KR100902810B1 - 방위 및 고도 양자 모두에서 충분한 개수의 가용 빔경로들을 형성, 조향 및 선택적으로 수신하기 위한 무선통신 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

통신을 용이하게 하도록 RF 전파의 충분한 개수의 가용 다중 경로들을 확립하기 위해, RF 물리적 환경을 이용하는 무선 통신 방법이 개시된다. 이 방법은 적어도 하나의 송신기 및 적어도 하나의 수신기를 포함하는 무선 통신 시스템에서 구현된다. 수신기의 안테나는 복수의 수신 경로들 중의 하나의 경로에 향하고, 그 수신기 안테나가 향하는 수신 경로를 통해 송신기로부터 데이터 스트림을 수신한다. 수신기는 그 데이터 스트림을 디코딩하고, 그 디코딩한 데이터 스트림의 변조 패턴을 재구성하며, 수신 경로를 통해 수신기에 의해 수신된 모든 신호의 합으로부터 그 재구성된 데이터 스트림을 감산한다. 수신기는 수신 경로와 연관된 수신된 신호의 방향 정보를 송신기에 제공한다. 송신기는 신호 방향 정보에 기초하여 사용할 수 없는 하나 또는 그 이상의 수신 경로들을 조절 및/또는 제거한다.

무선 통신 시스템, 다중 경로, 안테나 어레이, RF의 물리적 환경

Description

방위 및 고도 양자 모두에서 충분한 개수의 가용 빔 경로들을 형성, 조향 및 선택적으로 수신하기 위한 무선 통신 방법 및 장치{WIRELESS COMMUNICATION METHOD AND APPARATUS FOR FORMING, STEERING AND SELECTIVELY RECEIVING A SUFFICIENT NUMBER OF USABLE BEAM PATHS IN BOTH AZIMUTH AND ELEVATION}

본 발명은 송신기 및 수신기를 포함하는 무선 통신 시스템에 관한 것이다. 더 자세하게, 본 발명은 가용의 빔 경로들을 형성, 조향 및 선택적으로 수신하는 것에 관한 것이다.

무선 주파수(RF) 통신에서의 다중 경로(multipath)는, 송신기와 수신기 사이에 RF 전파의 여러 경로들이 존재하는 것을 언급한다. 이 경로들이 동일한 데이터를 포함하지만 시간적으로 떨어져 있는 경우에는, 그 최종 수신이 제대로 이루어지지 않을 수 있다. 그러나 다중 경로들을 갖는 것이 실제로 바람직한 환경도 있다. 이런 경우에는 각각의 경로가 상이한 데이터 스트림을 전송할 수 있다. 이 기술은 계층화된 공간 접근(layered space approach)으로서 언급되거나, 또는 다중 입력 및 다중 출력(MIMO) 통신 시스템들이라는 더 확장된 카테고리 하에 속한다. 만약 송신기 및 수신기가 각각의 경로를 이용할 수 있다면, 송신기와 수신기 사이에 있는 링크의 유효 데이터 대역폭은 고유의 가용 경로들의 수만큼 증가 될 수 있다.

한가지 문제는, 송신기들 및 수신기들의 능력이 완전히 활용되기에 충분하지 않은 자연 경로들(natural paths), 또는 구분 가능한 특징들을 갖는 기존의 경로들이 이용될 수도 있다는 것이다. 종래 기술은 송신기의 고도 가변적 특징들(elevation variable characteristics)을 이용한다. 이 경로는, 신호들을 분산시키는 중간에 존재하는 물리적 장애물들이 없을 수도 있기 때문에 항상 사용 가능한 것은 아닐 수도 있다. 심지어 이 옵션이 사용 가능할 때라도, 종래 기술은 송신기 및 수신기의 능력을 완전히 사용하기에 충분한 경로들을 제공하지 않을 수도 있다.

