KR101276387B1 - 무선 신호의 주파수 시프트 장치 및 방법과 주파수 시프트를 사용하는 시스템 - Google Patents

Abstract

주파수 시프트 방식에 기초하여 무선 네트워크의 통화권(coverage)을 향상시키는 시스템, 방법 및 장치. 한 주파수 대역 내의 무선 신호가 다른 별개의 대역으로 시프트되고, 시프트된 대역에서 유선 또는 무선 매체를 사용하여 다른 장소로 전달되며, 그곳에서 이 무선 신호는 다시 원래의 주파수 대역으로 시프트된다. 주파수 시프트는 믹서/필터 및 헤테로다인(heterodyne) 등의 종래의 주파수 시프트 방식을 이용할 수 있다. 일 실시예에서, 무선 신호는 그 신호를 다른 표현 신호(I/Q 컴포넌트)로 변환하고 그 표현으로부터 주파수-시프트된 신호를 형성함으로써 주파수 시프트된다. 이 시스템은 실내 또는 실외 통화권을 증대시키는 것은 물론 실내 네트워크와 실외 네트워크 사이에서 브리징하는 데 사용될 수 있다. 이 매체는 LAN, 전화, AC 전력 및 CATV 배선을 비롯한 주택 또는 빌딩 내의 전용의 배선(wiring) 또는 기존의 인입선(service wiring)을 사용할 수 있다. 이 시스템은 (전체적으로 또는 부분적으로) 독립형 유닛 내에 들어 있거나 서비스 콘센트의 일부로서 또는 스냅온/플러그인 모듈(snap-on/plug-in module)로서 통합된 형태로 하우징되어 있을 수 있다. 다른 구성을 갖는 방법 및 기타 시스템도 기술되어 있다.

주파수 시프트, 무선 신호, 통화권 향상, I/Q 컴포넌트, 콘센트

Description

무선 신호의 주파수 시프트 장치 및 방법과 주파수 시프트를 사용하는 시스템{APPARATUS AND METHOD FOR FREQUENCY SHIFTING OF A WIRELESS SIGNAL AND SYSTEMS USING FREQUENCY SHIFTING}

본 발명은 일반적으로 신호의 주파수 시프트에 관한 것이며, 구체적으로는 무선 신호의 시프트에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명의 실시예들은 비유선(non-wired) 및 유선(wired) 매체를 통해 주파수 시프트된 신호를 사용하여, 무선 네트워크의 통화권(coverage)을 향상시키는 것에 관한 것이다.

<참고 문헌>

이하의 문서들은 여기에 인용함으로써 그 전체 내용이 본 명세서에 완전히 기술된 것처럼 포함된다.

a. 발명의 명칭이 "System and Method for Providing Power over a Home Phone Line Network(가정 전화선 네트워크를 통해 전력을 제공하는 시스템 및 방법)"인 Rabenko 등의 미국 특허 제6,862,353호(본 명세서에서 '353이라고 칭함).

b. 발명의 명칭이 "Method and System for Providing DC Power on Local Telephone Lines(시내 전화선을 통해 DC 전력을 제공하는 방법 및 시스템)"인 Binder 등의 미국 특허 출원 공개 제2004/0151305호(본 명세서에서 '1305라고 칭함).

c. 발명의 명칭이 "Modular Outlet(모듈형 콘센트)"인 Binder의 미국 특허 출원 공개 제2005/0010954호(본 명세서에서 '0954라고 칭함).

d. 발명의 명칭이 "Outlet Add-On module(콘센트 애드-온 모듈)"인 Hazani 등의 미국 특허 출원 공개 제2005/0180561호(본 명세서에서 '0561라고 칭함).

e. 발명의 명칭이 "System and Method for Carrying a Wireless Based Signal over a Wiring(배선을 통해 무선 기반 신호를 전달하는 시스템 및 방법)"인 Hazani 등의 미국 특허 출원 공개 제2005/0249245호(본 명세서에서 '9245라고 칭함).

f. 발명의 명칭이 "A network Combining Wired and Non- Wired segments(유선 및 비유선 세그먼트를 겸비한 네트워크)"인 Binder의 미국 특허 제6,842,459호(본 명세서에서 '459라고 함).

g. 발명의 명칭이 "Telephone Communication System and Method over Local area Network wiring(근거리 통신망 배선을 통한 전화 통신 시스템 및 방법)"인 Binder의 미국 특허 제6,961,303호(본 명세서에서 '303라고 칭함).

주파수 시프트

많은 응용에서, 예를 들어, 도 1의 그래프(10)로 나타낸 바와 같이, 주파수 영역에서 신호를 주파수 시프트할 필요가 있다. 제1 신호(11)는 주파수 F2에 중심이 있으며, 그의 에너지의 대부분은 주파수축(13)을 따라 주파수 F1과 F3 사이에 집중되어 있다. 신호(12)는 주파수 상향-시프트된 주파수 신호(11)의 복제본으로 서, 주파수 F5에 중심이 있고 주파수 F4와 F6 사이에 존재한다. 증폭 및/또는 감쇠를 제외하고, 그 결과 생긴 시프트된 신호(12)는 실질적으로 동일한 특성, 정보 및 주파수-응답 파형을 가지며 동일한 주파수 대역(즉, F6 - F4 = F3 - Fl)을 차지하는, 제1 신호(11)의 믿을만한 복제본이 되는 것이 목표이다. 제1 신호(11)는 ΔF만큼 상향-시프트되었고, 따라서 F5 - F2 = ΔF이다. 신호의 다운 주파수 시프트도 기술 분야에 공지되어 있으며, 여기서 복제본은 원래의 신호보다 아래쪽에 있는 주파수 스펙트럼으로 시프트되어 있다.

주파수 시프트 장치는 기술 분야에 공지되어 있으며, 통상적으로 믹서/필터 배열(예를 들어, 헤테로다인)을 사용한다. 도 2는 종래 기술의 헤테로다인-기반 주파수 시프터(20)을 나타낸 블록도이다. 원래의 [시프트전(pre-shifting)] 신호[즉, 도 1의 제1 신호(11)]는 커넥터일 수 있는 입력 포트(21)를 통해 수신되고, 믹서(22)에 피드된다. 믹서(22)는 또한 국부 발진기(25)로부터 F0의 주파수를 갖는 사인파 신호를 피드받는다. 믹서(22)는 통상적으로 2개의 입력 신호를 갖는 비선형 회로 또는 장치(트랜지스터 또는 믹서/쇼트키 다이오드 등)로서, 입력 포트(21)로부터의 원래의 신호와 국부 발진기(25) 신호가 믹서(22)에 의해 곱해진다. 믹서(22)의 출력에서의 한 신호는 주파수가 입력 신호들의 주파수의 합과 같고, 다른 신호는 주파수가 입력 신호들의 주파수의 차와 같으며, 또한 (필터링되지 않는 경우) 원래의 입력 신호와 같다. 제1 신호(11)가 입력 포트(21)에 수신되는 경우, 믹서(22) 출력은 F2에서 F2+F0로 시프트된 원래의 제1 신호(11) 및 F2에서 F2-F0로 시프트된 원래의 제1 신호(11)도 포함한다. 상향 주파수 시프트가 요망되는 경우, 대역 통과 필터(BPF)(23)가 아래쪽 주파수(F2-F0에 중심이 있음)를 필터링 제거하고 위쪽 주파수 대역 신호를 출력 포트(24)로 거의 통과시키며, 여기서 출력 포트(24)는 커넥터일 수 있다. 국부 발진기 주파수(25)가 ΔF로 설정되고 BPF(23)가 F4와 F6 사이의 주파수 이외의 모든 주파수를 차단시키도록 설계되어 있는 경우에, 주파수 시프터(20)는 포트(21)에 신호(11)을 입력할 시에 신호(12)를 출력하게 된다. 이상의 설명이 단지 주파수 시프터(20)의 주파수 의존 부분만을 언급하고 있지만, 이러한 주파수 시프터(20)는 통상 신호의 진폭에 영향을 주지만 관련 주파수 스펙트럼에서 평탄한 주파수 응답을 가지며 따라서 간단함을 위해 기술되어 있지 않는, 증폭(amplification), 감쇠(attenuation), 제한(limiting) 및 기타 기능에 관여하는 많은 컴포넌트를 포함한다.

신호가 실질적으로 주파수 시프트될 필요가 있는 라디오 수신기 및 기타 응용 분야에서 수퍼-헤테로다인 주파수 시프터(super-heterodyne frequency shifter)가 공지되어 있다. 이러한 시프터는 직렬로 연결된 2개(또는 그 이상)의 단일 헤테로다인 시프터를 포함한다. 도 3은 종래 기술의 시프터(30)를 나타낸 블록도이다. 수퍼-헤테로다인 시프터(30)는, 2개의 주파수-시프트 스테이지를 사용하여, 입력 포트(21)에 있는 신호 입력을 시프트하고 시프트된 신호를 출력 포트(24)를 통해 출력한다. 첫번째 스테이지는 제1 믹서(22a), 주파수 F10을 갖는 기준 신호를 발생하는 제1 국부 발진기(25a), 및 제1 믹서(22a) 출력에 연결된 제1 BPF(23a)를 포함한다. 제1 BFP(23a) 출력에 있는 신호는 제2 믹서(22b), 주파수 F11을 갖는 기준 신호를 발생하는 제2 국부 발진기(25b), 및 출력 포트(24)에 연결된 제2 BPF(23b)를 포함하는 제2 헤테로다인 스테이지에의 입력으로서 역할한다. 이러한 시프터에서, 총 주파수 시프트는 2개의 국부 사인파 기준 신호(local sine-wave reference)의 합 F10+F11이 된다. 이와 유사하게, 수퍼-헤테로다인 시프터는 3개 이상의 스테이지를 포함할 수 있으며, 상향 주파수 시프트(up frequency shifting)는 물론 다운 주파수 시프트(down frequency shifting)에 사용될 수 있다.

이러한 헤테로다인, 게다가 수퍼-헤테로다인 시프터를 구현하는 일은, 상기한 바와 같이, 많은 컴포넌트를 필요로 한다. 이러한 구현은 통상 많은 부품수를 가지며, 그로 인해 높은 비용, 물리적으로 큰 인클로저(enclosure), 증가된 복잡도, 낮은 신뢰성 및 기타 단점이 야기된다.

무선 홈 네트워킹

홈 네트워킹(은 물론 사무실 및 기업 환경)에 대한 보편적인 접근 방법은 건물 전체에 걸쳐, 데이터 장치로/로부터 RF 신호를 전송하는 무선 주파수(RF) 분산 시스템(distribution system)을 통한 통신이다. 통상적으로 WLAN(Wireless Local Area Network)이라고 하는, 이러한 통신은 ISM(Industrial, Scientific and Medical) 주파수 스펙트럼을 사용한다. 미국에서, ISM 스펙트럼 내의 대역들 중 3개는 A 대역(902-928 MHz), B 대역(2.4-2.484 GHz)(통상 2.4GHz라고 함) 및 C 대역(5.725-5.875 GHz)(통상 5GHz라고 함)이다. 중첩하는 및/또는 유사한 대역들이 유럽 및 일본 등의 여러 지역에서 사용된다.

서로 다른 벤더에 의해 제조된 장비 간의 상호 운용성을 가능하게 해주기 위해, 몇개의 WLAN 표준이 WiFi (www.wi-fi.org)라는 상표로 IEEE 802.11 표준 그룹 의 일부로서 진화되었다. IEEE 802.11b는 2.4GHz 주파수 대역을 사용하고 11Mb/s의 통신 속도를 지원하는 패킷-기반 무선 통신을 기술하고, IEEE 802.11a는 54Mb/s를 전달하기 위해 5GHz 주파수 대역을 사용하며, IEEE 802.11g는 54Mb/s를 지원하기 위해 2.4GHz를 사용한다.

WLAN 인터페이스를 갖는 노드/클라이언트는 통상 STA(Wireless Station / Wireless client)라고 한다. STA 기능은 데이터 유닛의 일부로서 내장될 수 있거나, 다른 대안으로서 데이터 유닛에 연결된 브리지(bridge)라고 하는 전용 유닛일 수 있다. STA가 어떤 부가의 하드웨어도 없이[즉, 애드-혹 모드(ad-hoc mode)] 통신할 수 있는 반면, 이러한 네트워크는 보통 중재 장치(mediation device)로서 무선 액세스 포인트(Wireless Access Point)(예를 들어, WAP 또는 AP)를 포함한다. WAP는 BSS(Basic Stations Set) 및/또는 IBSS(Independent BSS)에 기초한 애드-혹 모드를 구현한다. STA, 클라이언트, 브리지 및 WAP를 통틀어서 본 명세서에서 WLAN 유닛이라고 한다.

도 5는 주파수축(59)을 따라 미국에서의 IEEE802.11g 무선 통신에 대한 주파수 할당을 보여주는 그래프(50)이다. 다수의 통신 세션이 동시에 행해질 수 있도록 해주기 위해, 11개의 중첩하는 채널이 5MHz 간격으로 정의되어 있으며, 1번 채널에 대한 중심 주파수인 2412 MHz(55로 나타냄)부터, 2417MHz에 중심을 둔 2번 채널(56으로 나타냄) 및 10번 채널에 대한 중심 주파수인 2457 MHz(57로 나타냄)을 거쳐, 2462에 중심을 둔 채널 11(58로 나타냄)까지 퍼져 있다. 각각의 채널 대역폭은 22MHz로서, 중심 주파수를 중심으로 대칭으로(+/-11 MHz) 위치하고 있다.

도 4는 WLAN 유닛 블록도(40)를 나타내는 블록도이다. 간단함을 위해, IEEE802.11g에 대해서만 기술한다. 일반적으로, 무선 물리 계층 신호는 2개의 스테이지에서 처리된다. 전송 경로에서, 먼저 256 QAM((Quadrature Amplitude Modulation)) 기반 OFDM((Orthogonal Frequency Division Multiplexing)) 변조 기법을 사용하여 전송될 데이터에 기초하여 기저대역 신호(IF)가 발생되고, 그 결과 22MHz(단일 채널 폭) 주파수 대역 신호가 얻어진다. 이 신호는 이어서 2.4 GHz(RF)로 상향 변환되고(up converted), 요구된 채널의 중심 주파수에 배치되어, 안테나(52)를 통해 공중으로 전송된다. 이와 유사하게, 수신 경로는 기저대역 신호(IF)로 하향 변환되는(down converted), RF 스펙트럼 내의 수신 채널(received channel)을 포함하고, 이 기저대역 신호에서 이어서 데이터가 추출된다.

WLAN 유닛(40)은 유선 포트(41)[예를 들어, IEEE802.3 10/100BaseT(이더넷) 인터페이스를 지원함]를 통해 유선 매체에 연결된다. 이 인터페이스의 물리 계층은, 들어오는 Manchester 또는 MLT3 변조된 신호를 (각각 lOBaseT 또는 100BaseTX 코딩에 따라) 직렬 디지털 스트림(serial digital stream)으로 변환하는 10/100BaseT PHY 기능 블록(42)에 의해 처리된다. 이와 유사하게, WLAN 발신 디지털 데이터 스트림(outgoing digital data stream)은 각자의 코딩된 신호로 변조되고 유선 포트(41)를 통해 전송되어, 전이중 통신(full duplex communication)을 구현한다. 내부 디지털 스트림(internal digital stream)은 MII(Media Independent Interface) 등의 임의의 표준의 독점적 특성을 가질 수 있다. 이러한 MII에서 이더넷 PHY(42)(즉, 이더넷 물리 계층 또는 이더넷 트랜스시버)까지는 SMSC(Standard Microsystems Corporation, 미국 뉴욕주 Hauppauge 소재)로부터 입수가능한 "LAN83C180 10/100 Fast Ethernet PHY Transceiver(고속 이더넷 PHY 트랜스시버)"에 기초하여 구현될 수 있다. 이 기능이 단일의 전용 컴포넌트를 사용하여 구현될 수 있는 반면, 많은 실시예에서, 이 기능은 상위 계층들을 처리하는 것 등의 기타 기능들을 포함하여 단일의 컴포넌트에 통합되어 있다. PHY 블록(42)은 또한 유선 포트(41)를 통해 적절한 표준 인터페이스를 제공하는 데 필요한, 분리 자기 컴포넌트(isolation magnetic component)[예를 들어, 변압기-기반(transformer-based)], 평형(balancing), 서지 보호, 및 커넥터(통상 RJ-45)도 포함한다.

간단함을 위해, 이상의 설명에서 및 본 명세서에서, 이더넷 10/lOOBaseT 인터페이스에 대해서만 기술한다. 그렇지만, IEEE1394, USB, PCI, PCMCIA, 또는 IEEE1284(이에 한정되지 않음) 등의, 임의의 유선 인터페이스[독점 또는 표준, 패킷 또는 동기, 직렬 또는 병렬 인터페이스]가 똑같이 사용될 수 있다는 것을 잘 알 것이다. 게다가, 다수의 이러한 인터페이스(동일 유형 또는 혼합형)도 사용될 수 있다.

WLAN 유닛이 다른 유닛(데이터 유닛 등, 예를 들어, 컴퓨터) 내에 통합되어 물리적으로 내포되어 있고 전용의 직접 배선 인터페이스(dedicated and direct wired interface)를 지원하지 않는 경우, PHY(42)의 기능의 일부 또는 그 전부가 생략될 수 있다.

MAC (Media Access Control) 및 상위 계층들은 10/lOOBaseT MAC(53) 및 IEEE802.11g MAC(54)으로 표시된 2개의 서브 블록을 포함하는 MAC 계층 프로세 서(43)에서 처리된다. 10/lOOBaseT MAC(53)은 유선 포트(41)와 연관된 IEEE802.3 MAC에 따라 MAC 계층을 처리한다. 10/lOOBaseT MAC(53)은 10/lOOBaseT MAC(53) 및 PHY(42) 기능 둘다를 포함하는 SMSC(Standard Microsystems Corporation, 미국 뉴욕주 Hauppauge 소재)로부터 입수가능한 "LAN91C111 10/100 Non-PCI Ethernet Single Chip MAC + PHY("LAN91C111 10/100 비PCI 이더넷 싱글 칩 MAC + PHY")"를 사용하여 구현될 수 있다. 제조업자의 데이터 시트를 참조한다(Agere Systems product brief for WaveLAN™ 802.1la/b/g Chip Set 및 Agere Systems, WaveLAN™ WL60040 Multimode Wireless LAN Media Access Controller (MAC), Product Brief August 2003 PB03-164WLAN). 이와 유사하게, IEEE802.1l MAC(54)은 안테나(52)(또는 기타 무선 포트)와 연관된 IEEE802.11g MAC에 따라 MAC 계층을 처리한다. 이러한 IEEE802.1l MAC(54)은 다수의 데이터 레이트 및 암호화 알고리즘을 지원하도록 설계되어 있고, 통상적으로 내장된 프로세서 및 다양한 메모리에 기초한다. IEEE802.1l MAC(54)은 Agere Systems(미국 펜실베니아주 Allentown 소재)로부터의 "WaveLAN™ WL60040 Multimode Wireless LAN media Access Controller (MAC)"을 사용하여 구현될 수 있다. 10/lOOBaseT MAC(53)에 의해 처리되는 유선 IEEE802.3 MAC을 무선 IEEEE802.11g MAC(54)에 연결시키기 위해 필요한 모든 브리징도 MAC 계층 프로세서(43)에 포함되어, 통합 및 적절한 동작을 고려하고 있다.

IEEE802.11g MAC(54)에 의해 발생되는 데이터 스트림은 기저대역 프로세서(48)에 의해 OFDM-기반 기저대역 신호로(또한 그 역으로) 변환된다. 통상의 응용에서, 기저대역 프로세서(48)(즉, 무선 모뎀 및 IF 트랜스시버)는 데이터 스트림 을 디지털적으로 처리하는 송신기/수신기(44), 및 실제 신호를 발생하는 OFDM 유닛(즉, I-Q 변조기)(45)에 의해 구현된다. 무선 환경에서의 통신 채널은 감쇠, 페이딩, 다중-경로, 간섭, 및 많은 다른 손상 등의 다양한 손상을 야기한다. 기저대역 프로세서(48)는 이하의 기능들에 따라 데이터 스트림을 처리할 수 있다.

a. 패킷 프레이밍(Packet framing). MAC(43)으로부터의 데이터가 조정되어 패킷으로 구성되고, 헤더, CRC, 프리앰블, 제어 정보 및 프레임끝 구분자(end-of-frame delimiter)가 추가된다.

b. 스크램블러(Scrambler).

c. 임펄스 및 버스트 노이즈 등의 채널 손상에 대해 더 나은 안정성을 가능하게 해주는 콘벌루션 인코더(Convolution encoder)(Viterbi 인코더 등).

d. 요구된 데이터 레이트를 감소시키는 펑처러(Puncturer).

e. 정보를 확산시킴으로써 에러 버스트(error burst)에 더 잘 견디게 하기 위해 패킷 블록(예를 들어, 바이트)에 치환(permutation)을 수행하는 인터리버(Interleaver).

f. 개별적인 QAM (Quadrature Amplitude Modulation) 성상도 부반송파(constellation sub-carrier)를 생성하는 IFFT(Inverse FFT) 변조기.

디지털-아날로그 변환을 사용하여, 송신기/수신기(44)의 송신기 부분으로부터의 처리된 디지털 데이터는 변조기(45)에서 ODFM 기저대역 신호를 발생하는 데 사용된다. 기능 블록(46)으로부터 수신된 OFDM 기저대역 신호는 변조기(45)에 의해 디지털화되고, 송신기/수신기(44)의 수신기 부분에 의해 처리되며, 유선 포 트(41)를 통해 전송되기 위해 MAC 계층 프로세서(43) 및 PHY(42)로 전달된다. WLAN 칩셋의 일부 구현들은 실제의 기저대역 신호를 제공하는 반면, 다른 것들은 실제의 아날로그 형태 IF(Intermediate Frequency) OFDM 기저대역 신호를 제공하기 위해 더 처리될 필요가 있는 직교 아날로그 I/Q 모뎀 신호를 제공한다. 이러한 경우에, 공지된 바와 같이, IF 주파수를 결정하는 국부 발진기(LO)는 사인파를 발생하는 데 사용되고, 이 사인파가 I 신호와 곱해지고, 90도 시프트된 LO 신호와 곱해진 Q 신호와 더해져, 실제의 아날로그 IF 기저대역 신호를 생성한다. 기저대역 프로세서(48)는 Agere Systems(미국 펜실베니아주 Allentown 소재)로부터의 "WaveLAN(TM) WL64040 Multimode Wireless LAN Baseband"에 기초하여 구현될 수 있다. 기저대역 프로세서(48) 기능 및 IEEE802.1l MAC(54) 기능 둘다를 포함하는 Philips Semiconductors로부터의 SA5250 Multi-Protocol Baseband가 다른 대안으로서 사용될 수 있다.

WLAN 트랜스시버(즉, RF-IF 변환기)(46)는 IF OFDM 기저대역 신호를 기저대역으로부터 ISM RF 대역으로 시프트시킨다. 예를 들어, 2417 MHz에 중심이 있는 도 5의 채널 2를 사용해야만 하는, 10 MHz를 중심으로 대칭인 OFDM 기저대역 신호는 2417 - 10 = 2407 MHz만큼 주파수 시프트되어야만 한다. 이러한 주파수 시프트는 기술 분야에 공지된 많은 방법을 사용할 수 있다. Agere Systems(미국 펜실베니아주 Allentown 소재)로부터의 "WaveLAN(TM) WL64040 Dual-Band Wireless LAN Transceiver"가 직교 I-Q 아날로그 신호를 2.4 GHz RF 대역으로 직접 변환하는 데 사용되는 경우와 같이, 직접 변조(direct modulation) 송신기/수신기가 주파수 시 프트에 사용될 수 있다. 다른 대안으로서, Philips Semiconductors로부터의 "SA5251 Multiband RF Transceiver"에 대해 기술된 바와 같이, 수퍼헤테로다인[예를 들어, 듀얼 변환(dual conversion)] 아키텍처가 사용될 수 있다. WLAN 트랜스시버(46) 및 기저대역 프로세서(48)는 무선 경로 물리 계층 프로세서(wireless path physical layer processor)(47)를 구성한다.

T/R 스위치(49)는 WLAN 유닛(40)의 전송 상태를 신호하는 제어 신호를 통해 안테나(52)를 송신기 경로에 연결시키고 (수신기 포화를 방지하기 위해) 수신기 경로를 단절시키는 데 사용된다. MCE - KDI Integrated Products(미국 뉴저지주 Whippany 소재)로부터의 PIN 다이오드 스위치 SWX-05 등의 PIN 다이오드 스위치 기반 설계가 통상 사용된다. 안테나(52)는 정의된 대역 마스크(band mask)[원하지 않는 잔차 신호(residual signal)를 제거함]로 제한된 전송을 보장하고 수신 모드에서 노이즈 및 대역외 신호를 필터링 제거하기 위해 RF 필터(51)를 통해 연결된다. RF 필터(51)는 SAWTEK (TriQuint 회사)(미국 플로리다주 Orlando 소재)로부터의 "2441.8 MHz SAW Filter" 등의 SAW(Surface Acoustic wave) 기술을 사용할 수 있다.

WLAN 유닛(40)의 실제 구현은 또한 증폭기, 감쇠기, 리미터, AGC(Automatic Gain Control), 및 신호 레벨 기능들을 포함하는 유사한 회로를 포함할 수 있다. 예를 들어, LNA(Low Noise Amplifier)는 통상 수신 경로에서 안테나[공중선(aerial)이라고도 함](52) 근방에 연결된다. LAN의 예로는 "MAX2644 2.4GHz SiGe, High IP3 Low-Noise Amplifier"가 있지만, 이에 한정되지 않는다. 이와 유 사하게, "MAX2247 Power Amplifier for EEEE802.11g WLAN" 등의 전력 증폭기(Power Amplifier, PA)가 전송 경로에 사용될 수 있다. LNA 및 PA 둘다가, 예를 들어, Maxim Integrated Products(미국 캘리포니아주 Sunnyvale 소재)로부터 입수가능하다. 간단함을 위해, 이러한 기능이 도 4는 물론 본 문서의 나머지에서 생략되어 있다. 이와 유사하게, 본 문서에서 전송 경로 또는 수신 경로 중 어느 하나가 기술되어 있지만, 반대 경로(reciprocal path)를 구성하기 위해 반대 경로도 존재한다는 것을 잘 알 것이다.

도 7에 개별적으로 도시된 WLAN 트랜스시버를 포함하는, 통상적인 물리 계층 프로세서(47)의 상세 블록도의 비제한적인 예가 도 6에 도시되어 있다. I/Q 변조기(67) 및 I/Q 복조기(68)를 포함하는 것으로 도시되어 있는 WLAN 트랜스시버(46)는 Agere Systems Inc.로부터의 "Dual-Band Wireless LAN Transceiver WaveLAN WL54040"에 사용되는 것 등의, 기술 분야에 공지된 직접-변환 저중간-주파수 기법(direct-conversion and low intermediate-frequency technique)에 기초한다. 안테나(52)에서 수신된 RF 신호는 [도 4에 나타낸 RF 필터(51) 및 TX/RX 스위치(49)를 거쳐] 포트(61)를 통해 I/Q 변조기(67)에 입력된다. 이 신호는 2개의 믹서(22a, 22b)에 피드된다. 믹서(22a, 22b) 둘다는 수정 진동자(quartz crystal)(64)에 기초한 국부 발진기(25)에 연결되어 있다. 국부 발진기(25)는, 공지된 바와 같이, 합성기(synthesizer), VCO(Voltage Controlled Oscillator), PLL(Phase Locked Loop), 및 NCO(Number Controlled Oscillator)를 포함할 수 있다. 국부 발진기(25)는 믹서(22b)에 직접 피드된다. 발진기(25)로부터의 사인파 기준 신호는 90도 위상 시프터(63a)를 거쳐 믹서(22a)에 피드된다. 주파수 하향 시프트(frequency down shifting)에 부가하여, I/Q 변조가 달성되며, 여기서 믹서(22a)로부터의 (도면에 도시되지 않은 적절한 필터링 후의) 출력 신호는 포트(61)에서의 수신된 RF 신호의 포트(65a)를 통한 Q(Quadrature) 신호이고, 믹서(22b)로부터의 출력은 포트(61)에서의 수신된 RF 신호의 포트(65b)를 통한 I(In-phase) 컴포넌트가다. I/Q 복조기(68)는 포트(66b, 66a)를 통해 각각 전송될 신호의 I/Q 컴포넌트를 수신한다. I 및 Q 컴포넌트 신호는 각각 믹서(22c, 22d)에 의해 상향 주파수 시프트되며, 여기서 믹서(22d)는 발진기(25)로부터 직접 피드되는 반면, 믹서(22c)는 위상 시프터(63b)를 통해 90도 위상 시프트된 신호로 피드된다. 믹서(22c, 22d)의 출력은 가산기(76)에 의해 합산되고 포트(62)를 통해 안테나(52)(도 4)에 의해 전송될 RF 신호로서 피드된다. WLAN 트랜스시버(46)가 또한 필터, 증폭기, 제어, 타이밍 및 기타 회로(앞서 기술되어 있지 않고 명확함 및 간단함을 위해 생략됨)도 포함한다는 것을 잘 알 것이다. 앞서 기술한 바와 같이, WLAN 트랜스시버의 입력 및 출력은 아날로그 특성을 가지며, 저IF 또는 RF 기반 신호(low IF or RF based signal)이다. 따라서, 대부분의 이러한 WLAN 트랜스시버는 아날로그 부분으로 간주되며, 디지털 처리 또는 디지털 회로를 그다지 포함하지 않는다.

기저대역 프로세서(48)는 통상적으로 DSP(Digital Signal Processor) 및 기타 디지털 회로를 포함하는 디지털 부분이다. 디지털 기저대역 프로세서(48)와 WLAN 트랜스시버(46)로/로부터의 아날로그 신호 간에 적응하기 위해, 아날로그 신 호와 디지털 신호 간의 변환기 세트(31)가 프로세서(48)의 혼합 신호 부분(mixed signal part)으로서 포함되어 있다. 아날로그-디지털 변환기(69a, 69b)는 각각 포트(65a, 65b)를 통해 수신된 Q 및 I 신호를, OFDM 변조기(38)에 피드되는 디지털 표현으로 각각 변환한다. 이와 유사하게, OFDM 복조기(37)로부터의 디지털 Q 및 I 컴포넌트는 각자의 디지털-아날로그 변환기(32a, 32b)를 사용하여 아날로그로 변환된다. OFDM 복조기(38) 및 OFDM 변조기(37)는 통상 DSP(Digital Signal Processing)에 기초한 완전 디지털 회로이다.

[IQ 복조기(67)에 의해] 다운 주파수 시프트 및 I/Q 변조 후에 또한 아날로그-디지털 변환기(69a, 69b)에 의해 디지털화된 후에, 수신된 WLAN 신호는 OFDM 변조기(38)에 입력된다. 이 블록에서의 처리는 주파수 처리(frequency handling)(39), FFT(Fast Fourier Transform)(71), 디매퍼(de-mapper)(72), 및 블록(73)의 일부인 디스크램블러(descrambler), 디코더(통상 Viterbi 디코더) 및 디인터리버(de-interleaver)를 포함한다. 변조된 신호는 포트(14)를 통해 MAC 유닛(43)으로 출력된다.

전송 경로에서, 포트(75)를 통해 MAC 계층 프로세서(43)로부터 수신된 데이터는 OFDM 복조기(37)에 의해 I/Q 복조된다. OFDM 복조기(37)는, 그 중에서도 특히, 블록(36)의 일부인 스크램블러, 코더(보통 Viterbi 코더) 및 인터리버를 포함하며, 블록(36)은 출력 데이터를 매퍼(mapper)(35)에 피드하고, 매퍼(35)는 차례로 IFFT 유닛(34)에 피드한다. 순환 확장(cyclic extension)(33) 후에, 생성된 디지털 I/Q 컴포넌트는 각각 디지털-아날로그 변환기(32b, 32a)에 의해 아날로그로 변 환되고, 이들 아날로그 신호는 각각 WLAN 트랜스시버(46)의 포트(66a, 66b)로 출력된다. 기저대역 프로세서(48)가 또한 필터, 증폭기, 제어, 타이밍, 프레이밍, 동기화, 및 기타 회로(앞서 기술하지 않았으며 명확함 및 간단함을 위해 생략됨)도 포함한다는 것을 잘 알 것이다.

콘센트(outlet)

본 명세서에서, 용어 "콘센트"는 외부 장치를 건물 내에 설치된 배선에 쉽고 빠르게 접속(connection)하고 그로부터 분리(disconnection)시키는 것을 용이하게 해주는 전기-기계 장치를 나타낸다. 콘센트는 통상 배선에 고정된 접속부를 가지며, 통상 덮개(faceplate) 내에 통합된 커넥터에 의해 원하는 바에 따라 외부 장치를 쉽게 접속할 수 있게 해준다. 콘센트는 통상 벽이나 유사한 표면에 기계적으로 부착되거나 그 안에 탑재되어 있다. 통상의 콘센트의 비제한적인 예로는 전화 및 관련 장치를 접속시키는 전화 콘센트, 텔레비전 세트, VCR 등을 접속시키는 CATV 콘센트, LAN 배선["구조화된 배선(structured wiring)"이라고도 함]의 일부로서 사용되는 콘센트, 및 전기 기기에 전원을 접속시키는 전기 콘센트가 있다. 본 명세서에서, 용어 "벽"은 수직 벽에 부가하여, 천장 및 바닥(이에 한정되지 않음)을 비롯한 건물의 내부 또는 외부 표면을 나타낸다.

무선 통화권(wireless coverage)

IEEE802.11x (예를 들어, IEEE802.11/g/b), BlueTooth™, UWB (Ultra Wide-Band) 및 기타 등등의 대부분의 기존의 무선 기술은 자유 가시선(free line of sight) 환경에서 수십 미터로 제한되어 있다. 벽 및 기타 장애물이 존재하는 통상 의 건물 환경에서, 무선 통신의 범위가 상당히 감소될 수 있다. 그 자체로서, 대부분의 경우에, 단일의 무선 유닛(액세스 포인트 등)이 구내 전체를 효율적으로 담당할 수 없다. 통화권을 향상시키기 위해, 다수의 액세스 포인트(또는 임의의 다른 WLAN 유닛)가 통상 사용되고 그 환경 전체에 걸쳐 분포되어 있다.

모든 WLAN 유닛이 서로 및/또는 유선 데이터 유닛들과 통신할 수 있는 단일의 통신 클러스터를 형성하도록 액세스 포인트들이 상호 연결될 수 있게 해주기 위해, 유선 백본(wired backbone)이 통상 사용되고, 이 백본에 액세스 포인트들이 접속되어 있다. 유선 및 무선 세그먼트를 결합시키는 이러한 네트워크는, 예를 들어, Swartz 등의 미국 특허 제6,330,244호에 개시되어 있다. 현재, 이러한 구성은 통상 카테고리 5 케이블링(Category 5 cabling)(구조화된 배선이라고도 함)에 기초하는 전용의 유선 네트워크 구조를 갖는 사무실, 회사, 기업, 산업 설비, 및 기타 구내에서 보편적이다. 액세스 포인트 장치는, 통상 이더넷 기반 10/100BaseT 등의 표준 데이터 인터페이스에 의해, 근거리 통신망(LAN)에 기초한 기존의 배선과 인터페이스한다.

이상 설명한 바와 같이, 기존의 주택에 전용의 네트워크 배선 인프라를 설치하는 것은 실용적이지 않다. 종래 기술은 WLAN 유닛들을 상호 접속시키는 유선 백본으로서 기존의 AC 전력 배선도 사용하는 것을 개시하고 있다. 이러한 종래 기술의 예로는 Arora 등의 미국 특허 제6,535,110호, Mowery, Jr.의 미국 특허 제6,492,897호, Heinonen 등의 미국 특허 출원 제2003/0224728호, 및 Beamish 등의 미국 특허 제6,653,932호가 있다. WLAN 유닛을 연결시키기 위해 전력선을 백본으 로 사용하는 것은 몇가지 단점이 있다. 배선의 유형, 노이즈, 및 일반적인 유해 환경의 결과, 좋지 않은 신뢰할 수 없는 통신 매체가 얻어지고, 낮은 데이터 레이트를 제공하며 복잡하고 값비싼 모뎀을 필요로 한다. 그에 부가하여, WLAN 유닛을 전력선에 접속시키려면, 관련된 2개의 매체를 통해 물리 계층을 처리하기 위한 무선 모뎀 및 전력선 모뎀 둘다는 물론, 관련된 2개의 서로 다른 프로토콜을 브리징 및 처리하기 위한 복잡한 MAC를 필요로 한다. 그 자체로서, 이 해결 방안은 복잡하고, 비용이 많이 들며, 필요한 하드웨어의 양으로 인해 낮은 신뢰성을 제공한다.

미국 특허 출원 '9245은 안테나(52)를 통한 무선 링크와, 도 8에 나타낸 바와 같이, 커넥터(82)를 통해 연결된 유선 매체(83) 간의 브리징을 위한 장치(81)를 포함하는 시스템(80)을 제안하고 있다. 그렇지만, 무선 신호를 배선을 통해 전달하기 위해 주파수 시프트시키는 수퍼-헤테로다인 방식이 제안되어 있다.
Hazani 등의 WO2005/109845는 장치, 네트워크 및 방법을 기술하며, 표준 무선 모뎀은 OFDM 기반일 수 있는 무선 기저대역(baseband) 신호를 전달하기 위해 배선에 연결되어, 무선 IF 모뎀에 의해 직접 생성되거나, 모뎀 RF 신호로부터 추출될 수 있다. 배선은 전화, AC 전원 또는 CATV 배선과 같은 빌딩 유틸리티 배선일 수 있다. 기저대역 신호는, FDM을 이용하여 유틸리티 배선을 통해서 유틸리티 서비스 신호로 동시에 전달된다. 장치는, 콘센트나 플러그인 콘센트 어댑터(plug-in outlet adapter) 내에 데이터 유닛, 독립형 전용 인클로저(standalone dedicated enclosure)로 들어가 있을 수 있다. 데이터 유닛들은 표준 데이터 커넥터와 같은 배선 포트에 의해서, 또는 무선 커넥션을 통해서 장치에 연결될 수 있다. 장치는 국부적으로, 또는 배선을 통해서 전달된 전원 신호를 통해서 전원을 공급받을 수 있다.
Binder의 WO 01/80543은, 유선 및 비유선 세그먼트 모두를 포함하는, 주택 또는 다른 빌딩 내의 LAN을 기술한다. 유선 세그먼트들은 빌딩 내의 새로운 또는 현재의 전선(wire)에 기초하며, 전선으로의 액세스는 전화 시스템, 전원 분배 시스템(electrical power distribution system), 또는 케이블 텔레비전 배선 시스템과 같은 콘센트에 의해 제공된다. 비유선 세그먼트들은, 라디오, 사운드, 또는 광(예컨대, 적외선)과 같은 전파된 파장(wave)을 이용한 통신에 기초한다. 유선 및 비유선 세그먼트들은, 세그먼트들 간의 메디에이터(mediator)로서 작용하는 모듈을 이용하여, 콘센트 내에 인터페이스(interface)한다. 모듈은 콘센트로 통합되어, 부분적으로 콘센트 내에 하우싱되거나, 콘센트 외부에 부착될 수 있다. 그러한 네트워크는 전선에 의해 연결된 데이터 유닛 및 전선없이 연결된 데이터 유닛들의 통신이 통합될 수 있도록 한다.

상기한 바를 고려하여, 간단하고 비용 효과적이며 믿을 수 있고 확실한 최소 부품수의 최소 하드웨어로 또는 기존의 이용가능한 부품을 사용하여, 신호, 특히 무선 신호를 주파수 시프트시키는 방법 및 시스템을 제공하면 당해 기술 분야의 진보일 것이다.

게다가, 간단하고 비용 효과적이며 믿을 수 있고 확실한 최소 부품수의 최소 하드웨어로 또는 기존의 이용가능한 부품을 사용하여, 무선 네트워크의 통화권을 확장시키고, 특히 통화권을 특정의 요구된 장소까지 확대시키는 방법 및 시스템을 가지면 아주 유익할 것이다.

이와 유사하게, 간단하고 비용 효과적이며 믿을 수 있고 확실한 최소 부품수 의 최소 하드웨어로 또는 기존의 이용가능한 부품을 사용하여, 분리된 또는 격리된 통화권 영역을 매끄럽게 상호 연결시키는 방법 및 시스템을 가지면 아주 유익할 것이다.

게다가, 유선 통신을 위해 무선 신호, 무선 기술 및 무선 부품을 사용하는 방법 및 시스템을 가지면 아주 유익할 것이다.

<발명의 요약>

본 발명의 일 양태에서, 신호를 주파수 시프트시키는 방법 및 장치가 기술되어 있다. 제1 주파수 대역 내의 신호가 I/Q 복조기에 의해 그의 'I' 및 'Q' 컴포넌트 신호로 I/Q 복조되고, 이들 신호는 다른 비중첩 제2 주파수 대역에 그 신호를 재구성하기 위해 I/Q 변조기에 의해 변조된다. 이와 유사하게, 제2 주파수 대역을 제1 주파수 대역으로 주파수 시프트시킴으로써 양방향 반이중(half-duplex) 또는 전이중(full-duplex) 경로를 가능하게 해주기 위해 부가의 I/Q 복조기 및 I/Q 변조기 세트가 사용될 수 있다. 이 신호는, 각각의 주파수 대역마다 하나씩, 2개의 안테나에 의해 수신 및 전송되는 무선 신호일 수 있다. 다른 대안으로서, 양 주파수 대역 둘다에 대해 하나의 안테나가 사용될 수 있다. 상기 시스템들 전부에서의 주파수 시프터는 이하에서 믹서/필터, 헤테로다인 또는 수퍼-헤테로다인, 또는 상기한 바와 같이 I/Q 복조 및 변조를 사용하는 것과 같은, 임의의 주파수-시프트 방식을 사용할 수 있다.

