KR101935600B1 - 위성통신망을 백본망으로 이용한 와이파이 인터넷 서비스 제공 커버리지 구성 및 확장을 위한 시스템 및 제공방법 - Google Patents

위성통신망을 백본망으로 이용한 와이파이 인터넷 서비스 제공 커버리지 구성 및 확장을 위한 시스템 및 제공방법 Download PDF

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Abstract

위성통신망을 백본망으로 이용한 와이파이 인터넷 서비스 제공 커버리지 구성 및 확장을 위한 시스템이 개시된다.
일 실시예에 따른 시스템은 상기 위성통신망과 신호를 송수신하는 위성통신 안테나에 연결되는 위성통신신호 송수신장치; 상기 위성통신신호 송수신장치에 연결되어, 송수신되는 신호의 경로를 지정해주는 스위치장치; 상기 스위치장치에 연결되고, 상기 스위치장치로부터 송수신하는 신호를 인접한 하나 이상의 와이파이신호 송수신장치에 중계하는 와이파이신호 중계 송수신장치; 및 상기 와이파이신호 중계 송수신장치와 연결되거나, 상기 스위치장치와 연결되어 인터넷 서비스를 무선단말기로 제공하기 위한 와이파이신호 송수신장치를 포함할 수 있다.

Description

위성통신망을 백본망으로 이용한 와이파이 인터넷 서비스 제공 커버리지 구성 및 확장을 위한 시스템 및 제공방법{System and method to compose and expand the coverage of WiFi internet service using satellite network as backbone}
본 발명은 위성통신망을 백본망으로 이용한 인터넷 서비스 제공 발명에 관한 것이며, 보다 구체적으로 위성통신망을 백본망으로 이용하여 와이파이 인터넷 서비스를 제공하기 위한 서비스 커버리지를 구성하고 확장하는 발명에 관한 것이다.
위성통신은 지구 상공에 떠 있는 위성(우주국)을 이용해 지구국과 통신하는 방식으로, 4~8GHz의 C대역이나 12.5~18GHz의 Ku대역, 그리고 26.5~40GHz의 Ka대역의 주파수를 이용해 각종 통신 및　방송 서비스를 제공한다. 위성통신 우주국의 기본요소로 위성은 안테나와　트랜스폰더(Transponder)로 구성되는 페이로드(Payload) 시스템과 각종　제어장치　및 전원장치 등으로 구성되는 버스(Bus) 서브시스템으로 구성되어 있다. 지구국은 변복조기,　주파수변환기,　저잡음 증폭기(LNA), 대전력 증폭기(HPA),　분파기, 안테나의 추미　제어장치(pursuit control)　등으로 구성된다.　인공위성에 탑재된 중계기는 지상 장거리통신에서 중계국과 같이 지상의 무선국(지구국)에서 송신한 전파를 수신하고 증폭해 하나 또는 복수의 지구국으로 송신한다.　통신위성의 특징은 하나의 위성이 중계할 수 있는 통신 구역의 광역성, 전송 거리와 비용의 무관계성, 지리적 장애의 극복, 통신 품질의 균일성 및 내재해성, 고주파대의 전파 사용에 따른　광대역(고속) 전송의 가능성, 다지점으로 동시에 정보를 분배할 수 있는 동보통신과 다지점 간에 회선을 설정할 수 있는　다원접속　가능성, 지구국을 이동시키면 어디에서나 자유로이 신속하게 회선을 설정할 수 있게 하는　이동통신　기지국으로서의 기능 등이다. 세계 최초의　통신위성인 에코 1호(Echo 1)가 발사된 이래 위성통신은 국제통신, 국내 장거리통신, 해상 이동통신, 항공　이동통신　등에 사용되어 왔다. 초기에는 위성 비용이 고가이기 때문에 국제전화나 텔레비전 중계용으로 사용되었다. 최근에는 기술의 진보와 비용 저감에 따라서 위성통신의 특징을 활용하여　데이터통신, 원격 데이터의 수집,　PC통신, 인터넷통신,　종합유선방송(CATV) 등 영상　프로그램 분배,　원격 교육, 기업 내부통신,　전용회선, 원격 영상회의, 신문지면 전송,　위성 뉴스 취재(SNG), 각종 행사 중계 등 다양한 형태로 응용되고 있다.
본 발명은 유선 백본망을 구성하기 어려운 환경의 지역에, 위성통신망을 무선 백본망으로 이용하여 와이파이 인터넷 서비스를 제공하기 위한 서비스 커버리지를 구성함으로써 와이파이 서비스의 제한된 커버리지를 확장하는 방법 및 장치를 제공하기 위한 것이다.
일 실시 예에 따른 위성통신망을 백본망으로 이용한 와이파이 인터넷 서비스 제공 커버리지 구성 및 확장을 위한 시스템은 상기 위성통신망과 신호를 송수신하는 위성통신 안테나에 연결되는 위성통신신호 송수신장치; 상기 위성통신신호 송수신장치에 연결되어, 송수신되는 신호의 경로를 지정해주는 스위치장치; 상기 스위치장치에 연결되고, 상기 스위치장치로부터 송수신하는 신호를 인접한 하나 이상의 와이파이신호 송수신장치에 중계하는 와이파이신호 중계 송수신장치; 및 상기 와이파이신호 중계 송수신장치와 연결되거나, 상기 스위치장치와 연결되어 인터넷 서비스를 무선단말기로 제공하기 위한 와이파이신호 송수신장치를 포함한다.
