KR20060108610A - 단거리 셀룰러 부스터 - Google Patents

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리피터는 무선 통신시스템에서 네트워크 송수신기와 이용자 송수신기 사이에 트래픽을 중계한다. 리피터는 네트워크 송수신기와 네트워크 링크를 유지하는 네트워크 유닛과, 이용자 송수신기와 이용자 링크를 유지하는 이용자 유닛과, 상기 네트워크 유닛과 이용자 유닛 사이의 쌍방향 통신 경로를 포함하여, 네트워크 송수신기와 네트워크 유닛 사이, 이용자 송수신기와 이용자 유닛 사이, 및 네트워크 유닛과 이용자 유닛 사이의 자치 리피터 홉에서 네트워크 송수신기와 이용자 송수신기 사이에 신호의 통신을 용이하게 하며, 또한 상기 네트워크 유닛과 이용자 유닛 단독사이의 전송 손실을 보상하는 이득 제어기를 추가로 포함한다.

Description

단거리 셀룰러 부스터{SHORT-RANGE CELLULAR BOOSTER}
GSM(Global System for Mobile Communications)과 IS95와 같은 기존 셀룰러망은 이와 같은 시스템에서 기대되는 높은 단말기 이동성을 지원하기 위해 연속성있는 커버리지(coverage)를 제공하는 것을 의도한다.
그러나, 세심한 설계에 불구하고, 옥내(건물 내) 커버리지, 또는 높은 음영 감쇠(예컨대 터널)를 갖는 지역의 커버리지는 최선의 경우 커버리지 홀(coverage Holes)에 의해 종종 고르지 못하고 최악의 경우 커버리지가 없다. 상기 손상된 옥내 커버리지의 원인은 큰 영역의 커버리지를 제공하기 위해 평균 빌딩 높이보다 더 높이 빌딩 외부에 셀룰러 기지국이 보통 설치되기 때문이다. 신호는 "평지(street-level)"에 적합하지만, 빌딩 재료에 의해 크게 감쇠되어, 빌딩 내 신호 세기를 약하게 하고, 그 결과 커버리지가 나빠진다. 신호 세기의 손실(감쇠)은 상기 빌딩 재료에 의존하며 각 벽의 통과에 대해 수십 dB가 된다. 이 문제는 WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access)와 cdma2000과 같은 3세대 시스템에서 심화되는데, 이들 새로운 시스템들은 높은 데이터 전송 능력을 갖기 때문이며, 그 결과 정보 비트 에너지(Eb)가 더 낮아지고, 링크 버지트(link budget) 및 셀 풋-프린트(cell foot-print)가 크게 감소한다. 현재, 옥내 커버리지를 제공하는 일반적인 솔루션은 다음과 같다:
I) 동일한 지리적 영역에 더 많은 옥외 기지국으로 더 작은 셀을 지원함.
II) 마이크로 셀.
III) 피코셀(옥내 셀).
IV) 종래의 리피터.
분명히 상기 솔루션들은(리피터 솔루션을 제외하고) 매우 비싸고 셀룰러 네트워크 기반시설에 대규모 투자를 포함하며 계획과 운영이 아주 복잡하다. 해당 지리적 영역에서 신호를 증폭하기 위해 사용될 수 있는 리피터와 같은 다른 솔루션들이 있다.
리피터 솔루션은 기지국보다는 저렴하지만 몇 가지 결점이 있다. 이들 옥외 리피터는 사설 이용자에게는 여전히 고가이며, 세심한 계획이 필요하다. 대부분 대형 지향성 안테나를 사용하거나 안테나 이득 규격을 줄이기 위해 추가적인 역송 주파수(backhaul frequencies)를 사용하며, 그 결과 스펙트럼 효율이 저하되고 용량이 제한된다. 상기 리피터는 옥외 유닛이기 때문에 기지국과 마찬가지로 네트워크에 간섭을 증가시키며, 따라서 높은 성능의 옥내 커버리지를 제공하는 실용적인 솔루션으로서 인기가 없다. 상기 옥내 리피터는 옥외용에 비해 여전히 저렴하지만, 일반적으로 안테나의 독립성 확보와, 지붕 위에 높은 지향성 안테나의 설치를 필요로 하기 때문에, 숙련된 설치와 운영을 위한 높은 비용을 초래한다. 그러므로, 상기 시스템은 일반적으로 비숙련 이용자에게는 여전히 너무 복잡하고 아주 국 지화된 커버리지 영역에서 사용하기에는 충분히 저렴하지 않다.
요약
통신유닛의 실시형태에 의하면, 리피터는 무선통신시스템에서 네트워크 송수신기와 이용자 송수신기 사이의 트래픽을 중계한다. 리피터는 상기 네트워크 송수신기와 네트워크 링크를 유지하는 네트워크 유닛과, 상기 이용자 송수신기와 이용자 링크를 유지하는 이용자 유닛과, 상기 네트워크 유닛과 이용자 유닛 사이에 쌍방향 통신(two-way communications) 경로(네트워크 송수신기와 이용자 송수신기 사이, 이용자 송수신기와 이용자 유닛 사이, 및 네트워크 유닛과 이용자 유닛 사이의 자치 리피터 홉에서 네트워크 송수신기와 이용자 송수신기 사이에 신호의 통신을 촉진함)와, 네트워크 유닛과 단독 이용자 유닛 사이의 전송 손실을 보상하는 이득 제어기를 포함한다.
동작 구조 및 방법에 관한 본 발명의 실시형태는 다음의 설명과 첨부된 도면을 참조함으로써 가장 잘 이해될 수 있다.
도 1은 2개의 기지국을 갖는 셀룰러 네트워크의 실시형태를 도시하는 간략한 블럭도이다.
도 2는 리피터의 전방향 링크 부분의 실시형태를 도시하는 간략한 블럭도이다.
도 3은 리피터의 역방향 링크 부분의 실시형태를 도시하는 간략한 블럭도이 다.
도 4는 네트워크 유닛과 이용자 유닛을 포함하는 시스템의 실시형태를 도시하는 간략한 블럭도이다.
도 5는 안테나 다이버시티(diversity)를 구현하는 네트워크 유닛을 포함하는 시스템의 실시형태를 도시하는 간략한 블럭도이다.
도 6은 안테나 다이버시티를 위해 2개의 안테나를 사용하는 리피터의 실시형태를 도시하는 간략한 블럭도이다.
도 7 내지 11은 네트워크 유닛(7-9)와 이용자 유닛(10-11)에 대한 시스템 동작 흐름의 실시형태를 도시하는 흐름도이다.
도 12와 13은 디지털 리피터 제품의 실시형태를 도시하는 간략한 블럭도이다.
도 14는 배면 결합(back-to-back) 리피터의 아날로그 제품의 실시형태를 도시하는 간략한 블럭도이다.
도 15는 배면 결합(back-to-back) 리피터의 디지털 제품의 실시형태를 도시하는 간략한 블럭도이다.
도 16은 배면 결합 리피터의 동작 흐름의 실시형태를 도시하는 흐름도이다.
도 17과 18은 채널 필터링 동작을 도시하는 간략화된 블럭도이다.
도 19 내지 22는 리피터 실시형태를 도시하는 간략한 블럭도이다.
여기서 개시하는 시스템은 고가의 장비 또는 네트워크 플래닝을 더욱 잘 사 용할 수 있도록 하며, 네트워크에 과도한 간섭을 초래하지 않으면서 국지화된 옥내 커버지를 제공한다. 상기 시스템은 전체적인 네트워크 용량을 증가시키고, 상기 모바일 및 BTS 송신 전력을 감소하며, 배터리 수명을 증가시키고 이용자에 유해한 복사를 줄인다.
상술한 실시형태의 설명은 국가와 지역 규격에 따라 다양한 스펙트럼 대역에서 동작하는 TDMA 기반 시스템인 GSM 네트워크에 기초를 두고 있다. 그러나, 개시된 내용은 약간의 수정을 통해 IS95, cdma2000, 및 WCDMA, 그리고 802.11a,b,및 g와 같은 무선 LAN 시스템을 포함하여(이에 한정되지 않음) 다른 어떤 셀룰러 시스템에도 동일하게 적용될 수 있다. 셀룰러 시스템에 대해 설명이 이루어지지만, 약간의 수정을 통해 GPS나 신호 증폭 성능을 사용하는 다른 어떤 시스템에도 동일하게 적용될 수 있다. 동작 주파수는 모바일 통신에 사용되는 통신 스펙트럼의 임의의 원하는 부분일 수 있다(PCS 1900, 또는 DCS1800 또는 GSM900 또는 UMTS 2000, ISM 또는 U-NII 대역). 여기의 설명은 단지 예시적인 것이며 상기 부스터의 이용은 옥내 커버리지에 한정되지 않을 뿐만 아니라 기차, 비행기, 자동차 등과 같은 다른 장소에서 사용될 수도 있다. 또한, 상기 예는 모든 세세하거나 사소한 설계 상세를 포함하지 않는다. 이후에 설명되는 유닛들과 서브 유닛들은 각각의 허가된 동작 대역과 비 허가된 동작 대역의 규정을 충족한다. 그러므로, 개시되는 다른 예시적인 제품들과 실시형태들에 대해, 송신기, 수신기 및 부스터에 대한 최대 송신 전력, 스펙트럼 마스크, 대역외 복사, 및 다른 사항들은 허가된 동작 대역과 비 허가된 동작 대역 모두를 만족시킨다.
아날로그 구현 예
도 1은 2개의 기지국 BTS1(101)과 BTS2(102)를 갖는 셀룰러 네트워크(100)를 도시한다. 전형적인 네트워크는 2개 이상의 기지국을 지원한다. 개시된 시스템은 지원되는 기지국의 수에 관계없이 임의 크기의 네트워크에 적용될 수 있다. BTS1(101)은 기지국 제어기 BSC1(107)에 연결된다. BTS2(102)는 기지국 제어기 BSC2(108)에 연결된다. BTS2(102)는 또한 BSC2(108) 대신에 BSC1(107)에 연결될 수도 있다. BSC1(107)은 이동교환센터(MSC(109))에 연결된다. BSC2(108)는 MSC(109)에 연결되거나, 대신에 네트워크의 다른 MSC에 연결될 수 있다. MSC(109)는 PSTN(110)에 연결된다. BTS1(101)은 관련된 커버리지 영역(103)을 갖는다. BTS2(102)는 관련 커버리지 영역(104)를 갖는다. 이들 커버리지 영역은 중첩될 수도 있고 중첩되지 않을 수도 있다. 그러나, 보통 네트워크는 핸드오프(handoffs)를 용이하게 하기 위해서 상당한 중첩이 존재하도록 설계된다. 이동 단말기(105)는 BTS1(101)과 통신하는 커버리지 영역(103) 내 빌딩(106) 내부에 있으며, 전방향-링크에 주파수 f1과 그에 관련된 역방향-링크 주파수 f1' 근처에서 전송되는 트래픽 채널을 사용한다. 상기 트래픽 채널은 BCCH 반송파 또는 TCH 반송파 상의 가용한 타임 슬롯 중 하나일 수 있으며, 여기서 주파수 호핑(frequency hoppping)이 간섭을 줄이기 위해 사용될 수 있다. 이동 단말기(105)는 커버리지 영역(104) 내에 있거나 그렇지 않을 수 있지만, 이동 단말기(105)는 커버리지 영역(103) 내에서 양호하고 BTS1(101)로부터 평균 신호 전력은 빌딩(106) 내에서 BTS2(102)와 이동 단말(105)의 장소로부터의 평균 신호 전력보다 훨씬 강하다. 건물(106) 밖에서 제곱 평균(rms:root-mean-square) 전방향-링크 신호 레벨(S1)은 건물 내부의 제곱 평균 신호 레벨(S2)보다 벽 통과 손실(a)만큼 더 높다. 상기 손실(a)은 S2가 이용자 유닛(105)이 BTS1(101), 또는 BTS2(102), 또는 BTS1(101)과 BTS2(102) 모두와 신뢰할 수 있는 통신 링크를 유지하는데 충분히 높은 레벨이 아닐 수 있다. 또한, 신호 레벨(S2)은 이동 단말기(105)가 BTS1(101), 또는 BTS2(102), 또는 BTS1(101)과 BTS2(102) 모두와 통신 링크를 설정하고 유지하기에 어려운 것일 수 있으며, 또는 상기 통신 링크가 모든 또는 일부의 빌딩 내부 영역에서 원하는 성능과 신뢰성을 갖지 않는 레벨일 수 있다. 빌딩(106) 내의 커버리지 문제는 벽 통과 손실(a)에 의한 신호 손실에 대항하기 위해 다운-링크에서 BTS1(101)로부터 더 많은 송신 전력(S1')에 의해 해결될 수 있다. 상기 빌딩(106) 내의 제곱 평균 역방향-링크 신호 레벨(S1')은 벽 통과 손실(a')에 의해 건물 외부의 제곱 평균 신호 레벨(S2')보다 더 높다. 상기 손실(a')은 S2'가 상기 이용자 유닛(105)이 BTS1(101), 또는 BTS2(102), 또는 BTS1(101)과 BTS2(102) 모두와 신뢰할 만한 통신을 유지하는데 충분히 높은 레벨이 아닐 수 있다. 또한, 상기 신호 레벨(S2')은 이동국(105)이 BTS1(101), 또는 BTS2(102), 또는 BTS1(101)과 BTS2(102) 모두와 통신 링크를 설정하고 유지하는데 어려운 것이 될 수 있으며, 또는 상기 통신 링크가 건물 내 영역의 전부 또는 일부에서 원하는 성능과 신뢰성을 갖지 않는 레벨일 수 있다. 건물(106) 내의 커버리지 문제는 벽 통과 손실(a')에 의한 신호 손실에 대항하기 위해 업링크에서 이동국(105)으로부터 더많은 전력을 전송함으로써 해결될 수도 있다. 보통 상기 전방향 및 역방향 주파수 쌍은 충분히 근접하며, 따라서 a 레벨은 실질적으로 a' 레벨과 유사하다.
도 2는 리피터(200)의 전방향-링크 부분(230)을 도시한다. 단순한 형태의 전방향-링크 부분(230)은 신호 레벨을 증폭함으로써 셀룰러 네트워크의 전방향-링크에 개선된 옥내 커버리지를 제공한다. BTS1(213)은 f1에 상당히 인접하여 전송된 BCCH 무선 채널(비이콘 채널)을 갖는다. BTS1(213)은 주파수 호핑이거나 아닐 수 있는 f1(BCCH 반송파 주파수) 또는 다른 반송파 주파수 f2에 상당히 근접한 주파수로 이동국(214)과 통신하고 있다. BTS1(213)에 의해 또는 동일 영역의 다른 기지국에 의해 전송된 다른 주파수들이 있을 수도 있고 없을 수도 있으며, 이것은 도 2에 도시되어 있지 않다.
상기 유닛는 2개의 분리된 유닛으로 옥내 또는 옥외에 좋은 신호 커버리지가 존재하는 곳에 위치하는 "전방향-링크 네트워크 유닛"(201)과 옥내 또는 옥외의 좋은 신호 커버리지가 존재하지 않는 곳에 위치하는 "전방향-링크 이용자 유닛"(202)을 갖는다. 상기 전방향-링크 네트워크 유닛(201)은 안테나(203)에 연결되고, 셀룰러 네트워크의 동작 주파수 대역에서 동작하도록 조정된다. 상기 전방향-링크 네트워크 유닛(201)은 또한 안테나(204)에 연결되고 적당한 비 인가된 국가 정보 기반 U-NII(Unlicensed national Information Infrastructure) 대역에서 동작하도록 조정되며, 여기서 상기 시스템은 U-NII 대역에서 동작하도록 설계된다. 관련 규정에 따라, 상기 시스템은 U-PCS(Unlicensed Personal Communications Services) 대역 또는 ISM(Industrial, Scientific and Medical) 대역의 주파수에서 동작하도록 설계될 수 있다. 상기 비 인가된 주파수의 선택은 장비 및 시스템 규격에 종속한다. U-NII 대역으로 알려진 무선 스펙트럼 부분에서 정의된 주파수는 일부 실시형태에서 구현될 수 있다. 다소의 설계 변형이 ISM 대역 동작을 위해 유용하다. 상기 변형은 ISM 대역 동작을 위해 지정된 최소 확산 인자 10과 최대 허용 송신 전력에 관련된다. 만일 상기 시스템이 ISM 대역에서 동작하도록 설계되면, 상기 신호는 추가적인 확산 스펙트럼 변조/복조 및 다른 변형을 사용하여 FCC 47 CFR Part-15, 서브Part E 규격을 충족시킨다.
U-NII 동작을 위해 정해진 주파수 대역은 다음과 같다:
1) 5.15 - 5.25 GHz 2.5mW/MHz 의 최대 송신 전력에서
2) 5.25 - 5.35 GHz 12.5 mW/MHz의 최대 송신 전력에서
3) 5.725 - 5.825 GHz 50 mW/MHz의 최대 송신 전력에서
신호 전송이 FCC 47 CFR Part-15를 충족하는 한, U-NII의 어떤 비 인가된 사용도 허용된다. 따라서 설명한 부스터의 동작은 일반적으로 FCC 47 CFR Part-15(U-NII 주파수에 대한 서브Part E)의 표준을 준수한다. 규격은 흔히 송신 전력, 방사 한계, 및 안테나 이득 제한 을 규정하며 수용 가능한 유닛를 위해 구현된다.
상기 전방향-링크 이용자 유닛(202)은 안테나(204)와 같은 주파수 대역에서 동작하도록 조정된 안테나에 연결되고, 상기 주파수 대역은 어떤 실시형태에서 U-NII 대역이다. 상기 전방향-링크 이용자 유닛(202)은 또한 셀룰러 네트워크 동작 대역에서 동작하도록 조정된 안테나(206)에 연결된다.
안테나(203)는 저잡음 증폭기(LNA) 유닛(207)에 연결되며, 또한 안테나는 대역 통과 필터(232)에 연결된다. LNA 유닛(207)은 15dB의 전형적인 이득과 스펙트럼의 적당한 부분을 커버하기에 충분한 대역폭을 갖는 1.5dB의 잡음 지수를 갖는 고성능 증폭기일 수 있다. 대역통과 필터(232)는 셀룰러 스펙트럼의 전부 또는 관심 있는 원하는 부분을 통과시키도록 설계하거나 또는 원하는 통과 대역 및 대역폭이 선택될 수 있도록 RF 스위치를 가지고 관심 있는 셀룰러 시스템의 전체 스펙트럼을 커버하는 중첩하는 대역통과 필터들의 집합일 수 있다. 대역통과 필터(232)는 주파수 변환기(208)에 연결된다. 주파수 변환기(208)는 셀룰러 네트워크 동작 주파수 스펙트럼 대역을 U-NII 스펙트럼의 바람직한 부분으로 변환할 수 있으며, 정상적인 동작을 위해 믹서와 필터를 포함한다. 주파수 변환기(208)는 전방향-링크 네트워크 유닛 송신기(209)에 연결된다. 상기 송신기 유닛(209)은 U-NII 대역에서 동작하도록 설계되며 FCC 47 CFR Part-15 서브Part E 규정을 따르며, 원하는 U-NII 동작 대역에서 동작하는 단일 증폭기와 같이 단순할 수 있으며, 또는 증폭기와 필터를 갖는 더 복잡한 송신기이거나, 또는 802.11a와 같은 WLAN 송신기가 될 수도 있다. 송신기 유닛(209)는 안테나(204)에 연결된다.
안테나(205)는 유닛(201)에 의해 전송된 신호를 수신하도록 설계된 전방향-링크 이용자 유닛 수신기(210)에 연결된다. 주파수 변환기(211)에 연결된 수신기(210)는 유닛의 바람직한 U-NII 동작 대역에서 동작하는 단일 LNA와 같이 단순할 수 있으며, 또는 가변 감쇠기와 가변 채널 선택 필터, 또는 802.11a(여기서 802.11a의 송신기 부분이 네트워크 유닛(209)에서 사용됨)와 같은 WLAN 수신기와 같은 추가적인 기능들을 가지고 더 잘 설계될 수 있다. 수신기 유닛(210)과 가변 이득 증폭기(212)에 연결된 주파수 변환기 유닛(211)은 입력 신호를 U-NII 대역으로부터 셀룰러 네트워크 동작 주파수로 변환하고, 정상적인 동작을 위한 믹서와 필터 같은 모든 구성요소들을 포함한다. 주파수 변환기 유닛(211)은 주파수 변환기(208)의 반대의 변환 동작을 수행하며, 정상적인 동작을 위한 믹서와 필터 같은 모든 구성 요소들을 포함한다. 주파수 변환기(211)는 가변이득 증폭기(212)에 연결되고, 셀룰러 네트워크 동작 주파수 대역에서 동작한다. 상기 가변이득 증폭기(212)는 안테나(208)에 연결된다. 안테나(208)는 기지국(213)에 의해 송신된 주파수에 사실상 유사한 주파수를 갖는 신호를 송신할 것이고, 셀룰러 규격을 충족시킨다.
안테나(203)에 의해 수신된 원래의 입사된 신호의 반복된 증폭 신호인, 안테나(208)에 의해 복사된 신호는, 안테나(203)에 반환되어 다시 재입력되기 전에 전력 레벨에 있어서 다소 손실을 겪을 것이다. 상기 안테나(203)에 재입력된 신호는 이후부터는 "다운링크 반환 신호"라고 한다. 안테나 유닛(208, 203) 사이의 모든 시스템 및 전송 경로 지연이 제거된 안테나(203)의 종단기의 출력에서 원래 입사 신호의 제곱 평균값에 대한 다운링크 반환 신호의 제곱 평균값의 비는 다운링크 반환 신호 경로 손실이며, 여기서는 "다운링크 시스템 경로 손실"이라 하고 PL dl 로서 표시된다.
또한, "다운링크 시스템 링크 이득" - 여기서는 G dl 로 표시-은 안테나(208) 종단기에서의 제곱 평균 신호값에 대한 안테나(208) 종단기에서의 제곱 평균 신호값의 비율로서 정의되며, 여기서 다운 링크 시스템 경로 손실( PL dl )은 위에서 정의한 바와 같이, 무한대이고(즉, 안테나(208)와 안테나(203) 사이에 EM 커플링이 없음), 모든 시스템 및 전송 경로 지연(안테나(203)로부터 시스템을 통해 안테나(208)까지)이 제거된다.
가변이득 증폭기 유닛(212) 이득은 다운링크 시스템 이득( G dl )이 다운링크 시스템 경로 손실( PL dl )보다 dg dl 만큼 더 작게 설정되며, 따라서 시스템에서 "정의 피드백(positive feedback)" 루프를 피한다. 즉
G dl = PL dl - dg dl (dB)
G dl , PL dl , 및 dg dl 모든 값들은 모두 dB 단위이다. dg dl 값은 0부터 PL dl 까지의 범위이고, 여기서는 설명을 위해 3dB로 가정할 수 있다. 그러나 dg dl 값은 더 좋은 값을 선택하는 것도 가능하며, 여기서 시스템 성능은 더욱 최적화된다.
도 3은 리피터(300)의 역방향-링크 부분(330)의 실시형태를 도시한다. 간략한 형태의 역방향-링크 부분(330)은 수용가능한 링크 성능을 획득하는 레벨로 상기 셀룰러 네트워크의 역방향-링크에 있어서 빌딩 내의 신호 레벨을 증폭함으로써 옥내 커버리지를 개선한다. BTS1(302)은 f1 에 사실상 근접하게 전송된 BCCH 무선 채널(비이콘 채널)과 주파수 쌍인 상기 역방향-링크 상의 f'1 을 갖는다. BTS1(302)는 f'1에 사실상 근접한 주파수(BCCH 반송파 주파수) 또는 다른 반송파 주파수(f'2)에서 이동국(324)과 통신하고 있으며, 상기 반송파 주파수는 주파수 호핑이거나 아닐 수 있다. BTS1(302)에 의해 전송되거나 또는 동일 영역의 다른 기지국에 의해 전송되는 다른 주파수이거나 아닐 수 있으며, 이것들은 도 3에 도시되어 있지 않다.
상기 유닛는 2개의 분리된 유닛으로 옥내 또는 옥외에 좋은 신호 커버리지가 존재하는 곳에 위치하는 역방향-링크 네트워크 유닛(326)과 옥내 또는 옥외의 좋은 신호 커버리지가 존재하지 않는 곳에 위치하는 역방향-링크 이용자 유닛(328)을 갖는다. 상기 역방향-링크 네트워크 유닛(326)은 안테나(304)에 연결되고, 셀룰러 네트워크의 동작 주파수 대역에서 동작하도록 조정된다. 상기 역방향-링크 네트워크 유닛(326)은 또한 안테나(312)에 연결되고 적당한 비 인가된 국가 정보 기반 U-NII(Unlicensed national Information Infrastructure) 대역에서 동작하도록 조정되며, 여기서 상기 시스템은 U-NII 대역에서 동작하도록 설계된다. 관련 규정에 따라, 상기 시스템은 U-PCS 대역 또는 ISM 대역의 주파수에서 동작하도록 설계된다. 상기 비 인가된 주파수의 선택은 장비 및 시스템 설계에 종속한다. U-NII 대역으로 알려진 무선 스펙트럼 부분에서 정의된 주파수는 일부 시스템 설계에서 사용될 수 있다. 다소의 설계 변형이 ISM 대역 동작을 위해 사용된다. 상기 변형은 ISM 대역 동작을 위해 지정된 최소 확산 인자 10과 최대 허용 송신 전력에 관련된다. 만일 상기 시스템이 ISM 대역에서 동작하도록 설계되면, 상기 신호는 추가적인 확산 스펙트럼 변조/복조 및 다른 변형을 사용하여 FCC 47 CFR Part-15, 서브Part E 규격을 충족시킨다.
U-NII 동작을 위해 정해진 주파수 대역은 다음과 같다:
1) 5.15 - 5.25 GHz 2.5mW/MHz의 최대 송신 전력에서
2) 5.25 - 5.35 GHz 12.5 mW/MHz의 최대 송신 전력에서
3) 5.725 - 5.825 GHz 50 mW/MHz의 최대 송신 전력에서
신호 전송이 FCC 47 CFR Part-15를 충족하는 한, U-NII 대역의 어떤 비 인가된 사용도 허용된다. 실례를 든 부스터의 동작은 FCC 47 CFR Part-15(U-NII 주파수에 대한 서브Part E)를 만족시킨다.
상기 역방향-링크 이용자 유닛(328)은 안테나(314)에 연결되고 안테나(312)와 같은 주파수 대역에서 동작하도록 조정되며, 이것은 예를 들어 U-NII 대역이다. 상기 역방향-링크 이용자 유닛(328)은 또한 안테나(322)에 연결되고 셀룰러 네트워크 동작 대역에서 동작하도록 조정된다.
안테나(322)는 저잡음 증폭기(LNA) 유닛(320)에 연결되며, 또한 LNA(320)은 대역 통과 필터(321)에 연결된다. LNA 유닛(320)은 15dB의 전형적인 이득과 스펙트럼의 적당한 부분을 커버하기에 충분한 대역폭을 갖는 1.5dB의 잡음 지수를 갖는 고성능 증폭기일 수 있다. 대역통과 필터(321)는 셀룰러 스펙트럼의 전부 또는 원하는 부분을 통과시키도록 설계하거나 또는 RF 스위치를 가지고 원하는 통과 대역 및 대역폭이 선택될 수 있도록 관심있는 셀룰러 시스템의 전체 스펙트럼을 커버하는 중첩하는 대역통과 필터들의 집합일 수 있다. 대역통과 필터(321)는 주파수 변환기(318)에 연결된다. 주파수 변환기(318)는 셀룰러 네트워크 동작 주파수 스펙트럼 대역을 U-NII 스펙트럼의 바람직한 부분으로 변환할 수 있으며, 정상적인 동작을 위해 믹서와 필터와 같은 모든 소자들을 포함한다. 주파수 변환기(318)는 역 방향-링크 이용자 유닛 송신기(316)에 연결된다. 상기 송신기 유닛(316)은 U-NII 대역에서 동작하도록 설계되며 FCC 47 CFR Part-15 서브 Part E 규정을 따르며, 원하는 U-NII 동작 대역에서 동작하는 단일 증폭기와 같이 단순할 수 있으며, 또는 증폭기와 필터를 갖는 더 복잡한 송신기이거나, 또는 802.11a와 같은 WLAN 송신기가 될 수도 있다. 송신기 유닛(316)는 안테나(314)에 연결된다. 상기 부스터의 역방향-링크 부분을 위한 동작 U-NII 대역의 원하는 부분은 상기 부스터의 전방향-링크 부분을 위한 동작 U-NII 대역의 원하는 부분과 다르며, 하나의 링크의 동작으로부터 겪는 실질적인 간섭이 없도록 다른 링크에서 충분히 떨어져 있다.
