KR20040007403A - 가정용 및 개인용 데이터 서비스 오버레이 통신 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고정 부호, 직접 시퀀스 확산 스펙트럼, 접속 불요 데이터 프로토콜(fixed code, direct sequence spread spectrum, connection free data protocol)을 셀룰러 또는 PCS 무선 서비스 상의 오버레이로서 이용하여 고정식(fixed) 및 이동식(mobile) 양쪽 모두의 데이터 통신 장치 서비스를 제공한다. 허브 스테이션(42)으로부터 셀룰러/PCS 제공자는 패킷 데이터를 패킷 네트워크로 라우팅하여, 패킷 자체 내의 어드레스에 의해 지정된 다양한 수신자 측에 전달하게 된다. 데이터 능력이 셀룰러/PCS 시스템의 기존 통신 능력에의 보충으로서 제공되어 오버레이하지만, 이전에 존재하는 음성 접속형 서비스와 파괴적으로 간섭하지 않는다.

Description

가정용 및 개인용 데이터 서비스 오버레이 통신 시스템{HOME AND PERSONAL DATA SERVICES OVERLAY COMMUNICATION SYSTEM}

미국특허 제 5,537,397호이고, 제목이 "확산 ALOHA CDMA 데이터 통신" 인 종래 기술은 시간을 미리 결정하거나 가용성(availability)을 문의할 필요가 없게 하고, 동일 형태의 신호에 대해서는 자동 오프세팅하면서, 데이터 통신 채널에 다중 액세스를 제공하는 것과 관련된 문제를 해결하였다.

본 발명은 더나아가 셀룰러 또는 PCS 무선 서비스 상의 오버레이로서, 고정 코드(또는 몇 개의 고정 코드), 직접 시퀀스 확산 스펙트럼, 비접속 데이터 프로토콜을 이용하는 고정 및 이동 데이터 통신 서비스를 제공한다.

본 출원은 1997년 2월 27일자로 제출된 미국 가출원 제60/039,393호의 이익을 청구한다.

도 1은 셀룰러, PCS 또는 패킷 네트워크 허브 및 패킷 데이터 시스템에서 사용되는 PDS 및 HDS 시스템을 보여주는 신규의 오버레이 시스템의 개략도.

도 2는 안테나 접속을 갖는 카드, 모바일 전화용 칩 세트, 또는 독립형 디바이스인 데이터 디바이스의 개략도.

도 3은 퍼스널 모니터를 갖는 셀룰러 전화의 개략도.

도 4는 포터블 컴퓨터에 삽입하기 위한 PDS 카드의 개략도.

도 5는 자동차에 장착하기 위한 칩 세트의 개략도.

도 6은 전력계, 전달기, 제어기 및 전기적 작동 디바이스에 사용되는 스위치의 개략도.

도 7은 경보 시스템 및 전달기의 개략도.

도 8은 HDS 시스템 용의 환자 모니터링 시스템의 개략도.

도 9는 허브 장착의 개략도.

도 10은 HDS 작동의 개략도.

본 발명은 셀룰러 또는 PCS 무선 서비스상의 오버레이로서, 고정 코드(또는 몇 개의 고정 코드), 직접 시퀀스 확산 스펙트럼, 비접속 데이터 프로토콜을 이용하는, 고정 데이터 통신 서비스, 가정용 데이터 서비스(Home Data Service, HDS), 및 이동 데이터 통신 서비스, 개인용 데이터 서비스(Personal Data Service, PDS)의 양자를 제공한다.

본 발명의 신규 오버레이는 기존의 셀룰러 또는 PCS 시스템 상에 확산 ALOHA 다중 액세스(Spread ALOHA Multiple Access, SAMA) 네트워크를 오버레이함으로써 비용 절감형의 광대역 고정 및 이동 데이터 서비스를 제공하도록 디자인되었다. 이는 AMR 및 다른 서비스를 사용하는 구내 고객(customer premises)에게 양방향 데이터 통신을 제공하고, 기존의 셀룰러/PCS 설비를 활용한다. 가정에서, 응용장치로의 인터페이스 만들기는 유선으로 할 수도 있고(전력선 신호를 포함함), 무선으로 할 수도 있고, 그 혼합일 수도 있다.

가정용 데이터 서비스에서, 광대역 비접속 데이터 프로토콜(허브에서 100 kbps 피크 집합 데이터 레이트보다 큼)은, 다양한 종류의 홈 소스로부터의 패킷화된 디지털 데이터 (예로, www 입력, e-mail, 유틸리티 미터 판독값, 보안 시스템 데이터, 가정내 의료용 데이터, 케이블 또는 직수신 TV (직수신 위성 방송 TV) 용의 응답 및/또는 제어 데이터), 및 건물 설치 송신기를 통해서 로컬 셀룰러 또는 PCS 통신 허브 스테이션으로 전해지는 "업스트림" 데이터 신호를 송신하는 데에 사용된다. 허브 스테이션으로부터, 셀룰러/PCS 제공자는 전달을 위해 패킷 네트워크로 들어간 패킷 데이터를 패킷 자체 내의 어드레스가 지정하는 여러 종류의 수신 당사자에게 루트(route)한다.

HDS 제공자는 데이터를 모으고 셀룰러/PCS 허브에게 데이터를 송신하는 데에 요구되는 건물용 하드웨어 및 소프트웨어 뿐만이 아니라, 셀 경계 내의 수백 또는 수천의 건물로부터 오는 데이터를 수신하고 디코드하는 데에 필요한 허브에서의 추가의 하드웨어 및 소프트웨어를 공급한다. 본 시스템은 단방향 및 양방향 통신을 가능하게 한다.