여기서, 상기 스위치장치는 상기 위성통신신호 송수신장치와 하나 이상의 와이파이신호 중계 송수신장치 사이에 연결되고, 상기 하나 이상의 와이파이신호 중계 송수신장치의 신호를 수신하여 상기 위성통신신호 송수신장치로 상기 수신된 신호를 송신하고, 상기 위성통신신호 송수신장치로부터 수신된 신호를 하나 이상의 와이파이신호 중계 송수신장치로 분배할 수 있다.
여기서, 상기 스위치장치는 상기 위성통신신호 송수신장치와 하나 이상의 와이파이신호 송수신장치 사이에 연결되고, 상기 하나 이상의 와이파이신호 송수신장치의 신호를 수신하여 상기 위성통신신호 송수신장치로 상기 수신된 신호를 송신하고, 상기 위성통신신호 송수신장치로부터 수신된 신호를 하나 이상의 와이파이신호 송수신장치로 분배할 수 있다.
여기서, 상기 와이파이신호 중계 송수신장치는 다른 와이파이신호 중계 송수신장치와 와이파이로 연결되어 상기 다른 와이파이신호 중계 송수신장치와 네트워크 신호를 송수신하는 와이파이 모듈; 상기 다른 와이파이신호 중계 송수신장치, 상기 와이파이신호 송수신장치 또는 상기 스위치장치와 이더넷으로 연결되는 이더넷 모듈; 및 상기 와이파이신호 중계 송수신장치의 동작 및 상태감시를 제어하기 위한 제어 모듈을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 와이파이 모듈은 상기 다른 와이파이신호 중계 송수신장치와의 사이에서 와이파이신호를 송수신하기 위한 브리지 안테나; 상기 와이파이신호를 변조하거나 복조하기 위한 와이파이신호 변복조기; 및 와이파이신호를 증폭하기 위한 증폭기; 및 와이파이신호의 주파수를 변환하기 위한 주파수변환기를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 와이파이신호 송수신장치는 상기 와이파이신호 중계 송수신장치 또는 상기 스위치장치로부터 수신되는 인터넷 신호를 무선 신호로 변환하여 상기 무선단말기로 인터넷 서비스를 제공할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 위성통신망으로부터 수신된 신호를 다른 지역으로 와이파이신호를 이용하여 송신함으로써, 인터넷 커버리지를 확장할 수 있고, 위성통신망으로부터 수신된 신호를 필요한 지역에만 와이파이를 이용하여 송신함으로써, 경제적인 인터넷 커버리지 영역을 확보할 수 있다.
도 1은 일 실시 예에 따른 와이파이 인터넷 서비스 제공 커버리지 구성 및 확장을 위한 시스템을 개념적으로 도시한 도면이다.
도 2a는 일 실시 예에 따른 와이파이 인터넷 서비스 제공 커버리지 구성 및 확장을 위한 시스템에서 와이파이신호 중계 송수신장치를 통한 인터넷 신호의 흐름을 설명하는 도면이다.
도 2b는 일 실시 예에 따른 와이파이 인터넷 서비스 제공 커버리지 구성 및 확장을 위한 시스템에서 스위치장치와 와이파이신호 송수신장치가 직접 연결되는 경우에 인터넷 신호의 흐름을 설명하는 도면이다.
도 3은 일 실시 예에 따른 와이파이 인터넷 서비스 제공 커버리지 구성 및 확장을 위한 시스템에서 와이파이신호 중계 송수신장치의 구성을 설명하는 도면이다.
도 4a는 일 실시 예에 따른 와이파이 인터넷 서비스 제공 커버리지 구성 및 확장을 위한 시스템에 의하여 확장된 인터넷 커버리지 영역을 개념적으로 도시한 도면이다.
도 4b는 일 실시 예에 따른 와이파이 인터넷 서비스 제공 커버리지 구성 및 확장을 위한 시스템에 의하여 인터넷 커버리지 영역을 확장한 네트워크 중, 소형클러스터, 확장형 클러스터, 비정형 클러스터의 예시를 나타낸 도면이다.
도 5a는 분기되는 와이파이신호 중계 의한 다른 실시 예에 따른 와이파이 인터넷 서비스 제공 커버리지 구성 및 송수신장치에 확장을 위한 시스템을 개념적으로 도시한 도면이다
도 5b는 분기되는 와이파이신호 중계 송수신장치에 의한 다른 실시 예에 따른 와이파이 인터넷 서비스 제공 커버리지 구성 및 확장을 위한 시스템에서 인터넷과 관련된 신호의 흐름을 설명하는 도면이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 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 명세서상에 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.
이하, 다양한 실시 예들은 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호 또는 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
본 명세서에서 위성통신은 지구 상공에 떠 있는 위성(우주국)을 이용해 지구국과 통신하는 방식으로, 4~8GHz의 C대역이나 12.5~18GHz의 Ku대역, 그리고 26.5~40GHz의 Ka대역의 주파수를 이용해 각종 통신 및 방송 서비스를 제공하며, 인공위성에 탑재된 중계기는 지상 장거리통신에서 중계국과 같이 지상의 무선국(지구국)에서 송신한 전파를 수신하고 증폭해 하나 또는 복수의 지구국으로 송신한다. 최근에는 기술의 진보와 비용 저감에 따라서 위성통신의 특징을 활용하여 데이터통신, 원격 데이터의 수집, PC통신, 인터넷통신, 종합유선방송(CATV) 등 영상 프로그램 분배, 원격 교육, 기업 내부통신, 전용회선, 원격 영상회의, 신문지면 전송, 위성 뉴스 취재(SNG), 각종 행사 중계 등 다양한 형태로 응용되고 있다.
