WO2020096198A1 - 해상 통신 서비스 제공 방법 및 해상 통신 서비스 제공 장치 - Google Patents

해상 통신 서비스 제공 방법 및 해상 통신 서비스 제공 장치 Download PDF

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WO2020096198A1
WO2020096198A1 PCT/KR2019/012233 KR2019012233W WO2020096198A1 WO 2020096198 A1 WO2020096198 A1 WO 2020096198A1 KR 2019012233 W KR2019012233 W KR 2019012233W WO 2020096198 A1 WO2020096198 A1 WO 2020096198A1
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base station
signal
repeater
buoy
maritime
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PCT/KR2019/012233
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김세훈
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올래디오 주식회사
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W4/00—Services specially adapted for wireless communication networks; Facilities therefor
    • H04W4/30—Services specially adapted for particular environments, situations or purposes
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/14—Relay systems
    • H04B7/15—Active relay systems
    • H04B7/155—Ground-based stations
    • H04B7/15507—Relay station based processing for cell extension or control of coverage area
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W84/00—Network topologies
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    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W88/00—Devices specially adapted for wireless communication networks, e.g. terminals, base stations or access point devices
    • H04W88/18—Service support devices; Network management devices
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
    • Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
    • Y02D30/70—Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks

Definitions

  • the present invention relates to the implementation of a low-power wide area service applicable to the Internet of Thing (IoT), and more specifically, a maritime communication service using a repeater device designed for a marine object such as a fishing vessel, a ship, and a buoy for maritime observation. It is involved in expanding coverage.
  • IoT Internet of Thing
  • the present invention relates to the provision of a new type of repeater device applicable in a maritime environment in which it is difficult to secure isolation of a transmitting and receiving terminal by a geographical feature when providing a maritime communication service through NB (Narrowband) -IoT communication.
  • a phrase real name system is used to display the owner information on the phrase, but only the owner information of the phrase can be checked through the identifier attached to the phrase, and the owner cannot confirm whether the phrase is lost, Lost phrases are still occurring.
  • a repeater that amplifies and re-radiates the weak reception level of the base station signal to improve the service quality is used.
  • a repeater that uses the transmission / reception end isolation by the terrain feature and the feedback signal removal technology is used.
  • a sea object located between the base station and a buoy for identification of fishing gear is searched, and a repeater device installed in the object is used.
  • the purpose is to expand the coverage of maritime communication services by relaying signals.
  • the present invention is designed by separating and repeating the repeater device into a donor device that receives a base station signal and a service device that amplifies and transmits a base station signal to a terminal side, thereby causing an oscillation problem due to feedback of a transmission signal from an existing repeater
  • the object of the present invention is to propose a new type of relaying method that can be applied to a marine environment where it is difficult to secure the isolation of the transmitting and receiving terminal using topographic features.
  • a signal is exchanged between a Donor device and a Service device by frequency relocation using a frequency band that is not used in a maritime communication service (eg, 'NB-IoT communication'), and thus, a maritime using a repeater device. It aims to implement wide area communication service at high quality and low cost.
  • a maritime communication service eg, 'NB-IoT communication'
  • the present invention is to transmit the location information of the phrase from the buoy communication device mounted on the buoy for identification of phrases every set period to the base station on land, expanding the limited communication network according to the service provision distance between the buoy communication device and the base station.
  • a repeater device for buoys for fishing vessels, ships, meteorological observations and marine observations It aims to expand the coverage of maritime IoT communication service based on any one of M's mobile communication methods at low cost.
  • the method for providing a maritime communication service includes the steps of receiving a base station signal from a land base station, and a distance between the land base station and a buoy for identifying a phrase to transmit the base station signal, the selected visible distance. Confirming whether it deviates, and if it is determined that it is out of the visible distance, searching for a first maritime object located within the visible distance from the land base station, and via a repeater device designed for the first maritime object, And transmitting the base station signal to a buoy communication device mounted on the phrase identification buoy.
  • a distance between a receiving unit for receiving a base station signal from a land base station, the land base station, and a buoy for identifying a phrase to transmit the base station signal is a selected visible distance.
  • a signal is relayed using a repeater device installed on a marine object to expand coverage of a maritime communication service.
  • a repeater device installed on a marine object to expand coverage of a maritime communication service.
  • the receiving unit (Donor device) of the base station signal and the transmitting unit (Service device) of the base station signal in the existing repeater device are separated from each other and used in a maritime communication service using NB-IoT.
  • NB-IoT a repeater device to exchange signals between the donor device and the service device by frequency rearrangement using a frequency band that is not used, it is possible to implement a wide area of maritime communication service with high quality and low cost.
  • a low power wide area service applicable to various communication schemes in which a guard band is allocated between other signals and adjacent channels may be implemented.
  • a repeater device in various mobile bodies e.g., fishing vessels, ships
  • fixed facilities e.g., buoys for weather and sea observations, islands
  • FIG. 1 is a view showing an example of a network including a maritime communication service providing apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of a maritime communication service providing apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • 3A and 3B are views illustrating an example of enlarging a service area through a repeater device mounted on a sea object in a sea communication service providing device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a view showing an example of a repeater device designed to prevent feedback input of a signal transmitted from an output terminal in a maritime communication service providing apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a view illustrating an antenna installation environment of a repeater device in an apparatus for providing maritime communication services according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a view showing a frequency band allocated according to a communication method usable in a maritime communication service providing apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • 7A to 7D are a device for providing a maritime communication service according to an embodiment of the present invention, by the frequency relocation using a frequency band not used for the NB-IoT signal, the NB-IoT signal via a repeater device It is a diagram for explaining the process of transmitting to a communication device for anatomy.
  • FIG. 8 is a view showing the configuration of a maritime communication service providing apparatus according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a flowchart illustrating a sequence of a method for providing a maritime communication service according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a view showing an example of a network including a maritime communication service providing apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the network 100 may include a land base station 101, a communication device 102 for use, a repeater device 103, and a device 104 for providing maritime communication services.
  • the land base station 101 may serve to transmit a base station signal (eg, 'NB-IoT signal') to the secondary communication device 102 within a selected visible distance based on a plurality of communication methods.
  • a base station signal eg, 'NB-IoT signal'
  • the communication method may be any one of NB-IoT, LoRaWAN, low power wide area communication of SigFox, and mobile communication of LTE and LTE-M.
  • the buoy communication device 102 is a communication device mounted inside the buoy for identifying phrases and may correspond to a maritime IoT terminal of the maritime communication service.
  • the buoy communication device 102 may serve to transmit various information collected through the buoy for identifying phrases to the land base station 101.
  • the buoy communication device 102 may be mounted on a buoy for identifying phrases, acquires location information of a phrase connected to the phrase identification buoy every set period, and transmits it to the maritime communication service providing apparatus 104 as a terminal signal Can be.
  • the buoy communication device 102 may acquire the connection status information between the buoy for identification of the phrase and the phrase together with the location information, and transmit it to the maritime communication service providing apparatus 104.
  • the maritime communication service providing apparatus 104 in order to transmit a base station signal from the land base station 101 to the buoy communication apparatus 102 outside the selected visual distance, is used for fishing vessels, ships, weather / marine observation buoys, etc.
  • the maritime repeater device 103 mounted on the object can be used.
  • the maritime communication service providing device 104 is a repeater device mounted on a maritime object when the buoy for identification of a fishing gear equipped with the buoy communication device 102 is located at a distance where direct communication with the land base station 101 is impossible. (103) can be applied to expand the scope of the maritime communication service available.
  • the maritime communication service providing device 104 can expand the area of the maritime communication service in a mobile environment.
  • the maritime communication service providing device 104 may expand the coverage of the maritime communication service through the maritime repeater device 103.
  • the maritime communication service providing apparatus 104 may receive the location information of a phrase from the buoy communication apparatus 102, and even when the period comes, the location information from the buoy communication apparatus 102 If not received, a fishing vessel within a predetermined range may be searched based on the location information received in the previous cycle, and a search request signal for the phrase may be transmitted.
  • the maritime communication service providing apparatus 104 of the present invention may be implemented inside or outside the land base station 101, but for convenience of description, the maritime communication service providing apparatus 104 is provided with the land base station 101 in this specification. It will be described as limited to be implemented outside of.
  • the maritime communication service providing apparatus 104 of the present invention transmits a base station signal to a donor device that receives a base station signal from the land base station 101 and the communication device 102 for use.
  • a donor device that receives a base station signal from the land base station 101 and the communication device 102 for use.
  • It can be configured as a service device.
  • the donor device may be implemented inside or on the ground of the base station, and in some cases, may be implemented in a marine object such as a ship, and the service device may be implemented in a marine object spaced apart from the donor device.
  • a repeater mounted on a buoy for marine vessels, fishing vessels, and weather / maritime observations is operated according to a communication distance with the base station 101 on land.
  • the service area can be expanded.
  • NB-IoT-based low-power wide area service may be implemented by using two repeater devices (donor devices and service devices) installed spaced apart from each other.
  • a donor device when designing an NB-IoT-based repeater device, a service device for a marine object by frequency converting an NB-IoT signal from a base station into a frequency band not used for the NB-IoT signal To be sent to, a donor device can be designed.
  • the donor device is a frequency-converted signal (repeater signal) is relocated to the same frequency as the original base station signal (NB-IoT signal), the buoy communication device mounted on the phrase identification buoy
  • the service device can be designed to relay to.
  • FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of a maritime communication service providing apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • an apparatus 200 for providing a maritime communication service includes a receiving unit 210, a checking unit 220, a searching unit 230, and a processing unit 240. Can be.
  • the receiver 210 receives a base station signal transmitted from a land base station.
  • the reception unit 210 is a low-power wide area communication of NB-IoT, LoRaWAN, SigFox, And based on the communication method selected from LTE, LTE-M mobile communication, it is possible to receive the base station signal.
  • the reception unit 210 may receive the NB-IoT signal as the base station signal.
  • the confirmation unit 220 checks whether the distance between the land base station and the buoy for identification of a phrase (a marine IoT terminal) to which the base station signal is to be transmitted is outside the selected visible distance.
  • the confirming unit 220 determines whether the distance separated between the land base station and the fishing vessel identification buoy is out of the visible distance capable of transmitting a base station signal from the land base station to the fish eye identification buoy, thereby determining whether direct communication is possible. can do.
  • the base station signal is relayed. It can be sent directly to the buoy communication device mounted on the phrase identification buoy without going through the device.
  • the confirmation unit 220 when it is confirmed that the confirmation unit 220 is out of the visible distance, it is determined that direct communication between the land base station and the phrase identification buoy is impossible, and through the processing unit 240 to be described later, using a repeater device, the The base station signal can be transmitted to a distant use communication device.
  • the repeater device may be mounted on various objects located on the sea, such as a fishing vessel or a ship, a buoy for weather observation, a buoy for sea observation, and an island, and through the navigation unit 230 to be described later, various marine objects Middle, it is possible to determine a repeater device to be used when transmitting the base station signal by searching for a first maritime object located at an appropriate point between a land base station and a buoy for fishing gear identification.
  • the search unit 230 searches for a first maritime object located within the visible distance from the land base station.
  • the search unit 230 may search for a fixed body of at least one of a buoy for meteorological observation, a buoy for maritime observation, a buoy for identification of other phrases, and an island as the first maritime object, and within the visible distance. If the fixed body is not searched, as the first marine object, at least one moving object of a fishing vessel and a ship can be searched.
  • the search unit 230 preferentially searches the stationary object as the first maritime object, thereby Through the attached repeater device, it is possible to further transmit information about a fixed-state phrase to a land base station.
  • the search unit 230 may preferentially search for the moving object as the first nautical object if the visible distance between the land base station and the phrase identification buoy is greater than or equal to a reference value.
  • the processing unit 240 may transmit a movement command to the mobile body, so that the service coverage can be further expanded.
  • the search unit 230 may search for the first maritime object located close to a straight line connecting the land base station and the phrase identification buoy among the first maritime objects within the visible distance.
  • the search unit 230 finds the shortest path from the land base station to the phrase identification buoy, is located on the shortest path, or is close to the shortest path The first nautical object can be searched.
  • the processing unit 240 transmits the base station signal to a buoy communication device mounted on the phrase identification buoy via a repeater device designed for the first marine object.
  • the processing unit 240 Before transmitting the base station signal, the processing unit 240, by the search unit 230, when the first maritime object located at an appropriate point between the land base station and the phrase identification buoy, is determined (determined), the first 1 As a repeater device designed (installed) on a marine object, input a signal for operating the repeater device, and when the operation of the repeater device is confirmed, the base station signal, via the repeater device, the buoy communication It can be sent to the device.
  • the processing unit 240 is based on a communication method selected from one of NB-IoT, LoRaWAN, low power wide area communication of SigFox, and mobile communication of LTE and LTE-M, and transmits the base station signal through the repeater device. It can be transmitted to the above-mentioned communication device.
  • the processing unit 240 is a frequency band usable by the land base station among the first frequency band and the second frequency band spaced apart from the first frequency band, which are allocated to the selected communication method, and the first frequency band When this is set, the base station signal received from the land base station may be frequency-converted to a repeater signal using the second frequency band using the first frequency band, and input to the repeater device.
