KR20170033276A - 무선-스펙트럼 모니터링 및 분석 - Google Patents

무선-스펙트럼 모니터링 및 분석 Download PDF

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KR20170033276A
KR20170033276A KR1020167034969A KR20167034969A KR20170033276A KR 20170033276 A KR20170033276 A KR 20170033276A KR 1020167034969 A KR1020167034969 A KR 1020167034969A KR 20167034969 A KR20167034969 A KR 20167034969A KR 20170033276 A KR20170033276 A KR 20170033276A
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타진데르 만쿠
올렉시 크라베츠
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코그니티브 시스템스 코퍼레이션
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Abstract

몇몇의 모습들에서, 무선-스펙트럼 분석 시스템 (100)이 기술된다. 몇몇의 예들에서, 상기 무선-스펙트럼 분석 시스템은 지리적 구역에 걸쳐 별개의 장소들에 분포된 무선-스펙트럼 분석 디바이스들 (110)을 포함한다. 상기 무선-스펙트럼 분석 디바이스들은 각각 별개의 장소에서 무선-스펙트럼 사용을 동시에 모니터하도록 구성된다. 각 무선-스펙트럼 분석 디바이스는 자신의 별개의 장소에서 무선-스펙트럼 분석 디바이스에 의해 탐지된 무선 신호들에 기초하여 무선-스펙트럼 분석 디바이스에 의해 식별된 스펙트럼-사용 파라미터들을 무선-스펙트럼 분석 디바이스로부터 전송하도록 구성된다. 상기 무선-스펙트럼 분석 시스템은, 상기 무선-스펙트럼 분석 디바이스들로부터 전송된 상기 스펙트럼-사용 파라미터들을 집성하도록 구성된 데이터 집성 시스템 (115)을 더 포함한다.

Description

무선-스펙트럼 모니터링 및 분석 {Wireless-Spectrum Monitoring and Analysis}
관련된 출원들 상호-참조
본원은 2014년 7월 18일에 출원된 "Wireless-Spectrum Monitoring and Analysis" 제목의 미국 특허 출원 No. 14/334,822에 대한 우선권을 향유한다. 상기 우선 출원은 본원에 참조로서 편입된다.
기술분야
본원은 무선-스펙트럼 모니터링 및 분석에 관한 것이다.
라디오 주파수 (radio frequency (RF)) 스펙트럼은 제한된 그리고 귀중한 자원이다. 정부 기관들 및 규제 기관들은 보통은 스펙트럼 할당 및 사용을 조절하고 그리고 그 스펙트럼의 부분들을 사용하는 권한들은 무선 서비스 공급자들 그리고 다른 유형의 공공 및 개인 엔티티들에게 판매되거나 라이센스된다. 그 무선 서비스 공급자들은, 예를 들면, 무선 통신 표준들용의 주파수 대역들에서 최종 사용자들에게 무선 서비스들을 제공하기 위해 자신들에게 할당된 스펙트럼을 사용한다.
본 발명은 이런 무선-스펙트럼을 모니터하고 분석하는 수단을 제공하려고 한다.
일반적인 모습에서, 무선-스펙트럼 사용이 모니터되고 분석된다.
몇몇의 모습들에서, 무선-스펙트럼 분석 시스템은 지리적 구역에 걸쳐 별개의 장소들에 분포된 무선-스펙트럼 분석 디바이스들을 포함한다. 상기 무선-스펙트럼 분석 디바이스들은 각각 별개의 장소에서 무선-스펙트럼 사용을 동시에 모니터하도록 구성된다. 각 무선-스펙트럼 분석 디바이스는 자신의 별개의 장소에서 무선-스펙트럼 분석 디바이스에 의해 탐지된 무선 신호들에 기초하여 무선-스펙트럼 분석 디바이스에 의해 식별된 스펙트럼-사용 파라미터들을 무선-스펙트럼 분석 디바이스로부터 전송하도록 구성된다. 상기 무선-스펙트럼 분석 시스템은, 상기 무선-스펙트럼 분석 디바이스들로부터 전송된 상기 스펙트럼-사용 파라미터들을 집성하도록 구성된 데이터 집성 시스템을 더 포함한다.
몇몇의 모습들에서, 무선-스펙트럼 분석 시스템은 통신 시스템 및 데이터 분석 시스템을 포함한다. 상기 통신 시스템은 지리적 구역에 걸쳐 분포된 무선-스펙트럼 분석 디바이스들로부터 무선-스펙트럼 사용 파라미터들을 수신하도록 구성된다. 상기 스펙트럼-분석 파라미터들은 상기 지리적 구역 내 상기 무선-스펙트럼 분석 디바이스들 각자의 장소들에서 상기 무선-스펙트럼 분석 디바이스들에 의해 탐지된 무선 신호들을 기반으로 한다. 상기 데이터 분석 시스템은 상기 디바이스들로부터의 상기 스펙트럼-사용 파라미터들에 기초하여 상기 지리적 구역에 대한 스펙트럼-사용 보고를 생성한다.
하나 이상의 구현들의 상세한 내용들이 아래의 동반 도면들 및 설명에서 제시된다. 다른 특징들, 목적들, 및 이점들은 상기 설명 및 도면들로부터, 그리고 청구항들로부터 명백할 것이다.
본 발명의 효과는 본 명세서의 해당되는 부분들에 개별적으로 명시되어 있다.
도 1은 예시의 무선-스펙트럼 분석 시스템을 보여주는 블록도이다.
도 2는 예시의 무선-스펙트럼 분석 시스템의 구조를 보여주는 블록도이다.
도 3은 무선-스펙트럼 분석 디바이스들의 예시의 분포를 보여주는 블록도이다.
도 4는 무선-스펙트럼 분석 디바이스들과 연관된 예시의 스펙트럼 검사 (spectrum inspection (SI)) 정보를 보여주는 블록도이다.
도 5는 무선-스펙트럼 분석 디바이스들과 연관된 예시의 SI 정보를 보여주는 다른 블록도이다.
도 6은 예시의 무선-스펙트럼 분석 디바이스를 보여주는 블록도이다.
도 7은 무선-스펙트럼 분석 디바이스의 예시의 SI 신호 경로를 보여주는 블록도이다.
도 8은 무선-스펙트럼 분석 디바이스의 다른 예시의 SI 신호 경로를 보여주는 블록도이다.
도 9는 예시의 무선-스펙트럼 분석 디바이스를 위에서 본 모습이다.
도 10은 도 9의 예시의 무선-스펙트럼 분석 디바이스 (900)의 안테나 (910a - 910d)의 예시의 안테나 프로파일들을 위에서 본 모습이다.
도 11은 다른 예시의 무선-스펙트럼 분석 디바이스를 위에서 본 모습이다.
도 12는 무선-스펙트럼 분석 디바이스의 예시의 애플리케이션을 보여주는 블록도이다.
다양한 도면들에서의 유사한 참조 심볼들은 유사한 요소들을 나타낸다.
여기에서 설명되는 몇몇의 모습들에서, 공간 및 시간에 걸쳐서 무선-스펙트럼 사용이 모니터되고 분석된다. 예를 들면, 지리적 구역 내 다양한 장소 (location)들에서 동시에 동작하는 여러 무선-스펙트럼 분석 디바이스들로부터 스펙트럼-사용 파라미터들이 집성될 수 있다. 상기 지리적 구역은 (예를 들면, 수십 또는 수백미터부터 수킬로미터까지의 범위인 반경을 가지면서) 상대적으로 작거나 클 수 있으며 그리고 어떤 관심 대상 영역 (예를 들면, 빌딩, 도시 블록, 관할 구역, 인구통계적 집단, 산업계 등)을 일반적으로 나타낼 수 있다. 몇몇의 예들에서, 상기 집성된 데이터는 스펙트럼 사용의 현실적이며 복잡한 분석을 용이하게 할 수 있으며 그리고 그 지리적 구역 내 무선-스펙트럼 및 다른 자원들의 활용 및 품질에 대한 이해를 제공할 수 있다.
몇몇의 구현들에서, 다양한 무선 통신 표준들에 대한 무선-스펙트럼 사용이 모니터되고 분석된다. 예를 들면, 상기 무선-스펙트럼 분석 디바이스들은 GSM (Global System for Mobile) 및 EDGE (Enhanced Data rates for GSM Evolution) 또는 EGPRS와 같은 2G 표준들, CDMA (Code division multiple access), UMTS (Universal Mobile Telecommunications System), 및 TD-SCDMA (Time Division Synchronous Code Division Multiple Access)와 같은 3D 표준들, LTE (Long-Term Evolution) 및 LTE-A (LTE-Advanced)와 같은 4D 표준들, 무선 로컬 영역 네트워크 (WLAN) 또는 IEEE 802.11와 같은 WiFi 표준들, 블루투스, 근거리 통신 (NFC), 밀리미터 통신, 또는 복수의 이런 또는 다른 유형의 무선 통신 표준들을 모니터하고 분석할 수 있다. 몇몇의 구현들에서, 다른 유형의 무선 통신 (예를 들면, 비-표준화된 신호들 및 통신 프로토콜들)에 대한 무선-스펙트럼 사용이 모니터되고 분석된다.
몇몇의 예들에서, 무선-스펙트럼 사용 데이터 및 관련 정보는 다양한 엔티티들에 의해 수집되거나 그 엔티티들에게 제공 (예를 들면, 판매되고, 예약되고, 공유되고, 또는 그렇지 않고 제공)될 수 있다. 예를 들면, 무선-스펙트럼 사용 데이터는 정부 기관들이나 규제 기관들 (예를 들면, 미국 연방 통신위원회 (Federal Communications Commission (FCC) 등), 표준-개발 조직 (예를 들면, 3GPP (3rd Generation Partnership Project), IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) 등), 스펙트럼 권한 소유자들 및 라이센스 취득자들, 무선 서비스 공급자들, 무선 디바이스 및 칩 제조자들 및 벤더들, 무선 서비스들의 최종 사용자들, 또는 다른 엔티티들에 의해 사용될 수 있다.
무선-스펙트럼 사용 데이터 및 관련 정보는 다양한 목적들을 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 정부 기관들이나 규제 기관들은 스펙트럼 사용 권한들을 할당하거나 할당 해제하는 것을 더 잘 규제하고, 통제하고 그리고 집행하기 위해 상기 정보를 사용할 수 있을 것이며, 표준-개발 조직은 동작 주파수들을 선택하고 그리고 (예를 들면, 부하가 작은 주파수 대역들을 활용하고 그리고 혼잡한 주파수 대역들의 부하를 줄어들게 함으로써) 스펙트럼 부하의 균형을 잡기 위해 표준들을 개발하기 위해 상기 정보를 사용할 수 있을 것이며, 또는 서비스 공급자들은 시스템 하드웨어, 소프트웨어, 서비스, 또는 하부구조를 최적화하거나 향상시키기 위해 상기 정보를 사용할 수 있을 것이다.
더욱 정밀하고 더욱 복잡한 스펙트럼 사용 데이터를 이용하여, 무선-스펙트럼 및 다른 자원들의 활용을 개선하기 위한 것에 목적을 둔 방식들이 설계될 수 있다. 몇몇의 예들에서, 스펙트럼 권한 소유자들 및 라이센스 취득자들 또는 무선 소비스 공급자들이 소유하거나 운영하는 주파수 대역폭들의 활용 및 품질을 기반으로 하여, 그들은 자신들의 스펙트럼 사용을 설계하고, 수정하고, 또는 관리할 수 있다. 예를 들면, 특정 지리적 장소들이 대량의 데이터 트래픽을 겪는다는 것이 알려진다면, 무선 서비스 공급자들은 상기 지리적 장소들 내 그 대량의 데이터 트래픽을 조절하기 위해서 기지국들을 추가하거나 또는 셀 구성을 수정할 수 있을 것이다 (예를 들면, 주파수 재사용 방식을 조절한다). 다른 예들로, 하루의 어떤 시간 대에 다른 때보다 더 대량의 데이터 트래픽을 경험하다는 것이 알려진다면, 무선 서비스 공급자들은 피크 시간이 아닌 다른 시간들 동안에 사용할 것을 권장하기 위한 프로모션들이나 정책들을 설계할 수 있을 것이다.
