KR101141270B1 - 비대칭적 포워드 및 리턴 링크 주파수 재사용을 이용한위성 통신 장치 및 방법 - Google Patents

비대칭적 포워드 및 리턴 링크 주파수 재사용을 이용한위성 통신 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

통신은 복수의 포워드 링크 셀 및 복수의 리턴 링크 셀을 이용하여 무선 통신 시스템의 공간 기반 컴포넌트(space-based component) 및 무선 단말기(radio terminal) 간에 통신이 수행되며, 리턴 링크 셀은 포워드 링크 셀보다 주파수 재사용 클러스터(frequency reuse cluster) 당 더 많은 수의 셀을 가진다. 포워드 및 리턴 링크 셀들 중 적어도 일부는, 인접 및/또는 중첩 담당 영역을 가지는 지상파 무선 통신 시스템의 적어도 일부의 주파수들을 이용한다. 포워드 및 리턴 링크 셀들 중 상기 적어도 일부의 포워드 링크들은 포워드 및 리턴 링크 셀들 중 적어도 일부의 리턴 링크보다 더 큰 링크 대역폭을 가진다.

Description

비대칭적 포워드 및 리턴 링크 주파수 재사용을 이용한 위성 통신 장치 및 방법{Satellite communications apparatus and methods using asymmetrical forward and return link frequency reuse}
관련 출원의 상호 참조
본 출원은 미합중국 가출원 번호 제 60/703,842호로서, 2005년 7월 29일 출원되고 본 명세서에 그 전체로서 참조되어 통합되는 출원에 대한 우선권을 주장한다.
본 발명은 무선 통신 시스템 및 방법에 관한 것으로, 특히 위성 및 지상파 통신 시스템들 및 방법들에 관한 것이다.
위성 무선 전화(radiotelephone) 시스템 및 방법이 무선 전화 통신을 위하여 널리 사용되고 있다. 위성 통신 시스템 및 방법은 적어도 하나의 공간 기반 컴포넌트로서, 복수의 위성 무선 전화기와 무선으로 통신하도록 구성되는 하나 또는 그 이상의 위성과 같은 공간 기반 컴포넌트를 일반적으로 채택한다.
위성 무선 전화 통신 시스템 또는 방법은 해당 시스템에 의하여 서비스가 제공되는 전체 서비스 영역을 담당하는 단일 위성 안테나 패턴(빔 또는 셀)을 이용할 수 있다. 이 대신에, 또는 상기와 조합되어, 셀룰러 위성 무선 전화 통신 시스템 및 방법에서는, 다중 안테나 패턴들(빔들 또는 셀들)이 제공되는데, 이들 각각은 전체 서비스 영역 내의 실질적으로 별개의 지리적 영역들에 서비스를 제공할 수 있음으로써 전체적으로 볼 때 해당 전체 서비스 영역에 서비스를 제공할 수 있다. 그러므로, 종래의 지상파 셀룰러 무선 전화 시스템 및 방법에서 사용되는 것과 유사한 셀룰러 아키텍처가 셀룰러 위성 기반 시스템 및 방법에 구현될 수 있다. 전형적으로, 위성은 양방향 통신 경로 상에서 무선 전화기와 통신할 수 있으며, 여기서 무선 전화 통신 신호는 위성으로부터 무선 전화로는 다운링크 또는 포워드 링크(또한 포워드 서비스 링크라고도 불린다) 상에서 통신되고, 무선 전화로부터 위성으로는 업링크 또는 리턴 링크(역시 리턴 서비스 링크라고도 불린다) 상에서 통신된다. 예를 들어, 방송과 같은 일부의 경우에서, 위성은 정보를 단방향적으로 하나 이상의 무선 전화로 통신할 수 있다.
셀룰러 위성 무선 전화 시스템 및 방법의 전체 디자인 및 동작은 당업자에게 공지되어 있으며 본 명세서에서 더 상세히 설명될 필요가 없다. 더 나아가, 본 명세서에서 이용되는 "무선 전화(radiotelephone)"이라는 용어는 다중-라인 디스플레이가 포함되거나 포함되지 않는 셀룰러 및/또는 위성 무선 전화를 포함하고; 무선 전화에 데이터 처리, 팩시밀리, 및/또는 데이터 통신 성능을 통합할 수 있는 개인 통신 시스템(PCS) 단말기를 포함하며; 무선 주파수 송수신기 및/또는 페이저, 인터넷/인트라넷 접속(access), 웹 브라우저, 오거나이저, 달력, 및/또는 위성 위치 확인 시스템(GPS) 수신기를 포함할 수 있는 개인 휴대용 단말기(PDA)를 포함하며; 및/또는 종래의 랩탑 및/또는 팜 탑 컴퓨터 또는 무선 주파수 송수신기를 포함하는 다른 장치를 포함할 수 있다. 또한, 무선 전화는 본 명세서에서 "무선 단말기(radio terminal)", "이동 단말기(mobile terminal)", "사용자 장치(user device)", 또는 단순히 "단말기"라고 불릴 수 있다. 본 명세서에서 이용되는 용어인 "무선 단말기", "무선 전화", "이동 단말기", "사용자 장치" 및/또는 "단말기"는 또한, 시변(time-varying) 또는 고정 위치축을 가질 수 있으며 및/또는 휴대용이거나, 통신 가능하거나, 탈 것(항공기, 해상 선박, 또는 지상 차량) 내에 탑재되거나, 및/또는 하나 또는 그 이상의 지상파 및/또는 외계의 위치를 통하여 국부적으로 및/또는 분산 형식으로 위치되거나 및/또는 동작하도록 구성되는 다른 방사 사용자 장치(radiating user device), 장비, 및/또는 소스를 포함할 수 있다. 더 나아가, 본 명세서에서 이용되는 용어인 "공간 기반 컴포넌트" 또는 "공간 기반 시스템"은 모든 궤도(위치 고정적이거나(geostationary), 또는 실질적으로 위치 고정식이거나, 중간 지구 궤도(medium earth orbit), 저 지구 궤도(low earth orbit) 등과 같은 궤도) 상의 하나 또는 그 이상의 위성 및/또는 모든 지상 고도에 위치하는 발사 궤도(trajectory)를 가지는 하나 또는 그 이상의 물체 및/또는 플랫폼(예를 들어, 비행기, 풍선, 무인 차량, 우주선, 미사일, 등)을 포함할 수 있다.
지상파 네트워크는, 셀룰러 위성 무선 전화 시스템에 할당된 주파수들 중 적어도 일부를 지상에서(terrestrially) 이용/재이용함으로써, 셀룰러 무선 전화 시스템의 가용성, 효율, 및/또는 경제성을 향상시킬 수 있다. 특히, 셀룰러 위성 무선 전화 시스템들이 인구가 밀집된 영역에 신뢰성 있게 서비스를 제공하는 것이 곤란할 수 있다는 점이 공지되는데, 그 이유는 위성 신호들이 고층 구조물에 막힐 수 있고 및/또는 빌딩을 관통할 수 없기 때문이다. 그 결과로서, 위성 스펙트럼은 이러한 지역에서는 과소 이용되거나 이용되지 못할 수 있다. 위성 시스템 주파수들 중 적어도 일부의 지상파로서의(terrestrial) 사용/재사용은 이러한 잠재적인 문제점을 감소시키거나 제거시킬 수 있다.
더 나아가, 공간 기반(즉, 위성) 및 지상파 통신 기능 모두를 가지는 전체 하이브리드 시스템의 성능은 공간 기반 컴포넌트에 의하여 이용되기 위하여 인증된 주파수의 지상파 주파수 사용/재사용을 도입함으로써 증가될 수 있는데, 그 이유는 지상파 주파수 사용/재사용은 위성-온리 시스템(satellite-only system) 보다 훨씬 조밀하게 이루어질 수 있기 때문이다. 사실상, 성능의 개선이 더 절실히 요구되는 경우, 즉, 인구가 밀집되어 있는 도시/산업 현장/상업 지구에 있어서는 성능은 더 향상될 수 있다. 그 결과로서, 전체 시스템은 더욱더 경제적으로 저렴해질 수 있으며, 그 이유는 더 많은 가입자에 대하여 더 효과적이고 신뢰성 있도록 서비스를 제공할 수 있기 때문이다.