도 1은 일 실시 예에 따른 와이파이 인터넷 서비스 제공 커버리지 구성 및 확장을 위한 시스템(1)을 개념적으로 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 일 실시 예에 따른 와이파이 인터넷 서비스 제공 커버리지 구성 및 확장을 위한 시스템(1)은 위성통신 안테나(100), 위성통신신호 송수신장치(110), 및 스위치장치(120)를 포함할 수 있고, 하나 이상의 와이파이신호 중계 송수신장치(150), 및 하나 이상의 와이파이신호 송수신장치(170) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
도 1을 참조하면, 일 실시 예에 따른 와이파이 인터넷 서비스 제공 커버리지 구성 및 확장을 위한 시스템(1)은 위성통신신호 송수신장치(110)에서 위성통신 안테나(100)를 통해 위성통신신호를 송수신할 수 있고, 스위치장치(120)에서 위성통신신호의 경로를 지정하여 와이파이신호 중계 송수신장치(150) 및 와이파이신호 송수신장치(170)를 통해 위성통신신호를 무선단말기(130)로 전달할 수 있다.
위성통신신호 송수신장치(110)는 위성통신 안테나(100) 및 스위치장치(120)에 연결될 수 있고, 위성통신 안테나(100)를 통해 인공위성(400)과 위성통신신호를 송수신할 수 있다.
예를 들어, 위성통신신호 송수신장치(110)에서 인공위성(400)으로 신호를 보낼 경우, 위성통신 안테나(100)에서 인공위성(400)으로 신호를 송신할 수 있고, 위성통신 안테나(100)에서 송신한 전파를 수신한 인공위성(400)이 복수의 와이파이 인터넷 서비스 제공 커버리지 구성 및 확장을 위한 시스템(1)에 신호를 보낼 경우, 각 와이파이 인터넷 서비스 제공 커버리지 구성 및 확장을 위한 시스템(1)에 포함된 위성통신 안테나(100)에서 신호를 수신할 수 있다. 이 때, 위성통신 안테나는 혼 안테나, 야기 안테나, 링 안테나, 쌍극 안테나, 홀극 안테나, 포물선 안테나 등 일 수 있고, 전파를 송수신할 수 있는 모든 형태 및 종류를 포함할 수 있다.
스위치장치(120)의 일단은 위성통신신호 송수신장치(110)에 연결될 수 있고, 스위치장치(120)의 타단은 하나 이상의 와이파이신호 중계 송수신장치(150) 및 하나 이상의 와이파이신호 송수신장치(170) 중 적어도 하나에 연결될 수 있다. 여기서, 스위치장치(120)는 라우터의 기능을 수행할 수 있다. 스위치장치(120)는 위성망, 광역통신망, 근거리통신망 사이에서 네트워크를 중계하는데, 예를 들어, 보내지는 송신정보에서　수신처 주소를 읽어 가장 적절한 통신통로를　지정하고, 다른 통신망으로 신호를 전송할 수 있다. 이 때, 스위치장치(120)와 연결되는 위성통신신호 송수신장치(110), 와이파이신호 중계 송수신장치(150) 및 와이파이신호 송수신장치(170)의 물리적 연결은 반대 방향, 나란한 방향 등 특정 위치에 한정되지 않고 모든 위치에 연결될 수 있다.
와이파이신호 중계 송수신장치(150)의 일단은 이더넷(ethernet) 모듈(210)을 통해서 유선으로 연결될 수 있고, 와이파이신호 중계 송수신장치(150)의 타단은 와이파이 모듈(250)을 통해서 무선으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 제1 와이파이신호 중계 송수신장치(151)는 유선으로 스위치장치(120)에 연결될 수 있고, 연결된 스위치장치(120)와 송수신하는 신호를 인접한 제2 와이파이신호 중계 송수신장치(152)에 무선으로 중계할 수 있다. 또한, 제2 와이파이신호 중계 송수신장치(152)는 제1 와이파이신호 중계 송수신장치(151)로부터 무선으로 중계된 신호를 제2 와이파이신호 중계 송수신장치(152)와 연결된 와이파이신호 송수신장치(170)에 유선으로 중계할 수 있다.