몇몇의 예들에서, 무선-스펙트럼 분석 시스템은 여러 무선-스펙트럼 분석 디바이스들 (예를 들면, 스펙트럼 검사 (SI) 박스들) 및 데이터 집성 시스템을 포함한다. 상기 무선-스펙트럼 분석 디바이스들은 지리적 구역에 걸쳐서 다양한 장소들에 거쳐 분포될 수 있다. 상기 무선-스펙트럼 분석 디바이스들은 각자의 장소들에서 RF 스펙트럼을 모니터하고 분석하고, 그리고 스펙트럼-사용 파라미터들을 상기 데이터 집성 시스템으로 전송할 수 있다. 상기 데이터 집성 시스템은 상기 무선-스펙트럼 분석 디바이스들로부터 전송된 정보를 집성하고, 집계하며, 그리고 분석하는 중앙 백-엔드 시스템으로 서빙할 수 있다.
몇몇의 구현들에서, 상기 무선-스펙트럼 분석 시스템 및 상기 개별 무선-스펙트럼 분석 디바이스들은 주파수 도메인, 시간 도메인, 또는 둘 모두에서 다양한 유형의 분석들을 수행할 수 있다. 예를 들면, 무선-스펙트럼 사용을 분석하는 것은 주파수 도메인에서 상기 무선 스펙트럼을 분석하고, 시간 도메인에서 무선 신호들을 분석하며, 또는 이런 유형 및 다른 유형의 분석의 조합을 수행하는 것을 포함할 수 있다. 몇몇의 경우들에서, 상기 무선-스펙트럼 분석 디바이스들은 탐지된 신호들을 기반으로 하여 대역폭, 전력 스펙트럼 밀도, 또는 다른 주파수 속성들을 판별하도록 구성된다. 몇몇의 경우들에서, 상기 무선-스펙트럼 분석 디바이스들은, 예를 들면, 무선 신호들 내에 포함된 시그날링 정보 (예를 들면, 프리앰블들, 동기화 정보, 채널 상태 인디케이터들, WiFi 네트워크의 SSID/MAC 주소)와 같은 시간 도메인 내 무선 신호들로부터 콘텐트를 추출하기 위해 복조 및 다른 동작들을 수행하도록 구성된다.
몇몇의 예들에서, 무선-스펙트럼 분석 시스템은 상기 디바이스들로부터의 스펙트럼-사용 데이터를 기반으로 하여 스펙트럼-사용 보고를 제공한다. 상기 스펙트럼-사용 보고는 (예를 들면, 사용자-인터페이스에서) 사용자들에게 제공되고, (예를 들면, 분석이나 기록보관 목적들을 위해) 데이터베이스 내에 저장되고, 가입자들이나 다른 엔티티들 (예를 들면, 정부 기관들 및 규제 기관들, 표준-개발 조직들, 스펙트럼 권한 소유자들 및 라이센스 취득자들, 무선 서비스 공급자들 등)에게 전송되며, 또는 다른 방식으로 출력될 수 있다. 몇몇의 예들에서, 스펙트럼-사용 보고는 무선-스펙트럼 사용의 텍스트, 데이터, 테이블들, 차트들, 그래프들 또는 다른 표현들을 포함할 수 있다.
몇몇의 예들에서, 상기 스펙트럼-사용 보고는 주파수-도메인 정보, 시간-도메인 정보, 스펙트럼-도메인 정보, 또는 이것들의 조합 및 상기 무선-스펙트럼 분석 디바이스들에 의해 탐지된 무선 신호들을 분석한 것으로부터 얻어진 다른 지식을 포함할 수 있다. 상기 스펙트럼-사용 보고는 각종의 장소들 내 모든 여러 무선-스펙트럼 분석 디바이스들로부터의 데이터를 기반으로 하는 글로벌 정보 및 더 높은-레벨의 지식을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 스펙트럼-사용 보고는 트렌드들, 통계치들, 패턴들, 커버리지, 네트워크 성능, 또는 시간 및 공간에 걸친 다른 정보를 포함할 수 있다. 몇몇의 구현들에서, 상기 스펙트럼-사용 보고는 특정 사용자나 엔티티의 사업분야, 선호도, 또는 다른 속성들에 기반하여 재단되거나 커스텀화될 수 있다.
몇몇의 예들에서, 많은 수의 무선-스펙트럼 분석 디바이스들은 지리적 구역에 걸쳐서 별개의 장소들에서 사용되어, 각 별개 장소에서 무선-스펙트럼 사용을 동시에 모니터할 수 있다. 따라서, 다양한 장소들에서 RF 신호들은 동시에 또는 겹치는 시간 구간들 동안에 검사될 수 있으며, 이는 그 지리적 구역에 걸친 스펙트럼 사용에 대한 더욱 정밀하고 더욱 복잡한 검사를 제공할 수 있다. 몇몇의 경우들에서, 무선-스펙트럼 분석 디바이스는 넓은 범위의 주파수들에 걸쳐 RF 신호들을 "리슨 (listen)"하거나 "감시 (watch)"하고 그리고 자신이 탐지한 RF 신호들을 프로세싱함으로써 각자의 장소에서 무선-스펙트럼 사용을 모니터한다. 어떤 RF 신호들도 탐지되지 않을 때가 종종 있을 수 있으며, 그러면 무선-스펙트럼 분석 디바이스는 그 디바이스의 로컬 환경에서 탐지된 RF 신호들을 (예를 들면, 때때로 또는 계속해서) 프로세싱할 수 있을 것이다.
많은 예들에서, 상기 무선-스펙트럼 분석 디바이스들은, 예를 들면, 특별한 주파수 또는 특별한 주파수들의 세트 상에서 다른 엔티티들이나 시스템들에 의해 또는 그 사이에서 전송된 또는 자연적인 현상에 의해 전송된 무선 신호들을 탐지할 수 있다. 상기 무선 신호들의 소스, 목적지, 상황 (context), 및 성질은 바뀔 수 있다. 따라서, 상기 무선-스펙트럼 분석 디바이스들은 다양한 시스템들, 엔티티들, 또는 현상들에 의해 무선-스펙트럼 사용을 모니터할 수 있을 것이며, 그리고 여기에서 설명된 시스템들은 어떤 특별한 유형의 또는 클래스의 시스템들이나 프로토콜들을 모니터하는 것으로 제한되지 않는다.
몇몇의 경우들에서, 상기 무선-스펙트럼 분석 디바이스들은 상대적으로 낮은-가격의, 컴팩트한, 그리고 가벼운 디바이스들로 구현될 수 있다. 몇몇의 예들에서, 작은 크기 및 휴대성은 상기 무선-스펙트럼 분석 시스템의 가용성을 확장시키고 그리고 유연성을 향상시킬 수 있다. 몇몇의 예들에서, 무선-스펙트럼 분석 디바이스들은 셀룰러 시스템의 피코/펨토 셀 박스, WiFi 액세스 포인트나 기지국, 차량, 라우터, 모바일 디바이스 (예를 들면, 스마트폰, 태블릿 등), 컴퓨터, 사물 인터넷 (예를 들면, 머신 투 머신 (machine to machine (M2M)) 모듈, 케이블 모뎀 박스, 홈 기어 전자 박스 (예를 들면, TV, 모뎀, DVD, 비디오 게임 스테이션들, 랩톱, 키친 기어, 프린터, 조명기구, 전화기, 시계, 온도 조절 장치, 화재 탐지 유닛, CO2 탐지 유닛 등), 또는 다른 장소들에 위치하거나 또는 연결될 수 있다.
몇몇의 구현들에서, 무선-스펙트럼 분석 디바이스는 관련 정보 (예를 들면, 스펙트럼-사용 파라미터들)의 요약을 추출하기 위해 상기 장소 상의 미가공 (raw) 데이터 (예를 들면, 탐지된 RF 신호들)에 대한 계산 및 분석들을 수행할 수 있다. 몇몇의 구현들에서, 상기 미가공 데이터를 상기 데이터 집성 시스템으로 전송하는 것 대신에, 상기 무선-스펙트럼 분석 디바이스들은 상기 미가공 데이터로부터 추출된 상기 요약을 전송하며, 이는 데이터 트래픽을 줄이고, 전력 소모를 줄이며 (적절한 경우에 이는 배터리 수명을 연장시킬 수 있다), 그리고 다른 이점들을 제공한다. 몇몇의 경우들에서, 상기 미가공 데이터는, 예를 들면, 요청에 따라 또는 다른 예들에서는 상기 데이터 집성 시스템으로 전송될 수 있다.
몇몇의 구현들에서, 무선-스펙트럼 분석 디바이스들 및 데이터 집성 시스템 사이에서의 통신은, 예를 들면, 인터넷 프로토콜 (IP) 전송 또는 다른 표준의 데이터 전송 프로토콜을 기반으로 할 수 있으며, 이는 더욱 효율적인 데이터 전송을 제공할 수 있다. 일반적으로, 메시지들은 상기 무선-스펙트럼 분석 디바이스들로부터 상기 데이터 집성 시스템으로 어느 때에나 전송될 수 있다. 예를 들어, 상기 전송은 미리 정해진 스케즐이나 주기적인 간격들 등에 따라 송신된, 상기 데이터 집성 시스템으로부터의 요청에 의해 개시된 RF 스펙트럼의 사용을 탐지한 것에 의해 트리거될 수 있다. 몇몇의 예들에서, 상기 집성 시스템은 특별한 무선-스펙트럼 분석 디바이스로부터 데이터를 요청할 수 있다.
몇몇의 예들에서, 상기 무선-스펙트럼 분석 디바이스들은 배치되어 백-엔드 (back-end) 시스템으로부터 제어될 수 있다. 예를 들면, 상기 무선-스펙트럼 분석 디바이스들은 상기 디바이스를 동작시키기 위해 현장에 있는 기술자를 필요로 하지 않으면서 동작할 수 있을 것이다. 몇몇의 구현들에서, 데이터 집성 시스템 또는 다른 유형의 중앙 제어 시스템은, 예를 들면, 상기 무선-스펙트럼 분석 디바이스들을 설정하거나 업그레이드하기 위해 제어 동작들을 실행시킬 수 있다. 몇몇의 예들에서, 상기 제어 시스템은 어떤 특별한 무선-스펙트럼 분석 디바이스에 관한 설정 정보를 요청하거나 내부적인 테스트들을 동작시킬 수 있다.
도 1은 예시의 무선-스펙트럼 분석 시스템 (100)을 보여주는 블록도이다. 도 1에 보이는 예시의 무선-스펙트럼 분석 시스템 (100)은 무선-스펙트럼 분석 디바이스들 (110) (SI 박스들로 표시됨) 및 데이터 집성 시스템 (115)의 네트워크를 포함한다. 도 1에서 보이는 것처럼, 여러 (예를 들면, 수십, 수백 또는 수천) 무선-스펙트럼 분석 디바이스들 (110)은 하나 이상의 셀룰러 네트워크들의 여러 셀들 (105)을 포함하는 지리적 영역에 걸쳐서, 각 셀 (105) 내에 여러 무선-스펙트럼 분석 디바이스들 (110)을 포함하여 분포될 수 있다. 몇몇의 구현들에서, 상기 무선-스펙트럼 분석 디바이스들 (110)은 다른 지리적 구역, 예를 들면, 셀룰러 네트워크를 포함하지 않는 영역에 걸쳐서 분포될 수 있다. 상기 무선-스펙트럼 분석 디바이스들 (110)은 서로 동일하거나 유사할 수 있다; 또는 상기 무선-스펙트럼 분석 시스템 (100)은 다양한 상이한 무선-스펙트럼 분석 디바이스들 (110)을 포함할 수 있다.
