KR20080047478A

KR20080047478A - 모바일 통신 네트워크, 방법 및 장치

Info

Publication number: KR20080047478A
Application number: KR1020087009216A
Authority: KR
Inventors: 리디아 몬테브루노; 알레산드로 스트리우리; 마르셀로 비그놀리
Original assignee: 아이텍 에스.알.엘.
Priority date: 2001-03-08
Filing date: 2002-03-06
Publication date: 2008-05-28
Also published as: TNSN03054A1; AU2002251391B2; MA26269A1; JP2004528750A; US7962093B2; EP1371150B1; US20080200167A1; NZ527934A; ITTO20010207A0; EA005180B1; ATE296000T1; MXPA03007697A; ES2242853T3; US7379706B2; WO2002071649A3; CN1502181A; PT1371150E; KR20030096275A; DZ3510A1; ITTO20010207A1

Abstract

서브시스템 사이에서 정보 흐름(TS)의 교환을 허용하기에 적합하고, 사용자에게 사용자 액세스 통신 인터페이스(Uu) 및 전송 액세스 통신 인터페이스(lu)를 각각 제공하는 액세스 서브시스템(STA)에 의해 연결된 사용자 서브시스템(STU) 및 전송 서브시스템(STT)을 포함하고, 상기 액세스 서브시스템(STA)는 상기 셀룰라 전화 네트워크의 커버 영역을 식별하는 것을 특징으로 하는 모바일 사용자를 위한 통신 네트워크(UNET). 본 발명에 따르면, 상기 액세스 서브시스템(STA)은 하나 이상의 정지 위성(GS)에 의해 브로드캐스팅된 제 2 정보 흐름을 수신하고 모바일 사용자들을 위한 상기 통신 네트워크(UNET) 상에서 상기 제 2 정보 흐름을 전송하기 위해 상기 연결 수단(GSB, NGS)에 연결되고, 상기 연결수단(GSB, NGS)은 상기 모바일 통신 네트워크(UNET)의 커버 영역 내에 위치한다.

Description

모바일 통신 네트워크, 방법 및 장치{MOBILE COMMUNICATIONS NETWORK, METHOD AND APPARATUSES}

본 발명은 모바일 사용자를 위한 통신 네트워크에 관한 것으로서, 모바일 사용자를 위한 상기 통신 네트워크는 액세스 서브시스템(subsystem)에 의해 연결된 사용자 서브시스템(subsystem)과 전송 서브시스템을 포함하고, 상기 한 액세스 서브시스템은 상기 서브시스템들 사이에서 정보 흐름(TS)의 교환을 허용하기에 적합한 사용자 액세스 통신 인터페이스 및 전송 액세스 통신 인터페이스(lu)를 상기 서브시스템들에 각각 제공하며, 상기 액세스 서브시스템(AST)은 셀룰라 전화 네트워크의 커버리지(coverage) 영역에 신호를 송출한다.

다양한 분석을 기초로, 우리는 머지않아 모바일 무선 전화 단말기와 이러한 서비스 제공자의 네트워크 사이에서 주고받는 정보량이 상당히 증가하게 될 것을 기대할 수 있다. 이러한 미래의 수요를 생각하여, 무선 주파수 할당 및 이용과 데이터 처리 및 단일 변조 기술의 상대적인 표준에 영향을 미치는 규정들을 다루는 다양한 국가적 및 국제적인 조직(예컨대, ITU, ETSI, FCC 등)은 모바일 네트워크와 사용자 모바일 단말기 사이의 교환 속도의 현저한 증가를 허용하는 표준을 정하는 데(또는 GSM GPRS 및 IMT2000 또는 3G와 같은 표준 그룹) 동의했다. 예컨대, IMT2000 표준 그룹은 동일 집단(예컨대, DECT)의 다른 네트워크 및 이전 세대(2G) 무선 전화 네트워크(예컨대, GSM 및 PCS)과 GPRS, DEGE 등(통상 2.5G로 참조됨)과 같은 개선된 데이터 전송 버전과 영상회의 및 인터넷 네트워크(예컨대, IPv6)의 프로토콜 호환을 허용하는 CDMA 2000 및 유니버설 모바일 통신 시스템(UMTS; Universal Mobile Telecommunication System) 또는 3G(제 3 세대)라 불리는 새로운 표준을 포함한다. 동시에, 새로운 소프트웨어 및 신호 처리 방법 및 표준은 비디오 클립, TV 프로그램 및 오디오 프로그램의 디지털 브로드캐스팅(broadcasting)을 위한 대역폭의 요구를 줄이고 인터넷, 인트라넷 및 그와 유사한 것과 같은 디지털 네트워크, 그리고 무선 로컬 영역 네트워크뿐만 아니라 무선 셀룰라 네트워크에서 비디오, 음악 및 영상의 전송을 허용하기 위해 지속적으로 발전되었다. 게다가, 저 비용으로 효율적이고 고성능인 무선 모바일 단말기를 생산하기 위해 필요한 모든 기술은 지속적으로 신속히 발전하고 있다. 이러한 기술은 기본적인 전화 기능, 다양한 부가적인 복합 기능(만족스런 해상도를 가진 그래픽 표시, PC의 전형적인 기능, 인터넷 필드의 다양한 표준 및 프로토콜을 해석하고 잘 다듬을 수 있는 능력, 대량의 데이터 저장 및 직렬 인터페이스의 운영, 다양한 표준에 따른 오디오 및 비디오 파일의 합성 및 재생, 모뎀에 의한 직렬 인터페이스의 운영, 다른 디지털 장치 또는 네트워크 게이트웨이와 단거리 이상에서의 데이터 교환을 위한 적외선 및 무선 인터페이스, GPS 신호의 수신 및 처리, 복잡한 대화형 게임의 실행, 파일의 신속한 암호화, 음성 인식 및 합성 등등)을 병합할 수 있는 이동식 무선 단말 기의 생산에 기여한다.

