KR102215765B1

KR102215765B1 - Ｏｆｄｍ 통신 환경에서의 개별 서브캐리어 스케일링을 이용한 보호 채널 활용

Info

Publication number: KR102215765B1
Application number: KR1020167010240A
Authority: KR
Inventors: 아메르 에이. 하산; 폴 더블유.에이. 미첼; 폴 더블유. 가넷
Original assignee: 마이크로소프트 테크놀로지 라이센싱, 엘엘씨
Priority date: 2013-10-08
Filing date: 2014-10-01
Publication date: 2021-02-16
Also published as: US20150098364A1; CN105723645A; AU2014332335A1; KR20160067204A; JP2016535964A; EP3055944A1; CA2924502C; MX2016004368A; EP3055944B1; BR112016007143A8; CA2924502A1; RU2016113292A; MX357049B; CA3225411A1; RU2664388C2; US9769796B2; AU2014332335B2; BR112016007143A2; WO2015053994A1; CN105723645B

Abstract

본 개념은 무선 채널 활용에 관한 것이다. 일례는 데이터 통신용 채널을 식별할 수 있다. 이 채널은 저주파수의 인접한 채널로부터 고주파수의 인접한 채널에 걸친 서브채널의 세트를 포함할 수 있다. 본 예는 또다른 개별 서브채널보다 저주파수의 인접 채널 또는 고주파수의 인접 채널 중 어느 한쪽에 근접한 개별 서브채널이 그 또다른 서브채널의 진폭보다 작은 진폭을 갖도록 그 채널의 서브채널의 세트 상의 데이터를 인코딩할 수 있다.

Description

ＯＦＤＭ 통신 환경에서의 개별 서브캐리어 스케일링을 이용한 보호 채널 활용{GUARD CHANNEL UTILIZATION USING INDIVIDUAL SUBCARRIER SCALING IN AN OFDM COMMUNICATION ENVIRONMENT}

점점 많은 수의 무선 디바이스들이 소개되고 판매되고 있다. 이에, 이들 무선 디바이스가 통신하는 데에 이용 가능한 무선 주파수(radio frequency, RF) 스펙트럼이 계속해서 더욱 더 혼잡해지고 있다. 레귤레이터가 허가 및/또는 무허가 사용용 RF 스펙트럼의 개개 채널을 체계화하고 관리한다. 개개 채널은 보호 채널 또는 보호 대역에 의해 분리될 수 있다. 보호 채널은 인접한 채널들이 서로 간섭하지 않도록 그 채널들의 사용을 보호할 수 있다. 본 구현은 인접한 사용을 보호하면서 보호 대역 및/또는 기타 채널을 더욱 효율적으로 사용하게 할 수 있다.

설명하는 구현은 무선 채널 활용에 관한 것이다. 일례는 데이터 통신용 채널을 식별할 수 있다. 이 채널은 저주파수의 인접한 채널로부터 고주파수의 인접한 채널에 걸친 서브채널의 세트를 포함할 수 있다. 본 예는 제2의 개별 서브채널보다 저주파수의 인접 채널 또는 고주파수의 인접 채널 중 어느 한쪽에 더 가까운 개별 서브채널이 그 제2의 서브채널의 진폭보다 작은 진폭을 갖도록 유효 채널의 서브채널의 세트 상의 데이터를 인코딩할 수 있다.

다른 예는 데이터 통신을 위한 인접 채널과, 보호 채널의 사용 여부를 결정할 수 있다. 본 예는 또한 보호 채널의 사용에 대해 허용된 전력 레벨을 결정할 수 있다. 방법은 또한 보호 채널의 서브채널들을 그 인접 채널로부터 떨어질수록 전력이 하강하는 배열로 구성할 수 있다. 이에, 인접 채널에 가장 가까운 개별 서브채널들이 허용 전력 레벨을 초과하더라도 서브채널의 전체 전력 레벨이 허용 전력 레벨을 따를 수 있다.

앞에서 열거한 예들은 본 명세서를 읽는 사람들을 돕도록 신속한 참고를 제공하는 것을 목적으로 하며, 본 명세서에 기술하는 개념의 범위를 한정하는 것을 의도하지 않는다.

첨부하는 도면은 본 명세서에 포함된 개념의 구현을 예시한다. 예시하는 구현의 특징은 첨부 도면과 함께 이하의 설명을 참조함으로써 더욱 쉽게 이해될 수 있다. 여러 도면에서의 같은 참조 번호는 같은 요소를 가리키기 위해 가능한 곳이라면 어디에서나 사용된다. 또한, 각 참조 번호의 최좌측 숫자는 이 참조 번호가 맨처음 소개된 도면과 관련 설명을 나타낸다.
도 1 내지 도 5는 본 개념의 일부 구현에 따른 예시적인 시스템을 도시한다.
도 6 내지 도 7은 본 개념의 일부 구현에 따른 예시적인 기술의 흐름도이다.

