KR20170071600A - 다이버시티를 갖는 유도파 송신 디바이스 및 그와 함께 사용을 위한 방법들 - Google Patents

다이버시티를 갖는 유도파 송신 디바이스 및 그와 함께 사용을 위한 방법들 Download PDF

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KR20170071600A
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브루스 스턱만
폴 샬라 헨리
로버트 베네트
어윈 겔즈버그
파하드 바르제거
도날드 제이. 바니켈
토마스 엠. 3세 윌리스
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에이티 앤드 티 인텔렉추얼 프라퍼티 아이, 엘.피.
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Abstract

본 개시의 양태들은, 예를 들어, 하나 이상의 유도파 모드들을 통해 송신 매체의 외부 표면을 따라 전파하도록 안내되는 제 2 전자기파를 형성하기 위해 제 1 전자기파를 제 1 접합부로 안내하는 제 1 커플러를 포함하는 송신 디바이스를 포함할 수 있다. 이들 모드들은 각도 편차 및/또는 길이 방향 변위의 함수로서 변하는 엔벨로프를 갖는다. 다른 실시예들이 개시된다.

Description

다이버시티를 갖는 유도파 송신 디바이스 및 그와 함께 사용을 위한 방법들{GUIDED-WAVE TRANSMISSION DEVICE WITH DIVERSITY AND METHODS FOR USE THEREWITH}
관련 출원에 대한 상호-참조
본 출원은 2014년 10월 21일자로 출원된 미국 특허 출원 제 14/519,799 호에 대한 우선권을 주장한다. 상기 내용은 본 명세서에서 전체적으로 설명된 것처럼 본원에 참조로서 포함된다.
개시 분야
본 발명은 통신 네트워크에서 마이크로파 송신을 통한 통신들에 관한 것이다.
스마트 폰들 및 다른 휴대용 장치들이 점점 더 유비쿼터스화되고(ubiquitous) 데이터 사용량이 증가함에 따라, 매크로셀 기지국 디바이스들 및 기존의 무선 기반구조는 결국 증가된 수요를 처리하기 위해 더 높은 대역폭 성능을 필요로 한다. 추가적인 모바일 대역폭을 제공하기 위해, 마이크로셀들과 피코셀들이 기존 매크로셀들보다 훨씬 작은 영역들에 대한 커버리지를 제공하는 소형 셀 배치가 진행되고 있다.
본 발명의 목적은 유도파 송신 디바이스 및 그와 함께 사용을 위한 방법을 제공하는 것이다.
이제, 도면들을 참조하여 하나 이상의 실시예들이 설명되며, 동일한 참조 번호는 전체적으로 동일한 요소들을 나타내기 위해 사용된다. 이하의 설명에서, 설명의 목적들로, 다양한 실시예들의 완전한 이해를 제공하기 위해 많은 세부 사항들이 설명된다. 그러나, 다양한 실시예들이 이들 세부 사항 없이(그리고 특정 네트워크 환경 또는 표준에 적용되지 않고) 상이한 조합으로 실시될 수 있다는 것이 명백하다.
부가적인 기지국 디바이스들에 네트워크 접속성을 제공하기 위해, 통신 셀들(예를 들어, 마이크로셀들 및 매크로셀들)을 코어 네트워크의 네트워크 디바이스에 링크하는 백홀 네트워크가 대응하여 확장한다. 유사하게, 분산형 안테나 시스템에 네트워크 접속성을 제공하기 위해, 기지국 디바이스들 및 그들의 분산형 안테나들을 링크하는 확장된 통신 시스템이 바람직하다. 유도파 통신 시스템은 대안적인, 증가된 또는 추가의 네트워크 연결성을 가능하게 하기 위해 제공될 수 있고, 도파관 결합 시스템은 도파관으로서 동작하는 단선식 송신선(single-wire transmission line) 또는 유전체 재료로서 동작하는 배선 또는 다른 도전체와 같은 송신 매체 및/또는 그와 달리 전자기파의 송신을 안내하도록 동작하는 다른 송신 매체상에 유도파(예를 들어, 표면파) 통신들을 송신 및/또는 수신하도록 제공될 수 있다.
일 예시적인 실시예에서, 도파관 결합 시스템에 이용되는 도파관 커플러는 유전체 재료 또는 다른 저손실 절연체(예를 들어, 테플론, 폴리에틸렌 등)로 이루어질 수 있거나, 또는 도전성(예, 금속성, 비금속성 등) 재료 또는 상기 재료들의 임의의 조합으로 이루어질 수 있다. "유전체 도파관"에 대한 상세한 설명 전반에 걸쳐 참조는 단지 예시를 위한 것이며 실시예들이 유전체 재료들로만 구성되는 것으로 제한하지 않는다. 다른 실시예들에서, 다른 유전체 또는 절연 재료들이 가능하다. 절연이든 비절연이든 및 단선(single-stranded)이든 다연선(multi-stranded)이든, 와이어; 와이어 번들, 케이블들, 로드들(roads), 레일(rails), 파이프들을 포함하는 다른 형상들 또는 구성들의 도전체들; 유전체들, 파이프들, 로드들, 레일들 또는 다른 유전체 부재들과 같은 비도전체들; 도전체들 및 유전체 재료들의 조합들과 같은 다양한 송신 매체; 또는 다른 유도파 송신 매체는 예시적인 실시예들을 벗어나지 않고도 유도파 통신들과 함께 이용될 수 있다는 것이 이해될 것이다.
이들 및/또는 다른 고려들을 위해, 하나 이상의 실시예들에서, 송신 디바이스는 제 1 데이터를 포함하는 제 1 통신 신호를 수신하는 통신 인터페이스를 포함한다. 송수신기는 제 1 데이터를 전달하기 위해 제 1 통신 신호에 기초하여 제 1 전자기파를 생성하고, 제 1 전자기파는 적어도 하나의 반송 주파수 및 적어도 하나의 대응하는 파장을 갖는다. 커플러는 제 1 전자기파를 유전체 재료로 둘러싸인 적어도 하나의 내부 부분을 갖는 송신 매체에 결합시키고, 상기 유전체 재료는 외부 표면 및 대응하는 둘레를 가지며, 상기 송신 매체에 대한 상기 제 1 전자기파의 결합은 비대칭 모드를 포함하는 적어도 하나의 유도파 모드를 통해 유전체 재료의 외부 표면을 따라 전파하도록 안내되는 제 2 전자기파를 포함하고, 상기 반송 주파수는 밀리미터파 주파수 대역 내에 있고, 대응하는 파장은 송신 매체의 둘레보다 작다.
하나 이상의 실시예들에서, 송신 디바이스는 데이터를 전달하기 위한 통신 신호에 기초하여 제 1 전자기파를 생성하는 송신기를 포함하고, 상기 제 1 전자기파는 적어도 하나의 반송 주파수 및 적어도 하나의 대응하는 파장을 갖는다. 커플러는 제 1 전자기파를 외부 표면 및 대응하는 둘레를 갖는 단선식 송신 매체에 결합하며, 제 1 전자기파와 단선식 송신 매체의 결합은 비대칭 모드를 포함하는 적어도 하나의 유도파 모드를 통해 단선식 송신 매체의 외부 표면을 따라 전파하도록 안내되는 제 2 전자기파를 형성하고, 상기 반송 주파수는 밀리미터파 주파수 대역 내이며, 상기 대응하는 파장은 상기 단선식 송신 매체의 둘레보다 작다.
하나 이상의 실시예들에서, 방법은 데이터를 전달하기 위한 통신 신호에 기초하여 제 1 전자기파를 생성하는 단계를 포함하고, 제 1 전자기파는 적어도 하나의 반송 주파수 및 적어도 하나의 대응하는 파장을 갖는다. 커플러는 외부 유전체 표면 및 대응하는 둘레를 갖는 단선식 송신 매체에 제 1 전자기파를 결합하며, 단선식 송신 매체에 대한 제 1 전자기파의 결합은 적어도 하나의 유도파 모드를 통해 단선식 송신 매체의 외부 유전체 표면을 따라 제 2 전자기파를 형성하고, 상기 반송 주파수는 밀리미터파 주파수 대역 내에 있고, 상기 대응하는 파장은 상기 단선식 송신 매체의 둘레보다 작다.
하나 이상의 실시예들에서, 송신 디바이스는 제 1 데이터를 포함하는 제 1 통신 신호를 수신하는 통신 인터페이스를 포함한다. 송수신기는 제 1 데이터를 전달하기 위해 제 1 통신 신호에 기초하여 제 1 전자기파를 생성하고, 상기 제 1 전자기파는 적어도 하나의 반송 주파수를 갖는다. 커플러는 제 1 전자기파를 유전체 재료로 둘러싸인 적어도 하나의 내부 부분을 갖는 송신 매체에 결합시키고, 상기 유전체 재료는 외부 표면 및 대응하는 둘레를 가지며, 상기 제 1 전자기파와 상기 송신 매체의 결합은 더 낮은 차단 주파수를 갖는 비대칭 모드를 포함하는 적어도 하나의 유도파 모드를 통해 유전체 재료의 외부 표면을 따라 전파하도록 안내되는 제 2 전자기파를 형성하고, 반송 주파수는 더 낮은 차단 주파수의 제한된 범위 내에 있도록 선택된다.
하나 이상의 실시예들에서, 송신 디바이스는 데이터를 전달하기 위한 통신 신호에 기초하여 제 1 전자기파를 생성하는 송신기를 포함하고, 제 1 전자기파는 적어도 하나의 반송 주파수를 갖는다. 송신기에 결합된 커플러는 제 1 전자기파를 외부 표면을 갖는 단선식 송신 매체에 결합시키고, 제 1 전자기파와 단선식 송신 매체의 결합은 더 낮은 차단 주파수를 갖는 비대칭 모드를 포함하는 적어도 하나의 유도파 모드를 통해 상기 단선식 송신 매체의 외부 표면을 따라 전파하도록 안내되는 제 2 전자기파를 형성하고, 상기 반송 주파수는 더 낮은 차단 주파수의 제한된 범위 내에 있도록 선택된다.
하나 이상의 실시예들에서, 방법은 데이터를 전달하기 위한 통신 신호에 기초하여 제 1 전자기파를 생성하는 단계를 포함하고, 제 1 전자기파는 적어도 하나의 반송 주파수를 갖는다. 커플러는 외부 표면을 갖는 단선식 송신 매체에 제 1 전자기파를 결합하며, 단선식 송신 매체에 대한 제 1 전자기파의 결합은 더 낮은 차단 주파수를 갖는 비대칭 모드를 포함하는 적어도 하나의 유도파 모드를 통해 단선식 송신 매체의 외부 표면을 따라 전파하도록 안내되는 제 2 전자기파를 형성하고, 상기 반송 주파수는 더 낮은 차단 주파수의 제한된 범위 내에 있도록 선택된다.
하나 이상의 실시예들에서, 방법은 데이터를 전달하기 위한 통신 신호에 기초하여 제 1 전자기파를 생성하는 단계를 포함하고, 제 1 전자기파는 적어도 하나의 반송 주파수를 갖는다. 제 1 전자기파는 외부 표면을 갖는 단선식 송신 매체에 결합되며, 단선식 송신 매체에 대한 제 1 전자기파의 결합은 더 낮은 차단 주파수를 갖는 비대칭 모드를 포함하는 적어도 하나의 유도파 모드를 통해 단선식 송신 매체의 외부 표면을 따라 전파하도록 안내되는 제 2 전자기파를 형성하고, 상기 반송 주파수는 더 낮은 차단 주파수의 제한된 범위 내에 있도록 선택된다.
본 명세서에 기술된 다양한 실시예는 와이어로부터의 유도파(예를 들어, 전자기파들인 표면파 통신들) 송신들을 발신 및 추출하기 위한 송신 시스템에 관한 것이다. 장비의 크기와 비교하여 파장이 작은 밀리미터파 주파수들에서, 송신들은 유전체 재료 또는 다른 커플러의 스트립 또는 길이와 같은 도파관에 의해 안내되는 파동들로서 전파할 수 있다. 유도파의 전자기장 구조는 커플러의 내부 및/또는 외부에 있을 수 있다. 이 커플러가 송신 매체(예를 들어, 와이어, 송전선 또는 다른 송신 매체)에 근접하게 될 때, 유도파의 적어도 일부가 도파관으로부터 분리되어 송신 매체에 결합되고, 와이어의 표면에 대한 표면파와 같은 유도파들로서 전파를 계속한다.
하나 이상의 실시예들에서, 커플러는 송신 디바이스로부터 제 1 데이터를 전달하는 제 1 전자기파를 수신하는 수신부를 포함한다. 안내부는 제 1 전자기파를 송신 매체에 결합시키기 위한 접합부로 제 1 전자기파를 안내한다. 제 1 전자기파는 적어도 하나의 제 1 유도파 모드를 통해 전파한다. 제 1 유도파 모드와 다른 적어도 하나의 제 2 유도파 모드를 통해 송신 매체의 외부 표면을 따라 전파하도록 안내되는 제 1 전자기파와 송신 매체의 결합은 제 2 전자기파를 형성한다.
하나 이상의 실시예들에서, 결합 모듈은 제 1 데이터를 전달하는 대응하는 복수의 제 1 전자기파들을 수신하는 복수의 수신부들을 포함한다. 복수의 안내 부들은 복수의 제 1 전자기파들을 대응하는 복수의 접합부들로 안내하여 복수의 제 1 전자기파들을 송신 매체에 결합시킨다. 복수의 제 1 전자기파들은 적어도 하나의 제 1 유도파 모드를 통해 전파하고, 복수의 제 1 전자기파들의 송신 매체로의 결합은 상기 제 1 유도파 모드와는 다른 적어도 하나의 제 2 유도파 모드를 통해 송신 매체의 외부 표면을 따라 전파하도록 안내되는 복수의 제 2 전자기파들을 형성한다.
하나 이상의 실시예들에서, 방법은 송신 디바이스로부터 제 1 데이터를 전달하는 제 1 전자기파를 수신하는 단계를 포함한다. 제 1 전자기파는 송신 매체에 제 1 전자기파를 결합하기 위해 접합부로 안내된다. 제 1 전자기파는 적어도 하나의 제 1 유도파 모드를 통해 전파하고, 제 1 전자기파와 송신 매체의 결합은 제 1 유도파 모드와 다른 적어도 하나의 제 2 유도파 모드를 통해 송신 매체의 외부 표면을 따라 전파하도록 안내되는 제 2 전자기파를 형성한다.
하나 이상의 실시예들에서, 송신 디바이스는 제 1 전자기파를 제 1 접합부로 안내하여 제 2 전자기파를 형성하는 제 1 커플러를 포함하며, 상기 제 2 전자기파는 하나 이상의 유도파 모드들을 통해 송신 매체의 외부 표면을 따라 전파하도록 안내된다. 이 모드 또는 모드들은 각도 편차 및/또는 길이 변위의 함수로서 변화하는 엔벨로프를 갖는다. 제 2 커플러는 송신 매체로부터 제 3 전자기파를 결합시키는 제 2 접합부로부터 제 3 전자기파를 안내한다. 제 2 접합부는 엔벨로프의 로컬 최소값에 대응하도록 각도 편차 및/또는 길이 변위로 정렬된다.
하나 이상의 실시예들에서, 방법은 송신 디바이스로부터 제 1 데이터를 전달하는 제 1 전자기파를 생성하는 단계를 포함한다. 제 1 전자기파는 제 1 전자기파를 제 1 방위각으로 송신 매체에 결합시켜 적어도 하나의 유도파 모드를 통해 송신 매체의 외부 표면을 따라 전파하도록 안내되는 제 2 전자기파를 형성한다. 제 2 전자기파는 제 1 접합부로부터의 제 1 방위각 및/또는 길이 변위로부터의 각도 편차의 함수로서 변화하는 엔벨로프를 갖는다. 상기 함수는 제 1 방위각으로부터의 제 1 각도 편차 및/또는 제 1 접합부로부터의 제 1 길이 변위에서의 국소 최소값을 갖는다. 제 3 전자기파는 제 1 방위각으로부터의 제 1 각도 편차 및/또는 제 1 접합부로부터의 제 1 길이 변위에서 송신 매체로부터의 제 3 전자기파를 결합시키는 제 2 접합부로부터 안내되어 제 1 수신기로 안내되는 제 4 전자기파를 형성한다.
일 예시적인 실시예에 따르면, 표면파는 전선의 외부 또는 외부 표면, 유전체 코팅 또는 절연 재킷의 외부 또는 외부 표면, 또는 상이한 속성들(예를 들어, 유전체 속성들)을 갖는 다른 유형의 매체에 인접하거나 그에 노출된 송신 매체의 다른 표면을 포함할 수 있는 송신 매체의 표면에 의해 안내되는 일 형태의 유도파이다. 실제로, 일 예시적인 실시예에서, 표면파를 안내하는 송신 매체의 표면은 2 개의 상이한 형태들 사이의 전이 표면을 나타낼 수 있다. 예를 들어, 나선 또는 절연되지 않은 와이어의 경우, 와이어 표면은 공기 또는 자유 공간에 노출된 나선 또는 절연되지 않은 와이어의 외부 또는 외부 도전성 표면이 될 수 있다. 다른 예로서, 절연 와이어의 경우, 와이어의 표면은 와이어의 절연체 부분과 만나는 와이어의 도전성 부분일 수 있거나, 그렇지 않으면 공기 또는 자유 공간에 노출되는 와이어의 절연 표면일 수 있거나, 그렇지 않으면 절연체, 공기 및/또는 도전체의 속성들(예를 들어, 유전체 속성들)에서 상대적인 차이들에 의존하여 및 유도파의 주파수 및 전파 모드 또는 모드들에 또한 의존하여, 와이어의 절연체 표면과 와이어의 절연체 부분을 만나는 와이어의 도전성 부분 사이의 임의의 재료 영역일 수 있다.
일 예시적인 실시예에 따르면, 표면파들과 같은 유도파들은 자유 공간/공기를 통한 무선 송신들 또는 와이어의 도전체를 통한 전력 또는 신호들의 통상적인 전파와 대조될 수 있다. 실제로, 본 명세서에서 설명된 표면파 또는 유도파 시스템들에서, 종래의 전력 또는 신호들은 여전히 와이어의 도전체를 통해 전파되거나 송신될 수 있지만, 유도파들(표면파들 및 다른 전자기파들을 포함하여)은 본 발명의 일 실시예에 따라, 와이어의 표면의 모두 또는 일부를 둘러싸고 낮을 손실을 갖고 와이어를 따라 전파할 수 있다. 일 예시적인 실시예에서, 표면파는 표면파를 안내하는 역할을 하는 송신 매체의 외부에 주로 또는 실질적으로 존재하는 필드 구조(예를 들어, 전자기장 구조)를 가질 수 있다.
일 예시적인 실시예에서, 본 명세서에서 채용되는 유도파들은, 적어도, 와이어의 둘레보다 큰 파장을 갖는 파들로 제한되는 와이어를 따라 전파되는 수단으로서 사용되는 좀머펠트(Sommerfeld) 파들과 대조될 수 있다. 일 예시적인 실시예에서, 여기에서 채용되는 유도파들은 적어도 하나의 비대칭 모드의 전파에 기초하지 않고 기본 모드의 전파를 통해 동작하는 G-파 및 E-파 시스템들과 대조될 수 있다. 일 예시적인 실시예에서, 여기에 채용된 유도파들은, 크고 γ보다 작지 않은, 광 주파수들 및 도전성 재료의 전자의 평균 충돌 주파수와 같은 주파수들에서 도전체들 내에 형성되는 전자 묶음들 상에 전제된 단일 금속 와이어를 따른 표면 플라즈몬파 전파와 대조될 수 있다. 이들 종래 기술 시스템들은, 송신 매체에 대한 유도파 전파를 처리하는 데 실패했고, 여기에는 유도파가 도전성 재료의 전자의 평균 충돌 주파수보다 작은, 마이크로파 또는 밀리미터파 대역에서와 같은 저손실 주파수들에서 전파하는 비대칭 모드를 포함한다. 이들 종래 기술의 시스템들은 외부 유전체를 포함하는 송신 매체에 대한 유도파 전파를 처리하는 데 실패했고, 유도파는 유전체의 외부 표면에 대해 집중된 필드들에 의해 저손실로 전파하는 비대칭 모드를 포함한다.