데이터 수용 기능은 기존의 셀룰러/PCS 시스템의 통신 능력 및 오버레이에 대한 보조로 제공되는데, 이는 기존의 음성 및/또는 또다른 접속 지향 서비스와 파괴적인 간섭을 일으키지 않는다.

무선 설계에 대해서는 두 가지 접근법이 있다. HDS 는 셀룰러 또는 PCS 시스템에 배정된 스펙트럼을 공유하거나, 또는 완전히 별개의 허여된 또는 허여되지 않은 주파수를 사용하여 구현된다. 전자의 경우에, 셀룰러 또는 PCS 허브 스테이션의 무선 시스템의 대부분은 HDS 와 공유된다 (즉, 안테나, 송신기, 수신기, 증폭기 등). 후자의 경우에는, 이런 시스템의 대부분이 HDS 의 일부로서 별개로 제공된다.

개인용 데이터 서비스에서, 데이터 서비스는 움직이거나(보통의 셀룰러 또는 PCS 가입자의 경우처럼) 이곳 저곳으로 이동가능한 모바일(mobile) 및/또는 포터블 디바이스를 통해 직접 개인에게 전달된다. HDS 구현을 위한 상기 설명된 모든 다른 구성요소들은 특징적 응용을 제외하고는 모두 적용된다.

이 구성에서, PDS는 오늘날의 셀룰러 및 PCS 에 사용되는 포터블 음성 핸드 셋에 통합되거나 또는 무선 모뎀, 양방향 페이저 및 다른 종류의 무선 모바일 데이터 디바이스와 같은 독자 디바이스로 구현된다. 이런 구현은 모바일 사용자에게 양방향 페이징, e-mail, 인터넷 액세스(www 포함), 의료용 상태 모니터링, 및 다른 서비스를 제공하도록 기능한다. 추가적으로, PDS는, 패키지 또는 자산 추적, 차량추적, 및 다른 상업적 또는 산업적 모바일 데이터 서비스를 위한 효율적인 데이터 통신에 활용된다.

본 발명은, 기존의 접속 지향적 셀룰러 또는 PCS 시스템에 더하여 또는 전용 셀룰러 등의 통신 구조에 더하여, 이들의 기존의 접속 지향적 서비스를 치환하지 않고, 광대역 무접속 데이터 전송을 할 수 있는 오버레이 확산 ALOHA 데이터 통신에 초점을 맞추고 있다. 전력, 경보, 및 가정 내 건강 모니터링은 가정내의 많은 데이터 소스 중의 몇몇에 해당한다. 본 발명은 가정과 기존의 셀 허브 및 변형된 셀 허브 사이의 디지털 원격 통신 시스템에 초점을 맞추고 있다. PDS 형식의 본 발명은 모바일 사용자에게 오버레이 데이터 서비스를 제공한다.

미국 특허 제 5,537,397 호에 설명된 확산 ALOHA 시스템은 양호하게는 HDS 및 PDS 데이터 서비스로부터 허브에 실질적으로 동시에 도착하는 데이터 패킷을 분리하는 데에 사용된다.

본 발명의 이런 특징과 또다른 목적과 특징들은 다음의 개시에서 명백해지는데, 이 개시는 상기의 설명과 이후의 설명과 청구범위 및 도면을 포함한다.

도 1은 가정용 데이터 서비스 또는 HDS로 지칭되는 고정 데이터 통신 서비스(10)일 수도 있고, 개인용 데이터 서비스 또는 PDS로 지칭되는 모바일 데이터 통신 서비스(20)일 수도 있는 데이터 통신 서비스(1)를 보여준다. 각 서비스는 데이터 통신 송신기 또는 송수신기(30)를 사용하는데, 이들은 데이터 서비스라 불리기도 한다. 가정(11) 내에서 가열기(12), 텔레비전 디스크램블러(13), 및 냉장고(14)와 같은 장치들은 가정용 데이터 디바이스(15)에 접속될 수 있는데, 이들은 가정 벽의 외측에 장착된 것으로 개략 도시되었다.

경보 시스템(16) 및 환자(17)는 가정용 데이터 서비스(15)에 연결될 수 있다. 안테나(21)는 신호를 송수신한다. PDS 에서 데이터 디바이스(30)는 독립형 손 이동식 디바이스(21)일 수 있다. 데이터 장치는 포터블이고 개인(22)에 의해 운반될 수 있는 셀룰러 또는 PCS 전화 내의 칩셋일 수 있다. 안테나(23)는 모바일또는 PCS 에서 신호를 송수신한다. 데이터 디바이스(30)는 온보드 셀룰러 또는 PCS 전화의 일부로서 또는 어떤 음성 기능도 없는 독립형 데이터 장치로서 영구적으로 자동차(24)에 장착될 수 있다. 데이터 디바이스(30)는 자동차(24)에 내장된 개별 칩 시스템이 될 수 있어서 안테나(25)를 통해서 데이터 패킷을 송신하고 수신할 수 있다. 데이터 디바이스는 안테나(27)가 데이터 패킷을 전달하고 수신할 수 있는 컴퓨터(26)의 카드일 수 있다. 본 장치는, 예로 모텔(28)에서와 같은 격지에서 사용할 때 특히 유용하다. 데이터 디바이스(30)는 무접속 데이터 송신을 제공한다.