위성 대역 주파수들의 지상파 재사용(terrestrial reuse)의 일 예는 발명자 카라비니스(Karabinis)에게 허여된 미국 특허 번호 제 5,937,332호로서, "위성 원거리통신 중계기 및 재전송 방법(Satellite Telecommunications Repeaters and Retransmission Methods)" 라는 문헌에 기술되어 있는데, 이 문헌은 그 전체로서 본 명세서에서 완전히 설명되는 바와 같이 참조되어 통합된다. 이 문헌에 기재되어 있는 바와 같이, 위성/무선 단말기로부터 수신된 다운링크/업링크 신호를 수신, 증폭, 및 국부 재송신하는 위성 원거리 통신 중계기들이 제공되는데, 이를 통하여 위성 원거리 통신 중계기 근방의 효과적 다운링크/업링크 마진(margin)이 증가될 수 있으며, 다운링크/업링크 신호들로 하여금 건물, 식물(foliage), 통신 수단, 및 링크 마진을 감소시킬 수 있는 다른 물체로 더 잘 관통할 수 있도록 한다. 휴대용 및 비-휴대용 중계기 모두가 제공된다. 이에 대해서는 미국 특허 번호 제 5,937,332호를 참조한다. 지상에서 위성 주파수 대역의 적어도 일부 주파수를 사용/재사용하고, 지상파 및 위성 통신을 위하여 모두 동일한 공중파 인터페이스(air interface)를 이용함으로써 지상파 통신 기능을 가지는 위성 무선 전화 시스템 또는 방법은, 더 비용 경제적이며 및/또는 다른 대안들에 비하여 심미적으로도 더 우월하게 인식될 수 있다. 공지된 바와 같은 투라야(Thuraya), 이리듐(Iridium), 및/또는 글로벌스타(Globalstar) 이중 모드 위성/지상파 무선 전화들과 같은 종래의 이중 대역/이중 모드 무선 전화 대안들은, 몇 가지 컴포넌트를 복제하고(위성 및 지상파 통신 간 상이한 주파수 대역 및/또는 공중파 인터페이스 프로토콜의 차이 때문에), 그 결과 무선 전화기의 비용, 크기, 및/또는 무게가 증가한다. 발명자 카라비니스에게 허여된 "복수의 공중파 인터페이스 표준들을 이용한 위성 시스템 및 그것을 채용한 방법(Satellite System Utilizing a Plurality of Air Interface Standards and Method Employing Same)"이라는 명칭의 미국특허 제6,052,560호를 참조한다.
적어도 하나 보조 지상파 컴포넌트(Ancillary Terrestrial Component, ATC)를 포함하는 보조 지상파 네트워크(Ancillary Terrestrial Network, ATN)를 이용한 위성 주파수의 지상적 이용 및/또는 재이용을 채택할 수 있는 위성 무선 전화 통신 시스템과 방법은, Karabinis에게 허여된 미국특허 번호 제 6,684,057호로서, 명칭 "셀룰러 위성 주파수 스펙트럼의 지상파 재사용을 위한 시스템 및 방법(Systems and Methods or Terrestrial Reuse of Cellular Satellite Frequency Spectrum)"을 가지는 문헌; Karabinis에게 허여된 미국 특허 번호 제 6,785,543호로서, 명칭 "통합 무선 전화기/GPS 단말기 용 필터(Filters for Combined Radiotelephone/GPS Terminals)"을 가지는 문헌; Karabinis에게 허여된 미국 특허 번호 제 6,856,787호로서, 명칭 "위성-링크된 원격 단말인 서브시스템을 이용하는 무선 통신 시스템 및 방법(Wireless Communications Systems and Methods Using Satellite-Linked Remote Terminal Interface Subsystems)"을 가지는 문헌; Karabinis 등에게 허여된 미국 특허 번호 제 6,859,652호로서, 명칭 "신호 감쇄 및/ 블로킹, 주파수 및/또는 히스테리시스의 동적 할당을 이용한 위성-지상파 주파수 재사용을 위한 통합 또는 자동 시스템 및 방법(Integrated or Autonomous System and Method of Satellite-Terrestrial Frequency Reuse Using Signal Attenuation and/or Blockage, Dynamic Assignment of Frequencies and/or Hysteresis)"을 가지는 문헌; Dutta 등에게 허여된 미국 특허 번호 제 6,879,829호로서, 명칭 "공간 기반 및 지상파 무선 단말기 통신 간의 핸드오버 및 잠재적 인터페이스를 감소시키기 위하여 무선 단말기에서 지상에서 재이용되는 위성 주파수의 모니터링을 위한 시스템 및 방법(Systems and Methods for Handover Between Space Based and Terrestrial Radioterminal Communications, and For Monitoring Terrestrially Reused Satellite Frequencies At a Radioterminal to Reduce Potential Interference)"을 가지는 문헌; 미국 특 허 번호 제 6,892,068호, 제 6,937,857호, 제 6,999,720호 및 제7,006,789호; 및 Karabinis의 공개 미국 특허 출원 번호 제 2003/0054761호로서 명칭 "위성 주파수의 지상파 재사용을 위한 공간적 보호 대역(Spatial Guardbands for Terrestrial Reuse of Satellite Frequencies)"을 가지는 문헌; 공개 미국 특허 출원 번호 제 2003/0054814호로서 Karabinis 등의 출원이며 명칭 "잠재적 간섭을 감소시키기 위하여 지상파 재이용된 위성 주파수의 모니터링을 위한 시스템 및 방법(Systems and Methods for Monitoring Terrestrially Reused Satellite Frequencies to Reduce Potential Interference"을 가지는 문헌; 공개 미국 특허 출원 번호 제 2003/0073436호로서 Karabinis 등의 출원이며 명칭 "잠재적 간섭을 감소시키기 위하여 지상파 재이용된 위성 주파수의 모니터링을 위한 다른 시스템 및 방법(Additional Systems and Methods for Monitoring Terrestrially Reused Satellite Frequencies to Reduce Potential Interference)"을 가지는 문헌; 공개 미국 특허 출원 번호 제 2003/0054762호로서 Karabinis의 출원이고 명칭 "다중-대역/다중-모드 위성 무선 전화 통신 시스템 및 방법(Multi-Band/Multi-Mode Satellite Radiotelephone Communications Systems and Methods)"을 가지는 문헌; 공개 미국 특허 출원 번호 제 2002/0041575호로서 Karabinis 등의 출원이며 명칭 "조절된 위성-지상파 주파수 재이용(Coordinated Satellite-Terrestrial Frequency Reuse)"을 가지는 문헌; 공개 미국 특허 출원 번호 제 2003/0068978호로서 Karabinis 등의 출원이며 명칭 "무선 전화 시스템을 위한 공간 기반 네트워크 아키텍쳐(Space-Based Network Architectures for Satellite Radiotelephone Systems)" 을 가지는 문헌; 공개 미국 특허 출원 번호 제 2003/0153308호로서 Karabinis 등의 출원이며 명칭 "위성 주파수의 지상파 재이용을 위한 이격된 섹터화(Staggered Sectorization for Terrestrial Reuse of Satellite Frequencies)"을 가지는 문헌; 및 공개 미국 특허 출원 번호 제 2003/0054815호로서 Karabinis의 출원이며 명칭 "위성 주파수의 지상파 재이용에 응답하여 위성 안테나 셀 패턴을 수정하기 위한 방법 및 시스템(Methods and Systems for Modifying Satellite Antenna Cell Patterns In Response to Terrestrial Reuse of Satellite Frequencies)"을 가지는 문헌, 및 공개된 미국 출원 번호 제 2004/0121727호, 제 2004/0142660호, 제2004/0192395호, 제 2004/0192200호, 제 2004/0192293호, 제 2004/0203742호, 제 2004/0240525호, 제 2005/0026606호 , 제 2005/0037749호, 제 2005/0041619호, 제 2005/0064813호, 제 2005/0079816호, 제 2005/0090256호, 제 2005/0118948호, 제 2005/0136836호, 제 2005/0164700호, 제 2005/0164701호, 제 2005/0170834호, 제 2005/0181786호, 제 2005/0201449호, 제 2005/0208890호, 제 2005/0221757호, 제 2005/0227618호, 제 2005/0239457호, 제 2005/0239403호, 제 2005/0239404호, 제 2005/0239399호, 제 2005/0245192호, 제 2005/0260984호, 제 2005/0260947호, 제 2005/0265273호, 제 2005/00272369호, 제 2005/0282542호, 제 2005/0288011호, 제 2006/0040613호, 제 2006/040657호 및 제 2006/0040659호에 기술되어 있는데 이러한 출원은 모두 본 발명의 양수인에게 양도되었으며 이러한 문헌 전부는 그 전체로서 본 명세서에 기술되는 것과 같이 통합되어 참조된다.