  • the repeater device may restore the repeater signal to the base station signal using the first frequency band, amplify the restored base station signal, and output it to the secondary communication device.
  • the processing unit 240 uses the 'NB-IoT communication method' in which a frequency band 701 and a frequency band 702 spaced apart from the frequency band 701 are allocated as a main communication method.
  • a frequency band 701 and a frequency band 702 spaced apart from the frequency band 701 are allocated as a main communication method.
  • both the frequency band 701 and the frequency band 702 may be set as usable frequency bands, and among the frequency band 701 and the frequency band 702 It is also possible to set only one of them to a usable frequency band.
  • the receiving unit 210 receives the base station signal ('NB-IoT signal') from the land base station through the frequency band 701.
  • the processing unit 240 may convert the frequency arrangement of the base station signal based on the frequency band 702 not used in the base station signal ('NB-IoT signal').
  • the processing unit 240 is an NB-IoT signal using the frequency band 701 as shown in FIG. 7A, and a repeater signal of the frequency band 702 not used for the NB-IoT signal, as shown in FIG. 7B It can be converted and input to the repeater device.
  • the repeater device may convert the frequency arrangement of the input repeater signal and restore the NB-IoT signal on the frequency band 701 again.
  • the processing unit 240 may transmit to the repeater device.
  • the repeater signal may be selected by filtering at least one of the feedback signal and the LTE signal from the input signal.
  • some of the LTE signal in the frequency band 703 transmitted from the land base station and the NB-IoT signal restored and output by the repeater device Feedback signals can be input together.
  • the repeater device prior to performing restoration with the NB-IoT signal, among all signals input to the repeater device, the LTE signal on the frequency band 703 and the feedback signal on the frequency band 701.
  • the selected repeater signal may be restored to an NB-IoT signal in the frequency band 701, as shown in FIG. 7D.
  • the repeater device may amplify the restored NB-IoT signal (base station signal) through an amplifier (Amp.) As shown in FIG. 4 and output the amplified signal to an auxiliary communication device.
  • the processing unit 240 does not directly input the NB-IoT signal (base station signal) received from the base station to the repeater device, but the NB-IoT signal at the base station.
  • the oscillation problem of the repeater device is low cost.
  • the buoy communication device mounted on the phrase identification buoy receives the terminal signal generated by the phrase identification buoy ('maritime IoT terminal'), and the buoy communication. It can be transmitted (input) to the repeater device through the device.
  • the secondary communication device may frequency-convert the terminal signal and transmit it to the repeater device.
  • the receiver 210 receives the terminal signal that has been frequency-converted and restored by the repeater device, and the repeater device.
  • the processing unit 240 may transmit the received terminal signal to the land base station.
  • the secondary communication device may frequency-convert the terminal signal ('NB-IoT signal') to a repeater signal on the second frequency band and input it to the repeater device.
  • the repeater device filters the LTE signal, feedback signal, and the like included in the input signal, selects the repeater signal, restores the selected repeater signal to a terminal signal on the first frequency band, and provides a maritime communication service of the present invention It can be output to the device 100.
  • the receiver 210 may provide the land base station with information on the position and state of a phrase included in the terminal signal by transmitting the terminal signal received from the repeater device to the land base station.
  • the processing unit 240 is a repeater designed for the first nautical object, if the terminal signal is not received even though the set period arrives, from the phrase identification buoy configured to transmit the terminal signal every set period. Via the device, the terminal signal may be requested to the secondary communication device.
  • the confirmation unit 220 may confirm that the buoy for identifying the phrase is out of the visible distance from the land base station, and operate the repeater device through the processing unit 240.
  • the processor 240 determines that the phrase associated with the phrase identification buoy is lost and the fishing vessel manages the phrase With the management terminal, it is possible to guide the lost state of the phrase.
  • the search unit 230 may search for nearby fishing vessels within a certain distance from the buoy for identifying the phrase among the marine objects, and the processing unit 240 is a management terminal of the searched nearby fishing vessels, and requests a search to search for the missing phrase Signals can be sent.
  • the confirmation unit 220 again checks whether the distance between the first maritime object and the phrase identification buoy is outside the visible distance, and when it is determined that it is outside the visible distance, the search unit 230 ) May search for a second maritime object located within the visible distance from each of the first maritime object and the phrase identification buoy.
  • the repeater device designed for the first nautical object repeats the repeater signal to the repeater device designed for the second nautical object without restoring the original signal to the original base station signal, and the repeater designed for the second nautical object
  • the device may restore the repeater signal to the base station signal and transmit it to the secondary communication device.
  • a plurality of maritime objects are selected in consideration of the distance between the land base station and the buoy for identification of a phrase, and repeaters mounted to each maritime object
  • a base station signal terminal signal
  • a maritime communication service can be provided to a maritime IoT terminal located at a distance from the land base station.
  • the processing unit 240 the distance between the first maritime object and the phrase identification buoy, the degree beyond the visible distance is within a reference value, the first maritime object, at least one of the fishing vessel and the ship
  • a movement command for moving the first nautical object to an arbitrary point within the visible distance is transmitted to the repeater device designed in the first nautical object, and through the repeater device, the first 1 It is also possible to transmit the movement command to the management terminal of the maritime object.
  • a signal for relaying a buoy for identification of a fishing vessel on the sea outside a distance capable of communication from a base station on the land is relayed by using a repeater device installed in an object on the ocean, thereby covering the maritime communication service. Can be enlarged.
  • the receiving unit (Donor device) of the base station signal and the transmitting unit (Service device) of the base station signal in the existing repeater device are separated from each other and used in a maritime communication service using NB-IoT.
  • NB-IoT a repeater device to exchange signals between the donor device and the service device by frequency rearrangement using a frequency band that is not used, it is possible to implement a wide area of maritime communication service with high quality and low cost.
  • 3A and 3B are views illustrating an example of enlarging a service area through a repeater device mounted on a sea object in a sea communication service providing device according to an embodiment of the present invention.
  • the apparatus for providing a maritime communication service is located between the buoys 302 for identifying phrases outside the NB-IoT communication possible distance from the land base station 301.
  • a visible distance may be secured to expand a service area.
  • the maritime communication service providing apparatus when trying to transmit a base station signal from the land base station 301 to the buoy 302 for phrase identification out of the NB-IoT communication range, as shown in FIG. 3A, the land base station 301 ) And search for a moving object 303, such as a fishing vessel or a ship, located between the fishing gear identification buoy 302 as a maritime object, and via the repeater device mounted on the moving object 303, the base station signal is used for fishing gear identification buoy. Can be sent to (302).
  • a moving object 303 such as a fishing vessel or a ship
  • the maritime communication service providing apparatus operates a repeater device mounted on a mobile body located in the middle of the land base station 301 and the fishing vessel located in the middle of the land base station 301, the phrase identification buoy 302 located at a non-visible distance, You can secure the distance.
  • the maritime communication service providing apparatus the mobile station 303, because the position of the antenna for receiving the base station signal from the land base station 301, the phrase identification buoy 302 can be higher, the phrase identification buoy Since a sufficient visible distance can be secured compared to 302, it is easy to expand the service area capable of relay transmission of the base station signal.
  • a stationary body 304 such as a buoy for meteorological observation, a buoy for maritime observation, and an island located between the land base station 301 and the buoy 302 for fishing gear identification.
  • the base station signal may be transmitted to the phrase identification buoy 302 through a repeater device mounted on the stationary body 304.
  • a fixed body 304 such as a buoy for meteorological observation and a buoy for marine observation has a large structure, and since the antenna of the fixed body 304 is mounted at a position higher than 5 m from the sea level, the apparatus for providing maritime communication services is high. By operating the repeater device mounted on the congestion 304, a sufficient visible distance can be secured to expand the service area.
  • the maritime communication service providing apparatus receives information about a fixed phrase that cannot be transmitted through the repeater apparatus mounted on the mobile body 303 through the repeater apparatus mounted on the fixed body 304, and the land base station ( 301).
  • the apparatus for providing a maritime communication service may implement a low-power wide area service by expanding the coverage of the maritime communication service in a mobile environment or a fixed environment.
  • FIG. 4 is a view showing an example of a repeater device designed to prevent feedback input of a signal transmitted from an output terminal in a maritime communication service providing apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the apparatus 400 for providing a maritime communication service uses a repeater apparatus 410 installed in a maritime object to identify a base station signal received from a land base station, for phrase identification. It can be transmitted to the buoy communication device 420 mounted on the buoy.
  • the maritime communication service providing apparatus 400 relocates the base station signal (eg, 'NB-IoT signal') received from the base station using a frequency band not used in the NB-IoT communication method, and repeaters according to the relocation.
  • the signal can be input to the input terminal of the repeater device 410.
  • the signal input to the repeater device 410 is a signal transmitted from the base station in a communication method different from the NB-IoT (eg, 'LTE signal'), and is transmitted from the output terminal of the repeater device 410
  • a feedback signal of a base station signal ('NB-IoT signal') may be included.
  • the repeater device 410 may select the repeater signal by filtering the identifiable LTE signal and the feedback signal based on the frequency band shown in FIG. 6 from the input signal.
  • the repeater device 410 may redistribute the frequency band of the selected repeater signal to restore the base station signal, and amplify (Amp.) The restored base station signal and transmit it to the secondary communication device 420.
  • the maritime communication service providing apparatus 400 is configured to receive signals of different frequency bands at the input end and the output end of the repeater device 410 by frequency conversion using a frequency band not used in the selected communication method (NB-Io). By inputting and outputting each, it is possible to prevent feedback input of the transmitted base station signal.
  • NB-Io selected communication method
  • FIG. 5 is a view illustrating an antenna installation environment of a repeater device in an apparatus for providing maritime communication services according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 illustrates a repeater apparatus 500 when a NB-IoT communication method is used as a main communication method among a plurality of communication methods in a maritime communication service providing apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • a link antenna 510 for receiving a repeater signal and a service antenna 520 for transmitting a base station signal may be installed.
  • the repeater device 500 receives, through the link antenna 510, a base station signal frequency-converted by a maritime communication service providing device, that is, a repeater signal, and frequency-converts the received repeater signal to the original base station.
  • a base station signal frequency-converted by a maritime communication service providing device that is, a repeater signal
  • the service antenna 520 may be transmitted to the secondary communication device.
  • the link antenna 510 and the service antenna 520 may be installed at the repeater device 500 at a predetermined interval. Accordingly, since isolation can be secured between the two antennas, the repeater device 500 can provide a normal maritime communication service without oscillation.
  • FIG. 6 is a view showing a frequency band allocated according to a communication method usable in a maritime communication service providing apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the apparatus for providing maritime communication services may allocate frequency bands 610 and 620 for NB-IoT signals, and frequency bands 630 for LTE signals, and for different communication schemes.
  • Guard bands 640 and 650 are allocated between the allocated frequency bands 610, 620, and 630 to prevent signal interference when providing a maritime communication service based on a plurality of communication methods.
  • the maritime communication service providing apparatus sets guard bands 640 and 650 on both sides of the frequency band 630 of the LTE signal, and the frequency band 610 allocated to the NB-IoT signal , 620).
  • the apparatus for providing a maritime communication service does not allocate frequency bands 610 and 620 to NB-IoT signals for each base station, but may allocate only one frequency band 610.
  • the band 640 between the allocated frequency band 610 and the frequency band 630 of the LTE signal may be set and allocated as a guard band.
  • the maritime communication service providing apparatus receives an NB-IoT signal (base station signal) using any one of the frequency bands 610 and 620 in providing a maritime communication service using NB-IoT as a main communication method.
  • the other unused frequency band may be used as a band of the repeater signal obtained by frequency-converting the NB-IoT signal.
  • the maritime communication service providing apparatus receives the NB-IoT signal from the land base station using the frequency band 610, and frequency-converts the NB-IoT signal into a repeater signal using the frequency band 620. It is input to the repeater device, and the repeater device may restore the inputted repeater signal back to a base station signal using the frequency band 610 and output it to the secondary communication device.
  • the repeater device since the frequency band used between the repeater signal input to the repeater device and the base station signal output from the repeater device is different, even if the base station signal output from the repeater device is input to the repeater device again, the repeater device is easy to only repeater signals. It is possible to solve the problem of oscillation caused by the feedback signal.
  • 7A to 7D are a device for providing a maritime communication service according to an embodiment of the present invention, by the frequency relocation using a frequency band not used for the NB-IoT signal, the NB-IoT signal via a repeater device It is a diagram for explaining the process of transmitting to a communication device for anatomy.
  • an apparatus for providing a maritime communication service provides a maritime communication service using an NB-IoT communication method as a primary communication method, for each base station, for each NB-IoT signal
  • NB-IoT communication method as a primary communication method
  • frequency band 701 or frequency band 702 can be assigned.
  • the maritime communication service providing apparatus receives the received NB-IoT signal to the NB-IoT signal as shown in FIG. 7B.
  • the frequency may be converted into a repeater signal in the unused frequency band 702 and input to a repeater device.
