KR100377880B1 - 통신시스템및그의운영방법 - Google Patents

통신시스템및그의운영방법 Download PDF

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Abstract

통신 시스템은 가입자 유닛의 위치에 기초하여 가입자 유닛에 제공되는 서비스에 액세스 자격을 부여한다. 가입자 유닛의 위치 데이터는 가입자 유닛에 대한 홈 가입자 정보 관리자가 거주하는 게이트웨이로 위성을 통하여 경로 설정된다.
이 홈 게이트웨이는 가입자 유닛으로/으로부터 호출을 개설하는데 사용하기위해, 서비스 제어 영역 및 대응 서빙 게이트웨이를 선택한다. 가입자 유닛의 위치에 대한 불확정 영역이 서비스 제어 영역들간의 경계부 상에 중복될 때, 불확정 영역을 축소시키기 위해 추가 위치 데이터가 얻어 질 수 있다. 영역이 여전히 경계부상에 중복될 경우, 서빙 게이트웨이는 현 서빙 게이트웨이, 홈 게이트웨이 및 불확정 영역의 중심이 위치하는 서비스 제어 영역에 기초하여 선택된다.

Description

통신 시스템 및 그의 운영 방법{Communication system with location-based access}
발명의 기술분야
본 발명은 일반적으로 무선 통신 시스템에 관한 것으로, 특히, 가입자 유닛의 위치에 응답하여 가입자 유닛에 통신 서비스를 제공하는 무선 통신 시스템에 관한 것이다.
발명의 배경
대규모 지역에 걸쳐 분산되어 있는 복수의 가입자 유닛에 통신 서비스를 제공하는 무선 통신 시스템에 있어서, 가입자 유닛의 위치에 대한 시스템 지식이 요구된다. 이 지역 지식은 시스템으로 하여금 가입자 유닛의 현재 거주 지역에만 가입자 유닛용 입력 호출의 경로 설정을 허용한다. 또한, 이런 지역 지식은 시스템이 분산되어 있는 지정학적 엔티티(geopolitical entity )의 경계를 통하여 동작할 수 있게 한다.
통신 서비스가 일반적으로 제공되는 영역을 관할하고 있는 지정학적 엔티티는 그들 서비스의 제공에 영향을 미친다. 통신 서비스를 제공하는데 사용되는 전자기 스펙트럼은 통상, 지정학적 엔티티에 의해 할당 및 인가된다. 부가적으로, 지정학적 엔티티는 엔티티의 관할 구역 내에서 전달되는 통신 서비스에 대한 여러 가지 요금을 부과할 수도 있다. 영향을 미치는 통신 서비스에 대한 동일 접근을 채용하기 위해, 다양한 지정학적 엔티티를 필요로 하지는 않는다. 결과적으로, 여러 지정학적 관찰 구역으로 확대되는 통신 시스템은 다양한 지정학적 엔티티가 원하는 영향력을 발휘할 수 있도록 여러 가지로 융통성 있는 변화를 필요로 한다.
발명의 개요
따라서, 본 발명의 장점은 향상된 무선 통신 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 장점은 가입자 유닛의 지역에 응답하여 통신 서비스를 허용하는 것이다.
본 발명의 또 다른 장점은 가입자 유닛의 지역에 기초한 통신 서비스를 허용하지 않거나 액세스를 허용하는 것이다.
본 발명의 또 다른 장점은 가입자 유닛의 지역에 따라 가입자 유닛에 대한 통신 서비스를 조정하기 위해 특정 지정학적 영역에 결합되는 중계국(switching office)을 선택하는 것이다.
본 발명의 상기 및 다른 장점들은 지구 둘레의 궤도를 따라 이동하는 적어도 하나의 위성 및 지구 표면에 근사 위치한 적어도 하나의 가입자 유닛을 갖는 통신 시스템을 운영하는 방법에 의해 어떤 형태로 실행된다. 상기 방법은 지구에 관련한 가입자 유닛의 지역을 식별하는 위치 데이터(location data)를 발생하는 것을 요구한다. 지구상의 지정학적 영역을 식별하는 영역 데이터(area data)가 저장된다. 위치 데이터는 영역 데이터와 상관 관계에 있다. 가입자 유닛에 제공되는 통신 서비스는 위치 및 영역 데이터간의 상관에 응답하여 제공된다.
양호한 실시예의 상세한 설명
본 발명에 대한 더욱 완전한 이해는 전체 도면에서 유사한 아이템을 참조하는 참조 번호를 참고하는 도면과 상세한 설명과 청구항을 연결하여 참고함으로써 가능할 수 있다.
제 1 도는 무선 통신 시스템(10)이 작동하는 주변 배치도이다. 시스템(10)은 지구 둘레의 궤도에 위치한 위성(14)의 성좌(12)(constellation)를 포함한다. 양호한 실시예에 있어서, 성좌(12)의 구성은 항상 지구 표면상의 각 지점의 시야 내에 적어도 하나의 위성(14)이 있도록 한다.
지구 궤도에 따라, 위성(14)은 지구에 관련하여 일정하게 이동한다. 양호한 실시예에 있어서, 위성(14)은 지구상의 500-1000 Km 범위 내의 고도로 궤도에 이동한다. 예를 들어, 위성(14)이 지구상의 약 765Km 의 궤도에 있을 경우, 오버헤드 위성(14)은 지구 표면상의 지점에 대하여 약 25,000 Km/hr 속도로 이동한다. 그와같은 궤도 내의 위성 통신 노드(14) 및 지구의 표면간의 광속(speed of light)으로 또는 그에 근사하게 이동하는 전자기 신호는 위성의 화각(angle of view)에 따라, 2-3msec 이상의 전파 지속 기간을 필요로 한다. 또한, 그러한 궤도 내의 위성(14) 및 지구 표면간을 이동하는 전자기 신호는 주파수 변위(frequency shift)의 다량의 도플러 성분을 경험할 수 있으며, 이의 정확한 값은 위성의 화각 및 원시 주파수에의존한다. 본 발명은 궤도를 도는 위성 통신 시스템의 특정 실시예에 관해 기술되어 있으나, 정지 위성(geostationary satellite) 통신 시스템에도 적용될 것이다.
시스템(10)은 하나 이상의 중계국(SOs)(16)들을 부가적으로 포함하고 있다. SO(16)들은 지구의 표면상에 있고, RF 통신 링크(18)를 통하여 위성(14)의 가까운 곳과 데이터 통신을 한다. 위성(14)은 또한 데이터 통신 링크(20)를 통하여 상호 데이터 통신으로 존재한다. 그러므로, 위성(14)의 성좌(12)를 통하여, SO(16)은 지구의 소정 크기의 영역에 전달되는 통신을 제어할 수 있다. 하지만, 각각의 SO(16)에 의해 제어된 영역은 하나 이상의 국가와 같은 하나 이상의 특정 지정학적 관할구역으로 연합됨이 바람직하다. 이들 관할구역은 여기에서 서비스 제어 영역으로 언급된다. SO(16)들은 공공 교환 원격 통신망(public switched telecommunication networks, PSTNs, 22)에 결합되며, 이 통신망으로부터 시스템(10)의 가입자에게 직접 호출이 수신되고 시스템(10)의 가입자에 의해 발생된 호출이 통신망으로 전달된다.
시스템(10)은 또한 가입자 유닛(24)의 잠정 모집단인 수백만 명을 포함한다. 하지만, 모집단이 단지 소수의 가입자 유닛(24)을 포함한다해도 본 발명은 적용된다. 가입자 유닛(24)은 여러 서비스 제어 영역에 연합된 관할 통제국(governmental agency)들에 의해 할당되는 전자기 스펙트럼의 부분 상에 위성(14)과 통신하여 채택하도록 구성된다. 가입자 유닛(24)은 통신 링크(26)를 통하여 주변 위성(14)과 통신한다. 시스템(10)은 지구 표면상 또는 근처 어느 곳에든 가입자 유닛(24)의 이동을 조정한다. 하지만, 가입자 유닛(24)이 이동식일 필요는 없다.
가입자 정보 관리자(SIMs)(28)로 언급되는 소정의 데이터 프로세서도 시스템(10)에 포함된다. 각각의 SIM(28)은 가입자 유닛(24)의 소속 모집단분에만 관련되는 가입자 데이터 베이스를 보전한다. 데이터 베이스에는 가입자 유닛(24)에 관련한 정보 기술 특성, 가입자 유닛(24)에 관련한 비율, 가입자 유닛(24)에 대한 현재 위치 등이 포함된다. 각각의 가입자 유닛(24)은 SIM(28)들 중 하나에 할당되며, 하나의 SIM(28)은 가입자 유닛(24)용 "홈" SIM(28)으로 고려된다. SIM(28)들은 시스템(10)에 대한 데이터 처리를 수행한다. 데이터 처리에 부가하여, SO(16)들은 회로교환을 수행하고, 호출 셋업, 호출 기록-유지(call record-keeping), 호출 압도(call knockdown) 및 호출-대-호출 기준(call-to-call basis)으로 원격 통신 시스템에서 발생되는 다른 관리 기능을 제어한다. SIM(28) 및 SO(16)의 기능들은 공통물리적 위치에서 발생되도록 요구되지 않으므로, 본 발명의 양호한 실시예에서 그들은 모두 게이트웨이(30)에서 발생된다. 각각의 SO(16)는 임의의 SIM(28) 또는 반대로, 성좌(12), PSTN(22), 다른 통신 경로 또는 공통 게이트웨이(30) 내에서 상기 통신이 발생할 때의 공유 하드웨어와 통신할 수 있다.
