KR20010111268A

KR20010111268A - 다중 채널 분산 무선 리피터 네트워크

Info

Publication number: KR20010111268A
Application number: KR1020017010942A
Authority: KR
Inventors: 라우캄와이; 바씰리우아이슨; 벤카트라만마헤쉬
Original assignee: 버클리 컨셉 리서치 코포레이션
Priority date: 1999-02-25
Filing date: 2000-02-25
Publication date: 2001-12-17
Also published as: JP2002538640A; WO2000050971A2; EP1173803A4; EP1173803A2; WO2000050971A3; IL145096A0

Abstract

다중 채널 분산 무선 리피터 네트워크, 그 작동 방법 및 시스템 요소들이 기술되어 있다. 네트워크는 집, 사무실 또는 유사하게 한정된 영역 내에서 고-비트-비율 데이터 통신을 돕도록 고안된다. 기술된 실시형태들에 따르면, 네트워크 영역 내에서의 짧은 거리와 균일한 신호 강도가 영향력을 갖는 동안, 고-비트-비율을 돕도록 고안된 네트워크 영역의 외부 RF 방사는 저전력 송신기 및 리피터들의 이용에 따라 최소화될 수 있다. 네트워크는 일반적으로 수신기들의 전체 네트워크에 미치기에 충분한 전원을 갖는 저전력 RF 송신기들을 이용한다. 네트워크를 통하여 균일한 범위를 제공하기 위하여, 채널-이동 리피터들이 이용된다. 이들 리피터들은 한 채널 위에서 송신(또는 재송신) 신호를 픽업하고, 실질적으로 무간섭 채널로 이동하고, 그리고 그 신호를 재송신한다. 원 채널 또는 중계 채널이든지, 수신기들은 바람직하게는 가장 사용가능한 채널에서 신호들을 수신할 수 있다. 채널들을 실질적으로 무간섭으로 만들기 위하여, 주파수분할 멀티플렉싱, 시분할 멀티플렉싱, 코드분할 멀티플렉싱 및 이들 기술들의 결합을 포함하는 다양한 방법들이 이용될 수 있다.

Description

다중 채널 분산 무선 리피터 네트워크{Multichannel Distributed Wireless Repeater Network}

가정이나 사무실 범위 내에서 유통되는 매우 다양한 전자적 정보는 오늘날 사회의 현실이 되어 가고 있다. 외부 환경과 단순한 음성 전화선으로 접속하는 것으로부터 출발한 것이 앞으로는 케이블 텔레비전, 디지털 텔레비전, 전화 모뎀, 위성 링크, 케이블 모뎀, 통합 디지털 통신 서비스망 (ISDN; Integrated Services Digital Network)접속, 디지털 가입자망 (DSL; Digital Subscriber Line) 접속, 근거리 통신망, 복잡한 보안망, 구내통신(intercom) 시스템, 다중 대화자 서라운드 사운드(surround sound) 환경, 스마트 설비 및 스마트 하우스(smart house) 등을 포함하도록 확대될 것이다. 가정이나 사무실의 범위 내에서 정보를 유포하기 위한 미래의 사용에까지 새로운 기술이 확장될 것이라는 것은 거의 확실하다.

새로운 형태의 가정이나 사무실에 글자 그대로 수마일의 선로를 설비하여, 이러한 형태의 정보를 다양하게 (또는 모두) 배포하고 수신할 수 있도록 가정이나 사무실을 유연하게 구성할 수 있다는 것은 충분히 예견할 수 있다. 그러나, 일단벽이 만들어지고 나면, 새로운 기술을 위한 선로를 추가하거나 이미 설치된 선로를 보수하는 것은 물론 기존의 장비를 코드 구멍이 없는 새로운 장비 위치로 이동하는 것조차, 바닥이나 유리창 틀을 따라 배선을 보이지 않게 까는 것과 좀 더 비용을 들이더라도 다시 모델링하는 것 사이의 선택 문제로 될 것이다. 또한, 이러한 기술 대부분은 특유의 배선 조건이나 신호 조건을 요구하기 때문에, 벽에 많은 소켓이 필요하며 배선이 요구되고, 이것은 전부 건축비에 추가되며 공간적 미감을 해치게 된다.

유선망에 존재하는 또 다른 단점은, 예컨대, 중앙 통제를 위해 서로 다른 다양한 망을 통합하는 것 등이 값비싼 브리지(bridge)를 요구하거나 심지어 브리지가 불가능할 수도 있다는 것이다.

이러한 문제에 대응하기 위해서, 무선망을 가정용으로 개발하고 있다. 이러한 무선망의 대부분은 2.400 - 2.4835 ㎓의 산업 과학 의료 대역(ISM; Industrial, Scientific and Medical band)에서 동작한다. ISM 대역이 존재할 수 있는 두번째 대역은 5.725 - 5.850 ㎓이다. 이 대역들은 이들이 "쓰레기" 대역이기 때문에 즉, 상업적인 방송용으로는 전반적으로 적합하지 않기 때문에 허가받지 않은 동작(예컨대 2.4 ㎓ 대역에서 동작하는 전자오븐)이 가능하다. 이 대역들에서 발생하는 잡음에 의해 저전력의 협대역 신호가 잼(jam)되어도, 유용한 대역폭을 가능하게 하는 데에 디지털 스프레드 스펙트럼 기술을 사용할 수 있다.

미국의 연방 통신 위원회(FCC)는 무선 디지털 데이터 통신 특히, 멀티미디어를 지원할 수 있는 속도의 무선 통신의 필요성을 좀 더 충족시키기 위해 최근에 U-NII (Unlicensed National Information Infrastructure)를 개발하였다. U-NII는 3개의 100 ㎒ 대역의 사용을 발표하였는데, 방 안에서와 같은 좁은 범위의 사용에 적합한 저전력의 실내 전용의 5.15 - 5.25 ㎓, 중전력의 중간 범위 사용을 위한 5.25 - 5.35 ㎓, 최대 수마일에 이르는 고전력 사용을 위한 5.725 - 5.825 ㎓ (5.7 ㎓ ISM 대역과 겹침)이 그것이다. U-NII는 신호의 대역폭이 줄어듦에 따라 최대 출력 전력이 로그 급수로 감소하는 전력 규격을 허용하도록 규정함으로써, 협대역 사용보다는 광대역 사용을 장려하는 전력 요건을 설계하였다.

ISM과 U-NII 대역폭 제한 범위 내에서, 몇 개의 네트워크 개념이 설계되었는데, 가장 두드러진 것은 IEEE 802.11 포맷과, Bluetooth^™포맷 및 HomeRF 워킹 그룹에서 만든 SWAP (Shared Wireless Access Protocol)이다. 이 포맷들은 모두 2.4 ㎓ ISM 대역에 사용되도록 고안된 것이다. IEEE 802.11 포맷에 따르면, 1 Mbps, 2 Mbps, 11 Mbps의 데이터 속도가 가능하고, 잡음을 극복하기 위해 FHSS (Frequency Hopped Spread Spectrum)과 DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum) 중 어느 것이나 사용할 수 있고, 동작 범위가 약 40 m에 이른다. SWAP은 1 Mbps 또는 2 Mbps의 데이터 속도를 지원하고 FHSS를 사용하며 약 50 m의 동작 범위를 가진다. Buletooth^™포맷에서는 1 Mbps의 데이터 속도가 가능하고, FHSS를 사용하며, 송수신기의 전력 "등급"에 따라 여러 가지의 동작 범위가 가능한데, 약 10 m의 동작 범위를 갖는 최저전력 등급의 송수신기를 목표로 한다.

IEEE 802.11 포맷에서는, "특별(ad-hoc)" 네트워크 구조를 목표로 한다. 각각의 송수신기는 CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance)를 사용한다. 즉, 송수신기는 송신을 하기 전에 채널이 조용해 지기를 기다린다(listens for quite on the channel). 도 1은 송수신기(20, 22, 24)로 형성되는 CSMA/CA "특별" 네크워크를 설명한다. 각각의 송수신기는 동작 범위 내에 있는 다른 송수신기와 통신할 수 있다. 서로 다른 범위에 있는 2개의 송수신기(예컨대, 도 1의 '20'과 '26')가 서로의 송신을 알지 못하고 채널을 동시에 사용하여 통신을 시도할 때에는 문제가 생길 수 있다. 이 시스템은 또한 멀티미디어나 음성과 같은 시간 결정적(time-critical) 정보에는 취약하게 동작한다.

