KR20160121615A - 멀티-섹터 안테나 구조 - Google Patents

Abstract

멀티-섹터 셀-사이트 안테나(400)는 제1 섹터(Sector 1)를 서빙하도록 지향된 제1 안테나(410), 제1 안테나는 제1 송수신기 그룹(440)에 전기적으로 접속되어 있고; 제1 섹터에 이웃하는 제2 섹터(Sector 2)를 서빙하도록 지향된 제2 안테나, 제2 안테나는 제1 송수신기 그룹에 전기적으로 접속되어 있고; 및 제1 안테나 및 제2 안테나 둘 다 커버하는 하나의 인클로져(430)를 포함한다. 시스템(500) 내의 적어도 두 개의 멀티-섹터 셀-사이트 안테나들을 제공함으로 인해, 셀 내의 중복성과 다이버시티를 제공하면서 동시에 인클로져의 총 개수는 감소된다.

Description

멀티-섹터 안테나 구조{MULTI-SECTOR ANTENNA STRUCTURE}

실시예들은 멀티-섹터 안테나(multi-sector antenna), 멀티-대역 멀티-섹터 안테나 및 그것을 포함하는 시스템들에 관한 것이다.

무선 통신 시스템(wireless telecommunications system)에서, 무선 통신 시스템에 의해 서빙되는(serviced) 지리적 구역은 "셀(cells)"이라고 지칭되는 공간적으로 구별되는 구역으로 나누어진다. 셀들은 일반적으로 다수의 '섹터들(sectors)'로 더 나누어진다. 예를 들어, 셀 각각은 때때로 세 개의 동일 면적 섹터들로 나누어진다. 일반적으로, 각각의 셀에는 사용자 장비(UE)와 네트워크 사이의 무선 통신을 용이하게 하기 위해 송수신기들(transceivers)(TRXs)과 안테나들을 사용하는 송수신기 기지국(base transceiver station)(BTS)이 포함된다. 송수신기들은 하나 이상의 수신기 및 송신기를 포함할 수 있고 원격 무선 헤드(Remote Radio Heads)(RRHs) 안에 패키지될(packaged) 수 있다. RRH에는 보편적으로 각각 이중화필터(duplex filter)에 접속되어 있는 둘 이상의 송수신기가 포함되고, 그로 인해 각각의 송수신기가 하나의 안테나를 통해 다운링크 송신 및 업링크 수신을 동시에 지원하는 것을 가능하게 한다.

BTS는 또한 라디오 기지국(RBS), 노드 B(3G 네트워크에서) 또는 간단하게 기지국(BS)으로 지칭될 수 있다. UE들의 예는 핸드폰들, 무선 인터넷 접속을 가지는 컴퓨터들 및 기타 장치들 같은 장치들을 포함한다. 네트워크는 임의의 무선 통신 네트워크일 수 있다(예를 들어, GSM, CDMA 등).

안테나들은 환경 조건으로부터 안테나를 보호하거나 안테나의 전기 장비를 대중의 이목으로부터 숨기는 인클로져(enclosure)에 수납될 수 있다. 인클로져는 "레이돔(radome)"으로 지칭될 수 있다. 인클로져는 때때로 라디오파에 투명하고 표면에 아이싱(icing)이 축적되는 것을 저해하는 물질로 구성된다. 예를 들어, 인클로져는 섬유 유리 물질로 만들어질 수 있다.

기초 안테나

가장 간단한 안테나 기술은 단일 입력, 단일 출력(SISO) 안테나이고, 이는 한 안테나는 송신에 사용되고(예를 들어, 송신 채널에의 단일 '입력'), 한 안테나는 수신에 사용되는(예를 들어, 송신 채널로부터의 단일 '출력') 무선 통신 시스템을 지칭한다. 송신 채널은 다운링크 채널{BTS의 송신기(들)로부터 UE의 수신기(들)로}일 수 있고 또는 업링크 채널{UE의 송신기(들)로부터 BTS의 수신기(들)로}일 수 있다. 설계하기엔 상대적으로 간단한 반면에, SISO 시스템들은 다중경로 페이딩 효과(multipath fading effects)에 의해 일어나는 문제들에 취약하다.

다중경로 페이딩 효과는 전자기장(EM 필드)이 언덕들, 계곡들, 빌딩들 및 전력선들과 같은 장애물들을 만날 때 야기되고, 이는 EM 필드 산란(EM field scattering)(반사)을 야기하고, 이로 인해 그의 목적지에 다다르기 위해 다수의 경로를 택하게 되고, 이는 다수의 신호 경로들 사이에 무작위 위상 변환을 야기한다. 소스가 산란과 마주치는 무선 주파(RF) 신호{Radio Frequency (RF) signal}를 보낼 때, 다양한 위상을 가지는 다수의 RF 경로들의 신호들의 재결합은 레일리 페이딩 효과(Rayleigh fading effects)를 일으킨다. 수신하는 안테나에서 신호들이 하나의 신호들로 결합할 때, 신호들의 위상이 다르므로, 유효 신호는 약화된다. 약화가 심각할 때, 신호는 수신기의 최소 인식가능 신호 레벨 아래일 수 있고, 수신기는 원본 신호를 성공적으로 수신하고 해독하지 못할 수 있다. 무선 통신 시스템에서, 이러한 다중경로 페이딩은 커버리지 구역(coverage area)의 감소, 달성 가능한 데이터 속도의 감소 및 신호의 처리에서의 에러 수의 증가를 초래할 수 있다.

다이버시티 (Diversity)

다중경로 페이딩 효과를 피하기 위해, 복수의 안테나를 다이버시티 기술과 조합해서 사용하여 신호 품질을 개선하기 위한 시스템들이 이용 가능하다. 다이버시티 기술들은 다수의 안테나로부터 수신된 신호들을 결합하기 위해 사용될 수 있고, 두 안테나 모두 동시에 심각한 페이딩 약화(severe fading attenuation)를 경험할 가능성이 작으므로, 페이딩의 확률을 극적으로 감소시킨다.

다이버시티 기술은 다수의 안테나로부터의 수신 및/또는 송신을 위해 사용될 수 있다. 다양한 용어들이 상이한 다이버시티 기술들을 설명하는 데 사용된다. 예를 들어, 단일 입력, 다수 출력(SIMO) 기술(업링크 또는 다운링크)은 하나의 송신 안테나(단일 입력) 및 임의의 개수의 독립된 수신 안테나들을 활용하는 다수의 수신 안테나(다수 출력)(다이버시티 수신으로도 알려져 있음)를 가지는 다이버시티 기술을 지칭한다. 다수 입력, 다수 출력(MIMO) 기술(업링크 또는 다운링크)은 다수의 송신 안테나들(다수의 코딩된 송신 신호들) 및 다수의 수신 안테나들을 모두 포함하는 기술을 지칭한다.

다수의 수신 안테나들은 독립된 안테나들로부터 제공되는 독립된{또는 역상관(decorrelated)된} 신호들의 개수에 의존하여 2-웨이 다이버시티 또는 4-웨이 다이버시티를 제공할 수 있다.

독립된 다양한 신호들(diverse signals)을 제공하기 위해 사용된 다수의 안테나의 각각에 다수의 안테나 요소(예를 들어, 쌍극 요소들)가 포함될 수 있다. 쌍극 안테나들에서, 복수의 편파 쌍극 요소(일반적으로, 4 내지 10개의 요소)는 방향성(안테나 이득)을 달성하기 위해 동일한 간격으로 떨어져 있고 수직적으로 쌓여 있고, 그러므로 각각의 안테나는 실제로 안테나 요소들의 어레이(array)일 수 있다. 쌍극들은 안테나가 선형 쌍극 안테나(하나의 요소) 또는 이중 경사/교차-편파(dual slant/cross-polarized)된 쌍극 안테나(쌍둥이 요소들이 함께 위치됨) 중 하나가 되도록 배열될 수 있다.

