KR20080003415A - 셀룰러 데이터 네트워크를 사용한 육상 이동 무선 장치콘텐트 제공 시스템 - Google Patents

셀룰러 데이터 네트워크를 사용한 육상 이동 무선 장치콘텐트 제공 시스템 Download PDF

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Abstract

셀룰러 데이터 네트워크(26)를 사용하여 육상 이동 무선 장치(LMR) 콘텐트(130)를 제공하는 시스템 및 방법이 제공된다. 상기 방법은 LMR 콘텐트(130)를 LMR 네트워크(24)와 셀룰러 데이터 네트워크(26) 중 적어도 하나를 통해 전달하는 것을 포함한다. 상기 방법은 또한 LMR 콘텐트(130)를 셀룰러 데이터 네트워크(26)를 통해 전달할 때 패킷 교환 프로토콜을 이용하여 LMR 콘텐트(130)를 캡슐화하는 것을 포함한다.
셀룰러 데이터 네트워크, LMR 콘텐트, LMR 네트워크, 전달, 프로토콜

Description

셀룰러 데이터 네트워크를 사용한 육상 이동 무선 장치 콘텐트 제공 시스템{SYSTEM PROVIDING LAND MOBILE RADIO CONTENT USING A CELLULAR DATA NETWORK}
본 발명은 일반적으로 육상 이동 무선 장치(land mobile radio)에 관한 것으로, 특히, 셀룰러 데이터 네트워크를 사용하여 육상 이동 무선 장치 콘텐트(land mobile radio content)를 제공하는 시스템에 관한 것이다.
육상 이동 무선 장치는 서로 다른 이동 유닛들 간, 예컨대, 육상 이동 무선 장치들 간의 통신을 제공하는데 사용될 수 있다. 육상 이동 무선 대역 통신, 예컨대, 공공 안전 무선 통신(예컨대, 경찰서, 소방서 등)은 일반적으로 VHF, UHF, 700 MHz, 800 MHz 주파수 대역 내에서 이용 가능하다. 이들 주파수 대역의 각각의 부분은 공공 안전 통신 서비스를 위해 FCC(Federal Communications Commission)에 의해 할당되며, 또한 공공 안전 주파수 대역이라고도 한다. 이들 통신은 또한 PLMRS(private land mobile radio services)를 이용하여 제공될 수도 있다.
셀룰러 네트워크는 또한 서로 다른 이동 사용자들, 예컨대, 셀룰러 전화들 간의 통신을 제공한다. 이들 셀룰러 네트워크는 계속 향상되고 있으며, 그리고 계속 성장하는 애플리케이션 세트를 사용자들이 이용할 수 있도록 한다. 예컨대, 이들 셀룰러 네트워크는 현재 직접 접속 능력을 제공하는 PTT(Push-to-talk) 서비스 를 제공한다. 따라서, 셀룰러 폰 사용자는 2 방식 무선 또는 "워키 토키(walkie talkie)" 타입 통신으로 다른 셀룰러 폰 사용자와의 직접 접속 통신 링크를 요청할 수 있다. 다른 예로서, 이들 셀룰러 네트워크는 예컨대 GPRS(General Packet Radio Service), EDGE(Enhanced Data Rate for GSM Evolution), EV-DO(Evolution Data Optimized) 및 UMTS(Universal Mobile Telephone Service)와 같은 고속 데이터 서비스를 제공한다.
예컨대 공공 안전 애플리케이션과 같은 임무 중심 무선 네트워크(mission critical wireless networks)를 위해 사용될 수 있는, 향상된 호출 또는 음성 특징과 같은 향상된 서비스 또는 특징을 제공하는 알려진 시스템들은 전통적인 LMR 시스템을 확장하거나 대체하기 위해 PTT 서비스와 같은 상용 셀룰러 서비스를 이용한다. 이들 시스템은, 네트워크들 사이에서 전달될, 예컨대 LMR 네트워크로부터 셀룰러 네트워크로 전달될 데이터 또는 음성 통신 신호를 변환 및/또는 변형시킴으로써 LMR 시스템과 PTT 능력을 가진 셀룰러 네트워크 간에 일정한 연동(interoperability) 능력을 가능하게 하는 전문화된 게이트웨이 장비를 사용하여 제공된다.
LMR(Land Mobile Radio) 산업에서는, 아날로그 통신 대신에 디지털 통신 이용을 포함해서 새로운 기술들이 또한 제공되고 있다. 부가적으로, LMR 시스템은 현재 회선 교환 대신에 패킷 교환을 이용하고 있고 있는데, 예컨대 매우 스케일러블(scalable)하고 비용 효율적인 LMR 네트워크의 구성을 가능하게 하기 위해 IP(Internet Protocol)와 VoIP(Voice Over IP)를 이용하고 있다.
전통적으로, LMR 네트워크는 공공 안전 통신과 같은 임무 중심 애플리케이션을 제공하는데 사용되어 왔다. LMR 네트워크는 매우 높은 수준의 시스템 이용 가능성을 제공하는 것 외에도, 송출(dispatch) 동작 모드와 같은 PTT 서비스를 지원하도록 주로 설계된다. LMR 네트워크에서, PTT 서비스는 정의되거나 미리 결정된 작업 그룹(workgroup)과 함께 동작하도록 종종 구성된다. 통신 목적으로, 작업 그룹은 대화 그룹(talk groups)으로도 구성될 수 있다. 동작시, 무선 사용자들 및 송출자들은 대화 그룹상에서 PTT를 활성화시킨다. LMR 네트워크는 작업 그룹의 모든 멤버들이 특별한 대화 그룹상에서 브로드캐스팅되는 통신 신호를 수신하도록 구성된다.
LMR 네트워크는 또한 PTT 서비스들 이외에 다양한 임무 중심 애플리케이션들을 지원하기 위해 특징 세트(feature set)를 포함할 수 있다. 예컨대, 공공 안전 애플리케이션에서, LMR 네트워크는 예컨대 곤란에 처한 사용자가 단일 버튼 누름으로 비상 경보 능력을 호출할 수 있도록 다수의 비상 서비스를 제공한다. LMR 네트워크는 또한 다양한 우선(priority) 및 선점(preemption) 서비스를 제공한다. 이들 서비스는 모든 동시 발생 PTT 호들을 처리하기에 자원 또는 시스템 용량이 충분하지 않을 때에는 가장 중요한 통신에 시스템 액세스를 제공한다.
