KR960001581B1 - 인공 위성을 근거로 한 응답 확인 페이징 시스템 - Google Patents

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제이. 슈벤데만 로베트
제이. 쿠즈니키 윌리엄
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모토로라 인코포레이티드
빈센트 비. 인그라샤
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Abstract

내용 없음.

Description

[발명의 명칭]
인공 위성을 근거로 한 응답 확인 페이징 시스템
[도면의 간단한 설명]
제1도는 본 발명에 따른 궤도를 선회하는 인공 위성 네트워크의 도시도.
제2도는 본 발명에 따른 시스템 동작을 나타내는 도면.
제3도는 제1도 또는 2도의 인공 위성에 대한 블럭도.
제4도는 인공 위상 송신 풋프린트(footprint)의 도시도.
제5도는 인공 위성 통신 경로와 링크를 나타내는 도면.
제6a 내지 6d도는 제1, 제2 또는 제5도의 인공 위성 동작을 개략적으로 나타내는 순서도.
제7도는 제2 또는 5도의 제어국에 대한 블럭도.
제8도는 제7도의 제어국의 동작을 도시하는 순서도.
제9도는 본 발명에 따른 선택적 지상국의 블럭도.
제10a 및 10b도는 제9도의 지상국의 동작을 도시하는 순서도.
제11도는 본 발명에 따른 선택 호출 수신기(페이저)의 블럭도.
[발명의 상세한 설명]
[기술분야]
본 발명은 일반적으로 페이징 통신 시스템, 그리고 특히 넓은 지정학적 영역의 페이징 시스템, 특히 인공위성을 근거로 한 응답 확인(acknowledge-back)(Ack-Back) 페이징 통신 시스템에 관한 것이다.
[배경]
역사적으로, 페이징 시스템은 비교적 고출력 중앙 송신소를 사용하여 한정된 지정학적 영역에 서비스를 제공하였다. 상기와 같은 배치는 소도시와 지방 도시들에서는 효과가 좋았으나, 종종 대도시 지역에는 적합하지 않는 것으로 밝혀졌다. 보다 큰 지정학적 영역에 적절한 서비스를 제공하기 위해, 페이징 시스템은 유효 범위(coverage)를 넓은 지역으로 확대하기 위해 전략적으로 배치되는 몇몇 송신기로부터 동시 송신(simulcast)(즉, 실질상 같은 시간에 같은 메세지를 송신)하기 시작했다.
상기와 같은 시스템에서, 선택 호출 수신기(페이저)를 가진 개인은 대도시 페이징 서비스 지역내의 어느 곳에서나 정보를 수신할 수 있었다.
오늘날, 페이징 통신의 추세는 한층 넓은 지정학적 유효 범위를 제공하는 것이다. 미합중국 (예로)의 어느 곳에 있던지 관계없이 고객에게 페이징 메시지를 제공하려는 일환으로 전국적인 페이징 시스템이 종종 고려되었다. 한가지 공지되어 있는 다중 도시 페이징 시스템은 인공 위성을 사용하여 대략 팔십개의 도시에 있는 지상 중계기(ground repeater)로 페이징 메시지를 송신하여 유효 범위인 도시의 어느 곳을 여행하든 그 고객이 호출될 수 있도록 한다. 유감스럽게도, 현재의 상기 인공 위성 페이징 시스템은 에너지와 페이징 교통량이 비효율적이다.
즉, 상기 시스템 인공 위성 링크(들)는 종종 페이징 메시지를 전달하는 것에 대해 장애가 된다. 또한, 상기 인공 위성은 최대 송신기 전력으로 동작되어 에너지의 소비가 되며, 그리고 전반적인 시스템 효율을 저하시킨다. 따라서, 편리하며, 신뢰성 있고 효율적인 페이징 서비스를 모든 이에게 공급하는 페이징 통신 시스템의 필요성이 존재한다.
[본 발명의 요약]
간략히, 본 발명에 따르면 페이징 통신 시스템은 적어도 하나의 지구 수신기(즉, 페이저)와 페이징 정보를 통신하기 위한 적어도 하나의 인공 위성을 포함한다. 지구 수신기는 페이징 메시지의 수신을 응답(acknowledge)하도록 동작한다. 상기 응답신호를 수신함으로써(또는 수신하지 않음으로써), 지구 수신기의 위치가 판정될 수 있으며, 인공 위성의 송신기 전력이 제어될 수 있다.
[양호한 실시예에 대한 설명]
근본적으로, 본 발명은 선택 호출 수신기(페이저)를 갖는 개인을 호출(페이지)하도록 의도된 전세계적인 통신 시스템을 제공한다. 본 발명에 따라, 이하에 공개된 선택 호출 수신기(페이저)는 페이저의 응답 확인 신호를 거쳐 인공 위성의 송신기 전력을 제어하기 위하여 시스템내에서 동작될 수 있다.
[시스템]
제1도를 참조하면, 본 발명의 독창적인 통신 시스템은 자연 그대로의 또는 인공적인 천체(104) 주위에 배치되어 있는 인공위성(102) 네트워크에 근거를 두고 있다는 것을 알 수 있다. 가능한한, 행성의 어느 곳에서나 수신기(즉, 페이저)로 신호를 통신할 수 있도록 천체(또는 행성)의 여러 궤도에 일흔일곱(77)개의 인공 위성이 배치된다. 물론, 인공 위성의 송신력과 행성의 필요한 통신 유효 범위에 따라 보다 많거나 적은 수의 인공 위성이 사용될 수 있다. 본 발명에 따르면, 궤도를 선회하는 일흔일곱개의 인공 위성은 일곱(7)개의 궤도면에 정렬되어 인공 위성 네트워크를 형성하여서 수신기가 대륙 위, 수역, 또는 비행기(비행기가 송신 인공 위성의 비임(beam)내에 있다고 가정하면)로 여행하는 중에 동작하는 것에 무관하게 통신을 제공한다.
제1도를 계속 참조하면, 대륙(108)의 각 영역(106A 내지 106C)과 통신하는 세개의 인공 위성이 도시된다. 각각의 영역(106)은 보통 각 인공 위성의 송신 비임의 "풋 프린트(footprint)"로 일컬어진다. 본 발명에 따르면, 각 인공 위성은 특정 인공 위성의 풋프린트내에 놓여 있는 페이징 수신기 또는 지상국중의 하나에 페이징 정보를 송신할 수 있다.
또한, 페이저로부터 나오는 응답 확인 신호는 이하에 명백해지는 바와 같이 인공 위성의 송신 전력을 제어하기 위하여 인공위성에 의해서 수신되어 처리된다. 양호한 실시예에서, 각 인공 위성의 송신 풋프린트는, 각 인공 위성의 송신 전력과 풋프린트가 제어되고 정확히 동조되어 페이징 메시지를 전달할 수 있도록 하는 서른일곱(37)개의 개별 송신 로브(lobe)를 포함한다.
인공 위성 네트워크내에서, 각각의 인공 위성은, 비록 전체 네트워크가 중앙 관제 시설에 의해 조정될지라도 사실상 서로 독립적으로 동작한다. 페이징 수신기와 시스템을 위해 개발된 다양한 운용 프로토콜을 수용할 수 있는 전세계적 페이징 시스템을 제공하기 위해, 본 발명은 페이징 정보를 수신하도록 지정되어 있는 수신기(또는 수신기들)로 각 페이징이 일어날때마다 자체 일부를 조절할 수 있다. 즉, 예로, 영역(106A)에서 동작하는 페이징 수신기는 글레이 순차 코딩(Golay Sequential Coding)(GSC)을 사용하여 인공 위성으로부터 직접 페이징 정보를 수신할 수 있다. 이와 동시에, 영역(106B)에서 동작하는 페이징 수신기는 공지된 POCSAG 프로토콜을 사용하여 상기의 인공 위성, 또는 지구 기지국(또는 모두)으로부터 정보를 수신할 수 있다. 또한, 영역(106C)에서 동작하는 선택 호출 수신기(페이저)는, 현존하는 기존의 페이징 시스템을 통해서 인공위성으로부터 중계되는 정보를 수신하는 기존의 톤(tone) 전용 또는 톤 및 음성 페이징 수신기를 포함할 수 있다. 그래서, 본 발명은 시스템중 교신할 페이저와 통신하는데 필요한 부분을 조절한다.
