KR102598037B1 - Wireless backhaul system using tvws for indoor and underground tunnels where gps reception is not avaiable - Google Patents
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Abstract
TVWS를 이용한 무선 백홀 시스템이 제공된다. 본 개시에 따른 TVWS 이용 무선 백홀 시스템은, 고정형 마스터 TVWS 장치, 고정형 슬레이브 TVWS 장치 및 상기 고정형 마스터 TVWS 장치의 위치정보 및 상기 고정형 슬레이브 TVWS 장치의 위치정보에 기반하여 가용 TVWS 채널 정보를 제공하는 TVWS DB 서버를 포함할 수 있다. A wireless backhaul system using TVWS is provided. The wireless backhaul system using TVWS according to the present disclosure includes a fixed master TVWS device, a fixed slave TVWS device, and a TVWS DB that provides available TVWS channel information based on the location information of the fixed master TVWS device and the location information of the fixed slave TVWS device. May include servers.
Description
본 개시는 GPS 수신이 안되는 실내 및 지하터널에서 사용하기 위한 TVWS를 이용한 무선 백홀 시스템에 관한 것이다.This disclosure relates to a wireless backhaul system using TVWS for use indoors and underground tunnels where GPS reception is not possible.
2018년 42억 명의 세계인구가 2050년에는 63억 명으로 대폭 증가가 예상됨에 따라, 대도시의 도로 교통 등의 문제점을 해결하기 위하여 대규모 지하공간 토목 공사 및 건설 공사가 점차 늘어나고 있는 추세이나, 지하 공사장은 통신망이 구축되지 않아서, 현장 사무소, 감리기관, 본사 및 연구소 기관 등이 실시간 소통 및 24시간 현장 모니터링이 불가능한 실정이다. As the world population of 4.2 billion in 2018 is expected to increase significantly to 6.3 billion in 2050, large-scale underground civil engineering and construction work is gradually increasing to solve problems such as road traffic in large cities. Because a communication network has not been established, real-time communication and 24-hour on-site monitoring are impossible among field offices, supervisory agencies, headquarters, and research institutes.
토목 및 건설 현장에서는 지하공간 통신망 부재로 인한 다양한 사건, 사고가 발생에 따른 인명 피해가 우려되고 있어 대책 마련이 시급한 상황이며, 특히 터널 공사장은 이동통신 서비스가 제공되기 어려운 환경으로, 이동성 및 재난 긴급통신망의 설치를 고려하는 경우에 유선 광케이블의 설치 또한 쉽지 않아 문제가 되고 있다.At civil engineering and construction sites, there are concerns about casualties due to various incidents and accidents due to the absence of underground communication networks, so it is urgent to prepare countermeasures. In particular, tunnel construction sites are environments where mobile communication services are difficult to provide, so mobility and disaster emergencies are necessary. When considering the installation of a communication network, installing wired optical cables is also problematic as it is not easy.
지하터널은 철골 구조물 및 방화벽이 있어서 비가시거리 통신이 필요하여, 가시거리에서만 사용할 수 있는 2.4GHz 및 5GHz 와이파이 브릿지를 사용할 수가 없다. 그러므로, 비가시거리 통신이 가능한 TVWS가 필요하게 된다.Underground tunnels have steel structures and firewalls that require non-line-of-sight communication, making it impossible to use 2.4GHz and 5GHz Wi-Fi bridges, which can only be used in visible ranges. Therefore, TVWS capable of non-line-of-sight communication is needed.
TVWS는 고정형과 이동형 기기로 나누어진다. 이동형 TVWS 기기는 마스터 GPS 좌표만으로도 TVWS DB 서버로부터 가용채널을 할당 받기 때문에, 이동형 TVWS 기기를 실내 및 지하터널에 설치하는 경우에 GPS 중계기를 활용하여 마스터 TVWS 기기에 GPS 신호를 제공할 수 있다. TVWS is divided into fixed and mobile devices. Since mobile TVWS devices are assigned available channels from the TVWS DB server based on master GPS coordinates alone, when installing mobile TVWS devices indoors or in underground tunnels, a GPS repeater can be used to provide GPS signals to the master TVWS device.
그러나, 고정형 TVWS 기기는 마스터 TVWS 기기와 슬레이브 TVWS 기기 모두가 GPS 신호를 수신하여야 TVWS DB 서버로부터 가용채널을 할당 받게 되므로, 현실적으로 실내 및 지하터널 깊숙한 위치에 설치되는 슬레이브 TVWS 기기까지 GPS 중계기로 GPS 신호를 전달하는 것이 상대적으로 어렵다.However, for fixed TVWS devices, both the master TVWS device and slave TVWS devices must receive GPS signals to be allocated available channels from the TVWS DB server. In reality, even slave TVWS devices installed indoors or deep in underground tunnels can receive GPS signals through a GPS repeater. It is relatively difficult to convey.
실내 및 지하터널에서는 철골 구조물 및 방화벽이 있고 비가시거리 통신이 요구되고 있으며, 또한 10km의 이상의 원거리 서비스가 요구되고 있어서 고정형 TVWS 기기를 지하터널에서 활용할 방안이 요구된다.In indoor and underground tunnels, there are steel structures and firewalls, and non-line-of-sight communication is required. In addition, long-distance services of more than 10km are required, so a method of utilizing fixed TVWS devices in underground tunnels is required.
