KR20070011559A

KR20070011559A - 선로를 통해 무선기반 신호를 전송하기 위한 시스템 및방법

Info

Publication number: KR20070011559A
Application number: KR20067025374A
Authority: KR
Inventors: 아미 하자니; 스로모 부트불; 예후다 바인더
Original assignee: 써코넷 리미티드
Priority date: 2004-05-06
Filing date: 2005-01-31
Publication date: 2007-01-24
Also published as: US8325693B2; CN102158333A; WO2005109845A1; EP2323360A1; KR101413314B1; EP2061224A1; US20130051404A1; EP2326073A1; KR101369019B1; CA2565733C; US20050249245A1; EP1749399B1; IL161869A0; JP4633790B2; US8325759B2; US20080280569A1; CN1951097B; CN1951097A; KR20130004396A; KR101361324B1

Abstract

OFDM 기반이고, 무선 IF 모뎀에 의해 직접적으로 발생되거나 모뎀의 RF 신호로부터 추출되는 무선 베이스밴드 신호를 전송하기 위한 선로에 표준 무선 모뎀을 연결하는 디바이스(60), 네트워크, 및 방법이 개시된다. 그 선로는 전화, AC 전력 또는 CATV 선로와 같은, 빌딩의 사용선로(utility wiring)일 수 있다. 베이스밴드 신호는 FDM을 사용하여 사용선로를 통해 사용서비스 신호와 함께 동시에 전송된다. 이 디바이스는 아웃렛 또는 플러그-인 아웃렛 어댑터를 갖춘, 데이터 유닛, 스탠드얼론 전용 엔클로저에 내장될 수 있다. 데이터 유닛은 표준 데이터 커넥터와 같은 선로 포트에 의해 디바이스에 연결되거나 또는 무선 연결을 통해 디바이스에 연결된다. 이 디바이스는 로컬하게 전력을 얻거나, 또는 선로를 통해 전송된 전력신호를 통해 전력을 얻는다. 본 요약은 청구항의 범위를 제한하거나 청구항의 범위로 해석되기 위한 의도가 아니다.

전화선 페어, 아날로그 전화 주파수 대역, 아날로그 전화신호, 디지털 데이터 주파수 대역, 확산 스펙트럼 기반 디지털 데이터, 신호 전화 커넥터, 고역통과필터, 데이터 유닛 데이터 커넥터, 송수신기, 다중 반송파 모뎀, 업/다운 주파수 컨버터, 무선 모뎀

Description

선로를 통해 무선기반 신호를 전송하기 위한 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR CARRYING A WIRELESS BASED SIGNAL OVER WIRING}

본 발명은 무선 통신 분야, 그리고 보다 구체적으로는 유선 매체를 통해 무선지향 신호를 사용하는 것에 관한 것이다.

유선 홈 네트워킹.

대부분의 기존의 사무실 및 일부 새롭게 건설되는 빌딩들은 전용선로 기반의 데이터 네트워크 구조를 용이하게 구현하게 한다. 그러나, 기존 빌딩내에 그러한 네트워크를 구현하는 것은 전형적으로 새로운 선로 인프라스트럭처의 설치를 요구한다. 그러한 새로운 선로의 설치는 비실용적이고, 고비용이며, 많은 문제가 있다. 결국, ("새로운 선로가 필요없는" 기술에 관한) 많은 기술이 새로운 선로 추가없이 빌딩내에 LAN을 용이하게 구현하기 위해 제안되어 왔다. 그러한 기술의 일부는 전화, 전기, 케이블TV(CATV)등과 같은, 다른 목적을 위해 이미 설치되어 있는 기존의 사용선로(utility wiring)를 사용한다. 그러한 접근방법은 빌딩 내부에 분리된 선로를 설치하는 추가적인 비용없이 그러한 시스템 및 네트워크를 설치할 수 있는 장점을 제공한다.

선로가 (전화통신, 전기, CATV와 같은) 서비스, 및 데이터통신 신호를 모두 전송하도록 하기 위한 기술적 태양은 FDM(Frequency Division Multiplexing) 기술을 사용하는 것을 통상적으로 포함한다. 그러한 구성에서, 서비스 신호 및 데이터통신 신호는 각각 구별되는 주파수 스펙트럼 대역을 사용하여 각각의 사용선로를 통해 전송된다. FDM의 개념은 주지되어 있고, 선로와 같은 매체에 의해 전송되는 대역폭을 분할하는 수단을 제공한다. 전화통신 및 데이터통신 신호를 모두 전송하는 전화선로의 경우에, 주파수 스펙트럼이 아날로그 전화통신 신호를 전송하는 저주파수 대역, 그리고 데이터통신 또는 다른 신호를 전송하는 고주파수 대역으로 분할된다.

또한, 전력선 기반 홈네트워크의 사용을 기반으로 하는 하우스 내의 네트워크가 주지되어 있다. 네트워킹을 위한 매체는 주전력과 데이터통신 신호를 모두 전송하기 위해 사용되는 인-하우스 전력선이다. PLC(Power Line Carrier) 모뎀은 전력선을 통해 전송되는 전력신호로부터 영향을 받거나 전력신호에 영향을 주지 않고, (이더넷 IEEE802.3과 같은) 데이터통신 신호를 전력선을 통해 전송될 수 있는 신호로 변환한다. U.S.A. CA San Ramon의 'HomePlug Powerline Alliance,Inc.'라는 이름의 컨소시엄은 전력선 기술을 표준화하는 활동을 하고 있다. 전력선 통신 시스템은 Bullock 등의 미국특허 제6,243,571호에 서술되어 있고, 이 특허는 전력선 기술 및 어플리케이션에 관한 종래의 발행물의 포괄적인 리스트를 제공하고 있다. 스냅온(snap-on) 모듈로써 수용된 그러한 PLC 모뎀의 일 예는 U.S.A. CA Irvine의 'D-link® Systems,Inc'로부터의 'HomePlug1.0 based Ethernet-to-Powerline Bridge model DHP-100'이다. 전력선을 사용하여 결합된 데이터 및 전력 과 함께 사용되기 위해 PLC 모뎀 내에 설치되는 아웃렛은 Schaeffer등의 미국특허출원 2003/0062990, 'Powerline bridge apparatus'에 서술되어 있다. 그러한 전력 아웃렛은 U.S.A. CA San Carlos의 'Asoka USA Corporation'에 의한 'PlugLAN™'의 일부로서 사용가능하다.

또한 이와 유사하게, 기존의 인-홈 CATV 동축케이블을 통해 데이터를 전송하는 것이 주지되어 있고, 예를 들면, Gurantz 등의 미국특허출원 2002/0166124이 있다. 아웃렛을 사용하는 CATV 동축케이블을 통한 홈네트워킹의 예는 Cohen 등의 미국특허출원 2002/0194383에 서술되어 있다. 그러한 아웃렛은 이스라엘, 예루살렘의 'TMT Ltd.'로부터의 'HomeRAN™'의 일부로서 사용가능하다.

전화통신의 정의 및 배경.

"전화통신(telephony)"이란 용어는 본 명세서에서 일반적으로 종합정보통신망(ISDN)과 같은, 아날로그 및 디지털 서비스를 포함하는 임의의 종류의 전화 서비스를 의미한다.

기존 전화 서비스(POTS)로서 널리 알려진 아날로그 전화통신은 100년에 걸쳐 존재해왔고, 음성스펙트럼의 300-3400Hz부(또는 '음성대역', '전화대역')에서 음성신호를 스위칭하고 전송하도록 맞춤 디자인되고 맞춤 설계되었다. 이 친숙한 POTS 네트워크는 실시간, 낮은-지연, 높은 신뢰도, 알맞은 충실도의 음성 전화통신을 지원하고, 각각 아날로그 전화 세트를 사용하는 2개의 엔드 포인트 사이에 일 세션을 이루는 것이 가능하다.

"전화", "전화 세트", 및 "전화 디바이스"의 용어는 본 명세서에서 아날로그 및 디지털 전화통신 모두를 위한 장치, 예를 들면, 아날로그 전화, 디지털 전화, 팩시밀리("팩스") 머신, 자동 응답기, 음성(일명, 다이얼 업) 모뎀, 및 데이터 모뎀 등을 포함하지만 이에 제한되지 않으며, 공중 회선 교환 전화망("PSTN")에 연결될 수 있는, 제한없는 임의의 장치를 의미한다.

"유닛", "컴퓨터", 및 "퍼스널 컴퓨터"("PC")의 용어는 데이터 소스, 또는 데이터 싱크(또는 둘 다)와 같은 역할을 하는 데이터 스테이션의 임의의 다른 기능 유닛은 물론 지역 네트워크로의 연결을 위한 인터페이스를 가진 다른 데이터 단말 장비(DTE), 개인 휴대 정보 단말기(PDA), 워크스테이션을 포함하기 위해 본 명세서에서 서로 치환가능하게 사용된다.

인-홈 전화 서비스는 통상적으로 2 또는 4가닥의 전선을 채용하여 전화 아웃렛을 통해 전화 세트에 연결된다.

홈 네트워킹의 기존의 인-하우스 선로.

상술된 전력선 및 CATV 케이블과 유사하게, 전화통신 및 데이터 네트워킹 동시에 사용하기 위해 기존의 전화선로를 사용하는 것이 종종 요구된다. 이러한 방법은, 추가적인 선로를 설치할 필요가 없기 때문에, 집 또는 다른 빌딩 내에 새로운 LAN을 구축하는 것이 단순화된다. 액티브 레지덴셜(active residential) 전화선로를 통해 비디오를 전송하기 위해 FDM 기술을 사용하는 것이 Goodman 등의 미국특허 제5,010,399호 , 및 Rogers 등의 미국특허 제5,621,455호에 서술되어 있다.

FDM을 사용하여 액티브 전화서비스와 함께 동시에 레지덴셜 전화선로를 통해 디지털 데이터를 전송하기 위한 기존 제품들은 일반적으로 ITU-T(ITU 통신 표준화 부문) 권고 G.989.1로서 표준화된 전화선 인터페이스를 가진 홈PNA(Home Phoneline Networking Alliance)로서 공지된 기술을 사용한다. 홈PNA 기술은 Foley의 미국특허 제6,069,899호, Dichter의 미국특허 제5,896,443호, Yagil 등의 미국특허출원 2002/0019966, 및 Lifshitz 등의 미국특허출원 2003/0139151에 서술되어 있다. 그 선로를 통해 사용가능한 대역폭은 아날로그 전화통신 신호(POTS)를 전송할 수 있는 저주파수 대역, 및 데이터통신 신호를 전송하기 위해 할당된 고주파수 대역으로 분할된다. 그러한 FDM기반의 구성에서, 데이터통신이 홈 내의 기존 전화선로를 통해 제공되더라도, 전화통신은 영향을 받지 않는다.

데이터 네트워킹을 위해 인-플레이스 전화선로를 사용하는 종래의 기술은 QAM(직교 진폭 변조), QPSK(직교 위상 편이 변조), CCK(보상 코드 방식)와 같은 비트 인코딩 기술은 물론, AM(진폭 변조), FM(주파수 변조), PM(위상 변조)와 같은 단일 반송파 변조기술을 기반으로 한다. DSSS(직접 시퀀스 확산 스펙트럼), 및 FHSS(주파수 도약 확산 스펙트럼)을 모두 포함하는 확산 스펙트럼 기술이 공지되어 있다. 확산 스펙트럼은 OFDM(직교 주파수 분할 다중)과 같은 MCM(다중 반송파 변조)을 일반적으로 채용한다. OFDM 및 다른 확산 스펙트럼은 무선통신 시스템, 특히 WLAN 네트워크에서 일반적으로 사용된다. 본 명세서에 참고로 합치된 Jim Zyren 등의 "IEEE802.11g Offers Higher Data Rates and Longer Range" 라는 문서에 설명된 바와 같이, (OFDM과 같은) MCM은 다중경로로 인한 신호손상을 극복하기 위해 그러한 무선 시스템내에 채용된다. 다른 확산 스펙트럼 기술은 물론 OFDM은 (DSP-디지털 신호처리를 필요로 함으로) 복잡하고 고비용으로 여겨지고, 전화선로 는 무선네트워크에서의 다중경로만큼 주된 손상으로 간주되지 않는 더 좋은 통신매체로 여겨지기 때문에, 강력하고, 고성능으로 간주되는 OFDM 기술(및 다른 임의의 확산 스펙트럼 또는 임의의 MCM)이 일반적으로 유선 통신, 및 특히 전화선로를 통한 통신을 위한 기본 변조방식으로 추천되지 못했다.

그리하여, 사용선로, 특히 전화선로와 같은 유선 어플리케이션을 위해 OFDM과 같은 확산 스펙트럼 모뎀 기술을 사용하기 위한 방법 및 시스템을 가지는 것은 매우 큰 장점이 될 것이며, 그 필요성이 널리 인식되어 있다.

무선 홈 네트워킹.

무선 홈 네트워킹(뿐만 아니라 사무실 및 기업환경)으로의 대중적인 접근은 RF 신호를 빌딩을 통해 데이터 디바이스로 그리고 데이터 디바이스로부터 전송하는 라디오 주파수(RF) 분배 시스템을 통한 통신이다. 통상적으로 WLAN으로 불리는, 그러한 통신은 규제되지 않은, 라이센스-프리인 ISM 주파수 스펙트럼을 사용한다. ISM 스펙트럼 내의 3가지 대역은 A대역, 902-928MHz; B대역, 2.4-2.484GHz(일명, 2.4GHz); C대역, 5.725-5.875GHz(일명, 5GHz);이다. 유럽과 일본과 같은 상이한 지역내에서 오버래핑 및/또는 유사한 대역이 사용된다.

상이한 벤더에 의해 생산된 장비 사이에 호환성을 위해, 몇몇 WLAN 표준이 U.S.A. Texas Austin의 Wi-Fi Alliance에 의해 'WiFi'로 브랜딩된 IEEE802.11 표준 그룹의 일부로써 포함되었다. IEEE802.11b는 2.4GHz의 주파수 대역을 사용하고, 11Mb/s의 통신율을 지원하는 통신을 서술하고, IEEE802.11a는 54MB/s로 전송하기 위해 5GHz의 주파수 대역을 사용하고, IEEE802.11g는 54Mb/s를 지원하는 2.4GHz의 대역을 사용한다. 이 내용은 "54 Mbps IEEE802.11 Wireless LAN at 2.4GHz"라는 제목의 'Intel White Paper'에 서술되어 있고, 칩셋은 "802.11 Wireless Chip Set Technology White Paper"라는 제목의 'Agere Systems White Paper'에 서술되어 있다.

WLAN 인터페이스를 가진 노드/클라이언트는 일반적으로 STA(무선 스테이션/무선 클라이언트)로 불린다. 이 STA 기능부는 데이터 유닛의 일부로써 내장되거나, 또는 대안으로 데이터 유닛과 연결된, 브릿지로 불리는, 전용 유닛일 수 있다. STA가 임의의 추가적인 하드웨어(애드-혹 모드) 없이 통신할 수도 있으나, 그러한 네트워크는 통상적으로 무선 접근점(일명, WAP 또는 AP)을 포함한다. WAP는 BSS(basic stations set) 및/또는 독립형 BSS(IBSS)기반 애드-혹 모드를 구현한다. STA, 클라이언트, 브릿지, 및 WAP는 본 명세서에서 WLAN 유닛으로 통칭될 것이다.