도 1에서 보이는 것처럼, 각 셀 (105)은 하나 이상의 기지국들 (120)을 포함하며, 이 기지국들은 셀룰러 네트워크 (예를 들면, 셀룰러 음성 네트워크, 셀룰러 데이터 네트워크 등) 내 사용자 장비 (예를 들면, 셀룰러 폰들 등)와 인터페이스한다. 각 셀 (105)은 단일의 기지국 (120)을 포함하는 것이 일반적이다. 보통은, 어떤 지리적 구역 내 기지국들의 밀도는 원하는 셀 커버리지를 기반으로 하여 결정되며 그리고 셀 계획 전략 동안에 계산되며, 그래서 일단 하부구조가 배치되면 그에 따라서 고정되어 유지된다.
기지국 (120)은 넓은 구역, 예를 들면, 전체 셀 (105)에 걸쳐서 모바일 디바이스들을 위한 무선 서비스를 제공하는 것이 일반적이다. 그처럼, 상기 기지국들 (120)은, 예를 들면, 만족스러운 셀 커버리지를 제공하기 위해서 상대적으로 큰 구역에 걸쳐서 신호들을 전송하기에 충분한 전력을 필요로 한다. 기지국들은 10와트 또는 100와트의 차수로 전력을 소비하는 높은 전력의 프로세서들 또는 높은 전력 컴포넌트들의 어레이를 이용하는 것이 보통이며, 그리고 상기 기지국의 동작 온도를 유지하기 위해서 냉각 시스템들을 필요로 할 수 있다. 이런 이유들 및 다른 이유들 때문에, 기지국들은 종종 크고, 비싼 시스템이다. 예를 들면, 셀룰러 기지국은 타워 및 빌딩 상에 설치된 여러 안테나로 종종 구성되며, 그 타워의 기초 근처에는 전자 장치가 구비되며, 그리고 셀룰러 기지국은 몇몇의 예들에서는 10만 달러까지 또는 백만 달러 또는 그 이상까지 범위의 비용이 들 수 있다.
도시된 예에서, 상기 무선-스펙트럼 분석 디바이스들 (110)은 스펙트럼 사용 정보를 상기 데이터 집성 시스템 (115)에게 제공한다. 예를 들면, 상기 무선-스펙트럼 분석 디바이스들 (110)은 IP 클라우드 네트워크, 이더넷, 또는 다른 통신 시스템을 통해서 상기 데이터 집성 시스템 (115)으로 메시지들 (예를 들면, IP 패킷들, 이더넷 프레임들 등)을 송신할 수 있을 것이다. 예를 들면, 상기 무선-스펙트럼 분석 시스템 (100)은, 상기 기지국들 (120)에 의해 지원되는 셀룰러 네트워크들이 아닌 (또는 포함하는), 현존 통신 및 전력 하부구조 (예를 들면, 공중망, 개인망, 광역 네트워크 등)의 균형을 잡을 것이다
상기 예시의 무선-스펙트럼 분석 디바이스들 (110)은 각각이 로컬 영역에서 무선 신호들을 모니터하고 분석하는 모듈 방식의 또는 단독의 디바이스들일 수 있다. 몇몇의 경우들에서, 상기 무선-스펙트럼 분석 디바이스들 (110)은 (예를 들면, 사용자 장비에게) 셀룰러 서비스를 제공하거나, 기지국들 (120)의 동작을 지원하거나, 또는 그렇지 않고 셀룰러 네트워크의 컴포넌트로서 동작하는 것을 하지 않으면서, 전용으로 스펙트럼 사용 데이터를 제공한다. 예를 들면, 상기 무선-스펙트럼 분석 디바이스들 (110)은 무선 신호들을 탐지하고 분석하기 위해서 특화된 하드웨어 (예를 들면, 커스텀화된 회로들, 커스텀화된 칩셋들 등) 및 특화된 소프트웨어 (예를 들면, 신호 처리 및 분석 알고리즘)을 포함할 수 있다.
몇몇의 예들에서, 상기 무선-스펙트럼 분석 디바이스들 (110)은 낮은 전력 소비를 하면서 동작하며 (예를 들면, 평균 약 0.1 내지 0.2 와트 또는 그 미만), 그리고 그것들은 상대적으로 작고 저렴하다. 몇몇의 예들에서, 개별 무선-스펙트럼 분석 디바이스는 전형적인 개인용 컴퓨터나 랩탑 컴퓨터보다 더 작을 수 있으며, 그리고 다양한 환경들에서 동작할 수 있다. 몇몇의 경우들에서, 상기 무선-스펙트럼 분석 디바이스들은 사무실 공간들 내, 도시의 하부구조들 상에, 주거 영역들 내, 차량들 상에 또는 다른 장소들에 설치될 수 있는 모듈 방식, 휴대용, 컴팩트 디바이스들이다. 몇몇의 경우들에서, 무선-스펙트럼 분석 디바이스는 실제의 가격은 변할 것이지만, 100 달러 미만에 제조될 수 있다.
도 1에 도시된 예에서, 상기 무선-스펙트럼 분석 디바이스들 (110)은 기지국들 (120)에 비해서 더 밀집하여 지리적으로 분포되어 있다. 그처럼, 몇몇의 예들에서, 상기 무선-스펙트럼 분석 디바이스들 (110)은 더 높은 장소 해상도 (location resolution) 및 정밀도로 무선-스펙트럼을 검사할 수 있다. 특별한 예로서, 비록 실제의 개수는 개별적인 응용들에 따라 변할 것이지만, 약 50개의 무선-스펙트럼 분석 디바이스들 (110)이 각 셀 (105)의 각 영역 내에 있으면서, 수천개의 무선-스펙트럼 분석 디바이스들 (110)이 도시 내 다양한 장소들에 위치할 수 있을 것이다. 각 무선-스펙트럼 분석 디바이스들 (110)은 별개의 장소 (즉, 다른 무선-스펙트럼 분석 디바이스들 (110)의 장소들과는 물리적으로 구별되는 장소) 내에 존재한다.
지리적 영역 내 상기 무선-스펙트럼 분석 디바이스들 (110)의 밀도는, 예를 들면, 상기 지리적 영역의 면적, 인구, 장소, 또는 다른 팩터들을 기반으로 하여 결정될 수 있다. 예를 들면, 도시 영역 내 상기 무선-스펙트럼 분석 디바이스들 (110)의 밀도는 몇몇의 예들에서는 시골 영역 내에서보다 더 높을 수 있을 것이다. 몇몇의 경우들에서, 상대적으로 낮은 가격 및 작은 크기로 인해서, 상기 예시의 무선-스펙트럼 분석 디바이스들 (110)은 셀 (105) 또는 다른 관심 구역 전체에 걸쳐서 분포되어, 그 구역 전체에 걸친 무선-스펙트럼 사용을 모니터하고 분석하기 위해 더욱 경제적인 솔루션을 제공할 수 있다.
상기 무선-스펙트럼 분석 시스템 (100)은, 몇몇의 경우들에서, 시스템 구성 및 관리에 있어서 더 높은 레벨의 유연성을 가지면서 구현될 수 있다. 예를 들면, 상기 무선-스펙트럼 분석 디바이스들 (110)은 상대적으로 쉽게 다시 배치될 수 있으며, 그리고 다양한 장소들에서 동작할 수 있는 휴대용 플러그-앤-플레이 디바이스들일 수 있다. 몇몇의 예들에서, 상기 무선-스펙트럼 분석 디바이스들 (110)은 표준의 통신 인터페이스들 (예를 들면, 이더넷, WiFi, USB 등)을 가지며 그리고 표준의 전력을 받아들이거나 또는 배터리 전력으로 동작한다. 따라서, 상기 무선-스펙트럼 분석 시스템 (100)의 구성 (예를 들면, 상기 무선-스펙트럼 분석 디바이스들 (110)의 전체 개수, 밀도, 및 상대적인 장소들)은 다양한 환경들에 적응할 수 있으며 그리고, 예를 들어, 때때로 수정되거나 조절될 수 있다.
예시의 데이터 집성 시스템 (115)은 상기 무선-스펙트럼 분석 디바이스들 (110)로부터 송신된 스펙트럼 사용 정보 (측정치들, 관련 정보의 요약 등을 포함한다)를 수신하고, 그 스펙트럼 사용 정보를 (예를 들면, 데이터베이스 내에) 저장하고, 그리고 상기 스펙트럼 사용의 더 높은-레벨 정보를 추출하기 위해 상기 데이터베이스로부터의 상기 집성된 데이터를 프로세싱할 수 있다. 상기 더 높은-레벨 정보는, 예를 들면, 상기 무선-스펙트럼 분석 디바이스들 (110)과 연관된 트렌드, 통계치, 커버리지, 네트워크 사용, 또는 어떤 다른 로컬 또는 전역적 정보를 포함할 수 있다. 상기 데이터 집성 시스템 (115)은 상기 무선-스펙트럼 분석 디바이스들 (110)의 동작을 제어할 수 있을 것이며, 그리고, 예를 들면, 소프트웨어 업데이트들을 제공하기 위해, 특별한 데이터를 요청하기 위해, 또는 다른 제어 동작들을 수행하기 위해 그것들과 개별적으로 인터랙트할 수 있을 것이다
도 2는 예시의 무선-스펙트럼 분석 시스템 (200)의 구조를 보여주는 블록도이다. 상기 무선-스펙트럼 분석 시스템 (200)은 도 1의 무선-스펙트럼 분석 시스템 (100) 또는 다른 무선-스펙트럼 분석 시스템을 나타낼 수 있다. 상기 무선-스펙트럼 분석 시스템 (200)은 여러 무선-스펙트럼 분석 디바이스들 (110), IP 클라우드 네트워크 (200), 그리고 주 제어기 (230)를 포함한다. 상기 무선-스펙트럼 분석 시스템 (200)은 추가적인 또는 상이한 컴포넌트들을 포함할 수 있다. 몇몇의 구현들에서, 무선-스펙트럼 분석 시스템은 도 2에서 보이는 것처럼 또는 다른 적합한 방식으로 배치될 수 있다.
도 2에서 보이는 예에서, 각 무선-스펙트럼 분석 디바이스 (110)는 공간적인 좌표들 (xi,yi,zi)을 가지는 각자의 물리적 장소에서 스펙트럼 검사 (SI) 박스로 구현되며, 여기에서 i는 1부터 L까지 변한다 (L은 상기 무선-스펙트럼 분석 디바이스들 (110)의 개수이다). 몇몇의 구현들에서, 각 SI 박스는 SI 박스의 장소 좌표들을 식별하는 글로벌 포지셔닝 시스템 (GPS) 또는 다른 장소 식별 시스템을 포함할 수 있으며, 또는 상기 장소 좌표들은 다른 방식으로 식별될 수 있다. 몇몇의 구현들에서, 각 SI 박스는 유일 식별자를 가지며, 그리고 상기 식별자는 장소 식별자 또는 장소 좌표들과 연관될 수 있다.