이들 LMR 시스템은 LMR 무선과 LMR 인프라구조 사이에서 무선으로 통신하기 위해 전문화된 LMR 에어링크 프로토콜(LMR airlink protocol)을 이용한다. 공중 네트워크, 예컨대, 공중 셀룰러 네트워크를 통해 PTT와 같은 LMR 특징 또는 통신을 제공하는 알려진 시스템들은 예컨대 단말/무선 디바이스에서 VoIP 프로토콜을 이용 하여 데이터 또는 통신 신호를 변환 또는 변형시킨다. 따라서, 이들 시스템은 상호 연결을 구현하기 위해 부가 제어 및 장비를 필요로 하며, 이에 따라 전체 시스템에 복잡성 및 비용이 추가된다.
해법은 육상 이동 무선 장치(LMR) 콘텐트를 전달하는 방법에 의해 제공된다. 상기 방법은 LMR 콘텐트를 LMR 네트워크와 셀룰러 데이터 네트워크 중 적어도 하나를 통해 전달하는 것을 포함한다. 상기 방법은 또한 LMR 콘텐트를 셀룰러 데이터 네트워크를 통해 전달할 때 패킷 교환 프로토콜을 이용하여 LMR 콘텐트를 캡슐화하는 것을 포함한다.
해법은 또한 무선 통신 시스템에 의해 제공되며, 이 무선 통신 시스템은 LMR 네트워크와 셀룰러 데이터 네트워크 중 적어도 하나를 통해 복수의 LMR 유닛과 통신하도록 구성된 패킷 교환 LMR 인프라구조를 포함한다. 상기 무선 통신 시스템은 패킷 교환 프로토콜로 캡슐화된 수신되는 LMR 콘텐트를 처리하도록 구성된 인터페이스를 포함한다.
해법은 또한 캐리어 웨이브에 포함된 디지털 신호에 의해 제공되며, 이 디지털 신호는 LMR 데이터부; 및 패킷 교환 프로토콜 캡슐화부를 포함한다.
이제 첨부 도면을 참조하여 본 발명을 예로서 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 구성된 LMR(Land Mobile Radio) 통신 시스템의 블록도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 구성된 도 1의 LMR 통신 시스템의 LMR 유닛의 블록도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 프로토콜 스택을 예시한 블록도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 LMR 통신 시스템에서 LMR 콘텐트의 전달을 제어하는 방법의 플로 차트.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 LMR 콘텐트를 처리하는 방법의 플로 차트.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 구성된 패킷 교환 프로토콜 인터페이스의 블록도.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 포맷팅된 LMR 콘텐트를 도시한 블록도.
도 8은 통신 커버리지 영역을 도시한 본 발명의 일 실시예에 따라 구성된 LMR 통신 시스템의 블록도.
도 9는 데이터 흐름을 도시한 본 발명의 일 실시예에 따라 구성된 LMR 통신 시스템의 블록도.
본 발명의 각종 실시예들은 셀룰러 데이터 네트워크를 사용하여 LMR(land mobile radio) 콘텐트, 예컨대, LMR 서비스를 제공하는 시스템을 포함한다. LMR 콘텐트는 LMR 애플리케이션 계층을 유지하나, LMR 콘텐트는 LMR 전송 프로토콜을 이용하는 LMR 주파수 대역을 사용하지 않고 셀룰러 주파수 대역을 사용하여 셀룰러 패킷 교환 데이터 네트워크를 통해 전달된다.
여기서 LMR 콘텐트를 참조할 때, 이는 일반적으로 임의 타입 또는 종류의 LMR 음성 및/또는 데이터 콘텐트를 말하며, 특별한 LMR 서비스, 동작, 제어 등을 정의할 수 있음을 주의해야 한다. 예컨대, LMR 콘텐트는 음성 데이터, 비상 신호 데이터, 특별한 대화 그룹의 선택에 관련된 제어 데이터, 무선 유닛과 서버 간의 전송을 위한 LMR 데이터, 재프로그래밍 데이터(예컨대, 소프트웨어 업그레이드 데이터) 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
구체적으로, 도 1에 도시된 바와 같이, 무선 통신 시스템, 특히, 본 발명의 각종 실시예에 따라 구성된 LMR 통신 시스템(20)은 복수의 LMR 유닛(22) 또는 LMR 단말들 간의 통신을 제공한다. LMR 유닛들(22) 간의 통신은 LMR 네트워크(24) 또는 셀룰러 데이터 네트워크(26)를 통해 제공된다. 각각의 LMR 유닛(22)은 예컨대 LMR 네트워크(24)와 셀룰러 데이터 네트워크(26) 중 하나를 사용하여 다른 LMR 유닛(22)과의 통신을 제공하도록 구성된다. 특히, 각각의 LMR 유닛(22)은 예컨대 이용 가능 네트워크, 이용 가능 대역폭, 커버리지 영역, 통신 신호 강도 등에 기초하여 LMR 네트워크(24)와 셀룰러 데이터 네트워크(26) 간을 스위칭하도록 구성된다. 선택적으로, 또는 다른 실시예에서, LMR 네트워크(24)와 셀룰러 데이터 네트워크(26) 간의 스위칭은 통신 또는 콘텐트의 타입에 기초한다. 따라서, 셀룰러 데이터 네트워크(26)의 무선 데이터 서비스는 LMR 네트워크(24)를 통한 통신을 제공하는 것 외에, LMR 애플리케이션 계층 프로토콜의 통신 및/또는 전송을 지원하는데 이용될 수 있다.
