KR20160130480A

KR20160130480A - 위성에 액세스하여 셀 디바이스가 위성 네트워크에서 로밍하게 하는 셀 타워의 기능

Info

Publication number: KR20160130480A
Application number: KR1020167027808A
Authority: KR
Inventors: 조셉 크롤리; 에릭 블랜챠드; 폴 에이. 몬테; 프리함드하니 암란
Original assignee: 글로벌스타, 인크.
Priority date: 2014-03-07
Filing date: 2015-03-06
Publication date: 2016-11-11
Also published as: CN106797591A; EP3114876A4; RU2677634C2; JP2017514412A; SG11201607413VA; AU2015226958A1; EP3114876B1; BR112016020635A2; WO2015134875A1; RU2016139112A; CA2941658C; CA2941658A1; US10045326B2; AU2015226958B2; MX2016011578A; US20160381657A1; EP3114876A1; JP6543276B2; RU2016139112A3

Abstract

본 시스템 및 방법은, 양방향 위성 통신을 수행하지 못하는 셀룰러 인에이블 디바이스가 초기에 셀룰러 모바일 폰 번호로 어드레스 지정된 모바일 착신 호를 위성 네트워크를 통해 수신할 수 있게 한다. 일 실시예에서, 본 시스템 및 방법은 셀룰러 디바이스가 위성 네트워크 또는 서브-네트워크에서 로밍하는 디바이스로 보이게 한다. 다른 실시예에서, 본 시스템은 위성 인에이블 디바이스에 호 전달 요청을 하고, 여기서 호 전달 요청은 사용자에 투명하다.

Description

위성에 액세스하여 셀 디바이스가 위성 네트워크에서 로밍하게 하는 셀 타워의 기능{CELL TOWER FUNCTIONALITY WITH SATELLITE ACCESS TO ALLOW A CELL DEVICE TO ROAM ON A SATELLITE NETWORK}

본 발명은 위성에 액세스하여 셀 디바이스가 위성 네트워크에서 로밍하게 하는 셀 타워의 기능에 관한 것이다.

종래 기술은 (예를 들어, Globalstar 위성 통신 네트워크와 같은 위성 통신 네트워크를 통해 음성 또는 데이터를 통신하는) 듀플렉스 위성 통신 능력을 구비하는 전자 디바이스를 개시하는데, 여기서 전자 디바이스는 또한 스마트 폰, 셀 인에이블(cell enabled) 태블릿, 컴퓨터 또는 다른 셀룰러 인에이블 디바이스(cellular enabled device)와 같은 셀룰러 인에이블 디바이스와 (셀룰러 네트워크를 통하지 않고 유선 또는 무선으로) 인터페이싱하는 능력을 구비한다. 사용된 바와 같이, "셀 인에이블" 또는 "셀룰러 인에이블"이라는 용어는 디바이스가 셀 기반 통신 네트워크에서 모바일 디바이스로서 통신할 수 있다는 것을 의미한다. 비-셀룰러 디바이스는 셀 네트워크에서 모바일 디바이스로서 통신할 수 없는 디바이스이다. 셀룰러 통신 기능은, 위성 네트워크를 위한 통신 주파수가 셀룰러 통신과는 상이하고, 일반적으로, 위성 통신의 포맷팅(formatting)(예를 들어 위성 통신은 TDMA 또는 CDMA일 수 있음)이 셀룰러 통신과 상이하고, 핸드쉐이킹 시그널링 프로토콜이 상이할 수 있기 때문에, 위성 능력을 갖지 않는다. 전자 디바이스는, 셀룰러 디바이스가, 전자 디바이스를, 위성 네트워크로 가는 도관 또는 파이프로 사용하여, 위성 네트워크를 통해 통신할 수 있도록 설계된다. 셀룰러 인에이블 디바이스(예를 들어, 스마트 폰 또는 태블릿)는 (예를 들어, WLAN을 위한 단거리 WIFI 통신, 또는 PAN을 위한 블루투스 통신(블루투스 SIG 표준)을 사용하여) 전자 디바이스와 통신하기 위해 내부에 로딩된 소프트웨어 애플리케이션을 구비할 수 있다. 전자 디바이스와 함께, 전자 인터페이스에 의해, 셀룰러 디바이스는, 전자 디바이스와 결합하여, 듀플렉스 위성 통신 디바이스로 기능할 수 있다. 하나의 이러한 종래 기술의 디바이스는, 본 명세서에 첨부되고 본 명세서에 참조로 병합된, 발명의 명칭이 "SATELLITE COMMUNICATION DEVICE FOR ROUTING TERRESTRIAL SIGNALS THROUGH A SATELLITE NETWORK"인 PCT/US2012/024177, 공개 번호 WO2012/109269에 개시되어 있다. 이 전자 디바이스는, 위성 통신을 위한 트랜시버, 적절한 안테나, 및 탑재 처리 및 포맷팅 능력을 포함한다. 참조를 위해, 전자 디바이스는, 본 명세서에서 "에뮬레이터(emulator)" 또는 "위성 통신 에뮬레이터"라고 언급된다. 이 에뮬레이터에 의해 셀룰러 디바이스로부터 오는 발신 호(outgoing call)는 위성 네트워크를 통해 전달될 수 있다. 또한 호출자 또는 중간 네트워크 요소가 에뮬레이터의 위성 "폰" 번호 또는 "어드레스"(예를 들어, 에뮬레이터에서 위성 트랜시버와 연관된 식별자)를 미리 알고 있다면, 에뮬레이터에 의해, 셀룰러 디바이스는, 에뮬레이터를 거쳐 위성 네트워크를 통해 착신 호(incoming call)를 수신할 수 있다.

다른 종래 기술 디바이스는, 셀 인에이블 디바이스를 통해 통신이 이루어지는 진행 중인 통신을 위성 통신 네트워크와 셀룰러 통신 네트워크 사이에서 전달하는 시스템이다. 일반적으로, 네트워크를 구별하는 특징은 (예를 들어, 호 설정 (call set up)과 호 해체(tear down)를 위한) 무선 주파수, 변조 구조, 포맷 구조, 및 핸드쉐이킹 프로토콜에 있다. 이 시스템은 페어링된(paired) SIM 카드(Subscriber Identity Module, 셀룰러 디바이스용 스마트 마이크로프로세서 칩, 표준, 마이크로 또는 나노 등) 또는 SIM 카드와 등가물(equivalent), 예를 들어, 이동식 사용자 신원 모듈(removable user identity module: RUIM), 또는 UMTS 또는 UICC(Universal Integrated Circuit Card) 또는 USIM(universal subscriber identity module)(이들은 모두 총칭적으로 "SIM 카드"라고 언급된다)을 사용한다. 이 시스템에서, 하나의 SIM 카드는 셀룰러 디바이스에 존재하고, 제2 SIM 카드(또는 등가물)는, 다수의 SIM 카드가 (예를 들어, 셀룰러 시스템에 의해 위치될 수 있는) 셀룰러 네트워크와 인터페이싱할 수 있게 하는 디바이스인 "SIM 뱅크"(여기서 SIM 뱅크는 여러 셀에 걸쳐 위치될 수 있다)를 포함하는 원격 처리 센터(remote processing center) 내에 위치된다. 이 SIM 뱅크는 다수의 하드웨어 SIM 카드를 보유하는 디바이스(또는 소프트웨어 SIM 실시예)일 수 있다. 이 시스템에 의해 (예를 들어) 진행 중인 셀룰러 호는 (예를 들어, 셀 신호 강도가 저하될 때) 위성 네트워크로 자동적으로 전달될 수 있고 그 역으로도 전달될 수 있다. 이 시스템에서 에뮬레이터를 사용하여 위성 레그(satellite leg)가 수립된다. 종래 기술의 시스템은, 본 명세서에 첨부되고 본 명세서에 참조로 병합된, 발명의 명칭이 "Apparatus, method and system for integrating mobile and satellite phone service"인 PCT/US2013/031746, WO2013/142284 공보에 설명되어 있다. 이 시스템은 또한 위성 통신 네트워크를 통해 셀룰러 디바이스로 가는 착신 호와 이 셀룰러 디바이스로부터 나오는 발신 호를 모두 가능하게 한다. 그러나, 이 시스템의 하나의 단점은, 원격 셀룰러 디바이스에 위치된 SIM 카드가 셀룰러 디바이스와 통상적으로 연관된 SIM 카드(모바일 디바이스의 통신사(carrier)에 의해 제공되는 식별자)가 아니고, 대신, 페어링된 SIM 카드라는 것이다. 그 결과, 셀룰러 디바이스에 위치된 SIM 카드와 연관된 "폰" 번호 또는 신원은 통상적으로 가입자와 연관된 폰 번호 또는 신원이 아니다. 에뮬레이터는, 위성 통신 시스템에 에뮬레이터를 인증/등록하기 위하여 자체 고유 SIM 카드 또는 SIM 카드 등가물을 구비하거나 또는 CDMA/IS-41을 사용할 수 있다.

본 발명의 목적은, 모바일 디바이스가 위성 네트워크를 통해 통신하고, 셀룰러 디바이스와 연관된 셀룰러 모바일 폰 번호를 사용하여 발견될 수 있게 하는 것이다.