본 개시는 GPS 수신이 안 되는 실내 및 지하터널에서 원거리 통신이 가능한 고정형 TVWS 기기의 사용을 가능하게 하는 TVWS를 이용한 통신망 무선 백홀 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.The purpose of this disclosure is to provide a communication network wireless backhaul system using TVWS that enables the use of fixed TVWS devices capable of long-distance communication indoors and underground tunnels where GPS reception is not possible.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 개시의 제1 측면은, 고정형 마스터 TVWS 장치, 고정형 슬레이브 TVWS 장치 및 상기 고정형 마스터 TVWS 장치의 위치정보 및 상기 고정형 슬레이브 TVWS 장치의 위치정보에 기반하여 가용 TVWS 채널 정보를 제공하는 TVWS DB 서버를 포함하고, 상기 고정형 마스터 TVWS 장치는 기 설정된 고정형 마스터 TVWS 장치 설치 위치정보를 상기 TVWS DB 서버에 제공하여 가용 TVWS 채널 정보를 수신하고, 수신한 가용 TVWS 채널 정보에 기반하여 데이터를 송수신하며, 상기 고정형 슬레이브 TVWS 장치는 기 설정된 고정형 슬레이브 TVWS 장치 설치 위치정보를 상기 고정형 마스터 TVWS 장치를 통해 상기 TVWS DB 서버에 제공하고, 상기 고정형 마스터 TVWS 장치로부터 가용 TVWS 채널 정보를 수신하고, 수신한 가용 TVWS 채널 정보에 기반하여 데이터를 송수신하는 TVWS 이용 무선 백홀 시스템을 제공할 수 있다.As a technical means for achieving the above-described technical problem, the first aspect of the present disclosure is to use a fixed master TVWS device, a fixed slave TVWS device, and the location information of the fixed master TVWS device and the location information of the fixed slave TVWS device. It includes a TVWS DB server that provides available TVWS channel information, and the fixed master TVWS device receives available TVWS channel information by providing preset fixed master TVWS device installation location information to the TVWS DB server, and receives available TVWS channel information. Data is transmitted and received based on information, and the fixed slave TVWS device provides preset fixed slave TVWS device installation location information to the TVWS DB server through the fixed master TVWS device, and provides available TVWS channel information from the fixed master TVWS device. It is possible to provide a wireless backhaul system using TVWS that receives and transmits and receives data based on the received available TVWS channel information.
본 개시에 의하면, GPS 수신이 안 되는 실내 및 지하터널에서 원거리 통신이 가능한 고정형 TVWS 기기의 사용을 가능하게 하는 TVWS를 이용한 무선 백홀 시스템을 제공할 수 있는 효과가 있다.According to the present disclosure, it is possible to provide a wireless backhaul system using TVWS that enables the use of fixed TVWS devices capable of long-distance communication indoors and underground tunnels where GPS reception is not possible.
도 1은 일 실시예에 따른 터널에 데이터 서비스를 제공하기 위한 TVWS를 이용한 무선 백홀 시스템의 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 일 실시예에 따른 고정형 마스터 TVWS 장치의 구성을 나타낸 도면이다.
도 3은 일 실시예에 따른 고정형 슬레이브 TVWS 장치의 구성을 나타낸 도면이다. Figure 1 is a diagram showing the configuration of a wireless backhaul system using TVWS to provide data services in a tunnel according to an embodiment.
Figure 2 is a diagram showing the configuration of a fixed master TVWS device according to an embodiment.
Figure 3 is a diagram showing the configuration of a fixed slave TVWS device according to an embodiment.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 개시의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 개시는 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 개시를 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다. Below, with reference to the attached drawings, embodiments of the present disclosure will be described in detail so that those skilled in the art can easily implement the present disclosure. However, the present disclosure may be implemented in many different forms and is not limited to the embodiments described herein. In order to clearly explain the present disclosure in the drawings, parts that are not related to the description are omitted, and similar parts are given similar reference numerals throughout the specification.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Throughout the specification, when a part is said to be "connected" to another part, this includes not only the case where it is "directly connected," but also the case where it is "electrically connected" with another element in between. . Additionally, when a part "includes" a certain component, this means that it may further include other components, rather than excluding other components, unless specifically stated to the contrary.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 개시를 상세히 설명하기로 하며, 이에 앞서 먼저 TVWS 대역 통신에 대하여 정리한다.Hereinafter, the present disclosure will be described in detail with reference to the attached drawings, but prior to this, TVWS band communication will first be summarized.
TVWS는 TV 대역에서 시간적 및 공간적으로 사용하지 않고 비어 있는 채널로 정의된다. TVWS가 포함될 수 있는 주파수는 한국의 경우 470~698MHz(UHF) 대역에서만 정의되고 있지만 미국은 VHF 대역을 포함하는 54~216MHz 및 470~698MHz 대역에서 정의되고 있다. 이처럼 TV 대역의 비어 있는 채널을 이용하여 데이터 통신하는 것을 TVWS 통신이라 할 수 있다.TVWS is defined as a temporally and spatially unused and empty channel in the TV band. Frequencies that can include TVWS are defined only in the 470~698 MHz (UHF) band in Korea, but in the United States, they are defined in the 54~216 MHz and 470~698 MHz bands, including the VHF band. In this way, data communication using an empty channel in the TV band can be called TVWS communication.
이러한 TVWS 통신은 TV 대역을 공유하는 것이기에 규제 당국은 TVWS를 사용하는 TVWS 장치의 기술기준 및 가용 채널을 확인하기 위한 데이터베이스 접속조건을 규정해 놓고 있다.Since these TVWS communications share TV bands, regulatory authorities stipulate technical standards for TVWS devices that use TVWS and database access conditions to check available channels.
한편, TVWS 장치는 고정형 TVWS 장치와 이동형 TVWS 장치로 분류될 수 있다. 고정형 TVWS 장치는 30dBm/6MHz, 33dBm/12MHz로 송신할 수 있고, TVWS 가용채널 정보는 마스터 TVWS 장치와 슬레이브 TVWS 장치의 위치에 기반하여 TVWS 데이터베이스 서버로부터 할당받아야 한다. Meanwhile, TVWS devices can be classified into fixed TVWS devices and mobile TVWS devices. Fixed TVWS devices can transmit at 30dBm/6MHz and 33dBm/12MHz, and TVWS available channel information must be allocated from the TVWS database server based on the locations of the master TVWS device and slave TVWS device.