본 발명의 다른 양태에서, 무선 네트워크에서 통화권을 향상시키기 위해 또한 2개의 격리된 또는 분리된 무선 통화권 영역을 매끄럽게 브리징하기 위해 주파 수 시프트가 사용된다. 이 네트워크는 제1 주파수 대역을 통해 서로 통신을 하는 2개의 주파수 시프터에 기초한다. 제1 무선 유닛으로부터의 무선 신호는 한쪽 시프터에 의해 수신되고 이어서 다른 주파수 대역으로 주파수 시프트되어, 다른쪽 시프터로 전송된다. 다른쪽 시프터는 수신된 신호를 원래의 전송 주파수 대역으로 시프트시키고 제1 무선 유닛으로부터 멀리 떨어진 다른 무선 유닛으로 전송함으로써, 2개의 무선 유닛 간의 무선 링크를 생성한다. 반이중 또는 양방향 동작을 가능하게 해주기 위해 반대 방향도 동작한다.

상기 주파수 시프터들 간의 통신은 2개(또는 그 이상)의 부가적인 중간 주파수 시프터도 사용할 수 있으며, 따라서 또하나의 다른 주파수 대역으로의 추가적인 주파수 시프트를 가지며, 2개의 무선 유닛 간의 추가적인 범위 및 거리의 증가를 가능하게 해준다.

본 발명의 다른 양태에서, 무선 네트워크에서 상호 접속 유선 매체를 사용하여 통화권을 향상시키고 또한 2개 이상의 격리된 또는 분리된 무선 통화권 영역 간에 매끄럽게 브리징하기 위해 주파수 시프트가 사용된다. 이 네트워크는 유선 매체를 통해 서로 통신을 하는 2개 이상의 주파수 시프터(각각이 서로 다른 영역을 담당함)에 기초한다. 제1 무선 유닛으로부터의 무선 신호는 한쪽 시프터에 의해 수신되고 이어서 유선 매체를 통해 전달되기 위해 다운 주파수 시프트되어, 다른쪽 시프터로 전송된다. 다른쪽 시프터는 수신된 신호를 원래의 전송 주파수 대역으로 시프트시키고 제1 무선 유닛으로부터 멀리 떨어진 다른 무선 유닛으로 전송함으로써, 2개의 무선 유닛 간의 무선 링크를 생성한다. 반이중 또는 양방향 동작을 가 능하게 해주기 위해 반대 방향도 동작한다.

주파수 시프터를 유선 매체에 접속시키는 일은 적당한 커넥터는 물론 과도 현상, 과잉 전압 및 번개에 대응하기 위한 보호 회로 및 유선 매체 상의 원하지 않은 신호로 인한 손상을 감소 또는 제거하기 위한 임의의 다른 보호 수단도 사용할 수 있다. 시프트된 무선 신호만을 통과시키고 상기한 경로 내의 다른 신호들을 제거 또는 차단시키기 위해 대역 통과 필터도 사용될 수 있다. 공통-모드 간섭을 격리 및 감소시키기 위해 변압기가 사용될 수 있다. 게다가, 유선 매체로/로부터 적절한 레벨의 신호를 전송/수신하기 위해 배선 구동기(wiring driver) 및 배선 수신기(wiring receiver)가 사용될 수 있다. 유선 매체의 임의의 주파수 의존적 특성을 보상하기 위해 등화기도 사용될 수 있다.

본 발명의 다른 양태에서, 유선 매체는 동시에 AC 또는 DC일 수 있는 전력 신호도 전달한다. 전력 신호는, 유선 매체로/로부터의 전력 신호를 연결시키기 위한 일련의 저역 통과 필터(DC를 위한 것임) 또는 대역 통과 필터(AC를 위한 것임), 및 유선 매체로/로부터의 시프트된 무선 신호를 연결시키기 위한 고역 통과 필터 또는 대역 통과 필터를 사용하여, 시프트된 무선 신호를 전달하는 데 사용되는 대역과 다른 주파수 대역을 통해 전달된다. 전력 신호가 한 지점에서 삽입되고 주파수 시프터를 연결시키기 위해 사용되는 동일한 지점일 수 있는 다른 지점에서 추출될 수 있다. 유선 매체를 통해 전달되는 전력 신호는, 전력 신호 레벨 및 유형을 연결된 하드웨어의 동작에 필요한 전압(통상 DC)에 적합하도록 하는 데 적용가능한 전력 변환기(power converter)를 사용하여, 임의의 연결된 장치에 전력을 공급하는 데는 물론 주파수 시프터 및 임의의 연결된 회로의 전부 또는 그 일부에 전력을 공급하는 데 사용될 수 있다. 본 발명의 일 양태에서, 전력 전달 유선 매체는, 일반적으로 발전소 115V 60Hz(북미에서)로부터 또한 특히 건물에서 전기 전력을 배전하기 위해 주로 설치된 AC 전기 전력선이다.

본 발명의 다른 양태에서, 유선 매체는 아날로그 또는 디지털 형태일 수 있는 비전력 신호도 동시에 전달한다. 이와 유사하게, 아날로그 전화 또는 CATV 관련 신호 등의 서비스 신호도 FDM을 사용하여 동시에 전달될 수 있다. 유선 매체로/로부터 다양한 신호를 연결시키는 것은 일련의 필터를 사용하는 것을 수반하며, 각각의 필터는 해당 신호의 특정 대역을 통과시키고 유선 매체를 공유하는 기타 신호를 차단하기 위한 것이다. 추가되는 신호가 한 지점에서 삽입될 수 있고 주파수 시프터를 연결하는 데 사용되는 동일한 지점일 수 있는 다른 지점에서 추출될 수 있다. 본 발명의 다른 양태에서, 특정 주파수 대역을 사용하는 상기한 비전력 신호에 부가하여 전달되는 전력 신호가 해당 필터를 사용하여 유선 매체로/로부터 연결된다. 전력 신호는 유선 매체에 연결된 임의의 장치에 전력을 공급하는 데 사용될 수 있다.

본 발명의 다른 양태에서, 하나 이상의 주파수 시프터가 무선 유닛(WAP 등)에 전도성 연결(conductively connected)되어, 단일의 인클로저에 둘다를 통합시키는 일체부(integral part)를 형성할 수 있다. 다른 대안으로서, 주파수 시프터 및 그의 접속된 환경은 기존의 또는 이용가능한 무선 유닛에 외부 장치로서 접속가능할 수 있다. 무선 유닛에 연결하는 것은 경로에서의 신호의 레벨을 조정하기 위해 감쇠기를 통할 수 있다. 전도성 경로를 안테나와 공유하기 위해 분할기(splitter)가 그 사이에 추가될 수 있으며, 따라서 무선 유닛의 공중을 통한 무선 통신(through-the-air wireless communication)을 유지할 수 있다. 유선 매체에 대해 복수의 주파수 시프터를 이용하는 네트워크에서, 하나 이상이 무선 유닛에 전도성 연결될 수 있어, 유선만, 무선만 또는 이들의 임의의 조합이 유선 매체에 연결할 수 있게 해준다.

본 발명의 다른 양태에서, 다수의 서로 다른 유선 매체가 이용된다. 단일의 주파수 시프터 및 분할기를 사용함으로써 모든 유선 매체들 간에 데이터가 공유된다. 분할기는 모든 유선 매체에 연결되어 있고, 따라서 그들 모두는 단일의 주파수 시프터를 공유한다. 이 주파수 시프터는 상기한 바와 같이 무선 유닛에 무선 연결 또는 전도성 연결될 수 있다. 각각의 이러한 유선 매체의 다른쪽 단부에 연결된 장치들은 상기한 바와 같을 수 있다. 상기한 바와 유사하게, 일부 또는 모든 유선 매체는 FDM, 허상 채널(phantom channel), 분할탭 변압기(split-tap transformer) 또는 본 명세서에 기술된 또는 공지된 임의의 다른 방식을 사용하여 전력 또는 기타 신호들을 동시에 전달할 수 있다.

본 발명의 다른 양태에서, 어떤 프로토콜 변환도 없이 제1 주파수 대역에서 제1 주파수 대역과 다른 제2 주파수 대역으로의 제1 확산 스펙트럼 신호의 확실한 주파수 시프트를 위한 장치가 제공되며, 상기 장치는, 상기 제1 주파수 대역에 있는 상기 제1 확산 스펙트럼 신호를 수신하는 제1 포트; 상기 제1 포트에 연결되어 상기 제1 포트로부터 상기 제1 확산 스펙트럼 신호를 수신하여, 상기 제1 확산 스 펙트럼 신호의 I 및 Q 컴포넌트 신호를 도출하는 제1 I/Q 복조기; 상기 제1 I/Q 복조기에 연결되어 상기 제1 확산 스펙트럼 신호의 I 및 Q 컴포넌트 신호를 수신하는 제1 I/Q 변조기 - 상기 제1 I/Q 변조기는 제1 확산 스펙트럼 신호를 재구성하고 이 제1 확산 스펙트럼 신호를 상기 제2 주파수 대역으로 주파수 시프트시키는 동작을 함 -; 및 상기 제1 I/Q 변조기에 연결되어 상기 제1 I/Q 변조기로부터 상기 주파수 시프트된 신호를 수신하여, 상기 제2 주파수 대역 내의 상기 주파수 시프트된 제1 확산 스펙트럼 신호를 출력하는 제2 포트를 포함한다. 상기 장치는 또한 어떤 프로토콜 변환도 없이 상기 제2 주파수 대역으로부터 상기 다른 제1 주파수 대역으로 제2 확산 스펙트럼 신호를 확실히 주파수 시프트시키는 동작을 할 수 있으며, 상기 장치는, 상기 제2 주파수 대역에 있는 상기 제2 확산 스펙트럼 신호를 수신하는 제3 포트; 상기 제3 포트에 연결되어 상기 제3 포트로부터 상기 제2 확산 스펙트럼 신호를 수신하여, 상기 제2 확산 스펙트럼 신호의 I 및 Q 컴포넌트 신호를 도출하는 제2 I/Q 복조기; 상기 제2 I/Q 복조기에 연결되어 상기 제2 확산 스펙트럼 신호의 I 및 Q 컴포넌트 신호를 수신하는 제2 I/Q 변조기 - 상기 제2 I/Q 복조기는 상기 제1 주파수 대역으로 주파수 시프트된 상기 제2 확산 스펙트럼 신호를 재구성하는 동작을 함 -; 및 상기 제2 I/Q 변조기에 연결되어 상기 제2 I/Q 변조기로부터 상기 주파수 시프트된 신호를 수신하여, 상기 제1 주파수 대역 내의 상기 주파수 시프트된 제2 확산 스펙트럼 신호를 출력하는 제4 포트를 더 포함한다.

본 발명의 다른 양태에서, 제1 무선 유닛 및 제2 무선 유닛 사이에서 제1 주파수 대역으로 전달되는 제1 무선 신호를 무선 통신하기 위한 네트워크가 제공되 며, 상기 네트워크는, 상기 제1 무선 유닛으로 상기 제1 무선 신호를 무선 통신하기 위한 제1 주파수 시프터 - 상기 제1 주파수 시프터는 상기 제1 주파수 대역 및 상기 제1 주파수 대역과 다른 제2 주파수 대역 사이에서 상기 제1 무선 신호를 주파수 시프트시키는 동작을 함 -; 및 상기 제2 무선 유닛으로 상기 제1 무선 신호를 무선 통신하기 위한 제2 주파수 시프터 - 상기 제2 주파수 시프터는 상기 제1 주파수 대역 및 상기 제2 주파수 대역 사이에서 상기 제1 무선 신호를 주파수 시프트시키는 동작을 함 - 를 포함한다.

본 발명의 다른 양태에서, 어떤 프로토콜 변환도 없이 무선 매체로 전달되는 무선 주파수 대역 내의 무선 신호와 유선 매체로 전달되는 유선 주파수 대역 내의 유선 신호 간에 주파수 시프트시키는 장치가 제공되며, 상기 장치는, 상기 무선 신호를 수신 및 전송하는 안테나; 상기 유선 매체에 연결시키는 배선 커넥터(wiring connector); 상기 무선 주파수 대역으로부터 상기 유선 주파수 대역으로 신호를 다운 주파수 시프트시키는 다운 주파수 시프터(down frequency shifter); 상기 유선 주파수 대역으로부터 상기 무선 주파수 대역으로 신호를 상향 주파수 시프트시키는 상향 주파수 시프터(up frequency shifter); 상기 안테나, 상기 다운 주파수 시프터 및 상기 상향 주파수 시프터 사이에 연결된 RF 스위치 - 상기 RF 스위치는 제1 및 제2 상태를 가지며, 상기 제1 상태에서 상기 안테나는 상기 다운 주파수 시프터에 연결되고, 상기 제2 상태에서 상기 안테나는 상기 상향 주파수 시프터에 연결됨 -; 및 상기 배선 커넥터, 상기 다운 주파수 시프터 및 상기 상향 주파수 시프터 사이에 연결된 유선 주파수 대역 스위치 - 상기 유선 주파수 대역 스위치는 제1 및 제2 상태를 가지며, 상기 제1 상태에서 상기 배선 커넥터는 상기 다운 주파수 시프터에 연결되고 상기 제2 상태에서 상기 커넥터는 상기 상향 주파수 시프터에 연결됨 - 를 포함하며, 상기 장치는 서로 다른 제1 및 제2 상태로 스위칭가능하며, 상기 장치의 상기 제1 상태에서는, 상기 안테나로부터 상기 무선 신호를 수신하고 이 무선 신호를 다운 주파수 시프트시키며 이 시프트된 무선 신호를 상기 배선 커넥터로 전송하기 위해, 상기 RF 스위치가 그의 상기 제1 상태에 있고 상기 유선 주파수 대역 스위치가 그의 상기 제1 상태에 있으며, 상기 장치의 상기 제2 상태에서는, 상기 배선 커넥터로부터 상기 주파수 시프트된 무선 신호를 수신하고 이 무선 신호를 재구성하기 위해 상향 주파수 시프트시키며 이 무선 신호를 상기 안테나로 전송하기 위해, 상기 RF 스위치가 그의 상기 제2 상태에 있고 상기 유선 주파수 대역 스위치가 그의 상기 제2 상태에 있다. 상기 장치는, 상기 배선 커넥터에 연결되어, 상기 유선 주파수 대역 내의 신호의 존재를 감지하는 제1 신호 검출기; 및 상기 안테나에 연결되어, 상기 무선 주파수 대역 내의 신호의 존재를 감지하는 제2 신호 검출기를 더 포함할 수 있으며, 상기 장치는 상기 무선 주파수 대역 내의 신호의 존재를 감지할 시에 그의 상기 제1 상태로 시프트하고 상기 유선 주파수 대역 내의 신호의 존재를 감지할 시에 그의 상기 제2 상태로 시프트하는 동작을 한다.

본 발명의 다른 양태에서, 복수의 무선 유닛들 간에 무선 신호를 무선 통신하는 네트워크가 제공되며, 상기 무선 신호는 무선 주파수 대역으로 전달되고, 상기 무선 유닛은 상기 무선 주파수 대역과 다른 주파수이거나 그보다 낮은 주파수의 유선 주파수 대역으로 유선 신호를 전달하기 위해 유선 매체에 의해 상호 연결되어 있으며, 상기 네트워크는 각각이 상기 유선 매체에 연결되어 있는 복수의 주파수 시프터를 포함하고, 상기 네트워크는 2개의 서로 다른 상태를 가지며, 제1 상태에서, 상기 주파수 시프터들 중 하나는 상기 무선 유닛들 중 하나로부터 제1 무선 신호를 무선 수신하고, 상기 수신된 무선 신호를 상기 유선 주파수 대역으로 다운 주파수 시프트시키며, 상기 시프트된 무선 신호를 상기 유선 매체에 연결시키는 동작을 하는 반면, 모든 다른 주파수 시프터들은 상기 유선 매체로부터 상기 시프트된 무선 신호를 수신하고, 상기 수신된 시프트된 무선 신호를 상기 무선 주파수 대역으로 상향 주파수 시프트시켜 상기 제1 무선 신호를 재구성하며, 상기 재구성된 제1 무선 신호를 전송하고, 제2 상태에서, 상기 주파수 시프터들 중 하나는 무선 유닛으로부터 제2 무선 신호를 무선 수신하고, 상기 수신된 무선 신호를 상기 유선 주파수 대역으로 다운 주파수 시프트시키며, 상기 시프트된 무선 신호를 상기 유선 매체에 연결시키는 동작을 하는 반면, 모든 다른 주파수 시프터들은 상기 유선 매체로부터 상기 시프트된 무선 신호를 수신하고, 상기 수신된 시프트된 무선 신호를 상기 무선 주파수 대역으로 상향 주파수 시프트시켜 상기 제2 무선 신호를 재구성하며, 상기 재구성된 제2 무선 신호를 전송한다.

본 발명의 다른 양태에서, 안테나 커넥터를 가지며 무선 주파수 대역으로 무선 신호를 수신 및 전송하는 동작을 하는 무선 유닛과 함께 사용하기 위한, 각각이 유선 주파수 대역으로 신호들을 전도하는 동작을 하는 복수의 다른 유선 매체를 갖는, 상기 무선 신호를 복수의 유선 매체에 연결시키는 장치가 제공되며, 상기 장치는, 상기 무선 주파수 대역으로 상기 무선 신호를 수신 및 전송하기 위해 상기 무 선 유닛의 상기 안테나 커넥터에 연결시키는 동축 커넥터; 각각이 서로 다른 유선 매체에 연결시키는 복수의 배선 커넥터; 상기 무선 주파수 대역과 상기 유선 주파수 대역 간에 주파수 시프트를 위해 연결되어 있는 주파수 시프터; 상기 동축 커넥터와 상기 주파수 시프터 간에 연결되어, 상기 무선 주파수 대역 내의 상기 신호를 실질적으로 감쇠시키는 RF 감쇠기; 및 상기 주파수 시프터에 연결되어 있는, 복수의 포트를 갖는 유선 대역 분할기 - 각각의 포트는 배선 커넥터에 연결되어 있고 상기 분할기는 상기 유선 주파수 대역 내의 신호를 그에 연결된 모든 장치와 공유하는 동작을 함 - 를 포함한다. 상기 장치는 또한 제2 무선 유닛과 무선 통신을 하는 동작을 하며, 상기 장치는, 상기 무선 주파수 대역으로 상기 무선 신호를 수신 및 전송하는 안테나; 및 상기 안테나, 상기 감쇠기 및 상기 동축 커넥터 간에 연결되어 있는 RF 분할기를 더 포함한다.

본 발명의 다른 양태에서, 복수의 서로 다른 유선 매체에 의해 상호 연결된 복수의 무선 유닛 간에 무선 주파수 대역으로 무선 신호를 무선 통신하는 네트워크가 제공되고, 상기 무선 매체들은 상기 무선 주파수 대역과 다른 주파수이거나 그보다 낮은 주파수의 유선 주파수 대역을 제공하고, 각각의 유선 매체는 제1 및 제2 단부를 가지며, 상기 네트워크는, 선택된 무선 유닛에 연결되고 상기 유선 매체들 각각의 제1 단부에 연결되어 있는 센터 장치 - 상기 센터 장치는 상기 무선 주파수 대역과 상기 유선 주파수 대역 간에 상기 무선 신호를 주파수 시프트시키는 동작을 함 -; 및 복수의 원격 장치 - 각각의 원격 장치는 상기 무선 매체들 중 각각의 무선 매체의 제2 단부에 연결되고 각자의 무선 유닛에 연결되어 있으며, 상기 원격 장치들 각각은 상기 무선 주파수 대역과 상기 유선 주파수 대역 간에 신호를 주파수 시프트시키는 동작을 함 - 를 포함하고, 상기 네트워크는 상기 센터 장치가 상기 선택된 무선 유닛으로부터 상기 무선 대역으로 상기 무선 신호를 수신하고 상기 무선 신호를 상기 유선 주파수 대역으로 다운 주파수 시프트시키며 이 시프트된 무선 신호를 모든 연결된 유선 매체들로 전송할 수 있게 해주는 동작을 하며, 상기 원격 장치들 각각은 상기 센터 장치로부터의 시프트된 무선 신호를 상기 무선 주파수 대역으로 상향 주파수 시프트시키고 상기 무선 신호를 재구성하며 상기 재구성된 무선 신호를 상기 각자의 무선 유닛으로 전송하는 동작을 하며, 상기 네트워크는 상기 원격 장치들 중 하나가 그에 연결된 상기 무선 유닛들 중 하나로부터 상기 무선 대역으로 무선 신호를 수신하고 상기 수신된 무선 신호를 상기 유선 주파수 대역으로 다운 주파수 시프트시키며 이 시프트된 무선 신호를 상기 연결된 유선 매체로 전송할 수 있게 해주는 동작을 하며, 상기 센터 장치는 상기 수신된 시프트된 무선 신호를 상기 무선 주파수 대역으로 상향 주파수 시프트시키고 상기 무선 신호를 재구성하며 상기 재구성된 무선 신호를 상기 연결된 무선 유닛으로 전송하는 동작을 한다.

상기 주파수 시프터들 각각은 단방향일 수 있거나 반이중(half-duplex) 또는 양방향 동작은 물론 전이중(full duplex)도 고려한 것일 수 있다. 이러한 구성에서, 임계값 검출기는 수신 포트에 연결되어 있다. 신호 흐름의 방향은 네트워크 흐름에 의해 동적으로 판정된다. 포트에서 수신 신호의 존재를 감지할 시에, 시프터는 이 포트(무선 신호의 경우 안테나 또는 유선 매체의 경우 커넥터임)로부터 신 호를 수신하고 다른쪽 포트(무선 신호의 경우 안테나 또는 무선 매체의 경우 커넥터임)에서 전송하는 동작을 한다.

상기한 주파수 시프터들 각각에서, 상기한 I/Q 변조기 및 I/Q 복조기 중 하나 이상은 시중에서 통상 입수가능하고 무선 유닛에서 통상 사용되는 무선 트랜스시버 부품의 일부일 수 있다. 제1 주파수 대역들(적용가능한 경우, 제2 주파수 대역들) 각각은 제어 포트 또는 사용자 설정가능한 기계적 스위치에 의해 복수의 가능한 대역들 중에서 선택가능할 수 있다.

상기 시스템들 모두에서의 주파수 시프터는 믹서/필터, 헤테로다인 또는 수퍼-헤테로다인, 또는 상기한 바와 같은 I/Q 복조 및 변조를 사용하는 것 등의 어떤 주파수 시프트 방식이라도 사용할 수 있다.

상기 신호들 각각은 다중-반송파(예를 들어, OFDM, DMT 및 CDMA) 또는 단일 반송파(협대역) 신호 등의 확산 스펙트럼 신호일 수 있다. 상기한 무선 신호 또는 무선 통신 링크 각각은 WPAN, WLAN, WMAN, WAN, BWA, LMDS, MMDS, WiMAX, HIPERMAN, IEEE802.16, 블루투스, IEEE802.15, IEEE802.11 (a, b 및 g 등), UWB, ZigBee 및 GSM, GPRS, 2.5G, 3G, UMTS, DCS, PCS 및 CDMA 등의 셀룰러일 수 있다. 이와 유사하게, 상기 주파수 대역들 각각은 ISM 주파수 대역의 일부일 수 있다.

2개의 서로 다른 대역에 대해 앞서 기술하였지만, 동일한 주파수 할당된 표준의 일부인 2개의 비중첩 채널이 사용될 수 있다.

상기한 장치들, 서브시스템들 및 시스템들 중 어느 것이라도 단일의 인클로저 내에 완전히 또는 부분적으로 내포될 수 있다. 이 인클로저는 벽에 설치될 수 있고, 또한 콘센트에 꽂을 수 있도록 구성될 수도 있다. 게다가, 이 인클로저는 콘센트에 기계적으로 부착(및 분리)될 수 있다. 인클로저는 또한 표준의 콘센트를 대체하도록 형성될 수 있으며, 표준의 콘센트와 거의 유사한 형태를 갖도록 구성될 수 있거나, 표준의 벽 콘센트와 거의 유사한 벽 설치 요소로서 구성될 수 있거나, 콘센트 구멍 또는 캐비티에 직접 설치가능하게 해주는 형상을 갖도록 구성될 수 있거나, 표준의 콘센트를 적어도 부분적으로 대체하는 형태를 갖도록 구성될 수 있다.

상기한 임의의 실시예에서, 유선 매체는 임의의 2개의 도체 또는 임의의 2개의 전선일 수 있다. 상세하게는, 유선 매체는 UTP, STP, 동축 케이블, 전화선쌍, CATV 동축 케이블, AC 전력선쌍, 및 카테고리 5 또는 카테고리 6 등의 LAN 케이블일 수 있다. 유선 매체는 옥외에 있거나, 옥내에 있거나, 또는 이들 간을 연결할 수 있고, 건물 내의 콘센트를 통해 액세스될 수 있다. 동축 케이블에 연결하기 위한 동축 커넥터 및 전화선쌍에 연결하기 위한 전화 커넥터 등, 특정 유형의 유선 매체에 연결하기 위해 적당한 커넥터가 사용될 수 있다. 유선 매체는 LAN 케이블 내의 단일의 미사용 연선쌍(twisted-pair) 또는 병렬로 연결된 2개의 이러한 쌍일 수 있다. 본 발명의 다른 양태에서, 유선 매체는 이더넷 lOBaseT, 100BaseTX 또는 lOOOBaseT에서 사용되는 LAN 케이블 내의 2개의 연선쌍 등의 2개의 전선쌍 간에 형성된 허상 채널(phantom channel)을 사용하고 있다. 이와 유사하게, 임의의 PAN, LAN, MAN 또는 WAN 배선이 유선 매체로서 사용될 수 있다.

게다가, 유선 매체의 토폴로지는 각각의 단부에 하나씩, 단지 2개의 장치만 을 연결하는 포인트-투-포인트일 수 있거나, 버스, '트리', '스타' 및 포인트-투-멀티포인트(point-to-multipoint) 등의 임의의 멀티포인트 토폴로지(multi-point topology)일 수 있다.

유선 매체를 통해 DC 전력을 전달하는 것은 PoE 방식(IEEE802.3af 또는 IEEE802.3at 등을 준수함) 및 부품을 사용할 수 있다. DC 전력 신호 또는 임의의 저주파 신호(POTS 아날로그 전화 등)를 멀티플렉싱하는 것은 상기한 바와 같은 FDM 또는 분할탭 변압기(split-tap transformer)를 사용할 수 있다. 게다가, DC 전력 및 POTS는, 톤을 사용하는 등, '온-후크' 및 '오프-후크' 신호를 전달하기 위해 비DC 관련 방법을 사용하여 동일한 2개의 도체를 통해 둘다 동시에 전달될 수 있다.

본 발명의 다른 양태에서, LAN 케이블의 일부이거나 그렇지 않은 허상 채널은 전력 신호(PoE 또는 AC 전력 신호 등)를 갖거나 갖지 않는 무선-기반 신호(UWB 또는 시프트된 무선 신호 등)를 전달하는 데 사용된다. 전력 및 기타 신호는 FDM을 사용하여 단일의 허상 채널을 통해 전달될 수 있다.

본 발명의 다른 양태에서, 하나 이상의 주파수 시프터의 비전도성 경로는 공중을 통해 전파되는 무선-기반 무선 신호(radio-based wireless signal)가 아니다. 그 대신에, 광섬유 케이블 등의 다른 비전도성 매체가 고려될 수 있다. 게다가, (비전도성 경로를 이루는) 공중을 통한 통신은 가시 스펙트럼 또는 비가시(예를 들어, IR 및 UV) 스펙트럼에 있는 광, 또는 오디오/음성 스펙트럼에서 음향파, 즉 초음파(ultrasound) 또는 저주파음파(infrasound)를 사용하는 등의, 전자기 무선파 이외의 물리적 현상을 사용할 수 있다. 각각의 경우에, 안테나 및 기타 관련 부품 은 상기한 물리적 현상을 사용하여 수신 또는 전송을 할 수 있거나 둘다를 할 수 있는 장치로 대체될 수 있다. 이와 유사하게, 시프터 및 기타 연결된 장비는 요구된 주파수 대역을 지원하기 위해 대체 또는 조정될 필요가 있다.

본 발명에 따른 시스템 및 네트워크는 향상된 자유 대기 전파 통화권(free-air propagation coverage)을 가능하게 해주기 위해 옥외에서 사용될 수 있거나, 건물 내의 방(room) 및 층(floor) 간의 무선 통신을 가능하게 해주기 위해 옥내에서 사용될 수 있다. 이와 마찬가지로, 이 구성은 건물 간의 통신을 가능하게 해줄 수 있다. 게다가, 상기한 방법은 옥외 통신과 옥내 통신 간의 브리징을 가능하게 해주기 위해 사용될 수 있다. 또한, 무선 신호가 동일한 주파수 대역을 사용하는 장소들 간에 백본으로서 역할하는 무선 또는 유선 매체를 통해 전달될 수 있으며, 따라서 충실하게 무선 신호를 완전히 복원할 수 있거나, 본 시스템은 원격 장소들 간에 무선 신호를 주파수 시프트시키는 데 사용될 수 있다.

상기한 요약은 본 발명의 모든 양태를 망라한 리스트가 아니다. 실제로, 본 발명자는 자신의 발명이 상기 요약된 다양한 양태들의 모든 적당한 조합 및 파생물로부터 실시될 수 있는 모든 시스템 및 방법은 물론 이하의 상세한 설명에 기술되고 본 출원과 함께 제출된 청구범위에 특별히 언급된 시스템 및 방법을 포함한다고 생각하고 있다. 이러한 조합은 상기 요약에 구체적으로 기술되지 않은 특별한 이점을 갖는다.

본 발명의 실시예들이 예시로서만 도시되고 기술되어 있는 이하의 상세한 설명으로부터 본 발명의 다른 실시예들이 당업자에게는 명백하게 될 것임을 잘 알 것 이다. 잘 알 것인 바와 같이, 본 발명은 기타 다른 실시예들을 구현할 수 있으며, 그의 몇가지 상세가 청구 범위에 정의된 본 발명의 정신을 벗어남이 없이 다양한 다른 양태에서 수정될 수 있다. 따라서, 첨부 도면 및 상세한 설명은 사실상 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 간주되어야만 한다.

본 발명의 상기한 특징 및 이점과 기타 특징 및 이점이 이하의 설명, 도면 및 첨부된 청구 범위로부터 더 충분히 명백하게 되거나, 이하에서 기술되는 바와 같이 본 발명을 실시함으로써 알 수 있게 될 것이다. 이러한 부가적인 장치 및 이점이 이 설명에 포함되고, 본 발명의 범위 내에 속하며, 또한 첨부된 청구 범위에 의해 보호되는 것으로 보아야 한다.

본 발명의 상기한 이점 및 특징과 기타 이점 및 특징이 달성되도록, 이상에서 간략히 기술된 본 발명에 대해 첨부 도면에 도시된 본 발명의 특정 실시예를 참조하여 보다 상세히 설명한다. 유사한 참조 번호가 유사한 구성요소를 나타내는 첨부 도면을 참조하여, 본 발명이 본 명세서에 단지 비제한적인 예로서 기술되어 있다. 이들 도면이 본 발명의 대표적인 실시예에 관한 정보를 제공할 뿐이며 따라서 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 생각되어서는 안된다는 것을 잘 알 것이다.

도 1은 임의의 신호의 주파수 스펙트럼 및 그의 주파수 시프트된 복제물을 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 2는 종래 기술의 주파수 시프터의 간략화된 전반적인 기능 블록도를 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 3은 종래 기술의 수퍼-헤테로다인 주파수 시프터의 간략화된 전반적인 기능 블록도를 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 4는 종래 기술의 WLAN 유닛의 간략화된 전반적인 기능 블록도를 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 5는 IEEE802.11g 표준에 따른 종래 기술의 채널 주파수 스펙트럼 할당을 개략적으로 나타낸 그래프이다.

도 6은 I/Q 신호 표현을 사용하여 종래 기술의 확산 스펙트럼 OFDM 모뎀의 간략화된 전반적인 기능 블록도를 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 7은 종래 기술의 WLAN 트랜스시버의 간략화된 전반적인 기능 블록도를 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 8은 주파수 시프트를 사용하는 종래 기술의 WLAN 무선/유선 브리징을 간략화하여 전반적으로 나타낸 개략도이다.

도 9는 본 발명에 따른 2개의 WLAN 유닛의 백투백 접속(back-to-back connection)에 기초한 주파수 시프터의 간략화된 전반적인 기능 블록도를 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 10은 본 발명에 따른 주파수 시프터의 간략화된 전반적인 기능 블록도를 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 11은 본 발명에 따른 단방향 주파수 시프터의 간략화된 전반적인 기능 블록도를 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 12는 본 발명에 따른 양방향 주파수 시프터의 간략화된 전반적인 기능 블 록도를 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 13, 도 13a, 도 13b 및 도 13c는 본 발명에 따른 주파수 시프터의 간략화된 전반적인 기능 블록도를 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 14는 본 발명에 따른 주파수 시프터 제어의 간략화된 전반적인 기능 흐름도를 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 15는 본 발명에 따른 주파수 시프터를 사용하는 간략화된 전반적인 통화권 향상된 네트워크를 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 16은 본 발명에 따른 다수의 주파수 시프터를 사용하는 간략화된 전반적인 통화권 향상된 네트워크를 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 17은 본 발명에 따른 2개의 주파수 시프터를 사용하는, 2개의 건물을 포함하는 간략화된 전반적인 네트워크를 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 18은 본 발명에 따른 주파수 시프터를 사용하는 간략화된 전반적인 옥내 통화권 향상된 네트워크를 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 19a, 도 19b 및 도 19c는 본 발명에 따른 주파수 시프터를 사용하는 예시적인 AC 전력 콘센트 플러그인 유닛의 다양한 사시도를 그림으로 나타낸 도면이다.

도 19d 및 도 19e는 본 발명에 따른 주파수 시프터를 사용하는 예시적인 LAN 콘센트 플러그인 유닛의 다양한 사시도를 그림으로 나타낸 도면이다.

도 20은 유선 및 무선 통신을 포함하는 간략화된 전반적인 종래 기술의 네트워크를 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 21은 본 발명에 따른 유선 링크와 무선 링크 사이에 사용되는 주파수 시 프터의 간략화된 전반적인 기능 블록도를 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 22는 본 발명에 따른 주파수 시프터를 사용하는 포인트-투-포인트 배선(point-to-point wiring)을 통한 간략화된 전반적인 네트워크를 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 23은 본 발명에 따른 주파수 시프터를 사용하는 멀티포인트 배선(multi-point wiring)을 통한 간략화된 전반적인 네트워크를 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 24는 본 발명에 따른 주파수 시프터를 사용하는, 원격 전력 공급(remote powering)을 지원하는 포인트-투-포인트 배선을 통한 간략화된 전반적인 네트워크를 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 24a는 본 발명에 따른 주파수 시프터를 사용하는, 원격 전력 공급을 지원하는 '스타' 토폴로지 배선을 통한 간략화된 전반적인 네트워크를 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 25는 본 발명에 따른 주파수 시프터를 사용하는 원거리 통화권 영역(distant coverage area)을 가능하게 해주는 간략화된 전반적인 네트워크를 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 26은 본 발명에 따른 WLAN 유닛 기반 주파수 시프터의 간략화된 전반적인 기능 블록도를 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 27은 본 발명에 따른 주파수 시프터를 사용하는, 원격 전력 공급을 지원하는 간략화된 전반적인 통화권 향상된 네트워크를 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 27a는 본 발명에 따른 주파수 시프터를 사용하는, 원격 전력 공급을 지원 하는 간략화된 전반적인 통화권 향상된 네트워크를 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 27b는 본 발명에 따른 주파수 시프터를 사용하고 분할탭 변압기를 사용하는, 원격 전력 공급을 지원하는 간략화된 전반적인 네트워크를 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 28은 본 발명에 따른 주파수 시프터를 사용하는, 향상된 원격 전력 공급을 지원하는 간략화된 전반적인 통화권 향상된 네트워크를 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 29는 본 발명에 따른 RF 분할기(RF splitter)를 사용하는, 다중 전선쌍(multiple wire pair)을 통한 원격 전력 공급을 지원하는 간략화된 전반적인 네트워크를 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 30은 본 발명에 따른 저주파 분할기(low-frequency splitter)를 사용하는, 다중 전선쌍을 통한 원격 전력 공급을 지원하는 간략화된 전반적인 네트워크를 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 31은 간략화된 전반적인 종래 기술의 근거리 통신망을 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 32 및 도 32a는 본 발명에 따른 LAN 배선을 통한 간략화된 전반적인 네트워크를 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 33은 본 발명에 따른 허상 경로(phantom path)를 사용하는 LAN 배선을 통한 간략화된 전반적인 네트워크를 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 34는 전화 전선쌍을 사용하는 간략화된 전반적인 종래 기술의 핫스폿 배 열(hot-spot arrangement)을 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 35a 및 도 35b는 본 발명에 따른 원격 전력 공급을 지원하는 간략화된 전반적인 핫-스폿 네트워크(hot-spots network)를 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 36은 본 발명에 따른 간략화된 전반적인 옥내 통화권 향상된 네트워크를 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 37a, 도 37b 및 도 37c는 본 발명에 따른 주파수 시프터를 사용하는 예시적인 AC 전력 콘센트 플러그인 유닛의 다양한 사시도를 그림으로 나타낸 도면이다.

도 37d, 도 37e 및 도 37f는 본 발명에 따른 주파수 시프터를 사용하는 예시적인 LAN 콘센트 플러그인 유닛의 다양한 사시도를 그림으로 나타낸 도면이다.

도 38은 본 발명에 따른 전화선쌍을 통한 간략화된 전반적인 네트워크를 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 39는 본 발명에 따른 전화선쌍을 통한 주파수 스펙트럼 할당을 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 40은 본 발명에 따른 다중 전화선쌍을 통해 제공되는 간략화된 전반적인 네트워크를 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 41은 본 발명에 따른 전화선쌍을 통해 제공되는 간략화된 전반적인 유선 및 무선 네트워크를 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 41a는 본 발명에 따른 전화선쌍을 통해 제공되는 간략화된 전반적인 유선 전용 네트워크를 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 42는 본 발명에 따른 분할 중앙탭 변압기(split center-tap transformer) 를 사용하는, 전화선쌍을 통해 제공되는 간략화된 전반적인 네트워크를 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 43은 본 발명에 따른 RF 분할기를 사용하는, 다중 전화선쌍을 통해 제공되는 간략화된 전반적인 네트워크를 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 44는 본 발명에 따른 저주파 분할기를 사용하는, 다중 전화선쌍을 통해 제공되는 간략화된 전반적인 통화권 향상된 네트워크를 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 45는 본 발명에 따른 전화선쌍을 통해 전력을 전달하는 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 46은 본 발명에 따른 전화선쌍을 통해 전력, 전화 및 데이터를 전달하는 간략화된 전반적인 네트워크를 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 47은 본 발명에 따른 전화선쌍을 통해 제공되는 간략화된 전반적인 핫-스폿 네트워크를 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 48a, 도 48b, 및 도 48c는 본 발명에 따른 건물 내의 전화선쌍을 통해 제공되는 간략화된 전반적인 네트워크를 개략적으로 그림으로 나타낸 도면이다.

도 49, 도 49a 및 도 49b는 본 발명에 따른 주파수 시프터를 사용하는 장치들의 간략화된 전반적인 기능 블록도를 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 50a 및 도 50b는 본 발명에 따른 DC 전력 공급 방식을 사용하는 주파수 시프터의 간략화된 전반적인 기능 블록도를 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 51은 본 발명에 따른 전화선쌍을 통해 제공되는 DC 전력 공급을 사용하는 간략화된 전반적인 네트워크를 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 52는 본 발명에 따른 AC 전력 공급 방식을 사용하는 다중 전화선쌍을 통해 제공되는 간략화된 전반적인 네트워크를 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 53은 본 발명에 따른 DC 전력 공급 방식을 사용하는 다중 전화선쌍을 통해 제공되는 간략화된 일반적인 네트워크를 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 54a 및 도 54b는 본 발명에 따른 주파수 시프터를 사용하는 예시적인 전화 콘센트 플러그인 유닛의 다양한 사시도를 그림으로 나타낸 도면이다.

도 55는 CATV 시스템에서의 종래 기술의 주파수 스펙트럼 할당을 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 56은 본 발명에 따른 CATV 동축 케이블을 통해 제공되는 간략화된 전반적인 네트워크를 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 57은 본 발명에 따른 AC 전력선쌍을 통해 제공되는 간략화된 전반적인 네트워크를 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 58은 본 발명에 따른 다중 AC 전력선쌍을 통해 제공되는 간략화된 전반적인 네트워크를 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 59는 본 발명에 따른 AC 전력선쌍을 통해 제공되는 간략화된 전반적인 유선 및 무선 네트워크를 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 60은 본 발명에 따른 AC 전력선쌍을 통해 제공되는 간략화된 전반적인 유선 전용 네트워크를 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 61a, 도 61b 및 도 61c는 본 발명에 따른 주파수 시프터를 사용하는 예시 적인 AC 전력 콘센트 플러그인 유닛의 다양한 사시도를 그림으로 나타낸 도면이다.

본 발명에 따른 네트워크의 원리 및 동작은 서로 다른 도면에 있는 유사한 컴포넌트가 동일한 참조 번호로 나타내어져 있는 도면 및 이하의 설명을 참조하면 이해될 수 있다. 도면 및 설명은 개념적인 것에 불과하다. 실제로, 단일의 컴포넌트가 하나 이상의 기능을 구현할 수 있으며, 다른 대안으로서, 각각의 기능은 복수의 컴포넌트 및 회로로 구현될 수 있다. 도면 및 설명에서, 동일한 참조 번호는 서로 다른 실시예 또는 구성에 공통인 컴포넌트들을 나타낸다. 동일한 참조 번호는 (45a, 45b, 45c와 같이 서로 다른 접미사를 사용하는 경우에도) 동일하거나, 거의 유사하거나 유사한 기능성을 갖는 기능 또는 실제의 장치를 나타낸다. 본 발명의 컴포넌트들이, 본 명세서의 도면에 전반적으로 기술되고 도시된 바와 같이, 광범위한 서로 다른 구성으로 배열되고 설계될 수 있다는 것을 잘 알 것이다. 따라서, 본 명세서의 도면에 나타내어져 있는 본 발명의 장치, 시스템 및 방법의 실시예들의 이하의 보다 상세한 설명은 청구된 본 발명의 범위를 제한하기 위한 것이 아니며 본 발명의 실시예들을 기술한 것에 불과하다.

