KR20070106605A

KR20070106605A - 다중 60㎓ 시스템 안테나를 위한 방법 및 시스템

Info

Publication number: KR20070106605A
Application number: KR1020077016101A
Authority: KR
Inventors: 로버트 하대커
Original assignee: 소니 가부시끼 가이샤; 소니 일렉트로닉스 인코포레이티드
Priority date: 2005-01-14
Filing date: 2005-12-22
Publication date: 2007-11-02
Also published as: EP1836780A2; WO2006078417A3; JP2008527917A; CN101107791A; US20060160489A1; WO2006078417A2

Abstract

무선 60㎓ 데이터 통신 시스템에서, 소스(12)와 수신기(14) 중 하나 또는 양쪽 모두가 다중 안테나(34/36, 38/40)를 가질 수 있고, 여기서는 최상의 신호 강도를 제공하는 안테나가 동적으로 선택된다. 이러한 방식으로, 사람이나 다른 물체가 순간적으로 소스(12)와 수신기(14) 사이를 가로질러서 하나의 안테나로부터의 데이터 통신이 차단되면, 다른 안테나가 사용될 수 있다.

소스 하우징, 순방향 채널 전송 경로, 수신 하우징, 데이터 전송 경로

Description

다중 60㎓ 시스템 안테나를 위한 방법 및 시스템{METHOD AND SYSTEM FOR MULTIPLE 60㎓ SYSTEM ANTENNAE}

본 발명은 일반적으로 60㎓ 무선 전송 시스템과 관련된다.

57㎓와 64㎓ 사이(이하 "60㎓ 대역")의 무선 스펙트럼은, 과도한 규제를 풀어서, 기관들(organizations)에게, 무선 LAN(Local Area Networks)을 구현하는데 이 스펙트럼을 사용할 수 있는 기회를 부여하기 위해서 미 연방통신위원회(U.S.Federal Communications Commission)에 의해 인허가를 받지않는다. 다음으로, 무선 LAN은 단거리, 높은 지향성(그러므로, 본래의 보안성) 및 큰 데이터 대역폭을 포함하는 60㎓ 스펙트럼의 특성으로 인해 다수의 애플리케이션에 사용될 수 있다.

원래 위성 간 비밀 통신(지구의 대기는 60㎓ 근방의 주파수의 신호를 심하게 감쇠시킨다)에 사용되는 60㎓ 무선 LAN을 위한 현재의 애플리케이션은, 은행 고객과 현금 자동 입출금기 사이의 통신, 더 넓은 지역 네트워크의 "라스트 마일(last mile)" 확장, 및 무선, 높은 대역폭의, 게다가 지역화되고 본래 안전한 데이터 통신이 요구되는 다른 많은 애플리케이션을 포함한다. 일례로서, 여기에 참조로 포함되어 있는 소니사의 공동 계류중인 미국 특허출원 일련 번호 제10/666,724 호에 는, 고대역폭의 60㎓ 링크를 사용해서 방 안 테이블 위의 랩톱 컴퓨터로부터 천장에 설치된 비디오 프로젝터로 HDMI(High Definition Multimedia Interface) 형식의 고화질(HD) 비디오를 전송하기 위한 시스템이 개시되어 있다. 이 주파수에서 신호는 매우 단거리를 가지며 지향성(directional)일 수 있어서, 비디오가 비압축 형식으로 전송될 수 있으므로 매초(second) 많은 데이터가 전송되기 때문에 콘텐츠의 불법 복제(bootlegging)가 본질적으로 불가능하다. 게다가, HDMI에 사용되는 HDCP(High Bandwidth Digital Content Protection)로서 알려진 암호화 방법론(the encryption methodology)은 손상되지 않고 완전히 그대로 남겨져 있다.