미국에서 IEEE802.11g 무선을 위한 대역폭 할당이 도 2의 그래프(20)에 주파수축(27)을 따라 도시되어 있다. 동시에 다수의 통신 세션 발생을 허용하기 위해, 5MHz씩 떨어져 있고, (23으로 도시된) 제1채널을 위한 중심주파수 2412에서부터 확장되어, (24로 도시된) 2417MHz에 중심이 있는 제2채널 및 (25로 도시된) 제10채널을 위한 중심 주파수 2457MHz를 통해, (26으로 도시된) 2462MHz에 중심이 있는 제11채널까지 확장된 11개의 오버래핑 채널이 형성된다. 각각의 채널 대역폭은 22MHz이고, 중심 주파수 주변에 대칭적으로 위치한다(±11MHz).

WLAN 유닛 블럭 다이어그램(10)이 도 1에 도시되어 있다. 간결함을 위해, 지금부터 IEEE802.11g만 서술될 것이다. 일반적으로, 무선 물리 레이어 신호는 2 개의 스테이지에서 처리된다. 전송 경로에서, 먼저 256 QAM 기반의 OFDM 변조기술을 사용하여 전송된 데이터를 기초로 베이스밴드 신호(IF)가 발생되고, 그 결과 22MHz(단일 채널폭)의 주파수 대역 신호가 된다. 그 다음 이 신호는 2.4GHz(RF)까지 업 컨버팅되고, 원하는 채널의 중심 주파수에 위치하고, 안테나를 통해 무선으로 전송된다. 이와 유사하게 수신경로는 RF 스펙트럼으로 수신된 채널, 베이스밴드(IF)로 다운 컨버팅하고, 그 다음 그로부터 데이터를 추출하는 것으로 이루어진다.

WLAN 유닛(10)은 IEEE802.3 10/100BaseT(이더넷) 인터페이스를 지원하는 포트(11)를 통해 유선 매체에 연결된다. 이 인터페이스의 물리 레이어는 (각각, 10BaseT 또는 100BaseTX 코딩에 따른) 인커밍 맨체스터 또는 MLT3 변조된 신호를 일련의 디지털 스트림으로 컨버팅하는 10/100BaseT PHY 기능블럭(12)에 의해 다루어 진다. 이와 유사하게, WLAN으로의 아웃고잉 디지털 데이터 스트림은 각각 코딩된 신호로 변조되고, 완전한 쌍방향 통신을 구현하는 포트(11)를 통해 전송된다. 내부의 디지털 스트림은 MII(미디어 독립 인터페이스)와 같은 임의의 표준의 전용 특성일 수도 있다. 이더넷 PHY(12, 일명, 이더넷 물리 레이어 또는 이더넷 송수신기)로의 그러한 MII는 'SMSC - U.S.A. NY Hauppauge의 Standard Microsystems Corporation'으로부터 사용가능한 'LAN83C180 10/100 Fast Ethernet PHY Transceiver'를 기반으로 구현될 수 있다. 이러한 기능이 단일 전용 컴포넌트에 의해 구현될 수 있으나, 많은 실시예에서, 이러한 기능은 더 높은 레이어에서 처리되는 것과 같이 다른 기능을 포함하는 단일 컴포넌트에 통합될 수 있다. 또한, PHY 블럭(12)은 자성 차폐, 벨런싱, 서지(surge) 보호기 및 전용의 커넥터(일반적으로 RJ-45) 및 포트(11)를 통한 표준 인터페이스를 포함한다.

간결함을 위해, 본 명서세에서는 이더넷 10/100BaseT 인터페이스만 서술할 것이다. 그러나, IEEE1394, USB, PCI, PCMCIA, 또는 IEEE1284와 같은, 전용의 또는 표준의, 패킷 또는 동기식, 직렬식 또는 병렬식의 임의의 유선 인터페이스가 동등하게 사용될 수 있음이 이해될 것이다. 또한, 다수의 그러한 인터페이스가 사용될 수 있다.

WLAN 유닛이 다른 유닛(예컨대, 컴퓨터와 같은 데이터 유닛) 내부에 통합되고 포함되어, 전용의 다이렉트 유선 인터페이스를 지원하지 않는 경우에, 블럭(12)의 기능은 생략될 수 있다.

MAC(매체 접근 제어)및 보다 상위 레이어는 10/100BaseT MAC 블럭(13a) 및 IEEE802.11g MAC 블럭(13b)과 같이 설계된, (전형적으로, 동일한 MAC 디바이스는 모든 IEEE802.11의 a/b/g와 같은 변형을 위해 사용된다) 2개의 서브블럭으로 이루어진 기능블럭(13)에서 다루어진다. MAC 블럭(13a)은 유선 포트(11)에 연관된 IEEE802.3 MAC에 따라 MAC 레이어를 다룬다. 그러한 기능블럭(13a)은 MAC(13a) 및 PHY(12)의 기능을 모두 포함하는, U.S.A. NY Hauppauge의 'SMSC - Standard Microsystems Corporation'으로부터 사용가능한 'AN91C111 10/100 Non-PCI Ethernet Single Chip MAC + PHY'를 사용하여 구현될 수 있다.

참고문헌은 제조자의 데이터 시트: 본 명세서에 참고로 합치된, Standard Microsystems Corporation의 LAN91C111 10/100 Non-PCI Ethernet Single Chip MAC+PHY, 데이터 시트 리버젼.15(04-02-20)로 만들어졌다. 이와 유사하게, MAC 블럭(13b)은 무선 포트(22)와 연관된 IEEE802.11g MAC에 따른 MAC 레이어를 처리한다. 그러한 MAC(13b)은 다수의 데이터 레이트, 암호화 알고리즘을 지원하도록 설계되었고, 일반적으로 내장된 프로세서 및 다양한 메모리를 기반으로 한다. 그러한 기능블럭(13b)은 U.S.A. PA, Allentown의 'Agere System'으로부터의 'WaveLAN™ WL60040 Multimode Wireless LAN media Access Controller(MAC)'를 사용하여 구현될 수 있다. 또한, 블럭(13a)에 의해 처리되는 유선 IEEE802.3 MAC, 블럭(13b)에 의해 처리되는 무선 IEEE802.11g MAC에 연결되기 위해 필요한 모든 브릿지는 통합되고 적절한 동작을 허용하는 기능블럭(13) 내에 포함된다.

IEEE802.11g MAC(13b)에 의해 발생되는 데이터 스트림은 베이스밴드 프로세서(18)에 의해 OFDM 기반 베이스밴드 신호로 컨버팅된다. 일반적인 어플리케이션에서, 베이스밴드 프로세서(18, 일명, 무선 모뎀 및 IF 송수신기)는 데이터 스트림을 디지털식으로 프로세싱하는 송/수신기(14), 및 실제적인 신호를 발생시키는 아날로그 유닛(15, I-Q 변조기)에 의해 구현된다. 무선환경에서의 통신채널은 감쇄, 패이딩, 다중경로, 및 특히 간섭과 같은 다양한 장애를 부과하고, 송신기는 아래의 기능에 따라 데이터 스트림을 프로세싱할 수 있다.

a. MAC(13)으로부터의 데이터가 어댑팅되고 패킷으로 조직화된 프레임의 패킷, 여기에 헤더, CRC, 프리엠블, 컨트롤 정보, 및 프레임 종료 디리미터(delimiter)가 추가된다.

b. 스크램블러

c. 충격잡음 및 버스트 잡음과 같은 채널 장애에 대항하여 더 좋은 로버스트니스(robustness)를 허용하기 위한 컨벌루션 인코더.

d. 원하는 데이터 전송률(data rate)을 감소시키기 위한 펑처러(puncturer)

e. 정보를 분산함으로써, 에러 버스트에 대한 더 좋은 면역성을 위해 패킷 블럭(예컨대, 바이트)상에서 치환을 수행하는 인터리버.

f. 구분된 QAM 배열의 서브 캐리어를 만들기 위한 IFFT 변조기.

디지털-투-아날로그 변환을 사용하여, 송신기(14)로부터의 프로세싱된 디지털은 변조기(15)에서 OFDM 베이스밴드 신호를 발생시키기 위해 사용된다. 기능블럭(16)으로부터 수신된 OFDM 베이스밴드 신호는 변조기(15)에 의해 디지털화되고, 수신기(14)에 의해 프로세싱되고, 포트(11)를 통해 전송되기 위해 MAC(13) 및 PHY(12)로 전송된다. 일부의 WLAN 칩셋의 구현은 실제적인 베이스밴드 신호를 제공하고, 한편 다른 구현은 실제적인 리얼 아날로그 폼의 IF(중간주파수) OFDM 베이스벤드 신호을 제공하기 위해 더 프로세싱될 필요가 있는 직교 아날로그 I/Q 모뎀 신호를 제공한다. 그러한 경우에, 주지되어 있는 바와 같이, IF 주파수를 결정하는 로컬 오실레이터(LO)가 리얼 아날로그 IF 베이스밴드 신호를 제공하기 위해, I 신호가 곱해지고, 90도 시프팅된 LO 신호가 곱해진 Q신호가 더해진 사인파를 발생시키기 위해 사용된다. 그러한 기능은 U.S.A. CA Sunnyvale의 'Maxim Integrated Products'로부터의 'Maxim MAX2450 3V, Ultra-Low-Power Quadrature Modulator/Demodulator'를 기반으로 구현될 수 있다. 베이스밴드 프로세서 블럭(18)은 U.S.A. PA Allentown의 'Agere Systems'로부터의 'WaveLAN™ WL64040 Multimode Wireless LAN Baseband'를 기반으로 구현될 수 있다. 베이스밴드 프로세서(18) 및 MAC(13b)의 기능을 모두 포함하는, 'Philips Semiconductors'로부터의 'SA5250 Multi-Protocol Baseband'가 대안으로 사용될 수도 있다.

RF-IF 컨버터 기능블럭(16)은 IF OFDM 베이스밴드 신호를 IF 대역에서부터 ISM RF 대역으로 시프팅한다. 예를 들어, 중심 주변에 대칭적으로 약 10MHz의 폭이고 2417MHz에 중심이 있는 제2채널을 사용하고자하는 OFDM 베이스밴드 신호는 2417-10=2407MHz에 의해서 시프팅된 주파수가 되도록 요구된다. 그러한 주파수 변환은 주지된 다양한 방법을 사용할 수 있다. U.S.A. PA Allentown의 'Agere Systems'로부터의 'WaveLAN™ WL54040 Dual-Band Wireless LAN Transceiver'와 같은, 다이렉트 변조 송/수신기가 직교 I-Q 아날로그 신호를 직접적으로 2.4GHz RF 밴드로 변환하기 위해 사용될 수 있다. 대안으로, 'Philips Semiconductor'로부터의 'SA5251 Multiband RF Transceiver'와 같은, 슈퍼헤테로다인(예컨대, 다중 변환) 아키텍처가 사용될 수 있다. 컨버터(16) 및 베이스밴드 프로세서(18)는 무선경로 물리 레이어 프로세서(17)를 구성한다.

T/R 스위치(19)는 WLAN 유닛(10)의 전송상태를 신호처리하는 컨트롤 신호에 따라 안테나(22)를 송신기 경로에 연결하고, (수신기 포화를 피하기 위해) 수신기 경로로의 연결을 해제하기 위해 사용된다. U.S.A. NJ Whippany의 'MCE - KDI Integrated Products'로부터의 'PIN Diode switch SWX-05'와 같은, PIN 다이오드 스위치 기반의 설계가 일반적으로 사용된다. 안테나(22)는 (원치않은 잔류 신호를 제거하는) 형성된 밴드 마스크에 제한된 전송을 보장하기 위해, 그리고 수신모드에 서 대역밖의 신호와 잡음을 필터링하여 제거하기 위해 RF 필터(21)를 통해 연결된다. 그러한 RF 필터(21)는 U.S.A. FL Orlando의 'SAWTEK(A TriQuint company)'로부터의 '2441.8 MHz SAW Filter'와 같은, SAW(표면 탄성파) 기술을 사용할 수 있다.

또한, WLAN(10)의 실제적인 구현은 증폭기, 감쇄기, 리미터, AGC(자동 이득 제어) 및 신호 레벨의 기능에 속하는 유사한 회로를 포함할 수 있다. 예를 들면, 'MAX2644 2.4GHz SiGe, High IP3 Low-Noise Amplifer'와 같은, 저잡음 증폭기(LNA)가 일반적으로 안테나(22) 근처의 수신경로에 연결된다. 이와 유사하게, IEEE802.11g WLAN을 위한 'MAX2247 Power Amplifier'와 같은, 파워 증폭기(PA)가 송신경로에 사용된다. LNA 및 PA는 모두 U.S.A. CA Sunnyvale의 'Maxim Integrated Products'로부터 사용가능하다. 간결함을 위해, 그러한 기능은 도 1에서는 물론, 본 명세서의 나머지 부분에서도 생략한다. 이와 유사하게, 어떠한 수신경로 또는 전송경로 중 하나만 본 명세서에 설명되었더라도, 상호경로를 구성하기 위해 그 반대경로가 또한 존재함을 이해해야 한다.

아웃렛

"아웃렛"이라는 용어는 빌딩 내에 설치된 선로로 그리고 선로로부터 외부 디바이스를 신속하고 용이하게 연결하고 연결해제할 수 있는 전기-기계적 장치를 의미한다. 일반적으로 아웃렛은 선로와 고정된 연결을 이루고, 접촉면에 통합된 커넥터에 의해, 원하는 외부 디바이스가 쉽게 연결되도록 한다. 아웃렛은 벽 또는 유사한 표면에 통상적으로 기계적으로 부착되거나 설치된다. 일반적인 아웃렛의 제한하지 않는 예로써, 전화 및 관련 디바이스를 연결하기 위한 전화 아웃렛, TV 세트와 VCR 등을 연결하기 위한 CATV 아웃렛, LAN 선로(일명, 구조화된 선로)의 일부로서 사용되는 아웃렛, 및 전기기기와 전력을 연결하기 위한 전기적 아웃렛 등이 있다. 여기서 "벽"이라는 용어는 천장, 바닥, 수직벽을 포함하는 빌딩의 내부 또는 외부 임의의 표면을 의미하고 이에 제한되지 않는다.

무선 커버리지

IEEE802.11x(예컨대, IEEE802.11a/g/b), 블루투스™, UWB(초광대역) 등과 같은 대부분의 기존의 무선기술은 사이트 환경의 프리라인내의 십여 미터로 제한된다. 벽과 다른 장애물들이 있는 일반적인 빌딩 환경에서, 그 범위는 크게 감소될 수 있다. 그리하여, 대부분의 경우에, (AP와 같은) 단일 무선유닛은 전체건물을 효과적으로 커버하지 못한다. 이 커버리지를 개선하기 위해, 일반적으로 다수의 AP(또는 다른 WLAN 유닛)가 건물에 분산되어 사용된다.