일 실시예에서, 각 에뮬레이터는 셀 타워(cell tower)로 기능하며, 셀룰러 인에이블 디바이스를 위한 "액세스" 포인트를 제공하지만, 이 액세스 포인트는 위성 통신 네트워크를 통해 액세스를 제공한다. 통상적인 "셀 타워"는 본 명세서에 제시된 방법들 중 하나의 방법을 위해 표준 지상 전화 시스템 또는 인터넷 또는 공중 교환 전화망(public switch telephone network: PSTN)에 네트워크로 연결되지만, 이 에뮬레이터는 글로벌 위성 네트워크(global satellite network) 및 그 연관된 위성 게이트웨이(satellite gateway) 및/또는 네트워크 동작 센터(network operations center) 또는 지구 스테이션(earth station))를 통해 통신하며, 위성 시스템의 백오피스(Backoffice)를 사용하여 위성 시스템으로부터 오는 호를 PSTN 또는 인터넷(패킷 네트워크)으로 라우팅한다. 이 에뮬레이터는, 종래 기술에 잘 알려져 있는 바와 같이, 연관된 위성 식별자(예를 들어, (SIM 카드 같은 디바이스에 저장될 수 있는) 위성 폰 번호와 같은 어드레스)를 각각 갖는 위성 모뎀(들) 및/또는 트랜시버, 및 연관된 프로세서, 안테나, 및 위성 통신 네트워크를 통해 위성 호를 걸고 수신하는데 필요한 장비를 구비한다. 이 에뮬레이터는 위성 폰의 위성 통신 능력을 구비하지만, 위성 네트워크로부터 수신된 데이터 또는 음성은 에뮬레이터를 통해 셀룰러 디바이스로 전달된다(호 시그널링은 또한 에뮬레이터를 통해 셀룰러 디바이스로 전달되어, 통신 채널을 설정/해체하고 연결할 수 있다). 이 에뮬레이터는 또한 예를 들어 표준 WIFI 통신을 사용하여 하나 이상의 셀룰러 사용자 디바이스와 단거리 무선 통신을 통해 무선으로 통신하는 능력과 장비를 구비하는 것에 의해, 셀룰러 디바이스는 에뮬레이터를 거쳐 위성 네트워크를 통해 데이터/음성을 전달할 수 있다. 이 에뮬레이터는 프로세서 및 연관된 장비를 구비할 수 있고, (처리 프로토콜 변환기(handling protocol translator)를 포함하는) 위성 통신 네트워크에서 위성과 업링크/다운링크 통신을 위한 단거리 통신을 통해 수신된/전송된 데이터를 재포맷(reformat)하는 능력을 포함할 수 있다(여기서 셀룰러 디바이스에 상주하는 애플리케이션은 유사한 재포맷 및 프로토콜 변환 능력을 또한 필요로 할 수 있다). 이 에뮬레이터는 상이한 통신 네트워크와 인터페이싱하는 미디어 게이트웨이 기능을 구비할 수 있다. 하나의 이러한 에뮬레이터는 Globalstar사에 의해 시판되는 Sat-Fi 위성 핫스팟 디바이스(satellite hotspot device)이다. Sat-Fi에서, 착신 호는 위성 네트워크를 통해 사용자의 셀 폰 ID(전화 번호)를 사용하는 사용자에게는 송신될 수 없으나, Sat-Fi 위성 식별자(위성 폰 번호)를 사용하는 사용자에게는 송신된다. 본 발명에서, 이 에뮬레이터는 (예를 들어, 패킷 기술 또는 다른 멀티플렉싱 방법을 사용하여 동일한 위성 트랜시버를 통해 여러 호를 멀티플렉싱하거나; 또는 별개의 트랜시버를 통해 각 호를 거는 것에 의해) 한번에 여러 호를 거는 능력을 구비할 수 있다.

일 실시예에서, 셀룰러 디바이스(이 셀룰러 디바이스는 셀 폰, 셀 모뎀, 컴퓨터, 태블릿, 센서, 데이터 로거(data logger) 또는 셀룰러 네트워크를 통해 통신하는 능력을 구비하는 다른 디바이스일 수 있으나, 본 발명은 이들로 제한되지 않는다)는 에뮬레이터와 통신을 수행하기 위해 내부에 설치된 소프트웨어 또는 펌웨어 애플리케이션을 구비할 수 있다. 모바일 디바이스는 일반적으로 비주얼 디스플레이, 입력 디바이스(예를 들어, 터치패드), 마이크로폰, 및 스피커를 포함할 수 있다. 이 셀룰러 디바이스는 에뮬레이터와 선택된 로컬 통신 능력을 구비할 수 있다. 셀룰러 디바이스 상의 애플리케이션이 시작될 때, 이 애플리케이션은 인근 에뮬레이터를 찾아 연결을 시도할 수 있다(바람직한 통신은 표준 WIFI 통신(IEEE 802.11)이고, 블루투스 또는 다른 단거리 무선 통신이 표준 인터페이스 프로토콜 또는 핸드쉐이킹과 함께 사용되어 양방향 통신이 수립될 수 있다). 예를 들어, 셀룰러 신호 강도가 미리 결정된 레벨 미만으로 떨어질 때, 셀룰러 디바이스는 에뮬레이터를 찾으려고 할 수 있다. 일부 실시예에서, 셀룰러 디바이스와 에뮬레이터 사이의 통신은, 예를 들어, 이더넷 케이블, USB 케이블을 통한 유선 통신이거나 또는 다른 유선 통신일 수 있다. 다수의 에뮬레이터가 동일한 영역에서 동작할 수 있고, 이 경우에 각 에뮬레이터는 상이한 무선 주파수를 사용하여 다른 에뮬레이터와 간섭을 감소시킬 수 있고, 또 각 에뮬레이터는 바람직하게는 에뮬레이터를 식별하는 등록된 셀룰러 디바이스와 핸드쉐이킹을 사용할 수 있다.

본 발명의 여러 실시예는 (일 실시예에서) 백오피스를 위한 홈 위치 레지스터(home location register: HLR)와 방문자 위치 레지스터(visitor location register: VLR)로 기능할 수 있는 연관된 데이터베이스를 구비하는 백오피스를 더 포함한다. 이 백오피스는 위성 통신 네트워크, PSTN 회선 교환 네트워크(circuit switched network), 및/또는 패킷 교환 네트워크(packet switched network)와 통신하는 것에 의해, 이 백오피스는, 특히 시그널링 채널을 통해, 다른 통신사의 HLR에 액세스하고 이와 통신할 수 있고, 위성 네트워크를 통해 통신하는 에뮬레이터에 액세스하고 이와 통신할 수 있다.

일부 실시예, 예시 또는 구성에서, HLR은 홈 에이전트(home agent) 또는 HSS로 언급될 수 있고, VLR은 방문자 에이전트(visitor agent)로 언급될 수 있다. 다른 용어도 HLR과 VLR의 데이터베이스와 기능을 참조하는데 사용될 수 있다. 백오피스는 PSTN 및/또는 패킷 교환 네트워크, 예를 들어, 인터넷과 인터페이싱하는 컴퓨터 처리 시설이다. 백오피스는 위성 게이트웨이에 포함될 수 있고, 호를 PSTN 또는 인터넷을 통해 위성 네트워크로 라우팅하는 것이 아니라, 위성 네트워크에 직접 액세스할 수 있다. 일 실시예에서 이 백오피스는 저장된 SIM 카드 또는 SIM 카드 등가물을 갖는 연관된 SIM 뱅크를 구비할 수 있다.

도 1은 백오피스를 방문자 MSC로 구비하는 GMS 네트워크의 베이스 아키텍처의 개략 블록도.
도 2는 백오피스를 서빙(serving)하는 GSN으로 구비하는 GPRS 네트워크의 베이스 아키텍처의 개략 블록도.
도 3은 백오피스를 방문된 P-SCSF로 구비하는 IMS 음성 패킷 통신을 위한 베이스 아키텍처의 개략 블록도.
도 4는 GPRS 패킷 교환 데이터 및 회선 교환 음성 통신(circuit switched voice communication)의 베이스 아키텍처의 블록도.

에뮬레이터와 인터페이싱하기 위해, 셀룰러 디바이스는 하나의 에뮬레이터에 "등록"되고, 이 에뮬레이터는 초기에 이 셀룰러 디바이스가 위성 통신 시스템과 인터페이싱하는 것을 처리할 수 있다. 각 에뮬레이터는 이 특정 에뮬레이터에 등록된 일련의 셀룰러 디바이스를 구비할 수 있다. 예를 들어, 셀룰러 디바이스는, 인근에 있는 여러 에뮬레이터를 식별할 수 있고, 가장 강한 신호(예를 들어, WIFI 또는 다른 단거리 무선 신호)를 갖는 에뮬레이터에 등록을 요청할 수 있고, 또는 등록 요청에 제일 먼저 응답하는 에뮬레이터에 등록될 수 있다. 다른 구조를 사용하여 여러 이용가능한 것 중에서 하나의 에뮬레이터를 선택할 수도 있다(예를 들어, 이들 에뮬레이터는 서로 통신할 수 있고, 선택을 위한 프로토콜 또는 절차를 구비할 수 있다).