특정한 애플리케이션에 관계없이, 본 발명은 60㎓ 무선 링크에 관해 이하의 중대한 관찰을 한다. 여기서 이해되고 위에서 언급한 바와 같이, 60㎓ 무선 링크는 비교적 좁은 방위각 범위를 갖는 가시선(또는 반사된 가시선)으로, 즉, 60㎓ 링크는 상당히 지향성이다. 사실, 60㎓ 링크의 지향성은 다중 60㎓ 송신기-수신기 쌍들이 서로 방해하지 않고 같은 방에 함께 존재할 수 있도록 한다. 그러나, 여기서 인지되는 바와 같이, 보안 및 필요한 많은 동작의 관점에서 유익한 이러한 고도의 지향성은, 송신기와 수신기 사이의 가시선을 가로질러 걷는 사람 같은 방해물에 의해 링크가 일시적으로 단절되면 통신이 두절되는 결과를 가져올 수 있다. HDMI 애플리케이션의 경우, 영상이 순간 상실되면 불쾌감을 느끼게 된다.

시스템은, 소스 하우징을 갖는 데이터 소스와, 60㎓ 대역에서 무선 전송을 위해 데이터를 처리하도록 구성된 소스 하우징 내의 순방향 채널 전송 경로를 포함한다. 시스템은, 또한 수신기 하우징을 갖는 데이터 수신기와, 60㎓ 대역에서 데이터 소스로부터 무선으로 수신된 데이터를 처리하도록 구성된 수신기 하우징 내의 순방향 채널 수신 경로를 포함한다. 적어도 두 개의 60㎓ 안테나가 전송 경로와 수신 경로 중의 하나에 전기적으로 연결될 수 있다.

설명적 실시예에서, 제1 및 제2의 60㎓ 소스 안테나는 순방향 채널 전송 경로에 전기적으로 연결가능하고, 제1 및 제2의 60㎓ 수신기 안테나는 순방향 채널 수신 경로에 전기적으로 연결가능하다. 수신기 안테나가 수신기 하우징에 장착될 수 있는 한편, 소스 안테나는 소스 하우징에 장착될 수 있다.

신호 강도에 기초하여 안테나들 중의 하나를 선택하기 위한 논리가 유익하게 제공될 수 있다. 어떤 구현에서는, 상기 논리가 수신기에서 가장 낮은 비트 에러율 또는 수신기에서 가장 낮은 자동 이득 조절 전압을 내는 안테나를 선택한다. 또한, 상기 논리는 수신기로부터 소스로 정보를 보내서 소스가 전송을 위해 선택하는 안테나를 변경시키도록 하는 것을 포함할 수 있다. 데이터 통신을 위해 어느 안테나를 사용할 것인지를 선택하도록 구성가능한 스위치가 제공될 수 있다.

다른 관점에서, 데이터 전송 방법은, 데이터 소스와 데이터 수신기의 제공 및 소스와 수신기 사이에 60㎓ 무선 링크의 확립을 포함한다. 이 방법은 또한 소스와 수신기 중의 적어도 하나 상에 복수의 60㎓ 안테나를 제공한 다음, 60㎓ 대역으로 소스와 수신기 사이의 데이터 통신에 사용될 안테나를 동적으로 선택하는 것을 포함한다.

또 다른 관점에서, 무선 데이터 통신 컴포넌트는 60㎓ 무선 링크를 통해 전송 및/또는 수신하기 위한 데이터를 처리하도록 구성된 적어도 하나의 데이터 전달 경로를 포함한다. 적어도 두 개의 60㎓ 안테나가 데이터 전달 경로에 전기적으로 연결될 수 있다. 안테나들 중 하나 또는 둘 다를 데이터 전달 경로에 전기적으로 연결하기 위한 수단이 제공된다.

구조와 동작 양자에 관한 본 발명의 세부사항은, 첨부한 도면을 참조해서 잘 이해될 수 있으며, 여기서 동일한 참조 번호는 유사 부분을 나타낸다.

도 1은 명세서를 명확히 하기 위해 순방향 채널만을 나타내는 본 시스템을 도시하는 블록도이다.

도 2는 본 논리의 제 1 구현의 순서도이다.

도 3은 본 논리의 제 2 구현의 순서도이다.

도 4는 본 논리의 제 3 구현의 순서도이다.

도 1은 하나의 비제한(non-limiting) 60㎓ 무선 전송 시스템을 예로 나타내는 것으로 이해된다. 여기서 다중 안테나와 관련된 진보된 원리들은 어떠한 60㎓ 무선 전송 시스템에도 좀 더 일반적으로 적용된다.

