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KR20180105492A - 중계기를 구비하는 무인 이동체 및 이를 이용한 중계 방법 - Google Patents

중계기를 구비하는 무인 이동체 및 이를 이용한 중계 방법 Download PDF

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KR20180105492A
KR20180105492A KR1020170032618A KR20170032618A KR20180105492A KR 20180105492 A KR20180105492 A KR 20180105492A KR 1020170032618 A KR1020170032618 A KR 1020170032618A KR 20170032618 A KR20170032618 A KR 20170032618A KR 20180105492 A KR20180105492 A KR 20180105492A
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unmanned
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고성우
안태웅
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주식회사 지오테크
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Abstract

본 발명은 위치 측정 모듈, 탈부착 가능하게 구비되어, 사용자로부터 송출되는 통신 신호를 기지국으로 중계하는 중계 모듈 및 위치 측정모듈을 제어하여, 특정 지역으로 위치를 이동시키는 이동체 제어부를 포함하는 무인 이동체를 제공한다.

Description

중계기를 구비하는 무인 이동체 및 이를 이용한 중계 방법{AN UNMANNED VEHICLE HAVING A RELAY DEVICE AND A RELAY METHOD USING THEREOF}
본 발명은 중계기를 구비하는 무인 이동체 및 이를 이용한 중계 방법에 관한 것이다.
중계기는 터널, 빌딩 및 지하철 등 원활한 통신 서비스가 제공되지 않는 음영 지역에 설치하여 사용자와 통신기기(예; 기지국 또는 무선통신 단말 등) 사이를 연결하는 장치이다.
통상적으로, 통신망을 설계할 때에는 특정 지역을 다수의 기지국을 통하여 커버리지를 구축하고, 기지국 사이의 부분적인 음영 지역에 대해서는 중계기를 설치하여 근처의 기지국의 신호를 재증폭하는 형태로 구축하고 있다.
하지만, 현재 설치된 중계기는 통신망 확장에 따른 이동성을 고려하고 있지 않으며, 유선의 고정된 네트워크 인프라를 활용하기 때문에, 고정된 설치 환경에서만 운용이 가능하다는 단점이 있다.
즉, 통신망 확장의 필요성이 이미 확보된 상황에서만 중계기 설치를 통한 통신 커버리지 확장이 가능하며, 일시적, 유동적 또는 향후 사용 가능성에 따른 중계기 설치는 현 상황에서는 불가능하다.
이 때문에, 재해 지역, 재난 지역 및 분쟁 지역 등의 일시적이고 유동적인 통신 환경 내의 사용자는 통신망 접속에 관한 필요성은 매우 높은 반면에, 접속 가능성은 매우 제한적일 수밖에 없다.
본 발명에서는 중계기를 구비하는 무인 이동체 및 이를 이용한 중계 방법, 구체적으로는 통신 커버리지를 확대할 수 있는 중계기를 구비하는 무인 이동체 및 이를 이용한 중계 방법을 제공하고자 한다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상술한 바와 같은 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 위치 측정 모듈, 탈부착 가능하게 구비되어, 사용자로부터 송출되는 통신 신호를 통신기기로 중계하는 중계 모듈 및 위치 측정 모듈을 제어하여, 특정 지역으로 위치를 이동시키는 이동체 제어부를 포함하는 무인 이동체를 제공한다.
또한, 이동체 제어부는 사용자 또는 통신기기의 위치 정보에 기초하여 위치를 이동시키며, 중계 모듈은 LORA(Long Range) 통신 모듈인 무인 이동체를 제공한다.
또한, 상술한 바와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 또 다른 일 측면에서는 중계 모듈을 구비하는 무인 이동체를 이용한 중계 방법에 있어서, 사용자가 통신기기의 커버리지를 벗어나는 경우, 무인 이동체를 해당 지역으로 이동시키는 단계, 무인 이동체의 중계 모듈을 이용하여 통신기기의 통신망에 접속하는 단계 및 사용자의 통신 신호를 인근 통신기기로 중계하거나, 통신기기의 통신 신호를 사용자에게 중계하는 단계를 포함하는 무인 이동체를 이용한 중계 방법을 제공한다.
또한, 중계 모듈은 LORA(Long Range) 통신 모듈인 무인 이동체를 이용한 중계 방법을 제공한다.
한편, 상술한 바와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 또 다른 일 측면에서는, LORA(Long Range) 통신 모듈을 구비하는 무인 이동체를 이용한 중계 방법에 있어서 사용자로부터 통신망 접속 이상 또는 접속 불능 메시지를 수신하는 단계, 수신된 메시지의 전송 위치로 무인 이동체를 이동시키는 단계, 이동 위치의 인근 통신기기에 LORA 통신 모듈을 이용하여 무인 이동체를 접속시키는 단계 및 LORA 통신 모듈을 경유하여, 사용자의 통신 신호를 인근 통신기기로 중계하는 단계를 포함하는 무인 이동체를 이용한 중계 방법을 제공한다.
본 발명의 실시 예에 따른 중계기를 구비하는 무인 이동체 및 이를 이용한 중계 방법에 의하면, 일시적, 유동적 또는 향후 사용 가능성이 높은 지역 등에서도 사용자의 통신망 접속이 가능하여, 다양한 환경에서의 사용자 편의성을 크게 증대시킬 수 있다.