각종 실시예들은 셀룰러 데이터 네트워크(26) 상에서 단대단(end-to-end) LMR 서비스들을 제공하는 것을 가능하게 하며, 이에 따라 예컨대 이들 셀룰러 데이터 네트워크(26)의 서비스 영역 내에서 임무 중심 LMR 시스템들을 구현할 수 있다. 셀룰러 데이터 네트워크(26)를 사용하여 LMR 콘텐트의 기능과 통신을 제공하기 위해서, 각각의 LMR 유닛(22)에는, 예컨대, LMR 무선 장치에는, LMR 유닛(22)과 패킷 교환 LMR 인프라구조 사이에서 단대단 LMR 애플리케이션 계층 프로토콜과 서비스를 운용하는 것을 가능하게 하기 위해 셀룰러 무선-모뎀 디바이스가 제공된다.
특히, 도 2 에 도시된 바와 같이, LMR 유닛(22)은 LMR 네트워크(24) 또는 셀룰러 데이터 네트워크(26)를 통해 통신을 제공하도록 구성된 복수의 모듈 또는 구성 요소를 포함한다. 구체적으로, LMR 유닛(22)은, 별도의 유닛들일 수 있거나 단일 트랜시버로서 제공될 수 있는 LMR 송신기/수신기(34)를 사용하여 (하나 이상의 LMR 기지국(46)을 가진) LMR 네트워크(24)를 통해 전달되도록 음성 및/또는 데이터를 구성하기 위해 LMR 전송 모듈(32)에 접속된 LMR 애플리케이션 모듈(30)을 포함한다. LMR 애플리케이션 모듈(30), LMR 전송 모듈(32), 및 LMR 송신기/수신기(34)는 일반적으로 LMR 유닛(22)의 LMR 통신부(40)를 정의한다. LMR 유닛(22)은 또한 셀룰러 무선 모뎀(38)을 사용하여 셀룰러 데이터 네트워크(26)를 통해 전달되도록 음성 및/또는 데이터를 캡슐화하는 LMR 캡슐화 모듈(36)을 포함한다. LMR 애플리케이션 모듈(30), LMR 캡슐화 모듈(36), 및 셀룰러 무선 모뎀(38)은 일반적으로 LMR 유닛(22)의 셀룰러 데이터 네트워크 통신부(42)를 정의한다.
LMR 유닛(22)은 부가 구성 요소들, 예컨대, 신호들을 알려진 바와 같이 송수신하는데 사용되는 안테나(도시되지 않음)를 포함할 수 있다. 부가적으로, 예컨 대, LMR 유닛(22)은 LMR 유닛(22)에 의해 각각 수신 및 송신되는 신호들을 필터링하기 위한 수신 필터 및 송신 필터와 같은 필터들(도시되지 않음)을 포함할 수 있다. LMR 유닛(22)은 또한 예컨대 LMR 통신부(40)와 셀룰러 데이터 네트워크 통신부(42) 간을 스위칭하기 위한 스위치(도시되지 않음) 또는 다른 제어기를 포함할 수 있다.
동작시, LMR 시스템(20)은 서로 다른 알려진 프로토콜들, 예컨대, LMR 에어링크 프로토콜을 이용하여 LMR 네트워크(24)를 통한 통신을 제공할 수 있다. 예컨대, 이들 LMR 에어링크 프로토콜은 특히 프로젝트(Project) 25 (TIA 102) 및 ETSI TETRA 표준을 포함한다. 이들 LMR 에어링크 프로토콜은 LMR 유닛(22)과 LMR 네트워크(24), 특히 LMR 기지국(46) 간의 정보 교환을 위한 포맷 및 절차를 지정한다. 기지국(들)(46)이 보다 큰 시스템의 일부일 때, 기지국(들)(46)은 이 시스템의 서로 다른 부분들 사이에서, 예컨대 다른 LMR 기지국들 또는 송출 콘솔들(dispatch consoles)로 음성과 데이터를 라우팅하는 스위칭 장비(도시되지 않음)에 상호 연결됨에 주의해야 한다.
알려진 바와 같이, LMR 기지국(46)은 에어링크를 통해 수신되는 음성, 데이터, 및 제어 정보를 처리하여, 예컨대 다루어, LMR 네트워크(24) 내에서의 전달, 예컨대, 스위칭 장비로의 전송에 적합한 교체 포맷(alternate format)을 얻는다. 예컨대, 수신되는 분리된 음성, 데이터, 및 제어 전송 신호는 알려진 바와 같이 TCP/IP 또는 UDP/IP 패킷에 캡슐화될 수 있고, 결과적인 IP 패킷은 IP 네트워크를 통해 LMR 기지국(들)(46)과 스위칭 장비 사이에 전달된다.
LMR 유닛(22)은 또한 특히 서로 다른 알려진 프로토콜들, 예컨대, 특히 GPRS(General Packet Radio Service), EDGE(Enhanced Data Rate for GSM Evolution), EV-DO(Evolution Data Optimized), UMTS(Universal Mobile Telephone Service), 및 802.16 표준을 이용하여 셀룰러 데이터 네트워크(26)를 통한 통신을 제공할 수 있다. 이들 셀룰러 프로토콜은 LMR 유닛(22), 특히 셀룰러 무선 모뎀(38)과 셀룰러 데이터 네트워크(26) 간의 정보 교환을 위한 포맷 및 절차를 지정한다.
예컨대, LMR 유닛(22)으로부터 신호를 수신 및 처리하기 위해, 예컨대, 수신된 음성, 데이터, 및 제어 정보를 다루어 셀룰러 데이터 네트워크(26) 내에서의 전달에, 예컨대, 수신된 데이터 패킷의 IP 주소에 기초한 라우터 및 서버(도시되지 않음)로의 전송에 적합한 교체 포맷을 얻기 위해, 기지국(도시되지 않음)을 가진 셀룰러 타워(cellular tower; 도시되지 않음)가 제공될 수 있다. 예컨대, 수신된 캡슐화된 신호들은 셀룰러 데이터 네트워크(26) 내에서 디캡슐화(decapsulate)되고 적절히 라우팅된다.