일 실시예에 따르면, 와이어를 따라 이동하는 전자기파들은 와이어에 근접한 도파관을 따라 이동하는 다른 전자기파들에 의해 유도된다. 전자기파들의 유도는 전기 회로의 일부로서 와이어들을 통해 주입되거나 그렇지 않으면 송신되는 임의의 전위, 전하 또는 전류에 독립적일 수 있다. 와이어 내의 작은 전류는 와이어를 통한 전자기파의 전파에 응답하여 형성될 수 있지만, 이것은 와이어 표면을 따른 전자기파의 전파로 인한 것일 수 있으며, 전기 회로의 일부로서 와이어로 주입되는 전위, 전하 또는 전류에 응답하여 형성되지 않는다. 따라서, 와이어상에서 이동하는 전자기파들은 와이어 표면을 따라 전파하기 위해 회로를 요구하지 않는다. 그러므로, 와이어는 회로가 필요없는 단선식 송신선이다. 또한, 일부 실시예들에서, 와이어는 필요하지 않으며, 전자기파들은 와이어가 아닌 단선식 송신 매체를 따라 전파할 수 있다.
일 예시적인 실시예에 따르면, "단선식 송신 매체"라는 용어는 와이어에 의해 안내되는 전자기파를 통한 전송과 관련하여 사용되지만, 와이어가 그러한 전파를 지원하는 회로의 일부가 될 필요는 없다. 송신 시스템은 그러한 안내된 파를 전송하도록 작용하는 다수의 단선식 송신 매체를 포함할 수 있으며, 상이한 파들은 단선식 송신 매체의 상이한 것들에 의해 안내된다.
예시적인 실시예에 따르면, 유도파(예를 들어, 표면파)와 관련하여 사용되는 와이어"에 관한" 용어는 기본파 전파 모드들 및 다른 유도파들을 포함할 수 있다. 와이어가 원형 또는 그렇지 않으면 실질적으로 원형 단면을 갖는다고 가정하면, 기본 모드는 적어도 부분적으로 와이어 주위에 원형 또는 실질적으로 원형의 필드 분포(예를 들어, 전기장, 자기장, 전자기장, 등)를 갖는 대칭 모드이다. 또한, 유도파가 원형, 실질적으로 원형 단면을 갖는 원형, 꼬인 선 또는 다른 와이어"에 관해" 전파할 때, 그것은 기본파 전파 모드들(예컨대, 0 차 모드)뿐만 아니라, 고차 유도파 모드들(예를 들어, 1 차 모드, 2 차 모드, 등)과 같은 부가적으로 또는 대안으로 다른 비-기본파 전파 모드, 비대칭 모드들 및/또는 와이어 주위에 비 원형 필드 분포들을 갖는 다른 안내(예를 들어, 표면) 파들을 포함할 수 있는 파 전파 모드(적어도 하나의 유도파 모드)를 통해 와이어를 따라 길이 방향으로 전파한다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, 용어"실질적으로 원형인"은 완전한 원으로부터 (+/-15 %) 정도 변화하는 형상을 의미한다. 여기에 사용된, 용어 "비-원형"은 실질적으로 원형이 아닌 형상을 의미한다.
예를 들어, 이러한 비-원형 필드 분포들은 상대적으로 더 높은 필드 강도를 특징으로 하는 하나 이상의 축 방향 로브들 및/또는 제로-필드 강도 또는 실질적으로 제로 필드 강도를 특징으로 하는 하나 이상의 널 또는 널 영역을 특징으로 하는 상대적으로 낮은 필드 강도를 특징으로 하는 일측성 또는 다측성일 수 있다. 또한, 필드 분포는 그와 달리 세로축 방향의 함수로서 변화할 수 있어서 와이어 둘레의 축 배향의 하나 이상의 영역들은 예시적인 실시예에 따라 축 배향의 하나 이상의 다른 영역들보다 큰 전계 또는 자계 강도(또는 이들의 조합)를 갖는다. 고차 모드들 또는 비대칭 모드들의 상대 위치들은 유도파가 와이어를 따라 이동함에 따라 변할 수 있다는 것이 이해될 것이다.
비-원형 단면들(즉, 실질적으로 원형 단면들이 아닌)을 갖는 다른 와이어들, 도전체들 또는 유전체들을 고려하면, 용어 대칭 및 비대칭 모드는 동일한 방식으로 적용되지 않을 수 있다. 예를 들어, 직사각형 도파관의 기본 모드는 원형 또는 실질적으로 원형 필드 분포를 가지지 않을 수 있다. 그래서, 용어 기본 모드와 비-기본 모드는 보다 일반적인 의미로 사용될 수 있다.
도 1은 여기에 설명된 다양한 양태들에 따른 유도파 통신 시스템의 일 예시적인, 비제한적인 실시예를 나타내는 블록도이다.
도 2는 여기에 설명된 다양한 양태들에 따른 유전체 도파관 커플러의 일 예시적인, 비제한적인 실시예를 나타내는 블록도이다.
도 3은 여기에 설명된 다양한 양태들에 따른 유전체 도파관 커플러의 일 예시적인, 비제한적인 실시예를 나타내는 블록도이다.
도 4는 여기에 설명된 다양한 양태들에 따른 유전체 도파관 커플러의 일 예시적인, 비제한적인 실시예를 나타내는 블록도이다.
도 5는 여기에 설명된 다양한 양태들에 따른 유전체 도파관 커플러 및 송수신기의 일 예시적인, 비제한적인 실시예를 나타내는 블록도.
도 6은 여기에 설명된 다양한 양태들에 따른 듀얼 유전체 도파관 커플러의 일 예시적인, 비제한적인 실시예를 나타내는 블록도.
도 7은 여기에 설명된 다양한 양태들에 따른 양방향 유전체 도파관 커플러의 일 예시적인, 비제한적인 실시예를 나타내는 블록도.
도 8은 여기에 설명된 다양한 양태들에 따른 양방향 유전체 도파관 커플러의 일 예시적인, 비제한적인 실시예를 나타내는 블록도.
도 9는 여기에 설명된 다양한 양태들에 따른 양방향 중계기 시스템의 일 예시적인, 비제한적인 실시예를 나타내는 블록도.
도 10은 여기에 설명된 유전체 도파관 커플러와 함께 송신을 송신하는 방법의 일 예시적인, 비제한적인 실시예의 흐름도.
도 11은 여기에 설명된 다양한 양태에 따른 컴퓨팅 환경의 일 예시적인, 비제한적인 실시예의 블록도.
도 12는 여기에 설명된 다양한 양태들에 따른 모바일 네트워크 플랫폼의 일 예시적인, 비제한적인 실시예의 블록도.
도 13a, 도 13b, 및 도 13c는 본 명세서에 설명된 다양한 양태에 따른 슬롯형 도파관 커플러의 일 예시적인, 비제한적인 실시예를 나타내는 블록도.
도 14a 및 도 14b는 여기에 설명된 다양한 양태에 따른 도파관 결합 시스템의 일 예시적인, 비제한적인 실시예를 도시하는 블록도.
도 15는 여기에 설명된 다양한 양태들에 따른 유도파 통신 시스템의 일 예시적인, 비제한적인 실시예를 나타내는 블록도.
도 16은 여기에 설명된 다양한 양태들에 따른 송신 디바이스의 예시적이고 비제한적인 실시예를 나타내는 블록도.
도 17은 여기에 설명된 다양한 양태에 따른 전자기 분포의 일 예시적인, 비제한적인 실시예를 도시하는 도면.
도 18은 여기에 설명된 다양한 양태들에 따른 전자기 분포의 일 예시적인, 비제한적인 실시예를 도시하는 도면.
도 19는 여기에 설명된 다양한 양태에 따른 송신 디바이스의 일 예시적인, 비제한적인 실시예를 나타내는 블록도.
도 20a는 송신 디바이스의 일 예시적인, 비제한적 실시예의 블록도이며, 도 20b는 여기에 설명된 다양한 양태에 따른 다양한 커플러 형상의 일 예시적인, 비제한적인 실시예를 제공하는 도면.
도 21은 여기에 설명된 다양한 양태들에 따른 송신 디바이스의 일 예시적인, 비제한적인 실시예의 블록도.
도 22a 및 도 22b는 여기에 설명된 다양한 양태에 따른 전자기 분포의 일 예시적인, 비제한적인 실시예들을 도시하는 도면들.
도 23은 여기에 설명된 다양한 양태들에 따른 기능들의 일 예시적인, 비제한적인 실시예를 나타내는 도면.
도 24는 여기에 설명된 다양한 양태들에 따른 송신 시스템의 일 예시적인, 비제한적인 실시예의 블록도.
도 25는 여기에 설명된 다양한 양태들에 따른 송신 시스템의 일 예시적인, 비제한적인 실시예의 블록도.
도 26은 여기에 설명된 다양한 양태들에 따른 송신 시스템의 일 예시적인, 비제한적인 실시예의 블록도.
도 27은 여기에 설명된 다양한 양태들에 따른 송신 시스템의 일 예시적인, 비제한적인 실시예의 블록도.
도 28은 여기에 설명된 다양한 양태에 따른 송신 시스템의 일 예시적인, 비제한적인 실시예의 블록도.
도 29는 여기에 설명된 다양한 양태들에 따른 송신 시스템의 일 예시적인, 비제한적인 실시예의 블록도.
도 30은 여기에 설명된 다양한 양태들에 따른 송신 시스템의 일 예시적인, 비제한적인 실시예의 블록도.
도 31은 여기에 설명된 다양한 양태들에 따른 송신 시스템의 일 예시적인, 비제한적인 실시예의 블록도.
도 32는 여기에 설명된 다양한 양태들에 따른 송신 시스템의 일 예시적인, 비제한적인 실시예의 블록도.
도 33은 여기에 설명된 다양한 양태들에 따른 송신 시스템의 일 예시적인, 비제한적인 실시예의 블록도.
도 34는 여기에 설명된 다양한 양태들에 따른 송신 시스템의 일 예시적인, 비제한적인 실시예의 블록도.
도 35는 여기에 설명된 다양한 양태들에 따른, 유도파 통신 시스템의 일 예시적인, 비제한적인 실시예를 나타내는 블록도.
도 36은 여기에 설명된 다양한 양태들에 따른 송신 디바이스의 일 예시적인, 비제한적인 실시예의 블록도.
도 37은 여기에 설명된 다양한 양태들에 따른 도파관 결합 시스템의 일 예시적인, 비제한적인 실시예를 나타내는 블록도.
도 38은 여기에 설명된 다양한 양태들에 따른 도파관 결합 시스템의 일 예시적인, 비제한적인 실시예를 나타내는 블록도.
도 39는 여기에 설명된 송신 방법의 일 예시적인, 비제한적인 실시예의 흐름도.
도 40은 여기에 설명된 송신 방법의 일 예시적인, 비제한적인 실시예의 흐름도.
이제 도 1을 참조하면, 유도파 통신 시스템(100)의 일 예시적인, 비제한적인 실시예를 도시한 블록도가 도시된다. 유도파 통신 시스템(100)은 송신 디바이스, 커플러 또는 결합 모듈이 사용될 수 있는 일 예시적인 환경을 도시한다.
유도파 통신 시스템(100)은 매크로셀 사이트(102) 또는 다른 네트워크 접속에 통신 가능하게 결합되는 하나 이상의 기지국 디바이스들(예를 들어, 기지국 디바이스(104))를 포함하는 분산형 안테나 시스템일 수 있다. 기지국 디바이스(104)는 유선(예를 들어, 광섬유 및/또는 케이블)에 의해 또는 매크로셀 사이트(102)에 대한 무선(예를 들어, 마이크로파 무선) 접속에 의해 접속될 수 있다. 매크로셀 사이트(102)와 같은 매크로셀들은 이동 네트워크에 대한 전용 접속들을 가질 수 있고 기지국 디바이스(104)는 매크로셀 사이트(102)의 접속을 공유 및/또는 다른 방식으로 사용할 수 있다. 기지국 디바이스(104)는 전신주(116) 상에 장착되거나 부착될 수 있다. 다른 실시예들에서, 기지국 디바이스(104)는 변압기들 및/또는 전력선 근처에 위치된 다른 위치들 근처에 있을 수 있다.
기지국 디바이스(104)는 이동 디바이스들(122, 124)에 대한 이동 네트워크로의 접속을 용이하게 할 수 있다. 각각 전신주들(118, 120) 상에 또는 그 근처에 장착된 안테나들(112, 114)은 기지국 디바이스(104)로부터 신호들을 수신할 수 있고, 안테나들(112, 114)이 기지국 디바이스(104)에 또는 기지국 디바이스(104) 근처에 위치하는 경우보다 훨씬 넓은 영역에 걸쳐 이들 신호들은 이동 디바이스(122, 124)로 송신할 수 있다.
도 1은 단순화를 위해 하나의 기지국 디바이스와 함께 3 개의 전신주들을 디스플레이하는 것이 주의된다. 다른 실시예들에서, 전신주(116)는 더 많은 기지국 디바이스들을 가질 수 있고, 분산형 안테나들을 갖는 하나 이상의 전신주들이 가능하다.
유전체 도파관 결합 디바이스(106)와 같은 송신 디바이스는 전신주들(116, 118 및 120)을 연결하는 송전선 또는 전력선(들)을 통해 기지국 디바이스(104)로부터 안테나들(112, 114)로 신호를 송신할 수 있다. 신호를 송신하기 위해, 무선 소스 및/또는 커플러(106)는 (예를 들어, 주파수 혼합을 통해) 기지국 디바이스(104)로부터 신호를 상향 변환하거나 기지국 디바이스(104)로부터의 신호를 마이크로파 또는 밀리미터파 주파수 대역에서 적어도 하나의 반송 주파수를 갖는 마이크로파 또는 밀리미터파 대역 신호로 변환한다. 유전체 도파관 결합 디바이스(106)는 송전선 또는 다른 와이어를 따라 이동하는 유도파(예를 들어, 표면파 또는 다른 전자기파)로서 전파하는 밀리미터파 대역 파를 론칭한다. 전신주(118)에서, 유전체 도파관 결합 디바이스(108)와 같은 다른 송신 디바이스는 유도파를 수신하고(및 필요에 따라 또는 원하는대로 선택적으로 증폭할 수 있거나 그것을 수신하고 그것을 재생하기 위해 디지털 중계기로서 동작할 수 있는) 이를 송전선 또는 다른 와이어상의 유도파(예를 들면, 표면파 또는 기타 전자기파)로서 전달하여 그를 전송한다. 유전체 도파관 결합 디바이스(108)는 또한 밀리미터파 대역 유도파로부터 신호를 추출하여 그것을 주파수에서 하향 시프트시키거나 그렇지 않으면 이를 그의 원래의 셀룰러 대역 주파수(예를 들어, 1.9 GHz 또는 다른 정의된 셀룰러 주파수) 또는 다른 셀룰러(또는 비-셀룰러) 대역 주파수로 변환할 수 있다. 안테나(112)는 다운시프트된 신호를 이동 디바이스(122)로 송신(예를 들어, 무선 송신)할 수 있다. 필요하거나 바람직한 바와 같이 유전 도파관 결합 디바이스(110), 안테나(114) 및 이동 디바이스(124)와 같은 다른 송신 디바이스에 의해 프로세스가 반복될 수 있다.
이동 디바이스들(122, 124)로부터의 송신들은 또한 각각 안테나들(112, 114)에 의해 수신될 수 있다. 유전체 도파관 결합 디바이스(108, 110)상의 중계기들은 업 시프트 또는 그와 달리 셀룰러 대역 신호들을 마이크로파 또는 밀리미터파 대역으로 변환할 수 있고, 신호들을 유도파(예를 들어, 표면파 또는 다른 전자기파) 송신들로서 전력선(들)을 통해 기지국 디바이스(104)에 송신한다.
일 예시적인 실시예에서, 시스템(100)은 2 개 이상의 송전선들 또는 다른 와이어들이 전신주들(116, 118, 120)(예를 들어, 전신주들(116 및 120) 사이의 2 개 이상의 와이어들) 사이에 연결되는 다이버시티 경로들을 채용할 수 있고, 기지국(104)으로부터의 여분의 송신들은 송전선들 또는 다른 와이어들의 표면 아래로 유도파들로서 송신된다. 송전선들 또는 다른 와이어들은 절연 또는 비절연일 수 있으며, 송신 손실들을 야기하는 환경 조건에 따라 결합 디바이스들은 절연 또는 비절연 송전선들 또는 기타 와이어들로부터 신호들을 선택적으로 수신할 수 있다. 선택은 와이어들의 신호 대 잡음비의 측정들에 기초하거나, 결정된 날씨/환경 조건들(예를 들어, 수분 검출기들, 일기 예보들, 등)에 기초할 수 있다. 시스템(100)과 함께 다이버시티 경로들의 사용은 대체 라우팅 기능들, 부하 균형 잡기, 증가된 부하 처리, 동시 양방향 또는 동기 통신들, 확산 스펙트럼 통신들 등을 가능하게 할 수 있다(상세한 설명은 도 8 참조).
도 1의 유전체 도파관 결합 디바이스들(106, 108, 110)의 사용은 단지 예일 뿐이고, 다른 실시예에서는 다른 사용들이 가능하다는 것이 주의된다. 예를 들어, 유전체 도파관 결합 디바이스들은 백홀 통신 시스템에서 사용될 수 있으며, 기지국 디바이스들에 네트워크 연결성을 제공한다. 유전체 도파관 결합 디바이스는 절연된 또는 절연되지 않은 전선을 통해 유도파 통신을 전송하는 것이 바람직한 많은 경우에 사용될 수 있다. 유전체 도파관 결합 디바이스는 높은 전압을 전달할 수 있는 와이어와의 접촉 또는 제한된 물리적 및/또는 전기적 접촉으로 인해 다른 결합 디바이스에 비해 개선된 것이다. 유전체 도파관 결합 디바이스를 이용하여, 장치는 와이어로부터 멀리 위치될 수 있고(예를 들면, 와이어로부터 떨어져 이격됨) 및/또는 와이어와 전기적으로 접촉하지 않는 한, 와이어로부터 와이어 상에 배치될 수 있고, 유전체가 절연체의 역할을 하기 때문에 저렴하고, 쉽고, 덜 복잡한 설치가 가능하다. 그러나, 이전에 주의된 바와 같이 도전성 또는 비유전체 커플러들이 특히 구성들에서 채용될 수 있고, 여기서 와이어들은 전화 네트워크, 케이블 텔레비전 네트워크, 광대역 데이터 서비스, 광섬유 통신 시스템 또는 저전압을 채용하거나 절연된 송신선을 갖는 다른 네트워크에 대응한다.
기지국 디바이스(104) 및 매크로셀 사이트(102)가 일 예시적인 실시예에 도시되어 있지만, 다른 네트워크 구성들도 마찬가지로 가능하다는 것이 또한 주의된다. 예를 들어, 액세스 포인트들 또는 다른 무선 게이트웨이들과 같은 디바이스들은 무선 로컬 영역 네트워크, 무선 개인 영역 네트워크 또는 802.11 프로토콜, WIMAX 프로토콜, 초광대역 프로토콜, 블루투스 프로토콜, 지그비 프로토콜 또는 다른 무선 프로토콜과 같은 통신 프로토콜에 따라 동작하는 다른 무선 네트워크와 같은 다른 네트워크의 도달 범위를 확장하기 위해 유사한 방식으로 채용될 수 있다.