도 3은 송신기(305) 및 수신기(310)를 포함하는 종래 기술의 무선 통신 시스템(300)을 예시한다. 이 송신기(305)는 고도 안테나 패턴(elevation antenna pattern)을 통해, 다중 경로[즉, 제 1 경로(315) 및 추가 경로(320)]를 형성한다. 그러나, 송신기(305)에 의해 형성되는 추가 경로(320)는, 빔을 그라운드(325)에 향하도록 함으로써 형성된다.

종래의 무선 통신 시스템들은 비-MIMO 용도를 위해 빔형성을 이용한다. 그러므로, 충분한 개수의 경로들을 제공하기 위해 빔형성을 MIMO와 결합함으로써 RF 물리적 환경을 이용하기 위한 방법 및 장치가 요구된다.

본 발명은, 통신을 용이하게 하도록 RF 전파의 충분한 개수의 가용 다중 경로들을 확립하기 위해, RF 물리적 환경을 이용하는 무선 통신 방법에 관한 것이다. 이 방법은 적어도 하나의 송신기 및 적어도 하나의 수신기를 포함하는 무선 통신 시스템에서 구현된다. 이 수신기의 안테나는 복수의 수신 경로 중 하나에 향하고 그 수신 안테나가 향하는 수신 경로를 통해 송신기로부터 데이터 스트림을 수신한다. 이 수신기는 그 데이터 스트림을 디코딩하고, 그 디코딩한 데이터 스트림의 변조 패턴(modulation pattern)을 재구성하며, 수신 경로들을 통해 수신기에 의해 수신된 모든 신호의 합으로부터 그 재구성된 데이터 스트림을 감산한다. 이 수신기는 수신 경로들과 연관된 수신된 신호의 방향 정보를 송신기에 제공한다(즉, 수신기는 입사 신호들이 들어오는 방향을 결정하도록 구성된다). 이 송신기는 수신된 신호의 방향 정보에 기초하여, 사용할 수 없는 하나 또는 그 이상의 수신 경로들을 조정 및/또는 제거한다[즉, 송신기는 감쇠시킬 신호 쪽으로 빔 널(beam nulls)을 향하게 하도록 구성된다].

본 발명의 더 자세한 이해는, 예시의 방법으로 주어진 이하의 설명에서 얻을 수 있으며 첨부한 도면들과 함께 이해해야 할 것이다:

도 1은 공칭 방위(nominal orientation)를 그린 종래의 좌표 시스템을 예시한 도면;

도 2는 도 3, 도 4, 및 도 9 내지 도 14에 도시된 삼차원의 상황을 용이하게 시각화 및 해석한 도면;

도 3은 종래의 무선 통신 시스템에 의해 구현되는 바와 같은 고도를 통한 다중 경로 생성을 예시한 도면;

도 4는 본 발명에 따라 방위를 통한 다중 경로 생성을 예시한 도면;

도 5는 본 발명의 한 실시예에 따라 가장자리에 RF초크가 삽입된 유한한 기 준평면상에 있는 안테나 [또는 안테나 어레이(antenna array)]를 예시한 도면;

도 6은 기준평면의 가장자리 상에 RF초크를 삽입하기 전과 후, 도 5의 안테나에 의해 형성된 빔을 예시한 도면;

도 7은 원형 어레이를 급전시키는 Shelton-Butler 매트릭스를 포함함으로써, 본 발명의 한 실시예에 따라 4-포트 Shelton-Butler 매트릭스 급전형 원형 어레이를 형성하는 안테나 시스템을 도시한 도면;

도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따라 적층된 원형 어레이를 급전시키는 2-단 적층된 Shelton-Butler 매트릭스를 포함하는 안테나 시스템을 도시한 도면;

도 9는 본 발명에 따라 시야선 및 방위 경로들을 예시한 도면;

도 10은 본 발명에 따라 방위 및 고도 용법을 예시한 도면;

도 11은 본 발명에 따라 시야선, 방위 및 고도 경로들을 예시한 도면;

도 12는 본 발명에 따라 보어사이트(boresights)와 함께 시야, 방위, 및 고도 선을 예시한 도면;

도 13은 본 발명에 따라 방위 상황들(azimuth opportunities)을 예시한 도면;

도 14는 본 발명에 따라 일반적인 고도 상황들(elevation opportunities)을 예시한 도면; 및

도 15는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 구성된 예로서의 수신기의 블럭도.