AP의 상호연결을 위해, 단일 통신 클러스터를 형성하기 위해, 모든 WLAN 유닛은 서로 통신할 수 있고, 그리고/또는 유선 데이터 유닛과 함께 통신할 수 있고, AP가 연결되기 위해, 일반적으로 유선 백본이 사용된다. 그러한 유·무선 세그먼트가 결합된 네트워크는 Swartz등의 미국특허 제6,330,244호에 예로써 개시되어 있다. 그러한 구성은 오늘날의 사무실, 사업체, 기업, 산업시설 및 일반적으로 카테고리 5 케이블링을 기반으로 하는 전용선로 네트워크 구조(일명, 구조화된 선로)를 가진 다른 건물 등에서 대중적이다. AP는 LAN 기반의 기존 선로를 일반적으로 10/100BaseT 기반 이더넷과 같은 표준 데이터 인터페이스에 의해 인터페이싱한다.

그러나, 기존 건물내에 전용 네트워크 선로 인프라스트럭처를 설치하는 것은 상술된 바와 같이 실제적이지 못하다. 또한, WLAN 유닛을 상호연결하기 위한 유선 백본으로써, 기존의 AC 전력선로를 사용하는 종래기술이 개시되어 있다. 그러한 종래기술의 예로 Arora 등의 미국특허 제6,535,110호, Mowery, Jr의 미국특허 제6,492,897호, Heinonen 등의 미국특허출원 2003/0224728, Beamish 등의 미국특허 제6,653,932호 등이 있다. WLAN 유닛을 연결하기 위한 백본으로써 전력선을 사용하는 것은 몇 가지 단점이 있다. 이러한 타입의 선로, 잡음, 및 일반적인 유해 환경은 좋지 않은 신뢰할 수 없는 통신 매체를 야기하고, 낮은 데이터 전송율을 제공하고, 복잡하고 비싼 모뎀이 필요하다. 또한, 전력선에 WLAN 유닛을 연결하는 것은 포함된 2개의 구별되는 프로토롤을 브릿지하고 처리하기 위해 복잡한 MAC은 물론, 포함된 2개의 매체를 통해 물리 레이어를 처리하기 위해 무선 모뎀 및 전력선 모뎀을 모두 요구한다. 따라서, 이 솔루션은 요구되는 하드웨어의 개수로 인하여, 복잡하고 비싸며 낮은 신뢰도를 제공한다.

그리하여, 유선 어플리케이션내의 컴포넌트와 무선 모뎀 기술을 사용하기 위한 방법 및 시스템을 가지는 것은 큰 이점이 있을 것이고, 그 필요성이 널리 인식되어 있다. 또한, 전용의 유선 모뎀 신호로 변환하지 않고 유선 매체를 통해 무선 신호를 전송함으로써, 효율적인 비용으로 무선 네트워크의 커버리지를 확장하는 방법 및 시스템을 가지는 큰 이점이 있다.

그러므로, 본 발명의 목적은 유선 통신을 위해 기존의 표준 무선 컴퍼넌트를 사용하기 위한 방법 및 시스템을 제공하는 것이다.

이 목적은 빌딩내의 전화선 페어를 통해 네트워크를 구성하기 위한 디바이스에 의해, 본 발명의 제1태양에 따라 실현되고, 이 전화선 페어는 아날로그 전화 주파수 대역에서 아날로그 전화신호를 동시에 전송하고, 네트워크는 아날로그 전화 주파수 대역보다 높은 대역이고 아날로그 전화 주파수 대역과 분리된 디지털 데이터 주파수 대역에서 디지털 데이터 신호를 전송한다. 이 디바이스는 전화선 페어에 연결가능한 제1전화 커넥터; 디지털 데이터 주파수 대역 내의 신호만 통과시키기 위해 제1전화 커넥터에 연결된 고역통과필터(HPF); 쌍방향 패킷 기반 디지털 데이터통신을 행하기 위해 전화선 페어를 통해 디지털 데이터 주파수 대역내의 제1 디지털 데이터 신호를 처리하기 위해 구성되고, HPF에 연결된 모뎀; 데이터 유닛에 연결가능한 데이터 커넥터; 및 데이터 유닛과의 쌍방향 패킷기반 디지털 데이터 통신을 위해 구성되고, 데이터 커넥터와 상기 모뎀 사이에 연결된 송신기를 포함한다.

이 디바이스는 아래와 같은 특징을 가진다.

제1디지털 데이터 신호는 OFDM 변조된, 또는 업/다운 주파수 변환된 무선신호이거나, 또는 모뎀은 적어도 무선 모뎀의 일부를 포함한다.

본 발명에 따른 네트워크는 확산스펙트럼 기반 디지털 데이터 신호를 사용하는 빌딩내의 전화선로를 통해 제1 및 제2디지털 데이터 유닛 사이에 통신을 가능하게 하고, 이 네트워크는 빌딩 내부의 벽내의 적어도 일부에, 아날로그 전화신호 주파수 대역 보다 높고, 아날로그 전화신호 주파수 대역과 구별되는 디지털 데이터 신호 주파수 대역내의 쌍방향으로 전송되는 변조된 패킷기반 디지털 데이터 신호로 멀티플렉싱된 아날로그 전화신호 주파수 대역내의 아날로그 전화신호를 전송하기 위해 연결된 전화선 페어; 제1데이터 유닛과 연결가능하고 제1데이터 유닛으로 디지털 데이터 신호를 연결하기 위해 구성되며 전화선 페어에 연결된 본 발명에 따른 제1디바이스; 및 제2데이터 유닛과의 쌍방향 패킷기반 통신을 위해 연결가능하고 제2데이터 유닛으로 디지털 데이터 신호를 연결하기 위해 구성되고, 전화선 페어에 연결된 본 발명에 따른 제2디바이스;를 포함한다.

본 발명에 따라서, (무선 전송을 위해 널리 사용된) 기존의 무선 컴퍼넌트에 의해서 처리되는 표준 무선 베이스밴드 신호는 전용 유선 모뎀으로 대체하는 것과 같이, 유선 선로에 의해 연결되고 전송된다. 그와 같이, (LAN과 같은) 네트워크는 버스 토폴리지 및 포인트-투-포인트 또는 다른 임의의 네트워크 토폴로지로 선로상에 구성될 수 있다. 본 발명은 유선 데이터 포트 및 무선 데이터 포트(예컨대, 안테나), 및 다른 데이터 유닛과 무선으로 통신하기 위해 (전용 또는 표준)무선 데이터 포트에 연결된 데이터 유닛 사용을 포함하는 WLAN 유닛 설계를 기반으로 한다.

본 발명의 일 태양에서, 디바이스는 WLAN 데이터 설계를 기반으로 한다. 그러나, WLAN의 RF부(이하, RF부라 한다)로의 베이스밴드를 제거하도록, 베이스밴드 신호만 사용된다. 이 베이스밴드 신호는 그것에 연결된 하나 이상의 유사한 디바이스와 함께 선로를 통한 네트워킹을 허용하는 차폐, 아날로그 스위칭, 구동기 및 수신기, 필터링, 및 임피던스 매칭 기능을 통해 선로에 연결된다.

본 발명의 다른 태양에서, 안테나와 RF부 모두를 포함하는 WLAN 유닛의 전 기능이 유지된다. 업/다운 컨버터를 통해 베이스밴드 신호로 직접 연결되는, 또는 RF 신호로 연결된 유선 포트가 추가된다. 이러한 경우에, 디바이스를 공유하는 3개의 포트: 유선 포트, 무선(안테나) 포트, 데이터 유닛 포트가 형성된다. 그러한 복수의 디바이스를 포함하는 네트워크에 연결된 데이터 유닛은 유선 매체에 의해(유선을 통해), 또는 대기중으로 전파되는 RF신호를 사용하여 무선으로, 상호연결될 수 있다.

본 발명의 다른 태양에서, 디바이스는 (안테나를 포함한) WLAN의 RF부로 구성된다. 안테나의 RF신호는 선로에 의해 사용가능한 주파수 대역(예컨대, 베이스밴드 신호)으로 업/다운 컨버터에 의해 시프팅된 주파수이다. 선로에 연결된 상술된 임의의 실시예에 따른 디바이스 또는 유사한 디바이스는 신호로 연결될 수 있고, 직접 또는 무선으로 데이터 유닛에 연결하기 위해 신호를 사용할 수 있다.

임의의 단일 페어 선로는 베이스밴드 신호를 위한 매체로서 사용될 수 있다. 본 발명의 다른 태양에서, 이 선로는 전화, CATV, AC 전력 선로와 같은 사용선로이다. 또한 사용선로가 액티브 서비스 신호(예컨대, 전화, CATV, 또는 AC 전력신호 각각)를 전송하는 경우에, FDM 기술이 사용되고, 서비스 신호와 베이스밴드 신호는 구분된 주파수 대역으로 전송된다. 또한, 본 발명의 다른 태양에서, 이 디바이스는 서비스 유닛이 그것에 연결되도록 허용하는 서비스 커넥터를 제공한다. 액티브 서비스 신호를 전송하는 선로의 임의의 경우에서, 다양한 필터가 두 신호 사이에 임의의 간섭을 피하기 위해, 베이스밴드 신호로부터 서비스 신호를 격리시키기 위해 채용된다.

본 발명의 다른 태양에서, 이 디바이스는 데이터 유닛내에 포함될 수 있다. 대안으로써, 이 디바이스는 스탠드얼론 전용유닛으로써 내장될 수도 있다. 본 발명의 다른 태양에서, 이 디바이스는 서비스 아웃렛 내부에 포함된다. 대안으로써, 이 디바이스는 아웃렛 애드온 모듈로서 내장될 수도 있다.

이 디바이스는 로컬 전원(예컨대, 직접적으로 또는 AC/DC 컨버터를 통한 AC 전력)에의 전용연결에 의해 로컬식으로 전력을 받을 수 있다. 대안으로서, 이 디바이스는 선로를 통해 전송된 전력신호로부터 전력을 공급받을 수 있다. 후자의 경우에, 선로를 통해 전송된 전력신호를 분리하는 회로가 채용된다. 본 발명의 다른 태양에서, 이 디바이스는 디바이스에 연결된 데이터 유닛에 의해 전력을 얻을 수 있다.

본 발명의 다른 태양에서, 그 복잡성으로 인하여 주로 무선 어플리케이션에 사용되는 MCM 모뎀(예컨대, OFDM, DMT, 또는 CDMA)을 채용하는 것과 같은, 확산스펙트럼(DSSS 또는 FHSS) 기술이 빌딩내의 사용선로(예컨대, 전화선로)와 같은 유선매체를 통해 사용될 수 있다.

도시적인 방법으로 본 발명의 실시예가 도시되어 있고 서술되어 있는 다음의 상세한 설명으로부터 당업자들은 본 발명의 다른 실시예가 더 명백해 질 것임을 이해해야 한다. 본 발명은 다른, 그리고 다양한 실시예가 가능하고, 그것의 몇몇 세부사항은 다양한 다른 관점에서 수정이 가능하고, 청구항에 의해 정의된 바와 같이 모두 본 발명의 범위내에 있다. 따라서, 본 도면 및 상세한 설명은 제한하지 않는, 예로써 간주되어야 한다.

본 발명은 첨부된 도면을 참조하여, 제한하지 않는 단지 예시의 방법으로 설명된다.

도 1은 종래의 WLAN 유닛의 일반적인 기능 블럭 다이어그램을 개략적으로 도시한다.

도 2는 IEEE802.11g 표준의 주파수 스펙트럼 할당을 개략적으로 도시한다.

도 3은 본 발명을 따른 대표적인 OFDM 모뎀의 일반적인 기능 블럭 다이어그램을 개략적으로 도시한다.

도 4는 본 발명을 따른 전화선로 상에 주파수 스펙트럼 할당을 개략적으로 도시한다.

도 5는 본 발명을 따른 대표적인 업/다운 컨버터의 일반적인 기능 블럭 다이어그램을 개략적으로 도시한다.

도 6a는 본 발명을 따른 대표적인 라인 인터페이스의 일반적인 기능 블럭 다이어그램을 개략적으로 도시한다.

도 6b는 본 발명을 따른 대표적인 네트워크의 일반적인 기능 블럭 다이어그램을 개략적으로 도시한다.

도 7은 본 발명을 따른 대표적인 네트워크의 일반적인 기능 블럭 다이어그램을 개략적으로 도시한다.

도 8은 본 발명을 따른 대표적인 전화 아웃렛의 도면을 개략적으로 도시한다.

도 9는 본 발명을 따른 대표적인 전화 모듈의 도면을 개략적으로 도시한다.

도 10은 본 발명을 따른 대표적인 OFDM 모뎀의 일반적인 기능 블럭 다이어그램을 개략적으로 도시한다.

도 10a는 본 발명을 따른 대표적인 OFDM 모뎀의 일반적인 기능 블럭 다이어그램을 개략적으로 도시한다.

도 11은 본 발명을 따른 대표적인 전화 모듈의 도면을 개략적으로 도시한다.

도 12는 본 발명을 따른 대표적인 네트워크의 일반적인 기능 블럭 다이어그램을 개략적으로 도시한다.

도 13은 본 발명을 따른 대표적인 OFDM 모뎀의 일반적인 기능 블럭 다이어그램을 개략적으로 도시한다.

도 14는 본 발명을 따른 대표적인 네트워크의 일반적인 기능 블럭 다이어그램을 개략적으로 도시한다.

도 15는 본 발명을 따른 대표적인 OFDM 모뎀의 일반적인 기능 블럭 다이어그램을 개략적으로 도시한다.

도 16은 본 발명을 따른 대표적인 OFDM 모뎀의 일반적인 기능 블럭 다이어그램을 개략적으로 도시한다.

도 17은 본 발명을 따른 대표적인 네트워크의 일반적인 기능 블럭 다이어그램을 개략적으로 도시한다.

본 발명에 따른 네트워크의 원리 및 작동은 도면을 참조하여 이해될 것이고, 여기서 상이한 도면에 나타나는 유사한 컴포넌트는 동일한 참조번호에 의해 나타내 진다. 본 도면 및 설명은 오직 개념적이다. 실제의 실행에 있어서, 단일 구성요소는 하나 이상의 기능을 구현할 수 있고, 대안으로써, 각각의 기능은 복수의 컴포넌트 및 회로에 의해 구현될 수 있다. 도면과 설명에서, 동일한 참조번호는 다른 실시예 또는 구성에서 공통적인 컴포넌트를 나타낸다.

본 발명의 하나 이상의 실시예에 따른, 전화선로를 통해 구동하기 위해 어댑팅된 무선기반 OFDM 모뎀(30)이 도 3에 도시되어 있다. OFDM 모뎀(30)은 도 1에의 WLAN 유닛(10)으로 도시된 설계 및 컴포넌트를 주요 기반으로 한다. WLAN 유닛(10)과는 달리, RF 신호는 안테나(22)에 연결되지 않고, 업/다운 컨버터(31)에 연결된다. 이 컨버터(31)는 ISM 대역 신호를 홈/사무실, 또는 임의의 다른 빌딩내의 전화선로상에서 사용가능한 대역으로 시프팅한다. 전자기 방출에 관한 북 아메리카의 FCC 규정에 따라, 사용가능한 주파수 대역은 30MHz까지로 고려된다. 그러므로, 주파수축(44)을 따라 다양한 레벨의 할당이 도시되어 있는 도 4의 그래프(40)의 곡선(43)에 도시된 바와 같이, 22MHz를 차지하는 베이스밴드 신호에 대한 스펙트럼 할당은 (19MHz 주변에 중심이 있는) 8MHz와 30MHz 사이일 수 있다. 100KHz(또는 25KHz)에서 1.1MHz까지 사용하는 ADSL 신호(42), 및 POTS 신호(41)도 할당된다. ADSL은 음성통신 및 데이터통신을 동시에 허용하도록 음성이 사용하지 않는 전화라인의 대역폭의 일부를 사용하여, 업스트림 및 다운스트림으로 모두 고속 데이터통신을 전송하기 위해 표준 전화 라인을 사용하는 Asymmetric Digital Subscriber Line의 약자이다.