도 1은 상이한 선형 쌍극 안테나 어레이 배열들을 도시한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 쌍극 안테나들(100)의 선형 어레이에서, 쌍극 요소들은 모두 동일한 편파이다. 이러한 쌍극 요소들은 수직 편파 쌍극 요소들(110)의 어레이로 배열될 수 있다. 대안으로, 쌍극 요소들은 수평 편파 쌍극 요소들(120)의 어레이로 배열될 수 있다. 쌍극 요소들의 선형 어레이들을 활용하는 안테나 어레이들에서, 모든 쌍극 요소들은 동일한 편파를 수신하고, 그로 인해 동일한 페이딩 성향(예를 들어, 상호관련된 페이딩 통계)을 가지게 된다. 그러므로 충분한 다이버시티(독립적 페이딩 통계)를 달성하기 위해, 다수의 개별 선형 쌍극 안테나 어레이들이 공간 다이버시티로 알려진 기법으로 일정한 거리만큼 이격되어 있다(안테나들의 수평적 공간 분리).

공간 다이버시티에서, 안테나들은 각각의 어레이가 경험하는 레일리 페이딩이 독립적임(역상관됨)을 보장하기 위해 충분한 수평적 거리의 간격을 두고 떨어져 있다. 더 자세히, 어레이들의 상이한 물리적 위치 때문에, 재결합되는 상이한 경로들을 따라 움직이는 신호들의 위상은 겉보기 페이딩이 상이할 만큼 충분히 서로 다르다. 그러나 독립적인 페이딩 효과를 보장하기 위해 안테나 어레이들 사이에 필요한 최소 거리는 약 7 내지 10 람다(lambda)(λ)(여기서 λ는 RF 신호의 파장)이다. 이 안테나 어레이들 사이의 최소 거리는 두 안테나 어레이들을 수납하기 위한, 레이돔과 같은 단일 통합 구조의 사용을 비현실적으로 만드는데, 왜냐하면 그러한 크기의 구조는 시각적으로 부담스럽고, 무겁고, 풍하중(wind loading)에 민감한 큰 표면적을 생성할 수 있기 때문이다. 그러므로 공간 다이버시티를 사용한 다수의 안테나 어레이의 설치는 보편적으로 다수의 구조적 인클로져(예를 들어, 독립적 레이돔들)를 필요로 하고 이는 단일 인클로져에 비해 경비의 증가와 복잡한 설치를 야기한다.

도 2a 및 도 2b는 공간 다이버시티를 활용하는 종래의 안테나 설치를 도시한다.

도 2a에 도시된 바와 같이, 종래의 안테나 구조는 공간 다이버시티를 달성하기 위해 셀룰러 붐(cellular boom)(250) 상에 설치되어 있다. 도 2b는 도 2a의 종래의 안테나 구조의 3차원도이다. 종래의 안테나 구조에서, 공간 다이버시티를 달성하기 위해, 제1 안테나 어레이(210a) 및 제2 안테나 어레이(210b)는 셀룰러 붐(250)의 정면상에 설치되고 서로에게서 거리 D만큼 분리되고, 거리 D는 두 안테나 어레이들(210/210b) 사이에서 충분한 공간 다이버시티를 달성하기에 충분한 거리이다. 필요한 분리 거리 D{예를 들어, 7 내지 10 람다(λ)}는 제1 안테나 어레이(110a) 및 제2 안테나 어레이(110b) 모두를 수납하기 위한 단일 통합 구조의 사용을 비현실적으로 만들 수 있다. 그러므로 공간 다이버시티를 얻기 위한 종래의 안테나 구조에서, 제1 안테나 어레이(210a)는 제1 인클로져(230a)에 의해 보호되고, 제2 안테나 어레이(210b)는 제2 인클로져(230b)에 의해 보호된다.

적합한 역상관을 달성하면서도 선형 쌍극 안테나들을 활용하는 다이버시티 방식에 필요한 두 안테나 어레이들 사이의 간격 및 그로 인한 독립된 인클로져들의 필요를 제거하기 위해 교차-편파 쌍극 안테나들이 사용될 수 있다.

도 3은 서로 다른 다양한 교차-편파 안테나 어레이 배열들을 도시한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 교차-편파 안테나들(300)에서, 안테나 어레이를 구성하는 요소들은 편파 다이버시티로 알려진 방식 내에서 직교 편파되어 있다. 편파 다이버시티에서, 2-웨이 다이버시티는 두 상호보완적인 편파 안테나 요소들을 함께 하나의 구조로 페어링(pairing)함으로써 달성된다.

교차-편파 안테나 어레이에서 이중 편파 요소들은 이중 경사 교차 편파 안테나(310)일 수 있고, 이러한 안테나에서 편파 요소들은 서로 비스듬하게 교차한다(예를 들어, + 45도, 또는 -45도). 대안으로, 이중 편파 요소들의 어레이는 그 안에서 편파 요소들이 서로 수직 및 수평으로 교차하는 수직/수평 교차 편파 안테나(320)일 수 있다. 이중-경사 및 수직/수평 교차-편파 안테나들에 더해, 이중 편파 요소들은 원형 편파(circular polarization)(도시되지 않음)를 제공하기 위해 배열될 수 있다. 원형 편파는 우측 원형 편파(right hand circular polarization)(RHCP) 또는 좌측 원형 편파(left hand circular polarization)(LHCP) 중 하나일 수 있다. 요소들의 교차-편파 스택 내의 편파 요소들의 각각에는 포트가 있고, 이는 교차-편파 안테나 어레이가 두 개의 포트(예를 들어, 접속들), 즉 하나의 편파를 위한 제1 포트(340) 및 나머지 하나의 편파를 위한 제2 포트(350)를 가지는 것을 야기한다. 교차-편파 안테나 구성은 공간 다이버시티에서 요구되는 안테나 어레이들의 큰 공간적 분리를 필요로 하지 않으면서, 2-웨이 다이버시티를 제공한다. 그러므로 안테나 요소들의 두 집합은 한 구조에 함께 패키지될 수 있고, 다수의 분리된 안테나 구조를 불필요하게 할 수 있다.

이중 편파 안테나들은 오직 2-웨이 다이버시티만 제공하는데, 왜냐하면 오직 두 개의 직각 편파만이 있기 때문이다. 만약 4-웨이 다이버시티를 원한다면, 공간 다이버시티 및 편파 다이버시티를 모두 달성하기 위해 교차-편파 안테나들의 쌍이 요구될 수도 있다. 적합한 공간 다이버시티를 달성하기 위해 필요한 교차-편파 안테나들의 쌍 사이의 최소 수평적 간격은 현실적이기 위해 다수의 구조적 인클로져를 가지는 시스템을 다시 필요로 할 수 있다.

적어도 하나의 예시적 실시예는 멀티-섹터 셀-사이트 안테나에 관한 것이다.

하나의 실시예에서, 멀티-섹터 셀-사이트 안테나는 제1 섹터를 서빙하도록 지향된 제1 안테나 - 제1 안테나는 제1 송수신기 그룹에 전기적으로 접속됨 -; 제1 섹터와 이웃하는 제2 섹터를 서빙하도록 지향된 제2 안테나 - 제2 안테나는 제1 송수신기 그룹에 전기적으로 접속됨 -; 제1 안테나와 제2 안테나 둘 다를 커버하는 하나의 인클로져를 포함한다.

하나의 실시예에서, 제1 송수신기 그룹은 하나의 인클로져 내에 통합된다.