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 중계기를 구비한 무인 이동체의 적용 환경을 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 중계기를 구비한 무인 이동체의 구성을 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 중계기를 구비한 무인 이동체의 중계 과정을 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 중계기를 구비한 무인 이동체의 중계 과정을 도시한 것이다.
도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 중계기를 구비한 무인 이동체의 중계 과정을 도시한 것이다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략할 수 있고, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성 요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 사용할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, '또는', '적어도 하나' 등의 표현은 함께 나열된 단어들 중 하나를 나타내거나, 또는 둘 이상의 조합을 나타낼 수 있다. 예를 들어, 'A 또는 B', 'A 및 B 중 적어도 하나'는 A 또는 B 중 하나만을 포함할 수도 있고, A와 B를 모두 포함할 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에서 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 '연결'되어 있다거나 '접속'되어 있다고 언급된 경우, 구성요소들은 직접적으로 연결되어 있거나 접속되어 있을 수 있지만, 구성요소들 사이에 적어도 하나의 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
또한, 본 발명의 일 실시예에서는 설명의 편의를 위해 통신기기 또는 통신 노드의 일 예로써 기지국을 중심으로 설명하나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 무선통신 단말 또는 AP 등 다양한 통신기기 또는 통신 노드에 동일하게 적용될 수 있음은 자명하다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 중계기를 구비한 무인 이동체의 적용 환경을 도시한 것이다.
도 1을 참조하면, 특정 지역에서 통신망 구축 시에 해당 수요층을 고려하여, 기지국 A, B, C의 커버리지를 이용한 통신 네트워크가 구축된다. 이때, 사용자가 기지국 A, B, C의 커버리지 밖의 음영 지역에 존재하는 경우, 통신망을 이용할 수 없다. 그렇다고, 수요층이 많지 않거나, 유동적 또는 일시적으로 수요층이 존재하는 구역에 기지국 또는 중계기를 고정하여 설치하는 것은 낭비일 수 있다. 본 발명의 중계기를 구비하는 무인 이동체는 필요에 따라 선택적으로, 해당 음영 지역으로 이동하여, 사용자에게 통신 서비스를 제공할 수 있다.
또한, 무인 이동체는 사용자의 직접적인 요청에 따라 이동하여 중계 서비스를 제공하거나, 사용자의 직접적인 요청이 없어도 사용자 주변의 통신 환경을 인지하고 확인 및 판단하여, 해당 지역으로 이동하여 중계 서비스를 제공할 수 있다.
무인 이동체는 기본적으로 사용자의 위치정보를 획득하고, 획득된 사용자의 위치정보를 기초로 해당 지역으로 이동하며, 이동된 지역 기반으로 통신 중계서비스를 제공할 수 있다. 또한, 사용자의 위치정보를 기반으로 해당 지역으로 이동 후에는, 인접한 기지국과의 통신망 연결이 가장 원활한 위치를 검색하고, 검색된 위치로 이동하여 통신 중계서비스를 제공할 수도 있다.
또한, 도시하지는 않았으나 무인 이동체의 또 다른 적용 환경은 기지국 A의 통신망에 접속한 사용자가 기지국 A의 커버리지를 벗어나는 경우, 무인 이동체가 기지국 A와 사용자 사이에서 중계 역할을 수행하는 형태로 적용될 수 있다. 즉, 무인 이동체로 인하여 기지국 A의 커버리지가 실질적으로 확대되어, 통신 반경이 크게 증가할 수 있다.
한편, 기지국 A 내지 D는 무선통신 단말 또는 AP 등의 다양한 통신기기 또는 통신 노드로 대체될 수 있음은 앞서 설명한 바와 같다.
이하, 본 발명에 따른 중계기를 구비한 무인 이동체의 구성 및 구체적인 통신 중계서비스 제공방법 등에 대해서는 도 2 내지 도 5를 참고하여 구체적으로 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 중계기를 구비한 무인 이동체의 구성을 도시한 것이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 중계기를 구비한 무인 이동체는 이동체 송수신부(110), 이동체 제어부(120), 위치측정 모듈(130) 및 중계 모듈(140)을 포함할 수 있다.
이동체 송수신부(110)는 무인 이동체의 직접적인 동작을 제어하기 위한 제어 신호를 수신하거나 무인 이동체가 수집한 다양한 정보를 송신하도록 구성될 수 있다.
위치측정 모듈(130)은 고도센서, GPS 모듈, 가속도 센서 및 자이로 센서 등을 구비하여, 무인 이동체의 위치를 측정하고 좌표를 확인하며, 무인 이동체의 기울어진 방향 및 기울어진 각도 등의 자세를 확인할 수 있다.
중계 모듈(140)은 사용자로부터 통신 신호를 수신하고, 인근 기지국으로 수신한 통신 신호를 전달하거나, 인근 기지국으로부터 통신 신호를 수신하여 사용자에게 이를 전달할 수 있다.
중계 모듈(140)은 LORA(Long Range) 통신 모듈에 해당할 수 있다. LORA 통신 모듈은 저전력광대역(LPWA, Low Power Wide Area) 기반의 네트워크 모듈로서, 저전력으로 배터리의 교체 없이 10년 동안 구동이 가능하고, 건물이 밀집된 도심지역은 1.6km, 도시를 벗어난 개활지역은 20Km 이내의 범위까지 데이터 송수신이 가능하며, 암호화 지원 등의 서비스가 가능하다. 또한, 중계 모듈(140)은 무인 이동체에 분리 가능하게 결합될 수 있다.
