KR20090100000A - 무선랜을 이용한 이종 통신망 간의 데이터 중계 시스템 및방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 무선인터넷망을 이용한 이동형 핫스팟 중계시스템에 관한 것으로, Wibro, Wimax, WiFi, HSDPA, LTE 등 3세대 및 4세대의 이동통신망의 기지국이나 중계기에 접속하여 송수신되는 데이터를 IEEE 802.11패킷으로 변환하고 중계하여 무선인터넷을 제공하는 데이터 릴레이 시스템에 관한 것이다.

핫스팟, Wibro, Wimax, WiFi, HSDPA, LTE

Description

무선랜을 이용한 이종 통신망 간의 데이터 중계 시스템 및 방법{System and method for data relay using wireless LAN between deferent telecommunication networks}

본 발명은 Wibro, Wimax, WiFi, HSDPA, LTE 등 3세대 및 4세대의 이동통신망의 기지국이나 중계기에 접속하여 송수신되는 데이터를 IEEE 802.11패킷으로 변환하고 중계하여 무선인터넷을 제공하는 데이터 릴레이 시스템 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로 무선랜은 오정의 영역에 위치한 사용자가 허용된 억세스 영역 내에서만, 무선으로 인터넷과 같은 네트워크를 이용할 수 있는 장점이 있다. 반면, Wibro, Wimax, HSDPA, LTE 등은 사용자가 일정정도의 서비스영역 내에서는 이동중에도 인터넷을 이용할 수 있는 시스템이다.

무선랜이 고속의 데이터 전송속도를 지원하는 반면 이동성이 부족한 단점이 있고, 상술한 이동통신 시스템은 이동성이 확보되나 고속의 데이터 전송이 불가능하고 이용요금이 비싸다는 단점이 있다.

따라서, 상술한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 무선랜을 이용하여 이동성이 있으면서도 저렴하면서 사용이 용이한 중계 시스템 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 무선랜을 포함하는 이종 시스템 간에 핸드오버가 용이하도록 하는 시스템 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 무선랜을 포함하는 이종 시스템 간의 서비스 연동을 위하여 고속 패킷처리 및 변환을 위한 시스템 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 IEEE 802.11 표준을 포함하는 이종 시스템 간에 핸드오버 및 고속패킷 처리를 위한 시스템 및 방법을 제공함에 있다.

이동통신망과, 무선랜과, 이동통신망과 무선랜을 통하여 통신이 가능하며, 이동통신망의 기지국 영역과 상기 무선랜 영역 간의 이동에 따라 상기 이동통신망 또는 무선랜으로 핸드오버를 처리하고, 상기 핸드오버에 따른 프로토콜 변환을 수행하는 단말기 및, 핸드오버를 위해 상기 단말기의 위치 및 접속정보에 따라 단말 기가 이동통신망 또는 무선랜과의 접속을 제어하고, 우선순위에 따라 이동통신망 및 무선랜이 중복되는 영역에서의 접속을 제어하는 연동서버를 구비함을 특징으로 한다.

본 발명은 무선랜을 이용하여 이동성이 있으면서도 저렴하면서 사용이 용이하고, 이종 시스템 간에 핸드오버가 용이하며, 이종 시스템 간의 서비스 연동을 위하여 고속 패킷처리 및 변환을 수행할 수 있고,IEEE 802.11 표준을 포함하는 이종 시스템 간에 핸드오버 및 고속패킷 처리를 구현할 수 있는 장점이 있다.

휴대인터넷 서비스인 와이브로(이하 모바일 와이맥스) 서비스는 국내 연구소/기업에서 세계최초로 개발하여 서비스하고 있는 광대역 고속 휴대인터넷 서비스이다. 현재 모바일 와이맥스는 서울시, 분당, 및 대학교 캠퍼스 등을 중심으로 서비스를 하고 있으며, 부산, 포항 대도시권역 등을 시발로 하여 전국망 구축이 가까운 미래에 실시될 것으로 예상되며, 또한 미국의 서비스 사업자인 스프린트가 미국에서 모바일 와이맥스 기반의 XHOM 서비스를 2008년에 시작하기로 예정되어 있으며, 세계 여러 국가가 서비스를 시작예정이거나 시행하고 있다.

와이브로 서비스는 국내 뿐 아니라 모바일 와이맥스라는 명칭으로 해외에 서비스될 예정이므로 국내에서의 서비스가 발전할 경우 각종 관련 제품들의 국외 수 출로 인하여 국가 경제 및 산업 발전에 지대한 기여를 할 것으로 기대된다.