개관

본원은 무선 채널/주파수를 활용하는 것에 관련된다. 무선 주파수(RF) 스펙트럼을 통한 무선 통신이 증가하고 있다. RF 스펙트럼의 개개 채널들은 특정 용도로 규제된다. 일부 채널은 허가 사용을 위해 예약된다. 이들 허가 채널의 일부는 소정의 지리적 영역에서는 사실상 사용되지 않고, 다양한 규제에 따라 허가된 사용자에 의해서만 활용될 수 있다. 이들 채널은 '무선 여백 채널(radio white space channel)'이라고 칭해진다. 또 다른 채널은 무허가 사용자의 사용을 위해 예약된다. 이 사용은 각종의 규제적 제약 하에 있다. 보호 채널(guard channel)이라고 알려진 다른 채널은 인접한 채널들이 서로 간섭하지 않도록 이들의 사용을 보호하기 위해 이용된다. 전술한 채널들 중 임의의 채널은 신호를 송신하는데 이용될 수 있으며, 각각의 신호는 서브채널의 세트로서 간주된다. 일반적으로 한 채널 내의 모든 서브채널들은 균등하게 취급되며, 예컨대 Wi-Fi 802.11a/g/n/ac의 직교 주파수 분할 다중(orthogonal frequency division multiplexing, OFDM) 전송에 주로 이용되고 있다. 본 발명의 개념은 다양한 인자에 기초하여 개개의 서브채널을 서로 상이하게 취급할 수 있다. 개개의 서브채널을 이런 식으로 취급함으로써 기존의 구성과 비교해 데이터 전송을 상승시킬 수 있다.

시스템 예

설명을 위해, 무선 디바이스(102(2)) 등과의 데이터 통신을 원하는 무선 디바이스(102(1))를 포함하는 시스템(100)을 수반한 시나리오를 보여주는 소개용 도 1을 고려한다. 이 목적을 위해, 무선 디바이스(102(1))는 사용 가능한 무선 채널을 식별하려고 시도할 수 있다. 설명을 위해, RF 스펙트럼의 일부에 도면부호 104를 표시한다. 이 경우에 있어서, 무선 디바이스(102(1))는 채널 x와 채널 y 사이에서 보호 대역 또는 보호 채널(106)을 식별하는 것으로 상정한다. 또한, 채널 x와 채널 y는 허가된 사용자만(예컨대, 무선 디바이스(102(1))는 아님) 사용하도록 규제 기관에 의해 예약된 허가 채널인 것으로 상정한다. 이 시나리오에서, 무선 디바이스(102(1))는 규제성 부과 제약 하에서 보호 채널(106)을 사용할 수 있다. 예를 들어, 보호 채널의 어떤 사용도 채널 x 및/또는 채널 y의 허가 사용과 간섭해서는 안 된다. 이 목적을 위해, 보호 채널의 임의의 사용은 40 밀리와트(mW)와 같이, 전체 전력 레벨(108)을 한정하는 특정 스펙트럼 마스크로 제한되어, 인접 채널(x 및/또는 y)에의 누설이 소정의 전력 스펙트럼 밀도 레벨보다 낮다. 또한, 보호 채널의 사용은 채널 x 또는 채널 y의 허가 사용으로 인한 간섭으로부터의 어떤 보호의 기대도 포함하지 않는다.

실례 1과 실례 2는 제약에 따라 무선 디바이스(102(1))가 보호 채널(106)을 통해 데이터를 통신할 수 있는 두가지 방식을 예시하고 있다. 이들 실례 각각은 보호 대역(106)의 다중 서브캐리어 또는 서브채널(110) 상에서 송신하는 디바이스(102(1))를 포함한다. 이 경우, 8개의 서브채널이 110(1)-110(8)로서 지정된다. (물론, 다른 수의 서브채널이 이용될 수도 있다.) 개별 서브채널에 대한 신호는 OFDM 또는 기타 기술을 활용하여 산출될 수 있다. OFDM는 LTE/4G 셀룰러 등의 대부분 디지털 통신 시스템, 및 완전 새로운 Wi-Fi 기술에 주로 이용된다. 그러나, 본 발명의 개념은 OFDM에 제한되지 않고, 심볼 변조 기술에 대한 임의의 다중 캐리어에도 적용될 수 있다. OFDM는 다중 캐리어 주파수(예, 서브채널) 상의 디지털 데이터를 인코딩하는 방법이다. OFDM는 디지털 다중 캐리어 변조 방법으로서 이용된 주파수 분할 다중 방식으로 간주될 수 있다. 여기에서 사용되는, '코딩된' 또는 '인코딩된'은 전방 에러 정정(forward error correction)을 이용하는 것을 가리킨다.

실례 1은 동일한 전력 레벨(예, 전체 전력 레벨(108))에서의 서브채널(110) 각각을 통한 통신을 포함한다. 실례 2는 개별 서브채널(110)의 전력 레벨(예, 진폭)이 서로 상이한 대안적 구성이다. 이 경우, 채널 x 또는 채널 y에 근접한 개개의 서브채널의 전력 레벨은 (예, 전체 전력 레벨(108)보다)낮은 진폭을 갖는다. 반면, 채널 x 또는 채널 y 중 어느 한쪽으로부터 떨어져 있는 개별 서브채널의 전력 레벨은 (예, 전체 전력 레벨(108)보다)높은 진폭을 갖는다. 예를 들어, 채널 x에 근접한 서브채널(110(1)) 및 채널 y에 근접한 서브채널(110(8))과, 채널 x와 채널 y 중 어느 하나로부터 더 떨어져 있는 서브채널(110(4), 110(5))를 비교하기로 한다. 서브채널(110(1), 110(8))은 전체 전력 레벨(108)보다 낮은 진폭(수직 방향으로 표시)을 갖는다. 반면, 서브채널(110(4), 110(5))은 전체 전력 레벨(108)보다 높은 진폭을 갖는다.