한편, 본 실시예에서는 중계 모듈(140)과 이동체 송수신부(110)를 별도의 구성으로 분리하여 기재하였으나, 이동체 송수신부(100) 또는 중계 모듈(140) 중 하나에서 양자의 모든 기능을 수행하도록 구성될 수도 있다.
이동체 제어부(120)는 사용자로부터 통신망 접속 이상 또는 통신망 접속 불능의 메시지를 수신하면, 사용자로부터 접수된 마지막 메시지의 전송 위치를 이동체 송수신부(110)를 통하여 수신하고, 위치측정 모듈(130)을 이용하여, 수신된 위치로 무인 이동체가 이동되도록 제어할 수 있다.
또한, 이동체 제어부(120)는 중계 모듈(140)을 제어하여, 이동된 위치의 인근 기지국과의 통신망 접속 여부를 확인하고, 통신망에 접속되면, 해당 지역에서 송출되는 사용자의 통신 신호를 해당 기지국으로 중계하거나, 해당 기지국으로부터의 통신 신호를 사용자에게 중계할 수 있다.
한편, 통신망 접속이 확인되지 않으면, 위치측정 모듈(130)을 제어하여, 현 위치를 확인하고, 기저장된 기지국 정보 또는 이동체 송수신부(110)를 제어하여 수신된 기지국 정보를 이용하여, 해당 위치에서 가장 근접한 기지국의 커버리지로 무선 이동체를 이동시키고, 해당 기지국의 통신망에 접속을 시도할 수 있다. 이후, 통신망 접속이 확인되면, 무인 이동체의 중계 커버리지 내에서 사용자의 접속 여부를 확인하고, 송출되는 사용자의 통신 신호를 해당 기지국으로 중계하거나, 해당 기지국으로부터의 통신 신호를 사용자에게 중계할 수 있다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 중계기를 구비한 무인 이동체의 중계 과정을 도시한 것이다.
도 3을 참조하면, 기확보된 기지국 간의 음영 지역 정보에 기초하여, 해당 음영 지역으로 무인 이동체를 이동시킬 수 있다(S100). 이때, 무인 이동체는 사용자의 요청에 따라 이동되거나, 재난 발생 또는 재난 경보 등의 기설정된 조건에 따라 자동으로 이동될 수 있다. 음영 지역으로 이동한 무인 이동체는 인근 기지국의 통신망에 접속할 수 있다(S110). 기지국 배치 정보, 기지국 위치정보 및 기지국의 커버리지 정보는 사전에 확보되어 기저장되거나, 외부로부터 수신하여 저장될 수 있으며, 해당 정보에 기초하여 무인 이동체는 음영 지역 내에서 무인 이동체의 중계 커버리지를 최적화할 수 있는 위치로 이동하여, 인근 기지국의 통신망에 무리 없이 접속할 수 있다. 인근 기지국의 통신망에 접속되면, 음영 지역 내에 송출되는 사용자의 통신 신호를 해당 기지국으로 중계하거나, 해당 기지국으로부터의 통신 신호를 사용자에게 중계할 수 있다(S120). 한편, 무인 이동체는 사용자 요청의 철회에 따라 중계 행위를 중단하고 귀환하거나, 다른 무인 이동체가 해당 위치로 이동하여 중계 행위를 교대하는 시점까지 중계 행위를 지속할 수 있다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 중계기를 구비한 무인 이동체의 중계 과정을 도시한 것이다.
도 4를 참조하면, 사용자로부터 통신망 접속 이상 또는 통신망 접속 불능의 메시지가 수신되면(S200), 사용자로부터 마지막으로 수신된 메시지의 전송 위치로 무인 이동체를 이동시킬 수 있다(S210). 이동된 위치에서 무인 이동체는 이동 위치 인근 기지국과의 통신망 접속을 시도하고, 통신망 접속 여부를 확인할 수 있다(S220). 인근 기지국의 통신망 접속이 확인되면, 사용자의 통신 신호를 해당 기지국으로 중계하거나, 해당 기지국으로부터의 통신 신호를 사용자에게 중계할 수 있다(S230). 하지만, 인근 기지국의 통신망에 접속되지 않거나 접속이 확인되지 않으면, 기저장된 또는 외부로부터 수신된 기지국 정보(예; 기지국 위치정보 및 기지국 커버리지 정보 등)를 확인하여, 가장 근접한 기지국의 커버리지로 무선 이동체를 이동시킬 수 있다(S240). 이후, 해당 기지국의 통신망에 접속하고(S250), 사용자의 통신 신호를 해당 기지국으로 중계하거나, 해당 기지국으로부터의 통신 신호를 사용자에게 중계할 수 있다(S260).
한편, 무인 이동체는 인근 기지국과의 통신망 접속 이후에도, 사용자의 통신신호가 확인되지 않거나, 무인 이동체에 접속되는 사용자 통신 신호가 없는 경우에는 무인 이동체의 중계 커버리지를 벗어난 것으로 판단하고, 다른 무인 이동체를 호출하여 중계 커버리지를 확대할 수 있다.
도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 중계기를 구비한 무인 이동체의 중계 과정을 도시한 것이다.
도 5를 참조하면, 사용자가 기지국 A의 커버리지를 벗어나는 경우, 해당 지역으로 무인 이동체를 이동시킬 수 있다(S300). 해당 지역으로 이동한 무인 이동체는 기지국 A의 통신망에 접속할 수 있다(S310). 기지국 A의 통신망에 접속 후, 무인 이동체는 사용자의 통신 신호를 기지국 A로 중계하거나, 기지국 A로부터 통신 신호를 사용자에게 중계할 수 있다(S320).
한편, 무인 이동체는 LORA 통신모듈을 탑재할 수 있으며, 기지국 A는 다른 무선통신 단말 또는 AP 등의 다양한 통신기기 또는 통신 노드로 대체될 수 있음은 앞서 설명한 바와 같다.
본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시 예들은 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 발명의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 따라서 본 발명의 범위는 여기에 개시된 실시 예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상을 바탕으로 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
110: 이동체 송수신부 120: 이동체 제어부
130: 위치측정 모듈 140: 중계 모듈

