KR20030059838A

KR20030059838A - 무선 통신 시스템 내에서 분할 셀 패턴 내의 주파수재사용을 위한 시스템 및 방법

Info

Publication number: KR20030059838A
Application number: KR10-2003-7007711A
Authority: KR
Inventors: 게리슨잭쥐.
Original assignee: 해리스 브로드밴드 와이어리스 액세스 인코포레이티드
Priority date: 2000-12-08
Filing date: 2001-12-10
Publication date: 2003-07-10
Also published as: EP1350342A4; JP2004523942A; DE60127714T2; CA2431050A1; EP1350398B1; EP1350342A1; WO2002047288A1; WO2002047411A1; IL156335A0; CA2431061A1; IL156338A0; ATE358954T1; EP1350398A1; CN1535541A; AU2002220251A1; AU2002220252A1; DE60127714D1; EP1350398A4

Abstract

본 발명은 무선 통신 시스템에서 주파수 재사용을 위한 시스템 및 방법과 연관된다. 특히, 독창적인 시스템 및 방법이 제한된 수의 통신 채널이 사용가능한 지역에서 각각이 분할(101A-101D) 허브(105) 안테나 패턴(202A-202D)을 구비한 한 패턴의 셀(101, 102, 103, 104)로 서비스 영역의 최대 범위를 제공한다.

Description

무선 통신 시스템 내에서 분할 셀 패턴 내의 주파수 재사용을 위한 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR FREQUENCY RE-USE IN A SECTORIZED CELL PATTERN IN A WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}

무선 라디오 링크는 다양한 적용을 위한 데이터 통신 링크를 제공하기 위하여 점차 중요해지고있다. 예를 들어, 인터넷 서비스 제공자는 전형적인 배선 연결 또는 광섬유의 설치비용을 피하기 위하여 도시의 장치 내에 무선 라디오 링크를 활용하기 시작하고있다. 포인트 대 다중포인트 구조내에서 복수의 사용자에게 서비스를 제공하는 무선 라디오 링크를 활용하는 것이 바람직할 수 있다. 포인트 대 다중포인트 시스템은 전형적으로 복수의 서브 단위(때로는 원격 단위, 노드, 또는 가입자 단위로 언급됨)를 서비스하는 복수의 허브 단위로 구성된다. 서브는 전형적으로 시스템의 개개 노드와 연관된다. 예를 들어, 개개 서브 단위는 LAN에 연결되어 LAN상의 PC들이 포인트 대 다중포인트 시스템을 경유하여 다른 네트워크에 교량 역할을 하도록 허용한다. 각 서브 단위는 무선 채널을 경유하여 특정 허브 단위와 통신한다. 포인트 대 다중포인트 시스템에서, 허브 단위는 특정 통신범위 영역과 연관된 복수의 서브 단위 부분 사이에서 통신을 제어할 수 있다. 허브 단위는 서브 단위로 버스트를 전송하고 서브 단위로부터 버스트를 수신하도록 예정된다. 허브 단위는 동일 통신범위 영역 내에서 특정 서브 단위로부터 다른 서브 단위로 수신된 데이터 패킷을 기존의 배선 네트워크 백본 또는 다른 허브 단위로 분포시킬 수 있다.

상기 언급되고 일반적으로 할당된 "TDD를 위한 주파수 재사용"이라는 제목의 특허출원에서 개시된 바와 같이, 포인트 대 다중포인트 시스템은 집합 통신범위 영역을 제공하는 복수의 근접 위치 허브 단위를 포함한다. 추가적으로, 이러한 허브들은 30 또는 90° 섹터와 같은 특정 섹터로 분할된 그들 각각의 통신범위 영역을 구비할 수 있다. 추가적으로, 상기 허브들은 복수의 통신 채널을 제공하기 위한 주파수 분할 또는 다른 기술을 활용할 수 있다.

채널 재사용 기술은 허용되지 않는 수준의 간섭이 없는 네트워크 내에서 채널을 재사용할 수 있도록 개발되어왔다. 이러한 채널 재사용 기술의 목적은 인접 허브간에 동일 채널 간섭을 피하면서 채널의 활용성을 극대화하는 것이다. 명백하게, 이러한 채널 재사용 기술은 포인트 대 다중포인트 시스템의 대역폭을 증가시키는 유용한 기술이다. 그러나, 본 발명에 따라서 포인트 대 다중포인트 시스템은 동일 채널 간섭을 피하면서 전형적인 채널 재사용 기술을 유용하게 하는 것보다 채널 유용성의 최적화를 허용하는데 부당하게 이용될지 모른 아키텍쳐 특성을 포함하는 것이 밝혀졌다.

예를 들어, 포인트 대 다중포인트 시스템에서의 데이터 트래픽이, 고정 또는 연속 데이터율에 비하여, 폭주할 수 있다. 특히, 서브 단위상에서 수행되는 인터넷 브라우저 적용이 웹사이트로부터 HTML 코드를 다운로드하는동안 전형적으로 상당한 다운 링크 대역폭을 요구하나, 사용자가 HTML 코드와 연관된 디스플레이를 판독하는 동안 거의 없는 대역폭을 요구한다. 추가적으로, 브라우저와 같은 많은 적용에 대역폭 필요조건은 비대칭일 수 있다. 특히, 인터넷 브라우저는 가끔 많은 양의 데이터를 다운로드받지만, 비례적으로 업로드는 거의 없다. 따라서, 포인트 대 다중포인트 시스템은 비대칭, 폭주 트래픽과 연관된 데이터 처리량을 극대화하기 위한 동적 대역폭 할당(DBA) 기술을 이행할 수 있다.

본 출원은 "광대역 밀리미터파 데이터 통신을 위한 시스템 및 방법"이라는 제목으로 함께 계류중이고 일반적으로 할당된 U.S. 특허출원번호 09/434,707과, "동적 비대칭성을 사용하는 다중캐리어 시분할 이중화 시스템 내에서 효율성의 극대화"라는 제목으로 함께 계류중이고 일반적으로 할당된 U.S. 특허출원번호 09/604,437, 및 본 발명의 인용 발명으로 언급되는 "TDD를 위한 주파수 재사용"이라는 제목으로 함께 계류중이고 일반적으로 할당된 U.S. 특허출원번호 09/607,456과 연관된다. 본 출원은 또한 "무선 통신 시스템 내에서 섹터 동기화를 위한 인밴드 신호화를 위한 시스템 및 방법"이라는 제목으로 일반적으로 할당된 U.S. 특허출원과 동시에 접수되었다.

본 발명은 통신 시스템 및 방법과 연관되고 보다 구체적으로 전송 및 수신 모드를 동기화함에 의하여 포인트 대 다중포인트(point to multipoint) 무선 시스템의 대역폭을 최적화하기 위한 시스템 및 방법과 연관된다.

본 발명과 그 이점들의 보다 완전한 이해를 위해, 다음의 도면과 결합되는 다음의 상세한 설명들이 참조로서 기술될 것이다:

도 1은 클러스터 구조내에 정렬된 다지점 시스템의 도시적 예를 묘사한다.

도 2a는 도 1내에 나타난 포인트 대 다중포인트 시스템을 위한 도시적인 영역 구조를 묘사한다.

도 2b는 도 2a의 소자들중 하나를 위한 허브를 위한 구획화된 안테나 배열을 도시한다.

도 3은 특정 영역들내에서 허브들로부터 복수의 서브들로의 전송의 전파 및 복수의 영역들을 도시한다.

도 4a 내지 4d는 인접한 허브들의 반대 영역들과 관련된 RX 및 TX 프레임들을 위한 타이밍 도표를 각각 도시한다.

도 5는 QAM 캐리어 신호 및 관련된 적응 캐리어를 위한 예시적인 전력 밀도스펙트럼을 도시한다.

도 6a는 주파수 재사용 패턴내에서의 사용을 위한 주파수 채널당 두개의 편파를 갖는 여덟개의 주파수 채널들의 세트를 도시한다.

도 6b는 도 6a에 도시된 주파수 채널당 두개의 편파를 갖는 여덟개의 주파수 채널들의 세트를 사용하는 여덟개의 독특한 소자 타입들을 도시한다.

도 7은 반대 영역들이 동일한 편파를 갖는 동일한 주파수 채널위에서 수행할 경우 각각의 소자가 4개의 90° 영역으로 분리되어질 때의 4× 4 사각 격자내에서의 열여섯개의 소자들의 반복가능한 패턴을 도시한다.

도 8은 도 7내의 열여섯개의 소자들의 반복가능한 패턴으로부터 네개의 소자들의 하나의 그룹을 도시한다.

도 9는 반대 영역들이 동일한 편파를 갖는 동일한 주파수 채널에서 수행될 경우 각각의 소자가 4개의 90° 영역들을 분할될 때 평행사변형을 형성하는 4× 4 격자내의 열여섯개의 소자들의 반복가능한 패턴을 도시한다.

도 10은 인접하는 영역들간의 허브 안테나 사이의 동기화를 수신하고 전송하게 할 수 있는 편파 및 동일한 주파수 채널위에서 인접하는 영역들의 수행될 경우의 도 7의 반복가능한 패턴을 도시한다.

도 11a는 저장되는 도 10 패턴내에서 사용되지 않는 편파 및 그 주파수 채널들 그리고 도 10의 패턴내에서 사용되는 편파 및 그 주파수 채널들을 지시하는 도 6a내에 도시된 주파수 채널당 두개의 편파를 갖는 여덟개의 주파수 채널들의 세트를 도시한다.

도 11b는 도 10의 주파수 재사용 패턴 내에서 사용되어질 도 11a에 도시된 주파수 채널당 두개의 편파를 갖는 네개의 주파수 채널들의 세트를 사용하는 여덟개의 독특한 소자 타입들을 도시한다.

도 12는 도 10내의 열여섯개의 소자들의 반복가능한 패턴으로부터의 네개의 소자들의 하나의 그룹을 도시한다.

도 13은 시스템 사용자들의 용량 요구에 있어서의 증가를 수용할 부가적인 주파수 채널 영역의 중첩을 갖는 반복가능한 패턴 도 10을 도시한다.

따라서, 본 발명의 목적은 네트워크의 특정 부분 사이에 있어서 포인트 대다중포인트 시스템의 특별한 특성에 따라서 포인트 대 다중포인트 시스템의 대역폭을 극대화하는 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 대역폭의 동기화 동적 할당을 위한 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 포인트 대 다중포인트 시스템의 대역폭을 극대화하는 허브 단위 관련 그룹의 섹터 또는 다른 부분의 수신 및 전송 모드의 동기화를 위한 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 포인트 대 다중포인트 시스템에서 섹터 대 섹터 원격 측정법을 위한 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 개개 허브에서 빠른 동적 할당을 허용하는 동안 인접한 허브의 동기화를 가능케하는 발명 시스템 및 방법으로 사용되는 효율적인 통신채널을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 무선 통신 시스템에서 하나의 주파수 재사용 패턴을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 통신 주파수당 두 편파를 사용하는 4 × 4 격자내의 16 셀로 구성된 무선 통신 시스템 내에서 반복적인 주파수 재사용 패턴을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 그 패턴 내에서 직면 섹터가 동기화하는 4개의 셀의 4개의 서브클러스터 내에 16개의 셀로 구성된 무선 통신 시스템 내에서 반복적인 주파수 재사용 패턴을 제공하는 것이다.