그러면, 효율적인 인터넷 접속을 제공할 수 있고, 비디오, 그래픽을 보여줄 수 있고 및 음성, 음악 및 텔레비전 파일-데이터를 재생할 수 있고, 또한 인터넷으로부터 다운로드 가능한 새로운 단말기의 보급은 모바일 폰을 위한 지상파 무선 네트워크에서 전송 데이터의 양을 현저하게 증가시키는 결과에 도달하리라는 것을 가정하는 것은 타당한 것처럼 보인다.

그러므로, 개선된 표준을 이행하는 것에 더 나아가, 소비자에게 질적으로 마음에 드는 서비스를 제공하기 위해, 무선 네트워크 제공자는 증가되는 데이터 트래픽(traffic) 요구를 만족시키기 위해 그들의 네트워크 용량을 업그레이드시키는 투자를 지속적으로 증가시키게 해야 할 것이다.

좋은 일예는 멀티미디어 통신을 위해 디자인된 UMTS 표준에 기초한 셀룰라 네트워크의 제 3 세대(3G)이다. 이러한 시스템으로, 개인 통신은 고화질의 영상 및/또는 비디오와 공적 및 사적인 네트워크 상의 정보 또는 서비스에 접근이 개선될 수 있고, 각 시스템을 위해 이용가능한 최고의 데이터 전송 속도 및 최고의 통신 유연성을 활용함으로써 개선될 수 있다.

이러한 시스템은 다른 것들 사이에서 다음의 특징을 갖는다:

- (음성 통신을 위한 대략 16Kbps로부터 대략 384Kbps 까지, 및 "고속 멀티미디어" 서비스를 위한 2Mbps 까지) 요구되는 서비스에 적합한 더 넓은 대역폭을 제공하기 위한 변화하는 비트 전송율;

- 단일 연결로 다른 품질 요구에 대한 다중 송신 서비스;

- 10 % 프레임 에러로부터 10^-6-비트 에러 전송율까지의 품질 요구;

- 제 2 세대 및 2.5G 시스템과의 호환성(즉, 더 좋은 커버리지 및 트래픽 밸런스를 위한 GSM 핸드오버(handover) 인터시스템(intersystems))

- 업링크(사용자로부터 제공자까지) 및 다운링크(제공자로부터 사용자까지)를 위한 비대칭 트래픽을 위한 지원

- 스펙트럼 이용에서의 고효율

- FDD(Frequency Division Duplex) 및 TDD(Time Division Duplex) 연결 모드의 호환성.

UMTS 표준에 기초한 네트워크의 가장 중요한 특성은 고속 사용자 비트 전송율, 인터넷 표준과의 호환성, 멀티미디어 파일을 구동시킬 수 있는 능력과 단말기에 대해 "항상 온(always on)" 연결 모드이다.

UMTS 네트워크의 초기 사용은 주로 음성 및 인터넷 콘텐츠로 이루어질 것이지만, 나중에는 멀티미디어 데이터 트랙픽이 증가할 것으로 예측하는 것이 논리적이다. 요청된 정보가 주로 인터넷에서 입수가능하게 될 것이기 때문에, UMTS 네트워크에서 TCP/UDP/IP 트래픽의 효율적인 관리를 실행하는 것은 중요하다.

네트워크 구조의 레벨에서 UMTS 네트워크는 각각 특별한 기능을 갖춘 논리적인 네트워크 요소의 조합으로 구성된다. 표준에 있어서, 논리적인 요소와 그들 사이의 오픈 인터페이스 양자는 또한 네트워크의 물리적인 요소를 자동으로 식별하게 할 수 있도록 정해진다.

오픈 인터페이스의 존재는, 특히 3G 표준에서 UTRAN(UMTS Terrestrial Radio Acess Network)이라 불리는 액세스 네트워크에서 현재 표준에 의해 명백하게 구상되지 않은 모드뿐만 아니라 UMTS 네트워크에 대한 상호 접속을 허용한다. 표준화 되거나 또는 모바일 전화 네트워크 2.5G 및 3G를 위한 정의의 과정에 있는 서비스 및 성능의 상세한 설명에 관해서, 하기에서 설명되는 첨부된 도 1에서, 본 발명을 설명하기 위해 필요한 UMTS 네트워크의 약간의 요소들이 나타나 있지만, 시스템 설계자 홀마 및 토스카라((Holma and Toskala), 존 윌리 & 존스(John Wiley & Sons), 2000의 "WCDMA for UMTS"와 같은 출판물에서 입수가능한 그룹 3GPP 및 3GPP2(Third Generation Partnership Project and Third Generation Partnership Project 2)의 제품 문서를 참조하기 바란다.

도 1은 서로 연결된 세개의 서브시스템을 포함하는 UMTS 표준에 따른 모바일 사용자를 위한 통신 네트워크(UNET)의 인기있는 형태의 최고 레벨의 구조의 블록도를 나타낸다:

- 사용자 단말기 서브시스템(STU)은 표준에서 사용자 장비(User Equipment)로 지칭된다. 이러한 사용자 단말기 서브시스템(STU)은 사용자 단말기 시스템, 즉, 예컨대 셀룰라 폰과 같은 이동식 단말기를 구성한다. 상기 사용자 단말기 서브시스템(STU)은 모바일 사용자를 위한 통신 네트워크(UNET)와 연결되고, 특히 데이터 및 음성(TS) 신호가 수신되고 전송되는 사용자 액세스 인터페이스(Uu)를 통해 액세스 서브시스템(STA)과 연결된다. 언급한 것처럼, 이러한 사용자 액세스 인터페이스(Uu)는 다수의 단말기 브랜드와 관련하여 동작을 허용할 수 있도록 오픈 형 태이다. 사용자 단말기 서브시스템은 소위 GSM 표준의 SIM 카드와 유사한 사용자 ID 모듈(USIM) 및 특별하게 설계된 장비 인터페이스(Cu)에 의해 통신하는 셀룰라폰 핸드셋인 모바일 장비(ME)를 포함한다.