현재 서비스 중인 모바일 와이맥스는 개인 단말이 이동차량 내에서 기지국과 직접 송수신을 하고 있으나, 버스나 지하철 등의 교통수단들의 경우 차체 대부분이 금속성 재질이고 차량 내 복수 사용자들의 트래픽/제어 요청으로 인한 성능 저하로 이동 차량 내에서 높은 전송속도를 요구하는 사용자들의 요구사항을 만족시키지 못하고 있다. 또한, ITS (Intelligent Transportation System)/텔레메틱스의 발전이 진행되면서 이동차량으로의 인터넷 접속이 요망되고 있다.

와이브로의 기반이 되고 있는 IEEE 802.16 규격은 최근 IEEE 802.16j 멀티홉 중계기 규격이 제정되고 있는 중이며, 이동형 멀티홉 중계기(Mobile Multi-hop Relay, MMR)는 중계기가 이동하며 단말에 서비스를 중계할 수 있는 기능 제공을 목표로 하고 있다. MMR은 버스, 전철, 선박, 승용차 등 이동차량에서 사용되는 것을 타겟으로 하며, 기지국(MR-BS), 중계기(RS), 단말(MS)로 구성된다.

그러나, MMR의 근간이 되는 IEEE 802.16j 규격은 Relay Station이 새로이 추가됨에 의해 이를 지원하기 위한 기지국의 규격이 기존 IEEE 802.16e 또는 와이맥스와 다르다. 와이맥스가 TDD(Time Division Duplex)를 기반으로 하고 기지국과 중계기가 동시에 송신 또는 수신을 할 수 없기 때문에 기존 기지국의 규격에서 추가/변경되어야 함. 단말의 규격만 기존 것을 그대로 사용할 수 있다.

MMR을 버스, 전철, 선박, 승용차 이동차량에서 사용하기 위해서는 1) IEEE 802.16j 규격이 완성되어야 하며, 현재 기지국이 모두 IEEE 802.16j 규격을 따르도록 MR-BS라는 형태로 변경되어야 한다. 그러나, 현재 추세에 의하면 IEEE 802.16m 즉 IMT-advanced 규격을 따르는 와이맥스 기지국이 개발완료 되는 시점에 도달해야 지원할 가능성이 있다. 따라서, MMR 서비스는 불투명하거나 상당한 시간을 필요로 하다.

현재 또는 가까운 미래에 이동차량 내에서 양질/고속의 인터넷서비스를 지원하기 위해서는, 차량 외부 또는 유리창에 기지국과 통신하는 안테나를 장치하고, 차량 내에 단말에 서비스하는 부분을 장착하도록 한다. 또한, 현재 모바일 와이맥스 기지국과 간섭이 일어나지 않기 위하여 차량 내에서 IEEE 802.11 (WiFi)로 송신 변경하여 인터넷 서비스를 제공하도록 하고, 이를 데이터 릴레이(Data relay)라 한다.

이때 중요한 이슈는 현재 모바일 와이맥스 단말 1개의 수신 성능을 여러 WiFi 단말이 공유하게 되므로 원활한 인터넷 서비스를 제공할 수가 없다는 것이다. 따라서, 이를 위하여 모바일와이맥스/와이파이 데이터 릴레이에 USB 포트를 복수 개 장착하고 각각의 USB 포트에 모바일 와이맥스 USB 단말을 추가 장착하여 기지국으로부터의 데이터 수신 성능을 배가하여 이를 통해 하방 WiFi 사용자들에게 높은 data rate를 서비스할 수 있는 Stackable 데이터 릴레이가 요구된다.

또한, 복수개의 데이터 릴레이 백홀(backhaul) 포트들에 균등한 트래픽 배분을 통해서 하위 WiFi 단말 사용자들에게 균등하게 향상된 성능을 제공하고 QoS를 보장할 수 있는 기능인 load-balancing 기능을 상기 시스템에 추가된다.

따라서, 본 발명에 따른 핵심기술은 다음과 같이 요약된다.

I) 모바일 와이맥스/와이파이 데이터 릴레이 기술

II) Stackable 모바일 와이맥스 링크 확장 기술

III) 모바일 와이맥스 백홀 포트간 connection load balancing 기술

본 발명은 이동 차량, 댁내, 기업 내 무선인터넷 성능을 릴레이를 사용하여 높이고자 하는 기술로, 모바일 와이맥스를 무선 백홀 링크로 이용하여 이종 무선 프로토콜로 전송하는 이동 가능한 데이터 릴레이를 개발하는 것으로, i) 최적/고속 패킷 변환 기술을 개발하여 data rate를 하락시키지 않으며 QoS를 만족하도록 하며, ii) Stackable Link Configuration 기능과, iii) Connectin Load Balancing 기술을 제공한다.