  • a feedback signal of some of the LTE signal in the frequency band 703 transmitted from the base station and the NB-IoT signal output from the repeater device, as shown in FIG. Can be entered.
  • the repeater device by filtering the LTE signal of the frequency band 703 from all the input signals, and filtering the feedback signal of the frequency band 701, the repeater of the frequency band 702 After the signal is selected, the selected repeater signal may be restored to an NB-IoT signal in the frequency band 701, as shown in FIG. 7D, and output to a buoyant communication device.
  • the maritime communication service providing apparatus does not input the NB-IoT signal received from the base station to the repeater device, but does not use the received NB-IoT signal in the frequency band.
  • the repeater signal converted to the repeater device it is possible to solve the oscillation problem of the repeater device at a low cost in a marine environment in which it is difficult to secure isolation of a transmitting / receiving terminal by terrain features.
  • FIG. 8 is a view showing the configuration of a maritime communication service providing apparatus according to another embodiment of the present invention.
  • an apparatus 800 for providing a maritime communication service may include a donor device 810 and a service device 820.
  • the donor device 810 corresponds to an input terminal of an existing repeater, and may serve to receive a base station signal and transmit it to the service device 820.
  • the service device 820 corresponds to the output terminal of the existing repeater, and may serve to relay the transmitted base station signal to the buoy 802 for phrase identification.
  • the donor device 810 and the service device 820 operate together to perform the role of an existing repeater, but in the present specification, the donor device 810 and the service device 820 are installed at positions spaced apart from each other to operate. Can be.
  • the donor device 810 may be installed inside the base station 801 of the land, and the service device 820 may be installed on the object on the sea.
  • the donor device 810 may be installed at any point on the land where communication with an object on the sea is possible.
  • the donor device 810 may be installed on a marine object such as a fishing vessel, ship, weather / sea observation buoy, and in this case, the service device 820 may be a marine object on which the donor device 810 is installed (eg, ' Fishing boats') and spaced apart from the first marine object (eg, 'ship').
  • a marine object such as a fishing vessel, ship, weather / sea observation buoy
  • the service device 820 may be a marine object on which the donor device 810 is installed (eg, ' Fishing boats') and spaced apart from the first marine object (eg, 'ship').
  • the donor device 810 receives the base station signal from the land base station 801, the low power wide area communication of NB-IoT, LoRaWAN, SigFox between the land base station 801 and the phrase identification buoy 802, and LTE, LTE- It is possible to confirm whether direct communication based on any one of M's mobile communication methods is possible.
  • the donor device 810 checks whether the distance between the land base station 801 and the phrase identification buoy 802 is outside the selected visible distance, and if it is outside the visible distance, it can be confirmed that direct communication is impossible. have.
  • the donor device 810 searches for a first maritime object (eg, 'ship') located within the visible distance from the land base station 801, and passes through a service device 820 designed for the first maritime object.
  • a first maritime object eg, 'ship'
  • the base station signal can be transmitted to a buoy communication device mounted on the phrase identification buoy 802.
  • the donor device 810 frequency-relocates the base station signal to a repeater signal on a frequency band not used by the NB-IoT to provide a service device ( 820), the service device 820, among the signals received by the service device 820, filters the remaining signals (eg, 'NB-IoT signal', 'LTE signal', etc.) except for the repeater signal.
  • the frequency can be rearranged to restore the base station signal, amplify the restored base station signal and transmit it to the secondary communication device.
  • the phrase identification buoy 802 may receive the base station signal through the mounted buoy communication device.
  • the buoy communication device may frequency-convert the terminal signal generated for each period set by the phrase identification buoy 802 and transmit it to the service apparatus 820, and the service apparatus 820 may use the buoy.
  • the terminal signal received from the communication device is frequency-converted and restored, the restored terminal signal is amplified, transmitted to the donor device 810, and the donor device 810 receives the terminal received from the service device 820.
  • the signal can be sent to the land base station 801.
  • the land base station 801 can monitor the location information on the fishing gear connected to the fishing gear buoy 802 in real time.
  • the land base station 801 can recognize a lost state with respect to a phrase in which the terminal signal is not received even when the set period arrives.
  • the land base station 801 may transmit a search request signal for searching for the phrase to the management terminal of the fishing vessel managing the phrase so as to quickly recover the lost phrase.
  • the search request signal may be transmitted to a management terminal of a fishing vessel through a process similar to the base station signal.
  • the donor device 810 frequency-converts the search request signal received from the land base station 801 and sends it to the service device 820, and the service device 820 receives the received search request signal.
  • the frequency-converted, restored, and retrieved search request signal may be transmitted to a management terminal of a fishing vessel (marine object) located near the phrase identification buoy 802 to search for the lost phrase.
  • FIG. 9 describes in detail the operation flow of the maritime communication service providing apparatus 200 according to embodiments of the present invention.
  • FIG. 9 is a flowchart illustrating a sequence of a method for providing a maritime communication service according to an embodiment of the present invention.
  • the method for providing a maritime communication service according to the present embodiment may be performed by the apparatus 200 for providing a maritime communication service described above.
  • steps 910 and 920 the maritime communication service providing apparatus 200, between receiving a base station signal from a land base station and a phrase identification buoy for transmitting the base station signal, and the base station Check that the distance is outside the selected visible distance.
  • the maritime communication service providing apparatus 200 checks whether the distance spaced between the land base station and the phrase identification buoy is outside the visible distance capable of transmitting a base station signal from the land base station directly to the phrase identification buoy. Thus, it is possible to determine whether direct communication is possible.
  • step 930 the maritime communication service providing apparatus 200 uses the received base station signal, the buoy communication device mounted on the phrase identification buoy. Sent directly to.
  • the maritime communication service providing device 200 is a communication device selected for use as a communication method selected from one of NB-IoT, LoRaWAN, and low power wide area communication of SigFox, and mobile communication of LTE and LTE-M.
  • the received base station signal (eg, 'NB-IoT signal') may be transmitted.
  • step 940 the maritime communication service providing apparatus 200 searches for a first maritime object located within the visible distance from the base station.
  • the maritime communication service providing apparatus 200 if there are a plurality of first maritime objects within the visible distance, the land base station finds the shortest path to the buoy for the phrase identification, located on the shortest path, The first nautical object closest to the shortest path can be searched.
  • the maritime communication service providing apparatus 200 when a plurality of maritime objects, including a mobile body and a stationary object, exists between the land base station and the phrase identification buoy, the fixed body is preferentially searched as the first maritime object, Through the repeater device mounted on the fixed body, it is possible to further transmit information about a fixed-state phrase to a land base station.
  • the service area of the maritime communication service may be further expanded through a movement command to the mobile object.
  • step 950 the maritime communication service providing apparatus 200 transmits the received base station signal to the secondary communication apparatus via a repeater apparatus designed for the first maritime object.
  • the maritime communication service providing apparatus 200 inputs an operation signal to the repeater apparatus in an idle state before transmitting the base station signal to the repeater apparatus mounted on the first maritime object, and confirms the operation of the repeater apparatus If it does, the base station signal may be transmitted to the buoy communication device mounted on the phrase identification buoy via the repeater apparatus.
  • the maritime communication service providing apparatus 200 when providing a maritime communication service using NB-IoT as a primary communication method, when providing a maritime communication service using NB-IoT as a primary communication method,
  • NB-IoT signal base station signal
  • the other frequency band 620 that is not used for the NB-IoT signal is utilized, and the NB- After relocating the frequency of the IoT signal, it can be input to the repeater device.
  • the maritime communication service providing apparatus 200 may frequency-convert an NB-IoT signal using the frequency band 610 into a repeater signal using the frequency band 620 and input it to the repeater apparatus.
  • the repeater device filters the feedback signals of the LTE signal in the frequency band 630 and the NB-IoT signal output from the repeater device among signals input to the repeater device, and generates only the repeater signal in the frequency band 620. After selecting and restoring the repeater signal back to an NB-IoT signal using the frequency band 610, the repeater signal may be transmitted to the secondary communication device.
  • the maritime communication service providing apparatus 200 uses the frequency band 610 among the frequency bands 610 and 620 allocated to the NB-IoT communication method to receive the NB-IoT signal from the land base station,
  • the frequency band 620 can be used for signal input to a repeater device.
  • the maritime communication service providing apparatus 200 can easily select only the repeater signal even if the base station signal output from the repeater device is input to the repeater device again, thereby simplifying the oscillation problem due to the feedback signal from the existing repeater. Can be solved.
  • the maritime communication service providing apparatus 200 can easily implement a wide area of a maritime communication service using a new type of repeater device suitable for a maritime environment.
  • a repeater device in transmitting the location information of a phrase from a buoy communication device mounted on a buoy for identification of a phrase every set period, to a base station on the land, the service providing distance between the buoy communication device and the base station
  • a repeater device is designed for buoys for fishing vessels, ships, meteorological observations, and marine observations, and low-power wide areas of NB-IoT (Narrowband IoT)
  • NB-IoT Nearband IoT
  • the method according to the embodiment may be implemented in the form of program instructions that can be executed through various computer means and recorded on a computer-readable medium.
  • the computer-readable medium may include program instructions, data files, data structures, or the like alone or in combination.
  • the program instructions recorded in the medium may be specially designed and configured for the embodiments or may be known and usable by those skilled in computer software.
  • Examples of computer-readable recording media include magnetic media such as hard disks, floppy disks, and magnetic tapes, optical media such as CD-ROMs, DVDs, and magnetic media such as floptical disks.
  • -Hardware devices specifically configured to store and execute program instructions such as magneto-optical media, and ROM, RAM, flash memory, and the like.
  • program instructions include high-level language codes that can be executed by a computer using an interpreter, etc., as well as machine language codes produced by a compiler.
  • the hardware device described above may be configured to operate as one or more software modules to perform the operations of the embodiments, and vice versa.
  • the software may include a computer program, code, instruction, or a combination of one or more of these, and configure the processing device to operate as desired, or process independently or collectively You can command the device.
  • Software and / or data may be interpreted by a processing device, or to provide instructions or data to a processing device, of any type of machine, component, physical device, virtual equipment, computer storage medium or device. , Or may be permanently or temporarily embodied in the transmitted signal wave.
  • the software may be distributed over networked computer systems, and stored or executed in a distributed manner.
  • Software and data may be stored in one or more computer-readable recording media.

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Abstract

해상 통신 서비스 제공 방법 및 해상 통신 서비스 제공 장치가 개시된다. 본 발명의 일실시예에 따른 해상 통신 서비스 제공 방법은, 육상 기지국으로부터 기지국 신호를 수신하는 단계와, 상기 육상 기지국과, 상기 기지국 신호를 송출할 어구 식별용 부이 간 거리가, 선정된 가시 거리를 벗어나는지 확인하는 단계와, 상기 가시 거리를 벗어나는 것으로 확인될 경우, 상기 육상 기지국으로부터 상기 가시 거리 내에 위치하는 제1 해상 오브젝트를 탐색하는 단계, 및 상기 제1 해상 오브젝트에 설계된 중계기 장치를 경유하여, 상기 기지국 신호를, 상기 어구 식별용 부이에 장착된 부이용 통신장치로 송출하는 단계를 포함한다.

Description

해상 통신 서비스 제공 방법 및 해상 통신 서비스 제공 장치
본 발명은 IoT(Internet of Thing)에 적용 가능한 저전력 광역 서비스 구현에 연관되며, 보다 특정하게는 어선, 선박, 해상 관측용 부이(buoy)와 같은 해상의 오브젝트에 설계한 중계기 장치를 사용한 해상 통신 서비스의 커버리지 확대에 연관된다.
또한, 본 발명은 NB(Narrowband)-IoT 통신을 통한 해상 통신 서비스 제공 시, 지형지물에 의한 송수신단의 Isolation 확보가 어려운 해상 환경에서 적용 가능한 새로운 형태의 중계기 장치의 제공에 연관된다.
해양에 설치된 어구가 유실되어 방치되는 경우, 방치된 어구로 인해 해양이 오염될 수 있다.
이에, 유실 어구를 감소시키기 위해서, 어구에 소유자 정보를 표기하는 어구실명제를 도입하였으나, 어구에 부착된 식별자를 통해 어구의 소유자 정보만을 확인할 수 있을 뿐, 어구의 유실 여부를 소유자가 확인할 수 없어, 여전히 유실 어구가 발생하고 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위해, 어구 상태를 실시간 모니터링하여, 소유자에게 알림으로써, 유실 어구를 최소화 하기 위한 해상 통신 서비스가 제안되고 있다.
하지만 기지국과 어구 식별용 부이(buoy) 간에 통신 가능한 거리가 제한되어 있어, 원 거리의 해상에 설치된 어구에 대해서는 서비스가 제공되기 어렵기 때문에, 저전력 광역 서비스의 구현을 위한 해상 통신 서비스의 커버리지 확대 기술이 요구되고 있다.
또한, 일반적인 광역 IoT 서비스에서는 기지국과 단말 간 거리가 멀어질 경우 서비스 품질이 저하될 수 있기 때문에, 서비스 품질 개선을 위해 기지국 신호의 미약한 수신레벨을 증폭해 재 방사하는 중계기가 사용되고 있으며, 특히 중계기에서 송신한 신호가 수신단으로 피드백(Feedback) 되면서 발생되는 발진 문제로, 지형지물에 의한 송수신단Isolation 확보 및 피드백 신호의 제거 기술이 적용된 중계기가 사용되고 있다.