이동형 TVWS 장치는 방송대역에서 6MHz 이상 이격된 채널에서는 최대 100mW/6MHz 또는 방송대역 인접 채널에서는 최대 40mW/6MHz의 파워로 송신이 가능한 장치이다. 이동형 TVWS 장치의 TVWS 가용채널 정보는, 마스터 TVWS 장치의 위치에 기반하여 TVWS 데이터베이스 서버로 할당받아야 한다.The mobile TVWS device is a device that can transmit with a power of up to 100mW/6MHz in channels more than 6MHz away from the broadcast band or up to 40mW/6MHz in channels adjacent to the broadcast band. The TVWS available channel information of the mobile TVWS device must be assigned to the TVWS database server based on the location of the master TVWS device.
현재 과학기술정보통신부고시 및 무선설비규칙 등이 고시하고 있는 행정규칙인 '신고하지 아니하고 개설할 수 있는 무선국용 무선설비의 기술기준'에서는 TVWS 데이터베이스 서버에 접속하는 장치는 자동 측위 기능이 있어야 하며, 사용자가 위치 정보를 임의대로 수정할 수 없어야 함을 규정하고 있다.According to the administrative rules 'Technical standards for wireless equipment for wireless stations that can be opened without reporting', which are currently announced by the Ministry of Science and ICT and the wireless equipment regulations, devices that connect to the TVWS database server must have an automatic positioning function. It stipulates that users should not be able to arbitrarily modify location information.
현재 행정규칙에 따를 경우, 이동형 TVWS 장치는 지하 터널에서 무선 백홀 시스템을 구현하기 위해 사용이 가능하긴 하나, TVWS 신호의 릴레이 구현은 불가능하며, 이동형 TVWS 장치는 가시거리 기준으로 700m 내외에서 정상적으로 작동 가능하므로, 비가시거리까지 서비스를 구현하기에는 어려움이 있다. According to the current administrative rules, mobile TVWS devices can be used to implement a wireless backhaul system in underground tunnels, but relay implementation of TVWS signals is not possible, and mobile TVWS devices can operate normally at around 700m based on the visible distance. Therefore, it is difficult to implement services up to invisible distances.
이에 따라, 본 개시에서는 터널 비가시거리 서비스를 고려하여 10km 이상 원거리를 고속으로 무선데이터 전송할 수 있는 고정형 TVWS 기술을 사용하기 위해, TVWS 데이터베이스 서버에 접속하는 TVWS 장치가 자동 측위 기능 이외에, 해당 장치가 설치되는 위치에 대응하는 기 설정된 위치정보를 저장하는 기능을 포함할 수 있도록 한다. 이와 같은 기 설정된 위치정보를 저장은 TVWS 장치의 생산 단계에서 이루어질 수 있다.Accordingly, in this disclosure, in order to use fixed TVWS technology that can transmit wireless data at high speed over a distance of 10 km or more in consideration of tunnel non-line-of-sight service, the TVWS device that connects to the TVWS database server has, in addition to the automatic positioning function, the device. It can include a function to store preset location information corresponding to the installation location. Such preset location information can be stored at the production stage of the TVWS device.
도 1은 일 실시예에 따른 터널에 데이터 서비스를 제공하기 위한 TVWS를 이용한 무선 백홀 시스템의 구성을 나타낸 도면이다.Figure 1 is a diagram showing the configuration of a wireless backhaul system using TVWS to provide data services in a tunnel according to an embodiment.
도 1을 참조하면, 일 실시예에 따른 터널에 설치되는 TVWS를 이용한 무선 백홀 시스템은 터널 입구에 설치되는 고정형 마스터 TVWS 장치(100) 및 터널 내부에 설치되는 고정형 슬레이브 TVWS 장치(200)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, a wireless backhaul system using TVWS installed in a tunnel according to an embodiment will include a fixed master TVWS device 100 installed at the tunnel entrance and a fixed slave TVWS device 200 installed inside the tunnel. You can.
일 실시예에 따른 고정형 마스터 TVWS 장치(100)는 터널 입구 또는 복수의 터널 입구에 일정한 거리마다 설치될 수 있다. 이때 고정형 마스터 TVWS 장치(100)는 특정 위치에 부착되어 고정적으로 설치되거나, 바퀴 등 별도의 이동 수단이 부착된 형태로 특정 위치에 비 고정적으로 설치될 수 있다.The fixed master TVWS device 100 according to one embodiment may be installed at a certain distance at a tunnel entrance or multiple tunnel entrances. At this time, the fixed master TVWS device 100 may be fixedly installed by being attached to a specific location, or may be non-fixedly installed in a specific location with a separate moving means such as wheels attached.
일 실시예에 따른 고정형 마스터 TVWS 장치(100)는 장치는 기 설정된 고정형 마스터 TVWS 장치 설치 위치정보를 저장할 수 있다. 고정형 마스터 TVWS 장치(100)가 저장한 기 설정된 고정형 마스터 TVWS 장치 설치 위치정보는, 예를 들어, 고정형 마스터 TVWS 장치(100)의 생산 단계에서 고정형 마스터 TVWS 장치(100)가 설치될 장소를 미리 확인하여, 고정형 마스터 TVWS 장치(100)에 포함된 메모리에 미리 저장될 수 있다.The fixed master TVWS device 100 according to an embodiment may store preset fixed master TVWS device installation location information. The preset fixed master TVWS device installation location information stored by the fixed master TVWS device 100, for example, confirms in advance the location where the fixed master TVWS device 100 will be installed during the production stage of the fixed master TVWS device 100. Thus, it can be stored in advance in the memory included in the fixed master TVWS device 100.
이때 고정형 마스터 TVWS 장치(100)는 설치 후 TVWS DB 서버(500)와의 연결을 통해 최초 설정이 이루어지는 과정에서, 기 설정된 고정형 마스터 TVWS 장치 설치 위치정보를 TVWS DB 서버(500)에 제공하여 가용 TVWS 채널 정보를 수신하고, 수신한 가용 TVWS 채널 정보에 기반하여 데이터를 송수신을 시작할 수 있다.At this time, during the initial setup process through connection with the TVWS DB server 500 after installation, the fixed master TVWS device 100 provides the preset fixed master TVWS device installation location information to the TVWS DB server 500 to select available TVWS channels. Information can be received and data transmission and reception can begin based on the received available TVWS channel information.