무선-무선 주파수 시프트

본 발명의 일 실시예에 따르면, IEEE802.11g 채널들 간에 신호가 시프트된다. 도 9의 시스템(90)은 비중첩하는 채널 1과 채널 11(상기 도 5와 유사함) 사이의 비제한적인 예에 대한, 채널들 간의 신호를 시프트시키는 전형적인 시스템을 나타낸 것이다. 시스템(90)은 2개의 WLAN 유닛(40a, 40b)의 '백투백(back-to-back)' 접속에 기초한다. WLAN 유닛(40b)은 안테나(52b)를 포함하고, 채널 11을 사용하도록 동조되어 있다. 포트(41b)(예를 들어, 이더넷 IEEE802.3 10/lOOBaseT일 수 있음)에 수신되는 디지털 데이터 스트림은 IEEE 802.11g 표준에 따라 채널 11을 사용하는 무선 신호로 변환되고, 그 역도 마찬가지이다. 이와 유사하게, WLAN 유닛(40a)은 포트(41a)에서의 디지털 데이터 신호와 채널 1을 사용하여 안테나(52a)에서 이용가능한 무선 신호 간에 변환을 한다. 2개의 디지털 데이터 포트(41a, 41b)는 서로 접속되어 있으며, 그에 따라 채널 1에서 안테나(52a)로부터 수신된 데이터가 포트(41b)에서 이용가능한 디지털 데이터 스트림으로 변환되어, 접속(91)을 통해 포트(41b)에 피드되고, 이어서 채널 11을 통해 IEEE802.11g 표준에 따라 무선 신호로 재변환된다. 역방향도 역시 동작하며, 이 경우 채널 1을 통해 안테나(52b)에서 수신된 데이터가 WLAN 유닛(40b)에 의해 디지털 신호로 변환되고 포트(41b)에 의해 출력된 다음에, 접속(91)을 거쳐 포트(41a)에 피드되며, WLAN 유닛(40a)에 의해 채널 11을 사용하는 무선 신호로 변환된다. 따라서, 시스템(90)은, 이들 채널을 통해 전달되는 데이터를 거의 변경하지 않고, 기본적으로 채널 1과 채널 11 사이에서 신호를 시프트시키며, 따라서 신호 주파수(채널) 시프트를 수행한다.

도 9에 도시된 시스템(90)은 2개의 완전한 WLAN 유닛(40a, 40b)를 이용한다. 그 자체로서, 이 해결 방안은 비용이 많이 들고 전력 소모가 많으며 커서 다루기 번거롭다. 그에 부가하여, WLAN 유닛(40a, 40b) 각각의 기저대역 프로세서 및 MAC 프로세서에서 실행되는 디지털 처리는 시스템(90)에 상당한 지연을 유입시켜, 수신 신호가 소정의 지연 후에 전송되게 한다. 이러한 지연은 상호작용이 필요한 게임 등의 지연에 민감한 응용에서 또는 오디오 또는 비디오 등의 멀티미디어 스트리밍에서 유해할 수 있다. 상세하게는, 이러한 지연은 점점 증가하는 VOIP over WiFi 응용에서 해가 될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 도 10에 도시된 헤테로다인 주파수 시프터(30a)를 사용하여 IEEE802.11g 채널들 간에 신호가 시프트된다. 시스템(100)은 2개의 안테나(52a, 52b), 및 믹서/필터를 포함하는 헤테로다인 기반 주파수 시프터(30a)를 포함하며, 종래 기술에 따른 상기한 헤테로다인 시스템(20) 또는 수퍼-헤테로다인 시스템(30)과 유사하게 구현될 수 있다. 그렇지만, 주파수 시프트가 채널의 주파수에 비해 비교적 작기 때문에, 이러한 구현은 복잡한 부품수가 많은 수퍼헤테로다인 기법을 사용할 필요가 있으며, 정확하고 값비싼 필터 및 안정되고 정확한 주파수 소스도 필요로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 무선 신호가 무선 신호의 I/Q 표현을 사용하여 한 채널에서 다른 채널로 시프트된다. 특정 채널에서의 신호가 비교적 낮은 주파수의 신호인 그 신호의 I/Q 컴포넌트를 획득하기 위해 복조된다. 이들 I/Q 컴포넌트는 이어서, 다른 채널을 사용하는 무선 신호를 재구성하기 위해, I/Q 변조기에 피드된다.

이러한 시스템은 주파수/채널 시프트 시스템(110)으로서 도 11에 예시되어 있으며, 여기서 신호는 채널 11에서 안테나(52a)에 수신되고, 시스템(110)은 이 신호를 안테나(52b)로부터의 출력인 채널 1로 시프트시킨다. 수신 채널 11의 무선 신호는 안테나(52a)에 의해 수신되고, RF 필터(51a)에 의해 필터링되어 WLAN 수신기(112)의 포트(61a)에 피드된다. WLAN 수신기(112)는 수정 진동자(64a)에 의해 안정화되는 주파수 기준 소스(25a)를 사용하는 I/Q 복조기(67a)를 포함한다. 주파수 기준 소스(25a)는 주파수 제어 포트(79a)를 통해 그에 연결되어 있는 제어 유닛(111)에 의해 제어된다. 제어 유닛(111)은 주파수 기준 소스(25a)를 [포트(79a)를 통해] 특정의 채널로 설정한다. 채널 11이 관심의 신호를 전달하는 예시적인 경우에, 제어 유닛(111)은 그 채널을 처리하도록 WLAN 수신기(112)를 적절히 설정한다. 따라서, I/Q 복조기(67a)는 선택된 채널을 처리하고, 'Q' 컴포넌트를 포트(65aa)로, 'I' 컴포넌트를 포트(65ba)로 각각 출력한다.

I/Q 컴포넌트 신호는 I/Q 변조기(68b)를 포함하는 WLAN 송신기(113)에 피드된다. I/Q 변조기(68b)는 수정 진동자(64b)에 의해 안정화되는 주파수 소스 유닛(25b)을 사용한다. 주파수 기준 소스(25b)는 포트(79b)를 통해 제어 유닛(111)에 의해 특정의 채널을 선택하도록 설정된다. 비제한적인 예에서, 제어 유닛(111)은 기준 소스(25b)를 채널 1로 설정한다. I/Q 변조기(68b)는 포트(66ab, 66bb)를 통해 각각 Q 및 I 컴포넌트를 수신한다. 변조기(68b)는 이어서 채널 1을 통해 [안테나(52a)에 의해 수신된] 수신 무선 신호를 재구성하고, 이를 포트(62b)를 통해 RF 필터(51b)에 피드한다. 무선 신호는 이어서 안테나(52b)에 의해 공중으로 전송된다. 따라서, 채널 11에서 안테나(52a)에 수신된 임의의 신호가 채널 1로서 안테나(52b)로부터 전송된다. 따라서, 시스템(110)의 상기 동작은 이하의 단계를 포함하는 것으로 요약될 수 있다.

a. 채널 11을 수신 채널로서 설정함.

b. 채널 11로 수신된 신호를 그의 기저대역 I/Q 컴포넌트 신호로 복조함.

c. 채널 1을 전송 채널로 설정함.

d. 수신된 기저대역 I/Q 컴포넌트 신호를 채널 1을 통해 전송될 신호로 재변조함.

도 11에 도시된 시스템(110)은 단방향으로서, 수신 안테나(52a)로부터, I/Q 복조기(67a)를 거쳐, I/Q 변조기(68b)를 통해 송신 안테나(52b)로의 '단방향' 신호 경로만을 지원한다. 그렇지만, 현재 대부분의 네트워크는 양방향일 필요가 있다. 양방향 주파수/채널 시프터(120)가 도 12에 도시되어 있다. 일반적으로, 2개의 유사한 서브시스템 A(도면의 우측) 및 B(도면의 좌측)가 '백투백(back to back)' 구성으로 연결된 것으로 도시되어 있으며, 여기서 각각의 서브시스템은 WLAN 트랜스시버(46), TX/RX 스위치(49), RF 필터(51) 및 안테나(52)를 포함한다. 시스템(120)은 안테나(52a)(채널 11)로부터 안테나(52b)로의 제1 신호 경로 및 안테나(52b)(채널 1)로부터 안테나(52a)(채널 11)로의 제2 반대 경로(reciprocal path)를 가능하게 해주며, 이제부터 이에 대해 기술한다.

상기한 설명과 유사하게, 도 12의 시스템(120)의 제어 유닛(111)은 A 및 B 서브시스템 둘다에 적절한 채널을 설정한다. I/Q 복조기(67a) 및 I/Q 변조기(68a)는 둘다 WLAN 트랜스시버(46a)의 일부이며, 둘다가 수정 진동자(64a)에 기초한 주파수 소스(25a)를 사용하고, 포트(79a)를 통해 제어 블록(111)에 의해 채널 제어된다. 이와 유사하게, I/Q 복조기(67b) 및 I/Q 변조기(68b)는 둘다 WLAN 트랜스시버(46b)의 일부이고, 둘다가 수정 진동자(64b)에 기초한 주파수 소스(25b)를 사용하고, 포트(79b)를 통해 제어 블록(111)에 의해 채널 제어된다. 채널 1과 채널 11 간의 시프트의 비제한적인 예에서, 제어(111)는 WLAN 트랜스시버(46a, 46b)를 채널 11 및 채널 1로 각각 설정한다.

도 12를 참조하면, 제1 신호 경로는 안테나(52a)에 수신된 채널 11로부터 안테나(52b)를 통해 전송되는 채널 1로 시프트시키는 것을 수반한다. 상기한 시스템(110)과 유사하게, 안테나(52a)에 수신된 신호는 RF 필터(51a)에 의해 필터링되고, TX/RX 스위치(49a)를 통해 WLAN 트랜스시버(46a)의 포트(61a)에 피드된다. I/Q 복조기(67a)는포트(65ba, 65aa)로 각각 출력되는 I/Q 컴포넌트 신호를 제공한다. I/Q WLAN 트랜스시버(46b)의 일부인 변조기(68b)는 포트(66bb, 66ab)를 통해 각각 I 및 Q 컴포넌트 신호를 수신하고, 포트(62b)를 통해 전송되는 채널 1을 통한 무선 신호를 재구성한다. 무선 신호는 TX/RX 스위치(49b)에 의해 RF 필터(51b)를 통해 안테나(52b)로 라우팅된다.

반대 경로에서, 제2 신호 경로는 안테나(52b)에 수신된 채널 1로부터 안테나(52a)를 통해 전송되는 채널 11로 시프트시키는 것을 수반한다. 상기한 시스템(110)과 유사하게, 안테나(52b)에 수신된 신호는 RF 필터(51b)에 의해 필터링되고 TX/RX 스위치(49b)를 통해 WLAN 트랜스시버(46b)의 포트(61b)에 피드된다. I/Q 복조기(67b)는 포트(65bb, 65ab)로 각각 출력되는 I/Q 컴포넌트 신호를 제공한다. WLAN 트랜스시버(46a)의 일부인 I/Q 변조기(68a)는 포트(66ba, 66aa)를 통해 각각 I 및 Q 컴포넌트 신호를 수신하고, 포트(62a)를 통해 전송되는 채널 11을 통한 무선 신호를 재구성한다. 이 무선 신호는 TX/RX 스위치(49a)에 의해 RF 필터(51a)를 통해 안테나(52a)로 라우팅된다.

본질적으로 무선 매체가 하나의 송신기만이 허용되는 '반이중'이기 때문에, 도 12에 도시된 시스템(120)은 한번에 신호 경로들 중 하나가 동작한다. 예를 들어, 2개의 상태가 제공될 수 있으며, 제1 상태에서 패킷은 채널 11에서 채널 1로 시프트될 수 있고, 제2 상태에서, 연속적인 패킷이 채널 1에서 채널 11로 시프트된다. 도 13에 도시된 시스템(130)은 또한 주파수 시프터(120) 상태들의 제어를 받는 구성요소들을 나타내고 있다.

무선 신호가 어느 채널로/로부터 시프트되는지가 시스템에 고정되어 있을 수 있으며, 사용자 또는 설치자에 의해 선택되지 않을 수 있다. 그렇지만, 주파수 시프터(120)에 관여된 채널들이 설치, 구성 및 유지보수 동안에 설정될 수 있는 것이 바람직하다. 본 발명에 따른 일 실시예에서, 채널들은 서브시스템 'A' 및 'B'에 대한 채널 선택을 각각 제어하는 기계적 스위치(139a,139b)의 기계적 설정을 사용하여 사용자 또는 설치자에 의해 선택된다. 이들 스위치는 IEEE802.11g에서의 동작하는 11개 채널 중 임의의 것으로 설정될 수 있으며, 이들 스위치의 상태를 읽고 그에 따라 WLAN 트랜스시버(46a, 46b)를 구성하는 제어 유닛(111)에 연결되어 있다. 시스템(120)에 부가하여, 대역 통과 필터(BPF)(131a)는 검출기 블록(DET)(132a)에 연결되어 있는 것으로 도시되어 있다. BPF(131a)는 안테나(52a)로부터 수신되는 신호의 경로에 병렬로 연결되어 있으며, 채널 1만을 통과시킨다. 채널 1에서의 신호 레벨이 DET(132a)에 의해, 통상적으로 레벨 임계값 검출기에 기초하여 검사된다. 채널 1에서 신호 존재를 감지할 시에, DET(132a)는 접속(134a)을 통해 제어 유닛(111)에 통지를 한다. 이와 유사하게, BPF(131b)는 안테나(52b)로부터 수신되는 신호의 경로에 병렬로 연결되며 채널 11만을 통과시킨다. 채널 11에서의 신호 레벨은 DET(132b)에 의해, 통상적으로 레벨 임계값 검출기(134b)에 기초하여 검사된다. 채널 11에서 신호 존재를 감지할 시에, DET(132b)는 접속(134b)을 통해 제어 유닛(111)에 통지를 한다. 시스템(130)에서 수신 신호 레벨이 RF 필터(51) 이후 TX/RX 스위치(49) 이전에 측정되는 것으로 도시되어 있지만, 다른 실시예들은, I/Q(65a, 65b) 포트 등의, 신호 경로를 따라 다른 지점에 있는 접속을 사용할 수 있다. 그에 부가하여, 신호 존재 검출은 간단한 임계값 교차(threshold crossing) 이외의 더 복잡한 메카니즘을 사용할 수 있다.

제어 유닛(111)의 상기한 기능들에 부가하여, 제어 유닛(111)은 또한, 각자의 접속(133a, 133b)을 사용하여, TX/RX 스위치(49a, 49b)를 제어하기 위해 연결되어 있다. 각각의 이러한 TX/RX 스위치(49)는 2개의 서로 다른 상태를 갖는 동작을 하며, '수신' 상태에서, 안테나(52a)로부터 도착하는 신호는 WLAN 트랜스시버(46)의 포트(61)로 라우팅되고, '전송' 상태에서, WLAN 트랜스시버(46)의 포트(62)에서 전송될 신호가 안테나(52)로 라우팅된다. 통상적으로 또한 기본적으로, TX/RX 스위치(49)는 달리 지시되지 않는 한 '수신' 상태에 있다.

DET(132a)에 의해 안테나(52a)에서 채널 1의 신호를 감지할 시에, 제어 유닛(111)은 TX/RX 스위치(49b)를 '전송' 상태로 시프트하도록 설정한다. TX/RX 스위치(49a)는 여전히 그의 '수신' 상태에 있다. 따라서, 안테나(52a)로부터 안테나(52b)로의 신호 경로가 설정된다. 이와 유사하게, DET(132b)에 의해 안테나(52b)에서 채널 11의 신호를 감지할 시에, 제어 블록(111)은 TX/RX 스위치(49a)를 '전송' 상태로 시프트하도록 설정한다. TX/RX 스위치(49b)는 여전히 그의 '수신' 상태에 있다. 따라서, 안테나(52b)로부터 안테나(52a)로의 신호 경로가 설정된다.

흐름도(140)가 도 14에 도시되어 있으며, 그의 기능은 시스템(130)의 동작의 일부로서 제어 유닛(111)에 의해 실행된다. 이와 관련하여, 모든 흐름도에 있어서, 각각의 블록은 지정된 기능을 구현하는 하나 이상의 실행가능한 명령어를 포함하는 모듈, 단계, 세그먼트, 또는 코드의 일부분을 나타낸다. 또한, 유의할 점은, 일부 대안의 구현에서, 블록들에 언급된 기능들이 도면에 표시된 순서와 다르게 행해질 수 있다는 것이다. 전원을 켤 때(또는 자체 테스트 등의 시동 루틴 이후에) 제어 유닛(111)은 블록(141)부터 시작한다. 블록(141)에 나타낸 바와 같이, TX/RX 스위치(49a, 49b)는 통상의 '수신' 상태로 설정되고, 이 경우 어떤 신호도 공중으로 전송되지 않는다. 블록(142a)로 나타낸 바와 같이, 포트(79a)를 통해, 예를 들어, 스위치(139a)의 표시값(reading)에 기초하여 WLAN 트랜스시버(46a)를 설정함으로써 서브시스템 A의 채널이 설정된다. 블록(142b)로 나타낸 바와 같이, 서브시스템 B의 채널은 포트(79b)를 통해, 예를 들어, 스위치(139b)의 표시값에 기초하여 WLAN 트랜스시버(46b)를 설정함으로써 설정된다. 상기 비제한적인 예에서, WLAN 트랜스시버(46a)는 채널 1로 설정되는 반면, WLAN 트랜스시버(46b)는 채널 11로 설정된다. 블록(143a)으로 나타낸 바와 같이, 서브시스템 A에서 선택된 채널에서의 수신 신호의 존재를 감지하기 위해 접속(134a)이 검사된다. 이러한 신호가 실제로 검출되는 경우에, 제어 유닛(111)은 TX/RX 스위치(49b)를 '전송' 상태로 되도록 지시한다(블록 144a). (해당 채널에서) 안테나(52a)에 신호가 존재하는 한, 시스템은 여전히 이 상태에 있다(블록 145a).

신호의 손실을 감지할 시에, TX/RX 스위치(49b)는 '수신' 상태로 되돌아가고(블록 146a), 시스템은 A 또는 B 서브시스템에서 신호가 검출될 때까지 유휴 상태로 되돌아간다. 이와 유사하게, 단계(143b)에서, 서브시스템 B에서 선택된 채널에서의 수신 신호의 존재를 감지하기 위해 접속(134b)이 검사된다. 이러한 신호가 실제로 검출되는 경우에, 제어 유닛(111)은 TX/RX 스위치(49a)에 '전송' 상태에 들어가도록 지시한다(블록 144b). (해당 채널에서) 안테나(52b)에 신호가 존재하는 한, 시스템은 계속하여 이 상태에 있다(블록 145b). 신호의 손실을 감지할 시에, TX/RX 스위치(49a)는 '수신' 상태로 되돌아가고(블록 146b), 시스템은 A 또는 B 서브시스템에서 신호가 검출될 때까지 유휴 상태로 되돌아간다.

제어 유닛(111)은 프로세서, 마이크로프로세서, 또는 마이크로컴퓨터 등의 별개의 로직 또는 집적 장치에 기초할 수 있으며, 범용 장치를 포함할 수 있거나 ASIC, PAL, PLA, PLD, FPGA(Field Programmable Gate Array), 게이트 어레이(Gate Array), 또는 다른 커스터마이즈된 또는 프로그램가능 장치 등의 특수 목적의 처리 장치일 수 있다. 프로그램가능한 장치의 경우에서는 물론, 다른 구현에서도, 메모리가 필요하다. 이 메모리는 정적 RAM, 동적 RAM, 플래쉬 메모리, ROM 또는 임의의 다른 데이터 저장 매체를 포함할 수 있다. 메모리는 데이터, 프로그램, 및/또는 프로세서에 의해 실행가능한 명령어를 포함할 수 있다.

상기 도 13의 시스템(130)이 서브시스템 'A' 및 'B'에 각각 서비스를 제공하는 2개의 서로 다른 안테나(52a, 52b)[각각이 다른 비중첩 채널에 대해 사용되고 있음]와 관련하여 기술되어 있지만, 서브시스템 둘다에 서비스를 제공하는 하나의 안테나(52)가 사용될 수도 있다는 것이 명백하다. 이러한 구성이 더 간단한데, 그 이유는, 하나의 안테나가 사용될 때, 2개의 안테나의 존재로 유발되는 비용, 기계적 설계 및 기타 복잡도가 최소화되기 때문이다. 시프트가 행해지는 2개의 무선 주파수 대역(IEEE802.11g에서 이용되는 2.4GHz 대역 내의 2개의 채널 등)이 서로 가까운 경우에 특히 하나의 안테나를 사용하는 것이 생각된다. 하나의 안테나를 사용하는 것은 도 13a의 시스템(130a)로서 예시되어 있으며, 여기서 안테나(52a)[는 물론 RF 필터(51a)]는 양 시스템 둘다에 의해 공유되며, 안테나(52a)는 서브시스템 A' BPF(131a) 및 TX/RX 스위치(49a)와 서브시스템 'B' BPF(131b) 및 TX/RX 스위치(49b) 둘다에 병렬로 연결되어 있다.

시스템(120)은 종래 기술의 통상의 주파수 시프터보다 다수의 이점을 가지며, 이들 주파수 시프터의 예로는 다음과 같은 것들이 있다.

a. WLAN 트랜스시버(46a, 46b)는 물론 주파수 시프터(120)의 다른 부분들은 표준의 통상적인 WLAN 유닛에 널리 사용되는 동일한 부품을 사용한다. 그 자체로서, 이러한 부품은 시장에서 용이하게 입수가능하며 대량 제조된 WLAN 유닛으로 인해 가격이 저렴하다. 게다가, 이러한 부품은 현재 고도로 집적되어 있으며, 고도의 신뢰성과 함께 최소 부품수, 적은 공간/중량 요건 및 저전력 소모를 가능하게 해준다. 게다가, 시스템(90)은 특정의 전압 및 변환기를 필요로 하는 RF/아날로그 및 디지털 하드웨어(주파수 시프터(120)의 실질적으로 RF/아날로그 전용인 경로에는 필요하지 않음) 둘다를 데이터 경로에 포함한다.

b. 시스템(90) 구현과 비교할 때, 주파수 시프터(120)는 어떤 디지털 처리도 포함하지 않으며, 어떤 WLAN 또는 이더넷 MAC 처리나 어떤 상위 계층 지원도 포함하지 않는다. 주파수 시프터(120)는 기본적으로 물리 계층 유닛이고, 그 자체로서 이러한 처리에 수반되는 하드웨어가 생략된다. 게다가, 이러한 시스템을 설치하는 일은 쉬운데, 그 이유는 관련 구성, 모니터링, 관리 및 유사한 프로세스가 생략되기 때문이다. 기본적으로, 필요한 유일한 구성은 필요한 채널을 시프트되도록 설정하는 것이다.

c. MAC 디지털 처리 또는 신호의 임의의 다른 디지털 처리가 없기 때문에, 신호 흐름에 연관된 지연이 없으며, 따라서 시스템을 통한 지연이 최소이고 실제로 0이다. 그 자체로서, 주파수 시프터(120)는 오디오 또는 비디오를 스트리밍하는 것 등의 지연에 민감한 응용은 물론 게임 등의 상호작용적 응용에 사용될 수 있다. 상세하게는, 주파수 시프터(120)는 지연에 민감한 것으로 알려져 있는 VoIP 데이터를 전달하는 데 사용될 수 있다. 게다가, 이러한 시스템은 네트워크의 전체적인 지연에 영향을 주지 않고 이후에 기술하는 바와 같이 용이하게 직렬화될 수 있다.

d. 많은 시스템에서, I/Q 신호는 상기 시스템(40)에 대해 도시된 바와 같이 시스템의 일부로서 이용가능하다. 따라서, 이들 기존의 신호를 사용하는 것이 다른 신호를 발생하는 것보다 더 간단하고 더 쉽다.

본 발명이 WLAN IEEE802.11g 표준의 2개의 채널 간의 주파수 시프트와 관련하여 이상에 예시되어 있지만, 채널 경계 또는 임의의 표준에 관계없이, 이러한 주파수 시프트가 임의의 주파수에서 임의의 다른 비중첩 주파수로의 무선 신호의 임의의 주파수 시프트에 적용가능하다는 것을 잘 알 것이다. 게다가, 이상의 설명이 DSSS(Direct Sequence Spread Spectrum) 또는 FHSS(Frequency Hopping Spread Spectrum)인 확산 스펙트럼 신호와 관련되어 있지만, 협대역을 비롯한 임의의 유형의 신호가 이와 유사하게 주파수 시프트될 수 있다. 이러한 주파수 시프트는 도 11의 시스템(110)과 관련하여 기술된 바와 같이 단방향(즉, '일방향')일 수 있거나, 도 12의 주파수 시프터(120)와 관련하여 기술된 바와 같이 양방향일 수 있다.

이상에서 신호의 'I' 및 'Q' 표현을 사용하여 주파수 시프트에 대해 기술하였다. 이와 유사하게, 신호를 충실하게 표현하고 신호의 복제물을 발생하기 위해 사용될 수 있는 임의의 다른 저주파 또는 임의의 다른 하나 또는 다수의 유형의 신호가 똑같이 사용될 수 있다. 양호하게는, 최종 신호(end signal)를 발생하는 것의 일부로서 사용되는 신호가 사용된다. 이러한 표현은 (상기한 I 및 Q와 같은) 주파수 의존적인 관련 신호일 수 있거나 신호의 주파수 특성 이외의 임의의 다른 것을 표현할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 무선 네트워크의 통화권을 향상시키기 위해 주파수 시프트가 사용된다. 통화권 향상된 무선 네트워크(150)가 도 15에 도시되어 있으며, 여기서 이 네트워크는 2개의 WLAN 유닛(40d)[안테나(52e)를 포함함] 및 WLAN 유닛(40c)[안테나(52f)를 포함함]을 포함한다. WLAN 유닛(40d) 통화권 영역은 원(151c)로 나타내어져 있고, WLAN 유닛(40c)이 담당하는 영역은 원(151a)으로 나타내어져 있다. 비제한적인 예로서, WLAN 유닛(40d)은 IEEE802.11g 액세스 포인트일 수 있는 반면, WLAN 유닛(40c)은 대응하는 클라이언트 장치일 있으며, 둘다 채널 1을 통해 통신을 하도록 설정되어 있다. 151a 및 151c로 나타내어져 있는 영역(본 명세서에서 "통신 아일랜드(communication island)"라고 함)은 중첩하지 않으며, 따라서 WLAN 유닛(40d, 40c) 간에 직접적인 무선 통신이 없다. 주파수 시프터를 사용하면 2개의 분리된 통신 아일랜드(151a, 151c)를 연결시킬 수 있다. 주파수 시프터(120b)[2개의 안테나(52c, 52d)를 포함함] 및 주파수 시프터(120a)[안테나(52a, 52b)를 포함함]가 추가된다. 주파수 시프터(120b)의 안테나(52d) 및 주파수 시프터(120a)의 안테나(52a)와 연관된 서브시스템은 채널 11 등의 채널 1과 다른 채널로 설정된다. 주파수 시프터(120b, 120a)는 채널 11을 사용하여 무선 통신 링크(152b)를 통해 서로 통신하도록 위치하고 있고, 주파수 시프터(120b, 120a)는 둘다 통화권 영역(151b) 안에 있다. 주파수 시프터(120b)의 안테나(52c)와 연관된 서브시스템은 채널 1로 설정되어 있고, 영역(151c) 내에서 WLAN 유닛(40d)과 무선 통신 링크(152c)를 거쳐 통신하는 동작을 한다. 이와 유사하게, 주파수 시프터(120a)의 안테나(52b)와 연관된 서브시스템은 채널 1로 설정되어 있고, 영역(151a) 내에서 WLAN 유닛(40c)과 무선 통신 링크(152a)를 거쳐 통신하는 동작을 한다.

무선 네트워크(150)의 동작은 2개의 상태를 포함한다. 한 상태에서, WLAN 유닛(40d)은 채널 1을 통해 전송을 하고 있다. 전송된 신호는 통신 링크(152c)를 통해 안테나(52c)에 의해 수신된다. 주파수 시프터(120b)는 이 신호를 채널 11로 시프트시키고 시프트된 신호를 채널 11을 사용하여 통신 링크(152b)를 거쳐 안테나(52a)로 전송한다. 채널 11에서 안테나(52d)에 의해 수신된 신호는 주파수 시프터(120a)에 의해 채널 1로 주파수 시프트되고, 따라서 최초로 전송된 채널을 통해 원래의 신호를 재구성한다. 시프트된 신호가 안테나(52b)로부터 채널 1을 통해 통신 링크(152a)를 거쳐 WLAN 유닛(40c)으로 전송된다. 다른쪽 상태에서, 반대 데이터 경로(reciprocal data path)가 영향을 받으며, 채널 1을 통해 WLAN 유닛(40c)으로부터 전송된 신호는 주파수 시프터(120a)에 의해 채널 11로 시프트되고 링크(152b)를 통해 주파수 시프터(120b)로 전달된다. 주파수 시프터(120b)는 신호를 다시 채널 1로 시프트하고, 이 신호를 통신 링크(152c)를 통해 WLAN 유닛(40d)으로 전달한다.

영역(151b)에서 통신 링크(152b)를 통한 2개의 주파수 시프터(120a, 120b) 간의 통신이 영역(151a, 151b)에서 사용되는 채널, 즉 주파수 대역(채널 1)과 다른 주파수 대역(채널 11)을 사용하기 때문에, 2개의 신호 간의 간섭이 없다. 또한, 유의할 점은 실제로 주파수 시프터(120a, 120b)의 동작에서 지연이 없기 때문에, 전체 네트워크(150) 성능이 열화되지 않으며, 모든 실제의 목적 및 응용에서, 성능은 WLAN 유닛(40c, 40d)이 동일한 영역에서 서로 직접 통신을 하고 있는 것과 같다는 것이다. 유의할 점은 이들 유닛이 서로 직접 무선 통신 연결되어 있는 경우에 이러한 관리가 실행되는 방식과 유사한 방식으로 신호 흐름의 방향이 WLAN 유닛(40c, 40d)에 의해 제어된다는 것이다. 추가된 주파수 시프터가 자동적으로 네트워크 상태에 적응하며, 따라서 WLAN 유닛(40)에 어떤 부가적인 관리 기능 또는 어떤 다른 변경도 필요로 하지 않고 무선 네트워크(150)에서의 매끄러운 동작을 가능하게 해주어, 표준의 이용가능한 장치를 사용할 수 있게 된다.

본 발명이 WLAN IEEE802.11g 표준의 2개의 채널 간의 주파수 시프트와 관련하여 이상에서 예시되어 있지만, 임의의 채널 경계 또는 임의의 표준에 관계없이, 이러한 주파수 시프트가 임의의 주파수에서 임의의 다른 비중첩 주파수로의 임의의 무선 신호 주파수 시프트에 적용가능하다는 것을 잘 알 것이다. 이 네트워크는 통신 링크(152b)가 통신 링크(152a, 152c)에 의해 사용되는 주파수 대역과 중첩하지 않는 주파수 대역을 사용하는 한 완전한 기능을 한다. 게다가, 본 발명이 이상에서 동일한 채널을 사용하는 링크(152a, 152c)와 관련하여 예시되어 있지만, 서로 다른 채널 또는 서로 다른 주파수 대역이 똑같이 사용될 수 있다. 이 경우에, 주파수 시프터(120b, 120a)는 적당한 주파수 대역으로 설정될 필요가 있다. 게다가, 본 발명이 이상에서 단지 2개의 주파수 시프터(120a, 120b)와 관련하여 예시되어 있지만, 부가의 주파수 시프터가 추가되어, 부가적인 통화권 영역이 얻어질 수 있다는 것을 잘 알 것이다.

네트워크(150)가 2개의 서로 다른 통화권 아일랜드(151a, 151b)를 연결하기 위한 하나의 '브리징' 무선 통신 링크(152b)를 갖는 것으로 도시되어 있지만, 더 멀리 떨어져 있는 장소를 연결시키기 위해 다수의 서로 다른 통신 링크가 이용될 수 있다. 2개의 서로 다른 '브리징' 무선 통신 링크를 이용하는 네트워크의 비제한적인 예가 도 16에 네트워크(160)로서 도시되어 있다. 직접 통신 링크를 갖지 않는 멀리 떨어진 장소에 있는 WLAN 유닛(40d, 40c)이 도시되어 있다. WLAN 유닛(40c, 40d)(둘다 채널 1을 사용하는 것으로 가정됨) 간의 매끄러운 통신을 가능하게 해주기 위해 주파수 시프터(120b, 120a, 120c)가 추가된다. 통신 링크(152b)는 채널 6을 통해 주파수 시프터(120b, 120a)를 무선 연결시키는 동작을 한다. 이와 마찬가지로, 통신 링크(152a)는 채널 11을 통해 주파수 시프터(120c, 120a)를 무선 연결시키는 동작을 한다. 채널 1을 통해 WLAN 유닛(40d)에 전송되는 신호는주파수 시프터(120b)에 의해 채널 6으로 시프트되고 링크(152b)에 의해 주파수 시프터(120a)로 전달되며, 주파수 시프터(120a)에서 그 신호는 채널 11로 시프트되고 링크(152a)를 거쳐 주파수 시프터(120c)로 전달되고, 주파수 시프터(120c)는 차례로 링크(152d)를 거쳐 WLAN 유닛(40c)과 통신을 하기 위해 그 신호를 다시 원래의 채널 1로 시프트시킨다. 비중첩 채널 1, 6 및 11로 예시되어 있지만, 임의의 다른 비중첩 주파수 대역이 똑같이 사용될 수 있다.

시스템(150, 160)이 주파수 시프터(120)를 사용하는 것으로 기술되어 있지만, 상기한 시스템(90, 100)에서 사용된 것과 같은 시프터가 대용물로서 똑같이 사용될 수 있다는 것을 잘 알 것이다.

건물은 무선 응용 및 장치의 기초인 무선 주파수에 해가 되는 것으로 알려져 있다. 강철, 두꺼운 또는 반사 유리창, 콘크리트, 다수의 계단통(stairwell) 및 엘리베이터 통로(elevator shaft) 등의 튼튼한 건축 및 건물 자재는 무선 통신을 열화, 희석 및 방해하여, 균일한 통화권이 주요 과제가 된다. 이들 장애는 도 17에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따라 처리될 수 있다. 동 도면은 2개의 건물(171a, 171b)을 포함하는 네트워크를 나타낸 것이다. 건물(171a, 171b) 각각에는, 각자의 제한된 통화권 무선 네트워크(151c, 151a)를 각각 갖는 무선 네트워크가 있다. WLAN 유닛(40d, 40c)은 각자의 건물(171a, 171b)에 위치하며, 건물 내에서의 제한된 통화권으로 인해 상호연결될 수 없다. 상기한 시스템(150)과 유사하게, 건물(171b, 171a)에 각각 주파수 시프터(120a, 120b)가 추가되어, 무선 링크(152b)를 통해 연관된 WLAN 유닛(40d, 40c) 간의 통신을 가능하게 해준다. 서로 다른 건물에 도시되어 있지만, 동일한 시나리오가 복합 주거 건물(Multiple Dwelling Unit)에서의 이웃하는 아파트 또는 동일한 건물이나 아파트 내의 서로 다른 방에 적용될 수 있다.

시스템(150, 170)은 격리된 단거리 영역들을 상호 연결시키는 것으로 도시되어 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 2개 이상의 격리된 (W)PAN(Wireless Personal Area Network) 시스템을 상호 연결시키기 위해 WLAN 통신 링크가 사용된다. PAN의 범위는 통상적으로 몇 미터이며, 따라서 이러한 네트워크는 실내 통신(in-room communication) 등의 제한된 공간으로 한정된다. IEEE 802.15는 WPAN(Wireless PAN) 표준을 전문으로 하는 IEEE 802의 작업 그룹이다. WPAN 시스템의 비제한적인 예로는 이하의 것들이 있다.

a. 예를 들어, IEEE 802.15.1에 따라, 2.54GHz에서 비허가 ISM 대역(license-free ISM band)을 통해 동작하는 블루투스. 블루투스 기술 프로토콜을 사용하는 컴퓨팅 장치들의 애드-혹 네트워크는 피코넷(piconet)이라고 한다.

b. 예를 들어, IEEE 802.15.3 표준에 따라, 웨이블렛(wavelet)(때때로, 무선 USB라고도 함)을 사용하는 UWB(Ultra-Wide-band).

c. 예를 들어, IEEE 802.15.4 표준에 따라, 저데이터 레이트 및 저전력 소모를 제공하는 ZigBee.

d. 통상 WLAN으로 간주되지만 5GHz 스펙트럼에서 동작하기 때문에 그의 범위가 상당히 제한되는 IEEE 802.11a. 따라서 IEEE 802.11a는 WPAN이라고도 간주된다.

상기 기술들 중 임의의 것은 물론 독점적인 네트워킹 방식도, 영역(151a, 151c)를 각각 커버하는, 네트워크(150)에서의 통신 링크(152a, 152c)에 사용될 수 있다. 커버된 영역을 상호연결시키는 것은 네트워크(150)에서 통신 링크(152b)를 구현하는 데 사용되는 WLAN 기술을 사용할 수 있다. 현재 널리 분포된 WLAN 기술(예를 들어, WiFi)은 IEEE 802.11에 기초하고 있으며 2.4GHz 주파수 대역을 사용하고 11Mb/s의 통신 속도를 지원하는 통신을 기술하는 IEEE 802.11b를 포함하고, IEEE 802.11a는 54MB/s를 전달하기 위해 5GHz 주파수 대역을 사용하며, IEEE 802.11g는 54Mb/s를 지원하기 위해 2.4GHz를 사용한다.

유사한 방식으로, PAN들을 연결시키는 데 사용되는 백본망은 HIPERMAN 또는 WiMAX5 등의 MAN(Metropolitan area Network)에 기초할 수 있으며, IEEE 802.16 또는 임의의 무선 WAN(Wide Area Network)에 기초할 수 있다. 통상적으로, 무선 MAN 및 WAN 기술은 BWA(Broadband Wireless Access)에 사용되고, 통상 5마일까지의 포인트-투-멀티포인트(point-to-multipoint) 서비스를 지원하는 26GHz 내지 29GHz에서 동작하는 마이크로파 신호를 사용하는 LMDS(Local Multipoint Distribution Service) 또는 2GHz 내지 3GHz의 마이크로파 대역을 사용하는 MMDS(Multichannel Multipoint Distribution Service)에 기초하고 있다.

유사한 방식으로, 네트워크(150 또는 170)는 WAN 또는 MAN 기술을 사용하여 WLAN 시스템을 상호 연결시키는 데 사용될 수 있다. 이러한 구성에서, 네트워크(151a, 151c)는 영역(151b) 내에서의 통신을 제공하는 LMDS 또는 MMDS에 기초할 수 있는 WAN, MAN 또는 BWA를 사용하는 링크(152b)에 의해 상호연결된 WLAN 기반 시스템을 나타낸다.

일부 무선 기술, 상세하게는 WAN 및 MAN 영역에서 사용되는 마이크로파 신호는 2-3GHz를 넘는 주파수를 사용하고 있으며, 여기서 무선 경로는 그다지 반사 또는 굴절되지 않는다. 이러한 주파수에서의 전파는 송신 안테나와 수신 안테나 간의 가시선(line of sight)에 의존하는 LOS(Line-of-Sight)를 필요로 한다. 네트워크(150)의 개념을 사용하는 것에 의해 NLOS(Non-LOS) 무선 네트워크들이 LOS-기반 통신 링크를 통해 상호 연결하는 것이 가능하게 된다. 도 17의 시스템(170)의 비제한적인 예에서, 안테나(52a, 52b)를 각각 사용하는 주파수 시프터(120a, 120b) 간의 통신 링크는 2-3 GHz를 넘을 수 있으며, 따라서 유닛들 간의 LOS를 필요로 한다. 그렇지만, 각자의 주파수 시프터를 갖는 건물(171a, 171B) 내에서의 통신은 기가헤르쯔 스펙트럼 이하에서 양호할 수 있으며, 따라서 NLOS 동작을 가능하게 해준다.

ISM(Industrial, scientific and Medical) 주파수 스펙트럼에서 이용되는 주파수 대역과 같은, 허가 주파수 대역(licensed frequency band) 또는 비허가 주파수 대역(unlicensed frequency band)을 사용하는 무선 기술이 공지되어 있다. 미국에서, ISM 스펙트럼 내의 대역들 중 3개는 A 대역인 902-928 MHz, B 대역인 2.4-2.484 GHz(2.4 GHz라고 함), 및 C 대역인 5.725-5.875 GHz(5 GHz라고 함)이다. 중첩하는 및/또는 유사한 대역들이 유럽 및 일본 등의 서로 다른 영역에서 사용된다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 주파수 시프트는 허가 및 비허가 대역을 사용하여 무선 네트워크들 간에 브리징하는 데 사용된다. 도 17의 시스템(170)의 비제한적인 예에서, 영역(151a, 151b)에서의 무선 네트워크는 각각 건물(171b, 171a) 내에 한정되어 있으며, 그 자체로서 허가 주파수 대역을 사용할 수 있는데, 그 이유는 동일한 허가 스펙트럼을 사용하여 합법적으로 다른 서비스를 방해하거나 그에 의해 방해될 위험이 낮기 때문이다. 그렇지만, 영역(151b) 내의 통신 링크(152b)는 건물 외부에 있으며, 그 자체로서 (현지법에 따라) 비허가 대역만을 사용할 수 있다. 이와 유사하게, 건물내 네트워크는 상기한 WLAN IEEE802.11g 등의 비허가 대역을 사용할 수 있는 반면, 건물들 간의 내부 네트워크 통신을 위한 무선 신호는 허가 스펙트럼을 사용할 수 있고, 따라서 동일한 주파수 대역보다 다른 신호에 더 강하고 덜 영향을 받는다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 셀 전화와 기지국 간의 통신과 같이, 건물에서 통신 타워까지의 통화권을 향상시키기 위해 주파수 시프트가 사용된다. 이러한 구성은 도 18에 시스템(180)으로 나타내어져 있다. 통신 링크(152e)를 통해 통신 타워(181)를 거쳐 기지국과 통신을 하는 셀 전화(182)가 건물(171b) 내에 도시되어 있다. 건물내 수신을 향상시키기 위해, 주파수 시프터(120a)가 제공된다, 양호하게는 건물에서 안테나(52a)를 통해 타워(181)와의 타당한 신호 및 양호한 통신이 이용가능한 장소에 위치된다. 최적으로는, 주파수 시프터(120a)가 타워(181)로의 깨끗하고 방해되지 않는 LOS가 있는 장소에 위치된다. 타워(181)로부터 링크(152e)를 통한 신호는 다른 주파수로 시프트되고 영역(151e)를 담당하는 안테나(52b)를 통해 공중으로 재전송되어, 링크(152f)를 거쳐 셀룰러 장치(182)와 연결된다.