하지만 해상 환경에서는 지형지물에 의한 송수신단 Isolation 확보가 어렵기 때문에, 새로운 중계 방식이 요구된다.
본 발명의 실시예는 육상의 기지국과 해상의 어구 식별용 부이 간에 통신 가능 거리를 벗어나는 경우, 기지국 및 어구 식별용 부이 사이에 위치하는 해상의 오브젝트를 탐색하여, 상기 오브젝트에 설치한 중계기 장치를 사용해 신호를 중계 함으로써, 해상 통신 서비스의 커버리지를 확대하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 중계기 장치를, 기지국 신호를 수신하는 Donor 장치와, 기지국 신호를 증폭 및 단말측에 송출하는 Service 장치로 분리해 이격시켜 설계함으로써, 기존 중계기에서의 송출 신호의 피드백으로 인한 발진 문제를 해소하고, 지형지물을 이용한 송수신단의 Isolation 확보가 어려운 해상 환경에 적용 가능한 새로운 형태의 중계 방식을 제안하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 Donor 장치와 Service 장치 사이에, 해상 통신 서비스(예, 'NB-IoT 통신')에서 사용되지 않는 주파수 대역을 활용한 주파수 재배치에 의해 신호를 교환하도록 함으로써, 중계기 장치를 이용한 해상 통신 서비스를 광역화를 고 품질, 저비용으로 구현하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 설정된 주기 마다 어구 식별용 부이에 장착되는 부이용 통신장치에서 어구의 위치정보를 육상의 기지국으로 송출하는데 있어, 부이용 통신장치와 기지국 간 서비스 제공 거리에 따른 제한적인 통신망을 확대할 수 있도록, 어선, 선박, 기상관측 및 해양관측용 부이에 중계기 장치(Repeater)를 설계하여, NB-IoT(Narrowband IoT, 협대역 IoT), LoRaWAN, SigFox의 저전력 광역 통신, 및 LTE, LTE-M의 이동 통신 중 어느 하나의 통신방식에 기반한 해상 IoT 통신 서비스의 커버리지를 저 비용으로 확장시키는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일실시예에 따른 해상 통신 서비스 제공 방법은, 육상 기지국으로부터 기지국 신호를 수신하는 단계와, 상기 육상 기지국과, 상기 기지국 신호를 송출할 어구 식별용 부이 간 거리가, 선정된 가시 거리를 벗어나는지 확인하는 단계와, 상기 가시 거리를 벗어나는 것으로 확인될 경우, 상기 육상 기지국으로부터 상기 가시 거리 내에 위치하는 제1 해상 오브젝트를 탐색하는 단계, 및 상기 제1 해상 오브젝트에 설계된 중계기 장치를 경유하여, 상기 기지국 신호를, 상기 어구 식별용 부이에 장착된 부이용 통신장치로 송출하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 해상 통신 서비스 제공 장치는, 육상 기지국으로부터 기지국 신호를 수신하는 수신부와, 상기 육상 기지국과, 상기 기지국 신호를 송출할 어구 식별용 부이 간 거리가, 선정된 가시 거리를 벗어나는지 확인하는 확인부와, 상기 가시 거리를 벗어나는 것으로 확인될 경우, 상기 육상 기지국으로부터 상기 가시 거리 내에 위치하는 제1 해상 오브젝트를 탐색하는 탐색부, 및 상기 제1 해상 오브젝트에 설계된 중계기 장치를 경유하여, 상기 기지국 신호를, 상기 어구 식별용 부이에 장착된 부이용 통신장치로 송출하는 처리부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 육상의 기지국으로부터 통신 가능한 거리를 벗어나는 해상의 어구 식별용 부이에 대해, 해상의 오브젝트에 설치한 중계기 장치를 사용해 신호를 중계하여, 해상 통신 서비스의 커버리지를 확대할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 기존 중계기 장치에서의 기지국 신호의 수신부(Donor 장치)와, 기지국 신호의 송출부(Service 장치)를 분리해 서로 이격시키고, NB-IoT를 이용한 해상 통신 서비스에서 사용되지 않는 주파수 대역을 활용한 주파수 재배치에 의해, 상기 Donor 장치와 상기 Service 장치 간에 신호를 교환하도록 중계기 장치를 설계함으로써, 해상 통신 서비스의 광역화를 고 품질, 저 비용으로 구현할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, NB-IoT 통신 외에도, 타 신호 및 인접 채널 간에 보호 대역(Guard Band)이 할당되는 다양한 통신 방식에 적용 가능한 저전력 광역 서비스를 구현할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 육상 기지국과 부이용 통신장치 간 정상적인 서비스가 불가능한 환경에서 다양한 이동체(예, 어선, 선박) 및 고정 설비(예, 기상 및 해상 관측용 부이, 섬)에 중계기 장치를 설치하여, 서비스 영역을 확대 함으로써, 어구 및 다양한 해양정보의 실시간 모니터링이 가능해진다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 해상 통신 서비스 제공 장치를 포함하는 네트워크의 일례를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 해상 통신 서비스 제공 장치의 구성을 도시한 블록도이다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 일실시예에 따른 해상 통신 서비스 제공 장치에서, 해상 오브젝트에 장착한 중계기 장치를 통해, 서비스 영역을 확대하는 일례를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 해상 통신 서비스 제공 장치에서, 출력단에서 송출된 신호의 피드백 입력을 방지하기 위해 설계된 중계기 장치의 일례를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 해상 통신 서비스 제공 장치에서, 중계기 장치의 안테나 설치 환경을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 해상 통신 서비스 제공 장치에서 사용 가능한 통신방식에 따라 할당되는 주파수 대역을 도시한 도면이다.
도 7a 내지 도 7d는 본 발명의 일실시예에 따른 해상 통신 서비스 제공 장치에서, NB-IoT 신호에 사용되지 않는 주파수 대역을 활용한 주파수 재배치에 의해, 상기 NB-IoT 신호를, 중계기 장치를 경유해 부이용 통신장치로 송출하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 해상 통신 서비스 제공 장치의 구성을 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 해상 통신 서비스 제공 방법의 순서를 도시한 흐름도이다.
이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 실시예들을 상세하게 설명한다. 그러나, 실시예들에는 다양한 변경이 가해질 수 있어서 특허출원의 권리 범위가 이러한 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 실시예들에 대한 모든 변경, 균등물 내지 대체물이 권리 범위에 포함되는 것으로 이해되어야 한다.
실시예에서 사용한 용어는 단지 설명을 목적으로 사용된 것으로, 한정하려는 의도로 해석되어서는 안된다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 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 실시예가 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 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 실시예의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 해상 통신 서비스 제공 장치를 포함하는 네트워크의 일례를 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 네트워크(100)는 육상 기지국(101), 부이용 통신장치(102), 중계기 장치(103) 및 해상 통신 서비스 제공 장치(104)를 포함할 수 있다.
육상 기지국(101)은 복수의 통신방식에 기반하여, 기지국 신호(예, 'NB-IoT 신호')를 선정된 가시 거리 내의 부이용 통신장치(102)로 송출하는 역할을 할 수 있다. 여기서, 통신방식은 NB-IoT, LoRaWAN, SigFox의 저전력 광역 통신, 및 LTE, LTE-M의 이동 통신 중 어느 하나일 수 있다.
부이용 통신장치(102)는, 어구 식별용 부이의 내부에 장착되는 통신장치로서, 상기 해상 통신 서비스의 해상 IoT 단말에 해당될 수 있다.
부이용 통신장치(102)는, 어구 식별용 부이를 통해 수집한 다양한 정보를 육상 기지국(101)에 전달하는 역할을 할 수 있다.
부이용 통신장치(102)는 어구 식별용 부이에 장착될 수 있으며, 설정된 주기 마다 상기 어구 식별용 부이에 연결된 어구의 위치정보를 획득하여, 단말 신호로서, 해상 통신 서비스 제공 장치(104)에 전송할 수 있다. 이때, 부이용 통신장치(102)는 상기 위치정보와 함께, 상기 어구 식별용 부이와 상기 어구 간의 연결상태정보를 더 획득하여, 해상 통신 서비스 제공 장치(104)에 전송할 수 있다.
해상 통신 서비스 제공 장치(104)는, 육상 기지국(101)으로부터 선정된 가시 거리를 벗어나는 부이용 통신장치(102)로 기지국 신호를 송출하기 위해, 어선, 선박, 기상/해상 관측용 부이와 같은 해상 오브젝트에 장착된 해상용 중계기 장치(103)를 사용할 수 있다.
즉, 해상 통신 서비스 제공 장치(104)는 부이용 통신장치(102)가 장착된 어구 식별용 부이가, 육상 기지국(101)과의 직접 통신이 불가능한 거리에 위치한 경우, 해상 오브젝트에 장착된 중계기 장치(103)를 적용해 해상 통신 서비스의 제공 가능 범위를 확대할 수 있다.
특히, 해상 통신 서비스 제공 장치(104)는 어선이나 선박과 같은 이동체에 장착된 중계기 장치(103)를 사용할 경우, 이동 환경에서 해상 통신 서비스의 영역을 보다 확대할 수 있다.
이처럼, 해상 통신 서비스 제공 장치(104)는 해상용 중계기 장치(103)를 통해, 해상 통신 서비스의 커버리지를 확대할 수 있다.
실시예에 따라, 해상 통신 서비스 제공 장치(104)는 부이용 통신장치(102)로부터 어구의 위치정보를 수신할 수 있으며, 상기 주기의 도래에도, 부이용 통신장치(102)로부터 상기 위치정보가 수신되지 않으면, 직전 주기에 수신된 위치정보에 기초하여 정해진 범위 이내의 어선을 탐색하여, 상기 어구에 대한 탐색요청신호를 송출할 수 있다.
본 발명의 해상 통신 서비스 제공 장치(104)는, 육상 기지국(101)의 내부 또는 외부에 구현될 수 있으나, 본 명세서에서는 설명의 편의를 위해 해상 통신 서비스 제공 장치(104)이 육상 기지국(101)의 외부에 구현되는 것으로 한정하여 설명한다.
일례로, 본 발명의 해상 통신 서비스 제공 장치(104)는, 도 8에 도시된 것처럼, 육상 기지국(101)으로부터 기지국 신호를 수신하는 도너 장치와, 부이용 통신 장치(102)로 기지국 신호를 송출하는 서비스 장치로 구성될 수 있다. 이 경우, 도너 장치는 기지국의 내부 또는 육상에 구현될 수 있으며, 경우에 따라 선박과 같은 해상 오브젝트에도 구현될 수 있고, 서비스 장치는, 상기 도너 장치와 이격된 해상 오브젝트에 구현될 수 있다.
이와 같이, 본 발명에 따르면, 해상 통신 서비스를 제공 시, 육상의 기지국(101)과의 통신 가능 거리에 따라, 해상의 선박이나 어선, 기상/해상 관측용 부이에 장착한 중계기(Repeater)를 동작시켜, 서비스 영역을 확대할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 서로 이격되어 설치된 2개의 중계기 장치(도너 장치 및 서비스 장치)를 이용하여, NB-IoT 기반의 저전력 광역 서비스를 구현할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, NB-IoT 기반의 중계기 장치를 설계 시, 기지국으로부터의 NB-IoT 신호를, 상기 NB-IoT 신호에 사용되지 않는 주파수 대역으로 주파수 변환하여 해상 오브젝트의 서비스(Service) 장치로 송출하도록, 도너(Donor) 장치를 설계할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 도너 장치에서 주파수 변환되어 송출된 신호(리피터 신호)를 본래의 기지국 신호(NB-IoT 신호)와 동일한 주파수로 재배치해, 어구 식별용 부이에 장착된 부이용 통신장치로 중계하도록, 상기 서비스 장치를 설계할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 해상 통신 서비스 제공 장치의 구성을 도시한 블록도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 해상 통신 서비스 제공 장치(200)는, 수신부(210), 확인부(220), 탐색부(230) 및 처리부(240)를 포함하여 구성할 수 있다.
수신부(210)는 육상 기지국으로부터 전송되는 기지국 신호를 수신한다.
복수의 통신방식에 기반하여 해상 통신 서비스를 해상 IoT 단말인 어구 식별용 부이에 제공하는 해상 통신 서비스 제공 장치(200)에서, 수신부(210)는, NB-IoT, LoRaWAN, SigFox의 저전력 광역 통신, 및 LTE, LTE-M의 이동 통신 중에서 선정되는 통신방식을 기반으로, 상기 기지국 신호를 수신할 수 있다.
일례로, 수신부(210)는 복수의 통신방식 중 NB-IoT 통신방식이 주 통신방식으로 설정될 경우, 상기 기지국 신호로서, NB-IoT 신호를 수신할 수 있다.
확인부(220)는 상기 육상 기지국과, 상기 기지국 신호를 송출할 어구 식별용 부이(해상 IoT 단말) 간 거리가, 선정된 가시 거리를 벗어나는지 확인한다.