SWAP는 많은 점에서 IEEE 802.11과 비슷하다. 그러나, SWAP는 time-critical 데이터를 위한 TDMA (Time Divisional Multiple Access) 서비스와 비동기 데이터 전달을 위한 CSMA/CA 서비스와 같은 2개의 접근 모델을 제공한다. SWAP는 도 1에 나타낸 것과 같은 특별 네트워크로 동작할 수 있다. 그러나, 시간 결정적(time-critical) 서비스가 사용되는 경우, 접속점(Connection Point)이 필요하다. 접속점은 TDMA를 조정하여 시간 결정적 서비스를 위해 충분한 대역폭이 보장되도록 한다. 이 시스템의 TDMA 모드는 대역폭의 제한은 심하지만 IEEE 802.11의 문제 중 많은 것을 해결한다.

도 2는 Bluetooth^™에서 채용한 좀 더 구조적인 무선 개념을 나타내는데, 이것은 블루투쓰 스펙 버전 1.0B, 1999. 11. 29.판에 설명되어 있다. 네트워크 서비스의 Bluetooth^™유니트는 예컨대, 피코넷(piconet; 46, 48, 50)으로 불리는데, 이것은 각각 하나의 마스터 송수신기(각각, 28, 34, 40)와 최대 7개의 슬레이브 송수신기를 포함한다. 각각의 피코넷 내에는 FHSS 채널과 위상이 마스터에 의해 설립되는데, 이것은 해당 마스터에 대한 고유한 것이다. TDMA는 625개의 ㎲ 타임 슬롯과, 짝수번째의 타임 슬롯(timeslot)으로 통신하는 마스터로 사용된다. 홀수번째의 타임 슬롯에서, 마스터가 마지막으로 어드레스한 슬레이브에게 통신이 허용된다. 피코넷에 대한 주파수, 각각의 타임 슬롯은 마스터에 의해 정해진 호핑 시퀀스(hopping sequence)에 있는 그 다음 것으로 호프(hop)된다. 슬레이브 송수신기는 이 피코넷에 대한 호핑 시퀀스를 따라가서, 마스터에 의해 허용되었을 때 마스터와 통신한다.

스캐터넷(scatternet; 52)은 관할 지역이 겹치는 피코넷의 그룹이다. 각각의 피코넷은 서로 다른 FHSS 채널에서 동작하기 때문에, 주파수 충돌이 잦다. 충돌이 일어나면, 각각의 피코넷은 하나의 패킷(packet)을 잃는다. 하나의 피코넷에서는 하나의 송수신기가 마스터로 허용되고, 다른 피코넷에서 슬레이브가 허용되거나(예컨대, 송수신기(34)), 2개의 피코넷에 있는 하나의 슬레이브(예컨대, 송수신기(38))가 허용되지만, 중첩 피코넷은 시간 동기되거나 주파수 동기될 수 없도록 사양서(specification)가 정해져 있기 때문에, 유효한 이중-피코넷 동작은 그것을 만들거나 유지하기가 어렵게 된다. 또한, 하나의 송수신기는 2개의 피코넷에서 가시성(visibility)을 가지지만, 중첩 피코넷에 있는 서로 다른 송수신기 사이의 가시성을 만들지는 못한다. 각각의 피코넷에 있는 각각의 접속은 피코넷의 마스터와 이 마스터의 슬레이브들 중 어느 한 슬레이브 사이의 통신을 위해서만 허용된다.

이렇게 설계된 구조는 다른 포맷에 비해 장점과 단점이 있다. 이것은 시간 결정적 데이터와 플러그-앤-플레이(plug and play) 동작에 적합한 엄격한 통제를 가능하게 하며, 장치들이 여러 피코넷에 존재할 수 있도록 한다. 저전력 요건은 중첩 피코넷 사이의 간섭을 줄여서, 각각의 피코넷이 그것의 잠재적인 1 Mbps 출력을 최대한 발휘할 수 있도록 한다. 그러나, 동작 범위가 전형적인 주택의 크기보다 더 작게 제한되기 때문에, 대역폭은 멀티미디어에 적합하지 않고, 이러한 구조는 마스터와의 통신으로만 억제되고(슬레이브들은 그들의 타임 슬롯 동안 다른 슬레이브와 서로 통신할 수 없음), 하나의 피코넷에서 활성 장치의 갯수가 심각하게 제한되며, 마스터는 통신이 허용되는 시간마다 타임 슬롯 전체를 사용해야 하므로 이러한 구조는 대역폭을 낭비하게 된다.

본 발명은 근거리 통신망(LAN)에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 분산 무선 근거리 통신망을 구현하는 방법과 장치에 관한 것이다.

아래에 기술된 본 실시예들은 도면을 참조하여 잘 이해될 수 있다.

도 1 및 도 2는 종래 기술인 무선 통신망 개념을 설명한다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 빌딩 플로어 플랜에 관한 무선 통신망 구성 요소의 배치를 설명한다.

도 4, 5, 6 및 7은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 네트워크 통신을 설명한다.

도 8은 네트워크 내의 양질의 라디어 커버리지에 영향을 미치는 무선 통신망의 안테나 패턴을 변경하, 네트워크의 외측에서 RF 방출을 최소화하는 이용을 도시한다.

도 9, 10, 11 및 12는 본 발명의 실시예에 따른 무선 네트워크를 실행하기 위한 주파수-분할 멀티플렉싱의 이용을 설명한다.

도 13은 본 발명의 실시예에 따른 무선 네트워크를 실행하기 위한 시분할 멀티플렉싱의 이용을 설명한다.

도 14, 15, 16 및 17은 본 발명의 몇가지 실시예에 따른 채널-변경 리피터의 블록도를 포함한다.

도 18은 블루트스^TM(복종 구성 요소)에 특정화하는 프레임 워크내에 작동되는, 본 발명에 따른 무선 통신망을 설명한다.

현재, 분산 무선 근거리 통신망이 종래 기술의 디자인에 내재된 문제점을 극복하도록 설계될 수 있음이 알려져 있다. 상기의 해결책은 몇가지 중요한 원리들-어떤 면에서는 서로 양립할 수 없는 것으로 보이는-을 구별하고 이들을 결합한다. 먼저, 근거리 통신망에서, 보다 적은 전력과 보다 짧은 영역이 바람직한 특성일 수 있는데, 이는 이웃들과 장래의 수취인들에 대한 유해한 간섭을 줄이고, 안전성 및 분리(isolation)를 증가시키고, 보다 작고 간단한 송수신기(transceiver)의 설계를 가능케 한다. 두번째로, 강한 직접-경로 신호(direct-path signal)를 통해 강력한 고속 작동을 가장 잘 이룰 수 있고, 이는 네트워크 유연성을 최대화하고 간섭을 가장 잘 극복할 수 있다.

본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 저전력 송수신기는 각 송수신기의 사용 영역 밖으로 연장될 수 있는 강력한 네트워크를 생성하는데 사용될 수 있다. 이는 채널-변경 RF 리피터(channel-shifting RF repeater)를 사용하여 달성될 수 있으며, 그리하여 원하는 커버리지 영역(coverage area) 내에서 일정한 라디오 커버리지를 제공하는 것이 바람직하다. 본 발명의 실시예에 따른 일반적인 시스템의 설치는 여러개의 송신기 및 수신기(일반적으로, 수신 및 송신 기능이 결합되어 송수신기가 된다)와, 여러개의 채널-변경 리피터(channel-shifting repeater)를 포함할 것이다. 기지국(base station)은 경합하는 송신기들 사이의 하나 이상의 사용 가능한 채널에 시간 할당을 제어하고, 또한 채널-변경 리피터의 기능을 제어할 수도 있다. 주어진 송신기가 송신 중인 경우, 상기 송신기의 영역에 있는 리피터가 신호를 수신하고, 신호를 채널 변경하고, 상기 신호를 재전송한다. 만약 상기 네트워크가 충분히 넓다면, 다른 리피터가 제1 리피터로부터 채널 변경된 신호를 잡아서, 이를 또 다른 채널로 옮기고, 다시 재전송한다. 네트워크 내의 리피터의 상대 위치에 따라서, 수신지 수신기(destination receiver)가 하나 이상의 원래의 전송 신호 및 그의 반복(repetition)을 수신한다.