안테나(312)는 유닛(328)에 의해 전송된 신호를 수신하도록 설계된 역방향-링크 네트워크 유닛 수신기(310)에 연결된다. 주파수 변환기(308)에 연결된 수신기(310)는 유닛의 바람직한 U-NII 동작 대역에서 동작하는 단일 LNA와 같이 단순할 수 있으며, 또는 가변 감쇠기와 가변 채널 선택 필터, 또는 802.11a(여기서 802.11a의 송신기 부분이 이용자 유닛(316)에서 사용됨)와 같은 WLAN 수신기와 같은 추가적인 기능들을 가지고 더 잘 설계될 수 있다. 수신기 유닛(310)과 가변 이득 증폭기(306)에 연결된 주파수 변환기 유닛(308)은 입력 신호를 U-NII 대역으로부터 셀룰러 네트워크 동작 주파수로 변환하고, 정상적인 동작을 위한 믹서와 필터 같은 모든 구성요소들을 포함한다. 주파수 변환기 유닛(308)은 주파수 변환기(318)의 반대의 변환 동작을 수행한다. 주파수 변환기(308)는 가변이득 증폭기(306)에 연결되고, 셀룰러 네트워크 동작 주파수 대역에서 동작한다. 상기 가변이득 증폭기(306)는 안테나(304)에 연결된다. 안테나(304)는 이동 단말(324)에 의해 송신된 주 파수에 사실상 유사한 주파수를 갖는 신호를 송신할 것이다.
*안테나(322)에 의해 수신된 원래의 입사 신호의 반복된 증폭 신호인, 안테나(304)에 의해 복사된 신호는, 안테나(322)에 반환되어 다시 재입력되기 전에 전력 레벨에 있어서 다소 손실을 겪을 것이다. 상기 안테나(302)에 재입력된 신호는 이후부터는 "업링크 반환 신호"라고 한다. 안테나(322)의 종단기의 출력에서 원래 입사 신호의 제곱 평균값에 대한 업링크 반환 신호의 제곱 평균값의 비는, 안테나 유닛(304, 322) 사이의 모든 시스템 및 전송 경로 지연이 제거되면, 업링크 반환 신호 경로 손실이며, 여기서는 "업링크 시스템 경로 손실"이라 하고 PL ul 로서 표시된다.
또한, "업링크 시스템 링크 이득" - 여기서는 G ul 로 표시-은 안테나(322) 종단기에서의 제곱 평균 신호값에 대한 안테나(304) 종단기에서의 제곱 평균 신호값의 비율로서 정의되며, 여기서 업링크 시스템 경로 손실( PL ul )은 위에서 정의한 바와 같이, 무한대이고(즉, 안테나(304)와 안테나(322) 사이에 EM 커플링이 없음), 모든 시스템 및 전달 경로 지연(안테나(322)로부터 시스템을 통해 안테나(304)까지)이 제거된다.
가변이득 증폭기 유닛(306) 이득은 업-링크 시스템 링크 이득( G ul )이 업-링크 시스템 경로 손실( PL ul )보다 dg ul 만큼 더 작게 설정되며, 따라서 시스템에서 "정 의 피드백" 루프를 피한다. 즉
G ul = PL ul - dg ul (dB)
G ul , PL ul , 및 dg ul 모든 값들은 모두 dB 단위이다. dg ul 값은 0부터 PL ul 까지의 범위이고, 여기서는 설명을 위해 3dB로 가정할 수 있다. 그러나 dg ul 값은 더 좋은 값을 선택하는 것도 가능하며, 여기서 시스템 성능은 더욱 최적화된다.
보통 전방향 및 역방향 링크 주파수 쌍은 G ul 이 G dl 레벨과 거의 유사하도록 충분히 근접하며, PL ul 레벨은 레벨과 PL dl 레벨과 거의 유사하고 dg ul 레벨은 dg dl 레벨과 거의 유사하다.
상기 고유 부스터 유닛 식별 코드와 선택적으로 상기 유닛 위치가 셀룰러 네트워크에 전송될 수 있다. 상기 정보는, 예컨대 공지의 긴 프리앰블과, 고유 식별코드, 선택적으로 경도, 및 역방향-링크 네트워크 유닛(326)의 위도를 포함하는 무겁게 부호화된(보호된) 낮은 비트율 데이터 발생함으로써 옥내 환경에서 이용자를 발견하는데 사용될 수 있다. 상기 정보는 그 다음에 낮은 스펙트럼 누설을 위해 펄스형태를 하고 상기 역방향-링크 네트워크 유닛(326) 내에서 적당한 변조방법을 통해 주어진 채널의 역방향-링크 신호에 중첩될 수 있다. 상기 변조방법의 선택은 운영하는 셀룰러 시스템에 종속한다. 예를 들면, GMSK와 같은 일정한 포락선 변조를 사용하는 GSM에 대해, 진폭 변조(낮은 변조 지수를 가짐)가 사용될 수 있다. 빠른 역방향 링크 전력 제어를 하는 CDMA 시스템에 대해, DBPSK가 변조방법으로 사 용될 수 있다. 기지국에서 수신된 채널 신호로부터의 정보의 추출은 기지국 수신기 변형을 포함할 수 있지만, 상기 셀룰러 링크의 정상적인 동작에 영향을 미치지 않는다.
도 4는 네트워크 유닛(502)과 이용자 유닛(504)을 포함하는 시스템(500)의 실시형태를 도시한다. 전방향-링크 네트워크 유닛(514)(도 2에서는 201)과 역방향-링크 네트워크 유닛(516)(도 3에서 326)이 이제 한 유닛에 존재하며, 이후에는 네트워크 유닛(502)로서 지칭된다. 전방향-링크 이용자 유닛(518)(도 2에서는 202)과 역방향-링크 이용자 유닛(520)(도 3에서 328)이 이제 한 유닛에 존재하며, 이후에는 이용자 유닛(504)로서 지칭된다. 도 4에서, 도 2의 송/수신 안테나(203)와 도 3의 송/수신 안테나(304)는 단일 안테나(506)와 듀플렉스 필터(528)에 의해 대체된다. 듀플렉스 필터 유닛(528)은 최적 성능으로 설계되며, 셀룰러 동작을 위한 규격을 만족하도록 설계된다. 또한, 도 2의 송/수신 안테나(204)와 도 3의 송/수신 안테나(312)는 단일 안테나(508)와 듀플렉스 필터(526)에 의해 대체된다. 또한, 도 2의 송/수신 안테나(205)와 도 3의 송/수신 안테나(314)는 도 4에서 단일 안테나(510)와 듀플렉스 필터(522)에 의해 대체된다. 듀플렉스 필터 유닛(522)은 최적 성능으로 설계되며, 셀룰러 동작을 위한 규격을 만족하도록 설계된다. GSM 시스템은 FDD 시스템이며, 그 자체로 역방향-링크 주파수는 전방향-링크 주파수와 다르다. 이와 같은 시스템에서 듀플렉스 필터는 적당한 기능을 제공한다. 그러나, 만일 네트워크 유닛(502)와 이용자 유닛(504)이 TDD 시스템을 위해 설계되었다면, 듀플렉서(528, 522)는 하이브리드 결합기 또는 "서큘레리터(circulators)"에 의해 대체될 수 있다. 그러나, 듀플렉서(526, 524)는, U-NII 대역의 전방향-링크와 역방향-링크 주파수가 분리되어 유지되기 때문에(즉 FDD), 여전히 사용된다. 약간의 변형에 의해, 안테나(508, 510) 대신에, 동축 케이블(RG 58 또는 IS 인치 헬리액스(inch heliax)와 같은)이 네트워크 유닛(502)을 이용자 유닛(504)에 연결하는데 사용된다. 동축 케이블이 링크 연결을 위해 사용되는 이와 같은 구성에서, 여전히 가능하지만, U-NII 대역으로의 상향-변환(up-conversion)은 불필요하며, 상기 시스템은 원래의 셀룰러 주파수의 전방향 및 역방향-링크 신호로 동작할 수 있다.
상기 증폭 시스템은 제한된 시나리오 하에서 충분히 전형적으로 동작한다. 모든 전달과 동작 조건에서 부스터시스템의 올바른 동작을 보장하기 위하여, 몇몇 사항이 시스템 디자인 내에 포함된다.
1. 네트워크 유닛(502)과 이용자 유닛(504)은 서로 시간 불변 관계에 있고, 베이스 스테이션, 안테나(스페이스) 다이버시티와 같은 다른 네트워크 구성요소가 송신과 수신 동작을 위해 사용 가능하다.
*2. 역방향-링크에서 안테나 유닛(506)에 의해 전송된 신호는 안테나(512)에 의해 수신된 역방향-링크 신호와 거의 같은 동작 주파수 대역에 있다. 마찬가지로, 전방향-링크에서 안테나(512)에 의해 전송된 신호는 안테나 유닛(506)에 의해 수신 된 전방향-링크 신호와 거의 같은 동작 주파수 대역에 있다. 전방향-링크 네트워크 유닛(514)에 의해 수신된 신호가 안테나 유닛(508, 510)을 통해 전방향-링크 이용자 유닛(518)에 전송되고, 또한 전방향-링크 이용자 유닛(518)에 의해 수신된 신호가 그 다음 안테나 유닛(512)을 통해 재전송되기 전에 증폭됨에 따라, 2개의 전방향-링크 네트워크 유닛(502)과 전방향-링크 이용자 유닛(518) 사이에 안테나(512, 506)를 통해 피드백 루프가 존재한다. 상기 루프 내의 어떠한 이득도 정피드백(positive feed-back)을 초래하고, 그 결과 동작이 불안정하게 되고, 이 현상은 네트워크 유닛(502)과 이용자 유닛(504)의 역방향-링크 동작에도 적용된다. 두 피드백 루프를 안정된 동작 영역에 유지하기 위해서, 전방향-링크에서는 시스템 내의 "정피드백" 루프를 피하기 위하여 다운-링크시스템 링크 이득( G dl )은 다운-링크 시스템 경로 손실( PL dl )보다 dg dl 만큼 작다. 즉, G dl = PL dl - dg dl 이다. 마찬가지로, 역방향-링크에서는 시스템 내의 "정피드백" 루프를 피하기 위하여 업-링크 시스템 경로 이득( G ul )은 업-링크 시스템 경로 손실( PL ul )보다 dg ul 만큼 작다, 즉, G ul = PL ul - dg ul (dB)이다. 전달 손실( PL ul 과 PL dl )은 벽 통과 손실뿐만 아니라 음영(shadowing), 거리, 안테나 복사 패턴과 다중경로 전달에 기인한다. 이러한 전달손실( PL ul 과 PL dl )의 레벨은 손쉽게 가용하지 않고 측정된다.
3. 네트워크 유닛(502)과 이용자 유닛(504)의 지속적지고 올바른 동작이 감 시된다. 네트워크 유닛(502) 또는 이용자 유닛(504)에서의 어떠한 동작 문제도 전방향 또는 역방향(또는 모두)에서 원하지 않는 전송을 초래할 수 있다. 또한, 상기 시스템은 다른 미승인 유닛로부터 간섭받기 쉬운 미승인 주파수대역에서 동작하는 무선 채널에 의존한다. 또한, 네트워크 유닛(502)과 이용자 유닛(504)의 동작은 조화되어 동작한다. 그러므로 제어신호 채널은 네트워크 유닛(502)과 이용자 유닛(504) 둘 사이에 삽입된다.
4. 네트워크 유닛(502)과 이용자 유닛(504) 사이의 로컬 발진기는, 둘 사이의 큰 주파수 에러가 결과적으로 수용할 수 없는 셀룰러 링크 성능을 초래할 수 있기 때문에, 주파수에서 거의 유사하다. 몇몇 구체 예에서, 파일럿 신호가 네트워크 유닛(502)으로부터 이용자 유닛(504)에 컨트롤 링크에 송신될 수 있고 양 유닛의 로컬 발진기의 동조를 위해 사용될 수 있다. 다른 예에서, 전력 공급 유닛 파형은 양 유닛에서 로컬 발진기의 동조를 위해 사용될 수 있다.
고급 기능
전술한 고급 기능들은 열거된 문제에 대응하는데 유용한 해법을 포함한다.
도5는 새로운 디자인 특징이 포함된 네트워크 유닛(602)(도 4의 502)을 포함하는 시스템(600)을 도시한다. 도 4의 단일 안테나(506) 대신에 안테나 다이버시티를 위해 2개의 안테나(610, 608)가 사용된다. 또한 2개의 안테나(636, 638)가 도 4의 단일 안테나(512) 대신에 안테나 다이버시티를 위해 사용된다. 최대비 결 합(Maxmal Ratio Combining) 등과 같은 다이버시티 결합 방법이 수신기 체인을 위해 사용될 수 있고, 랜덤 위상 변화(random phase change)와 같은 송신 다이버시티 방법이 상기 송신기 체인을 위해 하나 또는 안테나 모두에서 사용될 수 있지만, 여기서는 "연속적인 스위칭" 전략에 의한 안테나 교환 다이버시티(antenna switched diversity)에 기초한 단순한 방법이 제안된다. 상기 연속 스위칭 방법은, 최적 성능을 위한 스위칭 속도(예를 들어 ~4.6msec인 GSM 타임슬롯 속도로 또는 그 두 배의 속도)가 선택되면 송신과 수신 동작 모두에 사용될 수 있고, 결과적으로 상기 안테나들이 충분히 분리된다면, 명목상의 평균 송/수신 신호 전력을 생성할 것이다. 안테나 포트에 단순한 RF 스위치만을 사용하기 때문에 상기 연속-스위치 다이버시티 방법은 구현하기에도 간단하다. 그러므로, 안테나(610, 608)와 듀플렉스 필터(614)에 연결된 RF 스위치(612)는 네트워크 유닛(602)의 셀룰러 송/수신 동작을 위한 스위칭 동작을 제공할 것이다. 또한, 안테나(636, 638)와 듀플렉스 필터(634)에 연결된 RF 스위치(634)는 네트워크 유닛(602)의 U-NII 대역 송/수신 동작을 위한 스위칭 동작을 제공할 것이다. 듀플렉스 필터(614)는 전방향-링크 네트워크 유닛(604)(도 4의 514)에 연결되고, 지향성 커플러(618)를 역방향-링크 네트워크 유닛(606)(도4의 516)에 연결된다. 지향성 커플러는 17dB 지향성 커플러일 수 있다. 또한, 듀플렉스 필터(634)는 지향성 커플러(630)를 통해 전방향-링크 네트워크 유닛(604)에 연결되고, 지향성 커플러(616)를 통해 역방향-링크 네트워크 유닛(606)에 연결된다. 지향성 커플러(618, 630, 616) 대신에 하이브리드 결합기(hybrid combiner)를 사용해도 된다. 다이어그램(600)에서 지향성 커플러(616)( 또는 하이브리드 결합기 대체물) 앞에, 역방향-링크 네트워크 수신기 유닛(310) 내부 LNA 증폭기를 배치하는 것도 가능하고 오히려 더욱 바람직하다.
교정 신호 발생/송신기 유닛(622)은 지향성 커플러(618)을 통해 네트워크 유닛(602)의 역방향-링크 송신기 경로와 결합된다. 유닛(622)은 네트워크 유닛(602)(도 4의 502)과 이용자 유닛(702)(도 4의 504) 사이에 존재하는 상기 업-링크 시스템 경로 손실( PL ul )의 레벨을 형성하는 신호를 원하는 파워 레벨로 제공할 것이다. 유닛(622)에서 생성된 교정 신호는 셀룰러 네트워크로부터 기대되는 임의의 신호 레벨보다 사실상 낮은 소정의 송신 레벨(예를 들어 최소 셀룰러 신호 레벨보다 20dB 낮음)로 다이버시티 안테나(610, 608)를 통해 전송된다. 유닛(622)에서 생성된 교정 신호는 네트워크 유닛(602)과 이용자 유닛(702)(도 6)의 전방향 및 역방향 링크의 동작 대역폭에 비교할 만한 칩핑 비율(chipping rate)과 기지의 코드 위상(이하 "자신의 코드" 위상이라 함)을 가지고 기지의 의사 랜덤(PN: pseudo random) 코드에 의해 변조된 다이렉트-시퀀스 스프레드 스펙트럼 신호이다. 상기 코드 위상들은 최소 코드 위상 차이가 최대 기대 경로 지연(다수의 칩에서 측정된)보다 크게 선택되며, 그 후 상기 코드 위상들은 상기 최소 코드 위상의 정수배가 되어야 한다. 지향성 커플러(616)에 의해 네트워크 유닛(602)의 역방향-링크 수신 경로에 결합된 교정 신호 수신기 유닛(620)은 기지의 PN 코드와 상기 전송 코드를 사용하여, 유닛(622)에 의해 송신되고 또한 도 6의 네트워크 유닛(602)과 이용자 유닛(702)(도 4의 504) 사이에 존재하는 상기 폐-루프 메커니즘을 통해 역방향-링크 경 로에 진입한 교정 신호를, 검출 및 복조할 수 있다. 교정 신호 수신기 유닛(620)은 네트워크 유닛(602)(도 4의 502) 과 이용자 유닛(701)(도 4의 504) 사이에 존재하는 업-링크 시스템 경로 손실( PL ul )을 추정하는데 사용되는 수신 신호 강도를 형성할 수 있다. 교정 신호 수신 유닛(620)은 교정 신호를 그 원래 동작 주파수로 환원하는, 주파수 변환기 유닛(308)에 유사한 주파수 변환기를 포함하는 많은 서브-유닛을 포함한다. 상기 PN 코드 위상은 2개 유닛이 같은 코드 위상을 가질 확률이 매우 낮을 수 있도록 고유하게 또는 랜덤 알고리즘에 따라 할당될 수 있다. 동적 할당과 같은 다른 코드 오프셋 할당 전략도 가능하며, 여기서 상기 코드 오프셋은 상기 지리적 영역에서 그와 같은 오프셋이 검출되지 않으면 선택된다. 상기 특징은 교정 신호 수신기(620)가 "다른 코드" 위상들을 수신하고 스캔할 수 있도록 하고, 그리하여 동일한 지리적 영역에서 동작하는 다른 유닛에 또는 다른 유닛으로부터 커플링하는 임의의 다른 신호가 있는지를 설정할 수 있다. 또한 다른 시스템에 의해 감지될 가능성을 증가하도록 업-링크 시스템 경로 손실( PL ul )을 설정하기 위해 하나 이상의 코드 위상이 사용될 수 있다. 상기 교정 신호에 사용된 PN 코드는 네트워크 유닛(602)의 식별정보를 가지고 변조될 수 있다. 상기 전송된 교정 신호의 반송파 주파수는 셀룰러 동작 주파수 대역에 있을 것이다. 그러나, 교정신호 발생/송신기(622) 반송파 주파수가 동작 주파수 대역에 가능한 가깝게 위치하도록, 2.4GHz의 ISM 대역과 같은 다른 대역의 반송파 주파수가 교정 신호의 전송을 위해 사용될 수 있다. 상기 교정신호 PN코드의 칩핑 비율과 송신 전력은 상기 교정신호 가 FCC 47 CFR Part-15 규칙에 적합하도록 구성된다. 상기 ISM 대역은 셀룰러 동작 대역과 같지 않지만, 상기 대역은 상기 시스템이 셀룰러 동작 대역에서 안테나 커플링과 업-링크 및 다운-링크 시스템 링크 이득( G ul , G dl )을 형성하는 것을 가능하게 할 정도로 충분히 가깝다(순시 진폭과 위상 값은 더 이상 ISM 대역에서 동작하는 것과 관련 없음). ISM과 셀룰러 동작 대역 사이의 평균 신호 전력에서 임의의 안테나와 전파 차이가 설계 단계에서 조사될 수 있고 최종 시스템 설계에서 고려될 수 있다. 상기 교정 신호 발생/송신기 유닛(622), 그리고 교정 신호 수신기(620)는 모두 네트워크 유닛(602)에 있고, 원하는 셀룰러 대역에서 동작한다. 그러나 교정 신호 발생/송신기 유닛(622)과 교정신호 수신기(620)를 포함하는 하나 또는 두 개 유닛 모두가 약간의 변형과 고려를 통해 이용자 유닛(702)에 위치할 수도 있다. 어떤 경우에는, 전방향-링크에 대한 교정 메커니즘은, 역방향-링크에 대해 설명된 것과 같이, 유닛(622, 618, 616, 620)과 같은 부분을 포함하며, 이것들은 이용자 유닛(702)에 위치할 수 있다.
또한, 업-링크 시스템 경로 손실( PL ul )과 다운-링크 시스템 경로 손실( PL dl )은 같다고 가정할 수 있다. 즉, PLdl ≒ PLul 이다. 상기 가정은 상기 개체 중 하나만의 측정을 가능하게 한다. 상기 가정의 유효성은 각 시스템에 대해 조사될 수 있고, 상기 시스템의 전방향 및 역방향 링크 사이의 주파수 분리가 과도하게 높지 않으면 유효하다. 상기 가정은 설명을 단순화한다. 그러나 상기 가정이 이루어지지 않으면, 비슷한 기술이 도 6의 네트워크 유닛(602) 또는 이용자 유닛(702)의 전 방향-링크에 사용된다.
유닛 ID와 기준 주파수 유닛(624)은 유닛 ID 숫자에 의해 변조되고 U-NII 대역의 적당한 부분에 위치되는 바이너리 위상 쉬프트 키(BPSK) 신호를 생성하고, 지향성 커플러(630)를 통해 네트워크 유닛(602)의 전방향-링크 전송 경로에 결합된다. 상기 유닛은 네트워크 유닛(602)의 로컬 발진기에 "주파수 고정(frequency locked)"된다. 상기 신호의 반송파 주파수는 네트워크 유닛(602)의 전방향-링크의 전송 경로에서 메인 셀룰러 신호에 대한 수용할 수 없는 간섭을 피하기 위하여 선택되지만, 최적 전송 대역에 충분히 가깝다. 네트워크 유닛(602)과 이용자 유닛(702)은 그 작동에 메인 전원을 사용하며, 60Hz 또는 50Hz 메인 발진이 공통 주파수원에 두 유닛의 로컬 발진기를 "고정(lock)"하기 위해 사용될 수 있다. 상기 60Hz 또는 50Hz 메인 발진은 적절한 회로소자에 의해 네트워크 유닛(602)과 이용자 유닛(702)의 동작을 위한 원하는 주파수로 변환된다.
*제어 링크 유닛(628)은 도 6의 네트워크 유닛(602)과 이용자 유닛(702) 둘 사이의 무선 링크이다. 그것은 인가받지 않은 주파수 대역 중 하나에서 동작하는 간단한 전용 링크이거나, 또는 상기 셀룰러 신호 경로와의 다중화한 대역 내(in-band) 제어 신호일 수 있다. 그것은 또한 비인가 주파수 대역에서 동작하도록 디자인 된 802.11b, 802.11a 또는 블루투스와 같은 표준 무선 링크일 수 있다. 상기 제어 링크 유닛(628)은 마이크로-제어기 유닛(626)에 연결되고, 적절한 인터페이스를 통해 통신할 수 있다. 제어 링크 유닛(628)은 상기 제어신호를 전송 및 수신하 기 위해 안테나(644, 642)에도 연결된다. 동작 대역 및 주파수가 허용한다면 유닛(602)의 작은 변경으로, 안테나 유닛(636, 638)은 제어링크 유닛(628)의 동작을 위해 사용될 수 있다. 어떤 실시 형태에서는, 이용자 유닛(702)은 모든 신호 처리와 제어 기능이 네트워크 유닛(602)에서 지원되는 아주 간단한 유닛가 될 수 있다. 그런 경우, 상기 제어 링크는 시스템 대역폭과 이득을 설정하기 위하여 제거될 수 있으며 또는 대역 내(in-band) 주파수 톤과 같은 아주 간단한 제어 시그널링을 수행할 수 있다. 안테나 대역폭이 허용한다면, 유닛(602)에 대한 약간의 변경으로, 안테나 유닛(636, 638)은 제어링크유닛(628)의 동작을 위해 사용될 수도 있다.
마이크로 제어 유닛(626)은 적절한 메모리와 인터페이스를 모두 갖춘 ARM7 또는 ARM9과 같은 간단한 마이크로 프로세서이다. 마이크로-제어기 유닛(626)은 네트워크 유닛(602)의 동작을 제어하고, 유용하다면 시그널 레벨의 평준화와 같은 몇몇 부가적인 신호 조정과 프로세싱을 수행할 수 있다. 마이크로-제어기 유닛(626)의 태스크의 일부는 네트워크 유닛(604, 606)의 전방향 및 역방향 링크의 동작 대역과 이득의 설정, 제어링크 유닛(628)을 통한 이용자 유닛(도 6의 702)의 제어 및 통신, 교정 신호 발생/송신기(622) 및 교정신호 수신기(620)와의 제어 및 통신이다. 마이크로-제어기(626)의 다른 태스크는 도 7,8,9의 실시예에 의해 후술하기로 한다. 마이크로-제어기 유닛(626)은 유닛(628, 622, 606, 604, 620, 624)에 연결된다.
유닛(628, 622, 606, 604, 620, 624, 602)는 모두 로컬 발진기 유닛(640)에 연결되고, 로컬 발진기(640)의 신호로부터 그것들의 클럭과 기준 주파수를 도출한 다.
키패드 또는 단순한 딥스위치(dipswitch)가 될 수 있는 간단한 이용자 인터페이스 유닛(627)은 마이크로-제어기 유닛(626)에 연결된다.
네트워크 유닛(602)은 이용자 인터페이스 유닛(627)에 의해 설정될 수 있는 고유의 "식별코드(identity code)"를 가지며, 마이크로-제어기 유닛(626)에 알려지고 이용자 유닛(702)의 마이크로-제어기 유닛(728) 또는 네트워크 유닛(602)의 동작 범위 내의 임의의 다른 이용자 유닛에 전달될 수 있다.
도 6은 새로운 설계 특징을 지닌 이용자 유닛(702)(도 4의 504)을 포함하는 리피터(700)의 실시예를 보여준다. 2개의 안테나(734, 736)가 도 4의 단일 안테나(512) 대신에 안테나 다이버시티를 위해 사용된다. 또한, 안테나(704, 706)는 도 4의 단일 안테나(510) 대신에 안테나 다이버시티를 위해 사용된다. 최대율 결합 방법(Maximal Ratio Combining) 등과 같은 임의의 다이버시티-결합 방법이 상기 수신기 체인을 위해 사용될 수 있고, 또한 랜덤 위상 변경과 같은 전송 다이버시티 방법이 상기 송신기 체인을 위한 하나 또는 2개의 안테나 모두에서 사용될 수 있지만, 여기에서는 "연속 스위칭" 전략을 갖는 안테나 스위칭 다이버시티(antenna switched diversity)에 기초한 간단한 방법이 제안된다. 상기 연속 스위칭 방법은 최적 성능을 위한 스위칭 속도(예를 들어 ~4.6msec인 GSM 타임슬롯 속도로 또는 그 두 배의 속도)가 선택되면 송신과 수신 동작 모두에 사용될 수 있고, 결과적으로 상기 안테나들이 충분히 분리된다면, 명목상의 평균 송/수신 신호 전력을 생성할 것이다. 상기 연속-스위치 다이버시티 방법은 안테나 포트에 간단한 RF 스위치만을 사용하여 쉽게 구현될 수 있다. 그러므로, 안테나(734, 736)와 듀플렉스 필터(730)에 연결된 RF 스위치(732)는 네트워크 유닛(702)의 셀룰러 송/수신 동작을 위한 스위칭 동작을 제공할 것이다. 또한, 안테나(704, 706)와 듀플렉스 필터(714)에 연결된 RF 스위치는 이용자 유닛(702)의 U-NII 대역 송/수신 동작을 위한 스위칭 동작을 제공할 것이다. 듀플렉스 필터(712)는 지향성 커플러(718)을 통해 전방향-링크 이용자 유닛(724)(도 4의 518)과 역방향-링크 이용자 유닛(726)(도4의 520)에 연결된다. 또한, 듀플렉스 필터(732)는 전방향-링크 이용자 유닛(724)과 역방향-링크 이용자 유닛(726)에 연결된다. 지향성 커플러(718) 대신에 하이브리드 결합기(hybrid combiner)를 사용해도 된다. 또한, 다이어그램(700)에서 지향성 커플러(718)(또는 하이브리드 결합기 대체물) 앞에, 전방향-링크 이용자 유닛(328) 수신기(210) 내부 LNA 증폭기를 배치하는 것도 가능하고 오히려 더욱 바람직하다.
