KR20100132009A - 비컨 신호를 이용한 wlan 서비스 개시 장치, 시스템 및 방법 - Google Patents
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Abstract
멀티모드 무선 통신 장치(106)가 액세스 포인트(102)의 최대 근접도 내에 위치할 때 액세스 포인트(102)가 비컨 신호(118)를 송출한다. 액세스 포인트(102)의 WWAN 수신기(114)는 WWAN 기지국(108)과 통신을 위해 멀티모드 무선 통신 장치(106)에 의해 사용되는 WWAN 업링크 채널(116)을 모니터링한다. 액세스 포인트(102)는 멀티모드 무선 통신 장치(106)로부터 송신된 WWAN 업링크 신호(116)에 기초하여 액세스 포인트(102)에 대한 멀티모드 통신 장치(106)의 근접도를 결정하거나 추정한다. 근접도가 근접도 임계치보다 작을 경우, 액세스 포인트(102)는 비컨 신호(118)를 송출한다. 비컨 신호(118)는 액세스 포인트(102)의 존재를 표시하게 되며, 일부 상황에서는 WWAN(122)으로부터 WLAN(120)으로 핸드오프를 도울 수 있는 명령이나 정보를 포함한다.
Description
본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 발명으로서, 특히, 멀티모드 무선 통신 장치에 대한 WLAN(Wireless Local Area Network) 서비스를 관리하는 분야에 관한 발명이다.
WLAN 및 WWAN(Wireless Wide Area Network)들은 휴대용 통신 장치에 무선 통신 서비스를 제공하며, WLAN 서비스의 지리적 서비스 영역은 WWAN 서비스의 지리적 서비스 영역보다 일반적으로 좁다. WWAN의 예로는 2.5G(가령, CDMA 2000), 3G(가령, UMTS, WiMax)에 따라 동작하는 시스템들이 있다. WWAN의 각각의 기지국이 마일 단위로 측정되는 크기를 가진 서비스 영역을 커버하도록 일반적으로 설계된 타종류의 기술도 WWAN의 예에 포함된다. WWAN이라는 용어는 기지국당 100 내지 300 피트 수준의 좁은 서비스 영역을 가진 WLAN과의 구별을 위해 주로 사용된다. WLAN의 기지국들은 종종 액세스 포인트라 불린다. 액세스 포인트는 WWAN을 통해 무선으로 또는 유선으로 네트워크(가령, 인터넷, 인트라넷)에 연결될 수 있다. WLAN의 예로는 IEEE 802.11 표준에 따른 무선 프로토콜 및 Wi-Fi같은 기술들을 이용하는 시스템이 있다. WLAN은 커버리지가 좁기 때문에 WWAN보다 높은 대역폭의 서비스를 제공하며, WWAN은 대역폭이나 용량을 희생하면서 더 큰 커버리지 영역을 제공한다. 사용자 측면에서 전체 성능을 증가시키고 연속적인 연결을 구현하기 위해, 멀티모드 무선 통신 장치들이 개발되고 있다. 이러한 멀티모드 무선 통신 장치는 가장 바람직한 절충안을 제공하는 특정 타입의 네트워크에 액세스할 수 있게 된다. 멀티모드 무선 통신 장치는 두개 이상의 네트워크 내에서 통신하기 위한 기능 및 적절한 컴포넌트들을 포함한다. 예를 들어, 듀얼-모드 무선 통신 장치는 WWAN 및 WLAN 내에서 통신할 수 있다.
그러나, 멀티모드 무선 통신 장치와 액세스 포인트 간에 연결 상태를 관리하기 위한 종래의 기술에 제한이 있다. 즉, 네트워크들간 핸드오프 수행을 위해 새로운 네트워크와의 서비스를 구축하기 위해 멀티모드 무선 통신 장치에 의해 수행되는 검색 메커니즘이 불충분하거나 GPS 위치 정보가 요구되는 경향이 있다. 예를 들어, 일부 종래의 시스템에서는 멀티모드 무선 통신 장치가 대안의 네트워크 검출을 위해 대안의 네트워크로 주기적으로 튜닝되어야 하며, 그 결과, 상당한 전력 소모가 나타나게 되고 대안의 네트워크를 검출하는 성공률 역시 제한된다.
따라서, WWAN으로부터 WLAN으로 멀티모드 무선 통신 장치의 핸드오프를 개시하기 위한 장치, 시스템, 방법이 필요하다.
액세스 포인트의 최대 근접도 내에 멀티모드 무선 통신 장치가 위치할 때 액세스 포인트가 비컨(beacon) 신호를 송신한다. 액세스 포인트의 WWAN 수신기가 WWAN 기지국과 통신을 위해 멀티모드 무선 통신 장치에 의해 사용되는 WWAN 업링크 채널을 모니터링한다. 액세스 포인트는 멀티모드 무선 통신 장치로부터 송신된 WWAN 업링크 신호에 기초하여 액세스 포인트에 대한 멀티모드 무선 통신 장치의 근접도를 결정하거나 추정한다. 근접도가 임계치 미만일 경우, 액세스 포인트가 비컨 신호를 송신한다. 비컨 신호는 액세스 포인트의 존재를 표시하며, 일부 상황의 경우, WWAN으로부터 WLAN으로의 핸드오프를 돕기 위한 명령이나 정보를 포함한다.
앞서 언급한 공지 기술의 단점들을 해소시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 통신망 배열의 블록도표.
도 2A는 서비스 영역을 포함하는 발원 서비스 영역의 도면.
도 2B는 서비스 영역에 겹쳐지는 발원 서비스 영역의 도면.
도 2C는 서비스 영역에 인접하게 놓이는 발원 서비스 영역의 도면.
도 3은 일 실시예에 따라 WWAN 통신 시스템에 연결되는 액세스 포인트의 블록도표.
도 4는 일 실시예에 따라 멀티모드 무선 통신 장치에 대한 무선 서비스를 관리하는 방법의 순서도.
도 5는 IEEE 802.16 표준에 따라 WWAN 시스템이 동작할 때 무선 액세스 포인트에서 WWAN 다운링크 채널을 모니터링하는 방법의 순서도.
도 6은 IEEE 802.16 표준에 따라 WWAN 시스템이 동작할 때 무선 리소스들을 관리하는 일례의 방법의 순서도.
도 7은 WWAN 다운링크 채널 상에서 액세스 포인트로부터 멀티모드 무선 통신 장치가 비컨 신호를 수신할 때 통신망 배열의 블록도표.
도 8은 비컨 신호를 이용한 핸드오프 관리 방법의 순서도.
도 2A는 서비스 영역을 포함하는 발원 서비스 영역의 도면.
도 2B는 서비스 영역에 겹쳐지는 발원 서비스 영역의 도면.
도 2C는 서비스 영역에 인접하게 놓이는 발원 서비스 영역의 도면.
도 3은 일 실시예에 따라 WWAN 통신 시스템에 연결되는 액세스 포인트의 블록도표.
도 4는 일 실시예에 따라 멀티모드 무선 통신 장치에 대한 무선 서비스를 관리하는 방법의 순서도.
도 5는 IEEE 802.16 표준에 따라 WWAN 시스템이 동작할 때 무선 액세스 포인트에서 WWAN 다운링크 채널을 모니터링하는 방법의 순서도.
도 6은 IEEE 802.16 표준에 따라 WWAN 시스템이 동작할 때 무선 리소스들을 관리하는 일례의 방법의 순서도.
도 7은 WWAN 다운링크 채널 상에서 액세스 포인트로부터 멀티모드 무선 통신 장치가 비컨 신호를 수신할 때 통신망 배열의 블록도표.
도 8은 비컨 신호를 이용한 핸드오프 관리 방법의 순서도.
