상망 기지국과 링크되어 통신을 수행할 수 있다. 지상망 기지국과 비행체가 링크됨에 따라, 비행체(또는 안테나 제어 장치)는 지상망 기지국을 통하여 이동통신 사업자로부터 무선통신 서비스를 제공받을 수 있다.
또한 통신부(110)는 이동통신 사업자로부터(더 구체적으로는, 이동통신 사업자가 운용하는 서버로부터), 사용자 단말에 대한 이동통신 서비스를 제공하는 지상망 기지국들의 위치 정보를 수신할 수 있다.
제어부(120)는 안테나 제어 장치(100)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 또한 안테나 제어 장치(100)가 별도의 모듈로 비행체에 탑재되는 경우, 제어부(120)는 통신 인터페이스를 통하여 비행체와 데이터를 송신 및 수신할 수 있다.
메모리(130)는, 안테나 제어 장치(100)의 동작을 위한 명령어 또는 기타 프로그램을 저장할 수 있다. 또한 메모리(130)는 지상망 기지국들의 위치 정보를 저장할 수 있다. 또한 메모리(130)는 회랑을 구성하는 복수의 권역에 각각 대응하는 복수의 최적 지상망 기지국에 대한 정보를 저장할 수 있다. 여기서 최적 지상망 기지국이란, 해당 권역에서 가장 높은 품질의 무선통신 서비스를 제공할 수 있는 지상망 기지국을 의미할 수 있다.
복수의 지향성 안테나(140)는 안테나 제어 장치(100) 또는 항공기에 장착되고, 지상망 기지국을 지향할 수 있다. 여기서 지상망 기지국을 지향한다는 것은, 지향성 안테나가 지상망 기지국 방향으로 회전(수평 각도(방위각) 조절) 및 틸팅(수직 각도(경사각) 조절)하여, 해당 지상망 기지국에 대한 안테나 이득을 최대화 하는 것을 의미할 수 있다. 이를 위해 안테나 제어 장치(100) 또는 항공기는 지향성 안테나의 수평 각도 및 수직 각도를 기계적으로 변경하기 위한 안테나 제어부(미도시)를 더 포함하고, 복수의 지향성 안테나(140)는 기계적(또는 물리적) 회전 및 틸팅이 가능하도록 구성될 수 있다. 또한 제어부(120)는 복수의 지향성 안테나 각각을 독립적으로 제어가 가능하며, 복수의 지향성 안테나는 독립적으로 회전 및 틸팅이 가능하도록 구성될 수 있다.
지상에 위치하는 지상망 기지국과 통신하기 위하여, 복수의 지향성 안테나(140)는 비행체의 하부에 장착될 수 있다.
위치 획득부(150)는 안테나 제어 장치(100) 또는 비행체의 실시간 위치 정보를 획득할 수 있다. 구체적으로 위치 획득부(150)는 GPS 모듈을 탑재하고, 위성과 통신하여 GPS 정보를 수신할 수 있다. 또한 위치 획득부(150)는 통신 모듈 또는 고도 센서를 포함하고, 안테나 제어 장치(100) 또는 비행체의 고도 정보를 획득할 수 있다.
한편 비행체는 안테나 제어 장치(100) 또는 안테나 제어 장치(100)의 구성요소를 포함할 수 있으며, 복수의 지향성 안테나와, 그 밖에 비행을 위한 구성요소 및 하드웨어를 추가로 포함할 수 있다.
도 3은 본 발명에 따른, 안테나 제어 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
본 발명에 따른 안테나 제어 장치의 동작 방법은, 이동 통신 사업자로부터, 이동통신 서비스를 제공하는 지상망 기지국들의 위치 정보를 수신하는 단계(S310), 물리적 회전 및 틸팅이 가능한 복수의 지향성 안테나를 포함하는 비행체의 위치 정보를 획득하는 단계(S330), 비행체가 이동하는 동안, 비행체의 위치 정보 및 비행체에 링크된 서빙 기지국의 위치 정보를 이용하여 복수의 지향성 안테나 중 제1 지향성 안테나가 서빙 기지국을 지향하도록 제어하고, 비행체의 위치 정보 및 하나 이상의 이웃 기지국의 위치 정보를 이용하여 복수의 지향성 안테나 중 제2 지향성 안테나가 하나 이상의 이웃(neighbor) 기지국을 지향하도록 제어하는 단계(S350)를 포함할 수 있다.
S310와 관련하여, 제어부(120)는 통신부(110)를 통하여 이동통신 서비스를 제공하는 지상망 기지국들의 위치 정보를 수신할 수 있다.
구체적으로 이동통신 사업자는 지상망을 이용한 이동통신 서비스를 제공하기 위해, 지상(건물, 대지 등)에 설치되어 있는 지상망 기지국들의 위치 정보를 데이터베이스화하여 보유하고 있다. 그리고 제어부(120)는 통신부(110)를 통하여 지상망 기지국들의 위치정보를 미리 수신하고, 수신된 위치 정보를 메모리(130)에 저장할 수 있다.
지상망 기지국의 위치 정보는 예를 들어 WGS84 좌표계에 기반하는 좌표일 수 있으나, 지향성 안테나의 방향 설정의 용이성을 위해 UTM 좌표계로 변환이 가능하다.
지상망 기지국의 위치 정보는 지상망 기지국의 2차원 좌표(예를 들어 위도 및 경도)일 수 있다. 다만 이에 한정되지 않으며, 지상망 기지국의 위치 정보는 지상망 기지국의 고도 정보를 추가로 포함하는 3차원 좌표일 수 있다. 지상망 기지국이 설치된 시설물(예를 들어 첨탑)의 높이 정보, 지상망 기지국이 설치되어 있는 지표면의 높이 정보, 지상망 기지국이 설치되어 있는 건물의 높이 정보 중 적어도 하나를 이용하여 지상망 기지국의 고도 정보 정보가 획득될 수 있으며, 이를 위해 공공 정보와 연계할 수 있다.
다음으로, 제어부(120)는 물리적 회전 및 틸팅이 가능한 복수의 지향성 안테나를 포함하는 비행체의 위치 정보를 획득할 수 있다(S330). 구체적으로 제어부(120)는 위치 획득부(150)를 통하여, 비행체의 3차원 좌표를 실시간으로 획득할 수 있다.