본 명세서에서, 제1 와이파이신호 중계 송수신장치(151) 및 제2 와이파이신호 중계 송수신장치(152)는 도 3에서 설명될 와이파이신호 중계 송수신장치(150)와 같은 구성을 이루고 있으나, 설명의 명확함을 위하여 스위치장치(120)로부터 가까이 연결된 순서부터 제1 와이파이신호 중계 송수신장치(151), 제2 와이파이신호 중계 송수신장치(152), 및 제3 와이파이신호 중계 송수신장치(153)와 같이 기재한다. 이 때, 와이파이신호 중계 송수신장치(150)의 개수는 도 1에 도시된 바에 한정되지 않을 수 있으며, 와이파이신호 중계 송수신장치(150)의 개수가 증가함에 따라 와이파이 인터넷 서비스 제공 커버리지 구성 및 확장을 위한 시스템(1)이 인터넷 서비스를 제공할 수 있는 인터넷 커버리지 영역이 증가할 수 있다. 예를 들어, 스위치장치(120), 제1 와이파이신호 중계 송수신장치(151), 제2 와이파이신호 중계 송수신장치(152), 제3 와이파이신호 중계 송수신장치(153), 및 제4 와이파이신호 중계 송수신장치(154)가 연속적으로 연결될 경우, 제1 와이파이신호 중계 송수신장치(151)는 스위치장치(120)로부터 수신되는 인터넷 신호를 제2 와이파이신호 중계 송수신장치(152)에 무선으로 중계할 수 있고, 제2 와이파이신호 중계 송수신장치(152)는 제3 와이파이신호 중계 송수신장치(153)와 유선으로 연결되어, 제3 와이파이신호 중계 송수신장치(153)는 제2 와이파이신호 중계 송수신장치(152)로부터 수신되는 인터넷 신호를 제4 와이파이신호 중계 송수신장치(154)로 무선으로 중계할 수 있고, 제4 와이파이신호 중계 송수신장치(154)는 제3 와이파이신호 중계 송수신장치(153)로부터 수신되는 인터넷 신호를 제4 와이파이신호 중계 송수신장치(154)에 연결된 와이파이신호 송수신장치(170)에 유선으로 중계함으로써 와이파이신호 송수신장치(170)는 하나 이상의 무선단말기(130)로 인터넷 신호를 전송할 수 있다. 무선단말기(130)에서 위성통신신호 송수신장치(110)로 신호를 송신하는 경우에도 신호가 전달되는 흐름이 방향만 반대일 뿐 방식은 동일할 수 있다.
와이파이신호 송수신장치(170)는 하나 이상의 와이파이신호 중계 송수신장치(150)를 거쳐서 위성통신신호 송수신장치(110)와 신호를 송수신할 수 있다. 또한 와이파이신호 중계 송수신장치(150)를 거치지 않고 스위치장치(120)와 직접적으로 연결되어 위성통신신호 송수신장치(110)와 신호를 송수신할 수 있다. 이 때, 와이파이신호 송수신장치(170)가 와이파이신호 중계 송수신장치(150)와 연결되지 않고 스위치장치(120)에 직접적으로 연결될 경우, 와이파이신호 송수신장치(170)는 스위치장치(120)로부터 수신되는 인터넷 신호를 무선 신호로 변환하여 인터넷 서비스를 하나 이상의 무선단말기(130)에 제공할 수 있다. 여기서, 무선단말기(130)는 모바일, 데스크탑 컴퓨터, 노트북 등 와이파이신호를 연결할 수 있는 무선단말기의 모든 형태일 수 있다.
도 2a는 일 실시 예에 따른 와이파이 인터넷 서비스 제공 커버리지 구성 및 확장을 위한 시스템(1)에서 와이파이신호 중계 송수신장치(150)를 통한 인터넷 신호의 흐름을 설명하는 도면이다.
도 2a를 참조하면, 일 실시 예에 따른 와이파이 인터넷 서비스 제공 커버리지 구성 및 확장을 위한 시스템(1)에서 와이파이신호 중계 송수신장치(150)는 스위치장치(120)와 와이파이신호 송수신장치(170) 사이에 연결되어 신호를 중계할 수 있다.
도 2a를 참조하면, 일 실시 예에 따른 와이파이 인터넷 서비스 제공 커버리지 구성 및 확장을 위한 시스템(1)에서 위성통신 안테나(100)로 수신된 신호는 위성통신 송수신장치(110), 스위치장치(120), 제1 와이파이신호 중계 송수신장치(151), 제2 와이파이신호 중계 송수신장치(152), 및 와이파이신호 송수신장치(170)를 거쳐 하나 이상의 무선단말기(130)로 송신될 수 있다.
예를 들어, 위성통신 안테나(100)로 수신된 신호는 위성통신신호 송수신장치(110)에서 수신될 수 있고, 스위치장치(120)는 위성통신신호 송수신장치(110)에서 수신된 신호를 제1 와이파이신호 중계 송수신장치(151)로 송신할 수 있고, 제1 와이파이신호 중계 송수신장치(151)는 스위치장치(120)에서 수신된 신호를 제2 와이파이신호 중계 송수신장치(152)로 무선으로 중계할 수 있다. 또한, 제2 와이파이신호 중계 송수신장치(152)로 수신된 신호는 와이파이신호 송수신장치(170)로 유선으로 송신될 수 있고, 와이파이신호 송수신장치(170)에서 수신된 신호는 하나 이상의 무선단말기(130)로 무선으로 송신될 수 있다.
다만, 일 실시예에 따른 신호의 흐름 방향은 위에서 예시한 방향에 한정되지 않으며, 위에 예시한 순서와 반대로, 하나 이상의 무선단말기(130)로부터 송신된 신호가 위성통신신호 송수신장치(110) 방향으로 송신될 수도 있고, 하나 이상의 무선단말기(130)로부터 송신된 신호가 와이파이신호 송수신장치(170) 또는 와이파이신호 중계 송수신장치(150)에서 수신되어 하나 이상의 무선단말기(130)로 송신될 수 있으며, 스위치장치(120)에서 신호의 경로가 결정될 수 있는 모든 경로로 송수신될 수 있다. 또한, 일 실시 예에 따른 와이파이 인터넷 서비스 제공 커버리지 구성 및 확장을 위한 시스템(1)에서 와이파이신호 중계 송수신장치(150) 및 와이파이신호 송수신장치(170)는 복수일 수 있고, 그 개수는 도 2a의 예시에 한정되지 않는다.