리피터는 매우 간단한 규칙하에, 또는 기지국에 의한 간단한 제어하에 작동할 수 있다. 심지어 상대적으로 있어야 할 것이 없는 리피터('dumb' repeater)를 사용하더라도, 네트워크 시스템은 다음과 같은 이점을 제공할 수 있다: 새로운 구성 또는 기존의 구성으로 배치되는 경우에 신속한 설치 및 재구성(말 그대로 "플러그 앤 플레이"); 비용을 증가시킬 수 있는 고전력 송신기, 이웃간의 간섭 및/또는 유해한 복사 레벨을 방출하지 않고 네트워크 영역 전체에 이르는 양질의 직접 또는 근접 경로 라디어 커버리지; 미학적으로 눈에 보이지 않는 네트워크를 만들 수 있는 능력; 높은 통신 속도(data rate) 채널; 저비용; 국소 RF 간섭(localized RF interference)을 피할 수 있는 능력; 및 장치류에 대하여 상호 연결되거나 제어될 수 있는 거의 무제한의 가능성.

다음 설명에 따라 실행되는 경우, 바람직한 실시예는 본 발명의 배경 기술에서 명시한 형태를 포함한, 임의의 디지털 데이터에 대한 높은 통신 속도의 유니버설 라디오 인터피어런스(universal radio interface)를 지지하는 기반 (infrastructure)을 제공할 수 있다. 아래에 기술된 실시예들은 리피터를 포함하는 분산 무선 근거리 통신망 시스템과, 그러한 시스템의 네트워크 구성 요소 및 상응하는 작동 방법을 설명한다. 상기 시스템은 가정에서의 사용, 사무실에서의 사용 및 그밖에 유사하게 제한된 네트워크 범위를 가진 환경에 적합하다.

다음의 설명 전체를 통하여, 몇가지 용어의 의미를 정의한다. 대역(band)은 사용 가능한 무선 주파수의 영역을 의미하고, 상기 영역은 주파수상에서 연속적일 필요는 없다. 여기서 사용된 채널(channel)은 디지털 정보를 전송하기 위해 RF 전송 방법을 사용하는 통신 채널(communication channel) 또는 서브채널(subchannel)이다. 두 개의 채널은 이들을 분리하여 배치함으로써 "거의 간섭이 없도록" 배치되고, "거의 겹침이 없는 주파수 영역" (예컨대, 옵셋 또는 상이한 의사랜덤 호핑 시퀀스 또는 위상을 사용한 2개의 협대역 채널 또는 2개의 FHSS 채널)로 배치될 수있지만, 당업자는 "거의 간섭이 없음(substantial non-interference)"은 시간-분할 멀티플렉싱, 코드-분할 멀티플렉싱(예컨대, DSSS) 또는 이들 기술 일부나 모두의 조합과 같은 다른 많은 방법으로 달성될 수 있음을 이해할 것이다. 리피터는 자신에게 예정되지 않은 디지털 데이터를 포함한 RF 신호를 수신할 수 있고, 제2 RF 신호로서 상기 디지털 데이터를 재전송할 수 있다. 여기에 기술된 실시예들에서, 반복은 다른 채널의 아날로그 RF 신호의 응답(replication)에만 관여하거나, 수신된 신호에서 디지털 데이터를 복조(demodulating)하고 이를 재전송하는 것에 관여할 수 있다.

도 3은 본 발명의 일반적인 실시형태를 나타낸 것으로, 빌딩 플로어 플랜에 배치된 무선 배전 네트워크를 나타내고 있다. 무선 로컬 애리어 네트워크(58)(이 경우 빌딩과 같은 넓이를 갖는다)는 다중 송신/수신(T/R) 모듈(62, 64, 70, 74, 80), 기지국(60) 및 리피터(68, 78)를 포함한다. 각 T/R 모듈은 적어도 하나의 디지털 데이터 장치(60, 66, 72, 76, 82)에 접속되어 있다(각 소자는 디지털 데이터의 소스 및/또는 싱크이다). T/R 모듈과 이에 부착된 디지털 데이터 장치 사이의 접속은 예를 들면 적절한 배선 접속에 의해, 자외선 접속에 의해, 실질적으로 무간섭의 무선 접속에 의해, 또는 디지털 데이터 장치의 일체부로서 T/R 모듈을 병합함으로써 이루어질 수 있다.

네트워크(58)용으로 선정된 작동 방법에 따라서, T/R 모듈의 상이한 조합 사이의 접속성이 변화할 수 있다. 도 4 내지 7은 2세트의 가능한 동작 규칙에 대한 상이한 송신 계획을 나타낸다. 도 3의 빌딩 파티션 및 디지털 데이터 장치는 이해를 돕기 위해 도 4 내지 7에서는 생략되었다. 2개의 네트워크 요소 사이에 신호선이 도시되지 않은 곳, 첫번째가 송신하고 있는 곳, 이것은 2개의 구성요소가 직접 통신을 위한 범위를 벗어나 있음을 나타낸다.

도 4 및 도 5는 2개의 실질적으로 무간섭 채널이 사용가능하다고 가정한다. 리피터(68, 78)는 다음과 같은 단일 과업을 행한다. 이들 리피터는 제 1 채널(CH1)으로 신호를 수신하고, 이들 신호를 제 2 채털(CH2)로 재송신한다. T/R 모듈(62, 64, 70, 74, 80)은 CH1으로 송신하고 CH2로 수신한다. 좀 더 복잡한 시스템에서, T/R 모듈은 CH1 또는 CH2으로 선택적으로 수신할 수 있다.

도 4에 있어서, T/R 모듈(62)은 CH1으로 송신한다. 리피터(68, 78)는 CH2로 T/R 모듈(62)의 신호를 다른 TR 모듈에 재송신한다. T/R 모듈(64)는 CH1로 원래의 신호를 수신하고, 아울러 CH2로 리피터(68)로부터의 중계 신호를 수신할 수 있는 범위내에 있음을 나타낸다. 이렇게 구비하면, 모듈(64)은 가장 강하다고 여겨지는 신호를 선택하거나, 또는 복조(demodulation)시에 소정의 부위에서의 신호를 조합할 수도 있을 것이다. 다른 T/R 모듈은 CH2로 수신한다.

도 5는 CH1으로 송신하는 T/R 모듈(80)을 도시한다. 리피터(78) 및 T/R 모듈(74)은 이 신호를 픽업하고, 리피터(78)는 이것을 CH2로 재송신한다. 리피터(68)는 재송신된 신호를 수신할 수 있는 범위내에 있으나, 이들 규칙하에서는, 더이상의 재송신을 행하지 않는다. 따라서, T/R 모듈(62)은 재송신된 신호를 수신하는 유일한 모듈이다. 이들 규칙 및 이러한 구성하에서, T/R 모듈(62)과 다른 T/R 모듈 사이에서 투웨이 통신이 발생할 수 있다. 그러나, T/R 모듈의 어떤 조합에서는, 도 5에서 통신할 수 없는 것과 마찬가지로, 통신할 수 없다. 이것이 불가능하다면, 다른 실시형태를 사용하여 이러한 상황을 처리할 수 있다.

도 6 및 도 7은 3개의 실질적으로 무간섭 채널(CH1, CH2, CH3)을 사용가능하다고 가정한다. 리피터(68, 78)는 CH1 및 CH2 양쪽으로 신호를 수신할 수 있으며, CH1으로 수신된 신호를 CH2로 재송신하고, CH2로 수신된 신호를 CH3으로 재송신하는 능력을 갖는다. 일부 실시형태에서, 리피터는 이들 2개의 중계 모드중의 하나에 미리 세트되어 있다. 다른 실시형태에서, 리피터는 신호강도를 측정할 수 있으며, CH2로 CH1신호를 중계할지, CH3으로 CH2 재송신을 중계할 것인가를 각 신호에 대하여 결정한다. 다른 실행가능한 사항은 신호의 소스 및/또는 목적지를 감지하고, 적절한 중계를 행하는 것을 포함한다. 수신용 T/R 모듈은 복조를 위하여 CH2 신호 또는 CH3 신호를 선택할 수 있으며, 일부 실시형태에서는, 이러한 선택이 CH1신호를 포함하도록 확대된다.

도 6에서, T/R 모듈(62)은 CH1으로 송신한다. 리피터(68)는 그의 범위내에서 CH2로 T/R 모듈(62)의 신호를 다른 TR 모듈에 재송신한다. 3개의 T/R 모듈에 도달할 뿐만 아니라, CH2 신호가 리피터(78)에 도달하며, CH1으로부터 수신된 더 먼 신호보다 양호한 신호이다. 따라서 리피터(78)는 CH3으로 CH2 신호를 중계한다.