도 5의 유닛 ID 및 기준 주파수 생성기(624)에 의해 생성된 전송 신호를 수신할 수 있는 기준 신호 수신기 유닛(716)은 지향성 커플러(718)에 연결된다. 상기 수신기는 네트워크 유닛(602)의 유닛 ID 및 기준 주파수 생성기(624)에 의해 전송된 상기 기준 주파수와 ID를 추출할 수 있다. 그 다음 추출된 기준 주파수는 기준 주파수 신호로서 기준 로컬 발진기(722)에 제공된다. 지향성 커플러(718)는 전방향-링크 이용자 유닛(724)에 연결된다. 역방향-링크 이용자 유닛(726)은 듀플렉스 필터(730, 714)에 연결된다. 상기 유닛(726)이 네트워크 유닛(602)의 제어 링크 유닛(628)에 의해 전송된 수신 신호 반송파 주파수에 고정될 수 있다면, 상기 기준 신호와 상기 로컬 발진기 유닛(722)은 제어 링크 유닛(720)을 택일하여 기준 으로 할 수 있다.
제어 링크 유닛(720)은 네트워크 유닛(602)과 이용자 유닛(702) 사이의 무선 링크이다. 그것은 인가받지 않은 주파수 대역 중 하나에서 동작하는 간단한 전용 링크이거나, 또는 상기 셀룰러 신호 경로와의 다중화한 대역 내(in-band) 제어 신호일 수 있다. 그것은 또한 비인가 주파수 대역에서 동작하도록 디자인 된 802.11b, 802.11a 또는 블루투스와 같은 표준 무선 링크일 수 있다. 상기 제어 링크 유닛(720)은 마이크로-제어기 유닛(728)에 연결되고, 적절한 인터페이스를 통해 통신할 수 있다. 제어 링크 유닛(720)은 상기 제어신호를 전송 및 수신하기 위해 안테나(708, 710)에도 연결된다. 안테나 대역폭 및 동작 주파수가 허용한다면, 유닛(702)의 작은 변경으로, 안테나 유닛(704, 706)은 제어링크 유닛(720)의 동작을 위해서도 사용될 수 있다.
마이크로-제어기 유닛(728)은 적절한 메모리와 인터페이스를 모두 갖춘 ARM7 또는 ARM9과 같은 간단한 마이크로 프로세서이다. 마이크로-제어기 유닛(728)은 이용자 유닛(702)의 동작을 제어하고, 신호 레벨의 평준화와 예측과 같은 몇몇 부가적인 신호 조정과 처리를 수행한다. 마이크로-제어기 유닛(728)의 태스크의 일부는, ㅊ제어 링크 유닛(720)을 통해 도 5의 네트워크 유닛(602)과 통신하기 위해, 전방향 및 역방향 이용자 유닛(724, 726)의 동작 대역과 이득을 설정하는 것이다. 마이크로-제어기(728)의 다른 태스크는 도 10과 11의 실시예에 의해 후술하기로 한다. 마이크로-제어기 유닛(728)은 유닛(720, 726, 724)에 연결된다. 마이크로 제어 유닛(720)은 간단한 승인 방법에 기초하여 제어 링크 유닛(628, 720)을 통해 이 용자 유닛(702)에서 적절한 태스크를 수행할 수 있기 때문에 엄격히 필수적인 것은 아니다.
유닛(720, 726, 724, 728)은 모두 로컬 발진기 유닛(722)에 연결되고, 로컬 발진기(722)의 신호로부터 그것들의 클럭과 기준 주파수를 도출한다.
안테나 유닛(610, 608)을 위한 수직 편파(vertical polarization)의 사용과 안테나(734, 736)를 위한 수평 편파의 사용과 같은 기술은 상기 시스템의 성능을 더욱 향상시킬 수 있다. 또한, 종래의 부스터나 리피터에서와 같이 지향성 안테나의 사용에 의하여 시스템 성능을 향상시킬 수 있다.
키패드 또는 단순한 딥스위치로 구성될 수 있는 간단한 이용자 인터페이스 유닛(721)은 마이크로-제어기 유닛(728)에 연결된다.
이용자 유닛(702)은 이용자 인터페이스 유닛(721)에 의해 설정될 수 있는 고유의 "식별코드"를 가지며, 이는 마이크로-제어기 유닛(728)으로 알려져 네트워크유닛(602)의 마이크로-제어기 유닛(626) 또는 이용자 유닛(702)의 동작 범위 내에 있는 임의의 다른 네트워크 유닛들에 전달될 수 있다.
네트워크 유닛(602) 식별 코드와 선택적으로 유닛 위치는 셀룰러 네트워크로 전송될 수 있다. 상기 정보는, 예를 들어 기지의 긴 프리앰블, 네트워크 유닛(602)의 고유 식별코드와 선택적으로 위도 및 경도를 포함하는 무겁게 부호화된(보호된) 낮은 비트율 데이터를 생성함으로써, 옥내 환경에서 이용자 위치를 찾는데 사용될 수 있다. 그 다음 상기 정보는 네트워크 유닛(602) 내에서 낮은 스펙트럼 누출을 위해 펄스화 되고 적절한 변조방법에 의해 소정 채널의 역방향-링크 신호에 중첩될 수 있다. 상기 변조방법의 선택은 사용하는 셀룰러 시스템에 달려있다. 예를 들어 GMSK와 같은 불변 포락선 변조를 사용하는 GSM에 대하여 진폭 변조(낮은 변조 지수에 가지고)가 사용될 수 있다. 고속 역방향-링크 전력 제어를 하는 CDMA 시스템에 대해서는 DBPSK가 변조 방법으로서 사용될 수 있다. 기지국에서 상기 수신된 채널 신호로부터 상술한 정보를 추출하는 것은 기지국 수신기 변경을 포함할 수 있지만, 셀룰러 링크의 정상 동작에는 영향을 미치지 않는다.
상기 시스템 동작의 예는 도 7, 8, 9, 10 및 11에 도시되어 있다. 도 7 내지 9는 네트워크 유닛(602)에 대한 시스템 동작 흐름도이고, 도 10 및 11은 이용자 유닛(702)에 대한 흐름도이다. 마이크로-제어기(626)에서 동시에 수행되는 2개의 독립적인 주요 제어 흐름 동작이 있다. 제 1 제어-흐름은 상기 부스터의 정상적인동작을 확립하는 것이고, 제 2 제어-흐름은 네트워크 유닛(602)과 이용자 유닛(702) 사이의 제어 링크의 올바른 동작을 모니터하는 것이다. 네트워크 유닛(602)을 "파워-업(power-up)" 또는 "리셋(reset)"할 때, 가변 이득 증폭기(306) 이득은 항상 최소로 설정되고 "OFF"로 전환된다. 상기 시스템은, 마이크로-제어기(626)로부터의 지시에 의해 올바른 이득이 설정된 후, 가변 이득 증폭기(306)가 "ON" 상태로 전환된 때 "동작중"이라 한다. 네트워크 유닛(602)이 "파워-업" 또는 "리셋"(관심있는 이용자 유닛(702)의 "식별 코드"가 알려지거나 또는 이용자 인터페이스 유닛(627)을 통해 네트워크(602)로 미리 입력된 것으로 가정함)될 때, 마이크로-제어기 유닛(626)은 도 7의 제어-흐름(단계 802)을 개시할 것이다. 마이크로-제어기 유닛(626)은 제어 링크 유닛(628)을 지시하여 이용자 유닛(702)과 링크를 확립하게 한다(단계 804). 제어 링크 유닛(628)은 적당한 프로토콜을 사용하여 상기 링크가 확립될 때까지 이용자 유닛(702)의 제어 유닛(720)과 통신링크의 설정을 계속 시도할 것이다(단계 806). 마이크로-제어기 유닛(626)은 원하는 U-NII 동작 대역을 선택하고(단계 808), 교정 신호 수신기 유닛(620)에 지시하여 상기 주파수 대역에서 모든 가능한 코드 오프셋을 수신하도록 시도하도록 하고(단계 8), 다른 이용자 유닛으로부터 네트워크 유닛(602)으로의 신호 경로는 상기 지리적 영역에서 동작하지 않도록 보장하고, 미사용된 코드 오프셋과 전송 채널의 선택을 용이하게 한다. 만일 의도하지 않은 신호 경로가 네트워크 유닛(602)과 다른 동작중의 이용자 유닛 사이에 존재한다면(단계 812), 상기 결합 경로의 심각도 및 "다른 유닛들"의 수신 교정 신호(들) 강도에 종속하여, 상기 수신된 신호 SNR과 임계 SNR( SNR th )을 비교한 후(단계 814), 몇 개의 다른 동작들이 수행될 수 있다.
1) 만일 다른 이용자 유닛들로부터 수신된 교정 신호(들)의 강도가, 네트워크 유닛(602)과 이용자 유닛(702)의 동작에 대해 간섭이 전혀 없음을 나타내는 상기 임계치( SNR th ) 이하라면, 적당한 상이한 코드 위상이 선택되고, 마이크로-제어기는 정상적으로 진행한다.
2) 만일 다른 이용자 유닛으로부터 수신된 교정 신호(들)의 강도가, 네트워크 유닛(602)과 이용자 유닛(702)의 동작에 대해 간섭이 있음을 나타내는 상기 임계치( SNR th ) 이상이라면, 네트워크 유닛(602)은 다른 U-NII 주파수 대역 선택을 시도할 것이며, 만일 더 많은 U-NII 동작 대역이 가용하면, 단계 808, 8 및 812가 반 복된다(단계 816).
3) 만일 다른 이용자 유닛으로부터 수신된 교정 신호(들)의 강도가, 네트워크 유닛(602)과 이용자 유닛(702)의 동작에 대해 간섭이 있음을 나타내는 상기 임계치( SNR th ) 이상이고, 또한 새로운 깨끗한 U-NII 동작 주파수 대역이 발견될 수 있다면, 네트워크 유닛(602)은 적당한 오류 신호(블록 818)를 발생하고 이용자 유닛(720)에 지시하여 동작을 중지하도록 하며(단계 9), 또한 네트워크 유닛(602)이 동작을 멈추게 한다(단계 822).
네트워크 유닛(602)과 이용자 유닛(702) 사이에 제어 링크의 성공적인 확립과 U-NII 동작 대역의 성공적인 선택 이후에, 상기 제어 흐름은 도 7에서 "A" 지점에 있다. 도 8에 도시된 지점 "A"는 도 7의 "A" 지점의 연속이다. 도 8을 참조하면, "A" 지점 이후, 네트워크 유닛(602)은 사용하지 않은 코드 오프셋(824)을 선택하고, 가장 낮은 가능한 전송 전력으로 기지의 코드 오프셋을 갖는 교정 신호의 전송을 시작할 것이다(단계 826). 상기 태스크는 마이크로 제어기(626)로부터 교정신호 발생/송신기 유닛(622)으로의 지시에 의해 수행된다. 마이크로 제어기(626)는 또한 교정 신호 수신기 유닛(620)에 지시하여 송신기 유닛(622)(블록 828)에 의해 사용되는 상술한 코드 오프셋을 위한 교정 신호의 수신을 시도하도록 한다. 네트워크 유닛(602)은 제어 링크(628)를 통해 이용자 유닛(702)에 지시하여 역방향- 링크 및 전방향-링크 이용자 유닛(726 및 724) 각각에 대해 최소의 가능한 송신전력으로 작동을 시작하도록 한다(단계 830). 만일 원하는 강도의 신호가 수신기 (620)에 의해 검출되지 않고, 송신기 유닛(622)의 최대 송신 전력이 도달하지 못한다면, 마이크로-제어기 유닛(626)은 송신기 유닛(622)에 지시하여 소정의 단계 크기( dG ) 만큼 상기 전송 신호의 전력을 증가시키도록 할 것이다(단계 836). 상기 동작은 신호가 수신기(620)의 출력에서 검출되거나 또는 송신기 유닛(622)의 최대 송신 전력을 가지고도 신호가 전혀 검출될 수 없다고 결정될 때까지 지속한다. 그 다음에, 네트워크 유닛(602)은 업-링크 시스템 경로 손실( PL ul )과 업-링크 시스템 링크 이득( G ul )을 계산할 수 있게 되므로 역방향-링크 네트워크 유닛(606)의 적당한 송신 전력을 공급한다(단계 838). 업-링크 시스템 경로 손실( PL ul )과 다운-링크 시스템 경로 손실( PL dl )이 동일하다고 가정하면, 즉 PL dl
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PL ul 이면, 전방향-링크 이용자 유닛(724)의 송신 증폭기(212)의 최대 이득이 계산될 수 있으며(단계 838), 제어 링크 유닛(628)을 경유하여 이용자 유닛(702)으로 전달될 수 있다(단계 840). 상기 시스템 이득을 확정한 후, 마이크로-제어기(626)는 링크 제어 유닛(628)을 경유하여 이용자 유닛(702)에 정확한 증폭기(212) 이득 설정을 알린다(블록 840). 시스템 교정을 완료한 후(단계 804 내지 단계 840), 마이크로-제어기(626)는 전송을 위해 증폭기(306)의 정확한 이득을 설정하고(단계 842), 이용자 유닛(702)에 지시하여 정해진 증폭기(212) 이득 설정으로 작동을 개시하도록 한다(블록 844). 교정 신호 수신기(620)는 교정 신호 송신기(622)에 의해서 전송된 신호를 계속 수신한다(단계 846). 만일 상당히 많은 시간 동안 안전한 평균 신호 전력 레벨이 초과되면(단계 848), 마이크로-제어기(626)는 제어 링크 유닛(628)을 경유하여 이용자 유닛 (702)에 지시하여 작동을 중지하고(단계 850), 또한 네트워크 유닛(602)은 역방향- 링크 네트워크 유닛(606)에 의한 신호 전송을 중지할 것이며(단계 852), 상기 시스템은 단계 802 내지 844를 반복할 것이다. 만일 평균 신호 전력 레벨이 기대 범위내에 있다면, 상기 교정신호 수신기(620)는 모든 가능한 코드 오프셋을 갖는 신호를 수신하여 검출하도록 지시를 받는다(단계 856). 만일 거의 평균 신호 전력 레벨을 갖는 신호가 전혀 검출되지 않는다면, 네트워크 유닛(602)은 단계 846으로 돌아갈 것이다. 만일 거의 평균 신호 전력 레벨을 갖는 신호가 검출된다면, 네트워크 유닛(602)은 단계 850으로 진행할 것이다. 다른 코드 오프셋의 검색과 검출 속도를 높이기 위해서, 다른 복제 수신기가 "다른 코드(other code)" 오프셋을 스캔하는 동안, "자체 코드(own code)" 검출이 계속되고 방해를 받지 않도록, 교정 수신호 수신기(620)를 2개(또는 2개 이상) 복제할 수도 있다.
제 2 제어-흐름 동작은 단계 806 이후에 시작하고, 도 9에 도시되어 있다. 제 2 동작은 제어 유닛(628, 720) 동작의 제어 링크의 품질 및 성능을 BER, SNR, 배경 노이즈 및 간섭과 같은 양을 모니터함으로써 확인한다(단계 860). 만일 상기 링크의 동작이 만족스럽지 않다면(단계 862), 에러 신호가 발생하고(단계 864), 네트워크 유닛(602)의 전방향 및 역방향 셀룰러 링크의 모든 전송은 중지되고(단계 866), 이용자 유닛(702)은 동작을 멈추도록 지시되며(단계 868), 최종적으로 네트워크 유닛(602)은 단계 802로 되돌아갈 것이다(단계 870).
도 10 및 11은 이용자 유닛(702)에 대한 시스템 동작 흐름도이다. 마이크로-제어기(728) 상에서 동시에 실행되는 2개의 주요 독립 제어 흐름 동작이 존재한 다. 제 2 제어-흐름은 네트워크 유닛(602)과 이용자 유닛(702) 사이의 제어 링크의 올바른 동작을 모니터하는 것이고(도 11), 제 1 제어-흐름은 부스터의 정상적인 동작을 설정하는 것이다(도 10). 이용자 유닛(702)을 "파워-업" 또는 "리셋" 할 때, 가변 이득 증폭기(212) 이득은 항상 최소로 설정되고 "OFF"로 전환된다. 올바른 이득이 마이크로-제어기(728)로부터의 지시에 의해 설정된 이후에 가변 이득 증폭기(212)가 "ON"으로 전환될 때 시스템은 "동작중(operational)" 이라고 한다. 이용자 유닛(702)의 "파워-업" 또는 "리셋" 시(관심 있는 네트워크 유닛(602)의 "식별코드"가 알려져 있거나 또는 이용자 인터페이스 유닛(721)을 통해 이용자 유닛(702)으로 사전에 입력된 것으로 가정하자), 마이크로-제어기(728)는 제어-흐름을 개시할 것이다(도 10의 단계 902). 마이크로-제어기 유닛(728)은 제어 링크 유닛(720)을 지시하여 네트워크 유닛(602)과의 링크를 설정하게 한다(단계 904). 제어 링크 유닛(728)은 적절한 프로토콜을 사용하여 링크가 설정될 때까지 네트워크 유닛(602)의 제어 유닛(620)과의 통신 링크를 설정하기 위한 시도를 계속할 것이다(단계 906). 이용자 유닛(702)과 네트워크 유닛(602) 사이의 제어 링크의 성공적인 설정 이후에, 이용자 유닛(702)은 네트워크 유닛(602)으로부터의 지시를 위해 통신 채널을 모니터한다(단계 908). 만일 "중지" 지시가 네트워크 유닛(602)에 의해 제시되면(단계 11), 이용자 유닛(702)은 전방향-링크 및 역방향-링크 전송을 중지할 것이다(단계 912). 만일 지시가 "동작 대역폭", 또는 "U-NII 스펙트럼 채널 넘버", 또는 "셀룰라 채널 넘버", 또는 상기 모두 또는 임의의 것 등의 파라미터를 설정하는 것이고, 또한 임의의 다른 시스템 파라미터를 설정하는 것이라면(단계 916), 이용자 유닛(702)은 지시에 의해 특정된 대로 파라미터를 설정한다(단계 918). 만일 상기 지시가 "증폭기(212) 이득을 설정하는" 것이라면(단계 920), 이용자 유닛(702)은 가변 이득 증폭기(212)에 대해 요청된 이득을 설정한다(단계922). 만일 상기 지시가 "전송을 개시하는" 것이라면(단계 923), 이용자 유닛(702)은 상기 유닛의 전방향(724) 및 역방향(726) 링크에서의 동작을 개시한다(단계 924). 상기 예에서 언급되지 않은 다른 지시들도 사용될 수 있다. 상기 지시들이 이용자 유닛(702)에 의해 수신된다면, 지시들은 이용자 유닛(702)에 의해 실행된다(단계 925, 926). 지시 실행 이후에, 이용자 유닛(702)은 단계 908로 되돌아간다.
제 2 제어-흐름 동작은 단계 906 이후 개시하고, 도 11에 도시되어 있다. 제 2 동작은 제어 유닛(628, 720) 동작의 제어 링크의 품질 및 성능을 BER, SNR, 배경 노이즈 및 간섭과 같은 양을 모니터함으로써 확인한다(단계 930). 링크의 동작이 만족스럽지 않다면(단계 932), 에러 신호가 발생하고(단계 934), 전방향(724) 및 역방향(726) 링크 유닛의 모든 전송은 이용자 유닛(702)에 의해 중지되고(단계 936), 및 최종적으로 네트워크 유닛(702)은 단계 902로 되돌아갈 것이다(단계 938).
상기 설명은 시스템 구현의 하나의 예일 뿐이다. 다른 가능한 방법 및 해법이 구현될 수 있다. 몇몇 포인트가 언급될 수 있다.
1. 네트워크 유닛(602)은 이용자 유닛(702)과 같은 몇몇 이용자 유닛을 제어 할 수 있다. 이러한 설정에서, 도 7, 8, 9, 10 및 11에 도시된 것과 같은 예시적인 제어 흐름은 네트워크 유닛(602)이 각 이용자 유닛을 독립적으로 초기화할 수 있도록 변형될 수 있다. 안정적인 동작을 위해, 역방향-링크 네트워크 유닛(606) 증폭기(306) 이득은 모든 동작하는 이용자 유닛과의 동작에 대해 최소 업-링크 시스템 경로 손실( PL ul )을 위해 설정된다. 따라서, 다운-링크 시스템 경로 손실( PL dl ) 이 업-링크 시스템 경로 손실( PL ul ) 계산에 기초한다면, 즉 PL dl ≒ PL ul 라면, 최소 증폭기(306) 이득은 네트워크 유닛(602)의 제어 하에서 전방향-링크의 모든 이용자 유닛에 대해 사용된다. 만일 다운-링크 시스템 경로 손실( PL dl ) 업-링크 시스템 경로 손실에 기초하지 않는다면(즉 별도의 조정 루프가 PL dl 을 추정하기 위해 존재함), 증폭기(306) 이득은 네트워크 유닛(602)의 제어 하에서 전방향-링크의 각 이용자 유닛에 대해 독립적으로 설정될 수 있다.
2. 다수-이용자 유닛(몇몇 이용자 유닛(702)) 동작에 사용된 또 다른 변형은, 최종적인 다운-링크 시스템 경로 손실( PL dl )과 업-링크 시스템 경로 손실( PL ul ) 측정이 네트워크 유닛(602)(네트워크 유닛(602)를 포함하는) 제어 하에 모든 이용자 유닛에 대해 수행될 수 있는 것이고, 총 신호 전력 레벨이 원하는 다운-링크 시스템 링크 이득( G dl ) 또는 원하는 업-링크 시스템 링크 이득( G ul )을 초과하지 않도록 활동적이다. 만일 이용자 유닛으로부터의 결합 신호가 역방향 또는 전방향 시스템 링크 이득 중의 어느 하나에 대한 수용할 수 있는 레벨을 초과한다면, 적절한 증폭기 이득은 최대 허용 시스템 링크 이득 또는 상기 전방향 및 역방향 링크가 충족되는 레벨까지 반복적인 단계 증가로 감소한다.
3. 교정 신호 발생/송신기(622) 및 교정 신호 수신기(620)와 유사한 추가적인 하드웨어가 다운-링크 시스템 경로 손실( PL dl )을 독립적으로(네트워크 유닛(602)에 의해 제어되는 각 이용자 유닛(702)에 대해) 평가하기 위해 네트워크 유닛(602) 또는 이용자 유닛(702) 중 어느 하나의 전방향-링크 경로에 포함될 수 있다.
4. 비록 전방향 링크의 네트워크 유닛(62) 및 이용자 유닛(702) 양자에서의 신호 경로는 기지국의 비이콘(GSM에서의 BCCH) 전송을 부양하기 위해 항상 동작하지만, 네트워크 유닛(620)과 이용자 유닛(702)의 역방향-링크 신호 경로는 실질적인 신호 레벨이 검출되지 않는다면(즉 "게이티드(gated)"), 동작할 수 있다. 그러므로, 이용자 유닛(702)에서, LNA 유닛(320) 또는 필터 유닛(321) 이후에 측정될 수 있는 역방향-링크 상의 수신 신호 전력 레벨에 기초하여, 마이크로-제어기 유닛(728)은 상기 신호 전력 레벨이 원하는 임계값 이하이면 송신기 유닛(316)을 "OFF"로 전환하거나, 또는 상기 신호 전력 레벨이 원하는 임계값 이상이면 "ON"으로 전환한다. 동일하게, 네트워크 유닛(602)에서, 수신기 유닛(310) 또는 변환기 유닛(308) 이후에 측정될 수 있는 역방향-링크 상의 수신 신호 전력 레벨에 기초하여, 마이크로-제어기 유닛(626)은 상기 신호 전력 레벨이 원하는 임계값 이하라면 가변 이득 증폭기 유닛(306)을 "OFF"로 전환하거나, 또는 상기 신호 전력 레벨이 원하는 임계값 이상이라면 "ON"으로 스위칭한다. 역방향-링크 "게이티드" 동작은 유닛(622, 620)과 관련된 교정 신호 경로 및 메커니즘에 간섭하지 않음을 유의해야 한다. 그러므로, "게이티드" 동작이 상기 교정 프로세스 동안 연속적인 동작에 의해 대체되거나, 또는 가능한 경우, 전방향-링크 교정이 다운-링크 시스템 경로 손실( PL dl ) 및 업-링크 시스템 경로 손실( PL ul ) 계산 모두를 위해 역방향-링크 메커니즘과 유사한 방식으로 배치되어 사용될 수 있다.
5. 하드웨어 및 제어 소프트웨어 내의 약간의 변경으로, 네트워크 유닛(602) 과 이용자 유닛(702)은 "배면(back-to-back)" 연결되어 단일 유닛으로 통합될 수 있다. 상기 배면 옵션의 설계 및 동작은 도 14에 도시되고 후에 논의된다.
6. 고유의 네트워크 유닛(602) 식별코드 및 선택적으로 유닛 위치는 셀룰러 네트워크로 전송될 수 있다. 상기 정보는 옥내 환경에서, 예컨대 알려진 긴 프리앰블, 네트워크 유닛(602)의 고유 식별 코드 및 선택적으로 위도 및 경도를 포함하는 크게 부호화된(보호된), 낮은 비트율 데이터를 생성함으로써, 이용자의 위치를 찾는데 사용될 수 있다. 그 다음에 상기 정보는 네트워크 유닛(602) 내에서 낮은 스펙트럼 누설을 위해 펄스형태로 되고 적절한 변조방법에 의해 주어진 채널의 역 방향-링크 신호에 겹쳐질 수 있다. 상기 변조방법의 선택은 동작 셀룰러 시스템에 달려있다. 예컨대, GMSK와 같은 일정한 포락선 변조(envelope modulation)를 즐기는 GSM에 대해, 진폭 변조(낮은 변조 지수를 갖는)가 사용될 수 있다. 고속 역방향-링크 전력 제어를 갖는 CDMA 시스템에 대해, DBPSK가 변조방법으로서 사용될 수 있다. 기지국에서 수신된 채널 신호로부터의 상기 언급된 정보의 추출은 기지국 수신기 변형을 포함할 수 있으나, 셀룰러 링크의 정상적인 동작에 영향을 끼치지 않는다.
상기한 논의는 모든 다양한 개시된 부스터의 다른 아날로그 구현 모두에 적용할 수 있다.