하나의 실시예에서, 하나의 인클로져는 제1 안테나와 제2 안테나를 제1 송수신기 그룹에 접속하기 위한 안테나 입력/출력 포트들을 포함한다.

하나의 실시예에서, 제1 안테나와 제2 안테나는 각각 안테나 요소들의 어레이다.

하나의 실시예에서, 제1 송수신기 그룹은 원격 무선 헤드(RRH)이고, 적어도 4개의 포트를 포함하고, 제1 안테나는 적어도 4개의 포트 중 2개와 전기적으로 접속되어 있는 제1 이중-편파 안테나이고, 제2 안테나는 적어도 4개의 포트 중 2개와 전기적으로 접속되어 있는 제2 이중-편파 안테나이다.

하나의 실시예에서, 제1 안테나와 제2 안테나는 각각 이중-편파 이중-경사 안테나 요소들의 어레이, 이중-편파 수직/수평 쌍극 안테나 요소들의 어레이 및 이중-편파 우측/좌측 편파 안테나 요소들의 어레이 중 하나이다.

하나의 실시예에서, 하나의 인클로져는 레이돔이고, 제1 안테나와 제2 안테나가 제1 코너를 형성하도록 만난다.

하나의 실시예에서, 멀티-섹터 셀-사이트 안테나는 제1 코너에서 인클로져 상에 위치하는 피봇점을 포함하고, 이러한 피봇점은 제1 안테나와 제2 안테나 사이의 각도를 셀-사이트 내의 섹터의 개수에 기반하여 조정하도록 구성된다.

하나의 실시예에서, 피봇점은 120도, 90도 및 60도 중 하나 사이로 각도를 증가시키면서(incrementally) 조정하도록 구성된다.

적어도 하나의 예시적 실시예는 멀티-섹터 셀-사이트 안테나 시스템에 관한 것이다.

하나의 실시예에서, 멀티-섹터 셀-사이트 안테나 시스템은 제1 멀티-섹터 셀-사이트 안테나 및 제2 멀티-섹터 셀-사이트 안테나를 포함한다. 제1 멀티-섹터 셀-사이트 안테나는 제1 섹터를 서빙하도록 지향된 제1 안테나 - 제1 안테나는 제1 송수신기 그룹에 전기적으로 접속되어 있음 -; 제1 섹터와 이웃하는 제2 섹터를 서빙하도록 지향된 제2 안테나 - 제2 안테나는 제1 송수신기 그룹에 전기적으로 접속되어 있음 -; 및 제1 안테나와 제2 안테나 둘 다를 커버하는 제1 인클로져를 포함한다. 제2 멀티-섹터 셀-사이트 안테나는 제1 섹터를 서빙하도록 지향된 제3 안테나 - 제3 안테나는 제2 송수신기 그룹에 전기적으로 접속되어 있음 -; 제3 섹터를 서빙하도록 지향된 제4 안테나 - 제4 안테나는 제2 송수신기 그룹에 전기적으로 접속되어 있음 -; 및 제3 안테나와 제4 안테나 둘 다를 커버하는 제2 인클로져를 포함한다.

하나의 실시예에서, 제1 송수신기 그룹은 제1 인클로져 내에 통합되고, 제2 송수신기 그룹은 제2 인클로져 내에 통합된다.

하나의 실시예에서, 제1 인클로져는 제1 안테나 및 제2 안테나를 제1 송수신기 그룹에 접속하도록 구성된 안테나 입력/출력 포트들을 포함하고, 제2 인클로져는 제3 안테나 및 제4 안테나를 제2 송수신기 그룹에 접속하기 위한 안테나 입력/출력 포트들을 포함한다.

하나의 실시예에서, 안테나들의 각각은 안테나 요소들의 어레이이다.

하나의 실시예에서, 제1 멀티-섹터 셀-사이트 안테나 및 제2 멀티-섹터 셀-사이트 안테나는 페이딩에 대비하는 공간 다이버시티(spatial diversity against fading)가 제1 섹터에 대해 제공되도록 일정 거리만큼 공간적으로 분리되어 있다.

하나의 실시예에서, 제1 송수신기 그룹은 제1 원격 무선 헤드(RRH)이고, 제2 송수신기 그룹은 제2 RRH고, 각각의 RRH는 적어도 4개의 포트를 각각 포함한다. 제1 안테나는 제1 RRH의 적어도 4개의 포트 중 2개와 전기적으로 접속되어 있는 제1 편파 안테나이고 제2 안테나는 제1 RRH의 적어도 4개의 포트 중 2개와 전기적으로 접속되어 있는 제2 편파 안테나이다. 제3 안테나는 제2 RRH의 적어도 4개의 포트 중 2개와 전기적으로 접속되어 있는 제3 편파 안테나이고 제4 안테나는 제2 RRH의 적어도 4개의 포트 중 2개와 전기적으로 접속되어 있는 제4 편파 안테나이다.

하나의 실시예에서, 제1 송수신기 그룹에 접속되어 있는 제1 안테나 및 제2 송수신기 그룹에 접속되어 있는 제3 안테나는 함께 제1 섹터에 중복성(redundancy)과 다이버시티를 제공하기 위해 안테나 교차 접속을 활용한다.

하나의 실시예에서, 제1 안테나와 제2 안테나는 제1 코너를 형성하도록 만나고, 제3 안테나 및 제4 안테나는 제2 코너를 형성하도록 만난다. 제1 인클로져는 제1 코너에 있는 제1 피봇점을 포함하고, 이러한 제1 피봇점은 제1 안테나와 제2 안테나 사이의 각도를 셀-사이트 내에 있는 섹터의 개수에 기반하여 조정하도록 구성된다. 제2 인클로져는 제2 코너에 있는 제2 피봇점을 포함하고, 이러한 제2 피봇점은 제3 안테나와 제4 안테나 사이의 각도를 셀-사이트 내에 있는 섹터의 개수에 기반하여 조정하도록 구성된다.

적어도 하나의 예시적 실시예는 멀티-대역 멀티-섹터 셀-사이트 안테나에 관한 것이다.

하나의 실시예에서, 멀티-대역 멀티-섹터 셀-사이트 안테나는 제1 고대역 안테나, 제2 고대역 안테나, 제1 저대역 안테나, 및 제1 고대역 안테나, 제2 고대역 안테나 및 제1 저대역 안테나를 커버하는 하나의 인클로져를 포함한다. 제1 고대역 안테나는 제1 라디오파 대역을 활용하도록 구성되고, 제1 섹터를 서빙하도록 지향되며, 제1 고대역 안테나는 제1 고대역 송수신기 그룹에 전기적으로 접속된다. 제2 고대역 안테나는 제1 라디오파 대역을 활용하도록 구성되고, 제1 섹터와 이웃하는 제2 섹터를 서빙하도록 지향되며, 제2 고대역 안테나는 제1 고대역 송수신기 그룹에 전기적으로 접속된다. 제1 저대역 안테나는 낮은 라디오파 대역을 활용하도록 구성되고, 제1 섹터를 서빙하도록 지향되며, 저대역 안테나는 저대역 송수신기 그룹에 전기적으로 접속된다.

하나의 실시예에서, 안테나들의 각각은 신호들의 업링크 수신 및 신호들의 다운링크 송신 중 하나 이상을 위한 2-웨이 다이버시티를 제공하는 이중-편파 안테나 요소들의 어레이다.