도 2b는 일 실시 예에 따른 와이파이 인터넷 서비스 제공 커버리지 구성 및 확장을 위한 시스템(1)에서 스위치장치(120)와 와이파이신호 송수신장치(170)가 직접 연결되는 경우에 인터넷 신호의 흐름을 설명하는 도면이다.
도 2b를 참조하면, 위성통신 안테나(100)로 수신된 신호가 와이파이신호 중계 송수신장치(150)를 거치지 않고 와이파이신호 송수신장치(170)와 송수신되어, 하나 이상의 무선단말기(130)에 인터넷 서비스를 제공하는 와이파이 인터넷 서비스 제공 커버리지 구성 및 확장을 위한 시스템(1)에서의 신호의 흐름을 알 수 있다.
예를 들어, 위성통신 안테나(100)에서 수신된 신호는 위성통신신호 송수신장치(110)에서 수신될 수 있고, 스위치장치(120)는 위성통신신호 송수신장치(110)에서 수신된 신호를 하나 이상의 와이파이신호 송수신장치(170)로 송신할 수 있다. 또한, 와이파이신호 송수신장치(170)에서 수신된 신호는 하나 이상의 무선단말기(130)로 송신될 수 있다.
다만, 일 실시 예에 따른 신호의 흐름 방향은 위에서 예시한 방향에 한정되지 않는다. 위에 예시한 순서와 반대로, 하나 이상의 무선단말기(130)로부터 송신된 신호가 위성통신신호 송수신장치(110) 방향으로 송신될 수도 있으며, 스위치장치(120)에서 신호의 경로가 결정될 수 있는 모든 경로로 송수신될 수 있다. 예를 들어, 스위치장치(120)는 위성통신신호 송수신장치(110)와 복수의 와이파이신호 송수신장치(170) 사이에 연결되어 복수의 와이파이신호 송수신장치(170)의 신호를 결합하여 위성통신신호 송수신장치(110)로 신호를 연결할 수 있고, 위성통신신호 송수신장치(110)로부터 수신된 신호를 결정된 경로대로 복수의 와이파이신호 송수신장치(170)로 분배할 수 있다.
도 3은 일 실시 예에 따른 와이파이 인터넷 서비스 제공 커버리지 구성 및 확장을 위한 시스템(1)에서 와이파이신호 중계 송수신장치(150)의 구성을 설명하는 도면이다.
도 3을 참조하면, 일 실시 예에 따른 와이파이신호 중계 송수신장치(150)는 이더넷 모듈(210), 제어 모듈(230), 및 와이파이 모듈(250)을 포함할 수 있고, 와이파이 모듈(250)은 와이파이신호 변복조기(257), 증폭기(253), 및 브리지 안테나(255)를 포함할 수 있다.
이더넷 모듈(210)은 와이파이신호 중계 송수신장치(150)를 스위치장치(120), 다른 와이파이신호 중계 송수신장치(150), 및 와이파이신호 송수신장치(170) 중 하나와 이더넷으로 연결할 수 있다.
와이파이 모듈(250)은 와이파이신호 중계 송수신장치(150)를 다른 와이파이신호 중계 송수신장치(150)와 와이파이로 연결하여 인터넷 커버리지 영역을 확장하게 할 수 있다.
와이파이신호 변복조기(257)는 와이파이신호를 변조하거나 복조할 수 있다. 여기서, 와이파이신호 변복조기(257)는 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하는 변조기 및/또는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 복조기를 포함할 수 있다.
증폭기(253)는 와이파이신호를 증폭할 수 있다. 이 때, 증폭기(253)는 일반적인 와이파이의 주파수 대역인 2.4GHz 또는 5GHz의 주파수대역으로 신호를 증폭할 수 있다. 바람직하게는 와이파이신호 중계 송수신장치(150)의 증폭기는 5GHz로 신호를 증폭할 수 있다.
다른 실시예에 따르면, 증폭기(253)는 전송거리를 늘리기 위하여 와이파이신호를 50 MHz 이상 700 MHz 이하로 증폭할 수 있는 슈퍼 와이파이(Super WiFi) 기술을 사용할 수 있다. 일반적인 와이파이는 2.4GHz 또는 5GHz의 주파수대역을 사용하는데 반하여 슈퍼 와이파이는 50MHz 또는 700MHz의 주파수대역을 사용하기 때문에, 슈퍼 와이파이는 일반적인 와이파이 기술에 비하여 신호 도달거리가 3배, 건물 투과율이 9배, 그리고 커버리지(Coverage) 면적이 16배 정도가 된다.
브리지 안테나(255)는 다른 와이파이신호 중계 송수신장치(150)와의 사이에서 네트워크 신호를 와이파이로 송수신할 수 있다.
제어 모듈(230)은 와이파이신호 중계 송수신장치(150)의 전체적인 동작 및 상태감시를 제어할 수 있다.
일 실시 예에 따른 와이파이 인터넷 서비스 제공 커버리지 구성 및 확장을 위한 시스템(1)에서 와이파이신호 중계 송수신장치(150)는 다른 와이파이신호 중계 송수신장치(150)와 유선 또는 무선으로 연결될 수 있다.