도 1은 발명의 일 실시예에 따른 통신망 배열(100)의 블록도표다. 액세스 포인트(102)는 제 1 지리 영역 내에 위치한 한개 이상의 멀티모드 무선 통신 장치(106)에 WLAN 서비스를 제공하며, WWAN 통신 시스템(104)의 기지국(108)은 제 2 지리 영역 내에 위치한 한개 이상의 멀티모드 무선 통신 장치(106)에 WWAN 서비스를 제공한다. 상술한 바와 같이, WWAN이란 용어는 기지국 당 100 내지 300 피트 수준의 좁은 서비스 영역을 가지고 있는 WLAN과의 구별을 위해 사용되는 표현이다. 따라서, WWAN 통신 시스템(104)은 WLAN에 비해 훨씬 넓은 지리 영역 내에서 무선 통신 서비스를 제공하는 임의의 시스템에 해당한다. WWAN 시스템(104)의 예로는 셀룰러 시스템 구조(110)처럼 WWAN 인프러스트럭처(110)에 연결된 한개 이상의 기지국(108)을 통해 셀룰러 통신 서비스를 제공하는 셀룰러 통신 시스템이 있다. WWAN 인프러스트럭처(110)는 IP 네트워크나 공중전화망(PSTN)같은 전역 네트워크에 연결되는 한개 이상의 코어 네트워크를 포함할 수 있다. 일 실시예에서는 WWAN 통신 시스템(104)이 패킷 스위칭 통신 기술을 이용하여 동작한다. 이러한 시스템에서는 통신 인프러스트럭처가 패킷 스위칭 방식의 코어 네트워크이며, IP 시그널링을 이용하여 WLAN에 인터페이싱하기 위한 액세스 게이트웨이를 포함한다. 그러나, WWAN 통신 시스템(104)이 일부 환경의 경우 회로-스위칭 방식의 통신에 따라 동작할 수 있다. WWAN 통신 시스템(104)은 수많은 프로토콜 및 기법들 중 임의의 것을 이용하여 동작할 수 있다. CDMA 표준의 예로는 cdma2000 1x, 1xEV-DO, W-CDMA 등이 있다. 일부 상황에서는 WWAN 통신 시스템(104)이 아래 설명되는 바와 같이, OFDM 기반 표준 또는 GSM 표준같은 다른 표준에 따라 동작할 수 있다. WWAN 통신 시스템(104)은 WiMax라고 불리는 IEEE 802.16(e) 표준에 따라 동작하는 OFDM 시스템일 수 있다. WWAN 통신 시스템(104)와 관련하여 설명되는 블록들의 다양한 기능 및 동작들은 임의의 갯수의 장치, 회로, 요소들에서 구현될 수 있다. 기능 블록들 중 두개 이상이 한개의 장치에 통합될 수 있고, 한개의 장치에서 수행될 수 있다고 설명되는 기능들이 여러개의 장치에 걸쳐 구현될 수도 있다. 예를 들어, WWAN 인프러스트럭처(110)의 기능들 중 일부분이 기지국(108)에 의해, 기지국 컨트롤러에 의해, 또는 MSC에 의해 수행될 수 있다.
액세스 포인트(102)는 멀티모드 무선 통신 장치(106)와 통신하기 위한 WLAN 인터페이스(112)와, 업링크(UL) WWAN 신호(116)를 수신하여 비컨 신호(118)를 송신하기 위한 WWAN 인터페이스(114)를 포함한다. 아래 설명되는 바와 같이, WWAN 인터페이스(114)는 일 실시예에서 기지국(108)으로부터 송신되는 다운링크(DL) WWAN 신호들을 또한 인터셉트한다. 따라서, WWAN 인터페이스(114)는 WWAN 업링크 신호를 검출하고 비컨 신호(118)를 멀티모드 무선 통신 장치(106)에 송신하기에 적합한 하드웨어, 소프트웨어, 펌웨어 간의 임의의 조합을 포함한다. WLAN 인터페이스(112)는 한개 이상의 WLAN 장치에 무선 WLAN 서비스를 제공하기에 적합한 하드웨어, 소프트웨어, 펌웨어 간의 임의의 조합을 포함한다.
멀티모드 무선 통신 장치(106)는 한개 이상의 WLAN 네트워크(120)와 한개 이상의 WWAN 시스템(104)와 통신할 수 있는 임의의 타입의 통신 장치다. 멀티모드 무선 통신 장치(106)는 가끔씩 액세스 단말기로 불리며, 무선 모뎀, PDA, 듀얼 모드 셀룰러 전화, 등일 수 있다.
액세스 포인트(102)는 WLAN(120)에 대한 통신을 촉진시키고, WWAN 통신 시스템(104)은 WWAN(122)에 대한 통신을 촉진시킨다. 이때, 멀티모드 무선 통신 장치(106)는 두 네트워크, WLAN(120)과 WWAN(122) 모두에서 통신할 수 있다. 특정 네트워크 상에서 리소스들이 가용하고 신호 품질이 적절할 때, 멀티모드 무선 통신 장치(106)는 WLAN(120), WWAN(122)에 의해 제공되는 무선 서비스에 액세스할 수 있다. 일 실시예에서는 멀티모드 무선 통신 장치(106)가 소정 조건 하에서 동시에 두 네트워크(120, 122)에 액세스할 수 있다. 일부 상황에서는 멀티모드 무선 통신 장치(106)가 임의의 주어진 시간에 WLAN(120), WWAN(122) 중 하나에만 액세스할 수 있다. 일 실시예에서는 멀티모드 무선 통신 장치(106)가 WWAN 네트워크(122)의 제어 채널에만 액세스할 수 있지만 WLAN 네트워크(120)에는 풀 액세스가 가능하다. 그 역도 가능하다. 도 1에 도시된 클라우드들은 네트워크들을 심벌화한 것으로서, WLAN(120), WWAN(122)의 서비스 커버리지 영역을 궁극적으로 표시하는 것은 아니다. 예를 들어, 도 2A, 2B, 2C를 참고하여 설명되는 WWAN(122)의 지리적 서비스 커버리지 영역은 한개 이상의 액세스 포인트에 의해 제공되는 한개 이상의 WLAN 서비스 커버리지 영역들을 포함할 수도 있고 겹쳐질 수도 있다. 더우기, WWAN(122)의 서비스 커버리지 영역은 WWAN(122) 서비스가 가용하지 않을 때, 품질 상태가 매우 불량한 서비스 커버리지를 가진 영역을 가질 수 있다. 그러나 이러한 영역들은 WLAN(120)으로부터 우수한 서비스 커버리지를 가질 수 있다. 이러한 시나리오는 사무실같은 건물 내에서 있을 경우, 그리고, WLAN 서비스 커버리지가 건물 영역에서 일반적으로 가용하지만 벽체 및 그외 다른 신호 방해물로 인해 건물 내에서 가용하지 않은 경우에 나타난다. 그외 다른 장점들에 추가하여, 일 실시예에 따라 무선 서비스를 관리함으로써, 멀티모드 무선 통신 장치(106)에 제공되는 무선 서비스의 품질을 최대화시키면서 네트워크와의, 그리고 네트워크 간의 간섭을 최소화시키게 된다.
업링크 WWAN 신호(116)의 한가지 이상의 특성에 기초하여, 액세스 포인트(102)는 액세스 포인트(102)에 대한 멀티모드 무선 통신 장치(106)의 근접도를 결정한다. 근접도가 임계치보다 작을 경우, 액세스 포인트(102)는 비컨 신호(118)를 송신한다. 멀티모드 무선 통신 장치(106)는 비컨 신호(118)를 수신하여, 한가지 이상의 팩터에 따라, WWAN(122)으로부터 WLAN(120)으로 핸드오프 프로세스를 개시할 수 있다. 이 프로세스는 비컨 신호(118)에 기초하여 정보를 WWAN(122)로 전달하는 과정을 포함할 수 있다. 일 실시예에서는 멀티모드 무선 통신 장치가 무선 통신 장치(106) 내의 WLAN 수신기를 작동시켜서, 액세스 포인트(102)로부터 송신된 WLAN 신호의 검출을 시도한다. 멀티모드 무선 통신 장치의 존재가 확인될 경우 비컨 신호(118)의 송신만으로, 비컨 신호(118)로 인한 간섭이 최소화되고, 동일 지역 내의 다른 액세스 포인트에 의해 송신된 다른 비컨 신호들과의 충돌을 방지할 수 있다. 따라서, 비컨 신호(118)가 도 1에서 점선으로 표시되어, 비컨 신호(118)가 연속적으로 송신되는 것이 아님을 표시하게 된다. 비컨 신호(118)가 WWAN 주파수 대역 내에서 송신되기 때문에, 비컨 신호(118)의 검출시까지 WLAN 시스템을 검색하도록 WLAN 회로를 멀티모드 무선 통신 장치(106)가 작동시킬 필요가 없다. 따라서, 멀티모드 무선 통신 장치(106)의 전력 소모가 최소화된다.
도 2A, 2B, 2C는 기지국(108)과 액세스 포인트(102)에 의해 제공되는 지리적 서비스 영역 관계(200, 206, 208)들의 예를 제시하고 있다. 기지국(108)에 의해 제공되는 발원(originating) 지리 서비스 영역(202)과, 액세스 포인트(102)에 의해 제공되는 WLAN 지리 서비스 영역(204)은 수많은 형태, 크기, 구조 중 임의의 값을 가질 수 있다. 따라서, 서비스 영역을 나타내는 클라우드들은 서비스 영역들 간의 관계를 일반적으로 나타내며, 서비스 영역의 실제 형태를 그대로 나타내는 것은 아니다. 더우기, 서비스 영역들은 서비스가 가용하지 않은 커버리지 홀들을 포함할 수 있다. 명료성을 위해 이러한 특징들은 도면에 나타내지 않았다. 도 2A에서, 액세스 포인트의 서비스 영역(204)은 기지국(108)에 의해 제공되는 서비스 영역(202) 내에 있다. 대부분의 상황에서, 액세스 포인트(102)의 서비스 영역(204)은 완전히 기지국(108)의 서비스 영역(202) 내에 있다. 그러나 일부 상황에서는 도 2B에 도시되는 바와 같이, 서비스 영역(204)이 서비스 영역(202)과 겹쳐질 수 있고, 또는 도 2C에 도시되는 바와 같이, 겹쳐지지 않거나 서비스 영역(202)에 인접한 상태로 놓일 수 있다.
