KR20000029712A - 통신시스템에서의이동국간의호출장치및방법 - Google Patents

Abstract

제1 무선 전화가 제2 무선 전화를 호출할 때, 루프 지연을 감소시키고 제1 전화와 제2 전화가 동일한 중계국에 의해 제공되는 통신 시스템이 개시된다. 통신 시스템은 제1 무선 전화, 및 제2 무선 전화와 통신하기 위한 중계국을 포함한다. 중계국에 위치한 트랜스폰더는 제1 주파수 밴드 상의 하나의 이동국으로부터 수신된 신호를 제2 주파수 밴드상의 다른 이동국으로 중계한다. 게다가, 트랜스폰더는 수신된 신호를, 제어 정보를 사용하여 트랜스폰더의 동작을 제어하는 제어기에 송신한다.

Description

통신 시스템에서의 이동국간의 호출 장치 및 방법{METHOD AND APPARATUS FOR ENABLING MOBILE-TO-MOBILE CALLS IN A COMMUNICATION SYSTEM}

도 1은 위성 통신 시스템의 블록도를 도시한 것이다. 위성(11)은 복수의 이동국(12) 뿐만 아니라 최소한 하나의 기지국이나 허브국(hub station)과 통신하고 있다. 위성은 다중 빔 안테나를 포함한다. 이동국은 다중 빔 안테나로부터의 적절한 안테나 스폿 빔에 의해 각각 서비스된다. 위성이 예를 들어, 업 링크 방향의 L 밴드 주파수나 다운 링크 방향의 S 밴드 주파수를 사용하여 이동국과 통신하는 동안, 허브국(hub station)(10)은 예를 들어, C 밴드나 Ka 밴드 주파수를 사용해서 위성과 통신한다. 대부분의 경우에서, 대부분의 호출은 이동국과 공중 스위치 전화 네트워크(public switch telephone network : PSTN)(13)에 연결되어 있는 일반 전화 사이에 있을 것이다. 허브국(hub station)(10)은 PSTN(13)으로부터의 호출을 받고, 이 호출을 위성(11)을 통해 이동국(12)으로 중계하며, 위성(11)으로부터 중계된 이동국(12)으로부터의 호출을 역으로 받고, 호출을 PSTN(13)에 연결한다. 작은 퍼센티지의 호출은 이동국간의 호출일 수 있으며, 허브국(hub station)(10)은 PSTN을 반드시 포함하지 않은 상태로 이동국을 서로 직접 연결한다. 이러한 경우, 한 이동국으로부터의 신호는, 위성(11)을 경유하여, 신호를 처리하고 위성(11)을 통해 수신 이동국으로 송신하는 허브국(hub station)(10)으로 중계된다.

각각의 안테나 빔에서, 중계된 신호중 하나는 채널을 호출하고 (채널을 페이징하고), 채널을 방송하는 기능을 한다. 이 채널은 그 빔 (방송 정보, 예를 들어, 빔 ID, 위성 동작 정보 등)에 있는 이동국이 필요로 하는 시스템 정보와 또한 개별 이동국으로 어드레스된 정보 (네트워크 발신 호출과 페이지)를 반송한다. 각 호출 채널이 빔에 있는 이동국에 의해서만 수신되려 하므로, 원칙적으로 도플러 쉬프트는 모든 이동국의 빔에 의해 감지된 수단에 의해서만 조잡하게 보정된다. 예를 들어, 도플러 쉬프트는 빔의 중심에서 0이 되도록 배열될 수 있다. 본 발명을 구현하는데 적합한 기지국과 위성 아키텍쳐의 한 예는, 본 명세서에 참고로 활용되는 미국 특허 출원 제08/179,953호인 "A Cellular/Satellite Communication System With Improved Frequency Reuse"에서 찾을 수 있다.

전형적인 셀룰라 통신 시스템이 도 2에 도시되어 있다. 도 2는 전형적인 셀룰라 이동 무선 통신 시스템에서 10개의 셀, 즉 C1 내지 C10을 도시한다. 일반적으로, 셀룰라 이동 무선 시스템은 10개 이상의 셀로 구현될 수 있다. 그러나, 간단히 하기 위해, 본 발명은 도 2에 도시된 바와 같이 간단한 표시를 사용하여 설명될 수 있다. 각각의 셀, 즉 C1 내지 C10을 위해, 대응하는 셀과 동일한 참조 번호를 갖는 기지국 B1 내지 B10이 존재한다. 도 2는 셀 중심 부근에 위치하고, 전 방향성 안테나를 갖는 기지국을 도시한다. 기지국은 또한 셀의 경계부에 위치할 수 있으며, 방향성 안테나를 사용할 수 있다.