예를 들어, 와이파이신호 중계 송수신장치(150)가 다른 와이파이신호 중계 송수신장치(150)와 유선으로 연결될 때, 각 와이파이신호 중계 송수신장치(150)의 이더넷 모듈(210)을 통해 유선으로 연결될 수 있고, 와이파이신호 중계 송수신장치(150)가 다른 와이파이신호 중계 송수신장치(150)와 무선으로 연결될 때, 각 와이파이신호 중계 송수신장치(150)의 와이파이 모듈(250)을 통해 무선으로 연결될 수 있다. 여기서, 하나 이상의 와이파이신호 중계 송수신장치(150)가 연결될 경우, 발명의 설명을 명확히 하기 위하여 스위치장치(120)와 가까운 와이파이신호 중계 송수신장치(150)부터 제1 와이파이신호 중계 송수신장치(151), 제2 와이파이신호 중계 송수신장치(152), 및 제3 와이파이신호 중계 송수신장치(153)로 기재한다.
도 4a는 일 실시 예에 따른 와이파이 인터넷 서비스 제공 커버리지 구성 및 확장을 위한 시스템(1)에 의하여 확장된 인터넷 커버리지 영역을 개념적으로 도시한 도면이고, 도 4b는 일 실시 예에 따른 와이파이 인터넷 서비스 제공 커버리지 구성 및 확장을 위한 시스템(1)에 의하여 인터넷 커버리지 영역을 확장한 네트워크 중, 소형클러스터(410), 확장형 클러스터(420), 비정형 클러스터(430)의 예시를 나타낸 도면이다.
도 4a 및 도4b를 참조하면, 일 실시 예에 따른 와이파이 인터넷 서비스 제공 커버리지 구성 및 확장을 위한 시스템(1)은 인공위성(400)을 포함하는 위성통신망을 이용할 수 있고, 하나 이상의 와이파이신호 중계 송수신장치(150)를 연결함으로써 인터넷 커버리지 영역이 확장된 네트워크를 구성할 수 있다.
예를 들어, 첫번째 셀의 제1 와이파이신호 중계 송수신장치(151)는 도 4b에 예시된 바와 같이, 두번째 셀의 제2 와이파이신호 중계 송수신장치(152)와 무선으로 연결될 수 있고, 제2 와이파이신호 중계 송수신장치(152)는 제2 와이파이신호 중계 송수신장치(152)와 같은 두번째 셀의 제3 와이파이신호 중계 송수신장치(153)와 유선으로 연결될 수 있다. 또한, 제3 와이파이신호 중계 송수신장치(153)는 세번째 셀의 제4 와이파이신호 중계 송수신장치(154)와 무선으로 연결됨으로써 인터넷 커버리지 영역이 확장될 수 있다. 여기서, 각 셀은 와이파이신호 중계 송수신장치(150)를 통해 무선으로 연결 될 수 있고, 각 셀 안에서 와이파이신호 송수신장치(170)가 와이파이신호 중계 송수신장치(150)와 유선으로 연결되어 와이파이신호 중계 송수신장치(150)로부터 송수신되는 신호를 무선단말기(130)로 연결할 수 있다.
이 때, 확장된 인터넷 커버리지는 소형 클러스터(410), 확장형 클러스터(420), 비정형 클러스터(430)등 다양한 형태로 구성될 수 있고, 비정형 클러스터(430)처럼 필요한 지역에서만 경제적으로 와이파이 인터넷 서비스 제공 커버리지 구성 및 확장을 위한 시스템(1)을 사용할 수 있다. 각 클러스터 내에서는 스위치장치(120) 또는 와이파이신호 중계 송수신장치(150)와 연결된 와이파이신호 송수신장치(170)가 복수의 무선단말기(130)로 위성통신망을 이용한 인터넷 서비스를 제공할 수 있다.
다만, 연결되는 와이파이신호 중계 송수신장치(150)의 개수 및 셀의 개수는 도 4a 및 4b에 도시된 바에 한정되지 않고, 다수가 추가 될 수 있다.
도 5a는 분기되는 와이파이신호 중계 송수신장치(500)에 의한 다른 실시 예에 따른 와이파이 인터넷 서비스 제공 커버리지 구성 및 확장을 위한 시스템(1)을 개념적으로 도시한 도면이고, 도 5b는 분기되는 와이파이신호 중계 송수신장치(500)에 의한 다른 실시 예에 따른 와이파이 인터넷 서비스 제공 커버리지 구성 및 확장을 위한 시스템(1)에서 인터넷과 관련된 신호의 흐름을 설명하는 도면이다.
도 5a 및 도 5b를 참조하면, 다른 실시 예에 따른 와이파이 인터넷 서비스 제공 커버리지 구성 및 확장을 위한 시스템(1)은 위성통신 안테나(100), 위성통신신호 송수신장치(110), 스위치장치(120), 제1 와이파이신호 중계 송수신장치(151), 제2 와이파이신호 중계 송수신장치(152), 및 분기되는 와이파이신호 중계 송수신장치(500)를 포함할 수 있고, 제4 와이파이신호 중계 송수신장치(154) 및 와이파이신호 송수신장치(170)를 더 포함할 수 있다.