본 발명의 일부 실시예들은 무선 통신 시스템을 동작시키기 위한 방법을 제공한다. 몇 가지 실시예에서, 통신은 복수의 포워드 링크 셀 및 복수의 리턴 링크 셀을 이용하여 무선 통신 시스템의 공간 기반 컴포넌트(space-based component) 및 무선 단말기(radio terminal) 간에 수행되고, 상기 리턴 링크 셀은 상기 포워드 링크 셀보다 주파수 재사용 클러스터(frequency reuse cluster) 당 더 많은 수의 셀을 가진다. 상기 포워드 링크 셀의 포워드 링크는 상기 리턴 링크 셀의 리턴 링크보다 더 큰 링크 대역폭을 가진다.
본 발명의 몇 가지 실시예들에서, 상기 포워드 및 리턴 링크 셀들 중 적어도 일부는, 인접 및/또는 중첩 담당 영역을 가지는 지상파 무선 통신 시스템의 적어도 일부의 주파수들을 이용하는 것을 특징으로 한다. 상기 포워드 및 리턴 링크 셀들 중 상기 적어도 일부의 포워드 링크들은 상기 포워드 및 리턴 링크 셀들 중 상기 적어도 일부의 리턴 링크보다 더 큰 링크 대역폭을 가지는 것을 특징으로 한다. 상기 포워드 및 리턴 링크 셀들 중 상기 적어도 일부의 포워드 링크 주파수를 이용하는 상기 지상파 무선 통신 시스템의 서비스 링크는, 상기 포워드 링크 주파수를 이용하는 상기 포워드 및 리턴 링크 셀들의 상기 적어도 일부의 포워드 링크와 실질적으로 동일한 링크 대역폭을 가지며, 상기 포워드 및 리턴 링크 셀들 중 상기 적어도 일부의 리턴 링크 주파수를 이용하는 상기 지상파 무선 통신 시스템의 서비스 링크는, 상기 리턴 링크 주파수를 이용하는 상기 포워드 및 리턴 링크 셀들의 상기 적어도 일부의 리턴 링크와 실질적으로 동일한 링크 대역폭을 가지는 것을 특징으로 한다.
상기 포워드 및 리턴 링크 셀들 중 적어도 일부의 포워드 및 리턴 링크 상의 통신은 주파수 분할 이중화되고, 상기 지상파 무선 통신 시스템의 서비스 링크 상의 통신은 시분할 이중화될 수 있다. 상기 지상파 무선 통신 시스템의 서비스 링크 상의 통신은 직교 주파수 분할 다중화될 수 있다.
본 발명의 몇 가지 실시예들에서, 상기 공간 기반 컴포넌트 및 무선 단말기들은 제1 공중파 인터페이스 프로토콜을 이용하여 통신할 수 있고, 상기 지상파 무선 통신 시스템 및 무선 단말기들은 상기 제1 공중파 인터페이스 프로토콜과 실질적으로 상이한 제2 공중파 인터페이스 프로토콜을 이용하여 간에 통신할 수 있다. 본 발명의 몇 가지 실시예들에서, 상기 공간 기반 컴포넌트 및 상기 지상파 무선 통신 시스템은 상기 무선 단말기와 실질적으로 동일한 공중파 인터페이스 프로토콜을 이용하여 통신할 수 있다. 예를 들어, 상기 공간 기반 성분 및 무선 단말기는 시분할 다중(TDM) 공중파 인터페이스 프로토콜, 시분할 다중 접속(TDMA) 공중파 인터페이스 프로토콜, 코드 분할 다중(CDM) 공중파 인터페이스 프로토콜, 코드 분할 다중 접속(CDMA) 공중파 인터페이스 프로토콜, 직교 주파수 분할 다중(OFDM) 공중파 인터페이스 프로토콜, 및/또는 직교 주파수 분할 다중 접속(OFDMA) 공중파 인터페이스 프로토콜을 이용하여 통신할 수 있으며, 상기 지상파 무선 통신 시스템 및 무선 단말기는 시분할 다중(TDM) 공중파 인터페이스 프로토콜, 시분할 다중 접속(TDMA) 공중파 인터페이스 프로토콜, 코드 분할 다중(CDM) 공중파 인터페이스 프로토콜, 코드 분할 다중 접속(CDMA) 공중파 인터페이스 프로토콜, 직교 주파수 분할 다중(OFDM) 공중파 인터페이스 프로토콜, 및/또는 직교 주파수 분할 다중 접속(OFDMA) 공중파 인터페이스 프로토콜을 이용하여 통신할 수 있다.
본 발명의 다른 측면들에 따르면, 상기 지상파 무선 통신 시스템의 상기 담당 영역의 경계에 근접하게 위치한 상기 지상파 무선 통신 시스템의 방사기(radiator)의 송신을, 상기 공간 기반 컴포넌트의 담당 영역의 일부로부터 이격되어 상기 지상파 무선 통신 시스템의 담당 영역 외부로 다이렉팅(directing)될 수 있다. 예를 들어, 상기 지상파 무선 통신 시스템의 상기 담당 영역의 경계에 근접하게 위치한 상기 지상파 무선 통신 시스템의 방사기의 송신은, 상기 지상파 무선 통신 시스템의 담당 영역의 내측 일부를 향하여 다이렉팅될 수 있다.
본 발명의 다른 측면들에 따르면, 상기 리턴 링크 셀의 다수 개가 상기 포워드 링크 셀의 하나를 중첩한다. 예를 들어, 상기 포워드 링크 셀은 1인 주파수 재사용 클러스터 크기를 가지며, 상기 리턴 링크 셀은 1보다 큰 주파수 재사용 클러스터 크기를 가지는 것을 특징으로 한다. 본 발명의 몇 가지 실시예에서, 상기 리턴 링크 셀들에 대한 개별 주파수 재사용 클러스터들은 상기 포워드 링크 셀의 각각과 실질적으로 공간적으로 동일 공간에(coextensive) 배치되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시예들에서는, 무선 통신 시스템은 공간 기반 컴포넌트로서, 복수의 포워드 링크 셀 및 복수의 리턴 링크 셀을 이용하여 무선 단말기와 통신하며, 상기 리턴 링크 셀은 상기 포워드 링크 셀보다 주파수 재사용 클러스터 당 더 많은 수의 셀을 가지는 공간 기반 컴포넌트를 포함한다. 상기 포워드 링크 셀의 포워드 링크는 상기 리턴 링크 셀의 리턴 링크보다 더 큰 링크 대역폭을 가지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 몇 가지 실시예들에서, 상기 포워드 및 리턴 링크 셀들 중 적어도 일부는, 인접 및/또는 중첩 담당 영역을 가지는 지상파 무선 통신 시스템의 적어도 일부의 주파수들을 이용하는 것을 특징으로 한다. 포워드 및 리턴 링크 셀들 중 상기 적어도 일부의 포워드 링크들은 상기 포워드 및 리턴 링크 셀들 중 상기 적어도 일부의 리턴 링크보다 더 큰 링크 대역폭을 가지는 것을 특징으로 한다. 상기 포워드 및 리턴 링크 셀들 중 상기 적어도 일부의 포워드 링크 주파수를 이용하는 상기 지상파 무선 통신 시스템의 서비스 링크는, 상기 포워드 링크 주파수를 이용하는 상기 포워드 및 리턴 링크 셀들의 상기 적어도 일부의 포워드 링크와 실질적으로 동일한 링크 대역폭을 가지며, 상기 지상파 무선 통신 시스템의 서비스 링크는, 상기 리턴 링크 주파수를 이용하는 상기 포워드 및 리턴 링크 셀들의 상기 적어도 일부의 리턴 링크와 실질적으로 동일한 링크 대역폭을 가지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 몇 가지 실시예들에서는, 무선 통신 시스템이 공간 기반 컴포넌트 및 보조 지상파 컴포넌트를 포함하며, 이러한 공간 기반 컴포넌트는 복수의 포워드 링크 셀 및 복수의 리턴 링크 셀을 이용하여 무선 단말기와 통신하도록 구성되고, 상기 리턴 링크 셀은 상기 포워드 링크 셀보다 주파수 재사용 클러스터 당 더 많은 수의 셀을 가지며, 상기 보조 지상파 컴포넌트는 상기 포워드 링크 셀 및 리턴 링크 셀에 근접하거나 및/또는 중첩되도록 배치되고 상기 포워드 및 리턴 링크 셀들 중 적어도 일부에 의하여 이용되는 적어도 몇 개의 주파수들을 이용하여 무선 단말기와 통신하도록 구성된다.