제2도를 참조하면, 전세계적 페이징 시스템의 일부분에 대한 보다 상세한 도면이 도시된다. 제1도와 관련해서 논의된 바와 같이, 본 발명은 행성을 복수개의 궤도로 선회하는 인공위성(102A∼102C)(세개 도시됨)의 궤도가 있는 공간에 기준을 둔 축을 사용한다. 시스템에 대한 좌표 정보(Acoordinating intelligence)는 제어국(110)에 의해 제공되는데, 제어국(110)은 반드시 페이징 메시지를 수신하기 위한 양호한 (또는 디폴트)위치, 페이징 수신기의 현 위치(만일 공지되었다면), 양호한 페이징 프로토콜 및, 효율적인 페이징 서비스를 제공하는데 필요하거나 또는 요구될 수 있는 다른 파라미터와 함께, 전세계적 시스템상에서 동작하도록 등록된 모든 페이징 수신기에 대한 데이타 라이브러리를 보유하는 대규모 컴퓨팅 센터(또는 다른 적합한 정보 저장 및 처리 센터)를 포함한다. 양호한 동작에서, 제어국(110)은 안테나(112)에 의해 현재 제어국 상공에 위치하는 인공 위성으로부터 메시지를 수신하며, 안테나는 행성 주변으로부터 들어오는 모든 페이징 요청을 루트한다. 나가는 페이징 정보는 알맞는 페이징 수신기(들)로 페이징 정보가 전달될 수 있도록 안테나(114)에 의해 인공 위성 네트워크로 제공된다. 선택적으로, 하나 이상의 제어국이 사용될 수 있으나, 데이타 베이스 라이브러리의 유지관리가 보다 어려울 수 있다. 어느 경우에 있어서나, 페이징 정보는 어디로 그리고 어떻게 페이징 메시지가 전달되어야 하는가에 대한 정보를 포함하기 위해 제어국(110)에 의해 처리된다.
상기 처리 과정은 주파수 선택, 프로토콜 선택, 메시지 루팅 정보(페이징 수신기의 현 위치에 따라), 그리고 인공위성이 그 페이지를 직접 전달해야할지 아니면 페이징 수신기의 대략적인 지정학적 영역에 위치되어 있는 선택적 지구국을 경유하여(만일 지구국 페이징 송신이 가능하도록 시스템이 구성되어 있다면) 전달해야할지와 같은 다른 정보를 포함할 것이다.
페이지를 시작하기 위해, 개인은 공중 또는 개인 전화 유형의 네트워크(도시되지 않음)를 거쳐 제어국(직접 또는 간접으로)과 교신한다. 선택적으로, 상기 시스템은 하나 이상의 지구국(116)을 사용할 수 있으며, 상기 지구국은 또한 상기의 전화 유형의 장치(118)를 사용하여 교신될 수 있다. 시스템이 하나이상의 지구국을 사용하는 실시예에서, 지구국(116)은 임의의 적절한 프로토콜에 의해 송신(120)을 통해 인공 위성(102A로서 나타냄)으로 페이징 메시지를 중계한다. 상기 정보 수신시에, 인공 위성(102A)은 현재 제어국 상공이 아님을 판단하고, 그에 따라 제어국으로의 다운링크 송신에 의해 상기 정보를 인공 위성 네트워크를 거쳐 알맞는 인공 위성으로 중계한다. 이에 따라 이 예에서, 상기 메시지는 인공 위성(102A)으로부터 (102B)로 진행하며, 그 다음 다른 인공 위성간 링크에 의해 인공 위성(102C)으로 진행할 것이다. 제어국(110)은 인공 위성(102C)의 송신 "풋프린트"내에 놓이기 때문에, 페이징 요청은 송신(122)에 의해 제어국(110)으로 방송된다.
페이징 요청을 수신하면 제어국은 페이징 수신기의 현 위치 또는 페이징 수신기에 의해 요청된 서비스 지역을 결정하기 위하여 페이지될 선택 호출 수신기의 식별(ID) 코드를 분석한다. 즉, 독창적인 본 발명의 시스템에서 동작하는 페이징 수신기를 갖는 각각의 개인은 그 또는 그녀가 페이징 정보를 수신하고 싶어하는 서비스 지역을 정의할 수가 있다. 그래서, 개인은 단지 하나의 도시에서 페이징 정보를 수신할지, 아니면 여러 지방 도시들내에서 페이징 정보를 수신할지를 선택할 수 있다. 어떤 사람들은 여러 주에서 페이징 정보를 수신하기를 바랄 수 있다. 또한 다른 사람들은 세계의 어느 곳에서든지 페이징 메시지를 수신할 수 있도록 모든 국가, 대륙 또는 전세계에 걸치는 정보를 수신하기를 원할 수 있다. 본 발명은 중앙국이, 전세계적인 시스템내에서 동작하도록 등록된 각각의 선택 호출 수신기에 대한 상기 정보를 보유하는 것에 의중을 두고 있다. 상기 방법에서, 사용자는 원하는 디폴트 유효 범위 영역을 지정할 수 있다. 즉, 제어국은 상기 시스템이 페이징 사용자에 의해 지정된 각각의 지역으로 페이징 메시지를 전달하게 한다.
그러나, 선택적으로, 만일 페이징 수신기의 현 위치가 알려져 있다면, 페이징 메시지는 인공 위성 네트워크상의 페이징 교통량을 줄이기 위해 그 지역으로만 전달될 수 있다. 따라서, 제어국은 들어오는 페이징 요청을 처리하고, 페이지될 개인의 지시와 페이징 수신기의 현 위치(만일 알려져 있다면)를 근거로 하여 페이징 정보가 전달되어야 하는 인공 위성 네트워크를 지시한다. 만일 상기 개인이 여행하기를 원하거나 메세지를 수신하는 그 또는 그녀의 디폴트 위치(들)를 바꾸기를 원한다면(영원히 또는 일시적으로), 그 사람은 제어국의 데이타 라이브러리가 갱신될 수 있도록 반드시 페이징 서비스 제공자에게 통지하여야 한다. 또한, 메시지 전달 장소(들)의 지정학적 영역을 조사함으로써, 각 인공위성에 필요한 송신기 전력이 결정될 수 있다. 즉, 만일 페이징 메시지가 대도시로 전달되어야 한다면, "노이즈(noisy)(즉, 큰 간섭)가 있는" 대도시 환경에서 알맞는 수신을 용이하게 하기 위해 최대 전력으로 메시지를 송신하도록 그 도시 상공의 인공 위성이 지시될 수 있다. 역으로, 만일 메시지가 시골위치로 전달되어야 한다면, 상기 위치 성공의 인공 위성은 대도시 지역과 비교하여 간섭 신확 크게 감소되기 때문에 전력 수준을 감소시켜 페이징 메시지를 송신할 수 있을 것이다.
또한 제어국(110)은 양호한 페이징 프로토콜 및 페이지될 선택 호출 수신기의 동작 주파수(들)를 식별하는 정보를 발췌하기 위해 데이타 라이브러리를 조사함으로서 페이징메시지가 페이지되는 개인에게로 어떻게 전달되어야 하는가를 결정한다. 또한 상기 정보는 가급적 전세계적 시스템상에 페이저를 등록할때 페이징 서비스 제공자에 의해 제공된다.
물론, 상기 정보는 만일 개인이 다른 선택 호출 수신기를 구입하거나 또는 그 또는 그녀가 등록된 수신기가 수리중일때 일시적으로 페이저를 빌려서 사용할 경우 때때로 갱신될 수 있다.
페이징 정보를 어디에 그리고 어떻게 전달할 것인지를 결정한 후, 제어국(110)은 송신(124)에 의해 인공 위성 네트워크(제2도의 인공 위성(102C))로 페이징 정보를 반환한다. 이 예에서, 인공 위성(102C)은 인공 위성(102A)의 송신 "풋프린트" 아래쪽 영역으로 전달될 페이징 정보를 수신한다. 따라서, 페이징 정보는 인공 위성 102B에서 102A로 루트되며, 여기서 페이징 정보는 인공위성(102A)으로 커버되는 지정학적 영역에서 동작하는 페이징 수신기(126)로 선택된 전력 수준으로 송신된다. 가급적으로, 이하에 보다 상세히 서술되는 바와 같이, 인공 위성으로부터 나오는 각각의 송신 비임은 서른일곱(37)개의 개별 송신 로브(lobes)를 포함한다. 상기 로브는 인공 위성이 정보를 통신하는 최대의 "풋프린트"를 집합적으로 나타낸다.