본 발명의 더 나아간 목적은 주파수 재사용의 한 패턴에 의하여 동일 채널 및/또는 인접 채널 간섭을 줄이는 방법을 제공하는 것이다.

이러한 목적, 특성 및 기술적 장점은 복수의 허브와 상기 허브와 연관된 통신범위 구역 내에 분포된 복수의 서브를 포함하는 포인트 대 다중포인트 시스템 내에서 동작하는 시스템 및 방법에 의하여 달성된다. 포인트 대 다중포인트 시스템은 주파수 분할, 시분할, 또는 직교 코드 분할과 같은 스펙트럼 분할 기술을 활용하는 채널로 통신 채널을 분할한다. 또한, 허브는 섹터 안테나를 경유하여 그들의 통신범위 영역 내에서 서브로 통신한다. 스펙트럼 분할 및 섹터 안테나를 활용함에 의하여, 포인트 대 다중포인트 시스템의 실시예는 채널 재사용 계획에 따라서 채널 할당을 조정한다. 추가적으로, 실시예는 개개의 채널을 시 이중화 분할(TDD) 체계를 경유하고 같은 채널을 경유하여 전송 및 수신 모드로 분할한다. 이러한 TDD 체계에서, 허브는 전송 모드로 서브에 정보를 전달하고 수신 모드로 서브로부터 정보를 수신한다. 더욱이, 포인트 대 다중포인트 시스템의 허브는 비대칭 통신 모드를 달성하는 전송과 수신 모드 사이에 동적으로 대역폭을 할당할 수 있다. 또한, 본 발명에서 사용하는 실시예 서브는 지향성 안테나를 포함한다.

인접한 허브의 근접 섹터 내에서와 같은 동일 채널 간섭은 중요한 문제이다. 특히, 허브 안테나가 전형적으로 서비스 영역의 합성 범위를 제공하기 위하여 네트워크의 다른 허브의 방향으로 향하기 때문에 허브 대 허브 노출은 문제가 있다. 예를 들어, 실시예 허브는 방위각으로 30에서 90도 사이를 포함하는 섹터 안테나를 활용할 수 있고, 상기 섹터 안테나는 인접한 허브의 유사 섹터 안테나를 향한다.

포인트 대 다중포인트 시스템의 서브 단위는 고도의 지향성 안테나를 사용하기 때문에, 서브 단위 노출은 포인트 대 다중포인트 시스템의 실시예를 위한 중요한 문제가 아니다. 따라서, 서브 단위는 다른 서브 단위 또는 다른 허브 단위로부터 상당한 동일 채널 간섭에 노출되지 않을 수 있다.

채널 재사용 계획은 허브 대 허브의 동시 채널 간섭을 약화시켜 활용될 수 있다. 예를 들어, 네트워크의 허브에 의하여 사용하기 위한 채널의 주의깊은 할당에 의하여, 거의 1의 재사용 수행이 달성될 수 있다. 더욱이, 향상 채널 계획 기술을 통하여, 상기한 "TDD를 위한 주파수 재사용"이란 제목의 인용 특허출원에서 도시되고 서술된 바와 같이, 그리고 하기와 같이, 더 높은 채널 재사용 수행이 달성될 수 있다.

그럼에도 불구하고, 더 큰 채널 재사용을 허용하는 방법 또는 시스템 최적화는 전체적으로 시스템의 더 큰 대역폭을 허용할 수 있다. 본 발명은 허브의 전송 및 수신 모드를 동기화함에 의하여 일 실시예에서 이러한 목적을 달성한다. 본 발명의 일 실시예는 허브의 다른 섹터가 독립적으로 주파수 재사용 및 직면 섹터 동기화를 통하여 대역폭을 할당하도록 허용하는 동안, 지리적으로 인접한 하나의 클러스터 허브의 직면 섹터의 동적 대역폭 할당을 동기화한다. 상기 허브는 가장 가까운 허브에 특정 방향으로 인접한다. 이러한 실시예에서, 동기화 거리를 두개의 허브 범위 반경을 약간 넘도록 하는 경계 시간을 선택함에 의하여 최소화될 수 있다. 예를 들어, 최대 재사용이 6R, 9의 재사용 계획, 30도 섹터,4.5km 셀인 공간에서, 경계 시간이 대략 100㎲ 또는 재사용 클러스터의 최대거리로부터의 전파를 도모하는 실시예 채널 용량 대략 5%이다. 그러나, 본 발명이 인접 허브의 직면 섹터를 동기화함에 따라, 동기화 거리가 매우 줄어든다. 따라서, 더 작은 네트워크의 부분이 어떤 특정 동기화 결정에 대하여 동기화됨에 따라, 시스템의 계산 필요조건이 본 발명의 실시예에서 상당히 줄어든다. 또한, 직면 섹터 동기화는 동기화 원격 측정법의 이행을 단순화한다.

본 발명의 다른 실시예에서, 두개의 편파 모드가 주파수장 유용한 곳에서 다수의 주파수 할당의 재사용을 허용하기 위해 반복적인 패턴의 셀이 도용되는 곳에서 한 패턴의 주파수 재사용이 기술된다. 그러한 패턴의 주파수 재사용은 통신 시스템 동작에 유용한 주파수 할당수, 또는 통신 채널이 국한될 때 특히 유용하다. 특정 동작 영역을 위한 충분한 통신범위를 제공하기 위하여, 유효주파수를 재사용하는 셀의 패턴은 제공되어야 하고 이는 "인접 채널 간섭"으로 기술분야에 알려진 음영지역을 피하거나 동일 영역에서 사용되는 주파수 스펙트럼 상의 인접 채널 사이의 간섭을 피하기 위하거나, 또는 "동일 채널 간섭"으로 기술분야에 알려진 인접 영역 내의 동일 편파를 갖는 동일 주파수를 사용하는 두 셀 사이의 간섭을 피하기 위함이다.

셀 모양의 패턴을 이상적으로 원형으로 하고 각 셀이 비슷한 반경을 갖는 것으로 더 이상적으로 가정하면, 그러한 셀의 반복적인 패턴의 모양이 평평한 평면상의 오버레이로서 도시될 수 있다. 명백하게, 평평한 평면과 같은 이상화 및 실질적으로 동일한 간격으로 위치된 뚜렷한 셀은 실제 거의 발생하기 않는다. 그러나, 본 발명의 시스템과 방법은 그러한 이상화에만 국한되지 않고, 장애물, 지형지물, 비유사 셀 크기, 셀의 비정격 배치 등에 대하여 최소한의 변화만 고려되는 경우 전체적인 주파수 재사용 패턴이 사용될 수 있는 실제 상황에 적용될 수 있다. 하기의 본 발명의 개시는 이상적인 셀 등으로 이루어진 이상적으로 반복적인 패턴을 다룰 것이나, 그러한 이상화는 본 발명의 제한으로 해석되어서는 안된다.

실질적으로 같은 크기이고 원형인 셀에 대하여, 다중 셀 패턴의 하나의 배열은 같은 행 또는 같은 열에서 인접하는 두 셀의 경계가 일지점에서 접하는 사각 격자처럼 보일 수 있다. 그러한 배열에서, 수직으로 인접한 셀은 접하지 않는다. 다른 다중 셀 배열에서, 그 패턴내의 셀은 여섯 개의 인접 셀 각각에 접한다. 만약 셀이 육각형으로 이상화된다면 그러한 패턴은 벌집모양처럼 나타날 수 있다.

발명자는 90° 섹터를 갖는 셀을 위하여 최소한 8개의 주파수 할당 및 2개의 편파가 광대역의 무선 액세스 시스템을 위한 효율적인 주파수 재사용을 위하여 요구된다는 것을 실험적으로 결정했다. 이는 전세계 기반의 전형적인 주파수 자유 배치의 크기를 고려한 시분할 이중화("TDD") 시스템 내의 90° 섹터의 셀을 위한 합리적인 주파수/편파 할당 필요조건이다. 예를 들어, 유럽에서는, 예상 자유 배치가 28 GHz 대역에 대하여 2x112 MHz 또는 224 MHz이고 대략 42 GHz 대역에 대하여 500 MHz이다. 대부분의 북미 광대역 무선 액세스 동작기는 200 MHz를 초과하여 할당한다. 긴급 민간 채널 크기는 유럽에서 28 MHz이고 북미에서 25 MHz이다. 예상된 주파수 자유 할당과 결부된 이러한 채널 크기는 8이상의 유효 주파수 채널을 허용한다.

90° 섹터가 60°, 45°, 30° 섹터과 같은 더 작은 섹터 크기에 비해 단점을 가지고 있지만, 90° 섹터 크기는 대부분의 모든 광대역 무선 액세스 동작기 및 표준 그룹을 계획하는 기준선이다. 예를 들어, RF 수행은 좁은 섹터에 비하여 다소 넓은 섹터로 절충된다. 셀 직경은 그에 의하여 줄어들고 주어진 영역을 포함하기 위하여 허브/셀의 더 많은 수를 요구한다. 더 넓은 섹터는 또한 동일 채널 및 인접 채널 간섭의 더 큰 가능성을 일으킨다.

90° 섹터의 동작적인 약점에도 불구하고, 90° 섹터 설계에 상당한 경제적인 장점이 있다. 하나의 장점은 옥외 장비의 가격이 더 낮다는 것이다. 90° 섹터로, 더 작은 크기의 섹터와 비교할 때, 주된 것 및 부수적인 것 모두, 더 적은 섹터 및 더 적은 라디오, 안테나, 및 관련 장치를 필요로 한다. 게다가, 동작기의 상당한 비용은 지붕 권리이다. 집주인은 그들의 건물 지분에 장비를 배치시키는 권리에 대하여 책임을 지우려해서 90° 섹터는 지붕 권리를 위하여 더 낮은 비용이 든다. 또한, 더 넓은 섹터는 시스템의 초기 배치에 중요한 이득이 있는 더 큰 RF 범위를 제공한다.

하기 발명의 상세한 설명이 더 잘 이해될 수 있도록 앞서 보다 광범위하게 본 발명의 기술적 이점들과 모습들이 개괄되어졌다. 본 발명의 부가적인 모습들과 이점들이 이후 본 발명의 청구항들의 주제를 형성할 수 있도록 기술될 것이다. 당업자들에게는 개시된 특정 실시예 및 개념이 본 발명의 동일한 목적을 수행하기 위해 다른 구조를 형성하거나 변형하기 위한 기초로 용이하게 사용될수 있을 것임이 이해되어질 것이다. 또한 당업자에게는 그러한 균등한 구조들이 첨부된 청구항들에 나타난 본 발명의 정수와 범위로부터 분리되지 않을 것임이 이해되어질 것이다. 구성 및 작동의 방법과 같은, 본 발명의 특징이라고 믿어질 신규한 모습들은, 더 많은 대상들 및 이점들과 함께 다음의 도면들과 연계되어 고려될 때 하기 기술로부터 더 잘 이해되어질 것이다. 그러나 도면들의 각각은 단지 도시와 기술의 목적을 위해 제공되어지는 것이고 본 발명의 한정적 개념으로 의도된 것이 아님이 용이하게 이해되어질 것이다.

도 1은 본 발명을 사용하는 예시적인 포인트 대 다중포인트 시스템을 도시한다. 그 시스템은 바람직하게는 클러스터 구성내에서 배치된다. 비록 도시된 구조보다 다른 다수의 클러스터들이 본 발명에 따라 채택되어진다고 할지라도, 도시하는 클러스터는 복수의 허브(105, 106, 107, 108)로 구성된다. 본 발명을 사용하는 통신 네트워크는, 원격하여 놓여있던 또는 인접하여 놓여있던, 본 발명을 사용하는 클러스터들을 갖는 부가적 클러스터들을 포함할 것이다.