- 액세스 서브시스템(STA): 액세스 서브시스템(STA)은 UMTS 표준의 UTRAN 시스템과 네트워크 액세스를 구성하고, 전송 액세스 인터페이스(lu)를 통해 전송 네트워크(STT)와 연결된다.

- 전송 서브시스템(STT): UMTS 표준에서 Core Network으로서 식별되는 이러한 전송 서브시스템은 UMTS 시스템의 전송 네트워크를 구성한다. 이러한 전송 서브시스템은, 전송/액세스 인터페이스(lu)에 의해 액세스 서브시스템(STA)과 연결되는 것에 부가하여, 도 1에서 EXTNET 블록에 의해 식별되는 모든 다른 기존 네트워크(외부 네트워크, PSTN, ISDN, B-ISDN, 인터넷 등)와 연결될 수 있어야 한다. 상기한 전송 서브시스템(STT)에는 모바일 서비스 스위칭 센터(MSC; Mobile Services Switching Center), 홈 로케이션 레지스터(HLR; Home Location Register), 데이터베이스 비지터 로케이션 레지스터(VLR; Vistor Location Register), 상호접속 노드 또는 게이트웨이 모바일 스위칭 센터(GMSC; Gateway Mobile Switching Center), 및 Serving GPRS Support Node(SGSN) 또는 GGSN(Gateway GPRS Serving/Support Node)을 구동하기 위한 노드를 포함하는 무선 전화 네트워크의 전형인 정보 관리, 라우팅 및 스위칭을 위한 수단이 포함된다.

도 1에서, 모바일폰의 셀 또는 시스템 영역(domain)을 식별하는 영역으로 브로드캐스팅하는 무선 스테이션과 같은, UMTS 표준에서 노드 B로서 정의된 기지 국(base station)에 상응하는 기지국(SNB)을 액세스 서브시스템(STA)의 내부에서 볼 수 있다. 그들의 주기능은 사용자 단말기 서브시스템(STU)과 무선 인터페이스(Uu)를 통해 데이터 및 음성 신호(TS)를 교환하는 것이다. 이러한 기지국(SNB)은 예컨대 전력과 같은 주요한 무선 리소스의 관리를 실행한다.

액세스 서브시스템(STA)의 내부에는, 다른 것들 사이에, 네트워크 무선 콘트롤러(CRR)(UMTS 표준에서는 무선 네트워크 콘트롤러(Radio Network Controller)라 칭함)가 포함된다. 이러한 무선 네트워크 콘트롤러(CRR)는 전용 콘트롤러-스테이션 인터페이스(lub)에 의해 CRR에 연결된 모든 기지국(SNB)을 포함하여, 그 영역의 모든 무선 리소스를 완전히 콘트롤한다.

무선 네트워크 콘트롤러(CRR)는 전송 서브시스템(STT), 특히 스위칭 센터(MSC)와 통신하면서, 하나 이상의 기지국(SNB)를 관리하고, 무선 채널(연결의 셋업 및 공개)의 세팅, 주파수 호핑(hopping), 내부 핸드오버 및 다른 기능을 관리한다. 거대한 도시 지역에는 단지 몇 개의 무선 네트워크 콘트롤러(CRR)에 의해 제어되는 많은 수의 기지국(SNB)이 존재한다.

멀티미디어 정보 교환에 필요한 예측 가능한 증가 때문에, 도 1에 도시된 네트워크(UNET)는 증가되는 트래픽을 이동시켜야 할 것이며, 이것은 외부 네트워크(EXTNET)로부터 전송/액세스 인터페이스(lu) 및 액세스/사용자 인터페이스(Uu)를 통해 양방향으로 전송되어야 한다. 상기한 바와 같이, 고객에게 질적으로 만족할만한 서비스를 제공하기 위해, UMTS 네트워크 및 무선 네트워크의 관리자는 네트워크의 성능을 증가하는 수요에 맞추도록 지속적인 투자를 하여야만 한다. 또한, 새로운 서비스에 대한 수요는 이와 같은 새로운 서비스의 계획, 실행 및 관리에 제공되는 추가적인 리소스를 요구할 것이며, 이는 결국 실행 비용 및 시간을 이 한층 더 증가시킨다.

본 발명은 상기에서 열거한 결점 및 단점을 해결하는 것이며 그 해결수단으로서 개선되고 더욱 효율적인 모바일 사용자를 위한 통신 네트워크를 제공하고자 한다.

이러한 배경에서, 본 발명의 주요한 목적은 사용자로 하여금 높은 전송 능력으로 데이터를 수신하도록 하는 모바일 사용자용 통신 네트워크를 제안한다.

본 발명의 다른 목적은 새로운 형태의 서비스를 단순하고 경제적으로 실시할 수 있도록 하는 모바일 사용자를 위한 통신 네트워크를 제안한다.

본 발명의 마지막 목적은 현재 및 새로운 셀룰라 전화 표준(예컨대, IMT2000) 및 특히 UMTS 표준과 호환되는 모바일 사용자를 위한 통신 네트워크를 제공하고자 한다.

이러한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 목적은 모바일 사용자를 위한 통신 네트워크 및/또는 기지국 및/또는 무선 네트워크 콘트롤러 및/또는 첨부된 청구항의 특징을 포함하는 정보 전송 방법/수단을 제공하는 것이다.

본 발명의 추가적인 목적, 특징 및 장점은 한정하지 않는 예를 통해 제공되는 하기의 상세한 설명 및 첨부된 도면으로부터 명백하게 될 것이다.

본 발명에 따른 모바일 사용자를 위한 통신 네트워크는 위성을 통하여 직접 방대한 멀티미디어 데이터 흐름을 사용자의 단말기와 연결된 기지국에 운반할 수 있는 통합된 구조를 제공하고, 따라서 지상파 전송 네트워크에서 트래픽 포화를 피할 수 있기 때문에 증가된 데이터 전송 능력을 허용한다. 따라서, 지상 전송 네트워크에서 트래픽 포화를 벗어나게 된다.