이와 같이, LMR 네트워크(24) 또는 셀룰러 데이터 네트워크(26)로부터 패킷 교환 LMR 인프라구조(41)로의 데이터 전달이 제공된다. LMR 콘텐트 및 LMR 네트워크는 서로 다른 에어링크 프로토콜들에 기초하여 구성될 수 있음에 주의한다. LMR 유닛(22)을 사용하여 LMR 네트워크(24) 또는 셀룰러 데이터 네트워크(26)를 통한 통신을 제공하기 위해, 이들 네트워크 각각과의 통신을 위한 통신 프로토콜 스택은 도 3에 도시된 바와 같이 분할된다. 특히, LMR 네트워크(24)를 사용한 LMR 유 닛(22)과의 통신에 대해, LMR 프로토콜 스택(60)은 다수의 계층으로 분할되고, 일 실시예에서는, LMR 애플리케이션 계층(62)과 LMR 전송 계층(64)을 가진 2-계층 프로토콜 스택이다. 애플리케이션 계층(62)과 LMR 전송 계층(64)은 각각 예컨대 LMR 애플리케이션 모듈(30)과 LMR 전송 모듈(32)(둘 다 도 2에 도시됨)에 의해 제공될 수 있다. LMR 애플리케이션 계층(62)은 음성, 데이터 및 제어 정보의 해석 및 처리를 제공하도록 구성되고, LMR 전송 계층(64)은 전송 매체를 통한 음성, 데이터 및 제어 정보의 전달을 제공하도록 구성된다. 여기서 설명된 바와 같이, LMR 에어링크 프로토콜은 LMR 애플리케이션 계층(62)과 LMR 전송 계층(64)을 정의한다.
이 2-계층 프로토콜 스택 모델에서, LMR 기지국(46)(도 2에 도시됨) 및 LMR 네트워크(24)(도 2에 도시됨) 내의 스위칭 장비는 LMR 통신부(40)(도 2에 도시됨)로부터 콘텐트를 수신하고, LMR 애플리케이션 계층(62)의 콘텐트를 다른 전송 계층으로 전달한다. 특히, 도 3에 도시된 바와 같이, 애플리케이션 계층(62)의 콘텐트는 LMR 콘텐트 캡슐화(66)를 이용하여 알려진 바와 같이 LMR 기지국(46)(도 2에 도시됨)에서 캡슐화된다. 일 실시예에서, 분리된 전송 유닛들은 전송 데이터그램, 특히, 전송 프로토콜을 사용하여 전달되는 패킷 교환 전송 데이터그램(68) 내에 캡슐화된다. 캡슐화된 데이터그램의 수신시, 애플리케이션 계층 콘텐트가 복원, 특히, 디캡슐화될 수 있다.
또한, 이 2-계층 프로토콜 스택 모델은 예컨대 셀룰러 데이터 네트워크 통신부(42)(도 2에 도시됨)를 사용하여 비-LMR 무선 네트워크를 통해 LMR 애플리케이션 계층 서비스를 전달하는 것을 가능하게 한다. 구체적으로, 셀룰러 데이터 네트워 크 통신부(42)는 LMR 애플리케이션 계층(62)을 제공하도록 구성되나, LMR 전송 계층(64)을 이용하지 않고, 무선 셀룰러 데이터 네트워크(26)(도 2에 도시됨)의 전송 서비스들이 이용된다. 특히, LMR 캡슐화 계층(70)은 패킷 교환 전송 데이터그램(68)과 함께 사용되어, 무선 셀룰러 데이터 네트워크(26)가 적합한 전송 프로토콜을 이용하여 스위칭 장비와 통신할 수 있도록 하며, 이에 따라 LMR 통신부(40)와 동일한 LMR 애플리케이션 계층 서비스가 전달된다. 구체적으로, 패킷 교환 LMR 인프라구조(41)(도 2에 도시됨)는 패킷 교환 전송 데이터그램(68)과 조합되는 LMR 애플리케이션 계층 스위칭(72)을 사용하여 LMR 애플리케이션 서비스를 전달한다.
각종 실시예들은 2-계층 프로토콜 스택에 한정되지 않으며, 부가 계층들이 원하거나 필요한 대로 멀티-계층 프로토콜 스택에 제공될 수 있음에 주의해야 한다. 예컨대, 벌크 암호화 계층(bulk encryption layer)과 같은 서로 다른 세션 계층들이 제공될 수 있다. 또한, 예컨대, RTP 계층이 제공될 수도 있다.
본 발명의 각종 실시예들은 LMR 네트워크 및 비-LMR 무선 네트워크, 특히, 무선 셀룰러 데이터 네트워크를 사용한 LMR 통신 시스템에서 LMR 콘텐트의 전달을 제어하는 것을 제공한다. 특히, LMR 콘텐트의 전달을 제어하는 방법(100)이 도 4에 도시되어 있고, LMR 콘텐트를 전달하는데 사용할 네트워크를 102에서 결정하는 것을 포함한다. 일 실시예에서, LMR 콘텐트가 LMR 네트워크를 사용하여 전달되어야 하는지 아니면 셀룰러 데이터 네트워크를 사용하여 전달되어야 하는지를 결정한다. 상기 결정은 수동적인 선택, 예컨대, 사용할 네트워크의 사용자 입력 선택에 기초할 수 있다. 상기 선택은 예컨대 LMR 유닛(22)(도 2에 도시됨) 상의 버튼 또 는 스위치를 사용하여 행해질 수 있다. 대안으로 또는 선택적으로, 사용할 네트워크의 결정은 자동적일 수 있다. 예컨대, LMR 콘텐트를 전달하기 위한 네트워크의 선택은 특별한 네트워크상에서의 데이터 트래픽의 양 또는 이용 가능 대역폭, 전송 우선순위 레벨, 통신 또는 콘텐트의 타입(예컨대, 음성 또는 비상 방송 신호, 비상 통신 또는 PTT 요청), LMR 유닛에 대한 신호 강도, LMR 유닛의 지리적 위치, 사용자 선호도 등에 기초할 수 있다.