상기 예시의 SI 박스들은 주파수 도메인 및 시간 도메인 둘 모두에서 무선-스펙트럼을 모니터하고 분석할 수 있으며 그리고 연관된 지리적 장소에서 이용 가능한 무선 통신 서비스들에 대한 철저한 분석들을 수행할 수 있다. 예를 들면, 상기 SI 박스는 어떤 주어진 시각에서 상기 SI 박스의 장소에 관한 로컬 무선 환경 내 RF 신호를 탐지할 수 있다. 몇몇의 예들에서, 상기 SI 박스는 데이터 패킷들 및 프레임들을 식별하고, 동기화 정보, 셀들 및 서비스 식별자들, 그리고 RF 채널들의 품질 측정치 (예를 들면, 채널 품질 식별자 (channel quality indicator (CQI)))를 추출하고, 그리고 상기 SI 박스는 이것들 그리고 상기 SI 박스에 의해 탐지된 RF 신호의 다른 제어 정보 및 트래픽 데이터를 기반으로 하여 스펙트럼-사용 파라미터들을 유도할 수 있다. RF 신호의 상기 제어 정보 및 트래픽 데이터는 2G GSM/EDGE, 3G/CDMA/UMTS/TD-SCDMA, 4G/LTE/LTE-A, WiFi, 블루투스 등과 같은 무선 통신 표준에 대응하는 물리적 레이어 및 매체 액세스 (MAC) 레이어를 포함할 수 있다. (예를 들면, 특별한 주파수들, 또는 특별한 대역폭 등에 대한) 상기 스펙트럼-사용 파라미터들은 탐지된 RF 신호들의 전력, 탐지된 RF 신호들의 신호-대-잡음 비율 (SNR), 탐지된 RF 신호들이 최대 전력을 가지는 주파수, 또는 다른 파라미터들을 포함할 수 있다. 몇몇의 구현들에서, 상기 SI 박스는 RF 방해전파들 (jammers) 및 간섭전파들, 또는 다른 유형의 정보를 식별할 수 있다.
도 2에서 보이는 예에서, SI 박스들로부터의 데이터 (예를 들면, 스펙트럼-사용 파라미터들 또는 다른 정보)는 데이터 집성 시스템 또는 중앙 제어 시스템 (예를 들면, 상기 주 제어기 (230))에 의해 집성된다. 몇몇의 구현들에서, 상기 SI 박스들로부터의 데이터는, 예를 들면, IP 네트워크들 (예를 들면, 상기 IP 클라우드 네트워크 (220))을 통해서 상기 SI 박스들로부터 전송된 메시지들을 수신함으로써 상기 주 제어기 (230)에 의해 집성된다. 몇몇의 구현들에서, 상기 SI 박스들은 로컬 네트워크 (예를 들면, 로컬 인터넷 (202 또는 204))를 경유하여 상기 IP 클라우드 네트워크 (220)에 연결된다. 상기 SI 박스들은 로컬 유선 네트워크 (214) 또는 무선 네트워크 (212)에 의해 상기 로컬 네트워크에 연결될 수 있다. 상기 유선 네트워크 (214)는, 예를 들면, 이더넷, xDSL (x-digital subscriber line), 광 네트워크, 또는 다른 유형의 유선 통신 네트워크를 포함할 수 있다. 상기 무선 네트워크 (212)는, 예를 들면, WiFi, 블루투스, NFC, 또는 다른 유형의 로컬 무선 네트워크들을 포함할 수 있다. 몇몇의 구현들에서, 몇몇의 SI 박스들은 하나 이상의 광역 네트워크들 (206)을 이용하여 상기 IP 클라우드 네트워크 (220)에 직접 연결도니다. 상기 광역 네트워크들 (206)은, 예를 들면, 셀룰러 네트워크, 위성 네트워크, 또는 다른 유형의 광역 네트워크들을 포함할 수 있다.
상기 예시의 주 제어기 (230)는 도 1의 데이터 집성 시스템 (115) 또는 다른 백-엔드 (back-end) 시스템 내에 포함될 수 있다. 상기 주 제어기 (230)는 하나 이상의 컴퓨팅 디바이스들이나 시스템들을 포함하는 컴퓨팅 시스템일 수 있다. 상기 주 제어기 (230) 또는 그 주 제어기의 컴포넌트들 중 어느 것은 데이터 프로세싱 센터, 컴퓨팅 설비, 또는 다른 장소에 배치될 수 있다. 도시된 예에서, 상기 주 제어기 (230)는 상기 SI 박스들의 동작을 원격으로 제어할 수 있다. 상기 주 제어기 (230)의 예시의 기능들은 상기 SI 박스들 중 몇몇 또는 모두로부터의 정보를 집성하고, 상기 SI 박스 소프트웨어를 업그레이드하고, 상기 SI 박스들의 상태들을 모니터하는 것 등을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 주 제어기 (230)는 몇몇의 또는 모든 SI 박스들에게 소프트웨어 업데이트들을 송신할 수 있다.
도 2에 도시된 예에서, 상기 주 제어기 (230)는 상기 SI 박스들을 하나 이상의 조정 또는 테스트 모드들로 놓아두며, 상기 박스들 내 다양한 요소들을 리셋하며, 또는, 예를 들면, 어떤 개별 SI 박스, 그 SI 박스의 이웃 SI 박스들의 장소이나 상태, 또는 다른 팩터들을 기반으로 하여 상기 SI 박스를 필요한대로 설정할 수 있다. 몇몇의 예들에서, 상기 SI 박스의 상태들은 다음을 포함할 수 있다: (i) SI 박스의 온도, (ii) SI 박스의 현재 전력 소비, (iii) 상기 SI 박스로부터 상기 주 제어기 (230)로 거꾸로 흐르는 데이터 레이트, (iv) 상기 SI 박스 주위의 로컬 WiFi 신호들의 신호 강도, SSID들, 또는 MAC 주소들, (v) (예를 들면, 상기 SI 박스 내 내부 GPS 유닛에 의해 탐지된) 상기 SI 박스의 장소, (vi) 상기 SI 박스 또는 그 박스의 주변 SI 박스들의 상태에 관한 정보를 제공하는 신호 (예를 들면, 네트워크를 통해 전송되는 IP 패킷들, 제어 시그날링). 상기 주 제어기 (230)는 상기 SI 박스들의 추가적인 또는 상이한 상태들을 모니터할 수 있을 것이다.
몇몇의 구현들에서, 상기 주 제어기 (230)는 상기 SI 박스들로부터 전송된 스펙트럼 검사 정보 (예를 들면, 스펙트럼-사용 파라미터들, 상기 스펙트럼-사용 파라미터들 각각에 대한 공간적 그리고 시간적 좌표들, 상기 SI 박스들의 상태들 등)를 수신하는 통신 시스템을 포함하거나 그 통신 시스템에 연결될 수 있다. 상기 주-제어기 (230)는 여러 SI 박스들로부터 스펙트럼 검사 정보를 집성하고 (예를 들면, 모으고, 집계하고 또는 그렇지 않고 관리하고) 그리고 상기 SI 박스들로부터의 상기 스펙트럼-사용 파라미터들을 기반으로 상기 지리적 구역에 대한 스펙트럼-사용 보고를 생성할 수 있는 데이터 분석 시스템 (236)을 포함하거나 그 시스템에 연결될 수 있다.
몇몇의 예들에서, 상기 스펙트럼-사용 보고는 데이터 인터페이스 (238) 상에 제시되어, 상기 SI 박스들의 다양한 장소들에 걸쳐 무선-스펙트럼의 사용, 품질, 또는 다른 정보를 사용자들에게 제시할 수 있다. 예를 들면, 상기 스펙트럼-사용 보고는 RF 스펙트럼 내 여러 대역폭들 각각에서 탐지된 무선 트래픽 레벨들, 여러 무선 통신 표준들에 대한 탐지된 트래픽 레벨들, 상기 지리적 구역 내 무선-스펙트럼 사용의 공간적 그리고 시간적 분포들, 또는 다른 정보를 표시할 수 있다. 상기 트래픽 레벨들은, 예를 들면, 상기 스펙트럼 사용 정보의 처리량, 데이터 레이트, 피크 및 골짜기 값들, 또는 다른 동계치들 (예를 들면, 평균 및 분산)을 포함할 수 있다. 상기 스펙트럼-사용 보고는, 예를 들면, 상기 탐지된 무선 트래픽 레벨들 대 공간 및 시간을 보여주는 테이블들, 차트들, 및 그래피들을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 스펙트럼-사용 보고는 상기 지리적 구역 내 무선-스펙트럼 사용의 공간적인 분포를 보여주는 (예를 들면, 도 3 - 도 5에서 보이는 것과 같은) 그래프 또는 지도를 포함할 수 있다. 상기 스펙트럼-사용 보고는 무선-스펙트럼 사용의 시간적인 분포 또는 경향들을 보여주는 (예를 들면, 하루, 한달, 또는 일년 동안의 피크, 평균, 및 골짜기 트래픽 양을 보여주는) 바 차트 또는 테이블을 포함할 수 있다.
몇몇의 구현들에서, 상기 데이터 분석 시스템 (236)은 실시간 데이터, 이력적인 데이터, 또는 그 둘의 조합을 분석하고, 그리고 지리적 구역에 대한 스펙트럼-사용 파라미터들을 결정할 수 있다. 예를 들면, 상기 데이터 분석 시스템 (236)은 상기 SI 박스들이 수신한 무선 신호들을 위한 소스 장소를 판별할 수 있다; 그리고 상기 생성된 스펙트럼-사용 보고는 상기 소스 장소의 표시를 포함할 수 있다.
도 3 및 도 4는 그래픽 구역 내 무선-스펙트럼 사용의 예시의 공간적 그리고 시간적인 분포들의 모습들을 보여준다; 도 5는 상기 소스 장소를 판별하기 위한 예시의 기술들의 모습들을 보여준다. 몇몇의 예들에서, 상기 주 제어기 (230)에 의해 생성되어 사용자들에게 디스플레이된 스펙트럼-사용 보고에 유사한 또는 관련된 정보가 포함될 수 있다. 몇몇의 구현들에서, 상기 스펙트럼-사용 보고는 상기 스펙트럼-사용 보고의 추가적인 또는 상이한 표현들을 포함할 수 있다.
도 3은 무선-스펙트럼 분석 디바이스들 (예를 들면, 상기 SI 박스들)의 예시의 공간적 분포를 보여주는 블록도 (300)이다. 도 3에서 보이는 것처럼, 각 SI 박스는 지리적 장소 (xi,yi,zi)을 가지며 그리고 자신 각자의 그래픽 장소 (xi,yi,zi)에서 무선-스펙트럼을 모니터하고 분석할 수 있다. 각 SI 박스는 스펙트럼 검사 (SI) 정보를 데이터 집성 시스템 (예를 들면, 도 2에서의 주 제어기 (230))에게 전송할 수 있다. 상기 SI 정보는, 예를 들면, 스펙트럼 데이터 (예를 들면, 스펙트럼-사용 파라미터들), 각 스펙트럼-사용 파라미터들에 대한 장소 및 시간 정보, 상기 SI 박스의 상태 정보, 또는 다른 정보를 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 장소 및 시간 정보는 (예를 들면, (xi,yi,zi)인 또는 다른 좌표들인) 상기 SI 박스의 공간적인 좌표들 그리고 상기 스펙트럼-사용 파라미터들 각각이 획득되는 시간적인 좌표들 (예를 들면, 하루 중의 시각)을 포함할 수 있다. 상기 예시의 블록도 (300)는 상기 SI 박스들의 공간적인 좌표들을 보여주며 그리고 지리적 구역 내 상기 SI 박스들의 예시의 공간적인 분포의 지도로서 소용이 된다. 몇몇의 구현들에서, 각 SI 박스의 SI 정보는 상기 도면 (300) 상으로 겹쳐질 수 있으며 그리고, 예를 들어, 사용자에게 디스플레이될 수 있다.