도 3은 일 실시예에 따라 WWAN 통신 시스템(104)에 연결된 액세스 포인트(102)의 블록도표다. 액세스 포인트(102)는 WWAN 인터페이스(114)를 포함한다. WWAN 인터페이스(114)는 WWAN 시스템(104)과 통신하는 기능과, 업링크 WWAN 신호(116)를 수신하는 기능과, 비컨 신호(118)를 송신하는 기능을 한다. 일 실시예에서는 WWAN 인터페이스(114)가 네트워크 인터페이스(302)와, WWAN 수신기(304)와, WWAN 다운링크 송신기(310)를 포함한다. WWAN 수신기(304)는 WWAN 업링크 수신기(306)와 WWAN 다운링크 수신기(308)를 포함한다. WLAN 인터페이스(112)는 멀티모드 무선 통신 장치(106)같은 한개 이상의 WLAN 통신 장치에 WLAN 서비스를 제공한다. 액세스 포인트(102)는 WWAN 인터페이스(114)와 WLAN 인터페이스(112)에 연결된 컨트롤러(312)를 추가로 포함한다. 컨트롤러(312)는 여기서 설명되는 제어 기능들을 수행할 뿐 아니라, 액세스 포인트(102)의 전체 동작을 촉진시키는 등의 다른 기능들도 수행한다. 컨트롤러(312)는 메모리(314)에 연결되거나 메모리(314)를 포함할 수 있다. 메모리(314)는 RAM이나 ROM 또는 두가지 모두를 포함할 수 있다. WLAN 인터페이스(112)는 업링크 WLAN 신호를 수신하기 위한 WLAN 수신기(316)와, WLAN 다운링크 신호(322)를 송신하기 위한 WLAN 송신기(320)를 포함한다. 신호(318, 322)들은 WLAN 프로토콜에 따라 송신 및 수신된다. 적절한 WLAN 프로토콜의 예로는 IEEE 802.11 표준 및 Wi-Fi에 따른 프로토콜이 있다. 일부 예에서는 액세스 포인트(102)는 액세스 포인트(102)에 유선으로 연결된 장치들과 통신하기 위한 유선 LAN 인터페이스(도시되지 않음)을 또한 포함할 수 있다.
상술한 바와 같이, WWAN 인터페이스(114)는 멀티모드 무선 통신 장치(106)로부터 송신된 업링크 WWAN 신호(116)들을 수신하도록 구성될 수 있는 WWAN 수신기(304)를 포함한다. WWAN 인터페이스(114)는 WWAN 다운링크 주파수 대역의 WWAN 다운링크 채널 상에서 멀티모드 무선 통신 장치(106)에 비컨 신호(118)를 송신하도록 또한 구성된다. 일 실시예에서는 WWAN 수신기(304)가 업링크 WWAN 신호(116)의 수신을 위한 업링크 WWAN 수신기(306)와, 기지국(108)으로부터 WWAN 다운링크 신호(324)를 수신하기 위한 다운링크 WWAN 수신기(308)로 구성될 수 있다. 일 실시예에서는 WWAN 업링크 수신기(306) 및 다운링크 수신기(308)의 기능을 구현하도록 개별적인 두개의 WWAN 수신기가 사용될 수 있고, 일 실시예에서는 두개의 수신기(306, 308)의 기능을 수행하도록 서로 다른 주파수로 동일 수신기가 튜닝될 수도 있다. 일 실시예에서는 WWAN 다운링크 신호(324)의 수신 기능이 생략될 수도 있다.
네트워크 인터페이스(302)가 액세스 라우터(326) 및 인터넷 프로토콜(IP) 네트워크(328)와 메시지를 교환한다. 네트워크 인터페이스(302)는 패킷 데이터 통신을 제공하고, 액세스 라우터(226)를 통해 WWAN 인프러스트럭처(110) 내 액세스 게이트웨이(330)와 인터넷에 대한 액세스를 촉진시킨다. 일 실시예에서는 네트워크 인터페이스(302)의 일부분이 WWAN 인터페이스(114)와는 개별적으로 구현될 수 있다. 액세스 라우터(302)는 여러개의 액세스 포인트(102)에 연결될 수 있고, WLAN 에 대한 통신 관리 및 제어 기능을 제공한다. 일 실시예에서는 액세스 라우터(326)가 액세스 포인트(102) 내에 구현도리 수도 있고, 아예 제거될 수도 있다. 일 실시에에서는 액세스 게이트웨이(330)와 액세스 포인트(102) 간의 연결이 위성 통신 링크나 포인트-투-포인트 마이크로파 링크같은 무선 통신 링크를 포함할 수 있다.
다른 정보에 추가하여, 메모리(314)는 액세스 포인트(102) 이용을 인가받은 각각의 멀티모드 무선 통신 장치(106)에 대응하는 통신 장치 식별 값들을 저장한다. 멀티모드 무선 통신 장치(106) 식별 값은 전자 일련 번호(ESN)나 그외 다른 고유 데이터를 포함할 수 있다. 가정의 가족 구성원들에게 액세스 포인트(102)가 WLAN 서비스를 제공하는 경우에, 메모리에 저장된 식별 값들의 예로, 가정의 가족 구성원들의 멀티모드 무선 통신 장치(106)에 대응하는 ESN들을 들 수 있다. 식별 값들은 다양한 기술을 이용하여 액세스 포인트(102)에 저장될 수 있다. 식별 값을 저장하는 적절한 방법의 예로서, 액세스 포인트(102)가 설치될 때 수행되는 초기화 과정 중 값을 저장할 수 있다. 일 실시예에서는 식별 값들이 생략될 수도 있고, 또는, 액세스 포인트(102)에 저장된 대응하는 식별 값들을 가지지 않은 멀티모드 무선 통신 장치(106)들이 액세스 포인트(102)로부터 WLAN 서비스를 수신하게 될 수도 있다.
액세스 포인트(102)는 액세스 포인트(102)로부터 WLAN 서비스를 현재 수신하고 있지 않은 멀티모드 무선 통신 장치(106)로부터 송신되는 업링크 WWAN 신호(116)를 포함하는 업링크 WWAN 채널을 모니터링한다. 업링크 WWAN 수신기(304)는 업링크 WWAN 신호(116)를 수신하도록 튜닝되거나 구성된다. 수신한 한개 이상의 WWAN 업링크 신호(116)에 기초하여, 컨트롤러(312)는 액세스 포인트(102)에 대한 멀티모드 무선 통신 장치(106)의 근접도를 결정한다. 근접도 결정을 위한 적절한 기술의 한가지 예로서, 수신한 업링크 WWAN 신호의 파워 레벨을 평가하는 방법이 있다. 일 실시예에서는 멀티모드 무선 통신 장치(106)로부터의 업링크 WWAN 신호를 검출함으로써, 멀티모드 무선 통신 장치(106)가 근접도 범위 내에 있음을 확실하게 결정할 수 있다. 일 실시예에서는 멀티모드 무선 통신 장치(106)가 액세스 포인트(102) 범위 내에 있는지 그리고 WLAN 서비스를 수신할 수 있는지를 결정하는 데 근접도가 사용된다. 따라서, 통신 장치가 액세스 포인트(102)의 WLAN 범위 내에 있는 지를 컨트롤러(312)가 결정하게 된다. 컨트롤러(312)는 신호의 파워 레벨과는 다른 팩터에 기초하여 비컨 신호를 송신할 지를 결정할 수 있다. 예를 들어, WWAN 업링크 수신기(304)가 유입되는 업링크 신호를 디코딩할 능력이 있는 지에만 기초하여 또는 WWAL 업링크 신호의 파워 레벨에만 기초하여 결정이 이루어질 수 있다. 비컨 신호(118) 송신에 따라, 일 실시예에서는 액세스 포인트(102)로부터 무선 서비스를 얻으려 멀티모드 무선 통신 장치(106)가 시도하게 된다. 따라서, 비컨 신호(118) 송신 결정은 근접도에 추가하여 또다른 기준을 기초로할 수 있다. 예를 들어, 비컨 신호(118) 송신 결정이 액세스 포인트 용량, 가용 대역폭, 멀티모드 무선 통신 장치의 현재 대역폭 요건 등을 기초로할 수 있다. 따라서, WLAN 서비스가 멀티모드 무선 통신 장치(106)에 의해 획득되어야하는 지를 결정하는 데 다양한 기준이 사용될 수 있다. 이때, 이러한 기준은 멀티모드 무선 통신 장치(106)의 요건이나 액세스 포인트(102)의 용량에 관련된 조건들을 포함할 수 있다.
