KR101857029B1 - 위성을 이용한 와이파이 서비스 시스템 및 방법 - Google Patents

Abstract

위성을 이용한 와이파이 서비스 시스템 및 방법이 개시된다. 주 위성(primary satellite); 상기 주 위성을 통해 데이터를 중계하는 위성와이파이지구국A; 유선 코아망에 연결되어 형성되며, 상기 주 위성을 통해 데이터를 중계하는 위성와이파이지구국B; 상기 위성와이파이지구국A에 연결되어 형성되는 확장형와이파이무선망; 상기 확장형와이파이무선망 또는 상기 유선코아망에 접속하여 와이파이 통신을 수행하는 단말을 구성한다. 상술한 위성을 이용한 와이파이 서비스 시스템 및 방법에 의하면, 위성 통신을 이용하여 와이파이 통신망을 구축하도록 구성됨으로써, 유선 통신망이 구축되어 있지 않은 곳에도 저렴한 비용으로 어느 곳에나 와이파이 통신망을 구축할 수 있는 효과가 있다.

Description

위성을 이용한 와이파이 서비스 시스템 및 방법{WIFI-SERVICE SYSTEM AND METHOD USING SATELLITE}

본 발명은 와이파이(WiFi) 서비스 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 구체적으로는 위성을 이용한 와이파이 서비스 시스템 및 방법에 관한 것이다.

기존의 와이파이 통신망(WiFi-network)은 누구든지 비용없이 사용할 수 있는 주파수 대역을 사용할 수 있도록 구성되어 있는 전세계적으로 구축되어 있는 대표적인 무선 인프라스트럭쳐(infrastructure)이다.

그런데, 와이파이 통신망은 기본적으로 유선 인터넷(internet)과 같은 유선 통신망에 연결되어 확장되는 네트워크로서, 유선 통신망이 제대로 구축되어 있지 않은 경우에는 네트워크의 형성이 불가하다. 이에, 고가의 유선 통신망이 구축되어 있지 않은 지역에는 저렴한 구축 비용으로 구축 가능한 와이파이 통신망도 구축이 불가하다.

한편, 와이파이 통신망은 그 접속 거리가 최대 100 여 미터 이내 에서 유용하며, 특히, 장애물이 많은 실내에서는 그 접속 거리는 현저하게 줄어들게 된다.

와이파이 통신망은 유선 통신망이 있는 곳에서는 언제든지 구축이 용이하다는 장점이 있으나, 유선 통신망이 없는 곳에서는 그 구축 비용이 많이 들고 실외에서의 접속 거리도 한계가 있다는 단점이 있다.

10-2017-0071352 10-1353617

본 발명의 목적은 위성을 이용한 와이파이 서비스 시스템을 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 위성을 이용한 와이파이 서비스 방법을 제공하는 데 있다.

상술한 본 발명의 목적에 따른 위성을 이용한 와이파이 서비스 시스템은, 수용 가능한 용량의 데이터를 위성을 통해 중계하는 주 위성(primary satellite); 상기 주 위성을 통해 데이터를 확장형와이파이무선망에 중계하는 위성와이파이지구국A; 유선 코아망에 연결되어 형성되며, 상기 주 위성을 통해 데이터를 중계하는 위성와이파이지구국B; 와이파이지구국A에 연결되어 형성되는 확장형와이파이무선망; 상기 확장형와이파이무선망에 접속하여 와이파이 통신을 수행하는 단말을 포함하도록 구성될 수 있다.

여기서, 상기 주 위성의 중계 기능을 보조하기 위한 부 위성(secondary satellite)을 더 포함하도록 구성될 수 있다.

그리고 상기 위성와이파이지구국A가, 상기 주 위성으로 송출하기 위한 데이터 트래픽 관리(data traffic management)를 수행하도록 구성되며, 상기 주 위성과의 데이터 트래픽량이 소정 기준치를 초과하는 경우 부위성통신망 지구국A로 데이터가 오프로드되어 부 위성을 통해 데이터를 중계하도록 구성될 수 있다.

상술한 본 발명의 다른 목적에 따른 위성을 이용한 와이파이 서비스 방법은, 주 위성(primary satellite)이 위성와이파이통신지구국A와 위성와이파이통신지구국B를 연결하여 상호 간에 데이터를 중계하는 단계; 상기 위성와이파이지구국A에 연결되는 확장형와이파이무선망을 중계하는 단계; 단말이 상기 확장형와이파이무선망에 접속하여 데이터를 송수신하는 단계를 포함하도록 구성될 수 있다.