인접한 채널에 근접한 개별 서브채널(110)은 인접한 채널로부터 떨어져 있는 개재된 서브채널보다 인접 채널로부터 더 많은 간섭을 받는 경향이 있다. 예를 들어, 서브채널(110(1), 110(8))은 서브채널(110(4), 110(5))이 채널 x 및/또는 채널 y 중 어느 하나로부터 떨어져 있는 것보다 채널 x 및 채널 y에 각각 근접해 있다. 이처럼, 서브채널(110(1), 110(8))은 무선 디바이스(102(2)) 등에, 서브채널(110(4) 및/또는 110(5))보다 명확한 신호를 효율적으로 전달(예, 성공적으로 정보를 운반)할 가능성이 낮다. 이 경우에, 덜 간섭된 서브채널에 대해 높은 신호 강도를, 그리고 더 간섭된 서브채널에 대해 낮은 신호 강도를 이용함으로써, 실례 1에서보다 실례 2에서 동일한 전체 전력 레벨로 더 많은 데이터를 효율적으로 운반할 수 있다.

일 관점에서, 실례 2는 동적 가변 OFDM을 채택하는 것으로 간주될 수 있다. 동적 가변성은 기타 요인 중에서도, 채널 내에서의 개별 서브채널의 상대 위치 및/또는 다른 개별 서브채널의 상대 진폭에 기초할 수 있다.

정리하면, 보호 채널(106)은 저주파수의 인접 채널(예, 채널 x)로부터 고주파수의 인접 채널(예, 채널 y)에 걸친 서브채널의 세트(110(1)-110(8))를 포함한다. 보호 채널 상에서 송신되는 데이터는 보호 채널의 다중 서브채널 상에서, 저주파수의 인접 채널 또는 고주파수의 인접 채널 중 어느 한쪽에 근접한 개별 서브채널이, 상이한 개별 서브채널의 진폭보다(예, 보호 채널의 중간부에 더 많이 있는 개별 서브채널의 진폭보다) 작은 진폭을 갖도록 인코딩될 수 있다.

일부 서브채널이 다른 것들보다 더 많은 간섭에 노출되어 있다는 전술한 인지는 일부 구현에서 더 깊게 다루어질 수 있다. 예를 들어, 상이한 변조 방식들이 상대적 간섭에 따라 서브채널에 적용될 수 있다. 저급 변조(lower order modulation)는 고급 변조(higher order modulation)보다 더 로버스트(robust)한 경향이 있다. 도시하는 예에 있어서, 서브채널(110(1), 110(8))은 내측(예, 더 많이 보호받는) 서브채널(110(3)-110(6))보다 간섭에 더 많이 노출될 수 있다. 이처럼, 비교적 저급 변조는 신호의 성공적 전달을 보장하는 것을 돕기 위해 서브채널(110(1), 110(8))에서 이용될 수 있다(예, 이 서브채널 상에서의 데이터 양은 간섭에도 불구하고 데이터를 성공적으로 전달할 가능성을 높이기 위해 저감된다).

반면에, 서브채널(110(3)-110(6)) 등의 내측 서브채널은 서브채널마다 높은 전력을 갖는 비교적 고급 변조를 채택할 수 있다. 비교적 고급 변조는 비교적 저급 변조율보다 높은 데이터 전달률(data conveyance)을 제공할 수 있다. 이처럼 높은 데이터 전달률은 내측 서브채널에서 받는 낮은 레벨의 간섭 때문에 성공적일 수 있다. 이러한 일례에 있어서, 외측 서브채널(110(1), 110(8))은 1 또는 2 비트 레이트에서 변조될 수 있고, 서브채널(110(2), 110(7))은 3 또는 4 비트 레이트에서 변조될 수 있으며, 내측 서브채널(110(3)-110(6))은 6 또는 8 비트 레이트에서 변조될 수 있다. 다른 관점에서 보면, 2상 편이 변조(binary phase shift keying) 또는 4상 편이 변조 등의 위상 편이 변조가 외측 서브채널을 변조하는데 이용될 수 있으며, 무엇보다도, 어쩌면 64 직교 진폭 변조(quadrature amplitude modulation, QAM)와 128 QAM이 내측 채널에 이용될 수 있다.