제한하지 않는 예로서, WLAN 유닛(30)이 약 2457MHz에 중심이 있는 (도 2의 커브(25)로 도시된) 제10채널을 사용하는 경우에, 컨버터는 2457-19=2438MHz에 의해서 주파수를 업/다운 시프팅하여 그래프(40)에 도시된 주파수 할당이 되도록 하기 위해 필요하다.

동일한 전화 페어를 통해 전송되는 상이한 신호(POTS(41) 및 ADSL(42))로의 간섭 및 상이한 신호로부터의 간섭을 피하기 위해서, HPF(32)가 컨버터(31)와 전화선로 커넥터(36)사이에 연결된다. 북 아메리카에서의 일반적인 전화 표준 RJ-11 플러그 내의 전화선로 커넥터(36)는 OFDM 모뎀(30)을 전화 페어에 연결하게 한다. 이 HPF(32)는 버터워스 필터 스킴을 구현하는 패시브 컴포넌트를 사용할 수 있다. 그러한 경우에서, LPF(34)는 전화 세트가 전화 잭(예컨대, RJ-11 잭)을 통해 전화 커넥터(35)에 연결되도록 하는 POTS 주파수 대역을 분리하기 위해 사용된다. POTS 및 ADSL 신호(일명, 마이크로 필터)를 분리하기 위해 사용되는 임의의 커먼 필터는 (이산 커패시터 및 인덕터로 이루어진) LPF(34)와 같이 사용될 수 있다. LPF 및 HPF 유닛의 세트를 통해 모뎀과 전화를 연결하는 그러한 구성은 공지되어 있고, 또한 홈PNA 환경에서 일반적으로 사용된다.

OFDM 및 다른 확산스펙트럼 변조기술은 강력하고, 견고하고, 고성능임이 주지되어 있다. 그러나, 기술구현의 복잡함과 부대비용은 통신 시스템에서 그 기술의 사용을 꺼리게 한다. 최초의 WLAN 기술은 CCK를 사용하는 IEEE802.11b와 같은 단일 반송파 기술을 사용하여 도입되었다. 그와 같이, 도 3에 도시된 OFDM 모뎀(30)은 종래의 홈PNA 기반 전화선 통신을 우수하게 대체하여 사용될 수 있다. 강력한 OFDM 기술이 사용되기 때문에, 모뎀 성능은 종래의 공지된 (QAM과 같은) 단일 반송파 변조를 사용하는 미래 홈PNA 기술 또는 임의의 가능한 기술을 능가할 것으로 기대된다. 또한, 모뎀이 무선 MAC(13b), 베이스밴드 프로세서(18), 및 RF-IF 컨버터(16)와 같은 기존의 재고품의(off-the-shelf) 무선지향 컴포넌트를 사용하기 때문에, 전용모뎀을 개발하려는 노력이 감소된다. 또한, 거주지, 사무실, 기업, 및 산업 어플리케이션으로 WLAN 솔루션의 급격한 확산이 점차 증가할 것으로 기대되고, WLAN 컴포넌트의 높은 용량으로 인해, 쉽게 사용가능하고, 낮은 가격이고, 상호운용성(interoperability)을 보장한다.

상술된 바와 같이 주파수를 시프팅하기 위해 사용되는 업/다운 컨버터(31)는 공지되어 있다. 그러한 컨버터는 믹싱 및 필터링 기술을 사용하는 것으로 공지되어 있고, DC(Direct Conversion) 아키텍처는 물론 단일 또는 다수의 스테이지(슈퍼헤태로다인 스킴)를 사용할 수 있다. 컨버터 유닛(31), RF 필터(21) 및 TX/RX 스위치(19)와 함께, 도 3에 도시된 업/다운 컨버터 기능블럭(37)에 대한 제한하지 않는 예는 도 5의 블럭(50)으로 도시되어 있다. 그러한 블럭(50)은 포트(51)에 연결된 RF 신호의 주파수를 포트(68)내의 낮은 주파수 신호(IF)로 시프팅한다. 포트(51)내에 수신된 RF신호는 믹서(57a) 및 BPF(58a)를 기반으로 하는 다운채널에 의해 시프팅되고, 포트(68)에서 출력된다. 이와 유사하게, 포트(68)에서 수신된 IF 신호는 믹서(57b) 및 BPF(58b)로 이루어진 업채널에 의해 RF 밴드로 시프팅되고, RF 신호로써 포트(51)를 통해 출력된다. RF 포트(51)는 OFDM 모뎀(30)의 HPF(32)에 연결되고, IF 포트(68)는 OFDM 모뎀(30)의 RF-IF 컨버터(16)에 연결된 다.

커넥터(36)를 통해 전화 페어로 전송되는 동안, (RF-IF 컨버터(16)로부터) 포트(51)내에 수신된 RF 신호는 RF 채널의 주파수 대역(예컨대, ISM RF 채널 대역) 외부에 있는 원치않는 임의의 신호를 제거하기 위해 BPF(52)에 의해 먼저 필터링된다. 컨버터(50)는 한번에 한 방향으로만 변환을 허용하기 때문에, (1)로 표시된 중앙 폴, 및 (2), (3)으로 표시된 2개의 쓰로우 스테이트를 갖춘, 업 또는 다운 갱(ganged) 스위치(56a 및 56b)가 사용된다. RF로부터 IF로 변환할 때, 스위치(56a 및 56b)는 모두 (2)스테이트에 있고, 그러므로 다운채널이 구동된다. 그러한 스위치는 스위치(19)에 관해 상술된 바와 같은 PIN 다이오드 기반일 수 있다. RF 포트(51)로부터의 이 RF 신호는 BPF(52) 및 스위치(56a)를 통해 믹서(57a)에 연결된다. 믹서(57a)는 (믹서의 비선형 특성을 사용하여) 믹서의 RF 포트에 연결된 RF 신호와 스플리터(55)를 통과하여 믹서의 LO포트에 제공되는 로컬 오실레이터(54)의 사인파 신호를 곱하고, 믹서의 IF포트에는 하나는 두 주파수의 합의 주변에 있고, 하나는 두 주파수의 차 주변에 있는 2개의 메인 컴포넌트를 갖춘 신호를 산출한다. 그 다음, 두 주파수의 합인 신호는 BPF(58a)에 의해 필터링되어 제거되고, 스위치(56b)를 통해 IF 포트(68)에 피딩된다. 또한 구동기(59)는 포트(68)에 연결된 부하의 바람직한 동작을 허용하기 위해 포함될 수 있다. 이와 유사한 방법으로, 전화 페어로부터 수신할 때, (전화 페어에서 발생되고, 커넥터(36) 및 HPF(32)에 의해 연결된) 포트(68)로부터의 IF 신호는, BPF(58b)를 통해, 믹서(57b)의 IF 포트로, (현 스테이트는 (3)인) 스위치(56b)를 통해 라우팅된다. 또한, 신 호는 로컬 오실레이터(54)로부터 스플리터(55)를 통해 믹서(57b)의 LO 포트로 피딩되고, (현 스테이트는 (3)인) 스위치(56a) 및 BPF(52)를 통해 포트(51)로 RF 신호를 출력한다. 레벨 디텍터(또는 비교기, 53)는 되살아난 RF 신호의 레벨을 모니터링하기 위해 사용되고, 각각의 채널(69b 및 69a)을 통해 스위치(56a 및 56b)를 적절하게 구동한다.

컨버터(50)는 전용의 업채널 및 다운채널을 가진 것으로 상술되었으나, 한 시점에서 하나의 채널만이 사용되어, 2개의 채널이 동시에 사용되지 않고 있으므로, 적절한 스위칭 매카니즘이 적용되었을 때, 단일 채널(믹서)이, 또한 채용될 수 있다.

레벨 디텍터(53)는 U.S.A. CA Santa-Clara에 본사가 있는 'National Semiconductors'로부터 사용가능한 'LM311 Voltage Comparator'를 기반으로 설계될 수 있다. 로컬 오실레이터(54)는 석영수정 오실레이터를 기반으로 할 수 있고, 이때 주파수는 PLL 회로를 사용하여 곱해지고, U.S.A. NY Huntington의 'TLSI Incorporated'로부터 사용가능한 'T83027 PLL Clock Generator IC with VCXO'를 포함할 수 있다. 믹서(57)는 U.S.A. CA Sunnyvale의 'Maxim Integrated Products'로부터 사용가능한 'MAX9993 High Linearity 1700 MHz Down-Conversion Mixer with LO Buffer/Switch'를 기반으로 설계될 수 있다. 컨버터 블럭(50) 기능을 구현하기 위한 다른 기술 및 방법이 주지되어 있고, 동등하게 사용될 수 있음을 알아야 한다. 전형적으로, 도 6에 도시된 라인 인터페이스(76)에 대해 아래에 서술된 바와 같이, 컨버터 블럭(50)은 차폐, 임피던스 매칭, 구동/수신, 및 필터링과 같은 라인 인터페이스 기능을 사용하는 전화선로에 연결될 수 있다.

이 OFDM 모뎀(30)은 본질적으로 컨버터(16)에 의해 IF로부터 RF로, 컨버터(31)에 의해 다시 낮은 주파수로 변환되는 더블 주파수 변환을 채용한다. 본 발명의 하나 이상의 실시예에서 사용된, 도 6에 도시된 OFDM 모뎀 기능블럭 다이어그램(60)에 도시된 바와 같이, RF 스테이지를 통과하지 않고 베이스밴드 신호를 직접 추출함으로써, 이러한 리던던시(redundancy)는 제거될 수 있다.

모뎀(30)과 유사하게, 모뎀(60)은 도 1에서 설명된 WLAN 유닛(10)을 기반으로 한다. 그러나, 광대역 프로세서(18)에 의해 발생된 OFDM 베이스밴드 신호는 RF로 시프팅된 주파수가 아니고, IF 스펙트럼에서 직접 다루어진다. 제한하지 않는 일 예로서, 베이스밴드 프로세서(18)는 직교 아날로그 I/Q 신호쌍을 제공한다. 이러한 경우에, 도 6a에 도시된 직교 변조기/복조기(191)를 사용하는 라인 인터페이스(76)는 그 신호를 (예를 들어, 19MHz 로컬 오실레이터를 사용함으로써) 그래프(40)에 따른 스펙트럼 할당의 예의 약 19MHz의 중심을 가진 베이스밴드 아날로그 신호로 직접적으로 변환한다. 다른 예에서, 다른 주파수에 중심을 가진 아날로그 신호가 베이스밴드 프로세서(18)를 포함하는 WLAN 컴포넌트에 의해 출력되고, 그러한 경우에, 간단한 단일 주파수 변환이 약 19MHz에 신호의 중심을 놓기 위해 사용될 수 있다.

라인 인터페이스(76)의 기능 블럭은 도 6a에 도시되어 있다. 라인 인터페이스(76)는 포트(192)를 통해 베이스밴드 프로세서(18)내의 I-Q 변조기(15)에 연결된다. I-Q 신호는 직교 변조기/복조기(191)에 의해 (0에서 시프팅된) 약 19MHz의 주파수 중심을 가진 단일 리얼 신호로 변환되고, 여기서 직교 변조기는 U.S.A. CA Sunnyvale의 'Maxim Integrated Products'로부터의 'Maxim MAX2450 3V, Ultra-Low-Power Quadrature Modulator/Demodulator'를 기반으로 할 수 있다. 이 변조기/복조기의 출력 임피던스는 (요구된다면) 저항(190)에 의해 터미네이팅된 75옴이고, 원하는 대역(예컨대, 그래프(40)내의 대역(43))만 통과시키는 BPF(188a)를 통해 구동기(186)로 피딩된다. 아날로그 스위치(183)는 차폐 유닛(182) 및 포트(181)를 통해 전화 선로(포트(36) 및 HPF(32))로 전송된 신호를 라우팅한다. 차폐 유닛(182)은 전형적으로 단일 변압기(193)를 기반으로 하고, 벨런싱된 신호를 제공하기 위해 커먼-모드 잡음을 제거하는 역할을 하고, 뿐만 아니라, 미국의 UL, 유럽의 CE에 의해 규제되는 안정성 및 ESD 요구사항을 충족시켜야 한다.

이와 유사하게, 전화선로로부터 수신된 신호는 차폐 유닛(182)에 의해 차폐되고, 아날로그 스위치(183)를 통해 AGC(187)로 라우팅된다. 100옴 저항(185)은 터미네이션으로써 역할하고, 반사를 피하기 위해 전화선로의 특성 임피던스를 매칭시킨다. BPF(188b)에 의해 필터링된 후에, 이 신호는 변조기(191)에 의해 I-Q 변조되고, 베이스밴드 프로세서(18)에 연결된다.

OFDM 모뎀을 사용하는 전화선로 상의 샘플 네트워크(75)가 도 6b에 도시되어 있다. 아웃렛(63)을 통해 억세스되는 단일 전화 페어(62)를 기반으로 하는, 북 아메리카내의 거주지역 내에 일반적으로 현존하는 전화선로 인프라구조가 설명된다. 데이지-체인 구성이 도시되고, 여기서 선로 세그먼트(62d)는 아웃렛(63d 및 63c)에 연결되고, 선로 세그먼트(62c)는 아웃렛(63b 및 63c)에 연결되고, 선로 세그먼 트(62b)는 아웃렛(63a 및 63b)에 연결된다. 선로 세그먼트(62a)는 (도시되지 않은) 정션 박스 및 "로컬 루프" 또는 "가입자 루프"로 알려진 외부 선로부분을 통해 "제1"아웃렛(63a)을 PSTN에 연결한다. 각각의 아웃렉에서, RJ-11 플러그를 사용하여 전화 유닛이 잭에 연결될 수 있게 하는 표준 전화 RJ-11 잭이 선로(62)에 연결된다. 아웃렛(63a 63b, 63c, 및 63d)은 각각 잭(64a, 64b, 64c, 및 64d)을 포함한다. 또한, '스타'(일명, '홈런', '구조화된 선로'), 트리와 같은 다른 와이어링 토폴로지, 및 혼합된 토폴로지가 사용가능하고, 또한 적합하다.

OFDM 모뎀(30 및 60)은, 아웃렛(63)내의 각각의 RJ-11 전화 커넥터(64)에 의해, 케이블(74)을 통해, "선로" 연결과 같이 표시된, OFDM 모뎀 커넥터(36)에 연결됨으로써, 전화선로(62)를 통해 연결되고 네트워킹될 수 있다.