WWAN 업링크 신호에 기초하여 멀티모드 무선 통신 장치(106)의 근접도를 결정하는데 다양한 기술이 사용될 수 있다. 일 실시예에서는 기지국(108)으로부터 멀티모드 무선 통신 장치로 전송되는 다운링크 WWAN 신호가 액세스 포인트(102)에 의해 인터셉트되고 디코딩되어 업링크 스케쥴링 정보를 결정할 수 있다. WWAN 업링크 신호의 송신 파워와 수신 파워의 차이에 기초하여, 액세스 포인트(102)가 거리를 결정한다. 액세스 포인트(102)는 WWAN 업링크 신호의 도달 시간 및 송신 시간 간의 차이에 기초하여 거리를 결정할 수도 있다. 일 실시예에서는 송신 파워 레벨에 관한 정보없이 수신 파워 레벨이 임계치 이상일 경우 비컨 신호(118)를 발생시키기에 멀티모드 무선 통신 장치(106)가 충분히 가깝다고 액세스 포인트(102)가 결정할 수 있다. 근접도 결정 기술 중 또다른 한가지는 복수의 안테나나 스마트 안테나들을 이용하여, 통신 장치(106)로부터 송신된 업링크 WWAN 신호에 기초하여 액세스 포인트(102)에 대한 멀티모드 무선 통신 장치(106)의 근접도를 결정할 수 있다. 가령, 빔-형성 안테나들이 거리 정보를 제공하여, 컨트롤러로 하여금 멀티모드 무선 통신 장치(106)가 WLAN 서비스 영역 내에 있는 지를 결정하게 할 수 있다. 그외 다른 기술이 사용될 수도 있다. 가령, 일 실시예에서는 GPS/AFLT 방법을 이용하여 멀티모드 통신 장치의 지리적 위치를 WWAN 기지국에 송신할 수 있다. 액세스 포인트는 WWAN 기지국으로의 송신을 인터셉트하여, GPS 정보를 불러들일 수 있다. 이 정보는 멀티모드 무선 통신 장치의 근접도 결정에 사용된다. 일 실시예에서는 액세스 포인트의 요청에 따라 GPS 정보가 WWAN 기지국으로부터 액세스 포인트에 전달될 수 있다.
일 실시예에서는 WWAN 인프러스트럭처(110)가 패킷 스위칭 방식의 코어 네트워크를 포함한다. 이 코어 네트워크는 한개 이상의 액세스 게이트웨이(330)를 포함한다. 액세스 라우터(326)가 유선/무선 연결의 조합을 이용하여 액세스 게이트웨이(330)에 연결될 수 있다. 적절한 연결의 예로는, T1선, 광섬유 케이블, 동축 케이블, 포인트-투-포인트 마이크로파 등등이 있다. 액세스 게이트웨이(330)는 액세스 포인트(102)로 하여금 WWAN 인프러스트럭처와 통신하게 하는 통신 인터페이스다.
동작 중에, 파워 레벨에 관한 정보는 각각의 멀티모드 무선 통신 장치(106)에 대응하는 업링크 스케쥴링 정보를 포함하는 WWAN 다운링크 신호(324)를 인터셉트함으로써 결정된다. DF 실시예에서는 WWAN 다운링크 신호에서 송신되는 업링크 MAP으로부터 정보가 추출된다. 컨트롤러(312)는 각각의 저장된 식별 값에 관련된 각각의 멀티모드 무선 통신 장치(10)에 대한 업링크 송신을 위한 주파수 및 타이밍 정보를 관리한다. 또한, 다운링크 WWAN 신호로부터 추출된 신호 타이밍 정보를 이용하여, WWAN 업링크 신호의 WWAN 업링크 신호 전파 시간을 연산할 수 있고, 따라서, 무선 통신 장치(106)의 근접도를 결정할 수 있다. WWAN 시스템이 OFDMA 시스템인 일 실시예에서는 멀티모드 무선 통신 장치(106) 송신 파워 레벨이, OFDMA 시스템에 의해 조정되지 않을 경우 각각의 멀티모드 무선 통신 장치(106)의 경우에 대해 동일하다. 액세스 포인트의 시스템 초기화 중, 디폴트 파워 레벨이 메모리(314)에 저장된다. 특정 멀티모드 무선 통신 장치(106)에 대한 송신 파워 레벨에 대한 조정은 액세스 포인트(102)로 전달되어 메모리(314)에서 업데이트된다. 일 실시예에서는 송신 파워 레벨 업데이트가 가용하지 않을 수 있고, 액세스 포인트(102)는 근접도 연산을 위해 디폴트 값을 이용한다. 액세스 포인트(102)는 전파 시간과, 송신된 업링크 신호의 측정된 전파 손실에 기초하여 근접도나 근접도 추정치를 결정한다. 일 실시예에서는 전파 시간, 전파 손실, 그리고 그외 다른 파라미터들의 조합을 통해 근접도를 결정한다.
액세스 포인트(102)에 대한 멀티모드 무선 통신 장치(106)의 근접도 결정 후, 컨트롤러(312)는 액세스 포인트(102)가 멀티모드 무선 통신 장치(106)에 WLAN 서비스를 제공하여야 하는 지를 결정한다. 액세스 포인트(102)가 멀티모드 무선 통신 장치(106)에 WLAN 서비스를 제공하여야 한다고 컨트롤러(312)가 결정하면, 컨트롤러(312)는 WWAN 통신 시스템(104) 기술에 따라 구성된 WWAN 다운링크 송신기(310)에 의해 송신된 비컨 신호(118)를 발생시킨다. 예를 들어, WWAN 기술이 OFDM일 경우, 비컨 신호(118)는 종래의 단일-캐리어 변조 기법과 유사한 데이터 속도를 유지하는 낮은 심볼 속도로, 쿼드러처 진폭 변조(QAM), 쿼터너리 위상 편이 키잉(QPSK), 또는 그외 다른 기법과 같은 종래의 변조 기법으로 WWAN 다운 링크 상에서 OFDM톤(서브캐리어)을 변조시킨다.
일 실시예에서는 멀티모드 무선 통신 장치(106)로 하여금 액세스 포인트(102)를 검출하게 하도록 비컨 신호(118)가 송신되어야 하는 지를 액세스 포인트(102)가 자동으로 결정한다. 일 실시예에서는 비컨 신호(118) 송신 분석 및 결정이 WLAN 컨트롤러나 WWAN 컨트롤러같은 네트워크 실체에 의해 부분적으로 수행될 수 있다. 예를 들어, 멀티모드 무선 통신 장치(106)의 존재를 검출한 후, 액세스 포인트(102)가 검출된 멀티모드 무선 통신 장치(106)의 신원을 WWAN 인프러스트럭처(110)에 보고할 수 있다. WWAN 인프러스트럭처(110)가 핸드오프 실행 불가를 결정할 경우, 비컨 신호(118)를 송신하지 말 것을 표시하는 명령이 액세스 포인트(102)에 송신된다. 일 실시예에서는 비컨 신호(118가 송신되고, 멀티모드 무선 통신 장치(106)가 비컨 신호(118)를 검출한 후 네트워크에 의해 수행될 경우 핸드오프 수행이 결정된다. 더우기 일 실시예에서는, 멀티모드 무선 통신 장치가 비컨의 신호-품질만을 보고한다. 또한, 비컨 신호가 멀티모드 장치를 표적으로 하지 않을 수 있다. 예를 들어, 비컨이 WLAN 식별자같은 멀티모드 무선 통신 장치에 대해 특정되지 않은 일반 정보만을 포함할 수 있다. 액세스 포인트에 의해 비컨 신호가 송신되어 멀티모드 무선 통신 장치(106)가 비컨 신호를 검출한 후, 멀티모드 무선 통신 장치(106)는 WLAN 수신기를 동작시켜서 액세스 포인트(102)를 검색하게 한다. 비컨 신호(118) 검출을 위해, 멀티모드 무선 통신 장치(106)는 비컨 신호(118)를 적절하게 복조 및 디코딩한다. 비컨 신호(118) 수신에 따라, 멀티모드 무선 통신 장치(106)가 WLAN 인터페이스(112)를 동작시키고 튜닝하여, 공지된 기술에 따라 WLAN 신호를 검색하게 된다. 일 실시예에서는 멀티모드 무선 통신 장치(106)가 WLAN 네트워크(120)의 검출 또는 비컨 신호(118)의 검출을 보고할 수 있다. 이에 따라, 비컨(118)을 전송한 특정 액세스 포인트(102)를 멀티모드 무선 통신 장치(106)가 검색하여야 함을 표시하는 명령이 WWAN 인프러스트럭처(110)에 의해 멀티모드 무선 통신 장치(106)에 전송된다. 일 실시예에서는 WWAN 인프러스트럭처(110)가 멀티모드 무선 통신 장치(106)로 하여금 WLAN 서비스를 획득할 것을 지시할 수 있다. 따라서, 핸드오프 수행 결정이 WWAN이나 WLAN 에 의해 부분적으로 수행될 수 있다.