다른 실시 예에 따른 와이파이 인터넷 서비스 제공 커버리지 구성 및 확장을 위한 시스템(1)에서 제1 와이파이신호 중계 송수신장치(151)와 제2 와이파이신호 중계 송수신장치(152)는 무선으로 연결될 수 있고, 제2 와이파이신호 중계 송수신장치(152)와 분기되는 와이파이신호 중계 송수신장치(500)는 유선으로 연결될 수 있다. 여기서, 일 실시 예에 따른 와이파이신호 중계 송수신장치(150)의 일단은 유선으로 연결되고 타단은 무선으로 연결되지만, 다른 실시 예에 따른 분기되는 와이파이신호 중계 송수신장치(500)의 일단은 유선으로 연결되고 타단은 무선으로 연결되며, 또 다른 타단은 분기가 되어 유선으로 연결될 수 있다.
예를 들어, 스위치장치(120)로부터 송신된 신호는 제1 와이파이신호 중계 송수신장치(151)에서 수신될 수 있고, 제1 와이파이신호 중계 송수신장치(151)에서 수신된 신호는 제2 와이파이신호 중계 송수신장치(152)로 무선으로 송신될 수 있다. 또한, 제2 와이파이신호 중계 송수신장치(152)에서 수신된 신호는 분기되는 와이파이신호 중계 송수신장치(500)로 유선으로 송신될 수 있다. 여기서, 분기되는 와이파이신호 중계 송수신장치(500)는 제2 와이파이신호 중계 송수신장치(152)로부터 유선으로 수신된 신호가 분기되어 와이파이신호 송수신장치(170)로 송신될 수 있으며, 와이파이신호 송수신장치(170)는 복수의 무선단말기(130)로 신호를 송신할 수 있다. 또한, 제2 와이파이신호 중계 송수신장치(152)에서 수신된 신호는 분기되는 와이파이신호 중계 송수신장치(500)를 거쳐 제4 와이파이신호 중계 송수신장치(154)로 무선으로 송신될 수 있고, 제4 와이파이신호 중계 송수신장치(154)에서 수신된 신호는 와이파이신호 송수신장치(170)에 유선으로 전달되어, 와이파이신호 송수신장치(170)에서 다수의 무선단말기(130)로 송신될 수 있다.
다만, 다른 실시 예에 따른 와이파이 인터넷 서비스 제공 커버리지 구성 및 확장을 위한 시스템(1)의 구성은 도 5a 및 도 5b에 도시된 바에 한정되지 않고 하나 이상의 와이파이신호 중계 송수신장치(150) 및 하나 이상의 분기되는 와이파이신호 중계 송수신장치(500) 중 하나 이상이 추가로 연결될 수 있다.
본 발명에서 설명하는 특정 실행들은 일 실시 예들로서, 어떠한 방법으로도의 범위를 한정하는 것은 아니다. 명세서의 간결함을 위하여, 종래 전자적인 구성들, 제어 시스템들, 소프트웨어, 상기 시스템들의 다른 기능적인 측면들의 기재는 생략될 수 있다. 또한, 도면에 도시된 구성 요소들 간의 선들의 연결 또는 연결 부재들은 기능적인 연결 및/또는 물리적 또는 회로적 연결들을 예시적으로 나타낸 것으로서, 실제 장치에서는 대체 가능하거나 추가의 다양한 기능적인 연결, 물리적인 연결, 또는 회로 연결들로서 나타내어질 수 있다. 또한, "필수적인", "중요하게" 등과 같이 구체적인 언급이 없다면 본 발명의 적용을 위하여 반드시 필요한 구성 요소가 아닐 수 있다.
본 발명의 명세서(특히 특허청구범위)에서 "상기"의 용어 및 이와 유사한 지시 용어의 사용은 단수 및 복수 모두에 해당하는 것일 수 있다. 또한, 본 발명에서 범위(range)를 기재한 경우 상기 범위에 속하는 개별적인 값을 적용한 발명을 포함하는 것으로서(이에 반하는 기재가 없다면), 발명의 상세한 설명에 상기 범위를 구성하는 각 개별적인 값을 기재한 것과 같다. 마지막으로, 본 발명에 따른 방법을 구성하는 단계들에 대하여 명백하게 순서를 기재하거나 반하는 기재가 없다면, 상기 단계들은 적당한 순서로 행해질 수 있다. 반드시 상기 단계들의 기재 순서에 따라 본 발명이 한정되는 것은 아니다. 본 발명에서 모든 예를 또는 예시적인 용어(예를 들어, 등등)의 사용은 단순히 본 발명을 상세히 설명하기 위한 것으로서 특허청구범위에 의해 한정되지 않는 이상 상기 예들 또는 예시적인 용어로 인해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다. 또한, 당업자는 다양한 수정, 조합 및 변경이 부가된 특허청구범위 또는 그 균등물의 범주 내에서 설계 조건 및 팩터에 따라 구성될 수 있음을 알 수 있다.
이상에서 본 발명에 따른 실시예들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 다음의 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.