본 발명은, 새로운 멀티미디어 트래픽의 대부분은 데이터 흐름의 대부분이 네트워크로부터 사용자로 이동하게 될 것이라는 의미에서 비대칭이고, 데이터에 대한 이러한 요구의 대부분은 방송(broadcast) 및 멀티캐스트 전송과 양립성을 가지며, 이들 후자의 것이 이벤트, 관심, 수요의 함수 및 클라이언트 활동에 관한 전형적인 사이클의 함수로서, 고객과 네트워크 관리자에 의해 양방향으로 개인전용화 된다는 관찰에 기초한다. 이러한 관점에서, 네트워크 구조(architecture)는, 새로운 표준에 적합시키기 위해, 용량을 크게 증대시켜 구현시 가장 경제적이고 최고속인 것을 가능하게 하는 것이 고려된다.

그러므로, 높은 수준의 신뢰성, 높은 전송 용량, 적당한 액세스 비용, 필요한 아주 낮은 비용의 인터페이스 장치에 의해 특징지어지는 대부분이 이미 존재하는 다른 네트워크의 모든 구성요소와 계획된 지상파 무선 네트워크를 통합하는 것이 바람직한 것으로 보인다. 2.5G 또는 3G 무선 네트워크와 통합하는 것은, 장래 예상되는 새로운 멀티미디어 트래픽의 대부분을 경제적으로 전송하기 위해서는, 특히 모바일 사용자 전용의 디지털(또는 아날로그) TV, 오디오 채널 및 인터넷 컨텐츠 채널 또는 데이터 스트림 및 프로그램의 방송 전용의 정지위성이 가장 실행 가 능한 것으로 적합한 것이 될 것이다.

또한, 정보서비스는, 세계적, 국가적 또는 지역적 규모에서, 상술한 위성과의 접속과 동시에, 아날로그 변조 및 가까운 장래에 디지털 포맷(예컨대, DVB-T, DAB-T iDAB, DRM 또는 비슷한 표준 또는 그들의 파생물)의 지상파 TV 또는 오디오 무선 방송과 기능적으로 통합하는 것이, 운용상 경제적일 수 있다.

그러므로, 본 발명의 사상은 송신 정지위성의 방송 송신을 모바일 사용자를 위한 통신 네트워크의 UMTS 시스템(UTRAN)의 액세스 네트워크, 즉 주변 지역 및 사용자와 가까운 지역에 있어서, 액세스 네트워크를 통합하여, 그에 추가하여 가능한 경우에는 지상파국으로부터의 방송과도 통합하는 것이 된다.

이러한 통합은 모바일 서비스를 제공하기 위해 전형적인 방향성 안테나(모바일 서비스를 제공하기에 적합하지 않은)를 필요로 하는 정지위성의 사용을 허용한다. 이러한 결과는, 예컨대, 위성 전송 콘텐츠와 연결되어, 각 기지국(SNB) 또는 각 네트워크 무선 콘트롤러(CRR)에 설치된 파라볼라 안테나, 예컨대 고정된 지향성의 파라볼라 안테나를 사용하여 위성에서 송신된 컨텐츠를 디코딩/인코딩 유닛을 통해서 공급하여 기지국(SNB)에 의해 작동되는 UMTS의 무선 자원에 대한 접근을 가능하게 함으로써 얻어진다. 이것은 통신 네트워크(UNET)의 사용자로 하여금 다른 방법으로는 전송 서브시스템(STT) 상의 트래픽을 크게 증가시키지 않고 고정된 연결을 필요로 하는 서비스를 이용할 수 있도록 한다.

도 2에서, 블록도는 본 발명에 따른 기지국을 나타낸다. 기지국(SNB)은 도 1에 도시된 것과 같은 스테이션 콘트롤러 인터페이스(lub)를 구비하고 하나 이상의 정지위성과 접속하기 위한 위성 수신 수단(RTS)을 구비한 위성 상호접속 장치(GSB)와 접속된다. 이를 위해, 도 2에서, 정지위성(GS)은 브로드캐스트 모드 위성 채널로 BS 신호를 전송하고, 이 신호는 위성 수신 수단(RTS)에 의해 수신되고, 인터페이스(lub)를 통해 기지국(SNB)에 전송된다. 그 다음 기지국(SNB)은 셀 커버리지 영역 내에서 위성 채널(BS)의 콘텐츠를 방송한다.

상기 위성 수신 수단(RTS)은 국내 텔레비전 프로그램을 수신하기 위한 수단에 관해서는 완전히 아날로그이고, 예컨대, 저잡음 블록(Low Noise Block) 앰프/다운컨버터(LNB), 위성 신호 포맷을 갖는 디코더 및 기대되는 서비스 형태를 위한 UMTS 규격과 호환되는 하나 또는 그 이상의 표준에서의 레코더를 포함할 수 있다. 개념상 등가의 해결수단은, 다른 안테나 및 수신기-디지타이저-인코딩(receiver-digitizer-encoding) 유닛으로, SNB 및 아날로그 브로드캐스팅 지상국의 최종적인 사용자 단말기로의 경로지정을 허용한다. (오디오, TV 또는 전용 풀-밴드 또는 서브-밴드 프로그램) 또는 디지털 지상국을 위한 다른 안테나-수신기-디코더-리코더(antenna-receiver-decoder-re-coder) 유닛과 함께(오디오, TV 또는 제공된 프로그램 또는 서브-프로그램).

가능한 서비스 및 데이터 스트림의 일부는 긴급시의 공공보호, 안전 서비스 또는 일반적/공공 유틸리티 서비스의 운영자를 위해 예비될 수 있다.