전체를 통해 유사한 참조번호는 유사한 요소들을 나타내고 있는 도면들을 참조하여, 바람직한 실시예가 기술될 것이다.

도 1은 공칭 방위에서 사용되는 좌표 시스템을 예시한다. 본 발명은 도 1의 좌표 시스템을 사용하여 기술되는 방위들로부터의 이탈에 대해 조절을 해가며 동작할 것이다. 예를 들어, 장애물들(예, 건물들)은 항상 Z 방향에서만 변위를 보이지는 않을 것이다. 경사지고, 구부러진, 또는 불규칙한 모양의 구조물들이 존재하고, 이들은 본 발명의 구성 요소들에 대하여 다소 무작위한 방위를 가짐으로써, 반사 및 굴절이 확산된다. 그러나 신호의 전체적인 방향(general direction)은 본 발명의 필요성에 영향을 주기에 충분히 유지된다.

삼차원의 상황을 그림으로 시각화하는 것은 다소 어려울 수 있다. 이 필요성을 용이하게 하기 위해, 도 3 내지 도 10에서 예시된 바와 같은 각각의 상황의 두 측면을, 도 2에 도시된 바와 같이 나타낸다. 고도 시야(elevation view)는, 지표면으로부터 안테나를 바라보는 시야를 나타낸다. 방위 시야(azimuth view)는, 안테나 위로부터 지표를 내려다보는 시야를 나타낼 것이다. 도 2에서 도시된 바와 같이, 1개 차원은 항상 '페이지 속으로 압축되어 들어갈' 것이다. 추가적으로, 빔의 패턴 윤곽은 빔의 실제 윤곽에 가깝고, 이들은 보어사이트에서의 최고치에 상대적인 전력 레벨을 나타낸다. 명료성을 위해 하위 로브들(lobes)은 도시되지 않는다. 마찬가지로, 이 패턴들이 몇몇 장애물들을 통하여 반사, 굴절 및 전파하는 동안에, 이 패턴들은 매우 불규칙하게 되고 그 수가 많아질 수 있다.

종래의 무선 통신 시스템에서, 송신 및 수신 안테나 패턴들은, 송신기와 수 신기 사이에 최대 전력 송신 및 수신을 제공할 정도로만 셋업 된다. 가장 간단한 형태에서, 본 발명은 송신기 및 수신기에 다중 안테나 빔 형성 소자들을 사용한다. 반사경은 전반적인 안테나 패턴을 전체적인 방향으로 향하게 하기 위해 그 소자들 뒤에 위치할 수 있다. 본 발명에 의해 사용되는 안테나들은 송신기 및 수신기 어레이들 양자 모두 또는 어느 하나에서 빔 형성하는 능력을 갖는다. 본 발명은 방위 및 고도 방향 양자 모두에서 빔 조향의 가용성을 이용한다. 가능할 때에는, 송신기 및 수신기 모두에서 빔 형성의 가용성을 추가로 이용한다.

도 4는 송신기(405) 및 수신기(410)를 포함하는 무선 통신 시스템(400)을 예시한다. 이 송신기(405)는, 본 발명의 한 실시예에 따라 장애물(415)로부터 반사되는 방위 안테나 패턴(azimuth antenna pattern)을 통해 의도된 수신기(410)까지 다중 경로를 형성한다. 이 송신기(405)는 빔을 고도 장애물(elevation obstruction) 쪽으로 향하게 함으로써 추가 경로를 형성한다.

예를 들어, 한 평면에서 빔이 편향될 수도 있지만, 직교 평면에서 다양한 빔 패턴들을 생성하기 위해 안테나 소자들이 사용된다. 기준평면의 분산은 제어되거나 제거되고, 빔 기울기 및 침강도(tilt and depression)는 가변적으로 만들어진다. 따라서, 본 발명에 따르면, 송신기(405)에 의해 형성된 빔은 임의의 원하는 고도 각으로 겨냥될 수 있지만, 종래의 송신기는 고정된, 실질적으로 수평인 빔만을 제공한다.