도 1에 도시된 것처럼, HDS 고정 데이터 송신 시스템(10)이 공장(31) 또는 창고에서 사용되는 경우, 데이터 디바이스(32)는 안테나(33)를 통해서 공장내의 특정 작동(34) 및 기계(35)와 관계된 데이터 패킷을 송신하고 수신할 수 있다. 데이터 디바이스(32)는 데이터 입력을 수신한다. 데이터 디바이스는 제조 및 공정의 제어 및 보고용으로, 생산 시설(36) 및 창고 장치(37)에 정보를 공급하는 데에 사용될 수 있다.

모든 데이터 디바이스(30)는 송신(40)의 동일 확산 코드를 사용하여 광대역 비접속 데이터 프로토콜을 사용하여, 어드레스된 데이터 패킷을 전달한다. 데이터 패킷 송신은 셀룰러, PCS 또는 패킷 데이터 네트워크 허브(42)의 안테나(41)에 의해 수신되는데, 이들은 기존의 또는 특정하게 세워진 수직 구조(43) 상에 장착된다. 데이터 패킷은 통신(44)에 의해 데이터 패킷 시스템(45)에 제공되는데, 이 시스템은 데이터 패킷을 통신 링크(46)를 통해서 유틸리티(47) 및 병원 또는클리닉(48) 등과 같은 주 사용자에게 전해주거나 어드레스된 데이터 패킷을 인터넷(49)에 띄워 놓는다.

양호하게는 각각의 데이터 디바이스(30)는 그가 송신한 정보를 확산 ALOHA 다중 액세스(SAMA) 데이터 패킷으로 변환키 위한 변조기를 갖는다.

각 셀룰러 사이트 또는 허브(42)는 다중 데이터 장치(30)로부터 거의 동시에 수신한 다중화된 SAMA 데이터 패킷을 어드레스된 데이터 패킷으로 변환하기 위한 복조기/변조기를 가지는데, 여기서 데이터 패킷은 마이크로웨이브, 위성 또는 유선 또는 광섬유 통신(44)에 의해 패킷 데이터 시스템(45)에 제공된다. 패킷 데이터 시스템은 어드레스된 데이터 패킷을 다수의 서로 다른 수신자(50)에게, 예로 유틸리티(47) 또는 병원(48)에게 전해준다.

패킷 데이터 시스템(45)과 다수의 서로 다른 수신자(50)사이의 통신(46)은 마이크로웨이브, 위성 통신 또는 다른 유선 및 광섬유 통신에 의해 실행된다.

많은 사용자 또는 수신자(50) 및 인터넷(49)은 동일한 통신 링크(46) 상의 어드레스된 데이터 패킷을 데이터 패킷 시스템(45), 통신 링크(44) 및 셀 사이트 허브(42)내의 변조기에 제공한다. 셀 사이트 안테나(41)는 어드레스된 데이터 패킷을 데이터 디바이스(30)에 방송한다. 각 데이터 디바이스(30)는 그 자신의 어드레스를 그가 송신한 송신 데이터 패킷에 부가하고 그 자신의 어드레스를 허브로부터 방송된 데이터 패킷에서 인식한다.

가정(11)에서 사용되는 가정용 데이터 시스템(10)에서, 예로 복조된 디지털화된 정보는 명령 또는 정맥 주사 명령을 변경하여 환자의 모니터링을 변경하기 위해 환자(17)에게 전달될 수 있다.

복조된 정보 신호는 방송 신호에 따라서 시스템을 시작하거나 정지시키기 위해 또는 시스템의 상태를 판독하기 위해, 가열기(12), 텔레비전(13)의 디스크램블러 또는 냉장고(14)로 인도될 수 있다. 각 데이터 디바이스(30)는 그 자신의 어드레스를 인식하고 이 데이터 디바이스에 대해 의도된 신호를 복조한다. 가정내의 전력계는 현재의 전력 소모 정보를 갖는 데이터 패킷을 거의 실시간으로 송신하기 위해 데이터 디바이스(30)에게 디지털 정보를 제공한다.

허브는 가열기, 냉장고, 에어컨, 및 건조기와 같은 것이 사용하는 전력을 턴 온/오프하기 위해 유틸리티로부터의 데이터를 방송하는데, 이들은 초과 사용 동안의 전력을 사용할 수 있고, 전력 사용동안 최대 소모 주기 동안에 사용을 최소화할 수 있다. 방송 데이터는 한 날 동안의 전력 비용을 디스플레이할 수 있어서 전력 사용자가 사용 시간을 선택할 수 있도록 한다.

데이터 디바이스에 전달된 데이터 패킷은 허브(42)에서의 SAMA 복조기에 의해 수신된 데이터뿐만 아니라, 가정내의 디바이스에 의한 다운링크 정보의 확인 응답(Acknowledging)도 포함한다. 가정(11)으로의 다운링크 정보의 일부분은, 예로 보안 시스템(16)을 리셋하거나 이것에 문의할 수 있다. 공장(31)의 경우에, 데이터 디바이스(32)는 소스(34 내지 37)로부터의 디지털화된 정보를 확산 다중 액세스 코드로 변환하기 위한 복조기/변조기를 포함한다. 이 코드들은 송신되어 셀 PCS 또는 패킷 데이터 사이트 허브에 의해 수신된다.