셀룰러 모바일 디바이스 에뮬레이터 등록

"에뮬레이터 등록" 공정은, "가입자"가 로밍 셀룰러 디바이스로 식별되는 공정으로, 여기서 모바일 디바이스는 베이스 트랜시버 스테이션(base transceiver station: BTS)으로서 에뮬레이터에서 "로밍"하고(일반적인 셀룰러 액세스 포인트에 요구되는 베이스 스테이션 제어기(base station controller: BSC)의 기능은 일반적으로 에뮬레이터에 의해 수행될 수 있으나, 일부 기능은 백오피스와 공유될 수 있다), 또 (2G 실시예에서) 방문자 MSC로 기능하는 백오피스에서 "로딩"한다. 등록을 위해, 모바일 디바이스 상의 애플리케이션은 인근 에뮬레이터와 통신을 수립하고, 백오피스에 전달하기 위해 가입자 정보를 에뮬레이터에 전달할 수 있다. 에뮬레이터는 고유한 에뮬레이터 식별자뿐만 아니라 가입자 정보를 위성 네트워크를 통해 백오피스에 전송한다. 가입자 정보는, 모바일 디바이스의 SIM 카드에 일반적으로 포함된 정보, 예를 들어, 통합된 회로 카드 식별자(integrated circuit card identifier: ICCID), 국제 모바일 가입자 신원(international mobile subscriber identity: IMSI)(일반적으로 HLR에 의해 사용되어 데이터베이스에서 색인됨), 인증 키(Ki)를 포함할 수 있고, 통신사-특정 데이터, 예를 들어, SMSC(Short Message Service Center) 번호, 서비스 제공자 이름(Service Provider Name: SPN), 및 서비스 다이얼링 번호(Service Dialing Number: SDN), 및 모바일 스테이션 ISDN 번호(Mobile Station ISDN number: MSISDN)("폰 번호")를 포함할 수 있다. 백오피스는 가입자 셀룰러 디바이스 정보와 에뮬레이터 정보를 수신하고, 이 정보를 데이터베이스에 저장하고, 특정 가입자를 관련 에뮬레이터와 연관시킨다. 백오피스는 연관된 데이터베이스를 갖는 처리 데이터 센터(processing data center)이고, PSTN, (게이트웨이를 통해 또는 PSTN을 거쳐 게이트웨이를 통해) 위성 통신 네트워크와 통신하며, 또한 셀룰러 네트워크와 통신할 수 있다. 셀룰러 디바이스는 이후 백오피스에 등록되고, 지정된 에뮬레이터와 연관되거나 또는 지정된 에뮬레이터에 "위치"되거나 또는 "존재"한다. 백오피스는 이 등록 공정을 일반적으로 에뮬레이터를 거쳐 위성 네트워크를 통해 통신을 요청하는 액션으로 인식할 수 있으나; 이 등록은 서비스를 활성화하는 요청과는 별개의 기능일 수도 있다(예를 들어, 에뮬레이터를 거쳐 위성 네트워크를 통한 통신 서비스를 요청하는 것과는 별개의 기능일 수 있다).

로밍 디바이스로 등록 - 위치 업데이트

다음은 먼저 2G 유형의 환경에서 시스템의 일 실시예를 설명한다. 일 실시예에서, 서비스가 활성화될 때, 이 가입자 셀룰러 디바이스는 에뮬레이터/백오피스에 "로밍"하거나 또는 "방문"하는 것으로 통신 네트워크에 보인다. 본질적으로, 백오피스는 원격 셀룰러 디바이스가 위치되거나 또는 존재하는 (2G 환경에서) 방문된 "셀룰러 네트워크" MCS인 것으로 보인다. 로밍 동의가 여러 통신사들 사이에 준비되어 있을 것이 필요하다.

2G (GMS) 환경에서 디바이스를 로밍 디바이스로 수립하기 위해, 백오피스는 셀룰러 디바이스가 "백오피스" 네트워크에 존재한다는 것을 셀룰러 디바이스의 홈 HLR에 통지한다. 가입자의 홈 네트워크와 이러한 통신은 일반적으로 PSTN 또는 패킷 네트워크를 통해 신호 채널을 통해 이루어질 수 있다. (방문된 네트워크 MSC로 동작하는) 백오피스는, 일반적으로 사용자의 셀룰러 디바이스의 모바일 폰 번호 또는 국제 모바일 가입자 신원(IMSI) 번호를 사용하여, 셀룰러 디바이스 홈 네트워크에 접속하고, (모바일이 로밍하는 것이 허용되는지 여부를 포함하는) 서비스 정보를 요청한다. 이것이 성공적이라면, 방문된 네트워크(BST 및 방문된 모바일 교환 센터 또는 MSC(mobile switching center)로 기능하는 에뮬레이터/백오피스)는 (방문자 위치 레지스트리(visitor location registry)로 기능하는) 백오피스 데이터베이스에서 "로밍" 셀룰러 디바이스에 대한 일시적인 가입자 레코드를 유지하기 시작한다. 또한, 가입자의 홈 네트워크는 홈 위치 레지스터(HLR) 또는 홈 네트워크 레지스터(home network register: HNR) 내 정보를 업데이트하여, 셀룰러 디바이스가 방문된 네트워크(에뮬레이터/백오피스)에 위치된 것을 나타내는 것에 의해, 이 모바일 셀룰러 디바이스로 송신되는 정보가, 다음에 설명된 바와 같이, (위성 통신을 통해) 에뮬레이터로 올바르게 라우팅되고 나서 셀룰러 디바이스로 라우팅될 수 있게 한다. 가입자가 방문된 네트워크(예를 들어, 백오피스)에 등록할 수 있기 위하여, 로밍 동의가 방문된 네트워크(백오피스)와 홈 네트워크 사이에 준비되어 있을 필요가 있다. 방문된 MSC로 동작하는 백오피스를 갖는, GSM "2G" 유형의 네트워크의 일반적인 부품 구성은 도 1에 도시된다.

서비스가 활성화될 때 모바일 디바이스로 착신하는 호

"방문하는" 가입자는, 방문된 네트워크의 가입자 데이터베이스(예를 들어, 방문된 네트워크 위치 레지스터(Visited Network Location Register)와 같이 기능하는 백오피스 데이터베이스)에 있는 엔트리와, 가입자(모바일 디바이스)가 백오피스 "네트워크" MSC에서 로딩하거나 존재하는 것을 나타내는, 셀룰러 디바이스 HLR 또는 홈 에이전트에 있는 엔트리를 취득한다. 착신 호가 이제 셀룰러 디바이스에 걸린 경우, (종종 게이트웨이 MSC 또는 GMSC(gateway MSC)라고도 언급되는) 모바일 셀룰러 디바이스의 홈 MSC는 그 연관된 HLR를 체크하여 셀룰러 디바이스를 찾을 수 있다. 전술된 바와 같이, HLR은 백오피스를 지시한다. (일반적으로 PSTN를 거쳐 신호 채널을 통해) 홈 네트워크 MSC/HLR은 셀룰러 디바이스를 위한 모바일 스테이션 로밍 번호(mobile station roaming number: MSRN)(2G) 또는 IP 어드레스(3G 데이터)를 요청할 수 있다. 일 실시예에서, 백오피스는 일시적인 디렉토리 번호(또는 3G를 위한 IP 어드레스)를 동적으로 할당(assign) 또는 지정(allocate)할 수 있고, 또한 국제 모바일 가입자 신원(IMSI)을 할당할 수 있다. 일 실시예에서, 백오피스는 SIM 뱅크에 저장된 SIM 카드들 중 하나의 카드를 지정하거나 또는 할당할 수 있고, 선택된 SIM 카드와 연관된 식별자를 사용할 수 있다. 다른 실시예에서, 백오피스는 이용가능한 MSRN 또는 IP 어드레스의 데이터베이스로부터 모바일 스테이션 라우팅 번호(MSRN)(2G 또는 3G 음성(비-IMS)) 또는 IP 어드레스(3G 데이터)를 동적으로 할당한다(여기서 SIM 카드 또는 SIM 뱅크는 이 실시예에서 요구되지 않는다). 3G IMS 음성에 대해서는, 홈 네트워크가 PDP 콘텍스트(context)를 통해 백오피스에 등록할 때 할당된 IP 어드레스를 포함하는 셀룰러 디바이스 정보를 유지하기 때문에, IP 어드레스를 요청할 필요가 없다는 것이 주목된다. 백오피스는, 이 일시적인 라우팅 번호를 모바일 스테이션 라우팅 번호(MSRN) 또는 (PDP 콘텍스트에서 획득된) 라우팅 IP 어드레스(이들은 모두 일시적인 라우팅 번호로 고려된다)로서 셀룰러 디바이스의 홈 네트워크 HLR에 통지할 수 있다. 일시적인 라우팅 번호는 초기 등록시 방문된 네트워크(예를 들어, 백오피스)에 의해 할당되거나, 또는 이 일시적인 라우팅 번호는 (전술된 바와 같이) 호마다 할당될 수 있다. 후자의 경우에, 홈 네트워크 HLR가 호를 방문자 네트워크로 라우팅하기 전에 각 착신 호에 대해 일시적인 라우팅 번호가 홈 네트워크 HLR에 의해 요청되어야 한다.