본 발명은 첨부된 도면 및 이하에서 주어질 자세한 설명으로부터 보다 완전히 이해될 것이고, 첨부된 도면에서 유사한 요소들은 유사한 참조 번호들로 대표되고, 이러한 참조번호들은 오직 예로써 주어지고, 그러므로 본 발명의 제한이 아니다.
도 1은 상이한 선형 쌍극 안테나 어레이 배열들을 도시한다.
도 2a 및 도 2b는 공간 다이버시티를 활용하는 종래의 안테나 설치를 도시한다.
도 3은 상이한 교차-편파 안테나 어레이 배열들을 도시한다.
도 4a는 예시적 실시예에 따라서 안테나 교차 접속을 활용하는 멀티-섹터 안테나 구조를 도시한다.
도 4b는 예시적 실시예에 따라서 이중-포트 교차-편파 안테나들을 가지는 멀티-섹터 안테나 구조를 도시한다.
도 5a는 예시적 실시예에 따라서 2-웨이 다이버시티를 달성하도록 구성된 적어도 두 개의 멀티-섹터 안테나 구조를 포함하는 시스템을 도시한다.
도 5b는 예시적 실시예에 따라서 4-웨이 다이버시티를 달성하도록 구성된 적어도 두 개의 멀티-섹터 안테나 구조를 포함하는 시스템을 도시한다.
도 6은 예시적 실시예에 따른 멀티-대역 멀티-섹터 안테나 구조를 도시한다.
도 7은 예시적 실시예에 따른 적어도 두 개의 멀티-대역 멀티-섹터 구조를 포함하는 시스템의 예시적 실시예를 도시한다.
도 8은 다수의 멀티-대역 멀티-섹터 안테나 구조를 활용하여 네 개(4)의 섹터를 서빙하도록 구성된 멀티-섹터 셀-사이트 안테나 설치를 도시한다.
도 9는 다수의 멀티-대역 멀티-섹터 안테나 구조를 활용하여 여섯 개(6)의 섹터를 서빙하도록 구성된 멀티-섹터 셀-사이트 안테나 설치를 도시한다.
이러한 도면들은 방법들, 구조의 보편적 특징을 도시하고/거나, 그저 특정 예시적 실시예들을 도시하고, 이하에 제공된 서면의 설명을 보조하도록 의도되었다는 것을 주의해야 한다. 이러한 도면들은 시스템의 구조적 블록도지만, 축적에 맞는 것은 아니고, 임의의 주어진 실시예의 정확한 구조적 또는 기계적 특징들을 정밀하게 반영하지 못할 수 있고, 예시적 실시예들에 의해 포괄되는 성질 또는 값의 범위를 정의하거나 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 예를 들어, 어레이들 및/또는 구조적 요소들의 상대적 크기 및 위치 지정은 명확함을 위해 감소되거나 과장될 수 있다. 다양한 도면에서 유사하거나 동일한 참조 번호의 사용은 유사하거나 동일한 요소 또는 특징의 존재를 나타내도록 의도된 것이다.

예시적 실시예들이 다양한 수정과 대안적인 형식이 가능한 동시에, 그러한 실시예들은 도면들 내의 예로서 도시되고, 여기서 자세히 설명될 것이다. 그러나 예시적 실시예들을 개시된 특정한 형식들로 제한하려는 의도는 없고, 오히려 예시적 실시예들은 청구항들의 범위 내에 속하는 모든 수정, 동등물 및 대안들을 커버하는 것이 이해되어야 한다. 도면들의 설명 전체에서 유사한 숫자들은 유사한 요소들을 지칭한다.

이하에 논하는 방법들은 하드웨어, 소프트웨어, 펌웨어(firmware), 미들웨어(middleware), 마이크로코드(microcode), 하드웨어 설명 언어들, 또는 이들의 임의의 조합으로 구현될 수 있다. 소프트웨어, 펌웨어, 미들웨어 또는 마이크로코드로 구현되었을 때, 필요한 작업을 수행하기 위한 프로그램 코드 또는 코드 세그먼트들은 저장 매체와 같은 기계 또는 컴퓨터 판독가능한 매체에 저장될 수 있다. 프로세서(들), 필드 프로그래머블 게이트 어레이(Field Programmable Gate Array)(FGPA) 또는 특정 용도 집적 회로(Application Specific Integrated Circuit)(ASIC)가 필요한 작업들을 수행할 수 있다.

여기서 개시된 특정 구조적 및 기능적 세부 사항은 그저 본 발명의 예시적 실시예들을 설명하기 위한 목적을 위한 대표적 사례이다. 그러나, 본 발명은 많은 대체적인 형식으로 구현될 수 있고, 여기서 개시된 실시예들에만 제한되는 것이라고 이해되지 않아야 한다.

제1, 제2 등의 용어가 다양한 요소들을 설명하기 위해 여기서 사용될 수 있지만, 이러한 요소들은 이러한 용어들에 의해 제한되지 않아야 한다는 것이 이해될 것이다. 이러한 용어들은 오직 하나의 요소를 다른 요소와 구분하기 위해 사용된다. 예를 들어, 예시적 실시예들의 범위에서 벗어나지 않고서, 제1 요소는 제2 요소라고 칭해질 수 있고, 유사하게, 제2 요소는 제1 요소로 칭해질 수 있다. 여기서 사용되듯이, 용어 "및/또는"은 나열된 관련 항목들 중 하나 이상의 임의의 및 모든 조합을 포함한다.

요소가 다른 요소에 "접속된다" 또는 "커플링된다"라고 지칭될 때, 그것은 다른 요소에 직접적으로 접속 또는 커플링될 수도 있고, 개입하는 요소들이 존재할 수도 있다는 것이 이해될 것이다. 반면에, 요소가 다른 요소에 "직접적으로 접속된다" 또는 "직접적으로 커플링된다"라고 지칭될 때, 개입하는 요소들은 존재하지 않는다. 요소들 사이의 관계들을 설명하기 위해 사용되는 기타 단어들은 유사한 방식으로 해석되어야 한다(예를 들어, "사이에"와 "직접적 사이에", "이웃하는"과 "직접적으로 이웃하는" 등).

여기서 사용된 용어는 오직 특정 실시예들을 설명하기 위한 목적을 위한 것이고 예시적 실시예들의 제한을 의도하지 않는다. 여기서 사용된 바와 같이, 단수 형식 "하나", "한" 및 "그"는 문맥이 명백히 반하여 지시하지 않는 이상 복수 형식들 또한 포함하는 것을 의도한다. 여기서 사용될 때, 용어들 "구성한다", "구성하는", "포함한다" 및/또는 "포함하는"이 명시된 특징들, 정수들, 단계들, 작동들, 요소들 및/또는 구성요소들의 존재를 특정하지만, 하나 이상의 기타 특징들, 정수들, 단계들, 작동들, 요소들, 구성요소들 및/또는 이들의 그룹의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다는 것이 더 이해될 것이다.

몇몇 대안적 구현에서, 표시된 기능/동작들은 도면에 표시된 순서에서 벗어나서 발생할 수 있다는 점을 또한 주의해야 한다. 예를 들어, 연속적으로 도시된 두 도면은 사실은 관련된 기능성/동작들에 따라 동시에 실행될 수 있고, 또는 때때로 역순서로 실행될 수 있다.

다르게 정의되지 않는 이상, 여기서 사용된 모든 용어들(기술적 및 과학적 용어들을 포함해서)은 예시적 실시예가 속하는 기술분야의 통상의 기술자에 의해 공통적으로 이해되는 바와 같은 의미를 지니고 있다. 용어들, 예를 들어 공통적으로 사용되는 사전들에 정의된 용어들은 관련 기술의 내용에서 그들의 뜻과 일관된 뜻을 가진다고 해석되어야 하고, 여기서 명백히 그렇게 정의하지 않는 이상 이상적이나 과도하게 형식적인 방식으로 해석되지 않는다는 것이 더 이해될 것이다.