패킷처리를 위한 메모리 사용빈도와 사용방식을 최적화하여 고속 패킷변환 되도록 하는 기술은 프로토콜 변환 시에도 성능을 하락시키지 않게 하여, 패킷의 헤더가 교체됨에도 불구하고 IEEE 802.16j MMR 대비 우수한 성능을 가져오게 할 수 있다.

사용자 수가 증가함에 따라 사용자 단말로부터 요구되는 대역폭이 증가될 때, 데이터 릴레이에 단순히 모바일 와이맥스 상용 USB모뎀을 추가 장착함에 의해 자동으로 성능향상 되도록 하는 Stackable link configuration 기술은 쉽게 추가/제거가 가능한 무선인프라의 장점을 활용한 것으로, 부족한 무선망의 자원을 증대할 수 있어 매우 실용적인 기술이다.

본 발명에서 개발하는 Connection Load Balancing 기술은 복수 사용자의 연결 수 및 트래픽 량 등 각종 메트릭에 따라, 데이터 릴레이의 모바일와이맥스 링크 들 간의 connection 배정(connection ID, CID)을 동적으로 조정하여 특정 링크에 트래픽이 몰려 성능이 저하되는 것을 방지하여 전체적으로 성능을 향상시키는데 효과적이다.

본 발명은 확장되어 개방형 인터페이스인 USB 포트에 3GPP, 3GPP2 계열 이동통신 모뎀도 장착 가능하도록 개발하여 이종망간 결합 뿐 아니라 개방형 프로토콜에 대한 기술로 응용할 수 있다.

모바일 와이맥스와 달리 이미 VoIP 관련 인프라가 마련되어 있는 IEEE 802.11 프로토콜의 장점을 활용하여 WiFi VoIP 폰 등을 이용하여 이동차량 내 또는 가정 내에서 전화/화상전화를 사용할 수 있다. 복수 사용자들의 집단 핸드오버를 가능하게 함으로써, 관련 기술에 직간접적으로 영향을 줄 수 있다.

본 발명에 따르면 운송수단 및 댁내/기업 내에 설치되어, 무선자원을 효율적으로 사용하고 성능을 향상시켜 더 많은 사용자들이 양질/고속의 인터넷 서비스를 차량 내에서 사용할 수 있도록 기여할 수 있다. 모바일와이맥스 단말모뎀을 무선 백홀 형태로 활용할 수 있게 되어 모바일 와이맥스의 활성화를 또다른 응용 형태로 기여할 수 있게 하여 관련 산업의 활성화에 기여할 수 있다.

내비게이션, 디지털방송, ITS 등 버스/전철 등의 차량에도 인터넷 접속의 필요성이 대두되고 있기 때문에, 모바일 와이맥스를 거쳐서 다양한 형태의 무선통신 서비스를 원활히 제공할 수 있으므로 다양한 기술이 접목되어 사용자에게 다양한 서비스 공급이 가능하다. 전 세계적으로 인터넷 인프라가 널리 설치되어 있지 않은 국가에서 활용성이 높으며, 또한 이동 차량 내 전화나 인터넷이 가능하게 된다. 따 라서, 수출로 인한 국가의 지대한 경제적 수익이 기대된다.

백홀 망 표준규격이 변동되더라도 개방형 USB 인터페이스 접속 및 S/W 업데이트만으로 호환이 가능하므로 상용화/사업화에 있어서 매우 유용한 장점을 지닌다. 국내 대중교통 및 인터넷 보급률 규모를 고려해 보았을 때, 본 기술은 경제·산업에의 파급효과가 상당할 것으로 기대된다.

본 발명의 응용분야는 도1에 도시됨과 같이 이동 데이터 릴레이를 통한 데이터의 차량 내 중계는 차량 내 단말의 성능을 높여줄 것으로 예상될 뿐 아니라, 릴레이를 통해서 이동차량에서 IP-TV를 수신하여 방송하거나 그 밖에 ITS (Intelligent Traffic System) 등을 서비스할 수 있다. 또한, 이러한 이동 릴레이는 coverage가 작고 지원 사용자수가 많지 않기 때문에 저비용으로 제작 가능하다. 따라서, 실용성과 경제성에 있어 우수하며, 부가적인 시장 및 산업 창출이 가능하므로 실용성과 경제성에 있어 우수하며, 부가적인 시장 및 산업 창출이 가능하다.