따라서, 일 실시예에서는 WLAN 서비스가 멀티모드 무선 통신 장치(106)에 가용할 수 있음을 WWAN(122)에 알리는 명령이 WWAN 인프러스트럭처(110)에 전달될 수 있다. 이 정보는 멀티모드 무선 통신 장치(106)를 식별하는 정보를 포함하게 되며,결과적으로, WLAN 서비스가 멀티모드 무선 통신 장치(106)에 가용함을 WWAM 인프러스트럭처(110)에 알리게 된다. 그러나 이 정보가 추가적인 데이터를 포함할 수도 있다. 가령, 액세스 포인트(102)를 식별하는 정보와, 액세스 포인트(102)에 대한 멀티모드 무선 통신 장치(106)의 연산된/추정된 근접도와, 액세스 포인트(102) 상의 가용 용량 등을 포함할 수 있다. 액세스 포인트(102) 식별 정보는 액세스 포인트(102)의 SSID를 포함할 수 있다. 더우기, WWAN(112)에 전달되는 정보는 코어 네트워크(110)의 액세스 포인트(102) 식별을 돕는 보안 프로토콜을 포함할 수 있다. WWAN 인프러스트럭처(110)는 어떠한 정보가 멀티모드 무선 통신 장치(106)에 전달될 것인지를 결정하기 위해 추가적인 분석을 수행할 수 있다. 일 실시예에서는 액세스 포인트(102)가 비컨 신호(118)를 송신해야 함을 표시하는 명령을 WWAN 인프러스트럭처(코어 네트워크)(110)가 액세스 포인트(102)에 전송한다.
도 4는 일 실시예에 따라 멀티모드 무선 통신 장치(106)에 대한 무선 서비스를 관리하는 방법의 순서도다. 이 방법은 하드웨어, 소프트웨어, 펌웨어 간의 임의의 조합에 의해 수행될 수 있다. 아래 설명되는 단계들의 순서는 바뀔 수 있으며, 일 실시예에서는 한개 이상의 단계들이 동시에 수행될 수 있다. 일 실시예에서는 이 방법이 액세스 포인트(102)의 컨트롤러(312) 상에서 코드를 실행시킴으로써 수행된다.
단계 402에서, WWAN 업링크 채널이 모니터링된다. 일 실시예에서는 WWAN 업링크 수신기(306)를 튜닝하여, 사용자 리스트의 멀티모드 무선 통신 장치(106)들 중 임의의 장치로부터 송신되는 WWAN 업링크 신호(116)를 디코딩한다. 업링크 스케쥴링 정보에 의해 좀더 효율적인 업링크 모니터링이 가능하다. 액세스 포인트(102)는 일 실시예에서 식별 정보없이 사용자 리스트 내에 없지만 신호들을 디코딩할 수 없는 멀티모드 무선 통신 장치(106)를 검출할 수 있다. 그러나 일 실시예에서는 WWAN 업링크 수신기(306)가 모든 업링크 채널들을 모니터링하도록 구성될 수 있다.
단계 404에서, WWAN 업링크 수신기(306)가 WWAN 업링크 신호(116)를 수신하였는 지가 결정된다. 일 실시예에서는 사용자 리스트에 있는 하나의 멀티모드 무선 통신 장치로부터 WWAN 업링크 신호(116)가 수신되었는 지를 컨트롤러(312)가 결정한다. WWAN 업링크 신호(116)가 수신되었다면, 이 방법은 단계 406으로 진행하고, 그렇지 않을 경우 단계 402로 되돌아가서 WWAN 업링크 채널을 계속 모니터링하게 된다.
단계 406에서, 액세스 포인트(102)에 대한 통신 장치(106)의 근접도가 연산된다. 근접도 연산은 수신한 WWAN 업링크 신호(116)의 임의의 수치의 파라미터나 특성에 기초할 뿐 아니라 그외 다른 팩터에 기초할 수 있다. 적절한 파라미터의 예로는, 송신 및 수신 시간 간의 타이밍 오프셋과 신호 파워 레벨에 관한 파라미터 등이 있다. 다른 관련 팩터로는, 타임 스탬프, 파워 레벨 인디케이터, 파워 제어 인디케이터, 등등과 같은 WWAN 업링크 신호(116)와 WWAN 다운링크 신호(324)로부터 추출되는 정보와, 한개 이상의 WWAN 기지국(108)의 위치, 송신 파워 레벨 등을 들 수 있다. 특정 팩터 및 연산 기술은 WWAN 통신 시스템(104)의 종류에 따라 좌우된다. OFDM 기반 시스템 IEEE 802.16(e)에 적합한 일례의 기술이 아래 도 5를 참고하여 설명된다.
단계 408에서, 비컨 신호(118)를 송신하여야 하는 지가 결정된다. 이 결정은 액세스 포인트(102)에 대한 멀티모드 무선 통신 장치(106)의 근접도만을 기반으로 하고 있으나, 일부 상황에서는 다른 팩터들도 고려될 수 있다. 예를 들어, 이 결정은 멀티모드 무선 통신 장치(106)가 WLAN 서비스를 획득하여야 하는 지를 기반으로 할 수 있다. 다른 팩터들의 예로는, 액세스 포인트(102)의 용량과, 멀티모드 무선 통신 장치(106)에서 요구되는 대역폭 요건과, WWAN 서비스의 현재 비용과, 멀티모드 무선 통신 장치(106)의 추정 모션 등이 있다. WLAN 서비스를 획득하여야 한다고 컨트롤러(312)가 결정하면, 이 방법은 단계 410으로 진행한다. 그렇지 않을 경우 이 방법은 단계 402로 되돌아간다. 일부 상황에서는 이 단계가 생략되고 액세스 포인트(102)가 WWAN(122)에 대한 멀티모드 무선 통신 장치(106)의 검출에 관한 정보를 송신할 수 있고, 멀티모드 무선 통신 장치(106)가 액세스 포인트(102)로부터 WLAN 서비스를 획득하여야 하는지의 WWAN 시스템(104)로 하여금 결정할 수 있게 하는 다른 정보를 함께 송신할 수 있다.
단계 410에서, 다운링크 주파수 대역 내의 WWAN 다운링크 채널 상에서 멀티모드 무선 통신 장치(106)에 비컨 신호가 전달된다.
도 5는 액세스 포인트(102)에서 WWAN 다운링크 채널을 모니터링하는 방법의 순서도로서, 이 경우에 WWAN 시스템(104)은 OFDM 기술에 따라 동작한다. 일례의 방법은 IEEE 802.16(e) 프로토콜에 따라 기능하는 OFDMA 시스템 내에서 동작한다. 도 5를 참고하여 설명되는 이 방법은 액세스 포인트(102)로 하여금 업링크 WWAN 채널을 모니터링하게 하는 정보를 획득하기 위한 일례의 적절한 기술이다. 도 5 및 도 6을 참고하여 설명되는 바와 같이, 다운링크 WWAN 신호 및 WWAN 다운링크 채널이 다운링크 신호 및 다운링크 채널로 불리며, 액세스 노드(AN)라고 불리는 OFDMA 기지국(108)으로부터 멀티모드 무선 통신 장치(108)로의 통신에 대응한다. 도 5 및 도 6을 참고하여 설명되는 바와 같이, 업링크 WWAN 신호 및 WWAN 업링ㅊ크 채널들은 업링크 신호 및 업링크 채널이라 불리며, 멀티모드 무선 통신 장치(106)로부터 OFDMA 기지국(108)으로의 통신에 해당한다. 잘 알려진 바와 같이, IEEE 802.16(e) 표준(WiMax)은 시간 분할 듀플렉스(TDD) 또는 주파수 분할 듀플렉스(FDD) 기법으로 동작할 수 있다. 일 실시예에서는 시스템이 TDD 모드로 동작한다. 당 업자에게 본 발명의 가르침을 FDD 모드로 적용하는 것은 용이하게 실현가능한 사항이다. TDD 모드에서는 각각의 프레임이 다운링크 서브프레임과 업링크 서브프레임으로 나누어진다. 다운링크 서브프레임은 프리앰블과, 제어 정보와, 그외 다른 방송 메시지 및 패킷을 포함한다. 제어 정보는 다운링 및 업링크 MAP을 포함한다. 각각의 멀티모드 무선 통신 장치(106)에는 해당 데이터 패킷을 수신하기 위한 특정 그룹의 주파수들이 할당된다. 각각의 통신 장치(106)에는 업링크로 송신하기 위한 주파수 그룹이 또한 할당된다.
단계 502에서, 컨트롤러(312)는 다운링크 프레임의 시작점을 위치시킨다. 프레임의 시작점이 발견되면, 이 방법은 단계 404로 진행한다. 그렇지 않을 경우 단계 402가 반복된다.
단계 504에서, WWAN 다운링크 수신기(308)가 다운링크 서브프레임 프리앰블을 이용하여 입력 신호(324)를 획득하고 동기화시킨다. 따라서, WWAN 다운링크 수신기(308)는 일례의 방법에서 다운링크 수신기의 기능을 수행한다.
단계 506에서, 프레임 제어 헤더(FCH)를 디코딩하여 다운링크 데이터 버스트 길이와 코딩 기법을 결정한다. 일례의 방법에서는 FCH 버스트에 프리앰블이 이어진다. IEEE 802.16(e) 표준에 따라 동작하는 네트워크에서는 업링크 맵(UL MAP)이 각각의 멀티모드 무선 통신 장치(106)에 대해 업링크 채널 상의 주파수와 버스트 시작 시간을 규정하는 매체 액세스 제어(MAC) 메시지다.