일반적으로 지구는 둥글기 때문에 육상 기지국과 어구 식별용 부이 간에 이격된 거리가 커지면, 기지국과 부이 간에 가시 거리가 확보되지 않으므로, 육상 기지국은 어구 식별용 부이로 직접 기지국 신호를 송출할 수 없게 된다.
따라서, 확인부(220)는 육상 기지국과 어구 식별용 부이 간에 이격된 거리가, 육상 기지국에서 직접 어구 식별용 부이로 기지국 신호를 송출 가능한 가시 거리를 벗어나는지 확인하여, 직접 통신의 가능 여부를 판단할 수 있다.
즉, 확인부(220)는 상기 가시 거리를 벗어나지 않는 것으로 확인되는 경우, 육상 기지국과 어구 식별용 부이 간에 직접 통신이 가능한 것으로 판단하고, 후술하는 처리부(240)를 통해, 상기 기지국 신호를, 중계기 장치를 경유하지 않고, 상기 어구 식별용 부이에 장착된 부이용 통신장치로 직접 송출할 수 있다.
또한, 확인부(220)는 상기 가시 거리를 벗어나는 것으로 확인되는 경우, 육상 기지국과 어구 식별용 부이 간에 직접 통신이 불가능한 것으로 판단하고, 후술하는 처리부(240)를 통해, 중계기 장치를 사용하여, 상기 기지국 신호를 원 거리의 부이용 통신장치로 송출할 수 있다.
본 명세서에서, 상기 중계기 장치는, 어선이나 선박, 기상 관측용 부이, 해상 관측용 부이 및 섬 등과 같은 해상에 위치하는 다양한 오브젝트에 장착 가능하며, 후술하는 탐색부(230)를 통해, 다양한 해상 오브젝트 중, 육상 기지국과 어구 식별용 부이 사이의 적절한 지점에 위치하는 제1 해상 오브젝트를 탐색하여, 상기 기지국 신호의 송출 시 사용할 중계기 장치를 결정할 수 있다.
탐색부(230)는 상기 가시 거리를 벗어나는 것으로 확인될 경우(직접 통신 불가능), 상기 육상 기지국으로부터 상기 가시 거리 내에 위치하는 제1 해상 오브젝트를 탐색한다.
일례로, 탐색부(230)는 제1 해상 오브젝트로서, 기상 관측용 부이, 해상 관측용 부이, 타 어구 식별용 부이 및 섬 중 적어도 하나의 고정체를 탐색할 수 있으며, 상기 가시 거리 내에서 상기 고정체가 탐색되지 않으면, 제1 해상 오브젝트로서, 어선 및 선박 중 적어도 하나의 이동체를 탐색할 수 있다.
즉, 탐색부(230)는 육상 기지국과 상기 어구 식별용 부이 사이에 이동체 및 고정체를 포함한 다수의 해상 오브젝트가 존재할 경우, 고정체를 우선적으로 상기 제1 해상 오브젝트로서 탐색 함으로써, 상기 고정체에 장착된 중계기 장치를 통해, 고정 상태의 어구에 관한 정보가 육상 기지국으로 더 전송되도록 할 수 있다.
실시예에 따라, 탐색부(230)는 육상 기지국과 상기 어구 식별용 부이 간 가시 거리가, 선정된 가시 거리를 벗어나는 정도가 기준치 이상이면, 이동체를 우선적으로 상기 제1 해상 오브젝트로서 탐색할 수도 있다. 이 경우, 처리부(240)는 상기 이동체로 이동 명령을 전송하여, 서비스 커버리지가 보다 확대되도록 할 수도 있다.
일례로, 탐색부(230)는, 상기 가시 거리 내의 제1 해상 오브젝트 중, 상기 육상 기지국과 상기 어구 식별용 부이를 잇는 직선 상에 근접해 위치한 상기 제1 해상 오브젝트를 탐색할 수 있다.
구체적으로, 탐색부(230)는 상기 가시 거리 내에 제1 해상 오브젝트가 다수 있을 경우에는, 육상 기지국에서 상기 어구 식별용 부이로의 최단 경로를 찾고, 상기 최단 경로 상에 위치하거나, 최단 경로에 가까운 제1 해상 오브젝트를 탐색할 수 있다.
처리부(240)는 상기 제1 해상 오브젝트에 설계된 중계기 장치를 경유하여, 상기 기지국 신호를, 상기 어구 식별용 부이에 장착된 부이용 통신장치로 송출한다.
상기 기지국 신호를 송출하기에 앞서, 처리부(240)는, 탐색부(230)에 의해, 육상 기지국과 상기 어구 식별용 부이 사이의 적절한 지점에 위치한 제1 해상 오브젝트가 탐색(결정)되면, 상기 제1 해상 오브젝트에 설계(장착)된 중계기 장치로, 상기 중계기 장치를 동작시키기 위한 신호를 입력하고, 상기 중계기 장치의 동작이 확인되면, 상기 기지국 신호를, 상기 중계기 장치를 경유해, 상기 부이용 통신장치로 송출할 수 있다.
일례로, 처리부(240)는 NB-IoT, LoRaWAN, SigFox의 저전력 광역 통신, 및 LTE, LTE-M의 이동 통신 중 어느 하나로 선정되는 통신방식에 기반하여, 상기 기지국 신호를, 상기 중계기 장치를 경유해 상기 부이용 통신장치로 송출할 수 있다.
구체적으로, 처리부(240)는 선정된 통신방식에 할당되는, 제1 주파수 대역 및 상기 제1 주파수 대역과 이격된 제2 주파수 대역 중, 상기 육상 기지국에서 사용 가능한 주파수 대역으로서, 상기 제1 주파수 대역이 설정될 경우, 상기 제1 주파수 대역을 사용하여, 상기 육상 기지국으로부터 수신되는 상기 기지국 신호를, 상기 제2 주파수 대역을 사용하는 리피터 신호로 주파수 변환하여, 상기 중계기 장치로 입력할 수 있다.
상기 중계기 장치는, 상기 리피터 신호를, 상기 제1 주파수 대역을 사용하는 상기 기지국 신호로 복원하고, 복원한 상기 기지국 신호를 증폭시켜, 상기 부이용 통신장치로 출력할 수 있다.
예를 들어, 도 7을 참조하면, 처리부(240)는, 주파수 대역(701) 및 상기 주파수 대역(701)과 이격된 주파수 대역(702)이 할당되는 'NB-IoT 통신방식'을 주 통신방식으로 사용하여 해상 통신 서비스를 제공하는 경우, 육상의 기지국 별로, 주파수 대역(701)과 주파수 대역(702)을 모두 사용 가능한 주파수 대역으로 설정할 수도 있고, 주파수 대역(701)과 주파수 대역(702) 중 어느 한쪽 만을 사용 가능한 주파수 대역으로 설정할 수도 있다.
상기 육상 기지국에 대해, 주파수 대역(701) 만이 사용 가능한 주파수로 설정될 경우, 수신부(210)는 상기 육상 기지국으로부터 주파수 대역(701)을 통해 상기 기지국 신호('NB-IoT 신호')를 수신하게 되며, 이때 처리부(240)는, 상기 기지국 신호('NB-IoT 신호')에서 사용되지 않는 주파수 대역(702)에 기초하여, 상기 기지국 신호의 주파수 배치를 변환할 수 있다.
다시 말해, 처리부(240)는 도 7a와 같이 주파수 대역(701)을 사용하는 NB-IoT 신호를, 상기 NB-IoT 신호에 사용되지 않은 주파수 대역(702)의 리피터 신호로, 도 7b와 같이 주파수 변환하여, 중계기 장치로 입력할 수 있다.
상기 중계기 장치는, 입력된 리피터 신호의 주파수 배치를 변환하여, 다시 주파수 대역(701) 상의 상기 NB-IoT 신호로 복원할 수 있다.
이때, 상기 중계기 장치에는, 상기 중계기 장치에서 출력된 상기 기지국 신호의 피드백 신호 및 상기 육상 기지국으로부터 입력된 LTE 신호 중 적어도 하나의 신호가 더 입력될 수 있기 때문에, 처리부(240)는 상기 중계기 장치로 입력되는 신호로부터, 상기 피드백 신호 및 상기 LTE 신호 중 적어도 하나의 신호를 필터링 하여, 상기 리피터 신호를 선별할 수 있다.
예를 들어, 도 7c를 참조하면, 상기 중계기 장치에는, 상기 리피터 신호 외에도, 육상 기지국으로부터 전송되는 주파수 대역(703)의 LTE 신호와, 상기 중계기 장치에서 복원되어 출력된 NB-IoT 신호 중 일부의 피드백 신호가 함께 입력될 수 있다.
따라서, 상기 중계기 장치는, 상기 NB-IoT 신호로 복원을 수행하기에 앞서, 상기 중계기 장치에 입력되는 모든 신호 중에서, 주파수 대역(703) 상의 상기 LTE 신호와, 주파수 대역(701) 상의 피드백 신호를 필터링 하는 방식으로, 주파수 대역(702) 상의 리피터 신호를 선별한 후, 선별한 리피터 신호를, 도 7d와 같이, 주파수 대역(701)의 NB-IoT 신호로 복원할 수 있다.
이후, 상기 중계기 장치는, 복원한 NB-IoT 신호(기지국 신호)를, 도 4와 같이 증폭기(Amp.)를 통해 증폭시켜 부이용 통신장치로 출력할 수 있다.
이처럼, 처리부(240)는, NB-IoT를 주 통신방식으로 사용하는 경우, 기지국으로부터 수신된 NB-IoT 신호(기지국 신호)를 그대로 중계기 장치에 입력하는 것이 아니라, 상기 기지국에서 상기 NB-IoT 신호의 송수신시 사용되지 않는 주파수 대역 상의 리피터 신호로 변환한 후에 중계기 장치에 입력함으로써, 중계기 장치의 입출력단의 Isolation을 지형지물을 이용해 확보하기 어려운 해상의 환경에서, 상기 중계기 장치의 발진 문제를 저 비용으로 해결할 수 있다.
상기 어구 식별용 부이에 장착된 상기 부이용 통신장치는, 상기 중계기 장치로부터 상기 기지국 신호가 수신되면, 상기 어구 식별용 부이('해상 IoT 단말')에 의해 생성된 단말 신호를, 상기 부이용 통신장치를 통해 상기 중계기 장치로 전송(입력)할 수 있다.
이때, 상기 부이용 통신장치는, 상기 단말 신호를 주파수 변환하여 상기 중계기 장치로 전송할 수 있으며, 이 경우, 수신부(210)는 상기 중계기 장치에 의해 주파수 변환되어 복원된 상기 단말 신호를, 상기 중계기 장치로부터 수신하고, 처리부(240)는 수신된 상기 단말 신호를, 상기 육상 기지국으로 송출할 수 있다.
구체적으로, 상기 부이용 통신장치는, 상기 단말 신호('NB-IoT 신호')를 상기 제2 주파수 대역 상의 리피터 신호로 주파수 변환하여 상기 중계기 장치로 입력할 수 있다. 상기 중계기 장치는 입력되는 신호에 포함되는 LTE 신호, 피드백 신호 등을 필터링 하여 상기 리피터 신호를 선별하고, 선별한 리피터 신호를 상기 제1 주파수 대역 상의 단말 신호로 복원하여, 본 발명의 해상 통신 서비스 제공 장치(100)로 출력할 수 있다.
수신부(210)는 상기 중계기 장치로부터 수신된 상기 단말 신호를, 상기 육상 기지국으로 송출함으로써, 상기 단말 신호에 포함된 어구의 위치와 상태에 관한 정보를 육상 기지국에 제공할 수 있다.
실시예에 따라, 처리부(240)는 설정된 주기 마다 상기 단말 신호를 전송하도록 되어 있는 상기 어구 식별용 부이로부터, 설정된 주기의 도래에도, 상기 단말 신호가 수신되지 않으면, 상기 제1 해상 오브젝트에 설계된 중계기 장치를 경유하여, 상기 부이용 통신장치로 상기 단말 신호를 요청할 수 있다.
이 경우, 확인부(220)는 상기 어구 식별용 부이가 상기 육상 기지국으로부터의 상기 가시 거리를 벗어난 것으로 확인하고, 처리부(240)를 통해 상기 중계기 장치를 동작시킬 수 있다.
또한, 처리부(240)는 상기 중계기 장치를 경유해 상기 단말 신호의 전송을 요청했음에도, 상기 단말 신호가 수신되지 않으면, 상기 어구 식별용 부이와 연결된 어구의 유실로 판단하고, 상기 어구를 관리하는 어선의 관리 단말로, 상기 어구의 유실 상태를 안내할 수 있다.
이때, 탐색부(230)는 해상 오브젝트 중 상기 어구 식별용 부이로부터 일정 거리 내의 주변 어선을 탐색할 수 있으며, 처리부(240)는 탐색한 주변 어선의 관리 단말로, 유실된 어구를 탐색하도록 탐색요청신호를 송출할 수 있다.