감쇠

무선 시스템의 통화권은 통상적으로 다른 인자들 중에서도 특히 2가지 양태, 즉 전송된 신호의 전력 레벨 및 수신기 감도(receiver sensitivity)에 의해 제한된다. 무선 송신기에서의 설계 목표는 멀리 떨어져 있는 수신기가 공중을 통한 감쇠 후에 적당한 신호를 수신할 수 있게 해주기 위해 최대 가용 전력을 전송하는 것이다. 전송 전력은 통상적으로 규제 요건(미국의 FCC에 의해 부과되는 규제 등), IEEE802.11g 등의 관련 표준에 의해 정의되는 최대 전력, 및 소비할 가용 전력, 안테나의 크기 및 송신기, 제한된 열 발산 등의 실제의 구현 한계에 의해 제한된다. 그렇지만, 높은 무선 전력 레벨은 이하의 단점들을 유발한다.

a. 높은 전송 전력 레벨은 동일한 주파수 대역에서 또는 이 주파수 대역을 중심으로 동작하는 다른 무선 네트워크를 방해하고, 일반적인 환경 무선 공해를 증가시킨다.

b. 무선 방사(radio radiation)는 사람 및 기타 동물의 건강에 해를 줄 수 있다.

c. 전송된 무선 신호가 도청에 의해 수신될 수 있기 때문에 보안 위반(security breach)이 일어날 수 있다.

d. 더 높은 전송 전력은 전력 증폭기 등의 더 비싸고 복잡하며 큰 부품을 필요하게 만든다.

e. 더 적은 전력이 전송되어야 하기 때문에 전력 소모가 감소될 수 있으며, 이와 유사하게 더 적은 수신 회로가 필요하다. 이것은 모바일 또는 배터리-동작 장치에서 특히 중요하다.

이와 유사하게, 무선 수신기의 설계 목표가 통상적으로 통화권 향상을 가능하게 해주기 위해 감도를 증가시키는 것이다. 그렇지만, 이러한 낮은 감도로 인해 원하지 않는 원격 무선 송신기로부터의 간섭의 정도가 더 높아질 수 있고, 또한 무선 대역에서의 주변 노이즈에 더 많은 영향을 받을 수 있으며, 그에 따라 전체적인 통신 성능을 떨어뜨릴 수 있다.

본 발명에 기초한 시스템에서, 무선 신호가 요구된 위치까지 '이르게' 된다. 상기한 주파수 시프터가 서로 통신할 필요가 있는 스테이션 근방에 위치할 수 있다. 비제한적인 예로서, 다수의 방을 갖는 건물에서, 주파수 시프터는 무선 장치가 존재하는 방에만 설치될 수 있고, 각각의 이러한 시프터 내의 관련 서브시스템은 그 방을 담당하기만 하면 되며 그 방에 있는 WLAN 유닛과만 통신을 하면 된다. 그 자체로서, 각 방에 있는 무선 송수신 기능(2개의 시프터를 연결하는 데 사용되는 시프트된 주파수 대역을 포함하지 않음)은 큰 통화권 영역을 가질 필요가 없고 오히려 제한된(방안) 통화권을 가져야 한다. 실험적 시스템의 테스트에서, (IEEE802.11g 표준에서 또한 통상 이용가능한 WAP에서 최대값으로서 사용되는 공칭 전력에 비해) 전송 전력의 10dB 이상의 감쇠를 사용하는 것은 물론 수신 감도를 10dB 열화시키는 것이 건물 또는 주택의 통상적인 방에서의 성능에 영향을 주지 않음이 밝혀졌다. 상기한 도 15에 도시된 네트워크(150)의 비제한적인 예에서, WLAN 유닛(40d) 및 주파수 시프터(120b)를 연결시키는 통신 링크(152c) 및 통화권 영역(151c)은 전범위를 필요로 하지 않을 수 있는데, 그 이유는 이들이 서로 인접해 있을 수 있기 때문이다. 이와 유사하게, WLAN 유닛(40c) 및 시프터(120a)를 연결시키는 통신 링크(152a) 및 통화권 영역(151a)도 전범위를 필요로 하지 않을 수 있는데, 그 이유는 이들이 서로 인접해 있을 수 있기 때문이다. 이것은 상기한 도 17의 시스템(170)에 유사한 방식으로 적용될 수 있으며, 여기서 [WLAN 유닛(40d)과 시프터(120b) 간의 링크(151c)와 같은] 주택 내에서의 통신은 큰 거리를 필요로 하지 않을 수 있는데, 그 이유는 장치들이 서로 가까이 있을 수 있기 때문이다.

이러한 시나리오에서, 근처에 위치한 장치들과의 통신을 위해 사용되는 공칭 전송 전력 레벨을 감소시키는 것이 유익할 것이다. 이러한 시프터(130b)가 도 13b에 도시되어 있으며, 도 13에 도시된 시프터(130)에 기초한다. 그렇지만, RF 감쇠기(251a)가 RF 필터(51a)와 TX/RX 스위치(49a) 사이에 삽입된다. 감쇠기(251a)는 안테나(52a)로 전송되는 전송 신호를 감쇠시키고, 그에 따라 그 안테나(52a)로부터 공중으로 전송되는 에너지를 감소시킨다. 이와 유사하게, 안테나(52a)에 의해 공중으로부터 수신되는 신호가 감쇠될 것이며, 따라서 사실상 수신기 감도를 감소시킨다. 이러한 감쇠기(251a)가, RF 필터(51a)와 안테나(52a) 사이와 같이, RF 무선 신호 경로를 따라 어떻게든 설치될 수 있는 것이 분명하다. 부정합 및 안테나 구조에 기계적인 영향을 주는 것 등의 다른 감쇠 방식들도 사용될 수 있다.

도 13c의 시스템(130c)에 도시된 본 발명에 따른 다른 실시예에서, 2개의 감쇠기(251a, 251b)가 사용된다. TX/RX 스위치(49a)와 WLAN 트랜스시버(46a)의 포트(61a) 사이에 연결된 감쇠기(251a)는, 전송 신호에는 어떤 영향도 없으면서, 수신 경로에 영향을 미치며, 따라서 수신기 감도에 영향을 준다. 이러한 감쇠기가 수신 경로를 따라 어디라도 위치할 수 있다는 것이 분명하다. 이와 유사하게, TX/RX 스위치(49a)와 WLAN 트랜스시버(46a)의 포트(62a) 사이에 연결된 감쇠기(251b)는, 수신기 감도에는 어떤 영향도 없으면서, 전송 경로에 영향을 주며, 따라서 전송 신호에 영향을 미친다. 이러한 감쇠기가 전송 경로를 따라 어디라도 위치할 수 있다는 것이 분명하다. 이러한 구성은, 시스템(130b)에 도시된 바와 같이 양 경로에 하나의 값이 아니라, 각각의 경로에 대해 서로 다른 감쇠 레벨을 선택할 수 있게 해준다. 어떤 시나리오에서, 수신 경로 등의 하나의 경로에서만 감쇠를 사용하는 것이 생각될 수 있다. 이 경우에, 감쇠기(251a)만이 사용되고, 감쇠기(251b)는 제거된다. 이와 마찬가지로, 전송 에너지만을 감쇠시키는 경우에, 감쇠기(251b)만이 사용된다. 감쇠기(251)를 사용하는 것으로 감쇠 기능에 대해 상기하였지만, 실제의 감쇠기(251)를 사용하지 않고 오히려 증폭기의 이득을 제어하는 것 또는 공지의 다른 방법들에 의해 감쇠 기능이 실행될 수 있다는 것이 분명하다.

일부 경우에, 몇개의 감쇠 레벨 중에서 선택하거나 심지어 감쇠를 완전히 방지하는 것이 유익할 수 있다. 이것은, 시스템(130b)에 대해 도 13b에 도시된 바와 같이, 병렬 연결된 RF 스위치(208)에 의해 RF 스위치(251)를 바이패스함으로써 구현될 수 있다. RF 스위치(208) 접점을 닫을 때, 감쇠기(251a)가 바이패스되며, 어떤 감쇠도 삽입되지 않고, 이전의 최대 전송 전력 레벨 및 감도를 유지한다. 로컬적으로 또는 원격적으로 동작될 수 있거나, 설치자/사용자/운영자에 의해 기계적으로 동작되는 이러한 스위치(208)가 포트(203)에 의해 제어된다. 후자의 경우에, RF 스위치(208)는 기계적 스위치이다. 이러한 바이패스 스위치는 시스템(130c)에서 감쇠기(251a, 251a) 양단에 연결될 수 있다.

플러그인 장치

기존의 콘센트에 기능을 추가하는 한가지 방법은 플러그인 모듈을 사용하는 것이다. 이러한 플러그인 모듈은 발명의 명칭이 'High data-rate powerline network system and method(고 데이터-레이트 전력선 네트워크 시스템 및 방법)'인 Smart 등의 미국 특허 출원 공개 제US 2002/0039388호, 발명의 명칭이 'Modular power line network adapter(모듈형 전력선 네트워크 어댑터)'인 Walbeck 등의 미국 특허 출원 공개 제US 2002/0060617호, 또한 발명의 명칭이 'Powerline bridge apparatus(전력선 브리지 장치)'인 Schaeffer, JR 등의 미국 특허 출원 공개 제US 2003/0062990호에 기술되어 있다. HomePlug™ 기술을 사용하는 모듈은 미국 캘리포니아주 San Carlos 소재의 Asoka USA Corporation의 PlugLink™ 제품의 일부 등의 다수의 소스로부터 이용가능하다. HomePlug는 미국 캘리포니아주 San Ramon 소재의 HomePlug Powerline Alliance, Inc.의 상표이다. 다양한 유형의 스냅온 장치도 역시 미국 특허 출원 제2005/0180561호에 기술되어 있다.

시스템(20, 30, 90, 110, 120, 및 130) 및 그의 파생물 등의 상기한 주파수 시프터들 중 임의의 것이 콘센트 플러그인 인클로저로서 하우징될 수 있다. 본 발명에 따른 일 실시예에서, AC 전력 콘센트에의 플러그인이 이러한 인클로저로서 사용된다. 이러한 플러그인 유닛(190)의 기계적 개요가 도 19a에 전반적으로 도시되어 있으며, 배면 사시도가 도 19b에, 전면도가 도 19c에 도시되어 있다. 북미 스타일 AC 전력 콘센트(191)가 도시되어 있으며, 2개의 전력 소켓(192a, 192b)을 갖는다. 예를 들어, 플러그인 모듈(190)로서 내포된 주파수 시프터(130)는 소켓(192a, 192b)과 각각 짝을 이루는 2개의 전력 플러그(power prong)(193a, 193b)[전기적 접속은 물론 기계적 지지를 제공하여 플러그인 유닛(190)이 콘센트(191)에 용이하게 부착될 수 있게 해줌]를 갖는 것으로 도시되어 있다. 안테나(52a, 52b)는 물론 2개의 대응하는 채널 선택용 기계식 회전 스위치(139a, 139b)(각각이 IEEE802.11g의 11개 채널 중 하나를 선택하기 위한 11개 위치를 가짐)도 도시되어 있다. 도시된 예에서, 'B' 서브시스템 채널을 제어하는 회전 스위치(139a)는 채널 6으로 설정되어 있는 반면, 'A' 서브시스템 채널을 제어하는 회전 스위치(139b)는 채널 11로 설정되어 있다. 플러그(193a, 193b)를 통한 전력 접속은, 양호하게는 콘센트(191)로부터의 110VAC 60Hz 전력을 주파수 시프터(190)의 적절한 동작을 위해 필요한 DC 전압 또는 전압들로 변환하기 위해 AC/DC 컨버터를 포함하는 전원 공급 장치를 통해, 그의 내부 회로에 전력을 제공하기 위해 유닛(190)에 AC 전력을 공급하는 데 사용된다.

주파수 시프터(190)가 AC 전력 콘센트에의 플러그인 모듈로서 기술되어 있지만, 주파수 시프터가, AC 전원, 전화, CATV 또는 LAN(카테고리 5, 6 또는 7 배선에 기초한 구조화된 배선 등) 콘센트인 어떤 콘센트에도 똑같이 플러그인될 수 있다는 것이 분명하다. 시프터(190)가 부착된 AC 전력 콘센트로부터 전력을 제공받고 그에 의해 기계적으로 지지되는 것으로 기술되어 있지만, 이러한 결합은 단지 전력 제공을 위한 것이거나 기계적 지지를 위한 것에 불과하다.

LAN 콘센트에 부착되는 플러그인 유닛(190)의 기계적 개요가 도 19d에 전반적으로 도시되어 있으며, 후면 사시도도 도 19e에 도시되어 있다. RJ-45 잭 등의 LAN 커넥터(197)를 포함하는 통상적인 LAN 콘센트(196)가 도시되어 있다. 예를 들어, 플러그인 모듈(195)로서 내포되어 있는 주파수 시프터(130)는 LAN 커넥터(197)와 각각 짝을 이루는 RJ-45 플러그(198)[전기적 접속은 물론 기계적 지지를 제공하여 플러그인 유닛(195)이 콘센트(196)에 쉽게 부착될 수 있게 해줌]를 갖는 것으로 도시되어 있다. 안테나(52a, 52b)는 물론 2개의 대응하는 채널 선택용 기계식 회전 스위치(139a, 139b)[각각이 IEEE802.11g의 11개 채널 중 하나를 선택하기 위한 11개 위치를 가짐]가 도시되어 있다. 도시된 예에서, 'B' 서브시스템 채널을 제어하는 회전 스위치(139b)는 채널 6으로 설정되어 있는 반면, 'A' 서브시스템을 제어하는 회전 스위치(139a)는 채널 11로 설정되어 있다. 본 발명에 따른 일 실시예에서, 잭(197)을 통해 콘센트(196)에 연결된 LAN 배선은, 예를 들어, 이하에서 설명되는 PoE(Power over Ethernet) IEEE802.3af 표준에 따라, 전력 신호를 전달한다. 플러그인 모듈(195)은 PD(Powered Device)로서 역할하며, 통상적으로 DC/DC 컨버터를 통해 LAN 배선으로부터 전력을 공급받으며, 이에 대해서는 이하에서 기술한다.

콘센트

용어 "콘센트"는 본 명세서에서 외부 장치를 건물 내에 설치된 배선에 쉽고 빠르게 접속 및 분리하는 것을 용이하게 해주는 전기-기계 장치를 나타낸다. 콘센트는 통상 배선에의 고정된 접속을 가지며, 통상 덮개(faceplate) 내에 통합된 표준 커넥터에 의해, 원하는 바대로 외부 장치를 쉽게 접속시킬 수 있게 해준다. 콘센트는 보통 벽 또는 유사한 표면에 기계적으로 부착되거나 그 안에 설치된다. 통상의 콘센트의 비제한적인 예로는, 전화와 관련 장치를 연결하는 전화 콘센트, 텔레비전 세트, VCR 등을 연결시키는 CATV 콘센트, LAN 배선(즉, "구조화된 배선")의 일부로서 사용되는 콘센트, 및 전력을 전기 기기에 연결시키는 전기 콘센트가 있다. 용어 "벽"은 본 명세서에서 수직 벽에 부가하여, 천장 및 바닥(이에 한정되지 않음)을 비롯한 건물의 내부 또는 외부 표면을 나타낸다.

기능 콘센트 방법

이 방법은 기존의 서비스 콘센트를 "네트워크" 동작 콘센트(network active outlet)로 대체하는 것을 수반한다. 일반 콘센트(LAN 구조화된 배선, 전기 전력 콘센트, 전화 콘센트 및 케이블 텔레비전 콘센트를 포함함)는 배선 시스템 주택 기반구조의 일부로서 벽내 배선에의 액세스를 제공하는 목적만을 수행하는 수동 장치로서 발달하였다. 그렇지만, 콘센트를 가정/사무실 네트워크의 일부로서 사용하기 위해 또한 통상적으로 표준 데이터 통신 인터페이스를 제공하기 위해 콘센트에 능동 회로를 내장하는 경향이 있다. 대부분의 경우에, 추가된 회로는 콘센트에 데이터 인터페이스 연결성을 추가하는 목적(그의 기본적인 수동 연결성 기능에 추가됨)을 수행한다.

전화 배선에서 사용하기 위한 전화 및 데이터 인터페이스 둘다를 지원하는 콘센트는 발명의 명칭이 'Telephone outlet for implementing a local area network over telephone lines and a local area network using such outlets(전화선을 통해 근거리 통신망을 구현하는 전화 콘센트 및 이러한 콘센트를 사용하는 근거리 통신망)'인 Binder의 미국 특허 제6,549,616호에 개시되어 있다. 다른 전화 콘센트는 발명의 명칭이 'Automatically configurable computer network(자동 구성가능 컴퓨터 네트워크)'인 Dichter의 미국 특허 제6,216,160호에 기술되어 있다. 콘센트를 사용하는 CATV 동축 케이블을 통한 홈 네트워킹의 일례는 발명의 명칭이 'Cableran Networking over Coaxial Cables(동축 케이블을 통한 케이블랜 네트워킹)'인 2002년 8월 22일자로 공개된 Cohen 등의 WO 02/065229에 기술되어 있다. 이러한 콘센트는 이스라엘 예루살렘 소재의 TMT Ltd.의 HomeRAN™ 시스템의 일부로서 이용가능하다. 전화, 데이터 및 엔터테인먼트 신호를 전달하는 배선과 관련하여 사용하기 위한 콘센트는 발명의 명칭이 'Local area and multimedia network using radio frequency and coaxial cable(무선 주파수 및 동축 케이블을 사용한 근거리 및 멀티미디어 네트워크)'인 Alcock의 미국 특허 출원 공개 제US 2003/0099228호에 개시되어 있다. 전력선을 사용한 데이터 및 전력의 결합에서 사용하기 위한 콘센트는 발명의 명칭이 'Powerline bridge apparatus(전력선 브리지 장치)'인 Schaeffer 등의 미국 특허 출원 공개 제US2003/0062990호에 기술되어 있다. 이러한 전력 콘센트는 미국 캘리포니아주 San Carlos 소재의 Asoka USA Corporation의 PlugLAN™의 일부로서 이용가능하다.

이상에서 기본 서비스(예를 들어, 전화, CATV, 및 전력)에 사용되는 배선을 통해 형성되는 네트워크와 관련하여 능동 콘센트가 기술되어 있지만, 본 발명이 전용 배선을 사용하는 네트워크에서 사용되는 콘센트에도 똑같이 적용될 수 있다는 것을 잘 알 것이다. 이러한 경우에, 콘센트 회로는, 하나의 데이터 연결 인터페이스의 기본 서비스를 넘어, 콘센트에 부가의 인터페이스를 제공하는 데 사용된다. 예를 들어, 이는 다수의 데이터 인터페이스를 제공하는 데 사용될 수 있으며, 이 경우 이 배선은 단일의 이러한 데이터 연결을 지원한다. 이러한 콘센트의 일례가 미국 캘리포니아주 Santa-Clara 소재의 3Com™에 의해 제조된 Network Jack™ 제품 계열이다. 그에 부가하여, 이러한 콘센트는 발명의 명칭이 'Single Medium Wiring Scheme for Multiple Signal Distribution in Building and Access Port Therefor(건물에서의 다중 신호 분배를 위한 단일 매체 배선 방식 및 그에 대한 액세스 포트)'인 Thompson의 미국 특허 제6,108,331호는 물론 발명의 명칭이 'Active Wall Outlet(능동 벽 콘센트)'인 2003년 6월 19일자로 공개된 McNamara 등의 미국 특허 출원 제US 2003/0112965호에 기술되어 있다.

능동 콘센트가 전선 및 케이블 등의 전도성 매체에 기초한 콘센트 및 네트워크와 관련하여 기술되어 있지만, 이러한 콘센트가 네트워크 매체가 광섬유 케이블(fiber-optical cabling) 등의 비전도성인 경우에도 똑같이 적용가능하다는 것을 잘 알 것이다. 데이터 인터페이스를 지원하고 광섬유 케이블에 기초한 능동 콘센트는 발명의 명칭이 'Fiber Converter Faceplate Outlet(광섬유 변환기 덮개 콘센트)'인 2002년 10월 10일자로 공개된 Chu의 미국 특허 출원 제US 2002/0146207호는 물론, 발명의 명칭이 'Single Medium Wiring Scheme for Multiple Signal Distribution in Building and Access Port Therefor(건물에서의 다중 신호 분배를 위한 단일 매체 배선 방식 및 그에 대한 액세스 포트)'인 Thompson의 미국 특허 제6,108,331호에 기술되어 있다. 그 자체로서, 용어 "배선"은, 이 출원에서는 물론 첨부된 청구항들에서 사용되는 바와 같이, 광섬유 케이블 등의 비전도성 매체에 기초한 네트워크를 포함하는 것으로 해석되어야만 하지만, 그에 한정되는 것은 아니다.

상기한 콘센트가 데이터 및 서비스 신호를 분리시키기 위해 능동 회로를 사용하지만, 수동 구현도 역시 이용가능하다. 이러한 수동 콘센트의 일례는 발명의 명칭이 'Telephone communication system and method over local area network wiring(근거리 통신망 배선을 통한 전화 통신 시스템 및 방법)'인 Binder의 PCT 공개 WO 02/25920에 개시되어 있다. 이러한 콘센트는 미국 텍사스주 College Station 소재의 QLynk Communication Inc.의 etherSPLIT™ 시스템의 일부로서 이용가능하다. 상기한 콘센트는 완전한 자체 완비된 장치이다. 그 자체로서, 이는 통상의 간단한 수동 콘센트 대신에 신축 주택에 쉽게 설치될 수 있다.

본 발명에 따른 일 실시예에서, 주파수 시프터는 적어도 또는 부분적으로 AC 전력, 전화, CATV 또는 LAN 콘센트인 콘센트 내에 하우징된다.

무선/유선

케이블을 통해 무선 신호를 전달하는 것은 공지되어 있으며, 미국 특허 공개 '9245에 기술되어 있다. 통상적인 종래 기술의 시스템이 도 20에 도시되어 있다. 일반적으로, 이러한 시스템(200)에서, 포인트-투-포인트 방식으로 동축 케이블(201)을 통해 무선 유닛(202a, 202b) 사이에서 무선 신호가 전달되며, 이 경우 무선 유닛(202a, 202b)은 각각 케이블(201)의 서로 다른 단부에 연결되어 있다. 동축 케이블은, 특히 연선쌍 배선(twisted-pair wiring)과 비교할 때, 비싸고 설치, 유지 및 보수하기 어려운 것으로 알려져 있다. 발명의 명칭이 'System and Method for Carrying a Wireless based Signal over Wiring(배선을 통해 무선 기반 신호를 전달하는 시스템 및 방법)'인 Hazani 등의 미국 특허 출원 공개 제2005/0249245호는, 전화선쌍 등의, 동축 케이블 이외의 매체를 통해 무선 신호를 전달하는 것에 대해 개시하고 있다. 그렇지만, Hazani 등은 수퍼-헤테로다인 기반 구현을 사용한 주파수 시프트를 기술하고 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 주파수 시프트된 무선 신호가 배선 등의 금속 매체를 통해 전달된다. IEEE802.11g 신호가 연선쌍(twisted wire pair)을 통해 전달되는 예에 대해 이하에서 기술한다. 이 비제한적인 예에서, 채널 6이 8-30 MHz 주파수 대역으로 시프트되고 단일의 연선쌍을 통해 전달된다.

무선 매체(IEEE802.11g 채널 6)와 유선 매체(8-30MHz 대역을 사용함) 간에 브리징하기 위한 주파수 시프터가 도 21에 시스템(210)으로 도시되어 있다. 안테나(52a), RF 필터(51a), WLAN 트랜스시버(46a)는 물론 제어 유닛(111)의 대응하는 부분을 포함하는 시스템(210)의 서브시스템 'A'는 도 12 및 도 13과 관련하여 이상에 각각 기술된 시스템(120, 130)의 대응하는 서브시스템과 동일하거나 그와 유사하다. 서브시스템 'A'는 포트(79a)를 통해 설정하기 위해 제어 유닛(111)에 의해 사용되는, 제어 유닛(111)에 연결된 스위치(139a)에 의해 채널 6으로 설정되고, 따라서 채널 6과 그의 I/Q 컴포넌트 신호 간에 변환을 한다. 그렇지만, 'B' 서브시스템은 19MHz 중심 주파수를 중심으로 동작하도록 수정되며, 따라서 8MHz와 30MHz 사이에 주파수 시프트된 22MHz 대역폭 신호를 할당한다.

시스템(210)의 서브시스템 'B'는 원리상, 예를 들어, 도 13a에 상기한 서브시스템 'B'와 유사하지만, 유선 매체 인터페이스에 적합하게 되어 있다. 전선쌍에 연결하기 위해 커넥터(214)가 사용된다. 커넥터(214)는, 예를 들어, RJ-11이다. 커넥터(214)를 통해 전선쌍으로부터의 수신된 신호는 서지, 과잉 전압, 번개를 처리하고 시스템(210)에 대한 안전하고 손상없는 동작을 보장하며 미국에서의 UL/FCC 및 유럽에서의 CE/CENELEC에 의해 부과되는 요구된 안전 및 ESD/EMC 요건을 만족시키기 위해 보호 블록(215)을 통과한다. 보호 블록(215)은, 예를 들어, 미국 일리노이주 Des Plaines 소재의 Littelfuse로부터의 P3100SC '275V SIDACTOR

Device'에 기초할 수 있다. 요구되는 주파수 대역(우리의 예에서, 8-30MHz)만을 통과시키고 노이즈 또는 이 주파수 대역 밖의 신호를 필터링 제거기 위해 대역 통과 필터(BPF)(216)가 제공된다. 비제한적인 예에서, 각각 15OpF인 직렬 연결된 4개의 커패시터 및 병렬 연결된 1.8μHy 인덕터에 기초한 수동 필터가 사용되어, 고역 통과 필터(HPF)로서 기능함으로써 모든 저주파수를 제거한다. 공통-모드 신호를 제거하고 전선쌍을 통해 전달되는 평형된 신호를 시스템(210) 내의 비평형된 내부 회로에 적합하게 하기 위해 격리 블록(isolation block)(218)(통상적으로 변압기(217)에 기초함)이 제공된다. 상기한 TX/RX 스위치(49)와 유사하게, 수신 상태와 전송 상태 간에 8÷30MHz 신호를 스위칭하도록 구성되어 있는 TX/RX 스위치(208)이 사용된다. '전선쌍으로부터 수신' 상태에서, 수신된 신호는 포트 1 및 포트 2를 지나 등화기(206)로 라우팅된다. 등화기(206)는 주파수 기울기(frequency tilt) 등의 전선쌍 매체의 주파수 의존적 특성을 보상하는 데 사용된다. 그 결과 신호는, 포트(61b)에 연결된 I/Q 변조기(212)에 의해 요구되는 적당한 신호 레벨에 맞게 조정하기 위해, AGC 기능을 갖는 버퍼/증폭기(219)에 피드된다. 이러한 AGC 증폭기(219)는 미국 노쓰 캐롤라이나주 Greensboro 소재의 RF Micro Devices, inc.로부터의 RF2637 'Receive AGC Amplifier'에 기초할 수 있다. Q 및 I 컴포넌트 신호는, 상기한 바와 같이 채널 6으로 주파수 시프트되어 안테나(52a)를 통해 전송되기 위해, 각자의 포트(65ab, 65bb)를 통해 WLAN 트랜스시버(46a)로 출력된다.

안테나(52a)로부터 커넥터(214)를 통해 전선쌍(201)로의 신호 경로는 상기한 것과 반대이다. 채널 6으로 수신된 신호는 그의 Q 및 I 컴포넌트 신호로 복조되어, 각자의 포트(66ab, 66bb)를 통해 I/Q 변조기(213)로 각각 피드된다. 목표 주파수 대역 8÷30MHz에서 결합된 신호는 포트(62b)를 통해 라인 구동기(line driver)(207)에 연결된다. 라인 구동기(207)는 유선 매체로 신호를 구동하도록 구성되어 있고 미국 캘리포니아주 Milpita에 본사를 둔 Intersil Corporation으로부터의 EL5130 '500MHz Low Noise Amplifier'에 기초할 수 있다. '전선쌍으로 전송' 상태에서 TX/RX 스위치(208)는 그 신호를 포트 3 및 1을 통해 격리 유닛(218)으로 라우팅한다. 이러한 스위치는 미국 텍사스주 Dallas 소재의 Texas Instruments Incorporated로부터의 TS5V33O 'Quad SPDT Wide-Bandwidth Video Switch with Low On-State Resistance'에 기초할 수 있다. 평형된 신호가 BPF(216)에 의해 필터링되고 보호 블록(215)을 통해 커넥터(214)를 거쳐 전선쌍(201)으로 피드된다. 서브시스템 'B'의 중심 주파수는 포트(79b)를 통해 제어 유닛(111)으로부터 기준 주파수 소스(25b) 및 관련 수정 진동자(64b)로 전송된다.

I/Q 복조기(212) 및 I/Q 변조기(213)는 분리된 회로로서 구현될 수 있거나, 미국 캘리포니아주 Sunnyvale 소재의 Maxim Integrated Products로부터의 Maxim MAX2450 3V, Ultra-Low-Power Quadrature Modulator/Demodulator에 기초할 수 있는 단일의 부품(211) 내에 통합될 수 있다. 일부 경우에, 요구되는 유선 주파수 대역이 지원되면, 46 등의 WLAN 트랜스시버도 역시 사용될 수 있다. 시스템(120, 130)과 관련한 이상의 설명과 유사하게, 시스템(210)이 유휴 상태에 있지 않은 경우, 2개의 상태에 있을 수 있다. 제1 상태에서, 신호가 안테나(52a)를 통해 공중으로부터 수신되고 주파수 하향 시프트 후에 커넥터(214)를 거쳐 전선쌍에 피드된다. 제2 상태에서, 이 신호는 커넥터(214)를 통해 전선쌍(201)으로부터 수신되고 주파수 상향 시프트 후에 안테나(52a)를 거쳐 공중으로 전송된다. 2개의 상태는 이상의 설명과 유사한 방식으로 제어 유닛(111)에 의해 판정되며, 접속(203)을 통해 TX/RX 스위치(208)를 제어하는 것 및 접속(204)을 통해 제어 유닛(111)에 연결된 검출기(DET)(205)에 의해 전선쌍을 통한 신호 이용가능성을 판정하는 것의 필요한 변경이 있게 된다. 이러한 검출기(205)는 미국 캘리포니아주 Milpitas 소재의 Linear Technology Corporation으로부터의 LTC5507 'lOOkHz to IGHz RP Power Detector'에 기초할 수 있다.

시스템(210)이 양방향 동작을 지원하는 것으로 기술되어 있지만, 단방향 동작도 구현될 수 있다는 것이 분명하다. 단방향 동작은 공중으로부터 전선쌍으로 또는 전선쌍(201)으로부터 공중으로 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 각각의 이러한 실시예에서, 그 동작에서 사용되지 않는 기능 및 부분이 생략될 수 있다.

본 발명이 이상에서 WLAN IEEE802.11g 표준의 채널과 관련하여 예시되어 있지만, 이러한 주파수 시프트가, 채널 경계 또는 임의의 표준에 관계없이, 임의의 주파수에서 임의의 다른 주파수로의 임의의 무선 신호의 임의의 주파수 시프트에 적용가능하다는 것을 잘 알 것이다. 이와 유사하게, 본 시스템이 8-30MHz 주파수 스펙트럼에서 전선쌍(201)을 통해 신호를 전달하는 것을 수반하지만, 그 주파수 대역이 똑같이 사용될 수 있다는 것을 잘 알 것이다.

백본인 유선 매체에 기초한 무선 네트워크의 통화권을 향상시키기 위해 주파수 시프트를 사용하는 것이 도 22에 시스템(220)으로 도시되어 있다. 시스템(220)의 일부로서, WLAN 유닛(40b)[안테나(52d)를 포함함]은 WLAN 유닛(40a)[안테나(52c)를 포함함]로부터 원격 장소에 위치하고 있고(또는 무선 통신 목적상 숨겨져 있고), 그 자체로서 WLAN 유닛 간에 통신 링크가 없다. WLAN 유닛에 근접해 있는 종단점을 갖는 연선쌍(201)이 제공된다. 안테나(52a)를 갖는 주파수 시프터(210a)가 전선쌍(201)의 한쪽 단부에 연결되고, 또하나의 주파수 시프터(210b)[안테나(52b)를 포함함]가 연선쌍(201)의 다른쪽 단부에 연결되어 있다. 안테나(52d)를 통해 WLAN 유닛(40b)에 의해 전송되는 무선 신호는 시프터(210a)의 안테나(52a)에서 수신되어, 2개의 무선 연결된 장치들 간의 무선 통신 링크(152b)를 가능하게 해준다. 이 수신된 신호는 다운 주파수 시프트되고 전선쌍(201)으로 전송된다. 그 신호는 전선쌍(201)을 통해 전파되어 시프터(210b)에 의해 다른쪽 단부에서 수신되고, 이 신호는 상향 시프트되어, 공중을 거쳐 안테나(52b)에서 안테나(52c)로 무선 통신 링크(152a)를 통해 전송되는 원래의 신호를 재구성한다. 정반대 방향은 반대이며, 이 경우 안테나(52c)로부터의 무선 신호는 연선쌍(201)을 통해 전달된 후에 링크(152b)를 통해 재생성된다.

시프터(210a, 210b) 및 전선쌍(201)을 통한 지연이 작고 실제로 무시될 수 있기 때문에, WLAN 유닛(40b, 40a)은 모든 실제의 목적에서 무선으로 직접 통신하고 있는 것으로 간주된다. 시스템(220)은 여러 상태 중 하나에 있을 수 있으며, 각각의 상태는 신호 흐름의 방향에 의해 정의되고, WLAN 유닛(40)이 직접 무선 통신을 하고 있는 경우와 동일한 방식으로 제어되며, 추가된 백본[전선쌍(201) 및 시프터(210a, 210b)를 포함함]이 요구된 구성을 지원하도록 자동적으로 구성된다. 그 자체로서, WLAN 유닛(40)에 어떤 변경 또는 수정도 필요하지 않으며, 표준의 이용가능한 장치의 사용을 가능하게 해준다.

연선쌍(201)은 UTP(unshielded Twisted Pair), FTP(Foiled Twisted Pair), S/STP(Screened Shielded Twisted Pair) 또는 STP(Shielded Twisted Pair)는 물론 "구조화된 배선" 등의 유선 LAN 케이블에서 사용되는 임의의 다른 유형일 수 있다. 게다가, 이러한 케이블은 카테고리 1, 2, 3, 4, 5 또는 6 등의 EIA/TIA-568에 부합할 수 있다. 그에 부가하여, 전선쌍(201)의 2개의 도체는 PCB(Printed Circuit Board) 상의 전도 경로일 수 있다. 이와 유사하게, RG-59/U 등의 동축 케이블이 사용될 수 있다. 그에 부가하여, 전력 케이블과 같이 데이터 또는 임의의 통신을 전달하도록 특정하여 제조되지 않았더라도, 임의의 2개의 도체 또는 임의의 2개의 전선이 사용될 수 있다. 일반적인 무선 네트워크는 통상적으로 페이딩, 손실, 공중을 통한 감쇠를 보상하기 위해 큰 동적 범위(dynamic range)를 지원한다. 그에 부가하여, 무선 기반 공중 통신 매체와 연관된 간섭 및 기타 손상에 대응하기 위해 확산 스펙트럼이 사용된다. 예를 들어, IEEE802.11g는 OFDM 변조를 사용하고 통상적으로 90dB를 넘는 동적 범위를 지원한다. 그 자체로서, 유선 매체를 통해 무선 신호를 전달하는 것은 높은 감쇠 및 왜곡을 고려한 것이며, 좋지 않은 전송 성능을 갖는 유선 매체를 통해 신호를 전달할 수 있게 해주는 반면, 여전히 안정되고 신뢰성있는 동작에 부가하여 큰 도달범위를 제공한다. 그렇지만, 이들 이점은 임의의 전용 모뎀 또는 임의의 특수 처리를 사용하지 않고도 달성된다. 예를 들어, 실험적 시스템(220)이 구축되었고 [등화기(206) 없이] 비교적 저급인 카테고리 3 연선쌍(201)을 통해 1500 피트가 넘는 범위를 가졌다. 전선쌍(201)의 양측에의 접속은 통상 커넥터, 양호하게는 표준 기반 커넥터를 사용한다.

무선 시스템은 통상적으로 보강 및 상쇄 간섭은 물론 신호의 위상 시프트도 야기하는 다중 경로의 효과에 대처하도록 구축된다. 심각한 다중-경로 환경에서조차도 신뢰성있는 통신을 제공하기 위해 확산 스펙트럼 등의 강력한 알고리즘 및 복잡한 라인 코드 변조가 통상 사용된다.

도 22의 시스템(220)이 연선쌍(201)의 2개의 단부에 포인트-투-포인트 토폴로지로 연결된 2개의 시프터(210a, 210b)만을 포함하는 것으로 도시되어 있지만, 유선 매체를 통해 임의의 토폴로지로 상호연결된 임의의 수의 시프터(210)가 사용될 수 있다. 한 비제한적인 예가 도 23에 도시된 시스템(230)이다. 시스템(230)은 안테나(52a, 52b, 52c)를 각각 포함하는 시프터(210a, 210b, 210c)를 상호연결시키는 하나의 전선쌍(201)을 사용한다. 시프터(210a)가 케이블 또는 전선쌍(201)의 한쪽 단부에 연결되어 있는 반면에, 시프터(210b, 210c)가 전선쌍(201)을 따라 다른 지점에 연결되고, 전선쌍(201)의 다른쪽 단부는 개방된 채로 둔다. '스타', '트리'를 비롯한 기타 '버스' 토폴로지 및 임의의 다른 공유 매체 또는 포인트-투-멀티포인트 토폴로지가 똑같이 사용될 수 있다. 적당히 정의되고 종단된 종단점을 갖는 포인트-투-포인트 이외의 임의의 유선 네트워크에서, 신호 전파를 따라 특성 임피던스가 연속적이지 않은 모든 지점에서 반사가 일어난다. 따라서, 전선쌍(201)의 적어도 비종단된/비연결된 단부에서 반사 신호가 발생된다. 시프터(210a)가 종단되지 않은 경우에, 그의 접속점도 반사를 야기한다. 이러한 반사는 기본적으로 그의 특성에 있어서 상기한 다중-경로 현상과 전기적으로 같다. 시스템(230)이 이러한 손상에 대응하기 위해 구축된 무선 신호 및 무선 종단 유닛[시스템(220)에서의 40b 및 40a 등]를 사용하기 때문에, 시스템 성능이 반사없는 시스템(220)에 비해 그다지 열화되지 않는다. 따라서, 임의의 특정의 토폴로지에 특정적으로 적합하도록 하기 위해 시프터(210)에 임의의 하드웨어 또는 기능을 추가할 필요가 없다.

무선 통신이 공유 매체 환경으로 간주된다. 이와 유사하게, 시스템(230)에서, 전선쌍(201)은 연결된 시프터(210)에 대해 공유 통신 매체로서 역할하였다. 양 경우에, 한번에 하나의 송신기만이 공유 물리 통신 매체로 전송하고 충돌을 처리할 수 있게 해주기 위해 채널 액세스 방법 메카니즘(channel access method mechanism)이 사용된다. IEEE802.11g(즉, WiFi) 네트워크에서, CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance) 방식이 이용된다. 시프터(210a, 210b, 210c) 및 상호연결 전선쌍(201)을 포함하는 시프터 기반 유선 백본이 (낮은 지연 및 신호들이 충실하게 복제된다는 사실로 인해) 실제로 연결된 WLAN 유닛(40)에 투명하기 때문에, CSMA/CA 또는 임의의 다른 채널 액세스 방법을 지원하기 위해 어떻게든 시프터(210)를 수정할 필요가 없다. WLAN 유닛 및 유선 백본에 의해 영향을 받는 무선 네트워크는 모든 WLAN 유닛이 서로 직접 통신 링크 내에 있는 것처럼 기능한다.

본 발명이 지금까지 주파수-시프트된 무선 신호만을 전달하는 전선쌍(201)에 의해 예시되어 있지만, 다른 신호들이 동일한 전선쌍(201)을 통해 동시에 전달될 수 있다. 예를 들어, TDM(Time Division / Domain Multiplexing)이 사용될 수 있으며, 이 경우 유선 매체를 통해 어떤 신호도 전파되지 않는 유휴 기간에 다른 신호가 전선쌍(201)을 사용한다. 이러한 경우에, 다른쪽 신호는 주파수-시프트된 무선 신호에 의해 사용되는 동일한 또는 부분적으로 동일한 주파수 스펙트럼을 사용할 수 있다. 다른 대안으로서, FDM(Frequency Division / Domain Multiplexing)이 사용될 수 있으며, 이 경우 다른쪽 신호가 주파수-시프트된 무선 신호에 의해 사용되는 것과 다른 주파수 대역을 사용한다.