여기서, 상기 위성 위성와이파이지구국A가 상기 위성와이파이지구국A에 연결되는 확장형와이파이무선망을 상기 주 위성에 연결하여 상호 간에 데이터를 중계하는 단계는, 상기 위성와이파이지구국A가 상기 데이터 트래픽 관리(data traffic management)를 수행하도록 구성되며, 상기 주 위성과의 데이터 트래픽량이 주 위성의 전송용량 기준치를 초과하는지 판단하고, 판단 결과 소정 기준치를 초과하는 경우 부위성통신망지구국A로 데이터를 오프로딩하여 이 부 위성을 통해 데이터를 중계하도록 구성될 수 있다.

상술한 위성을 이용한 와이파이 서비스 시스템 및 방법에 의하면, 위성 통신을 이용하여 와이파이 통신망을 구축하도록 구성됨으로써, 유선 통신망이 구축되어 있지 않은 곳에도 저렴한 비용으로 어느 곳에나 와이파이 통신망을 구축할 수 있는 효과가 있다.

또한, 주 위성의 트래픽량이 기준치를 초과하는 경우 부 위성을 통해 트래픽 관리를 할 수 있도록 구성됨으로써, 제한된 용량을 가진 위성의 송출 트래픽을 사용자 요구품질을 만족하도록 효율적으로 관리할 수 있다. 아울러 확장형와이파이무선망을 해당 지역의 전파가시거리, 사용자 수, 지형적 특성, 사용자 기대 속도 등의 환경 요인을 고려하여 고출력, 중출력, 저출력 등의 다양한 형태의 액세스 포인트와 무선접속확장 연결망 등을 설치하여 구축하도록 구성됨으로써, 위성 와이파이 서비스 통신망의 범위를 유연하게 확장하여 형성할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 위성을 이용한 와이파이 서비스 시스템의 블록 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 위성와이파이지구국A 및 위성와이파이 지구국B 세부 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 확장형와이파이무선망의 구성도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 위성을 이용한 와이파이 서비스 방법의 흐름도이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.

A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "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 본 발명이 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.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 위성을 이용한 와이파이 서비스 시스템의 블록 구성도이다. 그리고 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 위성와이파이지구국A 및 위성와이파이지구국B의 세부 구성도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 확장형와이파이무선망의 구성도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 위성을 이용한 와이파이 서비스 시스템(100)은 주 위성(primary satellite)(110), 부 위성(secondary satellite)(111), 위성와이파이지구국A(120), 위성와이파이지구국B(121), 확장형와이파이무선망(130), 단말(140), 부위성통신망지구국A(150)와 부위성통신망 지구국B(151)를 포함하도록 구성될 수 있다.

위성을 이용한 와이파이 서비스 시스템(100)은 유성 통신망이 구축되어 있지 않은 지역에 위성 통신을 이용하여 확장형와이파이무선망(130)을 구축하도록 구성된다. 유선 통신망과 직접 연결될 필요가 없으므로 그 구축 비용이 저렴하고 지역에 구애 받지 않고 저렴한 와이파이 통신망을 구축할 수 있다.

아울러, 확장형와이파이무선망(130)을 해당 지역의 전파가시거리, 사용자 수, 지형적 특성, 사용자 기대 속도 등의 환경 요인을 고려하여 고출력, 중출력, 저출력 등의 다양한 형태의 액세스 포인트와 무선브리지 등을 설치하여 서비스 커버리지를 유연하게 구축하도록 구성된다. 이에, 확장형와이파이무선망(130)의 크기나 통신 품질 등을 자유롭게 조절할 수 있다.

이하, 세부적인 구성에 대하여 설명한다.

주 위성(110)은 확장형와이파이무선망(130)을 거쳐 위성와이파이지구국A로 유입된 데이터 중계를 수행하도록 구성될 수 있다.

부 위성(111)은 주 위성(110)을 보조하여 주위성의 송출 부하를 분산하는 데이터 중계 통신을 수행하도록 구성될 수 있다. 주 위성(110)에는 적어도 하나 이상의 부 위성(111)이 미리 구비될 수 있다.

위성와이파이지구국A(120)는 확장형와이파이무선망(130)로부터 데이터 중계를 형성하기 위해 지상에 구비되는 구성이다.

위성와이파이지구국A(120)는 주 위성(110)으로 데이터를 송출을 위한 것으로 송출 용량을 초과할 경우에는 부위성통신망지구국A(150)으로 데이터를 중계하도록 구성될 수 있다.

도 2를 참조하면, 위성와이파이지구국A(120)는 주위성송출 트랜시버(transceiver)(120a), 트래픽 흐름제어 모듈(120b), 주위성부하 관리 모듈(120c), 위성스위칭제어 모듈(120d)을 포함하도록 구성될 수 있다.