도 2는 하나의 셀에서 다른 셀로 이동하고 셀 내에서 이동하는 9개의 이동국, 즉 M1 내지 M9를 도시한다. 전형적인 셀룰라 무선 시스템에서, 일반적으로 9개 이상의 이동국이 존재한다. 사실, 전형적으로 기지국에 비해 몇 배 많은 이동국이 있다. 그러나, 본 발명을 설명하기 위한 목적을 위해서는, 감소된 수의 이동국으로 충분하다. 또한, 도 2는 이동 서비스 스위칭 센터(Mobile Services Switching Center : MSC)를 도시한다. 또한, 이동 서비스 스위칭 센터 MSC는 케이블에 의해 모든 기지국과 연결된다. 이동 서비스 스위칭 센터 MSC는 또한 케이블에 의해 고정된 스위칭 전화 네트워크나 유사한 고정된 네트워크에 연결된다. 이동 서비스 스위칭 센터 MSC로부터 기지국 B1 내지 B10 으로의 모든 케이블과 고정 네트워크로의 케이블은 도시되지 않았다. 도시된 이동 서비스 스위칭 센터 외에도, 도 2에 도시된 것 이외에 케이블에 의해 기지국으로 연결된 부가적인 이동 서비스 스위칭 센터가 있을 수 있다. 케이블 대신에 다른 수단, 예를 들어 고정 무선 링크가 기지국과 이동 서비스 스위칭 센터 사이에서 사용될 수 있다. 이동 서비스 스위칭 센터 MSC, 기지국, 및 이동국은 모두 컴퓨터에 의해 제어된다.

종래 기술 시스템에서, 제1 이동국이 제2 이동국 - 이들 모두는 동일한 기지국이나 중계국에 의해 서브됨 - 과 접촉하기를 원할 때, 제1 이동국으로부터의 신호는 기지국으로 송신되고, 그 다음 기지국에 연결된 이동 서비스 스위칭 센터로 보내진다. 이동 서비스 스위칭 센터는 수신된 신호를 처리하고 신호를 제2 이동국으로 보내는 기지국으로 다시 송신한다.

지구 위에 상당한 거리로 떨어져 있는 궤도 내의 통신 위성은, 이동 전화 가입자 단말기 사이에서 중계국의 역할을 하고, 공중 스위치 전화 네트워크에 연결된 지구국의 역할을 한다. 이러한 시스템에서 동작하는 이동 전화는 이중 모드형으로 동작하는 것이 바람직하고, 셀룰라 기지국의 범위밖에 있는 경우, 육상 기반(land base) 셀룰라 시스템에서나 위성을 통해서 기능할 수 있다. 위성을 통한 통신의 한 단점은, 위성및 지상국과 신호를 중계함으로써 발생되는 별도의 전파 지연이며, 이는 통화를 지속하려 하는 경우 어려움을 발생시킨다. 다행히, 호출의 작은 퍼센티지만이 이동국간의 호출이고, 여기서는 두 이동국 모두가 위성을 통해 연결된다.

중계국을 통해 통신하는데 있어서 다른 단점은, 도청되기 쉽다는 것이다. 따라서, 이동 전화 호출을 암호화하는 것이 바람직하다. 각각의 이동국은 전형적으로 시스템 오퍼레이터에 의한 "A 키"라고 하는 독특한 키를 구비한다. A 키는 또한 허가되지 않은 액세스로부터 보호된 컴퓨터 네트워크 내의 데이터 버스에 저장된다. 게다가, A 키는 통신을 암호화하는데 직접적으로 사용되지 않지만, 식별이 요구된 이동 전화를 검증하고, 통화를 암호화하는 임시 키나 "B 키"를 계산하기 위한 인증 절차 동안에만 사용된다. 그러나, 종래 기술은 동일한 B 키를 발생하는 능력을 갖고 있지 않기 때문에, 하나의 수신용 이동국에 의해 암호화된 신호를 직접 중계하고 다른 이동국에 의해 해독하는 것을 허용하지 않는다. 이는 위성에서 하나의 키로 암호화하고, 다른 키로 재 암호화함으로써 해결될 수 있다. 그러나, 이는 모든 이동국간의 호출과 송신, 및 위성에 탑재한 많은 B 키의 저장을 위한 온-보드(on-board) 처리를 요구하게 된다. 본 발명의 목적은 어떤 두개의 이동국 사이에 공통키를 설정하는 메카니즘을 제공하여, 위성이나 다른 중계국에 필수적으로 탑재한 복잡한 신호 처리를 피하는데 있다.