주요 응용 타겟으로 하고 있는 버스와 지하철 등 운송수단이 국내를 비롯한 선진국에서 상당히 발전하였고 그 숫자가 많기 때문에 사업화시 방대한 수요가 예상되며, 관련 산업의 발전이 기대된다. 차량 내에서 최적의 인터넷 서비스를 제공함으로써 장소에 구애받지 않는 다양한 정보 수집 및 생활 편의를 제공할 수 있다.

도2에 도시됨과 같이 댁내/기업 내에서 기존의 유선망에 연결하여 사용하는 WiFi AP를 대체하여 댁내/기업 내에서 장소에 관계없이 이동하며 어디에서나 사용할 수 있는 AP로 동작하게 할 수 있다. 특히, 네트워크 인프라 설치가 부족한 개발도상국이나, 면적/인구밀도로 인한 설치비용 문제가 걸려있는 국가 등에서 이를 사 용할 경우 상당한 효과를 기대할 수 있다. WiFi VoIP phone을 사용하여 차량내 전화를 사용하게 할 수 있으며, 차량 내 관광가이드 정보 또는 실시간 교통정보 등을 제공할 수 있다. 기존의 hot-spot(무선랜 억세스 포인트) 서비스를 오랜 시간 동안 이용하는 이동차량 내에서도, 사용하게 할 수 있는 이동형 hot-spot 서비스의 응용이 활성화될 것으로 전망된다.

복수명의 사용자가 차량 내에서 적절한 스피드로 인터넷을 사용하게 할 수 있으므로, 식당이나 공공장소에서만 가능한 기존의 hot-spot 서비스를 오랜 시간을 보내는 이동차량 내에서 사용하게 하여 관련 서비스 업체의 수익 사업 모델로 작용할 수 있다. 고속 패킷변환기술, stackable link configuration 기술, connection load balancing 기술 등은 3GPP, 3GPP2 등 이동통신망의 인터넷 서비스에도 적용되어 응용될 수 있다. 또한, USB 포트를 이용한 개방형 접속 인터페이스를 이용하여 타 이동통신망으로의 확장이 가능하여 소프트웨어의 재설정을 통한 다양한 응용(이종망 stackable 결합, 이종망간 핸드오버, 이종망간 load-balancing 등등)이 가능하다.

본 발명은 국내/외에서 제공되고 있는/제공될 와이브로 서비스의 발전과 관련 사업의 부흥을 기대할 수 있으며, 모바일 와이맥스의 테스트베드로서의 대한민국은 관련제품 및 기술의 세계 수출로 인한 이익을 거둘 수 있으므로 본 개발의 추진은 중요한 의미를 지닌다.

이동 데이터 릴레이의 신규 시장을 창출하고, 모바일 와이맥스 제품으로서 상당액수의 수출을 기대할 수 있음. 또한, 각종 다양한 관련 응용에 대한 산업 파 급효과가 기대된다.

모바일 와이맥스에 대한 기술은 국내 연구진/기업들이 세계에서 가장 앞서고 있는 분야로서, 기술 수준, 제품개발, 서비스 측면에서 모두 선도하고 있다. 삼성전자, 포스데이타는 모바일 와이맥스용 기지국, 제어국, 단말 등을 개발하고 각국 통신사업자들과 비즈니스 협력 관계를 추진하고 있다. 또한, 와이맥스 웨이브 2를 개발 완료하고 차세대 기술인 IMT-advanced표준에 채택되도록 IEEE 802.16m 또는 와이브로 이볼루션 연구 및 관련 제품 개발을 진행하고 있다. ETRI에서는 와이브로 이볼루션을 개발하고 있으며, 2010년으로 예정된 ITU의 4세대 이동통신(IMT-Advanced) 표준에 채택되도록 추진하고 있으며, IEEE 802.16j MMR 연구도 함께 진행하고 있다. KT와 SK텔레콤은 서울시 전역과 수도권 등에서 모바일 와이맥스를 서비스하고 있으며, KT는 여러 가지 단말을 공급하고 있다. KT 인프라 연구소에서는 IPv6 기반 모바일 와이맥스 연구와 초소형 펨토셀 기지국에 대한 연구를 진행하고 있다.

모바일 와이맥스 칩셋을 국내업체로는 GCT와 삼성전자가 주로 공급하고 있으며, 국외업체로는 인텔, 넥스트웨이브, 비심 社들이 주요 공급 업체이다. 와이브로 단말모뎀 모듈은 본격적으로 모바일 와이맥스 서비스 중인 국내에서 주로 생산/판매되고 있으며, 모다정보통신, 명민테크놀로지, 유어넷 등에서 제품을 생산하고 KT를 통해 판매를 하거나 계획 중이다.