예시적 실시예들의 부분들 및 대응되는 상세한 설명은 소프트웨어 또는 알고리즘 및 컴퓨터 메모리 내의 데이터 비트 상의 작동의 기호적 표현 및 알고리즘과 관련하여 제시된다. 이러한 설명들 및 표현들은 기술분야의 통상의 기술자들이 기술분야의 다른 통상의 기술자들에게 그들의 작업의 내용을 효과적으로 전달하게 하는 것들이다. 여기서 사용된, 그리고 보편적으로 사용되는 바와 같이, 알고리즘은 원하는 결과에 다다르기 위한 단계들의 자기 모순이 없는 순서로 받아들여진다. 단계들은 물리적 수량의 물리적 조작들을 필요로 하는 것들이다. 보통, 필수적은 아니지만 이러한 수량들은 저장, 전송, 결합, 비교 및 다르게 조작되는 것이 가능한 광, 전기 또는 자기 신호들의 형식을 가진다. 때때로, 원칙적으로 공통 사용의 이유를 위해 이러한 신호들을 비트들, 값들, 요소들, 기호들, 문자들, 용어들, 숫자들 또는 이들과 유사한 것으로 지칭하는 것이 편리함이 증명되었다.

이하의 설명에서, 도시적 실시예들은 작동들의 동작들과 상징적 표현들을 참조하여 설명될 것이고(예를 들어, 흐름도의 형식으로), 이는 특정 작업을 수행하거나 특정 추상형 데이터 타입을 구현하는 루틴들(routines), 프로그램들, 오브젝트들, 구성요소들, 데이터 구조들 등을 포함하는 기능적 프로세스 또는 프로그램 모듈로 구현될 수 있고, 기존 하드웨어를 사용하여 기존 네트워크 요소에 구현될 수 있다. 이러한 기존 하드웨어는 하나 이상의 중앙 처리 유닛(CPUs), 디지털 신호 프로세서들(DSPs), 특정 용도 집적 회로들, 필드 프로그래머블 게이트 어레이들(FPGAs) 컴퓨터 또는 이들과 유사한 것들을 포함할 수 있다.

그러나, 이러한 용어들과 유사한 용어들은 모두 적합한 물리적 수량과 관련되어야 하고, 그저 이러한 수량들에 적용된 편리한 표지에 불과하다는 것을 생각해야 한다. 특정하여 다르게 선언되거나, 또는 논의로부터 자명하지 않은 이상, "처리하는" 또는 "계산하는" 또는 "컴퓨팅하는" 또는 "결정하는" 또는 "디스플레이하는" 또는 이와 유사한 용어들은 컴퓨터 시스템의 레지스터 및 메모리 내의 물리적, 전자적 수량으로서 표현되는 데이터를 컴퓨터 시스템의 메모리 또는 레지스터 또는 기타 유사한 정보 저장, 전송, 또는 디스플레이 장치 내의 물리적 수량으로 유사하게 표현되는 다른 데이터로 조작하고 변환하는, 컴퓨터 시스템 또는 유사한 전기적 컴퓨팅 장치의 동작과 프로세스들을 지칭한다.

전송 매체는 연선쌍, 동축 케이블, 광학 섬유 또는 기술분야에서 알려진 몇몇 다른 적합한 전송 매체일 수 있다는 것에 또한 유의한다. 예시적 실시예들은 어떠한 구현에서도 이러한 양상들에 의해 제한되지 않는다.

하나 이상의 예시적 실시예들에서, 구조적 인클로져는 이웃하는 두 개의 분리된 섹터를 하나의 공통된 위치, 예를 들어 이웃하는 두 개의 섹터가 만나는 '코너'로부터 서빙하도록 각각 구성된 적어도 두 개의 안테나들을 포함한다. 적어도 두 개의 구조적 인클로져의 배열을 포함하는 시스템은 다이버시티와 중복성을 제공하고, 동시에 구조적 인클로져의 총 개수를 종래의 배열과 비교하여 적어도 절반으로 감소시키고, 그로 인해 경비와 설치 복잡성을 감소시킨다.

도 4a는 예시적 실시예에 따른 안테나 교차 접속(Antenna Cross Connect)(ACC)을 활용하는 멀티-섹터 안테나 구조를 도시한다.

도 4a에서, 멀티-섹터 안테나 구조(400)는 적어도 제1 안테나(410), 제2 안테나(420), 구조적 인클로져(430), RRH(440) 내의 제1 송수신기 그룹(예를 들어, 송수신기의 집합) 및 셀룰러 붐(450)을 포함한다. 제1 안테나(410)는 제1 요소들의 어레이일 수 있고, 제2 안테나(420)는 제2 요소들의 어레이일 수 있다. 안테나들은 RRH(440)를 사용하여 하나의 공통의 위치, 예를 들어 이웃하는 두 개의 섹터가 만나는 '코너'로부터, 이웃하는 적어도 두 개의 섹터들로부터의 신호들의 다운링크 송신 및 그러한 섹터들을 향한 신호들의 업링크 수신 둘 다 제공하도록 구성된다. 동일 방향을 향하고 동일 섹터를 서빙하도록 안테나 어레이들을 배열하기보다는, 적어도 두 개의 안테나 어레이들(410/420)은 '코너'들로부터 섹터들을 서빙하도록 어레이들을 배열함으로써 다른 섹터를 서빙하도록 각각 구성되고, 이웃하는 적어도 두 개의 섹터들 중 하나를 서빙하도록 각각의 어레이가 서로 다른 방향을 향한다. 예를 들어, 제1 안테나 어레이(410)는 섹터 1을 향하고(그리고 서빙하고), 제2 안테나 어레이(420)는 섹터 2를 향한다(그리고 서빙한다).

RRH(440)는 제1 송수신기 그룹(예를 들어 복수의 수신기 및 송신기)(도시되지 않음)을 포함한다. 수신기들은 수신된 신호를 RF 신호로부터 디지털 신호로 변환하고, 이는 공통 공용 무선 인터페이스(Common Public Radio Interface)(CPRI)를 통해 기저대역 유닛(Base-Band Unit)(BBU)(도시되지 않음)에 전달된다. 디지털 신호들은 때때로 광신호들이고, BBU는 RRH(440)로부터 때때로 상당한 거리를 두고 위치한다. 이와 유사하게, 송신기는 BBU로부터 전달된 무선 주파수(RF) 신호들을 섹터 내에 위치된 사용자 장비들(UEs)(도시되지 않음)에게 송신한다. RRH(440)는 하나 이상의 송수신기를 포함할 수 있다.

안테나 교차 접속

종래에, 각각의 RRH는 하나 이상의 안테나로부터 섹터 내의 송신 및 수신을 제어한다. 그러나, RRH의 고장은 섹터 내의 신호 정지(signal outage)를 야기할 수 있다. 그에 반해, 도 4a와 4b에 도시된 바와 같이, 하나 이상의 예시적 실시예에서 RRH(440)는 상이한 섹터들을 서빙하는 안테나 어레이들, 즉 안테나 교차 접속(ACC)으로 알려진 방식에서 섹터 1을 서빙하는 제1 안테나 어레이(410) 및 섹터 2를 서빙하는 제2 안테나 어레이(420)에 접속되어 있다. ACC에서, 이웃하는 섹터들을 지원하기 위해 사용된 안테나들에 다수의 RRH가 접속되어 있다. 그러므로, 임의의 하나의 RRH가 고장난 경우, 계속하여 섹터를 서빙할 수 있는 RRH와 안테나가 남아 있다. 그러므로 섹터당 다수의 안테나의 상실(다이버시티 수신 또는 MIMO 송신의 상실) 때문에 커버리지가 열화될 수는 있지만, 커버리지가 완전히 상실되는 것은 아니다.