＜발명의 요약＞

본 발명의 목적은 이동국으로/으로부터 송신된 신호의 암호화를 허용할 뿐만 아니라 시스템 내에 존재하는 지연량을 감소시키는 공통 중계국을 통하여 이동국간의 호출을 가능하게 하는 방법과 장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 한 실시예에 따라서, 제1 무선 전화가 제2 무선 전화를 호출할 때, 루프 지연을 감소시키고 제1 전화와 제2 전화가 동일한 중계국에 의해 서브되는 통신 시스템이 개시되어 있다. 통신 시스템은 제1 무선 전화, 및 제2 무선 전화와의 통신용 중계국을 포함한다. 중계국 내에 위치한 트랜스폰더 수단은 제1 주파수 밴드 상의 하나의 이동국으로부터 수신된 신호를 제2 주파수 밴드 상의 다른 이동국으로 중계한다. 게다가, 트랜스폰더는 수신된 신호를, 제어 정보를 사용하여 트랜스폰더 수단의 동작을 제어하는 제어 수단으로 송신한다.

본 발명의 다른 실시예에 따라서, 이동 위성 통신 시스템에서 위성을 통해 중계된 두 이동국 사이에 호출의 암호화를 제공하는 방법이 개시되어 있다. 제1 이동국이 제2 이동국과 암호화된 연결을 요청할 때, 시스템은 위성에 의해서만 제2 이동국에 도달할 수 있는 지를 결정한다. 제2 이동국이 위성에 의해서만 도달할 수 있을 때, 시스템은 호출용 위성에서 직접 이동국간의 트랜스폰더 채널을 할당한다. 게다가, 시스템은 두 이동국 모두에서 사용될 암호화 코드를 할당한다. 시스템은 트랜스폰더 채널의 식별과 암호화 코드를 제1 이동국으로 송신한다. 게다가, 시스템은 제2 이동국에게 트랜스폰더 채널의 호출 식별과 암호화 코드를 통지한다. 마침내, 시스템은 호출을 연결하고, 이 때 양쪽의 이동국은 할당된 암호화 코드를 사용한다.

본 발명은 통신 시스템에서 두개의 무선 이동국 사이의 호출에 관한 것으로서, 특히 두 무선 통신 이동국 사이에 송신된 신호의 지연량을 감소시키는 장치와 방법, 및 이동국간의 호출을 암호화하는 방법에 관한 것이다.

본 발명의 이들 특징과 다른 특징, 및 이점은 다음을 참조하여 다음에 기재하는 설명에 의해 본 기술에 통상의 지식을 가진 자에게 이미 명백하다.

도 1은 위성 통신 시스템을 도시한 도면.

도 2는 표준 셀룰라 통신 시스템을 도시한 도면.

도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 위성 통신 시스템을 도시한 도면.

도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 셀룰라 통신 시스템을 도시한 도면,

도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 이동국간의 호출용 트랜스폰더를 도시한 도면.

도 6은 본 발명의 한 실시예에 따른 암호화 방법을 도시하는 순서도.

본 발명은 이제, 위성 통신 시스템을 참조하여 설명될 것이다. 이는 본 발명이, 중계 시스템을 통해 두개의 사용자국 사이에서 메시지를 중계하는 다른 시스템에도 적용될 수 있다는 것이 당업자들에게 명백할 것이다.

이제, 본 발명은 도 3을 참조하여 설명될 것이다. 중계국(30)은 제1 주파수 밴드를 사용하여 이동국(32, 34)으로부터 무선 신호를 수신하고, 제2 주파수 밴드나 랜드 라인을 사용하여 이들을 이동 스위칭 센터(36)로 중계한다. 중계국(30)은 제3 주파수 밴드나 랜드 라인을 사용하여 이동 스위칭 센터(36)로부터 신호를 수신하고, 제1 주파수 밴드와 동일할 수 있는 제4 주파수 밴드를 사용하여 이들을 이동국으로 중계한다. 트랜스폰더는 이동 스위칭 센터의 제어 하에 있는 중계국 내에 제공되고, 제1 주파수 밴드 상의 하나의 이동국으로부터 제4 주파수 밴드 상의 다른 이동국으로, 또는 그 역으로 수신된 신호를 중계국이 교대로 중계하게 하도록 제어될 수 있으므로, 이동 스위칭 센터(36)를 우회하는 이동국간의 직접 통신을 제공한다. 중계국은 또한 제2 주파수 밴드를 사용하여, 저속 관련 제어 채널(SACCH) 메시지로 공지된 시그널링 메시지를 추출하는 이동 스위칭 센터로 이동 신호를 계속해서 중계할 수 있다.