주위성트랜시버(120a)는 주위성(110)으로 데이터를 송출하기 위한 통신을 수행하는 구성이다. 주 위성 트랜시버(120a)는 주 위성(110)에 각각 대응되어 동작하도록 구성될 수 있다.

트래픽 흐름제어 모듈(120b)은 주위성 트랜시버(120a)으로 유입되는 데이터의 흐름을 제어 제어하도록 구성되며, 주 위성 트랜시버(120a)의 처리 가능한 데이터 트래픽 실시간으로 계산하도록 구성될 수 있다.

주 위성 부하 관리 모듈(120c)은 주 위성의 송출 용량을 판단하여 기준치를 초과하는 경우, 부위성통신망지구국A(150)로 중계 통신을 추가적으로 수행하도록 제어하는 것으로 구성될 수 있다.

위성 스위칭 제어 모듈(124d)은 트래픽 주 위성 부하 관리 모듈(120c)의 스위칭 동작 제어에 따라 부위성통신망지구국A(150)를 통해 데이터 중계가 이루어지도록 스위칭 동작을 수행하고 데이터를 전달하도록 구성될 수 있다.

한편, 위성와이파이지구국B(121)는 다른 유선 코아망과 연결되어 데이터 중계를 수행하도록 구성될 수 있다. 트래픽 흐름 제어 모듈(121b), 트래픽 혼잡 제어 모듈(121c)을 포함하도록 구성될 수 있다.

트래픽 흐름 제어 모듈(121b)은 주 위성 트랜시버(121a)의 송출 용량을 판단하여 유선코아망으로부터의 데이터 흐름을 제어한다.

트래픽 혼잡 제어 모듈(121c)은 트래픽 흐름 제어 모듈(121b)의 트래픽 흐름 제어에 의해 데이터 중계가 수행될 때 트래픽 혼잡 상황이 발생하면 라우팅(routing) 기능을 통해 최적의 경로 설정 수행과 트래픽의 혼잡의 회피하는 알고리즘을 수행하도록 구성될 수 있다.

다시 도 1을 참조하면, 확장형와이파이무선망 (130)은 위성와이파이통신 지구국A(120)에 연결되어 형성되도록 구성될 수 있다.

도 3에서는 확장형와이파이무선망(130)이 고출력 와이파이 액세스 포인트(high-power WiFi access point), 중출력 와이파이 액세스 포인트(middle-power WiFi access point), 저출력 와이파이 액세스 포인트(low-power WiFi access point)(미도시)를 포함하도록 구성될 수 있다.

확장형와이파이무선망(130)은 위성와이파이통신지구국(120) A와 무선으로 연결되며 다양한 액세스 포인트(access point)와 무선접속 확장을 위한 브리지를 통해 형성되도록 구성될 수 있다.

고출력 와이파이 액세스 포인트, 중출력 와이파이 액세스 포인트, 저출력 와이파이 액세스 포인트는 각각 와이파이 신호의 무선 송출 전력에 따라 분류되는 구성으로서, 채널 상태와 무선 송출 거리가 각각 다르게 설정되도록 구성될 수 있다.

한편, 무선 경로 라우터(미도시)는 고출력 와이파이 액세스 포인트, 중출력 와이파이 액세스 포인트, 저출력 와이파이 액세스 포인트들을 통해 형성되는 데이터 송신 경로를 설정하도록 구성될 수 있다. 액세스 포인트들 간을 통해 단말(140)과 위성와이파이지구국A(120) 간의 최적의 무선 통신 경로를 설정하도록 구성될 수 있다.

확장형와이파이무선망(130)은 각 액세스 포인트들의 설치 지점, 그리고 무선 송출 전력 등에 따라서 그 통신망의 크기가 정해질 수 있다. 해당 지역의 장애물 존재 여부 즉, 산인지 평야인지 등을 고려하여 액세스 포인트의 설치와 그 무선 송출 전력이 정해질 수 있다.

단말(140)은 확장형와이파이무선망(130)에 접속하여 와이파이 통신을 수행하도록 구성될 수 있다. 스마트 폰, 노트북 등 와이파이 통신이 되는 구성이 될 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 위성을 이용한 와이파이 서비스 방법의 흐름도이다.

도 4를 참조하면, 주 위성(primary satellite)이 위성와이파이통신지구국A(120)와 위성와이파이통신지구국B(121)를 연결하여 상호 간에 데이터를 중계한다(S101).

다음으로, 위성와이파이지구국A(120)가 위성와이파이지구국A(120)에 연결되는 확장형와이파이무선망(130)을 주 위성(110)에 연결하여 상호 간에 데이터를 중계한다(S102).