안테나 어레이들(210/220)은 단일 포트 선형 안테나 어레이들(SISO 업링크 수신 또는 SIMO 다운 링크 송신을 위한 것)일 수 있다. 예를 들어, 안테나 어레이들(210/220)의 각각은 도 1에 도시된 것과 같은 안테나 어레이(110) 또는 안테나 어레이(120)일 수 있다.

유사하게, 안테나 어레이들은 이중 편파 이중 포트 안테나들일 수 있고, 이 안에서 교차-편파 안테나들이 관심 섹터로부터의 업링크 수신 또는 관심 섹터를 향한 다운링크 송신을 위해 BS에서 사용된다. 예를 들어, 안테나 어레이들 각각은 도 3에 도시된 바와 같이 교차-편파 안테나 요소들(310 또는 320)을 가질 수 있다.

도 4b는 예시적 실시예에 따라 이중-포트 교차-편파 안테나들을 가지는 멀티-섹터 안테나 구조(400-b)를 도시한다.

도 4b에 도시된 바와 같이, 안테나 구조(400-b)는, 안테나 어레이들(410-b/420-b)이 이중-포트 교차-편파 안테나라는 사실을 제외하면 멀티-섹터 안테나 구조(400)와 동일한 구조를 가지고, 여기에서 각각의 안테나 어레이(410-b/420-b)는 교차-편파 안테나 어레이들의 쌍이고, 이는 RRH(440-b)가 한 쌍의 전기적 접속을 통해 각각의 안테나 어레이(410-b/420-b)에 접속되는 것을 야기한다. 그러므로, 도 4a의 RRH(440)는 안테나 어레이들(410/420)의 각각에 단일 접속을 통해 접속되어 있는 것으로 도시된 반면, 도 4b의 RRH(440-b)는 한 쌍의 전기적 접속, 즉 안테나 어레이 내의 편파 안테나 요소들의 각각의 어레이들 당 하나의 접속을 통해 안테나 어레이들(410-b/420-b)의 각각에 접속되어 있다. 교차-편파 안테나들을 활용함으로써, 상호보완적인 두 개의 편파 안테나 요소들을 한 안테나 안에서 함께 페어링하는 것에 의해 각각의 안테나 구조(400-b)로부터 2-웨이 다이버시티가 달성될 수 있다. 멀티-섹터 안테나 구조(400-b)는 이중-포트 교차-편파 안테나이기 때문에, 멀티-섹터 안테나 구조(400-b)는 두 개의 안테나 포트 접속을 지원할 수 있다.

구조적 인클로져(430)는 RF 신호들에 투명하고 이러한 인클로져를 상당히 강하고, 방수이고, 아이싱에 저항력을 가지게 하는 기계적 특성을 가지는 물질로 만들어질 수 있다. 몇몇의 예시적 실시예들에서는, RRH(440)는 구조적 인클로져(430)의 외부에 있을 수 있고, 그로 인해 구조적 인클로져(430)는 RRH(440)를 접속하기 위해 표면에 포트들을 포함할 수 있다. 다른 예시적 실시예들에서, 구조적 인클로져(430)는 RRH(440)를 그 안에 통합시킬 수 있다. 구조적 인클로져의 형상은 셀이 3-섹터, 4-섹터 또는 6-섹터 셀인지 여부와 구조적 인클로져(430)가 RRH(440)를 그 안에 통합시켰는지 여부와 같은 셀의 설계에 따라 결정될 수 있다.

도 5a 및 도 5b는 예시적 실시예들에 따른 적어도 두 개의 멀티-섹터 안테나 구조를 포함하는 시스템을 도시한다.

도 5a에 도시된 바와 같이, 시스템(500)은 셀룰러 붐(550), 적어도 제1 멀티-섹터 안테나 구조(500a) 및 그 위에 장착된 제2 멀티-섹터 안테나 구조(500b)를 포함할 수 있다. 멀티-섹터 안테나 구조들(500a/500b)의 각각은 멀티-섹터 안테나 구조(400)와 동일한 구조를 가지고 있다. 예를 들어, 멀티-섹터 안테나 구조들(500a/500b)의 각각은 이웃하는 독립된 섹터들을 각각 서빙하고 둘 다 동일한 RRH(예를 들어, 송수신기 그룹)에 접속되어 있는 적어도 두 개의 안테나 어레이들을 포함한다. 그러므로, 제1 멀티-섹터 안테나 구조(500a)는 적어도 제1 안테나 어레이(510a)를 통해 제1 섹터(Sector 1)를, 그리고 제2 안테나 어레이(520a)를 통해 제2 섹터(Sector 2)를 동시에 서빙하는 제1 RRH(540a)를 포함한다. 유사하게, 제2 멀티-섹터 안테나 구조(500b)는 적어도 제1 안테나(520b)를 통해 제1 섹터를, 그리고 제2 안테나 어레이(510b)를 통해 제3 섹터를 동시에 서빙하는 제2 RRH(540b)를 포함한다. ACC를 사용하여 기저대역 유닛(BBU)에 신호들이 적절하게 전달되는 경우, 각 섹터는 적어도 두 개의 RRH에 의해 서빙된다. 예를 들어, 제1 섹터(Sector 1)는 RRH(540a)에 접속된 안테나(510a)와 RRH(540b)에 접속된 안테나(520b)에 의해 서빙된다.

각각의 RRH는 적절한 신호들을 이웃하는 두 개의 섹터들로/로부터 전송/수신할 수 있다. 이는 각각의 섹터가 적어도 두 RRH에 의해 서빙되는 것을 야기하고, 이로 인해 섹터의 각각에게 중복성을 제공한다. 예를 들어, 제1 섹터는 RRH(540a) 및 RRH(540b)에 의해 서빙되고 있다.

이에 더하여, 적어도 두 개의 멀티-셀 안테나 구조들(500a/500b)의 각각이 수평적 거리 D{예를 들어, 7 내지 10 람다(λ)}만큼 충분히 이격되는 경우 2-웨이 다이버시티는 BBU에서 업스트림에서 달성될 수 있다. 도 2a에 도시된 공간 다이버시티의 종래의 예시에 반하여, 도 5a에 도시된 예시적 실시예에서는, 공간 다이버시티는 구조적 인클로져들(530a/530b)의 크기와 개수를 최소화시키면서 달성될 수 있다.

유사하게, 적어도 두 개의 멀티-셀 안테나 구조들의 각각 내의 안테나 어레이들이 교차-편파 안테나들인 경우, 편파 다이버시티가 각각의 섹터에 제공될 수 있다. 그러므로, 4개의 수신 신호 및/또는 4개의 송신 신호를 제공하는 것(안테나가 SIMO 인지 MIMO인지에 의존함)은 4-웨이 다이버시티를 야기한다.

도 5b는 예시적 실시예에 따라 4-웨이 다이버시티를 달성하도록 구성된 적어도 두 개의 멀티-섹터 안테나 구조들을 포함하는 시스템(500-2)을 도시한다.

도 5b에 도시된 바와 같이, 시스템(500-2)이 멀티-셀 안테나 구조들(500a-2/500b-2)을 포함하고, 이들이 공간 다이버시티를 달성하기 위해 충분히 이격된 것에 더해, 각각이 교차-편파 안테나를 포함한다는 사실만 제외하면, 시스템(500-2)은 시스템(500)과 같은 구조를 가지고 있다. 시스템(500-2)에 교차-편파 안테나들을 포함하는 것에 의해 4-웨이 다이버시티는 BBU(도시되지 않음)에서 업스트림에서 달성될 수 있다.