그 후 확산 다중 액세스 데이터 패킷이 복조되어 단말기 사용자(50)에게 전달된다. 디지털 방송 통신 링크(44)를 통해 셀 사이트 또는 허브(42) 내의 변조기에 의해 확인 응답(acknowledgements)이 돌아오며 이는 안테나(33)에 의해 수신된다. 데이터 장치(32)는 어드레스를 인식하여 방송 데이터 패킷을, 프로세스 제어를 변경하거나 기계의 개시, 정지 또는 지시 등을 행하기 위해 로케이션(34-37)에 제공되는 디지털 정보로 복조한다.

개인용 데이터 시스템(20)에서, 예를 들면 셀룰러 폰 내의 칩 세트일 수도 있는 휴대용 유닛(21)과 같은 데이터 장치(30)는 개인 의료 데이터를 전송하는데 개인 의료 데이터는 데이터 장치(21)에서 변조되어 확산 다중 액세스 데이터 패킷으로서 안테나(23)에 의해 전송된다. 사이트 또는 허브(42) 내의 복조기/변조기는 데이터를 수신하고 확인 응답을 전송하며, 이와 동시에 안테나(41) 상에 방송되며 데이터 장치(21)로 어드레스되는 동일 데이터 패킷 내의 다운링크 정보를 제공할 수도 있다.

집으로부터 멀리 떨어져 일하는 사람, 예를 들면 모텔(28) 내에서 일하는 사람은 정보를 저장하거나 혹은 컴퓨터(27) 내에서 정보에 대응하는 것을 컴포징(composing)하고 그 정보를 안테나(27)를 통해 허브(42)에 전송하여 데이터 패킷 시스템 또는 인터넷과 통신하도록 한다. 허브(42)는 어드레스된 다운링크 데이터 패킷을 전송하고 데이터 패킷의 수신에 대한 확인 응답을 행하고 데이터 패킷 전송에 대한 지시, 어드밴싱 또는 지연을 행하고 인입되는 팩스 또는 이메일로부터의 메시지를 컴퓨터(26)에 제공한다.

도 2에 도시한 바와 같이, 데이터 장치(30)는 가정 혹은 공장을 통한 여러소스 혹은 이동식 PDS와 관련된 소스로부터 디지털 데이터를 수신하는 입출력 장치(51)를 구비한다. 입출력 장치는 신호 처리기(53)에 신호를 제공하며, 신호 처리기(53)는 디지털 정보를, 확산 알로하(ALOHA) 다중 액세스(SAMA) 신호에 필요한 형태로 변조하며 이는 증폭기(55)에 의해 증폭되어 안테나(57)로부터 전송된다. 증폭기(55) 및 신호 처리기에는 전원(59)으로부터 전력이 공급된다.

인입되는 신호는 증폭되어 신호 처리기(53)에 제공되며 신호 처리기(53)는 특정 데이터 장치(30)에 어드레스된 신호를 인식하며 들어오는 데이터 패킷 내의 정보에 따라 출력되는 데이터 패킷을 지연시키거나 어드밴싱한다. 신호 처리기는 또한 입출력 장치(51)를 통해 신호를 적절한 주변 장치에 전달한다.

적절한 아날로그 신호를 수신 및 전송하기 위해 아날로그 디지털 변환기(61)가 데이터 장치(30)에 제공될 수도 있다.

도 3에 도시한 바와 같이, 통상의 셀룰러 폰(63)에는 신호 처리기 칩(65)이 내장되어 있어서 안테나(67)를 통해 SAMA 신호를 전송시킴으로써 리스트밴드(wristband)(67)로부터의 연속적인 모니터링을 제공하게 된다.

도 4에 도시한 바와 같이, 컴퓨터 카드(71)는 입력 및 출력 칩(73)과 신호 처리기 칩(74)과, SAMA 신호를 안테나(77)를 통해 전송하기 위한 증폭기(75) 및 안테나 조정기(76)를 구비한다. 셀에 의해 전파되는 인입 데이터 패킷은 신호 처리기(74)에 의해 증폭되고 복조되며, 특정 신호 처리기에 어드레스될 때 입출력 장치에 전송되어 컴퓨터 메모리에 저장되거나 혹은 컴퓨터 화면상에 디스플레이된다.

도 5에 도시한 바와 같이, 이동식 자동차 데이터 장치(81)는 시퀀스발생기(83), 신호 처리기(85), 및 안테나(89)에 연결되는 증폭기(87)를 구비한다. 안테나(89)는, 자동차가 적절한 키 조작없이 출발하거나, 혹은 신호 처리기(85)가 차량 식별을 갖는 데이터 패킷의 전송을 시작하기 위해 안테나(89) 상에 수신된 데이터 패킷 내의 어드레스를 인식했을 경우에 있을 때 혹은 시스템에 전원이 들어올 때마다, 자동차의 식별을 나타내는 SAMA 데이터 패킷을 반복적으로 전송한다.

도 6에 도시한 바와 같이, 머신 또는 처리기, 물 가열기 또는 냉동기 등의 HDS 시스템은, 디지털 와트 미터(93), 전송기(95), 제어기(97) 및 스위치(99)를 포함하는 패키지(91)를 구비한다. 전송기(95)는 도 8에 도시된 데이터 장치(30)의 입출력 장치(51)에 디지털 데이터를 전송하며, 제어기(97)는 입출력 장치(51)로부터 제어 신호를 수신하여, 신호 처리기(53)로부터의 복조된 신호에 의한 제어에 의해 스위치(99)를 온 또는 오프시킨다.

도 7에 도시한 바와 같이, 알람 시스템(16)은, 신호를 입출력 장치(51)에 전송하거나 아날로그 신호를 아날로그 디지털 변환기(61)에 전송하는 전송기(100)를 구비한다.