허브 (105, 106, 107 및 108)는 소자(101, 102, 103 및 104)로 커버리지를 제공할 것이다. 복수의 서브(109-119)는 소자(101, 102, 103 및 104) 각각 내에서 배치된다. 부가하여, 프로세서 시스템(120-131)은 각각 개별적인 서브 유니트들과 관련된다. 포인트 대 다중포인트 시스템은 대안적으로 프로세서 시스템내의 LAN 네트워크와 관련될 것임이 이해되어질 것이다. 대안적으로, 포인트 대 다중포인트 시스템의 서브 유니트들은 중간 네트워크로 연결될 것이다. 예를 들어 서브 유니트는 중간 ATM 스위치로 연결될 것이다. 본 발명을 채택하는 시스템은 임의적으로 많은 수의 허브들, 소자들 및 서브 유니트들을 포함하게 될 것임이 더욱 이해되어 질 것이다. 본 발명 기술의 단순성을 위해, 예시적인 실시예들은 네개의 소자들과 관련하여 설명되어졌다.

도 2a는 도 1에 나타난 포인트 대 다중포인트 시스템의 예시적인 영역 구조를 보여준다. 이미 언급되었듯이, 그 시스템은 소자(101, 102, 103 및 104)와 관련된 커버리지 영역들로 분할되어진다. 더욱이 비록 다른 영역 크기가 본 발명에 따라 동기화되어질지라도, 예시적인 실시예의 소자(101, 102, 103 및 104)는 90° 영역(101A-101D, 102A-102D, 103A-103D 및 104A-104D)으로 영역화되어진다.

허브(105, 106, 107 및 108)는, 허브(105)에 대하여 도 2b에 도시된 바와 같이, 영역 안테나들을 경유하여 영역으로/으로부터 신호를 수신하고 전송한다. 그 영역 안테나(202A) 내지 영역 안테나(202D)는 각 영역을 위하여 이산된 안테나 요소를 사용할 수 있을 것이다. 대안적으로, 그 영역 안테나는 복수의 협소한 빔 안테나 요소를 영역 커버리지를 동기화하기 위하여 사용할 수 있을 것이다. 이러한 구조에 있어서, 영역(101D, 102C, 103B 및 104A)중의 어느 것과 관련된 영역 안테나로부터 전송된 RF 신호들로부터의 에너지는 이 그룹의 다른 영역 안테나들내에서 감지되어 질 것이다.

포인트 대 다중포인트 시스템내에 전체로서 위치한 스펙트럼은 채널들로 세분되는 것이 바람직할 것이다. 시분할, 주파수 분할 채널, 주파수 도약 채널, 및 직교 코드 채널과 같은 채널 분할의 여러 방법이 본 발명에 사용될 수 있을 것이다. 그 채널들은 이산된 세트로 분할된다. 부가적으로 채널들의 세트는 포인트 대 다중포인트 시스템의 영역중에 재사용 스케줄에 따라 위치한다. 이러한 예시적인시스템내에서, 본 발명을 나타낼 목적으로 RF 신호(302-307)는 동일한 채널로 전송되어진다. 다른 신호가 다른 채널들에서 예시적인 신호의 수신 및 전송을 갖고 동시에 발생할 수 있는 것임이 이해되어질 것이다.

바람직한 실시예에 따르면, 최소한 특정 소자의 인접한 영역들은 채널 재사용 계획에 따라 다른 채널 세트들이 제공되어진다. 예를 들어, 영역(104B 및 104C)에 의해 사용을 위해 배당되는 채널들은 영역(104A)에 의해 사용을 위해 배당되어지는 채널들과는 다르다. 그러나, 영역 안테나의 전 및 후 고립에 의존하여, 측면 로브 특징과 그와 같은 것, 채널 세트들은 영역(104B 및 104C 및/또는 104A 및 104D)내에서와 같이, 소자내에서 재사용되어질 것이다.

도 3은 허브(105 및 106) 각각으로부터의 일련의 RF 전송 신호(301-306) 방송을 도시한다. 허브(105)는 영역(101D)내에서 301 방향으로 전파하는 신호들을 갖고 일련의 RF 시간 버스트 또는 시간 슬롯 신호(302, 303, 및 304)를 전송한다. 허브(105)는 영역 안테나를 사용하기 때문에, RF 신호(302, 303, 및 304)와 관련된 에너지는 영역(101D)을 통해 전파된다. RF 신호(302)는 서브(109)를 위한 정보를 포함한다. RF 신호(303)는 서브(110)를 위한 정보를 포함한다. RF 신호(304)는 서브(111)를 위한 정보를 포함한다. 유사하게, 허브(108)는 영역(104A)내에서 308 방향으로 전파하는 신호를 갖고 일련의 RF 시간 버스트 및 시간 슬롯 신호(305, 306 및 307)를 전송한다. 허브(104)가 영역 안테나를 사용하기 때문에, RF 신호(305, 306 및 307) 관련 에너지는 영역(104A)을 통하여 전파한다. RF 신호(305) 에너지는 서브(117)를 위한 정보를 포함할 것이다. RF 신호(306)는 허브(118)를 위한 정보를포함할 것이다. RF 신호(307)는 서브(119)를 위한 정보를 포함할 것이다.

결국, RF 신호(302, 303, 및 304)는 소자(194)의 제한을 넘어 소자(101, 102 및 103)로 전파될 것이다. 따라서 RF 신호(302, 303, 및 304)는 소자(101, 102, 및 103)내에서 동일 채널 간섭을 야기할 수 있다. 포인트 대 다중포인트 시스템의 바람직한 실시예에 따르면, 서브 유니트들은 관련된 허브 방향으로 되고 따라서 클러스터의 나머지 허브들과는 떨어지게 되는 고감도 방향성 안테나를 사용한다. 따라서 서브들은 RF 신호(302, 303 및 304)로부터의 동일 채널 간섭을 경험하지 않을 것이다.

그러나, 허브(105, 106 및 107)는 RF 신호들이 특정한 허브에 도착할 때 RF 신호(302, 303 및 304)와 관련된 특정 채널들에 대하여 그 허브들이 수신 모드내에 있다면, 동일 채널 간섭을 경험할 것이다. 바람직한 실시예에 따르면, 허브(108)는 허브(107)가 영역(103b)을 위해 사용하고, 허브(106)가 영역(102c)을 위해 사용하고, 허브(105)가 영역(101D)을 위해 사용할 경우 동일한 채널들의 세트를 영역(104A)을 위해 사용한다. 따라서 RF 신호(302, 303 및 304)는 허브(106, 107 및 108)에서 그들의 도착 시간에 의존하는 동일 채널 간섭을 야기할 수 있을 것이다. 허브(106, 107 및 108)가 전송 모드에 있을 때 만일 RF 신호(302, 303, 304)가 도착한다면 RF 신호(302, 303 및 304)는 무시할만한 효과를 갖게 될 것임이 이해되어질 것이다. 유사하게, 만일 허브들이 그들의 도착시 신호들과 관련된 채널에 대하여 수신 모드에 있다면, RF 신호(305, 306 및 307)는 허브(105, 106 및 107)내에서 동일 채널 간섭을 야기할 것이다.

부가적으로, 영역(101D 및 104A)내의 서브들은 RF 신호(309-314)를 방송한다. 이미 언급된 바와 같이, 이 시스템의 바람직한 실시예의 서브 유니트들은 고감도 방향성 안테나를 사용한다. 그 시스템의 구조는 각 허브들에 집중되는 매우 협소한 빔내의 방사된 RF 에너지에 고도의 방향성을 갖는 안테나들이 초점을 맞출 정도이어야 한다. 따라서, 그 서브들은 동일 채널 간섭을 야기할 시스템내의 다른 안테나와 결부되지 않을 것이다. 이러한 예시적인 시스템이 RF 신호(302-307) 및 RF 신호(309-314)가 동일한 주파수 채널을 경유하여 전송될 것임을 고려하는 것이 이해되어질 것이다. 따라서, 본 발명을 보여주는 그 예시적인 시스템은 TDMA 버스트 주기에서 RF 신호 전송의 타이밍을 제어한다.

본 발명 및 방법의 바람직한 실시예는 허브 전송이 동일 채널 간섭을 야기하지 않도록 포인트 대 다중포인트 시스템내의 특정 전송을 동기화한다. 물론, 수신창은 본 발명에 따른 전송 창 동기화에 대신하여 또는 부가하여 또한 동기화될 것이다. 채널간의 고립의 정도에 따라, 인접 영역들내의 개별 채널들을 독립적으로 동기화하는 것이 가능할 것이다. 동기화 개별 채널들에 의해, 적응 시간 분할 동시 송수신 방식 계획은 각 채널 기초에 대한 출력을 최대화할 것이다. 그러나, 이러한 접근은 더 많은 처리 용량을 적정한 수신 및 전송 비대칭을 계산하기 위해 필요로 하고, 따라서 더 많은 장치 비용 및 복잡성을 요구한다. 따라서, 바람직한 실시예는 인접한 영역들내에서 사용되는 모든 채널들을 위한 전송과 수신을 동기화한다. 이러한 방식으로, 본 시스템과 방법은 비용과 복잡성을 바람직한 수준에서 유지하면서 대칭 시간 분할 동시 송수신 방식 알고리즘의 더 많은 수행을 허락한다.

도 4a 내지 4d는 허브(105, 106)의 영역(101D, 102C, 103D, 104A)을 위한 전송 및 수신 프레임의 예시적인 타이밍 도표를 나타낸다. 각 허브는 바람직하게는 t₀시간에 그의 전송 모드를 시작하도록 동기화된다. 허브(105)는 TX 버스트(401-403)를 전송하고, 서브(109-111)를 위한 정보를 각각 포함한다. 허브(106)는 서브(114)를 위한 정보를 포함하는 T_X버스트(404)를 전송한다. 허브(107)는 버스트(405 및 406)를 전송하고, 서브(115, 116)를 위한 정보를 각각 포함한다. 허브(108)는 버스트(407-409)를 전송하고, 서브(117-119)를 위한 정보를 각각 포함한다. 또한 각 허브는 바람직하게는 t₆시간에서 그의 전송을 종결하도록 동기화된다.

덧붙여, 허브(105-108)는 더욱 동기화되어 허브(105-108)가 t₆시간에서 t₇시간까지 서브로부터 버스트를 수신하지 않는다. 이 기간동안, 전송 및 수신에서의 지연은 가드(316)를 생성한다. 가드(316)의 생성은 바람직하게는 각 버스트들과 관련된 RF 신호들이 허브가 수신 모드로 진입하기 전 동일 채널 간섭을 경험할 어떠한 허브를 넘어서도 전파되도록 선택되어 진다. 인접 영역 동기화는 이 실시예를 위한 동기화 거리가 두개의 허브 반경(허브 (105) 및 허브(108) 사이의 거리)보다 약간 더 크게 되도록 한다. 적절한 재사용 계획을 갖는 인접 영역 동기화는 충분한데, 왜냐하면 채널들을 사용하는 비동기화된 영역은 충분히 분리되도록 공간을 갖거나 또는 동일 채널 간섭을 피하기 위해 다른 방향을 접하게 될 것이기 때문이다.