도 5b에 도시된 바와 같이, 멀티-셀 안테나 구조들(500a-2/500b-2)의 안테나들이 도 4b에 도시된 안테나 구조를 가질 수 있다는 점을 제외하면, 멀티-셀 안테나 구조들(500a-2/500b-2)은 도 5a에 도시된 멀티-셀 안테나 구조들(500a/500b)과 같은 구조를 가지고, 여기에서 각각의 안테나 어레이는 교차-편파 안테나 요소들의 쌍이고, RRH들(540a-2/540b-2)은 한 쌍의 전기적 접속들을 통해 대응되는 안테나 어레이들에 각각 접속된다. 그러므로, 각각의 RRH(540a-2/540b-2)는 안테나 구조들(500a-2/500b-2) 중 대응되는 하나와 접속된 두 쌍의 포트들을 가진다. 이와 같이, 교차-편파 안테나들의 쌍 사이에서 공간 다이버시티를 생성함으로써, 각각의 섹터에서 4-웨이 다이버시티가 달성될 수 있다.

추가적 멀티-셀 안테나 구조들은 시스템(500) 내의 멀티-섹터 안테나 구조들(500a/500b)에 이웃하여 유사하게 배열될 수 있고, 각각 추가적 구조의 안테나의 절반은 한 섹터를 서빙하고 절반은 이웃하는 다른 섹터를 서빙한다.

적어도 두 개의 멀티-섹터 안테나 구조를 가지는 앞에서 언급된 시스템들에서, 각각의 섹터는 다수의 RRH에 의해 서빙되고, 각각의 RRH는 다수의 이웃하는 섹터들을 서빙한다. 이러한 구성은 섹터 내에서 다이버시티는 물론 중복성을 모두 제공한다. 임의의 하나의 RRH의 고장은 이웃하는 두 개의 섹터에 충격을 줄 것이지만, 교차-접속에 의해, 각각의 섹터에서 안테나들 중 적어도 절반은 남아 있는 작동 가능한 RRH에 의해 여전히 서빙될 것이므로, 중복성이 달성된다. 더하여, 멀티-섹터 구조들이 공간 다이버시티를 제공하도록 적절하게 이격되는 경우 및/또는 각각 구조가 교차-편파 요소들을 활용하는 안테나를 포함하는 경우에 다이버시티가 달성될 수 있다. 멀티-섹터 구조들이 공간 다이버시티를 제공하도록 적합하게 간격을 두고 각각의 구조가 교차-편파 요소들을 활용하는 안테나를 포함하는 경우에는, 4-웨이 다이버시티가 달성될 수 있다. 더하여, 각각의 멀티-섹터 구조가 적어도 두 개의 섹터를 서빙하므로, 구조적 인클로져들의 총 개수는 절반으로 감소되고, 이로 인해 중복성과 다이버시티를 제공하면서도 경비 및 설치 복잡성이 감소한다.

도 6은 예시적 실시예에 따른 멀티-대역 멀티-섹터 안테나 구조를 도시한다.

도 6에 도시된 바와 같이, 멀티-대역 멀티-섹터 안테나 구조(600)는 적어도 제1 고대역 안테나(610), 저대역 안테나(615), 제2 고대역 안테나(620) 및 구조적 인클로져(630)를 포함한다. 멀티-대역 멀티-섹터 안테나(600)는 셀룰러 붐(650) 상에 장착될 수 있다. 제1 및 제2 고대역 안테나들(610/620)은 제1 안테나(410) 및 제2 안테나(420)와 동일한 구조를 가지고 있고, 퍼스널 통신 서빙(Personal Communications Service)(PCS) 대역 및 고급 무선 서빙(Advanced Wireless Services)(AWS) 대역으로도 알려진 1850-1990Mhz를 서빙하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 제1 및 제2 고대역 안테나(610/620)는 고대역에서의 신호들의 다운링크 송신(UE들에게) 및 업링크 수신(UE들로부터) 둘 다에 대해, 고대역 송수신기(640)를 사용하여 하나의 공통된 위치, 예를 들어 이웃하는 두 개의 섹터들이 만나는 '코너'로부터 이웃하는 두 개의 섹터들을 지원하도록 구성된다.

저대역 안테나(615)는 698-894MHz를 서빙하도록 구성될 수 있다. 저대역 안테나(615)는 저대역 송수신기(645)를 사용하여 저대역에서의 신호들을 사용하는 다운링크 송신(UE들에게) 및 업링크 수신(UE들로부터) 둘 다를 제공하도록 구성된다. 멀티-대역 멀티-섹터 안테나 구조(600)는 선형 쌍극 안테나 또는 이중 편파 안테나인 하나의 저대역 안테나(615)를 포함할 수 있다. 그러므로, 멀티-대역 멀티-섹터 안테나 구조(600)는 코너로부터 두 섹터 모두를 향하는 저대역 요소들을 포함하지 않을 수 있고, 오히려 저대역에 대해 오직 한 섹터를 지원할(향할) 수 있는데, 왜냐하면 저대역 주파수 범위에서 충분한 다이버시티를 달성하기 위해 필요한 공간적 거리로 인해 공간 다이버시티를 달성하기가 어려울 수도 있기 때문이다. 그러므로, 각각의 코너 레이돔은 저대역에 대해 한 섹터를 지원할(향할) 수 있다. 고대역 어레이들 둘 다와 저대역 어레이를 함께 패키징함으로써, 패키징 효율이 증가되고, 개별 고대역 및 저대역 인클로져를 배치하는 것과 비교하여 전체적 크기, 무게, 및 경비가 감소된다.

도 7은 예시적 실시예에 따른 적어도 두 개의 멀티-대역 멀티-섹터 구조들을 포함하는 시스템의 예시적 실시예를 도시한다.

도 7에 도시된 바와 같이, 시스템(700)은 셀룰러 붐(750), 및 그에 장착된 적어도 제1 멀티-대역 멀티-섹터 안테나 구조(700a) 및 제2 멀티-대역 멀티-섹터 안테나 구조(700b)를 포함할 수 있다. 각각의 멀티-대역 멀티-섹터 안테나 구조(700a/700b)는 멀티-대역 멀티-섹터 안테나 구조(600)와 동일한 구조를 가진다. 제1 멀티-대역 멀티-섹터 안테나 구조(700a)는 적어도, 제1 고대역 안테나(710a)를 통해 제1 섹터(Sector 1)를, 그리고 제2 고대역 안테나(720a)를 통해 제2 섹터(Sector 2)를 동시에 서빙하는 제1 고대역 RRH(740a)를 포함한다. 더하여, 제1 멀티-대역 멀티-섹터 안테나 구조(700a)는 제1 및 제2 섹터 중 하나(예를 들어, Sector 1)를 저대역 안테나(715a)를 통해 서빙하는 저대역 RRH(745a)를 포함한다.

제2 멀티-대역 멀티-섹터 안테나 구조(700b)는 적어도, 제1 고대역 안테나(710b)를 통해 제2 섹터(Sector 2)를, 그리고 제2 고대역 안테나(720b)를 통해 제3 섹터(Sector 3)를 동시에 서빙하는 제2 고대역 RRH(740b)를 포함한다. 더하여, 제2 멀티-대역 멀티-섹터 안테나 구조(700b)는 제2 및 제3 섹터 중 하나(예를 들어, Sector 2)를 저대역 안테나(715b)를 통해 서빙하는 저대역 RRH(745b)를 포함한다.

추가적 멀티-대역 멀티-섹터 안테나 구조들은 적어도 두 개의 멀티-대역 멀티-섹터 안테나 구조(700a/700b)와 이웃하여 시스템(700) 내에 유사하게 배열될 수 있고, 각각의 구조의 고대역 안테나들의 절반은 한 섹터를 서빙하고, 절반은 이웃하는 다른 섹터를 서빙한다.