상기한 바와 같이, 일반적으로 또한 상세히 말하면, 본 발명에 따른 주파수 시프트는 무선 네트워크 통화권을 향상시킬 수 있고 무선-분리된 영역을 연결시킬 수 있으며, 이것은 최소 부품수, 높은 신뢰성, 높은 집적도, 및 낮은 전력 소모의 이점이 있다. 게다가, 많은 경우에, 넓은 온도 범위에서, 진동하거나 충격에 민감한 기계적 응력 등에서 동작하는 등의 엄격한 구현을 필요로 하는 옥외 환경 또는 다른 장소에서 무선 통화권이 요구된다. 이와 유사하게, 이러한 원격 장소는 공간이 제한될 수 있고 인접 전원이 없을 수 있다. 시프터(210)의 낮은 전력 소모는 동일한 전선쌍을 통한 주파수 시프터(210)의 원격 피드(remote feeding)를 가능하게 해준다. 이러한 시스템(240)이 도 24에 도시되어 있으며, 더 높은 주파수 대역(예를 들어, 8-30MHz)에서 DC 전력(사실상 0Hz) 및 주파수-시프트된 무선 신호를 전달하기 위해 FDM을 사용한다. 원격 전력 공급이 공지되어 있지만, 배선 저항으로 야기된 전압 강하를 보상하기 위해 통상적으로 고전압이 사용된다. 예를 들어, DSL 장비의 일부에 원격적으로 전력을 공급하기 위해 120VDC가 사용된다. 이러한 전압 레벨을 사용하는 것은 문제가 될 수 있는데, 그 이유는 UL/IEC 60950 및 EN60950 등의 많은 안전 표준이 많은 응용에서의 전압 레벨을 60VDC로 제한하기 때문이다. 주파수 시프터의 낮은 전력 소모는 이러한 60VDC보다 나자은 전압 레벨을 사용할 수 있게 해주며, 그 자체로서 통상의 48VDC 전압 레벨이 사용될 수 있지만 긴 배선은 물론 낮은 직경/높은 저항 유형의 전선도 지원한다.

시스템(240)은 도 22에 도시된 시스템(220)에 기초하며, 여기에서 WLAN 유닛(40b, 40a)은 전선쌍(201)을 포함하고 시프터(210a, 210b)를 상호 연결시키는 유선 백본을 통해 통신을 한다. 2개의 HPF(High Pass Filter)(221a, 221b)가 각각 시프터(210a, 210b)와 전선쌍(201)의 대응하는 단부 사이에 연결된다. HPF(221)는 시프트된 무선 신호 대역(상기 예에서 8-30MHz)를 통과시킬 수 있고 전선쌍(201)을 통해 이용가능한 DC 신호를 차단하며, 그 자체로서, 시스템(220)의 동작은 완전히 복원되고 영향을 받지 않는다. HPF(221)는 간단한 직렬 연결된 커패시터(228aa, 228ba)에 의해 구축될 수 있는데, 그 이유는 신호의 저주파 컴포넌트(8MHz)이 DC 신호보다 상당히 위쪽에 있기 때문이다. 일부 경우에, 주파수 시프터 무선 신호만을 통과시키기 위해 BPF가 사용될 수 있다. 이와 유사하게, HPF(221b)는 직렬 연결된 커패시터(228ab, 228bb)를 포함한다. 상기한 필터(216) 등의 다른 유형의 필터가 사용될 수 있다. 일부 경우에, 필터(221)는 시프터(210) 내의 필터(216)를 대체할 수 있고, 필터(216)는 따라서 생략될 수 있다. LPF(222a, 222b)는 HPF(221a, 221b)의 접속에 각각 병렬로 전선쌍(201)의 단부에 연결된다. 필터(222)는 DC만을 통과시키는 동작을 하고, LPF(222a) 내의 인덕터(223aa, 223ba) 및 LPF(222b) 내의 인덕터(223ab, 223bb) 등의 2개의 직렬 연결된 인덕터를 포함할 수 있다. 전원 공급 장치(224)는 통상적으로 AC 전원 본선(power main)(미국에서는 115VAC/60Hz이고 유럽에서는 220VAC/50Hz임)으로부터 피드되며, 통상 AC/DC 컨버터를 포함한다. DC 전력 신호는 LPF(222a)를 통과하여 전선쌍(201)에 피드된다. 시스템(242)은 전선쌍(201)의 다른쪽 단부에 위치하고 그에 연결되어 있으며, DC/DC 컨버터(225), LPF(222b), 부하(227), HPF(221b) 및 주파수 시프터(210b)를 포함한다. DC/DC 컨버터(225)는 전선쌍(201)으로부터 LPF(222b)를 통해 DC 전력 신호를 수신하기 위해 연결되어 있고 부하에 전력을 공급하기 위해 DC 전원 출력을 제공한다. 일반적인 부하(227)는 DC/DC 컨버터(225) 출력에 연결되어, 이 출력으로부터 피드될 수 있다. 일 실시예에서, DC/DC 컨버터(225) DC 출력 전력은 접속(226a, 226b)을 통해 주파수 시프터(210b)에 피드하기 위해 연결되어 있으며, 따라서 전선쌍(201)의 이 측면을 임의의 국부 전원에 연결되도록 할 수 있다. 다른 실시예에서, DC/DC(225)는 부하(227) 및 주파수 시프터(210b) 둘다에 피드한다.

시스템(240)이 도 24에서 부하(227) 또는 시프터(210b) 또는 둘다를 포함하는 전선쌍(201)의 다른쪽 단부에 하나의 피드 위치를 갖는 것으로 도시되어 있지만, 도 23에 도시된 것 등의 케이블(201)을 따라 다수의 이러한 원격 장소가 연결될 수 있으며 포인트-투-포인트 토폴로지에 제한되지 않는다는 것이 명백하다. 각각의 이러한 연결된 장소는 LPF(222b) 및 전선쌍(201)으로부터의 입력 전압을 응용 동작 전압 또는 전압들로 변환하는 동작을 하는 DC/DC 컨버터(225) 등의 전력 변환기를 가질 필요가 있다. 게다가, 전선-전력 공급받는 장소 및 국부-전력 공급받는 장소의 조합이 이용될 수 있다. 어떤 전력 공급받는 장소는 시프터(210)만이 전력 공급받을 수 있거나 다른 부하(227)가 전력 공급받을 수 있거나, 시프터(210) 및 부하(227) 둘다가 원격 전력 공급받는다. '스타' 또는 '포인트-투-멀티포인트' 토폴로지 네트워크의 비제한적인 예가 시스템(245)을 도시하는 도 24a에 도시되어 있다. 시스템(245)은 3개의 원격 장소(242a, 242b, 242c)를 나타내고 있으며, 이들 장소는 안테나(52a, 52b, 52c)를 각각 포함하고 각각 전선쌍(201a, 201b, 201c)를 통해 중심 위치 HPF(221a) 및 LPF(222a)에 연결되어 있다. 원격 장소(242) 모두 또는 그 일부는 원격 전력 공급받을 수 있으며, 하나 이상의 이러한 원격 장소(242)는 원격 전력 공급을 받는 부하(227)를 포함할 수 있다. 게다가, 전선쌍(201) 각각은 서로 다른 유형의 전선쌍을 포함할 수 있다, 예를 들어, 전선쌍(201a)은 UTP일 수 있고, 전선쌍(201b)는 동축 케이블일 수 있으며, 전선쌍(201c)은 STP일 수 있다.

시스템(240)이 DC 전력 피드로 기술되어 있지만, AC 전력 피드도 이용될 수 있다. 이러한 경우에, 전력 공급 장치(224)는 AC 신호를 발생하고 AC/AC 컨버터를 포함하며, DC/DC 컨버터(225)는 AC/DC 컨버터로 대체된다. AC 전원이 저주파 대역 신호를 사용하고 있는 경우, LPF(222a, 222b)는 이 저푸사를 통과시키도록 구성된다. 높은 주파수가 사용되는 경우, LPF(222a, 222b)는 전선쌍(201)을 통해 전달되는 AC 전력 신호의 주파수를 거의 통과시키도록 구성되어 있는 BPF로 대체된다.

다양한 유형의 안테나(52)(또는 임의의 다른 무선 포트)가 WLAN 유닛에서 사용된다. 그 중에는 PCB 인쇄된 안테나, 칩 안테나는 물론 패널 및 돔 안테나가 있다. 게다가, 안테나는 부지향성(omni-directional) 또는 지향성(directional)일 수 있다. 통상적으로, 안테나는 전기적 접속은 물론 기계적 부착 둘다를 제공하는, SMA, N-형 및 IPX 등의 짝을 이루는 동축 커넥터를 사용하여 WLAN 유닛 인클로저에 연결되어 있다. 많은 경우에, 안테나 접속은 스내핑(snapping) 또는 나사 고정(screwing)에 의해 쉽게 분리 및 연결될 수 있다. 안테나(52d, 52c)의 각각의 WLAN 유닛(40b, 40a)에의 결합은, 시스템(240)(도 24) 및 시스템(245)(도 24a)에 도시된 바와 같이, 각각 포트(241b, 241a)로 나타내어져 있다. 시프터(210)에 대해 임의의 유형의 안테나가 사용될 수 있으며, 이와 유사하게 임의의 안테나 결합(전기적 또는 기계적 또는 둘다)이 사용될 수 있다. 상세하게는, WLAN 유닛(40)에 적합한, 따라서 적절한 주파수 범위에서 동작하기에 적합한 임의의 유형의 안테나가 동일한 주파수 대역을 통해 통신을 하는 시프터(210)에 대해 사용되기에 똑같이 적합하다. 예를 들어, IEEE802.11g WLAN 유닛에 대한 임의의 안테나가 2.4GHz 대역에서 동작하며, 그 자체로서 이러한 WLAN 유닛과 무선 통신을 하는 시프터(210)에서 사용될 수 있다. 안테나(52a, 52b)의 각자의 시프터(210a, 210b)에의 결합이, 시스템(240)(도 24) 및 시스템(245)(도 24a)에 나타낸 바와 같이, 각각 포트(241c, 241d)로 나타내어져 있다.

본 발명은 지금까지 시프터(120 또는 210)와 WLAN 유닛(40) 간의 무선 통신 링크(152)와 관련하여 기술되었다. 그렇지만, 직접 전도성 접속(direct conductive connection)도 사용될 수 있다. 비제한적인 일례에서, WLAN 유닛의ㅣ 안테나 포트와 시프터 간에 직접 접속이 있다. 이러한 시스템(250)이 도 25에 도시되어 있다. 일반적으로, 시스템(250)은 도 24에 도시된 시스템(240)에 기초한다. 그렇지만, WLAN 유닛(40b)이 무선 링크(152b)를 통해 각자의 안테나(52d, 52a)를 거쳐 시프터(210a)와 무선 결합되어 있는 시스템(240)과 달리, 시스템(250)에서는 유닛들 간에 금속(또는 임의의 다른 전도성) 접속이 있다. 안테나(52d, 52a)가 제거되고(또는 바이패스되고), WLAN 유닛(40b)의 포트(241b)와 시프터(210a)의 포트(241c) 사이에 유선 접속이 있으며, 따라서 WLAN 유닛(40b)의 장소에서 어떤 무선 방사도 없는데, 그 이유는 WLAN 유닛(40b) 및 시프터(210a) 둘다가 안테나를 갖지 않기 때문이다. 통상적으로, 무선 수신기가 공중을 통한 전파를 거쳐 감쇠된 후에 신호를 수신하도록 설계되어 있기 때문에, 직접 접속은 수신 유닛을 손상 또는 포화시킬 수 있다. 이러한 현상을 피하기 위해, 감쇠기(251)가 안테나 포트(241b, 241c) 사이에 접속된다. 감쇠기(251)는 양 포트에 임피던스 정합되어야만 하는데, 그 이유는 감쇠기(251)가 접속된 유닛에 대해 안테나인 것처럼 행동하고 최대한 적절히 동작하는 수신 신호를 만족시키기 위해 최소한 전송 신호를 감쇠시켜야만 하기 때문이다. 반면에, 감쇠기(251)는 접속된 유닛들 간의 통신이 열화되도록 신호를 감쇠시켜서는 안된다. 일반적으로, 요구된 주파수 대역에서 동작하고 적절히 정합된 임의의 감쇠기가 사용될 수 있다. 최소 10dB 및 최대 80dB의 감쇠값이 추천된다. 감쇠기 방식의 능동 및 수동 기반 방식이 사용될 수 있다. 저가 및 최소 공간 요건을 제공하는 단일 또는 다중 스테이지 저항-기반의 간단한 'PI' 또는 "T" 토폴로지도 사용될 수 있다. 직렬 연결된 2개의 저항(253a, 253b) 및 병렬 연결된 하나의 저항(253c)을 포함하는 간단한 1 스테이지 "T"형 감쇠기가 도 25에 도시되어 있다. 실험적인 50Ω 임피던스 정합 시스템에서, 40dB의 값은 저항(253c, 253b)에 대해 49Ω의 공칭값 및 저항(253c)에 대해 1Ω의 값을 사용하여 구현되었다.

유닛(40b, 210a) 간의 금속 접속은, 이들이 통상적으로 인접하여 위치하기 때문에, 도 25에 도시된 바와 같이, WLAN 유닛(40b) 및 시프터(210a) 둘다는 물론 접속 케이블 및 감쇠기를 단일의 인클로저(252)에 하우징하는 것으로 생각될 수 있다.

이러한 시스템(250)은 WLAN 유닛(40b)[WAP(Wireless Access Point) 등]이 한 곳에 위치하는 반면, 다른 곳에서, 즉 원격 장소에서 무선 통화권이 요구되는 많은 경우에 이용될 수 있다. 비제한적인 일례에서, 전력 공급 장치가 한 곳에서만 이용가능할 수 있는 반면, 동일한 근방에 있지 않은 다른 곳에서 통화권이 요구될 수 있다. 이 경우에, WLAN 유닛(40b)은 전원(예를 들어, AC 전력 콘센트)이 제공되는 곳에 위치하게 되고, 단지 전력의 적은 부분만이 원격 장소에서 요구되기 때문에, 그 전력이 시프트된 무선 신호와 함께 전선쌍을 통해, 실제 무선 통화권이 요구되는 원격 장소로 전달된다. 예를 들어, WAP가 건물의 지하에 위치하여 근방의 AC 전력 콘센트로부터 전력을 공급받도록 연결될 수 있고, 전선쌍이 건물의 다른 부분에 있는 천장과 같이 양호한 장소에서 실제의 무선 통신을 가능하게 해주며, 이 경우 안테나 위치는 광역 통화권을 제공하거나 또는 특정 위치에 통화권을 제공하는 것에 의해 최적화된다. 이와 유사하게, 공간 제약에 의해 또한 WAP를 국소화해야 하고 더 많은 하드웨어를 가져야 하며 따라서 통상적으로 실제의 무선 통화권 영역이 요구되는 장소로부터 멀리 떨어진 곳에서 시프터(210)보다 더 큰 크기를 가지게 될 수 있다. 다른 고려 사항으로는, 무선 안테나를 실제로 다른 곳에 유지하면서, WLAN 유닛(40b)을 용이한 구성, 설치 및 보수를 위해 액세스할 수 있는 곳에 위치시키는 것이 있을 수 있다. 게다가, WLAN 유닛(40b)은, 예를 들어, 근방의 전화 콘센트에 연결될 필요가 있는 ADSL 모뎀 등의 다른 장치들과 통합될 수 있다.

장치(252)는 도 25에서 시스템(250)의 일부로서 도시되어 있으며, WLAN 유닛(40b), 감쇠기(251) 및 시프터(210a)를 포함한다. 동작 중에, WLAN 유닛(40b)의 포트(41)에 수신된 데이터는, IEEE802.11g 시스템과 관련하여 예시된 도 4와 관련하여 상기한 바와 같이, I/Q 변환되고, 이어서 변조되며 2.4GHz 무선 신호로 주파수 상향 시프트된다. 이 무선 신호는 감쇠기(251)에 의해 감쇠되고 시프터(210a)에 피드되고, 이 시프터(210a)에서 무선 신호가 I/Q 신호로 복조되고 하향 시프트된 다음에, 다시 전선쌍(201)을 통해 전달될 신호로 변조된다. 장치(252) 근방에서 무선 통신이 필요하지 않기 때문에, 2.4GHz 무선 신호를 생성할 필요가 없으며, 포트(41)에 수신된 유선 데이터 신호와 전선쌍(201)을 통해 전달되는 신호 간에 직접적인 변환이 있을 수 있다. 이러한 직접적인 변환을 수행하는 시스템(260)이 도 26에 도시되어 있다.

도 26에 도시된 시스템(260)은 최소한 장치(252)와 유사하거나 동일한 기능을 제공하지만, 덜 복잡하고 더 적은 하드웨어를 사용한다. 시스템(260)의 'B' 서브시스템은 상기 도 21의 시스템(210)에 대해 기술된 'B' 서브시스템과 동일하거나 최소한 유사하며, 커넥터(214)에서의 신호와 유닛(211)의 포트(65, 66)에서의 그의 I/Q 컴포넌트 신호 간을 변환하는 데 사용된다. 'A' 서브시스템은 상기 도 4에 도시된 WLAN 유닛(40)의 관련 부분과 동일하거나 적어도 유사하며, I/Q 변조기/복조기(45), 송신기/수신기(44), MAC 계층 프로세서(43), 이더넷 10/lOOBaseT PHY(42), 및 유선 포트(41)를 포함한다. 이 'A' 서브시스템은 포트(41)에서의 데이터 신호(IEEE 802.3 10/100BaseT 등)와 I/Q 변조기/복조기(45)의 포트(65, 66)에서의 그의 I/Q 컴포넌트 신호 간을 변환하는 동작을 한다. 상기한 것과 유사하게, 포트(41)에서의 데이터 신호 및 포트(214)에서의 유선 신호를 나타내는 2개의 I/Q 컴포넌트 신호는 그의 I/Q 표현을 통해 2개의 포트(214, 41) 간에 신호를 변환하는 동작을 하는 '백투백' 구성으로 연결되어 있다. 따라서, 시스템(260)은 도 25에 도시된 유닛(252)에 대한 대용물일 수 있다.

도 25의 시스템(250)의 일부로서 시스템(252)에 포함되어 있는 것으로 도시된, WLAN 유닛(40b)와 시프터(210a) 간의 직접 금속 접속은 다수의 이점을 갖는다. 첫째, 이러한 구성은 링크(152a)에 의해 WAP 등의 무선 유닛(40b)의 물리적 장소를 요구되는 통화권 영역으로부터 분리시킬 수 있다. 둘째, 시스템(240)에서의 152b 등의 무선 결합과 비교하여, 이러한 유선/전도성 접속은 접속된 유닛 둘다의 수신기의 입력에서의 제어된 신호 레벨은 물론 더 안정적이고 무선 간섭 및 외부 노이즈에 크게 영향을 받지 않는 접속도 가능하게 해준다. 그 자체로서, WLAN 유닛(40b) 근방에서 무선 통화권 영역이 요구되는 경우에 이러한 직접 금속 기반의 결합을 사용하는 것이 생각될 수 있다. 도 27에 도시된 시스템(270)은, WLAN 유닛(40b)의 무선 통신 기능을 제거하거나 열화시키지 않고, WLAN 유닛(40b)과 시프터(210a) 간의 전도성 접속을 가능하게 해준다. 일반적으로, 시스템(270)은 시스템(240)에 기초하며, 여기서 분할기(271)가 WLAN 유닛(40b)의 안테나(52a)와 안테나 포트(241b) 사이에 추가되어 있다. 분할기(271)는 신호가 WLAN 유닛(40b)의 안테나 포트(241b)와 안테나(52a) 사이에서 전달될 수 있게 해주며, 따라서 시스템(240)의 전체 기능을 실질적으로 유지하며, WLAN 유닛(40c)이 무선 통신 링크(152b)를 사용하여 공중을 통해 WLAN 유닛(40b)와 무선 통신을 할 수 있게 해준다. 그에 부가하여, 분할기(271)의 제3 포트는 감쇠기(251)를 통해 시프터(210a)에 연결되어 있으며, 따라서 시스템(250)에 대해 도시된 접속과 유사한 직접 금속 접속을 형성한다. 일부 실시예에서, 분할기(271)의 내부 감쇠가 충분할 수 있으며, 따라서 감쇠기(251)가 필요하지 않을 수 있다. 다른 실시예에서, 이 경로에서의 감쇠기(271)의 감쇠를 고려하여, 감쇠값만이 보정된다(통상적으로 감소된다). 따라서, 시스템(240, 250)의 기능 둘다가 실질적으로 유지된다.

도 24의 시스템(240)은 양 장소 둘다에 무선 결합(152a, 152b)를 나타내고 있다. 도 25의 시스템(250)은 한 장소에서의 감쇠기(251)를 통한 유선 결합 및 다른 장소에서의 무선 통신 링크(152a)를 나타내고 있다. 도 27의 시스템(270)은 한 장소에서의 [감쇠기(251)를 통한] 무선 링크(152b) 및 유선 접속의 결합과, 다른 장소에서의 공중 무선 통신 링크(152a)을 나타내고 있다. 각각의 장소가 상대편 장소와 독립적이고 각각의 이러한 장소가, 다른 장소 또는 장소들과 무관한, 상기 옵션들 중 임의의 것일 수 있다는 것을 잘 알 것이다. 비제한적인 예가 도 27a에 시스템(275)으로서 도시되어 있으며, 이 경우 양 장소는 유선 및 무선 링크 둘다를 겸비하고 있다. 전원 공급 장소(도면의 좌측)에서, 배열은 도 27에 도시된 것과 유사하며, 여기서 WLAN 유닛(40b)은 분할기(271a) 및 감쇠기(251a)를 통해 시프터(210a)에 금속 접속되어 있다. WLAN 유닛(40b)과 다른 WLAN 유닛(40c) 간의 무선 통신은 분할기(271a)에 연결된 안테나(52a)를 통해 유지된다. 이와 유사하게, 전력 공급을 받는/원격 장소는 유선 및 무선 결합 둘다를 겸비하고 있으며, 여기서 WLAN 유닛(40a)은 분할기(271b) 및 감쇠기(251b)를 통해 시프터(210b)에 금속 접속되어 있다. WLAN 유닛(40a)과 다른 WLAN 유닛(40d) 간의 무선 통신은 분할기(271b)에 연결된 안테나(52b)를 통해 유지된다. 이와 유사하게, 다른 옵션들도 전원 공급을 하거나 전원 공급을 받는 곳인 모든 연결된 장소에서 독립적으로 구현될 수 있으며, 물론 그 경우에도 선로 전력 공급(line powering)이 전혀 구현되지 않는다.

상기한 실시예들이 DC(또는 AC) 전력 신호와 주파수 시프트된 무선 신호를 결합 및 분리하는 수단으로서 LPF(222) 및 HPF(221)을 포함하는 세트와 관련하여 기술되어 있지만, 도 27b의 시스템(279)에 도시된 바와 같이, 분할 중앙탭 변압기(split center tap transformer)에 기초한 실시예도 역시 사용될 수 있다. 변압기(278a) 및 커패시터(276a)가 시스템(275)의 HPF(221a) 및 LPF(222a)의 대용물로서 제공되어 있으며 전선쌍(201)의 한쪽 단부에 연결되어 있다. 이와 유사하게, 변압기(278b) 및 커패시터(276b)는 시스템(275)의 HPF(221b) 및 LPF(222b)의 대용물로서 제공되어 있으며 전선쌍(201)의 다른쪽 단부에 연결되어 있다. 이러한 분리 중앙탭 변압기 배열은 공지되어 있으며, 통상적으로 전화 응용에서만 사용된다. 변압기(278a)는 시프터(210a)에 연결된 1차 권선(277a)을 포함하며, 2차 권선은 DC 전력 공급 장치(224)에 연결된 커패시터(276a)에 의해 서로 연결되어 있는 2개의 분리된 2차 권선(277c, 277b)로 분할되어 있다. 2차 권선(277c, 277b)은 전선쌍(201)에 연결되어 있다. 커패시터(276a) 값은 시프트된 무선 신호 주파수 대역(예를 들어, 상기한 바와 같은 8-30MHz)에서 상당히 낮은 임피던스이고, 따라서 시프터(210a)로/로부터의 시프트된 무선 신호는 전선쌍(201)으로 투명하게 전달된다. 커패시터(276a)는 DC 신호에 대해 높은 임피던스 값을 나타내며, 따라서 DC 전류가 2차 권선(277c, 277b)을 통해 전선쌍(201)으로 흐르게 할 수 있다.

이와 유사하게, 전선쌍(201)의 다른쪽 단부에서, 변압기(278b)는 시프터(210b)에 연결된 1차 권선(277d) 및 DC/DC 컨버터(225)에 연결된 커패시터(276b)에 의해 서로 연결된 2개의 분리된 2차 권선(277f, 277e)을 포함한다. 2차 권선(277f, 277e)은 전선쌍(201)에 연결되어 있다. 커패시터(276b) 값은 시프트된 무선 신호 주파수 대역(예를 들어, 상기한 바와 같은 8-30MHz)에서 상당히 낮은 임피던스이고, 따라서 시프터(210b)로/로부터의 시프트된 무선 신호는 전선쌍(201)으로 투명하게 전달된다. 커패시터(276b)는 DC 신호에 높은 임피던스 값을 나타내고, 따라서 DC 전류가 전선쌍(201)으로부터 2차 권선(277f, 277e)을 통해 DC/DC 컨버터(225)로 흐르게 할 수 있다.

이제부터, 도 27a에 도시된 시스템(275)에 기초하는 시스템(280)을 나타내는 도 28을 참조하면, 이 시스템(280)에서, 리미터/센서(Limiter/Sensor)(281)가 전력 공급 장치(224)와 LPF(222a) 사이에 추가된다. 리미터/센서(281)는, 예를 들어, 전선쌍(201)의 2개의 도체 간의 단락 회로의 경우에, 전선쌍(201)의 전류를 제한하는 전류 리미터 및 기타 보호 수단을 포함한다. 리미터/센서(281)는 재설정가능한 또는 일회용인 휴즈 또는 공지된 전류 리미터의 능동 회로를 사용할 수 있다. 이러한 전류 제한은, 예를 들어, 안전 규격을 만족시키기 위해 필요하다. 리미터/센서(281)는, 예를 들어, 프로세서 또는 기타 제어 수단에 의해 제어될 수 있는 기계식 또는 전자식인 스위치를 포함할 수 있다. 이 스위치는 사전 정의된 논리 또는 규칙에 따라 전선쌍에 전력을 연결 또는 단절시킬 수 있다. 일 실시예에서, 리미터/센서(281)는 전력 공급 장소(powering site)가 원격 장소에 원격 부하가 연결되어 있음을 식별할 수 있게 해주는 전류 감지/계측 기능을 포함한다. 이러한 부하가 존재하지 않는 경우, 이 스위치는 전선쌍(201)을 통한 불필요한 DC 전압을 방지하기 위해 전력을 차단할 수 있다.

원격 장소(284)가 전선쌍(201)의 원격측에 전도성 연결된 모든 하드웨어[HPF(221b), 안테나 포트(241d)를 갖는 시프터(210b), 감쇠기(251b), 안테나(52b)에 연결된 분할기(271b), 및 안테나 포트(241a)를 통해 분할기(271b)에 연결된 WLAN 유닛(40a) 등의 시프트된 무선 신호 처리 기능을 포함함]를 포함하는 것으로 도시되어 있다. 원격 장소(284)는 이와 유사하게 모든 전력 처리 기능[LPF(222b), 다이오드 브리지(282), 서명/격리 블록(283) 및 DC/DC 컨버터(225) 등]을 포함하고 또한 DC 전원을 공급받는 부하(227)도 포함할 수 있다. 전력 공급 장소/위치(285)는 전선쌍(201)의 다른쪽 측면에 전도성 연결된 모든 하드웨어[HPF(221a), 안테나 포트(241c)를 갖는 시프터(210a), 감쇠기(251a), 안테나(52a)에 연결된 분할기(271a), 및 안테나 포트(241b)를 통해 분할기(271a)에 연결된 WLAN 유닛(40b)]를 포함하는 것으로 도시되어 있다. 전력 공급 장소(285)는 이와 유사하게 모든 전력 처리 기능[LPF(222a), 리미터/센서(281) 및 AC 전력을 공급받고 AC 플러그(229)를 통해 피드되는 전력 공급 장치(224) 등]을 포함한다.

DC 전압 극성의 반전을 가져오게 될 잠재적인 전선 교환(wire swapping)에 대응하기 위해 LPF(222b)와 DC/DC 컨버터(225) 사이에 추가된 다이오드 브리지(282)가 사용된다. 다이오드 브리지(282)는 통상적으로 4개의 다이오드를 포함하고 입력 전압 극성의 반전의 경우에도 DC 전압의 적당한 극성을 출력한다. 서명/격리 블록(283)은 다이오드 브리지(282)와 DC/DC 컨버터(225) 사이에 추가된다. 이러한 서명/격리 블록(283)은 통상적으로 원격 장소에 전력 공급을 받는 장치가 존재함을 리미터/센서(281)에 알려주는 특정의 부하를 포함한다. 게다가, 이 기능은 또한 원격 장소(284)의 유형을 분류하는 데도 사용될 수 있으며, 예를 들어, 원격 장소(284)의 전력 소모에 관련되어 있을 수 있다. 격리 기능은 또한 전력 검출 및 분류 이후에만 전력의 전달을 가능하게 해주기 위해 또한 연결된 유닛을 손상시키지 않는 이러한 DC 전력 피드를 보장하기 위해 서명/격리 블록(283)에 포함될 수 있다. 이러한 격리 기능은 FET 트랜지스터 기반 스위치를 사용하여 구현될 수 있다. 추가된 블록인 리미터/센서(281), 다이오드 브리지(282) 및 서명/격리(283)는 이하에서 더 상세히 기술하는 PoE(Power over Ethernet) 표준에 부합할 수 있다.

앞서 도 24a에 도시된 시스템(245)은 각자의 3개의 전선쌍(201a, 201b, 201c)을 사용하여 "중앙" 장소에 연결되어 있는 다수의 원격 장소(242a, 242b, 242c)를 갖는 네트워크를 기술하고 있다. 이러한 구성은 이하의 단점을 갖는다.

1. 모든 전선쌍(201a, 201b, 201c)이 서로 연결되어 있기 때문에, 전선쌍(201) 중 임의의 것에서의 단락 회로는, 시프터 무선 신호의 통신 및 이들 전선쌍을 통해 전달되는 DC 전력 둘다에 대해, 시스템 전체의 정지를 가져온다.

2. 이러한 토폴로지는 통신 매체로서 "포인트 투 포인트" 토폴로지보다 못한 것으로 알려져 있는데, 그 이유는 적당한 종단이 적절히 이용될 수 없기 때문이며, 따라서 임피던스 부정합 및 반사를 일으킨다.

3. 시스템의 고장을 찾아내고 격리시키는 것이 더 어려우며, 따라서 이러한 구성의 유지 보수를 복잡하게 만든다.

포인트-투-포인트 토폴로지는 오랫동안 상기한 단점들을 해결하고 DC 전력 전달 및 시프트된 무선 신호의 전달을 위한 더 나은 매체를 제공하는 것으로 알려져 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 도 24에 도시된 시스템(240), 도 28에 도시된 시스템(280) 또는 임의의 다른 유사한 시스템이 각각의 원격 장소에 복제되어 있으며, 따라서 각각의 원격 장소 또는 각각의 전선쌍(201)에 대한 완전한 독립적인 복제물을 생성한다. 이러한 시스템은 복잡하고 고가이며 많은 공간을 필요로 하고 많은 전력을 소모한다. 한 대안적인 해결책은 도 29에 시스템(290)으로 도시되어 있다. 이러한 시스템(290)에서, 단지 하나의 WLAN 유닛(40b)[양호하게는 액세스 포인트임]이 사용되고 모든 장소에 의해 공유된다. 이러한 구성은 단일의 WLAN 유닛(40b)의 사용을 가능하게 해주며, 따라서 전체적인 복잡도, 비용, 공간 및 전력 소모를 감소시키는 것은 물론 설치 및 유지보수 요구사항을 감소시킨다. [예를 들어, 도 27에 도시된 시스템(270)에 관한] 상기 설명과 유사하게, 분할기(271a)가 WLAN 유닛(40b) 안테나 포트(241b)와 안테나(52a) 사이에 추가된다. 이 접속은 WLAN 유닛(40b) 근방에서의 국소 무선 통신(local wireless communication)을 가능하게 해준다. 이러한 무선 통화권이 이 장소에서 요구되지 않는 경우에, 안테나(52a)[는 물론 분할기(271a)의 각각의 포트]는 제거될 수 있다. 도 27의 시스템(270)의 일부로서 도시된 3 포트 분할기(271)와 달리, 분할기(271a)는 각각의 요구된 원격 장소에 대한 포트를 제공한다. 시스템(290)은 전선쌍(201a, 201b, 201c)[각각이 각자의 접속(291a, 291b, 291c)을 통해 관련 분할기(271a) 포트에 연결되어 있음]를 통해 각각 연결된 3개의 원격 장소(284a, 284b, 284c)를 포함하는 것으로 예시되어 있다. 3개의 원격 장소는 물론 안테나(52a) 및 WLAN 유닛(40b) 포트를 지원하기 위해, 총 5개의 포트가 필요하다[안테나(52b)가 사용되지 않는 경우에는 4개의 포트가 필요함]. 단순히 분할기(271a)에 포트를 추가하고 적절한 시스템을 제공하는 것으로, 임의의 수의 원격 장소(284)가 똑같이 지원될 수 있다는 것이 분명하다. 원격 장소(284a)를 지원하는 것은 접속(291a)과 시프터(210a) 사이에 연결되어 있는 감쇠기(251a)에 의해 제공되며, 여기서 시프터(210a)는, 이상에서 설명한 것과 유사하게, HPF(221a)를 통해 전선쌍(201a)에 연결되어 있다. 이와 유사하게, 원격 장소(284b)는 접속(291b) 및 시프터(210b) 사이에 연결되어 있는 감쇠기(251b)에 의해 제공되며, 여기서 시프터(210b)는 HPF(221b)를 통해 전선쌍(201b)에 연결된다. 이와 유사하게, 원격 장소(284c)는 접속(291c) 및 시프터(210c) 사이에 연결되어 있는 감쇠기(251c)에 의해 제공되며, 여기서 시프터(210c)는 HPF(221c)를 통해 전선쌍(201c)에 연결된다. 감쇠기(251a, 251b, 251c)가 도시되어 있지만, WLAN 유닛(40b)의 안테나 포트(241b)와 분할기(271a) 사이에 연결되어 있는 하나의 감쇠기(251)가 사용될 수 있으며, 그에 따라 각각의 원격 장소(284)마다 감쇠기를 제공할 필요가 없게 된다는 것이 명백하다. 도 29로부터 알 수 있는 바와 같이, 모든 통신 링크가 분리된 전선쌍들(201)[각각이 장거리 및 안정된 동작 등의 우수한 통신 특성을 가능하게 해주기 위해 포인트-투-포인트 토폴로지로 연결되어 있음]에 기초한다.

본 발명에 따른 일 실시예에서, 원격 전력 공급이 이용되지 않으며, 각각의 장소는 로컬적으로 전력 공급된다. 대안의 실시예에서, 도 29에 도시된 시스템(290)에서와 같이, 공통의 기능들이 하나의 장치 또는 기능에 통합될 수 있다. 하나의 AC 본선 전력 접속(229)이 사용되고, 하나의 전력 공급 장치(224)에 피드한다. 그렇지만, 전력 공급 장치(224)는 이제 모든 원격적으로 전력을 공급받는 장소(284)에 원격으로 피드할 수 있어야만 한다. 전력 공급 장치(224)에서의 DC 전력 신호는 LPF(222a)를 통해 전선쌍(201a)에 연결되어 있는 리미터/센서(281a)에 피드한다. 이와 유사하게, 원격 장소(284b)는 LPF(222b)를 통해 전선쌍(201b)에 연결되어 있는 리미터/센서(281b)로부터 피드된다. 원격 장소(284c)는 LPF(222c)를 통해 전선쌍(201c)에 연결되어 있는 리미터/센서(281c)로부터 피드된다. 도 29로부터 알 수 있는 바와 같이, 모든 전력 링크는 분리된 전선쌍(201)에 기초하며, 각각의 전선쌍은 포인트-투-포인트 토폴로지로 연결되어 있고 독립적으로 제어되며, 따라서 전선쌍(201) 중 하나에서의 단락 회로는 단락된 회로쌍에 연결된 하나의 특정 원격 장소의 통신 및 전력 공급에만 영향을 주게 되어, 모든 다른 원격 장소가 계속하여 완전히 적절하게 기능할 수 있게 해준다.

시스템(290)은 도 29에서 IEEE802.11g 응용에 대한 2.4GHz 대역 등의 무선 주파수 대역에 있는 RF 신호를 분할하는 것에 기초하는 것으로 도시되어 있다. 게다가, 시프터(210) 및 감쇠기(251)가 각각의 원격 장소(284)에 제공되어 있다. 하나의 시프터(210) 및 하나의 감쇠기(251)를 사용하는 더 간단한 구성이 도 30에 시스템(300)으로 도시되어 있다. 시스템(270)과 유사하게, WLAN 유닛(40b)은 안테나 포트(241b)를 통해 3웨이 분할기(271)에 연결되어 있다. 분할기(271)의 다른 포트는 안테나(52a)에 연결되어 있고, 제3 포트는 감쇠기(251)에 연결되어 있으며, 감쇠기(251)는 차례로 하나의 시프터(210a)에 연결되어 있다. 그렇지만, 상기한 실시예들과 달리, 시프터(210a)는 하나의 원격 장소(284)에 연결되도록 접속되어 있지 않으며 시프터(210a)는 다중-포트 분할기(301)에 연결되어 있다. 분할기(271)와 다른, 분할기(301)는 전선쌍(201)을 통해 전달될 것으로 예상되는 실제의 무선 시프터 신호에 관련된 훨씬 더 낮은 주파수를 처리한다. 상기한 예에서, 분할기(271)에 의해 지원되도록 단지 8-30 MHz의 주파수 대역이 필요하다. 각각의 분할기 포트가 각각의 원격 장소에 제공되며, 각각의 이러한 원격 장소(284)에 대해 제공된 HPF(221)에 연결되어 있다. 적절한 신호 레벨을 지원하기 위해 분할기 포트와 HPF(221) 사이에 버퍼 또는 증폭기가 요구될 수 있다.

LAN 배선

도 31은 통상적인 종래 기술의 LAN 환경(310)의 일부를 나타낸 것이다. 이러한 네트워크는 통상 lOBaseT 또는 100BaseTX 이더넷 IEEE802.3 인터페이스 및 토폴로지를 사용하고, 모든 장치에 연결되어 있는 집중 장치(concentrating device)로서 허브/스위치(311)를 특징으로 한다. DTE(Data terminal Equipment) 장치(312)는 통상적으로 4개의 전선쌍(313a, 313b, 313c 및 313d)을 포함하는 직렬 LAN 케이블(straight-through LAN cable)을 통해 또한 커넥터(314a, 314b)(각각 통상적으로 플러그와 잭을 포함함)를 거쳐 허브/스위치(311)에 연결되어 있다. 패치 패널(patch panel) 및 벽 콘센트 등의 부가적인 중간 접속이 통신 링크에 존재할 수 있다. 전선쌍은 UTP 또는 STP일 수 있다. 데이터 커넥터(314a, 314b)는, 예를 들어, RJ-45형 커넥터일 수 있으며, 전선쌍(313)은, 예를 들어, 카테고리 5 케이블의 일부일 수 있다. 이와 유사하게, 카테고리 3, 4, 5e, 6, 6e 및 7 케이블도 똑같이 사용될 수 있다. 이러한 구성은, 예를 들어, EIT/TIA-568 및 EIA/TIA-570에 기술되어 있다. 도 31이 집중 장치로서 허브(311)를 말하고 있지만, 다수의 네트워크 인터페이스를 가지며 적당한 연결성을 지원하는 임의의 유형의 장치가 사용될 수 있으며, 이의 비제한적인 예로는 공유된 허브, 스위치(스위치드 허브), 라우터, 및 게이트웨이가 있다는 것을 잘 알 것이다. 따라서, 용어 "허브"는 본 명세서에서 제한없이 임의의 이러한 장치를 나타낸다. 게다가, 네트워크(310)는 LAN 또는 인터넷 등의 건물내 또는 분산형인 임의의 LAN 또는 임의의 패킷-기반 네트워크일 수 있다.

lOBaseT 및 100BaseTX 표준에 기초한 이더넷 통신 링크는 통신을 위해 2개의 전선쌍(4개의 도체)(각각이 단방향 디지털 데이터를 전달함)을 필요로 한다. 대부분의 케이블이 4개의 전선쌍(201)을 포함하기 때문에, 도 31에 도시된 바와 같이, 2개의 전선쌍(313c, 313d)은 통상 유선이고 통신을 위해 사용되지 않는다. 본 발명에 따른 비제한적인 일례에서, 전선쌍(313c, 313d) 중 하나 또는 그 둘다가 시프트된 무선 신호를 기존의 또는 새로운 LAN 케이블을 통해 허브/스위치(311) 장소(통상 통신실 또는 통신함)로부터 DTE(312) 장소로 전달하는 데 사용된다. 이러한 시스템(320)이 도 32에 도시되어 있다. 커넥터(314a, 314b)에서의 LAN 케이블 연결 핀/회로(4, 5)에 있는 여분의 쌍인 전선쌍(313c)은 유선 매체로 도시되어 있다. 시스템(280)의 일부로서 전술한 전력 공급 장소 시스템(285a)은 허브/스위치(311)와 동일한 측면에 있는 케이블에 연결되어 있으며 시스템(280)의 일부로서 전술한 원격 장소(284a)는 DTE(312) 케이블 단부측에 있는 케이블에 연결되어 있다. 이러한 구성에서, 시스템(280)의 전체 기능이 유지되고, 이 경우 전선쌍(313c)은 시스템(280)의 전선쌍 매체(201)로서 역할한다. 유사한 방식으로, 전선쌍(313c)은 본 명세서에 기술된 모든 시스템에서의 전선쌍(201)을 포함할 수 있다. 전력 공급 장소(285a)가 허브/스위치(311) 측면에 연결되어 있는 것으로 기술되어 있고 원격 장소(284a)가 DTE(312) 측면에 연결되어 있는 것으로 기술되어 있지만, 원격 장소(284a)를 허브/스위치(311) 측면에 갖고 전력 공급 장소(285a)를 DTE(312) 측면에 갖도록 이들 유닛이 교환될 수 있다는 것이 명백하다. 게다가, 도 32에 나타낸 바와 같이 핀 7 및 8을 연결하는 다른 여분의 전선쌍(313d)이 똑같이 사용될 수 있으며,여기서 전선쌍(313d)은 전력 공급 장소(285b)와 원격 장소(284b)를 연결한다. 본 발명에 따른 비제한적인 일례에서, 전선쌍(313c, 313d) 둘다가 사용되고, 각각은 한 쌍의 장소를 독립적으로 연결시키고, 따라서 전선쌍(313c, 313d)는 각각 전력 공급 장소(285a, 285b)를 각자의 원격 장소(284a, 284b)에 연결시킨다. 이러한 배열에서, 2개의 서로 다른 무선 신호의 2개의 서로 다른 채널이 원격 장소로 전달되고, 양 신호 또는 양 채널에 대한 원격 장소에서의 향상된 통화권을 제공한다.