1 : 와이파이 인터넷 서비스 제공 커버리지 구성 및 확장을 위한 시스템
100 : 위성통신 안테나
110 : 위성통신신호 송수신장치
120 : 스위치장치
130 : 무선단말기
150 : 와이파이신호 중계 송수신장치
151 : 제1 와이파이신호 중계 송수신장치
152 : 제2 와이파이신호 중계 송수신장치
500 : 분기되는 와이파이신호 중계 송수신장치
170 : 와이파이신호 송수신장치
210 : 이더넷 모듈
230 : 제어 모듈
250 : 와이파이 모듈
253 : 증폭기
255 : 브리지 안테나
257 : 와이파이신호 변복조기
400 : 인공위성
410 : 소형 Cluster
420 : 확장형 Cluster
430 : 비정형 Cluster

Claims (7)

  1. 위성통신망을 백본망으로 이용한 와이파이 인터넷 서비스 제공 커버리지 구성 및 확장을 위한 시스템으로서,
    상기 위성통신망과 신호를 송수신하는 위성통신 안테나에 연결되는 위성통신신호 송수신장치;
    상기 위성통신신호 송수신장치에 연결되어, 송수신되는 신호의 경로를 지정해주는 스위치장치;
    상기 스위치장치에 연결되고, 상기 스위치장치로부터 송수신하는 신호를 인접한 하나 이상의 와이파이신호 송수신장치에 중계하는 와이파이신호 중계 송수신장치; 및
    상기 와이파이신호 중계 송수신장치와 연결되거나, 상기 스위치장치와 연결되어 인터넷 서비스를 무선단말기로 제공하기 위한 와이파이신호 송수신장치를 포함하고,
    상기 와이파이신호 중계 송수신장치는 다른 와이파이신호 중계 송수신장치와 와이파이로 연결되어 상기 다른 와이파이신호 중계 송수신장치와 네트워크 신호를 송수신함으로써 상기 다른 와이파이신호 중계 송수신장치 주위로 인터넷 서비스 제공 커버리지를 확장시키는 것을 특징으로 하는, 시스템.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 스위치장치는,
    상기 위성통신신호 송수신장치와 하나 이상의 와이파이신호 중계 송수신장치 사이에 연결되고, 상기 하나 이상의 와이파이신호 중계 송수신장치의 신호를 수신하여 상기 위성통신신호 송수신장치로 상기 수신된 신호를 송신하고, 상기 위성통신신호 송수신장치로부터 수신된 신호를 하나 이상의 와이파이신호 중계 송수신장치로 분배하는,
    시스템.
  3. 제1 항에 있어서, 상기 스위치장치는,
    상기 위성통신신호 송수신장치와 하나 이상의 와이파이신호 송수신장치 사이에 연결되고, 상기 하나 이상의 와이파이신호 송수신장치의 신호를 수신하여 상기 위성통신신호 송수신장치로 상기 수신된 신호를 송신하고, 상기 위성통신신호 송수신장치로부터 수신된 신호를 하나 이상의 와이파이신호 송수신장치로 분배하는,
    시스템.
  4. 제1 항에 있어서, 상기 와이파이신호 중계 송수신장치는,
    다른 와이파이신호 중계 송수신장치와 와이파이로 연결되어 상기 다른 와이파이신호 중계 송수신장치와 네트워크 신호를 송수신하는 와이파이 모듈;
    상기 다른 와이파이신호 중계 송수신장치, 상기 와이파이신호 송수신장치 또는 상기 스위치장치와 이더넷으로 연결되는 이더넷 모듈; 및
    상기 와이파이신호 중계 송수신장치의 동작 및 상태감시를 제어하기 위한 제어 모듈을 포함하는,
    시스템.
  5. 제4 항에 있어서, 상기 와이파이 모듈은,
    상기 다른 와이파이신호 중계 송수신장치와의 사이에서 와이파이신호를 송수신하기 위한 브리지 안테나;
    상기 와이파이신호를 변조하거나 복조하기 위한 와이파이신호 변복조기;
    와이파이신호를 증폭하기 위한 증폭기; 및
    와이파이신호의 주파수를 변환하기 위한 주파수변환기를 포함하는,
    시스템.
  6. 제1 항에 있어서, 상기 와이파이신호 송수신장치는,
    상기 와이파이신호 중계 송수신장치 또는 상기 스위치장치로부터 수신되는 인터넷 신호를 무선 신호로 변환하여 상기 무선단말기로 인터넷 서비스를 제공하는,
    시스템.
  7. 위성통신망을 백본망으로 이용한 와이파이 인터넷 서비스 제공 커버리지 구성 및 확장을 위한 와이파이신호 중계 송수신장치로서,
    다른 와이파이신호 중계 송수신장치와 와이파이로 연결되어 상기 다른 와이파이신호 중계 송수신장치와 네트워크 신호를 송수신하는 와이파이 모듈;
    상기 다른 와이파이신호 중계 송수신장치, 와이파이신호 송수신장치 또는 스위치장치와 이더넷으로 연결되는 이더넷 모듈; 및
    상기 와이파이신호 중계 송수신장치의 동작 및 상태감시를 제어하기 위한 제어 모듈을 포함하고,
    상기 와이파이신호 중계 송수신장치와 연결되는 상기 스위치장치는 상기 위성통신망에 연결되고,
    상기 와이파이신호 중계 송수신장치는 다른 와이파이신호 중계 송수신장치와 와이파이로 연결되어 상기 다른 와이파이신호 중계 송수신장치와 네트워크 신호를 송수신함으로써 상기 다른 와이파이신호 중계 송수신장치 주위로 인터넷 서비스 제공 커버리지를 확장시키는 것을 특징으로 하는, 와이파이신호 중계 송수신장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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