2004년 10월 18일에 출원된 동시 계속 가출원인 미국 특허 출원 번호 제 60/691,763호에 개시된 바와 같이, 유한한 기준평면 위에 놓인 안테나 또는 MIMO 어레이가 기준평면의 확대된 단면과 함께 도 5에 도시되어 있다. 연속적인 무선 주파수(RF) 초크(505)는 기준평면의 가장자리(즉, 테두리) 상에 놓여있다. 이 RF 초크(505)는, 평행판 도파관(waveguide)으로서, 2개의 전도성 표면을 갖는 인쇄 회로 기판(printed circuit board)일 수 있다. 이 RF초크(505)는 초킹 효과(choking effect)를 상승시키기 위해 직렬로 접속된 복수의 초크들을 포함할 수 있다. 이 RF초크(505)는 임의의 다른 종류의 전송로 또는 기준평면의 기하학적 형상과 맞는 등가의 집중 정수 소자(lumped element equivalent)로부터 형성될 수 있다. 도 5에 도시된 분로(shunt)(510)는 전도성 리벳들(rivets) 또는 등가물로부터 형성될 수 있다. 이 분로(510)와 개구(opening)(515) 사이의 거리는 도파관 개구에서의 임피던스를 결정한다. 개구(515)에서의 무한 임피던스를 위해, 분로(510)와 개구(515) 사이의 거리는 전파 매체(propagating medium) 내에서 4분의 1-파장이 되어야만 한다.

RF초크(505)를 사용한 결과는 도 6에 도시되어 있는데, 여기서 빔(605)은 통상의 기준평면을 사용하여 경사지게 형성된 것이고, 본 발명에 따라 RF초크(505)를 이용하여 형성된 기준평면을 사용하여 형성된 빔(610)은 그 빔을 수평방향으로 재조정한다.

또 다른 예에서, 본 발명에 따라, 3개 차원에서 동등한 분해능을 가진 다중의 빔을 방향조정 하기 위해 더욱 정교한 수단이 사용될 수 있다. 2004년 10월 15일에 출원된 동시 계속 가출원인 미국 특허 출원 번호 제60/619,223호에 개시된 바와 같이, 원형 어레이를 급전시키는 Shelton-Butler 매트릭스를 사용하는 것은, 서 로에 대해 고립되어 있는 고립형 전-방향성(omni-directional) 팬케익 형상의 빔을 생성시킨다. 각각의 모드의 위상은 신호의 도착 방향을 특징짓는다. 두 가지 모드의 위상을 비교하는 것에 의해, 도착 방향의 정보를 도출해낼 수 있다. 몇몇 모드 쌍 선별은 위상과 도달각(angle of arrival) 사이의 분명한 선형적 관계를 허용한다. 이것이 후속 처리 과정을 매우 단순화시킨다.

고도에 있어서, 진폭 비교가 사용될 수 있다. 따라서 입사파의 수신된 하나의 "비트"를 공유함으로써 완전한 고도 및 방위 방향을 찾는 시스템이 구현될 수 있다. 진폭 및 위상 정보 양자 모두를 포함하고 있는 비트 또는 펄스는, 진폭 정보가 고도 결정에 의해 사용되고, 위상 정보가 방위 결정을 위해 사용되는 식으로 공유된다.

바로 이 안테나 시스템은, 별도의 시스템을 이용하지 않고 목표한 인입 신호의 방향으로 전자적으로 및 자동적으로 빔을 형성시킬 수 있다. 이 시스템은 무선 애플리케이션을 위해 충분한 이득(gain)을 제공할 수 있다. 더 높은 이득을 요구하는 시스템의 경우, 이와 같은 애플리케이션의 요구를 만족시키기 위해 지향성을 더욱 증가시키도록 렌즈, 반사경 및 전기적으로 제어되는 무급전 안테나가 사용될 수 있다.