도 7은 CH1으로 송신하는 T/R 모듈(80)을 도시한다. 리피터(78) 및 T/R 모듈(74)은 이 신호를 픽업하고, 리피터(78)는 CH2로 그것을 재송신한다. 리피터(68)는 재송신된 신호를 수신할 수 있는 범위에 있고, 이 신호를 CH3으로 재송신한다. T/R 모듈(62)은 재송신된 신호를 CH2로 수신하는 유일한 모듈이다. 이들규칙 및 이러한 구성하에서, 투웨이 통신이 T/R 모듈 사이에 발생할 수 있다. 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 물리적으로 더 큰 네트워크에 대해서도, 더 많은 채널-시프팅 리프터 및 채널들을 사용하여, 유사한 접속성을 제공할 수 있다는 것을 알 것이다.

일부 네트워크에서는, 리피터의 유효범위가 CH1의 원래 사용자 및 그 수용자와 겹쳐치지 않는다면, 리피터가 "재사용" 채널, 예를 들면 CH1을 갖는 것이 바람직하다. 재사용이 피드백을 창출하기 때문에, 이러한 작동방법은 주의깊게 사용되어야 하며, 구성하는 동안 피드백을 테스트 하기 위해 기지국과 통신할 수 있는 "스마트한" 리피터를 갖는 것이 바람직하다. 여기에 개시된 것과 유사한 다른 규칙도 가능하며, 예를 들면 T/R 모듈은 수신하는 채널과 동일한 채널로 송신할 수 있다. 예를 들면, 각 리피터는 그 리피터에 의해 제공된 T/R 모듈과 통신하는데 사용되는 한 채널과, 그 리피터와 나머지 네트워크를 링크하는데 사용되는 다른 채널로 셋트되어 있다.

도 8은 네트워크내에 집중되고 네트워크의 외측에서 최소화되는 본 발명의 또 다른 구성요소를 도시한다. 각 T/R 모듈 및 리피터는 빌딩에서의 그의 물리적 위치에 적절한 빔 패턴을 갖는 안테나와 끼워질 수 있다. 외벽 근처에 위치한 유닛(예를 들면 T/R 모듈(90) 및 리피터(92))은 반섹터 안테나와 끼워진다. 상기 유닛이 소망의 유효범위의 코너 근처에 있다면, 사분원 안테나(quadrant antenna)가 끼워질 수 있다. 빌딩의 내부에 위치한 유닛에 대해서는(예를 들면 T/R 모듈(96) 및 리피터(94)), 무지향성 또는 타원형 패턴의 안테나를 사용할 수 있다.바람직하게는, T/R 모듈 및 리피터는 모듈러 안테나 부착 포트를 가지며, 이에 따라서 사용자가 소자의 위치에 적절한 안테나를 부착하는 것이 가능하다.

도 9는 2개의 실질적으로 무간섭 채널(CH1, CH2)을 제공하기 위한 주파수 공간의 분할을 도시한다. 이용가능한 대역은 채널(CH1, CH2)로 분할되어, 가드 대역에 의해 분리되어 있다. ISM 및 U-NII 주파수에서, 수미터의 경로에 대해서는 경로 손실이 50dB이상이 될 수 있다. 가드 대역은 리피터(또는 T/R 모듈)가 수신기를 포화시키지 않고 한 채널로 송신하고 다른 채널로 작동을 증폭시킬 수 있게 하며, 따라서 동시적인 송수신이 가능하다. 도 10은 3개의 실질적으로 무간섭 채널(CH1, CH2, CH3)을 제공하기 위한 유사한 주파수 공간의 분할을 도시한다. 2개 이상의 채널을 제공하기 위한 하나의 실행가능한 사항은 2개의 주파수 대역을 갖는 것이며, 또한 이들 대역 각각을 코드-멀티플렉싱하여, 부가 채널을 생성하는 것이다.

더 많은 채널이 부가될 수록, 가드 대역을 감소시키거나 제거하는 것이 가능해진다. 이것은 상기 리피터 또는 T/R 모듈에 의해 사용되지 않는 채널에 의해 송신 채널을 수신 채널로부터 분리할 수 있기 때문에 행해질 수 있다. 예를 들면, 도 11은 2개의 채널 CH1, CH2를 갖는 하나의 주파수 플랜을 나타낸다. 각 채널은 n개의 서브채널로 더 분할된다. 특정의 리피터는 n개의 CH1 서브채널(R1, R2, …,Rn)중의 하나로 수신하고, 대응하는 CH2 서브채널(T1, T2, …,Tn)로 재송신 할 수 있다(다른 리피터는 CH2 서브채널로 수신하고, CH1 서브채널로 재송신하도록 구성할 수 있다). 채널을 송수신하기 위해 선택된 페어링(pairing)은 실질적으로 무간섭을 제공하는데 필요한 세퍼레이션을 제공한다. 합계 (2n-1)개의 리피터는 이러한 네트워크에서 서브채널의 재사용없이 사용될 수 있다.

도 12는 FHSS를 사용하는 시스템용의 도 11에 도시된 아이디어의 연장이다. 합계 12개의 호핑 주파수가 도 12의 사용가능한 대역에 할당되어 있다. 예를 들면, T/R 모듈 및 리피터에 의해 3개의 채널이 사용되면, 이들 채널은 단일의 호핑 시퀀스에 기초를 둔 것이 될 수 있으며, 즉 채널 CH1, CH2, CH3이 어떤 2개의 활성 채널사이에서 세퍼레이션의 3개의 호핑 주파수를 유지하도록 호핑할 수 있다. 도 11의 진한 선으로 나타낸 바와 같이, CH1a, CH2a, CH3a는 동시에 활성화될 수 있는 3개의 채널을 의미한다. 공통 접미사를 갖는 다른 그룹의 채널도 마찬가지로 동시에 활성화될 수 있으며, 상기 네트워크에서 양호한 세퍼레이션 및 확실한 주파수 호프 랜덤성을 유지할 수 있다.

도 13은 시분할 멀티플렉싱을 통해 실질적으로 무간섭 채널을 제공하는 플랜을 나타낸다. CH1은 타임슬롯 0에서 활성이다. 이 신호를 수신하는 리피터는 타임슬롯 1인 동안에 CH2로 이것을 중계한다. 2번째 신호를 수신하는 리피터는 타임슬롯 2인 동안에 그것을 중계한다. 타임슬롯 3에서, T/R 모듈은 CH1으로 새로운 패킷의 데이터를 송신할 수 있으며, 이 과정을 반복한다.

코드-분할 멀티플렉싱의 개념은 설명하기는 어렵지만, 본 발명에 동등하게 적용가능하다. 일반적으로, 수신된 신호를 그의 재송신된 버전과 비교할 때, 분리된 채널용의 코드 치핑 시퀀스는 각 심볼에 직각성(orthogonality)이 부여되도록 관련될 수 있다. 이 개념은 이후의 코드-분할 멀피플렉싱 리피터의 실시형태의 설명에서 더욱 상세히 설명하겠다.

도 14는 본 발명의 한 실시형태에 따른 리피터(100)의 블럭도를 나타낸다. 수신 안테나(102)는 서큘레이터(128)를 통하여 2개의 대역통과 필터(104, 106)에 결합된다. 대역통과 필터(104)는 CH1을 통과하고 CH2를 거부하도록 설계된다. 대역통과 필터(106)는 CH2를 통과하고 CH3을 거부하도록 설계된다. RF 스위치(108)는 믹서(110)에의 입력으로서 필터(104, 106)중의 하나로부터 여과된 신호를 선택한다. 믹서(110)에의 제 2 입력은 제 2 RF 스위치(112)의 출력으로부터 제공되며, 3개의 오실레이터(114, 116, 118)중의 하나로부터 출력을 선택할 수 있다. 오실레이터(114)는 중간 주파수(IF)를 뺀 CH1의 중심 주파수에서 발진한다. 오실레이터(116, 118)는 각각 CH2와 IF 사이, 및 CH3과 IF 사이의 차에서 발진한다.