SACCH 메시지는 이동국 상태와 통보 이동국에 의해 수신된 신호의 품질을 통지한다. 하나의 이동국으로부터의 SACCH 메시지는 다른 이동국에 의해 수신될 수 있고, 송신 전력을 증가하거나 감소하는 것의 표시로서 수신 이동국에 의해 사용될 수 있다. 이동 스위칭 센터(36)로 중계된 양쪽 이동국으로부터의 SACCH 메시지는, 각 이동국(32, 34)으로 트랜스폰더(30)에 의해 송신된 전력을 증가하거나 감소하는 것과 같은 다양한 목적으로 이동 스위칭 센터(36)에 의해 사용될 수 있다.

게다가, 긴급 메시지는 고속 관련 제어 채널(FACCH)을 사용하여 이동국에 의해 송신되거나 수신될 수 있다. FACCH 채널은 음성이나 사용자 정보에 의해 일반적으로 점유된 송신 정보 흐름에 위치하여 수용된다. 이동국들 중 하나에 의해 송신된 FACCH 메시지는 이동 스위칭 센터에서 수신될 수 있고, 호출 종결 메시지를 받는 대로, 이동 스위칭 센터의 부분을 형성하는 빌링 컴퓨터는 호출 요금을 축적하는 것을 중단한다. 다음, MSC 컴퓨터는 제어 신호를 직접 이동국간의 중계 연결을 종결하는 트랜스폰더(30)로 송신할 수 있고, FACCH 메시지와 같은 클리어 다운 응답을 두 이동국에 다 송신할 수 있다. 클리어 다운 FACCH 메시지나 MSC로부터의 다른 명령을 이동국으로 송신하기 위해서, MSC는 고유 FACCH 메시지를 삽입하기 위해 TDMA 신호와 같은 하나의 신호 유닛으로부터 직접 이동국간의 중계 동작을 일시적으로 인터럽트하도록 트랜스폰더(30)를 제어할 수 있다. 어떠한 유효한 SACCH 메시지나 FACCH 메시지가 타임 아웃 주기 동안 이동국들 중의 하나로부터 판독되지 않으면, 이동 스위칭 센터는 또한 중계 동작을 종결할 수 있고, 클리어 다운 메시지를 송신할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따라, 도 4에 도시된 바와 같이 신호를 복조-재변조(demodulate-remodulate)할 수 있는 트랜스폰더가 중계국에 제공된다. 중계국에 있는 수신기(50)는 하나의 이동국(54)으로부터 신호를 수신하고 디코드하며, 복조-재변조 트랜스폰더(52)를 통해 이 신호를 재부호화하고 다른 이동국(56)으로 송신한다. 게다가, 중계국은 신호를 이동 스위칭 센터(58)로 송신할 수 있다. 트랜스폰더는 음성이나 사용자의 데이터를 하나의 이동국에서 수신된 SACCH 메시지로부터 분리하고, 송신용 MSC로부터 음성이나 사용자의 데이터를 따라 다른 이동국으로, 또는 그 역으로 수신된 메시지에 의해 SACCH 메시지를 대체하도록 이동 스위칭 센터에 의해 제어될 수 있다.

도 5는 이동국과 지상국 간의 호출, 및 이동국간의 호출을 모두 처리하는 트랜스폰더의 블록도를 도시한다. 신호는 피더 링크 안테나(100)를 사용하며, 전형적인 K 밴드나 C 밴드 주파수 상의 지상국 (허브국)으로부터 수신된다. 피더 링크 수신기와 송신기(101)는 수신된 신호의 하향변환과 송신용 신호의 상향변환을 각각 수행한다. 하향변환후, 지연 필터링이 디지탈 방식으로 수행되도록, 수신된 신호는 광대역 A/D 변환기(103)에서 디지탈화 된다. 디지탈 필터링과 개별 200㎑ 채널 분리는 채널 분할 유닛(104)에서 수행된다. 분리되어야 하는 채널과 이들의 상대적 공간에 따라, 채널 분할 유닛(104)은 디지탈 FIR 필터의 밴드나, 다르게는 윈도우 고속 푸리에 변환을 사용할 수 있으며, 이들은 현 기술 수준 내에 있는 것이다.