본 발명에 따른 일 실시예에서, 2개의 여분 전선쌍(313c, 313d)은 모두 하나의 시프트된 무선 신호의 전달을 향상시키기 위해 사용된다. 이러한 시스템(325)이 케이블의 양측에 핀 4 및 5를 함께 연결시키는 것을 나타내고 있는 도 32a에 도시되어 있다. 이와 유사하게, 핀 7 및 8이 서로 연결되어 있으며, 따라서 각각의 이러한 쌍은 하나의 전도성 경로를 제공하고, 2개의 쌍은 따라서 이들 쌍 둘다를 사용하여 통신/전력 경로를 제공한다. 병렬로 연결되어 있기 때문에, 시프트된 무선 신호는 물론 전선의 저항으로 인한 DC 전력 강하의 감쇠가 상당히 저하되며, 따라서 케이블의 통신 및 DC 전력 전달 둘다를 향상시킨다. 일부 실시예들에서, DTE(312)는 부가의 커넥터(314c), 양호하게는 RJ-45 잭 또는 플러그를 통해 LAN 케이블(313)에 연결된다.

시스템(320)이 시스템(280)에 기초하여 전술되어 있지만[여기에서, 전선쌍(313c)(또는 313d 또는 둘다)이 양측에서 LPF(222) 및 HPF(221) 세트를 사용하여 DC 전력 신호 및 시프트된 무선 신호 둘다를 전달함], 시스템(279)에 대해 상기한 분리탭 변압기 구성이 똑같이 사용될 수 있다. 게다가, 시스템(320)이 시스템(280)에 기초하여 기술되어 있지만[여기에서, 전선쌍(313c)(또는 313d 또는 둘다)이 DC 전력 신호 및 시프트된 무선 신호 둘다를 전달함], DC 전력 신호를 전달하는 것이 구현되지 않을 수 있으며 시프트된 무선 신호만이, 예를 들어, 상기 시스템(220)에 대해 기술된 바와 같이 전달된다는 것이 분명하다. 시스템(320)이 2개의 완전히 독립적인 일련의 전력 공급/원격 장소를 갖는 것으로 기술되어 있지만, 시스템(290) 및 시스템(300)에 대해 상기한 바와 같이 전력 공급 장소에서 하드웨어를 공유하는 개념이 똑같이 적용가능하다는 것이 분명하며, 이 경우 전선쌍(313)이 (도 32의 313c 및 313d와 같이) 동일한 케이블을 공유하거나 이러한 전선쌍이 각각의 쌍이 서로 다른 또는 분리된 케이블의 일부인 구성으로 되어 있다.

본 발명에 따른 일 실시예에서, 시프트된 무선 신호는, 도 33의 시스템(330)에 예시된 바와 같이, 허상 채널을 통해 LAN 케이블을 거쳐 전달된다. 이러한 허상 채널을 통해 전화 신호를 전달하는 것은 특허 '303에 기술되어 있다. 허상 채널은 전선쌍(313a, 313b) 간의 차분 전위를 사용하며, 허브/스위치(311)와 커넥터(314a) 사이에 2개의 변압기(331a, 331b)를 추가함은 물론 2개의 변압기(331c, 331d)를 커넥터(314b)와 DTE(312) 사이에 추가함으로써 형성된다. 변압기(331a)는 1차 권선(332a) 및 중앙탭 접속(333a)을 갖는 중앙탭 2차 권선(332b)을 포함한다. 이와 유사하게, 변압기(331b)는 1차 권선(332d) 및 중앙탭 접속(333b)을 갖는 중앙탭 2차 권선(332c)을 포함한다. 변압기(331c)는 1차 권선(332g) 및 중앙탭 접속(333c)을 갖는 중앙탭 2차 권선(332h)을 포함한다. 이와 유사하게, 변압기(331d)는 1차 권선(332e) 및 중앙탭 접속(333d)을 갖는 중앙탭 2차 권선(332f)을 포함한다. 모든 변압기는 허브/스위치(311)와 DTE(312) 간의 디지털 데이터 신호의 투명한 전달을 가능하게 해주며, 따라서 이더넷 통신 링크(lOBaseT 또는 100BaseTX에 기초함) 기능이 통상 RJ-34 잭(314c) 및 이와 짝을 이루는 플러그를 통해 완전히 유지된다. 한쪽 측면에 있는 중앙탭 접속(333a, 333b)과 대응하는 중앙탭 접속(333c, 333d) 사이에 허상 경로가 형성된다. 이 경로는 전력 공급 장소(285a)와 원격 장소(284a)(각각이 케이블의 다른쪽 단부에 위치하고 그에 연결되어 있음)에 의해 사용된다.

시스템(330) 내의 변압기(331)가 독립적이고 허브(311) 및 DTE(312)에 추가되어 있는 것으로 기술되어 있지만, 이러한 변압기는 이들 유닛과 동일한 인클로저 내에 통합되어 있을 수 있다. 게다가, 대부분의 이러한 장치는 매체에 연결되기 이전에 내장된 격리 변압기를 갖기 때문에, 이들 변압기는 허상 채널을 형성하는 데도 사용될 수 있고, 따라서 추가의 변압기를 추가할 필요가 없게 해준다. 허상 채널이 LAN을 통해 허상 채널을 사용하는 것과 관련되어 있는 것으로 예시되어 있지만, 임의의 유사한 허상 채널도 사용될 수 있다는 것이 명백할 것이다. 이상에서 시스템(300)이 시스템(280)에 기초하여 기술되어 있고 여기서 양측에 있는 LPF(222) 및 HPF(221) 세트를 사용하여 허상 채널이 DC 전력 신호 및 시프트된 무선 신호 둘다를 전달하고 있지만, 시스템(279)에 대해 상기한 분할탭 변압기 배열이 똑같이 사용될 수 있다. 게다가, 이상에서 시스템(330)이 시스템(280)에 기초하여 기술되어 있고 여기서 허상 채널이 DC 전력 신호 및 시프트된 무선 신호 둘다를 전달하고 있지만, DC 전력 신호를 전달하는 것이 구현될 수 없고 시프트된 무선 신호만이, 예를 들어, 상기 시스템(220)에 대해 기술된 바와 같이 전달된다는 것이 분명하다. 이상에서 시스템(330)이 2개의 완전히 독립적인 전력 공급/원격 장소 세트를 갖는 것으로 기술되어 있지만, 이상에서 시스템(290) 및 시스템(300)에 대해 기술된 바와 같이 전력 공급 장소에 있는 하드웨어를 공유하는 개념이 분리된 케이블을 통해 전달되는 다수의 허상 채널에 똑같이 적용가능하다는 것이 분명하다.

IEEE802.3af 하에서 표준화된 PoE(Power over Ethernet)[즉, PoL(Power over LAN)]이라고 하는 최근의 기술[또한 발명의 명칭이 "Structure Cabling System(구조 케이블 시스템)"인 Lehr 등의 미국 특허 제6,473,609호에 설명되어 있음]은 여분의 전선쌍 및 허상 메카니즘을 사용하여 LAN 배선을 통해 전력을 전달하는 방법을 기술하고 있다. 이러한 기술은 물론 다른 기술들은, (카테고리 5와 같은) 적절한 케이블이 유선 매체로서 사용되는 경우에, 상기한 모뎀/어댑터 중 임의의 것에 전력을 제공하는 데 사용될 수 있다. 상기한 전력 제공 방식은 이 표준을 사용할 수 있는 것은 물론 비표준의 독점적 전력 공급 방식도 사용할 수 있다.

기가비트 이더넷 lOOOBaseT 시스템에서는, LAN 케이블 내의 4개의 전선쌍 모두가 데이터 신호를 전달하는 데 사용된다. 이러한 구성에서, 각각의 2개의 전선쌍은 하나의 허상 채널로서 역할할 수 있고, 따라서 2개의 서로 다른 시프트된 무선 신호의 전달을 가능하게 해준다. 전력 공급 방식도 이와 유사하게 구현된다.

이상에서 본 발명이 2개 이상의 연선쌍 간에 차분적으로 신호를 전달함으로써 허상 채널을 사용하는 것과 관련하여 예시되어 있지만, 이러한 허상 배열을 사용하는 것이 본 명세서에서 언급된 임의의 유형의 배선에 또는 2개의 도체쌍이 사용되는 임의의 구성에서 적용될 수 있다는 것이 분명하다. 게다가, 이상에서 본 발명이 허상 저주파 대역을 통해 DC 또는 AC 전력 신호 및 기타 전력 관련 신호들을 전달하고 이 대역을 넘는 시프트된 무선 신호를 FDM을 사용하여 전달하는 것과 관련하여 예시되어 있지만, 시프트된 무선 신호에 대한 대용물로서 임의의 유형의 신호가 사용될 수 있으며 아날로그 또는 디지털이고 유선 또는 무선 기반인 더 높은 주파수 대역을 통해 전달될 수 있다는 것이 분명하다. 비제한적인 일례에서, UWB는 허상 채널을 통해 전달된다. 게다가, 상기 신호들 중 임의의 것, 특히 무선 기반 신호는 전력 신호가 존재하지 않는 허상 채널을 통해 전달될 수 있으며, 따라서 상기한 필터를 사용할 필요가 없게 된다.

핫스폿

핫스폿은 랩톱 및 PDA(Personal Digital Assistant) 등의 모바일 컴퓨터에 인터넷에의 무선 액세스를 제공하는 장소로 알려져 있다. 무선 액세스는 통상 IEEE802.11g 등의 WiFi에 기초하고 있다. 핫스폿은 종종 레스토랑, 기차역, 공항, 카페, 도서관, 대학 캠퍼스, 학교, 호텔, 및 기타 공공 장소에서 또는 그 근방에서 발견된다. 어떤 장소에서는, 인터넷에 액세스하기 위해 지불이 요구되는 반면, 다른 장소에서는 무료 액세스가 제공된다. 그렇지만, 대부분의 경우에, 소정 유형의 인증이 요구된다.

많은 경우에, 핫스폿 응용은 기존의 배선을 사용한다. 많은 경우에, 주로 아날로그 전화 신호[POTS(Plain Old Telephone Service)]를 전달하기 위해 설치되어 있는 기존의 전화 전선쌍이 요구된 장소로 데이터를 전달하는 데 사용된다. 통상적인 시스템(340)이 이러한 전화선쌍(341)을 통해 연결된 원격 사이트(347)와 중앙 사이트(348)를 나타내고 있는 도 34에 도시되어 있다. 일 실시예에서, 전화선쌍은 가입자 사이트(347)를 전화 교환기[예를 들어, CO(Central Office), 전화 스위치] 사이트(348)에 연결시키는 '가입자 회선'[즉, 로컬 루프(Local-Loop), 가입자 루프(Subscriber Loop), '라스트 마일'(Last Mile)] 전선쌍이다. 이러한 전선쌍은 지하에 있거나 지상에 있는 전주를 거쳐 케이블 묶음으로 가설되고, 통상적으로 건물의 외벽이나 지하실에 설치되는 접속함(connection box)/배선함(junction box)을 통해 가입자 건물에 들어간다. 다른 실시예에서, 전화선쌍은 건물(예를 들어, 기업, 공장, 호텔, 병원, 기숙사, 캠퍼스, 대학, 주택, 사무실 건물, 다층 건물, 창고, MDU(Multiple Dwelling Unit), 기타) 내부에 있으며, 통상 중앙 장소(348)[통상적으로 통신실 또는 통신함]와 건물 내의 방 또는 방들 간을 연결한다. 많은 응용에서, 중앙 장소(348)는 또한 PBX 또는 PABX 및 PSTN 또는 CATV 등의 건물 외부의 네트워크(WAN 또는 LAN)에의 일반 통신을 포함한다. 통상적으로, 콘센트는 건물 내의 전화선쌍에 연결하는 데 사용된다. 일 실시예에서, 원격 장소(347)는 공중 전화 부스 등의 전화-관련 장소이다.

전화선쌍을 통해 디지털 데이터 통신을 가능하게 해주기 위해, 통상적으로 ADSL(Asymmetric Digital Subscriber Line) 등의 전용의 DSL(Digital Subscriber Line) 기술이 이용된다. (예를 들어, ANSI T1.413 표준에 따른 ADSL, ITU G.992.1 표준에 따른 G5DMT, ITU G.992.2 표준에 따른 G.Lite, ITU G.992.3 표준에 따른 ADSL2 및 ITU G.992.5 표준에 따른 ADSL2+을 사용하여) 단일의 전화선쌍(341)을 통해 디지털 데이터를 전달하는 ADSL 기술은 공지되어 있다. 기타 ADSL 파생물, VDSL(Very high bit Rate Digital Subscriber Line), HDSL 및 SHDSL 등의 기타 DSL 기술은 물론 그의 파생물 및 변종들이 똑같이 이용될 수 있다. 대부분의 DSL 시스템에서, DSL 모뎀(344)[ATU-C(ADSL Terminal Unit-CO) 등]이 전선쌍(341)의 중앙측에 연결되고, 짝을 이루는 DSL 모뎀(345)[ATU-R(ADSL Terminal Unit - Remote) 등]이 포인트-투-포인트 접속에서의 다른쪽 단부에 연결된다. ATU-R 유닛(345)은 AC 전력 플러그(229a)를 통해 AC 전력 그리드(power grid)로부터 피드되는 내부(또는 외부) 전력 공급 장치를 통해 전력을 공급받는다. 전선쌍(341)으로/으로부터의 디지털 데이터는 통상 이더넷 접속(lOBaseT 또는 100BaseT 등)에 의해 WAP 유닛(346)에 연결된다. 원격 장소(347)에서의 무선 통신은 무선 인터페이스를 위한 안테나(52)를 포함하는 WAP(Wireless Access Point) 유닛(346)에 의해 제공된다. 이와 유사하게, 임의의 다른 유형의 WLAN 유닛(40)이 사용될 수 있다. WAP 유닛(346)은 AC 전력 플러그(229b)를 통해 AC 전력 그리드로부터 피드되는 내부(또는 외부) 전력 공급 장치를 통해 전력을 공급받는다.

중앙 장소(348)는 PSTN, CATV, 광섬유 또는 BWA 등을 통해 유선 또는 무선 등의 임의의 유형의 매체를 사용하여 인터넷에 연결되어 있는 광대역 유닛(343)을 통해 인터넷(342)에 연결되어 있다. 인터넷으로/으로부터의 데이터가 DSLAM(DSL Access Multiplexer)의 일부일 수 있는 DSL 모뎀(344)을 사용하여 전선쌍(341)에 연결된다.

상기한 단점은 도 34에 도시된 구성(340)에 적용가능하다. 미국 미네소타주 Minneapolis 소재의 ADC Telecommunications, Inc.로부터 입수가능한 "LoopStar™ Span-Powered G.SHDSL Wi-Fi solution"라고 하는 제품 계열은 향상된 해결책을 제공하며, 이 경우 전화선쌍이 원격 장소(347)에 원격적으로 전력을 공급하기 위해 DC 전력 신호를 동시에 전달하고, 그에 따라 AC 플러그(229a, 229b)를 통한 로컬 AC 전력 공급 장치를 필요로 하지 않게 된다. 그렇지만, 원격 장소(347)에 원격적으로 전력을 공급['스팬-파워링(span-powering)']하는 데 130VDC의 위험한 전압이 사용되며, 이는 전력-부족 DSL 모뎀(345) 및 WAP 유닛(346) 둘다에 피드하기 위해 또한 전화선쌍(341)을 통해 충분히 긴 거리를 제공하기 위해 요구된다.

전선쌍을 이용하는 상기한 시스템들 중 임의의 것은 이러한 핫스폿 응용을 위해서도 구현될 수 있으며, 여기서 전선쌍(201)(또는 복수의 이러한 전선쌍)이 341 등의 전화선쌍으로 대체된다. 이러한 구현은 전화선쌍, 일반적으로 또는 구체적으로 사용될 전화선쌍(341)의 특성에 적합하도록 시스템(260)의 등화기(206)를 변경하기만 하면 될 수 있다. 이와 유사하게, 시스템(260)의 보호(215)는 특정의 환경에 적합하도록 할 필요가 있을 수 있다. 비제한적인 예로서, 긴 옥외 전선쌍(341)은 엄격한 번개 보호(1차 번개 보호라고 함)를 필요로 할 수 있는 반면, 건물내(옥내) 응용은 2차 번개 보호만을 필요로 할 수 있다. 도 35a에 도시된 시스템(350)은 도 25에 도시된 시스템(250)을 핫스폿 응용에 적합하게 한 일례이다. 일반 전선쌍(201)에 대한 구체적인 예로서 전화선쌍(341)이 사용된다. WAP 유닛(346)이 원격 장소(347)로부터 중앙 장소(348)로 이동되고, 여기서 이는 일반 WAN 유닛(40b)을 대체한다. 도 35b에 도시된 보다 일반적인 시스템(355)은, 구체적인 예 또는 전선쌍(201)으로서, 전화선쌍(341)을 통해 연결된 일반적인 전력 공급 장소(285a) 및 일반적인 원격 장소(284)를 나타내고 있다. 이상에서 설명한 바와 같이, 이러한 구성은 48VDC 등의 더 낮은 전력 공급 전압의 사용을 가능하게 해준다.

셀룰러

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기한 시스템(180)과 유사하지만 주파수 시프터들 간에 유선 접속을 사용하여, 셀 전화와 기지국 간의 통신 등, 건물에서의 통화권을 통신 타워까지 향상시키기 위해 주파수 시프트가 사용된다. 이러한 응용에 대한 시스템(220)의 적응이 도 36에 시스템(360)으로 나타내어져 있다. 셀 전화(182)는 건물(171b) 내에 도시되어 있으며, 통신 타워(181)를 거쳐 통신 링크(152e)를 통해 기지국과 통신을 한다. 건물내 수신을 향상시키기 위해, 2개의 주파수 시프터(210)가 제공되며, 각각은 전선쌍(201)의 단부에 연결되어 있다. 주파수 시프터(210a)가 제공되며, 양호하게는 건물에서 안테나(52a)를 통해 타워(181)과 타당한 신호 및 양호한 통신이 이용가능한 장소에 위치한다. 최적으로는, 주파수 시프터는 타워(181)까지 깨끗하고 방해받지 않는 LOS가 있는 곳에 위치해야 한다. 타워(181)로부터 링크(152e)를 통한 신호는 다른 주파수로 시프트되고 건물내 전선쌍(201)을 통해 안테나(52a) 통화권 영역(151e)을 가지며 링크(152f)를 통해 셀룰러 장치(182)와 연결되어 있는 주파수 시프터(210b)로 재전송된다. 230, 240, 245, 270, 275, 279, 280, 290, 300, 320 및 325 등의 상기한 시스템들 중 임의의 하나 및 그의 파생물이, 셀룰러 통신 통화권이 좋지 않거나 전혀 없는 장소에서 셀룰러 수신 및 통화권을 가능하게 해주기 위해, 이러한 셀룰러 응용에 똑같이 사용될 수 있다. 이러한 구성에서, 상기 예시된 IEEE802.11g 주파수 대역 대신에 셀룰러 주파수 대역이 사용된다.

플러그인

시스템을 플러그인 형태로 또는 콘센트로 내포시키는 것과 관련한 상기 설명과 유사하게, 상기한 시스템 및 그의 파생물의 일부로서 전선쌍(201)에 연결된 한쪽 또는 양쪽이 콘센트 플러그인 인클로저로서 하우징될 수 있다. 본 발명에 따른 일 실시예에서, AC 전력 콘센트 내의 플러그인이 이러한 인클로저로서 사용된다. 이러한 플러그인 유닛(370)의 기계적 개요가 도 37a에 전반적으로 도시되어 있으며, 배면 사시도가 도 37c에, 전면도가 도 37b에 도시되어 있다. 2개의 전력 소켓(192a, 192b)을 갖는 북미 스타일 AC 전력 콘센트(191)가 도시되어 있다. 예를 들어, 플러그인 모듈(370)로서 내포된 주파수 시프터(210)는 소켓(192a, 192b)과 각각 짝을 이루는 2개의 전력 플러그(193a, 193b)[전기적 접속은 물론 기계적 지지도 제공하고 플러그인 유닛(370)이 콘센트(191)에 쉽게 부착될 수 있게 해줌]를 갖는 것으로 도시되어 있다. 안테나(52a)는 물론 IEEE802.11g의 11개 채널 중 하나를 선택하기 위한 11개 위치를 갖는 채널 선택용 기계식 회전 스위치(139a)도 도시되어 있다. 도시된 예에서, 'A' 서브시스템 채널을 제어하는 회전 스위치(139b)는 채널 6으로 설정되어 있다. 플러그(192a, 192b)를 통한 전력 접속은 상기 AC 플러그(229)로서 기능할 수 있고, 양호하게는 콘센트(191)로부터의 110VAC 60Hz 전력을 주파수 시프터(210)의 적당한 동작을 위해 요구되는 DC 전압 또는 전압들로 변환하는 AC/DC 컨버터를 포함하는 전력 공급 장치를 통해, 그의 내부 회로에 전력을 공급하기 위해 유닛(370)에 AC 전력을 공급하는 데 사용될 수 있다.

시프터(210)가 AC 전력 콘센트에의 플러그인 모듈로서 기술되어 있지만, 주파수 시프터가 AC 전력, 전화, CATV 또는 LAN(카테고리 5, 6 또는 7 배선에 기초한 구조화된 배선 등) 콘센트인 임의의 콘센트에 똑같이 꽂아질 수 있다는 것이 분명하다. 시프터(210)가 부착된 AC 전력 콘센트로부터 전력을 공급받고 그에 의해 기계적으로 지지되는 것으로 기술되어 있지만, 이러한 결합은 단지 전력 공급을 위하거나 단지 기계적 지지를 위한 것에 불과하다.

LAN 콘센트에 부착하기 위한 플러그인 유닛(375)의 기계적 개요가 도 37d에 전반적으로 도시되어 있으며, 배면 사시도는 도 37e에 도시되어 있다. RJ-45 잭 등의 LAN 커넥터(197)를 포함하는 통상적인 LAN 콘센트(196)가 도시되어 있다. 예를 들어, 플러그인 모듈(375)로서 내포되어 있는 주파수 시프터(284)는 LAN 커넥터(197)와 짝을 이루는 RJ-45 플러그(198)[전기적 접속은 물론 기계적 지지를 제공하며 플러그인 유닛(375)이 콘센트(196)에 쉽게 부착될 수 있게 해줌]를 갖는 것으로 도시되어 있다. 안테나(52a)는 물론 IEEE802.11g의 11개 채널 중 하나를 선택하기 위한 11개 위치를 갖는 채널 선택용 기계식 회전 스위치(139a)도 도시되어 있다. 도시된 예에서, 'A' 서브시스템 채널을 제어하는 회전 스위치(139a)는 채널 6으로 설정되어 있다. 본 발명에 따른 일 실시예에서, 잭(197)을 통해 콘센트(196)에 연결된 LAN 배선은, 독점적 구현을 사용하여 또는 예를 들어 이상에서 설명한 PoE(Power over Ethernet) IEEE802.3af 표준에 따라, 전력 신호를 전달한다. 플러그인 모듈(375)은 PD(Powered Device)로서 역할하고, 상기한 바와 같이 통상적으로 DC/DC 컨버터를 통해 LAN 배선으로부터 전력을 공급받는다.

RJ-45 잭이 LAN 잭(197)을 덮을 수 있고 따라서 다른 LAN 장치의 접속을 하지 못하게 하기 때문에, 상기 커넥터(312c)를 구현하는 RJ-45 잭(378)은 LAN 유닛들을 케이블에 연결시키는 기능을 보유하는 투명 '통과' 경로(transparent pass-through path)로서 사용될 수 있다. 이러한 플러그인 모듈(376)이 도 37f에 도시되어 있다.

전화

본 명세서에서 용어 "전화"는 일반적으로 ISDN(Integrated Services Digital Network) 등의 아날로그 및 디지털 서비스를 포함한 임의의 종류의 전화 서비스를 나타낸다.

"POTS"(Plain Old Telephone Service)라고 널리 알려진 아날로그 전화는 100년 이상 존재해 왔으며, 오디오 스펙트럼의 300-3400 Hz 부분(즉, "음성 대역" 또는 "전화 대역")에서 음성 신호의 전송 및 스위칭을 위해 잘 설계되어 있고 잘 엔지니어링되어 있다. 친숙한 POTS 네트워크는 실시간, 저지연, 고신뢰성, 적절한 충실도의 음성 전화를 지원하며, 각각이 아날로그 전화기 세트를 사용하는 2개의 종단점 간의 세션을 설정할 수 있다.

본 명세서에서 용어 "전화기", "전화기 세트" 및 "전화기 장치"는, 아날로그 및 디지털 전화 둘다에 대한 장치를 포함하는, 제한없이 "PSTN"(Public Switch Telephone Network)에 연결될 수 있는 임의의 장치를 나타내며, 이의 비제한적인 예로는 아날로그 전화, 디지털 전화, 팩시밀리("팩스") 기계, 자동 전화 응답기, 음성(예를 들어, 다이얼업) 모뎀 및 데이터 모뎀이 있다.

용어 "데이터 유닛", "컴퓨터" 및 "퍼스널 컴퓨터(PC)"는 본 명세서에서 워크스테이션, PDA(Personal Digital Assistant) 및 근거리 통신망에의 연결을 위한 인터페이스를 갖는 기타 DTE(data terminal equipment)는 물론 데이터 소스 또는 데이터 싱크(또는 둘다)로서 기능하는 데이터 스테이션의 임의의 다른 기능 유닛을 포함하도록 상호 교환가능하게 사용된다.

가정내 전화 서비스는 보통 2개 또는 4개의 전선을 이용하고, 전화기 세트가 전화 콘센트를 통해 그에 연결되어 있다.

이상에서 본 발명이 FDM을 사용하여 동일한 전선쌍을 통해 전력 및 시프트된 무선 신호를 전달하는 것과 관련하여 예시되어 있지만, 아날로그 또는 디지털 신호 등의 임의의 다른 유형의 신호가 전선쌍을 통해 주파수 다중화되어 전달될 수 있다는 것이 분명하다. 본 발명에 따른 일 실시예에서, 전달되는 신호는 주로 전화 신호를 전달하기 위해 설치된 건물 내의 전화선쌍을 통해 전달되는 아날로그 전화 신호(POTS) 등의 건물에서의 서비스 신호이다.

도 38에 도시된 시스템(380)은 도 24에 도시된 시스템(240)에 기초한 것으로서, 그 매체를 통해 전력 신호 대신에 아날로그 전화 신호를 전달하도록 구성되어 있다. 매체(382)는 일반적인 전선쌍(201)을 대체하는 전화선쌍이며, 새로운 것이거나 기존의 것이고, 주로 아날로그 전화 신호를 전달하기 위해 설치된 것일 수 있다. 그렇지만, 본 발명은 전선쌍(382)이 전선쌍(201)과 관련하여 상기한 것 등의 임의의 다른 2개의 전선 또는 2개의 도체인 경우에도 적용된다. 시프트된 무선 신호 경로에서, DC 전력 신호를 차단하는 데 사용되는 HPF(221a, 221b)는 각각 HPF(385a, 385b)로 대체된다. HPF(385a, 385b)는 시프트된 무선 신호(393)를 투명하게 전달하기 위한 것이고 또한 아날로그 전화 신호(391) 및 ADSL 신호(392) 등의 동일한 전선쌍(382)을 공유할 수 있는 다른 신호를 차단 또는 제거하기 위한 것이다. 일 실시예에서, 2개의 커패시터쌍을 포함하는 수동 필터(385a)가 사용되며, 하나의 쌍은 커패시터(228ba, 228ca)를 포함하고 다른 쌍은 커패시터(228da, 228ea)를 포함하며, 각각의 쌍은 신호를 전달하는 2개의 도체 각각에 직렬로 연결되어 있다. 인덕터(223ea)는 커패시터쌍 접속점에 연결된 신호 경로에 병렬로 연결되어 있다. 한 예시적인 구현에서, 커패시터(228)는 모두 150pF으로 선택되었고, 인덕터(223ea)는 1.8μHy로 선택되었다. 이와 유사하게, 2개의 커패시터 쌍을 포함하는, 짝을 이루는 수동 필터(385b)가 사용되며, 하나의 쌍은 커패시터(228bb, 228cb)를 포함하고, 다른 쌍은 커패시터(228db, 228eb)를 포함하며, 각각의 쌍은 신호를 전달하는 2개의 도체 각각에 직렬로 연결되어 있다. 인덕터(223eb)는 커패시터쌍 접속점에 연결된 신호 경로에 병렬로 연결되어 있다. 예시적인 한 구현에서, 커패시터(228)는 모두 150pF으로 선택되었고, 인덕터(223eb)는 1.8μHy로 선택되었다.

PBX, PABX, 교환기 또는 PSTN 네트워크 등의 임의의 유형의 아날로그 전화 신호 소스로부터 아날로그 전화 신호가 제공될 수 있거나, 적절한 게이트웨이 또는 어댑터를 통해 VoIP 또는 디지털 기반 전화로부터 온 것일 수 있다. 매체(382)에의 결합은 전화 플러그(388d) 및 잭(388b) 등의 커넥터(388)를 수반할 수 있다. 일례에서, 북미에서 통상 사용되는 RJ-11 유형이 전화 커넥터(388)로서 사용된다. 그렇지만, 임의의 표준 또는 비표준 커넥터가 똑같이 사용될 수 있다. LPF(383a, 383b)는 DC 통과 필터(222a, 222b)의 대용물로서 사용되고, 아날로그 전화 신호(391)[및, 요구되는 경우, ADSL 신호(392)]를 통과시키고 시프트된 무선 신호(393)를 차단 또는 제거하도록 설계되어 있다. 일 실시예에서, 2개의 인덕터쌍을 포함하는 수동 필터(383a)가 사용되며, 하나의 쌍은 인덕터(223aa, 223ba)를 포함하고, 다른 쌍은 인덕터(223ca, 223da)를 포함하며, 각각의 쌍은 신호를 전달하는 2개의 도체 각각에 직렬로 연결되어 있다. 커패시터(228aa)는 인덕터쌍 접속점에 연결된 신호 경로에 병렬로 연결되어 있다. 예시적인 한 구현에서, 커패시터(228aa)는 560pF으로 선택되었고, 인덕터(223aa, 223ca)는 2.2μHy로 선택되었으며, 인덕터(223ba, 223da)는 3.9μHy로 선택되었다. 이와 유사하게, 2개의 인덕터쌍을 포함하는 짝을 이루는 수동 필터(383b)가 사용되며, 하나의 쌍은 인덕터(223ab, 223bb)를 포함하고, 다른 쌍은 인덕터(223cb, 223db)를 포함하며, 각각의 쌍은 신호를 전달하는 2개의 도체 각각에 직렬로 연결되어 있다. 커패시터(228ab)는 인덕터쌍 접속점에 연결된 신호 경로에 병렬로 연결되어 있다. 예시적인 한 구현에서, 커패시터(228ab)는 560pF으로 선택되었고, 인덕터(223ab, 223cb)는 3.9μHy로 선택되었으며, 인덕터(223bb, 223db)는 2.2μHy로 선택되었다. 전화 서비스는 아날로그 전화 신호에 연결할 수 있는 임의의 장치를 나타낼 수 있는 전화기 세트(384)에서 종단되며, 비제한적인 예로는 팩시밀리, 다이얼업 모뎀, 및 응답기가 있다. 전화기 세트(384)에의 접속은 전화 플러그(388c) 및 전화 잭(388a) 등의 전화 커넥터(388) 세트를 사용할 수 있다. 일 실시예에서, PBX(381)에 연결된 장소('중앙' 장소/사이트)에서의 모든 기능이 하나의 기능 또는 하나의 인클로저(386) 내에 내포되거나 그에 통합되어 있다. 이러한 유닛(386)은 시프터(210a), HPF(385a), LPF(383a) 및 전화 커넥터(388b)를 포함한다. 이와 유사하게, 원격 사이트는 시프터(210b), HPF(385b), LPF(383b) 및 전화 커넥터(388a)를 포함하는 하나의 기능 또는 인클로저(387)라고 할 수 있다.

시스템(380) 및 본 명세서의 다른 시스템이 2개의 유닛[각각이 전선쌍(382)의 반대편 단부에 연결되어 있음]만을 포함하는 포인트-투-포인트에 기초하여 기술되어 있지만, 시스템(230)에 대해 상기한 바와 같이 임의의 토폴로지 및 임의의 수의 유닛이 동일한 전선쌍(382)을 공유할 수 있다는 것이 분명하다.

다양한 신호 및 그의 대응하는 주파수 대역이 도 39에 그래프(390)으로 도시되어 있다. 방사된 전자기 방출에 관한 북미 FCC 규제로 인해, 사용가능한 주파수 대역은 30MHz까지 뻗어 있는 것으로 생각된다. 따라서, 22MHz를 차지하는 기저대역 신호에 대한 스펙트럼 할당은 8MHz와 30MHz 사이(19MHz에 중심이 있음)에 있을 수 있으며, 이는 주파수축(394)을 따라 다양한 전력 레벨 할당을 나타내는 도 39의 그래프(390)의 일부인 곡선(393)에 도시되어 있다. 이러한 할당은 100 KHz(또는 25 KHz) 내지 1.1 MHz를 사용하는 ADSL 신호(392) 및 POTS 신호 곡선(391)을 고려한 것이다.

도 24a에 도시된 시스템(245)도 이와 유사하게 DC 전력 신호 대신에 아날로그 전화 신호를 전달하도록 구성될 수 있다. 이러한 시스템(400)이 도 40에 도시되어 있으며, 3개의 전화선쌍(382a, 382b, 382c)에 기초하고 있다. 전선쌍(382a, 382b, 382c)은 각각 중앙 위치를 원격 장소(387a, 387b, 387c)[시스템(380)의 일부로서 상기하였으며, 이들은 각각 아날로그 전화기 세트(384a, 384b, 384c)에 연결되어 있거나 연결가능함]에 연결시킨다. 중앙 위치에서, 시스템(245) 내의 HPF(221a)는 (상기한) HPF(385)로 대체되고, 플러그(229), 전력 공급 장치(224) 및 LPF(222a) 등의 DC 전력 관련 유닛은, 상기한 LPF(383)를 통해 전선쌍(382)에 연결되어 있는 PBX(381)로 대체된다.

도 27a에 도시된 시스템(275)도 이와 유사하게 DC 전력 신호 대신에 아날로그 전화 신호를 전달하도록 구성될 수 있다. 이러한 시스템(410)이 도 41에 도시되어 있으며, 중앙 및 원격 위치를 연결시키는 전화선쌍(382)에 기초하고 있다. 상기한 바와 유사하게, HPF(221a, 221b)는 각각 HPF(385a, 385b)로 대체되고, DC 전력 관련 부분은 생략되고 중앙 위치에서는 PBX(381)(또는 그에의 접속) 및 LPF(383a)로 대체되고 원격 위치에서는 LPF(383b) 및 전화기 세트(384)로 대체된다. 이와 유사하게, 시스템(279)는, 전선쌍(382)을 사용하여 도 42에 도시된 시스템(420)을 형성하고 DC 전력 신호 대신에 아날로그 전화 신호를 전달하도록 구성된다.

도 41에 도시된 시스템(410)이 통화권을 향상시키는 것에 집중하여 기술되어 있지만, 이 시스템이 전선쌍(382)을 통해 WLAN 유닛(40a, 40b) 사이에서 유선 데이터도 전달한다는 것이 분명하다. 이러한 시스템은 물론 임의의 유사한 유선-매체 기반 시스템이, 무선 통신 링크를 필요로 하지 않고, 2개의 유선 원격 데이터 유닛 간에 데이터를 교환하기 위해서만 사용될 수 있다는 것이 분명하다. 이러한 시스템(415)이 도 41a에 도시되어 있으며, 시스템(410)의 간단화된 버전으로 생각될 수 있다. 퍼스널 컴퓨터로 그림으로 예시되어 있지만 임의의 DTE(Data Terminal Equipment)일 수 있는 2개의 데이터 유닛(416a, 416b)은 WLAN 유닛 유선 포트(41a, 41b)(예를 들어, IEEE802.3에 따른 이더넷 10/lOOBaseT 또는 USB)를 통해 각자의 WLAN 유닛(40b, 40a)에 각각 연결되어 있다. 2개의 컴퓨터(416)는 전선쌍(382)을 통해 통신을 할 수 있다. 이러한 통신이 시스템(410)에서도 행해질 수 있다는 것이 분명하다. 이러한 시스템은 일반적으로 배선을 통해 또한 상세하게는 DSL 및 VDSL 등의 전화선쌍을 통해 데이터를 전달하는 데 사용되는 다른 기술에 대한 대체물일 수 있다.

상기한 실시예들에서 동일한 아날로그 전화 신호가 모든 원격 장소로 배포되고 있지만, 이와 유사한 방식으로, 다수의 서로 다른 아날로그 전화 신호가 다수의 장소로 전달될 수 있다는 것이 분명하다. 이러한 구성은 다수의 서로 다른 전화선쌍이, PABX/PBX를 사용하는 호텔, MUD(multi-unit dwelling), 아파트 건물, 기숙자, 및 주거용 건물에서 통상적으로 발견되는 임의의 PBX 환경에서와 같이, 한 중앙 장소로부터 다수의 원격 장소로 분포되어 있는 어떤 환경에도 적합하다. 이러한 시스템(430)이 도 43에 도시되어 있으며, 도 29에 도시된 시스템(290)에 기초하고 있다. 시스템(430)은 3개의 전화선쌍(382a,382b, 382c)[원격 장소(387a, 387b, 387c)를 중앙 장소에 각각 연결시키고 전화기 세트(384a, 384b, 384c)가 원격 장소(387)를 통해 중앙 장소에 각각 연결할 수 있게 해줌]에 기초하고 있다. 시프트된 무선 신호도 이와 마찬가지로 상기 시스템(290)으로 전달되며, 여기서 HPF(385a, 385b, 385c)는 각각 전화선쌍(382a, 382b, 382c)에 연결하는 데 사용된다. 그렇지만, 3개의 서로 다른 전화 서비스 신호가 포트(432a, 432b, 432c)를 통해 PBX(431)로부터 온 것이다. 이들 포트는 각각 LPF(383a, 383b, 383c)에 연결되어, 3개의 서로 다른 전화 신호가 전화기 세트(384a, 384b, 384c)로 전달될 수 있게 해준다. 예를 들어, 각각의 이러한 전화기 세트는, 나머지 전화기 세트와 독립적으로, 서로 다른 전화 대화를 하도록 연결될 수 있다. 도 44에 도시된 시스템(440)은 도 30에 도시된 시스템(300)에 따라 시프트된 무선 신호를 처리하는 것에 기초하여 동일한 전화 기능을 제공한다.

상기 실시예들에서, 전화 신호(391) 및 시프트된 무선 신호(393)는 하나의 전선쌍(201, 또는 382)을 통해 FDM을 사용하여 전달된다. 도 45의 시스템(450)의 일부로서 도시된 일반적인 경우에서, 전선쌍(382)에의 결합은 중앙 장소 및 원격 장소[PBX(381) 및 전화기 세트(384)에 연결하기 위해 포트(455a, 455b)를 각각 가짐]에 대해 각각 2개의 LPF(383a, 383b)를 포함한다. 이와 유사하게, 주파수 시프터는 중앙 장소 및 원격 장소[주파수 시프터(210)에 연결하기 위해 포트(456a, 456b)를 각각 가짐]에 대해 각각 2개의 HPF(385a, 385b)를 사용하여 전선쌍에 연결된다. 상기한 핫스폿 환경 등의 많은 응용에서, 원격 장소의 일부 또는 그 전부에 전력을 공급하기 위해 동일한 전선쌍을 통해 전력 신호를 동시에 전달하는 것도 유익하다. 도 45에 시스템(450)으로서 도시된 일 실시예에 따르면, FDM은 또한 전력 신호를 전달하는 데도 사용된다. 이러한 전력 공급 시스템은 '353 특허에 기술되어 있으며, 서로 다른 주파수 대역을 통해 전달되는 전력 신호를 AC 전력 신호로서 전달하는 것을 포함한다. 예를 들어, AC 전력은 상기 전화 대역(391)보다 높고 ADSL 대역(392)보다 낮은 10KHz - 100KHz 주파수 대역 내의 몇 개의 주파수 중 임의의 것을 사용할 수 있다. 예를 들어, 20KHz AC 전력 신호가 사용될 수 있다. 시스템(450)은 이러한 구성을 나타낸 것이며, 여기서 AC 전력은 AC 전력 플러그(229a)를 사용하여 AC 전력 그리드로부터 도출되며, 20KHz AC 전력 신호를 발생하기 위해 AC/AC 컨버터에 피드한다. 이 AC 전력 신호는 포트(458a)를 거쳐 BPF(Band Pass Filter)(451a)를 통해 전선쌍(382a)에 피드된다. BPF(451a, 451b)는 AC 전력 신호를 통과시키고 아날로그 전화 및 시프트된 무선 신호 둘다를 차단/제거하도록 설계되어 있다. ADSL 신호(392) 또는 임의의 유사한 신호가 존재하는 경우에, LPF(383a, 383b)는 ADSL 신호를 통과시키는 반면, 모든 다른 필터는 이 주파수 대역을 차단한다. 원격측에서, BPF(451b)는 AC 전력 신호를 추출하고 AC/DC 컨버터(453)에 피드하고, 이 컨버터(454)는 차례로 포트(457b)를 통해 DC 전력 신호를 내보낸다. 그 결과 얻은 DC 전력 신호는, 원격 장소에 있는 주파수 시프터(210) 및 임의의 다른 장치를 포함할 수 있는 부하(227)에 피드한다. 전선쌍(382a)에 액세스하는 일을 맡고 있는 기능은 중앙 장소에 있는 BPF(451a), HPF(385a) 및 LPF(383a)를 포함하는 필터 세트(458)를 형성하는 것이다. 이와 유사하게, 전선쌍(382a)에 액세스하는 일을 맡고 있는 기능은 BPF(451b), HPF(385b), AC/DC(453) 및 LPF(383b)를 포함하는 원격 장소에 그룹(459)을 형성한다.