도 2는 도 1의 시스템(100)과 유사하여 그 구성요소를 보유하는 다른 시스템(200)을 수반하는 시나리오이다. 이 경우에 있어서, 무선 디바이스(102(1))가 채널 x를 사용하도록 허가된 것으로 상정한다. 보호 채널(106)이 채널 x와 채널 y를 분리시키는 것을 상기해야 한다. 이 경우에 있어서, 무선 디바이스(102(1))는 채널 x 상에서 전송할 수 있고 역시 보호 채널(106)을 활용하여 그 데이터 전송률을 상승시킬 수 있다. 전술한 바와 같이, 보호 채널(106)의 사용은 그 사용이 채널 x 또는 채널 y의 허가 사용과 간섭할 수 없다는 점에서 강제적이다. 무선 디바이스(102(1))는 채널 x를 사용하도록 허가되고, 채널 y와 간섭하지 않는다면 그 자신의 사용과 간섭하지 않도록 협력하여 보호 채널을 활용할 수 있다. 이 경우, 무선 디바이스(102(1))는 서브채널(110(1)-110(8))을 비대칭적으로 활용하여 채널 x와 보호 채널을 통해 전송할 수 있다. 예를 들어, 이 경우에 있어서, 무선 디바이스(102(1))는 허용된 전체 평균 전력(204)에서 채널 x를 통해 전송할 수 있다. 이 허용된 평균 전력(204)는 허용된 전체 평균 전력(108)과 같거나 상이할 수 있다. 또한, 이 비대칭적 사용의 경우, 보호 채널(106) 내의 개별 서브채널(110)의 전력 레벨은 채널 y에 대한 근접성에 따라 감소한다. 이것은 무엇보다도, 서브채널(110)의 계단형 또는 테이퍼형 프로파일을 생성할 수 있다. 도시하는 예에 있어서, 서브채널(110(1), 110(2))은 동일한 진폭을 갖고, 나머지 서브채널(110(1)-110(8))의 진폭은 채널 y를 향해 감소한다. 정리하면, 보호 채널(106)은 그 관점에서 간섭이 생기지 않도록 채널 y와 협력하여 운영될 수 있다. 또한, 채널 y에 근접한 서브채널(110(7) 및/또는 110(8) 등)은 채널 y와의 임의의 간섭 가능성을 저감시키도록 낮은(또는 제로) 진폭에서 운영될 수 있다. 이에, 마찬가지로 동적 가변 OFDM이, 보호 채널(106)에 대한 상대 위치, 다른 서브채널 신호의 진폭, 및/또는 전체 전력 한계에 기초하여 개별 서브채널(110) 상에서 전송된 선호에 적용될 수 있다.

다르게 말하면, 본 실례에 있어서, 무선 디바이스(102(1))는 채널 x와 보호 채널(106)을 통해 협력하여 데이터를 통신할 수 있다. 채널 x만 이용하는 것보다, 또는 동일한 진폭을 채택하는 보호 대역의 서브채널 전부를 가진 보호 채널(106)과 채널 x를 이용하는 것보다 더 높은 데이터 전송률이 달성될 수 있다. 데이터 전송률의 상승에도 불구하고, 보호 채널은 전술한 간섭 제약 및 전체 전력을 따를 수 있다.

도 3은 다른 시스템(300)에 관한 것이다. 이 경우에 있어서, 나타내는 RF 스펙트럼은 채널 x 및 채널 y와, 보호 채널(106)과 채널 y 사이에 위치하는 이중 채널(302)(duplex channel)을 포함한다. 이중 채널(302)은 다운링크(306)와 업링크(308)를 분리시키는 이중 갭(304)을 포함한다. 이 예에 있어서, 무선 디바이스(102(1))는 다운링크(306)와 업링크(308)를 감지할 수 있다. 업링크와 다운링크에서 신호가 검출되지 않을 때에, 무선 디바이스는 도면부호 310에 표시되는 포물선 서브채널간 신호 프로파일을 생성하는 동적 가변 OFDM을 채택함으로써 이중 갭(304)을 여백 채널로서 사용할 수 있다.

디바이스가 LTE 무선(radio)도 갖고 있는 것은 일반적이지 않다. LTE 신호가 검출되면, 이중 갭(304)은 PAN(personal area network)에 또는 외측 서브채널 내의 송신 전력이 낮은 LAN 용도에 이용될 수 있다. 디바이스는 LTE 신호의 전력 레벨을 알고 있고 그 지식을 서브채널 상에서 전력을 적응시키는데 이용할 수 있다.

도 4는 도 3의 시스템(300)과 유사한 다른 시스템(400)을 보여준다. 이 경우, 무선 디바이스(102(1), 102(2))가 다운링크(306)와 업링크(308)를 활용할 수 있다고 상정한다. 도면에서 캡처된 스냅샷에서, 무선 디바이스(102(1))는 도면부호 402에 표시하는 바와 같이 다운링크(306) 뿐만 아니라 보호 채널(106)의 인접한 서브채널을 통해 송신하고 있다(진폭이 도면부호 404에 표시하는 바와 같이 거리의 증가에 따라 감소한다). 무선 디바이스(102(1))는, 역시 서브채널 진폭이 다운링크로부터의 거리 증가에 따라 감소하는 방식으로, 도면부호 406에 표시하는 바와 같이 이중 갭(304)의 일부도 이용하고 있다. 같은 방식으로, 무선 디바이스(102(2))는 도면부호 408에 나타내는 바와 같이 업링크(308)와 도면부호 410에 표시하는 바와 같이 이중 갭(304)의 일부를 활용하고 있다. 이 경우에도, 무선 디바이스(102(2))에 의해 활용되는 이중 갭 서브채널의 신호 강도는 업링크로부터의 거리가 증가할 때에 감소한다. 이 구성은 실질적으로 간섭 증가 없이 전통적인 사용 시나리오보다 높은 데이터 전송률을 제공한다.

도 5는 동적 가변 서브채널 활용 개념을 달성할 수 있는 시스템(500)을 보여준다. 또한, 시스템(500)은 다수의 디바이스를 포함할 수 있다. 예시하는 구성에 있어서, 제1 디바이스가 스마트폰, 태블릿 등의 모바일 디바이스(502(1))로서 표현된다. 제2 디바이스가 무선 라우터(502(2))로서 표현된다. 제3 디바이스는 제한된 위치에 존재할 수 있는 서버 컴퓨터 또는 클라우드 기반의 리소스와 같은 컴퓨터(502(3))이다. 디바이스(502(1), 502(2))는 도 1 내지 도 4에 대해 전술한 무선 디바이스(102)의 구체적인 예로서 간주될 수 있다. 전술한 디바이스는 본 발명의 기술을 이용하여,번개 표시(504)로 나타내는 바와 같이, 무선 채널을 통해 통신할 수 있다.