먼저 도 1을 참조하면, HD 비디오 같은 데이터의 소스(12)를 포함하는 통상 참조 번호 10으로 표시된 시스템(10)이 도시된다. 아래에서 논의될 소스(12) 컴포넌트는 하우징(13) 내부 또는 하우징(13) 상에 포함된다. 수신기(14)는 재생을 위해서 또는 그렇지 않은 경우에는 데이터를 이용하도록 제공되며, 아래에서 논의될 수신기 컴포넌트를 수용하고 있는 하우징(15)을 갖는 수신기(14)는 룸(16) 내에 소스(12)와 같이 배치되어 있다.

소스(12)는 랩톱 컴퓨터 또는 다른 멀티미디어 컴퓨터 또는 서버일 수 있다. 단 하나의 소스(12)만 나타냈지만, 하나 이상의 소스(12)가 제공될 수 있다는 것을 이해할 수 있다. 예를 들면, 랩톱 컴퓨터 이외에도 캠코더, DVD 플레이어 및 다른 멀티미디어 소스가 룸(16) 내의 수신기(14)와 무선 통신을 할 수 있다. 비디오 프로젝터 또는 다른 플레이어와 같은 멀티미디어 플레이어일 수 있는 수신기(14)가, 데이터 디스플레이를 위해 소스(12)로부터 무선 링크(18)를 통해 데이터를 수신할 수 있다. 대안적으로, 수신기(14)는 음극선관(CRT), 액정 디스플레이(LCD), 플라즈마 디스플레이 패널(PDP) 또는 멀티미디어 데이터 디스플레이를 위한 TFT일 수 있다. 소스(12)는 위성, 케이블, 지상파 방송, 인터넷 스트리밍 또는 다른 소스로부터 수신되는 압축된 멀티미디어 콘텐츠를 디코딩할 수 있는 장치 같은 셋톱 박스일 수 있다. 여기서 기술된 데이터 통신은 DVI(digital visual interface) 프로토콜을 사용할 수 있다. 그러나, 상술한 바와 같이, 설명적인 60㎓ 애플리케이션에서 나타난 구체적인 세부사항들은 다중 안테나의 공급(provision) 이상으로는 제한적이지 않다.

링크(18)는 약 60기가 헤르츠(60㎓) 정도, 좀더 바람직하게는 57㎓ 내지 64㎓의 범위의 고정된 주파수에서 (불변이고, 단일로) 동작할 수 있고, 링크(18)는 초당 2 기가비트(2.0 Gbps)에 이르는, 바람직하게는 고정된 데이터 레이트(data rate)를 가질 수 있다. 다양한 변조 기술이 데이터 레이트를 증가시킬 수 있는데, 예를 들면, DQPSK가 사용될 때 데이터 레이트가 2.2 Gbps가 될 수 있고, 링크는 약 2.5 Gbps의 데이터 레이트를 가질 수 있다. 링크는 7 기가헤르츠(7㎓)까지의 고정된 대역폭을 가질 수 있다. 적절한 재다중화(예를 들어, QPSK 변조의 경우 24 라인의 비디오와 적합한 제어 신호를 둘로 재다중화함으로써) 뿐만 아니라, 무선 전송에 적절한 오류 정정(예를 들면, 리드-솔로몬(Reed-Solomon) 인코딩)이 당 업계에 알려진 무선 전송 원리에 따라 일부 애플리케이션에서 구현될 수 있다.

도 1에 나타난 바와 같이, 소스(12)는, RAM, ROM, 또는 여기 명기된 방법을 실행하기 위한 컴퓨터에 의해 실행가능한 소프트웨어 또는 다른 논리를 포함하는 임의의 다른 데이터 기억장치 또는 메모리 등의 논리 모듈(22)에 액세스할 수 있는 소스 프로세서(20)를 포함할 수 있다. 프로세서(20)는 하드 디스크 드라이브, CD 또는 DVD 같은 데이터 기억장치(24)에 액세스하여, 데이터의 수신기(14)로의 전송을 위해 다음과 같이 데이터를 순방향 채널을 통해 보낼 수 있다.

소스(12) 내의 순방향 채널 인코더(26)는 당 업계에 알려진 원리에 따라 데이터를 인코딩한다. 인코드된 데이터는 순방향 채널 변조기(28)에 의해 변조되고 약 60㎓에서 링크(18)를 통해 전송되도록 순방향 채널 업컨버터(upconverter)(30)에 의해 업컨버트된다.