핫스폿

이상에서 도 35a 및 도 35b에 도시된 시스템(350, 355)은 각각 핫스폿 응용을 개시한 것이며, 여기서 DC 전력 및 시프트된 무선 신호는 하나의 전화선쌍(341)을 통해 전달된다. 도 46에 도시된 시스템(460)은 또한 동일한 전화선쌍(382)을 통해 중앙 장소에서 원격 장소로 전력 신호를 전달할 수 있다. 시스템(450)(도 45)에 기술된 AC 전력 메카니즘이 이용되고, AC 전력이 전원(229a) 및 AC/AC 컨버터(454)로부터 BPF(451a)를 거쳐, 원격 장소 BPF(451b)에 연결되어 있는 전선쌍(382)로 전달될 수 있게 해준다. 추출된 AC 전력은 AC/DC 컨버터(453)에 의해 DC 변환되고, 그 결과 얻은 DC 전력 신호는 WLAN 유닛(40a) 및 시프터(210b)는 물론 임의의 부가적인 능동 회로 등의 전력 소모 장치에 전력을 공급하는 것으로 도시되어 있다.

전력 공급 장소에 위치한 시스템(460)의 부분들은 도 49에 나타낸 하나의 장치(490) 내에 그룹화될 수 있다. 전선쌍(382)에 연결하기 위해 커넥터(491)가 제공되고, PSTN(381)에 연결하기 위해 전화 커넥터(492)가 제공된다. 광대역 유닛(343)은 커넥터(493)를 통해 인터넷(342)에 연결되고, AC 전력이 전력 커넥터(494)를 사용하여 제공된다. AC/DC 전력 공급 장치(224)는 AC 전력 공급 장치에 피드되고, 장치(490) 내의 모든 회로에 피드한다.

시스템(460)이 다른 접속을 통해 인터넷(342)(또는 임의의 다른 데이터 네트워크) 및 PSTN(381)과 인터페이스하는 것으로 도시되어 있지만, 어떤 핫스폿 및 다른 응용에서, 예를 들어, 공지된 바와 같이 ADSL 및 아날로그 전화 둘다를 전달하는 하나의 전화선쌍을 사용하여, 데이터 및 아날로그 전화 둘다에 대해 하나의 접속이 사용될 수 있다. 도 47에 도시된 시스템(470)은 이러한 구성을 말한다. 시스템(470)은, 그래프(390)에 나타낸 바와 같이, 데이터를 ADSL로서 전달하고 아날로그 전화를 FDM을 사용하여 전달하는 전화선쌍을 통해 PSTN 네트워크(471)에 연결되어 있다. ADSL 필터(472)(통상적으로 HPF)는 ADSL 신호를 ADSL 모뎀(345)으로 전달하며, 이 모뎀은 차례로 데이터를 WAP(346)과 교환한다. 아날로그 전화 신호는 LPF(383a)에 의해 필터링되어 [전선쌍(473)과 다른] 전화선쌍(382)에 연결된다. 원격측에서, 아날로그 전화 신호는 LPF(383b)에 의해 필터링되어 전화 커넥터(388a, 388b) 및 접속(455b)을 통해 전화기 세트(384)에 연결된다.

전력 공급 장소에 위치한 시스템(470)의 부분은 도 49a에 도시된 하나의 장치(495) 내에 그룹화될 수 있다. 전선쌍(382)에 연결하기 위해 커넥터(491)가 제공되고, PSTN(381)에 연결하기 위해 전화 커넥터(492)가 제공된다. 광대역 유닛(343)은 전화 커넥터(492)를 통해 인터넷(342)에 연결되고, AC 전력이 전력 커넥터(494)를 사용하여 제공된다. AC/DC 전력 공급 장치(224)는 AC 전력 공급 장치로부터 피드되고, 장치(495) 내의 모든 회로에 피드한다.

이상에서 본 발명이 전화선쌍과 관련하여 기술되어 있지만, LAN 케이블 내의 여분의 전선쌍 또는 허상 채널이, 상기 시스템(320, 325, 330)에 기술된 것과 유사한 방식으로, 유선 매체로서 사용될 수 있다는 것이 분명하다. 전력 공급 관련 회로는, 상기한 시스템과 유사한 방식으로, 아날로그 전화 신호 처리로 대체되어야만 한다.

건물내 전화

전화선쌍(382)은 또한 건물내 전화선쌍도 포함할 수 있다. 통상적으로, 이러한 건물내 전화 배선은 하나의 전선쌍 또는 2개의 전선쌍(2개의 서로 다른 전화선/번호를 지원하기 위한 것임)을 포함한다. 일례가 도 48a에 시스템(480)으로 도시되어 있고, 여기서 건물내 전화 배선은 직렬로 연결된 3개의 전화선쌍(484a, 484b, 484c)을 포함한다['데이지-체인(daisy-chain)' 구성이라고 함]. 스타[즉, 홈-런(home-run)] 등의 기타 토폴로지 및 다른 혼합 토폴로지도 흔하다. 전화선쌍(484)에의 액세스는 전화 커넥터를 포함한 전화 콘센트에 의해 이용가능하다. 시스템(480)의 예에서, 3개의 북미형 전화 콘센트(485a, 485b, 485c)가 도시되어 있으며, 각각 전화 커넥터(통상 RJ-11 잭임)(489a, 489b, 489c)를 탑재하고 있다. 전화선쌍 세그먼트(484c)는 콘센트(485c, 485b)를 연결시킨다. 이와 유사하게, 전화선쌍 세그먼트(484b)는 콘센트(485a, 485b)를 연결시킨다. 건물내 배선과 PSTN(471)(통상적으로 근방의 교환국)에 연결되어 있는 외부 배선(483)('로컬 루프' 또는 '가입자 회선') 간의 접속은 배선함 또는 NID(Network Interface Device)(482)라고 하는 접속 기구(connection fixture)[통상적으로 전화 서비스 제공업자와 건물 소유자 간의 분계점(Demarcation-Point)로서 역할함]에서 수행된다. 1가족 주택의 경우에, NID(482)는 통상 건물 외부의 벽에 또는 지하실에 설치되어 있다. MUD(multi-unit dwelling), 사무실 건물, 및 공장의 경우에, NID(482)는 전용의 통신실 또는 통신함에 설치될 수 있다. 전화선쌍(484a)은 콘센트(485a)를 NID(482)에 연결시키는 것으로 도시되어 있다.

건물내 전화선쌍(484)이 상기한 실시예에서의 전화선쌍(382)으로 사용되는 경우에, 배선에의 접속은 통상 벽에 설치된 콘센트(485)에 있는 전화 커넥터(495)에의 접속을 이용한다. 시스템(480)에서, 2개의 원격 장소(387a, 387b)가 도시되어 있으며, 그 각각은 시스템(380)의 일부인 관련 서브시스템에 대해 상기한 기능들을 포함한다. 원격 장소(387a, 387b)는 각각 안테나(52a, 52b)를 포함하며, 각자의 전화기 세트(384a, 384b)에 연결되어 있는 것으로 도시되어 있고, 전화 콘센트에 연결하기 위해 각자의 포트(481a, 481b)를 사용한다. 이러한 시스템(480)에서, 전화 서비스 기능은 완전히 보유되어 있는데, 그 이유는 어떤 하드웨어도 추가되어 있지 않은 것처럼 전화기 세트(384)가 사실상 PSTN(471)에 연결되어 있기 때문이다. 그렇지만, 건물내 전화 배선은 한 지점(예를 들어, 한 방)에서 건물 내의 다른 지점(예를 들어, 다른 방)으로 시프트된 무선 신호를 전달하는 백본으로도 역할한다. 따라서, 상기한 시스템의 이점과 유사하게, 무선 신호의 유효 통화권이 향상되고, '데드 스폿(dead spot)', 즉 좋지 않은 무선 수신의 영역을 제거할 수 있다. 다른 실시예에서, 상기 시스템(360)과 관련하여 설명한 바와 같이, 셀룰러 신호 등의 외부 무선 신호의 최적의 수신을 갖는 원격 장소(387) 중 하나가 가정 내에 위치하며, 여기서 건물내 전화선쌍(484)은 연결 매체(201)로서 역할한다. 상기한 바와 유사하게, 시스템(480)은 건물 내의 셀룰러 통화권을 향상시키지만, 기존의 전화선쌍(484)을 사용하여 새 케이블을 설치할 필요가 없게 된다.

시스템(480)이 건물내 환경에 대한 시스템(380)의 적용을 나타낸 것이며 건물 내의 전화선쌍(484)이 전화선쌍(382)으로서 역할하고 콘센트를 통해 연결되어 있지만, 상기한 모든 다른 시스템들도 이와 유사하게 구현될 수 있다. 예를 들어, 전선쌍(382)의 한쪽 단부에 연결되어 있는 중앙 장소에 있는 모든 유닛들(도면의 좌측)이 하나의 인클로저 내에 통합되어 하나의 콘센트에 연결되어 있는 반면, 원격 장소 부분들 모두가 건물 내의 다른 콘센트에 연결되는 제2 장치 내에 통합되는 시스템(460)이 구현될 수 있다.

시스템(480)이 건물 내의 한 장소에서 건물 내의 다른 장소로 무선 통신 통화권을 향상시키지만, 상기한 메카니즘은 또한 외부 무선 통신이 건물 내의 유닛들과 신뢰성있게 통신할 수 있게 해주는 것도 지원할 수 있으며, 따라서 상기한 장애들 중 적어도 일부를 극복한다. 이러한 이점은, 도 48b의 시스템(486)에 대해 도시된 바와 같이, NID 자체에 주파수 시프터를 설치함으로서 달성될 수 있다. 이 시스템(486)에서, 중앙 장소(386)[도 38에서 시스템(380)의 일부로 도시됨]가, 포트(388c)를 통해 연결되는 건물내 전화선쌍(484a)과 접속(483)을 통한 PSTN(471) 사이에서 NID(482)에 설치된다. 중앙 장소(386)는, 예를 들어, 핫스폿일 수 있는 WLAN 유닛(40b)의 외부 안테나(52d)와 통신하기 위한 안테나(52c)를 포함한다. 무선 통신 링크(152b)를 통해 수신되는 무선 신호는 다운 주파수 시프트되고 건물내 전화선쌍(484)을 통해 원격 장소(387a, 387b)로 전송되고, 원격 장소(387) 중 하나에 의해 수신되어 외부 중앙 장소(386)으로 전달되는 무선 신호에 대해서는 반대로 된다. 이와 같이, 무선 신호는 건물벽을 통과할 필요가 없으며 오히려 주택의 전화 배선을 통해 주택을 통과한다. 이와 유사하게, 셀룰러 타워 또는 셀룰러 안테나(181)와의 [무선 통신 링크(152e)를 통한] 셀룰러 통신은, 도 48c의 시스템(488)에 대해 도시되고 도 36의 시스템(360)과 관련하여 상기한 바와 같이, 상당히 개선될 수 있다. NID에 위치한 중앙 장소(386)는 도 49b에 도시된 하나의 장치(496) 내에 그룹화될 수 있다.

시스템(460, 470)이 이와 유사하게 구현될 수 있으며, 여기서 시스템의 일부가 (예를 들어, 광섬유, ADSL, 또는 VDSL을 통해) 유선 디지털 데이터에 의해 수신되는 NID에 위치하고 무선으로 전송 및 수신하기 위한 WAP(346)을 포함한다는 것이 분명하다. 그렇지만, 실제의 무선 전송 및 수신은 전화 콘센트에 연결된 장치를 사용하여 건물 내부에서 있다. 이 구성에서, 전화 서비스 제공업자는 NID에 위치한 장비에 액세스하고, 그 장비를 설치 및 원격적으로 관리할 수 있지만, 여전히 기존의 전화선쌍을 사용하여 주택 내에서의 무선 통화권을 가능하게 해준다. 게다가, 건물내 장치들은 NID로부터 전력을 공급받을 수 있다.

DC 전력 공급

POTS 시스템은 '오프-후크' 및 '온-후크' 시그널링을 위해서는 물론 CO 또는 PBX/PABX로부터 전화기 세트에 전력을 공급하기 위해 전화선쌍을 통해 DC 전력 신호를 사용하는 것을 포함한다. 따라서, 동일한 전화선쌍을 통해 부가의 전력을 전달하는 것은 아날로그 전화 신호(통상적으로 0 - 4KHz)를 넘는 다른 주파수 대역을 사용하는 것을 필요로 하며, 따라서 구성(450)에서 상기한 바와 같이, AC 전력 신호가 생각된다. 이 구성은 전력 공급 장소에 대해서는 458로 나타내고 원격적으로 전력을 공급받는 장소에 대해서는 459로 나타낸 2개의 필터 세트를 사용하는 것으로 기술되어 있다.

미국 특허 출원 공개 '1305는, '온/오프 후크' 시그널링을 방해하지 않고, 전화선쌍을 통해 DC 전력 신호를 전달하는 시스템 및 방법을 개시하고 있다. 이 개념은 '오프/온-후크' 신호를 DC 신호로서 전달하지 않고 오히려 이들을 톤 등의 비DC 신호로 변환하는 것에 기초하고 있으며, 따라서 DC 전력을 전달하기 위해 DC 주파수를 해방시킨다. '온/오프 후크' 신호를 나타내는 톤은 전화기 세트 인터페이스에서 발생되고, 전화선쌍을 통해 전달되며, CO 또는 PBX에 연결되어 있는 포트에서 DC 신호로 재변환되고, 따라서 시스템을 통해 투명하게 전달된다. 일반적으로, 공개 '1305에 기술된 실시예들은 본 발명과 관련하여 사용될 수 있으며, 이 경우 전화선쌍을 통해 디지털 데이터를 송수신하는 데 사용되는 전화선 모뎀 PNC(공개 '1305에서 참조 번호 93으로 나타내어져 있음)는 전선쌍으로/으로부터의 시프트된 무선 신호를 연결하는 시프터(210)으로 대체된다.

미국 특허 출원 공개 '1305에 따른 DC 전력 공급 방식을 구현하는 시스템의 원격 장소 구성이, 도 45의 구성(459)의 대용물로서 사용될 수 있는 도 50b의 DC-싱크 구성(505)으로 도시되어 있다. 구성(505)은 아날로그 전화기 세트(384)를 연결시키는 포트(455b)를 제공한다. DC 전력 및 전화 관련 신호는 전선쌍(382a)로부터 LPF(383b) 및 전화 커플러(509)(공개 '1305에서 참조 번호 36으로 나타내어져 있음)[주로 전류 리미터를 포함함]를 통해 전달된다. 오프-후크 검출기(498)(공개 '1305에서 참조 번호 41로 나타내어져 있음)는 포트(455b)에 연결된 전화기 세트의 후크 상태를 검출하고, 이 상태(또는 그의 변화)를 오프-후크 송신기(499)(공개 '1305에서 참조 번호 42로 나타내어져 있음)에 통지하고, 이 송신기는 차례로 톤 등의 비DC 신호를 사용하여 이 상태 정보를 전선쌍(382a)으로 전송한다. 부하 커플러(508)(공개 '1305에서 참조 번호 31로 나타내어져 있음)는 원격 장소에서 요구되는 전압으로 변환하기 위해 DC 전력 신호를 DC/DC 컨버터(225)(공개 '1305에서 참조 번호 76으로 나타내어져 있음)로 전달하고, 포트(457b)를 통해 부하(227)에 피드한다. 상기한 바와 유사하게, HPF(385b)는 데이터 신호를 격리시키고, 전력 및 아날로그 전화 신호를 거의 차단한다.

미국 특허 출원 공개 '1305에 따른 DC 전력 공급 방식을 구현하는 시스템의 중앙/전력 공급 장소 구성이 도 50a에 DC-소스 구성(501)으로 도시되어 있으며, 이는 도 45의 구성(458)에 대한 대용물로서 사용될 수 있다. 이 구성(501)은 CO/PBX(381)을 연결시키는 포트(455a)를 제공한다. 이 포트에서의 전화 신호의 비DC 컴포넌트는 AC 통과/DC 차단(506)(공개 '1305에서 참조 번호 34로 나타내어져 있음)을 통해 전화선쌍(382)로/로부터 전달된다. 원격 장소(505)로부터의 후크 상태를 나타내는 신호는 전선쌍(382a)를 통해 전달되고(예를 들어, 톤) 오프-후크 수신기(502)(공개 '1305에서 참조 번호 44로 나타내어져 있음)에 의해 수신된다. 이 상태는 오프-후크 시뮬레이터(503)(공개 '1305에서 참조 번호 43으로 나타내어져 있음)에 피드되며, DC 통과/AC 차단(504)(공개 '1305에서 참조 번호 35로 나타내어져 있음)를 통해 적절한 DC 부하를 나타낸다. DC 전력은 포트(457a)를 통해 [AC 플러그(229a)로부터 피드되는] AC/DC 전력 공급 장치(454)로부터 수신되고, 전력 공급 장치 커플러(Power Supply Coupler)(507)(공개 '1305에서 참조 번호 33으로 나타내어져 있음) 및 LPF(383a)를 통해 전화선쌍(382a)에 삽입된다. 시프트된 무선 신호는 HPF(385a)를 통해 포트(456a)와 전선쌍(382a) 사이에 연결된다.

시스템(450)의 유닛(458, 459)을 각자의 유닛(501, 505)으로 대체시키는 것은 전력, 전화 및 시프트된 무선 신호를 하나의 전선쌍을 통해, 그렇지만 매체를 통한 DC 전력 공급 방식을 사용하여, 전달하는 동일한 기능을 가능하게 해준다. 이러한 대체는 상기한 시스템들 중 임의의 것에서 구현될 수 있다. 비제한적인 예는 도 51에 도시된 시스템(510)이며, 이는 상기 도 46에 도시된 시스템(460)에 기초하고 있다. 전력 공급 장소에서, AC/AC 전력 공급 장치(454)는 DC 전력 공급 장치(224)로 대체된다. 필터 세트(458)를 포함하는 필터 세트 BPF(451a), HPF(385a) 및 LPF(383a)는 DC 소스 유닛(501)으로 대체되고, 따라서 DC 전력을 원격 단부(511a)에 삽입하는 것을 가능하게 해준다. 원격 장소(511a)에서, LPF(383b), HPF(385b) 및 BPF(451b)를 포함하는 신호 분리 필터 세트(459)는 물론 AC/DC(453) 장치도 DC 싱크 장치(505)로 대체된다.

전력 및 다중 원격 장소

분할기(301)를 사용하는 중앙집중된 시프터(210a)를 사용하여 다수의 원격 장소를 지원하는 시스템(440)에 대해 상기하였다. 이러한 다중-원격 장소 환경은 또한 전선쌍을 통해 원격 장소에 전력을 공급하는 데도 사용될 수 있다. 이러한 구성의 AC 전력 공급 방식이 도 52에 시스템(520)으로 도시되어 있다. 구성(450)에 관련한 상기 설명과 유사하게, 각각의 전화선쌍(382)은 또한 FDM을 사용하여 AC 전력 신호를 동시에 전달한다. AC 전력 신호는 포트(457a)를 통해 AC/AC 전력 공급 장치(454)에 의해 공급되고, 각자의 BPF(451a, 451b, 451c)를 통해 전선쌍(382a, 382b, 382c)에 연결된다. 원격 장소(521a, 521b, 521c)는 각자의 전선쌍(382a, 382b, 382c)에 연결되고, 각자의 전화기 세트(384a, 384b, 384c)에 연결된다(또는 연결가능하다). 각각의 이러한 원격 장소(521)는, BPF(451), HPF(385) 및 LPF(383)[모두 각자의 전선쌍(382)에 연결되어 있음]을 비롯한, 도 46에 도시된 시스템(460)의 일부로서 도시된 원격 장소와 유사한 회로를 포함한다. 시프터(210), 감쇠기(251), 분할기(271), 안테나(52) 및 WLAN 유닛(40) 모두는 HPF(385)에 연결되어 있다. 전력 공급 장치 AC/AC(453)는 (도 47에서와 같이) BPF(451)로부터 전력을 공급받기 위해 연결되어 있고 원격 장소 전력-소모 구성요소들에 전력을 공급한다. 전화기 세트(384)는 LPF(383)에 연결되어 있다.

이와 유사하게, 시스템(510)에서 하나의 원격 장소에 대해 기술된 바와 같이, DC 전력 공급 방식이 사용될 수 있다. 이러한 시스템(530)이 도 53에 도시되어 있다. 전력 공급 장소에서, DC 소스 유닛(501)은 HPF(385), LPF(383) 및 BPF(451)를 포함하는 필터 세트를 대체한다. 이와 유사하게, 각각의 원격 장소(531)에서, DC 싱크 유닛(505)(도 51)은 대응하는 필터 세트를 대체한다.

전화 플러그인 유닛

전화선쌍(382)이 전화 콘센트를 통해 액세스되는 건물내 배선인 경우에, 원격 장소 장치 또는 중앙/전력 공급 장치는 상기한 바와 같이 플러그인 형태로 내포될 수 있다. 이러한 플러그인 유닛(540)이 도 54a에 도시되어 있으며, 동 도면도 역시 벽내 전화선쌍에 연결하기 위한 RJ-11 잭(542)을 갖는 통상적인 북미형 전화 콘센트(541)를 나타내고 있다. 유닛(540)은 전화선쌍(382)에 연결되는 상기 시스템들 또는 서브시스템들 중 임의의 것의 일부 또는 그 전부를 내포할 수 있다. 유닛(540)은 도 54b에 도시된 RJ-11 플러그(544)를 통해 콘센트(541)에 전기적으로 연결된다. 유닛(540)은 또한 콘센트(541)에 기계적으로 부착될 수 있다. 안테나(52a) 및 회전 스위치(139a)는 플러그인 유닛(540)의 일부로서 도시되어 있다. 전화기 세트(384)가 전선쌍(382)를 통해 전달되는 전화 신호에 연결될 수 있게 해주기 위해, 예를 들어, 커넥터(388a) 또는 포트(455b)를 구현하는 RJ-11 잭 커넥터(543)가 제공된다.

CATV/동축 케이블

본 발명이 이상에서 POTS-관련 전화선쌍(382)와 관련하여 또한 POTS-관련 아날로그 전화 신호(391)와 관련하여 예시되어 있지만, PAN, LAN 및 WAN 배선 등의 다른 배선 유형은 물론 다른 서비스 신호를 전달하는 것도 똑같이 사용될 수 있다는 것이 분명하다. 본 발명에 따른 하나 이상의 실시예에서, 동축 케이블(568)은 전도성 매체로서 사용된다. 동축 케이블의 우수한 통신 특성의 결과, 다른 배선 매체보다 더 긴 거리 및 더 나은 통신 성능이 얻어질 수 있다. 본 발명에 따른 하나 이상의 실시예에서, 시프트된 무선 신호와 함께 전달되는 서비스 신호는 CATV-관련 채널 서비스이다. 북미에서 동축 케이블을 통한 CATV 환경에서 사용되는 통상적인 주파수 대역 할당이 도 55에 그래프(550)로 도시되어 있으며, 주파수축(551)에 대해 주파수 할당을 나타내고 있다. 5MHz 내지 40MHz 범위의 주파수 대역(552)은 CATV 복귀 채널 또는 DOCSIS(Data Over Cable Service Interface Specification) 서비스를 위해 예비되어 있다. 비디오 채널은 6MHz 채널 간격으로 있는 50MHz 내지 860MHz를 사용하여 브로드캐스트 서비스로서 전달된다.

하나의 22MHz IEEE802.11 채널의 예를 포함하는, CATV 서비스 전달 동축 케이블을 통해 시프트된 무선 신호를 전달하는 것은 3개의 서로 다른 주파수 대역을 사용할 수 있다. 일 실시예에서, DOCSIS/복귀 채널(552)의 일부 또는 그 전부는 시프트된 무선 신호를 전달하는 데 사용된다. 또 다른 실시예에서, 비디오 배포 대역(553)에서의 4개의 인접한 6MHz 채널이 비디오 내용으로부터 비워지고, 따라서 시프트된 무선 신호를 전달할 수 있는 하나의 24MHz(6MHz의 4배) 채널을 생성한다. 그렇지만, 상기 CATV 대역을 이용하는 결과, 서비스가 열화될 수 있다. 다른 실시예에서, 시프트된 무선 신호는 860MHz를 넘는 대역으로 전달되며, 따라서 동축 케이블을 통한 나머지 CATV 서비스 신호와 중첩하지 않는다. 시프트된 무선 신호에 대한 상기 주파수 대역 중 임의의 것을 사용하는 것은 통상적으로 시프트된 무선 신호를 전달하기 위해 할당된 주파수 대역을 통과시키고 동일한 케이블을 통해 동시에 전달되는 다른 CATV-관련 신호들을 거의 제거하는 대역 통과 필터(561)를 포함한다. 이와 유사하게, CATV 신호를 통과시키고 시프트된 무선 신호에 대해 할당된 대역을 거의 차단시키는 하나의 BPF(562)가 사용될 수 있다. BPF(561, 562)는 각자의 대역의 위치에 따라 각각 LPF 또는 HPF로서 구현될 수 있다.

도 56의 시스템(560)은 전화 환경보다는 CATV에 적합하게 되어 있는 도 38의 상기 시스템(380)에 기초하는 동축 케이블(568) 기반 네트워크에 대해 기술한 것이다. 동축 케이블(568)은 배선 매체[상기 전화선쌍(382)을 대체함]로서 역할한다. 시스템(380)의 HPF(385a, 385b)는 시프트된 무선 신호에 할당된 주파수 대역만을 통과시키도록 설계되어 있는 BPF(561a, 561b)로 각각 대체된다. 이와 유사하게, 시스템(380)의 일부로서 도시되고 아날로그 전화 신호를 통과시키도록 되어 있는 LPF(383a, 383b)는 BPF(562a, 562b)로 각각 대체된다. 전화 커넥터(388)는 CATV 관련 커넥터(564)[통상 F-유형, BNC 및 유사한 RF 커넥터임]로 대체된다. 동축 케이블(568)을 통한 CATV 서비스 신호에의 액세스는 CATV 유닛(566a, 566b)를 통해 달성되고, 여기서 각각은 DOCSIS 케이블 모뎀, 셋톱 박스 또는 CATV 서비스와 관련하여 통상 사용되는 임의의 다른 장치일 수 있다. 텔레비전 세트(567a, 567b)는 각각 CATV 유닛(562a, 562b)[텔레비전 세트 및 퍼스널 컴퓨터 또는 임의의 다른 비디오 수상기 등의 CATV 종단 장치를 나타냄]에 연결되어 있는 것으로 도시되어 있다.

유사한 방식으로, 상기 시스템 모두는 전화선쌍(382) 또는 임의의 다른 유선 매체에 대한 대용물로서 동축 케이블(568)을 사용하도록 구성될 수 있다. 필터(385)가 필터(561)로 대체되고, 필터(383)가 필터(562)로 대체된다. 이와 유사하게, 상기한 전화 커넥터(388) 대신에 동축 커넥터(564)가 요구된다. 시프터(210)의 하우징과 관련한 상기 설명과 유사하게, 연결된 기능 및 회로는 CATV 콘센트 또는 CATV 콘센트에 기계적으로 및 전기적으로 부착/분리가능한 모듈에 (부분적으로 또는 전부) 내장될 수 있다.

AC 전력

본 발명이 이상에서 POTS-관련 전화선쌍(382)와 관련하여 또한 POTS-관련 아날로그 전화 신호(391)를 전달하는 것과 관련해서는 물론 CATV 서비스 신호를 전달하는 동축 케이블(568)과 관련하여 예시되어 있지만, 다른 배선 유형은 물론 다른 서비스 신호를 전달하는 것도 똑같이 사용될 수 있다는 것이 분명하다. 본 발명에 따른 하나 이상의 실시예에서, 전력 그리드의 일부로서 AC 전력을 분배하는 데 사용되는 전력 배선이 도체 매체로서 사용된다. 주파수 시프트되는 동안에 유지되는 무선 신호의 우수한 통신 특성의 결과, 주로 높은 AC 전력 신호를 전달하기 위해 설치된 이러한 전력 배선을 통한 통신 경로가 얻어진다. 본 발명에 따른 하나 이상의 실시예에서, 북미에서 통상적인 110VAC/60Hz AC 전력 신호 또는 유럽에서 통상적인 240VAC/50Hz를 전달하는 저전압 배선이 포함된다.

도 57에 도시된 시스템(570)은 개념적으로 도 38에 도시된 시스템(380)과 유사하지만, 전화선쌍(382) 대신에 AC 전력선쌍(통상 전력선이라고 함)을 사용하도록 구성되어 있다. 시프트된 무선 신호는 HPF(572a, 572b)를 통해 AC 전선쌍(573)으로/으로부터 연결된다. HPF(572)는 시프트된 무선 신호를 통과시키고 또한 전력선쌍(573)에 존재할 수 있는 그의 고조파, 쓸모없는 다른 신호들을 포함하는 AC 전력 관련 신호를 거의 차단하도록 설계되어 있다. 전력선쌍(573)으로부터 AC 전력 신호를 수신하는 것은 LPF(571)를 사용하는 것을 포함한다. LPF(571)는 AC 전력 신호를 통과시키는 반면, 시프트된 무선 신호 주파수 대역에 있는 신호를 제거한다. LPF(571)는 또한 전력선에 삽입되는 노이즈 및 기타 원하지 않는 신호를 차단시키는 역할을 한다. 시스템(570)은 둘다 전력선(573)으로부터 통신을 하고 전력을 공급받기 위해 연결되어 있는 2개의 장소(575a, 575b)를 나타내고 있다. LPF(571)에 의해 필터링된 후에 수신된 AC 전력 신호는 AC/DC 전력 공급 장치(453)에 피드하기 위해 사용되고, 이 DC 전력 출력은 DC 전력 버스 또는 접속(457)을 통해 시프터(210) 등의 장소의 전력 소모 구성요소들에 전력을 공급하기 위해 사용될 수 있다. 필터링된 AC 신호는 또한 통상의 AC 전력 플러그(577b) 및 AC 전력 잭(577a)을 통해 임의의 AC-전력을 공급받는 기기(576a)에 연결될 수 있다. 이와 유사하게, 필터링된 AC 신호도 역시 통상의 AC 전력 플러그(577d) 및 AC 전력 잭(577c)을 통해 임의의 AC-전력을 공급받는 기기(576b)에 연결될 수 있다. 도 58에 도시된 시스템(580)은 상기 도 40에 도시된 시스템(400)과 유사하지만, '스타' 토폴로지로서 연결된 전력선 세그먼트(573a, 573b, 573c)를 사용하도록 구성되어 있다. 이와 유사하게, 시스템(590, 600)(도 59 및 도 60에 각각 도시됨)은 각자의 시스템(410, 415)(도 41 및 도 41a에 각각 도시됨)에 기초하고 있다.

AC 전력선쌍(573)이 통상의 AC 전력 콘센트를 통해 액세스되는 건물내 배선인 경우에, 575a(도 57) 등의 장치 또는 전력선(573)에 연결된 또는 결합된 컴포넌트들의 일부 또는 그 전부를 포함하는 임의의 장치는 상기한 바와 같이 플러그인 형태로 내포될 수 있다. 이러한 플러그인 유닛(610)은 도 61a에 사시도로 나타내어져 있고, 또한 2개의 전력 소켓(192a, 192b)을 갖는 통상적인 북미형 AC 전력 콘센트(191)가 도시되어 있다. 플러그인 유닛(610)의 전면도 및 배면도는 각각 도 61b 및 도 61c에 도시되어 있다. 예를 들어, 장치(575a)(도 57) 또는 주파수 시프터(210)를 포함하는 임의의 다른 장치가 소켓(192a, 192b)[전기적 접속(주파수 시프트된 무선 신호를 사용하여 AC 전력 및 통신 둘다를 수신하기 위한 것임)은 물론 기계적 지지도 제공하며 플러그인 유닛(610)이 콘센트(191)에 쉽게 부착될 수 있게 해줌]과 각각 짝을 이루는 2개의 전력 플러그(193a, 193b)를 갖는 것으로 도시된 플러그인 모듈(610)로서 내포되어 있다. 안테나(52a)는 물론 IEEE802.11g의 11개 채널 중 하나를 선택하기 위해 11개 위치를 갖는 채널 선택용 기계식 회전 스위치(139a)도 도시되어 있다. 도시된 예에서, 회전 스위치(139b)는 채널 6으로 설정되어 있다.

상기한 바와 유사하게, 일반 연선쌍, 전화선쌍(382), AC 전력 배선(573), 또는 동축 케이블(568)인 유선 매체(201)가 WLAN, (W)PAN, HIPERMAN 또는 WiMAX 등의 (W)MAN(Metropolitan area Network)를 연결하는 데 사용될 수 있고, IEEE802.16 또는 임의의 무선 WAN(Wide Area Network)에 기초할 수 있다.

상기한 바와 유사하게, 시스템(130b, 130c)의 서브시스템 'A'와 관련하여 상기한 바와 같이, 상기한 단점의 일부 또는 그 전부를 극복하기 위해, 무선 수신 경로, 전송 경로 또는 둘다에 감쇠기가 삽입될 수 있다.

무선 유닛은 아날로그 또는 디지털 정보인 정보를 수신 또는 전송(또는 둘다)을 하기 위해 비전도성 매체를 사용하는 임의의 장치를 포함한다. 예로서, 무선 유닛은 랩톱 컴퓨터, 핸드헬드 리모콘 및 PDA(Personal Digital Assistant)는 물론 셀룰러 전화 핸드셋 및 무선 전화기 세트와 같은 임의의 다른 무선-지원 핸드헬드 장치 등의 모바일 유닛을 포함할 수 있다.

주파수 시프터(120, 210)[는 물론 시스템(260)]는 이상에서 장치들만을 지원하는 물리 계층으로서 기술되어 있으며, 프로토콜 변환 또는 형식 변경 등의 상위 OSI 계층들은 신호 경로를 따라 있지 않다. 프로토콜 변환 및 기타 상위 OSI 계층 처리 등의 기능이 신호 경로를 따라 어느 곳에라도 추가될 수 있다는 것이 분명하다.

본 발명에 따른 시스템 및 네트워크는 자유 공기 전파 통화권의 향상을 가능하게 해주기 위해 옥외에서 사용될 수 있거나, 건물 내의 방 및 층 간의 무선 통신을 가능하게 해주기 위해 옥내에서 사용될 수 있다. 이와 유사하게, 이 구성은 건물 간의 통신을 가능하게 해준다. 게다가, 상기한 방법들은 옥외 통신과 옥내 통신 간의 브리징을 가능하게 해주기 위해 사용될 수 있다. 후자의 경우에, 다른 실시예들에서, 시스템의 일부가 NID에 하우징될 수 있거나 건물의 외부벽에 부착될 수 있다.

본 발명이 이상에서 표준 IEEE802.11g 기술을 사용하는 것과 관련하여 예시되어 있지만, 본 발명이, 비허가 대역(ISM 등) 또는 허가 스펙트럼을 사용하여, 확산 스펙트럼 또는 협대역을 구현하는 단일 또는 다중 반송파 신호를 사용하는 임의의 다른 무선 기반 기술에 똑같이 적용된다는 것을 잘 알 것이다. 이러한 기술은 IEEE 802.11(IEEE 802.11b 또는 IEEE 802.1Ia 등), ETSI HiperLAN/2, 또는 WLAN, 홈 네트워킹 또는 PAN(Personal Area Network)에 사용되는 임의의 기술의 일부일 수 있다. 비제한적인 일례는 CCK(Complementary Code Keying)에 기초한 IEEE 802.11b를 사용하는 것이다. 다른 비제한적인 예는 BlueTooth™, ZigBee, UWB, 및 HomeRF™이다. 게다가, 셀룰러 기술(예를 들어, GSM, GPRS, 2.5G, 3G, UMTS, DCS, PCS 및 CDMA) 및 WiMAX, WCDMA 등의 로컬 루프 관련 기술[WLL(Wireless Local Loop)], 및 마이크로파 기반을 비롯한 기타 고정 무선 기술 등의, WAN(Wide Area Network) 및 기타 무선 기술이 똑같이 사용될 수 있다. 이와 유사하게, 위성 기반 기술 및 부품이 똑같이 사용될 수 있다. 상기한 기술들이 모두 표준에 기반하고 있지만, 독점적인 비표준 기술이 본 발명에 따라 똑같이 사용될 수 있다. 게다가, 본 발명이 광(예를 들어, 적외선) 또는 오디오(예를 들어, 초음파) 기반 통신 시스템 등의 비무선 기반 공중 무선 시스템에서 사용되는 기술 및 부품을 사용하는 것에 똑같이 적용될 수 있다.

주파수 시프터(120, 210)[는 물론 시스템(260)]는 이상에서 상기 시스템(110, 120)에 기술된 I/Q 복조 및 변조를 사용하는 것으로 기술되어 있다. 상기 모든 시스템들에서 이러한 주파수 시프터가 믹서/필터, 헤테로다인 또는 수퍼-헤테로다인, 또는 공지된 임의의 다른 주파수 시프트 방식 등의 임의의 주파수 시프트 방식을 똑같이 사용할 수 있다는 것이 분명하다. 상세하게는, 무선 신호에 의해 전달되는 디지털 데이터의 인코딩 및 디코딩을 필요로 하지 않는 임의의 주파수 시프트 방식 또는 디지털 데이터 처리를 수반하는 임의의 방식이 똑같이 사용될 수 있다.

본 발명이 이상에서 무선 대역을 통해 다른 장소로 무선 신호를 전달하기 위해 무선 백본을 사용하는 것[시스템(150) 등] 또는 유선 매체를 사용하는 것[시스템(220, 230) 등]과 관련하여 기술되어 있고, 여기서 무선 신호는 동일한 대역을 통해 동일한 무선 신호로 재구성 및 복원된다. 그렇지만, 본 발명은 서로 다른 주파수 대역(서로 다른 채널 등)이 사용되는 임의의 구성에 똑같이 적용될 수 있으며, 여기서 이 시스템은 또한 한 장소에서의 한 대역에서 다른 장소에서의 다른 대역(다른 채널 등)으로 무선 신호를 시프트시키는 역할도 한다.

이와 유사하게, 시스템은 무선 백본으로서 셀룰러 통신을 사용할 수 있다. 예로서, 통화권 영역(151b)을 형성하는 무선 통신 링크(152b)는 전용 링크로서 또는 셀룰러 네트워크의 일부로서 셀룰러 네트워킹을 사용할 수 있다. 다른 대안으로서, 상기 도 22에 도시된 시스템(220)에서 링크(152a, 152b)로 표현된 셀룰러 통화권 영역을 상호 연결시키기 위해, 201 등의 유선 백본이 사용될 수 있다. 양 경우에 사용된 셀룰러 기술은 아날로그 또는 디지털일 수 있다. 이러한 디지털 기술로는 GSM(Global System for Mobile Communications), GPRS(General Packet Radio Service), CDMA(Code Division Multiple Access), EDGE(Enhanced Data Rates for GSM Evolution), 3GSM, DECT(Digital Enhanced Cordless Telecommunications), Digital AMPS (예를 들어, IS-136/TDMA을 준수함) 및 iDEN(Integrated Digital Enhanced Network)이 있다. 셀룰러 네트워크를 통해 전달되는 서비스는 음성, 비디오 또는 최근에 소개된 EVDO(Evolution Data Only) 등의 디지털 데이터일 수 있다.

본 발명에 따른 양호한 실시예에서, 단거리 무선 기술을 사용하여 격리된 또는 분리된 영역이 더 긴 범위를 갖는 유선 또는 무선 매체를 사용하여 연결된다. 예를 들어, 2개 이상의 비중첩 PAN 또는 WPAN 네트워크가 LAN 또는 WLAN 방식을 사용하여 백본(유선 또는 무선임)에 의해 상호 연결될 수 있다. 이와 유사하게, 2개 이상의 비중첩 LAN 또는 WLAN 네트워크가 WAN 또는 MAN 방식을 사용하여 백본(유선 또는 무선임)에 의해 상호 연결될 수 있다. 본 발명에 따른 다른 양호한 실시예에서, 격리된 또는 분리된 영역이 LOS 통신(3GHz를 넘는 스펙트럼을 사용하는 광 또는 전자기 전송 등)을 사용하여 상호 연결된다. 이와 유사하게, 장소 내에서의 통신을 위해 LOS 사용하는 격리된 또는 분리된 영역이 비LOS 통신 수단을 사용하여 상호 연결될 수 있다.

비유선 매체

본 발명이 이상에서 공중을 통해 전파하는 전자기파 또는 무선 신호의 방사를 사용하여 하나 이상의 무선 통신 링크(152)를 참조하여 기술되어 있다. 그렇지만, 본 발명은 임의의 다른 유형의 비전도성 또는 공중 통신 매체, 기술 및 주파수에 똑같이 적용될 수 있다. 본 명세서에 기술된 무선-기반 통신에 대한 대안을 사용하는 것이 단일 무선 통신 링크(152)에 대한 대용물일 수 있다. 도 15에 도시된 시스템(150)에서의 링크(152a, 152b, 152c) 등의 2개 이상의 이러한 무선 통신 링크가 기술되어 있는 경우에, 링크들 중 하나, 둘 또는 그 전부가 대체될 수 있다.