일반적으로, 시스템(10)은 복수의 노드를 갖는 통신망이다. 각각의 가입자 유닛(24), 위성(14), 게이트웨이(30), SO(16) 및/또는 SIM(28)은 시스템(10)의 노드를 나타내고 있다. 시스템(10)의 모든 노드는 통신 링크(18, 20 및/또는 26)를 통하여 시스템(10)의 다른 노드들과 데이터로 통신하기도 한다. 또한, 시스템(10)의 모든 노드는 PSTN(22)들을 통해서 세계적으로 분산되어 있는 다른 전화 장치(telephonic device)로 데이터 통신하기도 한다.
시스템(10)은 가입자 유닛(24)에 대한 다양한 서비스를 제공하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 그러한 서비스에는 접속, 회로, 데이터 통신 채널 등의 설정을 들 수 있는데, 이것은 가입자 유닛(24)에 입력되는 호출이나 가입자 유닛(24)으로부터 나오는 호출의 경로 설정하는데 필요하다. 또한, 그런 서비스들에는 등록 처리가 포함되는데, 이 처리를 통하여 가입자 유닛은 위치의, 시스템(10), 특히 가입자 유닛의 홈 SIM(28)에 정보를 보내어 앞으로 입력될 호출은 가입자 유닛(24)이 존재하는 영역으로 올바르게 지시할 수 있게 된다.
호출을 포함한 통신 서비스는 두 가입자 유닛(24) 사이에서 설정될 수도 있고 또는, 임의의 가입자 유닛(24)과 PSTN 전화 번호 사이에 설정될 수도 있다. 거주하는 곳의 관할 구역에서 적정 승인을 얻어 관할 구역에 의해 부과되는 자격이 주어졌다고 가정하면, 호출은 지구상의 어떤 두 지점 사이에 설정될 수 있다. 일반적으로, 각각의 가입자 유닛(24)은 호출 설정 시 및 등록 시 위성(4) 및 게이트웨이(30)와 함께 시스템 통신에 채용된다. 호출 설정 통신은 가입자 유닛(24) 및 다른 가입자 유닛(24)이나 PSTN 전화 번호가 될 수 있는 다른 유닛간의 통신 경로를 형성하는 것에 앞서 발생한다. 호출을 설정하도록 발생되는 통신은 하나 이상의 SO(16)들을 포함하며, 이 영역에서 호출은 종료된다.
제 2 도는 단일 위성(14)에 의해 지구 표면상에 형성되는 셀방식 풋프린트 패턴(cellular footprint pattern)(32)의 개략도이다. 각각은 위성(14)은 멀티빔 안테나(34)를 갖는다. 각각의 안테나(34)는 그 위성(14)으로부터 떨어져서 여러 다양한 각도로 지구 표면을 향하여 패턴(36) 또는 여러 이산 안테나 빔을 방출한다.제 2 도는 빔(36)에 의해 지구 표면상에 형성되는 셀(38)의 발생 패턴을 도시한 도면이다. 각각의 빔(36)은 일대일 대응으로 셀(38)과 결합된다. 발명의 양호한 실시예에 있어서, 모든 위성(14)은 제 2 도에 도시된 바와 거의 같게 구성된다. 따라서, 다른 위성(14)(도시하지 않음)은 유사 풋프린트(도시하지 않음)를 형성한다. 바람직하게도, 셀(38)의 연속적인 블랭킷이 지구 표면의 전체를 덮는다 풋프린트(32)내에서 각각의 셀(38)은 풋프린트(32) 내의 단일 지점을 점유한다. 이들 지점은 제 2 도의 1∼48로 기록되는 셀(ID)의 이용을 통하여 서로 구별된다. 물론, 셀(38)의 임의의 수가 풋프린트(32)에 포함될 수도 있다.
명확성을 위해, 제 2 도의 개략도는 일반적으로 중복이나 빈틈없는 육각형 형태의 이산적인 풋프린트(32) 및 셀(38)들을 예시하고 있다. 하지만, 당업자는 실제로, 위성(14)의 안테나(34)로부터 빔(36)에 의해 방사되는 동일 강도선(strength line) 들은 실제로 육각형과 아주 다른 형태를 가지고, 안테나 측 로브(lobe)가 패턴을 변형시키며, 몇몇 셀(38)들은 다른 셀(38)들 보다 큰 영역을 덮을 수 있고, 인접 셀들 간의 중복이 예상됨을 알 수 있을 것이다.
시스템(10)(제 1 도)은 위성(14)을 통하여 전자기 스펙트럼을 이용한 가입자 유닛(24)(제 1 도)과 통신한다. 이런 통신 발생은 안테나(34) 및 빔(36)을 통하여 일어난다. 당업자는 안테나(34)에 의해 형성되는 다중 빔(36)이 결정 형태를 한정하며 통신의 특정 방향을 제시하지 않음을 이해할 수 있다. 달리, 통신은 지구 표면을 향하여 안테나(34)에 의해 방사된 빔(36)을 통해 전달 및/또는 수신될 수 있다.
이런 통신은 일정량의 전자기 스펙트럼만을 사용한다. 이 스펙트럼의 정확한 파라미터들은 본 발명에 있어 중요하지 않으며 시스템에서 시스템으로 변화 가능하다. 발명의 양호한 실시예에 있어서, 이 스펙트럼을 이산부분 또는 채널 세트로 분할한다. 예를 들면, 스펙트럼은 이산 주파수 대역, 이산 타임 슬롯, 이산 코딩 기법 또는 이들의 조합으로 나누어질 수 있다. 이 스펙트럼을 분할하는 정확한 방법도 본 발명에 있어 그다지 중요하지 않다. 바람직하게도, 이들 이산 채널 세트 각각은 모든 다른 채널 세트에 직교한다. 달리, 동시 통신은 큰 방해 없이 모든 채널 세트상의 공통 지점에서 발생될 수 있다. 종래의 셀방식 통신 시스템에서와 같이, 채널 세트들은 인접 셀(38)들이 동일 채널 세트를 사용하는 것을 금지하는 재사용계획으로 셀(38)에 할당된다. 하지만, 공통 채널 세트들은 할당된 스펙트럼을 효과적으로 활용하기 위해 공간 분리 셀(38)로 재사용된다.
지구 표면 상에서, 경계부(40)는 제 1 서비스 제어 영역(42)을 제 2 서비스제어 영역(42)과 분리한다. 양호한 실시예에 있어서, 하나 이상의 SO(16)는 단일서비스 제어 영역(42)을 서비스하고, 어떤 SO(16)도 경계부(40) 이상의 영역을 서비스하지는 않는다. 소정수의 경계부(40)는 지구 전체 표면을 소정수의 다른 서비스 제어 영역(42)으로 분할할 수도 있다. 경계부(40)가 지구의 물리적 현상을 나타낼 필요는 없다 오히려, 경계부(40)는 시스템(10)(제 1 도)의 어떤 목표를 달성하기 위해 지구의 기하학적 형태상에 부과되는 선들을 나타낸다. 국가들 또는 국가들의 그룹과 같은 각각 다른 지정학적 엔티티는 그들의 관할 구역 내에서 시스템(10)에 의해 제공되는 통신 시스템에 대한 다른 영향을 발휘하려고 하므로, 통상,경계부(40)는 지정학적 경계를 따른다.
후술되는 바와 같이, 시스템(10)은 가입자 유닛(24)이 현재 거주하는 서비스 영역(42)에 따라서 가입자 유닛(24)에 제공되는 통신 서비스를 인정한다. 이러한 인정은 가입자 유닛(24)에 대한 위치(44)를 나타내도록 발생되는 위치 데이터에 기초한다. 위치 결정 시스템의 종래와 같이, 그러한 위치 데이터는 대개 가입자의 실제 위치를 가리키지는 않는다. 오히려, 그 데이터는 불확정 영역(46)에 관련되며, 가입자 유닛(24)의 실제 위치는 대개 불확정 영역(46)내의 보고된 지점 근처에 있다. 가입자 유닛 위치에 기초한 통신 서비스를 제한하는 문제는, 시스템(10)이 가입자 유닛(24)의 거주 영역 내에서 서비스 제어 영역(42)을 확실하게 확인할 수 없기 때문에 불확정 영역(46)이 경계부(40)상에 있을 때 복잡해진다.
제 3 도는 통신 시스템(10)(제 1 도)의 임의의 노드(48)에 대한 블록도이다. 상술한 바와 같이, 임의의 가입자 유닛(24), 위성(14), SO(16) 또는 SIM(28)은 시스템(10)의 노드를 나타낸다. 노드(48)는 하나 이상의 수신기(50)를 포함하고 있다. 수신기(50)들은 통신 링크(18, 20 및/또는 26)(제 1 도)로부터 신호를 수신하기 위해 안테나(34')에 결합된다. 가입자 유닛(24), SO(16) 또는 SIM(28)이 단일 수신기(50)만을 포함하므로, 위성(14)은 여러 가지 다른 개개의 링크(18, 20 및 26)(제 1 도)상을 동시에 통신하기 위한 여러 수신기를 포함한다. 안테나(34')가 양호하게 존재하거나 위성(14)에서 멀티빔 안테나를 포함한다. 수신기(50)는 데이터가 처리될 수 있을 때까지 수신기(50)에서 수신되는 데이터를 일시적으로 저장하는 수신 버퍼(52)에 결합된다.