국외에서 Motorola, Nokia, Nortel, Alvarion, Alcatel 등 세계 굴지의 장비 제조업체들은 모바일 WiMax Wave2 장비를 개발하고 있으며, Intel, Beceem, Runcom, Sequance 등의 칩 업체들은 모바일 WiMAX용 단말 칩들을 상용화하였다. 기산텔레콤을 비롯한 모바일 와이맥스 중계기 개발업체에서는 표준광(옥외형), 인빌딩, RF, 지하철 중계기를 개발하였으며, 주로 음영지역을 커버하는 용도로 개발되었다. 이동 중계기는 표준 규격인 IEEE 802.16j MMR이 있으나 아직 이 규격은 제정 중에 있으며, 기존 IEEE 802.16e 기지국의 변경을 요하기 때문에 변경된 BS와 RS를 모두 갖춘 완전한 시제품 형태는 존재하지 않으며, 따라서 상용화되기까지 오랜 기간이 필요하거나 상용화되지 않을 수 있다.

Femto cell을 지원하는 초소형 모바일 와이맥스 AP(기지국)가 KT, 삼성전자 등에서 개발되었으며, 이는 ADSL, 이더넷 등의 유선 인터넷을 AP에 연결하고 이를 모바일 와이맥스로 단말들에 서비스하는 것이다. 따라서, Femto cell planning에 있어 self-organization 이 요망되며, 상용화 시점까지는 여러 가지 설치방식연구 및 비용 등 제약을 극복해야 한다.

국제적으로 IEEE 802.16에 대한 연구가 계속 진행 중이며, 현재 IEEE 802.16j 표준을 위한 draft document를 만들었으며, IEEE 802.16m은 현재 requirements를 만든 상태이다. 국내에서는 ETRI, KT, 삼성전자, LGT, 포스데이타, 탈레스 등이 주요 관심을 가지고 있으며, 국외는 Intel, Motorola, Mitsubishi, Fuzitsu, Nortel, Nokia, Toshiba, Alcatel, KDDI, Huawei 등 다양한 제조, 서비스 업체에서 표준 및 개발에 관심을 기울이고 있다. 2006년 기업 무선LAN 시장에서는 시스코가, 개인시장에서는 Linksys가 각각 1위를 기록하고 있다. 기업시장에서 시스코는 60%가 넘는 시장점유율을 보이며 압도적인 1위를 지키고 있으며, 개인시장 에서는 Dlink와 NETGEAR의 2, 3위 다툼이 치열하다.

국내의 경우 무선LAN 서비스 시장은 2005년 377억으로 `04년 대비 23% 성장하였으나, 장비시장은 약 396억원 규모로 전년대비 26% 감소되었음. 이러한 장비 시장의 감소는 당시 모바일 와이맥스 서비스에 대한 투자로 인해 상대적으로 무선 LAN에 대한 투자를 축소하였기 때문이다.

국내 WiFi 서비스 분야는, 2.4GHz 대역을 이용한 공중무선 LAN 서비스가 2002년 2월 KT와 하나로 텔레콤에 의해서 개시된 이후, 2006년 5월말 기준 469,000명의 가입자가 이용 중이며 전국 주요도시를 중심으로 IEEE 802.1x 표준장비를 이용한 16,000개의 핫스팟이 구축되어 있다. KT는 현재 전국에 설치된 핫스팟을 이용하여 Nespot이라는 고정형 WiFi 서비스를 하고 있다.

모바일 와이맥스를 이용한 IEEE 802.11 WiFi AP의 개념은 국내에서 연구 중이나, 일체형으로 설계되므로 작은 용량의 와이맥스 1개를 2명 이상의 사용자가 공유할 경우 사용자당 성능이 낮아서 정상적인 인터넷 사용이 어렵게 되어 이동차량이나 복수명의 사용자가 공동 사용할 수 있는데 적합하지 않다. 성능을 확장할 수 있는 기능이 지원되지 않으며, 와이맥스 성능을 그대로 중계하기 위한 고속 패킷 변환 구현기술이 고려되지 않고, 역시 복수개의 물리적 링크가 없으므로 load balancing 기술 역시 고려되지 않고 있다.

스프린트는 2008년부터 미국 전역에서 상용 서비스를 제공하겠다고 밝힌 바 있으며, 2009년까지 미국 35개 지역의 1억 명 이상을 대상으로 서비스를 제공하는 것을 목표로 하고 있다. Sprint는 모바일 와이맥스로 미국 내의 50개 대도시에서 1 억 8,500만 명의 사용자를 Clearwire는 이와는 별도로 1억 1,500만명을 커버할 계획이다. 와이맥스 서비스 개시 이후 곧바로 선보일 PC카드 외에도 2008년까지 게임기기, 노트북, 카메라. 전화 등을 내놓을 예정이고, 칩셋 벤더와 가전 업체, 단말 제조사들과 협력하여. 모바일 와이맥스가 WiFi 처럼 다양한 기기에 내장될 수 있다.