LMR 콘텐트를 전달하기 위해 사용할 네트워크의 결정이 102에서 행해진 후, 사용하기로 결정된 네트워크에 기초하여 104에서 통신 방법이 선택된다. 예컨대, 통신 속도 또는 보드 레이트(baud rate)가 통신 데이터 레이트 범위로부터 (수동으로 또는 자동으로) 선택될 수 있다. 부가적으로, 결정된 네트워크를 설정하고 그 네트워크에 접속하는 셋업 절차가 선택될 수 있다. 예컨대, LMR 네트워크가 사용되어야 하는 경우, LMR 네트워크 통신 셋업 루틴이 실행될 수 있고, 여기서 LMR 유닛 내의 LMR 송신기/수신기를 통해 LMR 유닛과 LMR 네트워크 사이에 통신 링크가 설정된다. 셀룰러 데이터 네트워크가 사용되어야 하는 경우에는, 셀룰러 데이터 네트워크 통신 셋업 루틴이 실행될 수 있고, 여기서 LMR 유닛의 셀룰러 무선 모뎀을 통해 LMR 유닛과 셀룰러 데이터 네트워크 사이에 통신 링크가 설정된다. 상기 셋업 루틴은, 알려진 바와 같이, 무선 통신 링크를 설정하는 적합한 프로세스를 포함할 수 있다.
그 후, 106에서, LMR 콘텐트는 상기 결정된 네트워크와 상기 선택된 통신 방법에 기초하여 전달을 위해 구성된다. 예컨대, LMR 콘텐트가 LMR 네트워크를 사용 하여 전달되어야 하는 경우, LMR 콘텐트를 구성 또는 포맷팅하는 특별한 LMR 표준이 선택된다. 특히, LMR 콘텐트를 정의하는 음성 및/또는 데이터 페이로드를 구성하는 LMR 표준이 선택된다. 이는 예컨대 통신 방법을 위해 Project 25 (TIA 102) 또는 ETSI TETRA 표준 중 하나를 선택하는 것을 포함할 수 있다. 또한, 예컨대, 전유 포맷(proprietary format), 예컨대, OpenSky M/A-COM 전유 포맷, NetworkFirst 또는 EDACS 시스템 전유 포맷이 선택될 수 있다.
또한 예컨대, LMR 콘텐트가 셀룰러 데이터 네트워크를 사용하여 전달되어야 하는 경우, LMR 콘텐트를 구성 또는 포맷팅하는 특별한 무선 셀룰러 데이터 네트워크 표준이 선택된다. 특히, LMR 콘텐트를 정의하는 음성 및/또는 데이터 페이로드를 구성하는 무선 셀룰러 표준이 선택된다. 이 선택은 예컨대, GPRS(General Packet Radio Service), EDGE(Enhanced Data Rate for GSM Evolution), EV-DO(Evolution Data Optimized), UMTS(Universal Mobile Telephone Service) 또는 802.11 시스템 표준 중 하나를 선택하는 것을 포함할 수 있다.
부가적으로, 도 3을 참조하여 보다 상세히 설명된 바와 같이, LMR 콘텐트를 전달하는데 사용될 네트워크에 따라, 특별한 프로토콜 스택이 사용될 수 있다. 또한, LMR 콘텐트가 LMR 네트워크를 사용하여 전달되어야 하는 경우, LMR 프로토콜 헤더가 LMR 데이터 페이로드에 추가된다. LMR 콘텐트가 셀룰러 데이터 네트워크를 사용하여 전달되어야 하는 경우, 패킷 교환 프로토콜 헤더가 추가된다. 보다 상세하게 후술되는 바와 같이, LMR 콘텐트가 셀룰러 데이터 네트워크를 사용하여 전달되어야 하는 경우, LMR 콘텐트는 셀룰러 데이터 네트워크에 대해 전달되기 전에 캡 슐화되는데, 예컨대, 인터넷 프로토콜 랩퍼(IP wrapper)로 IP 캡슐화된다. 데이터를 캡슐화하는 방법에 대해서는 도 5를 참조하여 보다 상세하게 설명한다.
도 4를 다시 참조하면, LMR 콘텐트가 106에서 구성된 후에, 108에서 상기 구성된 LMR 콘텐트가 전달된다. 예컨대, LMR 콘텐트가 LMR 네트워크를 사용하는 전달을 위해 구성되면, LMR 콘텐트를 전달하기 위해 LMR 송신기 및 수신기가 사용될 수 있다. LMR 콘텐트가 셀룰러 데이터 네트워크를 사용한 전달을 위해 구성되면, LMR 콘텐트를 전달하기 위해 셀룰러 무선 모뎀이 사용될 수 있다. 셀룰러 무선 모뎀은 단일 동작 모드로 동작하도록 구성될 수 있고 또는 다수의 모드로 동작하도록 구성될 수 있음에 주의한다. 다른 실시예에서는, 하나 이상의 셀룰러 무선 모뎀이 제공될 수 있으며, 각각의 모뎀은 단일 동작 모드로 동작하도록 구성될 수 있고 또는 다수의 동작 모드로 동작하도록 구성될 수도 있다.
LMR 콘텐트가 예컨대 네트워크의 기지국에 의해 전달되어 수신된 후에는, 액션(action)을 결정하기 위해 110에서 상기 LMR 콘텐트가 처리된다. 예컨대, 이 결정은 음성 데이터를 전달할지 아니면 비상 신호 또는 PTT 요청을 대화 그룹에 발생해 줄지에 대한 결정을 포함할 수 있다. 예컨대, LMR 콘텐트가 셀룰러 데이터 네트워크를 사용하여 전달되어야 하는 경우, 캡슐화된 데이터그램의 IP 목적지 주소가 먼저 결정된 다음에, 네트워크 내의 라우터를 사용하여 처리를 위해 그 위치로 전달될 수 있다.