한편, 일 실시예에 따른 고정형 마스터 TVWS 장치(100)는 현재 고정형 마스터 TVWS 장치(100)가 설치된 위치를 확인하기 위해 GPS 모듈을 통해 GSP 신호를 수신할 수 있다. 고정형 마스터 TVWS 장치(100)는 수신한 GPS 신호를 사용하여 위치정보를 획득하고, 획득한 위치정보를 TVWS DB 서버(500)에 제공할 수 있다.Meanwhile, the fixed master TVWS device 100 according to an embodiment may receive a GSP signal through a GPS module to confirm the location where the fixed master TVWS device 100 is currently installed. The fixed master TVWS device 100 may acquire location information using the received GPS signal and provide the obtained location information to the TVWS DB server 500.
고정형 마스터 TVWS 장치(100)는, 예를 들어, 최초 설치 시 기 설정된 고정형 마스터 TVWS 장치 설치 위치정보를 TVWS DB 서버(500)에 제공하고 가용 TVWS 채널 정보를 획득함으로써 데이터 송수신을 수행할 수 있으나, 이후 설치 장소에서 벗어나, 특히 터널 외부의 특정 장소로 이동될 수 있으며, 이때 고정형 마스터 TVWS 장치(100)는 GPS 모듈을 통해 GSP 신호를 수신할 수 있다.For example, the fixed master TVWS device 100 may perform data transmission and reception by providing fixed master TVWS device installation location information set at the time of initial installation to the TVWS DB server 500 and obtaining available TVWS channel information. Afterwards, it can be moved away from the installation location, especially to a specific location outside the tunnel, and at this time, the fixed master TVWS device 100 can receive the GSP signal through the GPS module.
GPS 신호가 수신될 경우, 고정형 마스터 TVWS 장치(100)는 수신한 GPS 신호를 바탕으로 고정형 마스터 TVWS 장치 이동 위치정보를 획득할 수 있다. 고정형 마스터 TVWS 장치 이동 위치정보가 획득되면, 고정형 마스터 TVWS 장치(100)는 저장하고 있던 기 설정된 고정형 마스터 TVWS 장치 설치 위치정보와 새로 획득된 고정형 마스터 TVWS 장치 이동 위치정보를 비교하여, 고정형 마스터 TVWS 장치(100)의 이동 거리를 계산할 수 있다. When a GPS signal is received, the fixed master TVWS device 100 can acquire fixed master TVWS device movement location information based on the received GPS signal. When the fixed master TVWS device movement location information is acquired, the fixed master TVWS device 100 compares the previously set fixed master TVWS device installation location information stored with the newly acquired fixed master TVWS device movement location information, and compares the fixed master TVWS device movement location information. The moving distance of (100) can be calculated.
이때 고정형 마스터 TVWS 장치(100)가 기 설정된 거리 이상 이동한 것으로 판단될 경우, 고정형 마스터 TVWS 장치(100)는 모든 작동을 중단할 수 있다. 고정형 마스터 TVWS 장치(100)는, 예를 들어, 고정형 마스터 TVWS 장치(100)가 이동한 거리가 50m 이상인 것으로 판단될 경우, 작동을 중단할 수 있다.At this time, if it is determined that the fixed master TVWS device 100 has moved more than a preset distance, the fixed master TVWS device 100 may stop all operations. For example, the fixed master TVWS device 100 may stop operating when it is determined that the distance the fixed master TVWS device 100 has moved is more than 50 m.
이와 같은 방식을 통해, 고정형 마스터 TVWS 장치(100)가 이동됨으로써 GPS 신호가 수신되는 경우, 고정형 마스터 TVWS 장치(100)는 제조사가 최초로 설정한 설치 위치로부터 50m 미만의 거리만큼 이동한 경우 정상 작동을 유지할 수 있으며, 50m를 초과한 거리만큼 이동한 경우에는 출력이 차단될 수 있다.In this way, when the fixed master TVWS device 100 is moved and a GPS signal is received, the fixed master TVWS device 100 operates normally when moved by a distance of less than 50 m from the installation location initially set by the manufacturer. It can be maintained, and the output may be blocked if the distance exceeds 50m.
일 실시 예에 따른 고정형 마스터 TVWS 장치(100)는 사용할 채널을 선정하기 위하여, 기 설정된 고정형 마스터 TVWS 장치 설치 위치정보에 기초하여 TVWS DB 서버(500)로부터 가용 채널 정보를 획득할 수 있다. 가용 채널 정보는 TCP/IP 네트워크에 접속되어 있는 TVWS DB 서버(500)에 자신의 위치 정보를 포함하는 가용 채널 정보 요청 메시지를 송신하고, TVWS DB 서버(500)로부터 가용 채널 정보를 수신함으로써 획득할 수 있다. In order to select a channel to use, the fixed master TVWS device 100 according to an embodiment may obtain available channel information from the TVWS DB server 500 based on preset fixed master TVWS device installation location information. Available channel information can be obtained by sending an available channel information request message including one's location information to the TVWS DB server 500 connected to the TCP/IP network and receiving available channel information from the TVWS DB server 500. You can.
일 실시예에 따른 고정형 슬레이브 TVWS 장치(200)는 터널 내부에 일정한 거리마다 설치될 수 있다.The fixed slave TVWS device 200 according to one embodiment may be installed at certain distances inside the tunnel.
일 실시예에 따른 고정형 슬레이브 TVWS 장치(200)는 장치는 기 설정된 고정형 슬레이브 TVWS 장치 설치 위치정보를 저장할 수 있다. 고정형 슬레이브 TVWS 장치(200)가 저장한 기 설정된 고정형 슬레이브 TVWS 장치 설치 위치정보는, 예를 들어, 고정형 슬레이브 TVWS 장치(200)의 생산 단계에서 고정형 슬레이브 TVWS 장치(200)가 설치될 장소를 미리 확인하여, 고정형 슬레이브 TVWS 장치(200)에 포함된 메모리에 미리 저장될 수 있다.The fixed slave TVWS device 200 according to an embodiment may store preset fixed slave TVWS device installation location information. The preset fixed slave TVWS device installation location information stored by the fixed slave TVWS device 200, for example, confirms in advance the location where the fixed slave TVWS device 200 will be installed during the production stage of the fixed slave TVWS device 200. Thus, it can be stored in advance in the memory included in the fixed slave TVWS device 200.