단계 508에서, 업링크 MAP이 디코딩된다. 따라서, 수신한 다운링크 신호(324)는 업링크 MAP의 정보를 제공하고, 이 정보는 컨트롤러(312)로 하여금 멀티모드 무선 통신 장치(106)에 할당된 캐리어 주파수 및 업링크 신호(116)의 타이밍을 결정할 수 있게 한다. 추가적으로, 업링크 MAP은 기지국(액세스 노드)(108)으로부터 다운링크 신호(324)들을 수신하는 멀티모드 무선 통신 장치(106)에 대응하는 사용자 식별(ID) 정보를 포함한다.
단계 510에서, 액세스 포인트(102)에서 사용자 리스트(512)에 리스팅된 멀티모드 무선 통신 장치(106)들 중 한개 이상이 업링크 MAP에 포함되는 지가 결정된다. 사용자 리스트(512)는 액세스 포인트(102)에 의해 지원되는 멀티모드 무선 통신 장치(106)를 독자적으로 식별하는 식별 정보를 포함한다. 예를 들어, IEEE 802.16(e) 표준은 제작자가 발급한 X.509 디지털 인증서를 이용하여 장치를 식별한다. 사용자 리스트(512)는 액세스 포인트(102)의 설치 시기에 프로그래밍되는 것이 일반적이며, 사용자 ID를 추가하거나 제거하도록 수정될 수 있다. 사용자들은 액세스 포인트(102)가 설치되는 위치에 거주하는 가정의 구성원일 수 있다. 사용자 리스트의 어떤 사용자 ID도 업링크 MAP에 포함되지 않을 경우, 이 방법은 단계 502로 되돌아간다. 그렇지 않을 경우, 이 방법은 단계 504로 진행한다. 일부 상황에서는 업링크 MAP이 직접적인 식별 번호를 포함하지 않고, 대신에, 멀티모드 무선 통신 장치(106)의 신원 결정을 위해 사용될 수 있는 간접적인 식별 정보를 포함할 수 있다.
단계 514에서, 업링크 MAP이나 그외 다른 제어 메시지로부터 모든 식별된 사용자들의 제어 정보가 추출된다. 제어 정보는, 멀티모드 무선 통신 장치(106)에 의해 송신되는 WWAN 업링크 신호(116)를 위한 업링크 송신 시간과 업링크 송신 파워 레벨을 포함하는 송신용 업링크 제어 정보다. 식별된 멀티모드 무선 통신 장치(106)에 대응하는 타이밍 정보는 디코딩된 업링크 MAP으로부터 추출되어 메모리(314)에 저장된다.
도 6은 무선 리소스들을 관리하는 일례의 방법의 순서도로서, 이 경우에, WWAN 시스템(104)이 IEEE 802.16(e)같은 OFDMA 기반 시스템에 따라 동작한다. 일례의 방법이 액세스 포인트(102)에 의해 수행되며, 이 방법은 WWAN 업링크 채널을 모니터링하여, 수신한 WWAN 업링크 신호(116)에 기초하여 멀티모드 무선 통신 장치에 대한 WLAN 서비스의 획득을 개시하는 과정을 포함한다. 도 4를 참고하여 설명된 방법으로 결정된 정보를 이용하여, 액세스 포인트(102)는 업링크 WWAN 채널을 모니터링하고 이러한 기준에 부합할 경우 WLAN 획득 메시지를 전송한다.
단계 602에서, WWAN 수신기(304)가, 업링크 MAP에 의해 표시된 업링크 서브캐리어 주파수로 튜닝된다. 액세스 포인트(102)에 의해 인터셉트된 업링크 서브캐리어 주파수는 WWAN 업링크 수신기(306)를 튜닝하는 데 사용된다. 일부 상황에서는 한개의 수신기가 업링크 및 다운링크 주파수 모두로 튜닝될 수 있다. 일 실시예에서는 수신기(304)가 업링크 및 다운링크 신호(116, 324)를 동시에 수신할 수 있다.
단계 604에서는 수신한 업링크 WWAN 신호의 특성이 측정된다. 일 실시예에서는 컨트롤러(312)가 수신한 업링크 신호(116)의 수신 시간과 파워 레벨을 결정한다. 일부 상황에서는 수신 시간과 파워 레벨 중 한가지만이 결정된다. 잘 알려진 기술들을 이용하여, 수신한 업링크 WWAN 신호(116)의 파워가 측정되고 메모리(314)에 저장된다. 수신 시간은 시스템 시간과 비교하여 결정되고 메모리(314)에 저장된다. 일부 상황에서는 그외 다른 신호 특성이 결정된다. 이 경우에 신호 특성은 액세스 포인트(102)에 대한 무선 통신 장치(106)의 근접도에 관한 정보를 제공한다. 일 실시예에서는 멀티모드 무선 통신 장치(106)의 식별 용도로만 식별 정보가 사용되고, 신호 디코딩에는 식별 정보가 사용되지 않아 비용을 최소화시킨다. 일부 예에서는 식별 정보가 WWAN 업링크 신호(116)를 디코딩하는데 사용될 수 있다.
단계 606에서는 컨트롤러(312)가 액세스 포인트(102)에 대해, 업링크 신호(116)를 송신하는 멀티모드 무선 통신 장치의 근접도를 연산한다. 업링크 신호(116)의 특성에 기초하여, 컨트롤러(204)는 액세스 포인트(102)로부터 멀티모드 무선 통신 장치(106)까지의 거리를 결정한다. 업링크 MAP으로부터 결정된 WWAN 업링크 신호의 송신 시간과 수신 시간을 이용하여, 컨트롤러(204)는 업링크 신호(116)의 전파 시간을 연산한다. 업링크 신호(116)의 전파 감쇠는, 송신 파워와 수신 파워간의 차이를 연산함으로써 결정된다. 전파 파라미터 중 한가지 또는 두가지 모두를 이용하여, 컨트롤러(204)가 액세스 포인트(102)에 대한 멀티모드 무선 통신 장치(106)의 근접도를 연산한다. 예를 들어, 전파 시간과 광속과의 곱에 의해 거리가 결정될 수 있다. 이 거리는 안테나의 경우 전파 손실을 (잘 알려져 있는) 거리 대 전파 손실과 비교함으로써 연산될 수도 있다. 거리는 평균값을 취하거나 또는 근접도 결정을 위해 달리 처리될 수도 있다.
단계 608에서, 액세스 포인트(102)에 대한 멀티모드 무선 통신 장치(106)의 근접도가 임계치보다 작은 지가 결정된다. 임계치는 여러가지 팩터들 중 하나의 팩터를 기초로할 수 있고, 동적일 수도 있고 정적인 값일 수도 있다. 일 실시예에서는 임계치는, 액세스 포인트(102)는 멀티모드 무선 통신 장치(106)에 WLAN 서비스를 제공할 수 있는 멀티모드 무선 통신 장치(106)와 액세스 포인트(102) 간의 최대 거리다. 근접도가 임계치 미만일 경우, 이 방법은 단계 610으로 진행한다. 그렇지 않을 경우 이 방법은 단계 612로 진행하여 도 4의 단계 402로 되돌아간다.
단계 610에서, 멀티모드 무선 통신 장치(106)가 WLAN 서비스를 획득하여야하는 지가 결정된다. 이 결정이 액세스 포인트(102)에 대한 멀티모드 무선 통신 장치(106)의 근접도만을 기반으로 할 수 있지만, 일부 상황에서는 다른 팩터도 고려될 수 있다. 다른 팩터의 예로는, 액세스 포인트(102)의 용량과, 멀티모드 무선 통신 장치(106)에서 요구되는 대역폭 요건과, WWAN 서비스의 현재 비용과, 멀티모드 무선 통신 장치(106)의 추정 모션이 있다. WLAN 서비스가 획득되어야 한다고 컨트롤러(204)가 결정할 경우, 액세스 포인트(102)의 송신기가 WWAN 다운링크 상에서 비컨 신호(118)를 멀티모드 무선 통신 장치(106)를 향해 송신한다.
단계 612에서, 도 4의 단계 402로 되돌아갈 수 있다. 일부 상황에서는 이러한 획득이 WWAN 통신 시스템(104)으로부터 WLAN 네트워크(120)으로의 핸드오프로 나타날 수 있다. 일 실시예에서는 서비스가 WWAN 통신 시스템(104)으로부터 관리될 수도 있고, 또는, 멀티모드 무선 통신 장치(106)가 WWAN 통신 시스템(104)에 등록된 상태를 유지할 수도 있다. 그렇지만 어떤 사용자 데이터도 WWAN 통신 채널을 통해 송신되지 않는다. 따라서, 단계 610은 단계 412를 수행하는 일례의 기술을 제공한다. 이 경우 WWAN 통신 시스템(104)은 IEEE 802.16(e) 표준에 따라 동작한다.