도 8은 환자 모니터(101)를 도시하는데, 환자 모니터(101)는 아날로그 신호를 제공할 경우 아날로그 디지털 변환기(103)와, 데이터 장치(30)의 입출력 장치(51)에 디지털 신호를 제공하기 위한 전송기(105)에 연결되어 있다. 데이터 장치(30)는 안테나(57) 상에 반복적인 신호를 전송하여 환자 상태를 나타낸다. 인입되는 데이터 패킷은 입출력 장치(51)로부터 정맥 드립(drip) 제어기(107)에 어드레스될 수도 있어서 타이밍 또는 환자 모니터링에 따라 IV 드립(109)을 제어하게된다.

도 9는 변조기/복조기(111)와, 데이터 패킷을 수신하기 위한 안테나(41)에 연결된 신호 처리기(113)를 구비하는 허브(42)를 나타낸다. 변조기/복조기 및 신호 처리기는 인입되는 데이터 패킷을 복조하여 이들을 통신 링크(115)에 제공하며, 여기서 신호들은 마이크로파(117) 또는 와이어 또는 광섬유 케이블(119)을 통해 패킷 데이터 시스템 및 메인 유저에게 전송된다. 통신 링크(115)로부터 인입되는 신호는 신호 처리기 및 변조기/복조기(111)에 제공되며 여기서 인입되는 디지털 신호를, 안테나(41)로 전송하기 위한 데이터 패킷으로 변환한다. 도 9에 도시된 전체 시스템은 기존의 셀 또는 PCS 허브에 대한 오버레이로서 사용되며 디지털 음성 시스템 통신과는 실질적으로 충돌하지 않는다.

허브 내의 신호 처리기(113)는 개별적인 데이터 장치에 어드레스되는 어드밴스 신호 또는 지연된 신호를 부가적으로 생성하며 SAMA 데이터 패킷의 신호 분리를 향상시키기 위한 확인 응답 데이터를 갖는다.

도 10은 HDS에 대한 오버레이 개략도이다. 송수신기(15)로부터의 데이터 패킷 전송과 허브(42)와 대다수의 사용자(50)간의 전송(비디오 서비스(125) 포함)에 의해 환자 모니터링(17), 에너지 관리(121), TV 백 채널(13) 및 웹 서핑(123)이 제공된다.

본 발명은 고정된 데이터 서비스, 새로운 가정 데이터 서비스(HDS), 및 이동식 데이터 원격 통신 서비스, 개인용 데이터 서비스(PDS)를 제공한다. 양 시스템에서 데이터 장치는 정보 입력을 직접 시퀀스 확산 스펙트럼 데이터 패킷으로 변환하여 그 패킷을 SAMA와 같은 비접속 프로토콜을 사용하여 공유 주파수 상에서 전송한다. 데이터 장치는 또한 확산 스펙트럼 데이터 패킷을 수신하여 그 패킷을 관련 시스템으로 전송하거나 혹은 인입되는 데이터 패킷을, 관련 시스템에 전달되는 신호로 변환한다. 바람직한 새로운 PDS 시스템에서, 데이터 장치는 랩탑 또는 휴대용 컴퓨터로 구성되거나 혹은 차량 또는 컨테이너에 내장된다. 이와 달리, 데이터 장치는 들고 다닐 수도 있으며 컴퓨터, 전화기 또는 그 밖의 다른 시스템에 플러그될 수도 있다.

새로운 고정 또는 가정 데이터 서비스는, 고정된 가정 데이터 장치로부터 직접 시퀀스 확산 스펙트럼 데이터 패킷을 전송하는 광대역 무선 다중 액세스 데이터 프로토콜 시스템이다. 이 데이터 장치는 입출력 신호 처리기, 송수신기 및 안테나 시스템으로 구성되며 하나 이상의 가정 입력 장치에 접속될 수 있다. 이들 입력 장치의 예로서, 컴퓨터, 하나 이상의 유틸리티 미터, 보안 시스템, 가정내 환자 모니터링 시스템, 및 텔레비전 또는 그 밖의 다른 서비스 제어 및/또는 응답 시스템을 들 수 있으며 이들에 한정되는 것은 아니다.

데이터 장치는 다중 입력 및 그 밖의 다른 컴퓨터 부가된 정보를, 별개의 목적지 어드레스를 갖는 확산 스펙트럼 데이터 패킷으로 변환한다. 전송기는 데이터 패킷을 로컬 상용 셀룰러, PCS 또는 그 밖의 다른 데이터 허브에 전송한다. 허브 스테이션은 데이터 패킷을 패킷 네트워크에 전달하여 데이터 패킷 내의 어드레스에 의해 지시되는 수신자에게 전달하도록 한다. 마찬가지로, 데이터 장치는 허브로부터 신호를 수신하고 패킷을 가정 또는 사업장 내의 관련 시스템에 라우팅할 수도 있다. 이러한 신호의 예로서, 가정 또는 사업장 내의 에너지 소비 장치를 제어하기 위한 전기 유틸리티 전송 커맨드를 들 수 있다.

새로운 이동식 또는 개인용 데이터 서비스는 이동식 환경 내의 사람 및 장치에 대한 직접적인 아날로그 서비스를 수행한다. 데이터 장치는 랩탑 컴퓨터, 셀룰러 또는 PCS 핸드셋에 내장되어 셀룰러, PCS, 또는 그 밖의 데이터 네트워크를 갖는 사람 또는 차량 이동에 따라 데이터 패킷이 전송 및 수신되도록 해준다.