본 발명의 다른 실시예는 지상파 무선 통신 시스템으로서, 이동 위성 통신 시스템의 공간 기반 컴포넌트에 의하여 서빙되는(served) 포워드 링크 셀 및 리턴 링크 셀에 인접 및/또는 중첩되는 담당 영역 내의 무선 단말기와 통신하도록 구성되는 적어도 하나의 스테이션(station)을 포함하는 지상파 무선 통신 시스템을 제공한다. 상기 리턴 링크 셀은 상기 포워드 링크 셀보다 주파수 재사용 클러스터 당 더 많은 수의 셀을 가지고, 상기 지상파 무선 통신 시스템의 상기 적어도 하나의 스테이션은, 상기 포워드 및 리턴 링크 셀에 의하여 이용되는 적어도 일부의 주파수를 이용하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
도 1은 본 발명의 일부 실시예들에 따르는 무선 통신 시스템과 방법을 도시하는 개념적 블록도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따르는 포워드 및 리턴 링크 셀 재사용 패턴의 예를 도시하는 개념적 블록도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따르는 링크 대역폭 할당의 예를 도시하는 개념적 블록도이다.
도 4는 본 발명의 몇 가지 실시예들에 따라서 지상파 무선 통신 시스템의 주변 방사기로부터 다이렉팅된 송신을 예시하는 개념적 블록도이다.
이하, 본 발명의 구체적이고 전형적인 실시예들이 첨부 도면들을 참조하여 설명될 것이다. 그러나, 본 발명은 다양한 다른 형태로도 구현될 수 있으며, 본 발명의 실시예들이 본 명세서에 개시된 바와 같이 제한되는 것으로 이해되어서는 안된다. 대신에, 제공된 실시예들은 본 발명이 완전히 온전하게 개시되도록 하기 위하여 제공된 것이며, 당업자에게 본 발명의 기술적 사상을 완전하게 전달하여 줄 것이다. 어떤 요소가 다른 요소에 "접속(connected)" 또는 "연결(coupled)"된다고 기술될 경우, 이 요소는 다른 요소로 직접적으로 접속 또는 연결될 수 있으며 또는 이들 사이에 다른 매체가 존재할 수도 있다. 더 나아가, 본 명세서에서 이용되는 "접속" 또는 "연결"이라는 용어는 무선으로 접속 또는 연결된다는 개념을 포함할 수도 있다.
본 명세서에서 사용되는 용어는 특정한 실시예들을 기술할 목적으로만 제공되는 것이며, 절대로 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 본 명세서에서 이용되는 바와 같은 용어 "하나(a)", "an", 및 "the"는 그렇지 않다고 명백히 기술되는 경우를 제외하고는 복수 형태도 포함되는 것으로 의도된다. 또한, 용어 "포함한다(include)", "구비한다(comprise)", "포함하고 있는(including)", 및/또는 "구비하는(comprising)"과 같은 용어가 본 명세서에서 이용될 때, 이들은 언급된 특징, 개수, 동작, 동작, 요소, 및/또는 컴포넌트의 존재를 나타내는 것이지만, 절대로 하나 또는 그 이상의 다른 특징, 개수, 동작, 동작, 요소, 및/또는 컴포넌트의 존재 또는 추가를 배제하는 것은 아니다.
반대의 경우로 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 이용되는 모든 용어(기술적 및 과학적 용어 포함)들은 본 발명이 속하는 당업계의 당업자 중 한 사람에게 보편 적으로 이해되는 바와 동일한 의미를 가진다. 널리 이용되는 사전에 정의된 바와 같은 용어들이 관련 기술 분야의 기술 수준 및 본 명세서에서의 의미와 일관되는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 한다는 것 및 특별히 본 명세서에서 언급되지 않는 한 이상적이거나 너무 형식적인 개념으로 해석되어서는 안된다는 점이 더욱 이해될 것이다.
비록 제1 및 제2 라는 용어가 다양한 요소들을 설명하기 위하여 본 명세서에서 이용되지만, 이러한 요소들은 이러한 용어에 의하여 한정되어서는 안된다는 점이 이해될 것이다. 이러한 용어들은 한 요소를 다른 요소와 구별하기 위하여 이용될 뿐이다. 그러므로, 후술되는 제1 무선 단말기는 제2 무선 단말기라고 불릴 수 있으며, 이와 유사하게 제2 무선 단말기도 제1 무선 단말기라고 불릴 수 있는데, 이러한 것은 본 발명의 교시 내용으로부터 벗어나는 것이 아니다. 본 명세서에서 이용되는 바와 같이, "및/또는"이라는 용어는 관련된 목록화 아이템들 중 하나 또는 그 이상의 어느 하나 그리고 이들의 모든 조합을 포함한다. 또한, "/"라는 심벌이 "및/또는"의 간략화된 표현으로서 이용된다.
도 1은 공간 기반 컴포넌트(Space-Based Component, SBC)(110) 및 보조 지상파 컴포넌트(Ancillary Terrestrial Component, ATC)(120)를 포함하는 무선 통신 시스템을 도시한다. SBC(110)는 적어도 하나의 위성(112)을 포함할 수 있으며 이 안테나는 정지(geo-stationary)위성이거나 실질적으로 정지한 위성일 수 있다. 적어도 하나의 위성(110)은 무선 전화기(10)와 통신하도록 구성되고, 또한 적어도 하나의 위성 게이트웨이(130)와 통신하도록 구성될 수 있다. ATC(120)는 예를 들어 하나 또는 그 이상의 기지국(122)과 같은 적어도 하나의 인프라스트럭처 요소(infrastructure element)를 포함할 수 있으며, 이러한 요소 각각은 무선 전화기(20)와 통신하도록 구성될 수 있다. 비록 도 1이 ATC(120)가 5 개의 기지국(122)을 포함하는 것으로 도시되었지만, 이보다 더 많거나 더 적은 수의 기지국(122)들이 포함될 수 있다는 점이 이해되어야 한다. 도시된 바와 같이, ATC(120)의 서비스 풋프린트(service footprint, 125)는 SBC(110)의 서비스 풋프린트(115)와 중첩된다. 일반적으로, SBC 및 ATC의 서비스 풋프린트들은 근접하거나 및/또는 중첩되거나(예를 들어 공간적으로 동일 공간에(coextensive) 배치되거나(, 부분적으로 중첩되거나 또는 상호 배타적으로 배치될 수 있다는 점이 이해될 것이다. 더 나아가, 무선 전화기(10, 20)는 단일 모드 및/또는 듀얼-모드 단말기들일 수 있다는 점, 즉, 단말기들은 SBC(110) 또는 ATC(120) 중의 단지 하나와 통신하도록 구성된 단말기들이거나 및/또는 SBC(110) 및 ATC(120) 모두와 통신하도록 구성된 단말기일 수 있다는 점이 이해될 것이다. 도 1에서 도시된 공간 기반 인프라스트럭처 및 지상파 인프라스트럭처가 통합 시스템(integrated system)의 컴포넌트(서브시스템)일 수 있고, 또는 개별 시스템들일 수 있다는 점이 이해될 것이며, 예를 들어 이들은 지상파 무선 통신 시스템에 근접하거나 및/또는 이와 중첩되는 담당 영역을 가지는 이동 위성 통신 시스템들로서, 상호 조화를 이루고 및/또는 독립적으로 및 자율적으로(autonomously) 동작할 수 있는 시스템들일 수 있다는 점이 이해될 것이다.