피더 링크 상에 수신된 분리 채널 신호는 복합 베이스 밴드 신호로서 디지탈 FDM 멀티플렉서(105)로 공급된다. FDM 멀티플렉서는 채널 분할기(104)로부터의 개별 피더 링크 신호를 선택하고, 이동 유닛으로 송신하도록 각각의 다운링크 빔에 대하여, 이동 유닛으로부터 각각 선택하며, 신호를 디지탈 영역내의 적절한 상대 채널 주파수로 변환한다. 다음, 각 빔용 다중화 디지탈 신호는 아날로그 중간 주파수 IF 신호로 변환되고, L/S 밴드에서 다중 빔 송신 안테나(107)를 통해 송신용으로 상향변환되고 증폭되는 다중 빔 송신기(106)로 통과된다.

신호는 다중 빔 수신 안테나(108)에 의해 이동 유닛으로부터 수신된다. 송신 안테나(107)와 수신 안테나(108)는 다른 위상의 어레이, 송신/수신 이중 필터를 포함하는 동일한 위상의 어레이, 또는 송신/수신 이중 필터를 구비하거나 송신과 수신을 위해 독립적으로 최적화된 다중 피드 반사 안테나일 수 있다.

이동국으로부터 수신된 신호는, 원한다면 각각의 안테나 피드와 디지탈 빔을 형성하도록 A/D 변환기를 각각 포함할 수 있는 다중 빔 수신기 유닛(109)에서 처리된다. 디지탈 빔 형성은 직접 방사 어레이와 반사 어레이 모두에서 유리할 수 있고, 이는 본 건에 참조 문헌으로 사용되는 미국 특허 출원 제08/179,953호로서 1994년 1월 11일에 출원된 것에 의해 개시된다.

다중 빔 수신기 유닛(109)은, 지금은 디지탈 형식인 신호를 빔 당(per-beam) 디지탈 FDM 채널 분할 유닛(110)으로 신호를 통과시키는 것이 바람직하고, 이는 예를 들어 업링크 신호를 200㎑나 50㎑ 채널로 분할하는 각 빔용 FIR 필터의 밴드를 포함한다. 분리된 200㎑ 채널 신호는, 프로그램 가능한 루팅 유닛(111)을 통해 송신하기 위해 재다중화하는 디지탈 FDM 멀티플렉서(112)로 발송되고, 피더 링크 송신기(101)와 안테나(100)를 거쳐 지상 네트워크로 발송된다. 게다가, 처음에는 지상 네트워크로 송신되지 않고 다른 이동 유닛으로 트랜스폰딩하기 위해 수신되는 소정의 이동 신호는, 50㎑ 채널 신호로 분리되고, 이들을 4분의 1 버스트 길이의 200㎑ 채널 신호로 변환하도록 4 : 1 시간 압축된다. 압축된 신호는 적절한 다운 링크 캐리어로 다중화하는 디지탈 FDM 멀티플렉서(105)와 수신용 빔으로 타겟 이동국에 의해 발송된다.

빔 당 디지탈 FDM 멀티플렉서는, 어떠한 다운링크 L/S 밴드 주파수나 어떠한 빔으로 다중화하는 피더 링크 수신기(101)나 L/S 밴드 수신기(109)중 어느 하나를 통해 수신된 신호를 선택하도록 완전하게 프로그램 가능한 것이 바람직하다. 이와 마찬가지로, 빔 당 디지탈 FDM 채널 분할 유닛(110)은 어떠한 빔에서 어떠한 업링크 캐리어 주파수 상에 수신된 어떠한 L/S 밴드 업링크 신호를 필터하도록 입력 명령을 통해 프로그램 가능한 것이 바람직하다. 각 빔용 FDM 채널 분할 유닛(110) 내의 FIR 필터의 중심 주파수를 프로그램함으로써, 빔간의 주파수 재사용 플랜은 공통 채널 간섭(co-channel interference : C/I)을 받아들일 수 있는 수준으로 제어하도록 결정될 수 있다.

피더 링크 디지탈 채널 분할기(104), FDM 멀티플렉서(105, 112), 채널 분할기(104, 110), 및 루팅 선택 유닛(110)을 구성하는 명령은 명령 수신기(102)에 의해 지상 네트워크로부터 수신되고, 개별 유닛으로 통과된다.