프로세서 또는 제어기(54)는 수신 버퍼(52) 및 수신기(50)에 결합된다. 제어기(54)는 주파수, 타이밍 등과 같은 수신 파라미터를 제어하기 위해 수신기(50)에 결합된다. 제어기(54)는 또한 타이머(56), 메모리(58), 송신 버퍼(60) 및 송신기(62)에도 결합된다. 제어기(54)는 현재 데이터 및 시간을 보유하는 동안 실시간을 모니터하는 것을 돕는 데에 타이머(56)를 사용한다. 메모리(58)는 데이터를 포함하는데, 이 데이터는 프로세서 또는 제어기(54)에 명령으로 제공되며, 프로세서나 제어기에 의해 실행될 경우 후술되는 처리를 노드(48)가 수행하도록 야기한다. 또한, 메모리(58)는 노드(48)의 동작에 기인하여 처리되는 변수, 표 및 데이터 베이스들을 포함한다. 바람직하기로는, 적어도 메모리(58)의 일부는 비-휘발성 판독/기록 메모리로서 구성된다. 송신 버퍼(60)는 제어기(54)에 의해 제공되는 데이터를 일시 저장하는데 사용된다. 제어기(54)는 주파수, 타이밍 등과 같은 송신 파라미터들을 제어하도록 송신기(62)에 결합된다. 가입자 유닛(24), SO(16) 및 SIM(28)들은 단하나의 송신기(62)만을 포함할 수 있으므로, 위성(14)은 여러 다른 개개의 링크(18, 20 및 26)(제 1 도)상을 동시에 통신하는 여러 송신기(62)를 포함하는 것이 바람직하다. 송신 버퍼(60)는 또한 송신기(62)에 결합된다. 송신기(62)는 송신 버퍼(60)에 저장된 데이터를 운반하도록 변조된 신호들을 송신한다. 이들 신호는 링크(18, 20 및 26)상의 안테나(34")를 통해 송신된다. 위성(14)에 있어서, 안테나(34")는 멀티빔 안테나를 포함하기도 한다. 당업자는 안테나(34', 34")가 실제로 단일 안테나의 사용과 함께 실시될 수도 있음을 알게된다.
지구-기반 노드(earth-based node; 48)에 있어서, 제어기(54)는 또한 I/O 섹션(64)에 결합된다. 가입자 유닛(24)에 있어서, I/O 섹션은 마이크로폰, 스피커, 디지탈화기, 보코더(vocoder), 디코더, 외부 데이터용 인터페이스 등을 포함한다. 마찬가지로, I/O 섹션(64)은 사용자에 의해 가입자 유닛(24)의 동작을 제어하는 키패드를 포함한다. SO(16) 또는 SIM(28)에 있어서, I/O 섹션(64)은 키보드, 디스플레이, 자기 메모리 장치, 프린터 및 컴퓨터화 장비에 종래 방식으로 결합되는 다른 장치들을 포함한다. SO(16)에서, I/O 섹션(64)은 PSTN(22)(제 1 도)에 결합하는 컴포넌트들을 추가로 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 위치 시스템(66)은 가입자 유닛(24)의 I/O 섹션(64)에 결합된다. 위치 시스템(66)은 글로벌 위치 설정 시스템(GPS), 로랜 시스템, 항공 조종 시스템(aircraft navigation system) 또는 가입자 유닛(24)에 대한 현재 위치를 가리키는 데이터를 발생시킬 수 있는 다른 위치 시스템을 나타내고 있다. 가입자 유닛이 영구 위치에 설정될 수 있는 본 발명의 다른 실시예에 있어서, 상기 영구 위치를 가리키는 위치 데이터는 가입자 유닛의 메모리(58)에 저장될 수도 있다. 본 발명의 또 다른 실시예에 있어서, 위치 데이터는 가입자 유닛(24) 및 위성(14)간의 통신을 통하여 발생될 수도 있다. 도플러 및/또는 전파 지연 측정(propagation delay measurements)은 그러한 통신과, 측정이 가입자 유닛(24)에 대한 위치를 산출해내도록 처리될 수 있기 때문에 위치 데이터로서 제공될 때의 시간에 결합될 경우의 측정으로 이루어질 수 있다.
요약하면, 시스템(10)의 각각의 노드(48)는 메모리(58)에 위치되며 프로세서 또는 제어기(54)에 의해 실행되는 소프트웨어 프로그래밍에 의해 할당된 문자를 사용하는 프로그램 가능 머신을 나타낼 수도 있다. 제 4 도-11 도는 시스템(10)의 여러 노드(48)에 의해 수행되는 메모리 구조 및 절차를 예시하고 있다. 본 발명의 양호한 실시예에 있어서, 모든 가입자 유닛(24)은 거의 동일한 처리를 독립적으로 실행한다. 마찬가지로, 모든 위성(14), SO(16) 및 SIM(28)(제 1 도)은 다른 위성들(14), SO(16) 및 SIM(28)과 각각 거의 동일한 절차를 실행한다. 따라서, 후술되는 내용은 단일의 유닛(24), 위성(14), SO(16) 및 SIM(28)에 대한 것이므로, 이는 일반적으로 모든 각각의 노드(48)에 해당된다. 당업자는 가입자 유닛(24), 위성(14), SO(16) 또는 SIM(28)으로서 제공되는 노드(48)의 메모리(58)(제 3 도)에 저장되는 프로그래밍 명령이 제 4 도 - 11 도에 관하여 이하 논의되는 처리들을 제어함을 알수 있을 것이다.
제 4 도는 가입자 유닛(24)이 요구 서비스 모드로 동작하는 동안 가입자 유닛(24)에 의해 실행되는 절차(68)의 흐름도이다. 일반적으로, 가입자 유닛(24)은 4가지 모드로 동작한다. 요구 서비스 모드(68)에 있어서, 가입자 유닛(24)은 시스템(10)이 통신 서비스 시스템(10)에 대한 액세스를 제공하도록 요청한다. 가입자 유닛(24)은 시스템(10)으로부터, 입력 호출의 등록, 종료 또는 접속이나, 출력 호출의 종료와 같은 요구 서비스를 원할 경우, 모드(68)로 진행한다. 액세스가 거부될 경우, 가입자 유닛(24)은 비활성 모드(70)로 동작한다. 서비스의 수신 후, 가입자 유닛(24)은 대기 모드(74)로 동작한다.
가입자 유닛(24)은 시스템(10)으로부터 서비스를 수신할 것을 원할 경우, 절차(68)를 수행한다. 가입자 유닛(10)은 사용자가 전화 번호를 돌리는 것을 가리키기 위해 I/O 섹션(64)(제 3 도)에서 키패드를 조작할 때 시스템(10)으로 하여금 출력 호출을 종료하기를 요구한다. 가입자 유닛(10)은 호출이 지시됨을 나타내는 위성(14)(제 1 도)으로부터 신호를 모니터할 경우, 시스템(10)으로 하여금 입력 호출을 종료하기를 요구할 수도 있다. 부가적으로, 가입자 유닛(24)은 시스템(10)에 의해 알려진 최종 위치와 먼 소정의 거리만큼 떨어져 있음을 결정할 경우, 시스템(10)이 등록 서비스를 제공할 것을 요구하기도 한다. 달리, 가입자 유닛(24)은 시스템(10)과 통신하여 채택될 경우에 절차(68)를 실행한다.
절차(68) 동안, 가입자 유닛(10)은 태스크(76)가 위성(14)과 가까운 곳에서 동작을 동기화 하도록 실행한다. 이 동기화 태스크를 통하여 가입자 유닛(24)은 위성(14)과의 성공적인 통신을 위한 주파수 및 타이밍 파라미터들을 조절한다. 가입자 유닛(24)에 의해 실행되는 본 발명의 실시예에 따라, 태스크(76) 수행 후, 가입자 유닛(24)은 태스크(78) 또는 태스크(78')를 수행한다.
가입자 유닛(24)이 본 발명의 시스템-계산된 위치의 구체적 표현에 따라 구성될 때, 절차(68)는 적어도 부분적으로 위치 데이터를 발생하려는 목적으로 위성(14)과 통신하여 채택하기 위한 태스크(78)를 실시한다. 이런 시스템-계산된-위치의 구체적 표현에 있어서, 측정될 때를 표시하는 타임 스탬프에 따라, 위치 데이터는 가입자 유닛(24) 및 위성(14)간을 주행하는 전자기 신호에 대한 전파 지연 측정 및/또는 도플러의 형태를 이룬다.