방향 탐색을 수행하고 원하는 방향에서 자동 빔 형성을 수행하기 위해 단일 어레이 시스템이 사용될 수 있다. 이 시스템은, 종래의 시스템은 할 수 없는 360도 순간 방위각 커버리지를 제공한다.

도 7은, 원형 어레이(710)를 급전시키는 Shelton-Butler 매트릭스(705)를 포 함함으로써 4-포트 Shelton-Butler 매트릭스 급전형 원형 어레이를 형성하는 안테나 시스템(700)을 도시한다. 상부에 도시된 포트(715)들은 원형 어레이(710)의 안테나들과 접속한다. 하부의 포트(720)들은 모드 포트들(mode ports)이다. 이 Shelton-Butler 매트릭스(705)는 선로-길이(line-lengths)가 될 수 있는 복수의 하이브리드 및 고정 위상 시프터들(phase shifters)을 포함한다. 안테나 시스템(700)은, 다중이지만 고립되어 있는 직교의 전-방향성 팬케익 형상의 복사 패턴들을 형성한다. 이 안테나 시스템(700)은 복수의 가용의 직교 전-방향성 모드들을 형성한다. 이 직교성은, 각각의 모드의 총 강도(full strength)를 유지하며, 이것은 하나의 모드를 형성하는데에 전력을 모두 소진해버리는, 전력-분배기를 이용하는 종래의 모드 형성법과는 대조를 이룬다. 이 안테나 시스템(700)의 위상은 도래각에 대해 선형적이다. 선형적 간결성 및 고 정밀도는 이 안테나 시스템(700)의 성과들이며, 이에 의해 방위 및 고도 양자 모두에 대해 도래각의 정보가 제공된다.

고도각 검출은, 2개의 새로운 모드인 합산-모드(sum-mode) 및 차이-모드(difference-mode)를 형성하는 2개의 Shelton-Butler 매트릭스(705)를 요구한다. 차이-모드에 대한 합산-모드의 비율은 보어사이트로부터의 각도를 가리킨다.

도래하는 신호의 방향으로 빔을 형성하기 위해, 합산-및-차이 매트릭스에 위상 시프트(phase shift)가 주입되어 합산-모드 빔을 고도 보어사이트(elevation boresight)에 조향한다. 이 합산-모드는 통신을 위한 빔으로서 사용될 수 있다. 그러나, 방위에서의 빔 형상은 여전히 전-방향성이다. 방위 방향에서 지향성 빔을 형성하기 위해, 방위 내의 모든 모드들은 정렬되어야만 한다. 이것은, 출력 측에 전 력 분배기를, 분배된 브랜치(branches)에서는 위상 시프터를 요구한다. 이 방위 빔은 빠른 푸리에 변환을 사용하여 합성될 수 있다. 이 위상 시프터는 요구된 방향으로 빔을 유도할 것이다.

도 8은, 적층된 원형 어레이(810)를 급전시키는 2-단의 적층된 Shelton-Butler 매트릭스(805)를 포함하는 안테나 시스템(800)을 도시한다. 이 Shelton-Butler 매트릭스(805)는 상기 적층된 원형 어레이(810)의 여덟 개의 안테나들을 급전시키는 2개의 방위 기판(815)을 포함한다. 이 방위 기판(815)은, 방위 빔 집단을, 상이한 고도각을 갖는 두 개의 집단으로 분리하는 한 열의 고도 매트릭스(820)의 의해 급전된다. 이 경우에, 각각의 고도 매트릭스(820)는 적당한 위상 지연이 있는 2-포트 하이브리드이다.

도 9에 시야선 경로 및 고도 경로가 도시되어 있다. 고도 시야로부터는 양 경로가 평행하지만, 방위에서는 구별되는 것으로 도시되어 있다.

도 10에 예시한 바와 같이, 고도 및 방위 용법 양자 모두가 이용될 수 있다. 얇은 패턴은 고도에서 반사되고, 두꺼운 패턴은 방위에서 반사된다.