디지털 구현 예
도 12는 옥내 또는 옥외의 양호한 신호 커버리지가 존재하는 곳에 위치되는 네트워크 유닛(602)(도 12에서 1002로 표시됨)의 디지털 구현의 예를 도시한다. 2개의 안테나(1004, 1006)가 네트워크 유닛(1002)의 셀룰러 대역 송신기 및 수신기에 대한 안테나 다이버시티를 위해 사용된다. 또한 2개의 안테나(1036, 1038)가 네트워크 유닛(1002)의 U-NII 대역 동작의 안테나 다이버시티를 위해 사용된다. 비록, 최대비 결합(Maximal Ratio Combining) 등과 같은 임의의 다이버시티-결합 방법이 수신기 체인에 대해 사용될 수 있고, 하나 또는 두 개의 안테나에서의 랜덤 위상 변경과 같은 전송 다이버시티 방법이 송신기 체인에 대해 사용될 수 있지만, "연속적인 스위칭" 전략을 갖는 안테나 스위칭된 다이버시티에 기초한 단순한 방법 이 여기에서 제안된다. 최적의 성능을 위해 선택된 스위칭 속도(예컨대, GSM 타임슬롯 비율 ~4.6 msec에서 또는 두 배로)를 갖는 연속적인 스위칭 전략은 전송 및 수신 동작 양자에 대해 사용될 수 있고, 안테나가 충분히 떨어져서 배치된다면, 명목상의 평균 전송/수신 신호 전력으로 귀결될 것이다. 연속적인-스위칭 다이버시티 스킴은 안테나 포트에서 단지 단순한 RF 스위치를 사용하여 단순하게 실행될 수 있다. 그러므로, 마이크로-제어기(1060)의 제어 하에서, 안테나(1004 및 1006) 및 듀플렉스 필터(1010) 및 마이크로-제어기(1060)에 연결된 RF 스위치(1008)는 네트워크 유닛(1002)의 셀룰러 전송/수신 동작에 대한 스위칭 동작을 제공할 것이다. 또한, 안테나(1036, 1038) 및 듀플렉스 필터(1034)에 연결된 RF 스위치(1032)는 네트워크 유닛(1002)의 U-NII 대역 전송/수신 동작에 대한 스위칭 동작을 제공할 것이다. 듀플렉스 필터(1010)는 전방향-링크 LNA(1012) 및 지향성 커플러(1056)에 연결된다. LNA(1012)는 주파수 변환기 유닛(1014)에 연결된다. 주파수 변환기(1014)는 자동 이득 제어(AGC) 유닛(1018)에 연결된다. 주파수 변환기(1014)는 셀룰러 대역에서 기저대역 또는 "기저대역 근처"로 상기 인입 신호의 주파수 대역을 변환한다. 주파수 변환기 유닛(1014)은 상기 수신기 체인의 올바른 동작을 위해 적절한 필터링을 제공할 수 있다. 주파수 변환기 유닛(1014)의 동작 주파수는 마이크로-제어기 유닛(1060)에 의해 설정된다. AGC 유닛(1018)은 아날로그 디지털 변환기(AD/C) 유닛(1020) 및 신호 조정(SC : Signal Conditioning) 유닛(1022)에 연결된다. AGC(1018)는 선택적이고, 그 임무는 수신 신호 레벨을 AD/C(1020)의 동적 범위의 중앙에 실질적으로 가깝게 두는 것이다. 포함된다면, 유닛(1018)의 설 계 및 동작은 낮은 신호 전력의 존재하에서 동작 대역폭 내의 노이즈가 AGC 유닛(1018)의 동작을 억제하지 않도록 구성된다. 또한 AGC 유닛(1018)의 이득 기여가 최종 다운-링크 시스템 링크 이득( G dl )계산에서 보상되거나 또는 AGC(1018)의 이득 값이 SC 유닛(1022)에서 보상되도록 유의해야 한다. AGC 유닛(1018)이 포함되지 않는다면, AD/C 유닛(1020)은 144dB(24-비트)과 같은 높이일 수 있는 적절한 동적 범위를 제공해야 한다. AD/C 유닛(1020)은 신호 조정 유닛(1022)에 연결된다. 신호 조정 유닛(1022)은 원하는 동작 주파수 대역에 대한 채널 선택 필터링, 주파수 변환, 기준 주파수의 삽입, 신호 레벨 측정, AGC 알고리즘, WLAN 송신기 알고리즘, 및 신호 조정 및 프로세싱을 사용하는 임의의 다른 기능과 같은 임무를 수행한다. 예컨대, 다-위상 필터(poly-phased filter)로서 구현될 수 있는 채널 선택 필터는 전방향-링크 셀룰러 또는 PCS 또는 원하는 주파수 스펙트럼 내의 임의의 위치에서 동작하는 1.3, 5, 10 또는 15 MHz의 주어진 동작 대역폭에 대해 설정될 수 있다. 신호 조정 유닛(1022) 클럭 주파수는 로컬 기준 주파수(1070)로부터 파생되고 클럭 유닛(1024)에 의해 제공된다. 시스템 파라미터 및 적절한 동작 대역폭 및 필터링과 같은 지원된 동작의 부하에 의존하여, 신호 조정 유닛(1022)은 FPGAs, ASICs과 같은 다양한 기술 및 Texas Instruments TMS320C6416-7E3 프로세서와 같은 범용 DSPs에 의해 구현될 수 있다. 신호 조정 유닛(1022)은 모든 적절한 인터페이스 및 메모리를 포함할 수 있다. 신호 조정 유닛(1022)은 DA/C 유닛(1026)에 연결된다. DA/C 유닛(1026)은 디지털-아날로그 변환 이후에 적절한 차후 필터링을 포함할 수 있다. DA/C 유닛(1026)은 주파수 변환기 유닛(1028)에 연결된다. 주파수 변환기 유닛(1028)은 입력 신호의 주파수를 주파수의 U-NII 대역의 원하는 부분으로 상향-변환한다. 주파수 변환기 유닛(1028)은 송신기 체인의 올바른 동작을 위해 모든 필터링을 공급할 수 있다. 주파수 변환기 유닛(1028)의 동작 주파수는 마이크로-제어기 유닛(1060)에 의해 설정된다. 그러므로, 동적 채널 할당(DCA : Dynamic Channel Allocation) 알고리즘이 최적의 동작 주파수 대역을 선택하는데 사용될 수 있다. 주파수 변환기 유닛(1028)은 가변 이득 증폭기 유닛(1030)에 연결된다. 증폭기(1030)의 이득은 마이크로-제어기 유닛(1060)에 의해 설정되고, 대부분 U-NII 대역에서의 전송을 위해 최대 허용 전력으로 설정된다. 가변 이득 증폭기 유닛(1030)은 듀플렉스 필터(1034)에 연결된다.
듀플렉스 필터(1034)는 역방향-링크 LNA(1040)와 가변이득 증폭기(1030)에 연결된다. LNA(1040)는 주파수 변환기 유닛(1042)에 연결된다. 주파수 변환기 유닛(1042)은 지향성 커플러 유닛(1041)에 연결된다. 주파수 변환기(1042)는 U-NII 대역에서 기저대역 또는 "기저대역 근처" 주파수 대역으로 상기 인입 신호의 주파수 대역을 변환한다. 주파수 변환기 유닛(1042)은 수신기 체인의 올바른 동작을 위한 필터링을 포함한다. 주파수 변환기 유닛(1042)의 동작 주파수는 마이크로-제어기 유닛(1060)에 의해 설정된다. 지향성 커플러 유닛(1041)은 AGC 유닛(1044), 및 교정 신호 수신기 유닛(1016)에 연결된다. AGC 유닛(1044)은 AD/C 유닛(1046) 및 신호 조정 유닛(1048)에 연결된다. AGC(1044)는 선택적이고, 그 임무는 수신 신호 레벨을 AD/C(1046)의 동적 범위의 중앙에 실질적으로 가깝게 두는 것이다. 포함된다면, 유닛(1044)의 설계 및 동작은 낮은 신호 전력의 존재하에서 동작 대역폭 내의 노이즈가 AGC 유닛(1044)의 동작을 억제하지 않도록 구성된다. 또한 AGC 유닛(1044)의 이득 기여가 최종 업-링크 시스템 링크 이득( G ul )계산에서 보상되거나 또는 AGC(1044)의 이득값이 SC 유닛(1048)에서 보상되도록 유의해야 한다. AGC 유닛(1044)이 포함되지 않는다면, AD/C 유닛(1046)은 144dB(24-비트)과 같은 높이일 수 있는 적절한 동적 범위를 제공한다. AD/C 유닛(1046)은 신호 교정 유닛(1048)에 연결된다. 신호 교정 유닛(1048)은 원하는 동작 주파수 대역에 대한 채널 선택 필터링, 주파수 변환, 신호 교정 수신기, 신호 레벨 측정, AGC 알고리즘, WLAN 송신기 알고리듬, 및 신호 조정 및 프로세싱을 사용하는 임의의 다른 기능과 같은 임무를 수행한다. 예컨대, 다-위상 필터(poly-phased filter)로서 구현될 수 있는 채널 선택 필터는 전방향-링크 U-NII 또는 임의의 원하는 주파수 스펙트럼 내의 임의의 위치에서 동작하는 1.3, 5, 10 또는 15 MHz의 주어진 동작 대역폭에 대해 설정될 수 있다. 신호 조정 유닛(1048) 클럭 주파수는 로컬 기준 주파수(1070)로부터 파생되고 클럭 유닛(1024)에 의해 제공된다. 적절한 동작 대역폭과 필터링과 같은 지원된 동작의 부하와 같은 시스템 파라미터에 의존하여, 신호 조정 유닛(1048)은 FPGAs, ASICs과 같은 다양한 기술 및 Texas Instruments TMS320C6416-7E3 프로세서와 같은 범용 DSPs에 의해 구현될 수 있다. 신호 조정 유닛(1048)은 모든 적절한 인터페이스 및 메모리를 포함할 수 있다. 신호 조정 유닛(1048)은 DA/C 유닛(1050)에 연결된다. DA/C 유닛(1050)은 주파수 변환기 유닛(1052)에 연결된다. DA/C 유닛(50)은 디지털-아날로그 변환 이후에 차후 필터링을 제공한다. 주파수 변환기 유닛(1052)은 셀룰러 또는 PCS 대역 주파수의 원하는 부분으로 상기 입력 신호의 주파수를 상향-변환한다. 주파수 변환기 유닛(1052)은 송신기 체인의 올바른 동작을 위한 필터링을 포함한다. 주파수 변환기 유닛(1052)은 가변 이득 증폭기 유닛(1054)에 연결된다. 증폭기(1054)의 이득은 마이크로-제어기 유닛(1060)에 의해 설정된다. 가변 이득 증폭기 유닛(1054)은 지향성 커플러(1056)에 연결된다. 지향성 커플러(1056)는 듀플렉스 필터(1010)에 연결된다. 지향성 커플러(1041, 1056) 대신에 하이브리드 결합기를 사용하는 것 또한 가능하다.
교정 신호 발생/송신기(1058)는 지향성 커플러(1056)를 통해 역방향-링크 송신기 경로에 연결된다. 유닛(1058)은 도 13의 네트워크 유닛(1002)(도 4에서는 502)과 이용자 유닛(2002)(도 4에서는 504) 사이에 존재하는 상기에서 언급한 업-링크 시스템 경로 손실( PL ul )의 레벨을 설정하는데 사용되는 원하는 전력 레벨로 교정 신호를 제공할 것이다. 유닛(1058)에 의해 생성된 교정 신호는 실질적으로 셀룰러 네트워크로부터 임의의 기대된 신호 레벨 이하인(예컨대 최소 기대 셀룰러 신호 레벨보다 20dB 낮은) 설정 전송 레벨로 다이버시티 안테나(1004 및 1006)를 통해 전송된다. 유닛(1058)에 의해 생성된 교정 신호는 알려진 코드 위상("자신의 코드" 위상)을 가지고 네트워크 유닛(1002) 및 이용자 유닛(2002) 동작 대역폭의 전방향 및 역방향 링크와 비교될 수 있는 칩핑(chipping) 비율을 갖는 알려진 의사 랜덤(PN : Pseudo Random) 코드에 의해 변조된 다이렉트-시퀀스 스프레드 스펙트럼 신호이다. 상기 코드 위상은 최소 코드 위상 차가 최대 기대 경로 지연(복수 개수의 칩에서 측정됨) 보다 크게끔 선택되고, 그 이후에, 다른 코드 위상들은 최소 코드 위상의 정수배이어야 한다. 네트워크 유닛(1002)의 역방향-링크에 연결된 교정 신호 수신기(1016)는, 알려진 PN 코드 및 전송 코드 위상("자신의 코드" 위상)을 사용함으로써, 도 13의 네트워크 유닛(1002)과 이용자 유닛(2002)(도 4의 504) 사이에 존재하는 언급된 폐-루프 메커니즘을 통해 역방향-링크 경로로 입력된 유닛(1058)에 의해 전송된 교정 신호를 검출 및 복조할 수 있다. 교정 신호 수신기 유닛(1016)은 네트워크 유닛(1002)(도 4의 502)과 도 13의 이용자 유닛(2002)(도 4의 504) 사이에 존재하는 업-링크 시스템 경로 손실( PL ul )을 평가하는데 사용되는 수신 신호 강도를 설정할 수 있다. PN 코드 위상은 고유하게 할당될 수 있거나, 또는 랜덤 알고리즘에 따라서 도출될 수 있고, 그래서 2개 유닛이 동일한 코드 위상을 가질 확률은 매우 낮을 수 있다. 상기 기능은 교정 신호 수신기(1016)가 "다른 코드" 위상을 스캔 및 수신할 수 있게 하고, 그러므로 동일한 지리적인 영역에서 동작할 수 있는 다른 유닛으로 또는 다른 유닛으로부터 커플링하는 임의의 다른 신호가 존재하는지 설정한다. 코드는 또한 네트워크 유닛(1002)의 식별에 관한 정보를 가지고 변조될 수 있다. 전송된 교정 신호의 반송파 주파수는 동작 셀룰러 주파수 대역에 있을 수 있다. 그러나, 2.4GHz의 ISM 대역과 같은 다른 대역의 반송파 주파수가 교정 신호의 전송을 위해 사용될 수 있고 그래서 교정 신호 발생/송신기(1058) 반송파 주파수는 동작 주파수 대역으로 가능한 가깝게 배치된다. 교정 신 호 PN 코드의 칩핑 비율 및 전송 전력은 교정 신호가 FCC 47 Part-15 규칙을 따른다. 비록 ISM 대역이 셀룰러 동작 대역과 동일하지 않지만, 그럼에도, 대역은 상기 시스템이 셀룰러 동작 대역에서 안테나 연결 및 업-링크 및 다운-링크 시스템 링크 이득( G ul , G dl )을 설정할 수 있도록 충분히 가깝다. 순시의 진폭 및 위상 값은 ISM 대역에서의 동작과 더 이상 관련이 없다. 2개의 ISM과 셀룰러 동작 대역 사이의 평균 신호 레벨에서의 임의의 안테나 및 전달 차이는 설계 위상에서 조사될 수 있고 최종 시스템 설계에 고려될 수 있다.
교정 송신기 유닛(1058) 및 교정 수신기 유닛(1026) 기저대역 기능은 신호 조정 유닛(1048)에 의해 통합 및 지원될 수 있다. 교정 송신기 유닛(1058) 및 교정 수신기 유닛(1026) 기능은 또한 역방향-링크 신호 경로에 통합될 수 있다. 예에서, 교정 신호 발생/송신기 유닛(1058) 및 교정 신호 수신기(1016) 양자는 네트워크 유닛(1002)에 존재한다. 그러나, 교정 신호 발생/송신기 유닛(1058), 및 조정 신호 수신기(1016)를 포함하는 유닛의 양자 또는 하나는 약간의 변형과 고찰을 통해 이용자 유닛(2002)에도 배치될 수 있다. 어떤 경우에, 역방향-링크에 대해 설명된 것과 유사한 전방향-링크에 대한 교정 메커니즘은 이용자 유닛(2002)에 배치되는 유닛(1056, 1058, 1016 및 1041)과 같은 구성요소를 포함한다.
전방향-링크 경로에서, 도 5에 도시된 장비 ID 및 기준 주파수 유닛(624)은 상세한 설명 및 기능이 유닛(624)에 대해 논의된 것과 동일한 상태로 남아있으면서, 디지털 네트워크 유닛(1002)의 신호 조정 유닛(1022)에 의해 현재 지원된다.
제어 링크 유닛(1062)은 2개의 네트워크 유닛(1002)과 이용자 유닛(2002)(도 13에서) 유닛 사이의 무선 링크이다. 이는 허가되지 않은 주파수 대역 중의 하나에서 동작하는 독점 링크일 수 있거나, 또는 802.11b, 802.11a, 802.11g와 같은 표준 무선 링크일 수 있거나, 또는 허가되지 않은 대역에서 동작하도록 설계된 블루투스일 수 있다. 제어 링크 유닛(1062)은 마이크로-제어기 유닛(1060)에 연결되고 적절한 인터페이스를 통해 통신할 수 있다. 제어 링크 유닛(1062)은 또한 제어 신호의 전송 및 수신을 위한 안테나(1066 및 1064)에 연결된다. 안테나 대역폭 및 동작 주파수가 유닛(1002)에 대한 최소의 변경을 허용한다면, 안테나 유닛(1036, 1038)은 또한 제어 링크 유닛(1062) 동작을 위해 사용될 수 있음을 유의해야 한다. 유닛(1002)에 대한 최소의 변경으로, 선택된 동작 주파수가 허용되는 경우, 제어 링크 유닛(1062)의 기저대역 기능은, 전송/수신 제어 링크 유닛(1062) 신호가 안테나(1038 및 1036)에 의해 전송되고 수신된 전방향 및 역방향-링크 네트워크 유닛(1002)의 전송/수신 신호로 곱해져(주파수 또는 시간에서), 신호 조정 유닛(1022 및 1048)에 포함될 수 있다.
*마이크로-제어기 유닛(1060)은 적절한 메모리 및 인터페이스 모두를 갖는 ARM7 또는 ARM9와 같은 단순한 마이크로-프로세서이다. 마이크로-제어기 유닛(1060)은 네트워크 유닛(1002)의 동작을 제어하고 신호 레벨의 평균화 및 평가와 같은 약간의 추가 신호 조정 및 프로세싱을 수행할 수 있다. 마이크로-제어기 유닛(1060)의 일부 임무는 전방향 및 역방향 링크 네트워크 유닛(1002) 구성요소의 동작 대역폭 및 이득을 설정하는 것이고, 제어 링크 유닛(1062)를 통해 도 13의 이용자 유닛(2002)과 통신하고, 교정 신호 발생/송신기(1058) 및 교정 신호 수신기(1016)와 제어 및 통신하는 것이다. 마이크로-제어기(1060)의 다른 임무는 도 7, 8 및 9에 주어진 예를 통해 논의된다. 마이크로-제어기 유닛(1060)은 유닛(1062, 1016, 1052, 1048, 1042, 1030, 1028, 1022 및 1014)에 연결된다.
유닛(1062, 1016, 1058, 1052, 1042, 1060, 1028, 1046, 1020, 1024 및 1014)는 모두 로컬 발진기 유닛(1070)에 연결되거나 또는 로컬 발진기(1070) 신호부터 그들의 클럭 및 기준 주파수를 유도한다.
키패드 또는 단순한 딥스위치일 수 있는 단순한 이용자 인터페이스 유닛(1061)은 마이크로-제어기 유닛(1060)에 연결된다.
도 13은 좋은 신호 커버리지가 존재하는 않는 옥내 또는 옥외에 배치되는 이용자 유닛(702)(도 13에서 2002로 표시됨)의 디지털 구현의 일 예를 나타낸다. 2개의 안테나(2034, 2036)가 이용자 유닛(2002)의 셀룰러 대역 송신기 및 수신기 동작에 대한 안테나 다이버시티를 위해 사용된다. 또한, 2개의 안테나(2004, 2006)가 이용자 유닛(2002)의 U-NII 대역 동작의 안테나 다이버시티를 위해 사용된다. 비록 최대비 결합((Maximal Ratio Combining) 등과 같은 임의의 다이버시티-결합 스킴이 수신기 체인에 사용될 수 있고, 하나 또는 두개의 안테나에서의 랜덤 위상 변경과 같은 전송 다이버시티 스킴이 송신기 체인에 사용될 수 있지만, "연속적인 스위칭" 전략을 갖는 안테나 스위칭된 다이버시티에 기초한 단순한 스킴이 여기에서 제안된다. 최적의 성능을 위해 선택된 스위칭 속도(예컨대, GSM 타임슬롯 비율 ~4.6 msec로 또는 두 배로)을 갖는 연속적인 스위칭 전략은 전송 및 수신 동작 양자에 대해 사용될 수 있고, 안테나가 충분히 떨어져서 배치된다면, 명목상의 평균 전송/수신 신호 전력으로 귀결될 것이다. 연속적인-스위칭 다이버시티 스킴은 안테나 포트에서 단순한 RF 스위치로서 단순하게 실행될 수 있다. 그러므로, 마이크로-제어기(2054)의 제어 하에서 안테나(2034 및 2036) 및 듀플렉스 필터(2030) 및 마이크로-제어기(2054)에 연결된 RF 스위치(2032)는 이용자 유닛(2002)의 셀룰러 전송/수신 동작에 대한 스위칭 동작을 제공할 것이다. 또한, 안테나(2004 및 2006) 및 듀플렉스 필터(2010)에 연결된 RF 스위치(2008)는 이용자 유닛(2002)의 U-NII 대역 전송/수신 동작에 대한 스위칭 동작을 제공할 것이다. 듀플렉스 필터(2010)는 전방향-링크 LNA(2012) 및 가변이득 증폭기(2052)에 연결된다. LNA(2012)는 주파수 변환기 유닛(2014)에 연결된다. 주파수 변환기(2014)는 자동 이득 제어(AGC) 유닛(2016)에 연결된다. 주파수 변환기(2014)는 셀룰러 대역에서 기저대역 또는 "기저대역 근처"의 주파수 대역으로 상기 인입 신호의 주파수 대역을 변환한다. 주파수 변환기 유닛(2014)은 수신기 체인의 올바른 동작을 위한 모든 적절한 필터링을 포함한다. 주파수 변환기 유닛(2014)의 동작 주파수는 마이크로-제어기 유닛(2054)에 의해 설정된다. AGC 유닛(2016)은 아날로그 디지털 변환기(AD/C) 유닛(2018) 및 신호 조정 유닛(2020)에 연결된다. AGC(2016)은 선택적이고, 그 임무는 수신 신호 레벨을 AD/C(2018)의 동적 범위의 중앙에 실질적으로 가깝게 두는 것이다. 포함된다면, 유닛(2016)의 설계 및 동작은 낮은 신호 전력의 존재하에서 동작 대역폭 내의 노이즈가 AGC 유닛(2016)의 동작을 억제하지 않도록 구성된다. 또한 AGC 유닛(2016)의 이득 기여가 최종 다운-링크 시스템 링크 이득( G dl ) 계산에서 보상되거나, 또는 AGC(2016)의 이득 값이 SC 유닛(2020)에서 보상되도록 유의해야 한다. AGC 유닛(2016)이 포함되지 않는다면, AD/C 유닛(2018)은 144dB(24-비트)과 같은 높이일 수 있는 적절한 동적 범위를 제공한다. AD/C 유닛(2018)은 신호 조정 유닛(2020)에 연결된다. 신호 조정 유닛(2020)은 원하는 동작 주파수 대역에 대한 채널 선택 필터링, 주파수 변환, 기준 주파수의 추출, 신호 레벨 측정, AGC 알고리즘, WLAN 수신기 알고리즘, 및 신호 조정 및 프로세싱을 사용하는 임의의 다른 기능과 같은 임무를 수행하도록 프로그램된다. 예컨대, 다-위상 필터로서 구현될 수 있는 채널 선택 필터는 전방향-링크 셀룰러 또는 PCS 또는 원하는 주파수 스펙트럼 내의 임의의 위치에서 동작하는 1.3, 5, 10 또는 15 MHz의 주어진 동작 대역폭에 대해 설정될 수 있고, 네트워크 유닛(1002)과 동일한 파라미터와 유사하게 설정될 수 있다. 신호 조정 유닛(2020)은 네트워크 유닛(1002)에 의해 전송된 기준 주파수를 추출한다. 신호 조정 유닛(2020)에 연결되는 DA/C(2021)은 기준 주파수(2023)의 아날로그 형태를 제공한다. 네트워크 유닛(1002) 및 이용자 유닛(2002)이 그들 동작을 위해 메인 전기 공급을 사용하는 경우, 공통 주파수 소스로 이들 2개의 유닛의 로컬 발진기를 "고정하기(lock)" 위해 60Hz(또는 50Hz) 주요 진동을 사용하는 것이 가능하다. 60Hz 또는 50Hz 주요 진동은 네트워크 유닛(1002) 및 이용자 유닛(2002)의 동작을 위해 적절한 회로에 의해 원하는 주파수로 변환된다. 신호 조정 유닛(2020) 클럭 주파수는 로컬 기준 주파 수(2023)로부터 파생되고 클럭 유닛(2022)에 의해 제공된다. 동작 대역폭과 필터링 같은 지원된 동작의 부하와 같은 시스템 파라미터에 의존하여, 신호 조정 유닛(2020)은 FPGAs, ASICs과 같은 다양한 기술 및 Texas Instruments TMS320C6416-7E3 프로세서와 같은 범용 DSPs에 의해 구현될 수 있다. 신호 조정 유닛(2020)은 적절한 인터페이스 및 메모리를 포함할 수 있다. 신호 조정 유닛(2020)은 DA/C 유닛(2024)에 연결된다. DA/C 유닛(2024)은 주파수 변환기 유닛(2026)에 연결된다. DA/C 유닛(2024)은 디지털-아날로그 변환 이후에 적절한 차후 필터링을 포함한다. 주파수 변환기 유닛(2026)은 셀룰러(또는 PCS) 주파수 대역의 원하는 부분으로 입력 신호의 주파수를 상향-변환한다. 주파수 변환기 유닛(2026)은 송신기 체인의 올바른 동작을 위한 필터링을 포함한다. 주파수 변환기 유닛(2026)의 동작 주파수는 마이크로-제어기 유닛(2054)에 의해 설정된다. 주파수 변환기 유닛(2026)은 가변 이득 증폭기 유닛(2028)에 연결된다. 증폭기(2028)의 이득은 마이크로-제어기 유닛(2054)에 의해 설정된다. 가변 이득 증폭기 유닛(2028)은 듀플렉스 필터(2030)에 연결된다.