본 발명에 따르면, 페이징 수신기(126)에 의한 페이징 메시지의 정확한 수신은 응답 확인 신호(127)의 송신에 의해 응답 확인된다. 응답 확인 신호(127)는 페이저의 사용자에 의해서 가급적 지정되는 (선택되는) 전력 수준으로 페이저(126)로부터 인공 위성(이 예에서는 102A)으로 송신된다. 선택적으로, 응답 확인 전력 수준은, 공지된 기술을 사용하여 들어오는 페이징 메시지를 분석함으로서 판단될 수 있다. 어떤 경우에서든, 인공 위성이 응답 확인 신호를 수신할때, 제어국(110)은 페이징 메시지의 적당한 전달을 통보받는다. 게다가, 만일 페이징 메시지가 여러 영역으로 송신(사용자 지시에 의해)되었다면, 페이저의 위치는 응답 확인 신호에 의해서 결정(개략적으로)될 수 있다. 즉, 페이저는 단지 자신이 수신하는 송신만을 응답확인하기 때문에, 제어국은 응답 확인 신호가 어디에서 발생되었는지에 주목(noting)함으로써 페이징 수신기의 현위치를 추적(track)할 수 있을 것이다. 이 방법에서는 시스템이 페이저의 대략적 위치를 알기 때문에 장래의 페이징 메시지는 여러 위치(비록 사용자에 의해 지정될지라도)로 보내질 필요가 없다. 그러나, 만일 페이저가 다음의 페이징 메시지를 응답 확인하지 못한다면, 사용자의 지시마다 각각의 지정된 "디폴트"영역으로 페이지가 재송신될 것이다. 이 방법에서는 페이저의 위치를 알아내어 행성 주변의 이동이 추적되고 인공 위성 교통량 제어될 수 있다.
다른 페이징 정보를 전달하기 위해, 인공 위성 네트워크로부터 정보를 수신하기 위해 선택적 지구국(116)이 사용되어 국지 송신소(130)들의 페이징 정보를 루트할 수 있다. 상기와 같은 페이징은, 인공 위성으로부터 다운 링크 송신과 동일한 프로토콜을 사용하거나, 또는 페이징 메시지를 수신하고자 하는 페이징 수신기에 적응화되도록 다운 링크프로토콜을 다른 프로토콜(즉, 페이지될 선택 호출 수신기와 호환 가능한 프로토콜)로 변경함으로써 실행될 수 있다. 또한, 본 발명의 지극국은, 인공 위성 네트워크로부터 직접 페이징 메시지를 수신할 수 없는 기존의 페이징 수신기에 페이징 메시지를 제공하기 위해 현재의 국지 페이징 시스템(132)에 결합될 수 있다. 그래서, 지구국(116')에 의해서 송신(134)으로 수신된 페이징 메시지는 처리되어 기존의 국지 페이징 시스템(132)에 의해 인식 가능한 페이징 정보로 변환될 수 있다. 변환된 페이징 정보는 처리되어 임의의 국지 페이징 요청과 동일한 방법으로 국지 시스템과 관련되어 있는 송신소(130)로 보급될 수 있다. 공지된 바와 같이, 송신소(130)는 다른 지역이나 도시에 대한 중앙 송신소를 나타낼 수도 있고, 보다 넓은 지정학적 영역으로 동시에 송신 유효 범위를 제공하기 위한 동시 방송 송신소일 수도 있다. 어떤 경우에서든, 본 발명은 근본적으로 인공 위성 네트워크에서 페이징 수신기로 직접 통신하는 것에 의향을 두고 있으나, 기존의 현 설비를 이용하거나, 많은 지방 도시들을 지원하기 위해 알맞는 페이징 프로토콜과 주파수로 페이징 정보를 중계하거나 또는 동시 방송하는 지구국을 근거로 한 중계국을 이용하는 전체적인 행성 시스템 네트워크를 포함할 수 있다.
상기 실시예에서, 인공 위성으로부터 나오는 페이징 교통량의 일부를 경감시켜, 페이징 수신기가 인공 위성 네트워크(즉, 쉐도우(shadowed)된)로부터 직접 페이징 정보를 제대로 수신할 수 없는 환경에서 대안적인 송신 지점을 제공하거나, 또는 다운 링크 프로토콜을 현 설비와 호환 가능한 프로토콜 및 주파수로 변환시키기 위해 지구국이 사용될 수 있다.
본 발명에 따르면, 지상국 송신 페이징 메시지는 송신하는 지상국으로 응답 확인되고, 반면에 인공 위성 페이징 송신은 인공 위성으로 응답 확인된다. 상기와 같은 처리로 선택 지상국이 또한 상기 송신기 전력을 제어할 수 있으며, 그리고 페이저의 현 위치를 제어국(110)으로 복귀시키는 루트(직접 또는 인공 위성 네트워크를 경유하여)를 제공할 수 있다.
또한, 제어국(110)이 물리적으로 위치되어 있는 지정학적 영역에 물리적으로 놓여 있는 상기 선택적 지구국 및 국지 시스템은 직접 통신 링크(136)를 경유하여 제어국(110)과 직접 통신할 수 있다. 이것으로 페이징 요청을 하기 위해 인공 위성 네트워크를 사용할 필요가 없어진다. 본 발명의 기술 분야에 숙달된 사람들에 의해 알 수 있는 것과 같이, 인공 위성(102)의 송신 풋프린트는 넓은 지정학적 영역을 커버한다.
상기 송신소간의 통신이 그들 위에 있는 인공 위성에 의해 중계되기 때문에, 제어국과 같은 동일한 동작 풋프린트내에 있는 상기 지구국 및 국지 시스템은 제어국(110)에 직접 결합될 수 있다.
[인공 위성(들)]
제3도를 참조하면, 블럭도의 형태로 인공 위성(102)이 도시된다. 가능한한, 각각의 인공 위성은 상업적으로 사용할 수 있는 인공 위성과 같은 종래의 저궤도 선회 인공 위성으로 구성된다. 각각의 인공 위성은 미합중국의 우주 왕복 프로그램을 경유하는 것과 같은 적당한 발사 장치에 의해서 궤도에 놓인다. 본 발명에 따라, 양호한 궤도는 효율적인 전세계적 통시에 유효범위를 제공하기 위해 매우 경사진 궤도가 된다. 저경사 궤도가 사용될 수도 있으나, 효율적인 통신 유효 범위를 달성하기 위해 추가적인 인공 위성이 요구될 것이다. 일단 궤도에서는, 인공 위성(102)으로 전력을 공급하기 위해 종래의 솔라셀 어레이(solar cell array)(제2도 참조)가 열린다. 그 다음, 인공 위성은 인공 위성 네트워크를 형성하기 위해 예로 현재의 원격 측정법, 트랙킹, 그리고 제어(TT ＆ C) 프로토콜을 사용하는 것과 같은 공지된 기술을 사용하여 "온-라인(on-line)"된다. 공지된 것과 같이, 솔라셀 어레이는 인공 위성으로 전력을 공급한다. 그러나, 그 전력은 천체가 놓이는 특정 솔라 시스템에 있는 별(태양)로부터 나오는 태양 광선을 그 천체가 차단하는 시간의 일부에 의해 제한된다. 만일 각각의 인공 위성이 최대 저력으로 각 페이징 메시지를 송신하였다면, 인공 위성의 전력 공급은 솔라셀 어레이가 인공 위성 에너지 저장 수단을 재충전시킬 수 없는 시간동안 치명적으로 한정되거나 또는 고갈될 수 있다. 그리하여, 본 발명은 에너지를 보존하고 그리고 시스템을 효율적으로 동작시키기 위하여 인공 위성의 송신기 전력을 제어하도록 동작한다.
업 링크 안테나(300)에 의해 업 링크 송신이 수신되고 업 링크 수신기(302)에 의해 디코드된다. 업 링크 수신기는 인공 위성 제어 정보 및 페이징 정보(응답 확인 신호를 포함하여)를 알맞게 루트하기 위해 종래의 인공 위성 제어기(304)와 페이징 제어기(306)에 결합된다. 인공 위성 제어기(304)는 궤도 유지, 위치 트랙킹 및 행성에 있는 관제 요원에 의해 지시되는 다른 적당한 기능등의 종래의 인공 위성 제어 기능을 수행한다. 인공 위성 제어기(304)는 또한 지상을 근거로 한 관제 요원에 의해 요청된 임의의 정보를 제공하기 위해 인공 위성의 다운 링크 송신기(308)에 결합된다.