이제 도 2를 참조하면, 여기에 설명된 다양한 양태들에 따른 유전체 도파관 결합 시스템(200)의 일 예시적인, 비제한적인 실시예의 블록도가 도시된다. 시스템(200)은 유전체 도파관(204)의 도파관 표면 주위에 유도파로서 전파하는 파(206)를 갖는 유전체 도파관(204)을 포함한다. 일 예시적인 실시예에서, 유전체 도파관(204)은 곡선 형이고, 도파관(204)의 적어도 일 부분은 여기에 기술된 바와 같이, 도파관(204)과 와이어(202) 사이의 결합을 용이하게 하기 위해 와이어(202) 근처에 배치될 수 있다. 유전체 도파관(204)은 만곡된 유전체 도파관(204)의 일 부분이 와이어(202)에 평행하거나 실질적으로 평행하도록 배치될 수 있도록 배치된다. 와이어에 평행한 유전체 도파관(204)의 부분은 곡선의 정점 또는 곡선의 접선이 와이어(202)에 평행한 지점일 수 있다. 유전체 도파관(204)이 이와 같이 위치되거나 배치될 때, 유전체 도파관(204)을 따라 이동하는 파(206)는 적어도 부분적으로 와이어(202)에 결합하고, 와이어(202)의 와이어 표면 주위 또는 그 근처 및 와이어(202)를 따라 세로 방향으로 유도파(202)로서 전파한다. 다른 형태들의 유도파들(208)이 예시적인 실시예들을 벗어나지 않고 또한 지원될 수 있지만, 유도파(208)는 표면파 또는 다른 전자기파로서 특징지어질 수 있다. 와이어(202)에 결합하지 않는 파(206)의 부분은 유전체 도파관(204)을 따라 파(210)로서 전파한다. 유전체 도파관(204)이 와이어(202)와 관련하여 다양한 위치들에서 구성 및 배치될 수 있어서 와이어(202)에 대한 파(206)의 결합 또는 비결합의 원하는 레벨을 달성하는 것이 이해될 것이다. 예를 들어, 평행하거나 실질적으로 평행한 유전체 도파관(204)의 곡률 및/또는 길이뿐만 아니라 와이어(202)에 대한 그의 이격 거리(일 예시적인 실시예에서 제로 이격 거리를 포함할 수 있음)는 예시적인 실시예들을 벗어나지 않고 변경될 수 있다. 유사하게, 와이어(202)에 관련한 유전체 도파관(204)의 정렬은 와이어(202) 및 유전체 도파관(204)의 각각의 고유 특성들(예를 들어, 두께, 조성, 전자기 속성들 등)뿐만 아니라 파들(206, 208)의 특성들(예를 들어, 주파수, 에너지 레벨, 등)의 고려들에 기초하여 변경될 수 있다.
유도파(208)는 와이어(202)가 구부러지고 휘어지는 경우에도 와이어(202)에 평행한 방향 또는 실질적으로 평행한 방향으로 전파한다. 와이어(202)의 구부러짐은 와이어 직경들, 주파수 및 재료들에 또한 의존하는 송신 손실들을 증가시킬 수 있다. 유전체 도파관(204)의 치수들이 효율적인 전력 전달을 위해 선택되는 경우, 파(206)의 전력의 대부분은 파(210)에 잔류하는 전력이 거의 없이 와이어(202)로 전달된다. 유도파(208)가 여전히 기본 송신 모드에 의해 또는 기본 송신 모드 없이 와이어(202)에 평행하거나 실질적으로 평행한 경로를 따라 이동하면서 비-기본 또는 비대칭인 모드들을 포함하는 본질적으로 다중-모드(본 명세서에서 논의됨) 일 수 있다는 것이 이해될 것이다. 일 예시적인 실시예에서, 송신 손실들을 최소화하고 및/또는 증가된 전파 거리들을 획득하기 위해 비-기본 또는 비대칭 모드들이 이용될 수 있다.
용어 평행은 일반적으로 실제 시스템들에서 종종 정확하게 달성할 수 없는 기하학적 구성이라는 것이 주의된다. 따라서, 본 개시에서 이용된 바와 같은 용어 병렬은 본 개시에 개시된 실시예들을 설명하기 위해 사용될 때, 정확한 구성보다는 근사를 나타낸다. 일 예시적인 실시예에서, 실질적으로 평행은 모든 차원들에서 참 평행의 30도 이내의 근사를 포함할 수 있다.
일 예시적인 실시예에서, 파(206)는 하나 이상의 파 전파 모드를 나타낼 수 있다. 유전체 도파관 모드들은 도파관(204)의 형상 및/또는 설계에 의존할 수 있다. 파(206)의 하나 이상의 유전체 도파관 모드는 와이어(202)를 따라 전파하는 유도파(208)의 하나 이상의 파 전파 모드들에 영향을 생성하거나 그에 영향을 준다. 일 예시적인 실시예에서, 와이어(202)상의 파 전파 모드들은 파들(206, 208) 모두가 유전체 도파관(204) 및 와이어(202) 외부 주위에 각각 전파하기 때문에 유전체 도파관 모드들과 유사할 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 파(206)가 와이어(202)에 결합하기 때문에, 모드들은 유전체 도파관(204)과 와이어(202) 사이의 결합으로 인해 형태를 변경할 수 있다. 예를 들어, 유전체 도파관(204) 및 와이어(202)의 크기, 재료 및/또는 임피던스들의 차이들은 유전체 도파관 모드에 존재하지 않는 추가의 모드들을 생성할 수 있고 및/또는 유전체 도파관 모드의 일부를 억제할 수 있다. 파 전파 모드들은 기본 횡방향 전자기 모드(준-TEM00)를 포함할 수 있고, 단지 작은 전기장 및/또는 자기장들만 전파 방향으로 확장하고 전기장 및 자기장은 바깥쪽으로 방사형으로 확장되며 유도파는 와이어를 따라 전파한다. 이러한 유도파 모드는 유전체 도파관(204) 또는 와이어(202) 내에 전자기장이 거의 존재하지 않는 도넛 형상일 수 있다. 파들(206, 208)은 필드들이 반경 방향 외측으로 연장되는 기본 TEM 모드를 포함할 수 있고, 다른 비-기본(예를 들면, 비대칭, 상위 레벨, 등) 모드들을 또한 포함할 수 있다. 특정 파 전파 모드들이 위에서 논의되었지만, 채용된 주파수, 유전체 도파관(204)의 설계, 와이어(202)의 치수들 및 구성뿐만 아니라 그의 표면 특성, 그의 선택적인 절연성, 주위 환경의 전자기 속성들 등에 기초한 횡방향 전기(TE) 및 횡방향 자기(TM) 모드와 같은 다른 파 전파 모드들도 마찬가지로 가능하다. 주파수, 와이어(202)의 전기적 및 물리적 특성들, 및 생성되는 특정 파 전파 유도파 모드들에 따라, 유도파(208)는 산화된 비절연 와이어, 산화되지 않은 비절연 와이어, 절연 와이어의 도전성 표면을 따라 및/또는 절연 와이어의 절연 표면을 따라 이동할 수 있다.
일 예시적인 실시예에서, 유전체 도파관(204)의 직경은 와이어(202)의 직경보다 작다. 사용되는 마이크로파 또는 밀리미터-대역 파장에 대해, 유전체 도파관(204)은 파(206)를 구성하는 단일 도파관 모드를 지원한다. 이러한 단일 도파관 모드는 그가 표면파(208)로서 와이어(202)에 결합할 때 변할 수 있다. 유전체 도파관(204)이 더 큰 경우, 하나 이상의 도파관 모드가 지원될 수 있지만, 이러한 추가적인 도파관 모드는 와이어(202)에 효율적으로 결합되지 않을 수 있고, 높은 결합 손실들이 발생할 수 있다. 그러나, 몇몇 다른 실시예에서, 유전체 도파관(204)의 직경은, 예를 들어 더 높은 결합 손실들이 바람직하거나 또는 그와 달리 결합 손실들(예를 들면, 테이퍼링에 의한 임피던스 매칭, 등)을 줄이기 위해 다른 기술과 관련하여 사용될 때, 와이어(202)의 직경과 같거나 클 수 있다.
일 예시적인 실시예에서, 파들(206, 208)의 파장은 유전체 도파관(204) 및 와이어(202)의 둘레보다 크기가 비슷하거나 작다. 일 예에서, 와이어(202)가 0.5cm의 직경 및 약 1.5 cm의 대응 둘레를 갖는 경우, 송신 파장은 20 GHz 이상의 주파수에 대응하는 약 1.5 cm 이하이다. 다른 실시예에서, 송신 및 반송파 신호의 적절한 주파수는 일 예에서 30 내지 100 GHz, 아마도 약 30 내지 60 GHz, 및 약 38 GHz의 범위 내에 있다. 일 예시적인 실시예에서, 유전체 도파관(204) 및 와이어(202)의 둘레가 크기가 송신기의 파장과 비슷하거나 그보다 클 때, 파들(206, 208)은 여기에 설명된 다양한 통신 시스템들을 지원하기에 충분한 거리를 통해 전파하는 기본(대칭 및/또는 비대칭) 및/또는 비기본 모드들을 포함하는 다중 파 전파 모드들을 나타낼 수 있다. 따라서, 파들(206, 208)은 하나보다 많은 형태들의 전기 및 자기장 구성을 포함할 수 있다. 일 예시적인 실시예에서, 유도파(208)가 와이어(202) 아래로 전파함에 따라, 전기 및 자기장 구성들은 와이어(202)의 종단에서 종단으로 동일하게 유지될 것이다. 다른 실시예들에서, 유도파(208)는 간섭하거나 또는 송신 손실들로 인해 에너지를 잃기 때문에 유도파(208)가 와이어(202) 아래로 전파함에 따라 전기 및 자기장 구성은 변할 수 있다.
일 예시적인 실시예에서, 유전체 도파관(204)은 나일론, 테프론, 폴리에틸렌, 폴리 아미드 또는 다른 플라스틱들로 구성될 수 있다. 다른 실시예들에서, 다른 유전체 재료들이 가능하다. 와이어(202)의 와이어 표면은 노출된 금속 표면을 갖는 금속일 수 있거나 플라스틱, 유전체, 절연체 또는 다른 외피를 사용하여 절연될 수 있다. 일 예시적인 실시예에서, 유전체 또는 그렇지 않으면 비전도성/절연 도파관은 나선/금속 와이어 또는 절연 와이어와 쌍을 이룰 수 있다. 다른 실시예들에서, 금속 및/또는 도전성 도파관은 나선/금속 와이어 또는 절연 와이어와 쌍을 이룰 수 있다. 일 예시적인 실시예에서, 와이어(202)의 나금속 표면상의 산화층(예를 들어, 나금속 표면을 산소/공기에 노출시킴으로써 생성됨)은 또한 몇몇 절연체들 또는 외피들에 의해 제공되는 것들과 유사한 절연 또는 유전체 특성들을 제공할 수 있다.
파들(206, 208, 210)의 그래픽 표현들은 파(206)가 예를 들어 단선식 송신선으로서 동작하는 와이어(202) 상에 유도파(208)를 유도하거나 그렇지 않으면 론칭하는 원리들을 설명하기 위해 단순히 제시된 것임이 주의된다. 파(210)는 유도파(208)의 생성 후에 유전체 도파관(204) 상에 남아있는 파(206)의 부분을 나타낸다. 이러한 파 전파의 결과로서 생성된 실제의 전기장 및 자기장은 채용된 주파수, 특정 파 전파 모드 또는 모드들, 유전체 도파관(204)의 설계, 와이어(202)의 치수들 및 조성뿐만 아니라 그의 표면 특성, 그의 선택적인 절연성, 주변 환경의 전자기 속성 등에 의존하여 변할 수 있다.
유전체 도파관(204)이 파(210)로부터 남은 방사선 또는 에너지를 흡수할 수 있는 유전체 도파관(204)의 단부에 종단 회로 또는 댐퍼(214)를 포함할 수 있음이 주의된다. 종단 회로 또는 댐퍼(214)는 송신 회로(212)로 다시 반사하는 파(210)로부터 남은 방사선을 방지 및/또는 최소화할 수 있다. 일 예시적인 실시예에서, 종단 회로 또는 댐퍼(214)는 반사를 감쇠시키기 위해 임피던스 정합을 수행하는 종단 저항 및/또는 다른 구성 요소를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 결합 효율들이 충분히 높고 및/또는 파(210)가 충분히 작은 경우, 종단 회로 또는 댐퍼(214)를 사용할 필요가 없을 수 있다. 간략화를 위해, 이들 송신기 및 종단 회로들 또는 댐퍼들(212, 214)은 다른 도면들에 도시되지 않았지만, 이들 실시예들에서, 송신기 및 종단 회로들 또는 댐퍼들이 가능하게 사용될 수 있다.
또한, 단일 유도파(208)를 생성하는 단일 유전체 도파관(204)이 제공되지만, 와이어(202)를 따라 상이한 지점들에 및/또는 와이어에 대해 상이한 축 방향들로 배치된 다중 유전체 도파관들(204)은 동일한 또는 상이한 주파수들에서, 동일한 또는 상이한 위상들에서, 및/또는 동일하거나 상이한 파 전파 모드들에서 다수의 유도파들(208)을 수신하기 위해 채용될 수 있다. 유도파 또는 파들(208)은 위상 시프트 키잉, 주파수 시프트 키잉, 직교 진폭 변조, 진폭 변조, 다중-반송파 변조와 같은 변조 기술들을 통해, 및 주파수 분할 다중화, 시분할 다중화, 코드 분할 다중화, 상이한 전파 모드를 통해 및 다른 변조 및 액세스 전략을 통한 다중화와 같은 다중 액세스 기술을 통해 데이터를 전달하도록 변조될 수 있다.
이제 도 3을 참조하면, 여기에 설명된 다양한 양태들에 따른 유전체 도파관 결합 시스템(300)의 일 예시적인, 비제한적 실시예의 블록도가 도시된다. 시스템(300)은 유전체 도파관(304) 및 와이어(302)의 와이어 표면에 대한 유도파로서 전파하는 파(306)를 갖는 와이어(302)를 포함하는 커플러를 구현한다. 일 예시적인 실시예에서, 파(306)는 표면파 또는 다른 전자기파를 특징으로 할 수 있다.
일 예시적인 실시예에서, 유전체 도파관(304)은 굴곡되거나 그렇지 않으면 곡률을 가지며, 구부러진 유전체 도파관(304)의 일부가 와이어(302)에 평행하거나 실질적으로 평행하도록 와이어(302) 근처에 배치될 수 있다. 와이어에 평행인 유전체 도파관(304)의 부분은 곡선의 정점, 또는 곡선의 접선이 와이어(302)에 평행한 임의의 점일 수 있다. 유전체 도파관(304)이 와이어 근처에 있을 때, 와이어(302)를 따라 이동하는 유도파(306)는 유전체 도파관(304)에 결합하고 유전체 도파관(304) 주위의 유도파(308)로서 전파할 수 있다. 유전체 도파관(304)에 결합하지 않는 유도파(306)의 일 부분은 와이어(302)를 따라 유도파(310)로서(예를 들면, 표면파 또는 다른 전자기파)를 전파한다.
유도파들(306, 308)은 와이어(302) 및 유전체 도파관(304)이 굴곡되고 구부러진 경우에도 와이어(302) 및 유전체 도파관(304)에 각각 평행하게 유지한다. 굴곡들은 와이어 직경들, 주파수, 및 재료들에 또한 의존하는 송신 손실들을 증가시킬 수 있다. 유전체 도파관(304)의 치수들이 효율적인 전력 전달을 위해 선택되는 경우, 유도파(306)의 에너지의 대부분은 유전체 도파관(304)에 결합되고 유도파(310)에는 거의 남지 않는다.
일 예시적인 실시예에서, 수신기 회로는 파(308)를 수신하기 위해 도파관(304)의 단부 상에 배치될 수 있다. 종단 회로는 도파관(304)에 결합하는 유도파(306)에 대해 반대 방향으로 이동하는 유도파들을 수신하기 위해 도파관(304)의 반대 단부상에 배치될 수 있다. 따라서, 종단 회로는 수신기 회로에 의해 수신되는 반사들을 방지 및/또는 최소화할 것이다. 반사들이 작은 경우, 종단 회로가 필요하지 않을 수 있다.
유전체 도파관(304)은 표면파(306)의 선택된 편파들이 유도파(308)로서 유전체 도파관(304)에 결합되도록 유전체 도파관(304)이 구성될 수 있다는 것이 주의된다. 예를 들어, 유도파(306)가 각각의 편파들을 갖는 유도파들 또는 파 전파 모드들로 구성되는 유전체 도파관(304)은 선택된 편파(들)의 하나 이상의 유도파들을 수신하도록 구성될 수 있다. 따라서, 유전체 도파관(304)에 결합하는 유도파(308)는 하나 이상의 선택된 편파(들)에 대응하는 유도파들의 세트이고, 추가의 유도파(310)는 선택된 편파(들)에 매칭하는 유도파들을 포함할 수 있다.
유전체 도파관(304)은 유전체 도파관(304)이 배치되는 와이어(302) 둘레의 각도/회전(커플러의 축 방향) 및 유도파들의 필드 구성의 축 패턴에 기초하여 특정 편파의 유도파들을 수신하도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 커플러가 수평 액세스를 따라 유도파들을 공급하도록 배향되는 경우, 및 유도파(306)가 수평으로 편광되는 경우(즉, 유도파들의 필드 구조가 수평축 상에 집중되는 경우), 유도파(306)의 대부분은 파(308)로서 유전체 도파로로 전달된다. 다른 예에서, 유전체 도파관(304)이 와이어(302) 둘레로 90도 회전하는 경우, 유도파(306)로부터의 에너지의 대부분은 유도파(310)로서 와이어에 결합된 채로 유지하고, 작은 부분만이 파(308)로서 와이어(302)에 결합될 것이다.
파들(306, 308, 310)은 명세서의 도 3 및 다른 도면들에서 3 개의 원형 심볼들을 사용하여 도시된다는 것이 주의된다. 이들 기호는 일반적인 유도파를 나타내는데 사용되지만, 파들(306, 308, 310)은 반드시 원형 편광 또는 그렇지 않으면 원형으로 배향된다는 것을 암시하지는 않는다. 실제로, 파들(306, 308, 310)은 필드들이 반경 방향 외측으로 연장되는 기본 TEM 모드를 포함할 수 있고, 다른 비-기본(예를 들어, 보다 높은 레벨 등) 모드들을 또한 포함할 수 있다. 이들 모드들은 본질적으로 또한 비대칭(예를 들면, 방사상, 양측, 3변, 4변, 등)일 수 있다.
와이어를 통한 유도파 통신들이 양방향으로 동시 통신들을 허용하는 전 양방(full duplex)이 될 수 있는 것이 주의된다. 한 방향으로 이동하는 파들은 반대 방향으로 이동하는 파들을 통과할 수 있다. 파들에 적용된 중첩 원리로 인해 전자기장들이 특정 시점들 및 짧은 시간 동안 상쇄할 수 있다. 반대 방향들로 이동하는 파들은 다른 파들이 없는 것처럼 전파되지만, 관찰자에 대한 합성 효과는 정지된 정재파 패턴일 수 있다. 유도파들이 서로 통과하여 더 이상 중첩 상태가 아니므로, 간섭이 가라앉는다. 유도파(예를 들어, 표면파 또는 다른 전자기파)가 도파관에 결합하고 와이어로부터 멀리 이동함에 따라, 다른 유도파들(예를 들어, 표면파 또는 다른 전자기파)에 의한 임의의 간섭이 감소한다. 일 예시적인 실시예에서, 유도파(306)(예를 들어, 표면파 또는 다른 전자기파)가 유전체 도파관(304)에 접근함에 따라, 와이어(302)상에서 좌측에서 우측으로 이동하는 다른 유도파(예를 들어, 표면파 또는 다른 전자기파)가 국부적 간섭을 야기하여 지나간다. 유도파(306)가 파(308)로서 유전체 도파관(304)에 연결되고, 와이어(302)로부터 멀리 이동함에 따라, 통과된 유도파로 인한 임의의 간섭이 가라앉는다.
전자기파들(306, 308, 310)의 그래픽 표현들이 단순히 유도파(306)가 유전체 도파관(304)상에서 파(308)를 유도하거나 론칭하는 원리들을 설명하기 위해 제공된다는 것이 주의된다. 유도파(310)는 유도파(308)의 생성 후에 와이어(302) 상에 남아있는 유도파(306)의 일부를 나타낸다. 이러한 유도파 전파의 결과로서 생성된 실제 전기장 및 자기장은 유전체 도파관의 형상 및/또는 설계, 와이어에 대한 유전체 도파관의 상대 위치, 채용된 주파수들, 유전체 도파관(304)의 설계, 와이어(302)의 치수들 및 조성뿐만 아니라 그의 표면 특성들, 그의 선택적인 절연성, 주위 환경의 전자기 속성, 등 중 하나 이상에 의존하여 변할 수 있다.