그러한 주파수 재사용 계획의 예시적 논의는 발명의 명칭을 "TDD를 위한 주파수 재활용"으로 하는 상기 참조 특허출원내에 포함되어 있다. 주파수 사용을 이용하는 환경에서는 채널들이 구조 개시 작동 동안 허브를 물리적으로 구조화하기 위해 사용되는 허브에서의 비 휘발 메모리 내에서의 배당된 채널들을 저장함으로써 허브와 그들의 개별 영역들로 배당될 것이다. 대안적으로, 채널들은 동적 채널 배당 알고리즘에 부합하도록 동적 기초위에서 배당될 것이다. 이 경우 채널 제어기는 특정 동적 배당 알고리즘을 실행할 것이고 주기적으로 배당된 채널을 개별 영역에서의 사용을 위한 허브들과 통신하게 할 것이다.

t₇시간후, 허브들(105-108)은 수신 모드로 진입하도록 동기화되어진다. 이 시점에서, 허브들(105-108)은 다른 허브로부터 전송되는 RF 신호들을 감지하지 않도록 그들의 개별 서브들로부터의 전송을 수신할 것이다. 수신 모드 동안, 허브(105)는 서브(109-111) 각각으로부터 RX 버스트(410-412)를 수신한다.

허브(106)는 서브(114)로부터 RX 버스트(413)를 수신한다. 유사하게, 허브(107)는 서브(115) 및 서브(116) 각각으로부터 RX 버스트(414 및 415)를 수신한다.

허브(108)는 서브(117-119) 각각으로부터 RX 버스트(416-418)를 수신한다.

허브(105-108)는 바람직하게는 t₁₃시간에서 그들의 수신모드를 종결하도록 동기화 되어진다.

부가하여, 이 실시예는 다른 이점들을 제공한다. 첫째, 인접한 허브들은 직접적 통신을 할 수 있고 따라서 원격 측정 라인들의 사용이 없이도 프레임 타이밍 및/또는 채널 할당을 좌표화할 수 있다. 두번째 동기화 방식으로 체널 할당을 좌표화하기 위해 필요한 원격 측정 대역폭은 중요하게도 인접 허브 구조에서 감소되어 진다. 더욱이 인접 영역 동기화는 클러스터 와이드 동기화(cluster-wide synchronization) 보다 더 낮은 계산 용량을 필요로 한다.

본 발명이 더 많은 채널 재사용 뿐만 아니라 다른 고려를 통해 더 많은 시스템 사용과 수행을 허용한다는 것이 이해되어 질 것이다. 인접한 영역 또는 인접한 안테나 빔들을 동기화함으로써, 본 발명은 다른 어떠한 임의적 제한도 다른 영역 또는 안테나 빔들과 관련된 전송 및 수신 비대칭에 가하지 않는다. 예를 들어, 인접한 영역들 내에의 서브 유니트들은 집합적으로 중요한 전송 대역폭을 요구하지만 시간적으로 특정 순간에는 대역폭을 거의 수신하지 않는 것이 가능하다. 동시에, 비 인접 영역의 서브 유니트들은 집합적으로 대역폭 요구를 필요로 한다. 만약 전체 영역의 그룹이 동기화 되어지면, 대역폭의 일부는 인접 및 비 인접 영역내에서 소모될 것이다. 따라서 본 발명은 다른 비대칭과 무관하게 인접 영역들의 전송 및 수신 비대칭을 작동한다. 비대칭 관계를 엄격하게 함으로써, 시스템은 시간적으로 다양한 순간에 시스템을 통하여 고유하게 변하는 대역폭 요구에 적응하게 될 것이다.

본 발명은 허브(105-108)의 정확한 시간에 전송 모드 또는 수신 모드를 시작하거나 또는 종결하는 것을 필요로 하지 않는다는 것이 더욱 이해되어질 것이다.

그러나, 더 정확한 동기화는 보호 시간을 감소하고 그럼에 따라 시스템 출력을 최대화한다. 더욱이 본 발명은 어떤 특별한 채널 대역폭의 서브로의 할당도 필요로 하지 않는다. 어떠한 수의 채널 분할 기술도 사용되어질 것임이 이해되어질것이다. 단일 전송/수신 사이클동안 모든 대역폭은 특정 서브로 할당되어질 것이다. 대안적으로, 영역내에서의 각 서브는 TDM/TDMA 계획내에서 전송/수신 사이클당 사용가능한 대역폭의 지정된 일부를 수신할 것이다. 대안적으로, 그 서브들은 폴링 계획에 따라 대역폭으로 할당될 것이다. 그 허브들은 스케줄 대역폭에 대한 어떤 수의 알고리즘도 특정 서브 유니트로 결합하게 할 것이다.

수신 및 전송 모드는 다른 기술을 통해 분리될 수 있다. 예들 들면, 서브는 일련의 신호를 허브로 보내는 CSMA/CD기술을 사용한다. 이를 대신하여, 시스템은 통신채널로의 서브의 접근을 위해 회선경합 주기 또는 비회선경합 주기를 사용한다.

본 발명과 협력하여 허브와 선택된 채널의 허브 사이에서 다수의 다른 신호방식이 일어날 수 있음을 이해할 수 있다. 예를 들면, 허브는 모든 서브유닛을 위해 의도된 방송의 버스트를 전송한다. 허브들은 제어채널의 버스트를 전송할 수 있다. 부가적으로, 허브들은 그 허브와의 동기화를 위해 시간정보 또는 네트워크 할당 벡터를 포함하는 비컨신호를 전송한다. 신호전달은 전송, 전송의 허락 또는 데이터 버스트 확인 요청을 포함한다.

본 발명은 전송 또는 수신모드의 엄격한 정의를 필요로 하지 않음을 이해할 수 있다. 예를 들면, TDM/TDMA 전화통신 시스템은 시스템의 음성 소통의 수행을 최적화하기 위해 수신 및 전송모드의 지속기간과 타이밍을 엄격하게 정의한다. 이와 대조적으로, 본 발명은 비대칭적 전송 및 수신모드를 갖는 시스템내에서 작동할 수 있다. 또한, 본 발명은 전송 및 수신모드의 지속기간을 동적으로 변화시키는 시스템에서 채택될 수 있다. 본 발명과 함께 채택될 수 있는 예시적인 동적 대역폭 할당 시스템과 방법은 "광대역 밀리파 데이터 통신 시스템 및 방법"이라 일컬어지는 상기한 참조 특허출원에 기술되어 있다. 바람직한 실시예에 따라 전송 및 수신모드에 할당된 대역폭의 동적 변화를 용이하게 하기 위해, 바람직한 실시예의 동기화된 섹터를 보유하는 허브는 그 변화를 대응하는 허브 및/또는 공통 제어시스템에 전달한다. 따라서, 본 발명의 다른 관점은 동일채널의 연결에 종속되는 허브들의 전송 및 수신모드의 동기화를 위한 원격측정법 통신 채널을 제공한다.

이 통신 채널을 제공하기 위하여 몇몇의 시도가 행해질 수 있다. ILEC(기존의 지역 교환 캐리어)로부터 차용된 연결이 원격 측정법을 동기화하는데 사용될 수 있다. 그러나, ILEC 연결보다는 포인트 대 다중포인트 시스템에 관련된 통신 리소스의 사용이 선호된다. 따라서, 섹터 동기화 원격 측정법은 포인트 대 다중포인트 네트워크에 관련된 백하울(backhaul)을 사용한다. 백하울은 광대역 광섬유 게이트웨이 또는 다른 광대역 데이터 등급 연결, T1 통신라인, 케이블 통신시스템 등과 같은 어떤 형태의 통신수단에서도 수행될 수 있다. 그러나, 백하울로의 연결 또는 그 백하울에 연결된 다른 시스템들이 제어채널을 사용하여 섹터 동기화를 수행하는 클러스터의 각 허브에 요구된다. 이것이 많은 시스템에서 충분하다 하더라도, 특정 시스템이 백하울에 연결되지 않은 허브를 갖기 때문에 이것은 최적의 해결책은 아니다.

도 5는 제1 캐리어 밴드에 인접한 한정된 캐리어 밴드를 포함하는 동기화 원격측정법을 위한 바람직한 선택예를 나타낸다. 본 발명의 바람직한 실시예에서, 포인트 대 다중포인트 시스템의 스펙트럼은 불연속의 50㎒ 채널로 분할된다. 제1 데이터 통신은 대략 46㎒를 점유하는 직교 진폭 변조(QAM) 캐리어(501)를 통해 일어난다. 부가적으로, 바람직하게는 130㎑의 대역폭을 갖는 제한 대역 적응형 캐리어(502)가 동기화 원격 측정법을 제공하기 위해 50㎒ 채널의 보호 영역에 설치된다. 허브들은 바람직하게는 적응형 캐리어(502)를 통해 정보신호를 보내기 위해서 2레벨 FSK 변조를 사용한다. 바람직한 실시예에서, 적응형 캐리어(502)는 100kbps 신호속도, 10^-12의 비트 오류율을 위한 10dB C/N, 연결 코딩 및 QAM 전력 수준 이하에서 10dB의 전송능력을 포함한다. 이 형식의 채널을 사용하여, 제어 채널은 특정한 허브 클러스터의 인접한 섹터 안테나 빔을 통해 전송되고 및/또는 수신된다.

협대역 적응형 캐리어(502)는 50㎒ 시스템을 위해 최적화된 바람직한 신호전송 채널을 제공함을 이해할 수 있다. 그러나, 협대역 캐리어로서 수행되기 위하여 원격 측정 제어 채널은 요구되지 않는다. 본 발명이 광대역의 포인트 대 다중포인트 시스템에서 사용된다면, 원격 측정 제어 채널은 넓은 스펙트럼에 걸쳐 처리된 전개 스펙트럼일 것이다. 부가적으로 소정의 채널내에 연관된 보호 영역에 적응형 캐리어(502)를 위치시키는 것은 요구되지 않는다. 적응형 캐리어는 명확하게 할당된 스펙트럼을 사용하여 작동된다.

바람직한 실시예에서, 본 발명을 사용하는 인접한 허브들은 그것들의 각각의 서브유닛으로부터 대역폭의 요청을 수신한다. 허브들은 대역폭의 계산에 기초하여연산을 수행한다. 이런 형태의 시스템에서, 대역폭 제어기는 적응형 캐리어(502)를 통한 대역폭 계산의 결과치를 수신하기 위해 하나의 허브에 위치한다. 이를 대신하여, 대역폭 제어기는 각각의 허브들에 링크된 분리된 시스템으로서 실행되기도 한다.

대역폭 제어기는 동기화 섹터를 위한 최적의 전송 및 수신모드의 지속기간을 결정하기 위해 수신된 계산치를 사용한다. 제어기 허브는 결정된 전송 및 수신모드의 지속기간을 허브들로 전하기 위해서 적응형 캐리어를 사용한다. 여기서, 허브들은 전송 및 수신 리소스를 인접한 섹터내의 그 각각의 서브들에 할당하기 위해 지속기간을 사용한다. 제어기는 대역폭 요청을 수신하여 직접 계산을 수행함이 이해되어야 한다. 그러나, 계산의 수행은 그것이 처리요구를 더욱 효율적으로 분배하므로 허브에서 이루어지는 것이 바람직하다. 또한, 허브들은 적응형 캐리어의 링크가 방해되는 경우에 수신 및 전송모드를 제어하기 위한 로직을 포함하는 것이 이해되어야 한다. 예를 들면, 허브들은 전송 및 수신모드를 위해 일시적으로 소정의 길이로 복귀한다. 이를 대신하여, 허브들은 동일한 길이의 수신 및 전송모드를 일시적으로 정의할 수 있다.