디바이스(502)는 프로세서(510), 스토리지/메모리(512), 통신 매니저 또는 컴포넌트(514), 무선 회로(518), 셀 회로(520), GPS(global positioning system) 회로(522), 수신기(524), 및/또는 송신기(526)를 포함할 수 있다. 이들 요소 전부가 각 디바이스 상에 존재할 필요는 없다. 개개 디바이스는 간결함을 위해 여기에 도시하거나 설명하지 않는 입출력 디바이스(예, 터치, 음성, 및/또는 제스처), 버스, 디스플레이, 그래픽 카드 등의 기타 요소를 대안적으로 또는 부가적으로 포함할 수 있다.

설명의 편의상, 본 설명에 있어서, "(1)"과 같은 첨자가 있는 번호의 사용은 특정 디바이스에 대한 특정 요소 실례를 참조하는 것이 의도된다. 반면, 첨자가 없는 번호의 사용은 일반적인 것이 의도된다. 이에, 프로세서(510)의 설명은 디바이스(502(1)-502(3)) 전부에 일반적인 것이 되지만, 프로세서(510(1))의 설명은 디바이스(502(1))에 특유한 것이 된다. 물론, 모든 디바이스 구현이 설명되는 것이 아니며, 다른 디바이스 구현도 전술한 내용과 후술하는 내용으로부터 당업자에게는 명백한 것은 물론이다.

본 명세서에서 사용하는 용어 "디바이스", "컴퓨터", 또는 "컴퓨팅 디바이스"는 어느 정도의 프로세싱 능력 및/또는 저장 능력을 갖는 임의 유형의 디바이스를 의미할 수 있다. 프로세싱 능력은 기능성을 제공하기 위해 컴퓨터 판독 가능한 명령어의 형태로 데이터를 실행할 수 있는 하나 이상의 프로세서(프로세서(510) 등)에 의해 제공될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능한 명령어(예, 애플리케이션 데이터) 및/또는 사용자 관련 데이터 등의 데이터가, 컴퓨터의 내부 또는 외부에 있을 수 있는, 스토리지/메모리(512) 등의 스토리지 상에 저장될 수 있다. 스토리지는 무엇보다도 휘발성 또는 비휘발성 메모리, 하드 드라이브, 플래시 저장 장치, 및/또는 광학적 저장 장치(예, CD, DVD 등) 중 임의의 하나 이상을 포함할 수 있다. 본 명세서에서 사용될 때에, 용어 "컴퓨터 판독 가능한 매체"는 신호를 포함할 수 있다. 반면, 용어 "컴퓨터 판독 가능한 저장 매체"는 신호를 배제한다. 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체/매체들은 "컴퓨터 판독 가능한 저장 하드웨어 디바이스"를 포함한다. 컴퓨터 판독 가능한 저장 하드웨어 디바이스의 예는 무엇보다도 RAM 등의 휘발성 저장 매체, 하드 드라이브, 광디스크, 및 플래시 메모리 등의 비휘발성 저장 매체를 포함한다.

디바이스(502)의 예는 서버, 퍼스널 컴퓨터, 데스크탑 컴퓨터, 노트북 컴퓨터, 셀폰, 스마트폰, 퍼스널 디지털 어시스턴트, 패드형 컴퓨터, 모바일 디바이스, 무선 디바이스, 카메라, 라우터, 또는 계속 발전중인 또는 이제 개발될 유형의 무수한 컴퓨팅 디바이스 중 임의의 것 등의 전통적인 컴퓨팅 디바이스를 포함할 수 있다. 모바일 컴퓨터 또는 모바일 디바이스는 사용자에 의해 용이하게 이동되며, 내장형 전원(예, 배터리)을 구비할 수 있는 임의의 유형일 수 있다. 마찬가지로, 무선 디바이스는 물리적으로 접속되지 않고서 다른 장치와 통신할 수 있는 일부 능력을 가진 임의의 유형의 컴퓨팅 디바이스일 수 있다. 일부 경우에, 무선 디바이스는 무선 및 유선 능력을 모두 가질 수도 있다. 예를 들어, 라우터는 이더넷 케이블 등으로 네트워크에 물리적으로(예, 유선으로) 접속될 수 있고, 무엇보다도 무선 여백 채널 및/또는 Wi-Fi 채널 등의 무선 채널을 통해 디바이스와 무선으로 통신할 수 있다.

예시하는 구현에 있어서, 디바이스(502)는 범용 프로세서(510) 및 스토리지/메모리(512)를 구비하여 구성된다. 일부 구성에 있어서, 디바이스가 시스템 온 칩(system on chip) 타입 설계를 포함할 수 있다. 이러한 구성에 있어서, 디바이스에 의해 제공되는 기능성은 단일 SOC 또는 다중 결합형 SOC 상에 통합될 수 있다. 하나 이상의 프로세서는 메모리, 스토리지 등의 공유 리소스, 및/또는 소정의 특정 기능성을 수행하도록 구성된 하드웨어 블록 등의 하나 이상의 전용 리소스를 조정하도록 구성될 수 있다. 이에, 본 명세서에서 사용될 때에 용어 "프로세서"는 중앙 처리 장치(CPU), 그래픽 처리 장치(GPU), 컨트롤러, 마이크로컨트롤러, 프로세서 코어, 또는 통상의 컴퓨팅 아키텍처와 SOC 설계 모두의 구현에 적합한 다른 유형의 처리 장치도 가리킬 수 있다. 다른 예에 있어서, 수신기(524) 및/또는 송신기(526)는 인지 무선(cognitive radio)으로서 SOC 상에 포함될 수 있다. 인지 무선은 무선 스펙트럼의 많은 부분들을 한번에 동조시킬 수 있다. 그리고 인지 무선은 관심없는 채널 상의 신호는 무시할 수 있다.