가입자 유닛(24)이 본 발명의 외부적으로 공급된 위치의 구체적 표현에 따라 구성될 때, 절차(68)는 외부 결정된 위치 데이터를 얻도록 태스크(78')을 실시한다. 그러한 외부 결정된 위치 데이터는 위치 시스템(66)(제 3 도)에 의해 제공되거나, 가입자 유닛의 메모리(58)(제 3 도)로부터 공급된다. 이런 실시예에 있어서, 위치 데이터는 시스템(10)의 다른 컴포넌트에 의해 거의 비연속적인 처리로 가입자 유닛(24)에 대한 현재 위치를 나타내고 있다. 예를 들어, 위치 데이터는 가입자 유닛(24)에 대한 경도 및 위도를 나타내며, 서비스 제어 유닛(42)(제 2 도)을 간단히 식별할 수도 있다.
가입자 유닛(24)에 의해 실행되는 특정 실시예에도 불구하고, 그와 같은 위치 데이터는 불확정 영역(46)(제 2 도) 또는 에러 타원형에 관련한 지점(44)(제 2 도)을 나타낸다. 불확정 영역(46)의 위치, 형태 및 크기는 위치 결정 방식에 대한 지식과 위치 데이터로부터 제시되거나 위치 데이터에서 표현될 수 있다. 태스크(78 또는 78') 후에,(어떤 태스크가 적용되든 간에), 태스크(8)에서는 시스템(10)으로부터의 서비스를 요구하는 메시지 형태로 위성(14)에 위치 데이터를 전달한다. 또한, 요구 메시지는 요구하는 가입자 유닛(24)에 대한 속성(ID)을 포함하며, 시스템(10)으로부터 요구되는 서비스 형태를 선택적으로 지시할 수도 있다. 하지만, 위치 데이터는 태스크(78)시 교대로, 위성(14)에서 측정되거나 위성으로 송신되었을 수도 있다. 전술한 바와 같이, 위성(14)은 요구 가입자 유닛(24)용 홈 SIM(28)(제 1 도)에 요구 서비스 메시지 형태로 위치 데이터를 송신한다.
태스크(80)후, 절차(68)는 위성(14)으로부터 응답이 수신될 때까지 질문 태스크(82)를 계속하게 된다. 그러나, 종래의 에러 조정 처리(도시하지 않음)는 절차(68)가 프로그래밍 루프에 머무르는 것을 방지하는데 이용될 수도 있다. 응답이 도달하면, 질문 태스크(84)는 응답이 더 많은 위치 데이터를 송신하는 명령을 나타내는지를 결정하기 위해 응답을 평가한다. 더 많은 위치 데이터가 요구될 경우, 프로그램 제어 루프는 다른 위치 데이터 발생을 위해 어떤 태스크가 적용되든지 태스크(78 또는 78')으로 되돌아간다.
태스크(84)는 응답이 더 많은 위치 데이터를 요구하지 않음을 결정할 경우, 질문 태스크(86)는 시스템(10)에 의해 제공되는 통신 서비스에 대한 액세스가 허용되거나 비허용되었을 경우를 결정하기 위해 응답을 판정한다. 전술한 바와 같이, 허용 또는 비허용 결정은 가입자 유닛의 홈 SIM(28)에서 또한, 가입자 유닛(24)이 현 거주하고 있는 서비스 제어 영역(42)(제 2 도)의 서법 SO(16)에서 이루어진다. 태스크(86)시, 가입자 유닛(24)은 다른 곳에서 가능한 결정을 평가한다.
태스크(86)가 액세스가 허용되지 않은 것으로 결정하면, 태스크(88)는 가입자(24)의 I/O 섹션(64)(제 3 도)의 표시부에서 적정 메시지를 표시한다. 또한, 태스크(88)시 가입자 유닛(24)은 홈 게이트웨이(30)(제 1 도)에서 바람직하게 등록하고, 다른 게이트웨이(30)에서는 등록으로부터 이탈시킨다. 홈 게이트웨이(30)에서의 등록은 가입자 유닛(24)이 현재, 시스템(10)에 의해 제공되는 서비스에 대한 액세스가 비허용됨을 홈 게이트웨이(30)에 알려주는 상태 데이터를 수반하여 실행된다. 가입자 유닛(24)이 일시적으로 할당될 수 있는, 홈 게이트웨이(30)에서의 등록 및 다른 게이트웨이(30)로부터의 이탈은 시스템(10)으로 하여금 비허용된 액세스 가입자 유닛(24)을 관리하는데 소비되는 자원을 줄일 수 있다.
태스크(88) 후, 프로그램 제어는 비활성 모드(70)로 진행시킨다. 미래의 어떤 때, 시간 또는 다른 자극의 경과에 응답하여, 가입자 유닛(24)은 비활성 모드(70)를 끝내고 요구 서비스 모드(68)로 되돌아간다.
태스크(86)가 액세스 허용으로 결정하면, 프로그램 제어는 수신 서비스 모드(72)로 진행한다. 모드(72)에서, 가입자 유닛(24)은 시스템(10)에서 요구되는 서비스와 관련한 태스크(도시하지 않음)를 실행한다. 그러한 서비스는 등록, 입력 호출의 종료 또는 출력 호출의 종료를 포함할 수도 있다. 요구된 서비스가 수신된 후, 프로그램 제어는 대기 모드(74)로 진행한다. 모드(74)에서, 가입자 유닛(24)은 입력 호출이 지시되는지의 여부를 결정하거나 가입자 유닛(24)이 시스템(10)에 의해 공지된 최종 위치에서 소정 거리만큼 이동된 지의 여부를 결정하는 것이 가능한가를 위성(14)(제 1 도)으로부터 방송되는 신호를 모니터한다. 또한, 모드(74)에서 가입자 유닛(24)은 사용자가 출력 호출을 하려고 하는지를 결정하기 위해 I/O 섹션(64)(제 3 도)을 모니터한다. 이런 모니터링으로부터, 가입자 유닛이 시스템(10)에서의 서비스를 요구하는 것으로 결정하면, 요구 서비스 모드(68)로 복귀한다.
제 5 도는 가입자 유닛(24)으로부터 서비스 요구를 수신하는 위성(14)(제 1 도)에 의해 실행되는 위성 서비스 요구 조정기(90)의 처리 순서도이다. 서비스 요구는 제 4 도와 관련하여 상술한 태스크(80)에 따라서 수신된다. 제 5 도에서와 같이, 조정기 절차(90)는 서비스를 요구하는 가입자 유닛(24)의 홈 게이트웨이(30)(제 1 도)를 식별하기 위해 태스크(92)를 실시한다. 본 발명의 양호한 실시예에 있어서, 각각의 가입자 유닛(24)은 홈 게이트웨이(30)에 영구적으로 할당되며, 그의ID(속성)은 유일하게 식별하기 위함은 물론, 할당된 홈 게이트웨이(30)를 식별할 수 있도록 구성된다. 위성(14)은 홈 게이트웨이(30)를 식별하기 위해 서비스 요구로 얻을 수 있는 가입자 유닛의 ID를 조사해 볼 수도 있다.
태스크(92) 후, 태스크(94)는 통신 경로의 끝 부분을 할당한다. 경로 끝 부분을 할당함으로써, 위성(14)은 링크(18, 20 및 26)(제 1 도)를 통하여 통신 채널을 할당하여, 가입자 유닛(24) 및 홈 게이트웨이(30)간의 통신 경로를 설정할 수 있게 된다. 다음으로, 태스크(96)는 서비스 요구로부터 또는 태스크(78, 78')(제 4 도)과 관련하여 상기 논의된 측정에 의해 위치 데이터를 수집한다. 태스크(96) 후, 태스크(98)는 수신된 서비스 요구를 갖는 위성(14)의 속성 및 위치 데이터를 포함하는 것으로, 송신된 서비스 요구를 갖는 셀(38)(제 2 도)의 속성을 얻는다. 셀 속성은 법(36)(제 2 도)에 대응하며, 이 빔을 통하여 위성(14) 및 가입자 유닛(24)간에 통신이 발생된다.
다음에, 태스크(100)는 링크(18, 26)의 통신망에서의 요구 메시지를 태스크(92)에서 식별되는 홈 게이트웨이(30)에 보낸다. 이런 요구 메시지는 서비스 요구, 요구하는 가입자 유닛의 속성, 위치 데이터, 요구하는데 사용되는 위성(14)의 속성, 가입자 유닛(24)과 통신하는데 사용되는 셀의 속성을 바람직하게 전달한다. 또한, 요구 메시지는 요구하기 위한 지시 및 타임 스탬프를 전달한다.
태스크(100) 후, 프로그램 제어는 위성(14)이 서비스 요구에 관한 응답을 수신할 때까지 질문 태스크(102)에서 대기하고 있다. 태스크(94)에서 한정된, 가입자 유닛(24) 및 홈 게이트웨이(30)간의 접속이나 경로는 개방 상태로 남아있게 됨이바람직하다. 다시 말하면, 시스템 자원은 접속부에 할당되어 남아있으며, 미래 통신용으로 이용 가능하다. 물론, 당업자는 태스크(102)에서 대기함으로써, 위성(14)은 다른 가입자 유닛(24), SO(16) 등의 관리에 관련되는 다른 태스크(도시하지 않음)를 동시에 실행하는 것으로부터 방지되지 못한다. 또한, 종래의 에러 조정 처리(도시하지 않음)는 위성(14)이 프로그래밍 루프 내로 고정되는 것을 막기 위해 이용될 수 있다.