제3도에 도시된 것과 같이, 인공 위성(102)의 유효 탑재량(payload)은 페이징 제어기(306) 및 페이징 신호 발생기(310)에 의해 점유된다. 페이징 정보를 수신하면, 페이징 제어기는 페이징 메시지를 그 행성으로 송신(즉, 선택 호출 수신기를 페이지하거나, 또는 선택적으로 선택 호출 수신기로 재송신하기 위해 지상국으로 페이저 정보를 보낸다)할 것인지 아니면 그 인공 위성 네트워크에 있는 다른 인공 위성(송신하기 위하여 제어국이나 또는 다른 인공 위성으로 루트하기 위해)으로 페이징 메시지를 송신할 것인지를 결정하여야 한다. 따라서, 인공 위성간 수신기(312) 및 송신기(314)는 페이징 정보가 적당히 루트될 수 있도록 페이징 제어기(306)에 결합된다. 또한, 인공 위성 제어기(304)는 인공 위성 네트워크를 유지하는데 필요한 네트워크 제어 정보를 통신하기 위해 인공 위성간 수신기 및 송신기에 결합된다. 선택적으로, 만일 인공 위성 네트워크에 있는 이웃하는 인공 위성과 통신할 수 있는 조종 가능한 안테타 시스템을 갖는다면 한개의 인공위성간 송수신기가 사용될 수도 있다. 또한 만일 인공 위성의 크기와 무게가 역효과를 미치지 않고, 그리고 가격이 비싸지지 않는한 다수개의 인공 위성간 송수신기가 사용될 수 있다.
페이징 제어기(306)는 대부분 수신된 정보의 종류에 따라 무엇을 그리고 어떻게 송신할 것인지를 판단한다. 예로, 지상국에서 나오는 업 링크 송신(즉, 페이징 요청이나 또는 응답 확인 신호)은 보통 제어국으로 루트되어야 하며, 반면에 제어국에서 나오는 업 링크 송신은 보통 메시지가 어디로 그리고 어떻게 전달되어야 하는가에 대한 정보를 포함한다. 물론 인공 위성간 통신은 페이징 요청, 응답 확인 신호, 또는 페이징 정보중의 하나일 수 있으며, 페이징 제어기는 주로 현 위치(인공 위성 제어기(304)에 의해 감시되는 것)과 요청 또는 정보의 목적지를 조사함으로써 적당한 루팅을 결정한다. 만일 인공 위성 제어기가 수신된 페이징 정보가 행성을 향하여 송신되어야 한다고 판단하면, 알맞는 프로토콜과 주파수 선택을 제공하기 위하여 페이징 신호 발생기(310)가 사용된다. 즉, 페이징 신호 발생기는 이하에 서술된 선택 호출 수신기로 송신을 할때 임의의 공지된 페이징 프로토콜(또는 만일 선택적인 지상국으로 송신을 한다면 편리한 임의의 프로토콜)을 사용하여 페이징 정보를 전달할 수 있다. 각 페이징 송신에 있어서, 상기 정보는 가급적 제어국에 의해 공급되거나 또는 예정된 프로토콜로 디폴트된다. 또한, 제어국에 의해 제공된 전달 지시에 따라 다운 링크 주파수 선택이 이루어질 수도 있다.
실제로 송신을 하기 전에, 페이징 제어기(306)는 페이지될 개인에 의해서 지정된 원하는 통신 유효 범위를 결정하기 위하여 페이징 정보를 조사한다. 본 발명에 따르면, 상기 정보는, 제어국에 의해서 페이징 제어기로 공급되며 인공 위성의 송신 비임의 "풋프린트"를 조절하기 위해 안테나 제어 시스템(316)으로 제공된다. 이것은 가능한한 복수개의 개별 송신 로브중의 어느 것이 액티브되는지를 제어(안테나 제어(316)를 경유하여)하고 액티브된 각 로브의 전력을 제어(제어 라인(307)을 경유하여)함으로써 이루어진다. 본 발명에 따라, 다운 링크 안테나는 서른일곱(37)개의 송신 로브를 갖는 것으로 구성된다. 이 방법에서는 인공 위성의 송신 신호의 비교적 정확한 제어가 이루어질 수 있다. 즉, 만일 페이징 메시지가 대규모 도시 지역으로 전달된다면, 액티브된 각 로브에 대한 송신기 전력은 최대로 세트될 수 있다. 역으로, 페이징 메시지를 농촌 지역으로 전달하기 위해 하나 이상의 로브상에 낮은 송신기 전력이 사용될 수 있다. 또한, 초기의 전력 세팅에 관계없이, 만일 페이징 수신기가 페이징 메시지의 수신을 응답 확인하지 않는다면, 증가된(최대로) 송신기 전력과 페이징 메시지는 재송신된다. 이 방법에서는 인공 위성 전력이 보존된다.
제4도를 참조하면, 양호한 인공 위성 송신 "풋프린트"를 나타내기 위하여 그래픽 도시가 제공된다. 전술된 것과 같이, 양호한 인공 위성 다운 링크 송신 시스템은 복수개의 개별 로브를 갖는 안테나를 포함한다. 제4도에서, 본 발명의 사용자 선택 가능한 유효 범위 측면을 나타내기 위하여 셀룰러 전화기 서비스의 관련하여 흔히 사용되는 육각형 셀 포맷이 편의상 사용된다. 본 발명의 기술 분야에 숙련된 사람들은 인공 위성 안테나 로브의 실제 송신 패턴은 완전한 육각형으로 이루어지지 않는다는 것을 알 것이다.
본 발명에 따르면, 각각의 개인은 그 또는 그녀가 페이징 메시지를 수신하려는 영역을 지정할 수 있다. 예로, 만일 개인이 집에서 또는 사무실에서 페이지를 수신하기를 단지 원한다면, 영역(17 및 12)이 지정될 수 있다.
대체 예에서, 영역(12-14, 18-20 및 25-26)을 지정함으로써 보다 넓은 유효 범위가 제공될 수 있다. 사실, 한 인공 위성의 서른일곱개의 모든 송신 로브 및 전 인공 위성 네트워크내의 다른 어떤 인공 위성의 일부 또는 전로브하에 있는 페이징 정보를 수신하는 것을 포함하여 임의의 유효 범위 영역(연속적이거나 또는 비연속적인)의 배열이 제공될 수 있다. 이 방법에서, 그와같은 유효 범위를 원하는 사람에 대해 전세계적인 유효 범위를 토대로 어떤 페이징 포맷이나 또는 프로토콜을 사용하여 페이징 서비스가 제공될 수 있으며, 반면에 국지 영역 유효 범위는 단지 국지 유효 범위와 그것과 관련된 낮은 운용 비용을 원하는 사람들에게 역시 제공될 수 있다.
제5도를 참조하여 인공 위성의 통신 능력이 계속 서술될 것이다. 인공 위성간 통신과 지구 업 링크/다운링크 통신 모두에 사용되는 세개의 인공 위성이 도시된다. 도시된 인공 위성(N-1, N 및 N+1)은 동일한 궤도면의 인공 위성일 수 있으며, 또는 연속하는 세개의 궤도면에 있는 하나의 인공 위성을 나타낼 수 있다. 어느 경우에 있어서나, 인공 위성간 통신은 동일하다. 즉, 각각의 인공 위성은 동일한 궤도면에 있는 이전과 다음의 인공 위성, 그리고 이전과 다음의 궤도에 있는 인공 위성과 통신할 수 있다. 이와같은 배열은 궤도 천체상의 임의 지점으로 페이징 정보를 효과적으로 전파할 수 있는 인공 위성 네트워크를 제공한다.
제5도에 도시된 것과 같이, 인공 위성 N는, 링크 N를 거쳐 인공 위성 N-1과 정보를 통신하고 링크 N+1을 거쳐 인공 위성 N+1과 정보를 통신한다(등등). 제3도와 관련되어 상술된 인공 위성간 송신기 및 수신기(또는 선택적 송수신기)를 사용하여 이와같은 송신이 이루어진다. 만일 비용이 고가가 아니라면 공지된 광학 매체(즉, 레이저)가 사용될 수도 있지만, 한 실시예에서는 인공 위성간 링크를 위해 종래의 마이크로파 통신이 사용된다.