그러므로, 멀티-대역 멀티-섹터 안테나 구조들(700a/700b)의 각각은 분리된 이웃하는 섹터들을 각각 서빙하고 동일한 고대역 RRH에 접속되어 있는 적어도 두 개의 고대역 안테나 어레이들을 포함한다. 더하여, 멀티-대역 멀티-섹터 안테나 구조들(700a/700b) 각각은 이웃하는 섹터들 중 하나를 서빙하고 저대역 RRH에 접속되어 있는 저대역 안테나를 포함한다. 신호들이 상류에서 올바르게 분류된 경우, 고대역 RRH(740a/740b) 각각은 적합한 신호들을 이웃하는 두 개의 섹터로/로부터 송신/수신할 수 있고 저대역 RRH(745a/745b) 각각은 이웃하는 섹터들 중 하나로부터 신호를 송신/수신할 수 있다.

이는 각각의 섹터가 적어도 두 개의 고대역 RRH 및 적어도 하나의 저대역 RRH에 의해 서빙되는 것을 야기하고, 그로 인해 섹터의 각각에서 고대역 중복성과 저대역 커버리지를 제공한다. 예를 들어, 제1 섹터는 고대역 RRH(740a), 고대역 RRH(740b) 및 저대역 RRH(745a)에 의해 서빙되고 있다.

더하여, 적어도 두 개의 멀티-대역 멀티-섹터 안테나 구조들(700a/700b)의 각각이 충분히 이격되어 있는 경우{예를 들어, 7 내지 10 람다(λ)} 멀티-대역 멀티-섹터 안테나 구조들(500a/500b)은 고대역에서 각각의 섹터 내에 공간 다이버시티를 제공할 수 있다. 유사하게, 적어도 두 개의 멀티-대역 멀티-섹터 안테나 구조들(700a/700b)의 각각의 안에 있는 안테나 어레이들이 교차-편파 안테나인 경우, 고대역 및 저대역 모두에서의 편파 다이버시티가 각각의 섹터 내에 제공될 수 있다. 멀티-대역 멀티-섹터 구조들이 공간 다이버시티를 제공하도록 적절하게 이격되고, 각각의 구조(700a/700b)가 교차-편파 요소들을 활용하는 고대역 안테나를 포함하는 경우, 고대역에서의 4-웨이 다이버시티가 달성될 수 있다. 그러나, 저대역 안테나들은 편파 다이버시티의 사용으로 달성되는 다이버시티와 비교하여 의미 있는 다이버시티를 얻기 위해 큰 수평적 공간 분리를 필요로 할 것이기 때문에, 저대역에서는 공간 다이버시티가 아닌 저대역에서의 편파 다이버시티를 사용하는 것이 바람직하다.

멀티-대역 멀티-섹터 안테나 구조들(700a/700b)의 각각은 그들의 대응되는 RRH들을 구조 내로 통합되도록 할 수 있다. 예를 들어, 제1 멀티-대역 멀티-섹터 안테나 구조(700a)는 제1 고대역 RRH(740b)와 제1 저대역 RRH(745a)를 인클로져(730a) 내에 통합시킬 수 있다. 대안으로, 멀티-대역 멀티-섹터 안테나 구조들(700a/700b) 각각은 RRH들을 외부적으로 접속하기 위하여 인클로져의 표면에 포트를 가질 수 있다.

도 8 및 9는 세 개보다 많은 섹터로 나누어지는 셀에서 사용하기 위한 멀티-대역 멀티-섹터 안테나 구조의 예시적 실시예를 도시한다.

도 8은 셀룰러 붐 상에 제공된 네(4) 개의 멀티-대역 멀티-섹터 안테나 구조들(800a, 800b, 800c 및 800d)을 도시한다. 이러한 구성은 4-섹터 셀 사이트를 서빙하는데, 거기에서 각 섹터는 도 1-5의 3-섹터 셀 구성 내의 멀티-섹터 안테나 구조 각각이 커버하는 120도 대신 90도를 커버한다.

도 9는 여섯(6) 개의 멀티-대역 멀티-섹터 구조들(900a, 900b, 900c, 900d, 900e 및 900f)을 도시한다. 이러한 구성은 각 섹터가 60도를 커버하는 6-섹터 셀 사이트를 서빙한다. 멀티-대역 멀티-셀 안테나 구조들(800a-d 및 900a-f)의 각각은 도 6에서 도시된 멀티-대역 멀티-셀 안테나 구조(600)와 동일한 내부 구성요소를 가진다. 예를 들어, 멀티-대역 멀티-셀 안테나 구조들(800a-d/900a-f)의 각각은 이웃하는 두 개의 섹터들을 서빙하도록 구성되고, 이웃하는 두 섹터 내의 RRH들 사이에 안테나 교차 접속(ACC)을 제공할 수 있다. 교차 접속된 RRH들은 오직 고대역 안테나만을 위한 것이거나, 고대역 안테나들 및 저대역 안테나들 둘 다를 위한 것일 수 있다. 더하여, 구조들이 충분히 이격되는 경우{예를 들어 7 내지 10 람다(λ)}, 멀티-대역 멀티-셀 안테나 구조들(800a-d/900a-f)은 고대역 공간 다이버시티를 제공할 수 있다. 유사하게, 멀티-대역 멀티-셀 안테나 구조들(800a-d/900a-f)은 고대역 안테나 어레이들이 교차-편파되는 경우에는 고대역 공간 다이버시티를 제공하고/하거나 저대역 안테나 어레이들이 교차-편파되는 경우에는 저대역-편파 다이버시티를 제공할 수 있다. 그러나, 멀티-대역 멀티-셀 안테나 구조들(800a-d/900a-f)은 멀티-대역 멀티-셀 안테나 구조들(800a-d/900a-f)에 비해서 안테나 어레이들 사이에서 다른 각도를 가진다. 안테나 어레이들 사이의 각도는 셀이 몇 개의 섹터들로 나눠지는 지에 의존한다. 도 4-7에서 도시된 바와 같은 세(3) 개의 멀티-셀 안테나 구조들을 갖는 삼(3) 섹터 셀에서, 안테나 어레이들 사이의 각도는 120도일 수 있다. 도 8에서 도시된 바와 같은 네(4) 개의 멀티-셀 안테나 구조들을 갖는 사(4) 섹터 셀에서, 안테나 어레이들 사이의 각도는 90도일 수 있다. 그러므로, 멀티-대역 멀티-섹터 안테나 구조들(800a-d) 내의 안테나 어레이들 사이의 각도는 90도일 수 있다. 도 9에서 도시된 바와 같은 여섯(6) 개의 멀티-셀 안테나 구조들을 갖는 육(6) 섹터 셀에서, 안테나 어레이들 사이의 각도는 60도일 수 있다. 그러므로, 멀티-대역 멀티-섹터 안테나 구조들(900a-f) 내의 안테나 어레이들 사이의 각도는 60도일 수 있다.

멀티-대역 멀티-셀 안테나 구조는 제1 안테나 어레이와 제2 안테나 어레이 사이에 고정된 각도를 가질 수 있거나, 대안적으로 멀티-대역 멀티-셀 안테나 구조는 제1 및 제2 안테나 어레이의 교차점에서 인클로져(예를 들어, 레이돔) 상에 위치된 조정 가능한 피봇(825)을 통해 제1 및 제2 안테나 어레이 사이에 조정할 수 있는 각도를 가질 수 있다.

예시적 실시예들이 특정하게 도시되고, 설명되었으나, 기술분야의 통상의 기술자는 청구항의 범위와 사상에서 벗어나지 않으면서 형식 및 세부 사항의 변화가 만들어질 수 있다는 점이 이해될 것이다.

Claims (1)

1. 제1항에 기재된, 장치.
   

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