다음으로 제어부(120)는, 비행체가 이동하는 동안, 비행체의 위치 정보 및 비행체에 링크된 서빙 기지국의 위치 정보를 이용하여 복수의 지향성 안테나 중 제1 지향성 안테나가 서빙 기지국을 지향하도록 제어하고, 비행체의 위치 정보 및 하나 이상의 이웃 기지국의 위치 정보를 이용하여 복수의 지향성 안테나 중 제2 지향성 안테나가 하나 이상의 이웃(neighbor) 기지국을 지향하도록 제어할 수 있다(S350). 이와 관련해서는 도 4 내지 도 8을 참고하여 설명한다.
도 4는 본 발명에 따른, 안테나 제어 장치의 두 개의 모드에서의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
제어부(120)는 비행체의 현재 위치에서의 최적 지상망 기지국에 대한 정보를 보유하였는지 판단할 수 있다(S410).
구체적으로 비행체가 현재 비행중인 공간이, 이미 하나 이상의 비행체가 다수의 비행을 하면서 위치 별(또는 해당 위치를 포함하는 권역 별) 최적 지상망 기지국에 대한 정보가 획득되어 있는 공간이라 가정한다. 예를 들어 비행체(특히 UAM 기체)가 이동하도록 미리 약속된 회랑의 경우, 위치 별(또는 권역 별) 최적 지상망 기지국에 대한 정보가 이미 생성되어 안테나 제어 장치의 메모리(130)에 저장되어 있을 수 있다. 이 경우 제어부(120)는 비행체의 현재 위치에서의 최적 지상망 기지국에 대한 정보를 보유한 것으로 결정할 수 있다.
반면에 비행체의 현재 위치가 회랑의 밖이거나, 비행체가 회랑 내에 위치하기는 하나 회랑에 대한 최적 지상망 기지국 정보가 생성되어 있지 않은(또는, 생성되어 있기는 하나 안테나 제어 장치가 보유하지 않거나 수집할 수 없는) 상태를 가정한다. 이 경우 제어부(120)는 비행체의 현재 위치에서의 최적 지상망 기지국에 대한 정보를 보유하지 않은 것으로 결정할 수 있다.
한편 최적 지상망 기지국에 대한 정보를 보유한다는 것은, 최적 지상망 기지국에 대한 정보가 메모리(130)에 저장되어 있는 것 뿐만 아니라, 서버와의 통신을 통해 최적 지상망 기지국에 대한 정보를 서버로부터 수신할 수 있는 것을 포함할 수 있다.
제어부(120)는, 비행체의 현재 위치에서의 최적 지상망 기지국에 대한 정보를 보유한 경우 제1 모드로, 비행체의 현재 위치에서의 최적 지상망 기지국에 대한 정보를 보유하지 않은 경우 제2 모드로 동작할 수 있다. 여기서 제1 모드는 제2 지향성 안테나가 타겟 기지국을 미리 지향하도록 제어하는 모드이고, 제2 모드는 비행체가 회랑 밖에 위치하는 경우 제2 지향성 안테나가 타겟 기지국을 탐색하도록 제어하는 모드일 수 있다.
먼저 제1 모드와 관련하여 도 4 내지 도 6을 참고하여 설명한다.
도 5는 회랑을 구성하는 복수의 권역을 도시한 도면이다.
회랑은 복수의 권역(511, 512, 513, 514)으로 구성되어 있으며, 이미 회랑 내에서는 하나 이상의 비행체가 다수의 비행을 하면서 권역 별 최적 지상망 기지국에 대한 정보가 수집되어 있는 상태이다. 여기서 최적 지상망 기지국이란, 해당 권역에서 가장 높은 품질의 무선통신 서비스를 제공할 수 있는 지상망 기지국을 의미할 수 있다.
예를 들어 제1 권역(511)에서는 제1 지상망 기지국이(521), 제2 권역(512)에서는 제2 지상망 기지국이(522), 제3 권역(513)에서는 제3 지상망 기지국이(523), 제4 권역(514)에서는 제4 지상망 기지국이(524), 최적 지상망 기지국일 수 있다. 권역 별 최적 지상망 기지국에 대한 정보는 이동 통신 사업자로부터 수신되어 메모리(130)에 미리 저장될 수 있다.
도 6은 비행체가 이동하는 동안 복수의 안테나를 제어하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
서빙 기지국이란, 현재 비행체(또는 안테나 제어 장치)가 링크되어 있는 기지국일 수 있다. 구체적으로, 도 6a를 참고하면 비행체(600)가 제2 권역(512)에 위치하는 바, 비행체(600)는 제2 권역(512)에서의 최적 지상망 기지국인 제2 지상망 기지국(522)에 링크되어 있는 상태이다. 즉 제2 지상망 기지국(522)이 현재의 서빙 기지국일 수 있다. 도면 상에서 비행체(600)와 서빙 기지국(522)과의 링크는 실선으로 도시하였다.
한편 이웃(neighbor) 기지국이란, 서빙 기지국이 아닌 다른 지상망 기지국을 의미할 수 있으며, 더 구체적으로는 서빙 기지국 주변의, 또는 비행체(600) 주변의 지상망 기지국을 의미할 수 있다.
비행체(600)가 이동하는 동안, 제어부(120)는 비행체의 위치 정보 및 비행체에 링크된 서빙 기지국(522)의 위치 정보를 이용하여 복수의 지향성 안테나 중 제1 지향성 안테나가 서빙 기지국을 지향하도록 제어할 수 있다(S350, S420).
구체적으로 제어부(120)는 비행체(600)의 3차원 좌표 정보 및 서빙 기지국(522)의 3차원 좌표 정보를 이용하여 제1 지향성 안테나의 지향각 정보를 산출할 수 있다. 이는 다음과 같은 수학식으로 표현될 수 있다.
(xs, ys, zs: 서빙 기지국의 3차원 좌표 정보, xu, yu, zu: 비행체의 3차원 좌표 정보, : 서빙 기지국에 대한 제1 지향성 안테나의 방향 벡터)
이 경우 제어부(120)는 제1 지향성 안테나의 방향 벡터를 단위 벡터로 변환하여, 방위각 및 편각 정보를 포함하는 지향각 정보를 생성할 수 있다. 그리고 제어부(120)는 지향각 정보를 이용하여 제1 지향성 안테나가 서빙 기지국(522)을 지향하도록 제어할 수 있다. 구체적으로 제어부(120)는 지향각 정보를 이용하여, 제1 지향성 안테나가 서빙 기지국(522)을 지향하도록 제1 지향성 안테나의 회전(수평 각도) 및 틸팅(수직 각도)를 기계적으로 조절할 수 있다. 이 경우 제1 지향성 안테나는 서빙 기지국의 방향으로 물리적으로 회전 및 틸팅함으로써, 안테나 이득이 극대화하게 된다.