도 4는 도 3에서 보이는 SI 박스들과 연관된 예시의 SI 정보 (410)를 보여주는 블록도 (400)이다. 도 4에서 보이는 예에서, 상기 예시의 SI 정보 (410)는 상기 SI 박스들 각자의 공간적인 좌표들에 인접하게 또는 제일 위에 디스플레이될 수 있다. 상기 디스플레이된 SI 정보 (410)는 위에서 설명된 SI 정보의 몇몇의 또는 모든 유형들을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 스펙트럼-사용 파라미터들 중 하나 이상이 디스플레이될 수 있다. 몇몇의 구현들에서, 상기 스펙트럼-사용 파라미터들 각각에 대한 시간적인 좌표들이 또한 디스플레이될 수 있다. 상기 정보는 각 별개의 SI 박스마다 동일하거나, 유사하거나, 또는 상이할 수 있다. 상기 SI 정보 (410)는 중앙의 장소 (예를 들면, 상기 주 제어기 (230))에서 집성될 수 있기 때문에, 추가의 정보를 유도하기 위해서 여러 SI 박스들의 SI 정보 (410)는 상관되고, 비교되고, 보간되고, 또는 그렇지 않고 조작될 수 있다. 예를 들면, 소스 신호의 상대적인 위치는 그 소스 신호를 탐지할 수 있는 SI 박스들의 SI 정보를 기반으로 하여 판별될 수 있다. 추가적인 또는 상이한 정보가 유도될 수 있다.
도 5는 도 3에서 보이는 SI 박스들과 연관된 예시의 SI 정보를 보여주는 다른 블록도 (500)이다. 이 예에서, 하나 이상의 주파수들에서 탐지된 신호 전력은 각 SI 박스 각자의 장소에서 그 SI 박스에 대한 예시의 SI 정보로서 디스플레이된다. 장소들 (x1,y1,z1), (x2,y2,z2) , (x3,y3,z3), 및 (x4,y4,z4)에서의 주파수 f에서 신호의 측정된 전력은 각각 Psignal,1 (510), Psignal,3 (520), Psignal,2 (530), 및 Psignal,4 (540)로 표시된다. 여러 SI 박스들의 측정된 전력 레벨들에 기초하여, 주파수 f에서의 신호의 소스 장소 (505)가, 예를 들어, (예컨대, 상기 중앙 제어기의) 데이터 분석 시스템에 의해 자동적으로 추정될 수 있다. 예를 들면, 상기 신호의 소스 장소 (505)는 상기 SI박스들의 장소들, 예를 들면, (x1,y1,z1), (x2,y2,z2) , (x3,y3,z3), 및 (x4,y4,z4)에 중심을 둔 여러 호 (arc)들의 교차점에 기초하여 결정될 수 있다. 각 호의 반경은 Psignal,1 (510), Psignal,3 (520), Psignal,2 (530), 및 Psignal,4 (540), 각자의 경로 손실들, 음영 효과 (shadowing effect)들, 도는 여러 SI 박스들 각각 주위의 로컬 무선 환경에서의 다른 전파 (propagation)상태들을 기반으로 하여 결정될 수 있다. 따라서, RF 신호들의 소스 장소는 시각화를 위해 상기 예시의 지도 (500) 상에 정확하게 위치가 표시되고 도시될 수 있다.
도 6은 예시의 무선-스펙트럼 분석 디바이스 (600)를 보여주는 블록도이다. 몇몇의 경우들에서, 도 1 - 도 5의 SI 박스들은 도 6 내의 상기 예시의 무선-스펙트럼 분석 디바이스 (600)로 또는 다른 유형의 무선-스펙트럼 분석 디바이스로 구현될 수 있다. 상기 예시의 무선-스펙트럼 분석 디바이스 (600)는 하우징 (610), RF 인터페이스 (612), 전력 관리 서브 시스템 (620), 신호 분석 서브시스템 (예를 들면, 참조번호 630의 SI 서브시스템 등), CPU (640), 메모리 (650), 통신 인터페이스, 입력/출력 인터페이스 (642) (예를 들면, USB 접속), GPS 인터페이스 (648), 그리고 하나 이상의 센서들 (예를 들면, 나침반이나 자이로스코프와 같은 3D 방위 센서들 (644), 온도 센서들 등)을 포함한다. 상기 무선-스펙트럼 분석 디바이스 (600)은 추가의 또는 상이한 컴포넌트들 및 피처 (feature)들을 포함할 수 있으며, 그리고 상기 무선-스펙트럼 분석 디바이스의 피처들은 도 6에서 보이는 것처럼 또는 다른 적합한 구성으로 배치될 수 있다.
몇몇의 구현들에서, 상기 하우징 (610)은 상기 RF 인터페이스 (612), 전력 관리 서브 시스템 (620), 신호 분석 서브시스템, 통신 인터페이스, 그리고 상기 무선-스펙트럼 분석 디바이스 (600)의 다른 컴포넌트들을 수용하는 휴대용 하우징일 수 있다. 상기 하우징은 플라스틱, 금속, 합성물, 또는 이것들 및 다른 물질의 조합으로 만들어질 수 있다. 상기 하우징은 몰딩, 기계가공, 사출 성형, 또는 다른 유형의 공정들에 의해 제조된 컴포넌트들을 포함할 수 있다. 몇몇의 구현들에서, 상기 무선-스펙트럼 분석 디바이스 (600)는 다른 디바이스 (예를 들면, 셀룰러 시스템, WiFi 액세스 포인트 또는 기지국의 피코/펨토 셀 박스, 차량, 라우터, 모바일 디바이스, 온도 조절 장치 등)에 연결되거나 또는 그 다른 디바이스와 통합될 수 있다. 예를 들면, 상기 무선-스펙트럼 분석 디바이스 (600)의 하우징 (610)은 상기 다른 디바이스에 부착되거나, 통합되거나, 또는 그렇지 않고 연결될 수 있다. 대안으로, 상기 하우징 (610)은 상기 무선-스펙트럼 분석 디바이스 (600)의 컴포넌트들만을 수용하는 전용의 하우징일 수 있다.
몇몇의 구현들에서, 상기 하우징 (610) 그리고 그 하우징 (610) 내부의 컴포넌트들의 설계 및 배치는 무선-스펙트럼 사용을 모니터하고 분석하기 위해 최적화되거나 구성될 수 있다. 예를 들면, 상기 컴포넌트들의 크기들, 방위들, 및 상대적인 장소들은 RF 신호들을 탐지하고 분석하기 위해 최적화될 수 있으며, 그리고 상기 디바이스는 모든 필요한 컴포넌트들을 수용하면서도 컴팩트할 수 있다. 몇몇의 예들에서, 상기 하우징 (610)은, 예를 들면, 10×10×4 cm3 정도일 수 있다; 또는 다른 크기의 하우징이 사용될 수 있다.
몇몇의 구현들에서, 상기 RF 인터페이스 (612)는 상기 무선-스펙트럼 분석 디바이스 (600) 주위의 무선 환경 내 RF 스펙트럼의 여러 대역폭들에서 RF 신호들을 탐지하도록 구성된다. 상기 RF 인터페이스 (612)는 각자의 대역폭들에서 RF 신호들을 프로세싱하도록 구성된 안테나 시스템 및 여러 라디오 경로들을 포함할 수 있다. 도 6에 보이는 예에서, 상기 RF 인터페이스 (612)는 안테나 (622a), RF 수동 엘리먼트들 (624), RF 능동 엘리먼트들 (626), 및 수동 소자들 (628)을 포함한다. 상기 RF 수동 엘리먼트들 (624)은, 예를 들면, 매칭 엘리먼트들, RF 스위치들, 및 필터들을 포함할 수 있다. 상기 RF 능동 엘리먼트들 (626)은, 예를 들면, RF 증폭기들을 포함할 수 있다. 상기 RF 능동 엘리먼트들 (626) 뒤의 상기 수동 소자들 (628)은, 예를 들면, 필터들, 매칭 엘리먼트들, 스위치들, 및 밸런 (balun)들을 포함할 수 있다.
몇몇의 예들에서, 상기 신호 분석 서브시스템은 상기 RF 신호들에 기초하여 스펙트럼-분석 파라미터들을 식별하도록 구성될 수 있다. 신호 분석 서브시스템은 라디오(들), 디지털 신호 프로세서 (DSP), 메모리, 및 스펙트럼 파라미터들을 추출하고 RF 스펙트럼을 분석하기 위한 다른 컴포넌트들을 포함할 수 있다. 몇몇의 구현들에서, 상기 RF 인터페이스 (612) 및 상기 신호 분석 서브시스템의 조합은 스펙트럼 검사 (SI) 신호 경로로 언급될 수 있으며, 이는 도 7에 관하여 더욱 상세하게 설명된다.
상기 무선-스펙트럼 분석 디바이스 (600)의 통신 인터페이스들은 상기 스펙트럼-사용 파라미터들 또는 다른 SI 정보를 원격 시스템 (예를 들면, 도 2의 주 제어기 (230))으로 전송하도록 구성될 수 있다. 상기 통신 인터페이스들은 하나 이상의 무선 인터페이스들 (예를 들면, WiFi 접속, 셀룰러 접속 등), 로컬 네트워크로의 유선 인터페이스 (646) (예를 들면, 이더넷 접속, xDSL 접속 등) 또는 다른 유형의 통신 링크들이나 채널들을 포함할 수 있다. 상기 통신 인터페이스들은 (예를 들면, 안테나 어레이를 이용하여) 공통의 안테나들을 공유하고 재사용할 수 있으며 또는 그 통신 인터페이스들 각각은 별개의 전용 안테나들을 가질 수 있다.
상기 무선 인터페이스 (632) 및 상기 유선 인터페이스 (646)는 로컬 영역 네트워크 또는 광역 네트워크와 통신하기 위해 각각 모뎀을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 무선 인터페이스 (632) 및 상기 유선 인터페이스 (646)는 SI 정보를 데이터 집성 시스템 (예를 들면, 도 2의 주 제어기 (230))에게 송신하고 그리고 로컬 영역 네트워크 또는 광역 네트워크를 경유하여 상기 데이터 집성 시스템으로부터 제어 정보 (예를 들면, 소프트웨어 업데이트)를 수신할 수 있다. 몇몇의 구현들에서, 무선-스펙트러 분석 디바이스에는 상기 통신 인터페이스들 중 어느 하나 또는 둘 모두가 장착될 수 있다. 상기 유선 인터페이스 (646)는 상기 예시의 무선-스펙트럼 분석 디바이스 (600)가 (예컨데, 빌딩 내) 현존하는 유선 통신 하부구조 및 유선 통신들의 큰 전송 용량 (예를 들면, 광 네트워크에 의해 제공되는 큰 대역폭, 진보된 디지털 가입자 라인 기술 등)을 활용하는 것을 가능하게 할 수 있다. 상기 무선 인터페이스 (632)는 상기 예시의 무선-스펙트럼 분석 디바이스 (600)의 이동성 및 유연성을 향상시킬 수 있으며, 그래서 그것이 블루투스, WiFi, 셀룰러, 위성, 또는 다른 무선 통신 기술들을 이용하여 다양한 장소들 및 시각들에서 SI 정보를 전달할 수 있도록 한다.
몇몇의 구현들에서, 상기 무선 인터페이스 (632) 및 상기 RF 인터페이스 (612)는 하드웨어 또는 소프트웨어 컴포넌트들 (또는 둘 모두)을 공유할 수 있다. 몇몇의 구현들에서, 상기 무선 인터페이스 (632) 및 상기 RF 인터페이스 (612)는는 분리하여 구현될 수 있다. 몇몇의 구현들에서, 상기 RF 인터페이스 (612)는 전송보다는 신호 수신을 주로 담당하며, 그리고 상기 RF 인터페이스 (612)는 특화된 저-전력 회로를 이용하여 구현될 수 있으며 그래서 상기 무선-스펙트럼 분석 디바이스 (600)의 전체적인 전력 소비를 줄어들게 할 수 있다.