이 일시적인 라우팅 번호는 일정 시간 기간 동안 가입자의 홈 MSC 위치 레지스터에 의해 유지될 수 있고, 또는 호/통신이 완료된 후 제거될 수 있다. 백오피스와 가입자의 홈 네트워크는 모두 셀 번호로 회계 기능(accounting function)을 수행할 수 있고(예를 들어, 백오피스는 셀룰러 디바이스가 서비스에 가입자인 것을 보장한다), 가입자의 홈 네트워크는, 셀룰러 디바이스가 그 시스템 내에 있고 백오피스로 라우팅 또는 로밍하는 권한(privilege)을 가지고 있다는 것을 보장한다. 백오피스는 방문된 네트워크 모바일 교환 센터로 기능한다. 할당된 일시적인 라우팅 번호는 에뮬레이터를 서비스하는 적절한 위성 게이트웨이를 통해 착신 호를 위성 네트워크로 라우팅할 수 있다.

예를 들어, 각 에뮬레이터는 홈 위성 게이트웨이(home satellite gateway)를 구비하고, 홈 게이트웨이는 에뮬레이터에 위성 통신을 서비스하는 실제 위성 게이트웨이를 식별하기 위해 방문자 게이트웨이 식별자를 유지한다. 서비스하는 위성 게이트웨이는 홈 게이트웨이 또는 다른 위성 게이트웨이일 수 있다. 그 결과, 백오피스에 의해 할당되고 셀룰러 디바이스 HLR로 송신된 일시적인 MSRN은 에뮬레이터를 서비스하는 위성 게이트웨이를 지시하여야 한다. 서비스하는 게이트웨이에 MSRN을 할당하는 일은 바람직하게는 위성 백오피스에 의해 처리된다.

이 점에서, 착신 호에 대해, 셀 디바이스의 홈 HLR은 일시적인 라우팅 번호를 셀 디바이스의 홈 네트워크 MSC로 전달할 수 있고, 홈 네트워크 MSC는 일시적인 라우팅 번호를 사용하여 착신 호를 방문자 네트워크로 (예를 들어, 에뮬레이터를 서비스하는 위성 게이트웨이로) 라우팅할 수 있다. 위치 관리(이동성 관리)와 호 설정은 제어 채널 또는 시그널링 채널을 통해 수립되는 반면, 호의 회선은 일반적으로 오프 후크 조건(off hook condition)이 모바일 셀룰러 디바이스에 존재할 때 물리적으로 수립된다. 즉, 호출자와 호출된 모바일 디바이스 사이에 호를 설정하기 위해 호출자의 홈 네트워크(호의 시간에 일시적인 라우팅 번호가 수립되는 경우 백오피스가 수반될 수 있다), 에뮬레이터, 및 셀룰러 디바이스 사이에 제어 시그널링이 수행된다. 네트워크를 통한 통신 채널은 2G 환경에서 예비되고, 셀룰러 디바이스에서 오프 후크 조건을 대기한다. 이 조건이 수립될 때, 호출자와 호출된 자 사이에 통신 경로가 위성 네트워크를 통해 에뮬레이터로 그리고 나서 이후 바람직하게는 에어 인터페이스(air interface)(단거리 무선 통신)를 통해 셀룰러 디바이스로 설정된다. 3G 환경에서, 데이터 통신은 SIP 프로토콜, FTP, HTTP 또는 다른 프로토콜을 통한 것일 수 있는 반면, 음성 통신은 교환 회선 또는 IMS 또는 VOIP 통신에 의해 처리될 수 있다.

특정 에뮬레이터가 여러 할당된 위성 번호를 구비한다면, - 백오피스는 (예를 들어, 다른 호에 매이지 않고) 이용가능한 번호를 선정하거나, 또는 멀티플렉싱 구조가 사용된다면, 이 구조는 위성 통신 네트워크를 통해 에뮬레이터로 전달하기 위한 새로운 착신 호를 멀티플렉싱하는데 사용될 수 있다. 에뮬레이터에 의해 수신시에, 에뮬레이터는 또한 (제어 시그널링을 통해) 호출된 셀룰러 디바이스 번호 또는 식별자를 수신하고, 호가 지향하는 적절한 셀룰러 디바이스를 식별할 수 있다. 에뮬레이터는, 하나를 초과하는 셀룰러 디바이스를 서비스한다면, 착신 통신을, 적절히 어드레스 지정된 셀룰러 디바이스로 라우팅할 수 있다. 에뮬레이터는, 일단 통신 채널이 수립되면, 착신 호를 위한 벤딩된 파이프 시스템과 매우 유사하게 동작하지만, 에뮬레이터 에어 인터페이스 또는 하드 와이어드 통신을 통해 셀 디바이스로 통신하기 위해 필요한 경우 착신 통신 데이터를 재포맷 처리하는 능력을 포함한다. 통신 채널을 설정하기 위해, 에뮬레이터는 (호출자 식별 정보(예를 들어. 호출자 ID)를 제공하는 것을 포함하는) 착신 호를 (예를 들어, WIFI 연결을 통해) 적절한 셀룰러 디바이스에 통지할 수 있고, 만약 셀룰러 디바이스가 응답하면 ("오프 후크"로 가면), 호출자로부터 위성을 통해 에뮬레이터를 거쳐 셀룰러 디바이스로 가는 회선이 수립될 수 있다.

GSM 환경에서 호를 설정하는 시그널링의 일 실시예(모바일 디바이스에서 착신하는 호)

1. (예를 들어, 공중 전화망으로부터) 호출자는 로밍 셀룰러 디바이스의 모바일 가입자의 MSISDN(전화 번호)을 다이얼링한다.

2. (국내 목적지 코드와 국가 코드를 포함하는) MSISDN에 포함된 정보에 기초하여, 호는 모바일 네트워크 게이트웨이(GMSC)의 모바일 교환 센터(mobile switching center: MSC)로 라우팅된다. 이것은 일반적으로 IAM(Initial Address Message)으로 수행된다.

3. 모바일 스테이션을 찾기 위해, GMSC는 SRI(Send Routing Information) 메시지를 HLR에 송신한다. SRI 메시지는 MSISDN 번호를 포함하고, 이 MSISDN을 가지고 HLR은 IMSI를 획득할 수 있다.

4. 백오피스로부터 사전 통지를 받은 것으로 인해, HLR은 가입자에 현재 "서빙(serving)"하는 VLR(즉, 백오피스)를 안다. HLR은, 로밍 셀룰러 디바이스의 MSRN을 획득하여 착신 호를 라우팅하기 위해, PRN(Provide Roaming Number) 메시지를 VLR에 송신할 수 있다.

5. PRN 메시지에 포함된 IMSI를 통해, VLR(백오피스)은 SIM 카드와 그 연관된 식별자를 모바일 스테이션 로밍 번호로 할당한다. 이 MSRN 번호는 RIA(Routing Information Acknowledgement) 메시지에서 HLR로 되송신된다.

6. 이제 MSRN 번호를 통해, GMSC는 로밍 셀룰러 디바이스에 도달하도록 호를 라우팅하는 방법을 안다. 이후, GMSC와 방문된 MSC(백오피스) 사이에 시그널링을 사용하여 호가 만들어진다. GMSC는 (호출된 자의 번호로 MSISDN을 갖는 것이 아니라) 호출된 자의 번호로 MSRN을 갖는 IAM 메시지를 생성할 수 있다.

7. 백오피스(방문자 네트워크)가 IAM을 수신할 때, 이 백오피스는 MSRN을 인식하고, (그 데이터베이스를 체크하는 것에 의해) 셀룰러 디바이스와 이 셀룰러 디바이스를 서빙하는 에뮬레이터를 알고, 라우팅 정보를 홈 베이스(home base)에 송신하는 것에 의해, 착신 호를 에뮬레이터의 서비스하는 위성 게이트웨이에 라우팅하고 에뮬레이터로 전달하며, 마지막으로, 에뮬레이터로부터 그 연관된 셀룰러 디바이스로 전달할 수 있게 한다.

8. 호가 종료될 때, 백오피스는 다른 호에 차후 사용하기 위해 MSRN을 백오피스 풀(Backoffice pool)로 리턴한다.

일 실시예에서, 백오피스는 에뮬레이터의 식별자를 MSRN으로 송신할 수 있다. 즉, 백오피스는, 호가 호출자로부터, PSTN을 통해, 에뮬레이터를 서비스하는 위성 게이트웨이로 라우팅될 수 있도록 하는 라우팅 정보를 송신할 수 있다.

에뮬레이터는 또한 로컬 네트워크 또는 PBX로 기능하며, 이 에뮬레이터에 등록된 하나의 셀룰러 디바이스로부터, 이 에뮬레이터에 등록된 다른 셀룰러 디바이스로 호를 라우팅할 수 있다. 이 예에서, 호는 위성 네트워크를 통해 라우팅될 필요가 없으나, 이 에뮬레이터만을 통해 처리될 수 있다. 이 실시예에서, 에뮬레이터는 등록된 가입자를 추적하기 위해 가입자의 고유 데이터베이스를 구비할 수 있고, 또는 에뮬레이터는 시그널링 채널의 백오피스로부터 이 정보를 획득할 수 있다. 바람직하게는, 에뮬레이터 서비스가 인에이블되는 한, 백오피스는, 셀룰러 디바이스가 백오피스의 방문된 네트워크에 "존재"하는 것으로 남아 있다는 것을 셀룰러 디바이스의 홈 네트워크에 주기적으로 통지할 수 있다.