예를 들면, 본 발명의 대역폭 제어기는 순방향 및 역방향 링크 양쪽의 순간적인 트래픽 요구를 감시하며 이에 따라 캐리어 채널을 작동하는 ATDD 및/또는 비대칭성의 적절한 양을 결정한다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 대역폭 제어기는 중앙처리장치 및 본 발명의 허브의 연관된 RAM에서 작동할 수 있다. 제어기는 요구되는 동기화에 영향을 주기 위해 인접한 안테나 빔과 비휘발성 메모리의 각 채널의 기록을 포함한다. 이를 대신하여, 대역폭 제어기는 동적으로 섹터를 변화시키고 및/또는 동적으로 다양한 섹터들에 채널을 부여하는 환경에서 작동한다. 이 환경에서, 대역폭 제어기는 인접한 안테나 빔들과 그것들의 채널에 관한 정보를 획득하기 위하여 시스템의 섹터 구성 및/또는 채널 할당 알고리즘에 영향을 미치는 시스템의 일부분과 통신한다. 물론, 그것의 적절한 알고리즘 제어 수행을 하는 범용프로세서 기반의 컴퓨터 시스템과 같은 추가적인 및/또는 다른 장치가 본 발명에 따른 대역폭 제어기의 작동을 위해 사용될 수 있다.

도 6a를 참조하면, 그 집합(600)은 주파수 채널마다 유효한 2개의 편파(polarization)를 갖는 통신시스템을 위하여 8개의 유용한 주파수 채널을, 또한 여기서 "주파수"라고 일컫어지는 것을, 개념적으로 기술한 것이다. 주파수들의 집합(601)은 하나의 편파에 있고 주파수들의 집합(602)은 다른 편파에 있다. 바람직하게, 주파수 집합(601)과 주파수 집합(602)의 편파는 이후 기술될 동일한 주파수에서 다만 다른 편파에서 작동하는 안테나들 사이에서의 간섭 가능성을 최소화하기 위해 상호적으로 직교한다. 그 편파는 수평 및 수직 정렬이거나 또는 좌측경사 및 우측경사 정렬일 수 있으며, 다만 이에 한정되지 않는다.

비록 이하의 기술은 8개의 주파수와 2개의 편파에 대한 주파수 재사용 패턴을 전개하였지만, 본 발명의 시스템과 방법은 8개 주파수와 2개의 편파에 한정되지 않는다. 여기서 개시된 주파수 재사용 패턴에 대한 원리는 본 발명의 시스템 및 방법에서 주파수 재사용 패턴을 전개하는 8개의 이상의 주파수를 이용할 수 있는 통신시스템의 경우에 마찬가지로 적용이 가능하다.

도 6b는 2a에 표시된 셀과 같은 각각의 셀이 4개의 90° 의 실질적으로 겹치지 않는 섹터로 분할되는 8개의 셀을 기술한다. 각 셀의 허브는, 예를 들면 도 2b에 나타난 허브(105)와 같이, 최소한 섹터마다 하나의 안테나를 갖는다. 도 6b에 도시된 바와 같이, 하나의 셀의 반대 섹터들은 동일한 주파수/편파 할당을 갖고 작동한다. 그 셀(601A)을 예로 들면, 섹터(610B 및 610C)가 주파수/편파(602T)에서 작동할 때 섹터(610A 및 6101B)는 주파수/편파(601A)에서 작동한다. 비록 섹터의 지정은 오직 셀(610)에서만 나타냈지만, 그 섹터의 지정은 모든 셀에 적용되고 상세한 설명과 도면들 전체에 걸쳐 사용된다. 도 6a에 나타난 바와 같이 주파수마다 8개의 주파수와 2개의 편파를 사용할 수 있는 경우, 16개의 유일한 주파수/편파 섹터 할당 또는 "자유도"가 사용될 수 있다. 셀 안의 주파수/편파 섹터 할당들과 즉, 최대의 주파수 분리와 직교 편파 할당들 사이의 "거리"를 최대화 하기 위해 주파수 재사용 계획에서 인접한 채널과 동일 채널의 간섭을 최소화 하는 것이 중요하다.

게다가, 시분할 이중화 시스템(ATDD)에서 주파수 분리를 최대화 하는 것은 셀 내의 독립 동적 비대칭 프레임의 사용에 관련된 결합의 문제를 최소화한다. 도 6a에 도시된 바와 같이 16 자유도를 갖는 정렬들의 패턴은, 그 패턴이 셀내의 섹터 할당들 사이의 "거리"의 최대화를 야기하므로, 바람직하다. 본 발명의 시스템과 방법은 16자유도를 갖는 다른 할당들의 패턴의 사용을 예고한다.

상기 기술한 섹터 할당들의 패턴을 사용하는 경우에, 16의 섹터 할당들 즉, 자유도의 각각이 한 번 사용되면 8개의 유일한 "셀 타입"이 사용될 수 있다. 도 6b의 셀들 각각은 유일한 셀 타입이다. 8개의 셀 타입은 도 6a의 주파수/편파 할당들을 갖는 통신 시스템의 작동 지역의 최대한의 적용범위를 획득하는 동시에 동일채널과 인접한 채널의 간섭을 최소화 하도록 특정한 방식으로 배열될 것이다.

도 7을 살펴보면, 다중셀 주파수 재사용 패턴의 일부분이 도시되어 있다. 도면에 도시된 바와 같이, 16셀의 4× 4 직선의 격자는 4개의 2× 2 그룹(701 내지 704)으로 구성된다. 16셀의 격자는 격자(710)의 사례에 의해 점유되는 지역보다 넓은 지역을 점유하도록, 도 7의 방향에서 참고되듯이, 수직으로 그리고 수평으로 반복될 수 있다. 격자(710)내의 셀들은 각각의 셀이 지정된 유일한 행과 열의 위치를 점유하도록 배열되고, 도 7의 맨 아래행의 모든 셀들은 720으로 지정된 열에 있고 도 7의 가장 좌측열의 모든 셀들은 720으로 지정된 열에 있다. 16셀의 격자내의 셀들은 행과 열에서 인접한 셀들은 접촉하고 그러나 대각선 방향으로 인접한 셀들은 접하지 않도록 배열되어 있다. 행과 열의 지정은 임의적이고 오직 패턴의 셀들의 배열을 정확히 기술하는데 편의를 주기 위해 사용된다. 행과 열의 지정은 본 발명의 일부분이 아니며 어떠한 형태로도 본 발명을 한정하는 것으로 해석되어서는 안될 것이다.

도 8을 살펴보면, 도 7의 사각격자(710)의 하단 좌측 1/4의 위치에 위치하는 4셀의 그룹(703)이 기술되어 있다. 셀 그룹(703)의 4개의 셀들의 각각은 상기 기술되고 도 6b에 나타난 8개 셀 타입 중 유일한 하나이다. 셀(650)은 그것의 행과 열로 인접한 셀들에 접하며 즉, 셀(650)은 셀들(610 및 660)에 접한다. 셀들(610, 620, 650 및 660)은 셀 그룹(703)내에서 행과 열이 인접한 셀들에 대면한 셀들의 편파가 동일하지 않도록 방향지워져 있다. 예를 들면, 셀(660)에 인접한 열에서 그것의 대면하는 섹터 즉, 섹터(660A)는 다른 편파(도 6a의 2개의 편파를 참조)로 되는 동안에 셀(650)의 섹터(650A)는 하나의 편파로 된다. 도 7 및 도 8을 살펴보면, 4개의 셀 그룹(701 내지 704)의 각각에 있어서 행과 열이 인접한 셀들에 대면한 셀들의 편파는 동일하지 않은 것이 나타나 있다. 그룹내의 셀들의 방향성은 상기한 바와 같이 동일채널과 인접한 채널의 간섭을 최소화 하는 기능을 한다.

도 7을 다시 참조하여, 셀 그룹(704)을 살펴보면, 셀 그룹(704)의 4개 셀들의 각각은 상기 기술되고 도 6b에 도시된 8개 셀 타입 중의 유일한 것이 된다. 게다가, 셀 그룹(704)의 셀들 각각은 셀 그룹(703)에 사용된 셀 타입들과는 다른 셀 타입이다. 다시 말하면, 도 6b에 도시된 8개의 셀 타입들에서, 그 셀 타입들 중의 4개는 그 셀 그룹(703)에서 사용되고 나머지 4개의 셀 타입들은 그 셀 그룹(704)에서 사용된다. 그 셀 그룹(704)의 셀들의 방향성은 상기한 바와 같이 그 셀 그룹(703)의 셀들의 방향성과 유사하다: 행과 열에 인접한 셀들에 마주보는 셀들의 편파는 동일하지 않다. 더우기, 그리고 바람직하게는 셀들(620, 660, 630 및 670)과 행에 인접한 셀들에 마주보는 셀들의 편파는 도 7에 나타난 바와 같이 다르다.

4개 셀 그룹의 셀들의 방향성과 배열을 기술하였으므로, 셀 그룹(704, 701)의 셀들 사이의 관계와 함께 셀 그룹(703, 702)의 셀들 사이의 관계가 있음에 주의하여야 한다. 도 7의 셀 그룹들(703, 702)을 참조하면, 동일한 4개의 셀 타입들이 셀 그룹들의 각각에 나타나고 셀 그룹들 각각의 셀들의 배열은 동일하며 즉, 셀 그룹(703)의 셀(650)은 셀 그룹(702)의 셀(65OS)와 동일한 셀 타입임을 알 수 있다.

그러나, 각 셀의 주파수/편파의 할당은 대응하는 섹터들의 쌍의 사이에서 교환되어 왔다. 셀 그룹(703)의 셀(650)에서 상단 우측 및 하단 좌측의 섹터는 제1 주파수/편파의 조합임에 반하여, 동일한 제1 주파수/편파의 조합이 셀 그룹(702)의 셀(650S)의 상단 좌측 및 하단 우측의 섹터에 나타난다. 그룹들(703, 702)의 각각의 셀에 있어서도 동일하다. 그 관계는 셀 그룹(702)의 셀들은 셀 그룹(703)의 셀들의 방향으로부터 90° 회전한 것과 같이 다른 방법으로 바라볼 수 있다. 마찬가지로, 셀 그룹들(704, 701)의 셀들은 동일한 방식으로 관계되어 있다.

셀 그룹들(703/702와 704/701) 사이의 셀들의 방향성의 변화의 이유는 동일한 셀 타입의 셀들의 섹터들 사이에서 동일채널 간섭을 최소화 하기 위한 것이다.