세계 모바일 WiMAX 가입자는 2006년 25만 명에서 급격한 성장을 거듭하여 2010년에는 2,700만 명에 이를 전망임. 모바일 WiMAX의 기지국과 단말기 시장은 2010년에 각각 3억 6천만 달러, 12억 3천만 달러에 달해 총 장비 시장 규모가 16억 달러에 이를 전망이다. 미국의 In-Stat에 따르면 세계 모바일 핸드셋용 모바일 WiMAX의 칩셋의 시장은, 2007년에 각각 2천8백만 달러, 2008년에 각각 8천5백만 달러, 2009년에 1억6천5백만 달러가 될 것으로 예상된다.

모바일 와이맥스는 이동 중 인터넷 사용 뿐 아니라 댁내 ADSL, WLAN을 교체할 수준에 이르게 되고, 이를 이용하여 현재 가정에서 사용하는 것처럼 WiFi를 이용하여 댁내에서 인터넷을 사용할 수 있도록 할 것이다.

WiFi 칩셋은 Broadcom, Marvell, Atheros, Intel, TI, Connexent 등의 칩 제조 회사들이 802.11a/b/g 칩셋을 판매하고 있으며, Airgo사가 차세대 무선랜인 802.11n 칩셋을 출시하였으며, 다른 업체들도 802.11n 칩셋을 출시하고 있다.

세계 무선 LAN 장비시장은 '06년~'10년간 생산대수 기준으로 연평균 4.4%의 마이너스 성장이 예상되며, 매출시장 역시 -0.1%의 성장이 예상된다. 그러나, 무선LAN 카드(NIC: Network Interface Card) 시장은 급속한 단가하락으로 매출시장이 감소 추세인 반면, AP(Access Point) 시장은 '06년~'10년까지 연평균 3.8%의 성장을 통해 12.4억 달러의 시장을 형성할 것으로 전망되고, 개인보다는 기업이 시장을 주도할 것으로 전망된다.

국내 무선 LAN 서비스 가입자는 2010년에는 98만 명으로 증가할 전망이며, 매출액은 연평균 6% 성장을 통해 2010년에는 390억 원 규모로 확대될 전망이다. 특히, KT의 노력으로 그간 폭발적인 성장세를 보이던 핫스팟의 경우, 향후에는 연평균 5.6%의 점진적인 증가세를 보일 전망이다. 도3은 국내 모바일 와이맥스의 세계시장 규모 예측이다.

본 발명은 Wibro/Wimax기지국으로부터 데이터를 송수신하는 서비스 계층의 휴대 및 이동형의 중계시스템으로 그 프로토타입 구조는 도4에 개시됨과 같으며, 주요 핵심 개발기술은 다음과 같다.

모바일 와이맥스 기지국으로부터의 패킷을 IEEE 802.11 패킷으로 변환하고 중계하여 동일한 인터넷 서비스를 제공하는 이동 데이터 중계시스템 이다. 패킷 고속 처리/변환 구현 기술과 무선통신 시스템 H/W, S/W 개발 기술, 상용 모바일 와이맥스 USB 모뎀을 복수 개 탈/장착가능하며 추가 장착에 의해 성능을 높일 수 있는 stackable 링크설정(도5 참조)이 가능한 기술이 포함된다.

이동 데이터 중계시스템으로는 Plug & Play에 의한 자동설정, Stacking에 의한 성능 하락 방지, 복수 사용자의 트래픽 연결들을 와이맥스 모뎀들에 분산시키는 도6에 개시된 connection load balacing 기술(도6 참조)이 포함된다. 또한, 연결 링크 결정 메트릭, 연결 링크 결정 알고리듬이 포함된다.