이제 도 4를 참조하면, 여기에 설명된 다양한 양태들에 따라 유전체 도파관 결합 시스템(400)의 일 예시적인 비제한적인 실시예의 블록도가 도시된다. 시스템(400)은 유전체 도파관(404)의 도파관 표면 주위에 유도파로서 전파하는 파(406)를 갖는 유전체 도파관(404)을 포함하는 커플러를 구현한다. 일 예시적인 실시예에서, 유전체 도파관(404)은 굴곡되고, 유전체 도파관(404)의 단부가 와이어(402)에 고정되거나 또는 그와 달리 와이어(402)에 기계적으로 결합될 수 있다. 유전체 도파관(404)의 단부가 와이어(402)에 고정되고, 유전체 도파관(404)의 단부는 와이어(402)에 평행하거나 실질적으로 평행하다. 선택적으로, 단부를 넘어서는 유전체 도파관의 다른 부분은 와이어(402)에 평행하거나 실질적으로 평행하도록 와이어(402)에 고정되거나 결합될 수 있다. 결합 디바이스(410)는 유전체 도파관(404)으로부터 분리되거나 유전체 도파관(404)의 집적된 부품으로서 구성된 나일론 케이블 타이 또는 다른 형태들의 비도전성/유전체 재료일 수 있다. 다른 실시예들에서, 유전체 도파관(404)은 커플러와 와이어(402) 사이에 에어 갭을 남겨두고 와이어(402)로부터 기계적으로 분리될 수 있다. 유전체 도파관(404)은 와이어(402)를 둘러싸지 않고 와이어(402)에 인접할 수 있다.
유전체 도파관(404)이 와이어(402)에 평행한 단부와 함께 배치될 때, 유전체 도파관(404)을 따라 이동하는 유도파(406)는 와이어(402)에 결합하고, 와이어(402)의 와이어 표면에 대해 유도파(408)로서 전파한다. 일 예시적인 실시예에서, 유도파(408)는 표면파 또는 다른 전자기파로서 특성화될 수 있다.
파들(406, 408)의 그래픽 표현들은 파(406)가 예를 들어 단선식 송신선으로 동작하는 와이어(402) 상에 유도파(408)를 유도하거나 그와 달리 론칭하는 원리들을 설명하기 위해 제공된다는 점이 주의된다. 이러한 파 전파의 결과로서 생성된 실제 전기장 및 자기장은 유전체 도파관의 형상 및/또는 설계, 와이어에 대한 유전체 도파관의 상대 위치, 채용된 주파수, 유전체 도파관(404)의 설계, 와이어(402)의 치수들 및 조성뿐만 아니라 그의 표면 특성들, 그의 선택적인 절연성, 주변 환경의 전자기 속성들, 등 중 하나 이상에 의존하여 변할 수 있다.
일 예시적인 실시예에서, 유전체 도파관(404)의 단부는 결합 효율을 증가시키기 위해 와이어(402)쪽으로 가늘어질 수 있다. 실제로, 유전체 도파관(404)의 단부의 테이퍼링은 본 개시의 일 예시적인 실시예에 따라 와이어(402)에 임피던스 매칭을 제공할 수 있다. 예를 들어, 유전체 도파관(404)의 단부는 도 4에 도시된 바와 같이 파들(406, 408) 사이의 원하는 결합의 레벨을 얻기 위해 점진적으로 테이퍼링될 수 있다.
일 예시적인 실시예에서, 결합 디바이스(410)는 결합 디바이스(410)와 유전체 도파관(404)의 단부 사이에 유전체 도파관(404)의 짧은 길이가 존재하도록 배치될 수 있다. 최대 결합 효율들은 결합 디바이스(410)를 넘어서는 유전체 도파관(404)의 단부의 길이가 어떤 주파수가 송신되든지간에 적어도 몇 개의 파장들이 길지만, 더 짧은 길이 또한 가능할 때 실현된다.
이제 도 5를 참조하면, 여기에 설명된 다양한 양태들에 따른 유전체 도파관 커플러 및 송수신기 시스템(500)(본 명세서에서 집합적으로 시스템(500)이라고 함)의 일 예시적인, 비제한적 실시예의 블록도가 도시된다. 시스템(500)은 파들(예를 들어, 유전체 도파관(502) 상으로의 유도파(504))를 론칭하고 수신하는 송신기/수신기 디바이스(506)를 포함하는 커플러를 갖는 송신 디바이스를 구현한다. 유도파(504)는 통신 인터페이스(501)에 의해 기지국 디바이스(508), 이동 디바이스들(522) 또는 건물(524)로부터 수신되고, 그로 전송된 신호를 전송하는 데 사용될 수 있다. 통신 인터페이스(501)는 시스템(500)의 통합부일 수 있다. 대안적으로, 통신 인터페이스(501)는 시스템(500)으로 테더링될 수 있다. 통신 인터페이스(501)는 다양한 무선 시그널링 프로토콜들(예를 들어, LTE, , WiFi, WiMAX 등) 중 임의의 것을 이용하는 기지국(508), 이동 디바이스들(522), 또는 빌딩(524)에 인터페이스하기 위한 무선 인터페이스를 포함할 수 있다. 통신 인터페이스(501)는 신호들을 기지국(508) 또는 빌딩(524)에 송신하기 위해 광섬유 라인, 동축 케이블, 연선쌍, 또는 다른 적절한 유선 매체들과 같은 유선 인터페이스를 포함할 수도 있다. 시스템(500)이 중계기로서 기능하는 실시예들에 대하여, 통신 인터페이스(501)는 필요하지 않을 수도 있다.
통신 인터페이스(501)의 출력 신호들(예를 들어, Tx)은 주파수 혼합기(510)에서 국부 발진기(512)에 의해 생성된 밀리미터파 반송파와 결합될 수 있다. 주파수 혼합기(510)는 헤테로 다인 기술들 또는 다른 주파수 시프팅 기술들을 사용하여 통신 인터페이스(501)로부터 출력 신호들을 주파수 시프트한다. 예를 들어, 통신 인터페이스(501)로/로부터 전송된 신호들은 LTE(Long-Term Evolution) 무선 프로토콜 또는 다른 무선 3G, 4G, 5G 이상의 음성 및 데이터 프로토콜, Zigbee, WIMAX, 초광대역 또는 IEEE 802.11 무선 프로토콜 또는 다른 무선 프로토콜에 따라 포맷된 직교 주파수 분할 멀티플렉싱된(OFDM) 신호들과 같은 변조된 신호들일 수 있다. 일 예시적인 실시예에서, 이러한 주파수 변환은 아날로그 도메인에서 행해질 수 있고, 결과로서, 주파수 시프팅은 기지국(508), 이동 디바이스들(522) 또는 빌딩내 디바이스들(524)이 사용하는 통신 프로토콜의 형태에 관련 없이 행해질 수 있다. 새로운 통신 기술들이 개발됨에 따라, 통신 인터페이스(501)는 업그레이드되거나 교체될 수 있으며, 주파수 시프팅 및 송신 디바이스가 유지될 수 있고, 업그레이드가 간단해진다. 반송파는 이후 전력 증폭기("PA")(514)로 전송될 수 있고, 다이플렉서(516)를 통해 송신기 수신기 디바이스(506)를 통해 송신될 수 있다.
통신 인터페이스(501)로 향하는 송신기/수신기 디바이스(506)로부터 수신된 신호들은 다이플렉서(516)를 통해 다른 신호들로부터 분리될 수 있다. 송신은 이후 증폭을 위해 저잡음 증폭기("LNA")(518)로 전송될 수 있다. 국부 발진기(512)로부터의 도움을 받는 주파수 혼합기(520)는 고유 주파수에 대한 송신(몇몇 실시예들에서는 밀리미터파 대역 또는 약 38 GHz인)을 다운 시프트할 수 있다. 통신 인터페이스(501)는 이후 입력 포트(Rx)에서 송신을 수신할 수 있다.
일 실시예에서, 송신기/수신기 디바이스(506)는 원통형 또는 비원통형 금속(예를 들어, 일 실시예에서는 공동일 수 있지만, 반드시 일정 비율로 그려지는 것은 아님) 또는 다른 도전성 또는 비도전성 도파관을 포함할 수 있고, 유전체 도파관(502)의 단부는 도파관 또는 송신기/수신기 디바이스(506) 내에 또는 그 부근에 배치될 수 있어서, 송신기/수신기 디바이스(506)가 송신을 생성할 때, 유도파는 유전체 도파관(502)에 결합하고 유전체 도파관(502)의 도파관 표면 위에 유도파(504)로서 전파한다. 몇몇 실시예들에서, 유도파(504)는 부분적으로는 유전체 도파관(502)의 외면 상에 및 부분적으로 유전체 도파관(502) 내에서 전파할 수 있다. 다른 실시예들에서, 유도파(504)는 유전체 도파관(502)의 외부 표면 상에 실질적으로 또는 완전히 전파할 수 있다. 또 다른 실시예들에서, 유도파(504)는 실질적으로 또는 완전히 유전체 도파관(502) 내로 전파할 수 있다. 이러한 후자의 실시예에서, 유도파(504)는 도 4의 와이어(402)와 같은 송신 매체에 결합하기 위해 유전체 도파관(502)의 단부(도 4에 도시된 테이퍼형 단부와 같은)에서 방사될 수 있다. 유사하게, 유도파(504)가 입사하는 경우(와이어로부터 유전체 도파관(502)에 결합되어), 유도파(504)는 송신기/수신기 디바이스(506)에 진입하여 원통형 도파관 또는 도전성 도파관에 결합한다. 송신기/수신기 디바이스(506)가 별도의 도파관을 포함하도록 도시되어 있지만, - 안테나, 공동 공진기, 클라이스트론, 마그네트론, 진행파 튜브, 또는 다른 방사 소자가 별도의 도파관 없이 도파관(502) 상에 유도파를 유도하기 위해 채용될 수 있다.
일 실시예에서, 유전체 도파관(502)은 그 안에 금속 또는 다른 도전성 재료 없이 유전체 재료(또는 다른 적절한 절연 재료)로 전체적으로 구성될 수 있다. 유전체 도파관(502)은 나일론, 테플론, 폴리에틸렌, 폴리아미드, 다른 플라스틱들, 또는 비도전성이고 그러한 재료들의 외부 표면상에 적어도 부분적으로 전자기파들의 송신을 용이하게 하기에 적합한 다른 재료들로 구성될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 유전체 도파관(502)은 전도성/금속성이고 외부 유전체 표면을 갖는 코어를 포함할 수 있다. 유사하게, 유전체 도파관(502)에 의해 유도된 전자기파들을 전파하거나 유전체 도파관(502)에 전자기파들을 공급하기 위해 유전체 도파관(502)에 결합하는 송신 매체는 그 안에 임의의 금속성 또는 그와 다른 도전성 재료들 없이 유전체 재료(또는 다른 적절한 절연 재료)로 전체적으로 구성될 수 있다.
도 5a는 송신기 수신기 디바이스(506)의 개구가 유전체 도파관(502)보다 훨씬 넓음을 보여주지만, 이것은 비례가 아니며, 다른 실시예들에서는 유전체 도파관(502)의 폭은 공동 도파관의 개구와 유사하거나 약간 작은 것이 주의된다. 또한 도시되지는 않았지만, 일 실시예에서, 반사기를 감소시키고 결합 효율들을 증가시키기 위해 송신기/수신기 디바이스(506)로 삽입되는 도파관(502)의 단부가 아래로 가늘어진다.
송신기/수신기 디바이스(506)는 통신 인터페이스(501)에 통신 가능하게 결합될 수 있고, 대안적으로 송신기/수신기 디바이스(506)는 또한 도 1에 도시된 하나 이상의 분산형 안테나들(112, 114)에 통신 가능하게 결합될 수 있다. 다른 실시예들에서, 송신기 수신기 디바이스(506)는 백홀 네트워크용 중계기 시스템의 일부를 포함할 수 있다.
유전체 도파관(502)에 결합되기 전에, 송신기/수신기 디바이스(506)에 의해 생성된 유도파의 하나 이상의 도파관 모드들이 유전체 도파관(502)에 결합하여 유도파(504)의 하나 이상의 전파 모드들을 유도할 수 있다. 유도파(504)의 파 전파 모드들은 공동 금속 도파관 및 유전체 도파관의 상이한 특성들로 인해 공동 금속 도파관 모드들과 상이할 수 있다. 예를 들어, 유도파(504)의 파 전파 모드는 기본 횡방향 전자기 모드(준-TEM00)를 포함할 수 있으며, 작은 전기 및/또는 자기장만이 전파 방향으로 연장하고, 방사상으로 유도파들이 유전체 도파관(502)을 따라 전파하는 동안 전기장 및 자기장은 유전체 도파관(502)으로부터 방사상으로 바깥으로 연장한다. 기본 횡방향 전자기 모드 파 전파 모드는 공동인 도파관 내에 존재하지 않을 수 있다. 따라서, 송신기/수신기 디바이스(506)에 의해 사용되는 공동 금속 도파관 모드들은 유전체 도파관(502)의 파 전파 모드들에 효과적이고 효율적으로 결합할 수 있는 도파관 모드들이다.
이제 도 6을 참조하면, 여기에 설명된 다양한 양태들에 따른 이중 유전체 도파관 결합 시스템(600)의 일 예시적인, 비제한적인 실시예를 도시하는 블록도가 도시된다. 일 예시적인 실시예에서, 결합 모듈은 유도파(608)를 수신하기 위해 와이어(602) 주위에 위치된 2 개 이상의 유전체 도파관들(예를 들어, 604 및 606)로 도시된다. 일 예시적인 실시예에서, 유도파(608)는 표면파 또는 다른 전자기파로서 특징화될 수 있다. 일 예시적인 실시예에서, 하나의 유전체 도파관은 유도파(608)를 수신하기에 충분하다. 상기 경우에, 유도파(608)는 유전체 도파관(604)에 결합하여 유도파(610)로서 전파한다. 유도파(608)의 필드 구조가 진동하거나 다양한 외부 요인들로 인해 와이어(602) 둘레에 파동을 일으키는 경우, 유전체 도파관(606)은 유전체 도파관(608)이 유전체 도파관(606)에 결합하도록 배치될 수 있다. 일부 실시예들에서, 4 개 이상의 유전체 도파관들은 상이한 축 배향들로 유도되거나 예를 들어, 로브 및/또는 널들 또는 배향 종속적인 다른 비대칭들을 갖는 비-기본 또는 고차 모드들을 갖는 와이어(602) 둘레에서 진동하거나 회전할 수 있는 유도파들을 수신하기 위해, 예를 들어, 90도 또는 다른 간격으로 와이어(602)의 일 부분 주위에 배치될 수 있다. 그러나, 예시적인 실시예들에서 벗어나지 않고 와이어(602)의 일 부분 주위에 배치된 4 개보다 작거나 그보다 큰 유전체 도파관들이 있을 수 있음이 이해될 것이다. 몇몇 예시적인 실시예들이 와이어(602)의 적어도 일 부분 주위에 복수의 유전체 도파관들을 제공하였지만, 이러한 복수의 유전체 도파관들은 또한 다중 유전체 도파관 서브 구성 요소들을 갖는 단일 유전체 도파관 시스템의 일부로서 간주될 수 있음이 또한 이해될 것이다. 예를 들어, 2 개 이상의 유전체 도파관들은 유전체 도파관들이 단일 시스템에 따라 (예를 들어, 수동 또는 자동으로) 서로에 관해 미리 위치되거나 조정 가능하도록 단일 설비에서 와이어 둘레에 설치될 수 있는 단일 시스템으로서 제조될 수 있다. 유전체 도파관들(606, 604)에 결합된 수신기들은 신호 품질을 최대화하기 위해 두 개의 유전체 도파관들(606, 604)로부터 수신된 신호들을 결합하기 위해 다이버시티 조합을 사용할 수 있다. 다른 실시예들에서, 유전체 도파관(604, 606) 중 하나 또는 다른 하나가 미리 결정된 임계치를 초과하는 송신을 수신하는 경우, 수신기들은 어느 신호를 사용할지를 결정할 때 선택 다이버시티를 사용할 수 있다.
파들(608, 610)의 그래픽 표현들은 단순히 유도파(608)가 유전체 도파관(604) 상에 파(610)를 유도하거나 그렇지 않으면 개시하는 원리들을 설명하기 위해 제공된다는 것이 주의된다. 이러한 파 전파의 결과로서 생성된 실제 전기장 및 자기장은 채용된 주파수들, 설계의 유전체 도파관(604), 와이어(602)의 치수들 및 조성뿐만 아니라 그의 표면 특성, 그의 선택적인 절연성, 주변 환경의 전자기 속성들, 등에 따라 변할 수 있다.
이제 도 7을 참조하면, 여기에 설명된 다양한 양태들에 따른 양방향 유전체 도파관 결합 시스템(700)의 일 예시적인, 비제한적인 실시예의 블록도가 도시된다. 이러한 시스템(700)은 2 개의 유전체 도파관(704, 714)을 포함하고 와이어(702) 근처에 배치될 수 있는 결합 모듈을 갖는 송신 디바이스를 구현하여, 와이어(702)를 따라 전파하는 유도파들(예를 들어, 표면파들 또는 다른 전자기파들)이 유전체 도파관(706)에 파(706)로서 결합되고, 이후 중계기 디바이스(710)에 의해 부스팅 또는 반복되고 유전체 도파관(714) 상으로 유도파(716)로서 론칭된다. 유도파(716)는 이후 와이어(702)에 결합하고 와이어(702)를 따라 계속 전파한다. 일 예시적인 실시예에서, 중계기 디바이스(710)는 전력선일 수 있는 와이어(702)와의 자기 결합을 통해 부스팅 또는 반복하기 위해 이용되는 전력의 적어도 일부를 수신할 수 있다.
몇몇 실시예들에서, 중계기 디바이스(710)는 파(706)와 연관된 송신을 반복할 수 있고, 다른 실시예들에서, 중계기 디바이스(710)는 중계기 디바이스(710) 근처에 위치된 분산형 안테나 시스템 및/또는 기지국 디바이스와 연관될 수 있다. 수신기 도파관(708)은 유전체 도파관(704)으로부터 파(706)를 수신할 수 있고, 송신기 도파관(712)은 유전체 도파관(714)상에 유도파(716)를 론칭할 수 있다. 수신기 도파관(708)과 송신기 도파관(712) 사이에서, 신호는 유도파 통신들과 연관된 신호 손실 및 다른 비효율성들에 대해 정정하기 위해 증폭될 수 있거나 신호는 그 안에 포함된 데이터를 추출하기 위해 수신되고 처리될 수 있고 송신을 위해 재생될 수 있다. 일 예시적인 실시예에서, 신호는 송신으로부터 추출되어 처리될 수 있고 그렇지 않으면 중계기 디바이스(710)에 통신 가능하게 결합된 분산형 안테나들을 통해 근처의 이동 디바이스들로 방출될 수 있다. 유사하게, 분산형 안테나들에 의해 수신된 신호들 및/또는 통신들은 송신기 도파관(712)에 의해 유전체 도파관(714) 상에 발생되고 론칭되는 송신으로 삽입될 수 있다. 따라서, 도 7에 도시된 중계기 시스템(700)은 도 1의 유전체 도파관 결합 디바이스(108, 110)에 기능면에서 비교될 수 있다.
도 7은 각각 좌측으로부터 들어오고 오른쪽으로 빠져나오는 유도파 송신들(706, 716)을 도시하지만, 이는 단순히 단순화이고 제한하려는 것은 아니라는 것이 주의된다. 다른 실시예들에서, 수신기 도파관(708) 및 송신기 도파관(712)은 중계기 디바이스(710)가 양방향이 되게 하는 송신기들 및 수신기들로서 각각 기능할 수 있다.