대안으로, 도 3은 무선 네트워크 콘트롤러(CRR)를 향하는 전송/액세스 인터페이스(lu)를 구비하는 위성 수신 수단(NRTS)에 의한 네트워크 위성 상호 접속 장치(NGS)를 나타낸다. 이와 같이, 네트워크 위성 상호 접속 장치(NGS)는 무선 네트 워크 콘트롤러(CRR)에 연결된다. 전송 시스템(STT)의 계층 네트워크 레벨 상에 위치한 네트워크 위성 상호 접속 장치(NGS)는 또한 데이터베이스(HLR)를 가지고 필요한 모든 통신을 동작시킬 수 있다. 상기 데이터베이스(HLR)는 알려진 바와 같이, 고객 및 고객의 이동성을 관리하는데 필요한 각각의 단독 사용자와 관련된 모든 정보를 담고 있다. 즉, 네트워크 관리 시스템이 데이터베이스를 통해 제공했던 사용자와 관련된 다양한 데이터를 지속적으로 저장하는 데이터베이스를 구축한다. 더욱 단순한 서비스를 위해서는, 사용자의 이동성을 제어하고 관리하는 네트워크 리소스와 통신하는 것은 필요하지 않을 수 있다. 바꾸어 말하면, 네트워크 위성 상호 접속 장치(NGS)는 다양한 사용자가 어디에 위치하는가를 알 필요 없이 작동될 수 있다. 개인화된 서비스의 경우에, 특별한 사용자의 위치에 관한 정보는 상기 서비스의 구축 대신 사용될 수 있다. 그러한 경우에, 데이터베이스(HLR)와 통신하는 것은 중요하다. 동일한 계층 레벨 이유 때문에, 상기 네트워크 위성 상호 접속장치는 지능형 네트워크(Intelligent Network) 노드(IN)를 가지고 필요한 모든 통신을 수행시킬 수 있다. 이러한 노드들은 복잡한 통신 서비스를 관리하는데 필요한 각각의 단독 사용자에 관련된 모든 정보를 포함한다. 데이터베이스(HLR) 및 지능형 네트워크 노드(IN) 양자는 표준화된 통신 프로토콜 사이의 오픈 인터페이스를 가진 네트워크 요소이다.

상기한 기지국(SNB) 및/또는 무선 네트워크 콘트롤러(CRR)을 구비한 모바일 사용자를 위한 통신 네트워크(UNET)는 아래와 같은 애플리케이션을 허용한다:

- 고 품질의 인터넷 네비게이션(웹 타입).

- 가장 효율적으로 개인화된 데이터 스트리밍(예컨대, 이메일, 멀티미디어 메일, 전용의 특별한 데이터 등).

하나 이상의 브로드캐스팅 채널(표준 TV 또는 오디오 채널 또는 모바일 사용자 전용 콘텐츠, 데이터 및 비디오 클립)이 모든 인가된 모바일 고객에게 제공된다.

단일 서비스 센터는 전체 네트워크를 위해 충분하고 단말기와 서비스 센터 사이의 통신 데이터의 최소량만이 이러한 추가적인 서비스를 관리하는데 필요하다.

인터넷 서비스의 품질을 위해, 업데이트가 가능한 데이터 베이스에 기초한 서비스(예컨대, 전자거래(e-commerce), 예약 등)를 사용하는 것은 가능할 것이다. 이러한 서비스의 품질은 주로 SGSN과 공동으로 위치할 수 있는 네트워크에 가용한 액세스 포인트의 수에 의존한다. 다수의 액세스 포인트는 위성을 경유하여 쉽게 업데이트될 수 있다.

위성에 의해 제공받는 높은 다운링크 용량을 사용하는 위성 인터넷 서비스 제공자(ISP)에의 액세스를 위해, UMTS 모바일 고객(사용자 단말기에 어떤 형태의 변형도 없이)에게 그들의 제공을 확장하는 것은 가능하며, 그러므로 이 서비스에 대해 인가된 UMTS 단말기를 소유한 모든 사람들에게도 확장가능하다. 개인화된 스트리밍에 관하여, 신문, 주식시장 정보, 스포츠 뉴스 또는 다른 구독 서비스와 같은 개인화된 콘텐츠를 가진 데이터 스트림(예컨대, 약간의 메가바이트(Mb))을, 기지국으로부터 직접, 사용자 UMTS 단말기에서 수신하는 것은 가능할 것이다. 이러한 이유로, 네트워크 위성 상호접속 장치(GSB 또는 NGS)는 위성(GS)으로부터 전송 된 BS 흐름 데이터를 저장 가능하도록 하는 방식의 저장 능력이 구비될 수 있다. 위성(GS)은 시간에 따라 서서히 및 조금씩 변경되는 뉴스 서비스와 같은, 정보 콘텐츠를 규칙적인 간격으로 전송할 수 있다. 이러한 방식에서, 사용자에 의해 요구된 특정 변화/업데이트만을 위성을 통해 전송하는 것은 사용자 단말기 키보드로부터의 요구에 의해 가능하게 될 것이다. 예컨대, 뉴스 서비스는 네트워크 위성 상호접속 장치(GSB 또는 NGS)의 메모리에 저장된 국내 뉴스를 포함하고, 반면에, 뉴스 서비스에 대한 사용자의 요구 이후에, 위성(BS)는 지역 뉴스 속보 또는 특정 주제에 관한 부연 설명을 전송할 것이다. 이러한 방식으로, 정보 콘텐츠 로드(load)는 위성(GS)에 의해 전송된 신호(BS)의 캐리어에 의해 감소될 수 있다.

예컨대, 만약 추가적인 데이터 흐름(BS)에 의해 실행된 이러한 서비스를 위한 기지국을 위해 채널이 예약된다면, 각 셀은 분당 10 고객까지 서비스할 수 있고 단일 서비스 센터는 전체 네트워크를 위해 필요한 모든 것이다. 이것은 단말기와 서비스 센터 사이의 극소량의 데이터로 달성가능하다.

상기한 설명은 본 발명의 특징 및 장점의 명쾌한 사상을 제공한다.