믹서(110)의 출력은 IF를 중심으로 한 채널폭을 통과하고 고주파를 거부하는 필터(120)에 결합된다. 필터(120)의 출력은 제 2 믹서(122)에 결합되고, 이 믹서는 제 3 RF 스위치(124)의 출력에 결합된 제 2 입력을 갖는다. RF 스위치(124)는 RF 스위치(108)와 동일한 입력을 갖는다(일부 실시형태에서, RF 스위치(108)는 오실레이터(114 및 116)의 출력을 스위치하는 것만을 필요로 하고, RF 스위치(124)는 오실레이터(116 및 118)의 출력을 스위치하는 것만을 필요로 한다). 이것은 IF 신호를 재송신 주파수에 업컨버터하고, 증폭기(126)에 의해 증폭되어, 송신 안테나(128)로 송신된다.

제어 회로(130)는 RF 스위치(108, 112, 124)를 제어한다. 이 실시형태에서, 파워 검출기(132)는 다이오드 검출기와 같이 단순한 것이어도 되는데, 제어회로(130)에 수신 파워의 표시를 제공한다. 제어 회로(130)는 스위치(108, 112)를 동작시켜서, CH1 및 CH2로 수신된 신호의 상대 강도를 테스트하며, 그 후 가장 강한 수신 신호에 대응하는 중계 모드용 스위치 구성을 선택한다. 예를 들면, CH1이 가장 강하면, 스위치(108)가 필터(104)의 출력을 선택하고, 스위치(112)가 오실레이터(114)의 출력을 선택하고, 스위치(124)가 오실레이터(116)의 출력을 선택한다. CH2가 가장 강하다면, 스위치(108)이 필터(106)의 출력을 선택하고, 스위치(112)가 오실레이터(116)의 출력을 선택하고, 스위치(124)가 오실레이터(118)의 출력을 선택한다.

제어 회로(130)는 여러가지 방식으로 그 기능을 달성하도록 제공될 수 있다. 한 방식은 제어 회로가 예를 들면 파워-온 또는 랜덤이나 프리젠트 인터벌(present intervals) 등과 같이 부정기적인 구성 테스트를 행하도록 하는 것이다. 이러한 테스트의 결과는 가장 강한 신호를 중계하는 중계 기능을 설정하는데 사용될 수 있다. 다른 방식은 충분한 파워를 갖는 신호를 중계하기 위하여 제어 회로가 CH1 및 CH2를 스캔하도록 한 후, 이 신호를 중계하는 것이다. 이들은 단지 예시에 불과하며, 다른 선택 방법 및 크리테리아가 존재하며, 그 중 몇가지는 이후의 실시형태의 설명과 관련하여 설명할 것이다.

도 15는 리피터(140; repeater)가 본 발명의 부가적인 양상을 도시하고 있음에도 불구하고, 리피터(100)와 같은 방법으로 기능할 수 있는 제 2 리피터(140)의 실시형태를 묘사한다. 리피터(140)는 동시 송/수신을 허용하는 듀플렉서(144)에 결합된 안테나(142)를 포함한다. 듀플렉서(144)는 도 13의 필터들(104, 106)과 유사한 대역통과필터들(146, 148)을 포함한다. 듀얼 스위치(150)는 그 필터들 중 하나를 회로의 입력측(증폭기(152)의 입력)에 연결하고, 다른 하나를 회로의 출력 측(증폭기(164)의 출력)에 연결한다.

많은 잔여 기능들이 도 14로부터 중계된다. 그러나, 세 개의 스위치 오실레이터들 대신에, 두 개의 주파수 신디사이저들(156, 162)에 의해 IF 하강변환 및 상승변환이 제공된다. 각각은 주파수들의 넓은 범위를 채널-이동시키는 제어 회로(166)에 의해 제어된다. 이것은 소망의 주파수로 확산 대역 채널들(도 12 참고)을 작동하는 것과 마찬가지로, 다른 수의 네트워크 채널들(도 11 참고)로 시스템을 재구성하는 것에 유연성을 더한다. FHSS(주파수 호핑 방식)가 이용될 때, 제어 회로(166)는 원하는 절차를 따르고, 주파수 신디사이저들(156, 162)을 적절하게 제어할 수 있다.

리피터(140)의 다른 차이점은 제어 회로(166)가 네트워크 기지국와 콘트롤 링크(170)를 유지한다는 것이다. 이것은 기지국가 중계 네트워크를 구성하는 것 - 예를 들어, 각 리피터에 대한 송/수신 채널들을 정의하는 것 - 을 허용한다. 출력 증폭기(164)는 또한 제어 회로(166)가 기지국으로부터의 명령에 반응하여 조정할 수 있는 제어가능한 출력 전원을 갖는다. 만약 정확한 신호들을 수신하기 위하여 가득 충전된 리피터 전원을 필요로 하지 않는 리피터에 의해 T/R 모듈들이 제공된다면, 제어 회로(166)는 송신 전원을 감소할 수 있고, 그에 의해 간섭 가능성을 줄이고, 네트워크 내의 다른 곳에서 채널을 재이용하는 것을 허용한다.

콘트롤 링크(170)는 단지 송/수신 채널들을 설정하는 것 외에도 많은 기능들을 가질 수 있다. 그것은 리피터가 간섭원에 대하여 수신 채널들을 탐색하는 때를 계획하기 위하여 기지국에 의해 사용될 수 있다. 다른 T/R 모듈들과 리피터들이 다른 채널상에서 계속하여 작동되는 곳에서, 기지국에 의한 구성 테스트가 또한 시작될 수 있다. 제어 회로(166)는 연속되는 각 테스트 지점에서 수신되는 채널 전원 및 여타 간섭원을 기지국로 보고하고, 기지국가 유효 범위를 제공하는 네트워크용 중계 계획을 개발하는 것을 허용한다. 콘트롤 링크(170)는 또한 high-bit-rate용 동조 및 신호지시(timing cues)를 제공하기 위하여 이용될 수 있고, 네트워크에 참여하는 장치들이 빠르게 동조화되는 것을 허용한다.

콘트롤 링크(170)는 상대적으로 low-bit-rate 요건을 갖고, 강건함이 필요하며, 바람직하게는 중계 없이 전 네트워크에 도착하는 것이 가능해야 한다. 따라서, 콘트롤 링크(170)를 제공하기 위하여 high-bit-rate 채널이 이용될 수 있다 하더라도, 콘트롤 링크(170)는 분리된 low-bitrate 채널로 실행되는 것이 바람직하다. 콘트롤 링크(170)는 high-bit-rate 채널과 동일 주파수 대역을 점유하는 DSSS(직접 확산 방식) 채널을 얻는 하이 프로세스로 실행될 수 있고, 이 채널이 중계 없이 전체 네트워크에 의해 수신되는 것을 허용한다. 선택적으로, 저주파수 채널, 예를 들어 900 ㎒ 채널 또는 허가된 대역에서의 한 채널이 선택될 수 있다. 제 3의 선택은 기지국과 리피터들 사이에 콘트롤 링크를 제공하기 위하여 AC 전원선, 전화선 또는 다른 가능한 선을 이용하는 것이다.

도 16은 코드분할다중(code-division-multiplexed) 채널-이동 중계 네트워크에 이용되기 적합한, 제 3 리피터(180)의 실시형태를 보여준다. 안테나(182), 서큘레이터(184), 입력 증폭기(186) 및 출력 증폭기(214)는 전술한 실시형태들과 유사하게 기능한다. 그러나, DSSS는 비확산 없이 여하한 특정 채널에서의 신호 전원 검출을 어렵게 만들기 때문에, 그와 같은 신호는 일반적으로 데이터 복조 및 변조를 요청한다. 나아가, 만약 분리된 코드 시퀀스가 중계 채널에 사용된다면, 비확산이 필요하다(선택적으로, 후속 신호와 관계 없도록 재송신 신호를 충분히 지연시킴으로써 동일한 코드 시퀀스가 이용될 수 있다).

오실레이터(198)는 검출된 캐리어에 동조한다. 오실레이터(198)의 출력은 입력 증폭기(186)에 앞서 믹서(200)에서 입력 신호와 섞인다. 도 16은 A/D 컨버터 및 스플릿에 의해 처리되고, 두 개의 승산기들(188, 190)에 적용되며, 데이터에 두 비확산을 공급하는 것을 시도하는 입력 증폭기(186)의 출력을 보여준다. 이것은 리피터가 채널1 신호와 채널2 신호의 존재를 동시에 체크하는 것을 허용한다. 확산 코드 생성기(204)는 채널1 신호 칩에 따른 제 1 코드와, 채널2 신호 칩에 따른 제 2 코드를 공급한다. 이들 코드들은 각각 승산기들(188, 190)에 적용된다.