또한 본 발명의 인공 위성 네트워크의 근본적인 업 링크 및 다운 링크 통신 능력이 제5도에 도시된다. 도시된 것과 같이, 인공 위성 N-1은 교대로 종래의 페이징 네트워크에 결합될 수 있는 선택적 지구 또는 지상국과 통신할 수 있다. 지구국이 사용될때, 전화 유형의 네트워크를 거쳐 수신되는 페이징 요청과 응답확인 신호가 제어국으로 진행할 수 있도록 하기 위해 통신 경로(비임 N-1)는 일반적으로 양방향성이며, 페이징 정보는 인공 위성 네트워크로부터 수신되어 처리될 수 있다. 선택적으로, 어떤 특정한 실행에서 요구된다면, 지구국은 단지 업 링크 또는 다운 링크 통신 경로만을 이용할 수 있다.
비임 N을 거쳐 페이저와 직접 통신하는 인공 위성 N가 도시된다. 상기 링크 역시 인공 위성으로부터 직접 하나 이상의 페이저로 페이징 정보가 전달되고 페이저로부터 나오는 응답 확인 신호가 인공 위성으로 복귀된다는 점에서 양방향성이다. 또한, 상기 링크는 기존 장비를 갖추지 못하고 지상국을 설치하기에 비경제적이거나 지상국 설치가 바람직하지 않은 행성의 영역에 통신을 제공한다. 인공 위성 네트워크로부터 직접 페이징 정보를 수신하는데 적합한 응답 확인 페이징 수신기가 이하에 서술된다.
또다른 근본적인 통신 페이저는 인공 위성 N+1으로 부터의 비임 N+1으로서 도시된다. 이 예에서, 인공 위성 N+1는 제어국상의 인공 위성이므로, 페이징 요청을 제어국(만일 지구국이 사용된다면)으로 최종적으로 통신하고, 제어국으로부터 나오는 페이징 정보를 처음으로 수신하는데 궁국적인 역할을 담당하는 인공 위성이다. 본 발명에 따라, 인공 위성 네트워크의 인공 위성간 및 업 링크/다운 링크 통신 능력으로 인해 페이징 수신기를 갖고 있는 개인은 천체의 어느 곳에서나 페이징 메시지를 수신할 수 있게 된다.
제6a 내지 6d도를 참조하면, 인공 위성의 양호한 동작이 도시된다. 지구국이 사용된다고 가정하면, 루틴은 판단(600)에서 시작하는데, 여기서는 지상국으로부터 정보가 수신되었는지를 판단한다. 판단(600)으로부터의 긍정적인 판정은 일반적으로 지상국중의 하나로부터 페이징 요청이 송신되었으며 그리고 그 페이징 메시지가 어디에 그리고 어떻게 전달되어야 하는가를 판단하기 위해 제어국으로 페이징 요청이 전달되어야 한다는 것을 의미한다. 선택적으로, 상기 정보는 제어국에 대한 응답 확인 정보를 나타낼 수 있다. 따라서, 판단(602)은 현재 인공 위성이 제어국 상공에 있는가를 판정한다. 상기 판정은 인공 위성 제어기내에서 공지된 메카니즘을 사용하여 행성위의 인공 위성에 대한 현 위치를 조사하고 이 정보를 공지된 제어국의 위치와 비교함으로써 이루어진다. 만일 판단(602)의 판정이 현재 인공 위성은 제어국 상공에 있는 것이며, 정보는 제어국으로 송신된다(단계(604)). 역으로, 판단(602)이 부정적인 판단이면 다른 인공 위성으로 정보가 송신되게 된다(단계(606)). 상술된 것과 같이, 다른 인공 위성은 처음으로 정보를 수신한 인공 위성의 궤도면과 동일한 궤도면이나 인접한 궤도면중 어느 하나에 존재할 수 있다. 이 방법에서, 정보는 제어국으로 전달될 때까지 인공 위성 네트워크를 통해 진행한다.
지구 또는 지상국으로부터 정보가 수신되지 않았다고 판단(600)이 판정한 것으로 가정하면, 루틴은 판단(608)으로 진행하는데, 판단(608)에서는 제어국으로부터 정보가 수신 되었는지를 판정한다. 본 발명에 따라, 제어국은 각 페이징 요청을 처리하고 그 페이징 메시지가 어디로 그리고 어떻게 전달되어야 하는지에 대해 결정한다. 그리하여, 제어국은 일반적으로 인공 위성 네트워크를 통한 적절한 분산을 위해 인공 위성 네트워크로 그리고 다시 행성(직접 또는 지구나 국지국을 거치는 것중의 하나에 의해)으로 모든 페이징 정보를 업 링크한다. 그리하여, 제어국으로부터 정보가 수신되었다고 판단(608)이 판정한다면, 루틴은 판단(612)으로 진행하는데, 여기서는 페이징 메시지를 수신하기로 예정된 확인된 페이저(또는 페이저들) 상공에 현재 인공 위성이 있는지를 판단한다.
만일 그렇지 않다면, 루틴은 단계(614)로 진행하며, 여기서는 제어국에 의해 지시된 페이징 수신기로 페이징 메시지를 전달하기 위해 동일한 궤도면이나 인접한 궤도면의 다른 인공 위성으로 정보가 송신된다. 역으로, 만일 인공 위성의 통신 능력내에 페이저가 있다고 판단(612)이 판정하면, 루틴은 단계(616)로 진행하며, 여기서는 페이징 메시지를 송신하기 위해 적당한 송신기 전력을 선택한다. 상기 판정은 페이징 메시지가 수신 페이저(들)에 의해 응답 확인되어야할지, 제어국 또는 페이징 사용자가 제공한 명령에 의해 응답확인되어야 할지에 근거할 수 있다. 어느 경우에서든, 인공 위성의 송신기 전력이 설정되고 루틴은 단계 (618)로 진행하며, 여기서 양호한 페이징 송신 주파수 및 프로토콜이, 페이징 가입자의 명령에 따른 양호한 메시지 전달 요청에 따라 선택(단계(618과 620))되고 제어국에 의해 통제된다. 일단 상기 조정이 이루어지면, 제어국에 의해 제공된 명령에 따라 안테나 비임(풋프린트)가 조정된다(단계(622)). 상술된 것과 같이, 제어국 명령은 주로 개별 사용자의 요구와 원하는 유효 범위에 근거하여 발생되며 페이징의 경우에 대해 발생되는 청구 금액을 결정(부분적으로) 한다. 인공 위성의 비임이 알맞게 조정된 후, 정보는 페이징 수신기(들)에 의해 수신될 행성으로 송신된다(단계(622)).
페이징 정보의 인공 위성 송신후, 루틴은 판단(624)으로 진행하며, 여기서는 페이지된 선택 호출 수신기가 메시지의 수신을 응답 확인하여야 하는지를 판단한다. 만일 그렇다면, 판단(626)은 응답 확인 신호가 수신되었는지를 결정한다. 만일 그렇다면, 지정된 페이저(들)에 의해 페이징 정보가 수신되었다는 것을(인공위성 네트워크를 통하는 것이나 직접 송신중 하나에 의해) 제어국으로 통지한다(627). 반대로, 만일 판단(626)의 판정이 응답 확인 신호가 수신되지 않았다고 하면, 송신기 전력이 조정(즉, 증가됨)(단계 628)되어 메시지의 재송신시(단계 630) 정확한 수신 가능성을 증가시킨다. 이 방법에서, 인공 위성 전력은, 가능한한 낮은 전력 송신을 사용하고, 필요할때만 인공 위성의 송신기 전력 수준을 조정(증가)함으로써 보존된다.