도 1 및 2를 참조하면, SBC(110), 적어도 하나의 위성 게이트웨이(130), 및/또는 SBC(110) 및/또는 적어도 하나의 위성 게이트웨이(130)에 연결된 다른 시스템 요소들은 복수의 포워드 서비스 링크 빔(셀들 또는 안테나 패턴들)(210) 및 개별적으로 복수의 포워드 및 리턴 서비스 링크 SBC 안테나 급전 요소들을 이용하는 리턴 서비스 링크 빔들(셀들 또는 안테나 패턴들)을 형성하도록 구성될 수 있다. SBC(110)는 포워드 서비스 링크 통신을 지리적으로 복수의 SBC로 서비스 링크 빔들 상에 분포되어 있는 복수의 제1 무선 단말기들에 제공하도록 구성될 수 있으며, 이러한 동작은 주파수들의 제1 집합 F1(이들 중 적어도 일부는 인접 및/또는 중첩된 지상파 무선 통신 시스템에 의하여 이용될 수 있다)을 포워드 서비스 링크 빔들(210) 각각 상에 이용함으로써 달성되고 그 결과 포워드 서비스 링크 빔(210) 상에서의 즉각적인 주파수 재사용을 제공(즉, 재사용 인자가 1이다)한다. SBC(110)는 더 나아가 주파수들의 제2 집합 F2, 즉, 집합 F2의 주파수 부분 집합인 F2a, F2b, F2c(이들 중 적어도 일부는 인접 및/또는 중첩하는 지상파 무선 통신 시스템에 의하여 이용될 수 있다)를 선택적으로 이용함으로써 리턴 서비스 링크 통신을 지리적으로 복수의 SBC 리턴 서비스 링크 빔들(220) 상에 분포되어 있는 복수의 제2 무선 단말기들에 제공하도록 구성될 수 있으며, 이에 의하여 하나 이상의 리턴 서비스 링크 빔(220)을 포함하는 재사용 셀 클러스터 사이즈에 기반한 주파수 재사용을 제공하고, 즉, 1보다 큰 주파수 재사용 인자를 제공한다. 이에 따라서, 본 발명의 몇 가지 실시예에서, SBC는 직접 포워드 서비스 링크 주파수 재사용을 이용하여 무선 단말기들과 통신하도록 구성되고 하나 이상의 셀을 포함하는 셀 클러스터 사이즈를 가지는 리턴 서비스 링크 주파수 재사용을 이용하여 무선 단말기들과 통신하도록 구성된다.
"선택적 이용"이라는 용어는 지리적 기반에서 해당 주파수들을 선택적으로 이용한다는 것을 의미하며, 본 발명의 몇 가지 실시예에서 복수의 제1 및 제2 무선 단말기들은 동일한 복수개의 무선 단말기들일 수 있다는 점이 이해될 것이다. 또한, 도 2에 도시된 빔들(210, 220)의 구성은 예시적인 목적으로 제공된 것이며, 본 발명의 실시예들은 포워드 및 리턴 링크 빔들 또는 셀들의 모든 개수의 상이한 구성을 이용할 수 있다는 점이 이해될 것이다. 예를 들면, 포워드 링크 및/또는 리턴 링크 셀은 도 2에 도시된 것과 상이한 풋 프린트 형상/윤곽(contour)을 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 적어도 일부의 포워드 링크 빔(셀 또는 안테나 패턴)들은 실질적으로 유사한 지리적 풋 프린트를 가질 수 있고 및/또는 적어도 일부의 리턴 링크 빔(셀 또는 안테나 패턴)과 더불어 실질적으로 지리적으로 일치될 수 있다. 도 2는 리턴 링크 빔(220)을 위한 3-셀 클러스터 사이즈를 도시하는데, 본 발명의 다른 실시예들에서, 이보다 더 크거나 더 작은 클러스터 사이즈가 사용될 수 있다. 비록 도 2가 각 리턴 서비스 링크 셀(220)이 하나 이상의 포워드 서비스 링크 셀(210)과 중첩되지 않도록 정렬된 포워드 서비스 링크 셀(210) 및 리턴 링크 셀을 도시하고 있지만, 본 발명의 다른 실시예에서 리턴 링크 셀들이 다중의 포워드 링크 셀과 중첩되도록 배열된 포워드 및 리턴 링크 셀들의 다른 방식의 정렬 기법이 이용될 수 있다.
본 발명의 실시예는 SBC로 하여금 1에 해당하는 주파수 재사용 인자를 이용 하여 요구되거나 및/또는 예를 들어 비트 에러율(Bit Error Rate, BER), 인터페이스 레벨 및/또는 사용자 프로파일과 같은 적어도 하나의 소정 통신 성능/서비스 측정치에 종속되는 포워드 링크 셀 내의 가용 반송파 주파수들의 최대 개수 및/또는 최대 가용 주파수 범위를 이용함으로써 더 높은 포워드 서비스 링크(즉, SBC로부터 무선 단말기(들)로의 링크) 데이터 스루풋을 허용할 수 있으며, 이에 의하여, 리턴 링크 빔들 간에 1이 아닌(즉시적이 아닌) 주파수 재사용을 제공함으로써 감소된 셀-간 리턴 서비스 링크 간섭을 제공하면서 하나 무선 단말기들로의 개선된 포워드 서비스 링크 데이터 스루풋을 제공할 수 있다. 포워드 서비스 링크 상의 즉시적인 주파수 재사용 및 리턴 서비스 링크 상의 비-즉시적인 주파수 재사용은, 포워드 및 리턴 서비스 링크 상에 이상적인 주파수 재사용(즉시적이거나 비-즉시적인)을 이용하는 것에 비하여 SBC의 용량을 실질적으로 감소시키지 않을 수 있다. 다른 실시예에서, 포워드 서비스 링크 상의 즉시적 주파수 재사용 및 리턴 서비스 링크 상의 비-즉시적 주파수 재사용은 심지어는 포워드 및 리턴 서비스 링크 상에 즉시적 주파수 재사용을 이용하는 것에 비하여 SBC의 용량을 증가시킬 수도 있는데, 그 이유는 ATC 및/또는 SBC에 의한 즉시적인 다운링크 주파수 재사용에 기인하여 ATC와 통신하는 무선 단말기들이, SBC 포워드 링크(들)와 관련된 신호 강도에 기인하여 적합한 레벨로 유지될 수 있기 때문이며, 이러한 레벨들은 ATC와 관련된 신호 강도와 비교할 때 지상에서 또는 지상에 인접하여서는 상대적으로 작은 값이다.
도시된 바와 같이, 도 4에서, ATC에 의하여 서비스가 제공되는 지리적 영역(420) 외부의 담당 영역(410) 내에 존재하는 SBC로부터의 통신을 수신하는 무선 단말기(10)로의 간섭의 레벨을 감소시키기 위하여, ATC의 서비스 영역의 둘레에 근접할 수 있는 적어도 몇 개의 ATC 인프라스트럭쳐 방사기(422)(즉, 기지국 안테나(들))들이 ATC 담당 영역의 내부 지점으로부터 실질적으로 이격되도록 포인팅하는 방향으로의 감소된 방사(radiation)를 제공할 수 있다.
도 3은 도 2를 참조하여 전술된 선을 따르는 비대칭적 주파수 재사용을 이용하여 제공될 수 있는 비대칭적 포워드 및 리턴 링크 대역폭을 예시한다(본 발명의 몇 가지 실시예에서는 대칭적 포워드 및 리턴 링크 대역폭들도 제공될 수 있다). SBC(310) 및 ATC(320)은 무선 단말기들과 통신하기 위하여 직교 주파수 분할 다중화(Orthogonal Frequency Division Multiplexed, OFDM) 및/또는 직교 주파수 분할 다중 접속(OFDMA) 공중파 인터페이스 프로토콜을 사용할 수 있다. 본 발명의 몇 가지 실시예에서, ATC(320)의 서비스 링크 상에서 사용되는 공중파 인터페이스 프로토콜은 시분할 이중화(Time Division Duplex, TDD) 모드에 기반할 수 있으며, SBC(310)의 공중파 인터페이스 프로토콜은 주파수 분할 이중화(FDD) 모드에 기반할 수 있다. 예를 들어, 몇 가지 실시예에서, SBC(310)는 SBC 셀(빔 또는 안테나 패턴)의 지리적 영역 내에 10 MHz 포워드 링크(313) 및 3.3 MHz 리턴 링크(315)를 제공하고, 이를 통하여 하나 또는 그 이상의 무선 단말기들로의 통신을 제공하고, ATC(320)는 SBC의 포워드 및 리턴 서비스 링크 주파수에 기반하여 10 MHz의 포워드/리턴 TDD 서비스 링크(323)를 제공하고 및/또는 SBC의 포워드/리턴 서비스 링크 주파수에 기반하여 3.3 MHz 포워드/리턴 TDD 서비스 링크(325)를 제공함으로써, ATC의 서비스 영역 내의 하나 또는 그 이상의 무선 단말기들로의 통신을 제공한다.