상기 전력 관리 서브시스템 (620)은 상기 무선-스펙트럼 분석 디바이스 (600)로 전력을 제공하고 그 전력을 관리하기 위한 회로들 및 소프트웨어를 포함할 수 있다. 몇몇의 구현들에서, 상기 전력 관리 서브시스템 (620)은 배터리 인터페이스 및 하나 이상의 배터리들 (예를 들면, 재충전가능 배터리들, 내장된 마이크로프로세서를 구비한 스마트 배터리, 또는 상이한 유형의 내부 전력 소스)을 포함할 수 있다. 상기 배터리 인터페이스는 상기 무선-스펙트럼 분석 디바이스 (600)에게 직류 전류 전력을 공급하는데 있어서 배터리를 보조할 수 있을 레귤레이터에 연결될 수 있을 것이다. 그처럼, 상기 무선-스펙트럼 분석 디바이스 (600)는 독립적인 파워 서플라이를 포함할 수 있으며 그리고 다른 외부의 에너지 소스들을 필요로 하지 않으면서 임의의 장소들에서 사용될 수 있다. 추가적으로 또는 대안으로, 상기 전력 관리 서브시스템 (620)은 외부 소스 (예를 들면, 교류 전류 전력 소스, 어댑터, 컨버터 등)로부터 전력을 수신하는 외부 전력 인터페이스를 포함할 수 있다. 그처럼, 상기 전력 관리 서브시스템 (620)은 외부 에너지 소스에 플러그가 끼워질 수 있다.
몇몇의 구현들에서, 상기 전력 관리 서브시스템 (620)은 상기 무선-스펙트럼 분석 디바이스 (600)의 전력 소비를 감시하고 관리할 수 있다. 예를 들면, 상기 전력 관리 서브시스템 (620)은 상기 무선-스펙트럼 분석 디바이스 (600)의 RF 인터페이스 (612), 통신 인터페이스들, CPU (640), 및 다른 컴포넌트들의 전력 소비를 모니터하고, 그리고 상기 전력 관리 서브시스템 (620)의 전력 소비 상태를, 예를 들면, 중앙 제어기에게 보고할 수 있다. 몇몇의 구현들에서, 상기 무선-스펙트럼 분석 디바이스 (600)는 저 전력 소비를 하도록 설계될 수 있으며 그리고 상기 전력 관리 서브시스템 (620)은 전력 소비가 임계값을 초과한다면 상기 중앙 제어기에게 경보를 송신하거나 상기 무선-스펙트럼 분석 디바이스 (600)의 동작들을 조정하도록 구성될 수 있다. 상기 전력 관리 서브시스템 (620)은 추가적인 또는 상이한 피처들을 포함할 수 있다.
상기 CPU (640)는, 예를 들면, 상기 무선-스펙트럼 분석 디바이스 (600)의 동작들을 관리하기 위해서 인스트럭션들을 실행할 수 있는 하나 이상의 프로세서들 또는 다른 유형의 데이터-프로세싱 장치를 포함할 수 있다. 상기 CPU (640)는 도 1 - 도 5에 관하여 설명된 무선-스펙트럼 분석 디바이스의 동작들 중 하나 이상을 수행하거나 관리할 수 있을 것이다. 몇몇의 구현들에서, 상기 CPU (640)는 상기 SI 서브시스템 (630)의 일부일 수 있다. 예를 들면, 상기 CPU (640)는 (예를 들면, 상기 RF 인터페이스 (612)로부터의) 상기 측정된 무선-스펙트럼 데이터를 프로세싱하고, 계산하고, 그리고 그렇지 않고 분석할 수 있다. 몇몇의 경우들에서, 상기 CPU (640)는 메모리 (650)에 포함된 소프트웨어, 스크립트들, 프로그램들, 함수들, 실행가능부들, 또는 다른 모듈들을 실행하거나 번역할 수 있다.
상기 입력/출력 인터페이스 (642)는 입력/출력 디바이스들 (예를 들면, USB 플래시 드라이브, 디스플레이, 키보드, 또는 다른 입력/출력 디바이스들)에 연결될 수 있다. 상기 입력/출력 인터페이스 (642)는, 예를 들면, 시리얼 링크, 병렬 링크, 무선 링크 (예를 들면, 적외선, 라디오 주파수, 또는 다른 것들), 또는 다른 유형의 링크와 같은 통신 링크들을 통해 상기 무선-스펙트럼 분석 디바이스 (600)와 외부 저장 또는 디스플레이 디바이스 사이에서의 데이터 전달을 보조할 수 있다.
상기 메모리 (650)는, 예를 들어, 랜덤 액세스 메모리 (RAM), 저장 디바이스 (예를 들면, 기록가능 읽기-전용 메모리 (ROM) 또는 다른 것들), 하드 디스크, 또는 다른 유형의 저장 매체를 포함할 수 있다. 상기 메모리 (650)는 상기 무선-스펙트럼 분석 디바이스 (600), 주 제어기, 및 무선-스펙트럼 분석 시스템 내 다른 컴포넌트들의 동작들과 연관된 인스트럭션들 (예를 들면, 컴퓨터 코드)을 저장할 수 있다. 상기 메모리 (650)는 상기 무선-스펙트럼 분석 디바이스 (600) 상에서 동작하고 있는 하나 이상의 애플리케이션들이나 가상 머신들에 의해 번역될 수 있는 애플리케이션 데이터 및 데이터 객체들을 또한 저장할 수 있다. 상기 메모리 (650)는, 예를 들면, 장소 데이터, 환경 데이터, 및 상기 무선-스펙트럼 분석 디바이스 (600)의 상태 데이터, 무선-스펙트럼 데이터, 및 다른 데이터를 저장할 수 있다.
몇몇의 구현들에서, 상기 무선-스펙트럼 분석 디바이스 (600)는 다른 소스로부터 (예를 들면, 데이터 네트워크를 통해 중앙 제어기로부터, CD-ROM으로부터, 또는 다른 컴퓨터 디바이스로부터 다른 방식으로) 프로그램을 로딩하여 프로그램되거나 업데이트될 수 있다 (예를 들어, 재프로그램될 수 있다). 몇몇의 예들에서, 상기 중앙 제어기는 미리 정해진 스케줄에 따라, 또는 다른 방식으로 소프트웨어 업데이트들이 이용가능할 때에 상기 무선-스펙트럼 분석 디바이스 (600)로 그 소프트웨어 업데이트들을 푸시한다.
도 7은 예시의 스펙트럼 검사 (SI) 신호 경로 (700)를 보여주는 블록도이다. 상기 SI 신호 경로 (700)는 RF 인터페이스 (710) (예를 들어, 라디오 경로 A로 표시됨) 및 스펙트럼 분석 서브시스템 (705)을 포함한다. 도 6의 무선-스펙트럼 분석 디바이스 (600)의 RF 인터페이스 (612)는 도 7 내 상기 예시의 RF 인터페이스 (710)로 또는 다른 방식으로 구현될 수 있다. 도 6의 무선-스펙트럼 분석 디바이스 (600)의 SI 서브시스템 (630)은 도 7 내 상기 예시의 스펙트럼 분석 서브시스템 (705)으로 또는 다른 방식으로 구현될 수 있다. 몇몇의 경우들에서, 상기 SI 신호 경로 (700)는 무선-스펙트럼 사용을 모니터하고 분석하기 위한 모든 필요한 동작들을 수행할 수 있다. 예를 들면, 상기 SI 신호 경로 (700)는 복조, 등기화, 채널 디코딩 등과 같은 전형적인 무선 수신기의 기능들을 수행할 수 있다. 상기 SI 신호 경로 (700)는 다양한 무선 통신 표준들의 신호 수신을 지원하며 그리고 무선-스펙트럼 사용을 분석하기 위해 상기 스펙트럼 분석 서브시스템 (705)에 액세스할 수 있다.
도시된 예에서, 상기 RF 인터페이스 (710)는 RF 신호들을 탐지하고 프로세싱하기 위한 광대역 또는 협대역 프론트-엔드 칩셋일 수 있다. 예를 들면, 상기 RF 인터페이스 (710)는 하나 이상의 주파수 대역들의 넓은 스펙트럼, 또는 무선 통신 표준의 특정 주파수 대역 내 좁은 스펙트럼에서 RF 신호들을 탐지하도록 구성될 수 있다. 몇몇의 구현들에서, SI 신호 경로 (700)는 관심 스펙트럼을 커버하기 위해 하나 이상의 RF 인터페이스들 (710)을 포함할 수 있다. 그런 SI 신호 경로의 예시의 구현들은 도 8에 관련하여 설명된다.
도 7에서 보이는 예에서, 상기 RF 인터페이스 (710)는 하나 이상의 안테나들 (722), RF 멀티플렉서 (720) 또는 전력 결합기 (예를 들면, RF 스위치), 그리고 하나 이상의 신호 프로세싱 경로들 (예를 들면, "경로 1" 730, …, "경로 M" 740)을 포함한다. 상기 안테나 (722)는 다중-포트 안테나 또는 단일-포트 안테나일 수 있다. 상기 안테나 (722)는 전방향성 안테나, 지향성 안테나, 또는 각각의 하나 이상의 조합을 포함할 수 있다. 상기 안테나 (722)는 RF 멀티플렉서 (720)에 연결된다. 몇몇의 구현들에서, 상기 RF 인터페이스 (710)는 단일-입력 단일-출력 (SISO), 단일-입력 및 다중-출력 (SIMO), 다중-입력 및 단일-출력 (MISO) 또는 다중-입력 및 다중-출력 (MIMO)에 기초하여 RF 신호들을 탐지하기 위해 하나 이상의 안테나들 (722)을 사용하도록 구성될 수 있다.
몇몇의 구현들에서, SI 박스의 로컬 환경 내 RF 신호는 상기 안테나 (722)에 의해 포착되어 RF 멀티플렉서 (720)로 입력될 수 있다. 분석될 필요가 있는 RF 신호의 주파수에 따라서, RF 멀티플렉서 (720)로부터 출력된 신호 (702)는 하나 이상의 프로세싱 경로들 (즉, "경로 1" 730, …, "경로 M" 740)로 라우팅될 수 있다. 여기에서 M은 정수이다. 각 경로는 별개의 주파수 대역을 포함할 수 있다. 예를 들면, "경로 1" (730)은 1GHz 및 1.5GHz 사이의 RF 신호들을 위해 사용될 수 있으며, "경로 M"은 5GHz 및 6GHz 사이의 RF 신호들을 위해 사용될 수 있을 것이다. 여러 프로세싱 경로들은 각자의 중심 주파수 및 대역폭을 가질 수 있다. 다중의 프로세싱 경로들의 대역폭들은 동일하거나 상이할 수 있다. 두 인접한 프로세싱 경로들의 주파수 대역들은 겹치거나 또는 상호 배타적일 수 있다. 몇몇의 구현들에서, 상기 프로세싱 경로들의 주파수 대역들은 상이한 주파수 표준들 (예를 들면, GSM, LTE, WiFi 등)의 부여된 주파수 대역들에 기초하여 할당되거나 또는 설정될 수 있다. 예를 들면, 그것은 각 프로세싱 경로가 특별한 무선 통신 표준의 RF 신호들을 탐지하는 것을 담당하도록 설정될 수 있다. 일 예로, "경로 1" (730)은 LTE 신호들을 탐지하기 위해 사용될 수 있을 것이며, "경로 M" (740)은 WiFi 신호들을 탐지하기위해 사용될 수 있을 것이다.