Claims (5)

  1. 위치 측정 모듈;
    탈부착 가능하게 구비되어, 사용자로부터 송출되는 통신 신호를 통신기기로 중계하는 중계 모듈; 및
    상기 위치 측정모듈을 제어하여, 특정 지역으로 위치를 이동시키는 이동체 제어부를 포함하는 무인 이동체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 이동체 제어부는 상기 사용자 또는 상기 통신기기의 위치 정보에 기초하여 위치를 이동시키며, 상기 중계 모듈은 LORA(Long Range) 통신 모듈인 무인 이동체.
  3. 중계 모듈을 구비하는 무인 이동체를 이용한 중계 방법에 있어서,
    사용자가 통신기기의 커버리지를 벗어나는 경우, 상기 무인 이동체를 해당 지역으로 이동시키는 단계;
    상기 무인 이동체의 중계 모듈을 이용하여 상기 통신기기의 통신망에 접속하는 단계; 및
    상기 사용자의 통신 신호를 상기 통신기기로 중계하거나, 상기 통신기기의 통신 신호를 상기 사용자에게 중계하는 단계를 포함하는 무인 이동체를 이용한 중계 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 중계 모듈은 LORA(Long Range) 통신 모듈인 무인 이동체를 이용한 중계 방법.
  5. LORA(Long Range) 통신 모듈을 구비하는 무인 이동체를 이용한 중계 방법에 있어서,
    사용자로부터 통신망 접속 이상 또는 접속 불능 메시지를 수신하는 단계;
    상기 수신된 메시지의 전송 위치로 상기 무인 이동체를 이동시키는 단계;
    상기 이동 위치의 인근 통신기기에 상기 LORA 통신 모듈을 이용하여 상기 무인 이동체를 접속시키는 단계; 및
    상기 LORA 통신 모듈을 경유하여, 상기 사용자의 통신 신호를 상기 인근 통신기기로 중계하는 단계를 포함하는 무인 이동체를 이용한 중계 방법.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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