실시예에 따라, 확인부(220)는 상기 제1 해상 오브젝트 및 상기 어구 식별용 부이 간 거리가, 상기 가시 거리를 벗어나는지 재차 확인하고, 상기 가시 거리를 벗어나는 것으로 확인될 경우, 탐색부(230)는, 상기 제1 해상 오브젝트 및 상기 어구 식별용 부이 각각으로부터 상기 가시 거리 내에 위치하는 제2 해상 오브젝트를 탐색할 수 있다.
이 경우, 상기 제1 해상 오브젝트에 설계된 상기 중계기 장치는, 상기 리피터 신호를, 본래의 기지국 신호로 복원하지 않고 그대로 상기 제2 해상 오브젝트에 설계된 중계기 장치로 중계하고, 상기 제2 해상 오브젝트에 설계된 중계기 장치는, 상기 리피터 신호를 상기 기지국 신호로 복원하여, 상기 부이용 통신장치로 전달할 수 있다.
이처럼, 본 발명에 따르면, 하나의 중계기 장치 만으로 해상 통신 서비스의 제공이 어려운 경우에는, 육상 기지국과 어구 식별용 부이 간 이격된 거리를 고려해 다수의 해상 오브젝트를 선별하여, 각 해상 오브젝트에 장착된 중계기 장치를 통해 기지국 신호(단말 신호)를 중계 함으로써, 육상 기지국으로부터 원 거리의 해상에 위치한 해상 IoT 단말로, 해상 통신 서비스를 제공할 수 있다.
또한, 실시예에 따라, 처리부(240)는 상기 제1 해상 오브젝트 및 상기 어구 식별용 부이 간 거리가, 상기 가시 거리를 벗어난 정도가 기준치 이내이고, 상기 제1 해상 오브젝트가, 어선 및 선박 중 적어도 하나의 이동체일 경우, 상기 가시 거리 이내가 되는 임의의 지점으로 상기 제1 해상 오브젝트를 이동시키는 이동 명령을, 상기 제1 해상 오브젝트에 설계된 상기 중계기 장치로 전송하여, 상기 중계기 장치를 통해, 상기 제1 해상 오브젝트의 관리 단말로 상기 이동 명령을 전달하도록 할 수도 있다.
이와 같이, 본 발명의 일실시예에 따르면, 육상의 기지국으로부터 통신 가능한 거리를 벗어나는 해상의 어구 식별용 부이에 대해, 해상의 오브젝트에 설치한 중계기 장치를 사용해 신호를 중계하여, 해상 통신 서비스의 커버리지를 확대할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 기존 중계기 장치에서의 기지국 신호의 수신부(Donor 장치)와, 기지국 신호의 송출부(Service 장치)를 분리해 서로 이격시키고, NB-IoT를 이용한 해상 통신 서비스에서 사용되지 않는 주파수 대역을 활용한 주파수 재배치에 의해, 상기 Donor 장치와 상기 Service 장치 간에 신호를 교환하도록 중계기 장치를 설계함으로써, 해상 통신 서비스의 광역화를 고 품질, 저 비용으로 구현할 수 있다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 일실시예에 따른 해상 통신 서비스 제공 장치에서, 해상 오브젝트에 장착한 중계기 장치를 통해, 서비스 영역을 확대하는 일례를 도시한 도면이다.
지구는 둥글기 때문에 육상 기지국(301)과 어구 식별용 부이(302) 간 거리가 멀어지면 가시 거리 확보가 불가능할 수 있다. 이 경우, 본 발명의 일실시예에 따른 해상 통신 서비스 제공 장치는, 도 3a 및 도 3b에 도시된 것처럼, 육상 기지국(301)에서 NB-IoT통신 가능 거리를 벗어난 어구 식별용 부이(302) 사이에 위치한 해상 오브젝트(303, 304)를 통해, 가시 거리를 확보하여 서비스 영역을 확대할 수 있다.
구체적으로, 해상 통신 서비스 제공 장치는, 육상 기지국(301)에서 NB-IoT통신 가능 거리를 벗어난 어구 식별용 부이(302)로 기지국 신호를 송출하려는 경우, 도 3a에 도시된 것처럼, 육상 기지국(301)과 어구 식별용 부이(302) 사이에 위치하는 어선 또는 선박과 같은 이동체(303)를 해상 오브젝트로서 탐색하고, 이동체(303)에 장착된 중계기 장치를 경유하여, 상기 기지국 신호를 어구 식별용 부이(302)로 송출할 수 있다.
이때, 해상 통신 서비스 제공 장치는, 육상 기지국(301)로부터 비 가시 거리에 위치한 어구 식별용 부이(302)와, 육상 기지국(301)의 중간에 위치하는 이동체에 장착된 중계기 장치를 동작시켜, 가시 거리를 확보할 수 있다.
특히, 해상 통신 서비스 제공 장치는 이동체(303)에서, 육상 기지국(301)으로부터의 기지국 신호를 수신하는 안테나의 위치를, 어구 식별용 부이(302)에서 보다 높게 할 수 있기 때문에, 어구 식별용 부이(302)에 비해 충분한 가시 거리의 확보가 가능해지므로, 상기 기지국 신호를 중계 전송 가능한 서비스 영역의 확대가 용이해진다.
또한, 해상 통신 서비스 제공 장치는, 도 3b에 도시된 것처럼, 육상 기지국(301)과 어구 식별용 부이(302) 사이에 위치하는 기상 관측용 부이, 해상 관측용 부이 및 섬과 같은 고정체(304)를 해상 오브젝트로서 탐색하여, 고정체(304)에 장착된 중계기 장치를 통해, 상기 기지국 신호를 어구 식별용 부이(302)로 송출할 수도 있다.
일반적으로 기상 관측용 부이, 해상 관측용 부이와 같은 고정체(304)는 대형 구조로서, 고정체(304)의 안테나는, 해수면으로부터 5m 이상 높은 위치에 장착되기 때문에, 해상 통신 서비스 제공 장치는 고정체(304)에 장착된 중계기 장치를 동작시켜, 충분한 가시 거리를 확보해 서비스 영역을 확대할 수 있다.
특히, 해상 통신 서비스 제공 장치는 이동체(303)에 장착된 중계기 장치를 통해서는 전송할 수 없는 고정 상태의 어구에 관한 정보를, 고정체(304)에 장착된 중계기 장치를 통해 수신하여, 육상 기지국(301)으로 전송할 수 있다.
이처럼, 해상 통신 서비스 제공 장치는, 이동 환경 또는 고정 환경에서 해상 통신 서비스의 커버리지를 확대해 저전력 광역 서비스를 구현할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 해상 통신 서비스 제공 장치에서, 출력단에서 송출된 신호의 피드백 입력을 방지하기 위해 설계된 중계기 장치의 일례를 도시한 도면이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 해상 통신 서비스 제공 장치(400)는, 해상 오브젝트에 설치된 중계기 장치(410)를 경유하여, 육상의 기지국으로부터 수신되는 기지국 신호를, 어구 식별용 부이에 장착된 부이용 통신장치(420)로 송출할 수 있다.
구체적으로, 해상 통신 서비스 제공 장치(400)는 기지국으로부터 수신되는 기지국 신호(예, 'NB-IoT 신호')를, NB-IoT 통신방식에서 사용되지 않는 주파수 대역을 이용해 재배치하고, 재배치에 따른 리피터 신호를, 중계기 장치(410)의 입력단에 입력할 수 있다.
중계기 장치(410)로 입력되는 신호에는, 상기 리피터 신호 외에도, 상기 기지국으로부터 NB-IoT와 상이한 통신방식으로 전송되는 신호(예, 'LTE 신호')와, 중계기 장치(410)의 출력단에서 송출한 기지국 신호('NB-IoT 신호')의 피드백 신호가 포함되어 있을 수 있다.
이에 따라, 중계기 장치(410)는 입력된 신호로부터, 도 6에 도시된 주파수 대역에 기초해 식별 가능한 상기 LTE 신호 및 상기 피드백 신호를 필터링 함으로써, 상기 리피터 신호를 선별할 수 있다.
중계기 장치(410)는 선별한 리피터 신호의 주파수 대역을 다시 재배치해 상기 기지국 신호로 복원하고, 복원한 상기 기지국 신호를 증폭(Amp.)시켜 부이용 통신장치(420)로 송출할 수 있다.
이처럼, 해상 통신 서비스 제공 장치(400)는 선정된 통신방식(NB-Io)에서 사용되지 않는 주파수 대역을 활용한 주파수 변환에 의해, 중계기 장치(410)의 입력단과 출력단에서 상이한 주파수 대역의 신호가 각각 입출력되도록 함으로써, 송출된 기지국 신호의 피드백 입력을 방지할 수 있다.
즉, 본 발명에 따르면, 지형지물에 의한 Isolation을 확보가 어려운 해상 환경에서, 중계기 장치(410)의 발진 문제를 최소의 비용으로 해결할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 해상 통신 서비스 제공 장치에서, 중계기 장치의 안테나 설치 환경을 도시한 도면이다.
도 5에는, 본 발명의 일실시예에 따른 해상 통신 서비스 제공 장치에서, 복수의 통신방식 중 NB-IoT 통신방식을 주통신 방식으로 사용하는 경우의 중계기 장치(500)가 도시되어 있다.
중계기 장치(500)에는, 리피터 신호의 수신용 링크 안테나(510) 및 기지국 신호의 송출용 서비스 안테나(520)가 설치될 수 있다.
즉, 중계기 장치(500)는, 링크 안테나(510)를 통해, 해상 통신 서비스 제공 장치에 의해 주파수 변환된 기지국 신호, 즉 리피터 신호를 수신하고, 수신한 상기 리피터 신호를 주파수 변환해 본래의 상기 기지국 신호로 복원하여, 서비스 안테나(520)를 통해 부이용 통신장치로 송출할 수 있다.
도시된 것처럼, 링크 안테나(510) 및 서비스 안테나(520)는, 일정 간격 이격되어 중계기 장치(500)에 설치될 수 있다. 이에 따라, 두 안테나 간에 Isolation이 확보 가능하므로, 중계기 장치(500)는 발진없이 정상적인 해상 통신 서비스를 제공할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 해상 통신 서비스 제공 장치에서 사용 가능한 통신방식에 따라 할당되는 주파수 대역을 도시한 도면이다.
도 6을 참조하면, 해상 통신 서비스 제공 장치는, NB-IoT 신호에 대해 주파수 대역(610, 620)을 할당하고, LTE 신호에 대해 주파수 대역(630)을 할당할 수 있으며, 서로 다른 통신방식에 할당된 주파수 대역(610, 620, 630) 간에, 보호 대역(Guard Band)(640, 650)을 할당하여, 복수의 통신방식을 기반으로 해상 통신 서비스를 제공 시 신호의 간섭을 방지할 수 있다.
일례로, 해상 통신 서비스 제공 장치는, NB-IoT 신호의 경우, LTE 신호의 주파수 대역(630)의 양쪽에 보호 대역(640, 650)을 설정하여, NB-IoT 신호에 할당된 주파수 대역(610, 620)과 구분할 수 있다.
실시예에 따라, 해상 통신 서비스 제공 장치는, 기지국 별로, NB-IoT 신호에 주파수 대역(610, 620)을 모두 할당하지 않는 것이 아니라, 어느 한쪽 만의 주파수 대역(610)을 할당할 수도 있으며, 이 경우, 할당된 주파수 대역(610)과, LTE 신호의 주파수 대역(630) 사이의 대역(640)을, 보호 대역으로 설정, 할당할 수 있다.
해상 통신 서비스 제공 장치는, NB-IoT를 주 통신방식으로 사용하여 해상 통신 서비스를 제공함에 있어, 주파수 대역(610, 620) 중 어느 한쪽의 주파수 대역을 사용해 NB-IoT 신호(기지국 신호)를 수신할 경우, 사용되지 않는 다른 한쪽의 주파수 대역을, NB-IoT 신호를 주파수 변환한 리피터 신호의 대역으로 활용할 수 있다.
즉, 해상 통신 서비스 제공 장치는, 주파수 대역(610)을 사용하여 육상 기지국으로부터의 NB-IoT 신호를 수신하고, 상기 NB-IoT 신호를, 주파수 대역(620)을 사용하는 리피터 신호로 주파수 변환하여 중계기 장치로 입력하게 되며, 상기 중계기 장치는, 입력된 리피터 신호를, 다시 주파수 대역(610)을 사용하는 기지국 신호로 복원하여, 부이용 통신장치로 출력할 수 있다.
이처럼, 중계기 장치에 입력되는 리피터 신호와, 중계기 장치에서 출력되는 기지국 신호 간에 사용하는 주파수 대역이 상이하므로, 중계기 장치에서 출력된 기지국 신호가 다시 중계기 장치에 입력되더라도, 중계기 장치는, 리피터 신호 만을 용이하게 선별할 수 있어, 피드백 신호로 인한 발진 문제를 해결할 수 있다.
도 7a 내지 도 7d는 본 발명의 일실시예에 따른 해상 통신 서비스 제공 장치에서, NB-IoT 신호에 사용되지 않는 주파수 대역을 활용한 주파수 재배치에 의해, 상기 NB-IoT 신호를, 중계기 장치를 경유해 부이용 통신장치로 송출하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 7a 내지 도 7d를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 해상 통신 서비스 제공 장치는, NB-IoT 통신방식을 주 통신방식으로 사용하여 해상 통신 서비스를 제공 시, 기지국 별로, NB-IoT 신호에 대해, 주파수 대역(701) 또는 주파수 대역(702)을 할당할 수 있다.