무선 회로(518)는 무선 여백 채널, Wi-Fi(등록상표) 채널, 블루투스(등록상표) 채널 등의 다양한 무선 채널을 통해 통신을 용이하게 할 수 있다. 셀 회로(520)는 셀룰러 무선 채널에 관한 무선 회로의 서브세트로서 간주될 수 있다. 셀 회로는 셀 데이터 채널 및 셀 제어 채널을 통한 통신을 처리할 수 있다. GPS 회로(522)는 디바이스의 위치를 산출하기 위해 GPS(및/또는 기타 위성 항법 시스템)을 활용할 수 있다.

수신기(524)와 송신기(526)는 다양한 무선 채널로 데이터를 송수신하는 기능을 할 수 있다. 예를 들어, 수신기(524)와 송신기(526)는 무엇보다도 2.4 기가헤르츠 채널, 5.0 기가헤르츠 채널, 60 기가헤르츠 채널, 무선 대역 채널, 및/또는 TV 채널(50 메가헤르츠 내지 810 메가헤르츠) 등의 특정 무선 채널에서 동작하도록 구성될 수 있다. 대안적으로, 송신기와 수신기는 RF 스펙트럼 내에서 임의의 채널 또는 채널의 세트를 동조시키도록 구성될 수 있다. 송신기(526)는 특정 전력 또는 다양한 전력에서 송신하도록 구성될 수 있다. 이를테면, 송신기는 0.01 밀리와트(mW), 또는 0 내지 0.01 mW의 다양한 전력에서 송신하도록 구성될 수 있다. 송신기는 상이한 채널마다 상이한 채널 제한을 가질 수 있다. 이를테면, Wi-Fi 송신 전력 제한은 TVWS 전력 제한보다 낮을 수 있다. 수신기(524)는 다중 무선 채널 상에서의 신호 감지를 한번에 수행하도록 구성될 수 있다. 마찬가지로, 송신기는 다중 무선 채널 상에서 한번에 송신하도록 구성될 수 있다.

개별 컴포넌트 또는 요소들이 도시되어 있지만, 일부 구현예에서는 요소들을 조합할 수도 있다. 이를테면, 무선 회로(518)는 별개의 수신기(524) 및 송신기(526)와 인터페이싱하기보다는 전용 수신기 및 송신기를 포함할 수 있다. 무선 회로(518), 셀 회로(520), GPS 회로(522), 수신기(524), 및/또는 송신기(526)는 하드웨어 기반, 또는 하드웨어와 소프트웨어의 조합일 수 있다. 이들 회로는 전술한 인지 무선과 같이 (전술한)시스템 온 칩(SOC) 구성을 활용할 수 있다.

통신 매니저(514)는 수신기(524)가 특정 무선 채널에 동조하여 신호를 감지하게 할 수 있다. 마찬가지로, 통신 매니저는 송신기(526)가 특정 무선 채널 상에서 송신하게 할 수 있다.

또한 통신 매니저(514)는 도 1 내지 도 4에 대해 설명한 바와 같은, 동적 가변 무선 채널 활용 개념에 따라 송신기가 무선 채널 상에서 신호를 송신하게 할 수도 있다. 일 구현에 있어서, 통신 매니저(514)는 다음과 같이 표현되는 동적 가변 OFDM 기술을 활용하여 개별 서브채널에 대한 진폭을 산출할 수 있다.

αe^iψ

여기서, α는 진폭이고, e는 수학적 상수이며(때때로, 오일러 수라고 칭해짐), i는 허수이고, ψ는 서브채널의 신호의 위상이다.

정리하면, 통신 매니저(514)는 2개의 허가된 무선 채널 사이에서 보호 무선 채널을 식별하도록 구성될 수 있다. 통신 매니저는, 그 2개의 허가된 무선 채널 중 어느 하나에 근접한 보호 채널의 제1 서브채널 상의 신호의 진폭이, 상기 제1 서브채널 사이에 개재되어 있는 제2 서브채널의 진폭보다 낮게 하여, 무선 회로(518)가 보호 채널을 통해 통신하게 하도록 구성될 수 있다.

이 구현의 다른 예는 다중 OFDM 신호가 하나의 이중 또는 갭 대역에서 송신될 수 있는 경우이다. 이를테면, 2개의 OFDM 신호가 하나의 이중 갭에서 송신된다고 하자. 이들 OFDM 신호는 S1과 S2이다. S1은 그 대역의 하위부에서 송신되고 S2는 상위부에서 송신된다. 이 경우에, 전력 할당은, S1의 서브채널은 램프업(ramp up), S2의 전력 레벨은 램프다운(ramp down)으로 행해진다. 전체적으로, S1과 S2 양쪽이 서브채널이 조합된 하나의 복합 신호로서 간주될 경우, 전력 레벨은 (하나의 허가 대역에 인접한 하위 대역에서 시작하여) 최대로 램프업된 다음, 상위 대역을 향해 램프다운된다.