한편 서빙 기지국의 2차원 좌표(xs, ys)만이 확보되어 있는 경우에도, 제어부(120)는 소정의 값(예를 들어 해당 2차원 좌표 상에서의 해발 고도)를 z 좌표(zs)로 설정하여 지향각 정보를 생성할 수 있다.
한편, 현재 비행체(600)는 비행 중이며, 따라서 비행체의 위치 정보는 실시간으로 변화한다. 따라서 비행체가 이동하는 동안, 제어부(120)는 비행체(600)의 실시간 위치 정보 및 비행체에 링크된 서빙 기지국(522)의 위치 정보를 이용하여 제1 지향성 안테나가 서빙 기지국(522)을 실시간으로 지향하도록 제어할 수 있다.
도 6b는 도 6a의 비행체(600)가 더 이동하였으나 아직 제2 권역(512)에 위치하며 제3 권역(513)에 진입하지 않은 상황을 도시한다.
비행체의 이동 경로(또는 이동 방향)을 고려할 때, 도 6a에서는 비행체(600)가 서빙 기지국(522)에 더욱 접근하고 있는 상태이며, 도 6b에서는 비행체(600)가 서빙 기지국(522)과 멀어지고 있는 상태이다. 그리고 비행체(600)가 서빙 기지국(522)의 거리가 증가할수록, 비행체(600)와 서빙 기지국(522) 간의 수신 신호의 세기가 반비례하여 감소하기 때문에, 제어부(120)는 다른 지상망 기지국과의 링크를 준비할 수 있다.
일 실시예에서, 비행체(600)와 서빙 기지국(522)의 거리가 증가하고 있거나(예를 들어, 서빙 기지국에 대한 제1 지향성 안테나의 방향 벡터()의 크기가 증가하고 있거나), 수신 신호 세기가 약해지고 있는 경우, 제어부(120)는 다른 지상망 기지국과의 링크를 준비할 수 있다.
비행체가 이동하는 동안, 그리고 제1 지향성 안테나가 서빙 기지국을 지향하는 동안, 제어부(120)는 비행체의 위치 정보 및 하나 이상의 이웃 기지국의 위치 정보를 이용하여 복수의 지향성 안테나 중 제2 지향성 안테나가 하나 이상의 이웃 기지국을 지향하도록 제어할 수 있다(S350).
구체적으로 제어부(120)는 비행체가 이동할 다음 권역에 대한 정보를 획득할 수 있다(S425). 더욱 구체적으로 제어부(120)는 비행체(600)의 미리 설정된 이동 경로 또는 현재의 이동 방향에 기반하여, 비행체(600)가 진입할 새로운 권역에 대한 정보를 획득할 수 있다. 그리고 제어부(120)는 새로운 권역에서의 최적 지상망 기지국을 타겟 기지국으로 선정할 수 있다. 여기서 타겟 기지국이란 비행체가 다음에 링크될 기지국으로 선정된 지상망 기지국을 의미할 수 있다. 다시 말해서 타겟 기지국이란, 비행체(600)가 이동할 다음 권역에서의 최적 지상망 기지국으로 미리 선정된 기지국일 수 있다.
도 6b를 참고하면, 비행체(600)가 제3 권역(513)으로 진입할 예정이다. 따라서 제어부(120)는 제3 권역(513)에서의 최적 지상망 기지국인 제3 지상망 기지국(523)을 타겟 기지국으로 선정할 수 있다.
타겟 기지국(523)이 선정되면, 제어부(120)는 비행체가 다음 권역에 이동하기 전 제2 지향성 안테나가 타겟 기지국(523)을 미리 지향하도록 제어할 수 있다(S430).
구체적으로 제어부(120)는 비행체(600)의 3차원 좌표 정보 및 타겟 기지국(523)의 3차원 좌표 정보를 이용하여 제2 지향성 안테나의 지향각 정보를 산출할 수 있다. 이는 다음과 같은 수학식으로 표현될 수 있다.
(xn, yn, zn: 타겟 기지국의 3차원 좌표 정보, xu, yu, zu: 비행체의 3차원 좌표 정보, : 타겟 기지국에 대한 제2 지향성 안테나의 방향 벡터)
이 경우 제어부(120)는 제2 지향성 안테나의 방향 벡터를 이용하여 방위각 및 편각 정보를 포함하는 지향각 정보를 생성하고, 지향각 정보를 이용하여 제2 지향성 안테나가 서빙 기지국(522)을 지향하도록 제어할 수 있다. 또한, 비행체의 위치 정보는 실시간으로 변화하기 때문에, 비행체가 이동하는 동안, 제어부(120)는 비행체(600)의 실시간 위치 정보 및 타겟 기지국(523)의 위치 정보를 이용하여 제2 지향성 안테나가 타겟 기지국(523)을 실시간으로 지향하도록 제어할 수 있다.
다만, 비행체(600)가 아직 제2 권역(512)에 위치하기 때문에, 제어부(120)는 서빙 기지국(522)과의 링크를 유지하며, 타겟 기지국(523)으로의 핸드오버는 아직 수행하지 않을 수 있다. 도 6b에서, 제2 지향성 안테나가 타겟 기지국(523)을 지향하고 있으나 타겟 기지국(523)과의 링크를 설립하지 않은 상태는, 점선으로 도시하였다.
다음으로, 비행체(600)가 다음 권역으로 이동하면, 제어부(120)는 제2 지향성 안테나에 의해 지향된 타겟 기지국(523)으로의 핸드오버를 수행할 수 있다(S435).
구체적으로 도 6c를 참고하면, 비행체(600)는 다음 권역인 제3 권역(513)에 진입한 상태이다. 이 경우 제어부(120)는 기존의 서빙 기지국인 제2 지상망 기지국(522)과의 링크를 해제하고, 새로운 서빙 기지국인 제3 지상망 기지국(523)과의 링크를 설립할 수 있다. 도 6c에서, 비행체(600)와 새로운 서빙 기지국(523)과의 링크는 실선으로 도시하였다.