예를 들면, 그 셀(650S)이 셀(650)과 동일한 방향성을 갖는다면, 셀(650)의 대면한 섹터(650A)와 셀(650S)의 섹터(650SC)는 동일한 편파를 갖는 동일한 주파수에서 작동할 것이다. 셀의 반경이 "R"로 지정되면, 셀들(650, 650S)의 허브들 사이의 거리는가 된다. 이 거리는 동일채널의 간섭을 방지하는데 불충분하다. 대응하는 섹터들에서의 주파수/편파의 교환은 허브들 사이의 불충분한 거리의 문제를 극복하는 것을 돕는다. 도 7의 주파수 재사용 계획을 사용하면, 동일한 주파수/편파를 갖고 작동하는 마주보는 섹터를 갖는 허브들 사이의 거리는 상기 예의 거리의 2배인가 된다. 상기한 4× 4 직선 격자의 패턴은 격자(710)보다 큰 지역의 적용범위를 제공하기 위해서 수평 및 수직으로 반복될 수 있다. 도 7에 도시된 바와 같이, 셀들의 행과 열은 수평 및 수직으로의 반복성을 설명하기 위해 반복된다. 본 발명은 도 7에 나타난 셀들의 특정한 수와 셀들의 형태들의 특정한 할당 또는 섹터의 방향성에 의해 제한되는 것이 아님을 이해해야 한다. 상기 기술한 개념을사용하는 어떠한 반복적인 직선 격자들도 본 발명의 범위에 있는 것으로 해석되어야 한다.

도 9를 살펴보면, 셀들의 다른 패턴이 도시되고, 여기서 "쉬프트 스퀴시(shift and squish)"라고 일컫는다. 도 7에서 볼 수 있듯이, 직선 격자(710)의 반복성 패턴은 셀들 사이의 불감영역의 알맞은 지역으로 허용된다. 쉬프트 스퀴시 패턴(910)은 틈새의 불감 영역의 상당량을 제거한다. 직선 격자(710)와 같이, 쉬프트 스퀴시 패턴(910)은 8개의 셀 타입들 중의 각 2개인 16의 셀들로 구성된다.

쉬프트 스퀴시 패턴(910)의 하단 2개의 열들은, 직선 격자 패턴(710)의 셀들의 하단 2열과 유사하게, 도 6b에 도시된 바와 같이 8개의 셀 타입들 중의 각 하나로 구성된다. 또한, 직선 격자 패턴(710)의 셀들의 상단 2열이 하단 2열과 같이 8개의 셀 타입들 중의 각 하나의 다른 집합으로 구성되는 것과 유사하게, 하단 2열과 같이 쉬프트 스퀴시 패턴(910)의 셀들의 상단 2열들은 동일한 8개의 셀 타입들 중의 각 하나의 다른 집합으로 구성된다. 그러나, 직선 격자(710)와는 다르게, 쉬프트 스퀴시 패턴의 셀들의 상단 2열은 쉬프트 스퀴시 패턴(910)내의 셀들의 하단 2열과 같이 동일한 상대적 방향성으로 배열되지 않는다. 예를 들면, 대응하는 셀들(901S에서 904S까지)은 좌에서 우로 904S/901S/902S/903S의 순서로 배열되는 반면에, 셀들(901에서 904까지)은 좌에서 우로 901/902/903/904의 순서로 배열된다. 동일한 관계가 격자(910)의 다른 2열의 셀들에 대하여 유지된다. 게다가, 대응하는 셀 타입의 셀들의 대응하는 섹터들의 2개의 쌍의 주파수/편파 할당은 교환된다.

도 9에 도시된 바와 같이 쉬프트 스퀴시 패턴은 반복가능하다. 패턴의 16개의 셀들은 어떤 셀도 임의의 방향에서 동일한 셀 타입을 갖는 2개의 셀들에 접할만큼 인접하지 않도록 배열된다. 이 관계는 도 9에서 패턴이 반복되는 것과 같이 유효하다.

쉬프트 스퀴시 패턴(910)에서 동일한 주파수/편파를 갖고 작동하는 대면한 섹터를 갖는, 셀(901, 911)과 같은, 셀들의 허브 사이의 간격은 대략 10R이고, 이는 직선 격자(710)의 동일한 주파수/편파를 갖고 작동하는 대면한 섹터들을 갖는 허브들 사이의 거리의 약 88%에 해당한다.

셀(901, 911)들의 허브사이의 거리는 동일 채널 간섭을 방지할만큼 충분하여야 한다.

이제 도 10을 참조하여, 다른 다중셀의 주파수 재사용 패턴 영역이 서술된다. 16셀의 4 × 4 사각 격자(1010)는 4개의 2 × 2 그룹(1001 내지 1004)으로 구성된다. 16 셀 격자(1010)는 도 10의 방향을 기준으로 수평적으로 그리고 수직적으로 반복될 수 있고, 이로서 격자(1010)의 한 거리에 의해 커버되는 면적 보다 더 큰 면적을 커버할 수 있다. 도 7의 격자(710)속의 셀들과 유사한 격자(1010)속의 셀들은 각 셀들이 유일한 행과 열의 위치를 차지하도록 그리고 행과 열에서 인접 셀들이 접하지만 대각선 방향으로 인접한 셀들은 접하지 않도록 배열된다.

도 11a는 주파수 채널당 유용한 2개의 편파를 갖는 통신 시스템에 사용되는 8개의 유용한 주파수 채널의 집합(1100)을 나타내고, 이는 도 6a에서 주파수(600)의 집합과 유사하다. 집합(1100)에서 16 주파수/편파 자유도로, 8 주파수/편파 자유도의 집합(1103) 및 8개의 나머지 주파수/편파 자유도의 집합(1104)이 설명된다.

자유도의 집합(1103)이 도 10의 주파수 재사용 패턴에서 사용된다. 자유도의 집합(1104)은 도 10의 주파수 재사용 패턴의 셀들을 실장하는데 필요하지 않고, 이하에서 설명되는 바와 같이 추후 사용에 대한 가능성을 위해 예비할당내에 보유된다.

도 11b는 도 10의 주파수 재사용 패턴 사각 격자(1010)에서 사용되는 8개의 셀타입을 도시한다. 도 11b에 도시된 바와 같이, 8개의 각 셀타입의 특정 셀의 각 섹터는 그 셀의 다른 섹터에 대해 유일한 주파수/편파 할당으로 동작한다. 각각의 셀 타입에 대해, 인접한 섹터의 쌍은 제 1 편파로 동작하고, 그리고 인접한 섹터의 다른 쌍들은 2개의 유용한 편파의 제 2 편파로 동작한다. 예를 들어 셀(1110)을 선택하면, 각 섹터(1110A 내지 1110D)는 상호 다른 주파수/편파로 동작한다. 도 11a에 도시된 바와 같이, 유용한 주파수당 4개의 주파수와 2개의 편파로, 8개의 자유도가 가능하다. 이하에서 논의될 한계에서, 8개의 다른 셀 타입은 사각 격자(1010)를 실장하는데 사용된다.

이제 도 12를 참조하면, 도 10에서 사각 격자(1010)의 하부 왼쪽 사분면에 위치한 4개의 셀그룹(1003)이 설명된다. 셀그룹(1003)내의 4개의 셀들 각각은 도 11b에서 도시되고 그리고 앞서 설명한 8개의 셀타입들중 유일한 것이다. 덧붙여, 4개의 셀그룹(1003)내에서 각 셀마다 접하는 섹터들은 셀이 행과 열에서 인접인지 또는 대각선 인접인지 여부와 상판없이 동일한 주파수/편파이다. 예를 들어, 도 12에 도시된 바와 같이, 4개의 모든 셀들(1110D, 1120C, 1150B, 1160A)이 중심에서접하는 섹터는 모두 동일한 주파수/편파 할당을 갖는다. 추가적으로, 셀(1110)의 섹터(1110C)와 셀(1150)의 섹터(1150A)는 접하고 동일한 주파수/편파 할당을 갖는다. 동일한 방식이 이하의 섹터들에 대해서도 이루어진다: 1150D와 1160C, 1160B와 1120D, 1110와 1120A. 더욱이, 4개의 셀그룹(1003)에서 대각선 방향으로 인접한 셀들의 반대 섹터들은 동일한 주파수/편파 할당을 갖는다: 1150C와 1120B 섹터 그리고 1110A 와 1160D 섹터. 이러한 주파수/편파 할당은 도 10에 도시된 바와 같이 동일 채널 및 인접 채널 간섭을 최소화하면서 사각 격자(1010) 패턴의 반복 가능성을 허용한다.

도 10의 참조로 되돌아 가서, 셀그룹(1004)에 주의를 기울이면, 셀그룹(1004)내의 4개의 셀들 각각은 도 11b에 도시되고 앞서 논의한 8개의 셀타입 중 유일한 것이다. 덧붙여, 셀그룹(1004)내의 각 셀들은 셀그룹(1003)에서 사용된 셀타입과 다른 셀타입이다. 다시 말해, 도 11b에서 설명된 8개의 셀타입들중 4개가 셀그룹(1003)에서 사용되고, 나머지 4개의 셀타입들은 셀그룹(1004)에서 사용된다. 셀그룹(1004)에서 셀들의 방향은 앞서 설명한 바와 같이 셀그룹(1003)내의 셀들의 방향과 유사하다: 4개의 셀 그룹(1003)에서 각 셀의 접하는 섹터는 셀이 행과 열에서 인접인지 또는 대각선 인접인지 여부와 상관없이 동일한 주파수/편파를 갖는다.

4개의 셀그룹에서 셀들의 방향과 배열을 논의하면, 셀그룹(1004, 1001)내의 셀들 사이의 관련성 뿐만 아니라 셀그룹(1003, 1002)내의 셀들 사이의 관련성이 있음을 알아야 한다. 도 10에서 셀그룹(1003, 1002)을 참조하면, 동일한 4개의 셀타입이 각 셀그룹에 나타나고 각 셀그룹의 셀내에서 섹터들의 방향과 셀들의 배열이동일한 것으로 볼 수 있다. 즉, 셀그룹(1003)에서의 셀(1150)이 셀그룹(1002)에서의 셀(1150s)과 동일한 셀타입이다. 마찬가지로, 셀그룹(1004, 1001)에서의 셀들도 동일한 방식으로 관련된다.

사각 격자(1010)는 사각 격자(710)의 반복가능성과 유사하게 수평적으로 그리고 수직적으로 반복될 수 있다. 반복된 패턴내의 4개 셀의 모든 2 × 2 격자의 내접하는 모든 섹터들은 동일한 주파수/편파 할당을 갖는다는 것을 알아야 한다. 이러한 배열은 앞서 더욱 충분히 설명한 바와 같이 내접한 섹터의 동기화를 허용한다.

동일한 주파수/편파 할당으로 인접하지 않는 섹터인 2개의 대면한 섹터들 사이의 거리는이다. 이러한 거리는 동일한 주파수/편파 할당으로 인접하지 않게 대면한 섹터들 사이에서 동일 채널 간섭을 방지할 수 있을만큼 충분하여야 한다. 만약 동일 채널 간섭이 있다면, 비인접 섹터와의 간섭을 갖는 4개의 셀들의 2그룹도 동일 채널 문제를 피하기 위하여 동기화될 수 있다.