도 11에 시야선 경로, 방위 경로 및 고도 경로가 도시되어 있는데, 여기서 점선은 안테나들 사이의 시야선을 나타낸다. 이 단순 패턴 근사들은 시각화하기에는 다소 어렵다.

도 12 내지 도 14에 도시된 바와 같이, 이 단순 패턴 근사들은, 빔의 보어사이트만을 도시하는 화살표들에 의해 대체된다.

도 12는 시야선, 방위 및 고도를 보어사이트와 함께 예시한다. 실제의 배치 에서는, 시야선의 양쪽에 장애물들이 있을 수 있고, 도 13에서 도시된 바와 같이, 더 많은 빔을 허용하는 장애물들의 배치 및 형태의 불규칙성이 있을 수 있다.

도 14에 도시된 바와 같이, 건물들 내부 배치는, 천장 또는 천장에 고정된 물체들이 또 다른 장애물이 되기 때문에, 더 많은 상황들을 제공한다.

도 1 내지 도 14는 다중 경로들을 생성시키는 송신기의 관찰지점으로부터 예시된 도면들이지만, 수신기의 작동에 대해서도 이러한 고려가 주어질 필요가 있다. 수신 경로들을 구분하기 위한 하나의 수단은, 멀티-유저 검출(Multi-User Detection) 방법들에 의한 것이다. 그 기본적인 개념은, 만약 데이터 스트림이 적절히 디코딩될 수 있다면, 그 변조 패턴은 재구성될 수 있고 모든 신호의 합산된 수신으로부터 감산될 수 있다는 것이다. 이 과정은 모든 가능성 있는 개개의 데이터 스트림들이 디코딩될 때까지 반복된다. 대안으로서, 수신기 빔은 복수의 개개의 수신 경로들에 겨냥될 수 있고, 이렇게 하여 수신기는 각각의 경로를 개별적으로 디코딩한다.

매우 견고한 방법론은 MUD와 수신기 빔형성 방법들 양자 모두를 결합하기 위한 것이다. 빔형성은 기본적으로 임의의 한 시점에서 디코더가 보는 경로들의 개수를 줄이고, MUD는 여전히 존재하고 있는 임의의 다중 경로 수신들을 분리한다. MUD및/또는 빔 동작 사례가 하나 또는 그 이상의 경로들을 정확하게 디코딩할 상황도 있고, 또 다른 빔 사례에서 그 동작을 향상시키기 위해 결과적 정보가 MUD에 의해 이용될 상황도 있다.

도 15는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 구성된 예로서의 수신기(1500)의 블럭도이다. 이 수신기(1500)는 멀티-유저 검출기(1505), 빔 실렉터(1510), 베이스밴드 디코더(1515), 및 안테나(1520)를 포함한다. 안테나(1520)에 의해 수신된 신호 A, B, 및 C의 그룹은 빔 실렉터(1510)에 포워딩되는데, 빔 실렉터(1510)는 신호 A, B, 및 C의 그룹으로부터 신호 C를 분리한다. 신호 C는 빔 실렉터(1510)로부터 직접적으로 베이스밴드 디코더(1515)에 전송된다. 신호 A 및 B는 빔 실렉터(1510)로부터 멀티-유저 검출기(1505)에 전송된다.

당업자라면, 본 발명의 임의의 실용화는 현실 세계의 제약에 영향을 받는다는 것을 깨달을 것이다. 예를 들어, 장애물들의 불규칙성, 장애물들 그 자체의 이동성 (예, 차, 창문, 사람들), 기상조건의 변화 등에 의해 다중 경로 환경이 바뀔 수도 있다.

가용 빔 패턴들의 초기 결정은, 이하에 설명된 상이한 실시예들을 이용하여 부분적으로 또는 전체적으로 얻어질 수 있다.