다른 장점은, 단일 위성 무선 방사로, 하나의 제공자에 속한 기지국(수 만개)은 모두가 그것들이 설치될 때마다 차례로 동작을 시작한다는 것이다. 위성 수신을 위한 기지국 및/또는 안테나 무선 콘트롤러 및 관련 장치를 구비하는 것은, 마치 각각의 모바일 단말기가 정지 위성으로부터 직접 멀티미디어 프로그램을 수신할 수 있는 것과 같은 것이다. 정보를 브로드캐스팅하는 정지위성의 시스템의 사용은, 기지국 또는 콘트롤러(CRR)가 구비해야 하는 수신 시스템(UMTS 환경과 호환가능한 표준에 대한 인터페이스 장치, 안테나, LNB, 디코더, 리코더)이 단순하고 경제적이라는 점에서, 특히 유용하다.

더욱이, 유사한 채널 또는 위성 트랜스폰더(transponder) 또는 트랜스폰더의 일부분의 대여는 모바일폰을 위한 특별한 서비스의 개발에 관하여 특히 비용 대비 효과적이다. 더 나아가, 본 발명에 따른 모바일 사용자를 위한 통신 네트워크는 셀룰라 네트워크에 의해 커버되는 영역 즉, 그 액세스 시스템의 이미 부분인 기지국 및 콘트롤러를 유용하게 사용한다. 그러면, 본 발명에 따른 전술한 모바일 통신 네트워크는 모바일 위성 네트워크와 모바일 사용자를 위한 지상파 네트워크를 통합하는 네트워크 형태와 다른 것으로 생각될 수 있다. 이러한 네트워크는 커버되지 않은(낮은 고객 밀도 때문에) 서비스 영역의 커버리지를 증가시키는 경향을 가지나, 전송 네트워크에서 트래픽을 크게 증가시키지 않고 본 발명에 따라 대신 유용하게 달성된 비트 전송률의 증가를 허용하지 않는다.

본 발명에 따른 모바일 사용자를 위한 통신 네트워크는 가장 짧은 시간에 최대의 유연성 및 쉬운 실행으로 계획된 서비스의 사용을 허용한다. 이것은 브로드 캐스팅 또는 멀티캐스팅 모드 위성을 사용하여 제공된 서비스의 비용 대비 품질의 비에서 장점을 달성하게 한다. 추가된 장점은 직접으로 브로드캐스팅 또는 멀티캐스팅이 가능한 것이다. 게다가, 본 발명을 사용하는 모바일 사용자를 위한 통신 네트워크는 UMTS 및 CDMA2000 또는 3G 군의 다른 유사한 표준과 호환된다. 또한, 오픈 인터페이스를 이용하거나 또는 GPRS와 같은 업데이트된 오래된 시스템과 유사한 구조에 기반을 둔 미래의 시스템과 호환 가능하다.

더욱이, 본 발명에 따른 모바일 사용자를 위한 통신 네트워크는 제공자로 하여금 사용자가 비디오를 볼 수 없으나(운전, 작업 등을 하는 동안) 오디오 프로그램은 청취할 수 있는 특정한 경우에 대역폭을 전략적으로 유용하게 최적화하도록 한다. 통계적으로, 사용자의 행동은 순환적인 경향이 있다(예컨대, 조식, 근무하러 가기 위한 운전, 작업, 점심, 작업, 퇴근하기 위한 운전, 개인적인 행위 등).

방대한 메모리의 계속적인 소형화 및 작은 마이크로프로세서의 작업 능력의 신속한 발전을 고려하면, 다양한 테마의 영화, 음악, 개인화된 비디오 또는 오디오 뉴스를 저장하고 이메일을 통해 영상, 그래픽 및 오디오 메시지 또는 텍스트를 작동시킬 수 있는 소형화된 단말기를 생산하는 것이 단시간 내에 가능할 것으로 생각하게 된다.

더욱이, 멀티미디어 서비스 제공자는 또한 고객에 의해 선택된 콘텐츠 및 업데이트를 가지고 음악 및 오디오 서비스 뿐만 아니라 양방향 TV를 제공하는쪽으로 이동할 것으로 생각된다.

GPRS 및 UMTS 시스템에 의해 제공된 "항상 온(always on)" 연결 모드와 호환 되는 이러한 접근은, 제공자로 하여금 그가 다양한 레벨에서(네트워크 무선 콘트롤러, 기지국 및 사용자 단말기에서) 메모리 캐쉬로 전환할 수 있는 점에서 피크 시간에서의 대역폭에 대한 요구를 줄이는 것을 이롭게 할 것이다.

본 발명의 신규한 사상으로부터 벗어나지 않으면서, 모바일 사용자 및/또는 기지국 및/또는 무선 네트워크 콘트롤러 및/또는 예를 통해 상기에서 설명한 정보를 보내기 위한 방법에 대한 많은 변형이 가능한 것은 통신 네트워크에 대한 해당 업계의 통상의 지식인에게 명백하고, 본 발명의 실질적인 실시에서 구성요소들은 종종 설명한 것과 형태 및 사이즈에서 다를 수 있고 기술적인 균등물에 의해 치환될 수 있는 것 또한 명백하다.

예컨대, 양방향 위성 접속을 실현하기 위해 필요한 장치를 가진 액세스 네트워크의 몇몇의 기지국을 구비하고, 무선 제어기를 설치하여, 적합하게 고정된, 저비용의 국내 위성 무선 수신기를 구비한 단일 사용자와 거대한 양의 양방향 데이터 흐름의 교환이 가능한 큰 대역폭을 가진 정지위성의 장래 이용이 가능하게 되면, 짧은 응답 지연이 허용될 수 있는 사용자들은, 지상 네트워크를 초과 로딩하지 않고, 장거리 비디오 회의를 행해거나 또는 비디오 전송을 가능하게 될 것이다. 반면에, 제공자로서는, 통신 인프라가 결여된 위치에서 또는 불충분하거나 또는 부적합한 인프라를 갖는 위치에 원격 기지국(부가적으로 또는 일시적으로)을 설치하는 것 또한 가능하게 될 것이다.