이 시스템의 잇점은, 셀룰러 디바이스에 상주하는 SIM 카드가 홈 네트워크에 의해 할당된 셀룰러 디바이스 SIM이고: 외국 SIM 카드는 셀룰러 디바이스에 상주하지 않는다는 것이다. 설명된 바와 같이, SIM 뱅크는 또한 일시적인 라우팅 번호의 논리적 디지털 데이터베이스로 대체될 수 있고; 물리적 SIM 카드와 SIM 카드 뱅크는 요구되지 않는다.

3G 환경에서 사용하는 것도 유사하지만, 패킷 코어 네트워크(packet core network)("패킷 네트워크")가 서빙하는 게이트웨이 GPRS 지원 노드(support node)(SGSN)와 게이트웨이 GPRS 지원 노드(GGSN)를 포함하여 회선 교환 네트워크 대신에 데이터 통신을 하는데 사용되어 복잡성이 추가된다. 추가적으로, 회선 코어 네트워크(circuit core network)는, 일부 예에서, 기본적으로 CSCF와 HSS로 구성된 IMS(Internet Multimedia Subsystem) 코어 네트워크로 대체될 수 있다. 에뮬레이터를 사용하는 3G 로밍 기능의 일 실시예는 다음과 같다.

3G 인바운드 로밍 가입자 - 데이터 통신

3G 코어 네트워크(이는 또한 범용 모바일 원격 통신 시스템 또는 UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)으로도 언급됨)는 2개의 기본 코어 부품, 즉: 데이터 통신을 하는데 사용되는 패킷 코어(SGSN 및 GGSN)와 (패킷 코어 교환될 수 있는) 음성 부품(voice component)을 구비한다. 패킷 교환측의 3G 코어 네트워크(GPRS)의 다이아그램은 도 2에 도시되고, 여기서 백오피스는 방문된 SGSN으로 기능한다. 특정 3G 환경에서, 네트워크는 음성 호를 관리하는데 사용되는 회선 코어(MSC/VLR)와 회선 교환 네트워크를 통해 음성 통신을 유지할 수 있다. 이러한 조합된 기능은 도 4에 도시된다.

패킷 네트워크를 위한 위치 관리(팩 코어의 등록)는 일반적으로 GPRS 부착(attach)으로 구성된다. 통신 또는 호의 설정은 일반적으로 패킷 데이터 프로토콜 콘텍스트(PDP 콘텍스트)에 의해 개시된다.

단축된 형태의 GPRS 부착 절차(등록 또는 위치) 시그널링

- 모바일 디바이스는 그 신원과 함께 GPRS 부착 요청을 방문된 SGSN으로 송신한다(예를 들어, 에뮬레이터를 통해 위성 통신을 통해 백오피스로 전송한다). 백오피스는 인증(MAP 프로토콜이 사용될 수 있다)을 모바일 디바이스의 GGSN 홈 HLR로 송신하고, 인증이 성공할 때, 백오피스는 "GPRS 위치 업데이트"를 홈 HLR에 송신한다.

- 홈 HLR은 "가입자 데이터 삽입"으로 응답한다. 이 메시지는 PDP 콘텍스트를 위한 GPRS 가입 데이터로 구성된다.

- 방문된 SGSN(백오피스)과 홈 HLR은 모두 수신확인(acknowledgement)으로 서로 응답한다,

- 방문된 SGSN(백오피스)은 "부착 수용(Attach accept)"을 에뮬레이터를 통해 모바일 디바이스에 송신하고, 이 에뮬레이터는 "부착 완료"로 응답한다.

- 이 점에서, HLR은, 모바일 디바이스가 백오피스에서 방문된 SGSN으로 "로밍"하고 있다는 것을 안다. IMS(패킷 교환) 음성 통신이 사용되지 않는 경우, SGSN은 또한 MDC-VLR에서 모바일 디바이스의 위치를 업데이트할 수도 있다.

- (단축된 포맷으로 통신하기 위해 일시적인 라우팅 번호(IP 어드레스) 시그널링을 제공하는) PDP 콘텍스트 절차:

- 모바일 디바이스(이는 종종 사용자 에이전트 또는 UA(User Agent)로도 언급됨) 또는 (MS 착신 통신을 위한) PDP 네트워크는 "PDP 콘텍스트 활성화" 요청을 방문된 SGSN(백오피스)에 송신한다.

- (방문된 SGSN 및 방문된 GGSN으로 모두 동작하는) 백오피스는 모바일 디바이스에 "PDP 콘텍스트 수용(context accept) 활성화"로 응답한다(이들은 모두 위성 네트워크를 통해 에뮬레이터에, 모바일 디바이스에 일어난다). 이 메시지는 할당된 백오피스 P-CSCF IP 어드레스를 포함한다.

- 모바일 디바이스 또는 에뮬레이터는 P-CSCF IP 어드레스를 저장한다,

- 음성에 대한 SIP 통신은 이제 P-CSCF의 IP 어드레스를 갖는 모바일 디바이스에서 가능하다. SIP 데이터 통신(예를 들어, FTP 또는 HTTP)은 또한 PDP 콘텍스트 동안 할당된 IP 어드레스에 의해 인에이블된다.

- PDP 어드레스를 활성화하면, 단말의 현재 SGSN(백오피스)과, PDP 어드레스를 고정하는 GGSN 사이에 연관이 설정된다. GGSN과 SGSN 사이에 이루어진 연관에 관한 레코드는 유지된다. 이 레코드는 PDP 콘텍스트로 알려져 있다. PDP 콘텍스트는 모바일 디바이스에 의해 개시되거나, 또는 패킷 데이터 네트워크로부터 착신 요청에 의해 개시될 수 있다.

3G 원격 통신 코어 네트워크에서, 음성 회선 교환 코어는 종종 CSCF(call session control function)(서버 컴퓨터)와 HSS(home subscriber server)를 포함하는 IMS 코어 네트워크로 대체된다. 일반적으로, CSCF는 3개의 주 부품, 즉: P-CSCF(프록시(proxy)), S-CSCF(서빙), 및 I-CSCF(질의(interrogating))로 구성된다. IMS 코어 네트워크의 아키텍처는 도 3에 도시되고, 여기서 백오피스는 프록시 CSCF로 동작한다.

IMS 상호 연결을 위해, P-CSCF는 방문된 공중 지상 모바일 네트워크(public land mobile network: PLMN) 상에 (VLR과 유사한) 데이터베이스를 포함하는 반면, HSS는 HLR과 매우 유사한 가입자 정보의 데이터베이스를 포함한다.

IMS 음성 서비스가 존재할 때, 위치 관리(등록) 시그널링은 단축된 개관으로 다음과 같다:

IMS 등록(모바일에서 개시된)

- 모바일 디바이스는 (그 홈 도메인과는 상이한) IMS 방문된 도메인에 속하는 P-CSCF에 연결을 시작한다.

- 모바일 디바이스는 SIP 레지스터 메시지를 방문된 P-CSCF(백오피스)로 송신한다.

- 백오피스는 (DNS 질문을 사용하여) 요청 URI 홈 도메인을 분석하여 모바일 디바이스의 홈 I-CSCF의 IP 어드레스를 취득한다.

- 모바일 디바이스 인증 요청, 방문된 P-CSCF는 SIP 레지스터 메시지를 UE의 홈 도메인의 홈 I-CSCF로 전달한다.

- 홈 I-CSCF는 "사용자 권한(authorization) 요청"을 홈 HSS(Home Subscriber Server)로 송신한다.

- 홈 HSS는 "사용자 권한 답변"으로 응답한다. 이 메시지는 홈 S-CSCF의 어드레스를 포함한다.

- 홈 I-CSCF는 SIP 레지스터를 홈 S-CSCF로 전달한다.

- 홈 S-CSCF는 "멀티미디어 인증 요청"을 송신하는 것에 의해 홈 HSS에 인증을 수행한다.

- 홈 HSS는 인증 키의 세트로 답변한다.

- 키를 수신할 때, 홈 S-CSCF는 "401 권한 없는" 메시지 내에 있는 키를 모바일 디바이스(및 백 오피스)로 완전히 되전달한다.

- 모바일 디바이스는 이 키를 사용하여 인증 알고리즘을 계산한다.

- 모바일 디바이스는 인증 값과 함께 홈 S-CSCF로 SIP 레지스터를 다시 재송신한다.

- 홈 S-CSCF는 "서버 할당 요청"을 HSS로 송신한다.

- HSS로부터 답변을 수신시에, 홈 S-CSCF는 모바일 디바이스로부터 온 인증 값을 비교한다.

- 값이 매칭된다면, S-CSCF는 모바일 디바이스가 등록되었다는 것을 나타내기 위해 "200 OK"를 UA에 완전히 되송신한다.