이때 고정형 슬레이브 TVWS 장치(200)는 설치 후 TVWS DB 서버(500)와의 연결을 통해 최초 설정이 이루어지는 과정에서, 기 설정된 고정형 마스터 TVWS 장치 설치 위치정보를 고정형 마스터 TVWS 장치(100)를 통해 TVWS DB 서버(500)에 제공하고, 다시 고정형 마스터 TVWS 장치(100)를 통해 TVWS DB 서버(500)로부터 가용 TVWS 채널 정보를 수신할 수 있다. 고정형 슬레이브 TVWS 장치(200)는 수신한 가용 TVWS 채널 정보에 기반하여 데이터를 송수신을 시작할 수 있다.At this time, during the initial setup process of the fixed slave TVWS device 200 through connection with the TVWS DB server 500 after installation, the preset fixed master TVWS device installation location information is transmitted to the TVWS DB server through the fixed master TVWS device 100. 500, and available TVWS channel information can be received from the TVWS DB server 500 through the fixed master TVWS device 100. The fixed slave TVWS device 200 may start transmitting and receiving data based on the received available TVWS channel information.
한편, 일 실시예에 따른 고정형 슬레이브 TVWS 장치(200)는 현재 고정형 슬레이브 TVWS 장치(200)가 설치된 위치를 확인하기 위해 GPS 모듈을 통해 GSP 신호를 수신할 수 있다. 고정형 슬레이브 TVWS 장치(200)는, 고정형 슬레이브 TVWS 장치(200)는 수신한 GPS 신호를 사용하여 위치정보를 획득하고, 획득한 위치정보를 고정형 마스터 TVWS 장치(100)를 통해 TVWS DB 서버(500)에 제공할 수 있다.Meanwhile, the fixed slave TVWS device 200 according to an embodiment may receive a GSP signal through a GPS module to confirm the location where the fixed slave TVWS device 200 is currently installed. The fixed slave TVWS device 200 acquires location information using the received GPS signal, and sends the acquired location information to the TVWS DB server 500 through the fixed master TVWS device 100. can be provided.
고정형 슬레이브 TVWS 장치(200)는, 예를 들어, 최초 설치 시 기 설정된 고정형 슬레이브 TVWS 장치 설치 위치정보를 고정형 마스터 TVWS 장치(100)를 통해 TVWS DB 서버(500)에 제공하고 가용 TVWS 채널 정보를 획득함으로써 데이터 송수신을 수행할 수 있으나, 이후 설치 장소에서 벗어나, 특히 터널 외부의 특정 장소로 이동될 수 있으며, 이때 고정형 슬레이브 TVWS 장치(200)는 GPS 모듈을 통해 GSP 신호를 수신할 수 있다.For example, the fixed slave TVWS device 200 provides preset fixed slave TVWS device installation location information at the time of initial installation to the TVWS DB server 500 through the fixed master TVWS device 100 and obtains available TVWS channel information. By doing so, data transmission and reception can be performed, but it can then be moved away from the installation location, especially to a specific location outside the tunnel, and in this case, the fixed slave TVWS device 200 can receive the GSP signal through the GPS module.
GPS 신호가 수신될 경우, 고정형 슬레이브 TVWS 장치(200)는 수신한 GPS 신호를 바탕으로 고정형 슬레이브 TVWS 장치 이동 위치정보를 획득할 수 있다. 고정형 슬레이브 TVWS 장치 이동 위치정보가 획득되면, 고정형 슬레이브 TVWS 장치(200)는 저장하고 있던 기 설정된 고정형 슬레이브 TVWS 장치 설치 위치정보와 새로 획득된 고정형 슬레이브 TVWS 장치 이동 위치정보를 비교하여, 고정형 슬레이브 TVWS 장치(200)의 이동 거리를 계산할 수 있다. When a GPS signal is received, the fixed slave TVWS device 200 can obtain movement location information of the fixed slave TVWS device based on the received GPS signal. When the fixed slave TVWS device movement location information is acquired, the fixed slave TVWS device 200 compares the stored preset fixed slave TVWS device installation location information with the newly acquired fixed slave TVWS device movement location information, and determines the fixed slave TVWS device. The moving distance of (200) can be calculated.
이때 고정형 슬레이브 TVWS 장치(200)가 기 설정된 거리 이상 이동한 것으로 판단될 경우, 고정형 슬레이브 TVWS 장치(200)는 모든 작동을 중단할 수 있다. 고정형 슬레이브 TVWS 장치(200)는, 예를 들어, 고정형 슬레이브 TVWS 장치(200)가 이동한 거리가 50m 이상인 것으로 판단될 경우, 작동을 중단할 수 있다.At this time, if it is determined that the fixed slave TVWS device 200 has moved more than a preset distance, the fixed slave TVWS device 200 may stop all operations. For example, the fixed slave TVWS device 200 may stop operating when it is determined that the distance that the fixed slave TVWS device 200 has moved is more than 50 m.
이와 같은 방식을 통해, 고정형 슬레이브 TVWS 장치(200)가 이동됨으로써 GPS 신호가 수신되는 경우, 고정형 슬레이브 TVWS 장치(200)는 제조사가 최초로 설정한 설치 위치로부터 50m 미만의 거리만큼 이동한 경우 정상 작동을 유지할 수 있으며, 50m를 초과한 거리만큼 이동한 경우에는 출력이 차단될 수 있다.In this way, when a GPS signal is received by moving the fixed slave TVWS device 200, the fixed slave TVWS device 200 operates normally when moved a distance of less than 50 m from the installation location initially set by the manufacturer. It can be maintained, and the output may be blocked if the distance exceeds 50m.
일 실시예에 따른 TVWS를 이용한 무선 백홀 시스템은 터널에 설치되어, 터널 출입자 및 터널 작업자의 위치를 파악하는데 사용될 수 있다.A wireless backhaul system using TVWS according to an embodiment is installed in a tunnel and can be used to determine the locations of tunnel users and tunnel workers.