본 발명에 따른 기지국은, 위성과 UMTS 단말기 사이에서 양방향 통신을 허용한다; 도 2 및 도 3에서는 다운링크만, 즉, 서비스 제공자로부터 사용자로의 통신 이 설명되며, 이러한 전송방향은 현재 더욱 적절하고 가까운 미래에 UMTS 사용자에 대한 고품질, 혁신적인 서비스를 제공함으로써 중요한 경제적인 이익을 제공할 수 있다.

그러나, UMTS 인터페이스에 대한 액세스는 UMTS 전송 네트워크에 대한 액세스 네트워크로서 뿐만 아니라, 위성 네트워크의 액세스 인프라 구조로서 액세스 서브시스템을 사용하게 한다. 상기 설명한 구조는 차세대의 모바일 단말기를 가진 사용자가 적절한 국내 위성 인터페이스를 구비한 사용자를 위해 현재까지 예비된 위성 방송서비스(통상의 TV, "CD 품질" 오디오 및 인터넷 또는 개인화된 데이터)에 직접 액세스하는 것을 허용한다.

통상의 기지국이 고속으로 한정된 수의 채널을 구동시킬 수 있기 때문에, 인터랙티브하지 않거나 또는 부분적으로 인터랙티브한 텔레비전 채널을 단지 작은 개수(통상 하나 또는 둘)로 사용하는 것은 비용 대비 효과적인 것으로 보인다. 기지국의 일부는 빌딩 상에 설치될 수 있다. 일반적으로 기지국에 통합된 위성 연결 시스템과 국내 위성 연결 시스템 사이에 다양한 공통의 요소가 존재하기 때문에, 전체 빌딩에 대해 공유된 위성 연결 시스템의 기능을 빠르고 경제적으로 실행할 수 있도록 국내 위성 연결 시스템의 요소들을 가지고 기지국을 조직하는 것이 비용 대비 효과적일 수 있다. 기존재하는 빌딩의 넓게 공유된 장비의 사용에 한번 더 집중한다면, 주택, 아파트 또는 사무실 빌딩에 기존재하는 위성 안테나를 활용하여 새로운 기지국을 구비하는 것도 가능하게 될 것이다.

끝으로, 본 발명을 사용하는 통신 네트워크는 UMTS를 위해 필요한 구조에 한 정되지 않는다는 것이 명백하다. 예컨대, GPRS 또는 DECT 시스템을 사용하는 경우 2.5세대 표준과 관련하여 사용될 수 있다. 본 발명에 따른 통신 네트워크는 또한 블루투스(Bluetooth), 또는 Weca(Wireless Ethernet Compatibility Alliance) IEEE802.11 A 또는 B, 또는 심지어 HomeRF 또는 또한 이더넷에 기반하지 않는 것과 같은, 무선 랜(LAN; Local Area Network)과 통합된 애플리케이션이 있다. 상기 프로토콜에 따른 신호는, 본 발명에 따른, 위성 안테나와 연결된 UMTS(또는 GPRS) 네트워크의 낮은 이동성 피코셀(picocells) 액세스 서브시스템(예컨대, 슈퍼마켓, 공항에서)을 통하여 운반될 수 있다. 본 발명에 따른 상기 서브시스템은 UMTS 주파수와 랜 주파수 둘 다에서 수신하는 단말기 사용자들에게 일반적인 UMTS 서비스에 의한 브로드캐스팅에 관하여 다르고 지역적이고, 및 랜 및 랜 서버를 통한 일반적인 브로드캐스팅에 관하여 부가적일 수 있는 정보를 브로드캐스팅하도록 상기 언급한 무선의 액세스 포인트(AP for Weca)에 통합된다.

도 1은 종래 기술에 따른 모바일 통신 네트워크의 기본적인 블록도를 나타내고;

도 2는 본 발명에 따른 모바일 사용자를 위한 통신 네트워크의 네트워크 요소의 기본적인 블록도를 나타내고;

도 3은 도 2에 도시된 네트워크에 대한 변형인 모바일 사용자를 위한 통신 네트워크의 네트워크 요소의 기본적인 블록도를 나타낸다.

Claims

모바일 사용자를 위한 공중 셀룰라 통신 네트워크에 있어서,

상기 모바일 사용자의 사용자 단말기와 제 1 정보 흐름(TS)을 교환하는 무선 기지국(SNB)과 상기 무선 기지국(SNB)을 제어하는 무선 네트워크 컨트롤러(RNC)를 구비하는 액세스 서브시스템(STA), 및

상기 공중 셀룰라 통신 네트워크의 스위칭 및 라우팅 기능을 실행하고, 상기 액세스 서브시스템과 외부 네트워크(EXTNET) 사이의 상기 제 1 정보 흐름(TS)을 교환하는 전송 서브시스템(STT)을 포함하고,

상기 액세스 서브시스템(STA)은 브로드캐스팅 네트워크의 브로드캐스팅 수단(GS)에 의해 브로드캐스팅된 제 2 정보 흐름을 수신하는 연결 수단(GSB, NGS)을 구비하고,

상기 연결 수단(GSB, NGS)은 상기 무선 기지국(SNB) 또는 상기 무선 네트워크 컨트롤러(RNC)에 연결되어, 상기 제 2 흐름(BS)은 상기 연결 수단으로부터 상기 무선 기지국(SNB)에 전달되고,

이로써, 상기 무선 기지국은 제 2 정보 흐름을 상기 사용자 단말기로 브로드캐스팅하는 것을 특징으로 하는 공중 셀룰라 통신 네트워크.
제 1 항에 있어서,

상기 연결 수단은 제 2 정보 흐름을 디코딩하기 위한 디코더와, 디코딩한 것 을 상기 무선 기지국으로 전달하기 위해 상기 네트워크에 의해 지원되는 표준에 따라 다시 코딩하는 인코더를 포함하는 것을 특징으로 하는 공중 셀룰라 통신 네트워크.
제 1 항에 있어서,