본 원리에 따르면, 하드웨어나 소프트웨어 소스 안테나 선택 스위치(32)는 업컨버터(30)로부터 신호를 수신할 수 있고, 소스 프로세서(20)의 제어 하에 다중 소스 안테나 중 어느 것을 전송에 사용할지 선택할 수 있다. 도 1에 나타난 실시예에서, 제1 및 제2 소스 안테나(34, 36)는 소스 하우징(13) 상에 장착된 것으로 나타나는데, 필요에 따라 둘 이상의 소스 안테나가 사용될 수 있다고 이해된다. 각 소스 안테나(34, 36)는 60㎓ 안테나로서 적합하게 구성되고, 소스 안테나(34, 36)는 소스 하우징(13) 상에서 물리적으로 서로 떨어져 있다. 상술한 광 채널(wide channel)과 DQPSK, QPSK, BPSK 또는 8-PSK 등과 같은 하지만 이에 한정되지는 않는 더 단순한 변조 방식을 사용하면, 높은 데이터 레이트이면서도 간결한 시스템을 얻을 수 있다. 예를 들면, DQPSK를 사용하면, 심볼 레이트의 두 배의 데이터 레이트를 얻을 수 있다. 8-PSK의 경우, 3.3Gbps의 데이터 레이트가 얻어질 수 있다. 필요하면, HDCP(high definition copy protection)와 같은 복사 방지 시스템이 당 업계에 알려진 HD 원리에 따라 멀티미디어 콘텐츠에 사용될 수 있다.

무선 신호는 수신기 하우징(15) 상에 장착된 제1 및 제2 수신기 안테나(38, 40)에 의해서 수신된다. 수신기 안테나(38, 40)는 60㎓로 동작하도록 구성되고, 수신기 하우징(15) 상에 물리적으로 서로 떨어져 위치하고 있다. 본 이론에 따르면, 하드웨어나 소프트웨어 수신기 안테나 선택 스위치(42)는 수신기 안테나(38,40)로부터 신호를 수신할 수 있고, RAM, ROM, 또는 여기에 명기된 방법을 실행하기 위해 컴퓨터에 의해 실행 가능한 소프트웨어 또는 다른 논리를 포함하는 임의의 다른 데이터 기억 장치 또는 메모리와 같은 논리 모듈(46)에 액세스할 수 있는 수신기 프로세서(44)의 제어 하에, 다중 수신기 안테나 중 어느 것을 사용할지 선택할 수 있다. 도 1에 나타난 실시예에서, 제1 및 제2 수신기 안테나(38, 40)는 수신기 하우징(15) 상에 장착된 것으로 나타나는데, 필요하다면 둘 이상의 수신기 안테나가 사용될 수 있다고 이해된다.

당 업계에서 알려진 원리에 따르면, 수신기 안테나 선택 스위치(42)로부터의 신호는 순방향 채널 다운컨버터(forward channel downconverter)(48)에서 다운 컨버트되고, 순방향 채널 복조기(50)에서 60㎓로부터 복조되고 나서, 오류 정정과 멀티플렉싱 기능을 담당할 수 있는 순방향 채널 디코더(52)에서 디코드된다. 디코드된 신호는 데이터 기억장치에 저장되거나 오디오 또는 비디오 또는 오디오/비디오 디스플레이 장치(54)에 디스플레이될 수 있다. 쌍방향 통신을 위해 역방향 채널 컴포넌트(도시되지 않음)가 당 업계에서 알려진 원리에 따라 제공될 수 있다. 구체적으로, 그 형태와 동작에 있어서 도 1에 나타난 소스(12)의 순방향 채널 전송 경로와 실질적으로 동일할 수 있는 역방향 채널 전송 경로가 수신기(14) 내에 제공될 수 있다. 마찬가지로, 그 형태와 동작에 있어서 도 1에 나타난 수신기(14)의 순방향 채널 수신 경로와 실질적으로 동일할 수 있는 역방향 채널 수신 경로가 소스(12)에 제공될 수 있다.