- 단, S-CSCF는 네트워크를 위한 레지스트라(registrar)로 보이지만, HSS는 이 데이터를 보유하고, 이 데이터에 S-CSCF는 가입자 요청 엔트리의 진위(authenticity)를 체크한다.

착신 통신(모바일 착신 통신)을 위한 IMS 설정

- 모바일 디바이스의 홈 IMS는 모바일 디바이스로 가는 호 요청을 수신한다(즉, 홈 미디어 게이트웨이 제어 기능(Home Media gateway control function: Home MGCF)은 ISUP IAM을 수신한다).

- 홈 MGCF는 "착신" 초청(INVITE) 요청을 홈 I-CSCF에 송신한다.

- 홈 I-CSCF는 "위치 정보 요청"을 홈 HSS에 송신한다(홈 위치 레지스트리가 데이터를 구비한다).

예를 들어, I-CSCF는 HSS에 질의하여 관련 S-CSCF의 어드레스를 획득하여 SIP 개시 요청을 처리한다.

- 홈 S-CSCF는 초청 메시지를, 등록시에 레코딩된 방문된 P-CSCF(백오피스)로 전달한다.

- 방문된 P-CSCF는 초청을, 에뮬레이터를 통해 로밍 모바일 디바이스로 전달한다.

사용자가 에뮬레이터 서비스로부터 연결 해제될 때, 셀룰러 디바이스가 셀 네트워크에 위치되어 있으면, 이 셀 네트워크는, 셀룰러 디바이스가 이제 이 특정 셀에 (예를 들어, 새로운 방문된 네트워크에) "존재"하거나 또는 로밍하고 있어서 셀룰러 디바이스의 HLR이 적절히 업데이트되어, 호가 에뮬레이터/위성 통신 네트워크를 통하는 것이 아니라 셀 네트워크를 통해 라우팅될 수 있는 것을 셀룰러 디바이스의 홈 네트워크에 통지할 수 있다.

사용시, 에뮬레이터 서비스가 활성화될 때, 셀룰러 디바이스 상의 소프트웨어 애플리케이션은, 셀룰러 디바이스가 (에어 인터페이스(WIFI 또는 다른 단거리 무선 통신)를 통해 에뮬레이터에가 아니라) 셀 베이스 스테이션에 등록하거나 등록 요청을 송신하는 것을 디스에이블(disable)할 수 있다. 이것은 셀룰러 디바이스의 위치에 관해 있을 수 있는 모호함(ambiguity)을 방지할 수 있고 - 이 셀룰러 디바이스는, 에뮬레이터 서비스가 활성인 한, 에뮬레이터/백오피스 네트워크에 항상 위치될 수 있다. 셀룰러 디바이스는 인근 셀 타워의 신호 강도를 모니터링하는 능력을 여전히 구비할 수 있고, 만약 신호 강도가 충분하다면, 셀 상의 애플리케이션은 에뮬레이터 위성 서비스를 중단(discontinue)할 수 있다(서비스 종료 통지를 백오피스에 송신할 수 있다). 애플리케이션은, 셀룰러 신호 강도가 미리 결정된 레벨 미만으로 떨어진 경우, 에뮬레이터 통신을 재시작하도록 구성될 수 있다

대안적으로, 애플리케이션 소프트웨어는 있을 수 있는 모호함을 방지하는 방식으로 하나의 서비스 또는 다른 서비스를 선택하거나, 또는 제어된 방식으로 셀룰러 네트워크와 위성 네트워크 사이를 자동적으로 모드 스위칭하도록 구성될 수 있다.

상기 시퀀스에서, 백오피스는, 모바일 디바이스가 방문된 네트워크로서 백오피스 상에 "위치"하거나 존재한다는 것을 (홈 네트워크 MCS 또는 홈 네트워크 GGSN 또는 HSS와 연관된) 관련 HLR에 통지한다. 일단 모바일 디바이스의 위치가 (HLR을 통해) 네트워크에 알려지면, 착신 호에서, 홈 HLR은 모바일 디바이스의 위치에 대해 질문을 받는다. HLR은 백오피스를 지시하고, HLR은 백오피스로부터 일시적인 라우팅 번호를 포함하거나 요청한다. 이 일시적인 라우팅 번호는, 호 또는 패킷을, 에뮬레이터를 서비스하는 적절한 게이트웨이로 라우팅하기 위해 HLR에 제공된다.

발신 통신(모바일에서 발신된)

발신 호(모바일에서 발신된 호)는 어느 정도 유사하게 처리된다. 모바일 사용자는 발신 호를 다이얼링하고(또는 데이터를 IP 어드레스에 송신하도록 시도하고), 모바일 디바이스 상의 애플리케이션은 이 발신 호를 에어 링크를 통해 에뮬레이터에 전달한다. 에뮬레이터는 호 또는 데이터 통신을 거는 요청을 통신 위성을 통해 백오피스에 통지한다. 백오피스는 (호출된 자가 모바일 디바이스라고 가정하면) 호출된 자를 찾기 위해 회선 교환 네트워크 또는 패킷 네트워크를 통해 호출된 자의 HLR에 신호를 송신할 수 있고, 통상적으로 네트워크에 따르는 표준 위치 관리와 호 설정 절차는 방문된 MSC 또는 SGSN으로서 백오피스에서 수행되는 것에 의해, 발신 호는 서비스하는 위성 게이트웨이를 통해 PSTN 또는 인터넷으로 라우팅되어, 모바일 디바이스를 원하는 착신 위치에 연결할 수 있다.

이 동일한 기능은 셀 기능과 위성 기능을 모두 구비하는 모바일 디바이스(예를 들어, 이중 구성된 모바일 디바이스)에서 사용될 수 있다. 2개의 신원(위성 신원과 셀룰러 신원)을 구비하는 통합된 디바이스에 의해, 사용자는 신원들 중 하나의 신원만을 사용하여 어느 하나의 네트워크를 통해 도달될 수 있다(예를 들어, 사용자는 셀룰러 번호만을 제공할 수 있다). 사용자는, 백오피스에 디바이스를 등록하여 HLR이 백오피스를 지시하게 하는 디바이스 상의 애플리케이션을 활성화 또는 비활성화하는 것에 의해 착신 호(위성 또는 셀룰러)에 어느 네트워크를 사용할지를 제어할 수 있다. 통합된 디바이스에서, 통합된 디바이스가 위성 폰 기능을 구비할 때에는 에뮬레이터가 요구되지 않는다.

대안적인 구현:

1. 자신을 "방문된 셀룰러 네트워크"로 식별하는 대신에, 에뮬레이터 백오피스는 호 전달 기능(Call Forward function)을 사용하여 에뮬레이터를 통해 모바일 디바이스에서 착신하는 호를 라우팅할 수 있다. 이 구성에서, 에뮬레이터 백오피스가 에뮬레이터로부터 등록 정보를 수신하거나, 또는 에뮬레이터 서비스를 활성화하는 요청을 수신할 때, 에뮬레이터 백오피스는 표준 셀룰러 시그널링 명령을 사용하여 호 전달 요청(Call Forward request)(예를 들어, 조건 없는 호 전달)을 셀룰러 디바이스의 홈 HLR에 송신한다. 호 전달 요청은 호 전달 라우팅 번호(일시적인 라우팅 번호), 예를 들어, 에뮬레이터, 및/또는 이 에뮬레이터를 서비스하는 위성 게이트웨이와 연관된 백오피스 할당된 라우팅 번호, 또는 (예를 들어, 가입자가 위성 서비스를 위해 모바일 디바이스를 등록할 때 에뮬레이터에 의해 제공된) MSRN, 폰 번호 또는 IMSI 번호를 포함할 수 있다. 즉, (예를 들어, 모바일 디바이스 등록시) 백오피스는, 모바일 디바이스로 가는 호가 에뮬레이터와 연관된 일시적인 라우팅 어드레스(예를 들어, MSRN 또는 에뮬레이터 식별자 또는 어드레스, 예를 들어, 폰 번호(MSISDN) 또는 IMSI 또는 IP 어드레스)로 전달될 것이라는 것을 모바일 디바이스 홈 네트워크에 통지한다. 일시적인 라우팅 번호는 서비스하는 위성 게이트웨이(방문된 위성 게이트웨이)와 연관된 번호이거나, 또는 에뮬레이터에 할당된 번호(MSISDN, 폰 번호 등)일 수 있다. 모바일 착신 호는 모바일의 홈 HLR에 보유된 라우팅 번호로 전달된 호일 수 있고, 위성 통신 시스템에서 통상적인 위치 관리는 통신을 (일반적으로 에뮬레이터와 연관된 위성 게이트웨이 VLR과 HLR를 통해) 에뮬레이터로 라우팅하는 일을 담당한다. 예를 들어, 에뮬레이터 홈 위성 게이트웨이의 HLR은 서비스하는 위성 게이트웨이를 지시한다. 모바일로 지향된 호는 호 전달 라우팅 어드레스로 재지향(호 전달)될 수 있고, (백오피스와 함께) 에뮬레이터 홈 위성 게이트웨이는 에뮬레이터의 위치 관리를 수행하고, 재지향된 호를 라우팅하는 것은 호를 위성 폰으로 전달하는 것으로 진행할 수 있다. 백오피스는 등록 또는 서비스 활성화시에 일시적인 라우팅 번호를 호 전달 번호로서 에뮬레이터에 제공할 수 있다는 것이 주목된다. 에뮬레이터 호 전달 라우팅 어드레스는 (예를 들어, 서비스를 위해 모바일 디바이스를 등록하는 동안) 에뮬레이터 자신에 의해 제공될 수 있고, 또는 백오피스는, 어드레스를 에뮬레이터와 연관시키거나 어드레스를 에뮬레이터에 맵핑하는 것에 의해 대응하는 에뮬레이터 어드레스를 제공할 수 있다. 예를 들어, 백오피스는 서빙하는 위성 게이트웨이와 연관된 어드레스를 호 전달 어드레스로서 송신할 수 있고, 할당된 호 전달 번호와 에뮬레이터 어드레스의 통지를 서빙하는 위성 게이트웨이에 송신할 수 있고, 그리하여 서빙하는 위성 게이트웨이는, 서빙하는 게이트웨이로 착신되는 통신을, 백오피스에 의해 제공되는 에뮬레이터 어드레스로 라우팅할 수 있다. 에뮬레이터/백오피스는, 셀룰러 디바이스가 에뮬레이터로부터 등록 해제될 때 또는 셀룰러 디바이스가 한정된 시간 기간 동안 에뮬레이터 통신에 응답하지 않을 때, 셀룰러 디바이스 가입의 CFU(Call Forward Unconditional destination phone number)를 디폴트로 리셋할 수 있다. CFU 접근법의 잇점은 이것이 다른 폰 네트워크와 로밍하는데 동의를 요구하지 않는다는 것에 있다. CFU는 설명된 바와 같이 자동적으로 구현될 수 있고, 또는 사용자는 호 전달을 수동으로 구성할 수 있다(또는 폰 상의 애플리케이션이 이것을 수행하도록 구성될 수 있다).