도 7은 일 실시예에 따른 통신 네트워크 배열(100) 내의 멀티모드 무선 통신 장치(106)의 블록도표다. 멀티모드 무선 통신 장치(106)는 액세스 포인트(102)같은 한개 이상의 WLAN 네트워크(120)와, 한개 이상의 WWAN 통신 네트워크(120, 104)와 통신할 수 있는 하드웨어, 소프트웨어, 펌웨어 간의 임의의 조합으로 구현되는 기능을 포함한다. 멀티모드 무선 통신 장치(106)(액세스 단말기로도 불림)는 무선 모뎀, PDA, 듀얼 모두 셀룰러 전화, 또는 그외 다른 장치일 수 있다. 멀티모드 무선 통신 장치(106)의 적절한 구현은 프로세서(706)와 메모리(708)에 연결된 WLAN 인터페이스(702)와 WWAN 인터페이스(704)를 포함한다. 멀티모드 무선 통신 장치(106)와 관련하여 설명되는 블록들의 다양한 기능 및 동작들은 임의의 갯수의 장치, 회로, 요소들로 구현될 수 있다. 두개 이상의 기능 블록들이 한개의 장치에 통합될 수도 있고, 여러개의 장치에 걸쳐 구현될 수도 있다. 예를 들어, WLAN 인터페이스(702)와 WWAN 인터페이스(704)의 기능들의 일부분이 프로세스(706)와 메모리(708)에 의해 수행될 수 있다. 프로세서(706)는 여기서 설명하는 제어 기능을 수행할 뿐 아니라, 멀티모드 무선 통신 장치(106)의 전체 동작을 촉진시키면서 그외 다른 기능 역시 수행한다. 프로세서(706)는 메모리(708)에 연결되거나 메모리(708)를 포함할 수 있고, 메모리(708)는 한개 이상의 RAM이나 ROM을 포함할 수 있다. 메모리(708)는 장치 식별자(ID) 값, 수신 신호의 품질을 결정하기 위한 기준, 신호 품질 파라미터 등등의 데이터를 포함할 수 있다. WLAN 인터페이스(702)는 수신기(710)와 WLAN 송신기(712)를 포함하며, 수신기(710)는 WLAN 액세스 포인트(102)로부터 WLAN 주파수 대역 에어 인터페이스(322)를 통해 무선 통신 신호를 수신하도록 튜닝된다. WLAN 송신기(712)는 WLAN 주파수 대역 에어 인터페이스(318)를 통해 WLAN 액세스 포인트(102)를 향해 무선 통신 신호를 송신한다. WWAN 인터페이스(740)는 다운링크 수신기(714)를 포함하며, 상기 다운링크 수신기(714)는 WWAN 통신 시스템(104)으로부터 WWAN 다운링크 주파수 대역 에어 인터페이스의 무선 통신 신호를 수신하도록 튜닝되고, WLAN 액세스 포인트(102)로부터 OFDM 톤(서브캐리어)(118)을 통해 비컨 신호를 검출하도록 튜닝된다. WWAN 인터페이스(720)는 업링크 주파수 대역 내의 업링크 무선 통신 신호(116)를 전송하는 업링크 송신기(716)를 또한 포함한다.
멀티모드 무선 통신 장치(106)가 액세스 포인트와 통신하고 있지 않은 경우, 다운링크 수신기(714)가 WWAN 주파수 대역 내에서 송신되는 비컨 신호(118)을 위한 WWAN 다운링크 채널을 모니터링한다. 수신된 비컨 신호(118)는 다운링크 수신기(714)에 의해 검출되고 수신기(714)에서 디코딩되어, 비컨 신호(118)의 의도한 수신자로 멀티모드 무선 통신 장치(106)를 독자적으로 식별하는 식별자(ID)를 추출하게 된다. 멀티모드 무선 통신 장치(106) 식별자(ID)는 전자 일련 번호(ESN)나 그외 다른 고유 데이터를 포함할 수 있다. ID 값은 메모리(708)에 저장되거나 또는 그외 다른 적절한 위치에 저장되어 프로세서(706)로 하여금 수신한 ID에 비교할 수 있게 한다. ID 값이 일치할 경우, 프로세서(706)는 WLAN 인터페이스(702)를 동작시킨다. 일부 상황에서는 WLAN 인터페이스가 동작하여야 하는 지를 결정하기 위해 다른 기준이 평가될 수 있다. 다른 기준의 예로는 비컨 신호(118)의 신호 강도와, 비컨 신호의 신호-잡음비와, 멀티모드 무선 통신 장치의 통신 요건이 있다. 비컨 신호 검출 후, 멀티모드 무선 통신 장치(106)는 WLAN 연결을 관리한다. 잘 알려진 기술에 따르면, 멀티모드 무선 통신 장치(106)는 멀티모드 무선 통신 장치(106)와 WLAN 간의 통신을 구축하고, 관리하며, 동작정지시킨다. WLAN 연결은 WLAN과의 통신 링크같은 다른 통신 링크와 동시에 구축되고 관리될 수도 있고, 통신이 두절되거나 가용하지 않게 된 후 구축 및 관리될 수도 있다. 따라서, WLAN 통신은 WWAN 통신이 일부 환경에서 동작정지되기 이전에 WLAN 서비스의 구축을 요건으로 하는 MAKE_BEFORE_BREAK 연결을 포함할 수 있다. WLAN 연결은 WWAN, WLAN, 또는 멀티모드 무선 통신 장치들 간에 장치, 알고리즘, 프로그램, 장비의 임의의 조합에 의해 관리될 수 있다. 멀티모드 무선 통신 장치(106)는 비컨 신호(118) 검출을 위해 다운링크 제어 채널의 모니터링을 재개한다.
일부 상황에서는 멀티모드 무선 통신 장치(106)가 GPS 위성으로부터 GPS 데이터를 수신하는 GPS 수신기(도시되지 않음)를 포함한다. GPS 데이터에 기초한 GPS 정보는 WWAN 기지국으로 송신된다. WWAN이나 WLAN이 GPS 정보를 이용하여 WLAN 연결을 관리할 수도 있고, 비컨 신호를 송신하여야 하는 지를 결정하는 데 이용할 수도 있다. 예를 들어, 특정 장치로부터 송신된 GPS 정보에 의해 표시된 지리적 위치가 WLAN 서비스를 수신하기에 상기 특정 장치가 액세스 포인트로부터 너무 멀리 떨어져있다고 표시될 경우, 액세스 포인트가 비컨 신호를 송신하지 않는다. 특정 장치가 비컨 신호를 검출한 후 이 장치에 의해 송신된 GPS 정보가 WLAN 서비스를 수신하기에는 너무 멀리 떨어져있다고 표시할 경우, WLAN 획득으로의 핸드오프가 시도되지 않는다. GPS 데이터는 GPS/AFLT 데이터를 포함할 수 있고, GPS 정보는 위도 및 경도 좌표같은 지리적 위치 정보와 GPS 데이터의 임의의 조합을 포함할 수 있다. GPS 정보를 액세스 포인트가 인터셉트할 수도 있고, 일부 상황에서는 기지국에 의해 액세스 포인트에게로 GPS 정보가 전달될 수도 있다.
도 8은 멀티모드 무선 통신 장치(106)에서 수행되는 통신들을 관리하는 일례의 방법의 순서도다. 일 실시예에서는 프로세서(706) 상에서 실행되는 코드가 연산을 수행하고, 다른 장치를 제어하여, 아래 설명되는 단계들을 호출한다.
단계 802에서, 멀티모드 무선 통신 장치(106)는 비컨(118) OFDM 톤으로 튜닝된 수신기(114)를 이용하여 (104) 다운링크 제어 채널을 모니터링한다. 이 수신기는 주기적인 방식으로, 비컨 신호가 존재하는 적정 주파수로 튜닝된다. 수신된 임의의 신호가 단계 804에서 평가된다.
단계 804에서, 비컨 신호(118)가 검출되었는 지를 결정한다. 비컨 신호(118)가 검출된 경우, 이 방법은 단계 806으로 진행한다. 그렇지 않을 경우, 이 방법은 단계 802로 되돌아간다. 비컨 신호(118)가 검출되었는 지를 결정하기 위해 수많은 기술들 중 임의의 방법이 사용될 수 있다. 그 예로는 임계치 이상의 신호 에너지를 검출하고, 그 신호를 수신 및 복조하여 에너지나 파워 레벨을 평가하고, 또는 신호-잡음비를 결정하는 방법이 있다. 일 실시예에서는 수신 신호를 복조하여 신호가 적정 임계치보다 클 경우 단계 806에서 신호를 디코딩한다.
단계 806에서, 신호를 디코딩하여 장치 식별자(ID)를결정한다. 비컨 신호(118)가 단계 804에서 검출되면, 멀티모드 무선 통신 장치(106)가, 신호 디코딩에 이어 장치 ID 추출을 통해 비컨(118)이 멀티모드 무선 통신 장치(106)을 타겟으로 한 것인지를 결정하게 된다. 일부 상황에서는 장치 ID가 가용하지 않을 경우, 다른 식별 정보를 비컨 신호(118)로부터 추출하여, 멀티모드 무선 통신 장치(106)가 비컨 신호(118)를 송신하는 액세스 포인트(102)에 액세스할 수 있는 지를 결정한다.