데이터 패킷은 이메일 양방향 페이징, 인터넷 데이터, 팩스, 의료 또는 그 밖의 다른 상태 모니터링 데이터를 포함하며 이들에 한정되는 것은 아니다. 개인용 데이터 서비스는, 패키지, 자산 및 차량 트랙킹 및 그 밖의 다른 상업용/산업용 이동식 데이터 통신을 위한 효율적인 데이터 통신에도 사용될 수 있다.

가정 데이터 서비스 또는 개인용 데이터 서비스로부터의 데이터 패킷은 기존의 셀룰러, PCS 또는 그 밖의 다른 데이터 네트워크에 전송되며 오버레이로서 작동하는데 이는 기존의 음성 또는 그 밖의 다른 서비스와 충돌하지 않는다.

개별적인 주파수, 안테나 및 허브를 갖는 독립형 또는 전용 네트워크에 의해 수신이 제공될 수도 있다.

이 시스템은, 허브 스테이션에 대한 가정, 사업장 또는 이동식 사용자로부터의 SAMA와 같은 광대역 비접속 다중 액세스 프로토콜과, 허브 스테이션으로부터 가정, 사업장 또는 이동체로부터의 디지털 방송 프로토콜을 사용하는 단방향 또는 양방향 데이터 통신 시스템이다. 예를 들면, 가정 시스템은 전력 소비 장치를 제어하는 데에 사용되어 효율적인 에너지 보존을 용이하게 할 수도 있다. 이 시스템은 근접한 실시간 전력 소비 데이터를 제공하여 사용 요금에 따른 가변적인 전력 빌링을 가능하게 해준다.

본 발명을 특정 실시예에 따라 기술하였지만, 이하의 특허청구범위에서 정의된 본 발명의 범주를 벗어나지 않고 본 발명에 따른 변경 및 수정이 가능하다.

Claims (45)