응답이 수신될 때, 프로그램 제어는 태스크(102)에서 질문 태스크(104)로 진행한다. 태스크(104)는 통신 서비스가 허용되었는지 또는 비허용된 지를 결정하는 응답을 평가한다. 서비스가 비허용되었을 경우, 조정기(90)는 가입자 유닛(24)에 서비스 비허용 메시지를 통과시키기 위함과 동시에 가입자 유닛(24) 및 그의 홈 게이트웨이(30) 간의 접속을 중단시키기 위해 태스크(106)를 실시한다. 접속의 종단은 다른 가입자 유닛(24)에 의해 사용될 수 있도록 시스템 자원을 한정하지 않는다.
태스크(104)가 서비스가 비허용되지 않은 것으로 결정할 때, 질문 태스크(108)는 더 많은 위치 데이터가 요구되는지의 여부를 결정하는 응답을 평가한다. 만약, 요구될 경우, 프로그램 제어 루프는 추가 위치 데이터를 수집하는 태스크(96)로 되돌아가고, 흠 게이트웨이(30)에 추가 위치 데이터를 보낸다. 질문 태스크(108)가 더 많은 위치 데이터가 요구되지 않는 것으로 결정할 경우, 질문 태스크(110)는 정상 상태인, 통신 서비스가 허용된 지의 여부를 결정한다. 응답이 통신 서비스가 허용되지 않음을 나타낼 경우, 몇몇 다른 요구가 전달되며, 프로그램 제어는 이런 다른 요구를 어드레스하도록 조정기(90)를 빠져나간다.
통신 서비스가 허용되면, 태스크(112)는 가입자 유닛(24)에 바로 허용 메시지를 통과시킨다. 또한, 데스크(112)는 태스크(94) 동안, 가입자 유닛(24) 및 SO(16)(제 1 도) 간의 접속을 나타내도록 사전 설정되는 경로 끝을 변경시킬 수도 있다. 경로가 끝나는 곳의 SO(16)의 속성은 위성(14)에 의해 수신되는 응답 메시지에 의해 전달된다. 태스크(112) 후, 서비스 요구가 조정되며, 프로그램 제어는 조정기(90)를 빠져나간다.
제 6 도는 홈 게이트웨이 서비스 요구 조정기(114)의 처리 순서도이다. 이는 제 4 도 및 5 도와 관련하여 상술한 서비스 요구를 수신하는 가입자 유닛의 홈 게이트웨이(30)(제 1 도)내의 SIM(28)이다. 이는 또한, 가입자 유닛용으로 시스템(10)에 의해 제공되는 통신 서비스를 제한함과 동시에, 서비스 제공에 관련한 서빙SO(16)를 적절히 선택하는 주된 권한을 갖는 홈 SIM(28)이다.
홈 SIMs(28)는 몇몇 이유로 상기 권한 및 선택 기능을 수행하도록 선택된다. 예를 들어, 홈 SIM(28)에서의 데이터 처리는 시스템(10)을 통하여 분산되며, 이런처리의 분산은 시스템(10)이 집중 데이터 처리(centralized data processing)에 의존되는 경우보다 더욱 신뢰성 있는 시스템(10)을 가능케 한다. 또한, 홈 SIM(28)에서의 처리는 서빙 SOs(16) 또는 가입자 유닛(24)에서 수행될 경우보다 오용 및 남용이 덜하고 더욱 신뢰성이 있다. 홈 SIM(28)을 소유함으로써, 서비스 권한 및 서 빙 SOs(16)의 선택에 관하여 결정할 수 있으며, 결정에 의해 직접 영향받은 엔티티는 결정하는데 덜 포함된다. 결과로서, 높은 신뢰성과 공정한 결정을 얻게 된다.
제 6 도에 도시된 바와 같이, 서비스용 요구에 있어서의 본 발명의 실시예에 의존하여, 조정기(114)는 태스크(116 또는 116')을 수행한다. 태스크(78)(제 4 도)에 관하여 상술한, 위치 계산된 시스템의 실시예에 있어서, 태스크(116)는 가입자 유닛(24)에 대한 위치를 계산하도록 실시된다. 태스크(116)의 계산을 서비스 요구에서 홈 SIM(28)에 전달되는 데이터를 이용하여 실행된다. 계산 결과는 데이터 표시 위치(44)(제 2 도)이다.
태스크(78')(제 4 도)과 관련하여 설명한, 외부적으로 위치 공급된 실시예에 있어서, 태스크(116')은 서비스 요구에 의해 공급되는 위치 데이터를 위성(14)과 서비스 요구로 제공되는 셀(38)(제 2 도) 속성에 상관시킨다. 이 상관은 위치 데이터를 검증하도록 실행된다. 따라서, 시스템(10)은, 서비스에 대한 바람직한 권한 또는 하나의 서비스 제어 영역(42)(제 2 도)에서 승인됨에 따라 바람직한 비율을 얻으려는 시도로, 그들의 진짜 위치를 잘못 기록하는 가입자 유닛(24)으로부터 자체적으로 보호할 수 있다. 위치 데이터가 검증될 수 없으면, 조정기(114)는 잠재 문제를 어드레스하도록 적정 에러 경로(도시하지 않음)를 실행할 수도 있다.
태스크(116 및/또는 116')은 계산 및/또는 상관 실행에 있어 천체력 표(118)를 이용한다. 표(118)는 홈 SIM(28)의 메모리(58)(제 3 도)내에 온-라인으로 유지됨이 바람직하다. 제 7 도는 천체력 표(118)의 예시적인 블록도이다. 위성(14)들은 지구 둘레의 비교적 안정적이고 예측 가능한 궤도에서 이동한다. 따라서, 위성(14)의 위치는 미리 결정될 수 있으며, 위성(14)이 상기 위치에 있게 될 시각에 관련하여 저장된다. 이에 따라, 표(118)는 시간 내에 여러 지점에 대한 각각의 위성(14)(제 2 도)의 각 셀(38)(제 2 도)의 각각의 빔(36)(제 2 도)의 위치를 기록한다. 태스크(116)는 지구에 기준한 좌표의 위성(14)에 관하여 계산된 위치에 관계하기 위해 표(118)를 참고한다. 태스크(116')은 위치 데이터에 기록된 지점(44)(제 2 도)이, 가입자 유닛과 통신하는데 사용된 셀(38)에 대해 기록된 위치의 소정의 거리내에 있는지의 여부를 결정하기 위해 표(118)를 참고한다.
제 6 도를 다시 참고하면, 태스크(116 또는 116')후, 태스크(120)는 가입자 유닛(24)에 속해 있는 지점(44)(제 2 도)에 대한 불확정 영역(46)(제 2 도)을 결정하기 위해 실시된다. 불확정 영역(46)은 태스크(116)에서 수행되는 계산관 관련하여 결정될 수 있다. 달리, 불확정 영역은 일정한 소정의 영역이 될 수 있거나, 외부 위치 데이터가 발생하는 방식에 따라 변하는 소정의 영역이 될 수도 있다. 태스크(120)는 불확정 영역(46)에 대한 크기, 형태 및 위치를 바람직하게 한정한다. 지점(44)은 통상, 불확정 영역(46)의 중심 영역에 있다.
다음으로, 질문 태스크(122)는 위치 에러가 시스템(10)에 수용 가능한 범위내에 있는지의 여부를 결정하기 위해 불확정 영역(46)을 평가한다. 에러를 너무 크거나 작게 하는 정밀 파라미터는 본 발명에 있어 그다지 중요하지 않다. 하지만, 태스크(122)가 불확정 영역(46)의 너무 큰 에러 지시로 결정할 경우, 태스크(124)는 추가의 위치 데이터를 송신하도록 가입자 유닛(24) 및 위성(14)에 요구하는 위성(14)으로 되돌아가서 메시지를 보낸다.
그러나, 추가 위치 데이터가 홈 SIM(28)에서 수신될 때, 조정기(114)는 재실행될 것이다. 조정기(114)의 연속적인 반복에 있어서, 추가의 위치 데이터는 원시위치 데이터에 결합될 수 있다. 종래의 통계적 결정에서 알 수 있듯이, 데이터 포인트에서의 증가는 에러의 감소를 유도한다. 결과적으로, 평균화 또는 다른 방식에의해, 사전 획득된 위치 데이터에 추가의 위치 데이터를 결합하여, 불확정 영역(46)은 태스크(122)가 에러의 수용 가능 범위 내에 있음을 결정할 때까지 축소된다. 물론, 종래의 에러 조정 경로(도시하지 않음)는 무한 루프 형성을 방지하도록 사용될 수 있다.