제2 권역(512)에서 설명한 제1 지향성 안테나와 제2 지향성 안테나의 역할은, 제3 권역(513)에서 스위칭될 수 있다. 이에 따라, 비행체(600)가 제3 권역(513)을 이동하는 동안, 제2 지향성 안테나는 새로운 서빙 기지국(523)을 실시간으로 지향하고, 제1 지향성 안테나는 제4 권역(514)에 진입하기 전 타겟 기지국(524)를 미리 지향할 수 있다.
다음은 제2 모드와 관련하여 도 4, 도 7 및 도 8을 참고하여 설명한다. 앞선 제1 모드에 대한 설명은 모순되지 않는 범위에서 제2 모드에도 적용될 수 있다.
도 7은 비행체가 회랑을 이탈한 상황을 도시한 도면이다.
비행체의 현재 위치에서의 최적 지상망 기지국에 대한 정보를 보유하지 않은 경우(S410), 제어부(120)는 제2 모드로 동작할 수 있다. 도 7에서는, 비행체(600)가 고의로 또는 기상 등의 외부 요인에 의해 회랑(1200)을 이탈한 상황을 가정하며, 회랑(1200)을 이탈한 비행체(700)의 동작을 제2 모드의 예로써 설명한다.
도 8은 최적 지상망 기지국에 대한 정보를 보유하지 않은 상태에서, 복수의 안테나를 제어하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
서빙 기지국이란, 현재 비행체(700)(또는 안테나 제어 장치)가 링크되어 있는 기지국일 수 있다. 도 8a를 참고하면, 비행체(700)는 제1 지상망 기지국(811)에 링크되어 있는 상태로, 제1 지상망 기지국(811)이 현재의 서빙 기지국일 수 있다. 도면 상에서, 비행체(700)와 서빙 기지국(811)과의 링크는 실선으로 도시하였다.
한편 이웃(neighbor) 기지국이란, 서빙 기지국이 아닌 다른 지상망 기지국을 의미할 수 있다. 또한 이웃(neighbor) 기지국이란, 비행체(700)(또는 안테나 제어 장치)가 위치 정보를 보유하고 있는 지상망 기지국을 의미할 수 있다.
비행체(700)가 이동하는 동안, 제어부(120)는 비행체의 위치 정보 및 비행체에 링크된 서빙 기지국(811)의 위치 정보를 이용하여 복수의 지향성 안테나 중 제1 지향성 안테나가 서빙 기지국을 지향하도록 제어할 수 있다(S350, S440).
구체적으로 제어부(120)는 비행체(700)의 실시간 3차원 좌표 정보 및 서빙 기지국(811)의 3차원 좌표 정보를 이용하여 제1 지향성 안테나의 지향각 정보를 산출하고, 지향각 정보를 이용하여 제1 지향성 안테나의 회전(수평 각도) 및 틸팅(수직 각도)를 실시간으로, 그리고 기계적으로 조절할 수 있다. 이 경우 제1 지향성 안테나는 서빙 기지국(811)의 방향으로 물리적으로 회전 및 틸팅함으로써, 안테나 이득이 극대화하게 된다.
제어부(120)는 비행체의 위치 정보 및 하나 이상의 이웃 기지국의 위치 정보를 이용하여 복수의 지향성 안테나 중 제2 지향성 안테나가 하나 이상의 이웃 기지국을 지향하도록 제어할 수 있다(S350).
구체적으로 비행체가 이동하는 동안, 그리고 제1 지향성 안테나가 서빙 기지국을 지향하는 동안, 제어부(120)는 제2 지향성 안테나가 타겟 기지국을 탐색하도록 제어할 수 있다. 타겟 기지국이란 비행체가 다음에 링크될 기지국으로 선정된 지상망 기지국을 의미하는 것으로, 타겟 기지국을 탐색한다는 것은 타겟 기지국을 선정하기 위하여 이웃 기지국들을 스캔하는 것을 의미할 수 있다.
구체적으로, 제1 지향성 안테나가 서빙 기지국(821)을 지향하는 동안, 제어부(120)는 제2 지향성 안테나가 하나 이상의 이웃 기지국(821, 822, 823, 824, 831, 832, 833, 834, 835, 836)을 차례로 지향하도록 제어할 수 있다(S445). 여기서 하나 이상의 이웃 기지국을 차례로 지향한다는 것은, 제2 지향성 안테나가 모든 방향을 스캔하기 위하여 모든 방향을 지향하도록 하는 것이 아니라, 하나 이상의 이웃 기지국을 스캔하기 위하여 하나 이상의 이웃 기지국 방향만을 선별하여 지향하는 것을 의미할 수 있다.
또한 제어부(120)는 비행체의 위치 정보 및 하나 이상의 이웃 기지국의 위치 정보를 이용하여, 하나 이상의 이웃 기지국을 순차적으로 지향하도록 제2 안테나를 제어할 수 있다. 여기서 하나 이상의 이웃 기지국을 순차적으로 지향한다는 것은, 하나 이상의 이웃 기지국(또는 하나 이상의 후보 기지국) 중 비행체(700)와 더 가까운 이웃 기지국(또는 후보 기지국)을 더 우선적으로 지향하는 것을 의미할 수 있다.
안테나 제어 장치(100)는 위성(도 7의 690)과 통신하여 비행체의 위치 정보를 획득할 수 있다. 그리고 제어부(120)는 비행체의 위치 정보 및 하나 이상의 이웃 기지국의 위치 정보를 이용하여 하나 이상의 지향각 정보를 산출하고, 하나 이상의 이웃 기지국을 차례로 지향하도록 제2 안테나를 제어할 수 있다. 또한 하나 이상의 이웃 기지국을 차례로 지향하는 동안, 제어부(120)는 통신 품질(예를 들어 수신 신호의 감도)를 모니터링 할 수 있다.
한편 안테나 제어 장치(100)가 위치 정보를 보유한 이웃 기지국(821, 822, 823, 824, 831, 832, 833, 834, 835, 836)을 지향하는 것으로 설명하였으나 이에 한정되지 않으며, 이웃 기지국(821, 822, 823, 824, 831, 832, 833, 834, 835, 836) 중 일부를 선정하여 지향하는 방식으로 구현될 수도 있다.