상기 브로드캐스팅 수단은 정지 위성을 포함하는 것을 특징으로 하는 공중 셀룰라 통신 네트워크.
제 3 항에 있어서,

상기 연결 수단은 상기 정지 위성(GS)으로 전송이 가능한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 공중 셀룰라 통신 네트워크.
제 1 항에 있어서,

상기 공중 셀룰라 통신 네트워크(UNET)는 유니버설 모바일 통신 시스템(UMTS) 표준에 따른 네트워크이고, 상기 액세스 서브시스템(STA)은 상기 UMTS 지상 무선 액세스 네트워크(UTRN) 형태인 것을 특징으로 하는 공중 셀룰라 통신 네트워크.
제 1 항에 있어서,

상기 연결 수단(GSB, NGS)은 상기 제 2 정보 흐름(BS)의 전부 또는 일부를 저장할 수 있는 하나 이상의 저장 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 공중 셀룰라 통신 네트워크.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 연결 수단은 아날로그 변조방식의 오디오 무선 전송 또는 지상파 TV 를 수신하는 것을 특징으로 하는 공중 셀룰라 통신 네트워크.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 연결 수단은 특정 디지털 비디오 브로드캐스팅에서의 지상파 디지털 브로드캐스팅을 수신하는 것을 특징으로 하는 공중 셀룰라 통신 네트워크.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 액세스 서브시스템은 피코셀을 포함하는 것을 특징으로 하는 공중 셀룰라 통신 네트워크.
제 8 항에 있어서,

상기 액세스 서브시스템은 피코셀을 포함하는 것을 특징으로 하는 공중 셀룰라 통신 네트워크.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 무선 기지국은 지역(Local Area) 네트워크의 제 1 주파수 및 상기 공중 셀룰러 통신 네트워크의 제 2 주파수 상에서 전송하는 것을 특징으로 하는 공중 셀룰라 통신 네트워크.
제 9 항에 있어서,

상기 무선 기지국은 지역 네트워크의 제 1 주파수 및 상기 공중 셀룰러 통신 네트워크의 제 2 주파수 상에서 전송하는 것을 특징으로 하는 공중 셀룰라 통신 네트워크.
제 10 항에 있어서,

상기 무선 기지국은 지역 네트워크의 제 1 주파수 및 상기 공중 셀룰러 통신 네트워크의 제 2 주파수 상에서 전송하는 것을 특징으로 하는 공중 셀룰라 통신 네트워크.
공중 셀룰라 통신 네트워크의 모바일 사용자에게 정보를 전송하는 방법에 있어서,

제 1 정보 흐름(TS)이 외부 네트워크(EXNET)로부터 상기 통신 네트워크의 전송 서브시스템(STT) 및액세스 서브시스템(STA)를 거쳐 상기 모바일 사용자로 전송되는 단계, 및

제 2 정보 흐름(BS)이 브로드캐스팅 네트워크의 브로드캐스팅 수단에 의해 브로드캐스팅 되는 단계를 포함하고,

상기 제 1 정보는 상기 액세스 서브시스템에 포함된 무선 기지국(SNB)에 의해 상기 사용자 단말기로 송수신되고,

상기 제 2 정보는 상기 무선 기지국(SNB) 또는 상기 무선 기지국을 제어하는 무선 네트워크 컨트롤러(RNC)에 연결된 연결 수단에 의해 수신되고,

이로써, 상기 제 2 정보 흐름(BS)은 상기 연결 수단으로부터 상기 무선 기지국(SNB)으로 전달되고, 상기 무선 기지국은 상기 제 2 정보 흐름을 상기 무선 기지국에 연결된 상기 사용자 단말기로 브로드캐스팅하는 것을 특징으로 하는 공중 셀룰라 통신 네트워크의 모바일 사용자에게 정보를 전송하는 방법.
제 14 항에 있어서,

상기 연결 수단은 제 2 정보 흐름을 디코딩하고, 디코딩한 것을 다시 코딩하여 상기 무선 기지국으로 전달하는 것을 특징으로 하는 공중 셀룰라 통신 네트워크의 모바일 사용자에게 정보를 전송하는 방법.
제 14 항 또는 제 15 항에 있어서,

상기 브로드캐스팅 수단은 정지 위성을 포함하는 것을 특징으로 하는 공중 셀룰라 통신 네트워크의 모바일 사용자에게 정보를 전송하는 방법.
제 16 항에 있어서,

상기 연결 수단은 위성과 사용자 단말기 사이의 쌍방향 통신을 제공하는 것을 특징으로 하는 공중 셀룰라 통신 네트워크의 모바일 사용자에게 정보를 전송하는 방법.
제 15 항 또는 제 16 항에 있어서,

상기 브로드캐스팅 수단은 아날로그 변조방식의 오디오 무선 전송 또는 지상파 TV를 브로드캐스팅하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 공중 셀룰라 통신 네트워크의 모바일 사용자에게 정보를 전송하는 방법.
제 15 항 또는 제 16 항에 있어서,

상기 브로드캐스팅 수단은 지상파 디지털 브로드캐스팅(DVB)을 브로드캐스팅하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 공중 셀룰라 통신 네트워크의 모바일 사용자에게 정보를 전송하는 방법.
제 15 항 또는 제 16 항에 있어서,

상기 액세스 서브시스템은 피코셀을 포함하는 것을 특징으로 하는 공중 셀룰라 통신 네트워크의 모바일 사용자에게 정보를 전송하는 방법.
제 20 항에 있어서,

상기 무선 기지국은 지역 네트워크의 제 1 주파수 및 상기 공중 셀룰러 통신 네트워크의 제 2 주파수 상에서 전송하는 것을 특징으로 하는 공중 셀룰라 통신 네트워크의 모바일 사용자에게 정보를 전송하는 방법.