태스크(122)가, 에러가 범위 내에 있다고 결정하면, 태스크(126)는 새로운 지점(44)(제 2 도)을 지시하기 위해 영구 가입자 유닛 데이터 베이스(128)에서 가입자 기록을 갱신한다. 제 8 도는 홈 SIM(28)의 메모리(58)에 저장 가능한, 예시적인 영구 가입자 유닛 데이터 베이스(128)의 블록도이다. 데이터 베이스(128)는 홈 SIM(28)에 가입자 유닛(24)을 영구적으로 할당하는데 사용된다. 가입자 유닛(24)을 나타내는 방대하고 다양한 데이터는 홈 SIM(28)에 할당되는 각각의 가입자 유닛(24)에 대한 개별 기록으로 유지될 수 있다. 예를 들어, 가입자 기록에는 가입자 ID, 가입자 유닛(24)에 의해 가입된 특징, 가입자 유닛(24)의 현 상태, 가입자 유닛(24)에 대해 최종 공지된 위치 및 가입자 유닛이 현재 일시적으로 할당되어 있는 서빙 게이트웨이(30)의 속성이 포함될 수 있다. 또한, 데이터 베이스(128)는 가입자 유닛(24) 및 이들 데이터의 유지에 관계하는 다른 데이터 및 타임 스탬프를 포함할 수도 있다. 종래의 데이터 베이스 관리 기법은 데이터 베이스(128)에 데이터를 저장하고 그 데이터를 유지하는데 이용된다.
당업자는 홈 SIM(28)에 가입자 유닛(24)의 영구적인 할당은 서빙 SOs(16)와관련하여 발생되는 일시적인 할당에 관계하는 것을 이해할 수 있다. 특히, 가입자 유닛(24)은 홈 SIM(28)에 영구적으로 할당된다. 이런 할당은 가입자 유닛(24)이 시스템(10)에 의해 커버된 영역을 통하여 있음에도 불구하고, 유지된다. 반면, 가입자 유닛(24)은 서빙 SO(16)에 일시적으로 할당된다. SO(16)는 가입자 유닛(24)의 현 위치에 응답하여 선택된다. 가입자 유닛(24)이 하나의 서비스 제어 영역(42)에서 다른 서비스 제어 영역(42)(제 2 도)으로 이동하므로, 이런 임시 할당은 가입자 유닛(24)이 현재 거주하는 서비스 제어 영역(42) 내에서 SO(16)에 일시 할당된다. 이런 비교 관점에 있어서, 홈 SIM(28)에의 가입자 유닛(24)의 할당은 영구적이다. 하지만, 당업자는 시스템(10)이 변화에서 이익을 얻게될 경우, 어떤 것도 영구 할당이 변화되는 것을 막을 수 없음을 알게 된다.
제 6 도를 다시 참조해보면, 태스크(126)후, 태스크(130)는 태스크(116 또는 116')에서 나온 위치 데이터를 영역 데이터와 상관하게 한다. 특히, 태스크(130)에의해 사용되는 영역 데이터는 시스템(10)에 의해 제공되는 서비스 제어 영역(42)(제 2 도)을 한정한다. 상기 데이터는 서비스 제어 영역 데이터 베이스(132)로부터 얻을 수 있으며, 그의 블록도는 제 9 도에 도시되어 있다. 태스크(130)에 의해 실행되는 상관은 영역 내 지점(44)(제 2 도)이 거주하는 서비스 제어 영역(42)을 식별한다.
태스크(130) 후, 질문 태스크(134)는 불확정 영역(46)(제 2 도)의 일부가 서비스 제어 영역(42)들 간의 경계(40) 위에 놓이는지의 여부를 결정한다. 불확정 영역(46)이 경계부(40) 상에 있을 경우, 영역의 경계부(40)가 불확정 영역(46)에 의해 배치되는 2 이상의 서비스 제어 영역(42)중에 가입자 유닛(24)이 거주함을 확신할 수 없다. 결과적으로, 프로그램 제어는 불확정성을 해결하고자, 제 10 도와 관련하여 후술되는 경계 분해 절차(136)로 진행하게 된다.
태스크(134)가 불확정 영역(46)이 경계부(40)상에 놓이지 않는 것으로 결정하면, 질문 태스크(138)는 서비스 요구에 대한 자격을 갖게된다. 특히, 태스크(138)는 가입자 유닛(24)이 시스템(10)에 의해 제공되는 통신 서비스에 대한 액세스를 갖도록 허용하는지의 여부를 결정한다. 태스크(138)는 서비스 제어 영역(42)이 가입자 유닛(24)을 한정하는 것에서 고려함을 지시하는, 위치 데이터에 응답하여 결정한다. 태스크(138)는 그 결정 형성에 있어서 서비스 제어 영역 데이터 베이스(132)(제 9 도)를 참고할 수 있다. 데이터 베이스(132)는 허용 및 경계 룰의 세트에 식별된 서비스 제어 영역을 결합시킬 수 있다. 허용 룰은 통신 서비스에 대한 허용 및 비허용하는 때를 양호하게 나타내고 있다. 예를 들어, 어떤 서비스 제어영역은 특정 홈 SIM(28)을 갖는 것과 같은, 가입자 유닛의 특정한 세트를 제외한 모든 유닛에 대한 통신 서비스를 허용할 수 있다. 다른 영역은 모든 가입자 유닛(24)에 서비스를 허용하지 않는다.
태스크(138)가 통신 서비스에 대한 비허용으로 결정하면, 태스크(140)는 가입자 유닛(24)에 적정 비허용 메시지를 보낸다. 상술한 바와 같이, 비허용 메시지는 홈 게이트웨이(30)와 함께 등록할 것을 가입자 유닛에 명령하며, 임의의 SO(16)로부터 시스템 자원을 보존하도록 일시적으로 할당될 수 있는 곳으로 분리할 수 있다.
태스크(138)가 통신 서비스에 대한 액세스를 허용하는 것으로 결정하면, 태스크(142)는 가입자 유닛(24)의 임시 할당용 게이트웨이(30)의 서빙 SO(16)을 선택한다. 서빙 SO(16)는 위치 데이터에 응답하여 선택된다. 가입자 유닛(24)이 현재 거주하는 서비스 제어 영역(42)을 서빙하는 SO(16)가 하나 선택된다. 그의 속성은 서비스 제어 영역 데이터 베이스(132)(제 9 도)로부터 결정될 수 있다.
태스크(142) 후, 태스크(144)는 가입자 유닛(24)이 일시적으로 할당되는 서빙 게이트웨이(30)에 적정 허용 메시지를 보낸다. 허용 메시지는 관할 구역 내에서 가입자 유닛(24)이 서비스 요구된 것을 SO(16)에 통보한다. SO(16)는 서비스 제공의 추가 자격을 주며 서비스 허용시 가입자 유닛(24)에 통보해 준다. 태스크(144)후, 프로그램 제어는 조정기(114)를 빠져나간다.
제 10 도는 경계 분해 절차(136)의 순서도이다. 가입자 유닛의 위치(44)에 대한 비확정 영역(46)이 2 이상의 서비스 제어 영역(42)(제 2 도)간의 경계부(40)상에 있을 때 SIM(28)에 의해 처리(136)가 실행된다. 제 10 도에 지시된 바와 같이, 실시되는 처리(136)의 여러 다른 실시예에 따라, 처리(136)는 먼저 태스크(146) 또는 태스크(146')를 실시한다.
본 발명은 3 가지 경계 분해 실시예를 고려하고 있다. 제 1 실시예에 있어서, 경계부(40) 부근의 정확하게 위치한 가입자 유닛(24)내의 오류들은 경계부의 한쪽 측면 상에서 통신 서비스의 관리 책임이 있는 엔티티에 의해 충분히 허용된다. 제 2 실시예에 있어서, 경계부(40) 부근의 정확하게 위치한 가입자 유닛(24)내의 오류들은 겨우 허용되며, 제 3 실시예에 있어서, 정확하게 위치한 가입자 유닛의 오류는 허용되지 않는다. 본 발명에 의해 실행되는 상세한 실시예는 통신 경계부(40)의 한쪽 측면 상에서 통신 서비스의 관리 책임이 있는 엔티티에 의해 동의하여 결정된다. 실시예에 따라 서비스 제어 영역 데이터 베이스(132)(제 9 도)에서 특정된 경계 룰을 지시할 수 있다.
제 1 실시예가 지시되면, 처리(136)는 먼저 태스크(146)를 실시한다. 하지만, 제 2 또는 제 3 실시예가 지시되면 처리(136)는 먼저 질문 태스크(146')를 실시한다. 태스크(146')는 반복의 최대수가 서비스 요구용으로 실행된 지의 여부를 결정한다. 최대수가 아직 도달하지 않았으면, 태스크(148)는 가입자 유닛이 추가의 위치 데이터를 송신하도록 요구하는 것을 실행한다. 태스크(148)후, 프로그램 제어는 처리(136)를 끝낸다. 태스크(124)(제 6 도)와 관련하여 상술한 바와 같이, 추가 위치 데이터는 불확정 영역(46)을 축소시키도록 조기에 획득된 위치 데이터에 결합될 수 있다. 충분한 데이터가 수집되면, 불확정 영역(46)은 불확정 영역(46)이 더이상 경계부(40)상에 중복되지 않는 지점까지 축소 가능하다. 이 지점에서, 프로그램 제어는 태스크(134)에서 138로(제 6 도) 진행하게 된다.