구체적으로 제어부(120)는 비행체의 위치 정보 및 복수의 지상망 기지국의 위치 정보를 이용하여 하나 이상의 후보 기지국(821, 822, 823, 824)을 선정하고, 제2 지향성 안테나가 하나 이상의 후보 기지국(821, 822, 823, 824)을 차례로 지향하도록 제어할 수 있다.
더욱 구체적으로, 제어부(120)는 비행체의 위치 정보 및 복수의 지상망 기지국의 위치 정보를 이용하여 비행체로부터 일정 거리 내에 위치하는 하나 이상의 후보 기지국을 선정할 수 있다. 다른 실시 예로, 제어부(120)는 비행체의 위치 정보 및 복수의 지상망 기지국의 위치 정보를 이용하여, 비행체와 가장 가까운 일정 개수의 후보 기지국을 선정할 수 있다. 그리고 나서 제어부(120)는 비행체의 위치 정보 및 하나 이상의 후보 기지국의 위치 정보를 이용하여 하나 이상의 지향각 정보를 산출하고, 하나 이상의 후보 기지국을 차례로 지향하도록 제2 지향성 안테나를 제어할 수 있다.
한편 제어부(120)는 제1 지향성 안테나가 서빙 기지국(811)을 지향하는 경우의 통신 품질보다, 제2 지향성 안테나가 하나 이상의 이웃 기지국(또는 후보 기지국)을 지향하는 경우의 통신 품질이 우수해질 때까지, 이웃 기지국(또는 후보 기지국)을 반복하여 스캔할 수 있다.
또한 비행체(700)가 이동하여 비행체(700)의 위치가 변경되는 경우, 제어부(120)는 새로운 하나 이상의 후보 기지국을 선정하고, 새로운 하나 이상의 후보 기지국을 차례로 지향하며 통신 품질(예를 들어 수신 신호의 감도)을 모니터링 할 수 있다.
제2 지향성 안테나가 특정 이웃 기지국을 지향하는 경우의 통신 품질이 제1 지향성 안테나가 서빙 기지국을 지향하는 경우의 통신 품질보다 우수한 경우, 제어부(120)는 특정 이웃 기지국을 타겟 기지국으로 선정하고, 서빙 기지국으로부터 타겟 기지국으로의 핸드오버를 수행할 수 있다.
일 예로, 제어부(120)는 이웃 기지국 별(또는 후보 기지국 별) 수신 신호 감도를 반복적으로 수집할 수 있다. 그리고 제2 지향성 안테나가 특정 이웃 기지국을 지향하는 경우의 수신 신호의 감도가 제1 지향성 안테나가 서빙 기지국을 지향하는 경우의 수신 신호의 감도보다 큰 경우, 제어부(120)는 특정 이웃 기지국을 타겟 기지국으로 선정할 수 있다.
도 8a를 참고하면, 복수의 후보 기지국(821, 822, 823, 824)이 존재하며, 제2 지향성 안테나가 제1 후보 기지국(821)을 지향하는 경우의 통신 품질이 제1 지향성 안테나가 서빙 기지국(811)을 지향하는 경우의 통신 품질보다 우수한 경우, 제어부(120)는 제1 후보 기지국(821)을 타겟 기지국으로 선정할 수 있다. 또한 제어부(120)는 현재의 서빙 기지국(811)와의 링크를 해제하고, 선정된 타겟 기지국인 제1 후보 기지국(821)과의 링크를 설립할 수 있다. 이에 따라 제1 후보 기지국(821)이 새로운 서빙 기지국이 되며, 도 8b에서는 비행체(700)와 새로운 서빙 기지국(821)과의 링크를 실선으로 도시하였다.
한편 제어부(120)는, 복수의 후보 기지국(821, 822, 823, 824) 중 제1 후보 기지국(821)을 제2 지향성 안테나로 지향하고 있는 상태에서, 제1 후보 기지국(821)과의 링크를 설립할 수 있다.
한편 현재의 서빙 기지국(811)과의 순간적인 통신 장애로 인하여, 제2 지향성 안테나가 제1 후보 기지국(821)을 지향하는 경우의 통신 품질이 제1 지향성 안테나가 서빙 기지국(811)을 지향하는 경우의 통신 품질보다 더 우수하기는 하지만, 임계값을 만족하지 못하는 경우가 발생할 수 있다. 이 경우 제어부(120)는 제1 후보 기지국(821)으로의 핸드오버를 수행하지 않을 수 있다.
한편 도 8a를 다시 참고하면, 둘 이상의 후보 기지국(821, 822)에 각각 대응하는 둘 이상의 통신 품질이, 제1 지향성 안테나가 서빙 기지국(811)을 지향하는 경우의 통신 품질보다 우수한 경우가 발생할 수 있다. 일 실시예로, 제어부(120)는 제1 후보 기지국(821)에 대응하는 제1 통신 품질 및 제2 후보 기지국(822)에 대응하는 제2 통신 품질 중 더 우수한 제1 통신 품질을 선정하고, 제1 후보 기지국(821)으로의 핸드오버를 수행할 수 있다. 다른 실시예로, 제어부(120)는 제1 후보 기지국(821) 및 제2 후보 기지국(822) 중 비행체(700)의 이동 경로(또는 현재의 이동 방향)에 더 가까이 위치하는 제1 후보 기지국(821)을 타겟 기지국으로 선정하고, 제1 후보 기지국(821)으로의 핸드오버를 수행할 수 있다.
새로운 서빙 기지국(821)으로의 핸드오버가 완료된 경우, 제1 지향성 안테나의 역할과 제2 지향성 안테나의 역할이 스위칭되어, 제2 지향성 안테나는 새로운 서빙 기지국(821)을 지향하고 제1 지향성 안테나는 하나 이상의 이웃 기지국을 지향할 수 있다.
구체적으로 도 8c를 참고하면, 비행체가 이동하는 동안, 제어부(120)는 제2 지향성 안테나가 새로운 서빙 기지국(821)을 지향하도록 제어하고, 제1 지향성 안테나가 하나 이상의 이웃 기지국을 차례로 지향하도록 제어할 수 있다(S455). 비행체(700)의 위치가 변경됨에 따라 하나 이상의 후보 기지국(824, 831, 832, 833)이 새로 선정될 수 있음은, 앞서 설명한 바 있다.