듀플렉스 필터(2030)는 또한 역방향-링크 LNA(2038)에 연결된다. LNA(2038)는 주파수 변환기(2040)에 연결된다. 주파수 변환기(204)는 자동 이득 조정(AGC) 유닛(2042)에 연결된다. 주파수 변환기(204)는 입력 신호의 주파수 대역을 셀룰러(또는 PCS) 대역으로부터 기저대역 또는 “기저대역 근처”주파수 대역으로 변환한다. 주파수 변환기(2040)는 수신기 체인의 올바른 동작을 위한 필터링을 포함한다. 주파수 변환기(2040)의 동작 주파수는 마이크로-제어기 유닛(2054)에 의해 설정된 다. AGC 유닛(2042)는 아날로그-디지털 변환기(AD/C) 유닛(2044)과 신호 조정 유닛(2046)에 연결된다. AGC 유닛(2042)는 선택적이고, 그 임무는 수신된 신호 레벨이 AD/C(2044)의 동적 범위의 중간에 상당히 근접하도록 한다. 포함된다면, 유닛(2042)의 설계 및 동작은 낮은 신호 전력의 존재하에서 동작 대역폭 내의 노이즈가 AGC 유닛(2042)의 동작을 억제하지 않도록 구성된다. 또한 최종 업-링크 시스템 링크 이득( G ul ) 계산에서 AGC 유닛(2042)의 이득 기여가 보상되거나, AGC(2042)의 이득값이 SC 유닛(2046)에서 보상되도록 주의해야 할 것이다. AGC 유닛(2042)이 포함되지 않으면, AD/C 유닛(2044)은 144dB(24-비트)의 높이일 수 있는 적절한 동적 범위를 제공한다. AD/C 유닛(2044)은 신호 조정 유닛(2046)에 연결된다. 신호 조정 유닛(2046)은 필요 동작 주파수 대역을 위한 채널 선택 필터링, 주파수 변환, 신호 레벨 추정, AGC 알고리즘, WLAN 송신기 알고리즘 및 신호 조정과 처리를 이용하는 임의의 다른 기능과 같은 임무를 수행한다. 예를 들어, 다-위상 필터로서 구현될 수 있는 채널 선택 필터들은 전방향-링크 U-NII 또는 임의의 필요 주파수 스펙트럼 내의 임의의 위치에서 동작하는 1.3, 5, 10 또는 15MHz의 주어진 동작 대역폭에 대해 설정될 수 있으며, 네트워크 유닛(1002)의 동일한 파라미터와 유사하게 설정될 수 있다. 신호 조정 유닛(2046) 클록 주파수는 로컬 기준 주파수(2023)로부터 유도되며 클럭 유닛(2022)에 의해 제공된다. 동작 대역폭 및 지원 동작 부하 예를 들어 필터링과 같은 시스템 파라미터에 따라, 신호 조정 유닛(2046)은 FPGAs, ASICs와 같은 다양한 기술 및 텍사스 인스트루먼트 TMS320C6416-7E3 프로세서와 같 은 범용 DSPs에 의해 구현될 수 있다. 신호 조정 유닛(2046)은 적절한 인터페이스 및 메모리를 포함한다. 신호 조정 유닛(2046)은 디지털-아날로그 변환기(DA/C) 유닛(2048)에 연결된다. DA/C 유닛(2048)은 주파수 변환기 유닛(2050)에 연결된다. DA/C 유닛(2048)은 디지털-아날로그 변환에 적당한 포스트 필터링을 포함한다. 주파수 변환기 유닛(2050)은 입력 신호의 주파수를 U-NII 주파수 대역의 원하는 부분으로 상향-변환한다. 주파수 변환기 유닛(2050)은 송신기 체인의 정확한 동작을 위한 적절한 필터링을 포함한다. 주파수 변환기 유닛(2050)의 동작 주파수는 마이크로-제어기 유닛(2054)에 의해 설정되며, 따라서 동적 채널 할당(DCA) 알고리즘이 최적 동작 주파수 대역을 선택하는데 이용될 수 있다. 주파수 변환기 유닛(2050)은 가변 이득 증폭기 유닛(2052)에 연결된다. 증폭기(2052)의 이득은 마이크로-제어기 유닛(2054)에 의해 설정되며, 대부분 U-NII 대역 내에서 전송을 위한 최대 허용 전력으로 설정된다. 가변 이득 증폭기 유닛(2052)은 듀플렉스 필터(2010)에 연결된다.
제어 링크 유닛(2056)은 네트워크 유닛(1002)과 이용자 유닛(2002) 사이의 무선 링크이다. 이것은 주파수의 비 인가된 주파수 대역의 하나에서 동작하는 독점링크이거나, 비 인가된 대역에서 동작하도록 설계된 802.11b, 802.11a 또는 블루투스와 같은 표준 무선 링크일 수 있다. 제어 링크 유닛(2056)은 마이크로-제어기 유닛(2054)에 연결될 수 있고, 적절한 인터페이스를 통해 통신할 수 있다. 제어 링크 유닛(2056)은 제어 신호의 전송 및 수신을 위해 안테나(2058, 2060)에 또한 연결된다. 안테나 대역폭 및 동작 주파수가 허용하면, 유닛(2002)에 대한 약간의 변경으 로, 안테나 유닛(2004, 2006)은 또한 제어 링크 유닛(2056) 동작을 위해 사용될 수 있다. 또한, 유닛(2002)에 대한 약간의 변경으로, 그리고 선택된 동작 주파수가 허용하면, 제어 링크 유닛(2056)의 기저대역 기능성은, 안테나(2004, 2006)에 의해 전송된 전방향 및 역방향 이용자 유닛(2002)의 송/수신 신호가 상기 송/수신 제어 링크 유닛(2056)에 곱해져(주파수 또는 시간에서), 신호 조정 유닛(2046, 2020)에 각각 포함될 수 있다.
마이크로-제어기 유닛(2054)은 모든 적당한 메모리 및 인터페이스를 갖는 ARM7 또는 ARM9와 같은 단순한 마이크로 프로세서이다. 마이크로-제어기 유닛(2054)은 네트워크 유닛(2002)의 동작을 제어하며, 신호 레벨 평균화 및 추정과 같은 몇몇 추가적인 신호 조정 및 처리를 수행할 수 있다. 마이크로-제어기 유닛(2054)의 임무의 일부는 전방향 및 역방향 링크 네트워크 소자들의 동작 대역폭 및 이득을 설정하고, 제어 링크 유닛(2056)를 경유하여 도 12의 네트워크 유닛(1002)와 통신하는 것이다. 마이크로-제어기(2054)의 다른 임무는 도 10 및 11에 주어진 예를 통해 논의된다. 마이크로-제어기 유닛(2054)은 유닛(2056, 2052, 2050, 2046, 2040, 2028, 2026, 2020, 2014)에 연결된다.
키패드 또는 단순한 딥스위치일 수 있는 간단한 이용자 인터페이스 유닛(2055)은 마이크로-제어기 유닛(2054)에 연결된다.
유닛(2056, 2052, 2050, 2040, 2028, 2026, 2054, 2018, 2044, 2022, 2014)는 모두 로컬 발진기 유닛(2023)에 연결되며, 또는 로컬 발진기(2023) 신호로부터 그들의 클럭 및 기준 주파수를 유도한다.
네트워크 유닛(1002) 및 이용자 유닛(2002)의 역방향-링크 동작만을 고려할 때, 예를 들어 안테나 유닛(2034, 2036)를 통해 수신된 신호들은 더 높은 신호 전력으로 안테나 유닛(1004, 1006)을 통해 재전송된다. 이러한 재전송된 신호들은 안테나 유닛(2034, 2036)을 통해 다시 수신될 수 있으며(이하, “업-링크 반환 신호”라고 함), 이는 부스터의 동작에서 불안정성을 야기할 수 있는 시스템 내의 신호 반환 경로를 초래한다. 네트워크 유닛(1002) 및 이용자 유닛(2002)의 디지털 구현에서, 다양한 신호 처리 기술에 의해 상기 반환된 신호(업-링크 반환 신호)의 크기를 감소시키는 것이 가능할 수 있다. 예시적인 기술들의 선택, 설계 및 효율성은 시스템 파라미터 및 동작 조건에 의존한다. 대부분의 알려진 다중경로 완화 알고리즘은 반환 신호 경감에 또한 적용될 수 있으나, 네트워크 유닛(1002)과 이용자 유닛(2002) 사이의 극히 작은 전송 지연과, 상기 시스템의 제한된 시간 분해능 때문에, 상기 종래 알고리즘은 기껏해야 구현이 현실적으로 어렵고 고가이며, 또는 최악으로는 비효율적이고 불리할 수 있다. 그러므로 안테나 유닛(2034, 2036) 종단의 출력에서, 원래의 입사 신호로부터 반환 신호(업-링크 반환 신호)를 분리하기 위해, 상기 수신된 신호의 재전송에서 "계획적인" 지연이 사용되는 예컨대 “채널 필터링”에서 필터링 기술의 예가 제공된다. 예를 들어, 대략 1 마이크로 초의 지연은 원래의 수신 신호로부터 재전송된 신호의 시간 분리하고 결과적으로 나중에 논의될 예를 들어 “채널 필터링”기술에 의해 재전송된 신호를 경감하는 능력을 보장할 것이다. 이용 가능한 충분한 크기의 디지털 데이터 버퍼가 있는 경우 지연은 신호 조정 유닛(1048)에 도입될 수 있다. 채널 필터링 동작은 또한 신호 조정 유닛 (1048)(또는 SC 유닛(2046))에 의해 수행될 수 있거나, 또한 AD/C 유닛(1046) 및 신호 조정 유닛(1024)에 연결된 분리된 ASIC 또는 FPGA에 의해 수행될 수 있다. 선택적으로, 약간의 변경에 의해, ASIC 또는 FPGA 유닛은 AD/C 유닛(2042) 및 신호 조정 유닛(2046)에 연결된 이용자 유닛(2002)에 배치될 수 있다. 교정 신호는 채널 평가 목적으로 이용될 수 있으므로, 전체적인 채널 응답(반환 경로 포함)의 진폭 및 위상은 채널 필터 탭의 설정을 위해 측정될 수 있다. 신호 경로에서 채널 필터의 도입은 또한 안테나 다이버시티 스킴의 동작에 영향을 미친다. 채널 평가는, 가능한 네 개의 채널 중에서 단지 두 개의 가능한 전달 채널이 존재하도록 안테나 스위칭 동작이 동기화되도록, 수행된다. 상기 안테나 스위칭(선택)은 네트워크 유닛(1002)의 마이크로-제어기 유닛(1060)과 이용자 유닛(2002)의 마이크로-제어기(2054)의 제어하에 있으므로, 채널 평가는 양 전달 경로에 대해 수행될 수 있으며, 두 세트의 채널 필터 계수들은 필터링 동작을 위해 결정될 수 있다. 그러므로 안테나 선택 동작과 동기 및 조화되어, 관련 필터 계수들을 선택(스위치)하는 것이 가능하다. 채널 필터링 메커니즘은 반환된 신호를 완전히 경감시키기 위해 사용되지 않고, 오히려 신호를 충분히 억압하는데 이용되므로 약간의 신호 이득이 신호 부스팅 동작을 위해 가능하다. 상기 "계획적인 지연"의 도입은 임의의 다른 알려진 신호 처리 알고리즘과 연결되어 이용될 수도 있다.
상기 논의는 네트워크 유닛(1002)과 이용자 유닛(2002)의 전방향-링크에도 관련되며, 그러므로 상기 "지연" 및 "채널 필터링"은 전방향-링크 교정 신호(도 12 및 13에 포함되지 않음)의 도움으로 네트워크 유닛(1002)(또는 이용자 유닛(2002)) 의 전방향-링크에서 수행된다.
안테나 유닛(1004, 1006)에 대한 수직 편파 및 안테나 유닛(2034, 2036)에 대한 수평 편파의 사용과 같은 다른 기술들이 시스템 성능을 추가로 향상시킬 수 있다. 또한 종래 부스터 및 리피터 시스템에서와 같이, 지향성 안테나를 이용하는 것에 의해 시스템 성능을 향상시키는 것이 가능하다.
도 7, 8, 9, 10, 및 11에 대해 주어진 제어-흐름 설명은, 약간의 변경에 의해, 도 12 및 13에서 논의된 네트워크 유닛(1002)과 이용자 유닛(2002)의 디지털 구현에 대해서도 사용될 수 있다.
상기 예시적인 설명은 시스템이 어떻게 구현될 수 있는가의 예일 뿐이며, 유일한 가능한 방법 및 솔루션은 아니다. 다음 몇가지 것들이 중요하다.
1. 네트워크 유닛(1002)은 이용자 유닛(2002)과 같은 몇 개의 이용자 유닛들을 제어할 수 있다. 그러한 셋업에서, 도 7-11에 도시된 예시적인 제어 흐름은, 네트워크 유닛(1002)이 각 이용자 유닛을 독립적으로 개시할 수 있도록, 수정될 수 있다. 안정된 동작을 위해, 역방향-링크 네트워크 유닛(1002) 가변 이득 증폭기 유닛(1054) 이득은 모든 동작하는 이용자 유닛과의 동작을 위해, 최소 업-링크 시스템 경로 손실( PL ul )로 설정된다. 그러므로 만일 다운-링크 시스템 경로 손실( PL dl )이 업-링크 시스템 경로 손실( PL ul ) 계산에 기초하면(즉, PL dl ≒ PL ul ), 최소 가변 이득 증폭기 유닛(2028) 이득은 네트워크 유닛(1002)의 제어 하에서 전방향- 링크의 모든 이용자 유닛에 대해 사용된다.
2. 다수 이용자 유닛(몇 개의 이용자 유닛(2002)) 동작에 대한 또 다른 변경은, 최종적인 다운-링크 시스템 경로 손실( PL dl ) 및 업-링크 시스템 경로 손실( PL ul ) 측정이 모든 이용자 유닛에 대해 네트워크 유닛(1002)(네트워크 유닛(1002) 자체를 포함)의 제어하에 수행되어야 하고, 통합 신호 전력 레벨이 원하는 다운-링크 시스템 링크 이득( G dl ) 또는 원하는 업-링크 시스템 링크 이득( G ul )을 초과하지 않도록 활동하여야 한다. 이용자 유닛으로부터의 결합된 신호가 역방향 또는 전방향 시스템 링크 이득 중 어느 하나에 대한 수용 가능한 레벨을 초과하면, 적절한 증폭기 이득은 최대 허용 시스템 링크 이득, 또는 전방향 및 역방향 링크가 충족되는 레벨로 반복적인 단계를 통해 감소한다.
3. 다운-링크 시스템 경로 손실(PLdl)을 독립적으로(네트워크 유닛(1002)에 의해 제어되는 각 이용자 유닛(2002)에 대해) 평가하기 위해, 교정 신호 발생/송신기(1058) 및 교정 신호 수신기(1016)에 유사한 추가적인 하드웨어가, 네트워크 유닛(1002) 또는 이용자 유닛(2002)의 한쪽의 전방향-링크 경로에 포함될 수 있다.
4. 전방향-링크에서, 네트워크 유닛(1002)과 이용자 유닛(2002) 양자에서의 신호 경로는, 기지국의 비이콘(GSM에서 BCCH) 전송을 증강시키기 위해, 항상 활성 상태이지만, 네트워크 유닛(1002) 및 이용자 유닛(2002)의 역방향-링크 경로 신호 경로는, 실질적인 신호 레벨이 검출되지 않는다면(즉, "게이티드(gated)"), 비 활성상태일 수 있다. 따라서 이용자 유닛(2002)에서, LNA 유닛(2038) 후에 또는 신호 조정 유닛(2046)에서 측정될 수 있는 역방향-링크 상의 수신된 신호 전력 레벨에 기초하여, 신호 전력 레벨이 필요 임계값 이하이면 마이크로-제어기 유닛(2054)은 가변이득 증폭기 유닛(2052)을 "OFF"로 스위치하고, 신호 전력 레벨이 필요 임계값 이상이면 ”ON"으로 스위치 한다. 동일하게, 네트워크 유닛(1002)에서, LNA 유닛(1040) 후에 또는 신호 조정 유닛(1048)에서 측정될 수 있는 역방향-링크 상의 수신된 신호 전력 레벨에 기초하여, 마이크로-제어기 유닛(1060)은 가변이득 증폭기를 신호 전력 레벨이 필요 임계값 이하이면 "OFF"로 전환하고, 신호 전력 레벨이 필요 임계값 이상이면 "ON"으로 전환한다. 역방향-링크 "게이티드" 동작이 유닛(1058, 1026)을 포함하는 교정 신호 경로 및 메커니즘에 간섭하지 않도록 주의가 필요하다. 그러므로, "게이티드" 동작이 상기 교정 프로세스 동안 대체되거나, 또는 가능하면 전방향-링크 교정이 다운-링크 시스템 경로 손실( PL dl ) 및 업-링크 시스템 경로 손실( PL ul ) 계산 모두에 대한 역방향-링크 메커니즘과 유사한 방식으로 배치되거나 사용된다.
5. 하드웨어 및 제어 소프트웨어에서의 어떤 수정에 의해, 네트워크 유닛(1002)과 이용자 유닛(2002)을 "배면(back-to-back)" 연결된 단일 유닛으로 통합하 는 것이 가능하다. 상기 배면 옵션의 설계 및 동작은 도 15에 도시되고 나중에 논의된다.
6. 고유 네트워크 유닛(1002) 식별 코드와 선택적으로 유닛 위치를 셀룰러 네트워크로 전송하는 것이 또한 가능하다. 상기 정보는 옥내 환경에서, 예컨대 알려진 긴 프리앰블, 네트워크 유닛(1002)의 고유 식별 코드 및 선택적으로 위도 및 경도를 포함하는 크게 부호화된(보호된), 낮은 비트율 데이터를 생성함으로써, 이용자의 위치를 찾는데 사용될 수 있다. 그 다음에 상기 정보는 네트워크 유닛(1002) 내에서 낮은 스펙트럼 누설을 위해 펄스형태로 되고 적절한 변조방법에 의해 주어진 채널의 역방향-링크 신호에 겹쳐질 수 있다. 상기 변조방법의 선택은 사용하는 셀룰러 시스템에 달려 있다. 예컨대, GMSK와 같은 일정한 포락선 변조(envelope modulation)를 즐기는 GSM에 대해, 진폭 변조(낮은 변조 지수를 갖는)가 사용될 수 있다. 고속 역방향-링크 전력 제어를 갖는 CDMA 시스템에 대해, DBPSK가 변조방법으로서 사용될 수 있다. 기지국에서 수신된 채널 신호로부터의 상기 언급된 정보의 추출은 기지국 수신기 변경에 의해 개선될 수 있으나, 셀룰러 링크의 정상적인 동작에 영향을 끼치지 않는다.
주목된 점들은 많은 다른 디지털 부스터 구현에 적용될 수 있다.
배면 결합 부스터(Back-to-Back Booster)
배면 결합 구성에서, 네트워크 유닛(602)과 이용자 유닛(702) 사이에 존재하 는 U-NII 대역과 제어 링크에서의 송/수신은 과도하다. 도 14는 그러한 구성의 아날로그 구현의 예를 도시하며, 여기서 부스터는 좋은 신호 커버리지 존재하는 옥내 또는 옥외에 배치된다. 배면 결합 유닛(2252)은 모두가 관심 있는 셀룰러 스펙트럼에서 동작하는 안테나들(2254, 2256, 2282, 2280)로 이루어진다. 안테나(2254, 2256)은 RF 스위치(2258)에 연결되며, 여기서 송/수신 동작을 위한 안테나 스위칭 다이버시티 동작이 네트워크 유닛(602)과 이용자 유닛(702)에 대해 논의된 바와 같이 제공된다. 전방향-링크에서, RF 스위치 유닛(2258)은 듀플렉스 필터 유닛(2260)에 연결된다. 듀플렉스 필터 유닛(2260)은 전방향-링크(2264)에서의 LNA(2288)에 연결된다. LNA(2288)는 필터 유닛(2286)에 연결된다. 대역통과 필터 유닛(2286)은 관심있는 셀룰러 시스템의 전부 또는 원하는 부분을 통과하도록 설계되거나 또는 중첩하는 대역통과 필터들의 집합체일 수 있으며, 원하는 대역 및 대역폭이 선택될 수 있도록 RF 스위치에 의해 관심 있는 셀룰러 시스템의 전체 스펙트럼을 커버한다. 필터 유닛(2286)은 가변 이득 증폭기(2284)에 연결된다. 가변이득 증폭기 유닛(2284)의 이득은 마이크로-제어기 유닛(2270)에 의해 설정된다. 가변 이득 증폭기 유닛(2284)은 듀플렉스 필터(2276)에 연결된다. 듀플렉스 필터(2276)는 RF 스위치(2278)에 연결된다. 안테나(2282, 2280)는 모두 RF 스위치(2278)에 연결된다. 역방향-링크에서, RF 스위치 유닛(2278)은 듀플렉스 필터(2276)에 연결된다. 듀플렉스 필터(2276)는 지향성 커플러 유닛(2274)에 연결된다. 지향성 커플러 유닛(2274)은 교정 신호 수신기(2272)와 역방향-링크 유닛(2266) 내의 LNA(2290)에 연결된다. 알려진 PN 코드와 송신 코드 위상을 사용하여 지향성 커플러(2272)에 의해 부스터 유닛(2252)의 역방향-링크 수신 경로에 결합된 교정 신호 수신기 유닛(2272)은 그 다음에, 안테나 유닛(2254, 2256)과 안테나 유닛(2280, 2282) 사이에 존재하는 상기한 폐-루프 메커니즘을 통해 상기 역방향-링크 경로에 진입한, 유닛(2268)에 의해 전송된 교정 신호를 검출 및 복조할 수 있다. 교정 신호 수신기 유닛(2272)은 수신된 신호 세기를 설정할 수 있으며, 이것은 다음에 업-링크 시스템 경로 손실( PL ul )을 측정하는데 사용된다. LNA(2290)는 가변 이득 증폭기 유닛(2294)에 연결되는 필터 유닛(2292)에 연결된다. 대역통과 필터(2292)는 관심 있는 셀룰러 시스템의 전부 또는 원하는 부분을 통과하도록 설계되거나, 또는 원하는 대역 및 대역폭이 선택될 수 있도록 RF 스위치를 가지고 관심 있는 셀룰러 시스템의 전체 스펙트럼을 커버하는 중첩하는 대역통과 필터들의 집합체일 수 있다. 가변이득 증폭기 유닛(2294)의 이득은 마이크로-제어기 유닛(2270)에 의해 설정된다. 가변 이득 증폭기 유닛(2294)은 지향성 커플러 유닛(2262)에 연결된다. 지향성 커플러 유닛(2262)은 교정 신호 발생/송신기 유닛(2268), 및 듀플렉스 필터(2260)에 연결된다. 마이크로-제어기(2270)는 교정 신호 발생/송신기 유닛(2268), 교정 신호 수신기(2272), 역방향-링크 유닛(2266) 및 전방향-링크 유닛(2264)에 연결된다. 키패드 또는 단순한 딥스위치일 수 있는 간단한 이용자 인터페이스 유닛(2271)은 마이크로-제어기 유닛(2270)에 연결된다.
비록 네트워크 유닛(602)과 이용자 유닛(702)의 많은 기능적인 유닛들이 배면 결합 유닛(2252)에서 제거될 수 있지만, 부스터의 동작 및 남은 유닛들은 네트 워크 유닛(602)과 이용자 유닛(702)에 대해 기술된 것과 기본적으로 동일하게 유지된다. 교정 신호 전송 및 수신은 역방향 링크에 대해서만 도시되어 있다. 그러나 필요하면 동일한 메커니즘이 전방향-링크에 대해서 배치될 수 있고, 이것은 역시 시스템 성능의 향상을 가져올 수 있다. 안테나 유닛(2254, 2256, 2282, 2280)이 서로에 대해 가깝게 놓이므로, 증가된 프런트-투-백(front-to-back) 복사율을 갖는 높은 지향성 안테나에 의해 안테나 고립(isolation)이 제공될 수 있다.
고유의 유닛(2252) 식별 코드와 선택적으로 유닛 위치는 셀룰러 네트워크로 전송될 수 있다. 이 정보는 예를 들어, 알려진 긴 프리앰블, 유닛(2252)의 고유 식별코드 및 선택적으로 경도 및 위도를 포함하는, 크게 부호화된(보호된) 낮은 비트율 데이터를 발생함으로써, 옥내 환경에서 이용자의 위치를 확인하는데 이용될 수 있다. 그 후 이 정보는 유닛(2252) 내에서 낮은 스펙트럼 손실을 위해 펄스 모양으로 되고 적절한 변조 방법에 의해 주어진 채널의 역방향-링크 신호에 중첩된다. 변조 방법의 선택은 운영 셀룰러 시스템에 의존한다. 예를 들어, GMSK와 같은 일정한 포락선 변조를 하는 GSM에 대해, (낮은 변조 인덱스를 갖는) 진폭 변조가 이용될 수 있다. 고속 역방향-링크 전력 제어를 하는 CDMA 시스템에 대해, DBPSK가 변조 방법으로서 이용될 수 있다. 기지국에서 상기 수신된 채널 신호로부터의 정보 추출은 기지국 수신기 변경을 포함할 수 있으나, 셀룰러 링크의 정상 동작에는 영향이 없다.
도 15는 배면 결합 구성의 디지털 구현의 예를 도시하며, 여기서 부스터는 좋은 신호 커버리지 존재하는 실내 또는 실외에 위치한다. 배면 결합 유닛(2302) 은 안테나(2304, 2306, 2328, 2330)로 구성되며, 모두는 관심 있는 셀룰러 스펙트럼에서 동작한다. 안테나(2304), 2306)는 RF 스위치(2308)에 연결되며, 여기서 전송 및 수신 동작을 위한 안테나 스위칭 다이버시티 동작이 네트워크 유닛(1002)과 이용자 유닛(2002)에 대해 논의된 바와 같이 제공된다. 전방향 링크에서, RF 스위치 유닛(2308)은 듀플렉스 필터 유닛(2310)에 연결된다. RF 스위치 유닛(2308)은 또한 마이크로-제어기(2350)에 연결된다. 듀플렉스 필터 유닛(2310)은 LNA(2312)에 연결된다. 지향성 커플러 유닛(2311)은 LNA(2312)의 출력단과, 교정 수신기 유닛(2305)에 연결된다. 교정 수신기(2305)는 또한 마이크로-제어기(2350)에 연결된다. 지향성 커플러 유닛(2311)은 또한 주파수 변환기 유닛(2313)에 연결된다. 주파수 변환기(2313)는 자동 이득 조정(AGC) 유닛(2314)에 연결된다. 주파수 변환기(2313)는 수신 신호의 주파수 대역을 셀룰러 대역으로부터 기저대역 또는 "기저대역 근처" 주파수 대역으로 변환한다. 주파수 변환기(2313)는 수신기 체인의 올바른 동작을 위한 필터링을 포함한다. 주파수 변환기(2313)의 동작 주파수는 마이크로-제어기 유닛(2350)에 의해 설정된다. AGC 유닛(2314)는 아날로그-디지털 변환(AD/C) 유닛(2316)에 연결된다. AGC 유닛(2314)는 아날로그-디지털 변환기(AD/C) 유닛(2316)에 연결된다. AGC 유닛(2314)은 선택사항이며, 그 임무는 수신된 신호 레벨이 AD/C(2316)의 동적 범위의 중간에 상당히 근접하도록 배치하는 것이다. 포함된다면, 유닛(2314)의 설계 및 동작은 낮은 신호 전력의 존재 하에 동작 대역폭 내의 노이즈가 AGC 유닛(2314)의 동작을 억제하지 못하도록 구성된다. 또한 최종 다운- 링크 시스템 링크 이득( G dl ) 계산에서 AGC 유닛(2314)의 이득 기여가 보상되거나, 선택적으로 AGC(2314)의 이득값이 SC 유닛(2318)에서 보상되도록 주의한다. AGC 유닛(2314)이 포함되지 않으면, AD/C 유닛(2316)은 144dB(24-비트)만큼 높을 수 있는 적절한 동적 범위를 지원한다. AD/C 유닛(2316)는 신호 조정 유닛(2318)에 연결된다. 신호 조정 유닛(2318)은 원하는 동작 주파수 대역을 위한 채널 선택 필터링, 주파수 변환, 신호 레벨 추정, AGC 알고리즘, 신호 조정과 처리를 이용하는 다른 임무를 수행한다. 예를 들어, 다-위상 필터들로 구현될 수 있는 채널 선택 필터들은 1.3, 5, 10 또는 15MHz의 주어진 동작 대역폭에 대해 설정될 수 있고, 전방향 링크 셀룰러 또는 PCS 또는 원하는 주파수 스펙트럼 내의 임의의 위치에서 동작한다. 동작 대역폭 및 필터링과 같은 지원된 동작의 부하와 같은 시스템 파라미터에 따라, 신호 조정 유닛(2318)는 FPGAs, ASICs와 같은 다양한 기술 및 텍사스 인스트루먼트 TMS320C6416-7E3 프로세서와 같은 범용 DSPs에 의해 구현될 수 있다. 신호 조정 유닛(2318)은 적절한 인터페이스 및 메모리를 포함한다. 신호 조정 유닛(2318)은 디지털-아날로그 변환기(DA/C) 유닛(2320)에 연결된다. DA/C 유닛(2320)은 디지털-아날로그 변환에 적당한 차후 필터링을 포함한다. DA/C 유닛(2320)은 주파수 변환기 유닛(2321)에 연결된다. 주파수 변환기 유닛(2321)은 입력 신호의 주파수를 셀룰러 주파수의 원래 대역으로 상향-변환한다. 주파수 변환기 유닛(2321)은 송신기 체인의 정확한 동작을 위한 적절한 필터링을 포함한다. 주파수 변환기 유닛(2321)의 동작 주파수는 마이크로-제어기 유닛(2350)에 의해 설정된다. 주파수 변환기 유닛(2321)은 가변 이득 증폭기 유닛(2322)에 연결되며, 가변 이득 증폭기 유닛(2322)는 지향성 커플러 유닛(2325)에 연결된다. 가변이득(VG) 증폭기 유닛(2322)의 이득은 마이크로-제어기 유닛(2350)에 의해 설정된다. 지향성 커플러 유닛(2325)는 교정 신호 발생/송신기 유닛(2323)과 듀플렉스 필터(2324)에 연결된다. 교정 신호 발생/송신기 유닛(2323)은 또한 마이크로-제어기(2350)에 연결된다. 듀플렉스 필터(2324)는 RF 스위치(2326)에 연결된다. 안테나(2328, 2330)는 RF 스위치(2326)에 모두 연결된다.