방법 예

도 6은 무선 채널 활용 방법(600)을 보여준다.

이 방법은 602에서 데이터 통신용 채널을 식별할 수 있다. 이 채널은 저주파수의 인접한 채널로부터 고주파수의 인접한 채널에 걸친 서브채널의 세트를 포함할 수 있다.

이 방법은 604에서, 제2의 개별 서브채널보다 저주파수의 인접 채널 또는 고주파수의 인접 채널 중 어느 한쪽에 더 가까운 개별 서브채널이 그 제2의 서브채널의 진폭보다 작은 진폭을 갖도록 유효 채널의 다중 서브채널 상의 데이터를 인코딩할 수 있다.

도 7은 다른 무선 채널 활용 방법(700)을 보여준다.

이 방법은 702에서, 보호 채널을 인접 채널과 함께 사용해서 데이터를 협력하여 통신할 것인지의 여부를 결정할 수 있다.

그 방법은 704에서, 서브채널의 전체 전력 레벨이 규제적 허용 전력 레벨을 따르도록 인접 채널에서 멀어질수록 전력이 높아지는 배열로 보호 채널의 서브채널을 구성할 수 있다.

예시적인 방법을 기술하는 순서는 제한으로 해석되는 것을 의도하지 않으며, 임의 개의 기술하는 블록 또는 액트는 그 방법, 또는 대안적 방법을 구현하기 위해 임의의 순서로 조합될 수도 있다. 또한, 이 방법은 컴퓨팅 디바이스가 그 방법을 구현할 수 있도록 임의의 적절한 하드웨어, 소프트웨어, 펌웨어, 또는 이들의 조합으로 구현될 수 있다. 한 경우에 있어서, 방법은 컴퓨팅 디바이스의 프로세서에 의한 실행이 그 컴퓨팅 디바이스가 그 방법을 수행하게 하는 명령어 세트로서 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체 상에 저장된다.

결론

무선 채널 활용에 관한 기술, 방법, 디바이스, 시스템 등을 구조적인 특징 및/또는 방법론적인 액트 특유의 언어로 주제에 대해 설명하였지만, 첨부하는 청구범위에서 규정되는 발명의 대상은 전술한 특징 또는 액트에 한정되어서는 안 된다고 이해되어야 한다. 그보다는, 특정 특징 및 액트는 청구하는 방법, 디바이스, 시스템 등을 구현하는 예시적인 형태로서 개시되어 있다.