SBC 및 ATC가 본 발명의 다양한 실시예에서 다양한 개수의 상이한 공중파 인터페이스 프로토콜을 이용할 수 있다는 점이 이해될 것이다. 무선 단말기와 통신하기 위하여 SBC에 의하여 이용되는 공중파 인터페이스 프로토콜은, 무선 단말기들과 통신하기 위하여 ATC에 의하여 이용되는 공중파 인터페이스 프로토콜과 비교하여 동일하거나 실질적으로 동일하거나 상이한 것일 수 있다(즉, SBC는 시간 분할 다중화(TDM) 및/또는 시간 분할 다중 접속(TDMA) 공중파 인터페이스 프로토콜을 이용할 수 있고, ATC는 코드 분할 다중화(CDM) 및/또는 코드 분할 다중 접속(CDMA) 공중파 인터페이스 프로토콜을 이용할 수 있으며, 예를 들어 이와 반대일 수도 있다). 도 3에 도시된 반송파 대역폭은 예시적인 목적으로만 제공된 것이며, 다른 반송파 대역폭들도 역시 이용될 수 있다는 점이 이해될 것이다.
전술된 바와 같은 장치 및 동작들은 예시적인 실시예일 뿐이라는 점, 및 다른 아키텍쳐 및 동작도 본 발명의 기술적 사상 내에 포함된다는 점이 이해될 것이다. 더 일반적으로 말하면, 첨부 도면 및 상세한 설명에서는 본 발명의 예시적인 실시예들 만이 공개되었을 뿐이다. 비록 특정한 용어들이 채택되었으나, 이들은 오직 통칭적이고 설명적인 의미에서 이용되었을 뿐이며, 한정적인 목적으로 이용된 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상은 첨부된 청구의 범위에 의하여 정의된다는 것이 이해될 것이다.
본 발명은 무선 통신 시스템 및 방법에 적용될 수 있으며, 특히 위성 및 지 상파 통신 시스템들 및 방법들에 적용될 수 있다.

Claims (55)

  1. 무선 통신 시스템을 동작시키기 위한 방법에 있어서,
    복수의 포워드 링크 셀 및 복수의 리턴 링크 셀을 이용하여 무선 통신 시스템의 공간 기반 컴포넌트(space-based component) 및 무선 단말기(radio terminal) 간에 통신하는 동작을 포함하며, 상기 리턴 링크 셀은 상기 포워드 링크 셀보다 주파수 재사용 클러스터 당 더 많은 수의 셀을 갖는, 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 포워드 링크 셀의 포워드 링크는 상기 리턴 링크 셀의 리턴 링크보다 더 큰 링크 대역폭을 갖는, 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 포워드 및 리턴 링크 셀들의 포워드 및 리턴 링크들은 주파수 분할 이중화되는(frequency division duplexed), 방법.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 포워드 및/또는 리턴 링크 상의 직교 주파수 분할 다중화 통신(communication)을 더 포함하는, 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 포워드 및 리턴 링크 셀들 중 적어도 일부는, 인접 및/또는 중첩 담당 영역을 가지는 지상파 무선 통신 시스템의 적어도 일부의 주파수들을 이용하는, 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 포워드 및 리턴 링크 셀들 중 상기 적어도 일부의 포워드 링크들은 상기 포워드 및 리턴 링크 셀들 중 상기 적어도 일부의 리턴 링크보다 더 큰 링크 대역폭을 갖는, 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 포워드 및 리턴 링크 셀들 중 상기 적어도 일부의 포워드 링크 주파수를 이용하는 상기 지상파 무선 통신 시스템의 서비스 링크는, 상기 포워드 링크 주파수를 이용하는 상기 포워드 및 리턴 링크 셀들의 상기 적어도 일부의 포워드 링크와 실질적으로 동일한 링크 대역폭을 가지며,
    상기 포워드 및 리턴 링크 셀들 중 상기 적어도 일부의 리턴 링크 주파수를 이용하는 상기 지상파 무선 통신 시스템의 서비스 링크는, 상기 리턴 링크 주파수를 이용하는 상기 포워드 및 리턴 링크 셀들의 상기 적어도 일부의 리턴 링크와 실질적으로 동일한 링크 대역폭을 갖는, 방법.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 포워드 및 리턴 링크 셀의 상기 적어도 일부의 포워드 및 리턴 링크 상의 주파수 분할 이중화 통신 동작 및
    상기 지상파 무선 통신 시스템의 서비스 링크 상의 시분할 이중화 통신 동작을 더 포함하는, 방법.
  9. 제5항에 있어서,
    상기 지상파 무선 통신 시스템의 서비스 링크 상의 직교 주파수 분할 다중화된 통신 동작을 더 포함하는, 방법.
  10. 제5항에 있어서,
    제1 공중파 인터페이스 프로토콜(air interface protocol)을 이용하여 상기 공간 기반 컴포넌트 및 무선 단말기 간에 통신하는 동작 및
    상기 제1 공중파 인터페이스 프로토콜과 실질적으로 상이한 제2 공중파 인터페이스 프로토콜을 이용하여 상기 지상파 무선 통신 시스템 및 무선 단말기 간에 통신하는 동작을 더 포함하는, 방법.
  11. 제5항에 있어서,
    실질적으로 동일한 공중파 인터페이스 프로토콜을 이용하여 상기 공간 기반 컴포넌트와 무선 단말기 간 그리고 상기 지상파 무선 통신 시스템과 무선 단말기 간에 통신하는 동작을 더 포함하는, 방법.
  12. 제5항에 있어서,
    시분할 다중(TDM) 공중파 인터페이스 프로토콜, 시분할 다중 접속(TDMA) 공중파 인터페이스 프로토콜, 코드 분할 다중(CDM) 공중파 인터페이스 프로토콜, 코드 분할 다중 접속(CDMA) 공중파 인터페이스 프로토콜, 직교 주파수 분할 다중(OFDM) 공중파 인터페이스 프로토콜, 및/또는 직교 주파수 분할 다중 접속(OFDMA) 공중파 인터페이스 프로토콜을 이용하여 상기 공간 기반 컴포넌트 및 무선 단말기 간에 통신하는 동작 및
    시분할 다중(TDM) 공중파 인터페이스 프로토콜, 시분할 다중 접속(TDMA) 공중파 인터페이스 프로토콜, 코드 분할 다중(CDM) 공중파 인터페이스 프로토콜, 코드 분할 다중 접속(CDMA) 공중파 인터페이스 프로토콜, 직교 주파수 분할 다중(OFDM) 공중파 인터페이스 프로토콜, 및/또는 직교 주파수 분할 다중 접속(OFDMA) 공중파 인터페이스 프로토콜을 이용하여 상기 지상파 무선 통신 시스템 및 무선 단말기 간에 통신하는 동작을 더 포함하는, 방법.