승산기들(188, 190)에 의해 출력되는 비확산 신호들은 필터들(192, 194)을 통하여 통과되고, 데이터 복조기(196)에 의해 복조가 시도된다. 일반적으로, 복조는 채널1 또는 채널2 중 어느 하나에서 이루어질 수 있으며, 양쪽에서 모두 이루어지지 않는다. 따라서, 제어 회로(206)가 생성기(204)에 채널1 코드 또는 채널2 코드 중 어느 코드를 출력할 지 지시함으로써, 확산 코드 생성기가 오직 하나의 확산 코드를 출력하도록 선택된다. 이것은 일반적으로 정상작업에 사용되는 일정한 채널을 요구한다. 그러나, 두 입력 프로세싱 흐름을 갖는 것은 피해야 한다.

제어 회로(206)는 복조기(196)로부터 데이터를 받고, 적당한 출력 확산 코드와의 승산을 위한 승산기(210)를 통과하고, 그리고 재변조를 위하여 데이터 변조기 (208)로 향한다. 제어 회로(206)는 데이터의 공급원 및/또는 목표를 검사하고, 대응하는 출력 채널을 선택하는 능력과 같은 부가적인 고급기능을 포함할 수도 있다. 제어 회로(206)는 또한 데이터 변조기로 그를 보내기 전에 에러 검출 및/또는 데이터의 수집을 시도할 수도 있다.

결론적으로, 변조되고 확산된 IF 신호는 오실레이터(198)에 의해 출력되는 신호의 위상-이동된 버전으로 믹서(212)에서 섞인다. 만약 서큘레이터(184) 및 위상 이동기(202)가 입/출력 신호들을 충분히 격리할 수 없다면, 위에서 기술된 두 주파수 또는 시간-다중화된 실시형태들이 결합될 수 있고, 각 리피터 및 T/R 모듈은 입력 증폭기 포화를 피하기 위하여 무간섭 상태에서 송/수신한다. 예를 들어, 홀수-번호의 DSSS 채널들은 제 1 주파수 대역을 이용할 수 있고, 짝수-번호의 DSSS 채널들은 제 2의 비중첩 주파수 대역을 이용할 수 있다.

도 17은 시분할다중방식에 이용되기에 적합한 실시형태를 도시한다. 결정적인 부가적 특징은 지연 소자(238), 예를 들어 후속 타임슬롯 동안 재전송하기 위하여 하나의 타임슬롯 내에 수신되는 데이터를 보관하는 버퍼이다. 상술한 다양한 특징들이 또한 두 주파수들, FHSS 또는 DSSS, 을 이용하는 이 실시형태에 결합될 수 있다.

T/R 모듈(들)이 주어진 시간 간격 동안 전송하도록 허용하는 것을 기지국이 제어한다는 점이 이해된다. T/R 모듈들 사이의 대역폭을 분배하는 실제적인 방법은 일반적으로 응용 프로그램 및 고층 프로토콜들에 근거할 것이고, 분산된 네트워크용 저층 골격을 제공하는 본 발명의 범위를 벗어난다.

T/R 모듈들은 블록 다이아그램 형태로 기술되어 있지 않으며, 그것은 그 구성이 전술한 리피터들의 경우와 거의 같을 수 있기 때문이다. 주 차이점은 T/R 모듈들은 데이터를 "중계"하지 않는다는 점이고 본질적으로, T/R 모듈 및 원격지의 T/R 모듈 사이에서 설정된 송신경로를 따라 그들은 일부 데이터를 수신하고 다른 데이터를 송신한다. 다른 차이점은 T/R 모듈들은 디지털 데이터를 수신하기 위하여 신호들을 수신하고 그들을 복조하는 복조기를 필수적으로 포함한다는 점이다.

비록 바람직하지는 않지만, 예를 들어 블루트스^TM(Bluetooth^TM)환경에서 본 발명의 한 실시형태가 실행될 수 있다. 일반적으로, 일 실시형태에 따르면, 도 18에 도시된 것처럼, 기지국(260)이 마스터 T/R 모듈 M1에 연결되는 것을 필요로 한다. M1은 제 1 계층 리피터들 M2 및 M3, 그리고 가능하게는 S9와 같은 T/R 모듈을 포함하는 7개까지의 슬레이브들의 제 1 피코넷의 마스터가 된다. 제 1 계층 리피터들 M2 및 M3는 차례대로 S1, S2, S3, S4 및 S5와 같은 슬레이브 T/R 모듈들과, M4와 같은 다른 제 2 계층 리피터들을 포함할 수 있는 그들 스유의 피코넷의 마스터들이다. 제 2 계층 리피터 M4는 차례대로 그 소유의 피코넷의 마스터이다. 필요하다면 이 구성이 부가적인 계층으로 중계될 수 있다. 개개의 T/R 모듈들로, M1의 존재는 근본적으로 위로부터 적절한 슬레이브로 수신되는 전진 패킷들에 대한 용량을 갖는 그들 개개의 마스터 리피터들로 하향 "의도"된다. 그러나, 블루투스^TM피코넷들은 동기화될 수 없고 슬레이브들은 송신 전에 그들의 마스터로부터 승낙을 받아야 하기 때문에, 각 리피터는 상위 마스터들에 의해 패킷들이 조절될 수 있는 때까지 패킷들을 수용할 수 있는 용량을 필요로 한다.

블루투스^TM환경에서 이 실시형태를 실시함에 따른 부수적인 어려움은 개개의 패킷 어드레싱이 피코넷 당 7개의 활성 슬레이브들 중 하나로 제한된다는 점이다. 따라서, 각 리피터는 상위 계층과 동시에 오직 하나의 활성 슬레이브 T/R 모듈에만 링크될 수 있다. 만약 총 7개의 슬레이브들이 존재하거나 또는 중계 가지 내에서 하나 이상의 슬레이브가 활성화되기를 요구한다면, 적어도 가상 파킹의 일부가 리피터들에 의해 실행되어야 한다. M1으로 7개의 슬레이브들 이상이 "활성"을 나타내고자 할 때, 파킹과 활성화의 조정은 대역폭 원들을 고갈시킬 수 있다. 그러므로, 전역 실행은 M1 및 리피터들이 적절한 목표로 패킷들을 중계하기 위하여 블루투스^TM데이터 패킷들 자체 내에서 나아가거나 또는 분리되는 약간의 기획을 제공하는 것을 필요로 한다. 이 계층에서, 리피터들은 단순한 리피터보다 라우터의 고급기능을 갖기 시작한다.

당업자들은 전술한 실시형태들의 다양한 양상들이 많은 변경 내에서 결합될 수 있음을 이해할 것이다. 나아가, 여기에서 기술된 바와 기능적으로 동등한 많은 선택적인 실행들이 이 기재내용을 읽는 당업자들에게 나타날 것이다. 그와 같은 변경들 및 선택적인 실행들은 아래의 특허청구범위와 같은 본 발명의 범위 내에 들어가는 것으로 이해된다.

Claims

제1 채널의 디지털 데이터를 전송하는 하나 이상의 무선 주파수(radio frequency) 송신기;

상기 하나 이상의 송신기로부터 상기 제1 채널의 디지털 데이터를 포함하는 신호들을 수신하고, 상기 제1 채널과 거의 간섭하지 않는 제2 채널에 상기 신호를 재전송하는 제1 무선 주파수 리피터;

상기 제2 채널의 디지털 데이터를 수신하는 하나 이상의 무선 주파수 수신기; 및

두 개 이상의 송신 경로 사이의 제1 채널의 이용을 할당하고, 각각의 송신 경로가 상기 송신기들 중 어느 하나에서 시작되는 기지국(base station);