단계 808에서, 멀티모드 무선 통신 장치(106)에 의해 WLAN 서비스용으로 사용될 수 있는 비컨 신호(118)가 액세스 포인트(102)로부터 송신되고 있는 지를 결정한다. 프로세서(706)는 수신한 장치 ID를 메모리(708)에 저장한 장치 ID값과 비교한다. 일치할 경우, 멀티모드 무선 통신 장치(106)는 핸드오프 절차를 개시하여 액세스 포인트(102)로부터 WLAN 서비스를 획득한다. 그렇지 않을 경우 단계 802로 되돌아간다. 일부 상황에서는 WLAN 통신이 시도되어야하는 지 결정하기 위해 다른 기준이 평가될 수 있다. 예를 들어, 신호-잡음비나 신호 강도같은 비컨 신호의 특성을 임계치와 비교하여 WLAN 수신기가 동작하여야 하는 지 여부를 결정할 수 있다. 또한, WLAN 통신이 적합한 지를 결정하기 위해 통신 요건이 평가될 수 있다. 더우기 일부 상황에서는 WLAN 수신기 동작 여부에 관한 결정이 WWAN(104)로부터 수신한 정보를 기반으로 할 수도 있다. 이러한 결정이 일부 상황에서 기준 및 비컨 신호(118) 특성의 조합에 기초하여 이루어질 수도 있다.
단계 810에서, 멀티모드 무선 통신 장치(106)가 WLAN 연결을 관리한다. 잘 알려진 기술에 따르면, 멀티모드 무선 통신 장치(106)가 멀티모드 무선 통신 장치(106)와 WLAN 간의 통신을 구축하고 관리하며, 정지시킬 수 있다. 상술한 바와 같이, WLAN 연결이 다른 통신 링크(가령, WWAN과의 통신 링크)와 동시에 구축되고 관리될 수 있고, 또는, 통신이 두절되거나 가용하지 않게된 후 WLAN 연결이 구축되거나 관리될 수 있다. 따라서, WWAN 연결이 일부 상황에서 정지되기 전에 WLAN 서비스의 구축을 요건으로 하는 MAKE_BEFORE_BREAK 연결이 WLAN 통신에 포함될 수 있다. WLAN 연결은 WWAN, WLAN, 또는 멀티모드 무선 통신 장치에서의 장치, 알고리즘, 프로그램, 장비 간의 임의의 조합에 의해 관리될 수 있다. 이 과정은 단계 802로 되돌아가 비컨 채널 모니터링을 계속하게 된다.
일부 상황에서는 멀티모드 무선 통신 장치(106)가 WWAN 기지국으로 GPS 정보를 송신함으로써 WLAN 연결을 관리한다. 이 경우 GPS 정보는 멀티모드 무선 통신 장치(106)의 GPS 수신기에 의해 수신된 GPS 데이터를 기반으로 한다. WLAN 서비스가 멀티모드 무선 통신 장치(106)에 의해 획득되어야 하는 지를 결정하기 위해 WWAN이나 WLAN 네트워크가 GPS 정보를 이용한다. 예를 들어, WWAN 기지국으로 송신되고 있는 GPS 정보를 포함하는 WWAN 메시지를 액세스 포인트가 수신할 수 있다. 액세스 포인트는 GPS 정보에 기초하여 멀티모드 무선 통신 장치의 근접도를 부분적으로 결정한다.
본 발명의 범위는 아래의 청구범위의 기재사항에 의해서만 결정되며, 본 발명의 실시예는 예시적인 사항으로 이해되어야 한다.
Claims (20)
- 멀티모드 무선 통신 장치와 WLAN 신호를 교환하도록 구성된 WLAN(Wireless Local Area Network) 인터페이스와,
멀티모드 무선 통신 장치로부터 송신한 WWAN 업링크 신호를 수신하도록 구성된 WWAN(Wireless Wide Area Network) 수신기와,
멀티모드 무선 통신 장치와 액세스 포인트 간의 거리가 근접도 임계치보다 작다고 WWAN 업링크 신호가 표시할 때, WWAN 주파수 대역 내에서 비컨 신호를 송신하도록 구성되는 WWAN 송신기
를 포함하는 것을 특징으로 하는 액세스 포인트. - 제 1 항에 있어서, WWAN 송신기가, OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 톤의 비컨 신호를 또한 송신하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 액세스 포인트.
- 제 1 항에 있어서, WWAN 주파수 대역은 WWAN 기지국으로부터 멀티모드 무선 통신 장치를 향한 다운링크 통신 신호의 송신에 사용되는 WWAN 다운링크 주파수 대역인 것을 특징으로 하는 액세스 포인트.
- 제 1 항에 있어서, WWAN으로부터 WLAN으로 멀티모드 무선 통신 장치를 핸드오프하는 결정이, 멀티모드 무선 통신 장치에서 수신될 때 비컨 신호의 신호 강도에 기초하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 액세스 포인트.
- 제 1 항에 있어서, WWAN으로부터 다운링크 통신 파라미터를 수신하도록 구성되는 WWAN 인터페이스를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 액세스 포인트.
- 제 5 항에 있어서, 유선 연결을 통해 다운링크 통신 파라미터를 수신하도록 WWAN이 구성되는 것을 특징으로 하는 액세스 포인트.
- 제 5 항에 있어서, 무선 연결을 통해 다운링크 통신 파라미터를 수신하도록 WWAN이 구성되는 것을 특징으로 하는 액세스 포인트.
- 제 7 항에 있어서, 상기 WWAN 인터페이스가 상기 WWAN 수신기를 포함하고, 상기 WWAN 인터페이스는 다운링크 WWAN 제어 채널을 통해 다운링크 통신 파라미터를 수신하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 액세스 포인트.
- 제 1 항에 있어서, 멀티모드 무선 통신 장치의 식별자(ID)에 따라 비컨 신호를 코딩하도록 WWAN 송신기가 구성되는 것을 특징으로 하는 액세스 포인트.
- 제 1 항에 있어서, 액세스 포인트의 WLAN 식별자(ID)에 따라 비컨 신호를 코딩하도록 WWAN 송신기가 구성되는 것을 특징으로 하는 액세스 포인트.
- WWAN 기지국으로부터 WWAN 다운링크 주파수 대역 내의 무선 통신 신호를 수신하도록, 그리고, 액세스 포인트로부터 WWAN 다운링크 주파수 대역 내의 비컨 신호를 수신하도록 구성된 WWAN 수신기와,
액세스 포인트로부터 WLAN 신호를 수신하도록 구성된 WLAN 수신기와,
비컨 신호의 특성이 임계치를 넘는다고 결정될 경우 WLAN 신호를 수신하도록 WLAN 수신기를 작동시키는 프로세서
를 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티모드 무선 통신 장치. - 제 11 항에 있어서, 비컨 신호는 OFDM 톤으로 수신되는 것을 특징으로 하는 멀티모드 무선 통신 장치.
- 제 11 항에 있어서, 멀티모드 무선 통신 장치의 식별자(ID)에 따라 비컨 신호를 디코딩하도록 WWAN 수신기가 구성되는 것을 특징으로 하는 멀티모드 무선 통신 장치.
- 제 11 항에 있어서, 상기 특성은 신호-잡음비(SNR)이고, 상기 프로세서는 신호-잡음비가 신호-잡음비 임계치보다 클 때 WLAN 수신기를 동작시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는 멀티모드 무선 통신 장치.
- 제 11 항에 있어서, 상기 특성이 신호 강도이고, 상기 프로세서는 신호 강도가 신호 강도 임계치보다 클 때 WLAN 수신기를 동작시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는 멀티모드 무선 통신 장치.
- 제 11 항에 있어서,
GPS 데이터 수신을 위한 GPS 수신기와,
GPS 데이터에 기초한 GPS 정보를 WWAN 기지국으로 송신하도록 구성된 WWAN 송신기
를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티모드 무선 통신 장치. - 멀티모드 무선 통신 장치와 통신하도록 구성된 애겟스 포인트에서 수행되는 통신 방법으로서, 상기 방법은
업링크 송신 제어 정보를 포함하는 WWAN 다운링크 신호를 수신하는 단계와,
멀티모드 무선 통신 장치로부터 WWAN 업링크 신호를 수신하는 단계와,
업링크 송신 제어 정보와 WWAN 업링크 신호에 기초하여 액세스 포인트에 ㄷ대한 멀티모드 무선 통신 장치의 근접도를 결정하는 단계와,
근접도가 임계치보다 작을 경우, WWAN 주파수 대역 내의 비컨 신호를 멀티모드 무선 통신 장치를 향해 송신하는 단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 방법. - 제 17 항에 있어서, 근접도를 결정하는 단계는, WWAN 업링크 신호의 수신 파워 레벨과 업링크 송신 제어 정보에 포함된 WWAN 업링크 신호 송신 파워 레벨 간의 파워 차이를 연산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 방법.
- 제 17 항에 있어서, 근접도를 결정하는 단계는, WWAN 업링크 신호의 수신 시간과 업링크 송신 제어 정보에 포함된 WWAN 업링크 신호 송신 시간 간의 시간차를 연산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 방법.
- 제 17 항에 있어서, 근접도를 결정하는 단계는, 멀티모드 무선 통신 장치의 지리적 위치를 표시하는 멀티모드 무선 통신 장치를 향해 송신된 GPS 정보를 평가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 방법.
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