각 프로세싱 경로 (예를 들면, "프로세싱 경로 1" 730, "프로세싱 경로 M" 740)는 하나 이상의 RF 수동 엘리먼트 및 RF 능동 엘리먼트들을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 프로세싱 경로는 RF 멀티플렉서, 하나 이상의 필터들, RF 디-멀티플렉서, RF 증폭기, 및 다른 컴포넌트들을 포함할 수 있다. 몇몇의 구현들에서, 상기 RF 멀티플렉서 (720)로부터 출력된 신호 (702)는 프로세싱 경로 내 멀티플렉서 (예를 들면 "RF 멀티플렉서 1" 732,…, "RF 멀티플렉서 M" 742)로 인가될 수 있다. 예를 들어, "프로세싱 경로 1" (730)이 참조번호 702의 신호를 위한 프로세싱 경로로서 선택된다면, 상기 신호 (702)는 "RF 멀티플렉스 1" (732)로 피드될 수 있다. 상기 멀티플렉서는 제1 RF 멀티플렉서 (720)로부터 오는 신호 (702) 그리고 상기 스펙트럼 분석 서브시스템 (705)에 의해 제공된 RF 캘리브레인션 (cal) 톤 (738) 사이에서 선택될 수 있다. "RF 멀티플렉서 1" (732)의 출력 신호 (704)는 필터들 필터 (1,1) (734a), …, 필터 (1,N) (734n) 중 하나로 갈 수 있으며, 이 경우에 N은 정수이다. 상기 필터들은 상기 프로세싱 경로의 주파수 대역을 관심 대상인 더 좁은 대역으로 더 분할한다. 예를 들어, "필터(1,1)" (734a)이 신호 (704)에 인가되어 필터링된 신호 (706)를 산출하고, 그리고 그 필터링된 신호 (706)는 "RF 디-멀티플렉서 1" (736)로 인가될 수 있다. 몇몇의 예들에서, 상기 신호 (706)는 RF 디-멀티플렉서 내에서 증폭될 수 있다. 그 증폭된 신호 (708)는 그 후에 상기 스펙트럼 분석 서브시스템 (705)으로 입력될 수 있다.
상기 스펙트럼 분석 서브시스템 (705)은 상기 탐지된 RF 신호들을 디지털 신호들로 변환하고 그리고 그 탐지된 RF 신호들에 기초하여 RF 스펙트럼에 대한 스펙트럼-사용 파라미터들을 식별하기 위해서 디지털 신호 프로세싱을 수행하도록 구성될 수 있다. 상기 스펙트럼 분석 서브시스템 (705)은 하나 이상의 라디오 수신 (RX) 경로들 (예를 들면, "SI 라디오 RX 경로 1" 750a, "SI 라디오 RX 경로 M" 750m), DSP 스펙트럼 분석 엔진 (760), RF 캘리브레이션 (cal) 톤 생성기 (770), 프론트 엔드 제어 모듈 (780), 그리고 I/O (790)를 포함할 수 있다. 상기 스펙트럼 분석 서브시스템 (705)은 추가적인 또는 상이한 컴포넌트들 및 피처들을 포함할 수 있을 것이다.
도시된 예에서, 상기 증폭된 신호 (708)는 "SI 라디오 RF 경로 1" (750)로 입력되며, 이는 상기 힌호 (708)를 기저대역 신호로 다운-컨버트하고 이득을 부여한다. 상기 다운-컨버트된 신호는 그 후에 아날로그-투-디지털 컨버터를 경유하여 디지털화될 수 있다. 디지털화된 신호는 상기 DSP 스펙트럼 분석 엔진 (760)으로 입력될 수 있다. 상기 DSP 스펙트럼 분석 엔진은, 예를 들면, 상기 디지털 신호 내에 포함된 패킷들 및 프레임들을 식별하고, (예를 들면, 무선 통신 표준의 규격들에 기초하여) 그 디지털 신호 내에 내장된 프리앰블들, 헤더들, 또는 다른 제어 정보를 읽고, 하나 이상의 주파수들에서 또는 대역폭에 걸쳐서 상기 신호의 신호 전력 및 SNR, 채널 품질 및 용량, 트래픽 레벨들 (예를 들면, 데이터 레이트, 재전송 레이트, 레이턴시, 패킷 폐기 레이트 등), 또는 다른 스펙트럼-사용 파라미터들을 판별할 수 있다. 상기 DSP 스펙트럼 분석 엔진 (760)의 출력 (예를 들면, 스펙트럼-사용 파라미터들)은, 예를 들면, 무선-스펙트럼 분석 디바이스의 하나 이상의 통신 인터페이스들을 경유하여 상기 데이터 집성 시스템으로 상기 스펙트럼-사용 파라미터들을 전송하기 위해 I/O (790)로 인가되어 포매팅될 수 있다.
상기 RF 캘리브레이션 (cal) 톤 생성기 (770)는 라디오 RX 경로들 (예를 들면, "라디오 RX 경로 1" 750a, ... "라디오 RX 경로 M" 750m)의 진단 및 캘리브레이션을 위한 RF 캘리브레이션 (cal) 톤들을 생성할 수 있다. 상기 라디오 RX 경로들은, 예를 들면, 선형성 및 대역폭을 위해 캘리브레이션될 수 있다.
도 8은 무선-스펙트럼 분석 디바이스의 SI 신호 경로 (800)의 다른 예시의 구현을 보여주는 블록도 (800)이다. 몇몇의 예들에서, 상기 SI 신호 경로는 여러 상이한 안테나들에 연결된 하나보다 많은 RF 인터페이스들 (라디오 경로들)을 포함할 수 있다. 도 8에서 보이는 예에서, 상기 SI 신호 경로 (800)는 라디오 경로 A (810) 및 라디오 경로 B (820)를 포함하며, 이 각 경로는 스펙트럼 분석 서브시스템 (830)에 연결된다. 라디오 경로 A (810) 및 라디오 경로 B (820)는 도 7의 라디오 경로 A (710) 또는 RF 인터페이스와 유사한 방식으로 구성될 수 있으며, 또는 그것들은 다른 방식으로 구성될 수 있다. 상기 라디오 경로 A (810) 및 라디오 경로 B (820)는 동일한 또는 상이한 구성을 가질 수 있어서, 예를 들면, 무선-스펙트럼 모니터링 및 분석을 위해 동일한 또는 상이한 주파수 대역들을 커버한다.
도 9는 예시의 무선-스펙트럼 분석 디바이스 (900)를 위에서 본 모습이다. 몇몇의 경우들에서, 도 1 - 도 5의 SI 박스들은 도 9에서 보이는 예시의 무선-스펙트럼 분석 디바이스 (900)로 또는 다른 유형의 무선-스펙트럼 분석 디바이스로 구현될 수 있다. 도 9에서의 상기 예시의 무선-스펙트럼 분석 디바이스 (900)는 도 6 - 도 7에서 보이는 피처들 중 몇몇 또는 모두를 포함할 수 있으며, 또는 도 9에서의 상기 무선-스펙트럼 분석 디바이스 (900)는 더 적은, 추가적인 또는 상이한 피처들을 포함할 수 있다. 상기 무선-스펙트럼 분석 디바이스 (900)는, 예를 들면, 상기 무선-스펙트럼 분석 디바이스 (900)의 하우징 내의 하나 이상의 RF 인터페이스들에 연결된 하나 이상의 안테나들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 예시의 무선-스펙트럼 분석 디바이스 (900)의 안테나들은 도 6의 안테나들 (622a - 622c) 또는 도 7의 안테나 (722)일 수 있다.
상기 안테나들은 RF 신호들을 수신하기 위해 상기 무선-스펙트럼 분석 디바이스 (900) 상에 전략적으로 배치될 수 있다. 도 9에서의 상기 예시의 무선-스펙트럼 분석 디바이스 (900)는 네 개의 안테나들 (910a - 910d)를 포함하며, 이 안테나들은 상기 무선-스펙트럼 분석 디바이스 (900)의 중심에 대해 서로로부터 90도 떨어져서 위치한다. 몇몇의 예들에서, 상기 안테나들은, 예들 들면, 안테나들의 전체 개수, 안테나 프로파일들, 상기 무선-스펙트럼 분석 디바이스 (900)의 장소 및 방위, 또는 다른 팩터들을 기반으로 하여 상이한 분리 각도, 방위, 또는 위치를 가지면서 배치될 수 있다.
도 10은 도 9의 상기 예시의 무선-스펙트럼 분석 디바이스 (900)의 안테나들 (910a - 910d)의 예시의 안테나 프로파일들을 위에서 본 모습 (1000)이다. 도 10에서 보이는 예에서, 상기 안테나들 (910a - 910d)은 각자의 안테나 프로파일들이나 패턴들 (920a - 920d)을 각각 가진다. 상기 안테나 프로파일들 (920a - 920d)은 동일하거나 상이할 수 있다. 상기 안테나 프로파일들 (920a - 920d)은, 예를 들면, 관심 대상인 주파수나 주파수 대역, 소망되는 안테나 이득, 또는 다른 팩터들을 기반으로 하여 선택되거나 또는 구성될 수 있다.
도 11은 다른 예시의 무선-스펙트럼 분석 디바이스 (1100)를 위에서 본 모습이다. 몇몇의 경우들에서, 도 1 - 도 5의 SI 박스들은 도 11에서 보이는 예시의 무선-스펙트럼 분석 디바이스 (1100)로 또는 다른 유형의 무선-스펙트럼 분석 디바이스로 구현될 수 있다. 도 11에서의 상기 예시의 무선-스펙트럼 분석 디바이스 (1100)는 도 6 - 도 10에서 보이는 피처들 중 몇몇 또는 모두를 포함할 수 있으며, 또는 도 11에서의 상기 무선-스펙트럼 분석 디바이스 (1100)는 더 적은, 추가적인 또는 상이한 피처들을 포함할 수 있다.
상기 무선-스펙트럼 분석 디바이스 (1100)는 네 개의 안테나들 (1110a - 1110d) 그리고 상기 무선-스펙트럼 분석 디바이스 (1100) 상의 레퍼런스 방향 인디케이터 (1105)를 포함한다. 몇몇의 경우들에서, 상기 안테나들 (1110a - 1110d)은 기본 방향들 또는 상기 레퍼런스 방향 인디케이터 (1105)에 따른 다른 좌표 시스템에 관하여 방위가 정해지거나 설정된다. 도 11에서 보이는 예에서, 상기 레퍼런스 인디케이터 (1105)는 북쪽 나침반 방향을 따라서 방위가 정해진다. 다른 레퍼런스 방향이 사용될 수 있다. 상기 안테나들 (1110a - 1110d)의 방위들 및 변위들은 상기 레퍼런스 인터케이터 (1105)에 관하여 식별되고 그리고, 몇몇의 경우들에서는, 상기 레퍼런스 인터케이터 (1105)에 관하여 조절될 수 있다.
몇몇의 구현들에서, 무선-스펙트럼 분석 디바이스는 휴대용, 모듈방식 디바이스일 수 있다. 예를 들면, 몇몇의 무선-스펙트럼 분석 디바이스들은 그 디바이스를 실질적으로 해체하거나 분해할 필요가 없이 (예를 들면, 연속해서) 여러 장소들에서 사용하기 위해 이동가능하거나 재구성가능할 수 있다. 몇몇의 경우들에서, 무선-스펙트럼 분석 디바이스들은 서로 교체할 수 있으며, 그래서 무선-스펙트럼 분석 디바이스들의 네트워크가 편리하게 업그레이드되고, 확장되고, 재단되고, 또는 수정될 수 있도록 한다.
몇몇의 경우들에서, 무선-스펙트럼 분석 디바이스들은, 예를 들면, 그 디바이스를 배치하여 표준의 전력 및 데이터 링크들에 연결시킴으로써 하나 이상의 운영자들에 의해 설치될 수 있다. 몇몇의 경우들에, 무선-스펙트럼 분석 디바이스는 조임쇄들 (예를 들면, 나사, 볼트, 래치, 접착제등)에 의해 제 자리에 안전해질 수 있으며, 또는 무선-스펙트럼 분석 디바이스는 (예를 들면, 조임쇄들 없이) 자유스러운 위치에 놓여질 수 있다. 몇몇의 예들에서, 무선-스펙트럼 분석 디바이스들은 다양한 장소들 및 환경들에서 동작할 수 있다. 예로서, 몇몇의 무선-스펙트럼 분석 디바이스들은 차량(예를 들면, 승용차, 버스, 기차, 배 등)에 설치될 수 있으며, 그 차량에서 상기 무선-스펙트럼 분석 디바이스들은 움직이면서 스펙트럼을 모니터하고 분석할 수 있다. 다른 예들에서, 무선-스펙트럼 분석 디바이스들은 트래픽 하부구조, 통신 하부구조, 전력 하부구조, 전용의 부동산, 산업 시스템, 도시나 상업 빌딩, 거주 지역들, 및 다른 유형의 장소들에 설치될 수 있다.