대안적인 실시예에서, 도 6에 도시된 바와 같이, 패킷 교환 프로토콜 인터페이스(120)가 셀룰러 데이터 네트워크(26)(도 2에 도시됨)와 함께 제공될 수 있다. 패킷 교환 프로토콜 인터페이스(120)는 예컨대 별도의 유닛(예컨대, 독립 모듈), 즉 셀룰러 데이터 네트워크 내의 서버에의 접속을 위한 카드 또는 셀룰러 데이터 네트워크 내의 서버로의 다운로드를 위한 소프트웨어로서 제공될 수 있다. 패킷 교환 프로토콜 인터페이스(120)는, 예컨대 패킷 교환 LMR 인프라구조(41)(도 2에 도시됨)로의 전달을 위해, 수신된 패킷 교환 캡슐화 LMR 콘텐트를 처리하는 프로세서(122)를 포함한다. 특히, 도 4 및 도 5를 참조하여 보다 상세하게 설명된 바와 같이, 프로세스는 도 7에 도시된 바와 같이 포맷팅된 LMR 콘텐트를 수신할 수 있다. LMR 콘텐트는 일반적으로 LMR 데이터부와 패킷 교환 프로토콜 캡슐화부를 포함한다. 구체적으로, LMR 콘텐트(130)는 패킷 교환 프로토콜 헤더(132), LMR 프로토콜 헤더(134), 및 LMR 데이터(136), 예컨대, LMR 데이터 페이로드를 포함할 수 있다.
이 LMR 콘텐트(130)는 본래 캡슐화되는데, 예컨대, IP 랩퍼에 캡슐화된다. 프로세스(122)는 예컨대 패킷 교환 프로토콜 헤더(132)를 제거함으로써 LMR 콘텐트(130)를 디캡슐화하고, 디캡슐화된 LMR 콘텐트(130)를 메모리(124)에 저장할 수 있다. 다음에, LMR 콘텐트(130)는 또한, 수행될 액션 또는 LMR 콘텐트(130)가 전달되어야 하는 패킷 교환 LMR 인프라구조 내의 주소를 결정하기 위해 프로세서(122)에 의해 처리될 수 있다. 본래, 일단 LMR 콘텐트(130)가 디캡슐화되면, LMR 콘텐트(130)는 패킷 교환 LMR 인프라구조 또는 LMR 네트워크 내에서의 전달을 위해 구성된다. LMR 콘텐트(130)의 전달은 LMR 콘텐트(130)를 예컨대 LMR 네트워크 내의 목적지로 라우팅하는 라우터(128)를 포함할 수 있는 제어기(126)에 의해 제어된다. LMR 콘텐트는 LMR 네트워크 또는 셀룰러 데이터 네트워크 내에서의 전달을 위해 다시 캡슐화될 수 있음에 주의해야 한다.
이제 도 5 및 LMR 콘텐트를 처리하는 방법(150)을 참조하면, 152에서, LMR 콘텐트가 LMR 네트워크를 사용하여 전달되어야 하는지를 결정한다. LMR 콘텐트가 LMR 네트워크를 사용하여 전달되어야 하는 것으로 152에서 결정되면, 154에서는 LMR 콘텐트가 LMR 네트워크에 전달된다. 이 전달은 LMR 콘텐트를, LMR 콘텐트와 조합되어 제공되는 LMR 프로토콜 헤더에 기초하여 LMR 네트워크의 기지국에 전달하는 것을 포함할 수 있다. 그 후, 156에서 LMR 콘텐트는 캡슐화되는데, 예컨대, 여기서 설명된 바와 같이 에어링크 프로토콜에 의해 정의된 랩퍼에 캡슐화되고, 158에서 라우팅된다. 예컨대, 데이터그램으로서 구성될 수 있는 캡슐화된 LMR 콘텐트가 패킷 교환 LMR 인프라구조 내에서 라우팅될 수 있다.
LMR 콘텐트의 목적지에서는, LMR 콘텐트가 160에서 처리되는데, 예컨대, 디캡슐화되며, 162에서는 상기 처리된 데이터에 기초하여 액션이 결정된다. 예컨대, 162에서는, 비상 신호가 송신되어야 하는 것으로 또는 LMR 콘텐트가 다른 기지국으로 라우팅되어야 하는 것으로 결정될 수 있다. 다음에, 164에서 예컨대 패킷 교환 LMR 인프라구조에서 대응 액션이 수행된다.
LMR 콘텐트가 LMR 네트워크를 사용하여 전달되지 않을 것으로 152에서 결정하면, LMR 콘텐트는 전달을 위해 166에서 캡슐화된다. 예컨대, 일 실시예에서, LMR 캡슐화 모듈(36)(도 2에 도시됨)은 LMR 콘텐트를 랩퍼, 예컨대, IP 랩퍼에 갭슐화하기 위해 LMR 캡슐화 계층(70)(도 3에 도시됨)을 구현한다. 다음에, 캡슐화 된 LMR 콘텐트는 168에서 셀룰러 데이터 네트워크를 사용하여 전달된다. 이 전달은 170에서 셀룰러 데이터 네트워크에서 상기 캡슐화된 LMR 콘텐트를 라우팅하는 것을 포함할 수 있다. 다음에, 172에서 LMR 콘텐트는 예컨대 IP 랩퍼로부터의 IP 주소에 기초하여 패킷 교환 인프라구조로 전달된다.
다음에, LMR 콘텐트는 목적지에서 처리되며, 이 처리는 162에서 LMR 콘텐트를 디캡슐화하고 액션을 결정하는 것을 포함할 수 있다. 예컨대, 비상 신호가 송신되어야 하는 것으로 또는 LMR 콘텐트가 또한 다른 기지국으로 라우팅되어야 하는 것으로 결정할 수 있다. 다음에, 164에서 예컨대 패킷 교환 LMR 인프라구조에서 대응 액션이 수행된다.