도 13을 직접적으로 참조하면, 사각격자(1310)는 도 10의 사각 격자(1010)과 유사하게 도시된다. 그러나, 격자(1310)는 이들 섹터들에 대한 섹터 중첩을 포함하고 여기서 기존 섹터로 불리우며, 여기서 시스템의 용량은 이들 섹터에서 사용자의 요구를 지원할 수 있을 만큼 충분하지 못하다. 첨가된 섹터 중첩은 당업자에게 용이한 바와 같이 중첩이 놓여진 셀의 허브에서 첨가된 안테나와 대응 회로를 지칭한다. 첨가된 섹터 중첩은 전형적으로 단순히 기존 섹터의 대체가 아니다. 첨가된 중첩은 다른 주파수에서 기존 섹터보다는 동일한 편파로 동작한다. 이러한 구성은 기존 및 중첩 섹터 사이의 보호 또는 중복, 장비의 공유를 가능하게 한다. 대표적으로는 중첩 섹터의 크기가 기존 섹터의 크기와 같거나 작다. 도 13에 도시된 바와 같이, 중첩 섹터는 45° 섹터이나, 본 발명의 시스템과 방법은 45° 섹터에 한정되지 않는다. 추가하여, 도 13은 4개의 셀들(1 내지 4)의 각각의 섹터들중 하나에 더해지는 중첩 섹터(1390)를 도시하고, 이는 단순히 중첩 섹터들의 일예이다. 본 발명의 시스템과 방법은 4개의 접한 섹터 그룹에 중첩 섹터를 더하는 것에 한정되지 않으며, 사용자의 필요에 의해 요구되는 더 적은 또는 더 만은 중첩 섹터들을 더할려고 한다. 4개의 인접한 셀들의 4개의 접한 섹터들 각각에 중첩 섹터를 더하는 것은 4개의 더해진 중첩 섹터가 아래에 놓여진 4개의 기존 섹터의 동기화와 유사한 방식으로 동기화되는 것을 가능하게 한다. 자연적으로, 4개 이하의 중첩이 더해질 뿐만 아니라 동기화될 수 있다.

비록 본 발명과 그 장점이 상세하게 설명되었지만, 다양한 변화 및 선택이 첨부된 청구의 범위에 의해 정의되는 본 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 이하에서 이루어질 수 있다. 더욱이, 본 출원의 범위는 명세서에서 설명된 처리과정, 기계류, 생산, 복합재, 수단, 방법 및 단계들의 특정 실시예에 한정하려는 의도는 아니다. 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 개시, 처리과정, 기계류, 생산, 복합재, 수단, 방법 또는 방법들로부터 현존하거나 또는 후날에 실질적으로 동일한 기능이 수행되도록 또는 실질적으로 동일한 결과가 이룩되도록 하기 위해 본 발명에 따라 여기에서 설명되는 대응 실시예들을 이용할 것을 충분히인식할 것이다. 따라서, 첨부된 특허청구범위는 그들의 범위내에서 그러한 처리과정, 기계류, 생산, 복합재, 수단, 방법 또는 단계들을 포함한다.

Claims

2개의 셀이 실질적으로 중첩되지 않고 각 셀이 인접한 행과 열에서 인접과 실질적으로 접하기 위해 대략 동일한 반지름으로 4 × 4 격자내에 배열되고, 여기서 각 셀은 4개의 안테나를 갖는 허브를 갖고, 각 안테나는 실질적으로 중첩되지 않는 4개의 90° 섹터중 분리된 하나를 서비스하고, 그리고 8개의 주파수들 각각 및 주파수당 2개의 편파들중 어느 하나와 통신할 수 있으며, 여기서, 각 허브에 대하여, 대립하는 90° 섹터의 한 집합이 상기 편파들중 하나에서 상기 8개의 주파수들중 하나와 통신하고, 대립하는 90° 섹터의 나머지 집합이 상기 편파들중 나머지에서 상기 8개의 주파수들중 하나와 다른 것으로 통신하는 16개의 실질적으로 원형인 셀들;

주파수의 유일한 조합을 통해 각 셀타입과 통신하는 8개의 셀타입;

각 그룹이 셀의 2 × 2 격자를 구성하는 4개 셀의 제 1 및 제 2 그룹이고,

4개 셀의 상기 제 1 그룹은 상기 8개의 셀들중 서로 다른 4개의 셀타입으로 구성되고, 상기 셀들은 행과 열에서 인접 셀의 인접한 섹터들이 다른 극성이 되도록 배열되고, 그리고

4개 셀의 상기 제 2 그룹은 나머지 4개의 다른 셀타입으로 구성되고, 상기 셀들은 행과 열에서 인접 셀들의 인접한 섹터들이 다른 극성이 되도록 배열되며;

각 그룹이 셀의 2 × 2 격자를 구성하는 4개 셀의 제 3 및 제 4 그룹이고,

4개 셀의 상기 제 3 그룹은 상기 제 1 그룹과 같은 4개의 동일한 셀타입으로구성되고, 주파수 및 편파 할당들은 각 셀의 대립 섹터의 쌍사이에 교환되고, 상기 4개의 셀들은 상기 제 1 그룹내의 셀들과 일치하게 배치되고, 그리고

4개 셀의 상기 제 4 그룹은 상기 제 2 그룹과 같은 4개의 동일한 셀타입으로 구성되고, 주파수 및 편파 할당들은 각 셀의 대립 섹터의 쌍사이에 교환되고, 상기 4개의 셀들은 상기 제 2 그룹내의 셀들과 일치하게 배치되며;

셀들의 상기 4 그룹은 상기 4 × 4격자내에 배치됨으로서 셀들의 상기 제 1 및 제 3 그룹은 행과 열에서 인접이 되지 않도록 하고, 그리고 행과 열에서 인접 그룹 사이의 인접한 셀들은 다른 주파수가 되도록 구성된 무선통신 시스템에서의 주파수 재사용의 반복 가능한 패턴.
제 1 항에 있어서, 상기 편파들은 상호 직교하는 패턴.
제 1 항에 있어서, 상기 통신 시스템은 시분할 이중화 시스템인 패턴.
제 3 항에 있어서, 상기 통신 시스템은 적응형 시분할 이중화 시스템인 패턴.
제 4 항에 있어서, 상기 8개의 주파수들은 밀리미터 주파수 범위인 패턴.
제 5 항에 있어서, 상기 8개의 주파수들은 각각 10 - 60 GHz 범위내인 패턴.
제 1 항에 있어서, 상기 셀들은 동기화되지 않는 패턴.
제 7 항에 있어서, 상기 셀들내의 섹터들은 동기화되지 않는 패턴.
제 1 항에 있어서, 상기 16개의 셀들은 일반적으로 원형이고, 대략적으로 동일한 반경이며, 4 × 4 사각 격자내에 배열됨으로서, 수평방향으로 인접한 모든 2개의 셀들 및 수직방향으로 인접한 모든 2개의 셀들의 중심사이의 거리가 대략적으로 셀 반경의 두배가 되는 패턴.
통신시스템에서 사각 격자를 형성하는 셀들의 다중 셀 패턴에서 수평적 및 수직적으로 반복가능한 패턴에서, 각 안테나가 각 통신 주파수에 대한 2개의 편파모드중 하나에서 동작될 수 있도록 하여 각 셀들이 섹터마다 적어도 하나의 안테나를 갖는 4개의 90° 섹터로 분할되는 것에 있어서, 각 셀이 주파수 및 편파에서 각 셀 교호의 2개의 주파수와 인접 섹터를 사용하는 개선.
제 10 항에 있어서, 상기 편파들은 상호 직교하는 패턴.
제 11 항에 있어서, 상기 격자내에서 대각선 방향으로 교호하는 셀들은 상호 상대적으로 90° 만큼 회전된 패턴.
제 12 항에 있어서, 상기 주파수들의 갯수는 8인 패턴.
제 13 항에 있어서, 각 셀타입이 주파수들과 편파들의 유일한 조합을 사용함으로서 각 셀이 8개의 셀타입중 하나인 것을 특징으로 하는 패턴.
제 14 항에 있어서, 각 셀타입은 패턴내에서 일회 반복되는 패턴.
제 15 항에 있어서, 상기 통신 시스템은 시분할 이중화 시스템인 패턴.
제 16 항에 있어서, 상기 통신 시스템은 적응형 시분할 이중화 시스템인 패턴.
제 17 항에 있어서, 상기 8개의 주파수들은 밀리미터 주파수 범위내인 패턴.
제 18 항에 있어서, 상기 8개의 주파수들은 각각 10 - 60 GHz 범위내인 패턴.
통신시스템에서 사각 격자를 형성하는 셀들의 다중 셀 패턴에서 수평적 및 수직적으로 반복가능한 패턴에서, 각 안테나가 각 통신 주파수에 대한 2개의 편파모드중 하나에서 동작될 수 있도록 하여 각 셀들이 섹터마다 적어도 하나의 안테나를 갖는 4개의 90° 섹터로 분할되는 것에 있어서,

(a) 주파수 및 편파에서 각 셀의 인접 섹터를 교체하는 단계; 및

(b) 격자내에서 교체 대각선 셀의 적어도 한쌍을 상호 상대적으로 90° 회전시키는 단계;로 구성되는 동일채널 간섭 감소방법.
제 20 항에 있어서, 인접한 채널 간섭이 감소되는 방법.
제 20 항에 있어서, 상기 편파들은 상호 직교하는 패턴.
제 22 항에 있어서, 상기 주파수들의 갯수는 8인 방법.
제 23 항에 있어서, 각 셀타입이 주파수들과 편파들의 유일한 조합을 사용함으로서 각 셀이 8개의 셀타입중 하나인 방법.
제 24 항에 있어서, 각 셀타입은 패턴내에서 한번 반복되는 방법.
제 22 항에 있어서, 상기 통신 시스템은 시분할 이중화 시스템인 패턴.
제 26항에 있어서, 상기 통신 시스템은 적응형 시분할 이중화 시스템인 패턴.
제 27항에 있어서, 상기 8개의 주파수는 밀리미터 주파수 범위 내인 패턴.
제 28항에 있어서, 상기 8개의 주파수는 각각이 10-60 GHz인 패턴.
통신 시스템에서 사각 격자를 형성하는 셀의 다중셀 패턴 내에서 4 × 4 격자 내에 배열된 16개의 셀 패턴 내에서, 각 셀은 섹터당 적어도 하나의 안테나를 구비하는 4개의 90° 섹터로 분할되고, 그에 의하여 각 안테나는 8개의 통신 주파수 각각을 위한 2개의 편파 중 하나에서 동작할 수 있고, 그에 의하여 각 허브에 대하여 대립 90° 섹터의 한 세트는 하나의 편파에서 상기 8개의 주파수 중 하나로 통신하고 대응 90° 섹터의 다른 세트는 다른 하나의 편파에서 상기 8개의 주파수의 다른 하나로 통신하는 동일 채널 간섭을 줄이기 위한 방법에 있어서,

(a) 각 그룹이 2 × 2 격자의 셀로 구성되도록 16개의 셀을 4개 그룹의 4개 셀로 분할하는 단계;

(b) 각 셀 타입이 주파수의 유일한 조합에서 통신하도록 8개의 셀 타입을 제공하는 단계;

(c) 상기 8개의 셀 타입의 4개의 다른 셀 타입을 포함하는 4개의 셀의 제 1 그룹을 제공하는 단계로서, 행과 열의 인접 셀의 접하는 섹터가 다른 극성이 되도록 하기 위하여 상기 셀이 배열되도록 하는 제 1 그룹 제공 단계;

(d) 나머지 4개의 셀 타입을 포함하는 4개의 셀의 제 2 그룹을 제공하는 단계로서, 행과 열의 인접 셀의 접하는 섹터가 다른 극성이 되도록 하기 위하여 상기 셀이 배열되도록 하는 제 2 그룹 제공 단계;