TVWS를 이용한 무선 백홀 시스템이 설치되는 터널은, 예를 들어, 무선 백홀을 통해 데이터를 송수신하는 RFID(Radio-Frequency Identification) 리더가 기 설정된 거리(예를 들어, 약 300m 거리) 단위로 복수개가 설치될 수 있다. 이때 RFID 리더가 인식할 수 있는 RFID 태그는 터널에 출입하는 작업자의 헬멧에 설치되며, RFID 리더는 터널 입구에 설치되는 고정형 마스터 TVWS 장치(100) 및 터널 내부에 설치된 고정형 슬레이브 TVWS 장치(200)로 구성된 무선 백홀 시스템을 통해 RFID 태그 인식에 관한 정보를 터널 내 안전관리에 관한 정보를 처리하는 서버로 전달할 수 있다.In the tunnel where the wireless backhaul system using TVWS is installed, for example, a plurality of RFID (Radio-Frequency Identification) readers that transmit and receive data through wireless backhaul are installed at a preset distance (e.g., about 300m distance). It can be. At this time, an RFID tag that can be recognized by an RFID reader is installed on the helmet of a worker entering the tunnel, and the RFID reader is divided into a fixed master TVWS device (100) installed at the tunnel entrance and a fixed slave TVWS device (200) installed inside the tunnel. Through the configured wireless backhaul system, information about RFID tag recognition can be transmitted to the server that processes information about safety management within the tunnel.
예를 들어, 터널 출입자 및 터널 작업자의 위치를 파악하는데 사용되는 RFID 리더의 RF 패스는 두 개이며, 두 개의 RF 패스는 각각 On/OFF되어 작업자의 방향을 인지하는데 사용될 수 있다. RFID 리더는 기 설정된 거리 단위로 설치되기 때문에, 터널 내 작업자가 특정 RFID 리더의 인식 가능 범위 내 거리에 있을 경우, 해당 RFID 리더는 무선 백홀 시스템에 작업자의 구체적인 위치에 관한 정보를 전달할 수 있다. For example, there are two RF passes of the RFID reader used to determine the location of tunnel entrants and tunnel workers, and the two RF passes can be turned on/off respectively and used to recognize the worker's direction. Since RFID readers are installed in preset distance units, if a worker in the tunnel is within the recognition range of a specific RFID reader, the RFID reader can transmit information about the worker's specific location to the wireless backhaul system.
반면, 터널 내 작업자가 특정 RFID 리더의 인식 가능 범위 외 거리에 있을 경우, 터널 내 작업자의 이동에 따라 이동 경로 내 RFID 리더의 RF 패스 On/OFF가 이루어지므로, 복수의 RFID 리더는 RF 패스 상태를 서로 비교하여 무선 백홀 시스템에 작업자의 개략적인 위치(예를 들어, 특정 터널 구역)에 관한 정보를 전달할 수 있다.On the other hand, if the worker in the tunnel is outside the recognition range of a specific RFID reader, the RF pass on/off of the RFID reader in the movement path is turned on/off according to the worker's movement in the tunnel, so multiple RFID readers maintain the RF pass status. These can be compared to each other to convey information to the wireless backhaul system about the worker's approximate location (e.g., a specific tunnel section).
이때 터널에 설치된 TVWS를 이용한 무선 백홀 시스템으로부터 작업자의 위치에 관한 정보를 전달받은 서버는 터널 출입자 수 및 터널 작업자 위치를 파악하여, 터널의 현장 사무실 모니터에서 터널 작업자 현황 정보를 표시할 수 있다.At this time, the server that receives information about the worker's location from the wireless backhaul system using TVWS installed in the tunnel can determine the number of people entering the tunnel and the location of the tunnel worker, and display the tunnel worker status information on the tunnel's field office monitor.
한편, 일 실시예에 따른 TVWS를 이용한 무선 백홀 시스템은 터널에 설치되어, 밀폐가스 센서 등을 포함하는 IoT 센서의 데이터 통신에 사용될 수 있다. TVWS를 이용한 무선 백홀 시스템은, 예를 들어, IoT 센서로부터 수신한 터널 내 환경 정보 등을 분석하고, 이를 터널의 현장 사무실 모니터에서 터널 환경 현황 정보로 표시할 수 있다. 터널의 현장 사무실 모니터에 CCTV 카메라 영상이 표시될 경우, 터널 환경 현황 정보는 터널의 현장 사무실 모니터에 CCTV 카메라 영상과 함께 동시에 표시될 수도 있다.Meanwhile, a wireless backhaul system using TVWS according to an embodiment can be installed in a tunnel and used for data communication of IoT sensors including sealed gas sensors, etc. For example, a wireless backhaul system using TVWS can analyze environmental information in a tunnel received from IoT sensors and display this as tunnel environment status information on the tunnel's field office monitor. If CCTV camera images are displayed on the tunnel's field office monitor, tunnel environmental status information may be displayed simultaneously with the CCTV camera images on the tunnel's field office monitor.
이처럼 본 개시의 TVWS를 이용한 통신망 무선 백홀 시스템은 GPS 수신이 안 되는 터널에서 원거리 통신이 가능한 고정형 TVWS 기기의 사용을 가능하게 함으로써, RFID 리더 및 IoT 센서 등의 장치에 기반한 터널 내 안전관리를 보다 용이하게 수행할 수 있는 장점이 있다.In this way, the communication network wireless backhaul system using TVWS of the present disclosure enables the use of fixed TVWS devices capable of long-distance communication in tunnels where GPS reception is not possible, making safety management within the tunnel easier based on devices such as RFID readers and IoT sensors. It has the advantage of being able to be performed easily.
도 2는 일 실시예에 따른 고정형 마스터 TVWS 장치의 구성을 나타낸 도면이다.Figure 2 is a diagram showing the configuration of a fixed master TVWS device according to an embodiment.