네트워크는 도3에 기능적으로 도시된 바와 같은 OFDM 모뎀(30)만 포함하거나, 또는 도6에 도시된 기능적으로 도시된 바와 같은 OFDM 모뎀(60)만 포함하거나, 또는 이 둘의 임의의 조합일 수 있다. 도시된 네트워크(75)는 아웃렛(63d)으로 케이블(74d)에 의해 연결된 OFDM 모뎀(30b), 아웃렛(63b)으로 케이블(74b)에 의해 연결된 OFDM 모뎀(60a), 아웃렛(63a)으로 케이블(74a)에 의해 연결된 OFDM 모뎀(30a)를 포함한다. 각각의 경우에, 아웃렛으로의 연결은 각각의 커넥터(64d, 64b, 64a)를 통한다. 도시된 컴퓨터(66a)는 컴퓨터의 (도 3에서 포트(33)으로 나타난) '데이터' 포트를 통해 OFDM 모뎀(30b)에 연결되고, 컴퓨터(66b)는 (도 6에서 포트(33)으로 나타난) '데이터' 포트를 통해 OFDM 모뎀(60a)에 연결된다. 컴퓨터(66)는 바람직하게 표준 유선 데이터 인터페이스를 통해 연결된 임의의 데이터 유닛을 나타 낸다. 모뎀(30a, 60a)은 전화선로를 통해 컴퓨터(66a, 66b)사이에 반2중 통신(half duplex communication)을 허용한다. 또한 이와 유사하게, 추가적인 OFDM 모뎀(30a)은 컴퓨터의 '데이터' 포트를 통해 추가적인 데이터 유닛을 지원할 수 있다.

전화라인 상으로 데이터 네트워크가 형성됨과 동시에, 표준 전화 서비스가 또한 제공된다. 전화세트(65a)는 '전화' 포트(도 3의 포트(35))를 통해 (PSTN(61)에 연결되기 위해) 선로(62)에 연결된다. 이와 유사하게, 전화세트(65c 및 65d)는 OFDM 모뎀(60a 및 30a)에 각각 연결됨으로써, (각각의 아웃렛(63) 및 선로(62)를 통해) PSTN(61)에 연결된다. 전화세트(65b)는 (케이블(74c) 및 플러그/잭(64c)을 통해) 아웃렛(63c)에 직접 연결된다. 그러한 경우에, 매체로써 동일한 전화선로를 사용하는 상이한 신호로의 간섭 또는 신호로부터의 간섭을 피하기 위해, LPF(34) (일명, 마이크로-필터)의 사용이 추천된다.

컴퓨터(66a 및 66b)가 (인터넷과 같은) 외부 네트워크에 연결할 수 있게 하기 위해, (광대역이든 협대역이든) 외부 네트워크에 연결된 디바이스는 DOCSIS 기반 케이블 모뎀, ADSL 모뎀, (WiMax와 같은) 무선 모뎀 등을 일반적으로 채용하고, 이것은 예일 뿐, 이에 제한되지 않는다. 그러한 디바이스는 임의의 OFDM 모뎀의 '데이터' 포트에 연결되어야 하므로, 빌딩을 통해 연결된 데이터 유닛에 외부적 연결을 공유할 수 있게 한다. 일 예로, ADSL 모뎀(67)이 사용된다. 도시된 ADSL 모뎀은 (도 4에 도시된) ADSL 신호(42)에 연결하기 위해 케이블(74e)을 통해 전화 아웃렛(63a)에 연결되고, 표준 데이터 인터페이스(예컨대, USB, 10/100BaseT)를 제공 한다. 이 데이터 인터페이스는 OFDM 모뎀(30a)의 '데이터' 포트에 교대로 연결되어, 컴퓨터(66a 및 66b)가 형성된 네트워크를 통해 ADSL 연결을 공유하도록 한다. 마찬가지로, OFDM 모뎀(30a)은 케이블(74a)을 통해 전화 아웃렛(63a)으로 연결된다.

네트워크(75)는 모든 모뎀이 동일한 매체(전화선로(62))에 연결된 '버스' 토폴로지에 관해 서술되었으나, 두 모뎀이 선로 세그먼트의 끝단에 연결되어 있는 포인트-투-포인트 구조에서 더 좋은 통신성능(예컨대, 데이터 전송률)이 이루어질 수 있다. 그러한 구성은 새롭게 설치된 인프라스트럭처(예컨대, 새롭게 지어진 빌딩내의 구조화된 선로), 또는 MDU(Multiple Dwelling Unit), MTU(Multiple Tenant Unit), 및 MHU(Multiple Hospitality Unit)내에 존재할 수 있다. 상기 모든 경우에서, 선로 세그먼트는 각각의 선로 세그먼트가 리모트 사이트(예커대, 아파트)를 중심(예컨대, 베이스먼트)에 연결하는 '스타' 토폴리지에 있다.

그러한 토폴로지의 OFDM 모뎀의 어플리케이션이 도 7의 네트워크(70)와 같이 제한하지 않는 예로써 도시되어 있다. 네트워크(70)의 인프라스트럭처는 각각의 커넥터(64a 및 64b)를 통해 전화컨넥션을 허용하는 각각의 컨넥션 포인트(73a 및 73b)와 각각의 아웃렛(63a 및 63b) 사이에 연결된 (각각 단일 페어로 이루어진) 2개의 선로 세그먼트(72a 및 72b)를 포함하는 것으로 도시되어 있다. 동일한 선로 페어를 통해 전화신호 및 데이터 신호를 전송하기 위해, (모뎀(30) 또는 모뎀(60) 타입의) OFDM 모뎀이 각각의 선로 끝에 연결된다. OFDM 모뎀(60a)은 아웃렛(63a)을 통해 선로 세그먼트(72a)에 연결되고, 커넥션 포인트(73a)를 통해 선로 세그먼 트(72a)의 다른 끝에 연결된 OFDM 모뎀(30a)를 가진 선로 세그먼트(72a)를 통해 통신한다. 전화세트(65a)가 PSTN(61)에 연결되게 하는 전화신호는 더 낮은 대역을 통해, (ADSL DOCSIS 케이블 모뎀 또는 무선과 같은 임의의 연결을 통해) 인터넷(71)에 (임의의 데이터 유닛을 나타내는) 컴퓨터(66a)를 연결하고 구별되는 대역을 통해 전송되는 OFDM 신호와 함께 동시에 전송된다. 이와 유사하게, OFDM 모뎀(30c)는 아웃렛(63b)를 통해 선로 세그먼트(72b)에 연결되고, 커넥션 포인트(73b)를 통해 다른 끝에 연결된 OFDM 모뎀(30b)과 그 페어를 통해 통신한다. 전화세트(65b)가 PSTN(61)에 연결되게 하는 전화신호는 더 낮은 대역을 통해, (ADSL DOCSIS 케이블 모뎀 또는 무선과 같은 임의의 연결을 통해) 인터넷(71)에 (임의의 데이터 유닛을 나타내는) 컴퓨터(66b)를 연결하고 구별되는 대역을 통해 전송되는 OFDM 신호와 함께 동시에 전송된다.

아웃렛 내장형 모뎀.

(LAN 구조의 선로, 전기적 파워 아웃렛, 전화 아웃렛, 및 CATV 아웃렛을 포함한) 일반적인 아웃렛은 전형적으로 벽내부의 선로에 엑서스를 제공하는 목적을 단독으로 지원하는 와이어링 시스템 하우스 인프라스트럭처의 일부인 수동형 디바이스에 속한다. 그러나, 홈/사무실 네트워크의 일부로써 그것을 사용하기 위해, 그리고 표준 데이터통신 인터페이스를 전형적으로 제공하기 위해, 능동형 회로를 내장시키는 추세가 있다. 대부분의 경우에, 그 추가된 회로는 기본 수동적 연결 기능을 가진 아웃렛에 데이터 인터페이스 연결능력을 부가할 목적으로 설치된다.

전화 선로를 사용하여 전화통신 및 데이터 인터페이스 모두를 지원하는 아웃 렛이 Binder 등의 미국특허 제6,549,616호, 'Telephone outlet for implementing a local area network over telephone lines and a local area network using such outlets'에 개시되어 있다. 그러한 아웃렛은 U.S.A. MA Southborough의 'SercoNet,Inc.'로부터의 'NetHome™'시스템의 일부로써 사용가능하다.

다른 전화 아웃렛은 Dichter의 미국특허 제6,216,160호, 'Automatically configurable computer network'에 개시되어 있다. 아웃렛을 사용하는 CATV 동축케이블 상으로 홈 네트워킹하는 예는 Cohen등의 미국특허출원 2002/0194383, 'Cableran Networking over Coaxial Cables'에 개시되어 있다. 그러한 아웃렛은 Israel Jerusalem의 'TMT Ltd'로부터의 'HomeRAN™'의 일부로써 사용가능하다. 전화통신, 데이터, 및 엔터테인먼트 신호를 전송하는 선로에 결부되어 사용되는 아웃렛은 Alcock의 미국특허출원 2003/0099228, 'Local area and multimedia network using radio frequency and coaxial cable'에 개시되어 있다. 전력라인을 사용하는 결합된 데이터 및 전력을 사용하기 위한 아웃렛은 Schaeffer등의 미국특허출원 2003/0062990, 'Powerline bridge apparatus'에 개시되어 있다. 그러한 파워 아웃렛은 U.S.A. CA San Carlos의 'Asoka USA Corporation'의 'PlugLAN™'의 일부로써 사용가능하다.

액티브 아웃렛이 기본적인 서비스(예컨대, 전화, CATV, 및 파워)를 위해 사용되는 선로상에 형성된 네트워크에 관해 상술하었으나, 본 발명은 전용선로를 사용하는 네트워크내에 사용된 아웃렛에 동등하게 적용할 수 있음이 이해될 것이다. 그러한 경우에, 아웃렛 회로가 단일 데이터 연결 인터페이스의 기본적인 서비스를 넘어, 아웃렛에 추가적인 인터페이스를 제공하기 위해 사용된다. 제한하지 않는 예로써, 선로가 단일의 그러한 데이터 연결만 지원하는 복수의 데이터 인터페이스를 제공하기 위해 사용될 수 있다. 그러한 아웃렛의 예는 U.S.A. CA Santa-Clara의 '3Com™'에 '의해 생산되는 'Network Jack™' 제품군이 있다. 또한, 그러한 아웃렛은 Thompson의 미국특허 제6,108,331호, 'Single Medium Wiring Scheme Multiple Signal Distribution in Building and Access Port Therefor', 및 2003년 6월 19일에 공개된 McNamara등의 미국특허출원 2003/0112965, 'Active Wall Outlet'에 개시되어 있다.

상술된 아웃렛은 데이터 신호와 서비스 신호를 분리하기 위해 액티브 회로를 사용하지만, 또한 수동적 구현도 사용가능하다. 그러한 수동적인 아웃렛의 예는 Binder의 WO 02/25920, 'Telephone communication system and method over local area network wiring. 그러한 아웃렛은 U.S.A. TX College Station의 'QLynk Communication'으로부터의 'etherSPLIT™'의 일부로써 사용가능하다.

주지된 바와 같이, 데이터 통신(고주파수 대역)에서부터. 시스템(75)내의 아웃렛(63)에 연결된 케이블(74)은 '탭'으로 알려져 있다. LPF(34)내에서 터미네이티된 케이블(74c)은 '오픈 탭' 또는 '브릿지된 탭'으로 간주된다. ADSL 대역을 터미네이팅하는 케이블(74e)도 마찬가지이나, 더 높은 주파수을 위해 열려있다. (제한하지 않는 예로써) 케이블(74b)은 적절한 터미네이션이 OFDM 모뎀(60a)의 부분일 것으로 기대되므로 '터미네이티드 탭'으로 간주된다. 일반적인 탭 및 특히 터미네이팅되지 않은 탭은 임의의 유선 통신 시스템에 있어서 주요 장애로 간주된다. 반 사는 탭포인트 및 오픈탭의 끝에서 발생되고, 적합한 주파수에서 '노치' 패턴을 일으킨다. 이러한 특성이 스펙트럼의 일부를 사용하지 못하게 한다. 그래서, 탭은 통신성능을 더 저하시키고, 그러므로 탭을 가능한 많이 제거하는 것이 요구된다.

일반적인 무선 시스템 및 특히 WLAN 시스템은 PDA(개인 휴대 정보 단말기), 셀룰러 폰, 원격 컨트롤러, 및 랩탑 컴퓨터와 같은 이동 디바이스 및 휴대용 디바이스와 연관된다. 이동성 및 휴대성을 위해서는, 무선 컴포넌트의 무게와 크기가 중요하다. 그래서, 무선 컴포넌트를 가능한 작게 만들기 위해 통합화와 소형화 노력에 많은 자원이 할당된다. 벤더들은 최소한의 세트의 칩과 주변장치에 더 많은 기능을 통합하는데 점차 초점을 맞추고 있다. 그래서, 무선 컴포넌트의 작은 치수는 무선 컴포넌트가 아웃렛과 같은 작은 엔클로저 내부에 수용되기에 매우 적절하게 한다.

본 발명의 하나 이상의 실시예에서, OFDM 모뎀은 전화 아웃렛 내부에 (부분적으로 또는 완전히) 통합된다. 상술된 종래기술에 서술된 모든 장점을 제공함은 물론, 그러한 구성은 장애를 일으키는 탭을 제거하여, 통신 성능을 개선한다. 제한하지 않는 예로서, OFDM 모뎀의 경우에, 기능은 아웃렛(63d)내에 통합되어, 케이블(64d)의 길이는 실제로 0이 되어, 실질적으로 탭을 제거한다.

OFDM 모뎀 기능을 통합한 그러한 아웃렛의 도면이 도 8의 아웃렛(80)으로 도시되어 있다. 전화선로 커넥터(36)는 전화 아웃렛에 선로를 연결하는 일반적인 방법으로 선로에 연결되기 위해 (벽과 마주한) 아웃렛의 후면에 있다. (방과 마주한) 아웃렛(80)의 전면은 10/100BaseT 인터페이스를 위한 RJ-45로 도시된 커넥 터(33)를 포함한다. 전화 커넥터(35a)는 표준 전화 커넥터 RJ-11 잭과 같이 도시되어 있다. 또한, 제2커넥터(35b)는 다수의 전화세트에 연결을 허용하기 위해 사용될 수 있다. 또한, 아웃렛(80)은 표시기(81a 및 81b, LEDs)는 전력 사용가능성, (이더넷 시스템내의 링크 신호와 같은) 통신 상태, 통신 성능 등과 같은 바람직한 작동을 나타내기 위해 사용될 수 있다.

상술된 아웃렛(80)은 완전하고 셀프-컨테인드(self-contained) 디바이스이다. 그래서, 보통의 패시브 단순 아웃렛을 대신하여 새로운 건물에 쉽게 설치될 수 있다. 그러나, 그러한 솔루션은 기존 선로시스템을 개조하는 경우에 적절하지 못하다. 대부분의 경우에, 임의의 그러한 수정은 기존 아웃렛을 해체해야 하고, 개선된 피처를 가진 새로운 아웃렛을 설치해야 한다. 그러한 작업은 번거롭고, 비싸고, 종종 전문적인 기술을 필요로 한다. 또한, (전력선 및 전화선 내부와 같은) 유해한 전압을 다룰때 안전을 위해서, 로컬 규정은 검증된 사람만이 선로를 다루도록 할 수 있어, 두-잇-유어셀프 접근에 비해 비싸고, 번거롭다.

또한, 기술과 환경이 변할때, 제시간에 아웃렛의 기능, 피처, 특징을 업그레이트, 수정, 변경하기 위한 필요성이 증가할 것이다. 예를 들어, 데이터 인터페이스는 새로운 표준으로 상호연결하기 위해 업그레이드될 필요가 있을 수 있다. 다른 예로서, 회로는 더 높은 대역폭을 지원하기 위해 업그레이드될 필요가 있을 수 있다. 이와 유사하게, 관리 및 서비스품질(QoS) 기능이 도입되거나 업그레이드될 필요가 있을 수 있다. 또 다른 예로서, 추가적인 기능과 인터페이스가 추가될 필요가 있을 수 있다. 기존의 아웃렛을 교체할 때 완전한 셀프-컨테인드 아웃렛을 사용하는 것은 또한 상술한 단점을 포함한다.