반면, 불확정 영역(46)이 추가 위치 데이터의 수집을 통하여 수축된 후 경계부(40)상에 중복되는 것을 계속할 경우, 태스크(146')는 반복의 최대수가 달성되었음을 최종 결정할 것이다. 최대 수는 위치 결정을 위해 소비되는 시스템 자원의 양을 제한하도록 설정된다. 이 지점에서, 제 2 실시예의 실행은 태스크(146)로 진행되며, 제 3 실시예의 실행은 태스크(150)로 진행하게 된다. 태스크(150)는 가입자 유닛(24)에 비허용 메시지를 보내고, 홈 게이트웨이(30)로 등록 및 분리할 것을 가입자 유닛(24)에게 명령한다. 태스크(150) 후, 프로그램 제어는 절차(136)를 빠져 나간다. 따라서, 제 3 실시예에 있어서, 높은 신뢰성으로, 가입자 유닛의 위치가 특정 서비스 제어 영역(42)에 있는 것으로 결정될 경우, 서비스는 비허용된다.
가입자 유닛의 위치가 추가 위치 데이터 수집의 반복 최대수 내에서 정밀하게 분해될 수 없을 때, 태스크(146)는 항상 제 1 실시예에 대해 실시되고, 제 2 실시예에 대해 실시된다. 태스크(146)는 불확정 영역(46)이 중복 위치하는 공통 경계부(40)를 갖는 두 서비스 제어 영역(42)을 식별한다. 태스크(146)는 식별에 있어서 서비스 제어 영역 데이터 베이스(132)(제 9 도)를 참고한다.
태스크(146) 후, 질문 태스크(152)는 가입자 유닛(24)이 두 서비스 제어 영역 중 어느 하나에 대한 SO(16)에 이미 일시적으로 할당된 지의 여부를 결정한다. 태스크(152)는 결정하는데 있어 영구 가입자 유닛 데이터 베이스(128)(제 8 도)를 참고할 수 있다. 가입자 유닛(24)이 대립 서비스 제어 영역(42) 중 하나에 이미 일시적으로 할당되었을 경우, 태스크(154)는 현 서빙 SO(16)를 선택하여 허용 메시지를 송신한다. 태스크(154)는 대체로, 제 6 도를 참조하여 전술된 것처럼 태스크(142 및 144)를 반복한다. 태스크(154) 이후에, 프로그램 제어는 과정(136)을 빠져나간다. 따라서, 보정 서비스 제어 영역(42)이 높은 신뢰도로 결정될 수 없을 경우, 가입자 유닛(24)은 가능하면 이미 할당된 서비스 제어 영역(42)에 잠정적으로 할당된다. 이 할당은 최소량의 시스템 자원을 소비하고 가입자 유닛(24)이 경계(42) 근처에 있을 때 그 경계 전후로 잠정 할당이 바운드(bound)되는 것을 방지하므로 바람직하다.
태스크(152)가 가입자 유닛(24)이 아직 상충되는 서비스 제어 영역(42)중 어느 하나에 잠정적으로 할당되지 않는 것으로 결정할 경우, 질문 태스크(156)가 수행된다. 태스크(156)는 상충되는 영역 중 어느 하나가 가입자 유닛의 홈 SIM(28)용 게이트웨이(30)에 의해 지원되는 지의 여부를 판정한다. 만일 그렇다면, 이 홈 게이트웨이(30)가 선택되고 태스크(158)는 홈 게이트웨이(30)에 대한 허용 메시지를 SO(16)에 이송한다. 태스크(158) 이후에, 프로그램 제어는 과정(136)을 빠져나간다. 따라서, 보정 서비스 제어 영역(42)이 높은 신뢰도로 결정될 수 없을 경우, 가입자 유닛(24)은, 두개의 상충되는 영역(42)중 한 영역에 아직 할당되지 않는 것으로 가정한 채 그 홈 게이트웨이(30)에 잠정적으로 할당된다. 이 할당은, 가입자 유닛(24)이 동일 게이트웨이(30)에 잠정적으로 및 영구적으로 할당될 경우 최소량의 시스템 자원이 소비되므로 바람직하다.
태스크(156)가 상충 영역 모두가 가입자 유닛(24)의 홈 영역이 아니라고 결정할 경우, 태스크는 불확정 영역(46)의 중심이 위치하는 영역의 게이트웨이(30)를 선택하고, 가입자 유닛(24)을 잠정적으로 할당하는 허용 메시지를 이 게이트웨이(30)로 이송한다. 두개의 상충되는 서비스 제어 영역(42) 사이에서 가장 큰 보정 가능성을 가지므로, 이 선택은 바람직하다. 태스크(160) 이후에, 프로그램 제어는 과정(136)을 빠져나간다.
따라서, 태스크(146, 152, 154, 156, 158 및, 160)로 설명된 처리는 다양한 서비스 제어 영역(42)에 대한 다양한 게이트웨이(30)에 가입자 유닛을 잠정 할당할 시에 때때로 오류를 야기한다. 그러나, 복수의 호출에 대해 그런 오류는 어떠한 영역에도 편파적이지 않도록 평균화되어야 한다. 아울러, 가입자 유닛 위치를 결정하는 것과 마찬가지로, 시스템 오버헤드 태스크에서 보다 다소 가입자 유닛(24)에 대한 서비스 제공에 사용하기 위해 대량의 시스템 자원이 공급된다.
제 11 도는 서빙 게이트웨이 서비스 요구 조정기(162)의 처리 순서도를 도시한다. 조정기(162)는 홈 SIM(28)으로부터 허용 메시지를 수신할 때 SO(16)에 의해 수행된다. 허용 메시지는 가입자 유닛(24)을 SO(16)로 잠정 할당하고 가입자 유닛(24)이 시스템(10)으로부터의 서비스를 요청하고 있다는 것을 SO(16)에 알린다. 조정기(162)는 시스템(10)에 의해 제공된 통신 서비스의 더 많은 자격을 부여하기 위해 질문 태스크(164)를 수행한다. 태스크(164)는 판정 시에 지역 허용 룰을 검토하기 위해 데이터 베이스(166)를 참조할 수도 있다. 이 룰의 특성은 본 발명에서는 중요치 않다. 그러나, 시스템은 태스크(164)에 의해 수행된 서비스의 지역 자격 부여와, 제 6 내지 10 도를 참조로 전술된 시스템-와이드 자격 부여를 모두 허용한다. 따라서, 서비스 제어 영역(42)에서 서비스를 관리할 책임이 있는 엔티티는 그 서비스의 준비를 계속 제어할 것이고, 강제로 다른 곳에서 가능한 자격 부여 결정에 따르지는 않는다.
태스크(164)가 액세스의 비허용되는 것으로 결정할 때, 태스크(168)는 홈 게이트웨이(30)에 비허용 메시지를 송신한다. 그후, 홈 게이트웨이(30)는 가입자 유닛 기록을 갱신하여 가입자 유닛(24)에 비허용을 통보한다.
태스크(164)가 액세스의 허용되는 것으로 결정할 때, 태스크(170)는 서비스 요구에 속하는 위성(14)에 변경 경로 끝 메시지를 송신한다. 변경 경로 메시지는태스크(112)(제 5 도)에 의해 처리된다. 미래 통신은 홈 SIM(28) 및 가입자 유닛(24) 간에서 보다 다소 SO(16) 및 가입자 유닛(24)간의 위성(14)을 통하여 지시될 것이다. 태스크(170) 후, 태스크(172)는 가입자 유닛(24)에 허용 메시지를 송신한다. 태스크(86)(제 4 도)와 관련하여 상술한 바와 같이, 가입자 유닛은 요구 서비스를 수신하기 위해 동작의 수신 서비스 모드로 진행하게 된다. 다음으로, 태스크(174)는 서빙 SO(16)로 하여금, 가입자 유닛(24)의 임시 할당을 반영하는 기록, 가입자 유닛의 위치와, SO(16)를 통하여 가입자 유닛(24)의 서비스 관련한 다른 임의의 데이터를 갱신하는 것을 야기한다. 태스크(174)후, 프로그램 제어는 조정기(162)를 빠져나간다.
요약하면, 본 발명은 개선된 무선 통신 시스템을 제공한다. 본 발명은 가입자 유닛의 위치에 응답하여 통신 서비스 자격을 제공한다 특히, 본 발명은 가입자 유닛의 위치에 기초한 통신 서비스를 허용하지 않거나, 액세스를 허용한다. 또한, 본 발명은 가입자 유닛의 위치에 기초하여 가입자 유닛에 대한 통신 서비스를 조정하도록 특정 지리적 영역에 연관되는 중계국을 선택한다.
본 발명은 양호한 실시예를 참조하여 상기 기술되어 있다. 하지만, 당업자는 본 발명의 범위를 벗어나지 않고서, 상기 양호한 실시예에서 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 가입자 유닛(24), 위성(14), 홈 SIM(28) 및 SO(16)은, 본 발명에 직접 관련되지 않으며 여기에서 논의되지 않은 여러 추가 절차를 모두 실행할 수 있음을 당업자는 알게될 것이다. 또한, 여기에서 보여주는 순서도는 본 발명에 대해 설명하기 위한 것이며 순서도에 자체적으로 반드시 제공되지는 않는 프로그램 흐름을 실행하기 위한 다른 기법이 고안되고 있다. 특히, 논의되고 있는 각각의 태스크는 프로그램 흐름에 대한 배경 또는 다른 태스크를 실행 가능케 하도록 인터럽트될 수도 있다. 또한, 태스크의 특정 순서도 변경될 수 있으며, 태스크 실행에 사용되는 특정 기법도 시스템과 시스템이 서로 다를 수 있다. 당업자에 의해 명백해질 수 있는 상기 및 다른 변경 및 수정은 본 발명의 범위 내에서 가능한 것으로 고려된다.