도 2를 참조하면, 일 실시 예에 따른 고정형 마스터 TVWS 장치(100)는 고정형 슬레이브 TVWS 장치(200)와의 TVWS 대역 통신을 위한 TVWS 모듈(1001), 광역 통신망(WAN)을 통해 서버와 연결되어 데이터 통신을 수행하는 네트워크 인터페이스(1002), 고정형 마스터 TVWS 장치(100)의 운용을 제어하고, 기 설정된 고정형 마스터 TVWS 장치 설치 위치정보를 저장하는 CPU 및 메모리(1003), GPS 신호가 수신될 경우, 수신한 GPS 신호를 바탕으로 고정형 마스터 TVWS 장치 이동 위치정보를 획득하는 GPS 수신기(1004), 주변에 위치한 정보통신기기와 통신하기 위한 와이파이 모듈(1005) 및 고정형 마스터 TVWS 장치(100)에 전원을 공급하기 위한 전원공급기(1006)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 2, the fixed master TVWS device 100 according to an embodiment is connected to a server through a TVWS module 1001 and a wide area network (WAN) for TVWS band communication with the fixed slave TVWS device 200 to transmit data. A network interface 1002 that performs communication, a CPU and memory 1003 that control the operation of the fixed master TVWS device 100 and store preset fixed master TVWS device installation location information, and when a GPS signal is received, receive Supplying power to the GPS receiver (1004), which acquires movement location information of the fixed master TVWS device based on a GPS signal, the Wi-Fi module (1005) for communicating with information and communication devices located nearby, and the fixed master TVWS device (100) It may include a power supply 1006 for.
도 3은 일 실시예에 따른 고정형 슬레이브 TVWS 장치의 구성을 나타낸 도면이다. Figure 3 is a diagram showing the configuration of a fixed slave TVWS device according to an embodiment.
도 3을 참조하면, 일 실시예에 따른 고정형 슬레이브 TVWS 장치(200)는 고정형 마스터 TVWS 장치(100)와 TVWS 채널을 이용한 데이터 송, 수신을 수행하는 TVWS 모듈(2001), 근거리 통신망(LAN)을 통해 다른 고정형 마스터 TVWS와 통신을 수행하는 네트워크 인터페이스(2002), 고정형 슬레이브 TVWS 장치(200)의 운용을 제어하고, 기 설정된 고정형 슬레이브 TVWS 장치 설치 위치정보를 저장하는 CPU 및 메모리(2003), GPS 신호가 수신될 경우, 수신한 GPS 신호를 바탕으로 고정형 슬레이브 TVWS 장치 이동 위치정보를 획득하는 GPS 수신기(2004), 주변에 위치한 정보통신기기와 통신하기 위한 와이파이 모듈(2005) 및 고정형 슬레이브 TVWS 장치(200)에 전원을 공급하기 위한 전원공급기(2006)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 3, a fixed slave TVWS device 200 according to an embodiment includes a fixed master TVWS device 100, a TVWS module 2001 that transmits and receives data using a TVWS channel, and a local area network (LAN). a network interface (2002) that communicates with other fixed master TVWS through a network interface (2002), a CPU and memory (2003) that control the operation of the fixed slave TVWS device (200) and store preset fixed slave TVWS device installation location information, and a GPS signal. When received, a GPS receiver (2004) acquires movement location information of a fixed slave TVWS device based on the received GPS signal, a Wi-Fi module (2005) for communicating with nearby information and communication devices, and a fixed slave TVWS device (200). ) may include a power supply (2006) for supplying power to the device.
고정형 마스터 TVWS 장치(100)의 와이파이 모듈(1005) 및 고정형 슬레이브 TVWS 장치(200)의 와이파이 모듈(2005)은 터널 내에 통신 서비스를 제공할 수 있다. 즉, 터널 내에 위치한 정보통신기기는, 예를 들어, 고정형 마스터 TVWS 장치(100)의 와이파이 모듈(1005) 및 고정형 슬레이브 TVWS 장치(200)의 와이파이 모듈(2005)을 통해 각 TVWS 장치에 접속함으로써, 지하터널 내에서 안정적으로 데이터를 송수신할 수 있다.The Wi-Fi module 1005 of the fixed master TVWS device 100 and the Wi-Fi module 2005 of the fixed slave TVWS device 200 can provide communication services within the tunnel. That is, the information and communication devices located in the tunnel connect to each TVWS device through, for example, the Wi-Fi module 1005 of the fixed master TVWS device 100 and the Wi-Fi module 2005 of the fixed slave TVWS device 200, Data can be transmitted and received reliably within an underground tunnel.
전술한 본 개시의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 개시가 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 개시의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.The foregoing description of the present disclosure is for illustrative purposes, and a person skilled in the art to which the present disclosure pertains will understand that the present disclosure can be easily modified into other specific forms without changing its technical idea or essential features. will be. Therefore, the embodiments described above should be understood in all respects as illustrative and not restrictive. For example, each component described as unitary may be implemented in a distributed manner, and similarly, components described as distributed may also be implemented in a combined form.
본 개시의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 개시의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present disclosure is indicated by the claims described below rather than the detailed description above, and all changes or modified forms derived from the meaning and scope of the claims and their equivalent concepts should be construed as being included in the scope of the present disclosure. do.