유닛(104, 105, 110, 111, 및 112)은 모두 신호 샘플용 공유 메모리를 갖는 동일한 디지탈 신호 처리기의 부분을 형성할 수 있으므로, 유닛 사이의 신호의 루팅은 신호 샘플이 위치되거나 검색되어야 하는 메모리 어드레스를 특정함으로써 달성될 수 있다는 것을 이해할 수 있다. 200㎑ 대역폭을 얻도록 50㎑ 채널에서 수신된 샘플의 상술한 시간 압축은, 단지 제1 샘플 속도로 상기 메모리에 샘플을 기입하고, 제2 샘플 속도에서 이들 샘플을 판독함으로써 이루어질 수 있다.

이동 위성 통신을 위한 본 발명의 TDMA 포맷에서, 13번째 프레임이 저속 관련 제어 채널(Slow Associated Control Channel : SACCH)로 공지된 시그널링 정보를 포함하는 반면, 12 개의 연속적인 16-슬롯 프레임 내 TDMA 버스트는 사용자의 음성이나 데이터 통화를 포함한다. SACCH 버스트는 일반적으로 이동 동작을 제어하도록 지상 네트워크에서 발생되거나, 또는 상태 정보를 네트워크로 송신하도록 이동국에서 발생된다. 따라서, 하나의 이동국에서 발생된 SACCH를 다른 이동국으로 송신하는 것은 적절치 않다.

본 발명의 트랜스폰더는 SACCH 버스트가 만료되는 때를 결정하도록 디지탈 FDM 멀티플렉서(105) 내에 있는 1에서부터 13까지 카운트하는 타이밍 수단을 포함할 수 있다. 이동국으로부터 수신된 SACCH 버스트는 항상 루팅 유닛(11)과 피더 링크 멀티플렉서(112)를 경유하여 지상 네트워크로 발송되나, 지상 네트워크로부터 채널 분할 유닛(104)을 통해 수신된 SACCH 버스트를 응답하는 대신 유닛(105)을 선택함으로써 다른 이동국으로 송신되는 것이 인터럽트된다. 이 방식으로, 이동국으로부터의 SACCH 상태 정보가 지상 네트워크로 계속 발송되고, 네트워크로부터의 제어 명령이 이동국으로 계속 발송되는 동안, 음성과 데이타 통화는 직접 이동국간에 발송되므로 이중 라운드-트립(round-trip)을 피할 수 있다. 이 방식으로 네트워크는 요금을 부과하는 목적으로, 이동국간의 연결을 모니터하고 제어할 뿐 아니라 타이밍이나 전력 레벨과 같은 이동국의 기능을 계속 제어할 수 있다. 이 방식으로, 이동국은 음성이나 사용자 데이타에 관한 한 이동 스위칭 센터를 우회하여 서로 직접 통신하나, SACCH 메시지와 관련하여 이동 스위칭 센터와 분리되어서 통신한다. 이와 마찬가지로, FACCH 메시지에서는, 이동 스위칭 센터는 하나의 이동국에 의해 송신된 통화, 사용자 데이타, 또는 FACCH 메시지를 다른 이동국에 의한 수신용 이동 스위칭 센터에 의한 FACCH 메시지로, 또는 그 역으로 대체한다. 이 방식으로 대체된 SACCH 메시지나 FACCH 메시지는, 다른 이동국으로부터 중계국으로 도착한 버스트 송신이 중첩되지 않고 시간 분할 다중화 신호 프레임을 형성하도록, 직접 서로 연결된 이동국에서의 송신 전력이나 타이밍 변화를 명령하도록 이동 스위칭 센터용 수단을 제공한다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 도 6과 같이 동일한 위성 중계국을 통해 두 이동국 사이에 암호화 신호를 송신하는 방법이 개시된다. 호출 셋업에서, 이동국은 위성 통신 시스템에서 위성을 통해 네트워크 컴퓨터와 접촉하는데, 이와 함께 다른 이동국과 암호화하여 연결되는 것을 요구한다. 다른 이동국이 위성을 통해서만 도달 가능하다고 결정되자마자, 네트워크 컴퓨터는 통신용 위성 중계국에서 직접 이동국간의 트랜스폰더 채널을 할당한다. 그러나, 호출이 육상 기반 통신 시스템에 의해 제2 이동국으로 연결될 수 있다는 것이 결정되면, 호출은 육상 기반 시스템에서 채널에 할당된다. 네트워크 컴퓨터는 요청 이동국에 선택된 채널의 식별을 제공한다. 그 다음, 네트워크 컴퓨터는 두 이동국 모두에 의해 사용될 암호화 키를 할당하고, 이를 이동국의 A 키나 다른 방식으로 마지막 인증 절차동안 계산된 이동국의 B 키로 암호화된 제1 이동국으로 통신한다. 그 다음, 네트워크 컴퓨터는 호출된 이동국과 접촉하고, 호출, 할당된 트랜스폰더 채널, 및 호출된 이동국의 A 키나 또 다른 방식으로 인증 동안 마지막으로 할당된 B 키를 사용하여 암호화된 할당된 암호화 키를 통지한다.