여기서, 위성와이파이지구국A(120)는 주 위성(110)과의 데이터 트래픽 관리(data traffic management)를 수행하도록 구성될 수 있다.

이때, 주 위성(110)과의 데이터 트래픽량이 소정 기준치를 초과하는지 판단하고, 그 판단 결과 소정 기준치를 초과하는 경우 부위성통신망지구국(150)이 부 위성(111)을 통해 데이터를 중계하도록 구성될 수 있다.

다음으로, 단말(140)이 확장형와이파이무선망(130)에 접속하여 데이터를 송수신한다(S103).

다음으로, 위성와이파이지구국B(121)는 유선코아망에 연결하여 데이터를 송수신한다(S104).

이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

110: 주 위성
111: 부 위성
120: 위성와이파이지구국A
120a: 주 위성 트랜시버
120b: 트래픽 흐름 제어 모듈
120c: 주 위성 부하 관리 모듈
120d: 위성 스위칭 제어 모듈
121: 위성와이파이지구국B
121a: 주 위성 트랜시버
121b: 트래픽 흐름 제어 모듈
121c: 트래픽 혼잡 제어 모듈
130: 확장형와이파이무선망
140: 단말
150: 부위성통신망지구국

Claims (4)

1. 주 위성(primary satellite);
   상기 주 위성의 중계 기능을 보조하기 위한 적어도 하나 이상의 부 위성(secondary satellite);
   상기 주 위성을 통해 데이터를 확장형와이파이무선망에 중계하며, 상기 주 위성과의 데이터 트래픽 관리(data traffic management)를 수행하는 위성와이파이지구국A;
   유선 코아망에 연결되어 형성되며, 상기 주 위성을 통해 데이터를 중계하는 위성와이파이지구국B;
   상기 위성와이파이지구국A에 연결되어 형성되는 확장형와이파이무선망;
   상기 확장형와이파이무선망 또는 상기 유선 코아망에 접속하여 와이파이 통신을 수행하는 단말;
   상기 위성와이파이지구국A와 상기 주 위성 간의 데이터 트래픽량이 소정 기준치를 초과하는 경우 상기 부 위성을 통해 데이터를 중계하는 부위성통신망지구국을 포함하며,
   상기 위성와이파이지구국A는,
   상기 주 위성으로 데이터를 송출하는 주위성송출 트랜시버(transceiver)와, 상기 주 위성 송출 트랜시버로 유입되는 데이터의 흐름을 제어하고 상기 주 위성 송출 트랜시버의 처리 가능한 데이터 트래픽을 실시간으로 계산하는 트래픽 흐름제어 모듈과, 상기 주 위성의 송출 용량을 판단하고 판단 결과 소정 기준치를 초과하는 경우 상기 부위성통신망지구국이 중계 통신을 추가적으로 수행하도록 제어하는 주위성부하 관리 모듈과, 상기 주 위성 부하 관리 모듈의 스위칭 동작 제어에 따라 상기 부위성통신망지구국을 통해 데이터 중계가 이루어지도록 스위칭 동작을 수행하고 데이터를 전달하는 위성스위칭제어 모듈을 포함하도록 구성되며,
   상기 위성와이파이지구국B는,
   상기 주 위성 송출 트랜시버의 송출 용량을 판단하고 판단 결과 유선코아망으로부터의 데이터 흐름을 제어하는 트래픽 흐름 제어 모듈과, 상기 트래픽 흐름 제어 모듈의 트래픽 흐름 제어에 의해 데이터 중계가 수행될 때 트래픽 혼잡 상황이 발생하면 라우팅(routing) 기능을 통해 최적의 경로 설정 수행과 트래픽의 혼잡의 회피하는 알고리즘을 수행하는 트래픽 혼잡 제어 모듈을 포함하도록 구성되며,
   상기 확장형와이파이무선망은,
   와이파이 신호의 무선 송출 전력에 따라 각각 분류되어 채널 상태와 무선 송출 거리가 각각 다르게 설정되는 고출력 와이파이 액세스 포인트(high-power WiFi access point), 중출력 와이파이 액세스 포인트(middle-power WiFi access point), 저출력 와이파이 액세스 포인트(low-power WiFi access point)를 각각 포함하도록 구성되며,
   상기 고출력 와이파이 액세스 포인트, 중출력 와이파이 액세스 포인트, 저출력 와이파이 액세스 포인트는,
   해당 통신망의 크기, 해당 지역의 장애물 존재 여부, 산이나 평야인지의 지형을 고려하여 각 액세스 포인트들의 설치 지점 및 무선 송출 전력이 설정되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 위성을 이용한 와이파이 서비스 시스템.
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