호 전달 실시예에서, 호 전달 요청은 사용자/가입자에 투명한데, 즉, 사용자는, 호 전달 번호가 모바일 셀룰러 디바이스와 연관된 것을 알지 못하거나, 또는 이 호 전달이 활성화된 것을 알지 못한다. 사용자/가입자만이 자기가 제3자로부터 착신 호를 수신할 수 있다는 것을 알고 있고, 여기서 제3자의 통신은 모바일 디바이스의 MSISDN 또는 폰 번호로 어드레스 지정된다(즉, 시스템은 제3자에도 또한 투명하다).

2. 호 전달에 대해 전술되었으나, 사용자 디바이스는 셀룰러 디바이스이어야 하는 것은 아니다. 사용자 디바이스는 셀룰러 네트워크와 연관되지 않은 유선 디바이스 또는 무선 디바이스일 수 있으나, 이 디바이스는 에뮬레이터 백오피스와 그 연관된 HLR에 의해 폰 번호, 의사(pseudo) 폰 번호 또는 다른 위성 어드레스가 (일시적으로 또는 영구적으로) 할당된 디바이스이다.

3. 본 발명의 상세한 설명에 있는 서비스의 일반적인 설명과 동일하지만, 에뮬레이터와 인터페이싱하는 애플리케이션 소프트웨어는 실제로 태블릿 또는 추가적인 셀룰러 디바이스와 같은 별개의 독립 인터페이스 디바이스에 있다. 전술된 설명에서, "셀룰러 디바이스"가 언급된 경우, 이 셀룰러 디바이스는 "사용자 디바이스 인터페이스 유닛"으로 대체될 수 있다. 여기서 하나의 대안은, 사용자가 애플리케이션을 다운로드할 때, 사용자의 장비가 셀 디바이스든지, 컴퓨터든지, 또는 태블릿이든지에 상관없이, 애플리케이션 소프트웨어가 사용자의 장비의 신원을 알 수 있도록 이 애플리케이션은 사용자가 그 하드웨어를 등록하게 하는 것이다.

4. 로밍 솔루션의 변형으로서, 백오피스는 단일 가입에 다수의 신원을 할당할 수 있다. 이런 방식으로, 백오피스는 모바일 착신 통신을 위해 에뮬레이터 상의 단일 디바이스에 부착된 다수의 서비스 또는 다수의 주변기기를 추적할 수 있다.

이 모든 솔루션이 제공할 수 있는 추가적인 기능은, 사용자가 에뮬레이터 네트워크로부터 호를 개시할 때, 그 셀 폰 가입자 신원이 에뮬레이터의 위성 가입 신원이 아니라 호출자 ID를 제시하도록 발신 호출자 신원을 삽입하는 것이다. 이 기능("호출자 ID 스푸핑(spoofing)")은 에뮬레이터 또는 백오피스에 의해 제공될 수 있다.

2G 또는 3G 환경에서는, 모바일 디바이스의 "위치"가 유지되는 데이터베이스를 포함하는 홈 베이스 또는 홈 네트워크가 존재한다. 2G에서는, 홈 네트워크는 홈 MSC와 그 연관된 홈 위치 레지스터(Home Location Register)를 포함하고; 3G 환경에서는, 홈 네트워크는 홈 GGSN와 연관된 HLR을 포함하고, IMS에서는, 홈 네트워크는 홈 S-CSCF와 I-CSC를 포함하고, HSS와 연관된 데이터베이스를 포함한다. 2G와 3G 환경을 총칭적으로 참조하기 위해, "홈 베이스"라는 용어가 홈 네트워크 부품들에 대해 사용될 수 있고, "홈 레지스트리" 또는 "방문자 레지스트리"는, 홈 MSC 또는 홈 GGSN과 연관된, 예를 들어 HLR과 같은, 방문자 네트워크 또는 홈 네트워크를 위한 연관된 데이터베이스, 또는 HSS와 연관된 데이터베이스를 참조할 수 있다. 사용된 "호"는 음성 또는 데이터 통신일 수 있고, 음성 통신은 VOIP 또는 IMS 통신과 같은 교환 회선 호 또는 패킷 호를 포함할 수 있다.

설명된 바와 같이, 이들 기술은, 셀 디바이스가 위성 네트워크를 통해 통신하는 능력과, 셀 폰 번호를 사용하는 것에 의해 모바일 착신 호에 대해 어드레스 지정되는 능력을 포함한다. 셀룰러 디바이스에 도달하려고 시도하는 제3자는 에뮬레이터의 위성 폰 번호를 알 필요가 없고, 다만 제3자가 도달하려고 시도하는 모바일 셀룰러 디바이스의 셀 폰 번호만을 알면 된다. 위성 네트워크를 사용하여 호를 셀 디바이스로 라우팅하는 것은 제3 호출자에게는 완전히 투명하다.

설명된 바와 같이, 백오피스가 사용되지만, 하나를 초과하는 백오피스가 사용될 수 있다. 각 위성 게이트웨이는 단일 백오피스와 연관될 수 있고, 또는 여러 위성 게이트웨이가 단일 백오피스와의 트래픽을 조정할 수 있다. 사용된 바와 같이, 셀룰러 인에이블 디바이스 또는 셀 디바이스는 모바일 통신 네트워크(공중 지상 모바일 무선, PLMR, 또는 공중 지상 모바일 네트워크(PLMN), 또는 심지어 비-공중 사설 네트워크, 예를 들어, 군사 전용 네트워크, 예를 들어, 방위 교환 네트워크(defense switched network) 또는 방위 패킷 네트워크)에서 셀룰러 베이스 전송기 모바일 베이스 스테이션과 통신하도록 설계된 디바이스이다.

에뮬레이터는 위성 시스템의 백오피스에 위성 폰으로 보인다(그리하여, "에뮬레이터"로 명명된다). 그러나, 사용자에 대해서 에뮬레이터는 폰이 아니며, 이 에뮬레이터는 일반적으로 진짜 셀룰러 또는 위성 폰에 꼭 필요할 수 있는 마이크로폰과 스피커가 없다. 이 에뮬레이터는, 사용자가 특정 애플리케이션에 요구되는 대로 에뮬레이터를 구성할 수 있게 하는 입력 디바이스(예를 들어, 가상 키보드 또는 실제 키보드)와 디스플레이 디바이스를 포함할 수 있다.