일 예시적인 실시예에서, 중계기 디바이스(710)는 와이어(702)상의 불연속성 또는 장애물이 있는 위치들에 배치될 수 있다. 이들 장애물은 변압기들, 연결부들, 전신주들, 및 다른 이러한 전력선 디바이스들을 포함할 수 있다. 중계기 디바이스(710)는 안내예를 들어, 표면)파들이 와이어상의 이들 장애물들을 뛰어 넘어서 동시에 송신 전력을 상승시키는 것을 도울 수 있다. 다른 실시예들에서, 유전체 도파관은 중계기 디바이스를 사용하지 않고 장애물을 뛰어 넘는 데 사용될 수 있다. 이러한 실시예에서, 유전체 도파관의 양단들은 와이어에 묶이거나 고정될 수 있으므로, 장애물에 의해 차단되지 않고 유도파가 이동하는 경로를 제공한다.
이제 도 8을 참조하면, 여기에 설명된 다양한 양태들에 따른 양방향 유전체 도파관 커플러(800)의 일 예시적인, 비제한적인 실시예의 블록도가 도시된다. 양방향 유전체 도파관 커플러(800)는 2 개 이상의 와이어들이 전신주들 사이에 연결될 때의 경우에 다이버시티 경로들을 채용할 수 있는 결합 모듈을 갖는 송신 디바이스를 구현한다. 유도파 송신들은 날씨, 강수량 및 대기 조건들에 기초하여 절연된 와이어들 및 절연되지 않은 와이어들에 대해 서로 다른 송신 효율들과 결합 효율들을 가지므로, 특정 시간들에 절연된 와이어 또는 절연되지 않은 와이어상에 선택적으로 전송하는 것이 유리할 수 있다.
도 8에 도시된 실시예에서, 중계기 디바이스는 비절연 와이어(802)를 따라 이동하는 유도파를 수신하기 위해 수신기 도파관(808)을 사용하고 절연된 와이어(804)를 따라 유도파로서 송신기 도파관(810)을 사용하여 송신을 반복한다. 다른 실시예들에서, 중계기 디바이스는 절연된 와이어(804)를 비절연된 와이어(802)로 스위칭하거나, 동일한 경로들을 따라 송신들을 반복할 수 있다. 중계기 디바이스(806)는 센서들을 포함할 수 있거나, 또는 송신에 영향을 줄 수 있는 조건을 나타내는 센서들과 통신할 수 있다. 센서들로부터 수신된 피드백에 기초하여, 중계기 디바이스(806)는 동일한 와이어를 따라 송신을 유지할지 또는 다른 와이어로 송신을 이동시킬지에 관해 결정할 수 있다.
이제 도 9를 참조하면, 양방향 중계기 시스템(900)의 일 예시적인, 비제한적 실시예를 나타내는 블록도가 도시된다. 양방향 중계기 시스템(900)은 분산형 안테나 시스템 또는 백홀 시스템에 위치된 다른 결합 디바이스들로부터의 송신들을 수신 및 송신하는 도파관 결합 디바이스들(902, 904)을 포함하는 결합 모듈을 갖는 송신 디바이스를 구현한다.
다양한 실시예들에서, 도파관 결합 디바이스(902)는 다른 도파관 결합 디바이스로부터의 송신을 수신할 수 있고, 송신은 복수의 부반송파들을 갖는다. 다이플렉서(906)는 예를 들어 여과에 의해 송신을 다른 송신들로부터 분리할 수 있고, 송신을 저잡음 증폭기(LNA)(908)로 향하게 할 수 있다. 국부 발진기(912)로부터의 도움으로 주파수 혼합기(928)는 분산형 안테나 시스템에 대한 셀룰러 대역(~ 1.9 GHz)인 더 낮은 주파수, 고유 주파수 또는 백홀 시스템에 대한 다른 주파수에 대한 송신(몇몇 실시예들에서, 밀리미터파 대역 또는 약 38 GHz인)을 다운시프트할 수 있다. 추출기(932)는 안테나 또는 다른 출력 컴포넌트(922)에 대응하는 부반송파상의 신호를 추출하고 그 신호를 출력 컴포넌트(922)로 향하게 할 수 있다. 이 안테나 위치에서 추출되지 않은 신호들에 대해, 추출기(932)는 이들을 다른 주파수 혼합기(936)로 재지향시킬 수 있고, 신호들은 국부 발진기(914)에 의해 생성된 반송파를 변조하는 데 사용된다. 그의 부반송파들을 갖는 반송파는 전력 증폭기("PA")(916)로 지향되고 다이플렉서(920)를 통해 도파관 결합 디바이스(904)에 의해 다른 중계기 시스템으로 재전송된다.
출력 디바이스(922)에서, PA(924)는 이동 디바이스로의 송신을 위해 신호를 부스팅할 수 있다. LNA(926)는 이동 디바이스로부터 수신된 약한 신호들을 증폭시킨 다음 신호를 도파관 결합 디바이스(904)로부터 수신된 신호와 병합하는 멀티플렉서(934)로 신호를 송신하는 데 사용될 수 있다. 출력 디바이스(922)는 분산형 안테나 시스템의 안테나 또는 다이플렉서, 듀플렉서 또는 특별히 도시되지 않은 송신 수신 스위치를 통한 다른 안테나에 결합될 수 있다. 결합 디바이스(904)로부터 수신된 신호들은 다이플렉서(920)에 의해 분할되고, 이후 LNA(918)를 통과하고 주파수 혼합기(938)에 의해 주파수에서 다운시프트된다. 신호들이 멀티플렉서(934)에 의해 결합될 때, 그들은 주파수 혼합기(930)에 의해 업시프트되고, 이후 PA(910)에 의해 부스팅되고, 론처에 다시 또는 도파관 결합 디바이스(902)에 의해 다른 중계기상에 송신된다. 일 예시적인 실시예에서, 양방향 중계기 시스템(900)은 안테나/출력 디바이스(922)가 없는 단지 중계기일 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 양방향 중계기 시스템(900)은 또한 2 개의 별개의 및 개별적인 단방향 중계기들을 사용하여 구현될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 일 대안적인 실시예에서, 양방향 중계기 시스템(900)은 또한 부스터이거나 또는 그렇지 않으면 다운시프팅 및 업시프팅 없이 재송신들을 수행할 수 있다. 실제로 예시적인 실시예에서, 재송신들은 신호 또는 유도파의 수신 및 신호 또는 유도파의 재송신에 앞서 일부 신호 또는 유도파 처리 또는 재성형, 필터링 및/또는 증폭을 수행하는 것에 기초할 수 있다.
도 10은 전술한 시스템들과 관련한 프로세스를 도시한다. 도 10의 프로세스는 예를 들어 도 1 내지 도 9 각각에 도시된 시스템들(100, 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800, 900)에 의해 구현될 수 있다. 설명의 간략성을 위해, 본 방법들은 일련의 블록들로 도시되고 기술되었지만, 몇몇 블록들이 다른 순서들로 및/또는 여기에 도시되고 설명된 것과 다른 블록들과 동시에 발생할 수 있으므로, 청구된 요지는 블록들의 순서에 의해 제한되지 않는다는 것이 이해되고 인식되어야 한다. 더욱이, 이하에 설명되는 방법들을 구현하기 위해 모든 도시된 블록들이 요구되는 것은 아니다.
도 10은 본 명세서에 설명된 유전체 도파관 커플러와 함께 송신을 송신하는 방법의 일 예시적인, 비제한적인 실시예의 흐름도를 도시한다. 방법(1000)은 1002에서 시작할 수 있고, 제 1 전자기파는 도파관의 도파관 표면상에 적어도 부분적으로 전파하는 송신 디바이스에 의해 방출되며, 여기서 도파관의 도파관 표면은 전체적 또는 실질적인 부분에서 와이어의 와이어 표면을 둘러싸지 않는다. 송신기에 의해 생성되는 송신은 기지국 디바이스, 액세스 포인트, 네트워크 또는 이동 디바이스로부터 수신된 신호에 기초할 수 있다.
1004에서, 와이어 근방에서 도파관을 구성하는 것에 기초하여, 유도파는 이후 제 1 전자기파의 적어도 일부를 와이어 표면에 결합시켜, 와이어 표면 둘레로 적어도 부분적으로 전파하는 제 2 전자기파(예를 들어, 표면파)를 형성하고, 상기 와이어는 상기 도파관에 인접한다. 유전체 도파관의 일 부분(예를 들어, 유전체 도파관의 곡선의 탄젠트)을 와이어에 가깝고 평행하게 위치시키는 것에 응답하여 행해질 수 있고, 전자파의 파장이 와이어 및 유전체 도파관의 둘레보다 작다. 유도파 또는 표면파는 와이어가 굴곡지고 구부러져도 와이어와 평행을 유지한다. 굴곡들은 송신 손실들을 증가시킬 수 있으며, 이는 또한 와이어 직경들, 주파수 및 재료들에 의존한다. 와이어와 도파관 사이의 결합 계면은 본원에 기술된, 원하는 레벨의 결합을 달성하도록 또한 구성될 수 있고, 이는 도파관과 와이어 사이의 임피던스 매칭을 개선하기 위해 도파관의 단부를 테이퍼링하는 것을 포함할 수 있다.
송신기에 의해 방출되는 송신은 하나 이상의 도파관 모드들을 나타낼 수 있다. 도파관 모드들은 도파관의 형성 및/또는 설계에 의존할 수 있다. 와이어상의 전파 모드들은 도파관 및 와이어의 상이한 특성들 때문에 도파관 모드들과 다를 수 있다. 와이어의 둘레가 송신의 파장과 크기가 비슷하거나 그보다 큰 경우, 유도파는 다수의 파 전파 모드들을 나타낸다. 따라서, 유도파는 하나보다 많은 형태의 전기 및 자기장 구성을 포함할 수 있다. 유도파(예를 들면, 표면파)가 와이어 아래로 전파됨에 따라, 와이어 및 자기장 구성들은 와이어의 끝에서 끝까지 거의 동일하게 유지되거나 송신이 회전, 분산, 감쇠 또는 다른 효과들에 의해 파를 횡단함에 따라 변할 수 있다.
도 11을 참조하면, 여기에 설명된 다양한 양태들에 따른 컴퓨팅 환경의 블록도가 도시된다. 본 명세서에 기술된 실시예의 다양한 실시예들에 대한 추가적인 환경들을 제공하기 위해, 도 11 및 이하의 논의는 여기에 기술된 실시예의 다양한 실시예들이 구현될 수 있는 적합한 컴퓨팅 환경(1100)의 간단하고 일반적인 설명을 제공하기 위한 것이다. 실시예들이 하나 이상의 컴퓨터들상에서 구동될 수 있는 컴퓨터 실행 가능한 명령들의 일반적인 맥락에서 상술되었지만, 당업자들은 실시예들이 다른 프로그램 모듈들과 조합하여 및/또는 하드웨어와 소프트웨어의 조합으로서 또한 구현될 수 있다는 것을 인식할 것이다.
일반적으로, 프로그램 모듈들은 특정 태스크들을 수행하거나 특정 추상 데이터형을 구현하는 루틴들, 프로그램들, 컴포넌트들, 데이터 구조들, 등을 포함한다. 더욱이, 본 발명의 방법들은 단일 프로세서 또는 다중 프로세서 컴퓨터 시스템들, 미니컴퓨터들, 메인프레임 컴퓨터들뿐만 아니라 개인용 컴퓨터들, 핸드 헬드 컴퓨팅 디바이스들, 마이크로프로세서-기반 또는 프로그램 가능한 가전 제품, 등을 포함하여, 다른 컴퓨터 시스템 구성들로 실시될 수 있고, 이들 각각은 하나 이상의 연관 디바이스들에 동작 가능하게 결합될 수 있다는 것을 당업자들이 인식할 것이다.
청구항들에 사용되는, 용어 "제 1", "제 2", "제 3", 등은, 문맥에 의해 달리 명확하지 않다면, 단지 명료함을 위한 것이지 다른 방식으로 시간상의 임의의 순서를 나타내거나 암시하지 않는다. 예를 들어 "제 1 결정", "제 2 결정"및 "제 3 결정"은 제 2 결정 이전에 제 1 결정이 행해지는 것을 나타내거나 암시하지 않으며 그 반대도 마찬가지다.
본 명세서의 실시예들 중 도시된 실시예들은 통신 네트워크를 통해 링크된 원격 처리 디바이스들에 의해 특정 작업들이 수행되는 분산 컴퓨팅 환경에서도 실시될 수 있다. 분산 컴퓨팅 환경에서, 프로그램 모듈들은 로컬 및 원격 메모리 저장 디바이스들 모두에 위치될 수 있다.
컴퓨팅 디바이스들은 전형적으로 컴퓨터 판독 가능 저장 매체 및/또는 통신 매체를 포함할 수 있는 다양한 매체를 포함하고, 두 개의 용어들은 여기서 다음과 같이 서로 다르게 사용된다. 컴퓨터 판독 가능 저장 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 이용 가능한 저장 매체일 수 있고 휘발성 및 비휘발성 매체, 제거 가능 및 제거 불가능한 매체를 모두 포함한다. 제한이 아닌 예로서, 컴퓨터 판독 가능 저장 매체는 컴퓨터 판독 가능 명령들, 프로그램 모듈들, 구조화된 데이터 또는 비구조화된 데이터와 같은 정보의 저장을 위한 임의의 방법 또는 기술과 관련하여 구현될 수 있다.
컴퓨터 판독 가능 저장 매체는 원하는 정보를 저장하기 위해 사용될 수 있는 랜덤 액세스 메모리(RAM), 판독 전용 메모리(ROM), 전기적 소거가능 프로그램 가능 판독 전용 메모리(EEPROM), 플래시 메모리 또는 다른 메모리 기술, 콤팩트 디스크 판독 전용 메모리(CD-ROM), 디지털 다목적 디스크(DVD; digital versatile disk) 또는 다른 광학 디스크 저장 장치, 자기 카세트들, 자기 테이프, 자기 디스크 저장 장치 또는 다른 자기 저장 디바이스들 또는 다른 유형의 및/또는 비일시적인 매체를 포함하지만 그로 제한되지 않는다. 이와 관련하여, 저장 장치, 메모리 또는 컴퓨터 판독 가능 매체에 적용되는 용어 "유형의" 또는 "비일시적"은 변경자들로서의 일시적인 신호 전달 그 자체만을 배제하고 모든 표준 저장 매체, 메모리 또는 컴퓨터-판독 가능 매체에 대한 권리들을 포기하지 않는 것으로 이해되어야한다.
컴퓨터 판독 가능 저장 매체는 매체에 의해 저장된 정보에 대한 다양한 동작들을 위해, 예를 들어 액세스 요청들, 질의들 또는 다른 데이터 검색 프로토콜들을 통해 하나 이상의 로컬 또는 원격 컴퓨팅 디바이스들에 의해 액세스될 수 있다.
통신 매체는 전형적으로 변조된 데이터 신호, 예컨대, 반송파 또는 다른 전송 메커니즘과 같은 데이터 신호에서 컴퓨터 판독 가능 명령들, 데이터 구조들, 프로그램 모듈들 또는 다른 구조화된 또는 비구조화된 데이터를 구현하며, 임의의 정보 전달 또는 송신 매체를 포함한다. 용어 "변조된 데이터 신호" 또는 신호들은 그의 특징들 세트 중 하나 이상을 갖고 하나 이상의 신호들에 정보를 인코딩하는 이러한 방식으로 변경된 신호를 말한다. 제한이 아닌 예로서, 통신 매체는 유선 네트워크 또는 직접 유선 접속과 같은 유선 매체, 및 음향, RF, 적외선 및 다른 무선 매체와 같은 무선 매체를 포함한다.
다시 도 11을 참조하면, 기지국(예를 들어, 기지국 디바이스들(104, 508)) 및 중계기 디바이스들(예를 들어, 중계기 디바이스들(710, 806, 900))을 통해 신호들을 송신 및 수신하기 위한 예시적인 환경(1100)은 컴퓨터(1102)를 포함하며, 컴퓨터(1102)는 처리 유닛(1104), 시스템 메모리(1106) 및 시스템 버스(1108)를 포함한다. 시스템 버스(1108)는 시스템 메모리(1106)를 포함하지만, 그로 제한되지 않는 시스템 구성요소들을 처리 유닛(1104)에 결합한다. 처리 유닛(1104)은 다양한 상업적으로 이용 가능한 프로세서들 중 임의의 것일 수 있다. 이중 마이크로프로세서들 및 다른 멀티-프로세서 아키텍처들은 또한 처리 유닛(1104)으로서 채용될 수 있다.
시스템 버스(1108)는 다양한 상업적으로 이용 가능한 버스 아키텍처들 중 임의의 것을 사용하는 (메모리 제어기를 가지거나 가지지 않는) 메모리 버스, 주변 장치 버스, 및 로컬 버스에 또한 상호 접속할 수 있는 몇몇 형태들의 버스 구조 아키텍처 중 어느 것일 수 있다. 시스템 메모리(1106)는 ROM(1110) 및 RAM(1112)을 포함한다. 기본 입/출력 시스템(BIOS)은 ROM, EPROM(erasable programmable read only memory), EEPROM과 같은 비휘발성 메모리에 저장될 수 있으며, BIOS는 시동 동안과 같이 컴퓨터(1102) 내의 요소들간에 정보를 전송하는 것을 돕는 기본 루틴들을 포함한다. RAM(1112)은 또한 데이터 캐싱을 위한 정적 RAM과 같은 고속 RAM을 포함할 수 있다.
컴퓨터(1102)는 내부 하드 디스크 드라이브(HDD; 1114)(예를 들면, EIDE, SATA)를 추가로 포함하고, 내부 하드 디스크 드라이브(1114)는 또한 적절한 섀시(도시되지 않음), 자기 플로피 디스크 드라이브(FDD; 1116)(예를 들면, 제거 가능한 디스켓(1118)으로부터 판독하거나 그에 기록하기 위한) 및 광 디스크 드라이브(1120)(예를 들면, CD-ROM 디스크(1122)를 판독하거나, DVD와 같은 다른 고용량 광학 매체로부터 판독하거나 그에 기록하기 위한)에서 외부 사용을 위해 또한 구성될 수 있다. 하드 디스크 드라이브(1114), 자기 디스크 드라이브(1116) 및 광 디스크 드라이브(1120)는 하드 디스크 드라이브 인터페이스(1124), 자기 디스크 드라이브 인터페이스(1126) 및 광학 드라이브 인터페이스(1128), 각각에 의해 시스템 버스(1108)에 접속될 수 있다. 외부 구동 구현들을 위한 인터페이스(1124)는 범용 직렬 버스(USB) 및 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 1394 인터페이스 기술들 중 적어도 하나 또는 둘 모두를 포함한다. 다른 외부 구동 연결 기술들은 여기에 설명된 실시예들의 고려 내에 있다.
드라이브들 및 이들과 연관된 컴퓨터 판독 가능 저장 매체는 데이터, 데이터 구조들, 컴퓨터-실행 가능한 명령들, 등의 비휘발성 저장을 제공한다. 컴퓨터(1102)에 대하여, 드라이브들 및 저장 매체는 적절한 디지털 포맷으로 임의의 데이터의 저장을 수용한다. 상기 컴퓨터 판독 가능 저장 매체의 설명이 하드 디스크 드라이브(HDD), 제거가능한 자기 디스켓, 및 CD 또는 DVD와 같은 제거가능한 광학 매체를 언급하지만, 짚 드라이브들, 자기 카세트들, 플래시 메모리 카드들, 카트리지들, 등과 같은 컴퓨터에 의해 판독 가능한 다른 형태들의 저장 매체가 또한 예시적인 동작 환경에서 사용될 수 있다는 것, 및 또한, 임의의 이러한 저장 매체는 여기에 기술된 방법들을 수행하기 위한 컴퓨터 실행 가능한 명령들을 포함할 수 있다는 것이 당업자들에 의해 이해되어야 한다.