역방향 링크에서, RF 스위치 유닛(2326)은 듀플렉스 필터(2324)에 연결된다. RF 스위치 유닛(2326)은 또한 마이크로-제어기(2350)에 연결된다. 듀플렉스 필터 유닛(2324)은 LNA 유닛(2332)에 연결된다. LNA 유닛(2332)은 지향성 커플러 유닛(2334)에 연결된다. 지향성 커플러 유닛(2334)은 주파수 변환기 유닛(2335)에 연결된다. 주파수 변환기(2335)는 자동 이득 조정(AGC) 유닛(2336)에 연결된다. 주파수 변환기(2335)는 입력 신호의 주파수 대역을 셀룰러 대역으로부터 기저대역 또는 “기저대역 근처”주파수 대역으로 변환한다. 주파수 변환기 유닛(2335)은 상기 수신기 체인의 올바른 동작을 위한 필터링을 포함한다. 주파수 변환기 유닛(2335)의 동작 주파수는 마이크로-제어기 유닛(2350)에 의해 설정된다. 지향성 커플러 유닛(2334)은 또한 교정 신호 수신기 유닛(2348)에 연결된다. 주파수 변환기 유닛(2335)은 AGC 유닛(2336)에 연결된다. AGC 유닛(2336)은 아날로그-디지털 변환기(AD/C) 유닛(2338)에 연결된다. AGC(2336)는 선택적이고, 그 임무는 수신된 신호 레벨을 AD/C(2338)의 동적 범위의 중간에 실질적으로 근접하도록 놓는 것이다. 포 함된다면, 유닛(2336)의 설계 및 동작은 낮은 신호 전력이 존재하에 동작 대역폭 내의 노이즈가 AGC 유닛(2336)의 동작을 억제하지 못하도록 구성된다. 또한 AGC 유닛(2336)의 이득 기여는 최종 업-링크 시스템 링크 이득( G ul ) 계산에서 보상되거나, 또는 선택적으로 AGC(2336)의 이득 값이 신호 조정(SC) 유닛(2340)에서 보상되도록 구성된다. ACG 유닛(2336)이 포함되지 않는다면, AD/C 유닛(2338)은 144dB(24-비트)만큼 높을 수 있는 적당한 동적 범위를 지원한다. AD/C 유닛(2338)은 신호 조정 유닛(2340)에 연결된다. 신호 조정 유닛(2340)은 원하는 동작 주파수 대역에 대한 채널 선택 필터링, 주파수 변환, 신호 레벨 추정, AGC 알고리즘, 및 신호 조정 및 처리를 이용하는 임의 다른 임무들을 수행한다. 예를 들어, 다-위상 필터들로 구현될 수 있는 채널 선택 필터들은 1.3, 5, 10 또는 15MHz의 주어진 동작 대역폭에 대해 설정될 수 있고, 전방향-링크 셀룰러 또는 PCS 또는 원하는 주파수 스펙트럼 내의 임의 위치에서 동작한. 동작 대역폭 및 필터링과 같은 지원된 동작의 부하와 같은 시스템 파라미터에 따라, 신호 조정 유닛(2340)은 FPGAs, ASICs와 같은 다양한 기술 및 텍사스 인스트루먼트 TMS320C6416-7E3 프로세서와 같은 범용 DSPs에 의해 구현될 수 있다. 신호 조정 유닛(2340)은 적절한 인터페이스 및 메모리를 포함한다. 신호 조정 유닛(2340)은 디지털-아날로그 변환기(DA/C) 유닛(2342)에 연결된다. DA/C 유닛(2342)은 디지털-아날로그 변환에 적당한 차후 필터링을 포함한다. DA/C 유닛(2342)은 주파수 변환기 유닛(2343)에 연결되는데, 주파수 변환기 유닛(2342)은 입력 신호의 주파수를 셀룰러 또는 PCS 주파수 대역의 원하는 부분으로 상향 변환한다. 주파수 변환기 유닛(2343)은 송신기 체인의 정확한 동작을 위한 적절한 필터링을 포함한다. 주파수 변환기 유닛(2343)의 동작 주파수는 마이크로-제어기 유닛(2350)에 의해 설정된다. 주파수 변환기 유닛(2343)는 가변 이득 증폭기 유닛(2344)에 연결되며, 가변 이득 증폭기 유닛(2322)은 지향성 커플러 유닛(2346)에 연결된다. VG 증폭기 유닛(2344)의 이득은 마이크로-제어기 유닛(2350)에 의해 설정된다. 지향성 커플러 유닛(2346)은 듀플렉스 필터(2310)에 연결된다. 듀플렉스 필터(2310)는 RF 스위치(2308)에 연결된다. 안테나(2304, 2306)는 RF 스위치(2308)에 모두 연결된다. 키패드 또는 단순한 딥스위치일 수 있는 간단한 이용자 인터페이스 유닛(2351)은 마이크로-제어기 유닛(2350)에 연결된다. 유닛(2305, 2323, 2313, 2321, 2348, 2335, 2343, 2352, 2350)은 모두 로컬 발진기 유닛(2356)에 연결되거나, 또는 로컬 발진기(2356)로부터 그들의 클럭 또는 기준 주파수를 도출한다. 신호 조정 유닛(2318, 2340) 클럭 주파수는 클럭 유닛(2353)에 의해 제공된 로컬 기준 주파수(2356)로부터 유도된다.
비록 네트워크 유닛(1002) 및 이용자 유닛(2002)의 많은 기능적인 유닛들이 배면 결합 유닛(2302)에서 제거될 수 있다 하더라도, 부스터(2302)의 대부분의 유닛들의 동작 및 기능은 네트워크 유닛(1002) 및 이용자 유닛(2002)에 대해 기술된 것과 기본적으로 동일하게 유지된다. 전과 같이, 교정 신호 전송 및 수신은 단지 역방향-링크에 대해 도시된다. 부스터 유닛(2302)의 디지털 구현에서 교정 신호 발생/송신기 유닛(2352), 및 교정 수신기 유닛(2348)에 대한 기능 블록들은 업-링크에 대해 신호 조정 유닛(2340) 및 다운-링크 동작에 대한 신호 조정 유닛(2318)에 포함될 수 있다. 안테나 유닛(2304, 2306, 2328, 2330)이 서로에 대해 가깝게 놓이므로, 안테나 고립은 증가된 프런트-투-백 복사 비율을 갖는 높은 지향성 안테나에 의해 제공될 수 있다.
부스터(2303)의 역방향-링크 동작만을 예로서 고려할 때, 안테나 유닛(2328, 2330)를 통해 수신된 신호들은 더 높은 신호 전력으로 안테나 유닛(2304, 2306)을 통해 재전송된다. 이러한 재전송된 신호들은 안테나 유닛(2330, 2328)을 통해 다시 수신될 수 있으며(이하, “업-링크 반환 신호”라고 함), 부스터의 동작에서 불안정성을 야기할 수 있는 시스템 내의 신호 반환 경로를 초래한다. 부스터 유니트(2302)의 디지털 구현에서, 여러 가지 신호처리기술로 상기 반환신호(업-링크 반환신호)의 크기를 감소시킬 수 있다. 기술의 선택, 설계 및 효과는 시스템 파라미터와 동작 조건에 의존한다. 대부분의 알려진 다중경로 경감 알고리즘이 반환 신호 감소를 위해 적용될 수 있지만, 안테나유닛(2304, 2306)과 안테나 유닛(2328, 2330) 사이의 극히 작은 전달 지연과 시스템의 제한된 시간적 분해능 때문에, 종래의 다중경로 경감 알고리즘은 기껏해야 구현하기에 실질적으로 어려움이 있고, 또 는 최악의 경우 비용이 비싸고 비효율적이고 유해할 수도 있다. 그러므로 필터링 기술의 한 예가 "채널 필터링부"에서 예로 제공되며, 여기서 안테나 유닛(2328, 2330)의 출력에서 원래의 입사 신호로부터 반환 신호(업-링크 반환신호)를 분리하기 위해, 상기 반환신호의 재전송에서 "고의적인" 지연이 사용된다. 약 1 마이크로초의 지연은 원래의 수신 신호로부터 상기 재전송된 신호의 시간분리를 보장할 것이며, 따라서 예시적인 채널 필터링 기술에 의해 상기 재전송된 신호를 완화시키는 능력을 보장할 것이다. 충분한 크기의 가용한 디지털 데이터 버퍼가 있다면, 상기 지연은 신호조정 유닛(2340)에 도입될 수 있다. 채널 필터링 동작은 또한 신호 조정 유닛(2340)에 수행될 수 있으며, 또는 AD/C 유닛(2338)과 신호 조정 유닛(2340)에 연결된 별개의 ASIC 또는 FPGA에 의해 수행될 수도 있다. 상기 교정 신호는 채널 평가 목적으로 사용될 수 있으며, 따라서 채널 필터링 탭의 설정을 위해, 전체적인 채널 응답(반환 경로를 포함)의 진폭 및 위상이 측정될 수 있다. 신호 경로에 채널 필터를 도입하는 것은 안테나 다이버시티 스킴의 동작에도 영향을 미친다. 채널 평가가 수행되기 때문에, 4개의 가능한 전달 채널 중 단지 2개만 존재하도록 안테나 스위칭 동작이 동기를 이룬다. 상기 안테나 스위칭(선택)은 마이크로-제어기 유닛(2350)의 제어를 받기 때문에, 채널 평가는 양쪽 전달 경로에 대해 수행될 수 있고, 그리고 두 세트의 채널 필터 계수가 필터링 동작을 위해 결정될 수 있다. 그러므로, 안테나 선택 동작과 동기를 이루고 조화되어 관련 필터 계수를 선택(또는 스위칭)하는 것이 가능하다. 상기 채널 필터링 메커니즘은 상기 반환신호를 전체적으로 경감시키는데 사용되지 않고, 오히려 신호 부스팅 동작을 위해 약간의 시스템 이득이 가능하도록 상기 신호를 충분히 억제하는데 사용된다. "고의적인 지연"의 도입은 임의의 다른 알려진 신호처리 알고리즘과 연계하여 사용될 수도 있다.
상기 설명은 부스터 유닛(2302)의 전방향-링크에도 관련되며, 따라서 상기 "지연"과 "채널 필터링"은 전방향-링크에서도 역시 수행된다.
안테나 유닛(2304, 2306)에 대한 수직편파와 안테나(2328, 2330)에 대한 수 평편파의 사용과 같은 다른 기술들이 시스템의 성능을 더욱 개선할 수 있다. 종래의 부스터와 리피터 시스템에서와 같이, 지향성 안테나를 사용하여 시스템의 성능을 개선시키는 것도 가능하다.
셀룰러 네트워크에 고유 유닛(2302) 식별 코드와 선택적으로 유닛 위치를 전송하는 것도 가능하다. 상기 정보는 예컨대 알려진 긴 프리앰블, 유닛(2302)의 고유 식별 코드 및 선택적으로 위도 및 경도를 포함하는 크게 부호화된(보호된) 낮은 비트율의 데이터를 발생함으로써, 옥내 환경에서 이용자의 위치를 정하는데 사용될 수 있다. 상기 정보는 그 다음에 낮은 스펙트럼 누설을 위해 펄스 형태로 될 수 있고, 유닛(2302) 내에서 적당한 변조방법에 의해 주어진 채널의 역방향-링크 신호에 중첩될 수 있다. 상기 변조방법의 선택은 사용하는 셀룰러 시스템에 의존한다. 예로서, GMSK와 같은 일정한 포락선 변조를 즐기는 GSM에 대해, 진폭변조(낮은 변조 지수를 가지고)가 사용될 수 있다. 고속 역방향-링크 전력 제어를 하는 CDMA에 대해, DBPSK가 변조방법으로 사용될 수 있다. 기지국에서 상기 수신된 채널 신호로부터 정보를 추출하는 것은 기지국 수신기 변경을 포함할 수 있지만, 셀룰러 링크의 정상 작동에 영향을 미치지 않는다.
시스템 동작 흐름도의 한 예가 도 16에 도시되어 있다. 도 15와 16을 참조하면, 부스터 유닛(2303)의 "파워-업" 또는 "리셋"의 경우, VG 증폭기(2322, 2344) 이득은 항상 최소로 설정되고 "OFF"로 스위치 된다. 마이크로-제어기(2350)로부터 의 지시에 의해 올바른 이득 설정 후, VG 증폭기(2322, 2344)가 "ON"으로 스위치 되는 경우, 시스템은 "동작중"이라고 한다. 또한, "파워-업" 또는 "리셋" 작동 시 , 마이크로-제어기(2350)가 역방향-링크 교정 수신기(2348)에 모든 가능한 코드 오프셋을 스캔하도록 지시하면서(단계 2404), 작동을 개시한다(단계 2402). 같은 지리적 영역 내에서 작동하는 다른 유닛에 의해 전송된 실질적인 신호 전력이 수신기 유닛(2348)에 의해 검출되면(단계 2406), 수신된 신호 전력은 저장된다(단계 2408). 만일 실질적인 신호가 전혀 검출되지 않을 경우(단계 2410), 마이크로-제어기 유닛(2350)은 전방향-링크 교정 수신기(2305)에 지시하여 모든 가능한 코드 오프셋을 스캔하도록 한다(단계 2410). 만일 같은 지리적 영역 내에서 작동하는 다른 유닛에 의해 수신된 실질적인 신호 전력 수신기 유닛(2305)에 의해 검출될 경우(단계 2416), 상기 수신된 신호 전력은 저장된다(단계 2414). 상기 모든 가능한 코드 오프셋에 대한 테스트가 시스템의 전방향 및 역방향-링크에 대해 완료되고, 다른 유닛들의 신호 전력이 검출된 후(단계 2417), 각 오프셋에 대해 수신된 신호들이 테스트 되고 가장 큰 신호 전력이 선택된다(단계 2412). 만일 상기 선택된 신호 전력이 안전 임계치보다 낮다면, 상기 유닛은 단계 2420으로 진행한다. 만일 실질적인 신호가 검출되지 않거나 검출된 신호가 상기 안전 임계치보다 낮다면(단계2416), 마이크로-제어기(2350)는 사용되지 않은 코드 오프셋을 선택하고(단계 2420) 지금까지 전송하고 있지 않은 전방향 및 역방향-링크 교정 신호 발생/송신기 유닛(2323, 2352) 모두에 지시하여 전송을 개시하도록 한다(단계 2424). 마이크로 -제어기(2350)는 또한 전방향 및 역방향 교정 수신기(2305, 2348)에 지시하여 선택된 코드 오프셋을 갖는 신호를 수신하도록 한다(단계 2425). 역방향과 전방향 교정 수신기(2305, 2348)의 출력에 기초하여, 마이크로 제어기(2350)는 전방향 및 역방 향 링크에 대해 업-링크 및 다운-링크 시스템 이득( G ul , G dl )을 계산하고 후속 가변 증폭기 이득을 계산한다(단계 2426). 마이크로-제어기(2350)는 전방향 및 역방향 링크 가변 이득 증폭기 유닛(2322, 2346)의 이득을, 지금까지 최소이고 "OFF" 상태였던 계산된 레벨로 설정한다(단계 2428). 시스템은 가변 이득 증폭기 유닛(2322, 2346)을 "ON" 시키면서 전체 작동을 개시한다(단계 2430).
채널 필터링 예
여기에 제시된 예는 시스템의 전방향-링크에 존재할 수 있는 상기한 피드백 루프와 업-링크 반환신호의 효과에 대항하기 위해 여기에 기술된 부스터 시스템에 적용될 수 있다. 여기서 논의된 전방향 및 역방향 링크에 대한 "채널 필터링" 기술은 자율적이고 시스템의 전방향 및 역방향 링크 모두에 또는 어느 한쪽에 적용될 수 있고, 네트워크 유닛(1002)이나 이용자 유닛(2002)에서 또는 둘 모두에서 구현될 수 있다. 채널 필터링의 작용을 설명하기 위해 부스터의 단순화된 블럭도가 도 17에 도시되어 있으며, 네트워크 유닛(1002)과 이용자 유닛(2002)에 대해서 단지 역방향-링크 동작만이 설명된다(여기서 설명된 채널 필터링은 모든 디지털 구현에 적용 가능하다). 도시에서, 네트워크 유닛(2452)(도 12의 1002와 거의 유사함) 또는 이용자 유닛(2454)(도 13의 2002와 거의 유사함)에 대해 안테나 다이버시티는 전혀 생각하지 않는다. 부스터 시스템 내 처리와 전달 지연은 다음과 같이 분류될수 있다.
τUs = 이용자 유닛(2454) 처리 지연(상대적으로 무시 가능함).
τP1 = 비 인가 대역 전달 지연.
τNrx = 네트워크 유닛(2452) 수신기 처리 지연(상대적으로 무시 가능함).
τNtx = 네트워크 유닛(2452) 송신기 처리 지연(상대적으로 무시 가능함).
τd = 네트워크 유닛(2452)의 전송 경로에 도입된 "고의적인" 지연.
τP2 = 업-링크 반환신호의 인가된 대역 전달 지연.
부스터 유닛(2451)의 전체적인 임펄스 응답은 2464 내에 도시되어 있다. 안테나(2462)(A1)로부터 들어오는 원래 입사 펄스는 τf의 지연 후에 네트워크 유닛(2452) 수신기의 입력 측에 도달한다(펄스는 2468로 표시되어 있다). 여기서,
τf = τUs + τP1 ≒ τP1
상기 펄스는 안테나(2456)(도 17에서 A4로 표시됨)로부터 "고의적인" 시간 지연(τd)후에 증폭되어 전송된다. 전송된 신호는 전달 지연(τP2) 후에 안테나(2462)(A1)에 다시 입력되고, τf의 지연(2472로 표시됨) 후에 네트워크 유닛(2452) 수신기의 입력에 도달한다. 따라서 네트워크 유닛(2452) 수신기의 입력에서 업-링크 반환 신호에 대한 전체적인 지연은 τt로 나타낼 수 있고 실질적으로 다음과 같다:
τt = τNrx + τd + τNtx + τP2 + τf ≒ τd + τP1 + τP2
상기 반환된 펄스(2472)는 부스터의 동작 환경에서 매우 작을 수 있는 전달 경로 지연(τP1, τP2) 만큼 지연된다. 상기 "고의적인" 지연은 최초의 입사 펄스로 부터 업-링크 반환신호를 충분히 분리시키기 위해 도입되며, 그리하여 필터 계수가 쉽게 측정되고, 또한 필터링이 보다 더 효율적으로 수행될 수 있게 한다. 이용자 유닛(2454)의 전송 경로에 또 다른 "고의적인" 지연을 도입하는 것은 증강된 전송 펄스와 업-링크 반환 신호의 분리, 즉 채널 필터링의 작동 시 증강된 전송 펄스에 의해 경험하는 다중 경로의 효과를 감소시키기 위해 바람직한 조건을 보장한다.
여기의 예에서, 상기 "채널 필터링" 유닛(2512)(도 18에서) 네트워크 유닛(1002)의 역방향-링크에만 배치된다. 상기 채널 필터링 처리는 예상되는 최대 다중경로 지연까지 모든 시간 지연 동안 위상과 진폭을 포함하여 복합 전달 채널 임펄스 응답을 평가하는 것을 포함한다. 상기 정보가 시스템의 역방향-링크 경로에 대해 유닛의 출력에서 쉽게 가용하기 때문에, 상기 복합 채널 임펄스 응답(C(t,τ))은 도 12에 도시된 교정 신호 수신기 유닛(1016)에 의해 제공될 수 있다. 도 12(또한 도 15)에 도시된 교정 신호 메커니즘의 기술된 설계에 기초하여, 교정 신호 수신기 유닛(1016)에 의해 제공된 채널 임펄스 응답은 "고의적인" 지연(τd), 및 τNrx + τNtx 성분의 지연 기여를 포함하지 않을 것이다. τNrx + τNtx가 무시할 정도로 매 우 작을 경우, "고의적인" 지연(τd)이 채널 필터 계수의 평가를 위해 네트워크 유닛(1002)에서 전체적인 임펄스 응답에 부가된다. 유사하게, 만일 채널 필터링 동작이 전방향-링크에 대해서도 사용되는 경우, 별개의 복합 채널 임펄스 응답이 상기 링크를 위해 사용된다. 결과적으로 역방향-링크에 대한 유사한 교정 기술이 전방향 링크에 대해 수행된다. 교정 신호 수신기(1016)의 출력에서 측정된 채널 임펄스 응답( C(t, τ) (2510))의 전력의 예가 도 18에 도시되어 있다. 교정 신호 PN 코드 칩핑속도가 5 Mchips/sec이고 칩당 2개의 샘플을 가정할 경우 임펄스 응답(2510)은 최대 1 마이크로 초 동안 지연된다. 도 18에서, C(t,τ) (2510)는 각각 0.2(P1), 0.4(P2) 그리고 1.0(P3) 마이크로 초 지연의 실질적으로 식별 가능한 3개의 전달 경로를 가진다. 최대 예상 시간 지연은 300 미터의 신호 경로에 해당하며, 이는 부스터 범위와 동작 환경에 대해 적절하다. 최대 1.0 usec(τd = 1 usec)의 시간 지연은 "고의적인(deliberate)" 1.0 usec의 지연과 함께 채널 필터링 동작에 대해 반-칩 탭 공간을 가지고 21-탭 복합 FIR 필터를 사용하여 구현될 수 있다. 도 18은 채널 필터 유닛(2512)를 도시한다. 채널 필터 유닛(2512)은 D = 0.1 usec 공간의 탭 지연을 갖고, 테이블(2508)에 도시된 값으로 설정된 가변 복합 계수를 갖는 21-탭 FIR 필터(2506)를 갖는다. FIR 필터(2506)의 출력은 가산기 유닛(2504)의 한 입력에 연결되고, FIR 필터 유닛(2506)의 입력은 가산기 유닛(2504)의 출력에 연결되어 있다. 가산기 유닛(2504)의 다른 입력은 AD/C(2502)에 연결된다. 예에서, 상기 AD/C는 도 12에서 유닛(1046)이다. FIR필터(2506)는 제1(P1), 제2(P2) 및 제3(P3) 반환 신호 성분을 제거하기 위해 상기 수신 업-링크 반환신호의 크기와 위상을 지정하는 각각의 복합 계수를 갖는 원하는 시간 지연으로 상기 수신된 신호의 복제를 생성한다. FIR 필터(2506)는 도 12에 있는 신호 조정 유닛(1048)에 의해 또는 FPGA, ASIC에 의해 구현될 수 있다. 채널 평가(C(t,τ))의 처리와 또한 FIR 필터(2506)의 필터 계수의 갱신이 채널 코히런스 시간에 의존하는 갱신속도로 계속해서 수행된다. 예로서, 옥내 채널들이 큰 코히런스 시간을 나타내기 때문에, 100 msec의 값이 가정될 수 있다. 대안으로, 계속해서 상기 필터 계수를 측정하기 위해 네트워크 유닛(1002)에서 상기 수신된 교정 신호에 모이는 RLS나 정규화된 LMS(NLMS)와 같은 적응 알고리즘을 사용하는 것이 가능하다.
유선 접속 부스터
도 19는 이용자 유닛(20)(도 6에서의 702)과 통신하기 위한 물리 매체로서 전송 케이블을 사용하는 네트워크 유닛(600)의 아날로그 구현의 예를 도시한다. 도 5에 도시된 네트워크 유닛(602)은, 네트워크 유닛(3005)과 이용자 유닛(4005) 신호의 동작 대역폭과 주파수를 지원할 수 있는 케이블을 통해, 도 6에 도시된 이용자 유닛(702)의 수정된 버전인 이용자 유닛(4005)(도 20)으로 신호를 전송하고 유닛으로부터 신호를 수신하기 위해, 도 19에 도시된 유닛(3005)으로 수정된다. 케이블 인터페이스 유닛(3020)은 송/수신 케이블(3170)에 접속된 회선 인터페이스 유닛(3160)과 네트워크 서브 유닛(3010)의 역방향-링크와 전방-링크 상의 2개의 하이브리드 결합기(3140, 3150)로 구성된다. 회선 인터페이스 유닛(3160)은 전송 회 선(3170)으로의 접속을 위한 부하 정합(load matching)을 위한 수단과, 전송 회선(3170)을 통한 신뢰성 높은 전송을 위한 증폭기, 변조 및 주파수 변환기(모뎀 기능성)와 같은 다른 적절한 컴포넌트를 제공할 것이다. 회선 인터페이스 유닛(3160)의 설계는 전송 회선(3170) 특성에 의존하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 공지되어 있다. 예를 들면, 옥내 전력선 또는 전화선이 전송 회선(3170)으로서(홈 PNA에서와 같이) 사용될 수 있지만, 여기서 회선 인터페이스 유닛(3160)은 이러한 동작을 위해 설계된다. 하이브리드 결합기(또는 지향성 커플러)(3140)는 제어 링크(3110) 신호와 전방향-링크 신호를 결합시키는데 사용된다. 대안으로, 상기 지향성 커플러 유닛(3040)과 제어 링크 유닛(3110)의 출력은 회선 인터페이스 유닛(3160)에 직접 연결될 수 있으며, 여기서 이들은 이용자 유닛(4005)에 동시 전송을 위한 인접한 반송파 상에서 변조된다. 상기 하이브리드 결합기(또는 지향성 커플러)(3150)는 제어 링크(3110) 수신 신호의 수신 및 검출을 위해 충분한 신호를 추출하는데 사용된다. 대안으로, 제어 및 데이터 신호가 이용자 유닛(4005)으로부터의 동시 전송을 위해 인접한 반송파 상에서 변조된다면, 지향성 커플러 유닛(3130)과 제어 링크 유닛(3110)으로의 입력은 회선 인터페이스 유닛(3160)에 직접 접속될 수 있다. 또한 지향성 커플러(3040, 3130, 3085) 대신에 하이브리드 결합기를 사용하는 것도 가능하다. 또한, 도 19에서, 지향성 커플러(3130)(또는 하이브리드 결합기 대체) 앞에 역방향-링크 네트워크 유닛(3060) 수신기 내부 LNA 증폭기를 위치시키는 것도 가능하다.
도 19의 유닛들(3015, 3030, 3050, 3120, 3110, 3060, 3100, 3105, 3070, 3074, 3078, 3080, 3085, 3040, 3130, 3090)의 동작은, 동작과 설명에서, 도 5에 대해 논의된 바와 같이, 각각 유닛들(640, 624, 604, 620, 628, 606, 626, 627, 614, 610, 608, 612, 618, 630, 616, 622)의 동작과 유사하다. 수정된 네트워크 유닛(3005)에 있어서, 지향성 커플러(3040)(도 5에서 630)는 하이브리드 결합기(3140)에 접속되며, 지향성 커플러(3130)(도 5에서 616)는 하이브리드 결합기(3150)에 접속된다.