이와 같이, 본 발명의 각종 실시예들은 LMR 네트워크 또는 비-LMR 네트워크, 예컨대, 셀룰러 데이터 네트워크를 사용하여 LMR 콘텐트를 전달하는 것을 제공한다. LMR 콘텐트가 셀룰러 데이터 네트워크를 사용하여 전달되어야 하는 경우, LMR 콘텐트는 전송 전에 패킷 교환 프로토콜로 캡슐화된다. 예컨대, 도 9에 도시된 바와 같이, LMR 통신 시스템(200)은 일반적으로 복수의 셀룰러 데이터 네트워크 기지국(202)과 복수의 LMR 네트워크 기지국(204)을 포함한다. 복수의 셀룰러 데이터 네트워크 기지국(202)과 복수의 LMR 네트워크 기지국(204)의 각각은 대응하는 셀룰러 데이터 네트워크 통신 커버리지 영역(206)과 LMR 네트워크 통신 커버리지 영역(208)을 갖고 있다. 셀룰러 데이터 네트워크 통신 커버리지 영역(206)과 LMR 네트워크 통신 커버리지 영역(208)은 어떤 위치들에서 중첩될 수 있다. 여기서 설명된 바와 같이 본 발명의 각종 실시예들은 LMR 유닛(210), 예컨대, 이동 유닛 또는 차량의 LMR 무선 장치가 예컨대 LMR 유닛(210)의 위치 및 대응하는 이용 가능 커버리지 영역에 따 셀룰러 데이터 네트워크 또는 LMR 네트워크를 통해 통신하도록 한다. 특히, 복수의 셀룰러 데이터 네트워크 기지국(202)의 각각 및 복수의 LMR 네트워크 기지국(204)의 각각에 대응하는 통신 타워(도시되지 않음)가 여기서 설명된 바와 같이 무선 통신을 가능하게 한다.
또한, 도 9에 도시된 바와 같이, 패킷 교환 인프라구조(41) 내의 제어기(212)는 여기서 설명된 바와 같이 복수의 셀룰러 데이터 네트워크 기지국(202) 및 복수의 LMR 네트워크 기지국(204)으로부터의 통신 신호를 제어하도록 구성될 수 있다. 제어기는 여기서 설명된 바와 같이 특별한 데이터 패킷에 대한 적합한 액션 또는 라우팅 절차를 결정하기 위해 LMR 네트워크(24) 및/또는 셀룰러 데이터 네트워크(26)로부터 수신되는 복수의 데이터 패킷을 처리할 수 있다.
각종 실시예들 또는 구성 요소들, 예컨대, 여기서는 LMR 통신 시스템(20) 또는 제어기들은 LMR 통신 시스템(20)으로부터 분리되거나 LMR 통신 시스템(20)과 통합될 수 있는 하나 이상의 컴퓨터 시스템들의 부분으로서 구현될 수 있다. 컴퓨터 시스템은 예컨대 인터넷을 액세스하기 위한 컴퓨터, 입력 디바이스, 디스플레이 유닛, 및 인터페이스를 포함할 수 있다. 컴퓨터는 마이크로프로세스를 포함할 수 있다. 마이크로프로세스는 통신 버스에 연결될 수 있다. 컴퓨터는 또한 메모리를 포함할 수 있다. 메모리는 RAM(Random Access Memory)와 ROM(Read Only Memory)를 포함할 수 있다. 컴퓨터 시스템은 또한 기억 장치(storage device)를 포함할 수 있고, 기억 장치는 하드디스크 드라이브, 또는 플로피 디스크 드라이브, 광학 디스 크 드라이브 등과 같은 제거가능 저장 드라이브일 수 있다. 기억 장치는 또한 컴퓨터 프로그램 또는 다른 명령을 컴퓨터 시스템에 로딩하기 위한 다른 유사한 수단일 수 있다.
여기서 사용된 바와 같이, 용어 "컴퓨터"는 마이크로제어기, RISC(reduced instruction set circuits), ASICs(application specific integrated circuits), 논리 회로, 및 기타 다른 회로를 사용하는 시스템, 또는 여기서 설명되는 기능을 실행할 수 있는 프로세서를 포함하는 프로세서 기반 또는 마이크로프로세서 기반 시스템을 포함할 수 있다. 상기 예들은 예시적인 것에 불과하며, 따라서 용어 "컴퓨터"의 정의 및/또는 의미를 어떤 식으로든 한정하고자 하는 것이 아니다.
컴퓨터 시스템은 입력 데이터를 처리하기 위해 하나 이상의 기억 소자(storage element)에 저장된 한 세트의 명령을 실행한다. 기억 소자는 또한 데이터 또는 다른 정보를 원하거나 필요한 대로 저장할 수 있다. 기억 소자는 처리 머신(processing machine) 내의 정보원 또는 물리적 메모리 소자의 형태일 수 있다.
명령 세트는 본 발명의 각종 실시예의 방법 및 프로세스와 같은 특정 동작을 수행하도록 처리 머신인 컴퓨터에 지시하는 각종 명령을 포함할 수 있다. 상기 명령 세트는 소프트웨어 프로그램의 형태일 수 있다. 소프트웨어는 시스템 소프트웨어 또는 애플리케이션 소프트웨어와 같은 각종 형태일 수 있다. 또한, 소프트웨어는 별도의 프로그램, 보다 큰 프로그램 내의 프로그램 모듈, 또는 프로그램 모듈의 일부의 집합의 형태일 수 있다. 소프트웨어는 또한 객체 지향 프로그래밍의 형태 인 모듈 프로그래밍을 포함할 수 있다. 처리 머신에 의한 입력 데이터의 처리는 사용자 명령에 응답하거나, 이전 처리의 결과들에 응답하거나, 다른 처리 머신에 의해 행해진 요청에 응답할 수 있다.
여기서 사용되는 바와 같이, 용어 "소프트웨어(software)" 및 "펌웨어(firmware)"는 교환 가능하며, RAM 메모리, ROM 메모리, EPROM 메모리, EEPROM 메모리, 및 NVRAM(non-volatile RAM) 메모리를 포함해서 컴퓨터에 의한 실행을 위한 메모리에 저장된 컴퓨터 프로그램을 포함한다. 상기 메모리 타입은 예시적인 것에 불과하며, 따라서 컴퓨터 프로그램의 저장을 위해 이용 가능한 메모리의 타입에 한정하는 것이 아니다.
본 발명은 셀룰러 데이터 네트워크를 사용하여 육상 이동 무선 장치 콘텐트를 제공하는 시스템을 제공한다.