이동국의 A 키는 인증 알고리즘을 실행하고, B 키를 발생하는 처리기에 구비된 소위 스마트 카드(smart card)에 저장될 수 있다. 스마트 카드는 A 키를 출력함으로써 금지될 수 있고, 임시 B 키를 출력하는 것에만 제한될 수 있으며, 이는 아마도 단일 통화나 대화에서만 사용되고, 그 다음 지워진다. 이 경우, 이동국간의 호출은 네트워크가 공급하는 임의의 챌렌지를 사용하여 인증을 실행하고, 그 다음 직접 이동국간의 암호화에 사용된 공통 키를 얻도록 생성된 B 키를 사용하여 암호화 키를 해독하도록, 호촐과 호출된 이동국 모두에 동시에 명령하는 네트워크 컴퓨터를 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따라, 연속적인 인증 절차는 이동 스위칭 센터에 의해 직접 중계 연결로 승인된 이동국의 식별자를 연속적으로 검증하기 위해 제공된다. 이동국에 의해 송신된 신호는, 이동 스위칭 센터와 각 이동국 사이의 인증 트랜젝션에서 호출 셋업동안 설정된 키를 사용하여 암호화된다. 초기의 인증 절차와 이어서 일어나는 암호화는 예를 들어, 미국 특허 제5,091,942호, 제5,282,250호, 및 제5,060,266호에 따라서 발생할 수 있으며, 이들 모두 본 명세서에 참고로 활용된다.

이동 스위칭 센터는 암호화 송신을 모니터하고, 송신이 설정된 키와 일치하지 않으면 이동 스위칭 센터는 연결을 종결할 수 있으며, 빌링 컴퓨터의 요금 청구 축적을 중단하도록 지시할 수 있으며, 유효 신호가 확인된 연결 주기에서만 요금이 청구될 수 있다. 또 다른 방식으로, 이동 스위칭 센터는 이동국으로 하여금 인증 계산을 수행하고 응답을 복귀시키도록 명령하는 SACCH 메시지를 주기적으로 발생한다. 응답이 유효하지 않거나, 특정 시간의 주기 동안 수신되지 않으면, 이동 스위칭 센터는 연결을 종결할 수 있고, 빌링 컴퓨터의 축적을 중지하도록 지시할 수 있으며, 유효한 응답이 확인되는 연결 주기 동안에만 사용자에게 요금을 청구한다.

본 발명이 본 발명의 기술 사상이나 중심 특성을 벗어나지 않고서, 다른 특정한 형태로 실시될 수 있다는 것은 당업자들에게는 분명하다. 따라서, 본 명세서에 개시된 실시예는 모든 면을 예시적이고, 제한하지 않는 것으로 고려된다. 본 발명의 범위는 상술한 명세서보다 첨부된 청구의 범위에 의해 지시되고, 동일한 의미와 범위 내에서 생기는 모든 변화를 포용한다.

Claims (22)

1. 제1 이동국이 제2 이동국 - 상기 제1 이동국과 상기 제2 이동국이 동일한 중계국에 의해 서브됨 - 을 호출할 때 루프 지연을 감소시키는 통신 시스템에 있어서,

   상기 제1 이동국, 및 상기 제2 이동국과 통신하기 위한 중계국,

   제1 주파수 밴드 상의 하나의 제1 이동국으로부터 수신된 신호를 제2 주파수 밴드 상의 다른 이동국으로 중계하기 위한 상기 중계국에 위치한 트랜스폰더 수단, 및