도 20은 네트워크 유닛(3005)(도 5에서 602)과 통신하기 위한 물리 매체로서 전송 케이블을 사용하는 이용자 유닛(702)(도 6)의 아날로그 구현의 예를 도시한다. 도 6에 도시된 이용자 유닛(702)은 네트워크 유닛(3005)과 이용자 유닛(4005) 신호의 동작 대역폭과 주파수를 지원할 수 있는 케이블을 통해 도 5에 도시된 네트워크 유닛(602)의 수정된 버전인 네트워크 유닛(3005)으로 신호를 송/수신하기 위해 도 20에 도시된 유닛(4005)으로 수정된다. 케이블 인터페이스 유닛(4020)은 송/수신 케이블(4160)에 접속된 회선 인터페이스 유닛(4150)과 이용자 서브 유닛(4010)의 역방향 링크와 전방향-링크 상의 2개의 하이브리드 결합기(4130, 4140)로 구성된다. 회선 인터페이스 유닛(4150)은 전송 회선(4160)으로의 접속을 위한 부하 정합을 위한 수단과 전송 회선(4160)을 통한 신뢰성 높은 전송을 위한 증폭기, 변조 및 주파수 변환기(모뎀 기능성)와 같은 다른 적절한 컴포넌트를 제공할 것이다. 회선 인터페이스 유닛(4150)의 설계는 전송 회선(4160) 특성에 의존하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 공지되어 있다. 예를 들면, 옥내 전력선 또는 전화선도 전송 회선(4160)으로(홈 PNA에서와 같이) 사용될 수 있으며, 여기서 회선 인터 페이스 유닛(4150)은 이러한 동작을 위해 설계된다. 상기 하이브리드 결합기(또는 믹서 또는 지향성 커플러)(4140)은 제어 링크(4120) 신호와 역방향-링크 신호를 결합시키는데 사용된다. 하이브리드 결합기(또는 듀플렉서)(4130)는 제어 링크(4120) 수신 신호의 수신 및 검출을 위한 충분한 신호를 추출하는데 사용된다. 또한 지향성 커플러(4110) 대신에 하이브리드 결합기를 사용하는 것도 가능하다. 또한, 도 20에서, 지향성 커플러(4110)(또는 하이브리드 결합기 대체품) 앞에 전방향-링크 네트워크 유닛(4080) 내부 LNA 증폭기를 위치시키는 것도 가능하고 오히려 바람직하다.
도 20의 유닛들(4015, 4030, 4040, 4050, 4060, 4070, 4075, 4080, 4090, 4100, 4110, 4120)의 동작은 도 6에 대해 논의된 바와 같이 유닛(722, 734, 736, 732, 730, 728, 721, 724, 726, 716, 718, 720)과 동작 및 설명에서 유사하다. 상기 수정된 이용자 유닛(4005)에 있어서, 지향성 커플러(4110)(도 6의 718)는 하이브리드 결합기(4130)에 접속되며, 역방향-링크 이용자 유닛(4090)(도 6의 726)은 하이브리드 결합기(4140)에 접속된다.
전술한 차이점 이외에, 네트워크 유닛(3010)의 동작은 네트워크 유닛(602)과 유사하며, 이용자 유닛(4010)의 동작은 이용자 유닛(702)과 유사하다.
도 7, 8, 9, 10 및 11에 도시된 제어-흐름도는 도 19 및 20에서 논의된 네트워크 유닛(3005)과 이용자 유닛(4005)의 디지털 구현에 대해 또한 사용될 수 있다.
도 21은 이용자 유닛(6005)(도 13에서의 2002)과 통신하기 위한 물리적 매체로서 전송 케이블을 사용하는 네트워크 유닛(5005)(도 12에서의 1002)의 디지털 구 현의 예를 도시한다. 도 12에 도시된 네트워크 유닛(1002)은 네트워크 유닛(5005)과 이용자 유닛(6005) 신호의 동작 대역폭과 주파수를 지원할 수 있는 케이블을 통해 도 13에 도시된 이용자 유닛(2002)의 수정된 버전인 이용자 유닛(6005)으로 신호를 송/수신하기 위해 도 21에 도시된 유닛(5005)으로 수정된다. 상기 수정된 케이블 인터페이스 유닛(5020)은 송/수신 케이블(5210)과 접속된 회선 인터페이스 유닛(5220)과 회선 모뎀 유닛(5250)으로 구성된다.
회선 인터페이스 유닛(5220)과 회선 모뎀 유닛(5250)은 전송 회선(5210)에 접속을 위한 정합 수단과, 전송 회선(5210)을 통한 신뢰성 높은 전송을 위한 증폭기, 변조 및 주파수 변환기와 같은 다른 적절한 컴포넌트를 제공할 것이다. 회선 인터페이스 유닛(5220)의 설계는 전송 회선(5210) 특성에 의존하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 공지되어 있다. 예를 들면, 옥내 전력선 또는 전화선도 전송 회선(5210)으로서(홈 PNA에서와 같이) 사용될 수 있으며, 여기서 회선 인터페이스 유닛(5220)은 이러한 동작을 위해 설계된다. 회선 모뎀 유닛(5250)은 유닛(5010)에 의해 생성된 신호의 전송과 유닛(6010)에 의해 생성된 신호의 수신을 위한 모든 다른 모뎀 기능과 변조 및 복조, AD/C, DA/C를 위해 사용될 수 있다. 또한, 모뎀 유닛(5250)의 설계는 본 발명이 속하는 기술분야에서 공지되어 있으며, 예시적인 기술로서, 홈 PNA 및 홈 네트워킹을 들 수 있다. 회선 모뎀 유닛(5250)은 데이터 멀티플렉서 유닛(5260)과 데이터 디멀티플렉서 유닛(5270)에 접속된다. 회선 모뎀 유닛(5250)은 아날로그 또는 디지털 기술(또는 혼합하여)로서 구현될 수 있다. 상기 예에서, 회선 모뎀 유닛(5250)은 디지털 도메인에서 구현되는 것으로 가정된다.
데이터 다중화기 유닛(5260)은 또한 신호 조정 유닛(5110)과 제어 링크 유닛(5145)에 접속되며, 제어 링크 유닛(5145)에 의해 생성된 제어 샘플과 신호 조정 유닛(5110)에 의해 생성된 신호 샘플을 다중화하는데 사용된다. 다중화기 유닛(5260)은 신호 조정 유닛(5110) 내에 통합될 수 있다. 대신에, 신호 조정 유닛(5110)과 제어 링크 유닛(5140)의 출력은 회선 모뎀 유닛(5250)에 별도로 접속될 수 있으며, 여기서 이들은 이용자 유닛(6005)으로의 동시 전송을 위해 인접한 반송파 상에서 변조된다.
데이터 역 다중화기 유닛(5270)은 또한 신호 조정 유닛(5130)과 제어 링크 유닛(5145)에 접속되며, 수신된 제어 샘플과 이용자 유닛(6005)에 의해 생성된 신호 샘플을 역 다중화하는데 사용된다. 역 다중화기 유닛(5270)은 신호 조정 유닛(5130) 내에 통합될 수 있다. 대안으로, 신호 조정 유닛(5130)과 제어 링크 유닛(5145)에의 입력은, 제어 및 데이터 신호가 이용자 유닛(6005)에 의한 동시 전송을 위해 인접한 반송파 상에서 변조된다면, 회선 모뎀 유닛(5250)에 분리 접속될 수 있다.
네트워크 유닛(5005)에 있어서, 교정 신호 수신기 유닛(도 12에서의 1016)은 더 이상 분리되어 구현되지 않는다. 아날로그 신호 경로는 네트워크 유닛(5005)의 역방향-링크에서 더 이상 이용 가능하지 않기 때문에, 교정 신호 수신기 유닛(도 12에서의 1016)은 신호 조정 유닛(5130)에서 통합되어 수행된다.
도 21에서, 유닛(5110, 5120, 5130, 5140, 5141, 5145, 5300, 5100, 5150, 5090, 5160, 5080, 5170, 5070, 5180, 5190, 5060, 5050, 5040, 5030)의 동작은 도 12에 대해 논의된 바와 같이 유닛(1022, 1024, 1048, 1060, 1061, 1062, 1070, 1020, 1050, 1018, 1052, 1014, 1054, 1012, 1056, 1058, 1010, 1008, 1004, 1006)의 동작과 동작 및 설명에서 유사하다.
*도 22는 네트워크 유닛(5005)(도 12에서의 1002)과 통신하기 위한 물리적 매체로서 전송 케이블을 사용하는 이용자 유닛(6005)(도 13에서의 2002)의 디지털 구현의 예를 도시한다. 도 13에 도시된 이용자 유닛(2002)은 네트워크 유닛(5005)과 이용자 유닛(6005) 신호의 동작 대역폭과 주파수를 지원할 수 있는 케이블을 통해 도 12에 도시된 네트워크 유닛(1002)의 수정된 버전인 네트워크 유닛(5005)에 신호를 송수신하기 위해 도 22에 도시된 유닛(6005)으로 수정된다. 상기 수정된 케이블 인터페이스 유닛(6020)은 송/수신 케이블(6240)에 접속된 회선 인터페이스 유닛(6230)과 회선 모뎀 유닛(6220)으로 구성된다.
회선 인터페이스 유닛(6230)과 회선 모뎀 유닛(6220)은 전송 회선(6240)에 접속을 위한 부하 정합용 수단과, 전송 회선(6240)을 통한 신뢰성 높은 전송을 위한 증폭기, 변조 및 주파수 변환기와 같은 다른 적절한 컴포넌트를 제공할 것이다. 회선 인터페이스 유닛(6230)의 설계는 전송 회선(6240) 특성에 의존하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 공지되어 있다. 예를 들면, 옥내 전력선 또는 전화선도 전송 회선(6240)으로(홈 PNA에서와 같이) 사용될 수 있으며, 여기서 회선 인터페이스 유닛(6230)은 이러한 동작을 위해 설계된다. 회선 모뎀 유닛(6220)은 유닛(6010)에 의해 생성된 신호의 전송과 유닛(5005)에 의해 생성된 신호의 수신을 위 한 모든 다른 기능과 변조 및 복조, AD/C, DA/C를 위해 사용될 수 있다. 또한, 모뎀 유닛(6220)의 설계는 본 발명이 속하는 기술분야에서 공지되어 있으며, 예시적인 기술로서, 홈 PNA 및 홈 네트워킹을 들 수 있다. 회선 모뎀 유닛(6220)은 데이터 다중화기 유닛(6200)과 데이터 역 다중화기 유닛(6210)에 접속된다. 회선 모뎀 유닛(6220)은 아날로그 또는 디지털 기술(또는 혼합하여)로서 구현될 수 있다. 상기 예에서, 회선 모뎀 유닛(6220)은 디지털 도메인에서 구현되는 것으로 가정된다.
데이터 다중화기 유닛(6210)은 또한 신호 조정 유닛(6140)과 제어 링크 유닛(6150)에 접속되며, 제어 링크 유닛(6150)에 의해 생성된 제어 샘플과 신호 조정 유닛(6140)에 의해 생성된 신호 샘플을 다중화하는데 사용된다. 다중화기 유닛(6120)은 신호 조정 유닛(6140) 내에 통합될 수 있다. 대안으로, 신호 조정 유닛(6140)과 제어 링크 유닛(6150)의 출력은 회선 모뎀 유닛(6220)에 분리 접속될 수 있으며, 여기서 이들은 네트워크 유닛(5005)으로 동시 전송을 위한 인접한 반송파상에서 변조된다.
데이터 역 다중화기 유닛(6200)은 또한 신호 조정 유닛(6100)과 제어 링크 유닛(6150)에 접속되며, 수신된 제어 샘플과 이용자 유닛(5005)에 의해 생성된 신호 샘플을 역 다중화하는데 사용된다. 역 다중화기 유닛(6200)은 신호 조정 유닛(6100) 내에 통합될 수 있다. 대신에, 신호 조정 유닛(6100)과 제어 링크 유닛(6150)으로의 입력은 제어 및 데이터 신호가 네트워크 유닛(5005)에 의한 동시 전송을 위해 인접한 반송파 상에서 변조된다면, 회선 모뎀 유닛(6220)에 분리 접속될 수 있다.
도 22의 유닛(6150, 6100, 6110, 6140, 6155, 6151, 6120, 6130, 6090, 6160, 6170, 6080, 6180, 6070, 6190, 6060, 6050, 6030, 6040)의 동작은 도 13에 대해 논의된 바와 같이 유닛(2056, 2020, 2022, 2046, 2054, 2055, 2021, 2023, 2024, 2044, 2042, 2026, 2040, 2028, 2038, 2030, 2032, 2034, 2036)의 동작과 동작 및 설명에서 각각 유사하다.
도 7, 8, 9, 10 및 11에 대해 주어진 제어-흐름 설명은 도 21 및 22에서 상술한 네트워크 유닛(5005)과 이용자 유닛(6005)의 디지털 구현에 대해 또한 사용될 수 있다.
전술한 차이점 이외에, 네트워크 유닛(5010)의 동작은 네트워크 유닛(1002)과 유사하며, 이용자 유닛(6010)의 동작은 이용자 유닛(2002)과 유사하다.

Claims (127)

  1. 무선 통신시스템에서 네트워크 송수신기와 이용자 송수신기 사이의 트래픽을 조정하는 중계기에 있어서,
    상기 네트워크 송수신기와의 네트워크 링크를 유지하는 네트워크 유닛,
    상기 이용자 송수신기와의 이용자 링크를 유지하는 이용자 유닛,
    상기 네트워크 유닛과 이용자 유닛 사이의 양방향 통신 경로, 및
    상기 네트워크 유닛과 이용자 유닛 사이만의 전달 손실을 보상하는 이득 제어기를 포함하고,
    상기 양방향 통신 경로는 상기 네트워크 송수신기와 상기 네트워크 유닛의 사이, 상기 이용자 송수신기와 상기 이용자 유닛의 사이, 및 상기 네트워크 유닛과 상기 이용자 유닛의 사이의 독립적인 중계기 홉(hops)에서 상기 네트워크 송수신기와 상기 이용자 송수신기 사이의 신호의 송수신을 촉진하는 것을 특징으로 하는 중계기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 네트워크 유닛은 구조상 외부에 배치되고,
    상기 이용자 유닛은 상기 구조상 내부에 배치되며,
    상기 이득 제어기는 내외부 전달 손실만을 보상하는 것을 특징으로 하는 중계기.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 통신 경로상의 상기 네트워크 유닛과 이용자 유닛 사이의 상기 독립적인 중계기 홉은 상기 중계기와 상기 네트워크 및 이용자 송수신기의 사이에서 통신하는 신호에 독립적인 반송파 신호로 통신하는 것을 특징으로 하는 중계기.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 통신 경로상의 상기 네트워크 유닛과 이용자 유닛 사이의 상기 독립적인 중계기 홉은 상기 중계기와 상기 네트워크 및 이용자 송수신기의 사이에서 통신하는 신호에 독립적인 반송파 주파수로 통신하는 것을 특징으로 하는 중계기.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 통신 경로 상의 상기 네트워크 유닛과 이용자 유닛 사이의 상기 독립적인 중계기 홉은 상기 중계기와 상기 네트워크 및 이용자 송수신기의 사이에서 통신하는 신호 파형에 독립적인 신호 파형으로 통신하는 것을 특징으로 하는 중계기.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 네트워크 유닛과 상기 이용자 유닛 사이의 통신 경로에서 무허가 주파수 대역에서 동작하는 전용 무선 데이터 및/또는 제어 링크를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 중계기.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 네트워크 유닛과 상기 이용자 유닛 사이의 통신 경로에서 무허가 주파수 대역에서 동작하는 전용 무선 독점 데이터 및/또는 제어 링크를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 중계기.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 네트워크 유닛과 상기 이용자 유닛 사이의 통신 경로에서 무선 표준에 기초하는 전용 무선 데이터 및/또는 제어 링크를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 중계기.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 네트워크 유닛과 상기 이용자 유닛 사이의 통신 경로에서 전선, 전화회선, 동축 케이블로 구성된 링크 그룹에서 선택된 전용 유선 데이터 및/또는 제어 링크를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 중계기.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 네트워크 유닛과 상기 이용자 유닛 사이의 통신 경로에서 유선 표준에 기초하는 전용 유선 데이터 및/또는 제어 링크를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 중계기.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 네트워크 유닛과 상기 이용자 유닛 사이의 통신 경로에서의 인대역(inband) 또는 아웃오브대역(out-of-band) 제어 링크를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 중계기.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 네트워크 유닛과 상기 이용자 유닛 사이의 통신 경로에서 블루투스, 802.11-기반 표준을 포함하는 복수의 무선 표준 중에서 선택된 무선 제어 링크를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 중계기.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 네트워크 유닛과 상기 이용자 유닛 사이의 통신 경로에서 주파수 톤에 기초하여 전용 무선 또는 유선 독점 제어 링크를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 중계기.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 네트워크 유닛 및/또는 상기 이용자 유닛은
    한 쌍의 안테나, 및
    상기 안테나 쌍에 연결된 스위치를 추가로 포함하고,
    상기 스위치는 중계기 홉과 통신 링크의 전부 또는 일부에서 스위칭되는 안테나의 변화를 가능하게 하는 송수신 동작을 위한 스위칭 동작을 수행하는 것을 특징으로 하는 중계기.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 네트워크 유닛과 이용자 유닛에서의 로컬 발진기, 및
    상기 네트워크 유닛에서 상기 이용자 유닛으로의 통신 경로 상에서 상기 로컬 발진기를 상호 동기화시키는 동기 신호를 전송하는 제어 및/또는 데이터 링크를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 중계기.
  16. 제 1 항에 있어서,
    상기 로컬 발진기를 상호 동기시키기 위해 본선(mains)으로부터의 전기 신호 발진을 이용하여 동기화된 상기 네트워크 유닛 및 이용자 유닛에서의 로컬 발진기를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 중계기.
  17. 제 1 항에 있어서,
    상기 네트워크 유닛과 이용자 유닛에는 고유 식별번호가 할당되는 것을 특징으로 하는 중계기.
  18. 제 1 항에 있어서,
    식별번호에 의해 변조된 바이너리 위상 쉬프트 키잉(BPSK) 신호를 생성하고, 동작하는 무허가 스펙트럼 대역의 일부에서 상기 신호를 변조하며, 상기 네트워크 유닛의 전방향 링크의 송신기 경로로 상기 신호를 결합하는 식별 및 참조 주파수 유닛을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 중계기.
  19. 제 1 항에 있어서,
    코딩된 저 비트율 변조에 의해 역 링크 통신 신호 파형 상의 식별 및 위치 정보를 변조하는 식별 및 위치 유닛을 추가로 포함하고,
    상기 변조는 진폭 변조 또는 차동 4분 위상 쉬프트 키잉(DQPSK) 변조인 것을 특징으로 하는 중계기.
  20. 제 1 항에 있어서,
    복합 채널 임펄스 응답 생성을 위한 스프레드 스펙트럼 신호를 생성하는 조정용(calibration) 신호 발생/송신기를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 중계기.
  21. 제 1 항에 있어서,
    코드 생성 기술을 이용하여 복합 채널 임펄스 응답 생성을 위한 스프레드 스펙트럼 신호를 생성하는 조정용 신호 발생/송신기를 추가로 포함하고,
    상기 코드 생성 기술은,
    의사 랜덤(Pseudo random), 골드(Gold)를 포함하는 모든 유닛에 대한 알려진 코드에 의해 스프레드 스펙트럼 신호 파형을 생성하는 기술,
    모든 이용자 유닛과 모든 네트워크 유닛을 고유적으로 식별하는 알려진 코드의 코드 위상을 생성하는 기술,
    다이나믹 할당 규칙에 의한 코드 또는 코드 위상을 할당하는 기술,
    복합 채널 임펄스 응답 생성을 위한 하나 이상의 코드를 사용하는 기술,
    복합 채널 임펄스 응답 생성을 위한 하나 이상의 코드 위상을 사용하는 기술,
    유닛 식별기에 의해 상기 스프레드 스펙트럼 신호를 변조하는 기술, 및
    동작하는 셀룰러 대역 또는 무허가 대역에서 상기 스프레드 스펙트럼의 파동 주파수를 생성하는 기술로 구성된 그룹에서 선택되는 하나 이상의 기술인 것을 특징으로 하는 중계기.
  22. 제 1 항에 있어서,
    할당된 신호 스펙트럼의 전부 또는 일부에서 상기 중계기로 진입하는 소망의 신호를 증폭하는 하나 이상의 증폭기를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 중계기.
  23. 제 1 항에 있어서,
    검지된 신호에 기초하여, 동작 대역을 미리 선택하는 기술, 상기 동작 대역 을 수동으로 선택하는 기술 및 상기 동작 대역을 자동으로 선택하는 기술로 구성된 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 기술을 이용하여 판정된 동작 대역을 가지는, 상기 네트워크 유닛과 이용자 유닛 사이의 통신 경로를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 중계기.
  24. 제 1 항에 있어서,
    상기 중계기로 진입하는 소망의 신호를 증폭하는 하나 이상의 증폭기를 추가로 포함하고,
    상기 신호는, GSM(Global System for Mobile Communications) 및 파생되는 모든 시스템, cdma2000(코드 분할 다중 액세스), 및 광대역 코드 분할 다중 액세스(WCDMA)를 포함하는, 무선, 광대역, 또는 GPS(Global Positioning System)에서 동작하는 복수의 시스템 및 기타 표준에서 선택되는 하나 이상의 무선 시스템으로부터 생성되는 것을 특징으로 하는 중계기.
  25. 제 1 항에 있어서,
    증폭된 신호 주파수 대역에서 동작하고 상기 네트워크 유닛과 이용자 유닛을 상호 격리시키는 지향성 안테나를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 중계기.
  26. 제 1 항에 있어서,
    증폭된 신호의 주파수 대역에서 동작하고 상기 네트워크 유닛과 이용자 유닛 을 상호 격리시키는, 상기 각각의 네트워크 유닛 및 이용자 유닛 내의 에코 상쇄기를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 중계기.
  27. 제 1 항에 있어서,
    증폭된 신호 경로에 지연을 부가하는, 상기 각각의 네트워크 유닛 및 이용자 유닛내의 에코 상쇄기를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 중계기.
  28. 제 1 항에 있어서,
    상기 각각의 네트워크 유닛 및 이용자 유닛 내의 에코 감쇄기를 추가로 포함하고,
    상기 에코 감쇄기는 상기 네트워크 유닛의 고의적인 지연, 상기 이용자 유닛의 고의적인 지연, 및 상기 네트워크 유닛과 이용자 유닛 전부의 고의적인 지연으로 구성되는 그룹으로부터 선택된 지연을 신호 경로에 주입하는 것을 특징으로 하는 중계기.
  29. 제 1 항에 있어서,
    상기 네트워크 유닛과 이용자 유닛의 사이의 통신 경로 상에서의 역 링크 경로 및 상기 네트워크 유닛 및 네트워크 송수신기 사이의 역 링크는 신호의 존재에 기초하여 게이트로 제어되어 간섭 및 전력 소비를 줄이는 것을 특징으로 하는 중계기.
  30. 제 1 항에 있어서,
    상기 네트워크 유닛은 복수의 이용자 유닛과 함께 동작하는 것을 특징으로 하는 중계기.
  31. 제 1 항에 있어서,
    상기 네트워크 유닛과 이용자 유닛은 단일 하우징 내에 설치되어 기계적으로 배면 결합(back-to-back)되는 것을 특징으로 하는 중계기.
  32. 제 1 항에 있어서,
    상기 중계기는 무허가 주파수 대역에서 동작하고, 상기 무허가 주파수 대역에서 동작하는 다른 유닛와 간섭하지 않는 주파수에서 동작 대역을 선택하는 것을 특징으로 하는 중계기.
  33. 무선 통신 시스템에서 네트워크 송수신기와 이용자 송수신기 사이에서 트래픽을 조정하는 중계기에 있어서,
    상기 네트워크 송수신기와의 네트워크 링크를 유지하는 네트워크 유닛,
    상기 이용자 송수신기와의 이용자 링크를 유지하는 이용자 유닛,
    상기 네트워크 유닛 및 상기 이용자 유닛 사이의 양방향 통신 경로, 및
    상기 네트워크 유닛과 이용자 유닛을 상호 격리시키고, 증폭된 신호의 주파 수 대역에서 동작하는 상기 각각의 네트워크 유닛 및 이용자 유닛 내의 에코 상쇄기를 포함하고,
    상기 양방향 통신 경로는 상기 네트워크 송수신기와 네트워크 유닛의 사이, 상기 이용자 송수신기와 이용자 유닛의 사이, 및 상기 네트워크 유닛과 이용자 유닛의 사이의 독립적인 중계기 홉에서의 상기 네트워크 송수신기와 이용자 송수신기 사이의 신호의 통신을 촉진하는 것을 특징으로 하는 중계기.
  34. 제 33 항에 있어서,
    상기 각각의 네트워크 유닛과 이용자 유닛에서의 상기 에코 상쇄기는 중폭된 신호 경로에 지연을 부가하는 것을 특징으로 하는 중계기.
  35. 제 33 항에 있어서,
    상기 각각의 네트워크 유닛 및 이용자 유닛 내의 에코 상쇄기는 상기 네트워크 유닛의 고의적인 지연, 상기 이용자 유닛의 고의적인 지연, 및 상기 네트워크 유닛과 이용자 유닛 전부에서의 고의적인 지연으로부터 선택된 지연을 신호 경로 상에 부가하는 것을 특징으로 하는 중계기.
  36. 제 33 항에 있어서,
    상기 통신 경로상의 상기 네트워크 유닛과 이용자 유닛 사이의 독립적인 중계기 홉은 상기 중계기와 상기 네트워크 및 이용자 송수신기의 사이에서 통신하는 신호에 독립적인 반송파 신호로 통신하는 것을 특징으로 하는 중계기.
  37. 제 33 항에 있어서,
    상기 통신 경로상의 상기 네트워크 유닛과 이용자 유닛 사이의 독립적인 중계기 홉은 상기 중계기와 상기 네트워크 및 이용자 송수신기 사이에서 통신하는 신호에 독립적인 반송파 주파수에서 통신하는 것을 특징으로 하는 중계기.
  38. 제 33 항에 있어서,
    상기 통신 경로상의 상기 네트워크 유닛과 이용자 유닛 사이의 독립적인 중계기 홉은 상기 중계기와 상기 네트워크 및 이용자 송수신기 사이에서 통신하는 신호 파형에 독립적인 신호 파형으로 통신하는 것을 특징으로 하는 중계기.
  39. 제 33 항에 있어서,
    구조상 외부에 배치되는 네트워크 유닛,
    상기 구조상 내부에 배치되는 이용자 유닛, 및
    내외부 전달 손실만을 보상하는 이득 제어기를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 중계기.
  40. 제 33 항에 있어서,
    적어도 상기 네트워크 유닛과 이용자 유닛 사이의 전달 손실을 보상하는 이 득 제어기를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 중계기.
  41. 제 33 항에 있어서,
    상기 네트워크 유닛과 상기 이용자 유닛 사이의 통신 경로상에서 무허가 주파수 대역에서 동작하는 전용 무선 데이터 및/또는 제어 링크를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 중계기.
  42. 제 33 항에 있어서,
    상기 네트워크 유닛과 상기 이용자 유닛 사이의 통신 경로상에서 무허가 주파수 대역에서 동작하는 전용 무선 독점 데이터 및/또는 제어 링크를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 중계기.
  43. 제 33 항에 있어서,
    상기 네트워크 유닛과 상기 이용자 유닛 사이의 통신 경로상에서 무선 표준에 기초하는 전용 무선 데이터 및/또는 제어 링크를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 중계기.
  44. 제 33 항에 있어서,
    상기 네트워크 유닛과 상기 이용자 유닛 사이의 통신 경로에서 전선, 전화회선, 동축 케이블로 구성된 링크 그룹에서 선택된 전용 유선 데이터 및/또는 제어 링크를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 중계기.
  45. 제 33 항에 있어서,
    상기 네트워크 유닛과 상기 이용자 유닛 사이의 통신 경로에서 유선 표준에 기초하는 전용 유선 데이터 및/또는 제어 링크를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 중계기.
  46. 제 33 항에 있어서,
    상기 네트워크 유닛과 상기 이용자 유닛 사이의 통신 경로에서의 인대역 또는 아웃오브대역 제어 링크를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 중계기.
  47. 제 33 항에 있어서,
    상기 네트워크 유닛과 상기 이용자 유닛 사이의 통신 경로에서 블루투스, 802.11-기반 표준을 포함하는 복수의 무선 표준 중에서 선택된 무선 제어 링크를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 중계기.