다수의 프로그램 모듈들이 운영 체계(1130), 하나 이상의 애플리케이션 프로그램들(1132), 다른 프로그램 모듈들(1134) 및 프로그램 데이터(1136)를 포함하는 드라이브 및 RAM(1112)에 저장될 수 있다. 운영 체계, 애플리케이션들, 모듈들 및/또는 데이터가 RAM(1122)에 또한 캐시될 수 있다. 여기에 기술된 시스템들 및 방법들은 다양한 상업적으로 이용 가능한 운영 체계들 또는 운영 체계들의 조합들을 이용하여 구현될 수 있다. 처리 유닛(1104)에 의해 구현되고 그렇지 않으면 실행될 수 있는 애플리케이션 프로그램들(1132)의 예들은 중계기 디바이스(806)에 의해 수행되는 다이버시티 선택 결정을 포함한다. 도 5에 도시된 기지국 디바이스(508)는, 또한, 이러한 예시적인 컴퓨팅 환경(1100)에서 처리 유닛(1104)에 의해 실행될 수 있는 많은 애플리케이션들 및 프로그램들을 메모리상에 저장한다.
사용자는 하나 이상의 유/무선 입력 디바이스들, 예컨대 키보드(1138) 및 마우스(1140)와 같은 포인팅 디바이스를 통해 명령 및 정보를 컴퓨터(1102)에 입력할 수 있다. 다른 입력 디바이스들(도시되지 않음)은 마이크로폰, 적외선(IR) 원격 제어기, 조이스틱, 게임 패드, 스타일러스 펜, 터치 스크린, 등을 포함할 수 있다. 이들 및 다른 입력 디바이스들은 종종 시스템 버스(1108)에 결합될 수 있는 입력 디바이스 인터페이스(1142)를 통해 처리 유닛(1104)에 접속되지만, 병렬 포트, IEEE 1394 직렬 포트, 게임 포트, 범용 직렬 버스(USB) 포트, IR 인터페이스, 등과 같은 다른 인터페이스들에 의해 접속될 수 있다.
모니터(1144) 또는 다른 형태의 디스플레이 디바이스는 또한 비디오 어댑터(1146)와 같은 인터페이스를 통해 시스템 버스(1108)에 접속될 수 있다. 대안적인 실시예들에서, 모니터(1144)가 또한, 인터넷 및 클라우드 기반 네트워크를 통하는 것을 포함하여, 임의의 통신 수단을 통해 컴퓨터(1102)와 연관된 디스플레이 정보를 수신하기 위해 임의의 디스플레이 디바이스(예를 들면, 디스플레이를 갖는 다른 컴퓨터, 스마트폰, 태블릿 컴퓨터, 등)일 수 있다는 것이 또한 이해될 것이다. 모니터(1144)에 추가하여, 컴퓨터는 일반적으로 스피커들, 프린터들, 등과 같은 다른 주변 출력 디바이스들(도시되지 않음)을 포함한다.
컴퓨터(1102)는 원격 컴퓨터(들)(1148)와 같은 하나 이상의 원격 컴퓨터들로의 유선 및/또는 무선 통신을 통한 논리 접속을 사용하는 네트워킹된 환경에서 동작할 수 있다. 원격 컴퓨터(들)(1148)는, 워크스테이션, 서버 컴퓨터, 라우터, 개인용 컴퓨터, 휴대용 컴퓨터, 마이크로프로세서-기반 엔터테인먼트 기기, 피어 디바이스 또는 다른 공통 네트워크 노드일 수 있으며, 간략화를 위해 메모리/저장 디바이스(1150)만이 도시되지만, 전형적으로는 컴퓨터(1102)와 관련하여 설명된 많은 또는 모든 요소들을 포함한다. 도시된 논리 접속들은 근거리 통신망(LAN)(1152) 및/또는 광역 통신망(WAN)(1154)과 같은 보다 큰 네트워크들에 대한 유선/무선 접속을 포함한다. 이러한 LAN 및 WAN 네트워킹 환경들은 사무실들 및 회사들에서 일반적이며, 인트라넷과 같은 기업 전체 컴퓨터 네트워크들을 가능하게 하고, 그의 모두는 인터넷과 같은 글로벌 통신 네트워크에 연결할 수 있다.
LAN 네트워킹 환경에서 사용될 때, 컴퓨터(1102)는 유선 및/또는 무선 통신 네트워크 인터페이스 또는 어댑터(1156)를 통해 근거리 통신망(1152)에 접속될 수 있다. 어댑터(1156)는 LAN(1152)에 대한 유선 또는 무선 통신을 가능하게 하고, 이는 또한 무선 어댑터(1156)와 통신하기 위해 그 위에 배치된 무선 AP를 포함할 수 있다.
WAN 네트워킹 환경에서 사용될 때, 컴퓨터(1102)는 모뎀(1158)을 포함할 수 있거나 WAN(1154)상의 통신 서버에 접속될 수 있거나 또는 인터넷에 의해서와 같이 WAN(1154)을 통한 통신을 확립하기 위한 다른 수단을 가질 수 있다 . 내부 또는 외부 및 유선 또는 무선 장치일 수 있는 모뎀(1158)은 입력 디바이스 인터페이스(1142)를 통해 시스템 버스(1108)에 접속될 수 있다. 네트워킹된 환경에서, 컴퓨터(1102) 또는 그 일 부분들에 대해 도시된 프로그램 모듈들은 원격 메모리/저장 디바이스(1150)에 저장될 수 있다. 도시된 네트워크 접속들은 예이며, 컴퓨터들간의 통신 링크를 확립하는 다른 수단이 사용될 수 있음이 이해될 것이다.
컴퓨터(1102)는 무선 통신에 동작 가능하게 배치된 임의의 무선 디바이스들 또는 엔티티들, 예를 들어, 프린터, 스캐너, 데스크탑 및/또는 휴대용 컴퓨터, 개인용 휴대 정보 단말, 통신 위성, 무선으로 검출 가능한 태그(예를 들면, 키오스크, 신문 가판대, 화장실)과 연관된 위치 또는 장비의 일 부분, 및 전화와 통신하도록 동작가능할 수 있다. 이는 무선 장치 또는 엔티티와 통신하도록 동작할 수 있다. 이는 무선 충실도(Wi-Fi) 및 블루투스® 무선 기술들을 포함할 수 있다. 따라서, 통신은 종래의 네트워크와 같이 사전 정의된 구조일 수 있고, 단순히 적어도 2 개의 디바이스들 사이의 애드 혹 통신일 수 있다.
Wi-Fi는 집에 있는 소파, 호텔 방에 있는 침대 또는 직장에 있는 회의실에서 유선 없이 인터넷에 연결하게 할 수 있다. Wi-Fi는 휴대 전화에서 사용되는 것과 유사한 무선 기술로서, 이러한 디바이스들, 예를 들어, 컴퓨터들이 실내 및 실외 기지국의 범위 내 어디에서나 데이터를 송수신할 수 있게 한다. Wi-Fi 네트워크는 IEEE 802.11(a, b, g, n, ac 등)이라는 무선 기술들을 사용하여 안전하고, 신뢰가능하고, 빠른 무선 연결을 제공한다. Wi-Fi 네트워크는 컴퓨터들을 서로 인터넷, 유선 네트워크들(IEEE 802.3 또는 이더넷을 사용할 수 있음)에 연결하기 위해 사용될 수 있다. Wi-Fi 네트워크들은 예를 들면, 허가되지 않은 2.4 및 5GHz 무선 대역들에서 작동하거나 두 대역들(이중 대역)을 포함하는 제품들에 의해 동작해서, 네트워크들은 많은 사무실에서 사용되는 기본 10BaseT 유선 이더넷 네트워크들과 유사한 실제 성능을 제공할 수 있다.
도 12는 여기에 개시된 요지의 하나 이상의 양태들을 구현 및 이용할 수 있는 모바일 네트워크 플랫폼(1210)의 일 예시적인 실시예(1200)를 나타낸다. 하나 이상의 실시예들에서, 모바일 네트워크 플랫폼(1210)은 개시된 요지와 연관된 기지국들(예를 들어, 기지국 디바이스들(104, 508))및 중계기 디바이스들(예를 들어, 중계기 디바이스들(710, 806, 900))에 의해 송신 및 수신되는 신호들을 생성 및 수신할 수 있다. 일반적으로, 무선 네트워크 플랫폼(1210)은 패킷 교환(PS)(예를 들어, 인터넷 프로토콜(IP), 프레임 중계, 비동기식 송신 모드(ATM)) 및 회선 교환(CS) 트래픽(예를 들면, 음성 및 데이터) 둘 모두, 뿐만 아니라 네트워킹된 무선 통신을 위한 제어 생성을 가능하게 하는 구성 요소들, 예를 들면, 노드들, 게이트웨이들, 인터페이스들, 서버들, 또는 별개의 플랫폼들을 포함할 수 있다. 비제한적인 예로서, 무선 네트워크 플랫폼(1210)은 원격 통신 반송파 네트워크들에 포함될 수 있고, 본 명세서의 다른 곳에서 논의된 바와 같이 반송파측 구성 요소들이 고려될 수 있다. 모바일 네트워크 플랫폼(1210)은 전화 네트워크(들)(1240)(예를 들어, 공중 교환 전화망(PSTN; public switched telephone network) 또는 공중 육상 이동망(PLMN; public land mobile network)) 또는 시그널링 시스템 #7(SS7) 네트워크(1260)와 같은 레거시 네트워크들로부터 수신된 CS 트래픽을 인터페이스할 수 있는 CS 게이트웨이 노드(들)(1212)를 포함한다. 회로 교환 게이트웨이 노드(들)(1212)는 이러한 네트워크들로부터 발생하는 트래픽(예를 들어, 음성)을 인가 및 인증할 수 있다. 추가로, CS 게이트웨이 노드(들)(1212)는 SS7 네트워크(1260)를 통해 생성된 이동성 또는 로밍 데이터에 액세스할 수 있다; 예를 들면, 메모리(1230)에 상주할 수 있는 방문 위치 레지스터(VLR)에 저장된 이동성 데이터. 더욱이, CS 게이트웨이 노드(들)(1212)는 CS-기반 트래픽 및 시그널링 및 PS 게이트웨이 노드(들)(1218)에 인터페이스한다. 일 예로서, 3GPP UMTS 네트워크에서, CS 게이트웨이 노드(들)(1212)는 게이트웨이 GPRS 지원 노드(들)(GGSN)에서 적어도 부분적으로 실현될 수 있다. CS 게이트웨이 노드(들)(1212), PS 게이트웨이 노드(들)(1218) 및 서빙 노드(들)(1216)의 기능 및 특정 동작이 원격 통신을 위해 이동 네트워크 플랫폼(1210)에 의해 이용되는 무선 기술(들)에 의해 제공되고 지시되는 것이 이해되어야 한다.
CS-교환 트래픽 및 시그널링을 수신 및 처리하는 것 이외에, PS 게이트웨이 노드(들)(1218)는 서빙되는 이동 디바이스들과 함께 PS-기반 데이터 세션들을 인가 및 인증할 수 있다. 데이터 세션들은 PS 게이트웨이 노드(들)(1218)를 통해 이동 네트워크 플랫폼(1210)과 또한 인터페이스될 수 있는 근거리 통신망(들)(LAN)에서 구현될 수 있는, 광역 통신망들(WANs)(1250), 기업 내 네트워크(들)(1270), 및 서비스 네트워크(들)(1280)와 같이 무선 네트워크 플랫폼(1210) 외부의 네트워크들과 교환되는 트래픽(들) 또는 콘텐트(들)를 포함할 수 있다. WANs(1250) 및 기업 내 네트워크(들)(1270)가 적어도 부분적으로는 IP 멀티미디어 서브시스템(IMS)과 같은 서비스 네트워크(들)를 구현할 수 있다는 것이 주의될 것이다. 기술 자원(들)에서 이용 가능한 무선 기술 계층(들)에 기초하여, 패킷-교환 게이트웨이 노드(들)(1218)는 데이터 세션이 확립될 때 패킷 데이터 프로토콜 컨텍스트들을 생성할 수 있고; 패킷화된 데이터의 라우팅을 가능하게 하는 다른 데이터 구조들도 생성될 수 있다. 이를 위해, 일 양태에서, PS 게이트웨이 노드(들)(1218)는 Wi-Fi 네트워크와 같은 별개의 무선 네트워크(들)(도시되지 않음)와의 패킷화된 통신을 가능하게 할 수 있는 터널 인터페이스(예를 들면, 3GPP UMTS 네트워크(들)(도시되지 않음) 내의 터널 종단 게이트웨이(TTG))를 포함할 수 있다.
실시예(1200)에서, 무선 네트워크 플랫폼(1210)은 또한 기술 자원(들) 내의 이용 가능한 무선 기술 계층(들)에 기초하여 PS 게이트웨이 노드(들)를 통해 수신된 데이터 스트림들의 다양한 패킷화된 플로우들을 전달하는 서빙 노드(들)(1216)를 포함한다. CS 통신에 주로 의존하는 기술 자원(들)의 경우, 서버 노드(들)는 PS 게이트웨이 노드(들)(1218)에 의존하지 않고 트래픽을 전달할 수 있음이 주의될 것이다; 예를 들면, 서버 노드(들)는 적어도 부분적으로 이동 교환국을 구현할 수 있다. 일 예로서, 3GPP UMTS 네트워크에서, 서빙 노드(들)(1216)는 서빙 GPRS 지원 노드(들)(SGSN)에서 구현될 수 있다.
패킷화된 통신을 이용하는 무선 기술들에 대하여, 무선 네트워크 플랫폼(1210)의 서버(들)(1214)는 다수의 별개의 패킷화된 데이터 스트림들 또는 플로우들을 생성할 수 있는 다수의 애플리케이션들을 실행할 수 있고, 그러한 플로우들을 관리(예를 들어, 스케줄링, 대기열에 넣기, 포맷 ...)할 수 있다. 이러한 애플리케이션(들)은 무선 네트워크 플랫폼(1210)에 의해 제공되는 표준 서비스들(예를 들어, 권한 설정, 청구서 발부, 고객 지원 등)에 부가 기능들을 포함할 수 있다. 데이터 스트림들(예를 들면, 음성 호 또는 데이터 세션의 부분인 콘텐트(들))은 데이터 세션의 인가/인증 및 개시를 위한 PS 게이트웨이 노드(들)(1218), 및 이후에 통신을 위한 서빙 노드(들)(1216)로 전달될 수 있다. 애플리케이션 서버 이외에, 서버(들)(1214)는 유틸리티 서버(들)를 포함할 수 있고, 유틸리티 서버는 권한 설정 서버, 운영 및 유지 보수 서버, 적어도 부분적으로 인증 기관 및 방화벽뿐만 아니라 다른 보안 메커니즘들을 구현할 수 있는 보안 서버, 등을 포함할 수 있다. 일 양태에서, 보안 서버(들)는 CS 게이트웨이 노드(들)(1212) 및 PS 게이트웨이 노드(1218)가 규정할 수 있는 인가 및 인증 절차들에 더하여 네트워크의 동작 및 데이터 무결성을 보장하기 위해 무선 네트워크 플랫폼(1210)을 통해 서빙된 통신을 보호한다. 더욱이, 권한 설정 서버(들)는 별개의 서비스 제공자에 의해 운영되는 네트워크들과 같은 외부 네트워크(들)로부터 서비스를 공급할 수 있다; 예를 들어, WAN(1250) 또는 위성 위치 확인 시스템(GPS; Global Positioning System) 네트워크(들)(미도시). 권한 설정 서버(들)는 또한 더 많은 네트워크 커버리지를 제공함으로써 무선 서비스 커버리지를 향상시키는 도 1에 도시된 분산형 안테나 네트워크들과 같은 무선 네트워크 플랫폼(1210)(예를 들어, 동일한 서비스 제공자에 의해 배치 및 운영됨)과 연관된 네트워크들을 통해 커버리지를 공급할 수 있다. 도 7, 도 8 및 도 9에 도시된 것과 같은 중계 디바이스들은 또한 UE(1275)에 의한 가입자 서비스 경험을 향상시키기 위해 네트워크 커버리지를 개선한다.
서버(들)(1214)가 매크로 네트워크 플랫폼(1210)의 기능성의 적어도 일부를 부여하도록 구성된 하나 이상의 프로세서들을 포함할 수 있음이 주의될 것이다. 이를 위해, 하나 이상의 프로세서는, 예를 들면, 메모리(1230)에 저장된 코드 명령들을 실행할 수 있다. 서버(들)(1214)가 전술한 바와 실질적으로 동일한 방식으로 동작하는 콘텐츠 관리자를 포함할 수 있다는 것이 이해되어야 한다.
예시적인 실시예(1200)에서, 메모리(1230)는 무선 네트워크 플랫폼(1210)의 동작과 관련된 정보를 저장할 수 있다. 다른 동작 정보는 무선 플랫폼 네트워크(1210)를 통해 서빙되는 이동 디바이스들의 권한 설정 정보, 가입자 데이터베이스들; 애플리케이션 인텔리전스, 요금 체계(예 : 프로모션 요금, 정액 요금 프로그램, 쿠폰 제공 캠페인) 이질적인 무선 장치, 또는 무선, 기술 계층의 작동을 위한 통신 프로토콜들과 일관된 기술 사양(들); 등을 포함할 수 있다. 메모리(1230)는 전화 네트워크(1240), WAN(1250), 기업 내 네트워크(1270), 또는 SS7 네트워크(1260) 중 적어도 하나로부터의 정보를 또한 저장할 수 있다. 일 양태에서, 메모리(1230)는 데이터 저장소 구성 요소의 부분으로서 또는 원격으로 연결된 메모리 저장소로서 액세스될 수 있다.
개시된 주제의 다양한 양태들에 대한 환경을 제공하기 위해, 도 12 및 이하의 논의는 개시된 주제의 다양한 양태들이 구현될 수 있는 적합한 환경에 대한 간략하고 일반적인 설명을 제공하기 위한 것이다. 요지는 컴퓨터 및/또는 컴퓨터들상에서 구동하는 컴퓨터 프로그램의 컴퓨터 실행 가능 명령들의 일반적인 환경에서 상술되었지만, 당업자들은 개시된 요지가 또한 다른 프로그램 모듈들과 조합하여 수행될 수 있다는 것을 인식할 것이다. 일반적으로, 프로그램 모듈들은 특정 태스크들을 수행하고 및/또는 특정 추상 데이터형들을 구현하는 루틴들, 프로그램들, 구성요소들, 데이터 구조들, 등을 포함한다.
이제 도 13a, 도 13b 및 도 13c을 참조하면, 여기에 기술된 다양한 양태들에 따른 슬롯형 도파관 커플러 시스템(1300)의 예시적인, 비제한적인 실시예의 블록도들이 도시된다. 특히, 다양한 도파관들의 단면들은 도파관이 와이어를 따라 유도파를 개시하는 접합부 근처에 나타내진다. 도 13a에서, 도파관 커플러 시스템은 도파관(1302)에 대해 위치된 와이어(1306)를 포함하여 와이어(1306)가 와이어(1306)에 대해 길이 방향으로 연장되는 도파관(1302)에 형성된 슬롯 내에 또는 그 근처에 끼워진다. 대향 단부들(1304a, 1304b), 및 도파관(1302) 자체는 와이어(1306)의 와이어 표면의 180도 미만을 둘러싼다.
도 13b에서, 도파관 커플러 시스템은 도파관(1308)에 대해 위치된 와이어(1314)를 포함하여, 와이어(1314)가 와이어(1314)에 대해 길이 방향으로 연장되는 도파관(1308) 내에 형성된 슬롯 내에 또는 그 부근에 끼워지도록 한다. 도파관(1308)의 슬롯 표면들은 평행하지 않을 수 있고, 2 개의 다른 예시적인 실시예들이 도 13b에 도시된다. 첫째로, 슬롯 표면들(1310a, 1310b)은 평행하지 않을 수 있고 와이어(1314)의 폭보다 약간 넓게 바깥쪽을 향하게 할 수 있다. 다른 실시예에서, 슬롯 표면들(1312a, 1312b)은 여전히 평행하지 않을 수 있지만, 좁아서 와이어(1314)의 폭보다 작은 슬롯 개구를 가질 수 있다. 평행하지 않은 슬롯 표면들의 각도들의 임의의 범위가 가능하며, 이들 중 2 개의 예시적인 실시예들이 있다.