제 1 도는 실용 가능한 본 발명에 따라 구성된 통신 시스템을 갖는 주변 환경에 대한 도면.
제 2 도는 통신 시스템의 위성부(satellite portion)에 의해 지구 표면에 형성되는 셀 방식 패턴의 개략도.
제 3 도는 통신 시스템의 여러 노드의 블록도.
제 4 도는 가입자 유닛이 요구 서비스 모드로 동작하는 동안 통신 시스템의 가입자 유닛 모드에 의해 실행되는 처리 과정의 순서도.
제 5 도는 위성 서비스 요구 조정기의 처리 순서도.
제 6 도는 홈 게이트웨이(home gateway) 서비스 요구 조정기의 처리 순서도.
제 7 도는 홈 게이트웨이로서 작용하는 통신 시스템의 한 노드의 메모리 부분에 보전되는 천체력 표(ephemeris table)의 블록도.
제 8 도는 홈 게이트웨이의 메모리 부분에 보전되는 가입자 유닛 데이터 베이스의 블록도.
제 9 도는 홈 게이트웨이의 메모리 부분에 보전되는 서비스 제어 영역 데이터베이스의 블록도.
제 10 도는 홈 게이트웨이에 의해 실행되는 경계 분해 절차의 순서도.
제 11 도는 게이트웨이 서비스 요구 조정기의 서비스 순서도.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10:무선 통신 시스템 14:위성
16:중계국 24:가입자 유닛

Claims (5)

  1. 지구 주변 궤도에 적어도 하나의 위성을 가지며 지구의 표면에 근접위치된 적어도 하나의 가입자 유닛을 갖는 통신 시스템을 운영하는 방법에 있어서,
    지구와 관련하여 상기 가입자 유닛의 위치를 식별하는 위치 데이터를 발생시키는 단계;
    상기 가입자 유닛의 위치 주변의 불확실한 영역을 결정하는 단계로서, 상기 불확실한 영역은 상기 발생 단계의 부정확성들을 보상하는, 상기 결정 단계;
    지구의 지리적인 영역들을 식별하는 영역 데이터를 저장하는 단계;
    상기 불확실한 영역을 포함하는 상기 위치 데이터를 상기 영역 데이터와 상관시키는 단계;
    상기 상관 단계가, 상기 불확실한 영역이 상기 지리적인 영역들 사이의 경계에 놓임을 나타내는지 여부를 결정하는 단계;
    상기 결정 단계가, 상기 불확실한 영역이 상기 지리적인 영역들 사이의 경계에 놓임을 나타낼 때, 상기 통신 시스템이 상기 지리적인 영역들 중 상기 가입자 유닛이 위치된다고 간주하는 영역을 결정하도록 경계 분해 절차를 실행하는 단계와;
    상기 경계 분해 절차를 실행하는 단계에 응답하여 상기 가입자 유닛을 위해 제공된 통신 서비스들에 자격을 부여하는 단계로서, 상기 통신 서비스들은, 상기 통신 시스템이 상기 지리적인 영역들 중 상기 가입자 유닛이 위치된다고 간주하는영역에 기초하여 자격이 부여되는, 상기 자격 부여 단계를 포함하는 통신 시스템의 운영 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 가입자 유닛은 가입자 유닛들의 모집단으로부터의 한 멤버 가입자 유닛이고, 상기 시스템은 복수의 중계국들을 부가적으로 갖고, 각각의 중계국이 상기 지리적인 영역들 중 대응하는 영역에서 종료된 호출들을 개설하도록 구성하기 위해, 상기 중계국들은 상기 지리적인 영역들과 연관되고, 상기 시스템은 복수의 데이터 프로세서들을 부가적으로 가지며, 상기 데이터 프로세서들 및 상기 중계국들은 상호간 및 통신망을 통해 상기 위성과 데이터 통신을 시작하며, 상기 방법은,
    가입자 유닛들의 상기 모집단의 각각을 상기 데이터 프로세서들 중 대응하는 프로세서에 할당하는 단계와;
    상기 멤버 가입자 유닛이 할당되는 상기 데이터 프로세서들 중 하나에서 상기 저장, 상관 및 자격 부여 단계들을 실행하는 단계를 더 포함하는 통신 시스템의 운영 방법.
  3. 통신 시스템에 있어서,
    지구 주변 궤도의 위성;
    지구의 표면에 근접 위치되고, 지구와 관련하여 가입자 유닛의 위치를 식별하는 위치 데이터를 생성하도록 구성되는 가입자 유닛으로서, 상기 가입자 유닛의위치 주변에 불확실한 영역이 존재하고, 상기 불확실한 영역은 상기 위치 데이터의 생성에서의 부정확성들로부터 기인하는, 상기 가입자 유닛과,
    상기 위성 및 상기 가입자 유닛과 데이터 통신하고, 지구의 지리적인 영역을 식별하는 영역 데이터를 저장하기 위해 상기 불확실한 영역을 결정하기 위한 수단과, 상기 불확실한 영역을 포함하는 상기 위치 데이터를 상기 영역 데이터와 상관시키기 위한 수단을 포함하는 데이터 프로세서로서, 상기 상관 수단이, 상기 불확실한 영역이 상기 지리적인 영역들 사이의 경계에 놓임을 나타낼 때, 상기 데이터 프로세서는, 상기 통신 시스템이 상기 지리적인 영역들 중 상기 가입자 유닛이 위치된다고 간주하는 영역을 결정하도록 경계 분해 절차를 실행하기 위한 수단과, 상기 통신 시스템이 상기 지리적인 영역들 중 상기 가입자 유닛이 위치된다고 간주하는 영역의 상기 결정에 응답하여 상기 가입자 유닛을 위해 제공된 통신 서비스들에 자격을 부여하기 위한 수단을 포함하는, 상기 데이터 프로세서를 포함하는 통신 네트워크.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 가입자 유닛은 가입자 유닛들의 모집단으로부터의 멤버 가입자 유닛이고;
    상기 시스템은 복수의 중계국들을 부가적으로 포함하고, 각각의 중계국이 상기 지리적인 영역들 중 대응하는 영역에서 종료된 호출들을 개설하도록 구성되기 위해, 상기 중계국들은 상기 지리적인 영역들에 연관되고;
    상기 데이터 프로세서, 상기 중계국들, 및 상기 위성은 상호 데이터 통신하며,
    상기 데이터 프로세서는 상기 멤버 가입자 유닛을 기술하는 데이터를 저장하기 위한 수단을 포함하는, 통신 시스템.
  5. 지구의 주변 궤도에 있는 적어도 하나의 위성, 데이터 프로세서, 복수의 중계국들, 및 가입자 유닛들의 모집단을 갖고, 상기 위성, 데이터 프로세서, 중계국들, 및 가입자 유닛들은 통신망의 노드들인, 통신 시스템을 운영하는 방법에 있어서,
    각각의 가입자 유닛이 상기 데이터 프로세서들 중 하나에 할당되도록 상기 데이터 프로세서들에 가입자 유닛들의 상기 모집단을 영구적으로 할당하는 단계;
    지구와 관련하여 상기 가입자 유닛들 중 하나에 대한 위치를 식별하는 위치데이터를 발생시키는 단계;
    상기 가입자 유닛들 중 하나에 대한 위치 주변의 불확실한 영역을 결정하는 단계로서, 상기 불확실한 영역은 상기 발생 단계에서의 부정확성들을 보상하는, 상기 결정 단계;
    상기 하나의 가입자 유닛이 할당되는 상기 데이터 프로세서에서 영역 데이터를 저장하는 단계로서, 상기 영역 데이터는 지구의 지리적인 영역들을 식별하는, 상기 저장 단계;
    상기 하나의 가입자 유닛이 할당되는 상기 데이터 프로세서에서 상기 불확실한 영역을 포함하는 상기 위치 데이터를 상기 영역 데이터와 상관시키는 단계;
    상기 상과 단계가, 상기 불확실한 영역이 상기 지리적인 영역들 사이의 경계에 놓임을 나타내는지 여부를 결정하는 단계;
    상기 결정 단계가, 상기 불확실한 영역이 상기 지리적인 영역들 사이의 경계에 놓임을 나타낼 때, 상기 통신 시스템이 상기 지리적인 영역들 중 상기 가입자 유닛이 위치된다고 간주하는 영역을 결정하도록 경계 분해 절차를 실행하는 단계와;
    상기 하나의 가입자 유닛의 임시 할당을 위해 상기 복수의 중계국들 중 하나를 선택하는 단계로서, 상기 하나의 중계국은 상기 하나의 가입자 유닛이 상기 경계 분해 절차를 실행하는 단계에 응답하여 할당되는 상기 데이터 프로세서에 의해 선택되고, 상기 통신 서비스들은, 상기 통신 시스템이 상기 지리적인 영역들 중 상기 가입자 유닛이 위치된다고 간주하는 영역에 기초하여 자격이 부여되는, 상기 선택 단계를 포함하는 통신 시스템의 운영 방법.
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