해상 통신 서비스 제공 장치(도너 장치)는, 도 7a와 같이 주파수 대역(701)을 사용하는 NB-IoT 신호가 수신되면, 수신된 NB-IoT 신호를, 도 7b와 같이, 상기 NB-IoT 신호에 사용되지 않은 주파수 대역(702)의 리피터 신호로 주파수 변환하여, 중계기 장치로 입력할 수 있다.
이때, 상기 중계기 장치에는, 주파수 대역(702)의 리피터 신호 외에도, 기지국으로부터 전송되는 주파수 대역(703)의 LTE 신호 및 중계기 장치에서 출력된 NB-IoT 신호 중 일부의 피드백 신호가, 도 7c와 같이 입력될 수 있다.
따라서, 상기 중계기 장치(서비스 장치)는, 입력된 모든 신호로부터, 주파수 대역(703)의 LTE 신호를 필터링 하고, 주파수 대역(701)의 피드백 신호를 필터링 하는 방식으로, 주파수 대역(702)의 리피터 신호를 선별한 후, 선별한 리피터 신호를, 도 7d와 같이, 주파수 대역(701)의 NB-IoT 신호로 복원하여, 부이용 통신장치로 출력할 수 있다.
이처럼, 해상 통신 서비스 제공 장치는, NB-IoT를 주 통신방식으로 사용하는 경우, 기지국으로부터 수신된 NB-IoT 신호를 중계기 장치에 입력하는 것이 아니라, 수신된 NB-IoT 신호에서 사용되지 않는 주파수 대역으로 변환한 리피터 신호를 중계기 장치에 입력함으로써, 지형지물에 의한 송수신단의 Isolation 확보가 어려운 해상 환경에서 상기 중계기 장치의 발진 문제를 저 비용으로 해결할 수 있다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 해상 통신 서비스 제공 장치의 구성을 도시한 도면이다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 해상 통신 서비스 제공 장치(800)는 도너 장치(810) 및 서비스 장치(820)를 포함하여 구성될 수 있다.
도너 장치(810)는 기존 중계기의 입력단에 해당되어, 기지국 신호를 수신해 서비스 장치(820)로 전달하는 역할을 수행할 수 있다.
서비스 장치(820)는 기존 중계기의 출력단에 해당되어, 전달된 기지국 신호를 어구 식별용 부이(802)로 중계하는 역할을 할 수 있다.
즉 도너 장치(810)와 서비스 장치(820)는 함께 동작하여 기존 중계기의 역할을 수행하게 되지만, 본 명세서에서 도너 장치(810)와 서비스 장치(820)는 서로 이격된 위치에 설치되어 각각 동작할 수 있다.
일례로, 도너 장치(810)는 육상의 기지국(801) 내부에 설치되고, 서비스 장치(820)는 해상의 오브젝트에 설치될 수 있다.
또한, 도너 장치(810)는 해상의 오브젝트와 통신이 가능한 육상의 임의의 지점에 설치될 수도 있다.
또한, 도너 장치(810)는 어선, 선박, 기상/해상 관측용 부이와 같은 해상 오브젝트에도 설치 가능하며, 이 경우, 서비스 장치(820)는, 도너 장치(810)가 설치된 해상 오브젝트(예, '어선')와 이격된 제1 해상 오브젝트(예, '선박')에 설치될 수 있다.
도너 장치(810)는 육상 기지국(801)으로부터 기지국 신호를 수신 함에 따라, 육상 기지국(801)과 어구 식별용 부이(802) 간에 NB-IoT, LoRaWAN, SigFox의 저전력 광역 통신, 및 LTE, LTE-M의 이동 통신 중 어느 하나의 통신방식에 기반한 직접 통신이 가능한지 확인할 수 있다.
구체적으로, 도너 장치(810)는 육상 기지국(801)과 어구 식별용 부이(802) 간 거리가, 선정된 가시 거리를 벗어나는지 확인하고, 상기 가시 거리를 벗어나는 경우, 직접 통신이 불가능한 것으로 확인할 수 있다.
이 경우, 도너 장치(810)는 육상 기지국(801)으로부터 상기 가시 거리 내에 위치하는 제1 해상 오브젝트(예, '선박')를 탐색하고, 상기 제1 해상 오브젝트에 설계된 서비스 장치(820)를 경유하여, 상기 기지국 신호를, 어구 식별용 부이(802)에 장착된 부이용 통신장치로 송출할 수 있다.
이때, 도너 장치(810)는 육상 기지국(801)으로부터 NB-IoT 기반으로 기지국 신호가 수신되는 경우, 상기 기지국 신호를, NB-IoT에서 사용되지 않는 주파수 대역 상의 리피터 신호로 주파수 재배치하여 서비스 장치(820)로 전달할 수 있으며, 서비스 장치(820)는, 서비스 장치(820)로 수신되는 신호 중, 상기 리피터 신호를 제외한 나머지 신호(예, 'NB-IoT 신호', 'LTE 신호' 등)를 필터링 한 후, 주파수 재배치하여, 상기 기지국 신호로 복원하고, 복원한 상기 기지국 신호를 증폭시켜 상기 부이용 통신장치로 송출할 수 있다.
상술한 과정에 의해, 어구 식별용 부이(802)는, 장착된 상기 부이용 통신장치를 통해 상기 기지국 신호를 수신할 수 있다.
마찬가지로, 상기 부이용 통신장치는, 어구 식별용 부이(802)에 의해 설정된 주기 마다 생성되는 단말 신호를, 주파수 변환하여 서비스 장치(820)로 전송할 수 있으며, 서비스 장치(820)는, 상기 부이용 통신장치로부터 수신한 상기 단말 신호를 주파수 변환하여 복원하고, 복원한 상기 단말 신호를 증폭시켜, 도너 장치(810)로 전달하고, 도너 장치(810)는, 서비스 장치(820)로부터 수신한 상기 단말 신호를, 육상 기지국(801)으로 송출할 수 있다.
상술한 과정에 의해, 육상 기지국(801)에서는, 어구 식별용 부이(802)와 연결된 어구에 관한 위치정보를 실시간 모니터링 할 수 있다.
또한, 육상 기지국(801)에서는, 설정된 주기의 도래에도, 상기 단말 신호가 수신되지 않는 어구에 대해 유실 상태를 인지할 수 있게 된다.
이 경우, 육상 기지국(801)에서는, 상기 어구를 탐색하는 탐색요청신호를 상기 어구를 관리하는 어선의 관리 단말로 송출하여 유실된 어구를 신속히 회수하도록 제어할 수 있다.
여기서, 상기 탐색요청신호는, 상기 기지국 신호와 유사한 과정을 거쳐 어선의 관리 단말로 송출될 수 있다.
일례로, 도너 장치(810)는, 육상 기지국(801)으로부터 수신한 상기 탐색요청신호를, 주파수 변환하여 서비스 장치(820)로 송출하고, 서비스 장치(820)는, 수신한 상기 탐색요청신호를 주파수 변환하여 복원하고, 복원한 상기 탐색요청신호를, 어구 식별용 부이(802) 주변에 위치한 어선(해상 오브젝트)의 관리 단말로 전달하여, 유실된 어구를 탐색하도록 할 수 있다.
이하, 도 9에서는 본 발명의 실시예들에 따른 해상 통신 서비스 제공 장치(200)의 작업 흐름을 상세히 설명한다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 해상 통신 서비스 제공 방법의 순서를 도시한 흐름도이다.
본 실시예에 따른 해상 통신 서비스 제공 방법은, 상술한 해상 통신 서비스 제공 장치(200)에 의해 수행될 수 있다.
도 9를 참조하면, 단계(910, 920)에서, 해상 통신 서비스 제공 장치(200)는, 육상의 기지국으로부터 기지국 신호를 수신 함에 따라, 상기 기지국 신호를 송출할 어구 식별용 부이와, 상기 기지국 간 거리가, 선정된 가시 거리를 벗어나는지 확인한다.
본 단계(920)에서, 해상 통신 서비스 제공 장치(200)는, 육상 기지국과 어구 식별용 부이 간에 이격된 거리가, 육상 기지국에서 직접 어구 식별용 부이로 기지국 신호를 송출 가능한 가시 거리를 벗어나는지 확인하여, 직접 통신의 가능 여부를 판단할 수 있다.
단계(920)에서의 확인 결과, 선정된 가시거리 이내이면, 단계(930)에서, 해상 통신 서비스 제공 장치(200)는, 수신된 기지국 신호를, 상기 어구 식별용 부이에 장착된 부이용 통신장치로 직접 송출한다.
예를 들면, 해상 통신 서비스 제공 장치(200)는 NB-IoT, LoRaWAN, SigFox의 저전력 광역 통신, 및 LTE, LTE-M의 이동 통신 중 어느 하나로 선정된 통신방식에 기반하여, 부이용 통신장치로, 수신된 기지국 신호(예, 'NB-IoT 신호')를 송출할 수 있다.
단계(920)에서의 확인 결과, 선정된 가시거리를 벗어나는 경우, 단계(940)에서, 해상 통신 서비스 제공 장치(200)는, 상기 기지국으로부터 상기 가시 거리 내에 위치하는 제1 해상 오브젝트를 탐색한다.
일례로, 해상 통신 서비스 제공 장치(200)는, 상기 가시 거리 내에 제1 해상 오브젝트가 다수 있을 경우에는, 육상 기지국에서 상기 어구 식별용 부이로의 최단 경로를 찾고, 상기 최단 경로 상에 위치하거나, 최단 경로에 가까운 제1 해상 오브젝트를 탐색할 수 있다.
이때, 해상 통신 서비스 제공 장치(200)는, 육상 기지국과 상기 어구 식별용 부이 사이에 이동체 및 고정체를 포함한 다수의 해상 오브젝트가 존재할 경우, 고정체를 우선적으로 상기 제1 해상 오브젝트로서 탐색 함으로써, 상기 고정체에 장착된 중계기 장치를 통해, 고정 상태의 어구에 관한 정보가 육상 기지국으로 더 전송되도록 할 수 있다.
또한, 해상 통신 서비스 제공 장치(200)는, 이동체를 상기 제1 해상 오브젝트로서 탐색할 경우, 상기 이동체로의 이동 명령을 통해, 해상 통신 서비스의 서비스 영역이 보다 확대되도록 할 수 있다.
단계(950)에서, 해상 통신 서비스 제공 장치(200)는, 상기 제1 해상 오브젝트에 설계된 중계기 장치를 경유하여, 수신된 기지국 신호를, 부이용 통신장치로 송출한다.
해상 통신 서비스 제공 장치(200)는, 상기 제1 해상 오브젝트에 장착된 중계기 장치로 상기 기지국 신호를 송출하기에 앞서, 유휴 상태의 상기 중계기 장치로 동작 신호를 입력하고, 상기 중계기 장치의 동작이 확인되면, 상기 기지국 신호를, 상기 중계기 장치를 경유해, 상기 어구 식별용 부이에 장착된 부이용 통신장치로 송출할 수 있다.
도 6을 참조하면, 해상 통신 서비스 제공 장치(200)는, NB-IoT를 주 통신방식으로 사용하여 해상 통신 서비스를 제공 시, NB-IoT통신방식에 할당된 주파수 대역(610, 620) 중, 어느 한쪽의 주파수 대역(610)을 통해 NB-IoT 신호(기지국 신호)를 기지국으로부터 수신할 경우에는, 상기 NB-IoT 신호에 사용되지 않는 다른 한쪽의 주파수 대역(620)을 활용하여, 상기 NB-IoT 신호의 주파수를 재배치한 후, 중계기 장치로 입력할 수 있다.
즉, 해상 통신 서비스 제공 장치(200)는, 주파수 대역(610)을 사용하는 NB-IoT 신호를, 주파수 대역(620)를 사용하는 리피터 신호로 주파수 변환해, 중계기 장치로 입력할 수 있다.
상기 중계기 장치는, 상기 중계기 장치로 입력되는 신호 중에서 주파수 대역(630)의 LTE 신호와, 상기 중계기 장치에서 출력된 상기 NB-IoT 신호의 피드백 신호를 필터링하여, 주파수 대역(620)의 리피터 신호 만을 선별하고, 상기 리피터 신호를 다시 주파수 대역(610)을 사용하는 NB-IoT 신호로 복원한 상태에서, 상기 부이용 통신 장치로 송출할 수 있다.
즉, 해상 통신 서비스 제공 장치(200)는, NB-IoT 통신방식에 할당되는 주파수 대역(610, 620) 중, 주파수 대역(610)을, 육상 기지국으로부터의 NB-IoT 신호를 수신하는데 사용하고, 주파수 대역(620)을, 중계기 장치로의 신호 입력에 사용할 수 있다.