한편 제어부(120)는, 비행체(700)의 위치 정보와, 해당 위치에서의 하나 이상의 이웃 기지국에 대응하는 하나 이상의 통신 품질을 매칭한 매칭 정보를 생성하고, 매칭 정보를 메모리(130)에 저장하거나 이동통신 사업자의 서버에 전송할 수 있다. 이동통신 사업자는 다수의 비행체로부터 매칭 정보를 수집하여, 위치별(또는 권역별) 최적 지상망 기지국에 대한 정보를 생성할 수 있다.
한편, 앞선 설명에서는 복수의 지향성 안테나가 제1 지향성 안테나 및 제2 지향성 안테나로 구성되는 것으로 설명하였으나, 복수의 지향성 안테나는 셋 이상의 지향성 안테나로 구성되어 상술한 동작들을 다양한 방식으로 구현할 수 있다. 예를 들어 제2 모드에서, 제어부(120)는 제1 지향성 안테나로 서빙 기지국을 지향하는 상태에서, 다른 복수의 지향성 안테나를 이용하여 타겟 기지국을 탐색할 수 있다. 다른 예를 들어, 둘 이상의 지향성 안테나가 하나의 서빙 기지국을 지향하는 것도 가능하다.
다른 예를 들어 제1 모드와 제2 모드를 결합한 동작도 가능하다. 즉 제1 지향성 안테나로 서빙 기지국을 지향하는 상태에서, 제어부(120)는 비행체의 이동 경로(또는 이동 방향)를 고려한 다음 권역의 최적 지상망 기지국을 제3 지향성 안테나로 지향하고, 제2 지향성 안테나로 현재 위치에서 현재 서빙 기지국을 대체할 타겟 기지국을 탐색할 수도 있다.
더욱 구체적으로, 비행체가 현재 권역 밖에 위치하는 경우, 제어부(120)는 최적 지상망 기지국에 대한 정보를 보유하지 않고 있기 때문에 제2 모드로 동작할 수 있다. 이에 따라 제어부(120)는 제1 지향성 안테나가 서빙 기지국을 지향하도록 제어하고 제2 지향성 안테나가 타겟 기지국을 탐색하도록 제어하여, 제1 지향성 안테나가 서빙 기지국을 지향하는 동안 제2 지향성 안테나가 하나 이상의 이웃 기지국(또는 후보 기지국)을 차례로 지향하도록 제어할 수 있다. 또한 비행체의 현재의 이동 경로(또는 이동 방향)을 고려하여, 제어부(120)는 비행체가 진입할 예정인 권역에 대한 정보를 획득할 수 있다. 이에 따라 제어부(120)는 제1 모드로 동작하여, 비행체가 진입할 예정인 권역에서의 최적 지상망 기지국을 타겟 기지국으로 선정하고, 제3 지향성 안테나가 해당 권역에서의 타겟 기지국을 미리 지향하도록 제어할 수 있다. 즉 제1 지향성 안테나는 현재의 서빙 기지국을 지향하고, 제2 지향성 안테나는 비행체가 권역에 진입하기 전에 링크 가능한 타겟 기지국을 탐색하며, 제3 지향성 안테나는 비행체가 권역에 진입한 이후에 링크될 타겟 기지국을 미리 지향할 수 있다.
한편 비행체에 대한 지상망 기지국의 상대 위치에 따라 지상망 기지국을 지향하는 지향성 안테나가 결정되는 방식으로 구현될 수도 있다. 일 실시예로, 제어부(120)는 비행체의 이동 경로(또는 이동 방향)에 기초하여, 이동 경로(또는 이동 방향)의 전방에 위치하는 지상망 기지국은 A 지향성 안테나로, 이동 경로(또는 이동 방향)의 측방 또는 후방에 위치하는 지상망 기지국은 B 지향성 안테나로 지향하도록 제어할 수 있다.
예를 들어 도 6a를 다시 참고하면 서빙 기지국(522)이 비행체(600)의 전방에 위치하며, 이 경우 제어부(120)는 A 지향성 안테나를 서빙 기지국(522)을 지향하는 제1 지향성 안테나로 설정할 수 있다.
또한 도 6b를 참고하면, 서빙 기지국(522)이 비행체(600)의 후방에 위치한다. 이 경우 제어부(120)는 B 지향성 안테나를 서빙 기지국(522)을 지향하는 제1 지향성 안테나로 설정하고, A 지향성 안테나를 전방의 타겟 기지국(523)을 미리 지향하는 제2 지향성 안테나로 설정할 수 있다. 즉 상황에 따라, A 지향성 안테나가 제1 지향성 안테나로 설정될 수도 있으며, B 지향성 안테나가 제1 지향성 안테나로 설정될 수도 있다. 마찬가지로, A 지향성 안테나가 제2 지향성 안테나로 설정될 수도 있으며, B 지향성 안테나가 제2 지향성 안테나로 설정될 수도 있다.
이와 같이 본 발명에 따르면, 별도의 UAM 전용 기지국을 설치하는 것 없이도, 지상망 기지국의 형상이 변경되는 것 없이도, 비행체가 지정된 회랑을 벗어나더라도, 별도의 주파수를 할당하는 것 없이도, 비행체에 대한 무선 통신 서비스를 안정적으로 제공할 수 있는 장점이 있다.
또한 비행체의 특성상 비행체와 지상망 기지국이 원거리에 위치함에도 불구하고, 지향성 안테나를 비행체에 설치함으로써 거리의 제약을 극복하고 지상망 기지국의 side-lobe 또는 back-lobe를 활용할 수 있기 때문에, 지상망 기지국에 연결된 사용자 단말들에 성능 열화가 발생하는 것을 방지하면서도 비행체에 대한 안정적인 무선 통신 서비스를 제공할 수 있으며, 지상망 기지국의 형상 변경이 최소화 되기 때문에 망 재설계 등의 부가 비용 발생을 최소화 할 수 있는 장점이 있다.
또한 본 발명에 따르면, 사전에 지상망 기지국에 대한 위치 정보를 알고 있는 상태에서 지상망 기지국에 대해 높은 지향성을 가지도록 안테나를 제어할 수 있는 바, 비행체의 특성상 비행체와 지상망 기지국이 원거리에 위치함에도 불구하고 부족한 신호 세기를 안테나 이득으로 극복할 수 있는 장점이 있다.