한 실시예에서, 통신 서비스의 사용자는 수신기 및 송신기 양자 모두의 관점으로부터의 경로들에 대한 기존의 상황들을 관측하여 설정을 유도하고, 이 설정은 하드웨어 장치들의 수동 지시 컨트롤(예, 키보드)을 사용하거나, 또는 몇 가지 조준 방법(예를 들어, 경로를 생성하기 위해 신호를 조정하고, 경로가 적절하게 검출되었을 때 이를 좌표 내에 고정시키기 위해 버튼을 누르는 것)에 의해 입력된(예, 메모리에 저장된)다. 예를 들어, 주 통신 방향의 좌측에는 건물들이 있지만, 우측은 열린 공간이라는 것이 관찰될 수 있다. 본 발명은 이러한 사실을, 좌측에 대해서는 반사 경로들이 가능하지만 임의의 빔들을 우측으로 향하도록 하는 것은 자원 (예, 빔 전력)의 낭비일 수 있다는 의미로 해석한다.

또 다른 실시예에서, 전-방향성의 또는 브로드 빔(broad beam)이 수신기의 전체적인 방향으로 전송된다. 이 수신기는 적절한 신호를 수신하는 방향을 구분하는 능력이 있다. 이 정보는 송신기로 되돌려 보내지는데, 송신기는 몇몇 다중 경로를 제거하기 위해 특별한 순서에 따라 빔 송신을 좁힌다. 수신기는 수신된 신호들의 중요한 변화를 인식하고, 그 정보를 송신자에게 돌려보낸다. 이런 계속되는 쌍방향 처리 과정은 가용 다중 경로들의 일반적인 특징들을 결정한다.

역시 또 다른 실시예에서, 송신기는 내로우 빔을(즉, 방위, 고도, 또는 양자 모두를) 스캔하고, 수신기가 스캔 중에 다양한 시점에서 검출한 수신에 관하여 그 수신기로부터의 표시사항들을 수신한다. 이 스캔 과정은 어느 경로가 사용 가능한가를 발신자 및 수신기에 알려준다.

경로들이 오고 갈 수 있기 때문에, 계속되는 통신은 코딩 리던던시 및 경로 리던던시에 의해 최고로 서비스받는다. 이들 오버헤드 부담이 유효 데이터 레이트를 열화시키는 정도는 상황 종속적이다. 그러나, 본 발명에 의해 얻을 수 있는 잠재적 이득은, 대부분의 경우 경로 상황의 이상적인 지식으로부터의 손실을 무색하게 할 것이다.

본 발명이 바람직한 실시예의 측면에서 기술되어 왔지만, 이하의 청구항들에서 요약된 바와 같은 본 발명의 범위 내에 속하는 기타의 변화들은 당업자들에게 명백할 것이다.

Claims (24)

1. 무선 통신 장치로서,

   송신기; 및

   복수의 빔 경로들을 통해 다수의 빔들을 송신하기 위한 다중 빔 형성 엘리먼트들을 갖는 빔 형성 안테나로서, 상기 빔들은, 고도(elevation)를 결정하는데 사용되는 진폭 정보와 방위(azimuth)를 결정하는데 사용되는 위상 정보 둘 모두를 포함하는 비트 또는 펄스를 포함하는 것인, 상기 빔 형성 안테나

   를 포함하는 무선 통신 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 빔 형성 안테나는 직교 평면(orthogonal plane)에서 다양한 빔 패턴들을 생성하는데 사용되는 것인 무선 통신 장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 빔 형성 안테나에 의해 형성된 빔들의 경사(tilt)와 침강도(depression)는 다양한 것인 무선 통신 장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 빔들은 임의의 원하는 고도각으로 포인팅될 수 있는 것인 무선 통신 장치.
5. 제1항에 있어서, 상기 송신기는, 사용가능한 빔 경로들이 수신되는 방향에 관한 피드백 정보를 수신하도록 구성되는 것인 무선 통신 장치.
6. 제1항에 있어서, 상기 송신기는, 방위와 고도 중 적어도 하나에서 내로우 빔 스캐닝(narrow beam scanning) 과정을 개시하고, 여러 번에 걸쳐 피드백 정보를 수신하는 것인 무선 통신 장치.
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