도 13c에서, 도파관 커플러 시스템은 도파관(1316) 내에 형성된 슬롯 내에 끼워지는 와이어(1320)를 도시한다. 이러한 예시적인 실시예에서 슬롯 표면들(1318a, 1318b)는 평행하지만, 와이어(1320)의 축(1326)은 도파관(1316)의 축(1324)에 맞추어 정렬되지 않는다. 따라서, 도파관(1316) 및 도파관(1320)은 동축으로 정렬되지 않는다. 도시된 또 다른 실시예에서, 1322에서 와이어의 가능한 위치는 또한 도파관(1316)의 축(1324)과 정렬되지 않은 축(1328)을 갖는다.
a) 와이어의 180도 미만을 둘러싸는 도파관 표면들, b) 평행하지 않은 슬롯 표면들, 및 c) 동축으로 정렬되지 않은 와이어들 및 도파관을 도시하는 3 개의 상이한 실시예들이 도 13a, 도 13b 및 도 13c에 개별적으로 도시되어 있지만, 다양한 실시예들에서, 열거된 특징들의 다양한 조합들이 가능하다는 것이 이해될 것이다.
이제 도 14를 참조하면, 여기에 설명된 다양한 양태들에 따른 도파관 결합 시스템(1400)의 예시적인, 비제한적인 실시예가 도시된다. 도 14는 도 2, 도 3, 및 도 4에 도시된 도파관 및 와이어 실시예의 단면도를 도시한다. 1400에서 볼 수 있는 바와 같이, 와이어(1404)는 도파관(1402)의 바로 옆에 위치하여 도파관(1402)에 접촉할 수 있다. 다른 실시예에서는, 도 14b에 도파관 결합 시스템(1410)에 도시된 바와 같이, 와이어(1414)는 여전히 도파관 스트립(1412)에 가깝게 배치되지만 실제로는 그에 접촉하지 않는다. 두 경우들에서, 도파관들을 따라 이동하는 전자기파들은 와이어들상에 다른 전자기파들을 유도할 수 있고 그 반대도 가능하다. 또한, 두 개의 실시예들에서, 와이어들(1404, 1414)은 도파관들(1402, 1412)의 외부 표면들에 의해 한정된 단면적 외부에 배치된다.
본 개시의 목적들을 위해, 도파관이, 단면으로 보았을 때, 180°보다 큰 표면의 축 방향 영역을 둘러싸지 않을 때, 와이어의 와이어 표면을 상당한 부분에서 둘러싸지 않는다. 의심의 여지를 피하기 위해, 도파관은, 단면으로 보았을 때, 180도 이하의 표면의 축 방향 영역을 도파관이 둘러쌀 때, 와이어의 표면을 상당 부분 둘러싸지 않는다.
도 14 및 도 14b가 원형 형상을 갖는 와이어들(1404, 1414) 및 직사각형 형상을 갖는 도파관들(1402, 1412)을 도시하지만, 이것에 한정되는 것이 아님이 이해될 것이다. 다른 실시예들에서, 와이어들 및 도파관들은 다양한 형상들, 크기들, 및 구성들을 가질 수 있다. 형상들은 타원형 또는 다른 타원체 형상들, 팔각형들, 사각형들 또는 날카롭거나 둥근 모서리들을 가진 기타 다각형, 또는 다른 형상들을 포함할 수 있지만 이에 국한되지는 않다. 추가로, 일부 실시예들에서, 와이어들(1404, 1414)은 나선형 스트랜드, 브레이드(braid) 또는 개별 스트랜드들의 다른 와이어를 단선식로의 다른 결합과 같은, 보다 작은 게이지 와이어들을 포함하는 연선들(stranded wires)일 수 있다. 도면들에 도시되고 본 명세서 전체에 걸쳐 설명된 임의의 와이어들 및 도파관들은 이들 실시예들 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
본 명세서에서, "저장소", "저장 장치", "데이터 저장소", "데이터 저장 장치", "데이터베이스" 및 구성 요소의 동작 및 기능에 관련된 실질적으로 임의의 다른 정보 저장 구성 요소와 같은 용어들은 "메모리 구성 요소들" 또는 "메모리" 또는 메모리를 포함하는 구성 요소들로 구현된 엔티티들을 말한다. 본 명세에 기술된 메모리 구성 요소들이 휘발성 메모리 또는 비휘발성 메모리일 수 있거나, 한정이 아닌 예시로서, 휘발성 메모리, 비휘발성 메모리, 디스크 저장 장치, 및 메모리 저장 장치와 같은 비휘발성 메모리 및 비휘발성 메모리 둘 모두를 포함할 수 있다. 또한, 비휘발성 메모리는 판독 전용 메모리(ROM), 프로그램 가능 ROM(PROM), 전기적 프로그램 가능 ROM(EPROM), 전기적 소거 가능 ROM(EEPROM), 또는 플래시 메모리에 포함될 수 있다. 휘발성 메모리는 외부 캐시 메모리로 작동하는 랜덤 액세스 메모리(RAM; Random Access Memory)를 포함할 수 있다. RAM은 동기식 RAM(SRAM; Synchronous RAM), 동적 RAM(DRAM; Dynamic RAM), 동기식 DRAM(SDRAM; Synchronous DRAM), 2배속 SDRAM(DDR SDRAM), 향상된 SDDRAM(ESDRAM), 싱크링크(Synchlink DRAM; SLDRAM) 및 다이렉트 램버스 RAM(DRRAM)을 포함한다. 추가로, 여기에서 시스템들 또는 방법들의 개시된 메모리 구성 요소들은 이들 및 임의의 다른 적합한 형태들의 메모리를 포함하지만 그로 제한되지 않도록 의도된다.
더욱이, 개시된 요지가 단일 프로세서 또는 다중 프로세서 컴퓨터 시스템들, 미니-컴퓨팅 디바이스들, 메인프레임 컴퓨터들, 뿐만 아니라 개인용 컴퓨터, 핸드-헬드 컴퓨팅(hand-held computing)(예를 들면, PDA, 전화, 시계, 태블릿 컴퓨터들, 넷북 컴퓨터들, 등), 마이크로프로세서-기반 또는 프로그램 가능한 소비자 또는 산업 전자 제품, 등을 포함하는 다른 컴퓨터 시스템 구성들에 의해 실행될 수 있다. 도시된 양태들은 또한 통신 네트워크를 통해 링크된 원격 처리 디바이스들에 의해 작업들이 수행되는 분산 컴퓨팅 환경들에서 실행될 수 있다; 그러나, 본 개시의 모두가 아닌 일부 양태들은 독립형 컴퓨터들에서 실행될 수 있다. 분산 컴퓨팅 환경에서, 프로그램 모듈들은 로컬 및 원격 메모리 저장 디바이스들 모두에 위치될 수 있다.
여기에 기술된 실시예들 중 일부는 여기에 설명된 하나 이상의 특징들을 자동화하는 것을 가능하게 하기 위해 인공 지능(AI)을 또한 채용할 수 있다. 예를 들어, 인공 지능은 전송 효율을 최대화하기 위해 유전체 도파관들(604, 606)이 배치되어야 하는 와이어 주위의 위치들을 결정하기 위해 사용될 수 있다. 실시예들(예를 들어, 기존 통신 네트워크에 추가된 후에 최대값/이익을 제공하는 획득된 셀 사이트들을 자동으로 식별하는 것과 관련하여)은 그 다양한 실시예들을 수행하기 위해 다양한 AI 기반 방식들을 채용할 수 있다. 더욱이, 분류자(Classifier)는 획득된 네트워크의 각 셀 사이트의 랭킹 또는 우선순위를 결정하기 위해 채용될 수 있다. 분류자는 입력 속성 벡터, x =(x1, x2, x3, x4, ..., xn)를 입력이 클래스에 속하는 신뢰도, 즉, f(x) = 신뢰도(클래스)로 맵핑하는 함수이다. 이러한 분류는 사용자가 자동으로 수행되기를 희망하는 동작을 예지 또는 추론하기 위해 확률론적 및/또는 통계 기반 분석(예를 들어, 분석 유틸리티들 및 비용들을 팩터링)을 채용할 수 있다. 지원 벡터 머신(SVM; support vector machine)은 채용될 수 있는 분류자의 일 예이다. SVM은 초곡면(hypersurface)이 비-트리거링 이벤트들로부터 트리거링 기준들을 분할하려고 시도하는 가능한 입력들의 공간에서 초곡면을 찾아서 작동한다. 직관적으로, 이는 학습 데이터에 가깝지만 그와 동일하지 않은 테스트 데이터에 대해 분류 정정을 수행한다. 다른 지향성 및 비지향성 모델 분류 접근법들은 예를 들어, 채용될 수 있는 상이한 독립 패턴들을 제공하는 나이브 베이즈, 베이지안 네트워크, 의사 결정 트리들, 신경망들, 퍼지 논리 모델들, 및 확률론적 분류 모델들을 포함한다. 여기에 사용된 분류는 또한 우선 순위 모델을 개발하는 데 이용되는 통계 회귀를 포함한다.
쉽게 이해되는 바와 같이, 하나 이상의 실시예들은 (예를 들어, 일반 트레이닝 데이터를 통해) 명시적으로 트레이닝될 뿐만 아니라 (예를 들어, UE 거동, 운영자 선호들, 이력 정보, 외부 정보, 등을 관측하는 것을 통해) 암시적으로 트레이닝되는 분류자들을 채용할 수 있다. 예를 들어, SVM들은 분류자 생성자 및 피쳐 선택 모듈 내에서 학습 또는 트레이닝 단계를 통해 구성될 수 있다. 따라서, 분류자(들)는 다수의 기능들을 자동으로 학습하고 수행하는데 사용될 수 있으며, 상기 다수의 기능들은 획득된 셀 사이트들 중 어느 것이 최대 가입자들의 수에 이익인지 및/또는 획득한 셀 사이트들 중 어느 것이 기존 통신 네트워크 커버리지, 등에 최소값을 추가할 것인지의 사전 결정된 기준들에 따라 결정하지만 그로 제한되지 않는다.
본 출원의 일부 문맥들에서 사용된 바와 같이, 몇몇 실시예들에서, 용어들 "구성 요소", "시스템"은 하나일 수 있는 컴퓨터 관련 엔티티 또는 하나 이상의 특정 기능을 갖는 동작 장치와 관련된 엔티티를 지칭하거나 그를 포함하는 것으로 의도되고, 엔티티는 하드웨어, 하드웨어 및 소프트웨어의 조합, 소프트웨어, 또는 실행중인 소프트웨어 중 어느 것일 수 있다. 일 예로서, 구성 요소는 프로세서상에 구동하는 프로세스, 프로세서, 객체, 실행 가능한 실행 스레드, 컴퓨터 실행 가능 명령들, 프로그램, 및/또는 컴퓨터상일 수 있지만, 그로 한정되지 않는다. 제한 없이 설명하기 위해, 서버상에 구동하는 응용 프로그램과 서버 모두 구성 요소일 수 있다. 하나 이상의 컴포넌트들은 프로세스 및/또는 실행 스레드 내에 상주할 수 있으며, 컴포넌트는 하나의 컴퓨터상에 국한될 수 있고 및/또는 2 대 이상의 컴퓨터들 사이에 분산될 수 있다. 또한, 이들 구성 요소들은 다양한 데이터 구조가 저장된 다양한 컴퓨터 판독 가능 매체로부터 실행할 수 있다. 구성 요소들은 하나 이상의 데이터 패킷들(예를 들어, 로컬 시스템, 분산 시스템 및/또는 신호를 통해 다른 시스템들과 인터넷과 같은 네트워크를 거쳐 다른 구성 요소와 상호 작용하는 하나의 구성 요소로부터의 데이터)을 갖는 신호에 따라서와 같이 로컬 및/또는 원격 프로세스들을 통해 통신할 수 있다. 신호를 통해 다른 시스템과 인터넷으로). 다른 예로서, 구성 요소는 프로세서에 의해 실행되는 소프트웨어 또는 펌웨어 애플리케이션에 의해 동작되는 전기 또는 전자 회로에 의해 동작되는 기계적 부분들에 의해 제공되는 특정 기능을 갖는 장치일 수 있으며, 프로세서는 장치의 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 소프트웨어 또는 펌웨어 애플리케이션의 적어도 일부를 실행한다. 또 다른 예로서, 구성 요소는 기계적 부분들 없이 전자 구성 요소들을 통해 특정 기능을 제공하는 장치일 수 있으며, 전자 구성 요소들은 적어도 부분적으로 전자 구성 요소들의 기능을 부여하는 소프트웨어 또는 펌웨어를 실행하기 위해 내부에 프로세서를 포함할 수 있다. 다양한 구성 요소들이 개별 구성 요소들로서 도시되었지만, 예시적인 실시예를 벗어나지 않고 다수의 구성 요소들이 단일 구성 요소로서 구현될 수 있거나 단일 구성 요소가 다수의 구성 요소들로서 구현될 수 있음이 이해될 것이다.
또한, 다양한 실시예들은 소프트웨어, 펌웨어, 하드웨어 또는 이들의 임의의 조합을 생성하기 위해 표준 프로그래밍 및/또는 엔지니어링 기술들을 사용하여 방법, 장치 또는 물품으로서 구현되어 개시된 주제를 구현하도록 컴퓨터를 제어할 수 있다. 본 명세서에 사용된 용어 "제조 물품"은 임의의 컴퓨터 판독 가능 장치 또는 컴퓨터 판독 가능 저장/통신 매체로부터 액세스 가능한 컴퓨터 프로그램을 포함하도록 의도된다. 예를 들어, 컴퓨터 판독 가능 저장 매체는 자기 저장 디바이스들(예를 들어, 하드 디스크, 플로피 디스크, 자기 스트립들), 광학 디스크들(예를 들어, 컴팩트 디스크(CD), 디지털 다목적 디스크(DVD)), 스마트 카드들 및 플래시 메모리 디바이스들(예를 들면, 카드, 스틱, 키 드라이브)를 포함할 수 있지만, 그로 제한되지 않는다. 물론, 당업자들은 다양한 실시예들의 범위 또는 사상을 벗어나지 않으면서 이러한 구성에 대해 많은 수정이 이루어질 수 있음을 알 것이다.
또한, "예시" 및 "예시적인"이라는 단어는 본 명세서에서 경우 또는 예로서 제공되는 것을 의미하기 위해 사용된다. 본 명세서에서 "예" 또는 "예시적인" 것으로 기술된 임의의 실시예 또는 설계는 다른 실시예들 또는 설계들보다 바람직하거나 유리한 것으로 반드시 해석되지는 않는다. 오히려, 예 또는 예시라는 단어의 사용은 구체적인 방식으로 개념들을 제시하기 위한 것이다. 본 출원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "또는"은 독점적인 "또는"보다는 포괄적인 "또는"을 의미하도록 의도된다. 즉, 달리 명시되거나 문맥상 명확하지 않은 한, "X는 A 또는 B를 채용한다"는 임의의 당연한 포괄적인 치환들을 의미하는 것으로 의도된다. 즉, X가 A를 채용하는 경우; X는 B를 채용한다; 또는 X가 A와 B를 모두 채용하면 앞의 경우들 중 어느 하나에서 "X는 A 또는 B를 채용한다"가 충족된다. 또한, 본 출원 및 첨부된 특허 청구 범위에서 사용되는 단수형은 달리 명시되지 않거나 단수 형태로 지시되는 문맥으로부터 명백하지 않은 한 일반적으로 "하나 이상"을 의미하는 것으로 해석되어야 한다.
더욱이, "사용자 장비", "이동국", "모바일", "가입자 기지국", "액세스 단말", "단말", "핸드셋", "이동 디바이스"(및/또는 유사한 용어를 나타내는 용어들)과 같은 용어들은 데이터, 제어, 음성, 비디오, 사운드, 게임 또는 실질적으로 임의의 데이터-스트림 또는 시그널링-스트림을 수신 또는 전달하기 위해 무선 통신 서비스의 가입자 또는 사용자에 의해 이용되는 무선 디바이스를 지칭할 수 있다. 전술한 용어들은 본 명세서 및 관련 도면을 참조하여 상호 교환하여 이용된다.
또한, 용어들 "사용자", "가입자", "고객", "소비자" 등은 문맥이 용어들 사이의 특정 구별들을 보장하지 않는 한, 전체적으로 상호 교환적으로 채용된다. 이러한 용어들이 인공 지능(예를 들어, 적어도 복잡한 수학적 형식론에 기초한 추론을 할 수 있는 능력)을 통해 지원된 인간 개체들 또는 자동화된 구성 요소들을 의미할 수 있으며, 이는 시뮬레이션된 시각, 소리 인식 등을 제공할 수 있다.
본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "프로세서"는 ; 단일-코어 프로세서들; 소프트웨어 멀티스레드 실행 기능을 갖춘 단일 프로세서들; 멀티-코어 프로세서; 소프트웨어 멀티스레드 실행 기능을 갖춘 멀티-코어 프로세서들; 하드웨어 멀티스레드 기술에 의한 멀티-코어 프로세서들; 병렬 플랫폼들; 및 분산 공유 메모리가 있는 병렬 플랫폼들를 포함하지만 이에 한정되지 않는 실질적으로 임의의 컴퓨팅 프로세싱 유닛 또는 디바이스를 지칭할 수 있다. 추가로, 프로세서는 집적 회로, 주문형 집적 회로(ASIC; Application Specific Integrated Circuit), 디지털 신호 프로세서(DSP; Digital Signal Processor), 필드 프로그램 가능 게이트 어레이(FPGA; Field Programmable Gate Array), 프로그램 가능 논리 제어기(PLC; Programmable Logic Controller), 복잡한 프로그래머블 로직 디바이스(CPLD), 이산 게이트 또는 트랜지스터 로직, 이산 하드웨어 구성 요소들 또는 여기에 설명된 기능들을 수행하도록 설계된 이들의 임의의 조합을 말할 수 있다. 프로세서들은 공간 사용을 최적화하거나 사용자 장비의 성능을 향상시키기 위해 분자 및 양자점 기반 트랜지스터들, 스위치들 및 게이트들과 같지만, 그에 제한되지 않는, 나노-스케일 아키텍처들을 활용할 수 있다. 프로세서는 또한 컴퓨팅 프로세싱 유닛들의 조합으로서 구현될 수 있다.
이제 도 15를 참조하면, 유도파 통신 시스템(1550)의 일 예시적인, 비제한적인 실시예를 도시하는 블록도가 도시된다. 동작시에, 송신 디바이스(1500)는 데이터를 포함하는 통신 네트워크 또는 다른 통신 디바이스로부터의 하나 이상의 통신 신호들(1510)를 수신하고 데이터를 송신 매체(1525)를 통해 송신 디바이스(1502)로 전달하기 위해 유도파들(1520)을 생성한다. 송신 디바이스(1502)는 유도파들(1520)을 수신하여 이를 통신 네트워크 또는 다른 통신 디바이스로 송신을 위한 데이터를 포함하는 데이터를 포함하는 통신 신호들(1512)로 변환한다. 통신 네트워크 또는 네트워크들은 셀룰러 음성 및 데이터 네트워크, 무선 근거리 통신망, 위성 통신 네트워크, 사설 영역 네트워크 또는 다른 무선 네트워크와 같은 무선 통신 네트워크를 포함할 수 있다. 통신 네트워크 또는 네트워크들은 전화 네트워크, 이더넷 네트워크, 근거리 통신망, 인터넷과 같은 광역 통신망, 광대역 액세스 네트워크, 케이블 네트워크, 광섬유 네트워크, 또는 다른 유선 통신 네트워크와 같은 유선 통신 네트워크를 포함할 수 있다. 통신 디바이스들은 네트워크 에지 디바이스, 브리지 디바이스 또는 홈 게이트웨이, 셋톱 박스, 광대역 모뎀, 전화 어댑터, 액세스 포인트, 기지국, 또는 다른 고정 통신 디바이스, 자동차 게이트웨이와 같은 이동 통신 디바이스, 랩톱 컴퓨터, 태블릿, 스마트폰, 휴대 전화, 또는 다른 통신 디바이스를 포함할 수 있다.