본 시스템에 관한 시장 규모는 막대하다 할 수 있다. 전 세계적으로 광범위하게 사용하는 무선인터넷은 무선랜이며 무선랜에 접속하기 위한 단말기 숫자는 이루 헤아릴 수 없을 정도이다. Wimax는 전 세계적으로 시스템 표준이 활발히 논의 되고 있다. 그러므로 Wimax도 수년 내에 전 세 계적으로 많은 국가에서 광대역 휴대인터넷망으로서 채택되고 확산될 전망이다. 본 시스템은 백홀로서 Wimax를 무선인터넷 접속망으로 무선랜, 즉 Wi-Fi로 고속으로 접속서비스를 제공함으로써 사업적으로 새로운 블루오션을 창출할 것이며, 그 대상은 전 세계 국가가 될 것이다. 현재까지 핫스팟은 고정이지만, 본 시스템이 개발될 경우, 이동형 핫스팟이 구현되어 본 시스템이외에 새로운 서비스 비즈니스가 창출될 것으로 기대되어 새로운 부가가치 창출의 근원이 될 것이다. 무선랜 전화는 고정된 핫스팟 지역에 있어야만 서비스가 가능하지만, 도7과 같이 본 시스템을 휴대할 경우, Wimax가 서비스되는 어느 지역에서나 인터넷전화를 이용할 수 있게 되어 새로운 통신 혁신이 구현될 것이다. 도7은 이동형 Hot Spot의 구축 사례이다.

본 기술에 따르면 다음과 같은 새로운 수요자 층이 창출될 것이다. 기존 핫스팟서비스 사업자, 관광버스, 열차 사업자, 군용 정보망, 지능형 교통 시스템(ITS), 사업자/정부 관공서, 자가차량에 설치하고자 하는 일반 개인, VoIP 전화 사용자, 유선인프라 설치가 곤란하거나 설치비용이 높은 가정 내의 인터넷 사용자, 기업, 호텔, 관공서 등 공용 인터넷 인프라, 중요한 행사장에서 유선 인프라의 일시적인 장애에 대한 백업 수요, 전철/기차 사업자, 컨퍼런스 등 임시 행사장 인터넷 구축 인력 등 다양한 수요층이다.

핫스팟 서비스는 주로 레스토랑, 커피전문점, 공공장소 등 좌석에 앉아서 장시간 인터넷 접속할 수 있는 공간에서 주로 서비스되고 있다. 그러나, 이와 유사하게 이동차량에서도 주로 좌석에 앉아서 장기간 인터넷을 사용하므로 이 공간에서도 핫스팟 서비스가 필요할 것이다. 따라서 이동 핫스팟서비스에 대한 니즈가 있을 것으로 이에 대한 수요가 클 것으로 예상된다. 국외의 유선 인프라가 설치가 안되어 있는 노후건물이나, 유선 인프라가 설치가 안된 국가, 지역 등에서 공용 인터넷망을 생성할 수 있으므로, 이러한 지역의 서비스 업자의 니드가 존재한다. Wi-Fi VoIP 폰을 사용하여 인터넷 전화를 사용하고자 하는 사용자의 수요가 상당하다. 현재 대부분의 휴대형 컴퓨터/기기는 WiFi가 내장되어 있고 시장이 상당히 거대하므로, 이들의 이동중 사용을 가능하게 할 수 있기 때문에 WiFi 사용자들의 수요가 클 것으로 예상된다. 현재 국내에서 부진한 모바일 와이맥스 단말 수요를 일부 이동 데이터 릴레이에서 보충함으로써 와이파이와 모바일 와이맥스의 균등한 성장을 촉진할 수 있을 것으로 예상된다.

현재 국내에 고정형 핫스팟 가입자는 2007년 현재 46만명에 이르고 있다. 802.11a/b/g 통합 모듈이 탑재된 액세스 포인트와 WLAN 카드의 확산, 기업 시장과 SOHO 부문에서의 꾸준한 장비 도입에 따라 2006년 국내 WLAN 장비 시장은 약 437억원 규모로, 전년도 397 억원 보다 10.1% 증가한 추세를 보였다. IDC 자료(IDC KOREA 2007 보고서)에 의하면, 세계 무선 LAN 장비시장은 무선LAN 카드(NIC: Network Interface Card) 시장은 단가하락으로 매출시장이 감소 추세인 반면, AP(Access Point) 시장은 '06년~'10년까지 연평균 3.8%의 성장을 통해 2010년 12.4 억 달러의 시장을 형성할 것으로 전망하고 있다. 기존 WLAN AP 장비의 세계시장의 5%를 이동 데이터릴레이에 의한 신규시장으로 가정하면, 2010년 6백억 원에 이를 것이며, 연평균 4% 성장을 기대할 수 있다. 양키그룹의 2006년 자료에 의하면, 세계 모바일 WiMAX 가입자는 2010년에는 2,700만 명에 이른다는 전망이다. 또한, 모바일 와이맥스 서비스 사업자들이 투자할 기반 시설 장비는 2006년 5억 8000만 달러에서 2010년 40억 달러로 7배 가까이 늘어날 전망이다. 가트너 리퀘스트의 자료(2005)에 의하면, 국내 모바일 와이맥스 장비(기지국)의 시장규모는 2007년 462 백만 불부터 2010년까지 82백만 불로 감소할 것으로 예상하고 있다. 위 모바일 와이맥스 장비 시장에서 본 발명에 따른 제품인 데이터 릴레이 관련 시장이 3%를 차지한다고 가정하면, 개발완료 시점인 2009년부터 6백억원, 2010년 일천억원. 2011년 1500억 원으로 증가할 것으로 예상된다. 위 두 가지를 종합하면, 제품에 대한 예상되는 국내 시장과 세계시장의 규모는 다음 표와 같다.