본 발명에 따른 일 실시예에서, 비전도성 공중 통신은 통신 신호로서 광을 사용한다. 광은 아주 높은 전자기 스펙트럼을 사용하는 전자기 전송으로서 생각될 수 있다. 이 시스템은 사람의 가시광 또는 IR(Infra-Red) 또는 UV(Ultraviolet) 등의 비가시광을 사용할 수 있다. 광 통신을 이용하는 것은 LED(Light Emitting Diode) 및 레이저 다이오드 등의 광 송신기, 및 안테나(52)의 대용물로서 포토-다이오드 등의 광 수신기 또는 센서, 및 연결된 컴포넌트 및 기능의 일부 및 그 전부의 사용을 생각하고 있다. 통상적으로, 광 기반 통신은 LOS(Line-Of-Sight)에 기초하고 상기한 실시예들을 사용하는 것은 LOS 한계에 적당히 대응할 수 있게 해줄 수 있다.

본 발명에 따른 일 실시예에서, 비전도성 매체는 자유 공기 전파에 기초하지 않고 도파관에 기초한다. 일례는 광섬유 매체일 수 있다. 이러한 구성에서, 안테나(52)는 광섬유 커넥터로 대체되고, 매체로 전송하기 위한 레이저 다이오드 및 매체로부터 수신하기 위한 포토-다이오드 또는 포토-셀에 추가된다.

이와 유사하게, 공중을 통한 사운드 또는 오디오-기반 통신은 상기한 전자기파 기반 통신에 대한 대용물로서 사용될 수 있다. 통신 링크는 가청 사운드(통상적으로 20-20,000Hz), 비가청 사운드(초음파, 20,000HZ 이상), 및 초저음파(20Hz 이하)를 사용할 수 있다. 이 경우에, 안테나(52)는 사운드 신호를 전기 신호를 변환하는 마이크 또는 유사한 장치, 및 오디오 신호를 발생하고 이를 공중으로 전송하는 스피커 또는 유사한 장치로 대체된다. 하나의 장치 내에 스피커 및 마이크 기능 둘다를 겸비하고 있는 트랜스듀서도 역시 사용될 수 있다.

본 발명이 IEEE802.11g 무선 신호 및 디지털 신호를 전달하는 시스템과 관련하여 기술되어 있지만, 본 발명이 아날로그 신호를 전달하기 위해 무선 신호(및 시스템)가 사용되는 다른 실시예들에 똑같이 적용된다는 것을 잘 알 것이다. 비제한적인 일례는 무선 전화를 포함한다. 무선 전화는 ISM 대역을 사용하여 공중을 통해 전화(및 제어) 신호를 전달하는 것으로 알려져 있다.

본 발명이 이상에서 표준의 IEEE802.11g 기술, 신호 및 부품을 사용하는 것과 관련하여 예시되어 있지만, 본 발명이 확산 스펙트럼 또는 협대역을 구현하기 위해 하나 또는 다수의 반송파 신호를 사용하여, 비허가 대역(ISM 등) 또는 허가 스펙트럼을 사용하여 임의의 다른 무선 기반 기술에 똑같이 적용된다는 것을 잘 알 것이다. 이러한 기술은 IEEE 802.11(IEEE 802.11b 또는 IEEE 802.11a 등), ETSI HiperLAN/2, 또는 WLAN, 홈 네트워킹 또는 PAN(Personal Area Network)에 사용되는 임의의 기술의 일부일 수 있다. 비제한적인 일례는 CCK(Complementary Code Keying)에 기초한 IEEE 802.11b를 사용하는 것이다. 다른 비제한적인 예는 BlueTooth™, ZigBee, UWB, 및 HomeRF™이다. 게다가, 셀룰러 기술(예를 들어, GSM, GPRS, 2.5G, 3G, UMTS, DCS, PCS 및 CDMA) 및 WiMAX, WCDMA 등의 로컬 루프 관련 기술[WLL(Wireless Local Loop)], 및 마이크로파 기반을 비롯한 기타 고정 무선 기술 등의, WAN(Wide Area Network) 및 기타 무선 기술이 똑같이 사용될 수 있다. 이와 유사하게, 위성 기반 기술 및 부품이 똑같이 사용될 수 있다. 상기한 기술들이 모두 표준에 기반하고 있지만, 독점적인 비표준 기술이 본 발명에 따라 똑같이 사용될 수 있다. 게다가, 본 발명이 광(예를 들어, 적외선) 또는 오디오(예를 들어, 초음파) 기반 통신 시스템 등의 비무선 기반 공중 무선 시스템에서 사용되는 기술 및 부품을 사용하는 것에 똑같이 적용될 수 있다.

본 발명이 이상에서 패킷이 무선 매체를 통해 전달되는 표준의 IEEE 802.11g 기술을 사용하는 것과 관련하여 기술되어 있지만, 본 발명이 디지털 또는 아날로그인 연속 신호에 똑같이 적용된다는 것을 잘 알 것이다. 예로서, 본 발명은 무선 전화 시스템에 적용될 수 있으며, 베이스 유닛 및 모바일 핸드셋이 서로 멀리 떨어져 있을 수 있게 해주며 이들 간에 적당한 무선 통신을 제공할 수 있다.

하우징

본 발명에 따른 장소는 통상적으로 2개의 무선 신호 간을 브리징하는 주파수 시프터(120) 또는 무선 신호와 무선 신호 간에 브리징하는 주파수 시프터(210)를 포함한다. 이와 유사하게, 상기 시스템(260)은 2개의 유선 신호 간을 브리징하는 것으로 도시되어 있다. 이러한 장소는 또한 주파수 시프터(120, 또는 210)[는 물론 시스템(260)]에 전도성 연결된 모든 기능을 포함한다. 이러한 추가된 기능은 전력 공급, 및 CATV 및 전화 신호 등의 부가적인 서비스 신호를 전달하는 것을 포함한다. 주파수 시프터 및 기타 연결된 신호 및 기능들 모두 또는 그 일부를 포함하는 장치가, 응용에 의해 보증되는 바와 같이, 인클로저 내에 (부분적으로 또는 전부) 내포 또는 하우징될 수 있고 및/또는 통합될 수 있다. 일부 실시예에서, 장치는 별도의 분리되어 패키징된 독립형 장치로서 하우징된다. 이러한 단일의 인클로저는 독립형 유닛일 수 있으며,이는 데스트톱 또는 벽 설치 유닛으로서 구성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 이 장치는 WLAN 유닛 또는 데이터 유닛 등의 연결된 장비 또는 결합된 장비와 통합될 수 있다. 이러한 장치가 옥외 환경에서 사용되는 경우에, 통상 엄격한 기계적 설계가 생각된다.

많은 시나리오에서, 이 장치는 건물 환경에서(옥내에서) 사용된다. 대부분의 경우에, 이 장치가 WLAN 유닛들(WAP 및 클라이언트 등)과 무선 연결되어 있기 때문에, 데스크 공간을 절감하고 비심미적 및 비안전 케이블을 방지하기 위해 장치를 벽에 설치하는 것이 유익할 수 있다. 상세하게는, 장소에서 최적의 무선 통화권을 얻기 위해 장치를 천장에 또는 벽에 설치하는 것이 요구될 수 있다.

본 발명의 일 양태에 따르면, 벽내에 은폐된 전력 전달 도체 또는 전선쌍이 장치에 전력을 공급하는 데 사용된다. 이러한 케이블은, 차량내 전력 전달 도체 등의, 주로 전력을 전달하기 위해 설치되고 사용되는 AC 전력 배선 또는 기타 배선을 포함할 수 있다. 다른 대안으로서, 전력은 아날로그 서비스 신호 또는 디지털 데이터 신호를 전달하도록 되어 있는 배선을 통해 전달될 수 있다. 예를 들어, PoE(예를 들어, IEEE802.3af를 준수함)를 전달하는 LAN 케이블 또는 전력 신호를 전달하는 전화선쌍이 생각될 수 있다. 전화 신호와 함께 전화선쌍을 통해 AC 전력을 전달하는 방식의 일례가 '353 특허에 기술되어 있다.

본 발명의 일 양태에 따르면, 벽내에 은폐된 전선쌍은 전화, AC 전력, 또는 CATV 배선 기반구조를 포함할 수 있다. 전선쌍은 서비스 신호(전화, AC 전력 또는 CATV 신호 등)를 전달하고 있을 수 있고, 콘센트(전화, AC 전력 또는 CATV 콘센트)를 통해 액세스될 수 있다.

콘센트를 통해 벽내 배선에 연결하는 상기 경우에, 전력을 수신하거나 그에 삽입하기 위해 및/또는 서비스 신호에 연결하기 위해 및/또는 시프트된 무선 신호를 그에 연결하기 위해 장치를 적절한 콘센트에 꽂는 하나의 인클로저로서 내포하는 것이 생각될 수 있다. 전용의 모뎀(전력선 모뎀 또는 전화선 모뎀 등)을 포함하는 이러한 플러그인 모듈은 공지되어 있지만, 주파수 시프트 기능을 포함하는 것으로 개시되어 있지 않다. 플러그인 장치는 때때로 '월 와트(wall-wart)'(짝을 이루는 커넥터에 의해서만 지지됨)라고 하는 콘센트에 간단히 꽂아질 수 있거나, 콘센트에의 신뢰성있고 안전한 기계적 부착을 가능하게 해주고 플러그인 모듈에의 신뢰성있고 안전한 연결을 가능하게 해주기 위해 기계적 조임 수단을 포함하는 것으로 생각될 수 있다. 특허 출원 '0561은 이러한 플러그인 유닛의 다수의 설계를 제안하고 있으며, 이들 모두는 본 발명에 따른 장치에 적용가능하다. 하나 이상의 실시예에서, 특허 출원 '0561에서의 매체 모뎀(254)은 상기한 주파수 시프터(210)(또는 120 또는 260)로 대체된다.

일반 콘센트(LAN 구조화된 배선, 전기 전력 콘센트, 전화 콘센트 및 케이블 텔레비전 콘센트를 포함함)는 배선 시스템 주택 기반구조의 일부로서 벽내 배선에의 액세스를 제공하는 목적만을 수행하는 수동 장치로서 발달하였다. 그렇지만, 콘센트를 가정/사무실 네트워크의 일부로서 사용하기 위해 또한 통상적으로 표준 데이터 통신 인터페이스를 제공하기 위해 콘센트에 능동 회로를 내장하는 경향이 있다. 대부분의 경우에, 추가된 회로는 콘센트에 데이터 인터페이스 연결성을 추가하는 목적(그의 기본적인 수동 연결성 기능에 추가됨)을 수행한다.

전화 배선에서 사용하기 위한 전화 및 데이터 인터페이스 둘다를 지원하는 콘센트는 발명의 명칭이 'Telephone outlet for implementing a local area network over telephone lines and a local area network using such outlets(전화선을 통해 근거리 통신망을 구현하는 전화 콘센트 및 이러한 콘센트를 사용하는 근거리 통신망)'인 Binder의 미국 특허 제6,549,616호에 개시되어 있다. 다른 전화 콘센트는 발명의 명칭이 'Automatically configurable computer network(자동 구성가능 컴퓨터 네트워크)'인 Dichter의 미국 특허 제6,216,160호에 기술되어 있다. 콘센트를 사용하는 CATV 동축 케이블을 통한 홈 네트워킹의 일례는 발명의 명칭이 'Cableran Networking over Coaxial Cables(동축 케이블을 통한 케이블랜 네트워킹)'인 Cohen 등의 미국 특허 출원 공개 제2002/0194383호에 기술되어 있다. 이러한 콘센트는 이스라엘 예루살렘 소재의 TMT Ltd.의 HomeRAN™ 시스템의 일부로서 이용가능하다. 전화, 데이터 및 엔터테인먼트 신호를 전달하는 배선과 관련하여 사용하기 위한 콘센트는 발명의 명칭이 'Local area and multimedia network using radio frequency and coaxial cable(무선 주파수 및 동축 케이블을 사용한 근거리 및 멀티미디어 네트워크)'인 Alcock의 미국 특허 출원 공개 제2003/0099228호에 개시되어 있다. 전력선을 사용한 데이터 및 전력의 결합에서 사용하기 위한 콘센트는 발명의 명칭이 'Powerline bridge apparatus(전력선 브리지 장치)'인 Schaeffer 등의 미국 특허 출원 공개 제US2003/0062990호에 기술되어 있다. 이러한 전력 콘센트는 미국 캘리포니아주 San Carlos 소재의 Asoka USA Corporation의 PlugLAN™의 일부로서 이용가능하다.

이상에서 기본 서비스(예를 들어, 전화, CATV, 및 전력)에 사용되는 배선을 통해 형성되는 네트워크와 관련하여 능동 콘센트가 기술되어 있지만, 본 발명이 전용 배선을 사용하는 네트워크에서 사용되는 콘센트에도 똑같이 적용될 수 있다는 것을 잘 알 것이다. 이러한 경우에, 콘센트 회로는, 하나의 데이터 연결 인터페이스의 기본 서비스를 넘어, 콘센트에 부가의 인터페이스를 제공하는 데 사용된다. 비제한적인 예로서, 이는 다수의 데이터 인터페이스를 제공하는 데 사용될 수 있으며, 이 경우 이 배선은 단일의 이러한 데이터 연결을 지원한다. 이러한 콘센트의 일례가 미국 캘리포니아주 Santa-Clara 소재의 3Com™에 의해 제조된 Network Jack™ 제품 계열이다. 그에 부가하여, 이러한 콘센트는 발명의 명칭이 'Single Medium Wiring Scheme for Multiple Signal Distribution in Building and Access Port Therefor(건물에서의 다중 신호 분배를 위한 단일 매체 배선 방식 및 그에 대한 액세스 포트)'인 Thompson의 미국 특허 제6,108,331호는 물론 발명의 명칭이 'Active Wall Outlet(능동 벽 콘센트)'인 2003년 6월 19일자로 공개된 McNamara 등의 미국 특허 출원 제US 2003/0112965호에 기술되어 있다.

본 발명의 일 양태에 따르면, 한 장소에 있는 장치의 일부 또는 그 전부가 콘센트로서 내포될 수 있다. 이 경우에, 하나의 인클로저가 표준의 콘센트의 형태와 동일하거나 거의 유사한 형태로, 또는 콘센트 수납부 또는 구멍에 직접 설치할 수 있게 해주는 형상을 갖도록 구성된다. 이러한 인클로저는 표준의 콘센트를 완전히 또는 부분적으로 대체하는 형태로 되어 있을 수 있고, 표준의 벽 콘센트와 거의 유사한 벽 설치 구성요소를 포함할 수 있다. 특허 출원 '0954는 전기 회로를 포함하는 이러한 콘센트의 다수의 설계를 제안하고 있으며, 이들 모두는 본 발명에 다른 장치에 적용가능하다. 하나 이상의 실시예에서, 특허 출원 '0954에서의 매체 모뎀(54)은 상기한 주파수 시프터(210)(또는 120 또는 260)로 대체된다.

당업자라면 본 명세서에 개시된 실시예들과 관련하여 기술된 다양한 예시적인 논리적 블록, 모듈 및 회로가 전자 하드웨어, 컴퓨터 소프트웨어, 또는 이들의 조합을 비롯한 다수의 방법으로 구현될 수 있다는 것을 잘 알 것이다. 다양한 예시적인 컴포넌트, 블록, 모듈 및 회로는 그의 기능의 관점에서 전반적으로 기술되어 있다. 기능이 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되는지는 특정의 응용 및 전체 시스템에 부과되는 설계 제약조건에 의존한다. 당업자라면 이들 상황에서 하드웨어와 소프트웨어의 교환가능성을 잘 알 것이며, 또한 각각의 특정의 응용에 대해 상기한 기능을 어떻게 최상으로 구현하는지를 잘 알 것이다.

본 발명의 예시적인 실시예들이 기술되어 있지만, 이것은 첨부된 청구항들의 범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 안된다. 당업자라면 기술된 실시예들에 여러 수정이 행해질 수 있다는 것을 잘 알 것이다. 게다가, 다양한 분야의 당업자에게는, 본 발명 자체가 다른 작업에 대한 해결책 및 다른 응용을 위한 개조를 암시할 것이다. 따라서, 본 실시예들은 모든 점에서 제한하는 것이 아니라 예시하는 것으로 보아야 하며, 본 발명의 범위를 나타내기 위해서는 이상의 설명이 아니라 첨부된 청구항들을 참조해야 한다.

상기한 특징들 및 이점들이 단지 예로서 제공되어 있다는 것을 잘 알 것이다. 그에 따라, 이상의 설명은 어떻게든 본 발명의 실시예의 특징 및 이점의 총 망라한 것으로 해석되어서는 안된다.

본 발명은 그의 정신 또는 필수적인 특징을 벗어나지 않고 다른 특정의 형태로 구현될 수 있다. 기술된 실시예들은 모든 점에서 제한하는 것이 아니라 예시적인 것으로 보아야 한다. 따라서, 본 발명의 범위는 이상의 설명에 의해서가 아니라 첨부된 청구항에 의해 나타내어진다. 청구항의 등가성의 의미 및 범위 내에 속하는 모든 변경은 그의 범위 내에 포함되는 것으로 보아야 한다.

<발명 및 청구항의 범위에 관한 공시>

본 발명이 양호한 실시예 및 전반적으로 연관된 방법과 관련하여 기술되어 있지만, 본 발명자는 양호한 실시예 및 방법의 변경 및 치환이 명세서를 읽어보고 도면을 살펴보면 당업자에게는 자명하게 된다고 생각하고 있다.

그에 따라, 양호한 실시예의 상기 설명 및 요약서 어느 것도 본 발명을 정의하거나 제약하지 않는다. 오히려, 청구된 청구항은 본 발명을 다양하게 정의한다. 본 발명의 각각의 변형은, 청구항에 없는 다른 용어들에 의해 제한되는 것이 아니라, 그의 각자의 청구항 및 그의 등가물의 언급된 제한에 의해서만 제한된다. 그에 부가하여, 본 발명의 양태들은 본 발명자가 그의 최광의의 타당한 해석을 갖는 것으로 생각하는 용어를 사용하여 청구항에 기술되어 있다. 미국 특허법 112조 6항의 보다 구체적인 해석은 용어 "수단"이 실제로 언급되는 경우만을 위한 것이다. 단어 "포함하는", "구비하는" 및 "갖는"은 개방형 용어로서 의도된 것이며, 구문 "적어도"가 각각의 경우에 부가되어 있는 것과 동일한 의미를 갖는다.

Claims (124)

1. 어떤 프로토콜 변환 없이 제1 주파수 대역으로부터 상기 제1 주파수 대역과 다른 제2 주파수 대역으로 제1 확산 스펙트럼 신호(spread-spectrum signal)를

   주파수 시프트하는 장치(120)로서,

   상기 제1 주파수 대역에서 상기 제1 확산 스펙트럼 신호를 수신하는 제1 포트(61a);

   상기 제1 확산 스펙트럼 신호의 I 및 Q 컴포넌트 신호들(component signals)을 도출하기 위해, 상기 제1 포트에 연결되어 상기 제1 포트로부터 상기 제1 확산 스펙트럼 신호를 수신하는 제1 I/Q 복조기(67a);

   상기 제1 I/Q 복조기에 연결되어 상기 제1 확산 스펙트럼 신호의 I 및 Q 컴포넌트 신호들을 수신하는 제1 I/Q 변조기(68b) - 상기 제1 I/Q 변조기는 제1 확산 스펙트럼 신호를 재구성하고 상기 제1 확산 스펙트럼 신호를 상기 제2 주파수 대역으로 주파수 시프트하도록 동작함 -; 및

   상기 제2 주파수 대역에서 주파수 시프트된 상기 제1 확산 스펙트럼 신호를 출력하기 위해서, 상기 제1 I/Q 변조기에 연결되어 상기 제1 I/Q 변조기로부터 상기 주파수 시프트된 신호를 수신하는 제2 포트(62b)를 포함하고,

   상기 장치는, 어떤 프로토콜 변환 없이 상기 제2 주파수 대역으로부터 다른 상기 제1 주파수 대역으로 제2 확산 스펙트럼 신호를 주파수 시프트하도록 더 동작하며,

   상기 장치는,

   상기 제2 주파수 대역에서의 상기 제2 확산 스펙트럼 신호를 수신하기 위한 제3 포트(61b);

   상기 제2 확산 스펙트럼 신호의 I 및 Q 컴포넌트 신호들을 도출하기 위해서, 상기 제3 포트에 연결되어 상기 제3 포트로부터 상기 제2 확산 스펙트럼 신호를 수신하는 제2 I/Q 복조기(67b);

   상기 제2 I/Q 복조기에 연결되어 상기 제2 확산 스펙트럼 신호의 I 및 Q 컴포넌트 신호들을 수신하는 제2 I/Q 변조기(68a) - 상기 제2 I/Q 복조기는 상기 제1 주파수 대역으로 주파수 시프트된 상기 제2 확산 스펙트럼 신호를 재구성하도록 동작함 -; 및

   상기 제1 주파수 대역에서 주파수 시프트된 상기 제2 확산 스펙트럼 신호를 출력하기 위해서, 상기 제2 I/Q 변조기에 연결되어 상기 제2 I/Q 변조기로부터 상기 주파수 시프트된 신호를 수신하는 제4 포트(62a)를 더 포함하는 장치(120).
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,

   상기 제1 포트 및 제3 포트는 서로 연결되고, 상기 제2 포트 및 제4 포트는 서로 연결된 장치.
4. 제1항에 있어서,

   서로 다른 제1 및 제2 상태 중의 선택된 하나에서 더 동작하며, 상기 제1 상태에서는 신호가 상기 제1 포트에서 수신되고 상기 제2 포트에서 주파수 시프트되어 출력되며, 상기 제2 상태에서는 신호가 상기 제3 포트에서 수신되고 상기 제4 포트에서 주파수 시프트되어 출력되는 장치.
5. 제4항에 있어서,

   상기 장치는,

   상기 제1 주파수 대역 내의 신호만을 통과시키도록 상기 제1 포트에 연결된 제1 필터(51a);

   상기 제1 주파수 대역 내의 신호의 존재를 검출하도록 상기 제1 필터에 연결된 제1 임계값 검출기(132a);

   상기 제2 주파수 대역 내의 신호만을 통과시키도록 상기 제3 포트에 연결된 제2 필터(51b); 및

   상기 제2 주파수 대역 내의 신호의 존재를 검출하도록 상기 제2 필터에 연결된 제2 임계값 검출기(132b)

   를 더 포함하고,

   상기 장치는 상기 제1 임계값 검출기에 의해 상기 제1 주파수 대역 내의 신호의 존재를 감지하면 상기 제1 상태로 시프트하고, 상기 제2 임계값 검출기에 의해 상기 제2 주파수 대역 내의 신호의 존재를 감지하면 상기 제2 상태로 시프트하는 장치(130).
6. 제1항에 있어서,

   상기 확산 스펙트럼 신호는 OFDM, DMT 및 CDMA 변조 중의 하나에 기초한 다중-반송파 신호(multi-carrier signal)인 장치.
7. 제1항에 있어서,

   상기 포트들 중의 하나로 또는 하나로부터의 신호를 감쇠시키도록 연결된 감쇠기(attenuator)(251a, 251b)를 더 포함하는 장치.
8. 제7항에 있어서,

   상기 감쇠기는 10㏈보다 많은 감쇠를 일으키는 장치.
9. 제1항에 있어서,

   상기 제1 주파수 대역과 제2 주파수 대역 중의 적어도 하나는 복수의 인접 주파수 대역으로부터 선택가능한 장치.
10. 제9항에 있어서,

    상기 제1 주파수 대역과 제2 주파수 대역 중의 적어도 하나는 스위치(139a, 139b)에 의해 선택되는 장치.
11. 제1항에 있어서,

    상기 제1 확산 스펙트럼 신호와 상기 주파수 시프트된 제1 확산 스펙트럼 신호 중의 적어도 하나는 무선 신호이고, 상기 제1 포트와 상기 제2 포트 중의 적어도 하나는 안테나(52a, 52b)인 장치.
12. 제11항에 있어서,

    상기 제1 I/Q 변조기 및 상기 제1 I/Q 복조기는 무선 트랜스시버 컴포넌트(46a)의 일부인 장치.
13. 제11항에 있어서,

    상기 무선 신호는 이하의 표준들, WPAN, WLAN, WMAN, WAN, BWA, LMDS, MMDS, WiMAX, HIPERMAN, IEEE802.16, 블루투스, IEEE802.15, UWB, ZigBee, 셀룰러, IEEE802.11 표준, GSM, GPRS, 2.5G, 3G, UMTS, DCS, PCS, 및 CDMA 중 적어도 하나에 부합하는 장치.
14. 제1항에 있어서,

    상기 제1 주파수 대역과 상기 제2 주파수 대역 중의 적어도 하나는 ISM 주파수 대역인 장치.
15. 제11항에 있어서,

    상기 제1 주파수 대역과 상기 제2 주파수 대역은 단일 무선 표준에 따른 비중첩(non-overlapping) 채널들인 장치.
16. 제1항에 있어서,

    상기 제1 포트 및 상기 제2 포트, 상기 제1 I/Q 복조기 및 상기 제1 I/Q 변조기를 하우징하는 단일 인클로저(enclosure)(190, 195)를 더 포함하며,

    상기 단일 인클로저는 벽에 설치가능한(wall mountable) 장치.
17. 제16항에 있어서,

    상기 단일 인클로저는 콘센트(outlet)에 꽂도록 형상화된 장치.
18. 제16항에 있어서,

    상기 단일 인클로저는 콘센트에 기계적으로 부착되고 전기적으로 연결되도록 더 형상화된 장치.
19. 제16항에 있어서,

    상기 단일 인클로저는,

    표준 콘센트의 형태와 동일한 형태;

    표준 벽 콘센트의 벽 설치 구성요소들과 동일한 벽 설치 구성요소들;

    콘센트 개구(opening) 또는 캐비티(cavity)에 직접 설치할 수 있도록 하는 형상; 및

    표준 콘센트를 대신하는 형태

    중의 적어도 하나를 갖도록 구성되는 장치.
20. 제1항에 있어서,

    상기 제1 확산 스펙트럼 신호는, WPAN, WLAN, MAN, 및 WAN 네트워크 중의 하나에서 상기 제1 주파수 대역에서 전송되는 장치.
21. 제1 주파수 대역에서 전달되는 제1 무선 신호를 제1 무선 유닛(40c)과 제2 무선 유닛(40d) 사이에서 무선 통신하기 위한 네트워크 시스템(150)으로서,

    상기 제1 무선 신호를 상기 제1 무선 유닛과 무선 통신하기 위한 제1 주파수 시프터(120a) - 상기 제1 주파수 시프터는 상기 제1 주파수 대역과 상기 제1 주파수 대역과 다른 제2 주파수 대역 사이에서 상기 제1 무선 신호를 주파수 시프트하도록 동작함 -; 및

    상기 제1 무선 신호를 상기 제2 무선 유닛과 무선 통신하기 위한 제2 주파수 시프터(120b) - 상기 제2 주파수 시프터는 상기 제1 주파수 대역과 상기 제2 주파수 대역 사이에서 상기 제1 무선 신호를 주파수 시프트하도록 동작함 -

    를 포함하는 네트워크 시스템(150).
22. 제21항에 있어서,

    상기 주파수 시프터들 중의 적어도 하나는 헤테로다인 회로(heterodyne circuit)에 기초하는 네트워크 시스템.
23. 제21항에 있어서,

    상기 주파수 시프터들 중의 적어도 하나는,

    상기 제1 무선 신호의 I 및 Q 컴포넌트 신호들을 도출하기 위해서, 상기 제1 무선 신호를 수신하도록 연결된 I/Q 복조기(67)와,

    상기 제1 무선 신호의 I 및 Q 컴포넌트 신호들을 수신하도록 연결된 I/Q 변조기(68) - 상기 I/Q 변조기는 상기 제2 주파수 대역으로 주파수 시프트된 상기 제1 무선 신호를 재구성하도록 동작함 -

    를 포함하는 네트워크 시스템.
24. 제23항에 있어서,

    상기 I/Q 변조기 및 상기 I/Q 복조기는 무선 트랜스시버(46) 컴포넌트의 일부인 네트워크 시스템.
25. 제21항에 있어서,

    상기 제1 무선 신호는 확산 스펙트럼 신호인 네트워크 시스템.
26. 제21항에 있어서,

    상기 제1 무선 신호는, OFDM, DMT 및 CDMA 변조 중의 하나에 기초한 다중-반송파 신호인 네트워크 시스템.
27. 제21항에 있어서,

    상기 제1 주파수 대역과 상기 제2 주파수 대역 중의 적어도 하나는 복수의 인접 주파수 대역으로부터 선택가능한 네트워크 시스템.
28. 제27항에 있어서,

    상기 제1 주파수 대역과 상기 제2 주파수 대역 중의 적어도 하나는 스위치에 의해 선택되는 네트워크 시스템.
29. 제21항에 있어서,

    상기 무선 신호는, 이하의 표준들, WPAN, WLAN, WMAN, WAN, BWA, LMDS, MMDS, WiMAX, HIPERMAN, IEEE802.16, 블루투스, IEEE802.15, UWB, ZigBee, 셀룰러, IEEE802.11 표준, GSM, GPRS, 2.5G, 3G, UMTS, DCS, PCS 및 CDMA 중의 적어도 하나에 부합하는 네트워크 시스템.
30. 제21항에 있어서,

    상기 제1 주파수 대역과 상기 제2 주파수 대역 중의 적어도 하나는 ISM 주파수 대역인 네트워크 시스템.
31. 제21항에 있어서,

    상기 제1 주파수 대역 및 상기 제2 주파수 대역은 단일 무선 표준에 따른 비중첩 채널들인 네트워크 시스템.
32. 제21항에 있어서,

    상기 제1 주파수 시프터와 상기 제2 주파수 시프터 중의 하나는 벽에 설치가능한 단일 인클로저(190, 195) 내에 내장되는(enclosed) 네트워크 시스템.
33. 제32항에 있어서,

    상기 단일 인클로저는 콘센트에 꽂도록 형상화된 네트워크 시스템.
34. 제32항에 있어서,

    상기 단일 인클로저는 콘센트에 기계적으로 부착되고 전기적으로 연결되도록 더 형상화된 네트워크 시스템.
35. 제32항에 있어서,

    상기 단일 인클로저는,

    표준 콘센트의 형태와 동일한 형태;

    표준 벽 콘센트의 벽 설치 구성요소들과 동일한 벽 설치 구성요소들;

    콘센트 개구 또는 캐비티에 직접 설치할 수 있도록 하는 형상; 및

    표준 콘센트를 대신하는 형태

    중의 적어도 하나를 갖도록 구성되는 네트워크 시스템.
36. 제21항에 있어서,

    상기 제1 무선 신호는, WPAN, WLAN, MAN 및 WAN 네트워크 중의 하나에서 상기 제1 주파수 대역에서 전송되는 네트워크 시스템.
37. 어떤 프로토콜 변환 없이 무선 매체에 의해 전달되는 무선 주파수 대역에서의 무선 신호와 유선 매체(201)에 의해 전달되는 유선 주파수 대역에서의 유선 신호 사이에서 주파수 시프트를 하기 위한 장치(210)로서,

    상기 무선 신호를 송수신하기 위한 안테나(52a);

    상기 유선 매체에 연결하기 위한 배선 커넥터(214);

    상기 무선 주파수 대역으로부터 상기 유선 주파수 대역으로 신호를 다운 주파수 시프트(down frequency shift)하기 위한 다운 주파수 시프터(46a, 211);

    상기 유선 주파수 대역으로부터 상기 무선 주파수 대역으로 신호를 업 주파수 시프트(up frequency shift)하기 위한 업 주파수 시프터(46a, 211);

    상기 안테나와 상기 다운 주파수 시프터 및 상기 업 주파수 시프터 사이에 연결된 RF 스위치(49a) - 상기 RF 스위치는 제1 상태 및 제2 상태를 가지며, 상기 제1 상태에서 상기 안테나는 상기 다운 주파수 시프터에 연결되고, 상기 제2 상태에서 상기 안테나는 상기 업 주파수 시프터에 연결됨 -; 및

    상기 배선 커넥터와 상기 다운 주파수 시프터 및 상기 업 주파수 시프터 사이에 연결된 유선 주파수 대역 스위치(208) - 상기 유선 주파수 대역 스위치는 제1 상태 및 제2 상태를 가지며, 상기 제1 상태에서 상기 배선 커넥터는 상기 다운 주파수 시프터에 연결되고, 상기 제2 상태에서 상기 커넥터는 상기 업 주파수 시프터에 연결됨 -

    를 포함하고,

    상기 장치는 서로 다른 제1 상태 및 제2 상태로 스위칭 가능하며, 상기 장치의 상기 제1 상태에서, 상기 RF 스위치는 상기 제1 상태에 있고, 상기 유선 주파수 대역 스위치는 상기 안테나로부터 상기 무선 신호를 수신하고, 상기 무선 신호를 다운 주파수 시프트하고, 상기 시프트된 무선 신호를 상기 배선 커넥터에 전송하기 위한 상기 제1 상태에 있고; 상기 장치의 상기 제2 상태에서, 상기 RF 스위치는 상기 제2 상태에 있고, 상기 유선 주파수 대역 스위치는 상기 배선 커넥터로부터 주파수 시프트된 무선 신호를 수신하고, 상기 무선 신호를 재구성하도록 업 주파수 시프트하고, 상기 무선 신호를 상기 안테나로 전송하기 위한 상기 제2 상태에 있는 장치(210).
38. 제37항에 있어서,

    상기 유선 주파수 대역 내의 신호의 존재를 감지하도록 상기 배선 커넥터에 연결된 제1 신호 검출기(205)와,

    상기 무선 주파수 대역 내의 신호의 존재를 감지하도록 상기 안테나에 연결된 제2 신호 검출기(205)를 더 포함하며,

    상기 장치는 상기 무선 주파수 대역 내의 신호의 존재를 감지하면 상기 제1 상태로 시프트하고 상기 유선 주파수 대역 내의 신호의 존재를 감지하면 상기 제2 상태로 시프트하도록 동작하는 장치.
39. 제37항에 있어서,

    상기 업 주파수 시프터와 다운 주파수 시프터 중의 적어도 하나는 믹서/필터(20), 헤테로다인 회로(20, 30), 또는 수퍼-헤테로다인(super-heterodyne) 회로(20, 30) 중의 하나를 포함하는 장치.
40. 제37항에 있어서,

    상기 업 주파수 시프터는,

    상기 유선 신호의 I 및 Q 컴포넌트 신호들을 도출하기 위해서, 상기 유선 주파수 대역 내의 상기 유선 신호를 수신하도록 연결된 I/Q 복조기(212)와,

    상기 유선 신호의 I 및 Q 컴포넌트 신호들을 수신하도록 연결된 I/Q 변조기(213) - 상기 I/Q 변조기는 상기 유선 신호를 상기 무선 주파수 대역으로 업 주파수 시프트하도록 동작함 -

    를 포함하는 장치.
41. 제40항에 있어서,

    상기 I/Q 변조기 또는 상기 I/Q 복조기는 무선 트랜스시버(211) 컴포넌트의 일부인 장치.
42. 제37항에 있어서,

    상기 다운 주파수 시프터는,

    상기 무선 신호의 I 및 Q 컴포넌트 신호들을 도출하기 위해서, 상기 무선 주파수 대역 내의 상기 무선 신호를 수신하도록 연결된 I/Q 복조기(212)와,

    상기 무선 신호의 I 및 Q 컴포넌트 신호들을 수신하도록 연결된 I/Q 변조기(213) - 상기 I/Q 변조기는 상기 무선 신호를 상기 유선 주파수 대역으로 다운 주파수 시프트하도록 동작함 -

    를 포함하는 장치.
43. 제37항에 있어서,

    상기 배선 커넥터와 상기 유선 주파수 대역 스위치 사이에,

    과도현상(transient), 과전압(over-voltage) 및 번개(lightning)를 흡수하여 그로부터 보호하는 보호기(protector)(215)와,

    상기 유선 주파수 대역 내의 신호만을 통과시키는 필터(216)와,

    상기 장치와 상기 유선 매체 사이의 분리(isolation)를 제공하는 신호 변환기(signal transformer)(217)

    를 더 포함하는 장치.
44. 제37항에 있어서,

    상기 유선 매체의 주파수 특성을 보상하기 위한 상기 배선 커넥터와 상기 유선 주파수 대역 스위치 사이의 등화기(equalizer)(206)를 더 포함하는 장치.
45. 제37항에 있어서,

    상기 무선 신호는 OFDM, DMT 및 CDMA 변조 중의 하나에 기초하는 확산 스펙트럼 다중-반송파 신호인 장치.
46. 제37항에 있어서,

    상기 안테나로 또는 상기 안테나로부터의 신호를 감쇠시키도록 연결된 감쇠기(attenuator)(251)를 더 포함하는 장치.
47. 제46항에 있어서,

    상기 감쇠기는 10㏈보다 많은 감쇠를 일으키는 장치.
48. 제37항에 있어서,

    상기 무선 주파수 대역은 복수의 인접 주파수 대역으로부터 선택가능한 장치.
49. 제48항에 있어서,

    상기 무선 주파수 대역은 스위치(139a)에 의해 선택되는 장치.
50. 제37항에 있어서,

    상기 무선 신호는 이하의 표준들, WPAN, WLAN, WMAN, WAN, BWA, LMDS, MMDS, WiMAX, HIPERMAN, IEEE802.16, 블루투스, IEEE802.15, UWB, ZigBee, 셀룰러, IEEE802.11 표준, GSM, GPRS, 2.5G, 3G, UMTS, DCS, PCS 및 CDMA 중 적어도 하나에 부합하는 장치.
51. 제37항에 있어서,

    상기 주파수 대역들 중의 하나는 ISM 주파수 대역인 장치.
52. 제37항에 있어서,

    상기 업 주파수 시프터 및 상기 다운 주파수 시프터, 상기 안테나, 상기 커넥터, 상기 RF 스위치 및 상기 유선 주파수 대역 스위치를 하우징하는 단일 인클로저(370, 375, 376)를 더 포함하며, 상기 단일 인클로저는 벽에 설치가능한 장치.
53. 제52항에 있어서,

    상기 단일 인클로저는 콘센트에 꽂도록 형상화된 장치.
54. 제52항에 있어서,

    상기 단일 인클로저는 콘센트에 기계적으로 부착되고 전기적으로 연결되도록 더 형상화된 장치.
55. 제52항에 있어서,

    상기 단일 인클로저는,

    표준 콘센트의 형태와 동일한 형태;

    표준 벽 콘센트의 벽 설치 구성요소들과 동일한 벽 설치 구성요소들;

    콘센트 개구 또는 캐비티에 직접 설치할 수 있도록 하는 형상; 및

    표준 콘센트를 대신하는 형태

    중의 적어도 하나를 갖도록 구성되는 장치.
56. 제37항에 있어서,

    상기 무선 신호는 MAN 또는 WAN 네트워크에서 무선 주파수 대역에서 전송되는 장치.
57. 제37항에 있어서,

    상기 유선 매체는 연선쌍(twisted wire pair), UTP, STP, 전화선쌍(telephone wire pair), AC 전력선, 동축 케이블, LAN 케이블 중의 하나이고, 상기 배선 커넥터는 상기 유선 매체에 연결되도록 동작하는 장치.
58. 제37항에 있어서,

    상기 유선 매체는 DC 또는 AC 전원 신호를 전달하도록 더 연결되고,

    상기 장치는,

    상기 유선 주파수 대역 스위치와 상기 배선 커넥터 사이에 결합된, 상기 유선 주파수 대역 내의 신호들을 통과시키는 고역 통과 필터(221a)와,

    AC 전원에 연결하는 전원 커넥터(229)와,

    상기 전원 커넥터를 통해 전력을 공급받도록 연결된, AC/DC 또는 AC/AC 컨버터 중의 하나를 포함하는 전원 공급 장치(224)와,

    상기 전원 신호를 통과시키도록 상기 전원 공급 장치와 상기 배선 커넥터 사이에 결합된 저역 통과 또는 대역 통과 필터(222a)

    를 더 포함하는 장치(240).
59. 제37항에 있어서,

    상기 장치는 상기 유선 매체를 통해 전달된 DC 또는 AC 전원 신호에 의해 전력이 공급되도록 더 연결되고,

    상기 장치는,

    상기 유선 주파수 대역 내의 신호들을 통과시키도록 상기 유선 주파수 대역 스위치와 상기 배선 커넥터 사이에 결합된 고역 통과 필터(221b)와,

    적어도 상기 업 주파수 시프터와 상기 다운 주파수 시프터에 전원을 공급하도록 결합된, AC/DC 또는 DC/DC 컨버터를 포함하는 전원 공급 장치(225)와,

    상기 전원 신호를 통과시키도록 상기 전원 공급 장치와 상기 배선 커넥터 사이에 결합된 저역 통과 또는 대역 통과 필터(222b)

    를 더 포함하는 장치(240).
60. 제37항에 있어서,

    상기 유선 매체는 아날로그 전화 신호를 전달하도록 더 연결되고,

    상기 장치는,

    상기 유선 주파수 대역 내의 신호들을 통과시키도록 상기 유선 주파수 대역 스위치와 상기 배선 커넥터 사이에 결합된 고역 통과 필터(385a, 385b)와,

    전화 세트(384) 또는 PBA/PABX/CO(381)에 연결시키는 전화 커넥터(388)와,

    상기 전화 신호를 통과시키도록 상기 배선 커넥터와 상기 전화 커넥터 사이에 결합된 저역 통과 필터(383a, 383b)

    를 더 포함하는 장치(380).
61. 제37항에 있어서,

    상기 유선 매체는 CATV 신호를 전달하도록 더 연결되는 동축 케이블(568)이고,

    상기 장치는,

    상기 유선 주파수 대역 내의 신호들을 통과시키도록 상기 유선 주파수 대역 스위치와 상기 배선 커넥터 사이에 결합된 제1 대역 통과 필터(561a, 561b)와,

    CATV 가전제품에 연결하는 동축 커넥터(564)와,

    상기 CATV 신호를 통과시키도록 상기 배선 커넥터와 상기 동축 커넥터 사이에 결합된 제2 대역 통과 필터(562a, 562b)

    를 더 포함하는 장치(560).
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