  48. 제 33 항에 있어서,
    상기 네트워크 유닛과 상기 이용자 유닛 사이의 통신 경로에서 주파수 톤에 기초하여 전용 무선 또는 유선 독점 제어 링크를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 중계기.
  49. 제 33 항에 있어서,
    상기 네트워크 유닛 및/또는 상기 이용자 유닛은
    한 쌍의 안테나, 및
    상기 안테나 쌍에 연결된 스위치를 추가로 포함하고,
    상기 스위치는 중계기 홉과 통신 링크의 전부 또는 일부에서 스위칭되는 안테나의 변화를 가능하게 하는 송수신 동작을 위한 스위칭 동작을 수행하는 것을 특징으로 하는 중계기.
  50. 제 33 항에 있어서,
    상기 네트워크 유닛과 이용자 유닛에서의 로컬 발진기, 및
    상기 네트워크 유닛에서 상기 이용자 유닛으로의 통신 경로상에서 상기 로컬 발진기를 상호 동기화시키는 동기 신호를 전송하는 제어 및/또는 데이터 링크를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 중계기.
  51. 제 33 항에 있어서,
    상기 로컬 발진기를 상호 동기시키기 위해 본선(mains)으로부터의 전기 신호 발진을 이용하여 동기화된 상기 네트워크 유닛 및 이용자 유닛에서의 로컬 발진기를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 중계기.
  52. 제 33 항에 있어서,
    상기 네트워크 유닛과 이용자 유닛에는 고유 식별번호가 할당되는 것을 특징으로 하는 중계기.
  53. 제 33 항에 있어서,
    식별번호에 의해 변조된 바이너리 위상 쉬프트 키잉(BPSK) 신호를 생성하고, 동작하는 무허가 스펙트럼 대역의 일부에서 상기 신호를 변조하며, 상기 네트워크 유닛의 전방향 링크의 송신기 경로로 상기 신호를 결합하는 식별 및 참조 주파수 유닛을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 중계기.
  54. 제 33 항에 있어서,
    코딩된 저 비트율 변조에 의해 역 링크 통신 신호 파형상의 식별 및 위치 정보를 변조하는 식별 및 위치 유닛을 추가로 포함하고,
    상기 변조는 진폭 변조 또는 차동 4분 위상 쉬프트 키잉(DQPSK) 변조인 것을 특징으로 하는 중계기.
  55. 제 33 항에 있어서,
    복합 채널 임펄스 응답 생성을 위한 스프레드 스펙트럼 신호를 생성하는 조정용(calibration) 신호 발생/송신기를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 중계기.
  56. 제 33 항에 있어서,
    코드 생성 기술을 이용하여 복합 채널 임펄스 응답 생성을 위한 스프레드 스펙트럼 신호를 생성하는 조정용 신호 발생/송신기를 추가로 포함하고,
    상기 코드 생성 기술은,
    의사 랜덤(Pseudo random), 골드(Gold)를 포함하는 모든 유닛에 대한 알려진 코드에 의해 스프레드 스펙트럼 신호파형을 생성하는 기술,
    모든 이용자 유닛과 모든 네트워크 유닛을 고유적으로 식별하는 알려진 코드의 코드 위상을 생성하는 기술,
    다이나믹 할당 규칙에 의한 코드 또는 코드 위상을 할당하는 기술,
    복합 채널 임펄스 응답 생성을 위한 하나 이상의 코드를 사용하는 기술,
    복합 태널 임펄스 응답 생성을 위한 하나 이상의 코드 위상을 사용하는 기술,
    유닛 식별기에 의해 상기 스프레드 스펙트럼 신호를 변조하는 기술, 및
    동작하는 셀룰러 대역 또는 무허가 대역에서 상기 스프레드 스펙트럼의 파동 주파수를 생성하는 기술로 구성된 그룹에서 선택되는 하나 이상의 기술인 것을 특징으로 하는 중계기.
  57. 제 33 항에 있어서,
    할당된 신호 스펙트럼의 전부 또는 일부에서 상기 중계기로 진입하는 소망의 신호를 증폭하는 하나 이상의 증폭기를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 중계기.
  58. 제 33 항에 있어서,
    검지된 신호에 기초하여, 동작 대역을 미리 선택하는 기술, 상기 동작 대역을 수동으로 선택하는 기술 및 상기 동작 대역을 자동으로 선택하는 기술로 구성된 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 기술을 이용하여 판정된 동작 대역을 가지는, 상기 네트워크 유닛과 이용자 유닛 사이의 통신 경로를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 중계기.
  59. 제 33 항에 있어서,
    상기 중계기로 진입하는 소망의 신호를 증폭하는 하나 이상의 증폭기를 추가로 포함하고,
    상기 신호는, GSM(Global System for Mobile Communications) 및 파생되는 모든 시스템, cdma2000(코드 분할 다중 액세스), 및 광대역 코드 분할 다중 액세스(WCDMA)를 포함하는, 무선, 광대역, 또는 GPS(Global Positioning System)에서 동작하는 복수의 시스템 및 기타 표준에서 선택되는 하나 이상의 무선 시스템으로부터 생성되는 것을 특징으로 하는 중계기.
  60. 제 33 항에 있어서,
    증폭된 신호 주파수 대역에서 동작하고 상기 네트워크 유닛과 이용자 유닛을 상호 격리시키는 지향성 안테나를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 중계기.
  61. 제 33 항에 있어서,
    상기 네트워크 유닛과 이용자 유닛의 사이의 통신 경로상에서의 역 링크 경로는 신호의 존재에 기초하여 게이트로 제어되어 간섭 및 전력 소비를 줄이는 것을 특징으로 하는 중계기.
  62. 제 33 항에 있어서,
    상기 네트워크 유닛은 복수의 이용자 유닛과 함께 동작하는 것을 특징으로 하는 중계기.
  63. 제 33 항에 있어서,
    상기 네트워크 유닛과 이용자 유닛은 단일 하우징내에 설치되어 기계적으로 배면 결합(back-to-back)되는 것을 특징으로 하는 중계기.
  64. 제 33 항에 있어서,
    상기 중계기는 무허가 주파수 대역에서 동작하고, 상기 무허가 주파수 대역에서 동작하는 다른 유닛와 간섭하지 않는 주파수에서 동작 대역을 선택하는 것을 특징으로 하는 중계기.
  65. 무선 통신시스템에서 네트워크 송수신기와 이용자 송수신기 사이의 트래픽을 조정하는 중계기에 있어서,
    상기 네트워크 송수신기와의 네트워크 링크를 유지하는 네트워크 유닛,
    상기 이용자 송수신기와의 이용자 링크를 유지하는 이용자 유닛, 및
    상기 네트워크 유닛과 이용자 유닛 사이의 양방향 통신 경로를 포함하고,
    상기 양방향 통신 경로는 상기 네트워크 송수신기와 상기 네트워크 유닛의 사이, 상기 이용자 송수신기와 상기 이용자 유닛의 사이, 및 상기 네트워크 유닛과 상기 이용자 유닛의 사이의 독립적인 중계기 홉에서 상기 네트워크 송수신기와 상기 이용자 송수신기 사이의 신호의 송수신을 촉진하고,
    상기 네트워크 유닛 및 이용자 유닛 사이의 독립적인 중계기 홉은 U-NII(Unlicensed National Information Infrastructure) 스펙트럼 주파수 대역, U-PCS(Unlicensed Personal Communications Services) 스펙트럼 주파수 대역, 또는 ISM(Industrial, Scientific and Medical) 스펙트럼 주파수 대역에서 동작하도록 조정되는 것을 특징으로 하는 중계기.
  66. 제 65 항에 있어서,
    복합 채널 임펄스 응답 생성을 위한 스프레드 스펙트럼 신호를 생성하는 조정용(calibration) 신호 발생/송신기를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 중계기.
  67. 제 65 항에 있어서,
    코드 생성 기술을 이용하여 복합 채널 임펄스 응답 생성을 위한 스프레드 스펙트럼 신호를 생성하는 조정용 신호 발생/송신기를 추가로 포함하고,
    상기 코드 생성 기술은,
    의사 랜덤(Pseudo random), 골드(Gold)를 포함하는 모든 유닛에 대한 알려진 코드에 의해 스프레드 스펙트럼 신호파형을 생성하는 기술,
    모든 이용자 유닛과 모든 네트워크 유닛을 고유적으로 식별하는 알려진 코드의 코드 위상을 생성하는 기술,
    다이나믹 할당 규칙에 의한 코드 또는 코드 위상을 할당하는 기술,
    복합 채널 임펄스 응답 생성을 위한 하나 이상의 코드를 사용하는 기술,
    복합 채널 임펄스 응답 생성을 위한 하나 이상의 코드 위상을 사용하는 기술,
    유닛 식별기에 의해 상기 스프레드 스펙트럼 신호를 변조하는 기술, 및
    동작하는 셀룰러 대역 또는 무허가 대역에서 상기 스프레드 스펙트럼의 파동 주파수를 생성하는 기술로 구성된 그룹에서 선택되는 하나 이상의 기술인 것을 특징으로 하는 중계기.
  68. 제 65 항에 있어서,
    할당된 신호 스펙트럼의 전부 또는 일부에서 상기 중계기로 진입하는 소망의 신호를 증폭하는 하나 이상의 증폭기를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 중계기.
  69. 제 65 항에 있어서,
    검지된 신호에 기초하여, 동작 대역을 미리 선택하는 기술, 상기 동작 대역을 수동으로 선택하는 기술 및 상기 동작 대역을 자동으로 선택하는 기술로 구성된 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 기술을 이용하여 판정된 동작 대역을 가지는, 상기 네트워크 유닛과 이용자 유닛 사이의 통신 경로를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 중계기.
  70. 제 65 항에 있어서,
    상기 통신 경로상의 상기 네트워크 유닛과 이용자 유닛 사이의 독립적인 중계기 홉은 상기 중계기와 상기 네트워크 및 이용자 송수신기의 사이에서 통신하는 신호에 독립적인 반송파 신호로 통신하는 것을 특징으로 하는 중계기.
  71. 제 65 항에 있어서,
    상기 통신 경로상의 상기 네트워크 유닛과 이용자 유닛 사이의 독립적인 중계기 홉은 상기 중계기와 상기 네트워크 및 이용자 송수신기 사이에서 통신하는 신호에 독립적인 반송파 주파수에서 통신하는 것을 특징으로 하는 중계기.
  72. 제 65 항에 있어서,
    상기 통신 경로상의 상기 네트워크 유닛과 이용자 유닛 사이의 독립적인 중계기 홉은 상기 중계기와 상기 네트워크 및 이용자 송수신기 사이에서 통신하는 신호 파형에 독립적인 신호 파형으로 통신하는 것을 특징으로 하는 중계기.
  73. 제 65 항에 있어서,
    구조상 외부에 배치되는 네트워크 유닛,
    상기 구조상 내부에 배치되는 이용자 유닛, 및
    내외부 전달 손실만을 보상하는 이득 제어기를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 중계기.
  74. 제 65 항에 있어서,
    상기 네트워크 유닛과 이용자 유닛 사이의 전달 손실을 보상하는 이득 제어기를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 중계기.
  75. 제 65 항에 있어서,
    적어도 상기 네트워크 유닛과 이용자 유닛 사이의 전달 손실을 보상하는 이득 제어기를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 중계기.
  76. 제 65 항에 있어서,
    상기 네트워크 유닛과 상기 이용자 유닛 사이의 통신 경로에서 무허가 주파수 대역에서 동작하는 전용 무선 데이터 및/또는 제어 링크를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 중계기.
  77. 제 65 항에 있어서,
    상기 네트워크 유닛과 상기 이용자 유닛 사이의 통신 경로에서 무허가 주파수 대역에서 동작하는 전용 무선 독점 데이터 및/또는 제어 링크를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 중계기.
  78. 제 65 항에 있어서,
    상기 네트워크 유닛과 상기 이용자 유닛 사이의 통신 경로에서 무선 표준에 기초하는 전용 무선 데이터 및/또는 제어 링크를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 중계기.
  79. 제 65 항에 있어서,
    상기 네트워크 유닛과 상기 이용자 유닛 사이의 통신 경로에서의 인대역 또는 아웃오브대역 제어 링크를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 중계기.
  80. 제 65 항에 있어서,
    상기 네트워크 유닛과 상기 이용자 유닛 사이의 통신 경로에서 주파수 톤에 기초하여 전용 무선 제어 링크를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 중계기.
  81. 제 65 항에 있어서,
    상기 네트워크 유닛 및/또는 상기 이용자 유닛은
    한 쌍의 안테나, 및
    상기 안테나 쌍에 연결된 스위치를 추가로 포함하고,
    상기 스위치는 중계기 홉과 통신 링크의 전부 또는 일부에서 스위칭되는 안테나의 변화를 가능하게 하는 송수신 동작을 위한 스위칭 동작을 수행하는 것을 특징으로 하는 중계기.
  82. 제 65 항에 있어서,
    상기 네트워크 유닛과 이용자 유닛에서의 로컬 발진기, 및
    상기 네트워크 유닛에서 상기 이용자 유닛으로의 통신 경로상에서 상기 로컬 발진기를 상호 동기화시키는 동기 신호를 전송하는 제어 및/또는 데이터 링크를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 중계기.
  83. 제 65 항에 있어서,
    상기 로컬 발진기를 상호 동기시키기 위해 본선(mains)으로부터의 전기 신호 발진을 이용하여 동기화된 상기 네트워크 유닛 및 이용자 유닛에서의 로컬 발진기를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 중계기.
  84. 제 65 항에 있어서,
    상기 네트워크 유닛과 이용자 유닛에는 고유 식별번호가 할당되는 것을 특징으로 하는 중계기.
  85. 제 65 항에 있어서,
    식별번호에 의해 변조된 바이너리 위상 쉬프트 키잉(BPSK) 신호를 생성하고, 동작하는 무허가 스펙트럼 대역의 일부에서 상기 신호를 변조하며, 상기 네트워크 유닛의 전방향 링크의 송신기 경로로 상기 신호를 결합하는 식별 및 참조 주파수 유닛을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 중계기.
  86. 제 65 항에 있어서,
    코딩된 저 비트율 변조에 의해 역 링크 통신 신호파형상의 식별 및 위치 정보를 변조하는 식별 및 위치 유닛을 추가로 포함하고,
    상기 변조는 진폭 변조 또는 차동 4분 위상 쉬프트 키잉(DQPSK) 변조인 것을 특징으로 하는 중계기.
  87. 제 65 항에 있어서,
    증폭된 신호 주파수 대역에서 동작하고 상기 네트워크 유닛과 이용자 유닛을 상호 격리시키는 지향성 안테나를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 중계기.
  88. 제 65 항에 있어서,
    증폭된 신호의 주파수 대역에서 동작하고 상기 네트워크 유닛과 이용자 유닛을 상호 격리시키는, 상기 각각의 네트워크 유닛 및 이용자 유닛내의 에코 상쇄기를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 중계기.
  89. 제 65 항에 있어서,
    증폭된 신호 경로에 지연을 부가하는, 상기 각각의 네트워크 유닛 및 이용자 유닛내의 에코 상쇄기를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 중계기.
  90. 제 65 항에 있어서,
    상기 각각의 네트워크 유닛 및 이용자 유닛내의 에코 감쇄기를 추가로 포함하고,
    상기 에코 감쇄기는 상기 네트워크 유닛의 고의적인 지연, 상기 이용자 유닛의 고의적인 지연, 및 상기 네트워크 유닛과 이용자 유닛 전부의 고의적인 지연으로 구성되는 그룹으로부터 선택된 지연을 신호 경로에 주입하는 것을 특징으로 하는 특징으로 하는 중계기.
  91. 제 65 항에 있어서,
    상기 네트워크 유닛과 이용자 유닛의 사이의 통신 경로상에서의 역 링크 경 로 및 상기 네트워크 유닛 및 네트워크 송수신기 사이의 역 링크는 신호의 존재에 기초하여 게이트로 제어되어 간섭 및 전력 소비를 줄이는 것을 특징으로 하는 중계기.
  92. 제 65 항에 있어서,
    상기 네트워크 유닛은 복수의 이용자 유닛과 함께 동작하는 것을 특징으로 하는 중계기.
  93. 제 65 항에 있어서,
    상기 네트워크 유닛과 이용자 유닛은 단일 하우징내에 설치되어 기계적으로 배면 결합(back-to-back)되는 것을 특징으로 하는 중계기.
  94. 제 65 항에 있어서,
    상기 중계기는 무허가 주파수 대역에서 동작하고, 상기 무허가 주파수 대역에서 동작하는 다른 유닛와 간섭하지 않는 주파수에서 동작 대역을 선택하는 것을 특징으로 하는 중계기.
  95. 제 65 항에 있어서,
    상기 중계기로 진입하는 소망의 신호를 증폭하는 하나 이상의 증폭기를 추가로 포함하고,
    상기 신호는, GSM(Global System for Mobile Communications) 및 파생되는 모든 시스템, cdma2000(코드 분할 다중 액세스), 및 광대역 코드 분할 다중 액세스(WCDMA)를 포함하는, 무선, 광대역, 또는 GPS(Global Positioning System)에서 동작하는 복수의 시스템 및 기타 표준에서 선택되는 하나 이상의 무선 시스템으로부터 생성되는 것을 특징으로 하는 중계기.
  96. 제 65 항에 있어서,
    증폭된 신호 주파수 대역에서 동작하고 상기 네트워크 유닛과 이용자 유닛을 상호 격리시키는 지향성 안테나를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 중계기.
  97. 무선 통신시스템에서 네트워크 송수신기와 이용자 송수신기 사이의 트래픽을 조정하는 중계기에 있어서,
    상기 네트워크 송수신기와의 네트워크 링크를 유지하는 네트워크 유닛,
    상기 이용자 송수신기와의 이용자 링크를 유지하는 이용자 유닛,
    상기 네트워크 유닛과 이용자 유닛 사이의 양방향 통신 경로, 및
    상기 네트워크 유닛과 이용자 유닛 사이의 통신 경로에서 전선 또는 전화회선상에서 형성되는 전용 데이터 및 제어 링크를 포함하고,
    상기 양방향 통신 경로는 상기 네트워크 송수신기와 상기 네트워크 유닛의 사이, 상기 이용자 송수신기와 상기 이용자 유닛의 사이, 및 상기 네트워크 유닛과 상기 이용자 유닛의 사이의 독립적인 중계기 홉에서 상기 네트워크 송수신기와 상 기 이용자 송수신기 사이의 신호의 송수신을 촉진하는 것을 특징으로 하는 중계기.
  98. 제 97 항에 있어서,
    상기 네트워크 유닛과 상기 이용자 유닛 사이의 통신 경로에서 무선 표준에 기초하는 전용 데이터 및 제어 링크를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 중계기.
  99. 제 97 항에 있어서,
    상기 네트워크 유닛과 상기 이용자 유닛 사이의 통신 경로에서 주파수 톤에 기초하여 전용 무선 또는 유선 독점 제어 링크를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 중계기.
  100. 제 97 항에 있어서,
    상기 통신 경로상의 상기 네트워크 유닛과 이용자 유닛 사이의 독립적인 중계기 홉은 상기 중계기와 상기 네트워크 및 이용자 송수신기 사이에서 통신하는 신호에 독립적인 반송파 신호로 통신하는 것을 특징으로 하는 중계기.
  101. 제 97 항에 있어서,
    상기 통신 경로상의 상기 네트워크 유닛과 이용자 유닛 사이의 독립적인 중계기 홉은 상기 중계기와 상기 네트워크 및 이용자 송수신기 사이에서 통신하는 신 호에 독립적인 반송파 주파수에서 통신하는 것을 특징으로 하는 중계기.
  102. 제 97 항에 있어서,
    상기 통신 경로상의 상기 네트워크 유닛과 이용자 유닛 사이의 독립적인 중계기 홉은 상기 중계기와 상기 네트워크 및 이용자 송수신기 사이에서 통신하는 신호 파형에 독립적인 신호 파형으로 통신하는 것을 특징으로 하는 중계기.
  103. 제 97 항에 있어서,
    구조상 외부에 배치되는 네트워크 유닛,
    상기 구조상 내부에 배치되는 이용자 유닛, 및
    내외부 전달 손실만을 보상하는 이득 제어기를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 중계기.
  104. 제 97 항에 있어서,
    상기 네트워크 유닛과 이용자 유닛 사이의 전달 손실만을 보상하는 이득 제어기를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 중계기.
  105. 제 97 항에 있어서,
    적어도 상기 네트워크 유닛과 이용자 유닛 사이의 전달 손실을 보상하는 이득 제어기를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 중계기.
  106. 제 97 항에 있어서,
    상기 네트워크 유닛과 상기 이용자 유닛 사이의 통신 경로에서 무허가 주파수 대역에서 동작하는 전용 데이터 및 제어 링크를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 중계기.
  107. 제 97 항에 있어서,
    상기 네트워크 유닛과 상기 이용자 유닛 사이의 통신 경로에서 전용 독립 데이터 및 제어 링크를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 중계기.
  108. 제 97 항에 있어서,
    상기 네트워크 유닛과 상기 이용자 유닛 사이의 통신 경로에서의 인대역 또는 아웃오브대역 제어 링크를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 중계기.
  109. 제 97 항에 있어서,
    상기 네트워크 유닛과 이용자 유닛에서의 로컬 발진기, 및
    상기 네트워크 유닛에서 상기 이용자 유닛으로의 통신 경로상에서 상기 로컬 발진기를 상호 동기화시키는 동기 신호를 전송하는 제어 및/또는 데이터 링크를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 중계기.
  110. 제 97 항에 있어서,
    상기 로컬 발진기를 상호 동기시키기 위해 본선(mains)으로부터의 전기 신호 발진을 이용하여 동기화된 상기 네트워크 유닛 및 이용자 유닛에서의 로컬 발진기를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 중계기.
  111. 제 97 항에 있어서,
    상기 네트워크 유닛과 이용자 유닛에는 고유 식별번호가 할당되는 것을 특징으로 하는 중계기.
  112. 제 97 항에 있어서,
    식별번호에 의해 변조된 바이너리 위상 쉬프트 키잉(BPSK) 신호를 생성하고, 동작하는 무허가 스펙트럼 대역의 일부에서 상기 신호를 변조하며, 상기 네트워크 유닛의 전방향 링크의 송신기 경로로 상기 신호를 결합하는 식별 및 참조 주파수 유닛을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 중계기.
  113. 제 97 항에 있어서,
    코딩된 저 비트율 변조에 의해 역 링크 통신 신호파형상의 식별 및 위치 정보를 변조하는 식별 및 위치 유닛을 추가로 포함하고,
    상기 변조는 진폭 변조 또는 차동 4분 위상 쉬프트 키잉(DQPSK) 변조인 것을 특징으로 하는 중계기.
  114. 제 97 항에 있어서,
    복합 채널 임펄스 응답 생성을 위한 스프레드 스펙트럼 신호를 생성하는 조정용(calibration) 신호 발생/송신기를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 중계기.
  115. 제 97 항에 있어서,
    코드 생성 기술을 이용하여 복합 채널 임펄스 응답 생성을 위한 스프레드 스펙트럼 신호를 생성하는 조정용 신호 발생/송신기를 추가로 포함하고,
    상기 코드 생성 기술은,
    의사 랜덤(Pseudo random), 골드(Gold)를 포함하는 모든 유닛에 대한 알려진 코드에 의해 스프레드 스펙트럼 신호파형을 생성하는 기술,
    모든 이용자 유닛과 모든 네트워크 유닛을 고유적으로 식별하는 알려진 코드의 코드 위상을 생성하는 기술,
    다이나믹 할당 규칙에 의한 코드 또는 코드 위상을 할당하는 기술,
    복합 채널 임펄스 응답 생성을 위한 하나 이상의 코드를 사용하는 기술,
    복합 채널 임펄스 응답 생성을 위한 하나 이상의 코드 위상을 사용하는 기술,
    유닛 식별기에 의해 상기 스프레드 스펙트럼 신호를 변조하는 기술, 및
    동작하는 셀룰러 대역 또는 무허가 대역에서 상기 스프레드 스펙트럼의 파동 주파수를 생성하는 기술로 구성된 그룹에서 선택되는 하나 이상의 기술인 것을 특징으로 하는 중계기.
  116. 제 97 항에 있어서,
    할당된 신호 스펙트럼의 전부 또는 일부에서 상기 중계기로 진입하는 소망의 신호를 증폭하는 하나 이상의 증폭기를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 중계기.
  117. 제 97 항에 있어서,
    검지된 신호에 기초하여, 동작 대역을 미리 선택하는 기술, 상기 동작 대역을 수동으로 선택하는 기술 및 상기 동작 대역을 자동으로 선택하는 기술로 구성된 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 기술을 이용하여 판정된 동작 대역을 가지는, 상기 네트워크 유닛과 이용자 유닛 사이의 통신 경로를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 중계기.
  118. 제 97 항에 있어서,
    증폭된 신호 주파수 대역에서 동작하고 상기 네트워크 유닛과 이용자 유닛을 상호 격리시키는 지향성 안테나를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 중계기.
  119. 제 97 항에 있어서,
    증폭된 신호의 주파수 대역에서 동작하고 상기 네트워크 유닛과 이용자 유닛을 상호 격리시키는, 상기 각각의 네트워크 유닛 및 이용자 유닛내의 에코 상쇄기를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 중계기.
  120. 제 97 항에 있어서,
    증폭된 신호 경로에 지연을 부가하는, 상기 각각의 네트워크 유닛 및 이용자 유닛내의 에코 상쇄기를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 중계기.
  121. 제 97 항에 있어서,
    상기 각각의 네트워크 유닛 및 이용자 유닛내의 에코 감쇄기를 추가로 포함하고,
    상기 에코 감쇄기는 상기 네트워크 유닛의 고의적인 지연, 상기 이용자 유닛의 고의적인 지연, 및 상기 네트워크 유닛과 이용자 유닛 전부의 고의적인 지연으로 구성되는 그룹으로부터 선택된 지연을 신호 경로에 주입하는 것을 특징으로 하는 중계기.
  122. 제 97 항에 있어서,
    상기 네트워크 유닛과 이용자 유닛의 사이의 통신 경로상에서의 역 링크 경로 및 상기 네트워크 유닛 및 네트워크 송수신기 사이의 역 링크는 신호의 존재에 기초하여 게이트로 제어되어 간섭 및 전력 소비를 줄이는 것을 특징으로 하는 중계 기.
  123. 제 97 항에 있어서,
    상기 네트워크 유닛은 복수의 이용자 유닛과 함께 동작하는 것을 특징으로 하는 중계기.
  124. 제 97 항에 있어서,
    상기 네트워크 유닛과 이용자 유닛은 단일 하우징내에 설치되어 기계적으로 배면 결합(back-to-back)되는 것을 특징으로 하는 중계기.
  125. 제 97 항에 있어서,
    상기 중계기는 무허가 주파수 대역에서 동작하고, 상기 무허가 주파수 대역에서 동작하는 다른 유닛와 간섭하지 않는 주파수에서 동작 대역을 선택하는 것을 특징으로 하는 중계기.
  126. 제 97 항에 있어서,
    상기 네트워크 유닛 및/또는 상기 이용자 유닛은
    한 쌍의 안테나, 및
    상기 안테나 쌍에 연결된 스위치를 추가로 포함하고,
    상기 스위치는 중계기 홉과 통신 링크의 전부 또는 일부에서 스위칭되는 안 테나의 변화를 가능하게 하는 송수신 동작을 위한 스위칭 동작을 수행하는 것을 특징으로 하는 중계기.
  127. 제 97 항에 있어서,
    상기 중계기로 진입하는 소망의 신호를 증폭하는 하나 이상의 증폭기를 추가로 포함하고,
    상기 신호는, GSM(Global System for Mobile Communications) 및 파생되는 모든 시스템, cdma2000(코드 분할 다중 액세스), 및 광대역 코드 분할 다중 액세스(WCDMA)를 포함하는, 무선, 광대역, 또는 GPS(Global Positioning System)에서 동작하는 복수의 시스템 및 기타 표준에서 선택되는 하나 이상의 무선 시스템으로부터 생성되는 것을 특징으로 하는 중계기.
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