608에서 제어국으로부터 정보가 수신되지 않았다고 판정된 것으로 가정한다면, 루틴은 판단(632)으로 진행하며, 여기서는 다른 인공 위성으로부터 정보로 수신되었는지를 판정한다. 만일 그렇다면, 판단(634)은 정보가 페이징 수신기를 향해 전달되었는지를 판정한다. 즉, 일반적인 인공 위성 제어 및 궤도 유지 정보를 제외하고는, 인공 위성간의 통신은 일반적으로 제어국으로 향하는 정보, 또는 제어국에서 하나 이상의 페이저로 향하는 정보이다. 그리하여, 판단(634)이 부정적인 판정이면 판단(636)은 인공 위성이 현재 제어국상에 있는지를 판정한다. 만일 그렇지 않다면, 정보가 인공 위성 네트워크의 또 다른 인공 위성으로 송신되어 제어국으로 정보를 전달한다(단계(614)). 그러나, 만일 인공 위성이 제어국상에 있다면, 단계(638)에서 상술된 것과 같은 처리를 위해 제어국으로 정보를 송신한다. 역으로, 만일 판단(634)에서 페이저쪽으로 정보가 향하고 있다고 판정한다면, 판단(640)은 상기 비임 "풋프린트"내의 영역으로 정보가 전달되는지를 결정한다. 만일 그렇지 않다면, 상기 메시지를 수신할 페이저(또는 페이저들)는 인공 위성 밑에 존재하지 않으며, 따라서 페이징 정보를 전달을 위해 반드시 다른 인공 위성으로 향하여야 한다(단계(614)). 그러나, 만일 640의 판단에서 지정학적 영역 아래로 정보가 전달된다고 판정되면, 루틴은 송신 및 응답 확인 단계(616-630)로 진행한다.
[제어국(들)]
제7도를 참조하면, 제어국(110)의 블럭도가 도시된다. 제어국(110)은 수신 안테나(112)의 수신기(700)를 거쳐 인공 위성 네트워크로부터 정보를 수신한다. 상기 정보는 제어기(702)로 루트되는데, 하나의 실시예에서 이것은 모토로라 인코포레이티드에 또는 의해 제조되는 MC68030 마이크로 제어기 또는 그와 기능이 유사한 것을 포함한다. 제어기(702)는 페이징 요청을 처리하여 페이징 메시지가 어디로 그리고 어떻게 전달되어야 하는지를 판단하도록 동작한다. 이것은 메모리(704)에 저장되어 있는 데이타 라이브러리를 조사함으로서 주로 이루어지며, 상기 메모리는 전세계적 페이징 시스템에서 동작하도록 등록되는 각 수신기에 대한 동작 특성 및 명령을 저장하기 위해 적당한 양의 메모리 유형을 포함한다. 또한, 만일 이전의 메시지 응답확인으로부터 페이저의 위치가 알려져 있다면, 상기 페이징 메시지를 어디로 그리고 어떻게 전달하여야 하는 결정은 간단해진다. 상기 정보를 처리한 후, 페이징 메시지는 안테나(114)를 거쳐 인공 위성 네트워크로 송신하기 위해 송신기(706)로 향한다. 선택적으로, 인공 위성 제어 회로(708)는 인공 위성 궤도 유지, 위치 트랙킹, 그리고 인공 위성 네트워크의 유지를 위한 이 기술 분야에서 공지되어 있는 다른 제어 기능을 제공하기 위해 중앙국(그리고 각 지구국)내에 놓일 수 있다. 대안으로, 인공 위성 제어 유지는 인공 위성 네트워크를 추적하여 유지하도록 의도된 하나 이상의 다른 시설로부터 발생할 수 있다. 상술된 것과 같이, 제어국(110)의 동일한 물리적 영역내의 선택적 지구국과 국지 시스템을 위하여, 선택적 직접 링크(136)가 사용될 수 있다.
제8도를 참조하면, 페이징 요청을 처리하기 위해 제어국(110)에 의해 수반되는 루틴이 도시된다. 단계(800)에서 제어국에 의해 페이징 요청이 수신된다. 그 다음, 제어기(702)는 메모리(704)를 조사하여 개인 사용자가 요구하는 페이징 유효 범위의 양과 페이저의 현 위치가 알려졌는지를 판정한다. 또한, 메모리(704)는 사용되어야 하는 양호한 페이징 프로토콜을 정의하기 위해 (단계 804) 사용자에 의해 지정된 정보를 포함한다. 또한 페이징 주파수도 페이징 사용자에 의해 지정된다(단계 806). 마지막으로, 제어국(110)은 페이징 수신기로 정보를 중계하도록(직접 또는 종래의 국지 시스템의 하나를 통해) 선택적 지구국이 사용되어야 하는지를 판정한다. 이 방법에서, 페이징 수신기는, 인공 위성으로부터, 선택적 지구국으로부터(또는, 양쪽 모두로부터), 또는 임의의 공지된(표준) 페이징 포맷을 사용하는 기존의 국지 시스템으로부터 직접 페이징 메시지를 수신할 수 있으므로 전체 인공 위성 네트워크는 페이징 사용자에게 투명성(transparent)이 된다.
[선택적 지상국(들)]
제9도를 참조하면, 본 발명에 선택적으로 사용될 수 있는 지구 또는 지상국(116)의 블럭도가 도시된다. 인공 위성 네트워크에서 나오는 다운 링크 정보는 안테나(900)에 의해 수신되어 지상국 제어기(904)의 수신기(902)에 의해 디코드된다. 지상국 제어기(904)는 상기 정보를 처리하여 페이징 메시지를 페이징 수신기로 전달하는데 사용되어야 하는 주파수 및 페이징 프로토콜에 대한 제어국으로부터의 명령을 추출한다. 하나의 실시예에서, 제어기(904)는 모토로라 인코포레이티드에 의해 제조되는 MC68030 마이크로 제어기 또는 이와 기능이 등가인 것을 포함할 수 있다. 제어국으로부터의 명령에 따라, 지상국 제어기(904)는 프로토콜 변환기(906)를 제어하여 적당한 프로토콜로 선택(변환)한다. 근본적으로, 프로토콜 변환기(906)는 페이징 메시지를 추출하기 위해 인공 위성에 의해 다운 링크 메시지에 사용된 모든 포맷을 디코드하도록 동작한다. 일단 메시지가 추출되었으면, 이것은 페이징 수신기로의 후속적인 송신을 하기 위해 임의의 선택된 페이징 프로토콜로 다시 인코드될 수 있다. 일반적으로, 이것은 지구국과 관련된 송신소(130)로부터의 송신을 거쳐 또는 상술된 것과 같이 기존의 국지국(132)에 대한 표준 페이징 요청으로 페이징 메시지를 변환함으로써 이루어진다. 알맞는 프로토콜을 선택하는 것 이외에, 지상국 제어기(904)는 하나 이상의 송신소 제어기(908)를 제어하는데, 제어기(908)는 주파수 선택, 신호를 송신하여야 하는 송신소의 수 그리고 이 기술 분야에 공지된 것과 같이 몇몇 송신기로부터 신호가 동시 방송되어야 하는지와 같은 파라메타로 국지 송신소(130)를 제어하도록 동작한다.
페이징 요청을 발생시키기 위해, 지상국(116)은 종래의 페이징 단말(910)을 통합시켜 공중 또는 개인 전화기 네트워크(912)로부터 메시지를 수신한다. 페이징 단말은 그 포맷을 동작시켜 적당한 요청을 발생시키며, 이것은 송신기(914)와 업 링크 안테나(916)를 거쳐 인공 위성 네트워크로 송신되기 이전에 지상국 제어기로 향한다. 선택적으로, 제어국과 관련시켜 논의된 것과 같이, 인공 위성 제어 회로(918)는 지구국 또는 지상국으로 통합되어 인공 위성 네트워크의 제어 및 유지를 제공할 수도 있다.
제10a도 및 제10b도를 참조하면, 지상국(116) 동작의 양호한 시이퀀스가 도시된다. 루틴은 단계(100)에서 시작하는데, 여기서는 페이징 요청이 수신되었는지를 결정한다. 만일 그렇다면, 요청은 적당히 포맷되어 상술된 것과 같은 제어국으로의 루트를 위해 인공 위성 네트워크로 송신된다(단계 1002). 역으로, 만일 판단(1000)의 결정이 페이징 요청이 수신되지 않았다고 한다면, 루틴은 판단(1004)으로 진행하여 응답 확인정보가 수신되었는지를 판정한다. 판단(1004)이 긍정적인 판정이면 제어국으로 향하는 인공 위성 네트워크로 상기 정보가 송신되도록 한다(단계 1006). 만일 응답 확인 신호에 대한 어떤 페이징 요청도 인공 위성 네트워크로 송신될 예정이 아니라면, 판단(1008)은 인공 위성 네트워크로부터 페이징 정보가 수신되는지를 판정한다. 만일 그렇다면, 판단(1010)은, 기존의 국지 페이징 요청을 나타내기 위해 페이징 정보가 처리되어 송신을 위해 현존하는 국지국으로 진행되어야 하는지를 판정한다. 만일 그렇다면, 루틴은 단계(1012)로 진행하며, 여기서 인공 위성으로부터 사용된 다운 링크 프로토콜은 기존의 현존하는 국지 시스템을 위하여 알맞는 페이징 포맷으로 변환된다(이것은 송신을 위해 단계(1014)에서 국지 시스템으로 보내진다).