을 포함하는 무선 근거리 통신망 시스템.
제1항에 있어서, 상기 수신기들 중 적어도 하나는, 상기 제1 채널 및 제2 채널 모두의 신호를 수신할 수 있고, 상기 제1 채널 또는 제2 채널 중 어느 하나로부터의 신호를, 상기 수신 신호(이들 수신 신호로부터 디지털 데이터를 복구하게 되는)로 선택할 수 있는 것을 특징으로 하는 무선 근거리 통신망 시스템.
제1항에 있어서, 상기 제1 채널 및 제2 채널 모두의 신호를 수신할 수 있고, 상기 제2 채널을 사용하여 상기 제1 채널에 수신된 신호를 재전송할 수 있고, 상기제1 채널 및 제2 채널과 거의 간섭하지 않는 제3 채널을 사용하여 상기 제2 채널에 수신된 신호를 재전송할 수 있는 제2 무선 주파수 리피터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 근거리 통신망 시스템.
제3항에 있어서, 상기 제2 리피터는 상기 송신기들 중 어느 하나로부터 상기 제1 채널에 수신된 신호 또는 상기 제1 리피터로부터 상기 제2 채널에 수신된 상기 대응 재전송 신호 중 어느 하나를 선택적으로 재전송할 수 있는 것을 특징으로 하는 무선 근거리 통신망 시스템.
제4항에 있어서, 상기 수신기들 중 적어도 어느 하나는, 상기 제2 채널 및 제3 채널 모두의 신호를 수신할 수 있고, 상기 제2 채널 또는 제3 채널 중 어느 하나로부터의 신호를, 디지털 데이터를 회수할 수 있는 상기 수신 신호로 선택할 수 있는 것을 특징으로 하는 무선 근거리 통신망 시스템.
제4항에 있어서, 상기 수신기들 중 적어도 하나는, 상기 제1 채널, 상기 제2 채널 및 상기 제3 채널 각각에 신호를 수신할 수 있고, 상기 제1 채널, 상기 제2 채널 및 상기 제3 채널 중 어느 하나로부터의 신호를, 디지털 데이터를 회수하는 상기 수신 신호로 선택할 수 있는 것을 특징으로 하는 무선 근거리 통신망 시스템.
제4항에 있어서, 상기 수신기들 중 적어도 하나는 상기 제1 채널, 상기 제2채널 및 상기 제3 채널 각각에 신호를 수신할 수 있고, 상기 디지털 데이터를 회수하기 위하여 이들 채널들 중 적어도 두 개로부터의 신호들을 결합할 수 있는 것을 특징으로 하는 무선 근거리 통신망 시스템.
제4항에 있어서, 상기 제1 채널, 상기 제2 채널 및 상기 제3 채널이, 사용 가능한 라디어 대역을, 비중복 주파수 할당(non-overlapping frequency alllcation), 주파수 오프셋 의사랜덤 호핑 시퀀스(frequency-offset pseudorandom hopping sequences)를 이용한 주파수 호핑(frequency hopping), 상이한 의사랜덤 호핑 시퀀스(different pseudorandom hopping sequences)를 이용한 주파수 호핑, 동일한 의사랜덤 호핑 시퀀스(pseudorandom hopping sequence)의 상이한 위상을 이용한 주파수 호핑, 시간-분할 멀티플렉싱, 코드-분할 멀티플렉싱 및 이들의 조합으로 구성된 상기 분할 그룹으로부터 선택된 제1 세그먼트(segment), 제2 세그먼트 및 제3 세그먼트로 분할하는 것을 나타내는 무선 근거리 통신망 시스템.
제1항에 있어서, 상기 제1 채널 및 상기 제2 채널이, 사용 가능한 라디어 대역을, 비중복 주파수 할당, 주파수 오프셋 의사랜덤 호핑 시퀀스를 이용한 주파수 호핑, 상이한 의사랜덤 호핑 시퀀스를 이용한 주파수 호핑, 동일한 의사랜덤 호핑 시퀀스의 상이한 위상을 이용한 주파수 호핑, 시간-분할 멀티플렉싱, 코드-분할 멀티플렉싱 및 이들의 조합으로 구성된 상기 분할 그룹으로부터 선택된 제1 세그먼트, 제2 세그먼트 및 제3 세그먼트로 분할하는 것을 나타내는 무선 근거리 통신망시스템.
제1항에 있어서, 제1 채널 및 제2 채널 각각이 업링크 서브채널 및 다운링크 서브채널로 분할되어, 상기 송신기들 중 어느 하나가 업링크 서브채널에 송신하고, 상기 송신기들 중 다른 하나는 다운링크 서브채널에 송신하는 것을 특징으로 하는 무선 근거리 통신망 시스템.
제1항에 있어서, 상기 송신기들 중 적어도 하나가 모듈 안테나 부착 포트를 포함하고, 상기 송신기는 하나의 모듈 안테나를 다른 패턴을 갖는 또 다른 모듈 안테나로 교체함으로써 다른 패턴으로 송신하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 무선 근거리 통신망 시스템.
제1항에 있어서, 상기 제1 리피터는 모듈 안테나 부착 포트를 포함하고, 상기 리피터는 하나의 모듈 안테나를 다른 패턴을 갖는 또 다른 모듈 안테나로 교체함으로써 다른 패턴으로 송신하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 무선 근거리 통신망 시스템.
n개(n>1)의 수신 채널로부터 선택된 제1 채널에 신호를 수신하는 수신기;

디지털 데이터를 포함한 상기 제1 채널에 수신된 신호를, 상기 제1 채널과 거의 간섭하지 않는 제2 채널에 재전송하는 송신기; 및

상기 제1 채널 및 상기 제2 채널을 선택하는 제어 회로;

를 포함하는 무선 주파수 리피터.
제13항에 있어서, 상기 제어 회로가 n개의 송신 채널로부터 제2 채널을 선택하는 것을 특징으로 하는 무선 주파수 리피터.
제14항에 있어서, n개의 수신 채널이 제1 무선 주파수 대역을 차지하고, n개의 송신 채널들이 제2 무선 주파수 대역을 차지하고, 상기 리피터가 안테나 및 듀플렉서를 더 포함하고, 상기 듀플렉서는 상기 안테나, 수신기 및 송신기에 접속되어, 상기 제1 무선 주파수 대역의 상기 수신기 및 상기 제2 무선 주파수 대역의 동시 동작을 허용하는 것을 특징으로 하는 무선 주파수 리피터.
제15항에 있어서, 상기 무선 주파수 리피터가 상기 듀플렉서와 상기 수신기의 사이 및 상기 듀플렉서와 상기 송신기의 사이에 삽입된 스위치를 더 포함하고, 상기 스위치는 부가 작동 모드를 허용하는 상기 제어 회로에 의해 작동하고, 상기 부가 작동 모드에서 상기 n개의 수신 채널이 상기 제2 무선 주파수 대역를 차지하고 상기 n개의 송신 채널이 상기 제1 무선 주파수 대역를 차지하는 것을 특징으로 하는 무선 주파수 리피터.
제1 채널 및 제2 채널 모두에 신호를 수신하는 수신기;

디지털 데이터를 포함하고 상기 제1 채널에 수신된 신호를 상기 제2 채널에 재전송하는 제1 작동 모드와, 디지털 데이터를 포함하고 상기 제2 채널에 수신된 신호를 제3 채널에 재전송하는 제2 작동 모드를 구비한 송신기; 및

상기 송신기를 상기 작동 모드들 중 어느 하나로 구성한 제어 회로;

를 포함하는 무선 주파수 리피터.
제17항에 있어서, 상기 제어 회로가 수신 신호의 검사에 근거한 상기 송신기를 구성할 수 있는 것을 특징으로 하는 무선 주파수 리피터.
제17항에 있어서, 상기 제어 회로가 수신 신호를 위하여 소스, 수신지 또는 둘 모두를 결정할 수 있고, 상기 송신기를 구성하기 위하여 상기 결정의 결과를 사용할 수 있는 것을 특징으로 하는 무선 주파수 리피터.
제17항에 있어서, 상기 제어 회로가 상기 제1 및 제2 채널의 수신 신호 강도를 비교할 수 있고, 송신기를 구성하기 위하여 상기 비교의 결과를 사용할 수 있는 것을 특징으로 하는 무선 주파수 리피터.
제17항에 있어서, 상기 제어 회로가 원격 명령(remote command)에 근거하여 상기 송신기를 구성할 수 있는 것을 특징으로 하는 무선 주파수 리피터.
제21항에 있어서, 상기 원격 명령을 수신하기 위하여 링크 채널 송수신기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 주파수 리피터.
제17항에 있어서, 상기 송신기가 디지털 데이터를 포함하고 상기 제1 채널에 수신된 신호를 상기 제3 채널에 재전송하는 제3 작동 모드를 가지는 것을 특징으로 하는 무선 주파수 리피터.
제17항에 있어서, 상기 송신기가 상기 제3 채널에 수신된 신호를 상기 제1 채널에 재전송하는 제3 작동 모드를 가지는 것을 특징으로 하는 무선 주파수 리피터.
제17항에 있어서, 상기 작동 모드들 각각에서, 상기 수신기가 수신 신호를 중간 주파수 신호로 다운컨버트하고, 상기 송신기가 상기 중간 주파수 신호를 상기 수신 신호에 포함된 상기 디지털 데이터를 복조하지 않고 재전송 신호를 형성하도록 업컨버트하는 것을 특징으로 하는 무선 주파수 리피터.
제17항에 있어서, 제1, 제2 및 제3 오실레이터를 더 포함하고, 상기 수신기가 상기 제1 및 제2 로컬 오실레이터를 상기 제1 및 제2 채널에 각각 수신된 주파수 이동 신호에 결합시키는 것을 특징으로 하는 무선 주파수 리피터.
제26항에 있어서, 상기 송신기가 제2 및 제3 로컬 오실레이터를 상기 제2 및 제3 채널에 각각 재전송되도록 주파수 이동 신호에 결합시키는 것을 특징으로 하는 무선 주파수 리피터.
제27항에 있어서, 상기 수신기는 상기 제어 회로에 의해 제어되는 제1 및 제2 스위치를 포함하고, 상기 제1 스위치는 적어도 제1 및 제2 오실레이터와 상기 수신기의 사이에 결합되고, 상기 제2 스위치는 적어도 상기 제2 및 제3 오실레이터와 상기 송신기의 사이에 결합되는 것을 특징으로 하는 무선 주파수 리피터.
제27항에 있어서, 상기 제1, 제2 및 제3 채널은 시간-분할 멀티플렉스된 무선 주파수 채널에 제1, 제2 및 제3 타임 슬롯을 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 주파수 리피터.
제17항에 있어서, 상기 제1 채널 또는 제2 채널에 수신된 신호로부터의 디지털 데이터를 복조할 수 있는 복조기; 및