1. 광대역 비접속형 데이터 프로토콜(wide band connectionless date protocol) 및 동일 확산 부호를 이용하여 데이터 패킷들을 송수신하기 위한 적어도 하나의 데이터 장치와, 상기 적어도 하나의 데이터 장치로부터 다중화된 데이터 패킷 전송들을 수신하기 위한 네트워크 허브 -이 네트워크 허브는 상기 다중화된 데이터 패킷들을 어드레싱된 데이터 패킷들로 변환하기 위한 복조기/변조기를 더 구비함- 와, 상기 어드레싱된 데이터 패킷들을 주 사용자에게 향하게 하거나 또는 상기 어드레싱된 패킷들을 인터넷 상에 올려놓기 위한 데이터 패킷 시스템과, 상기 네트워크 허브와 상기 데이터 패킷 사이의 통신 링크와, 상기 데이터 패킷 시스템과 주 사용자들 사이의 통신 링크들을 포함하는 양방향 가정 및 개인 데이터 서비스 오버레이 통신 시스템(two-way home and personal data services overlay telecommunication system).
2. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 데이터 장치는 데이터 통신 송수신기 및 안테나를 포함하는 시스템.
3. 제2항에 있어서, 상기 적어도 하나의 데이터 장치는 상기 데이터 장치에 의해 송신된 정보를 다중 접속 데이터 패킷들로 변환하기 위한 변조기/복조기를 더 포함하는 시스템.
4. 제3항에 있어서, 상기 적어도 하나의 데이터 장치는, 송신된 데이터 패킷들에 부가되고, 또한 상기 네트워크 허브로부터 방송된 데이터 패킷들에 포함될 때 상기 데이터 장치에 의해 인지되는 어드레스를 가지며, 상기 어드레스가 인지되면 상기 데이터 장치는 상기 방송된 데이터 패킷들을 디지털 정보로 복조하게 되는 시스템.
5. 제2항에 있어서, 상기 적어도 하나의 데이터 장치는, 디지털 데이터를 수신하기 위한 입출력 장치와, 상기 입출력 장치로부터의 신호들을 수신하고 또한 수신된 디지털 정보를 다중 접속 신호들로 패킷화 및 변조하기 위한 신호 처리기와, 상기 다중 접속 신호들을 증폭하기 위한 증폭기와, 상기 증폭기 및 상기 안테나에 전력을 공급하기 위한 전원을 더 포함하는 시스템.
6. 제5항에 있어서, 상기 적어도 하나의 데이터 장치는 아날로그 신호들을 수용 및 송신하기 위한 아날로그-디지털 변환기를 더 포함하는 시스템.
7. 제6항에 있어서, 상기 적어도 하나의 데이터 장치는 시퀀스 발생기를 더 포함하는 시스템.
8. 제1항에 있어서, 상기 패킷 데이터 시스템과 상기 주 사용자들 사이의 통신링크들은 마이크로파, 위성, 유선 또는 광섬유로 이루어지는 군으로부터 선택되고, 상기 네트워크 허브와 상기 패킷 데이터 시스템 사이의 통신 링크는 마이크로파, 위성 또는 광섬유로 이루어지는 군으로부터 선택되는 시스템.
9. 제1항에 있어서, 상기 데이터 통신 서비스는 이동식(mobile)이고 자동차 이동전화(car cellphone), 컴퓨터 또는 독립형 휴대용 장치(stand-alone hand carried device)로 이루어지는 군으로부터 선택되는 시스템.
10. 제1항에 있어서, 상기 데이터 통신 서비스는 고정식(fixed)이고 가정, 또는 공장 또는 모텔로 이루어지는 군으로부터 선택되는 시스템.
11. 제1항에 있어서, 상기 주 사용자들 및 상기 인터넷은 상기 네트워크 허브 변조기 및 상기 데이터 장치를 통하여 데이터 패킷들을 상기 데이터 통신 서비스에 어드레싱하는 시스템.
12. 제1항에 있어서, 상기 데이터 통신 서비스는 유선, 무선, 또는 혼합형 인터페이스 수단을 통하여 상기 데이터 장치에 데이터를 공급하고 그로부터 데이터를 수신하는 응용 장치들을 더 포함하는 시스템.
13. 제12항에 있어서, 상기 광대역 비접속형 데이터 프로토콜은 상기 응용 장치들과 상기 데이터 장치 사이에 패킷화된 디지털 데이터를 송신하는 시스템.
14. 제1항에 있어서, 상기 네트워크 허브는 셀룰러, PCS 및 패킷 데이터 네트워크 허브들로 이루어지는 군으로부터 선택되고, 상기 네트워크 허브는 기존의 또는 특별한 목적을 위해 세워진 수직 구조물 상에 설치되는 시스템.
15. 홈 위치(home location)에 있는 데이터 장치와, 상기 홈 위치에 있으면서 상기 데이터 장치에 접속되어 상기 데이터 장치에 데이터를 제공하기 위한 응용 장치들과, 상기 데이터 장치에 접속되어 광대역 비접속형 데이터 프로토콜을 이용하여 어드레싱된 데이터 패킷들을 송수신하기 위한 안테나와, 상기 어드레싱된 데이터 패킷 전송들을 수신하기 위한 안테나를 갖는 패킷 데이터 네트워크 허브와, 통신 링크에 의해 상기 패킷 데이터 네트워크 허브에 접속되어 상기 데이터 패킷들을 주 사용자들에게 향하게 하기 위한 데이터 패킷 시스템을 포함하는, 단방향 또는 양방향 비접속형 데이터 통신을 제공하기 위한, 가정 데이터 서비스(Home Data Service).
16. 제15항에 있어서, 상기 데이터 장치는, 응용 장치 정보를 확산 ALOHA 다중 접속(SAMA : Spread ALOHA Multiple Access) 데이터 패킷들로 변환하여 송신하기 위한 변조기를 더 포함하고, 상기 네트워크 허브는 상기 SAMA 데이터 패킷들을 어드레싱된 데이터 패킷들로 변환하여, 이 어드레싱된 데이터 패킷들을 주 사용자 수신자들에게 향하게 하기 위한 패킷 데이터 시스템에 통신하기 위한 변조기/복조기를 더 포함하는 가정 데이터 서비스.
17. 데이터 장치와, 이 데이터 장치에 접속되어 광대역 비접속형 데이터 프로토콜을 이용하여 어드레싱된 데이터 패킷들을 송수신하기 위한 안테나와, 상기 어드레싱된 데이터 패킷 전송들을 수신하기 위한 안테나를 갖는 패킷 데이터 네트워크 허브와, 통신 링크에 의해 상기 패킷 데이터 네트워크 허브에 접속되어 상기 데이터 패킷들을 주 사용자들에 향하게 하기 위한 데이터 패킷 시스템을 포함하는 개인 데이터 서비스(Personal Data Service).
18. 제17항에 있어서, 상기 데이터 장치들은 독립형, 휴대용 셀룰러 또는 PCS 전화, 자동차에 내장된 온보드 셀룰러 또는 PCS 칩, 컴퓨터 내의 카드와 같은 그러나 그것들에 한정되지 않는 군으로부터 선택되는 개인 데이터 서비스.