(e) 상기 16개의 셀 패턴 내에서 셀의 상기 제 1그룹 및 상기 제 2그룹을 직교하게 반복하는 단계; 및

(f) 셀의 상기 제 1 그룹 및 제 2 그룹의 섹터 내에서 주파수와 편파 할당에 관련하여 90° 로 셀의 상기 반복된 제 1 그룹 및 제 2 그룹의 각 셀의 섹터에서 주파수 및 편파 할당을 순환시키는 단계;를 포함하는 동일 채널 간섭을 줄이기 위한 방법.
제 30항에 있어서, 인접 채널 간섭이 감소되는 방법.
제 30항에 있어서, 상기 편파는 상호 직교하는 패턴.
제 32항에 있어서, 상기 통신 시스템은 시분할 이중화 시스템인 패턴.
제 33항에 있어서, 상기 통신 시스템은 적응형 시분할 이중화 시스템인 패턴.
제 34항에 있어서, 상기 8개의 주파수는 밀리미터 주파수 범위인 패턴.
제 35항에 있어서, 상기 8개의 주파수는 각각이 10-60 GHz인 패턴.
어떤 하나의 셀의 가장자리가 6개의 다른 셀의 가장자리에 접하도록 평행사변형을 형성하는 반복가능한 4 × 4 격자 내에 배열된 대략 동일 반지름의 실질적으로 16 원형 셀을 포함하고, 여기서 각 셀은 4개의 안테나를 갖는 허브를 포함하고 상기 각 안테나는 실질적으로 4개의 비중첩 90° 섹터의 분리된 하나로 서비스하고 8개의 주파수 각각 및 각 주파수에서 2개의 편파 중 하나 상에서 통신할 수 있고, 그에 의하여 각 허브에 대하여 한 세트의 대립 90° 섹터는 하나의 편파에서 상기 8개의 주파수 중 하나로 통신하고 다른 세트의 대립 90° 섹터는 다른 하나의 편파에서 상기 8개의 주파수의 다른 하나로 통신하는 무선 통신 시스템내의 주파수 재사용 패턴에 있어서,

각 셀 타입이 주파수의 유일한 조합에서 통신하는 8개의 셀 타입;

상기 8개의 셀 타입의 4개의 다른 셀타입을 포함하는 4개의 셀의 제 1 그룹으로, 상기 셀은 각 셀의 중심이 동일선상이고 인접 셀의 가장자리가 접하도록 배치되고, 그에 의하여 인접 셀의 접하는 섹터가 다른 극성인 4개의 셀의 제 1 그룹;

나머지 4개의 다른 셀 타입을 포함하는 4개의 셀의 제 2 그룹으로, 상기 셀은 각 셀의 중심이 동일선상이고 인접 셀의 가장자리가 접하고, 그에 의하여 인접 셀의 접하는 섹터가 다른 극성이며, 상기 셀의 제 1 그룹 및 제 2 그룹은 각 그룹의 각 셀이 적어도 하나의 다른 그룹의 셀과 인접하고 접하도록 배열된 4개의 셀의제 2 그룹;

상기 제 1 그룹의 4개의 셀 타입과 같은 타입을 포함하는 셀의 제 3 그룹으로, 상기 주파수와 편파 할당이 각 셀의 대립 섹터 쌍 사이에 교환되고, 상기 4개의 셀은 각 셀의 중심이 동일선상이고 인접 셀의 가장자리가 접하도록 배열되고, 그에 의하여 셀의 상기 제 2 그룹과 제 3 그룹은 각 그룹의 각 셀이 다른 그룹의 적어도 하나의 셀과 인접하며 접하도록 배치되고, 그에 의하여 제 3 그룹의 셀에 인접하는 어떤 셀도 제 3 그룹의 상기 셀로서 대응 주파수 조합을 갖는 제 1 그룹의 셀과 인접하지 않는 4개의 셀의 제 3 그룹; 및

상기 제 2 그룹의 4개의 셀 타입과 같은 타입을 포함하는 셀의 제 4 그룹으로, 상기 주파수와 편파 할당이 각 셀의 대립 섹터 쌍 사이에 교환되고, 상기 4개의 셀은 각 셀의 중심이 동일선상이고 인접 셀의 가장자리가 접하도록 배열되고, 그에 의하여 상기 셀의 제 3 그룹과 제 4 그룹은 각 그룹의 각 셀이 다른 그룹의 적어도 하나의 셀과 인접하며 접하도록 배치되고, 그에 의하여 제 4 그룹의 셀에 인접하는 어떤 셀도 제 4 그룹의 상기 셀로서 대응 주파수 조합을 갖는 제 2 그룹의 셀과 인접하지 않도록 하는 4개의 셀의 제 4 그룹;을 포함하는 무선 통신 시스템내의 주파수 재사용 패턴.
제 37항에 있어서, 상기 16개의 셀은 일반적으로 육각형 모양인 패턴.
제 37항에 있어서, 상기 패턴은 수평적 및 수직적으로 반복되는 패턴.
제 37항에 있어서, 상기 편파는 상호 직교하는 패턴.
제 40항에 있어서, 상기 통신 시스템은 시분할 이중화 시스템인 패턴.
제 41항에 있어서, 상기 통신 시스템은 적응형 시분할 이중화 시스템인 패턴.
제 42항에 있어서, 상기 8개의 주파수는 밀리미터 주파수 범위인 패턴.
제 43항에 있어서, 상기 8개의 주파수는 각각 10-60 GHz의 범위에 있는 패턴.
제 44항에 있어서, 상기 셀은 동기화되지 않는 패턴.
제 45항에 있어서, 상기 셀 내부의 섹터는 동기화되지 않는 패턴.
4개의 셀의 2 × 2 격자로 배열된 4개의 서브클러스터를 포함하는 4 × 4 격자로 배열된 16개의 셀을 포함하고, 여기서 각 셀은 4개의 안테나를 갖는 허브를 포함하고 상기 각 안테나는 4개의 비중첩 90° 섹터 중 분리된 하나로 서비스하고8개의 주파수 각각 및 주파수당 두개의 편파 중 하나로 통신하는 것이 가능하며, 상기 각 섹터는 각 허브에 대하여 2개의 인접 섹터가 하나의 편파에서 통신하고 다른 2개의 인접 섹터가 다른 편파에서 통신하는 다른 주파수 상에서 통신하는 무선 통신 시스템의 주파수 재사용 패턴에 있어서,

8개의 각 셀 타입이 주파수의 유일한 조합을 통해 통신함에 의하여 8개의 셀 타입은 상기 하나의 편파에서 4개의 주파수 및 상기 다른 하나의 편파에서 4개의 주파수를 포함하는 8개의 셀 타입;

상기 8개의 셀 타입의 4개의 다른 셀 타입을 포함하는 서브클러스터로서, 상기 셀은 인접 셀의 접하는 섹터가 동일 주파수 및 동일 편파에서 통신하도록 배열된 제 1 서브클러스터;

나머지 4개의 다른 셀 타입을 포함하는 서브클러스터로서, 상기 셀은 인접 셀의 접하는 섹터가 동일 주파수 및 동일 편파에서 통신하도록 배열된 제 2 서브클러스터;

상기 제 1서브클러스터와 일치하는 제 3서브클러스터; 및

상기 제 2서브클러스터와 일치하는 제 4서브클러스터;를 포함하고,

상기 서브클러스터들은 상기 제 1 서브클러스터와 상기 제 3 서브클러스터가 인접하지 않도록하고 인접 서브클러스터들 사이에 상기 접하는 셀들이 동일 주파수 및 동일 편파에서 통신하도록 하기 위하여 상기 4 × 4 격자 내에 배열되는 무선 통신 시스템의 주파수 재사용 패턴.
제 47항에 있어서, 상기 편파는 상호 직교하는 패턴.
제 47항에 있어서, 상기 통신 시스템은 시분할 이중화 시스템인 패턴.
제 49항에 있어서, 상기 통신 시스템은 적응형 시분할 이중화 시스템인 패턴.
제 50항에 있어서, 상기 8개의 주파수는 밀리미터 주파수 범위인 패턴.
제 51항에 있어서, 상기 8개의 주파수는 각각이 10-60 GHz 범위 내인 패턴.
제 52항에 있어서, 상기 셀이 동기화되는 패턴.
제 53항에 있어서, 동일 주파수 및 동일 편파에서 통신하는 인접 섹터는 동기화되는 패턴.
제 54항에 있어서, 상기 인접 섹터는 일반적인 동적 비대칭 동기화로 통신하는 패턴.
제 47항에 있어서, 상기 패턴은 하나의 주파수와 상기 8개의 주파수의 편파조합 및 상기 패턴에서 사용되지 않는 2개의 편파로 통신하는 적어도 하나의 부가 섹터를 포함하는 패턴으로서, 그에 의하여 상기 부가 섹터는 상기 부가 섹터의 편파에 유사한 편파를 갖는 상기 패턴의 섹터들중 적어도 하나와 중첩되는 패턴.
제 56항에 있어서, 상기 부가 섹터는 90° 섹터인 패턴.
제 56항에 있어서, 상기 부가 섹터는 45° 섹터인 패턴.
통신 시스템에서 사각 격자를 형성하는 다중 셀패턴의 셀내의 수평적 및 수직적으로 반복가능한 셀의 패턴 내에서, 상기 각 셀은 4 안테나를 갖는 허브를 포함하고 상기 각 안테나는 실질적으로 4개의 비중첩 90° 섹터의 분리된 하나로 서비스하고 상기 통신 시스템에 의하여 사용되는 각 통신 주파수를 위한 2개의 편파모드 중 하나내에서 통신할 수 있고, 그에 의하여 각 허브에 대하여 한 세트의 대립 90° 섹터는 상기 편파중 하나의 편파에서 상기 통신 주파수 중 하나로 통신하고 다른 세트의 대립 90° 섹터는 상기 편파중 다른 하나의 편파에서 상기 통신 주파수의 다른 하나로 통신하는 동일 채널 간섭을 줄이는 방법에 있어서,

(a) 각 셀 타입이 상기 2개의 세트의 주파수 및 편파의 유일한 조합을 포함하는 8개의 셀 타입을 제공하는 단계;

(b) 제 1 서브클러스터는 상기 8개의 셀 타입의 각기 다른 타입을 갖는 4개의 셀을 포함하고 제 2 서브클러스터는 나머지 4개의 서로 다른 셀 타입인 4개의셀을 포함하며 4개의 셀 각각이 2 × 2 격자 내에 배열되는 2개의 셀 서브클러스터를 제공하는 단계;

(c) 다중셀 패턴의 셀 내에서 상기 2개의 서브클러스터를 수평적 및 수직적으로 교체하는 단계; 및

(d) 다중셀 패턴의 셀 내에서 교체 대각선 셀의 각 쌍을 상호 상대적으로 90° 회전시키는 단계;를 포함하는 동일 채널 간섭을 줄이는 방법.
제 59항에 있어서, 인접 채널 간섭이 제거된 방법.
제 59항에 있어서, 상기 편파는 상호 직교하는 패턴.
제 61항에 있어서, 주파수의 갯수가 8개인 방법.
제 61항에 있어서, 주파수의 갯수가 적어도 8개인 방법.
제 63항에 있어서, 각 셀 타입은 상기 패턴 내에서 한번 반복되는 방법.
제 61항에 있어서, 상기 통신 시스템은 시분할 이중화 시스템인 패턴.
제 65항에 있어서, 상기 통신 시스템은 적응형 시분할 이중화 시스템인 패턴.
제 66항에 있어서, 상기 8개의 주파수는 밀리미터 주파수 범위 내인 패턴.
제 67항에 있어서, 상기 8개의 주파수는 각각이 10-60GHz 범위내인 패턴.