도 12는 무선-스펙트럼 분석 디바이스 (1210)의 예시의 애플리케이션을 보여주는 블록도 (1200)이며, 이 경우 상기 무선-스펙트럼 분석 디바이스 (1210)는 버스 (1220) 상에 설치된다. 버스 (12200가 이동할 때에 상기 무선-스펙트럼 분석 디바이스 (1210)는 자신의 변하는 지리적 장소들을 기록하고, 각 장소에서 스펙트럼-사용을 모니터하고, 그리고 스펙트럼 검사 정보를 중앙 제어기에게 전송한다. 몇몇의 구현들에서, 상기 무선-스펙트럼 분석 디바이스 (1210)는 상기 버스 (1220) 상의 승객들에 의해 사용된 스펙트럼을 모니터하고 분석하도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 상기 무선-스펙트럼 분석 디바이스 (1210)는 승객들에 의해 사용된 셀폰들의 식별자를 탐지하고, 승객들의 셀폰들에 의해 전송되고 수신된 셀룰러 신호 또는 WiFi 신호를 탐지하고, 그리고 상기 버스 (122) 내에서 또는 주위에서 발생하는 RF 트래픽에 특정된 스펙트럼-사용 파라미터들을 유도할 수 있을 것이다. 상기 무선-스펙트럼 분석 디바이스 (1210)는 다른 방식으로 설정될 수 있다. 몇몇의 경우들에서, 상기 무선-스펙트럼 분석 디바이스 (1210)는 상기 버스 (1220)의 전력 용량 및 통신 용량 사이에서 균형을 맞출 수 있으며, 또는 상기 무선-스펙트럼 분석 디바이스 (1210)는 독립적인 전력 용량 및 통신 용량을 포함할 수 있다.
본 명세서가 많은 상세 내용들을 포함하지만, 이 상세 내용들은 본원이 주장하는 범위에 관한 제한으로서 해석되지 않아야 하며, 오히려 특별한 예들에 특정된 특징들에 대한 설명들로 해석되어야 한다. 분리된 구현들의 맥락에서 본 명세서에서 설명된 특정한 특징들은 또한 조합될 수 있다. 반대로, 단일의 구현의 맥락에서 설명된 다양한 특징들은 여러 실시예들에서 분리되어 또는 어떤 적합한 부-조합으로 또한 구현될 수 있다.
여러 예들이 설명되었다. 그럼에도 불구하고, 다양한 수정들이 만들어질 수 있다는 것이 이해될 것이다. 따라서, 다른 실시예들이 이어지는 청구항들의 범위 내에 존재한다.

Claims (23)

  1. 지리적 구역에 걸쳐 별개의 장소 (location)들에 분포된 무선-스펙트럼 분석 디바이스들로, 그 무선-스펙트럼 분석 디바이스들은 각각 별개의 장소에서 무선-스펙트럼 사용을 동시에 모니터하도록 구성된, 무선-스펙트럼 분석 디바이스들;
    - 각 무선-스펙트럼 분석 디바이스는 자신의 별개의 장소에서 무선-스펙트럼 분석 디바이스에 의해 탐지된 무선 신호들에 기초하여 무선-스펙트럼 분석 디바이스에 의해 식별된 스펙트럼-사용 파라미터들을 무선-스펙트럼 분석 디바이스로부터 전송하도록 구성됨-; 그리고
    상기 무선-스펙트럼 분석 디바이스들로부터 전송된 상기 스펙트럼-사용 파라미터들을 집성하도록 구성된 데이터 집성 시스템을 포함하는 무선-스펙트럼 분석 시스템.
  2. 전술한 항들 중 어느 한 항에 있어서,
    각 무선-스펙트럼 분석 디바이스는:
    상기 무선-스펙트럼 분석 디바이스 주위의 로컬 무선 환경에서 라디오-주파수 (RF) 스펙트럼의 다중 대역폭들 내 RF 신호들을 탐지하도록 구성된 라디오-주파수 (RF) 인터페이스;
    상기 RF 신호들을 프로세싱하는 것에 기초하여 상기 스펙트럼-사용 파라미터들을 식별하도록 구성된 신호 분석 서브시스템; 그리고
    상기 스펙트럼-사용 파라미터들을 원격 시스템으로 전송하도록 구성된 통신 인터페이스를 포함하는, 무선-스펙트럼 분석 시스템.
  3. 전술한 항들 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 RF 인터페이스는 안테나 시스템 및 복수의 라디오 경로들을 포함하며,
    상기 라디오 경로들은 각자의 대역폭들 내 RF 신호들을 프로세싱하도록 구성된, 무선-스펙트럼 분석 시스템.
  4. 전술한 항들 중 어느 한 항에 있어서,
    각 무선-스펙트럼 분석 디바이스는 상기 RF 인터페이스, 상기 신호 분석 서브시스템, 및 상기 통신 인터페이스를 수용하는 전용 하우징을 포함하는, 무선-스펙트럼 분석 시스템.
  5. 전술한 항들 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하우징은 상기 RF 인터페이스, 상기 신호 분석 서브시스템, 및 상기 통신 인터페이스에 전력을 공급하는 파워 서플라이를 수용하는, 무선-스펙트럼 분석 시스템.
  6. 전술한 항들 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 무선-스펙트럼 분석 디바이스는 다른 디바이스와 함께 통합된, 무선-스펙트럼 분석 시스템.
  7. 전술한 항들 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 통신 인터페이스는 상기 스펙트럼-사용 파라미터들을 포함하는 메시지들을 전송하도록 구성되며, 그리고 상기 메시지는 각 스펙트럼-사용 파라미터에 대한 장소 및 시간 정보를 표시하는, 무선-스펙트럼 분석 시스템.
  8. 전술한 항들 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 신호 분석 서브시스템은:
    각 대역폭 내 탐지된 RF 신호들의 전력;
    하나 이상의 주파수들에서 탐지된 RF 신호들의 전력;
    하나 이상의 주파수들에서 탐지된 RF 신호들의 신호-대-잡음 비율; 그리고
    탐지된 RF 신호들이 각 대역폭 내에서 최대 전력을 가지는 주파수,
    중 적어도 하나를 포함하는 스펙트럼-사용 파라미터들을 식별하도록 구성된, 무선-스펙트럼 분석 시스템.
  9. 전술한 항들 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 신호 분석 서브시스템은 상기 무선 신호들로부터 시그나링 정보를 추출하도록 구성되며, 그리고 상기 스펙트럼-사용 파라미터들 중 하나 이상은 상기 시그날링 정보를 기반으로 하는, 무선-스펙트럼 분석 시스템.
  10. 전술한 항들 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 데이터 집성 시스템은 상기 무선-스펙트럼 분석 디바이스들로부터의 스펙트럼-사용 파라미터들에 기초하여 상기 지리적 구역에 대한 스펙트럼-사용 보고를 생성하도록 구성된, 무선-스펙트럼 분석 시스템.
  11. 전술한 항들 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 데이터 집성 시스템은 상기 무선-스펙트럼 분석 디바이스들의 동작을 원격으로 제어하도록 구성된 중앙 제어 시스템을 포함하는, 무선-스펙트럼 분석 시스템.
  12. 전술한 항들 중 어느 한 항에 있어서,
    각 무선-스펙트럼 분석 디바이스는 무선-스펙트럼 사용을 모니터하기에 전용인 휴대용 디바이스인, 무선-스펙트럼 분석 시스템.
  13. 지리적 구역 내 무선-스펙트럼 사용을 분석하는 방법으로:
    지리적 구역에 걸쳐 분포된 모듈방식 무선-스펙트럼 분석 디바이스들의 동작에 의해 상기 지리적 구역 내 다중의 별개의 장소들에서 무선-스펙트럼 사용을 동시에 모니터하는 단계;
    상기 무선-스펙트럼 분석 디바이스 자신의 별개의 장소에서 상기 무선-스펙트럼 분석 디바이스에 의해 탐지된 무선-스펙트럼 사용에 기초하여 상기 무선-스펙트럼 분석 디바이스에 의해 식별된 스펙트럼-사용 파라미터들을 각 무선-스펙트럼 분석 디바이스로부터 전송하는 단계; 그리고
    상기 무선-스펙트럼 분석 디바이스들로부터 전송된 스펙트럼-사용 파라미터들을 집성하는 단계를 포함하는, 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    각 무선-스펙트럼 분석 디바이스는 다중의 무선 통신 표준들에 대한 무선-스펙트럼 사용을 모니터하는, 방법.
  15. 제13항 또는 제14항에 있어서,
    각 무선-스펙트럼 분석 디바이스는,
    상기 스펙트럼-사용 파라미터들 그리고 상기 스펙트럼-사용 파라미터들과 연관된 시간적 및 공간적 좌표들을 표시하는 데이터를 전송하는, 방법.
  16. 제13항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    각 무선-스펙트럼 분석 디바이스는:
    다중의 별개의 대역폭들 중 각 대역폭 내 탐지된 신호들의 전력;
    하나 이상의 주파수들에서 탐지된 신호들의 전력;
    하나 이상의 주파수들에서 탐지된 신호들의 신호-대-잡음 비율; 그리고
    탐지된 신호들이 다중의 별개 대역폭들 중 각 대역폭 내에서 최대 전력을 가지는 주파수;
    중 적어도 하나를 포함하는 스펙트럼-사용 파라미터들을 식별하는, 방법.
  17. 제13항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 무선-스펙트럼 분석 디바이스들로부터의 집성된 스펙트럼-사용 파라미터들에 기초하여 상기 지리적 구역에 대한 스펙트럼-사용 보고를 생성하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  18. 지리적 구역에 걸쳐 분포된 무선-스펙트럼 분석 디바이스들로부터 스펙트럼-사용 파라미터들을 수신하도록 구성된 통신 시스템으로, 상기 스펙트럼-사용 파라미터들은 상기 지리적 구역 내 상기 무선-스펙트럼 분석 디바이스들 각자의 장소들에서 상기 무선-스펙트럼 분석 디바이스들에 의해 탐지된 무선 신호들을 기반으로 하는, 통신 시스템; 그리고
    상기 디바이스들로부터의 상기 스펙트럼-사용 파라미터들에 기초하여 상기 지리적 구역에 대한 스펙트럼-사용 보고를 생성하는 데이터 분석 시스템을 포함하는, 무선-스펙트럼 분석 시스템.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 스펙트럼-사용 보고는 라디오-주파수 스펙트럼 내 다중의 대역폭들 중 각 대역폭 내 탐지된 무선 트래픽 레벨들을 표시하는, 무선-스펙트럼 분석 시스템.
  20. 제18항 또는 제19항에 있어서,
    상기 통신 시스템은 상기 스펙트럼-사용 파라미터들 각각에 대한 공간적 및 시간적 좌표들을 수신하며, 그리고 상기 스펙트럼-사용 보고는 상기 지리적 구역 내 무선-스펙트럼 사용의 공간적 및 시간적 분포들을 표시하는, 무선-스펙트럼 분석 시스템.
  21. 제18항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 스펙트럼-사용 보고는 다중의 무선 통신 표준들에 대해 탐지된 무선 트래픽 레벨들을 표시하는, 무선-스펙트럼 분석 시스템.
  22. 제18항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 데이터 분석 시스템은 상기 무선 신호들에 대한 소스 장소 (source location)를 판별하도록 구성되며, 그리고 상기 스펙트럼-사용 보고는 상기 소스 장소를 보고하는, 무선-스펙트럼 분석 시스템.
  23. 제18항 내지 제22항 중 어느 한 항의 무선-스펙트럼 분석 시스템으로,
    제1항 내지 제12항 중 어느 한 항의 특징들을 포함하는, 무선-스펙트럼 분석 시스템.
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