한편 빠르게 이동하는 비행체의 특성 상, 타겟 기지국을 실시간으로 탐색하는 것보다는 통계에 기반하여 미리 수립된 최적 지상망 기지국을 활용하는 것이 유리하다. 그리고 본 발명에 따르면, 최적 지상망 기지국 정보를 보유하는 경우에는 제1 모드로 동작하고, 최적 지상망 기지국 정보를 보유하지 않는 경우(예를 들어, 회랑을 벗어난 경우)에는 제2 모드로 동작함으로써, 상황에 맞는 최적의 동작을 제공할 수 있는 장점이 있다.
또한 본 발명에 따르면, 비행체가 고속으로 이동함에도 불구하고, 제1 지향성 안테나로 서빙 기지국을 지향하는 상태에서 제2 지향성 안테나로 미리 타겟 기지국을 지향한 후 핸드오버를 수행함으로써, 핸드오버 직후에도 최상의 통신 품질을 유지하고 연속적인 서비스가 가능한 장점이 있다.
또한 본 발명에 따르면, 제2 지향성 안테나가 모든 방향을 스캔하는 대신, 지상망 기지국의 위치 정보를 이용하여 이웃 기지국만을, 특히 후보 기지국만을 스캔함으로써, 다음에 연결할 타겟 기지국을 빠르게 탐색할 수 있는 장점이 있으며, 이러한 장점은 빠른 속도로 이동하는 비행체에 특히 유리하다.
전술한 본 발명은, 프로그램이 기록된 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체는, 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체의 예로는, HDD(Hard Disk Drive), SSD(Solid State Disk), SDD(Silicon Disk Drive), ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장 장치 등이 있다. 또한, 상기 컴퓨터는 서버의 프로세서(180)를 포함할 수도 있다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니 되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.

Claims (20)

  1. 이동 통신 사업자로부터, 이동통신 서비스를 제공하는 지상망 기지국들의 위치 정보를 수신하는 단계;
    기계적 회전 및 틸팅이 가능한 복수의 지향성 안테나를 포함하는 비행체의 위치 정보를 획득하는 단계; 및
    상기 비행체가 이동하는 동안, 상기 비행체의 위치 정보 및 상기 비행체에 링크된 서빙 기지국의 위치 정보를 이용하여 상기 복수의 지향성 안테나 중 제1 지향성 안테나가 상기 서빙 기지국을 지향하도록 제어하고, 상기 비행체의 위치 정보 및 하나 이상의 이웃 기지국의 위치 정보를 이용하여 상기 복수의 지향성 안테나 중 제2 지향성 안테나가 상기 하나 이상의 이웃 기지국을 지향하도록 제어하는 단계;를 포함하는
    비행체에 탑재되는 안테나 제어 장치의 동작 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 지향성 안테나가 상기 서빙 기지국을 지향하도록 제어하고, 상기 제2 지향성 안테나가 상기 하나 이상의 이웃 기지국을 지향하도록 제어하는 단계는,
    최적 지상망 기지국에 대한 정보를 보유한 경우 상기 제2 지향성 안테나가 타겟 기지국을 미리 지향하도록 제어하는 제1 모드 및 상기 최적 지상망 기지국에 대한 정보를 보유하지 않은 경우 상기 제2 지향성 안테나가 타겟 기지국을 탐색하도록 제어하는 제2 모드로 동작하는
    비행체에 탑재되는 안테나 제어 장치의 동작 방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 지향성 안테나가 상기 서빙 기지국을 지향하도록 제어하고, 상기 제2 지향성 안테나가 상기 하나 이상의 이웃 기지국을 지향하도록 제어하는 단계는,
    상기 제1 지향성 안테나가 상기 서빙 기지국을 지향하는 동안, 상기 제2 지향성 안테나가 상기 하나 이상의 이웃 기지국을 차례로 지향하도록 제어하는 단계를 포함하는
    비행체에 탑재되는 안테나 제어 장치의 동작 방법.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 하나 이상의 이웃 기지국을 차례로 지향하도록 제어하는 단계는,
    상기 비행체의 위치 정보 및 복수의 지상망 기지국의 위치 정보를 이용하여 하나 이상의 후보 기지국을 선정하고, 상기 제2 지향성 안테나가 상기 하나 이상의 후보 기지국을 차례로 지향하도록 제어하는 단계;를 포함하는
    비행체에 탑재되는 안테나 제어 장치의 동작 방법.
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 제1 지향성 안테나가 상기 서빙 기지국을 지향하도록 제어하고, 상기 제2 지향성 안테나가 상기 하나 이상의 이웃 기지국을 지향하도록 제어하는 단계는,
    상기 제2 지향성 안테나가 특정 이웃 기지국을 지향하는 경우의 통신 품질이 상기 제1 지향성 안테나가 상기 서빙 기지국을 지향하는 경우의 통신 품질보다 우수한 경우, 상기 특정 이웃 기지국을 타겟 기지국으로 선정하고, 상기 서빙 기지국으로부터 상기 타겟 기지국으로의 핸드오버를 수행하는 단계;를 포함하는
    비행체에 탑재되는 안테나 제어 장치의 동작 방법.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 제1 지향성 안테나가 상기 서빙 기지국을 지향하도록 제어하고, 상기 제2 지향성 안테나가 상기 하나 이상의 이웃 기지국을 지향하도록 제어하는 단계는,
    새로운 서빙 기지국인 상기 타겟 기지국으로의 핸드오버가 완료된 경우, 상기 비행체가 이동하는 동안 제2 지향성 안테나가 상기 새로운 서빙 기지국을 지향하도록 제어하고, 상기 제1 지향성 안테나가 상기 하나 이상의 이웃 기지국을 지향하도록 제어하는 단계;를 포함하는
    비행체에 탑재되는 안테나 제어 장치의 동작 방법.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 지향성 안테나가 상기 서빙 기지국을 지향하도록 제어하고, 상기 제2 지향성 안테나가 상기 하나 이상의 이웃 기지국을 지향하도록 제어하는 단계는,
    상기 비행체의 이동 경로를 이용하여 상기 비행체가 이동할 다음 권역에 대한 정보를 획득하는 단계; 및
    상기 비행체가 다음 권역으로 이동하면 상기 제2 지향성 안테나에 의해 지향된 타겟 기지국으로의 핸드오버를 수행하는 단계;를 포함하는
    비행체에 탑재되는 안테나 제어 장치의 동작 방법.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 제1 지향성 안테나가 상기 서빙 기지국을 지향하도록 제어하고, 상기 제2 지향성 안테나가 상기 하나 이상의 이웃 기지국을 지향하도록 제어하는 단계는,
    상기 다음 권역에 이동하기 전, 상기 제2 지향성 안테나가 상기 타겟 기지국을 미리 지향하도록 제어하는 단계;를 포함하는
    비행체에 탑재되는 안테나 제어 장치의 동작 방법.