상기 복조된 디지털 데이터를 이용하여 신호를 생성할 수 있고, 상기 송신기에 결합된 모듈레이터;

를 포함하는 무선 주파수 리피터.
제17항에 있어서, 상기 리피터가 하나의 모듈 안테나와 다른 패턴을 갖는 다른 모듈 안테나를 교환함으로써 다른 패턴으로 수신하고 송신하도록 하는 모듈 안테나 부착 포트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 주파수 리피터.
제1 신호를 제1 채널에 수신하고 그 신호를 복조할 수 있고, 상기 제1 신호의 중계된 버전을 나타내는 제2 신호를 제2 채널에 수신하고 상기 제2 신호를 복조할 수 있는 복조기; 및

상기 수신기가 상기 제1 신호 또는 상기 제2 신호로부터 복조된 디지털 데이터를 출력하도록 선택적으로 구성된 선택기 회로;

를 포함하는 무선 주파수 수신기.
제32항에 있어서, 상기 복조기가 상기 제1 또는 제2 신호의 중계된 버전을 나타내는 제3 신호를 제3 채널에 수신하고, 상기 제3 신호를 복조하는 능력을 더 가지고 있고, 상기 수신기가 상기 선택기 회로는 상기 제3 신호로부터 복조된 디지털 데이터를 출력하도록 선택적으로 구성할 수 있는 능력을 더 가지고 있는 것을 특징으로 하는 무선 주파수 수신기.
제32항에 있어서, 상기 선택기 회로는 상기 수신기가 가장 큰 신호 강도를 가진 채널로부터 디지털 데이터를 출력하도록 선택적으로 구성할 수 있는 것을 특징으로 하는 무선 주파수 수신기.
제32항에 있어서, 상기 제1 채널 및 상기 제2 채널이, 사용 가능한 라디어 대역을, 비중복 주파수 할당, 주파수 오프셋 의사랜덤 호핑 시퀀스를 이용한 주파수 호핑, 상이한 의사랜덤 호핑 시퀀스를 이용한 주파수 호핑, 동일한 의사랜덤 호핑 시퀀스의 상이한 위상을 이용한 주파수 호핑, 시간-분할 멀티플렉싱, 코드-분할 멀티플렉싱 및 이들의 조합으로 구성된 상기 분할 그룹으로부터 선택된 제1 세그먼트, 제2 세그먼트 및 제3 세그먼트로 분할하는 것을 나타내는 무선 근거리 통신망 시스템.
제32항에 있어서, 송신기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 주파수 수신기.
제36항에 있어서, 상기 송신기가 상기 복조기에 의해 수신될 수 있는 상기 채널들 중 적어도 하나를 사용하여 디지털 데이터를 송신할 수 있는 것을 특징으로 하는 무선 주파수 수신기.
제32항에 있어서, 상기 수신기는 모듈 안테나 부착 포트를 더 포함하고, 상기 수신기가 하나의 모듈 안테나를 다른 패턴을 갖는 또 다른 모듈 안테나로 교체함으로써 다른 패턴으로 수신하고 송신하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 무선 주파수 수신기.
한정된 서비스 지역에 무선 근거리 통신망을 제공하는 방법으로서,

각각의 송신기는 디지털 데이터의 적어도 하나의 대응 소스에 접속되고 상기 소스로부터의 디지털 데이터를 적어도 하나의 송신 채널에 송신하도록 구성된 하나 이상의 무선 주파수 송신기를, 상기 서비스 지역에 분포;

적어도 하나의 리피터는 적어도 하나의 송신 채널에 신호를 수신하도록 구성되고 상기 신호를 적어도 하나의 중계 채널에 중계하는 하나 이상의 무선 주파수 리피터를, 상기 서비스 지역에 분포; 및

상기 무선 주파수 리피터들 중 적어도 어느 하나를 경유하여, 상기 송신기들 중 어느 하나에 접속된 디지털 데이터 소스로부터 상기 수신기들 중 어느 하나에 접속된 디지털 데이터용 싱크에 디지털 데이터를 송신;

하는 것을 포함하는 무선 근거리 통신망을 제공하는 방법.
제39항에 있어서, 기지국 및 상기 기지국과 상기 리피터들을 연결하는 저-비트-비율 채널을 제공하고, 상기 리피터들 각각을 위하여 수신 및 중계 채널을 결정하도록 상기 저-비트-비율 채널을 사용하는 것을 포함하는 무선 근거리 통신망을 제공하는 방법.
제39항에 있어서, 적어도 하나의 수신기가 중계 채널 또는 송신 채널 중 어느 하나로부터 디지털 데이터를 수신하도록 구성되고, 상기 중계 채널로부터 또는 상기 송신 채널로 부터 디지털 데이터를 수신할 것인지를 선택하는 상기 수신기를더 포함하는 무선 근거리 통신망을 제공하는 방법.
제39항에 있어서, 적어도 하나의 리피터가 제1 중계 채널 또는 송신 채널 중 어느 하나로부터 디지털 데이터를 수신하도록 구성되고, 요구에 따라서 상기 송신 채널에 수신된 신호를 재전송할 것인지, 또는 상기 제1 중계 채널에 수신된 대응 신호를 제2 중계 채널에 재전송할 것인지를 선택하는 것을 더 포함하는 무선 근거리 통신망을 제공하는 방법.
제42항에 있어서, 적어도 하나의 수신기가 상기 제1 또는 제2 중계 채널 또는 송신 채널 중 어느 하나로부터 디지털 데이터를 수신하도록 구성되고, 상기 제1 중계 채널, 제2 중계 채널 또는 상기 송신 채널로 부터 디지털 데이터를 수신할 것인지를 선택하는 상기 수신기를 더 포함하는 무선 근거리 통신망을 제공하는 방법.
근거리 통신망에서 무선 주파수 리피터의 사용 방법으로서,

디지털 데이터를 포함하는 송신 채널의 제1 신호 또는 상기 제1 신호로부터 디지털 데이터의 중계를 포함하는 제1 중계 채널의 제2 신호 중 어느 하나를 선택;

상기 제1 신호가 선택된 경우, 상기 제1 신호로부터의 디지털 데이터를 상기 제1 중계 채널에 송신된 중계 신호로 중계; 및

상기 제2 신호가 선택된 경우, 상기 제2 신호로부터의 디지털 데이터를 상기 제2 중계 채널에 송신된 중계 신호로 중계;

하는 것을 포함하는 무선 주파수 리피터의 사용 방법.
제44항에 있어서, 상기 송신 채널의 신호 강도와 상기 제1 중계 채널의 신호 강도를 비교하고, 가장 큰 신호 강도를 가지는, 이들 두 개의 채널 중 어느 하나에 대응하는 신호를 선택하는 것을 포함하는 무선 주파수 리피터의 사용 방법.