Claims (5)
생산 단계에서 미리 설치되는 위치에 대응하는 기 설정된 위치정보인 고정형 마스터 TVWS 장치 설치 위치정보를 메모리에 저장하는 고정형 마스터 TVWS 장치;
고정형 슬레이브 TVWS 장치; 및
상기 고정형 마스터 TVWS 장치의 위치정보 및 상기 고정형 슬레이브 TVWS 장치의 위치정보에 기반하여 가용 TVWS 채널 정보를 제공하는 TVWS DB 서버;를 포함하고,
상기 고정형 마스터 TVWS 장치는 기 설정된 고정형 마스터 TVWS 장치 설치 위치정보를 상기 TVWS DB 서버에 제공하여 가용 TVWS 채널 정보를 수신하고, 수신한 가용 TVWS 채널 정보에 기반하여 데이터를 송수신하며,
상기 고정형 슬레이브 TVWS 장치는 기 설정된 고정형 슬레이브 TVWS 장치 설치 위치정보를 상기 고정형 마스터 TVWS 장치를 통해 상기 TVWS DB 서버에 제공하고, 상기 고정형 마스터 TVWS 장치로부터 가용 TVWS 채널 정보를 수신하고, 수신한 가용 TVWS 채널 정보에 기반하여 데이터를 송수신하고,
상기 고정형 마스터 TVWS 장치는 상기 기 설정된 위치정보로부터 이동되어 고정형 마스터 TVWS 장치 이동 위치정보가 획득되면, 상기 기 설정된 고정형 마스터 TVWS 장치 설치 위치정보와 상기 고정형 마스터 TVWS 장치 이동 위치정보를 비교하여, 상기 고정형 마스터 TVWS 장치가 기 설정된 거리 이상 이동한 것으로 판단될 경우, 작동을 중단하는 것을 특징으로 하는
TVWS 이용 무선 백홀 시스템.In a wireless backhaul system using TVWS to provide data communication using the TVWS band,
A fixed master TVWS device that stores fixed master TVWS device installation location information in a memory, which is preset location information corresponding to a pre-installed location in the production stage;
Fixed slave TVWS device; and
A TVWS DB server that provides available TVWS channel information based on the location information of the fixed master TVWS device and the location information of the fixed slave TVWS device,
The fixed master TVWS device provides preset fixed master TVWS device installation location information to the TVWS DB server, receives available TVWS channel information, and transmits and receives data based on the received available TVWS channel information,
The fixed slave TVWS device provides preset fixed slave TVWS device installation location information to the TVWS DB server through the fixed master TVWS device, receives available TVWS channel information from the fixed master TVWS device, and selects the received available TVWS channel. Send and receive data based on information,
When the fixed master TVWS device is moved from the preset location information and the fixed master TVWS device movement location information is acquired, the fixed master TVWS device is compared with the preset fixed master TVWS device installation location information and the fixed master TVWS device movement location information. Characterized in stopping operation when it is determined that the master TVWS device has moved more than a preset distance.
Wireless backhaul system using TVWS.
상기 고정형 마스터 TVWS 장치는
상기 고정형 슬레이브 TVWS 장치와 TVWS 채널을 이용한 데이터 송, 수신을 수행하는 TVWS 모듈;
광역 통신망을 통해 서버와 연결되어 데이터 통신을 수행하는 네트워크 인터페이스;
상기 고정형 마스터 TVWS 장치의 운용을 제어하고, 상기 기 설정된 고정형 마스터 TVWS 장치 설치 위치정보를 저장하는 CPU 및 메모리;
GPS 신호가 수신될 경우, 수신한 GPS 신호를 바탕으로 고정형 마스터 TVWS 장치 이동 위치정보를 획득하는 GPS 수신기;
정보통신기기와 통신하기 위한 와이파이 모듈; 및
상기 고정형 마스터 TVWS 장치에 전원을 공급하기 위한 전원공급기;를 포함하는,
TVWS 이용 무선 백홀 시스템.According to paragraph 1,
The fixed master TVWS device is
a TVWS module that transmits and receives data using the fixed slave TVWS device and a TVWS channel;
A network interface that is connected to a server through a wide area communication network and performs data communication;
a CPU and memory that control the operation of the fixed master TVWS device and store the preset fixed master TVWS device installation location information;
When a GPS signal is received, a GPS receiver that acquires movement location information of the fixed master TVWS device based on the received GPS signal;
Wi-Fi module for communicating with information and communication devices; and
Including a power supply for supplying power to the fixed master TVWS device.
Wireless backhaul system using TVWS.
상기 고정형 슬레이브 TVWS 장치는
상기 고정형 마스터 TVWS 장치와 TVWS 채널을 이용한 데이터 송, 수신을 수행하는 TVWS 모듈;
근거리 통신망을 통해 다른 고정형 마스터 TVWS와 통신을 수행하는 네트워크 인터페이스;
고정형 슬레이브 TVWS 장치(200)의 운용을 제어하고, 상기 기 설정된 고정형 슬레이브 TVWS 장치 설치 위치정보를 저장하는 CPU 및 메모리;
GPS 신호가 수신될 경우, 수신한 GPS 신호를 바탕으로 고정형 슬레이브 TVWS 장치 이동 위치정보를 획득하는 GPS 모듈;
정보통신기기와 통신하기 위한 와이파이 모듈; 및
상기 고정형 슬레이브 TVWS 장치에 전원을 공급하기 위한 전원공급기;를 포함하는
TVWS 이용 무선 백홀 시스템.According to paragraph 1,
The fixed slave TVWS device is
a TVWS module that transmits and receives data using the fixed master TVWS device and a TVWS channel;
a network interface that communicates with other fixed master TVWSs through a local area network;
a CPU and memory that control the operation of the fixed slave TVWS device 200 and store the preset fixed slave TVWS device installation location information;
When a GPS signal is received, a GPS module that acquires movement location information of a fixed slave TVWS device based on the received GPS signal;
Wi-Fi module for communicating with information and communication devices; and
A power supply for supplying power to the fixed slave TVWS device; including
Wireless backhaul system using TVWS.
상기 고정형 슬레이브 TVWS 장치는
상기 고정형 슬레이브 TVWS 장치 이동 위치정보가 획득되면, 상기 기 설정된 고정형 슬레이브 TVWS 장치 설치 위치정보와 상기 고정형 슬레이브 TVWS 장치 이동 위치정보를 비교하여, 상기 고정형 슬레이브 TVWS 장치가 기 설정된 거리 이상 이동한 것으로 판단될 경우, 작동을 중단하는
TVWS 이용 무선 백홀 시스템.According to clause 4,
The fixed slave TVWS device is
When the fixed slave TVWS device movement location information is obtained, the preset fixed slave TVWS device installation location information is compared with the fixed slave TVWS device movement location information, and it is determined that the fixed slave TVWS device has moved more than a preset distance. If so, it stops working
Wireless backhaul system using TVWS.
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