기존 아웃렛에 추가기능에 대한 일 접근은 플러그인 모듈을 사용하는 것이다. 전력선 통신에 사용하기 위한 그러한 플러그인 모듈은 Smart등의 미국특허출원 2002/0039388, 'High data-rate powerline network system and method', Walbeck등의 미국특허출원 2002/0060617, 'Modular power line network adaptor', 및 Schaeffer, JR등의 미국특허출원 2003/0062990, 'Powerline bridge apparatus'에 개시되어 있다.

HomePlug™ 기술을 사용하는 그러한 모듈은 U.S.A. CA San Carlos의 'Asoka USA Corporation'에 의한 'PlugLink™' 제품의 일부와 같은 그러한 다수의 소스로부터 사용가능하다. 그러나, 그러한 플러그인 모듈은 전력 아웃렛에 관해서만 공지되어 있고, 전화 아웃렛 또는 CATV 아웃렛에는 사용가능하지 못하다.

본 발명의 하나 이상의 실시예에 따른 플러그인 모듈이 도 9의 모듈(90)으로 도시되어 있다. 모듈(90)은 상술된 아웃렛(80)을 기반으로 한다. 그러나, 그 아웃렛과는 달리, 모듈(90)은 전화 아웃렛(91)의 RJ-11 잭(93)으로 플러그되는 RJ-11 플러그를 갖추고 있어, 교체나 수정이 필요하지 않다. 연결의 기계적인 보호를 위해, 모듈(90)은 각각 아웃렛(91)의 표면(92a 및 92b)에 래칭되고 표면을 누르는 2개의 슬라이드가능한 측면(94a 및 94b)을 포함한다. 이러한 방법으로, 모듈(90)은 선로에 전기적으로 연결되고, 아웃렛(91)에 기계적으로 부착되고, 특별한 기술이나 도구가 필요하지 않다. 전화 커넥터(35a 및 35b)를 통해 POTS 서비스는 완전히 유지된다.

무선 포트.

상술된 OFDM 모뎀(30 및 60)은 모두 2개의 유선 포트, 즉, 데이터 유닛 포트(33) 및 전화선로 포트(36)를 제공하고, 이들 포트 사이에서 신호를 변환하는 기능을 한다. 또한, 무선 포트의 추가는 OFDM 모뎀이 무선 매체를 통해 데이터 유닛과 네트워킹하는 것을 가능하게 한다.

무선 포트로써 안테나(22)를 포함한 그러한 OFDM 모뎀(100)이 도 10에 도시되어 있다. 일반적으로, 그러한 모뎀(100)은 도 1 및 3에 관하여 상술된 바와 같이 각각의 WLAN 유닛(10) 및 OFDM 모뎀(30)의 조합으로써 간주될 수 있다. 도시된 모뎀(100)은 WLAN 유닛(10)의 모든 기능을 포함하고, WLAN 유닛과 같이 기능할 수 있다. 그러나, RF 신호는 공유 디바이스(101)에 의해 RF-IF 컨버터(16)와 TX/RX 스위치(19) 사이에 연결된다. 또한 그리하여, OFDM 모뎀(30)에 관하여 상술한 바와 유사하게, RF 신호는 업/다운 컨버터(31) 및 HPF(32)를 통해 전화선로 커넥터(36)에 연결된다. 이와 유사하게, 전화 세트는 커넥터(35) 및 LPF(34)를 통해 연결될 수 있다.

공유 디바이스(101)는 3개의 RF 신호를 공유하기 위한 기능을 가진 3개의 포트를 가진 디바이스로, 그 포트 중 임의의 하나의 포트에서 수신된 RF 신호는 다른 2개의 포트에 의해서 복제되고 쉐어링된다. 한 RF신호는 안테나(22)를 통한 무선 라디오 통신에 관한 것이고, 두번째 RF신호는 커넥터(36)를 통한 전화선로로 전송된 신호에 관한 것이며, 세번째 RF신호는 데이터 포트(33)에 관한 것이다.

그러한 구성에서, OFDM 모뎀(100)은 3개의 포트: 안테나(22)를 통한 무선 포 트; 커넥터(33)를 통한 무선 데이터 유닛 포트; 및 무선 전화선로 커넥터(36);를 통해 통신한다. 포트(33)를 통해 연결된 데이터 유닛으로부터 수신된 (이더넷 패킷과 같은) 데이터 패킷은 RF-IF 컨버터(16) 포트에서 OFDM RF 신호로 변환될 것이고, 그 다음 업/다운 컨버터(31)에 의해서 베이스밴드 신호로 다운 변환된 후에, 쉐어링 디바이스(101)를 통해 피딩되고, (모뎀(30)에 대해 상술된 바와 같이)HPF(32)를 통과하고, OTA(over the air)로 전송되기 위해 안테나(22)로 (쉐어링 디바이스(101)에 의해 병렬로 연결된다. 이와 유사하게, 안테나(22)에서 수신된 OFDM RF 신호는 공유 디바이스(101)를 통해 아날로그 베이스밴드 폼의 전화선로 포트(36) 및 디지털 패킷과 같은 데이터 유닛 포트(33) 모두에 피딩된다. 전화선로 포트를 통해 수신된 베이스밴드 신호는 RF로 변환되고, 포트(33)에서 디지털 폼의 패킷으로 인코딩되고 변환되는 다운 주파수가 되는 것과 병렬로, 안테나(22)를 통해 전송된다. 일부의 경우에, RF신호는 안테나(22) 및 (포트(36)을 통한) 전화선로 모두로부터 수신될 수 있다. 무선 시스템은 스루-에어-다중경로 현상을 다룰 수 있기 때문에, 전화선로 채널을 통해 수신된 신호는 다른 신호 경로로써 인식되어야 하므로 베이스밴드 프로세서(18)에 의해 처리된다.

3포트의 모뎀(100)은 공유 디바이스(101)에 의해 3개의 RF신호를 공유함이 도시되어 있다. 하나 이상의 본 발명의 실시예에서, 공유 기능은 베이스밴드(또는 IF) 주파수 스펙트럼에서 수행된다. 그러한 모뎀(105)이 도 10a에 도시되어 있다. 모뎀(100)과 유사하게, 3개의 포트는 2개의 유선포트, 및 하나의 무선 포트를 지원한다. 그러나, 모뎀(100)과 대조적으로, 공유 디바이스(106)는 3개의 베이스밴드 신호: RF-IF 컨버터(16)를 통한 안테나(22)에 연결된 신호, 라인 인터페이스(76)를 통한 전화선로 신호, 및 베이스밴드 프로세서(18)를 통한 데이터 유닛 관련 신호를 공유한다. 그러한 구성의 일 장점은 모뎀(100) 구성에서 2개의 컨버터를 사용한 것에 비해, 단일 업/다운 컨버터(16)를 사용한다는 것이다.

OFDM 모뎀(30 및 60)에 관해 상술한 바와 유사하게, 모뎀(100 및 105)에 장착된 무선 포트는 전화 아웃렛 또는 스냅 온 모듈 내부에 동일하게 포함될 수 있다. 전화 아웃렛(91)에 부착된 그러한 스냅온 모듈(110)이 도 11에 도시되어 있다. 모듈(110)은 도 9에 도시된 모둘(90)과 유사하지만, 스냅-피트 컨넥션에 의하지 않고, 나사(111a 및 111b)를 사용하여 아웃렛에 부착된다는 것이 대조적이다. 다른 기계적인 부착수단이 동등하게 채용될 수 있음을 주지해야 한다. 모듈(90)에 대해 도시된 무선 포트와 더불어, 부가적인 OTA 무선 포트로서 역할하는 안테나(22)가 도시되어 있다.

OFDM 모뎀(100)에 장착된 무선 포트를 사용하는 네트워크(120)가 도 12에 도시되어 있다. OFDM 모뎀(105)은 동등하게 채용될 수 있다. 네트워크(120)는 도 6b에 도시된 네트워크(75)를 기반으로 하고, OFDM 모뎀(100a)은 OFDM 모뎀(30b)를대체하고, 그러므로 네트워크에 무선 포트(22a)가 도입된다. 컴퓨터(66a) 및 전화 유닛(65a)는 이전과 같은 유사한 방법으로 OFDM 모뎀(100a)에 연결된다. 추가적인 포트(22a)는 랩탑 컴퓨터(66c)가 안테나(22b)를 포함하는 무선 브릿지(121a)에 연결될 수 있도록 한다. 이와 유사하게, 무선 클라이언트 기능부(121a)는 컴퓨터(66c)내에 설치될 수 있다. 표준 IEEE802.11g에 따른 무선 링크는 브릿지(121a) 및 모뎀(100a)사이에 이루어질 수 있고, 그러므로 컴퓨터(66c)는 컴퓨터(66a)에 연결됨은 물론 전화선로(62)에 연결된 다른 데이터 유닛으로 네트워크를 사용가능하다.

단일 모뎀(100 또는 105)이 네트워크(120)의 일부이지만, 전제로 각각 상이한 영역을 커버하고, 그러므로 실제 무선 커버리지를 확장시키는 수의 그러한 모뎀이 사용될 수 있음을 이해해야 한다. 또한, 그러한 네트워크(120)는 (OFDM 모뎀의 데이터 포트로의 연결에 의한) 선로를 통해, 또는(무선 포트를 통해) 무선으로 데이터 유닛을 추가하는 유연성을 사용자에게 제공한다.

일부의 경우에, 무선 포트만 필요할 수 있고, 그러므로 구속된 데이터 유닛 연결이 제거될 수 있다. 본 발명의 하나 이상의 실시예에 따른, 무선 포트만 지원하는 무선 어댑터(130)가 도 13에 도시되어 있다.

도 10에 (베이스밴드 프로세서(18), MAC레이어 프로세서(13), 및 PHY(12)와 같은) 모뎀(100)에 대해 서술된 기능과 연관된 데이터 유닛 포트(33)는 생략된다. 수신 경로는 안테나(22), RF 필터(21) 및 TX/RX 스위치(19)를 포함한다. 수신된 RF 신호는 업/다운 컨버터(31)에 의해 주파수가 다운시프팅되고, 커넥터(36) 및 HPF(32)를 통해 전화선로로 피딩된다. 이와 유사하게, 전화선로에 의해 전송된 임의의 OFDM 신호는 수신되어 RF신호로 업 컨버팅되고, 그 후 안테나(22)에 피딩된다. 전화세트는 커넥터(35) 및 LPF(34)를 통해 전화선로에 연결된다.

무선 어댑터(130)를 채용한 네트워크(140)가 도 14에 도시되어 있다. 무선 어댑터(130a 및 130b)는 아웃렛(63d 및 63b)에 각각 연결되고, 안테나(22a 및 22b) 를 각각 채용한다. 컴퓨터(66c)는 그 어댑터의 안테나(22a)를 통해 어댑터(130a)와 통신하는 안테나(22b) 및 무선 브릿지(121a)를 통해 전화선로(62)에 무선으로 연결된다 이와 유사하게, 컴퓨터(66d)는 그 어댑터의 안테나(22c)를 통해 어댑터(130b)와 통신하는 안테나(22d) 및 무선 브릿지(121b)를 통해 전화선로(62)에 무선으로 연결된다. 이러한 구성에서, 컴퓨터(66c 및 66d)는 각각의 어댑터(130a 및 130b)를 통해 전화선로(62)를 통해 통신한다. 그러한 시스템에서, 전화선로(62) 및 어댑터(130)는 리피터로써 역할하고, 그러므로 직접적으로 무선으로 통신할 수 없는 유닛간의 통신을 가능하게 한다. 그 선로의 더 낮은 주파수 대역이 PSTN(61)과 전화(65a, 65b, 65c, 및 65d)사이에 전화신호를 전송하기 위해 동시에 사용된다. 전화세트(65a 및 65c)는 어댑터(130a 및 130b)를 통해 각각 연결된다. 전화세트(65c 및 65d)는 LPF(34a 및 34d)를 통해 선로(62)에 각각 연결된다.

안테나(22b 및 22d)는 브릿지(121a 및 121b)사이에 직접적인 무선통신이 가능하도록 충분히 근접되어야 한다. 그러한 경우에, 대기중을 통해 형성된 경로(복수의 경로)와 함께, 전화선로 경로가 추가된다. 제한이 아닌 예로써, 브릿지(22d)는 무선으로(via the air) 브릿지(121a)에 의해 전송된 신호를 수신할 수 있다. 또한, 이 수신된 신호는 어댑터(130a)에 의해 수신되고, 베이스밴드로 변환되고, 전화선로 세그먼트(62d 및 62c)상으로 전송된다. 그 다음, 이 신호는 어댑터(130b)에 의해 추출되고, 업 프리퀀시 시프팅되어, 안테나(22c)를 통해 브릿지(121b)로 무선으로 전송되어, 추가적인 경로를 형성한다. 대부분의 무선 기술 및 특히 IEEE802.11g는 다수의 경로를 다루기 위해 잘 구성되어 있기 때문에, 이러 한 현상은 통신 성능을 감소시키지 않을 것이다.

본 발명이 '버스' 토폴리지 전화선로에 관해 서술되었으나, 모뎀 및 어댑터에 장착된 무선 포트가 포인트-투-포인트, '스타' 토폴리지 또는 임의의 그러한 조합의 토폴리지에서 동등하게 사용될 수 있음이 이해될 것이다.

본 발명이 전화선로상에서 사용하기 위해 특정 대역으로 시프팅된 단일 특정 채널 주파수에 관해 서술되었으나, 본 발명은 (그래프 20)에 도시된 바와 같이) 사용될 수 있고, (제한이 아닌 예로서 그래프 40의 곡선43에 도시된 바와 같이) 전화선로 상에서 임의의 사용가능한 주파수 대역에 위치될 수 있는 임의의 채널에 동등하게 적용할 수 있음이 이해될 것이다. 또한, 일부 제품은 데이터 레이트 성능을 개선하기 위해 다수의 채널을 사용하는 것, 뿐만 아니라, 압축과 같은 스루풋을 개선하기 위한 다른 기술을 사용하는 것이 현재 사용가능하다. 그러한 기술은 'Turbo-G', 'Dynamic Turbo', 'Super G' 및 다른 브랜드와 같이 때때로 공지되어 있다. 그러한 솔루선은 더 큰 베이스밴드 신호 대역폭을 사용하는 본 발명의 하나 이상의 일시예에서 동등하게 채용될 수 있다. 효과적으로 데이터 전송률을 개선하기 위한 예시한 기술은 본 명세서에 참조로써 합치된 'Super G Maximizing Wireless Performance'라는 제목의 'Atheros Communication White Paper'에 서술되어 있다.

본 발명이 전화포트(35)를 지원하는 모뎀 및 어댑터에 관하여 서술되었으나, 본 발명은 전화선로가 전화(POTS) 신호를 전송하지 않는 경우에도 동등하게 적용가능함이 이해될 것이다. 그러한 경우에, 전화 커넥터(35), LPF(34)는 생략될 수 있 고, HPF(32)는 생략될 수 있고, 바이패스된다. 또한, 그러한 구성은 베이스밴드 신호를 전송하기 위한 임의의 타입의 전용선로에 적용될 수 있고, 전화선로의 임의의 타입에 한정되지 않는다.