Claims

제1 무선 디바이스(wireless device)로부터 제2 무선 디바이스로의 데이터 통신 방법에 있어서,
데이터 통신을 위해 이중 채널(duplex channel)을 식별하는 단계로서, 상기 이중 채널은 다운링크, 업링크, 및 상기 다운링크를 상기 업링크와 분리시키는 이중 갭(duplex gap)을 포함하는, 상기 이중 채널 식별 단계와,
상기 제1 무선 디바이스에 의해, 상기 이중 채널의 업링크에 인접한 개별 이중 갭 서브채널은 상기 업링크에 인접하지 않은 또 다른 이중 갭 서브채널과는 상이한 진폭을 갖게 하는 신호 프로파일로 상기 이중 갭의 이중 갭 서브채널들을 구성(configure)함으로써, 상기 이중 채널의 이중 갭 및 업링크 상에서 데이터를 협력적으로(cooperatively) 인코딩하여 상기 제2 무선 디바이스에 송신하는 단계
를 포함하는, 데이터 통신 방법.
제1항에 있어서,
상기 제1 무선 디바이스에 의해, 상기 업링크에 인접한 개별 이중 갭 서브채널은 상기 업링크에 인접하지 않은 또 다른 이중 갭 서브채널보다 상대적으로 고진폭을 갖도록 상기 신호 프로파일을 구성하는 단계를 더 포함하는, 데이터 통신 방법.
제1항에 있어서, 상기 신호 프로파일의 전체 전력 레벨이 규제상의 허용 전력 레벨(regulatory allowed power level)을 따르는, 데이터 통신 방법.
제1항에 있어서, 상기 다운링크는 상기 이중 갭보다 상대적으로 저주파수들로 구성(consist)되며, 상기 이중 갭은 상기 업링크보다 상대적으로 저주파수들로 구성되는, 데이터 통신 방법.
제1항에 있어서, 상기 인코딩은 전방 에러 정정 인코딩(forward error correction encoding)을 포함하는, 데이터 통신 방법.
제1항에 있어서, 상기 인코딩은, 상기 업링크에 대한 상대적 근접성(relative proximity)에 적어도 기초하여, 상기 이중 갭 서브채널들 각각에 대해 동적 가변 직교 주파수 분할 변조(dynamically variable orthogonal frequency division modulation)를 수행하는 것을 포함하는, 데이터 통신 방법.
제1항에 있어서,
상기 제1 무선 디바이스에 의해, 상기 업링크에 인접한 개별 이중 갭 서브채널은 상기 업링크에 인접하지 않은 또 다른 이중 갭 서브채널보다 상대적으로 저진폭을 갖도록 상기 신호 프로파일을 구성하는 단계를 더 포함하는, 데이터 통신 방법.
시스템에 있어서,
이중 채널의 이중 갭 및 다운링크 상에서 송신하도록 적응되는 송신기로서, 상기 이중 갭은 상기 이중 채널의 업링크를 상기 이중 채널의 다운링크와 분리시키는, 상기 송신기와,
통신 회로
를 포함하고,
상기 통신 회로는,
상기 다운링크로부터의 개별 이중 갭 서브채널들의 각각의 거리에 적어도 기초하여 상기 이중 갭의 이중 갭 서브채널들의 각각의 이중 갭 서브채널 진폭을 구성하며,
상기 송신기로 하여금, 상기 이중 채널의 이중 갭 및 다운링크를 함께 협력적으로 사용해서, 상기 이중 갭 및 다운링크 상에서 동시에 데이터를 인코딩한 신호를 전송함으로써 무선 디바이스에 데이터 통신하게 하도록
적응되며, 상기 신호는 각각의 이중 갭 서브채널 진폭에서 상기 이중 갭 서브채널들로 운반(carry)되는, 시스템.
제8항에 있어서, 상기 통신 회로는 또한,
상기 다운링크에 인접한 특정 이중 갭 서브채널은 상기 다운링크에 인접하지 않은 또 다른 이중 갭 서브채널보다 상대적으로 고진폭을 갖도록, 상기 신호의 신호 프로파일을 구성하도록 적응되는, 시스템.
제8항에 있어서, 상기 통신 회로는 또한,
상기 다운링크에 근접한 특정 이중 갭 서브채널들을, 상기 다운링크로부터 더 떨어져 있는 다른 이중 갭 서브채널들보다 저 비트레이트에서 변조하도록 적응되는, 시스템.
제8항에 있어서, 상기 통신 회로는 또한,
상기 다운링크에 대한 상대적 근접성에 적어도 기초하여 상기 이중 갭 서브채널들에 대해 동적 가변 직교 주파수 분할 멀티플렉싱을 수행함으로써 상기 이중 갭 서브채널들을 구성(configure)하도록 적응되는, 시스템.
제8항에 있어서, 상기 통신 회로는 또한,
상기 이중 갭 서브채널들에 대해 전방 에러 정정 인코딩을 수행하도록 적응되는, 시스템.
제8항에 있어서, 상기 통신 회로는 또한,
상기 다운링크에 인접한 특정 이중 갭 서브채널은 상기 다운링크에 인접하지 않은 또 다른 이중 갭 서브채널보다 상대적으로 저진폭을 갖도록, 상기 신호의 신호 프로파일을 구성하도록 적응되는, 시스템.
제8항에 있어서, 상기 통신 회로는 또한,
상기 다운링크에 대한 상대적 근접성에 적어도 기초하여 상이한 이중 갭 서브채널들에 대해 상이한 변조 방식(modulation scheme)들을 사용하도록 적응되는, 시스템.
디바이스에 있어서,
무선 채널(radio channel)들을 통해 통신하도록 구성된 수신기 및 송신기를 포함하는 무선 회로와,
하나 이상의 프로세서와,
컴퓨터 판독 가능 명령어를 저장한 하나 이상의 저장 디바이스
를 포함하고,
상기 컴퓨터 판독 가능 명령어는 상기 하나 이상의 프로세서에 의해 실행될 때에, 상기 하나 이상의 프로세서로 하여금,
상기 무선 회로가, 데이터를 인코딩하고, 인코딩된 데이터를, 이중 무선 채널의 이중 채널 다운링크의 다운링크 서브채널들, 및 상기 이중 무선 채널의 이중 갭의 이중 갭 서브채널들 상에서 동시에 송신하게 함으로써, 상기 이중 채널 다운링크를 상기 이중 갭과 협력적으로 동작하게 하고,
상기 이중 갭은 상기 이중 채널 다운링크를 상기 이중 무선 채널의 이중 채널 업링크와 분리시키는, 디바이스.
제15항에 있어서, 상기 컴퓨터 판독 가능 명령어는 상기 하나 이상의 프로세서에 의해 실행될 때에, 상기 하나 이상의 프로세서로 하여금,
상이한 변조 방식들을 사용하여 상이한 이중 갭 서브채널들 상의 데이터를 인코딩하게 하는, 디바이스.
제16항에 있어서, 상기 컴퓨터 판독 가능 명령어는 상기 하나 이상의 프로세서에 의해 실행될 때에, 상기 하나 이상의 프로세서로 하여금,
상기 이중 채널 다운링크에 대한 상이한 이중 갭 서브채널들의 상대적 근접성에 적어도 기초하여 상기 상이한 변조 방식들을 선택하게 하는, 디바이스.
제15항에 있어서, 스마트폰 또는 태플릿으로서 구현(embody)되는 디바이스.
제15항에 있어서, 무선 라우터로서 구현되는 디바이스.
제15항에 있어서, 상기 컴퓨터 판독 가능 명령어는 상기 하나 이상의 프로세서에 의해 실행될 때에, 상기 하나 이상의 프로세서로 하여금,
상기 무선 회로가, 상기 이중 갭 서브채널들, 상기 다운링크 서브채널들, 및 상기 이중 무선 채널을 또 다른 무선 채널과 분리시키는 복수의 보호(guard) 서브채널들을 통해 동시에 데이터를 송신하게 함으로써, 상기 인코딩된 데이터의 통신을 하게 하는, 디바이스.