판단(1010)에서 페이징 정보가 국지국을 위한 것이 아니라고 판정되었다고 가정하면, 루틴은 지구국과 관련된 송신소(들)로부터의 송신을 위해 단계(1016)로 진행한다. 제어국으로부터의 명령을 조사한 후, 지구국은, 페이징 프로토콜을 선택하거나 다운링크 프로토콜에서 페이징 수신기의 편의를 위한 적절한 페이징 프로토콜로 변환하도록 동작한다. 그 다음, 사용자의 명령에 따라 양호한 페이징 주파수가 선택된다(단계 1018). 다음, 메시지를 방송하는데 사용될 송신소의 수와 위치가 판정되고(단계 1020)난 후 페이징 수신기(1022)로 페이징 정보를 송신한다(단계 1020).
[페이징 수신기(들)]
제11도를 참조하면, 본 발명에 따른 응답 확인 페이징 수신기(126)의 블럭도가 도시된다. 동작상, 페이징 메시지는 안테나(1100)에 의해 수신되며, 이것은 안테나 스위치(1102)로 향한다. 수신 모드에서, 스위치의 위치는 인공 위성과 호환 가능한 "전방(front-end)" 부분이나 또는 지구국과 호환 가능한 페이징 수신기(126)의 "전방"중의 하나를 통하여 수신된 정보를 루트할 것이다. 그리하여, 스위치(1102)의 하나의 출력은 수신된 신호를 RF 증폭기(1104)로 루트하며, 여기서는 가급적 1.5GHz 인공 위성 주파수 범위의 신호를 증폭한다. 상기 증폭된 신호는 합성기(1106)에 인가되고, 이것은 신서싸이저 회로(1108)로부터 국부 오실레이터 신호를 수신한다. 인공 위성에 근거를 둔 신호를 수신하기 위해, 국부 오실레이터 신호는 고주파수 인공 위성 신호를 적절히 복조하도록 증배기(1110)에 의해 증배된다. 합성기(1106)는 IF 필터(1114)로 제1의 IF 신호(1112)를 공급하며, 상기 IF 필터는 제2합성기(1116)에 결합된다. 합성기(1116)는 신서싸이저 회로(1108)로부터 다른 국부 오실레이터 신호(1118)를 받아들여 제2의 IF 신호(1120)를 공급하며, 이것은 IF 필터(1122)에 의해 필터링된다. 본 발명에 따라, 상기 제2의 IF 단은 페이징 수신기의 지구 및 수신기 복원 부문 모두에 공통이다.
선택적 지구에 근거를 둔 장치로부터의 신호를 수신하기 위해, 안테나 스위치(1102)는 RF 증폭기(1104')로 신호를 루트하는데, 이것은 UHF 또는 VHF 주파수 범위의 주파수를 증폭하도록 설계된 증폭기로 구성된다. 상기 신호는 IF 필터(1114')로 제1의 IF 신호(1112')를 공급하기 위해 합성기(1106')에 의해 합성된다. 다시 필터 신호는 신서싸이저 회로(1108)로부터의 다른 국부 오실레이터(1118')에 의해 제2합성기(1116')에서 합성된다. 이것은 다시 공통인 제2의 IF 신호(1120)를 발생하며, 이것은 제2의 IF 필터(1122)에 의해 필터링된다. 어느 경우에서나, 필터링된 제2의 IF 신호는 검출기(1124)에 의해 처리되며, 이것은 마이크로 제어기(1126)로 다시 한번 처리하기 위해 페이징 정보를 복원한다. 본 발명의 한 실시예에서, 마이크로 제어기(1126)는 모토로라 인코포레이티드에 의해 제조되는 MC68HC11 마이크로 컴퓨터 또는 이와 가능성의 등가물로 구성될 수 있다.
몇몇 공지된 "표준"육상 기지 시스템중의 어느 하나 또는 본 발명의 지구국으로부터, 또는 인공 위성으로부터 직접 페이징 정보를 수신하기 위해, 마이크로 제어기(1126)는 신서싸이저 회로(1108)를 제어하여 제2의 IF 신호(1120)에서 상기 신호를 적절히 합성한다. 부가적으로, 신서싸이저 회로(1108)는 마이크로 제어기(1126)에 의해 프로그램되기 때문에, 본 발명의 페이징 수신기(126)는 이 기술 분야에 공지된 신서싸이저 프로그래밍 기술의 어느 하나로 신서싸이저 회로를 단지 재프로그래밍함으로써 몇몇 주파수를 주사할 수 있다.
본 발명에 따라, 페이징 수신기(126)는 가급적 자동모드에서 동작하여 지상에 근거를 둔 송신소(들)를 제공하는 지정학적 영역이나 또는 어느 도시에서 직접 송신하기 위해 인공 위성 네트워크에 의존하기 전에 먼저 지구에 근거를 둔 송신기(만일 사용된다면)에 대해 주사한다. 즉, 여기서 상술된 페이징 수신기(126)에 있어서, 페이징 고객이 그 또는 그녀가 페이징 메시지를 수신하고자 하는 영역이나 영역들을 지정할 경우, 만일 상기 메시지를 전달하기 위하여 지구에 근거를 둔 송신소가 사용 가능하다면 그것들이 사용될 것이다. 이것은 인공 위성 네트워크의 "부하를 경감(off-load)"시키며 시스템의 광범위 페이징 메시지 처리량을 향상시킨다. 본 발명의 한 주사 기술에서, 페이징 수신기(126)는 지구와 인공 위성 신호에 대해 교대로 주사하도록 동작한다. 다른 실시예에서는 우선 공지된 지구 신호의 모두(또는 일부)가 주사될 수 있고, 다음에 하나 이상의 인공 위성 채널의 페이징 수신기의 주사가 이어진다.
물론, 상술된 자동 모드는 수동 모드로 교체될 수 있다. 이렇게 하기 위해, 마이크로 제어기(1126)는 사용자 제어(1128)로부터 지시와 명령을 수신하며, 이것은 "판독"과 "잠금"기능 선택, 메시지 응답 확인 옵션(option), 그리고 현존하는 페이징에 흔히 사용되는 다른 공지된 사용자 제어 같은 종래의 기능을 포함한다. 또한, 상기와 같은 하나의 사용자 제어(즉, 인공 위성/지구 스위치)는 마이크로 제어기(1126)로 하여금 인공 위성에 근거를 두거나 또는 지구에 근거를 둔 페이징 수신기(126)의 복조 부분중 어느 하나를 영원히 선택하도록 스위치(1102) 제어를 강제하는 동작을 할 수 있다. 상기 방법에서, 고객(사용자)에게는 페이징 메시지가 수신되는 방법에 대해 보다 많은 제어가 주어진다.
또한 자동 모드는 제어국에서 나오는 명령에 의해 교체될 수 있으며, 이것은 페이징 메시지로 통합된다. 양호하게는, 상기 절차는 양호한(지정된) 메시지 전달 경로가 제대로 작동되지 않을때 체증이 있는 페이징 교통 경로를 완화시키거나 또는 그 페이징 사용자를 수용하기 위해 페이징 메시지의 전달을 다시 루트하도록 사용된다.
메시지가 수신될때, 마이크로 제어기(1126)가 경고 회로(1130)를 구동시키는 것이 보통이며, 이것은 이 기술 분야에 공지된 것과 같은 무성 경고, 시각 경고, 또는 가청 경고를 포함할 수 있다. 톤 또는 톤 및 음성 메시지가(오디오 회로(1136)를 통해 증폭과 여파한 후) 스피커(1134)를 경유하여 사용자에게 제시되는 동안 적당한 어떤 디스플레이 수단(1132)상에 데이타 메시지가 디스플레이될 수 있다. 이 방법에서, 본 발명의 페이징 수신기(126)는 인공 위성 네트워크 또는 지구에 근거를 둔 지상국으로부터 직접 페이징 메시지를 수신할 수 있다.