  13. 제5항에 있어서,
    상기 지상파 무선 통신 시스템의 상기 담당 영역의 경계에 근접하게 위치한 상기 지상파 무선 통신 시스템의 방사기(radiator)를 상기 지상파 무선 통신 시스템의 담당 영역 외부에 존재하는 상기 공간 기반 컴포넌트의 담당 영역의 일부로부터 이격되는 송신을 갖도록 다이렉팅(directing)하는 동작을 더 포함하는, 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 지상파 무선 통신 시스템의 상기 담당 영역의 경계에 근접하게 위치한 상기 지상파 무선 통신 시스템의 방사기(radiator)를 상기 지상파 무선 통신 시스템의 담당 영역 외부에 존재하는 상기 공간 기반 컴포넌트의 담당 영역의 일부로부터 이격되는 송신을 갖도록 다이렉팅(directing)하는 상기 동작은
    상기 지상파 무선 통신 시스템의 담당 영역의 내측 일부를 향하여, 상기 지상파 무선 통신 시스템의 상기 담당 영역의 경계에 근접하게 위치한 상기 지상파 무선 통신 시스템의 방사기의 송신을 다이렉팅하는 동작을 포함하는, 방법.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 리턴 링크 셀의 다수 개가 상기 포워드 링크 셀의 하나와 중첩되는, 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 포워드 링크 셀은 1의 (unity) 주파수 재사용 클러스터 사이즈를 가지며,
    상기 리턴 링크 셀은 1 보다 큰 주파수 재사용 클러스터 사이즈를 갖는, 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 리턴 링크 셀들에 대한 각 주파수 재사용 클러스터들은 상기 포워드 링크 셀의 각각과 실질적으로 공간적으로 동일 공간에(coextensive) 배치되는, 방법.
  18. 무선 통신 시스템에 있어서,
    복수의 포워드 링크 셀 및 복수의 리턴 링크 셀을 이용하여 무선 단말기와 통신하도록 구성된 공간 기반 컴포넌트를 포함하며, 상기 리턴 링크 셀은 상기 포워드 링크 셀보다 주파수 재사용 클러스터 당 더 많은 수의 셀을 갖는, 무선 통신 시스템.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 포워드 링크 셀의 포워드 링크는 상기 리턴 링크 셀의 리턴 링크보다 더 큰 링크 대역폭을 갖는, 무선 통신 시스템.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 포워드 및 리턴 링크 셀들의 포워드 및 리턴 링크들은 주파수 분할 이중화되는, 무선 통신 시스템.
  21. 제19항에 있어서,
    상기 포워드 및/또는 리턴 링크 상의 직교 주파수 분할 다중화 통신(communications)을 더 포함하는, 무선 통신 시스템.
  22. 제18항에 있어서,
    상기 포워드 및 리턴 링크 셀들 중 적어도 일부는, 인접 및/또는 중첩 담당 영역을 가지는 지상파 무선 통신 시스템의 적어도 일부 주파수들을 이용하는, 무선 통신 시스템.
  23. 제22항에 있어서,
    포워드 및 리턴 링크 셀들 중 상기 적어도 일부의 포워드 링크들은 상기 포워드 및 리턴 링크 셀들 중 상기 적어도 일부의 리턴 링크보다 더 큰 링크 대역폭을 갖는, 무선 통신 시스템.
  24. 제23항에 있어서,
    상기 포워드 및 리턴 링크 셀들 중 상기 적어도 일부의 포워드 링크 주파수를 이용하는 상기 지상파 무선 통신 시스템의 서비스 링크는, 상기 포워드 링크 주파수를 이용하는 상기 포워드 및 리턴 링크 셀들의 상기 적어도 일부의 포워드 링크와 실질적으로 동일한 링크 대역폭을 가지며,
    상기 포워드 및 리턴 링크 셀들 중 상기 적어도 일부의 리턴 링크 주파수를 이용하는 상기 지상파 무선 통신 시스템의 서비스 링크는, 상기 리턴 링크 주파수를 이용하는 상기 포워드 및 리턴 링크 셀들의 상기 적어도 일부의 리턴 링크와 실질적으로 동일한 링크 대역폭을 갖는, 무선 통신 시스템.
  25. 제22항에 있어서, 상기 공간 기반 컴포넌트는,
    상기 포워드 및 리턴 링크 셀의 상기 적어도 일부의 포워드 및 리턴 링크 상의 통신의 주파수 분할 이중화를 지원하도록 구성되는, 무선 통신 시스템.
  26. 제22항에 있어서, 상기 공간 기반 컴포넌트는,
    상기 지상파 무선 통신 시스템 및 무선 단말기 간의 통신에 이용되는 제2 공중파 인터페이스 프로토콜과 실질적으로 상이한 제1 공중파 인터페이스 프로토콜을 이용하여 무선 단말기와 통신하도록 구성되는, 무선 통신 시스템.
  27. 제22항에 있어서, 상기 공간 기반 컴포넌트는,
    상기 지상파 무선 통신 시스템 및 무선 단말기 간의 통신에 이용되는 공중파 인터페이스 프로토콜과 실질적으로 동일한 공중파 인터페이스 프로토콜을 이용하여 무선 단말기와 통신하도록 구성되는, 무선 통신 시스템.
  28. 제22항에 있어서, 상기 공간 기반 컴포넌트는,
    시분할 다중(TDM) 공중파 인터페이스 프로토콜, 시분할 다중 접속(TDMA) 공중파 인터페이스 프로토콜, 코드 분할 다중(CDM) 공중파 인터페이스 프로토콜, 코드 분할 다중 접속(CDMA) 공중파 인터페이스 프로토콜, 직교 주파수 분할 다중(OFDM) 공중파 인터페이스 프로토콜, 및/또는 직교 주파수 분할 다중 접속(OFDMA) 공중파 인터페이스 프로토콜을 이용하여 무선 단말기와 통신하도록 구성되는, 무선 통신 시스템.
  29. 제18항에 있어서,
    상기 포워드 링크 셀 및 상기 리턴 링크 셀 중 적어도 일부와 인접 및/또는 중첩된 보조 지상파 컴포넌트(ancillary terrestrial component)로서,
    상기 포워드 및 리턴 링크 셀 중 상기 적어도 일부에 의하여 이용되는 적어도 몇 가지 주파수를 이용하여 무선 단말기와 통신하도록 구성되는 것을 보조 지상파 컴포넌트를 더 포함하는, 무선 통신 시스템.
  30. 제29항에 있어서,
    상기 포워드 및 리턴 링크 셀들 중 상기 적어도 일부의 포워드 링크들은 상기 포워드 및 리턴 링크 셀들 중 상기 적어도 일부의 리턴 링크보다 더 큰 링크 대역폭을 갖는, 무선 통신 시스템.
  31. 제30항에 있어서,
    상기 공간 기반 컴포넌트의 상기 포워드 및 리턴 링크 셀들 중 상기 적어도 일부의 포워드 링크 주파수를 이용하는 상기 보조 지상파 컴포넌트의 서비스 링크는, 상기 포워드 링크 주파수를 이용하는 상기 포워드 및 리턴 링크 셀들의 상기 적어도 일부의 포워드 링크와 실질적으로 동일한 링크 대역폭을 가지며,
    상기 포워드 및 리턴 링크 셀들 중 상기 적어도 일부의 리턴 링크 주파수를 이용하는 상기 보조 지상파 컴포넌트의 서비스 링크는, 상기 리턴 링크 주파수를 이용하는 상기 포워드 및 리턴 링크 셀들의 상기 적어도 일부의 리턴 링크와 실질적으로 동일한 링크 대역폭을 갖는, 무선 통신 시스템.
  32. 제29항에 있어서, 상기 공간 기반 컴포넌트는,
    상기 포워드 및 리턴 링크 셀 중 상기 적어도 일부의 상기 포워드 및 리턴 링크 상의 통신의 주파수 분할 이중화(duplexing)를 지원하도록 구성되고, 상기 보조 지상파 컴포넌트는,
    상기 보조 지상파 컴포넌트의 서비스 링크 상의 통신의 시분할 이중을 지원하도록 구성되는, 무선 통신 시스템.
  33. 제29항에 있어서, 상기 보조 지상파 컴포넌트는,
    상기 보조 지상파 컴포넌트의 서비스 링크 상의 직교 주파수 분할 다중화된 통신을 지원하도록 구성되는, 무선 통신 시스템.
  34. 제29항에 있어서, 상기 공간 기반 컴포넌트는,
    제1 공중파 인터페이스 프로토콜을 이용하여 무선 단말기와 통신하도록 구성되고, 상기 보조 지상파 컴포넌트는,
    상기 제1 공중파 인터페이스 프로토콜과 실질적으로 상이한 제2 공중파 인터페이스 프로토콜을 이용하여 단말기와 통신하도록 구성되는, 무선 통신 시스템.
  35. 제29항에 있어서,
    상기 공간 기반 컴포넌트 및 상기 보조 지상파 컴포넌트는, 실질적으로 동일한 공중파 인터페이스 프로토콜을 이용하여 무선 단말기와 통신하도록 구성되는, 무선 통신 시스템.