본 발명의 각종 실시예들은 또한 다른 및/또는 부가 기능을 제공할 수 있음을 주의해야 한다. 예컨대, 단대단 암호화가 수행될 수 있어, 개재되는(intervening) 암호화 장비의 이용 및 이러한 개재되는 장비가 암호화 키를 액세스함으로써 만나게 되는 안전 위험이 제거된다. 또한, 본 발명의 각종 실시예들은 단대단 디지털 음성 코딩을 제공할 수 있어, 개재되는 트랜스코딩 장비의 사용, 따라서 하나의 디지털 음성 포맷이 다른 포맷으로 변환될 때 마주치는 충실도 손실이 제거될 수 있다.
부가적으로, 본 발명의 각종 실시예들은 예컨대 PTT, 스캐닝, 선점권을 가진 우선 호(priority calls with preemption), 비상 경보 및 통지, 콘텐트 스캐닝 및 추적, 내비게이션(navigation), 송출 및 GPS 위치 찾기와 같은 임무 중심 기능들을 제공할 수 있다. 임무 중심 기능들은 서로 다른 임무 중심 애플리케이션들로 구현될 수 있으며, 임무 중심 애플리케이션들은, 공공 안전, 공익 설비 산업, 및 공공 운수 산업을 포함하나 이에 한정되지는 않는다.

Claims (20)

  1. 육상 이동 무선 장치(LMR) 콘텐트(130)를 전달하는 방법에 있어서,
    상기 LMR 콘텐트(130)를 LMR 네트워크(24)와 셀룰러 데이터 네트워크(26) 중 적어도 하나를 통해 전달하는 것(108); 및
    상기 LMR 콘텐트를 상기 셀룰러 데이터 네트워크(26)를 통해 전달할 때 패킷 교환 프로토콜을 이용하여 상기 LMR 콘텐트(130)를 캡슐화하는 것(106)을 포함하는 전달 방법.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 LMR 콘텐트(130)를 전달하기 위한 멀티계층 프로토콜 스택(60)을 이용하는 것을 더 포함하는 전달 방법.
  3. 제2 항에 있어서,
    2계층 프로토콜 스택(60)은 LMR 애플리케이션 계층(62)과 LMR 전송 계층(64)을 포함하는 전달 방법.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 LMR 콘텐트(130)를 상기 LMR 네트워크(24)를 통해 전달할지 아니면 상기 셀룰러 데이터 네트워크(26)를 통해 전달할지를 자동으로 결정하는 것(104)을 더 포함하는 전달 방법.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 패킷 교환 프로토콜은 IP(Internet Protocol)를 포함하는 전달 방법.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 셀룰러 데이터 네트워크는 공중 캐리어 네트워크와 전용 네트워크 중 적어도 하나를 포함하는 전달 방법.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 캡슐화는 상기 LMR 콘텐트를 상기 셀룰러 데이터 네트워크(26)를 통해 전달하기 전에 수행되는 전달 방법.
  8. 제1 항에 있어서,
    복수의 LMR 유닛들(22) 사이에 단대단 암호화를 수행하는 것을 더 포함하는 전달 방법.
  9. 제1 항에 있어서,
    복수의 LMR 유닛들(22) 간에 단대단 디지털 인코딩을 수행하는 것을 더 포함하는 전달 방법.
  10. 무선 통신 시스템에 있어서,
    LMR 네트워크(24)와 셀룰러 데이터 네트워크(26) 중 적어도 하나를 통해 복수의 LMR 유닛(22)과 통신하도록 구성된 패킷 교환 LMR 인프라구조(41); 및
    패킷 교환 프로토콜로 캡슐화된 수신되는 LMR 콘텐트(130)를 처리하도록 구성된 인터페이스(120)를 포함하는 무선 통신 시스템.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 셀룰러 데이터 네트워크(26)를 통해 통신을 제공하도록 구성된 복수의 셀룰러 데이터 네트워크 통신 커버리지 영역(206), 및 상기 LMR 네트워크(24)를 통해 통신을 제공하도록 구성된 복수의 LMR 네트워크 통신 커버리지 영역(208)을 더 포함하는 무선 통신 시스템.
  12. 제10 항에 있어서,
    상기 패킷 교환 인프라구조(41)는 멀티-계층 프로토콜 스택(60)을 사용하여 상기 LMR 콘텐트(130)를 전달하도록 구성된 무선 통신 시스템.
  13. 제10 항에 있어서,
    상기 LMR 콘텐트(130)는 프로젝트(Project) 25 (TIA 102) 및 ETSI TETRA 에어링크 프로토콜 중 하나를 이용하여 전달되도록 구성된 무선 통신 시스템.
  14. 제10 항에 있어서,
    상기 LMR 콘텐트(130)는 OpenSky M/A-COM 전유 포맷, NetworkFirst, 및 EDACS 시스템 전유 포맷 중 하나를 이용하여 전달되도록 구성된 무선 통신 시스템.
  15. 제10 항에 있어서,
    상기 LMR 콘텐트(130)는 GPRS(General Packet Radio Service), EDGE(Enhanced Data Rate for GSM Evolution), EV-DO(Evolution Data Optimized), UMTS(Universal Mobile Telephone Service), 및 802.10 시스템 표준 중 하나를 이용하여 전달되도록 구성된 무선 통신 시스템.
  16. 제10 항에 있어서,
    상기 LMR 콘텐트(130)는 임무 중심 데이터를 포함하는 무선 통신 시스템.
  17. 제10 항에 있어서,
    상기 LMR 콘텐트 및 상기 LMR 네트워크(24)는 서로 다른 에어링크 프로토콜들에 기초하여 구성된 무선 통신 시스템.
  18. 캐리어 웨이브에 포함된 디지털 신호에 있어서,
    육상 이동 무선 장치(LMR) 데이터부(136); 및
    패킷 교환 프로토콜 캡슐화부(132)를 포함하는 디지털 신호.
  19. 제18 항에 있어서,
    상기 패킷 교환 프로토콜 캡슐화부(132)는 LMR 애플리케이션 계층(62) 및 LMR 전송 계층(64)을 가진 멀티-계층 프로토콜 스택(60)을 사용하여 전달되도록 구성된 디지털 신호.
  20. 제18 항에 있어서,
    상기 패킷 교환 프로토콜 캡슐화부(132)는 셀룰러 데이터 네트워크(26)를 사용하여 전달되도록 구성된 디지털 신호.
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