Claims

홈 레지스트리(home registry)를 포함하는 연관된 홈 베이스(home base)를 구비하는 모바일 셀룰러 인에이블 디바이스(mobile cellular enabled device)로서, 상기 모바일 셀룰러 디바이스는 단거리 비-셀룰러 무선 트랜시버를 더 포함하는, 상기 모바일 셀룰러 인에이블 디바이스;
안테나, 및 위성 통신 네트워크를 통해 양방향 통신을 하기 위한 트랜시버를 포함하는 위성 통신 에뮬레이터(emulator)로서, 상기 에뮬레이터는 모바일 셀룰러 디바이스와 통신하는 단거리 비-셀룰러 무선 트랜시버를 더 포함하고, 상기 에뮬레이터는 게이트웨이 레지스트리(gateway registry)를 포함하는 홈 게이트웨이와 연관된, 상기 위성 통신 에뮬레이터; 및
프로세서와 데이터베이스를 포함하는 백오피스(BackOffice)로서, 상기 백오피스는 위성 통신 네트워크와 공중 교환 전화망(public switched telephone network) 또는 패킷 네트워크(packet network)와 통신할 수 있는, 상기 백오피스를 포함하는 시스템에서 로밍(roaming)하는 방법으로서;
상기 방법은,
상기 백오피스 프로세서가 상기 위성 에뮬레이터를 통해 통신 서비스를 요청하는 상기 모바일 셀룰러 디바이스로부터 통신을 수신하는 단계;
상기 백오피스가 상기 백오피스 데이터베이스에서 상기 모바일 셀룰러 디바이스와 상기 위성 에뮬레이터를 연관시키는 단계; 및
상기 백오피스가, 상기 백오피스 상에서 로밍하는 디바이스로서의 상기 모바일 셀룰러 디바이스의 상태에 대한 통지를 상기 셀룰러 인에이블 모바일 디바이스 홈 레지스트리에 송신하는 단계를 포함하는, 방법.
청구항 2에 있어서, 상기 백오피스가 상기 에뮬레이터 홈 게이트웨이 레지스트리로부터 상기 에뮬레이터의 서비스하는 위성 게이트웨이의 식별자를 요청하는 단계를 더 포함하는, 방법.
청구항 2에 있어서, 상기 백오피스는 상기 홈 레지스트리로부터 서비스하는 게이트웨이의 식별자를 수신하는, 방법.
청구항 1에 있어서, 상기 모바일 셀룰러 디바이스로 가는 착신 호를 수립하는 단계를 더 포함하는, 방법.
청구항 4에 있어서, 상기 착신 호를 수립하는 단계는,
상기 백오피스가 상기 홈 베이스로부터 통신을 상기 모바일 셀룰러 디바이스에 라우팅하기 위한 제1 요청을 수신하는 단계; 및
상기 백오피스가 일시적인 라우팅 번호를 상기 셀룰러 인에이블 디바이스의 상기 홈 베이스에 송신하는 단계를 포함하는, 방법.
청구항 4에 있어서, 상기 백오피스가 IP 어드레스를 상기 모바일 디바이스에 할당하는 단계를 더 포함하는, 방법.
홈 레지스트리를 포함하는 홈 베이스를 구비하는 셀룰러 인에이블 디바이스로서, 상기 셀룰러 인에이블 디바이스는 단거리 비-셀룰러 무선 트랜시버를 더 포함하는, 상기 셀룰러 인에이블 디바이스;
안테나, 및 위성 통신 네트워크를 통해 양방향 통신을 하기 위한 트랜시버를 포함하는 위성 통신 에뮬레이터로서, 상기 에뮬레이터는 모바일 셀룰러 디바이스와 통신하는 단거리 비-셀룰러 무선 트랜시버를 더 포함하는, 상기 위성 통신 에뮬레이터; 및
프로세서 및 연관된 데이터베이스를 포함하는 백오피스로서, 상기 백오피스는 위성 통신 네트워크와 공중 교환 전화망 또는 패킷 네트워크와 통신하는, 상기 백오피스를 포함하는 시스템에서 호를 셀룰러 인에이블 디바이스에 전달하는 방법으로서;
상기 방법은,
상기 백오피스 프로세서가 상기 에뮬레이터를 통해 통신하기 위해 상기 셀룰러 인에이블 디바이스로부터 통신을 수신하는 단계;
상기 백오피스가 상기 위성 통신 네트워크를 통해 상기 에뮬레이터와 통신하기 위한 라우팅 번호를 결정하는 단계; 및
상기 백오피스가 상기 라우팅 번호를 포함하는 호 전달 요청을 상기 셀룰러 인에이블 디바이스의 상기 홈 네트워크에 송신하는 단계를 포함하는, 방법.
청구항 7에 있어서, 상기 라우팅 번호는 상기 에뮬레이터와 연관된 위성 어드레스인, 방법.
청구항 8에 있어서, 상기 위성 어드레스는 상기 에뮬레이터의 MSISDN 또는 ISDN인, 방법.
청구항 8에 있어서, 상기 위성 어드레스는 상기 에뮬레이터에 의해 상기 백오피스에 제공되는, 방법.
홈 레지스트리를 포함하는 연관된 홈 베이스를 구비하는 셀룰러 인에이블 디바이스로서, 상기 셀룰러 인에이블 디바이스는 연관된 전화 번호 또는 ISDN을 더 구비하고, 상기 셀룰러 인에이블 디바이스는 단거리 비-셀룰러 무선 트랜시버를 더 포함하는, 상기 셀룰러 인에이블 디바이스;
안테나, 및 위성 통신 네트워크에서 위성과 양방향 통신하기 위한 트랜시버를 포함하는 위성 통신 에뮬레이터로서, 상기 위성 통신 에뮬레이터는 상기 셀룰러 인에이블 디바이스와 통신하는 단거리 비-셀룰러 무선 트랜시버를 더 포함하고, 상기 에뮬레이터는 게이트웨이 레지스트리를 포함하는 홈 위성 게이트웨이와 연관된, 상기 위성 통신 에뮬레이터; 및
프로세서와 데이터베이스를 포함하는 백오피스로서, 상기 백오피스는 위성 통신 네트워크와 공중 교환 전화망 또는 패킷 네트워크와 통신하는, 상기 백오피스를 포함하는 시스템에서,
셀룰러 디바이스 폰 번호 또는 ISDN을 사용하여 위성 네트워크를 통해 셀룰러 디바이스 착신 호를 수립하는 방법으로서,
상기 방법은,
상기 셀룰러 인에이블 디바이스로의 셀룰러 디바이스 착신 호의 요청을 수신하는 단계로서, 상기 요청은 상기 셀룰러 인에이블 디바이스의 MSISDN 또는 ISDN 또는 IP 어드레스를 포함하지만, 상기 요청은 위성 통신 에뮬레이터 어드레스 또는 식별 정보를 포함하지 않는, 상기 수신하는 단계;
상기 셀룰러 인에이블 디바이스와 연관된 상기 에뮬레이터를 식별하거나, 또는 상기 위성 통신 에뮬레이터를 서빙하는 위성 게이트웨이와 연관된 상기 에뮬레이터의 어드레스를 식별하는 단계;
상기 위성에 대해 서비스하는 상기 위성 게이트웨이를 통해 상기 셀룰러 디바이스 착신 호를 상기 위성 통신 에뮬레이터에 라우팅하는 단계; 및
상기 위성 통신 에뮬레이터가 상기 위성 통신 에뮬레이터 내 상기 비-셀룰러 단거리 트랜시버를 통해 상기 셀룰러 디바이스 착신 호를 상기 셀룰러 디바이스에 라우팅하는 단계를 포함하는, 방법.
청구항 11에 있어서, 상기 백오피스가 서빙하는 위성 게이트웨이와 연관된 상기 위성 통신 에뮬레이터의 어드레스를 결정하는 단계를 수행하는, 방법.
청구항 11에 있어서, 상기 셀룰러 디바이스의 상기 홈 레지스트리가 상기 모바일 셀룰러 디바이스를 서비스하는 위성 통신 에뮬레이터를 식별하는 단계를 수행하는, 방법.
청구항 13에 있어서, 상기 홈 레지스트리는, 호 전달 어드레스를 복구하는 것에 의해 위성 통신 에뮬레이터를 식별하는 단계를 수행하고, 상기 호 전달 어드레스는 상기 위성 통신 에뮬레이터와 연관되는, 방법.
시스템으로서,
홈 레지스트리를 포함하는 연관된 홈 베이스를 구비하는 모바일 셀룰러 인에이블 디바이스로서, 상기 모바일 셀룰러 디바이스는 단거리 비-셀룰러 무선 트랜시버를 더 포함하는, 상기 모바일 셀룰러 인에이블 디바이스;
안테나, 및 위성 통신 네트워크를 통해 양방향 통신을 하는 트랜시버를 포함하는 위성 통신 에뮬레이터로서, 상기 에뮬레이터는 모바일 셀룰러 디바이스와 통신하는 단거리 비-셀룰러 무선 트랜시버를 더 포함하고, 상기 에뮬레이터는 게이트웨이 레지스트리를 포함하는 홈 게이트웨이와 연관된, 상기 위성 통신 에뮬레이터; 및
프로세서와 데이터베이스를 포함하는 백오피스로서, 상기 백오피스는 위성 통신 네트워크와 공중 교환 전화망 또는 패킷 네트워크와 통신할 수 있는, 상기 백오피스를 포함하고;
상기 백오피스 프로세서는, 상기 백오피스 프로세서가 상기 위성 에뮬레이터를 통해 통신 서비스를 요청하는 상기 모바일 셀룰러 디바이스로부터의 통신을 수신할 때, (1) 상기 위성 에뮬레이터를 상기 백오피스 데이터베이스 내 상기 모바일 셀룰러 디바이스와 연관시키고, (2) 상기 백오피스 상에서 로밍하는 디바이스로서의 상기 모바일 셀룰러 디바이스의 상태에 대한 통지를 상기 셀룰러 인에이블 모바일 디바이스 홈 레지스트리에 송신하도록 구성되는, 시스템.