  36. 제29항에 있어서, 상기 공간 기반 컴포넌트는,
    시분할 다중(TDM) 공중파 인터페이스 프로토콜, 시분할 다중 접속(TDMA) 공중파 인터페이스 프로토콜, 코드 분할 다중(CDM) 공중파 인터페이스 프로토콜, 코드 분할 다중 접속(CDMA) 공중파 인터페이스 프로토콜, 직교 주파수 분할 다중(OFDM) 공중파 인터페이스 프로토콜, 및/또는 직교 주파수 분할 다중 접속(OFDMA) 공중파 인터페이스 프로토콜을 이용하여 무선 단말기와 통신하도록 구성되고, 상기 보조 지상파 컴포넌트는,
    시분할 다중(TDM) 공중파 인터페이스 프로토콜, 시분할 다중 접속(TDMA) 공중파 인터페이스 프로토콜, 코드 분할 다중(CDM) 공중파 인터페이스 프로토콜, 코드 분할 다중 접속(CDMA) 공중파 인터페이스 프로토콜, 직교 주파수 분할 다중(OFDM) 공중파 인터페이스 프로토콜, 및/또는 직교 주파수 분할 다중 접속(OFDMA) 공중파 인터페이스 프로토콜을 이용하여 상기 무선 단말기와 통신하도록 구성되는, 무선 통신 시스템.
  37. 제29항에 있어서, 상기 보조 지상파 컴포넌트는,
    상기 지상파 무선 통신 시스템의 담당 영역의 경계에 근접하게 위치한 상기 지상파 무선 통신 시스템의 방사기(radiator)를 상기 지상파 무선 통신 시스템의 담당 영역 외부에 존재하는 상기 공간 기반 컴포넌트의 담당 영역의 일부로부터 이격되는 송신을 갖도록 다이렉팅(directing)하는 동작하도록 구성되는, 무선 통신 시스템.
  38. 제37항에 있어서, 상기 보조 지상파 컴포넌트는,
    상기 보조 지상파 컴포넌트의 상기 담당 영역의 경계에 근접하게 위치한 상기 방사기를 상기 지상파 무선 통신 시스템의 담당 영역의 내측 일부를 향하는 송신을 갖도록 다이렉팅 하도록 구성되는, 무선 통신 시스템.
  39. 제29항의 시스템과 통신하도록 구성되는 무선 단말기(radioterminal).
  40. 제18항에 있어서,
    상기 리턴 링크 셀의 다수 개가 상기 포워드 링크 셀의 하나와 중첩되는, 무선 통신 시스템.
  41. 제18항에 있어서,
    상기 포워드 링크 셀은 1의 (unity) 주파수 재사용 클러스터 사이즈를 가지며,
    상기 리턴 링크 셀은 1보다 큰 주파수 재사용 클러스터 사이즈를 갖는, 무선 통신 시스템.
  42. 제41항에 있어서,
    상기 리턴 링크 셀들에 대한 각 주파수 재사용 클러스터들은 상기 포워드 링크 셀의 각각과 실질적으로 공간적으로 동일 공간에 배치되는, 무선 통신 시스템.
  43. 제18항의 시스템과 통신하도록 구성되는 무선 단말기.
  44. 지상파 무선 통신 시스템에 있어서,
    이동 위성 통신 시스템의 공간 기반 컴포넌트에 의하여 서빙되는(served) 포워드 링크 셀 및 리턴 링크 셀에 인접 및/또는 중첩되는 담당 영역 내의 무선 단말기와 통신하도록 구성되는 적어도 하나의 스테이션(station)을 포함하며,
    상기 리턴 링크 셀은 상기 포워드 링크 셀보다 주파수 재사용 클러스터 당 더 많은 수의 셀을 가지고,
    상기 지상파 무선 통신 시스템의 상기 적어도 하나의 스테이션은, 상기 포워드 및 리턴 링크 셀에 의하여 이용되는 적어도 일부의 주파수를 이용하도록 구성되는, 지상파 무선 통신 시스템.
  45. 제44항에 있어서,
    상기 공간 기반 컴포넌트의 포워드 링크 셀의 포워드 링크는 상기 공간 기반 컴포넌트의 리턴 링크 셀의 리턴 링크보다 더 큰 링크 대역폭을 갖는, 지상파 무선 통신 시스템.
  46. 제45항에 있어서,
    상기 공간 기반 컴포넌트의 상기 포워드 링크 셀의 포워드 링크 주파수를 이용하는 상기 지상파 무선 통신 시스템의 서비스 링크는, 상기 포워드 링크 주파수를 이용하는 상기 포워드 링크 셀의 포워드 링크와 실질적으로 동일한 링크 대역폭을 가지며,
    상기 공간 기반 컴포넌트의 상기 리턴 링크 셀의 리턴 링크 주파수를 이용하는 상기 지상파 무선 통신 시스템의 상기 적어도 하나의 스테이션의 서비스 링크는, 상기 리턴 링크 주파수를 이용하는 상기 리턴 링크 셀들의 리턴 링크와 실질적으로 동일한 링크 대역폭을 갖는, 지상파 무선 통신 시스템.
  47. 제44항에 있어서, 상기 적어도 하나의 스테이션은,
    자신의 서비스 링크 상의 시분할 이중 통신을 지원하도록 구성되는, 지상파 무선 통신 시스템.
  48. 제44항에 있어서, 상기 적어도 하나의 스테이션은,
    자신의 서비스 링크 상의 직교 주파수 분할 다중 통신을 지원하도록 구성되는, 지상파 무선 통신 시스템.
  49. 제44항에 있어서, 상기 적어도 하나의 스테이션은,
    상기 포워드 및 리턴 링크 셀 내의 상기 공간 기반 컴포넌트에 의하여 이용되는 공중파 인터페이스 프로토콜과 실질적으로 상이한 공중파 인터페이스 프로토콜을 이용하여 무선 단말기와 통신하도록 구성되는, 지상파 무선 통신 시스템.
  50. 제44항에 있어서, 상기 적어도 하나의 스테이션은,
    상기 포워드 및 리턴 링크 셀 내의 상기 공간 기반 컴포넌트에 의하여 이용되는 공중파 인터페이스 프로토콜과 실질적으로 동일한 공중파 인터페이스 프로토콜을 이용하여 무선 단말기와 통신하도록 구성되는, 지상파 무선 통신 시스템.
  51. 제44항에 있어서, 상기 적어도 하나의 스테이션은,
    시분할 다중(TDM) 공중파 인터페이스 프로토콜, 시분할 다중 접속(TDMA) 공중파 인터페이스 프로토콜, 코드 분할 다중(CDM) 공중파 인터페이스 프로토콜, 코드 분할 다중 접속(CDMA) 공중파 인터페이스 프로토콜, 직교 주파수 분할 다중(OFDM) 공중파 인터페이스 프로토콜, 및/또는 직교 주파수 분할 다중 접속(OFDMA) 공중파 인터페이스 프로토콜을 이용하여 무선 단말기와 통신하도록 구성되는, 지상파 무선 통신 시스템.
  52. 제44항에 있어서,
    상기 지상파 무선 통신 시스템의 상기 담당 영역의 경계에 인접하여 위치되고, 상기 공간 기반 컴포넌트의 담당 영역의 일부로부터 상기 지상파 무선 통신 시스템의 상기 담당 영역 외부로 자신의 송신을 다이렉팅하도록 구성되는 방사기를 더 포함하는, 지상파 무선 통신 시스템.
  53. 제44항에 있어서,
    방사기로서, 상기 지상파 무선 통신 시스템의 담당 영역의 경계에 인접하여 위치되고, 상기 지상파 무선 통신 시스템의 상기 담당 영역의 내측 일부를 향하여 자신의 송신을 다이렉팅하도록 구성되는 방사기를 더 포함하는, 지상파 무선 통신 시스템.
  54. 제44항에 있어서, 상기 적어도 하나의 스테이션은,
    상기 이동 위성 통신 시스템의 보조 지상파 컴포넌트로서 동작하도록 구성되는, 지상파 무선 통신 시스템.
  55. 제44항의 지상파 무선 통신 시스템과 통신하도록 구성되는 무선 단말기.
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