페이징 메시지를 수신한 후, 페이저(126)는 응답 확인 송신기(1138)를 구동시키며, 이 송신기(1138)는 응답 확인 모드에 있는 동안 안테나 스위치(1102)에 의해서 안테나(1100)에 결합된다. 본 발명에 따라, 응답 확인 송신기(1138)는 가급적 알맞는 응답 확인 코드를 인공 위성 네트워크로 전달하기 위해 1.5GHz 대역에서 동작한다. 만일 시스템이 상기와 같이 설치되었다면 지구에 근거를 둔 국과 같이 응답 확인이 될 수 있다. 이 방법에서, 페이징 메시지의 수신은 페이징 수신기에 의해 응답 확인될 수 있다.

Claims (5)

  1. 페이징 통신 시스템(제2도)에 있어서, 다수의 선택 호출 수신기(126)중 적어도 한 수신기로 페이징 정보를 전달하는, 인공 위성을 근거로 한 페이징 통신 수단(제3도)과; 무선 신호에 의해 상기 인공 위성을 근거로 한 통신 수단에 결합된 다수의 선택 호출 수신기(126)로서, 그중 적어도 한 수신기가, 상기 인공 위성을 근거로 한 통신 수단으로부터 페이징 정보를 수신하도록 동작하며 상기 인공 위성을 근거로 한 통신 수단을 통한 상기 페이징 정보의 수신을 응답 확인하는 수단을 포함하는, 다수의 선택 호출 수신기(126) 및; 무선 신호에 의해 상기 인공 위성을 근거로 한 통신 수단에 결합되어, 상기 인공 위성을 근거로 한 통신 수단과 통신하고, 상기 페이징 정보를 전달해야 할 장소와 그 응답 확인의 대기 여부를 결정하고, 상기 다수의 선택 호출 수신기중 적어도 한 수신기로의 상기 페이징 정보 전달을 위한 동작 파라미터를 결정하는 제어 수단(110)으로서, 상기 페이징 정보의 응답 확인에 반응하여 상기 페이징 정보를 다른 영역으로 재전달하도록 동작하는 제어 수단(110)을 포함하는 것을 특징으로 하는 페이징 통신 시스템.
  2. 천체상의 하나 이상의 영역으로 메시지를 공급하기 위한 방법에 있어서, 제어국에서, (a) 메시지를 수신하는 단계, (b) 상기 메시지를 전달해야할 장소 및 상기 메시지 전달을 위한 동작 파라미터를 결정하는 단계 및, (c) 상기 천체의 궤도를 선회하는 적어도 하나의 인공 위성으로 메시지를 송신하는 단계를 포함하고, 상기 적어도 하나의 인공 위성에서, (a) 상기 제어국으로부터 상기 메시지를 수신하는 단계, (b) 상기 메시지를 상기 천체로 송신해야 할지, 아니면 다른 인공 위성으로 송신하여야 할지를 결정하는 단계, (c) 단계(b)의 결정에 따라 메시지를 송신하는 단계 및, (d) 응답 확인 신호가 수신되지 않을 경우 송신기 전력을 증가시켜 상기 메시지를 재송신하는 단계를 포함하고, 적어도 하나의 선택 호출 수신기에서, (a) 상기 메시지를 수신하는 단계 및, (b) 상기 메시지의 수신을 응답 확인하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 페이징 통신 시스템(제2도)에 있어서, 다수의 선택 호출 수신기(126)중 적어도 한 수신기로 페이징 정보를 전달하는, 인공 위성을 근거로 한 페이징 통신 수단(제3도)과; 무선 신호에 의해 상기 인공 위성을 근거로 한 통신 수단에 결합된 다수의 선택 호출 수신기(126)로서, 그중 적어도 한 수신기가, 상기 인공 위성을 근거로 한 통신 수단으로부터 페이징 정보를 수신하도록 동작하며 상기 인공 위성을 근거로 한 통신 수단을 통한 상기 페이징 정보의 수신을 응답 확인하도록 응답 확인 신호를 발생시키는 수단을 포함하는, 다수의 선택 호출 수신기(126) 및; 무선 신호에 의해 상기 인공 위성을 근거로 한 통신 수단에 결합되어, 메모리 수단내에 저장된 정보에 따라, 상기 페이징 정보를 전달해야 할 장소와, 상기 다수의 선택 호출 수신기중 적어도 한 수신기로의 상기 페이징 정보 전달을 위한 동작 파라미터를 결정하는 제어 수단(110)으로서, 상기 응답 확인 신호 및 상기 메모리 수단에 저장된 정보에 반응하여 상기 페이징 정보를 다른 영역으로 재전달하도록 동작하는 제어 수단(110)을 포함하는 것을 특징으로 하는 페이징 통신 시스템.
  4. 다수의 개인이 존재하는 천체(104)로서, 상기 개인중 적어도 몇명은 각각, 다수의 지구국(116)중 한 지구국으로부터 또는 상기 천체의 궤도를 선회하는 인공 위성 네트워크(102)로부터의 메시지 수신을 응답 확인하도록 동작되는 선택 호출 수신기를 갖는 개인인, 천체(104)상에서 동작가능한 통신 시스템(제2도)에 있어서, 상기 천체상에 위치하여, 상기 선택 호출 수신기에 상기 메시지를 통신하고 적어도 상기 인공 위성 네트워크를 통해 제어 수단(110)과 통신하는 다수의 지구국과; 무선 신호에 의해 상기 인공 위성 네트워크에 결합되어, 상기 메시지를 수신하고, 상기 메시지를 전달해야 할 장소와 상기 메시지의 응답 확인의 기대여부 및 상기 메시지의 전달을 위한 동작 파라미터를 결정하고, 상기 전체의 궤도를 선회하는 상기 인공 위성 네트워크로 상기 메시지를 송신하는 제어 수단 및; 무선 신호에 의해 상기 선택 호출 수신기 또는 상기 다수의 지구국중 한 지구국에 결합된 적어도 하나의 인공 위성으로서, 상기 선택 호출 수신기 또는 상기 다수의 지구국중 한 지구국에 의한 수신을 위해 상기 천체중 일부를 향해 상기 메시지를 통신하도록 배열된 상기 적어도 하나의 인공 위성을 포함하는 상기 천체의 궤도를 선회하는 인공 위성 네트워크; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 시스템.
  5. 페이징 통신 시스템(제2도)에 있어서, 다수의 선택 호출 수신기(126)중 한 수신기에 페이징 정보를 전달하는 인공 위성을 근거로 한 통신 수단(제3도)과; 무선 신호에 의해 상기 인공 위성을 근거로 한 통신 수단에 결합된 다수의 선택 호출 수신기로서, 그중 적어도 한 수신기가, 상기 인공 위성을 근거로 한 통신 수단으로부터 페이징 정보를 수신하며 상기 인공 위성을 근거로 한 통신 수단을 통한 상기 페이징 정보의 수신을 응답 확인하도록 응답 확인 신호를 발생시키는 수단을 포함하는, 다수의 선택 호출 수신기 및; 무선 신호에 의해 상기 인공 위성을 근거로 한 통신 수단에 결합되어 상기 페이징 정보의 전달을 위한 동작 파라미터와 상기 페이징 정보의 전달 장소 및 상기 다수의 선택 호출수신기중 적어도 한 수신기로부터의 상기 응답 확인 신호의 기대 여부를 결정하는 제어 수단; 을 포함하되, 상기 결정은 상기 페이징 통신 시스템용인 상기 다수의 선택 호출 수신기중 적어도 한 수신기의 조작자에게 요금을 청구하거나 청구서를 송부(invoce)할때 사용되는 정보에 일부 근거하고, 상기 인공 위성을 근거로 한 통신 수단은, 상기 제어 수단에 반응하여 적어도 페이징 통신 프로토콜을 조절함으로써 상기 페이징 정보의 전달을 위한 상기 동작 파라미터의 적어도 일부가 되는 페이징 통신 프로토콜을 결정하는 것을 특징으로 하는 페이징 통신 시스템.
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