	2009	2010	2011	2012	2013
국내	40억	90억	105억	120억	140억
세계	600억	1600억	2000억	2500억	3000억

본 발명에 따른 중계 시스템은, 세계 최초로 구현되는 시스템으로서, 현재까지 본 시스템의 개념을 기술한 어떤 문서형태나 유사 시스템이 구현되어 있지 않다. 본 발명은 서비스 측면에서는 새로운 비즈니스 모델이며, 이러한 모델을 구현하기 위해 새로운 scheme의 알고리즘의 구현이 상업적 성공의 핵심기술이 될 것이다.

유사한 제품은 시중에 나와 있지 않으며, 다만 IEEE 802.16 MMR 멀티홉 릴레이의 경우에는 신규 기지국 개발/배치 등이 필요하여 시장에 출하되기까지 상당한 시간이 걸릴 것으로 예상된다.

도1은 본 발명의 실시예에 따른 이동 차량에서의 시스템 개념도이다.

도2는 본 발명의 실시예에 따른 가정 또는 사무실에서의 시스템 개념도이다.

도3은 모바일 와이맥스 세계시장 규모 예측 자료이다.

도4는 본 발명의 실시예에 따른 중계 시스템 프로토타입 구조도이다.

도5는 본 발명의 실시예에 따른 링크 구성 개념도이다.

도6은 본 발명의 실시예에 따른 부하분산 개념도이다.

도7은 본 발명의 실시예에 따른 이동형 시스템의 개념도이다.

Claims (4)

1. 무선 랜을 이용한 중계 시스템에 있어서,

   이동통신망과,

   무선랜과,

   상기 이동통신망과 상기 무선랜을 통하여 통신이 가능하며, 상기 이동통신망의 기지국 영역과 상기 무선랜 영역 간의 이동에 따라 상기 이동통신망 또는 무선랜으로 핸드오버를 처리하고, 상기 핸드오버에 따른 프로토콜 변환을 수행하는 단말기 및,

   상기 핸드오버를 위해 상기 단말기의 위치 및 접속정보에 따라 상기 단말기가 상기 이동통신망 또는 무선랜과의 접속을 제어하고, 우선순위에 따라 상기 이동통신망 및 무선랜이 중복되는 영역에서의 접속을 제어하는 연동서버를 구비함을 특징으로 하는 무선랜을 이용한 이종 통신망 간의 데이터 중계 시스템.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 이동통신망은,

   CDMA, GSM, GPRS, 1xEVDO, W-CDMA 및 WiBro, Wifi, Wimax, LTE, 3GPP, 3GPP2 중 어느 하나임을 특징으로 하는 무선랜을 이용한 이종 통신망 간의 데이터 중계 시스템.
3. 무선 랜을 이용한 중계 방법에 있어서,

   단말기가 위치한 영역이 이동통신망 영역인지, 무선랜 영역인지, 중복된 영역인지 판단하는 단계,

   상기 판단에 따라 설정된 우선순위에 의해 해당 시스템으로 핸드오버 이벤트를 발생시키는 단계;

   상기 발생된 이벤트에 따라 기 접속된 링크를 해제하고, 새롭게 링크를 할당하는 단계,

   상기 할당된 링크로 핸드오버를 수행하는 단계, 및,

   상기 수행된 핸드오버에 따라 통신을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선랜을 이용한 이종 통신망 간의 데이터 중계 방법.
4. 청구항 4에 있어서,

   상기 단말기가 속한 위치가 중복된 영역이면, 상기 무선랜으로의 접속을 우선으로 하여 상기 핸드오프를 수행하는 단계, 및,

   상기 핸드오프 수행에 따라 상기 단말기의 어드레스 정보에 의해 상기 이동통신망으로 연결된 링크를 해제하고, 상기 무선랜을 통해 링크를 할당받아 접속을 수행하는 단계를 더 구비함을 특징으로 하는 무선랜을 이용한 이종 통신망 간의 데이터 중계 방법.

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