도 2 내지 도 4는 어떤 소스 안테나(34, 36) 및/또는 어떤 수신기 안테나(38, 40)를 사용할지 동적으로 선택(동작 중 선택)하는데 사용될 수 있는 논리의 비제한적인 예시를 나타낸다. 예를 들면, 도 2의 블록 56에서 시작해서, 신호는, 예를 들어, 소스 안테나 선택 스위치(32)가 소스 안테나들(34, 36) 사이에서 적어도 한 주기를 주기적으로 또한 짧고 매우 신속하게 앞뒤로 스위칭하게 함으로써, 소스 안테나(34, 36)로부터 교대로 전송될 수 있다. 신호가 제1 소스 안테나(34)를 통해 전송되는 동안의 시간 기간 또는 기간들의 신호 강도는 수신기(14)에 의해서 기록되고, 블록 58에서 소스(12)로 돌려 보내진다. 마찬가지로, 신호가 제2 소 스 안테나(36)를 통해 전송되는 동안의 시간 기간 또는 기간들의 신호 강도가 수신기(14)에 의해 기록되어 블록 58에서 소스(12)로 돌려 보내진다. 그리고 나서, 블록 60에서 최상의 신호 강도와 관련된 소스 안테나(34, 36)가 선택되고, 소스 안테나 선택 스위치(32)는 소스 프로세서(20)에 의해 그에 따라 구성된다.

신호 강도를 결정하는데 있어서, 하나 또는 그 이상의 수개의 파라미터가 사용될 수 있다. 예를 들면, 비트 에러율은 그 순간에 어느 안테나가 "최상"인지를 나타내는 표시로서 사용될 수 있는데, 더 낮은 비트 에러율은 더 높거나 더 나은 신호 강도를 표시하는 것이다. 또는, 자동 이득 조절이 구현되면, AGC 전압이 높아질수록 신호 강도가 더 낮아지는 AGC 세팅을 사용할 수 있으므로, 더 낮은 AGC 전압을 내는 안테나가 선택되게 된다.

도 2에 나타난 논리에 더하거나 대신해서, 도 3 및 4에 나타난 논리 흐름 중 어느 한쪽 또는 둘 다가 사용될 수 있다. 도 3의 블록(62)에서, 수신기 프로세서(44)는, 수신기 안테나 선택 스위치(42)가 안테나들(38, 40) 중에서, 블록 64에서 선택된 최상의 신호를 출력하는 수신기 안테나를 양자택일(alternatingly)하여 선택하도록 구성할 수 있고, 이에 따라 수신기 안테나 선택 스위치(42)가 구성될 수 있다. 도 4를 또한 사용할 수 있는데, 여기서 결정 다이아몬드(66)가 현재 선택된 수신기 안테나(38, 40)로부터의 신호가 임계치 아래로 떨어지는 것을 나타낸다. 이렇게 되면, 수신기 프로세서(44)는 수신기 안테나 선택 스위치(42)가 블록 68에서 다른 수신기 안테나를 선택하도록 재구성한다. 다른 수신기 안테나의 선택에 더하거나 대신해서, 수신기(14)는 소스(12)에게 그 선택된 소스 안테나(34, 36) 를 다른 소스 안테나(36, 34)로 스와핑할 것을 요청할 수 있다.

여기서 나타나고 상세히 기술된 특정한 다중 60㎓ 시스템 안테나를 위한 방법 및 시스템(METHOD AND SYSTEM FOR MULTIPLE 60㎓ SYSTEM ANTENNAE)은, 본 발명의 상술한 목적을 완전히 달성할 수 있는 동시에, 본 발명의 현재 바람직한 실시예이고 또한 본 발명에 의해 폭넓게 고려된 서브젝트 매터의 표본이며, 본 발명의 유효 범위가 당업자들에게는 명백해질 수 있는 다른 실시예들을 모두 포함하는 것이며, 따라서, 본 발명의 유효 범위는 다름 아닌 첨부된 특허청구범위에 의해서만 제한되며, 여기서 하나의 컴포넌트에 대한 참조는 명확하게 그렇게 설명하지 않으면 "하나 및 단지 하나"를 의미하는 것이 아니라 "하나 또는 그 이상"을 의미하는 것을 의도한다는 것이 이해된다. 장치나 방법은, 본 발명에 의해 해결되어야 할 모든 문제점들을 언급할 필요는 없는데, 왜냐하면 이는 본 특허청구범위에 의해 포함되기 때문이다. 또한, 본 명세서의 어떤 구성요소, 컴포넌트 또는 방법 스텝도 구성요소, 컴포넌트 또는 방법 스텝이 특허청구범위에 명시적으로 열거되었는지와 관계없이, 공중에 제공되도록 의도되지는 않는다. 여기서 어떠한 청구항 컴포넌트도, 요소가 "~하기 위한 수단" 구문을 사용해서 명시적으로 기술하거나, 방법 청구항의 경우, 요소가 "액트(act)" 대신에 "스텝"으로서 기술되지 않으면, 제35조 U.S.C.§112, 제6절 규정 하에서 해석되지 않는다. 여기서 표현 정의가 없는 경우에, 청구항 용어들은 본원 명세서와 파일 히스토리에 모순되지 않는 모두 일반적이고 익숙한 의미로 주어진다.