본 발명을 따른 하나 이상의 실시예에서, 다른 사용선로가 서비스 신호의 전송에 사용된다. 예를 들어, 전력선은 본 발명의 하나 이상의 실시예에 따라 AC 파워 신호 및 OFDM 신호를 모두 전송하기 위해 사용될 수 있다. 그러한 경우에, HPF(32)는 AC 신호 및 그와 연관된 잡음을 전송하는 낮은 주파수 대역(즉, 북아메리카에서 60Hz 및 유럽에서 50Hz)을 필터링하여 제거하는 HPF로 대체될 수 있다. 또한 이와 유사하게, 모뎀이 AC 파워 연결을 제공하기 위해 필요한 경우에, 전화 커넥터(35)는 파워드 어플리언스(powered appliances)를 연결하기 위해 적합한 2 또는 3개의 프롱(prong)의 파워잭으로 대체되어야 하고, 전화지향 LPF(34)는 50/60Hz를 통과시키는 LPF에 의해 대체되어야 한다. 또한, 전화 아웃렛 및 전화 아웃렛 스냅온 모듈 내부에 모뎀을 수용하는 것에 대하여 상술한 바와 유사하게, 전력라인 OFDM 모뎀은 AC 파워 아웃렛 및 스냅온 모듈 각각의 내부에 검증된 방법으로 수정되어 동등하게 포함될 수 있다.

본 발명에 따른 하나 이상의 실시예에서, OFDM 베이스밴드 신호는 CATV 서비스 신호를 전송하는 CATV 케이블링상으로 전송된다. 하나 이상의 실시예에서, 이 베이스밴드 신호는 CATV 신호를 전송하기 위해 사용되지 않는 대역상에(예컨대, 일부 구현에서 750MHz상에) 채용될 수 있다. CATV 아날로그 비디오 채널은 통상적으로 각각 6MHz의 대역폭을 차지하여 전송된다. 그러한 경우에, 4개의 인접한 채널 의 할당은 전체 대역폭이 6×4=24MHz일 것이고, 22MHz의 OFDM 베이스밴드 신호를 수용할 수 있다. 그러한 경우에, 사용된 업/다운 컨버터(31)는, 예컨대, 로컬 오실레이터(54) 주파수를 요구된 값으로 튜닝함으로써,b할당된 대역폭으로 대역을 시프팅해야 한다. 이와 유사하게, 전화 커넥터(35)를 대체하는 RF 커넥터(BNC 또는 F-타입)를 통해 연결되기 위해, HPF(32)는 할당된 24MHz를 통과시키는 BPF로 대체되어야 하고, LPF(34)는 OFDM 신호를 차단하고, CATV 채널을 통과시키는 BSF로 대체되어야 한다.

임의의 타입의 사용선로와 함께 사용되기 위한 일반적인 OFDM 모뎀(30)의 제한없는 예가 도 15의 모뎀(150)으로 도시되어 있다. 커넥터(151)는 적합한 사용선로에 연결가능하고, 전화 커넥터(36, 예컨대, RJ-11 플러그), 또는 CATV의 경우에 RF 커넥터, 그리고 전력라인의 경우에 AC 파워 플러그와 같은, 특별한 적합한 전용 커넥터를 나타낸다. 이와 유사하게, 서비스 커넥터(152)는 각각 전화, CATV, 및AC 파워 선로를 사용할 때, 전화 커넥터(35), RF 커넥터, AC 파워 잭과 같은 적합한 서비스 신호 커넥터를 나타낸다. 서비스/데이터 스플리터/결합기(153)는 서비스 커넥터(152)로 서비스 신호를 패스하고, 업/다운 컨버터 블럭(37)으로 OFDM 베이스밴드 신호를 연결하고, 두 신호 사이에 간섭을 피하기 위한 기능을 한다. 전화통신의 경우에, 스플리터/결합기(153)의 기능은 LPF(34) 및 HPF(32)에 의해 제공된다. 이와 유사하게, LPF 및 HPF는 AC 파워신호를 연결하고/중단하기 위해 전력라인 어플리케이션에 사용된다. CATV 선로상에서의 사용을 위해 BPF 및 BSP가 상술된 바와 같이 사용된다.

파워링

본 발명에 따른 대부분의 실시예에서, OFDM 모뎀(또는 무선 어댑터)은 (업/다운 컨버터(31)와 같은) 액티브 컴포넌트를 포함하고, 전력이 공급될 필요가 있다. 로컬 피딩, 선로를 통한 파워, 및 인터페이스 모듈을 통한 제한하지 않는 3가지의 파워링 스킴이 아래에 서술된다. 이 파워링 스킴은 아웃렛 내부에 설치되고, 스냅-온 아웃렛 모듈 또는 데이터 유닛의 일부의 내부에 둘러싸인, 아웃렛 내부에 수용된, 스탠드얼론 엔클로저가 있는 모뎀/어댑터에 적용한다.

로컬 피딩 .

이러한 구현에 있어서, 이 모듈은 모듈의 액티브 컴포넌트에 전력을 공급하기 위해 외부 전원에 연결된다. 일반적인 작은 AC/DC 컨버터는 전용의 전력연결을 통해 모뎀/어댑터에 연결된다.

파워 어댑터는 내부의 필요에 외부적 전력을 어댑팅하기 위해, 모뎀/어댑터 내에서 사용될 수 있다. 그러한 어댑터는 (퓨즈 또는 전류 리미팅과 같은) 보호 회로, 규정 및 잡음 필터링, 뿐만 아니라 공지된 다른 기능에 요구되는 특정 전압으로 어댑팅하기 위한 (DC-투-DC 컨버터와 같은) 전압변환을 포함한다.

선로를 통한 전력.

본 발명에 따른 하나 이상의 실시예에서, OFDM 모뎀(또는 무선 어댑터)은 그 모듈이 연결된 선로를 통해 전달되는 전력에 의해 피딩된다. 이 전력은 구분된 도체를 통해 전달될 수 있다. 이러한 경우에, (36 또는 151과 같은) 동일한 선로 커넥터가 구분된 핀을 사용하는 전력 전송 도체에 연결하기 위해 사용될 수 있다.

하나 이상의 바람직한 실시예에서, 이 전력은 데이터 네트워크 신호 및/또는 기본 서비스 신호를 전송하는 선로를 통해 동시에 전송된다. 그러한 메카니즘의 구현은 기본 서비스가 AC 전력일 때는 특별한 것이 아니다. 그러한 경우에, 전력은 AC/DC 컨버터 및 LPF 필터를 통해 전송된 AC 전력신호로부터 추출된다.

또한, 이와 유사하게, IEEE802.3af하에서 표준화된 그리고 이더넷(PoE)상의 전력(일명, LAN상의 전력)과 같이, 최근에 공지된 기술은 팬텀 메카니즘을 사용하여 LAN 선로를 통해 전력을 전송하기 위한 방법을 서술하는 Lehr 등의 미국특허 제6,473,609, "Structure Cabling System"에 설명되어 있다. 그러한 기술은 물론, 다른 기술이 (CAT.5와 같은) 적합한 케이블링이 유선 매체로써 사용된 경우에, 상술된 임의의 모뎀/어댑터에 전력을 공급하기 위해 사용될 수 있다. 제한하지 않는 예로써, 전력신호를 위해 상이한 스펙트럼을 사용하는 경우에, 필터가 사용되어야 한다. 팬텀 타입의 피딩의 경우에, 공지된 바와 같이 2개의 변압기가 필요하다.

발전된 최근의 기술은 동일한 선로 인프라구조를 통해 전력 및 기본 서비스(및 데이터)를 동시에 전송하게 한다. Rabenko 등의 미국공개특허 2002/0003873, "System and method for providing power over a home phone line network"는 다른 신호에 의해 사용되지 않는 스펙트럼의 일부를 사용함으로써, 전화통화 및 데이터를 동시에 전송하는 전화선로를 통해 AC 전력을 전송하는 것을 알려준다. 그러한 기술은 본 발명에 따른 모뎀 또는 어댑터에 전력을 공급하기 위해 사용될 수 있다. 제한하지 않는 예로써, 50KHz의 사인파 전력신호를 사용하는 AC 전력이 사용될 수 있다. 그래프(40)에 도시된 바와 같이, 50KHz 신호는 할당되지 않은 주파수 대역 에 있고, 그러므로 동일한 전화선 페어를 통해 다른 신호를 간섭하지 않거나 최소화하여, 전력을 분배하기 위해 사용될 수 있다.

비전력 전용선로를 통해 전력을 전송하는 것에 속하는 대부분의 종전 시스템에서(예컨대, 전력라인), 전송된 전력의 총량은 그 선로 내에서의 전력손실로 인한, 또는 동일 선로를 통해 전송되는 다른 신호에의 최소한의 간섭을 보장하는 안전 법규 및 제한으로 인해 제한된다. 예를 들면, 전화라인을 통해 전송되는 전력은 안전 제한으로 인해 60VDC를 초과할 수 없고, 동축선로(예컨대, CATV)를 통해 전송되는 전력은 특성을 전송하는 신호를 열화시킨다.

일반적인 무선 시스템, 및 특히 WLAN 시스템은 PDA, 셀룰러 폰, 리모콘, 및 랩탑 컴퓨터와 같은 이동 디바이스 및 휴대용 디바이스와 연관된다. 배터리로 동작되는 경우에, 무선 컴포넌트의 전력소비는 중요하다. 그와 같은, 많은 리소스는 무선 컴포넌트가 매우 낮은 전력을 소모하도록 하기 위해 할당되고, 임의의 무선 컴포넌트의 전력소비는 무선 컴포넌트의 주요 특성 중 하나로 여겨진다. 이러한 접근은 본 명세서에 참조로써 합치된 "Low Power Advantage of 802.11a/g vs. 802.11b"라는 제목의 'Texas Instrument White Paper'에 예시를 위해 설명된다. 그러므로, 무선 컴포넌트의 낮은 전력 특성은 무선 컴포넌트가 선로 스킴, 및 임의의 비-로컬 피딩 시나리오 상으로 임의의 전력에서 사용되기에 적합하게 한다.

OFDM 신호를 전송하는 동일 선로를 통해 전력을 전송하는 추가적인 이점은 OFDM 신호의 고급 특성에 관한 것이다. 공지된 단일 반송파 변조는 전체 데이터 전송률에 대하여 전체 스펙트럼을 사용하고(단일 'bin' 어프로치), 단일 주파수 잡 음 및 백색잡음에 모두 크게 영향을 받을 수 있다. 이와 대조적으로, OFDM은 각각 데이터의 일부를 전송하는 다수의 'bins'을 사용하고, 그러므로, 백색 잡음 또는 협대역 노이즈 모두에 의해 덜 손상된다. 파워 서플라이는 (PWM 기반 서플라이의 경우에) PWM 주파수의 하모니즈(harmonies)와 같은, 특정 주파수에서 특히 잡음에 영향을 받음이 공지되어 있다. 또한, 파워 서플라이 및 부하에 유선 매체를 연결하는 선로는 안테나와 같은 역할을 하고, 주변환경으로부터 잡음을 수신한다. OFDM은 훨씬 더 견고하기 때문에, 상술된 효과가 덜 심각하고, 더 좋은 성능을 허락하여, 복잡하고 비싼 필터에 대한 필요성을 감소시킨다.

또한, 상술된 네트워크는 동작되는 배터리가 있고, 그러므로, 정전의 경우에서도 동작가능한, 무선 클라이언트(STAs)를 지원하기 위해 사용되고, 그러한 경우에 네트워크 동작을 계속하도록 하는 선로 상으로 전력을 전송한다. 전력은 전형적으로 중앙 백업 파워소스(예컨대, UPS-Uninterruptible Power Supply)로부터 공급되고, 유선 매체를 통해 정전의 경우에도 네트워크의 동작을 계속하도록 한다.

전화선을 통해 전력 공급이 가능한 OFDM 모뎀(160)의 제한없는 예가 도 16에 도시되어 있다. OFDM 모뎀(160)은 (도 3에 기능적으로 도시된) 모뎀(30), 및 추가 전력 추출 및 피딩 기능부를 포함한다. 모뎀(30)과 유사한 방법으로, OFDM 모뎀(160)은 전화 커넥터(36)를 통해 전화선로에 연결된다. 50KHz의 전력신호만 통과시키도록 최적화된 BPF(162)는 전력 신호를 추출하고, OFDM 모뎀(30)에 의해 통상적으로 요구되는 5VDC, 및 3.3 VDC와 같은 다양한 DC 레벨로 변환하는 AC/DC 파워 서플라이(161)에 피딩한다. 신호와 관련된 비전력 신호(전화통신, ADSL 및 OFDM 대역)는 (예컨대, 50KHz 노치필터로 구현된) BSF(163, Band Stop Filter)를 통해 OFDM 모뎀(30)의 유선 포트로 통과된다. 도 3의(33) 및 (35)로써 도시된 OFDM 모뎀(30)의 데이터 및 통신 포트는 각각 모뎀(160) 데이터 포트(164) 및 전화포트(165)를 나타낸다. 그러므로, OFDM 모뎀(160)은 모든 OFDM 모뎀(30)의 기능을 구현하고, 전화선로를 통해 전송된 전력신호에 의해 전력을 공급받을 수 있는 기능이 추가된다.

BPF(162) 및 BSF(163)는 파워/신호 스플리터/결합기(166)를 구성한다. 전력이 다른 방법으로 전송된 경우에, 이 기능블럭(166)은 선로를 통해 전송된 파워 및 다른 신호를 분기/결합하기 위해 알맞게 조정되어야 한다.

전화선로상의 AC 파워를 채용하는 네트워크(170)가 도 17에 도시되어 있고, 도 6b를 참조하여 상술된 네트워크(75)를 기반으로 한다. 네트워크(75)의 OFDM 모뎀(30b 및 60a)은 각각 전화선로를 통해 파워를 공급받을 수 있는 능력이 부가된 동일한 기능성을 포함하는 전화선로로 AC 파워를 공급받는 모뎀(160b 및 160a)으로 각각 대체된다. 50KHz의 파워신호는 아웃렛(63c)의 커넥터(64c)를 통해 전화선로(62)에 연결되고, 동일선로(62)를 통해 전송된 다른 신호의 간섭을 피하기 위해 BPF(162)를 통과하는 50KHz AC 파워 서플라이(171)를 통해 선로로 피딩된다. OFDM 모뎀(30a)은 아웃렛(63a)에 연결되어 사용되므로, 로컬 파워링에 사용한다.

연결된 어플리언스를 통한 파워링 .

또한, 상술된 바와 같이, 일부 데이터 인터페이스 표준은 그 인터페이스를 통해 파워를 전송한다. 제한하지 않는 예로써, 모듈이 USB 호스트 유닛에 연결된 경우에, USB 인터페이스는 모듈에 전력을 공급한다. 데이터 포트(33)가 상술된 바와 같이 PoE 테크놀로지를 구현하는 이더넷 포트일 때에도 동일하게 적용된다.

본 발명이 단일 파워 소스에 관하여 서술하였으나, 리던던시(redundancy) 또는 부하 공유(load sharing)를 위해 다수의 전력 소스가 사용된 경우에도 동일하게 적용될 수 있음이 이해될 것이다.