   제어 정보를 사용하여 상기 트랜스폰더 수단의 동작을 제어하기 위한 제어 수단

   을 포함하는 통신 시스템.
2. 제1항에 있어서, 상기 중계국이 육상 기반의(land based) 셀룰라 통신 시스템 내의 기지국인 통신 시스템.
3. 제1항에 있어서, 상기 중계국이 위성 통신 시스템 내의 위성인 통신 시스템.
4. 제1항에 있어서, 상기 중계국이 상기 이동국들로부터 수신된 신호를 일시적으로 저장하는 탄성 버퍼를 포함하는 통신 시스템.
5. 제1항에 있어서, 상기 트랜스폰더 수단이 또한 상기 이동국들로부터 수신된 신호를 상기 제어 수단으로 송신하고, 상기 제어 수단은 상기 제어 정보를 발생할 때 상기 신호를 사용하는 통신 시스템.
6. 제1항에 있어서, 상기 제어 수단이 이동 스위칭 센터인 통신 시스템.
7. 제5항에 있어서, 상기 제어 수단은 제어 정보가 상기 트랜스폰더로 송신되는 전력을 조절하는 통신 시스템.
8. 제5항에 있어서, 상기 제어 수단으로부터의 메시지는, 상기 제1 이동국과 상기 제2 이동국 사이의 통신을 일시적으로 인터럽트하도록 제어 정보를 사용하여 상기 이동국들 중 하나의 이동국으로 중계될 수 있는 통신 시스템.
9. 제8항에 있어서, 상기 메시지가 고속 관련 제어 채널(fast associated control channel) 메시지인 통신 시스템.
10. 제8항에 있어서, 상기 메시지가 저속 관련 제어 채널(slow associated control channel) 메시지인 통신 시스템.
11. 제1항에 있어서, 상기 트랜스폰더가 복조-재변조(demodulate-remodulate) 트랜스폰더인 통신 시스템.
12. 이동 위성 통신 시스템에서 위성을 통해 중계된 두 개의 이동국 사이의 호출을 암호화시키는 방법에 있어서,

    제2 이동국과의 암호화된 연결을 요구하는 단계,

    위성 중계국에 의해서만 상기 제2 이동국이 도달할 수 있는지를 결정하는 단계,

    상기 제2 이동국이 위성에 의해서만 도달할 수 있을 때, 호출용 위성에서 직접 이동국간의 트랜스폰더 채널을 할당하는 단계,

    상기 이동국 둘 다에 의해 사용될 제1 암호화 키를 할당하는 단계,

    상기 트랜스폰더 채널의 식별자와 상기 제1 암호화 키를 상기 제1 이동국으로 송신하는 단계,

    상기 제2 이동국에 상기 호출, 상기 트랜스폰더 채널의 식별자, 및 상기 제1 암호화 키를 통지하는 단계, 및

    상기 호출을 연결하는 단계

    를 포함하는 방법.
13. 제12항에 있어서, 상기 시스템이 제2 암호화 키를 사용하여 트랜스폰더 채널의 식별자와 상기 제1 암호화 키를 상기 제1 이동국으로 송신하는 방법.
14. 제13항에 있어서, 상기 제2 암호화 키는 상기 제1 이동국의 A 키인 방법.
15. 제13항에 있어서, 상기 제2 암호화 키는 상기 제1 이동국의 B 키인 방법.
16. 제12항에 있어서, 상기 시스템이 제3 암호화 키를 사용하여 상기 트랜스폰더 채널의 식별자와 상기 제1 암호화 키를 제2 이동국으로 송신하는 방법.
17. 제16항에 있어서, 상기 제3 암호화 키는 상기 제2 이동국의 A 키인 방법.
18. 제16항에 있어서, 상기 제3 암호화 키는 상기 제2 이동국의 B 키인 방법.
19. 직접 중계 연결이 승인된 이동국들의 식별을 검증하는 인증 절차에 있어서,

    호출 셋업동안 상기 이동국들에 의해 송신된 암호화 신호용 키를 설정하는 단계,

    이동 스위칭 센터를 주기적으로 모니터하고, 상기 이동국들 사이에서 송신된 암호화된 신호를 상기 설정된 키와 비교하는 단계, 및

    상기 암호화된 신호가 상기 설정된 신호에 대응하지 않을 때, 연결을 종결하는 단계

    를 포함하는 인증 절차.
20. 제19항에 있어서, 상기 이동 스위칭 센터가 상기 암호화된 신호를 연속적으로 모니터 하는 인증 절차.
21. 이동 스위칭 센터에 의해 직접 중계 연결이 승인된 이동국들의 식별을 검증하는 인증 절차에 있어서,

    호출 셋업동안 선정된 인증 계산을 설정하는 단계,

    상기 이동국들 중 최소한 하나의 이동국에 상기 선정된 인증 계산을 수행하라고 지시하는 상기 이동 스위칭 센터로부터의 SACCH 메시지를 주기적으로 발생하는 단계,

    상기 선정된 인증 계산의 결과를 상기 이동 스위칭 센터로 송신하는 단계, 및

    상기 결과가 무효할 때, 연결을 종결하는 단계

    를 포함하는 인증 절차.
22. 제21항에 있어서, 선정된 시간 주기 내에 상기 결과가 수신되지 않을 때, 상기 연결이 종결되는 인증 절차.