Claims

소스 하우징(13)을 갖는 데이터 소스(12)와,

60㎓ 대역에서 무선 전송을 위해 데이터를 처리하도록 구성된, 상기 소스 하우징(13) 내의 적어도 하나의 순방향 채널 전송 경로와,

수신기 하우징(15)을 갖는 데이터 수신기(14)와,

적어도 60㎓ 대역에서 상기 데이터 소스(12)로부터 무선으로 수신된 데이터를 처리하도록 구성된, 상기 수신기 하우징(15) 내의 적어도 하나의 순방향 채널 수신 경로와,

상기 전송 경로 및 상기 수신 경로 중 하나에 전기적으로 연결가능한 적어도 두 개의 60㎓ 안테나(34/36, 38/40)

를 포함하는 시스템.
제1항에 있어서,

상기 순방향 채널 전송 경로에 전기적으로 연결가능한 적어도 제1 및 제2의 60㎓ 소스 안테나(34, 36)와 상기 순방향 채널 수신 경로에 전기적으로 연결가능한 적어도 제1 및 제2의 60㎓ 수신기 안테나(38, 40)를 포함하는 시스템.
제1항에 있어서,

상기 적어도 두 개의 60㎓ 안테나(34/36, 38/40)는 모두 상기 소스 하우 징(13) 및 상기 수신기 하우징(15) 중 하나에 장착된 시스템.
제3항에 있어서,

상기 소스 하우징(13) 상에 장착된 적어도 제1 및 제2의 60㎓ 소스 안테나(34, 36)와 상기 수신기 하우징(15) 상에 장착된 제1 및 제2의 60㎓ 수신기 안테나(38, 40)를 포함하는 시스템.
제1항에 있어서,

신호 강도에 기초하여 상기 안테나(34, 36, 38, 40) 중의 적어도 하나를 선택하기 위한 논리를 포함하는 시스템.
제5항에 있어서,

상기 논리는 상기 수신기(14)에서 가장 낮은 비트 에러율을 내는 적어도 하나의 안테나를 선택하는 시스템.
제5항에 있어서,

상기 논리는 상기 수신기(14)에서 가장 낮은 자동 이득 조절 전압을 내는 적어도 하나의 안테나를 선택하는 시스템.
제5항에 있어서,

상기 안테나(34, 36)는 상기 소스 하우징(13) 상에 있으며, 상기 논리는 상기 수신기(14)로부터 상기 소스(12)로 정보를 보내서 상기 소스(12)가 전송을 위해 선택하는 안테나(34, 36)를 변경하게 하는 것을 포함하는 시스템.
제1항에 있어서,

데이터 통신을 위해서 어느 안테나(34/36, 38/40)를 사용할 것인지 선택하도록 구성될 수 있는 스위치(32, 42)를 포함하는 시스템.
무선 데이터 통신 컴포넌트로서,

60㎓ 무선 링크(18)를 통해, 전송 및 수신 중의 적어도 하나를 위해 데이터를 처리하도록 구성된 적어도 하나의 데이터 전달 경로와,

상기 데이터 전달 경로에 전기적으로 연결가능한 적어도 두 개의 60㎓ 안테나(34/36, 38/40)와,

상기 데이터 전달 경로에 상기 안테나들 중의 하나를 전기적으로 연결시키는 수단(32, 42)

을 포함하는 무선 데이터 통신 컴포넌트.