일반.

본 발명은 OFDM 신호가 전화선로(또는 임의의 다른 사용선로 또는 전용선로 LAN)를 통해 전송되는 구성에 관해 서술되었으나, 본 발명은 (DSSS 또는 FHSS를 사용하는) 임의의 다른 확산 스펙트럼 신호처리에 동일하게 적용할 수 있음이 이해될 것이다. 제한하지 않는 예로써, DMT(Discrete MultiTone) 및 CDMA(코드 분할 다중 접속)와 같은 임의의 다중 반송파 변조 기술이 사용될 수 있다. 본 명세서에 사용된 용어'OFDM 모뎀'은 단지 예로써 고려된 것으로, 엄격하게 OFDM 기반 신호를 사용하도록 제한하는 것이 아니다.

본 발명은 표준 IEEE802.11g 기술, 신호, 컴포넌트를 사용하는 것에 관해 상술되었으나, 본 발명은 라이센싱되지 않는 대역 또는 라이센싱된 스펙트럼을 사용하는 확산 스펙트럼 또는 협대역을 구현하기 위해 단일 반송파 신호 또는 다중 반송파 신호를 사용하는 임의의 다른 무선 기반 기술에 동일하게 적용할 수 있음이 이해될 것이다.

그러한 기술은 (IEEE802.11b 또는 IEEE802.11a와 같은) IEEE802.11, ETSI HiperLAN/2, 또는 WLAN, 홈네트워킹, 또는 PAN(Personal Area Network)을 위해 사 용되는 임의의 기술일 수 있다. 제한하지 않는 일 예는 CCK 기반의 IEEE802.11b를 사용하는 것이다. 제한하지 않는 다른 예는 블루투스™, 지그비, UWB, HomeRF™이다. 또한, 셀룰러 기술(예컨대, GSM, GPRS, 2.5G, 3G, WMTS, DCS, PCS, 및 CDMA), 및 WiMax, WCDMA, 및 마이크로파 기반을 포함한 다른 고정 무선 기술과 같은 로컬 루프 지향 기술(WLL-Wireless Local loop)과 같은, WAN, 및 다른 무선 기술이 동등하게 사용될 수 있다. 이와 유사하게, 위성 기반 기술 및 컴포넌트가 동등하게 사용될 수 있다. 상술된 기술들이 모두 표준을 기반 기반으로 하지만, 전용의 그리고 비표준 기술이 본 발명에 따라 동등하게 사용될 수 있다. 또한, 본 발명은 빛(예컨대, 적외선) 또는 음파(예컨대, 초음파) 기반 통신 시스템과 같은 라디오 대역 밖의 대역을 기반으로 하는 무선 시스템이 사용되는 기술 및 컴포넌트를 사용하는데 동등하게 적용될 수 있다.

본 발명이 단일 무선 지향 신호가 (가용선로 또는 전용선로 LAN와 같은) 선로 매체를 통해 전송되는 구성에 관하여 서술되었으나, 본 발명은 다수의 그러한 신호가 FDM을 사용하여 전송되는 경우에도 동등하게 적용됨이 이해될 것이다. 예를 들어, 32-54Mb/s의 주파수 대역을 차지하고, 그러므로 도시된 신호와 오버래핑되지 않는 부가적인 IEEE802.11g 신호가 그래프(40)에 추가될 수 있다. 또한, 상이한 그러한 신호가 결합될 수 있고, 그러므로 동일한 무선 지향 신호에 제한되지 않는다.

본 발명이 유선 매체에 연결된 모든 모뎀에 의해 (IEEE802.11g와 같은) 동일한 무선 기술을 사용하는 네트워크에 관하여 서술되었으나, 본 발명은 상이하지만 상호작동가능한 신호를 채용하는 다른 실시예에 동등하게 적용됨이 이해될 것이다.

본 발명이 무선 MAC(13b), 베이스밴드 프로세서(18), 및 컨버터(16)를 포함하는, 완전한 무선 솔루션을 기반으로 하는 기존 컴포넌트를 사용하는 실시예에 관하여 서술되었으나, 본 발명은 이러한 구성요소 중 하나 이상이 사용된 다른 실시예에 동등하게 적용됨이 이해될 것이다. 제한하지 않는 예로서, 모든 물리 레이어 컴포넌트를 그대로 채용하고, MAC(13b)가 유선전용 MAC로 대체될 수 있다. 이와 유사하게, 강력한 무선 MAC(13b)는 그대로 사용하고, 다른 물리 레이어 컴포넌트가 사용될 수 있다. 또한, IF 또는 RF 폼, 대역과 같은 무선신호는 단지 시프팅된 주파수인 것으로 서술되었으나, 필터링과 같은 주파수 처리, 감쇄, 및 증폭과 같은 진폭/레벨 처리와 같은, 추가적인 프로세싱이 표준 무선신호 및 컴포넌트에 또한 적용될 수 있다. 그러한 프로세싱이 유선 매체에 더 좋은 어댑팅을 위해, 신뢰도를 개선하거나 비용을 줄이기 위해 보장될 수 있다.

본 발명이 무선신호 및 디지털 데이터를 전송하는 시스템에 관하여 설명되었으나, 본 발명은 무선신호가 아날로그 신호를 전송하기 위해 사용되는 다른 실시예에 동등하게 적용할 수 있음이 이해될 것이다. 제한하지 않는 일 예로서 무선 전화통신이 있다. 무선 전화는 ISM 대역을 사용하여 OTA로 전화(및 제어) 신호를 전송하는 것으로 주지되어 있다. 본 발명을 적용하여, 일반적으로 임의의 유선 매체를 통해, 특히 사용선로를 통해 신호를 전송할 수 있다. 전화선로를 통해 신호를 전송하는 경우에, 상기 장점은 커버리지가 확장되는 것과 같이 명백하다. 또한, 그러한 구성은 단일 전화 페어를 통해 다수의 전화신호를 전송할 수 있게 한다.

당업자들은 본 명세서에 개시된 실시예와 연관되어 설명된 다양한 도시적인 논리 블럭, 모듈, 및 회로가 전기적 하드웨어, 컴퓨터 소프트웨어, 또는 이들의 조합을 포함한 임의의 방법으로 구현될 수 있음이 이해될 것이다. 다양한 도시적인 컴포넌트, 블럭, 모듈, 회로가 일반적으로 그 기능에 대해 서술되었다. 전체 시스템상에 부과된 설계 제한 및 특정 어플리케이션에 따라 하드웨어 또는 소프트웨어로 그 기능이 구현될 수 있다. 숙련된 기술자들은 그러한 환경에서 하드웨어 및 소프트웨어가 상호치환 가능함을 알고 있고, 각각의 특정 어플리케이션에 대해 상술된 기능을 구현하는 최상의 방법을 알고 있다.

본 발명의 예시적인 실시예가 서술되었으나, 청구항의 범위를 제한하는 것으로 해석되지 않아야 한다. 당업자들은 서술된 실시예에 많은 변형이 있을 수 있음이 이해될 것이다. 또한, 다른분야의 사람들도, 본 발명이 다른 어플리케이션에 대한 다른 태스크 및 적용을 위한 솔루션으로 제안될 수 있음이 이해될 것이다. 따라서, 본 발명의 실시예는 상술한 설명이 아니라 본 발명의 범위를 나타내는 첨부된 청구항 작성에 있어서, 모든 관점에서 예시적이고 제한하지 않는 참고로써 간주된다.

본 발명이 바람직한 실시예 및 일반적으로 연관된 방법에 관해 서술되었으나, 발명자는 바람직한 실시예 및 방법의 변형과 치환이 본 도면과 명세서를 본 당업자들에게 명백해질 것으로 생각한다. 따라서, 바람직한 실시예의 상술된 설명과 요약이 본 발명을 정의하고 제한하는 것이 아니라, 청구항이 본 발명을 다양하게 정의한다.

Claims

빌딩내의 전화선 페어(62)를 통해 네트워크를 구성하기 위한 디바이스(60)로서, 상기 전화선 페어는 아날로그 전화 주파수 대역(41)에서 아날로그 전화신호를 동시에 전송하고, 상기 네트워크는 상기 아날로그 전화 주파수 대역보다 높고 아날로그 주파수 대역과 분리되어 있는 디지털 데이터 주파수 대역(43)에서 확산 스펙트럼 기반 디지털 데이터 신호를 동시에 전송하고, 상기 디바이스는

상기 전화선 페어에 연결가능한 제1전화 커넥터(36);

상기 디지털 데이터 주파수 대역의 신호만 통과시키기 위한 상기 제1전화 커넥터에 연결된 고역통과필터(32);

쌍방향 패킷기반 디지털 데이터통신을 행하기 위해 상기 전화선 페어를 통해, 상기 디지털 데이터 주파수 대역에서 제1디지털 데이터 신호를 처리하도록 구성되어 있는, 상기 고역통과필터에 연결된 모뎀(17, 37);

데이터 유닛에 연결가능한 데이터 커넥터(33); 및

상기 데이터 유닛과 쌍방향 패킷 기반 디지털 데이터통신을 위해 구성되어 있고, 상기 데이터 커넥터와 상기 모뎀 사이에 연결된 송수신기(12);를 포함하고,

상기 제1디지털 데이터 신호는 OFDM 변조된 또는 업/다운 주파수 변환된 무선 신호이거나, 또는 상기 모뎀은 적어도 무선 모뎀(14, 15)의 일부를 포함하는 것을 특징으로 하는 빌딩내의 전화선 페어를 통해 네트워크를 구성하기 위한 디바이스.
제 1 항에 있어서, 상기 디바이스는 상기 아날로그 전화신호를 아날로그 전화 유닛으로 연결하도록 구성되어 있고, 상기 디바이스는

상기 아날로그 전화 유닛에 연결가능한 제2전화 커넥터(35); 및

상기 아날로그 전화신호만 통과시키기 위해 상기 제1전화 커넥터와 제2전화 커넥터 사이에 연결된 저역통과필터(34);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 빌딩내의 전화선 페어를 통해 네트워크를 구성하기 위한 디바이스.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 모뎀은 무선 베이스밴드 프로세서; 무선 I/Q 변조기; 및 무선 RF-IF 컨버터; 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 빌딩내의 전화선 페어를 통해 네트워크를 구성하기 위한 디바이스.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 모뎀은 라디오 주파수 대역에서 신호를 송수신하기 위해 구성된 무선 모뎀(17); 및 상기 무선 모뎀에 연결되어 있고, 상기 라디오 주파수 대역으로부터 상기 디지털 데이터 주파수 대역으로 변환하기 위해 구성된 업/다운 컨버터(31)를 포함하는 것을 특징으로 하는 빌딩내의 전화선 페어를 통해 네트워크를 구성하기 위한 디바이스.
제 4 항에 있어서, 상기 업/다운 컨버터(50)는 헤테로다인 기반인 것을 특징으로 하는 빌딩내의 전화선 페어를 통해 네트워크를 구성하기 위한 디바이스.
제 4 항 또는 5 항에 있어서, 상기 무선 매체내의 상기 무선 라디오 주파수 대역에서 신호를 방출하고 수신하기 위한 안테나(22)를 더 포함하고,

상기 업/다운 컨버터(31)는 상기 안테나와 상기 고역통과필터 사이에 연결되어 있고, 상기 디지털 데이터 신호를 상기 라디오 주파수 대역으로부터 유선의 디지털 데이터 주파수 대역으로 전이시키도록 구성된 것을 특징으로 하는 빌딩내의 전화선 페어를 통해 네트워크를 구성하기 위한 디바이스.
제 1 항 내지 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1전화 커넥터, 상기 모뎀, 상기 데이터 커넥터, 및 상기 송수신기를 수용하는 단일 엔클로저를 더 포함하고, 상기 엔클로저는 벽에 부착가능하거나, 또는 전화 아웃렛 내에 통합되거나, 또는 전화 아웃렛에 전기적 및 기계적으로 부착 및 탈착이 가능한 것을 특징으로 하는 빌딩내의 전화선 페어를 통해 네트워크를 구성하기 위한 디바이스.
제 1 항 내지 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전화선 페어는 전력신호를 동시에 전송하고, 상기 디바이스는 상기 전력신호에 의해 전력을 얻기 위해 전화선 페어에 연결된 것을 특징으로 하는 빌딩내의 전화선 페어를 통해 네트워크를 구성하기 위한 디바이스.
제 1 항 내지 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 무선 신호는 IEEE802.11 표준 기반인 것을 특징으로 하는 빌딩내의 전화선 페어를 통해 네트워크를 구성하기 위한 디바이스.
제 1 항 내지 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 라디오 주파수 대역은 900MHz, 2.4GHz, 및 5.8GHz 중 하나인 라이센스 프리 대역인 것을 특징으로 하는 빌딩내의 전화선 페어를 통해 네트워크를 구성하기 위한 디바이스.
확산 스펙트럼 기반 디지털 데이터 신호를 사용하는 빌딩내의 전화선로를 통해 제1 및 제2디지털 데이터 유닛(66a, 66b) 사이에 통신을 가능하게 하기 위한 네트워크(75)로서,

상기 빌딩 내부의 벽내의 적어도 일부분에 있고, 아날로그 전화신호 주파수 대역보다 높고, 아날로그 전화신호 주파수 대역과 구별되는 디지털 데이터 신호 주파수 대역에서 쌍방향으로 전송되는 변조된 패킷 기반 디지털 데이터 신호와 함께 멀티플렉싱되는 아날로그 전화신호 주파수 대역에서 아날로그 전화신호를 전송하기 위해 연결된 전화선 페어(62);

상기 전화선 페어에 연결되어 있고, 상기 제1데이터 유닛에 연결가능하고, 상기 제1데이터 유닛으로 상기 디지털 데이터 신호를 연결하기 위해 구성되어 있는 제 7 항에 따른 제1디바이스(60a); 및

상기 전화선 페어에 연결되어 있고, 상기 제2데이터 유닛과 쌍방향 패킷 기반 통신을 위해 연결가능하고, 상기 제2데이터 유닛으로 상기 디지털 데이터 신호 를 연결하기 위해 구성되어 있는 제 7 항에 따른 제2디바이스(60b);를 포함하는 것을 특징으로 하는 네트워크.
제 11 항에 있어서, 상기 제1 및 제2 디바이스 중 적어도 하나는 아날로그 전화 디바이스(65a, 65b)에 연결가능하고, 상기 아날로그 전화 디바이스로 상기 아날로그 전화신호를 연결하도록 구성되는, 아날로그 전화통신을 위해 더 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 네트워크.
제 11 항 또는 제 12 항에 있어서, 상기 전화선 페어는 전력신호를 동시에 전송하고, 상기 디바이스 중 적어도 하나의 적어도 일부분은 상기 전력신호에 의해 전력을 얻도록 구성된 것을 특징으로 하는 네트워크.
제 11 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 디지털 데이터 신호는 무선 매체 내에서 OFDM; DMT; 및 CDMA; 중 하나로 변조되는 것을 특징으로 하는 네트워크.
제 14 항에 있어서, 상기 라디오 주파수 대역은 900MHz, 2.4GHz, 및 5.8GHz 중 하나인 라이센스 프리 대역이고, 상기 디지털 데이터 신호는 IEEE802.11 표준기반인 것을 특징으로 하는 네트워크.