19. 적어도 하나의 응용 장치와 적어도 하나의 사용자 사이에 데이터를 통신하는 방법에 있어서, 상기 적어도 하나의 응용 장치로부터 데이터 장치의 입출력 장치로 디지털 데이터 신호를 송신하는 단계와, 적어도 하나의 입력 신호를 수신처 어드레스(destination addresses)를 갖는 확산 스펙트럼 데이터 패킷들로 변환하는 단계와, 상기 데이터 장치의 안테나로부터 네트워크 허브로 상기 데이터 패킷들을 송신하는 단계와, 상기 데이터 패킷들을 상기 허브로부터 패킷 네트워크들로 향하게 하여, 상기 데이터 패킷 내의 어드레스에 의해 지정된 사용자에게 전달하는 단계를 포함하는 방법.
20. 주 사용자들과 종단점(end-point) 응용 장치들 사이에 데이터를 통신하는 방법에 있어서, 주 사용자 위치에서 어드레싱된 데이터 패킷들을 발생시키는 단계와, 상기 주 사용자 위치로부터 통신 링크를 통하여 데이터 패킷 시스템으로 상기 어드레싱된 데이터 패킷들을 송신하는 단계와, 통신 링크를 통하여 네트워크 허브로 상기 어드레싱된 데이터 패킷들을 송신하는 단계와, 상기 네트워크 허브로부터 상기 데이터 패킷들을 방송하는 단계와, 종단점 위치에 있는 데이터 장치를 채용하여 상기 방송된 데이터 패킷 신호를 인지 및 복조하는 단계와, 복조된, 디지털화된 정보를 상기 종단점 응용 장치에 전달함으로써 상기 응용 장치가 상기 정보 내에 포함된 명령에 따라서 작용하게 하는 단계를 포함하는 방법.
21. 오버레이 통신 시스템에 있어서, 데이터 패킷들을 송수신하기 위한 적어도 하나의 데이터 장치와, 상기 시스템과 통신하는 광대역 비접속형 데이터 프로토콜과, 상기 적어도 하나의 데이터 장치로부터 상기 데이터 패킷들을 수신하는 네트워크 허브와, 상기 데이터 패킷들을 어드레싱된 데이터 패킷들로 변환하기 위한 상기 네트워크 허브 내의 복조기/변조기와, 상기 네트워크 허브와 통신하여 상기 어드레싱된 데이터 패킷들을 수신하고 하나 또는 그 이상의 소망의 수신처로 향하게 하기 위한 데이터 패킷 시스템을 포함하는 시스템.
22. 제21항에 있어서, 상기 오버레이 통신은 양방향성(interactive) 가정 데이터 서비스인 시스템.
23. 제21항에 있어서, 상기 오버레이 통신은 양방향성 개인 데이터 서비스인 시스템.
24. 제21항에 있어서, 상기 오버레이 통신은 양방향성 가정 및 개인 데이터 서비스인 시스템.
25. 제21항에 있어서, 상기 데이터 패킷들을 송수신하기 위한 동일 확산 부호들을 더 포함하는 시스템.
26. 제21항에 있어서, 상기 네트워크 허브는 전송들을 송수신하기 위한 안테나를 더 포함하는 시스템.
27. 제21항에 있어서, 상기 데이터 패킷들은 다중화된 데이터 패킷들인 시스템.
28. 제21항에 있어서, 상기 수신처는 하나 또는 그 이상의 주 사용자들을 포함하는 시스템.
29. 제21항에 있어서, 상기 수신처는 인터넷을 포함하는 시스템.
30. 제21항에 있어서, 상기 적어도 하나의 데이터 장치는 데이터 통신 송수신기 및 안테나를 포함하는 시스템.
31. 제21항에 있어서, 상기 적어도 하나의 데이터 장치는 입력 정보를 다중 접속 데이터 패킷들로 변환하여 송신하기 위한 변조기/복조기를 내부에 더 포함하는 시스템.
32. 제31항에 있어서, 상기 적어도 하나의 데이터 장치는 상기 데이터 패킷들을 송신하기 위한 어드레스를 갖고, 상기 어드레스는 상기 네트워크 허브로부터 송신된 데이터 패킷들 내에 포함될 때 상기 데이터 장치에 의해 인지될 수 있고, 그에 따라 상기 데이터 장치는 상기 방송된 데이터 패킷들을 디지털 정보로 복조하게 되는 시스템.
33. 제22항에 있어서, 상기 적어도 하나의 데이터 장치는, 디지털 데이터를 송수신하기 위한 입출력 장치와, 상기 입출력 장치로부터의 신호들을 수신하고 그 디지털 정보를 다중 접속 신호들에 요구되는 형태로 패킷화 및 변조하기 위한 신호 처리기와, 상기 다중 접속 신호들을 증폭하기 위한 증폭기와, 상기 증폭기 및 상기안테나에 전력을 공급하기 위한 전원을 더 포함하는 시스템.
34. 제30항에 있어서, 상기 데이터 장치는 아날로그 신호를 수용 및 송신하기 위한 아날로그-디지털 변환기를 더 포함하는 시스템.
35. 제21항에 있어서, 상기 적어도 하나의 데이터 장치는 시퀀스 발생기를 더 포함하는 시스템.
36. 제21항에 있어서, 마이크로파, 위성, 유선 및 광섬유로 이루어지는 군으로부터 선택되는 상기 패킷 데이터 시스템과 상기 주 사용자들 사이의 통신 링크와, 마이크로파, 위성 및 광섬유로 이루어지는 군으로부터 선택되는 상기 네트워크 허브와 상기 패킷 데이터 시스템 사이의 통신 링크를 더 포함하는 시스템.
37. 제21항에 있어서, 상기 통신 시스템은 자동차 전화(car phone), 이동전화(cellphone), 컴퓨터 및 독립형 휴대용 장치로 이루어지는 군으로부터 선택된 이동 유닛인 시스템.
38. 제21항에 있어서, 상기 통신 시스템은 가정, 또는 공장 또는 모텔과 같은 그러나 그것에 한정되지 않는 고정식인 시스템.
39. 제21항에 있어서, 네트워크 허브 변조기 및 상기 적어도 하나의 데이터 장치를 통하여 상기 데이터 패킷들을 상기 통신 시스템에 어드레싱하기 위한 네트워크 허브 변조기를 더 포함하는 시스템.
40. 제21항에 있어서, 통신 수단을 통하여 상기 적어도 하나의 데이터 장치에 데이터를 공급하고 그로부터 데이터를 수신하기 위한 응용 장치들을 더 포함하는 시스템.
41. 제40항에 있어서, 상기 통신 수단은 유선, 무선, 또는 혼합형 인터페이스 수단으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 시스템.
42. 제40항에 있어서, 응용 장치들을 더 포함하고, 상기 광대역 비접속형 데이터 프로토콜은 상기 응용 장치들과 상기 적어도 하나의 데이터 장치 사이에 패킷화된 디지털 데이터를 송신하는 시스템.
43. 제42항에 있어서, 상기 응용 장치들은 가전 제품(home appliances)을 포함하는 시스템.
44. 제21항에 있어서, 상기 네트워크 허브는 셀룰러, PCS 및 패킷 데이터 네트워크 허브들로 이루어지는 군으로부터 선택되는 시스템.
45. 제21항에 있어서, 상기 네트워크 허브는 수직 구조물 상에 설치되는 시스템.