이 경우, 해상 통신 서비스 제공 장치(200)는, 중계기 장치에서 출력된 기지국 신호가 다시 중계기 장치에 입력되더라도, 상기 리피터 신호 만을 용이하게 선별 가능하므로, 기존 중계기에서의 피드백 신호로 인한 발진 문제를 간단히 해결할 수 있다.
이에 따라, 해상 통신 서비스 제공 장치(200)는, 해상 환경에 적합한 새로운 형태의 중계기 장치를 활용한 해상 통신 서비스의 광역화를 용이하게 구현 가능하게 된다.
이와 같이, 본 발명의 일실시예에 따르면, 설정된 주기 마다 어구 식별용 부이에 장착되는 부이용 통신장치에서 어구의 위치정보를 육상의 기지국으로 송출하는데 있어, 부이용 통신장치와 기지국 간 서비스 제공 거리에 따른 제한적인 통신망을 확대할 수 있도록, 어선, 선박, 기상관측 및 해양관측용 부이에 중계기 장치(Repeater)를 설계하여, NB-IoT(Narrowband IoT, 협대역 IoT), LoRaWAN, SigFox의 저전력 광역 통신, 및 LTE, LTE-M의 이동 통신 중 어느 하나의 통신방식에 기반한 해상 IoT 통신 서비스의 커버리지를 저 비용으로 확장시킬 수 있다.
실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치, 또는 전송되는 신호 파(signal wave)에 영구적으로, 또는 일시적으로 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기를 기초로 다양한 기술적 수정 및 변형을 적용할 수 있다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 청구범위의 범위에 속한다.

Claims (20)

  1. 육상 기지국으로부터 기지국 신호를 수신하는 단계;
    상기 육상 기지국과, 상기 기지국 신호를 송출할 어구 식별용 부이 간 거리가, 선정된 가시 거리를 벗어나는지 확인하는 단계;
    상기 가시 거리를 벗어나는 것으로 확인될 경우, 상기 육상 기지국으로부터 상기 가시 거리 내에 위치하는 제1 해상 오브젝트를 탐색하는 단계; 및
    상기 제1 해상 오브젝트에 설계된 중계기 장치를 경유하여, 상기 기지국 신호를, 상기 어구 식별용 부이에 장착된 부이용 통신장치로 송출하는 단계
    를 포함하는 해상 통신 서비스 제공 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 기지국 신호를 받은 상기 부이용 통신장치에서, 단말 신호를 주파수 변환하여 상기 중계기 장치로 전송하면,
    상기 중계기 장치에 의해 주파수 변환되어 복원된 상기 단말 신호를, 상기 중계기 장치로부터 수신하여, 상기 육상 기지국으로 송출하는 단계
    를 더 포함하고,
    상기 단말 신호는,
    상기 부이용 통신장치에서, 상기 어구 식별용 부이와 연결된 어구에 관한 위치정보를 포함하는
    해상 통신 서비스 제공 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    설정된 주기의 도래에도, 상기 단말 신호가 수신되지 않으면,
    상기 제1 해상 오브젝트에 설계된 중계기 장치를 동작시켜, 상기 부이용 통신장치로 상기 단말 신호를 요청하는 단계; 및
    상기 요청에도, 상기 단말 신호가 수신되지 않으면, 상기 어구를 관리하는 어선의 관리 단말로, 상기 어구의 유실 상태를 안내하는 단계
    를 더 포함하는 해상 통신 서비스 제공 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 가시 거리를 벗어나지 않는 것으로 확인될 경우,
    NB-IoT, LoRaWAN, SigFox의 저전력 광역 통신, 및 LTE, LTE-M의 이동 통신 중 어느 하나의 통신방식에 기반하여, 상기 부이용 통신장치로, 상기 기지국 신호를 송출하는 단계
    를 더 포함하는 해상 통신 서비스 제공 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 탐색하는 단계는,
    상기 제1 해상 오브젝트로서, 기상 관측용 부이, 해상 관측용 부이, 타 어구 식별용 부이 및 섬 중 적어도 하나의 고정체를 탐색하는 단계; 및
    상기 가시 거리 내에서 상기 고정체가 탐색되지 않으면, 상기 제1 해상 오브젝트로서, 어선 및 선박 중 적어도 하나의 이동체를 탐색하는 단계
    를 포함하는 해상 통신 서비스 제공 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 탐색하는 단계는,
    상기 가시 거리 내의 제1 해상 오브젝트 중, 상기 육상 기지국과 상기 어구 식별용 부이를 잇는 직선 상에 근접해 위치한 상기 제1 해상 오브젝트를 탐색하는 단계
    를 포함하는 해상 통신 서비스 제공 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    선정된 통신방식에 할당되는, 제1 주파수 대역 및 상기 제1 주파수 대역과 이격된 제2 주파수 대역 중,
    상기 육상 기지국에서 사용 가능한 주파수 대역으로서, 상기 제1 주파수 대역이 설정될 경우,
    상기 송출하는 단계는,
    상기 제1 주파수 대역을 사용하여, 상기 육상 기지국으로부터 수신되는 상기 기지국 신호를, 상기 제2 주파수 대역을 사용하는 리피터 신호로 주파수 변환하여, 상기 중계기 장치로 입력하는 단계
    를 포함하고,
    상기 중계기 장치는,
    상기 리피터 신호를, 상기 제1 주파수 대역을 사용하는 상기 기지국 신호로 복원하고, 복원한 상기 기지국 신호를 증폭시켜, 상기 부이용 통신장치로 출력하는
    해상 통신 서비스 제공 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 송출하는 단계는,
    상기 중계기 장치로 입력되는 신호 중, 상기 중계기 장치에서 출력된 상기 기지국 신호의 피드백 신호 및 상기 육상 기지국으로부터 입력된 LTE 신호 중 적어도 하나의 신호를 필터링 하여, 상기 리피터 신호를 선별하는 단계
    를 더 포함하는 해상 통신 서비스 제공 방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 해상 통신 서비스 제공 방법은,
    상기 제1 해상 오브젝트 및 상기 어구 식별용 부이 간 거리가, 상기 가시 거리를 벗어나는지 확인하는 단계; 및
    상기 가시 거리를 벗어나는 것으로 확인될 경우, 상기 제1 해상 오브젝트 및 상기 어구 식별용 부이 각각으로부터 상기 가시 거리 내에 위치하는 제2 해상 오브젝트를 탐색하는 단계
    를 더 포함하고,
    상기 제1 해상 오브젝트에 설계된 상기 중계기 장치는,
    상기 리피터 신호를, 상기 제2 해상 오브젝트에 설계된 중계기 장치로 중계하고,
    상기 제2 해상 오브젝트에 설계된 중계기 장치는,
    상기 리피터 신호를 상기 기지국 신호로 복원하여, 상기 부이용 통신장치로 전달하는
    해상 통신 서비스 제공 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1 해상 오브젝트 및 상기 어구 식별용 부이 간 거리가, 상기 가시 거리를 벗어난 정도가 기준치 이내이고, 상기 제1 해상 오브젝트가, 어선 및 선박 중 적어도 하나의 이동체일 경우,
    상기 해상 통신 서비스 제공 방법은,
    상기 가시 거리 이내가 되는 임의의 지점으로 상기 제1 해상 오브젝트를 이동시키는 이동 명령을, 상기 제1 해상 오브젝트에 설계된 상기 중계기 장치로 전송하는 단계; 및
    상기 중계기 장치를 통해, 상기 제1 해상 오브젝트의 관리 단말로 상기 이동 명령을 전달하는 단계
    를 더 포함하는 해상 통신 서비스 제공 방법.
  11. 육상 기지국으로부터 기지국 신호를 수신하는 수신부;
    상기 육상 기지국과, 상기 기지국 신호를 송출할 어구 식별용 부이 간 거리가, 선정된 가시 거리를 벗어나는지 확인하는 확인부;
    상기 가시 거리를 벗어나는 것으로 확인될 경우, 상기 육상 기지국으로부터 상기 가시 거리 내에 위치하는 제1 해상 오브젝트를 탐색하는 탐색부; 및
    상기 제1 해상 오브젝트에 설계된 중계기 장치를 경유하여, 상기 기지국 신호를, 상기 어구 식별용 부이에 장착된 부이용 통신장치로 송출하는 처리부
    를 포함하는 해상 통신 서비스 제공 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 기지국 신호를 받은 상기 부이용 통신장치에서, 어구에 관한 위치정보를 포함하는 단말 신호를 주파수 변환하여 상기 중계기 장치로 전송하면,
    상기 수신부는,
    상기 중계기 장치에 의해 주파수 변환되어 복원된 상기 단말 신호를, 상기 중계기 장치로부터 수신하고,
    상기 처리부는,
    수신된 상기 단말 신호를, 상기 육상 기지국으로 송출하는
    해상 통신 서비스 제공 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    설정된 주기의 도래에도, 상기 단말 신호가 수신되지 않으면,
    상기 처리부는,
    상기 제1 해상 오브젝트에 설계된 중계기 장치를 동작시켜, 상기 부이용 통신장치로 상기 단말 신호를 요청하고,
    상기 요청에도, 상기 단말 신호가 수신되지 않으면, 상기 어구를 관리하는 어선의 관리 단말로, 상기 어구의 유실 상태를 안내하는
    해상 통신 서비스 제공 장치.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 가시 거리를 벗어나지 않는 것으로 확인될 경우,
    상기 처리부는,
    NB-IoT, LoRaWAN, SigFox의 저전력 광역 통신, 및 LTE, LTE-M의 이동 통신 중 어느 하나의 통신방식에 기반하여, 상기 부이용 통신장치로, 상기 기지국 신호를 송출하는
    해상 통신 서비스 제공 장치.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 탐색부는,
    상기 제1 해상 오브젝트로서, 기상 관측용 부이, 해상 관측용 부이, 타 어구 식별용 부이 및 섬 중 적어도 하나의 고정체를 탐색하고,
    상기 가시 거리 내에서 상기 고정체가 탐색되지 않으면, 상기 제1 해상 오브젝트로서, 어선 및 선박 중 적어도 하나의 이동체를 탐색하는
    해상 통신 서비스 제공 장치.
  16. 제11항에 있어서,
    상기 탐색부는,
    상기 가시 거리 내의 제1 해상 오브젝트 중, 상기 육상 기지국과 상기 어구 식별용 부이를 잇는 직선 상에 근접해 위치한 상기 제1 해상 오브젝트를 탐색하는
    해상 통신 서비스 제공 장치.
  17. 제11항에 있어서,
    선정된 통신방식에 할당되는, 제1 주파수 대역 및 상기 제1 주파수 대역과 이격된 제2 주파수 대역 중,
    상기 육상 기지국에서 사용 가능한 주파수 대역으로서, 상기 제1 주파수 대역이 설정될 경우,
    상기 처리부는,
    상기 제1 주파수 대역을 사용하여, 상기 육상 기지국으로부터 수신되는 상기 기지국 신호를, 상기 제2 주파수 대역을 사용하는 리피터 신호로 주파수 변환하여, 상기 중계기 장치로 입력하고,
    상기 중계기 장치는,
    상기 리피터 신호를, 상기 제1 주파수 대역을 사용하는 상기 기지국 신호로 복원하고, 복원한 상기 기지국 신호를 증폭시켜, 상기 부이용 통신장치로 출력하는
    해상 통신 서비스 제공 장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 처리부는,
    상기 중계기 장치로 입력되는 신호 중, 상기 중계기 장치에서 출력된 상기 기지국 신호의 피드백 신호 및 상기 육상 기지국으로부터 입력된 LTE 신호 중 적어도 하나의 신호를 필터링 하여, 상기 리피터 신호를 선별하는
    해상 통신 서비스 제공 장치.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 확인부는,
    상기 제1 해상 오브젝트 및 상기 어구 식별용 부이 간 거리가, 상기 가시 거리를 벗어나는지 확인하고,
    상기 탐색부는,
    상기 가시 거리를 벗어나는 것으로 확인될 경우, 상기 제1 해상 오브젝트 및 상기 어구 식별용 부이 각각으로부터 상기 가시 거리 내에 위치하는 제2 해상 오브젝트를 탐색하고,
    상기 제1 해상 오브젝트에 설계된 상기 중계기 장치는,
    상기 리피터 신호를, 상기 제2 해상 오브젝트에 설계된 중계기 장치로 중계하고,
    상기 제2 해상 오브젝트에 설계된 중계기 장치는,
    상기 리피터 신호를 상기 기지국 신호로 복원하여, 상기 부이용 통신장치로 전달하는
    해상 통신 서비스 제공 장치.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 제1 해상 오브젝트 및 상기 어구 식별용 부이 간 거리가, 상기 가시 거리를 벗어난 정도가 기준치 이내이고, 상기 제1 해상 오브젝트가, 어선 및 선박 중 적어도 하나의 이동체일 경우,
    상기 처리부는,
    상기 가시 거리 이내가 되는 임의의 지점으로 상기 제1 해상 오브젝트를 이동시키는 이동 명령을, 상기 제1 해상 오브젝트에 설계된 상기 중계기 장치로 전송하고, 상기 중계기 장치를 통해, 상기 제1 해상 오브젝트의 관리 단말로 상기 이동 명령을 전달하는
    해상 통신 서비스 제공 장치.
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