  9. 제 7항에 있어서,
    상기 타겟 기지국은,
    상기 하나 이상의 이웃 기지국 중, 상기 다음 권역에서의 최적 지상망 기지국으로 미리 선정된 기지국인
    비행체에 탑재되는 안테나 제어 장치의 동작 방법.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 복수의 지향성 안테나는, 제3 지향성 안테나를 더 포함하고,
    상기 제1 지향성 안테나가 상기 서빙 기지국을 지향하도록 제어하고, 상기 제2 지향성 안테나가 상기 하나 이상의 이웃 기지국을 지향하도록 제어하는 단계는,
    상기 제1 지향성 안테나가 상기 서빙 기지국을 지향하도록 제어하고, 상기 제2 지향성 안테나 및 상기 제3 지향성 안테나 중 어느 하나가 ‘상기 비행체가 권역에 진입하기 전에 링크 가능한 타겟 기지국’을 탐색하도록 제어하고, 상기 제2 지향성 안테나 및 상기 제3 지향성 안테나 중 다른 하나가 ‘상기 비행체가 권역에 진입한 이후에 링크될 타겟 기지국을 미리 지향하도록 제어하는
    비행체에 탑재되는 안테나 제어 장치의 동작 방법.
  11. 이동 통신 사업자로부터, 이동통신 서비스를 제공하는 지상망 기지국들의 위치 정보를 수신하는 통신부;
    기계적 회전 및 틸팅이 가능한 복수의 지향성 안테나를 포함하는 비행체의 위치 정보를 획득하고, 상기 비행체가 이동하는 동안, 상기 비행체의 위치 정보 및 상기 비행체에 링크된 서빙 기지국의 위치 정보를 이용하여 상기 복수의 지향성 안테나 중 제1 지향성 안테나가 상기 서빙 기지국을 지향하도록 제어하고, 상기 비행체의 위치 정보 및 하나 이상의 이웃 기지국의 위치 정보를 이용하여 상기 복수의 지향성 안테나 중 제2 지향성 안테나가 상기 하나 이상의 이웃 기지국을 지향하도록 제어하는 제어부;를 포함하는
    비행체에 탑재되는 안테나 제어 장치.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 제어부는,
    최적 지상망 기지국에 대한 정보를 보유한 경우 상기 제2 지향성 안테나가 타겟 기지국을 미리 지향하도록 제어하는 제1 모드 및 상기 최적 지상망 기지국에 대한 정보를 보유하지 않은 경우 상기 제2 지향성 안테나가 타겟 기지국을 탐색하도록 제어하는 제2 모드로 동작하는
    비행체에 탑재되는 안테나 제어 장치.
  13. 제 11항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제1 지향성 안테나가 상기 서빙 기지국을 지향하는 동안, 상기 제2 지향성 안테나가 상기 하나 이상의 이웃 기지국을 차례로 지향하도록 제어하는
    비행체에 탑재되는 안테나 제어 장치.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 비행체의 위치 정보 및 복수의 지상망 기지국의 위치 정보를 이용하여 하나 이상의 후보 기지국을 선정하고, 상기 제2 지향성 안테나가 상기 하나 이상의 후보 기지국을 차례로 지향하도록 제어하는
    비행체에 탑재되는 안테나 제어 장치.
  15. 제 13항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제2 지향성 안테나가 특정 이웃 기지국을 지향하는 경우의 통신 품질이 상기 제1 지향성 안테나가 상기 서빙 기지국을 지향하는 경우의 통신 품질보다 우수한 경우, 상기 특정 이웃 기지국을 타겟 기지국으로 선정하고, 상기 서빙 기지국으로부터 상기 타겟 기지국으로의 핸드오버를 수행하는
    비행체에 탑재되는 안테나 제어 장치.
  16. 제 15항에 있어서,
    상기 제어부는,
    새로운 서빙 기지국인 상기 타겟 기지국으로의 핸드오버가 완료된 경우, 상기 비행체가 이동하는 동안 제2 지향성 안테나가 상기 새로운 서빙 기지국을 지향하도록 제어하고, 상기 제1 지향성 안테나가 상기 하나 이상의 이웃 기지국을 지향하도록 제어하는
    비행체에 탑재되는 안테나 제어 장치.
  17. 제 11항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 비행체의 이동 경로를 이용하여 상기 비행체가 이동할 다음 권역에 대한 정보를 획득하고,
    상기 비행체가 다음 권역으로 이동하면 상기 제2 지향성 안테나에 의해 지향된 타겟 기지국으로의 핸드오버를 수행하는
    비행체에 탑재되는 안테나 제어 장치.
  18. 제 17항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 다음 권역에 이동하기 전, 상기 제2 지향성 안테나가 상기 타겟 기지국을 미리 지향하도록 제어하는
    비행체에 탑재되는 안테나 제어 장치.
  19. 제 18항에 있어서,
    상기 타겟 기지국은,
    상기 하나 이상의 이웃 기지국 중, 상기 다음 권역에서의 최적 지상망 기지국으로 미리 선정된 기지국인
    비행체에 탑재되는 안테나 제어 장치.
  20. 안테나 제어 장치가 탑재된 비행체에 있어서,
    이동 통신 사업자로부터, 이동통신 서비스를 제공하는 지상망 기지국들의 위치 정보를 수신하는 통신부;
    기계적 회전 및 틸팅이 가능한 복수의 지향성 안테나; 및
    상기 비행체의 위치 정보를 획득하고, 상기 비행체가 이동하는 동안, 상기 비행체의 위치 정보 및 상기 비행체에 링크된 서빙 기지국의 위치 정보를 이용하여 상기 복수의 지향성 안테나 중 제1 지향성 안테나가 상기 서빙 기지국을 지향하도록 제어하고, 상기 비행체의 위치 정보 및 하나 이상의 이웃 기지국의 위치 정보를 이용하여 상기 복수의 지향성 안테나 중 제2 지향성 안테나가 상기 하나 이상의 이웃 기지국을 지향하도록 제어하는 제어부;를 포함하는
    안테나 제어 장치가 탑재된 비행체.
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