일 예시적인 실시예에서, 유도파 통신 시스템(1550)은 송신 디바이스(1500)가 다른 데이터를 포함하는 통신 네트워크 또는 디바이스로부터 하나 이상의 통신 신호들(1512)을 수신하고, 다른 데이터를 송신 매체(1525)를 통해 송신 디바이스(1500)로 전달하기 위해 유도파들(1522)을 생성하는 양방향 방식으로 동작할 수 있다. 이러한 동작 모드에서, 송신 디바이스(1502)는 유도파들(1522)을 수신하고 이를 통신 네트워크 또는 디바이스로 송신을 위한 다른 데이터를 포함하는 통신 신호들(1510)로 변환한다.
송신 매체(1525)는 외부 표면 및 대응하는 둘레를 갖는 유전체 재료로 둘러싸인 적어도 하나의 내부 부분을 갖는 와이어 또는 다른 도전체 또는 내부 부분을 포함할 수 있다. 일 예시적인 실시예에서, 송신 매체(1525)는 전자기파의 송신을 안내하는 단선 송신선으로서 동작한다. 송신 매체(1525)가 단선 송신 시스템으로 구현될 때, 이는 와이어를 포함할 수 있다. 와이어는 절연 또는 비절연 일 수 있으며, 단일 가닥 또는 다중 가닥일 수 있다. 다른 실시예들에서, 송신 매체(1525)는 와이어 번들들, 케이블들, 로드들, 레일들, 파이프들을 포함하는 다른 형상들 또는 구성들의 컨덕터들을 포함할 수 있다. 또한, 송신 매체(1525)는 유전체 파이프들, 로드들, 레일들, 또는 다른 유전체 부재들과 같은 비도전체들; 도전체들과 유전체 재료들 또는 다른 유도파 송신 매체의 조합들을 포함할 수 있다. 송신 매체(1525)는 다른 방식으로 도 1 내지 도 14와 관련하여 앞서 논의된 송신 매체 중 임의의 것을 포함할 수 있다는 것이 주의되어야 한다.
일 예시적인 실시예에 따르면, 유도파들(1520, 1522)은 자유 공간/공기를 통한 무선 송신들 또는 와이어의 도전체를 통한 전력 또는 신호들의 종래 전파와 대조될 수 있다. 특히, 유도파들(1520, 1522)은 송신 매체의 표면의 전부 또는 일부를 둘러싸고 송신 디바이스(1500)로부터 송신 디바이스(1502)로, 및 그 반대도 마찬가지로 송신 매체를 따라 저손실로 전파하는 표면파들 및 다른 전자기파들이다. 유도파들(1520, 1522)은 주로 또는 실질적으로 송신 매체(1525) 외부에 놓이는 필드 구조(예를 들어, 전자기장 구조)를 가질 수 있다. 유도파들(1520, 1522)의 전파 이외에, 송신 매체(1525)는 선택적으로 하나 이상의 전기 회로들의 일부로서 종래의 방식으로 전력 또는 다른 통신 신호들을 전파하는 하나 이상의 와이어들을 포함할 수 있다.
도 16에 도시된 바와 같이, 송신 디바이스(1500 또는 1502)의 일 예시적인, 비제한적인 실시예를 도시하는 블록도가 도시된다. 송신 디바이스(1500 또는 1502)는 통신 인터페이스(I/F)(1600), 송수신기(1610) 및 커플러(1620)를 포함한다.
동작의 일 예에서, 통신 인터페이스(1600)는 제 1 데이터를 포함하는 통신 신호(1510 또는 1512)를 수신한다. 다양한 실시예들에서, 통신 인터페이스(1600)는 LTE 또는 다른 셀룰러 음성 및 데이터 프로토콜, 802.11 프로토콜, WIMAX 프로토콜, 초광대역 프로토콜, 블루투스 프로토콜, Zigbee 프로토콜, 직접 방송 위성(DBS) 또는 다른 무선 프로토콜과 같은 무선 표준 프로토콜에 따라 무선 통신 신호를 수신하기 위한 무선 인터페이스를 포함할 수 있다. 부가적으로 또는 대안 적으로, 통신 인터페이스(1600)는 이더넷 프로토콜, 범용 직렬 버스(USB; universal serial bus) 프로토콜, 케이블 데이터 서비스 인터페이스 규격(DOCSIS; data over cable service interface specifications ) 프로토콜, 디지털 가입자 회선(DSL; digital subscriber line) 프로토콜, 방화벽 (IEEE 1394) 프로토콜, 또는 기타 유선 프로토콜에 따라 동작하는 유선 인터페이스를 포함한다. 표준-기반 프로토콜들에 추가하여, 통신 인터페이스(1600)는 다른 유선 또는 무선 프로토콜과 함께 동작할 수 있다. 또한, 통신 인터페이스(1600)는 다중 프로토콜 계층들을 포함하는 프로토콜 스택과 함께 선택적으로 동작할 수 있다.
동작의 일 예에서, 송수신기(1610)는 제 1 데이터를 전달하기 위해 통신 신호(1510 또는 1512)에 기초하여 제 1 전자기파를 생성한다. 제 1 전자기파는 적어도 하나의 반송 주파수 및 적어도 하나의 대응하는 파장을 갖는다. 다양한 실시예들에서, 송수신기(1610)는 송신 매체(1525)의 둘레보다 작은 대응하는 파장을 갖는 반송 주파수에서 동작하는 마이크로파 송수신기이다. 반송 주파수는 30GHz 내지 300GHz의 밀리미터파 주파수 대역 또는 마이크로파 주파수 대역에서 3GHz 내지 30GHz의 더 낮은 주파수 대역 내에 있을 수 있다. 동작의 하나의 모드에서, 송수신기(1610)는 마이크로파 또는 밀리미터파 대역에서 제 1 전자기 신호의 송신을 위해 통신 신호 또는 신호들(1510 또는 1512)을 단순히 상향 변환시킨다. 다른 동작 모드에서, 통신 인터페이스(1600)는 통신 신호(1510 또는 1512)를 기저 대역 또는 거의 기저 대역 신호로 변환하거나 통신 신호(1510 또는 1512)로부터 제 1 데이터를 추출하고, 송수신기(1610)는 송신을 위해 제 1 데이터, 기저 대역 또는 거의 기저 대역 신호를 변조한다.
동작의 일 예에서, 커플러(1620)는 제 1 전자기파를 송신 매체(1525)에 결합시킨다. 커플러(1620)는 도 1 내지 도 14와 관련하여 기술된 유전체 도파관 커플러 또는 커플러 및 결합 디바이스 중 임의의 것을 통해 구현될 수 있다. 일 실시예에서, 송신 매체(1525)는 외부 표면을 갖는 유전체 재료에 의해 둘러싸인 와이어 또는 다른 내부 요소를 포함한다. 유전체 재료는 절연재 재킷, 유전체 코팅 또는 송신 매체(1525)의 외부 표면상의 다른 유전체를 포함할 수 있다. 내부 부분은 유전체 또는 다른 절연체, 도체, 공기 또는 다른 가스 또는 보이드, 또는 하나 이상의 도전체들을 포함할 수 있다.
동작의 일 예에서, 제 1 전자기파에 대한 송신 매체(1525)의 결합은 제 2 전자기파를 형성하며, 제 2 전자기파는 비대칭 모드 및 선택적으로는 기본(대칭) 모드 또는 다른 비대칭(비-기본) 모드를 포함하는 하나 이상의 다른 모드들을 포함하는 적어도 하나의 유도파 모드를 통해 송신 매체의 유전체 재료의 외부 표면을 따라 전파하도록 안내된다. 유전체 재료의 외부 표면은 절연 재킷, 유전체 코팅, 또는 다른 유전체의 외부 표면일 수 있다. 일 예시적인 실시예에서, 송수신기(1610)에 의해 생성된 제 1 전자기파는 대칭 모드를 포함하는 적어도 하나의 유도파 모드를 통해 커플러를 따라 전파하도록 안내되며, 커플러와 송신 매체 사이의 접합부는 제 2 전자기파의 비대칭 모드 및 선택적으로 제 2 전자기파의 대칭 모드를 유도한다.
일 예시적인 실시예에서, 송신 매체(1525)는 외부 표면 및 대응하는 둘레를 갖는 단선식 송신 매체이고 커플러(1620)는 제 1 전자기파를 단선식 송신 매체에 결합시킨다. 특히, 제 1 전자기파의 단선식 송신 매체로의 결합은 적어도 하나의 비대칭 모드 및 선택적으로 대칭 모드 및 다른 비대칭 모드들을 포함하는 적어도 하나의 유도파 모드를 통해 단선식 송신 매체의 외부 표면을 따라 전파하도록 안내되는 제 2 전자기파를 형성하며, 상기 반송 주파수는 마이크로파 또는 밀리미터파 주파수 대역 내이며, 대응하는 파장은 상기 단선식 송신 매체의 둘레보다 작다. 동작의 하나의 모드에서, 제 1 전자기파는 대칭 모드를 포함하는 적어도 하나의 유도파 모드를 통해 커플러를 따라 전파하도록 안내되고, 커플러와 송신 매체 사이의 접합부는 제 2 전자기파의 비대칭 모드 및 존재하는 경우, 제 2 전자기파의 대칭 모드 모두를 유도한다.
전술한 설명이 송신기로서의 송수신기(1610)의 동작에 초점을 맞추었지만, 송수신기(1610)는 또한 커플러(1620)를 통해 단선식 송신 매체로부터 제 2 데이터를 전달하는 전자기파들을 수신하고 통신 인터페이스(1600)를 통해 제 2 데이터를 포함하는 통신 신호들(1510) 또는 1512)을 생성하도록 동작할 수 있다. 제 3 전자기파가 송신 매체(1525)의 유전체 재료의 외부 표면을 따라 또한 전파하는 제 2 데이터를 전달하는 실시예들을 고려하자. 커플러(1620)는 또한 송신 매체(1525)로부터의 제 3 전자기파를 결합하여 제 4 전자기파를 형성한다. 송수신기(1610)는 제 4 전자기파를 수신하고 제 2 데이터를 포함하는 제 2 통신 신호를 생성한다. 통신 인터페이스(1600)는 제 2 통신 신호를 통신 네트워크 또는 통신 장치에 전송한다.
이제 도 17을 참조하면, 전자기장 분포의 일 예시적이고 비제한적인 실시예를 도시하는 도면이 도시된다. 이러한 실시예에서, 공기 중의 송신 매체(1525)는 내부 도전체(1700) 및 유전체 재료의 절연 재킷(1702)을 포함하며, 단면도로 도시된다. 이 다이어그램은 비대칭 모드를 갖는 유도파의 전파에 의해 생성된 상이한 전자기장 세기를 나타내는 상이한 그레이-스케일을 포함한다. 유도파는 전파를 안내하는 역할을 하는 송신 매체(1525)의 주로 또는 실질적으로 외부에 놓이는 필드 구조를 갖는다. 도전체(1700) 내부의 영역들은 거의 또는 전혀 전계를 갖지 않는다. 마찬가지로 절연 재킷(1702) 내부의 영역들은 낮은 전계 강도를 갖는다. 전자기장 세기의 대부분은 절연 재킷(1702)의 외부 표면에서 로브들(1704) 내에 그리고 그것의 근처에 분포된다. 비대칭 유도파 모드의 존재는 절연 재킷(1702)의 다른 측면들상의 매우 작은 필드 강도와는 반대로 절연 재킷(1702)의 외부 표면의 상부 및 하부에서의 높은 전자기장 강도들로 도시된다.
도시된 예는 직경 1.1cm 및 0.36cm의 유전체 절연 두께를 갖는 와이어에 의해 안내되는 38GHz 파에 대응한다. 전자기파가 송신 매체(1525)에 의해 안내되고 전계 강도의 대부분이 외부 표면의 제한된 거리 내에서 절연 재킷(1702) 외부의 공기에 집중되기 때문에, 유도파는 매우 낮은 손실을 갖고 송신 매체(1525)를 길이 방향으로 전파할 수 있다. 도시된 예에서, 이러한 "제한된 거리"는 외부 표면으로부터의 거리에 해당하며, 이는 송신 매체(1525)의 가장 큰 단면 치수의 절반보다 작다. 이 경우, 와이어의 가장 큰 단면 치수는 1.82 ㎝의 전체 직경에 대응하지만, 다른 이러한 값은 송신 매체(1525)의 크기 및 형상에 따라 변할 수 있다. 예를 들어, 송신 매체가 높이 .3㎝ 및 폭 .4㎝를 갖는 직사각형 형상인 경우, 가장 큰 단면 치수는 .5㎝의 대각선이고 해당 제한 거리는 .25㎝이다.
일 예시적인 실시예에서, 이러한 특정 비대칭 전파 모드는 비대칭 모드의 더 낮은 차단 주파수의 제한된 범위(예를 들어, + 25 %) 내에 있는 주파수를 갖는 전자기파에 의해 송신 매체(1525)상에 유도된다. 절연 재킷(1702)에 의해 둘러싸인 내부 도전체(1700)를 포함하는 것으로 도시된 실시예들에 대해, 이러한 차단 주파수는 절연 재킷(1702)의 크기들 및 속성들 및 잠재적으로 내부 도전체(1700)의 크기들 및 속성들에 기초하여 변할 수 있으며, 실험적으로 원하는 모드 패턴을 갖도록 결정될 수 있다. 그러나, 내부 도전체가 없는 공동 유전체 또는 절연체에 대해서도 유사한 효과가 발견될 수 있음을 주의되어야 한다. 이러한 경우, 차단 주파수는 공동 유전체 또는 절연체의 크기들 및 속성들에 기초하여 달라질 수 있다.
더 낮은 차단 주파수보다 낮은 주파수들에서, 비대칭 모드는 송신 매체(1525)에서 유도하기 어렵고, 사소한 거리 외에 모두에 대해 전파하지 못한다. 주파수가 차단 주파수에 대한 제한된 주파수 범위 이상으로 증가함에 따라, 비대칭 모드는 절연 재킷(1702)의 내부로 더욱 더 이동한다. 차단 주파수보다 훨씬 큰 주파수들에서, 필드 강도는 더 이상 외부에 집중되지 않고, 주로 절연 재킷(1702) 내부로 집중된다. 송신 매체(1525)가 전자기파에 대한 강한 안내를 제공하고 전파가 여전히 가능하지만, 범위들은 주변 공기에 반대로 절연 재킷(1702) 내의 전파로 인한 증가된 손실들에 의해 더 제한된다.
이제 도 18을 참조하면, 도면에는 다양한 전자기장 분포들의 예시적인, 비제한적인 실시예를 도시된다. 특히, 도 17과 유사한 단면도(1800)는 유사한 구성 요소를 지칭하기 위해 사용된 공통 참조 번호들과 함께 도시된다. 단면(1800)에 도시된 예는 지름 1.1cm 및 두께 0.36cm의 유전체 절연을 갖는 와이어에 의해 안내된 60GHz 파에 대응한다. 파의 주파수가 차단 주파수의 제한된 범위를 초과하기 때문에, 비대칭 모드는 절연 재킷(1702)의 안쪽으로 이동한다. 특히, 필드 강도는 주로 절연 재킷(1702)의 내부에 집중된다. 송신 매체(1525)는 전자기파에 대한 강한 안내를 제공하고, 전파가 여전히 가능한 동안, 도 17의 실시 예와 비교할 때 절연 재킷(1702) 내에서의 전파로 인한 증가된 손실들에 의해 범위들이 더 제한된다.
다이어그램들(1802, 1804, 1806, 1808)은, 종단면으로 도시된, 내부 도전체 및 유전체 재료의 절연 재킷을 포함하는 공기 중의 송신 매체(1525)의 실시예들을 또한 나타낸다. 이들 다이어그램들은 상이한 주파수들에서 비대칭 모드를 갖는 유도파의 전파에 의해 생성된 상이한 전자기장 강도들을 나타내는 상이한 그레이-스케일들을 포함한다. 다이어그램(1808)에 의해 표시된 낮은 차단 주파수보다 낮은 주파수들에서, 전기장은 송신 매체(1525)의 표면에 단단히 결합되지 않는다. 비대칭 모드는 송신 매체(1525)에서 유도하기가 어렵고 작은 거리들이 아닌 모두에 대해 전파하는 데 실패한다. 다이어그램(1806)에 의해 표시된 차단 주파수의 제한된 범위 내의 주파수들에서, 전기장 강도의 일부가 절연 재킷 내에 있는 동안, 유도파는 파를 안내하는 역할을 하는 송신 매체(1525)의 외부에 주로 또는 실질적으로 놓이는 필드 구조를 갖는다. 도 17과 관련하여 논의된 바와 같이, 도전체(1700) 내부의 영역들은 거의 또는 전혀 필드를 가지지 않으며, 전파는 적당한 거리에 걸쳐 지지된다. 주파수가 다이어그램(1804)에 의해 표시된 차단 주파수에 대한 주파수들의 제한된 범위 이상으로 증가함에 따라, 비대칭 모드는 송신 매체(1525)의 절연 재킷의 내부로 더욱 더 이동하여 전파 손실들을 증가시키고 영향 거리들을 감소시킨다. 다이어그램(1802)으로 나타낸 차단 주파수보다 훨씬 더 큰 주파수들에서, 필드 강도는 더 이상 절연 재킷의 외부에 집중되지 않고 주로 절연 재킷(1702)의 내부에 집중된다. 송신 매체(1525)가 전자기파에 대한 강한 안내를 제공하고 전파가 여전히 가능한 동안, 범위들은 주변 공기와는 반대로 절연 재킷(1702) 내에서의 전파로 인한 증가된 손실들에 의해 더 제한된다.
이제 도 19를 참조하면, 송신 디바이스의 일 예시적인, 비제한적인 실시예를 도시하는 블록도가 도시된다. 특히, 도 16과 유사한 도면은 유사한 요소들을 지칭하기 위해 사용된 공통 참조 번호들로 제공된다. 송신 디바이스(1500 또는 1502)는 데이터를 포함하는 통신 신호(1510 또는 1512)를 수신하는 통신 인터페이스(1600)를 포함한다. 송수신기(1610)는 제 1 데이터를 전달하기 위해 통신 신호(1510 또는 1512)에 기초하여 제 1 전자기파를 생성하고, 제 1 전자기파는 적어도 하나의 반송 주파수를 갖는다. 커플러(1620)는 제 1 전자기파를 유전체 재료로 둘러싸인 적어도 하나의 내부 부분을 갖는 송신 매체(1525)에 결합시키며, 상기 유전체 재료는 외부 표면 및 대응하는 둘레를 갖는다. 제 1 전자기파는 적어도 하나의 유도파 모드를 통해 유전체 재료의 외부 표면을 따라 전파하도록 안내되는 제 2 전자기파를 형성하기 위해 송신 매체에 결합된다. 유도파 모드는 낮은 차단 주파수를 갖는 비대칭 모드를 포함하고 반송 주파수는 낮은 차단 주파수의 제한된 범위 내에 있도록 선택된다.
송신 디바이스(1500 또는 1502)는 선택적인 트레이닝 제어기(1900)를 포함한다. 일 예시적인 실시예에서, 트레이닝 제어기(1900)는 독립형 프로세서 또는 송신 디바이스(1500 또는 1502)의 하나 이상의 다른 구성 요소들과 공유하는 프로세서에 의해 구현된다. 트레이닝 제어기(1900)는 제 2 전자기파를 수신하도록 결합된 적어도 하나의 원격 송신 디바이스로부터 송수신기(1600)에 의해 수신된 피드백 데이터에 기초하여 더 낮은 차단 주파수의 제한된 범위 내에 있도록 반송 주파수를 선택한다.
일 예시적인 실시예에서, 원격 송신 디바이스(1500 또는 1502)에 의해 송신된 제 3 전자기파는 송신 매체(1525)의 유전체 재료의 외부 표면을 따라 또한 전파하는 제 2 데이터를 전달한다. 제 2 데이터는 피드백 데이터를 포함하도록 생성될 수 있다. 동작시, 커플러(1620)는 또한 송신 매체(1525)로부터의 제 3 전자기파를 결합하여 제 4 전자기파를 형성하고 송수신기는 제 4 전자기파를 수신하고 제 4 전자기파를 처리하여 제 2 데이터를 추출한다.
일 예시적인 실시예에서, 트레이닝 제어기(1900)는 피드백 데이터에 기초하여 동작하여 복수의 후보 주파수들을 평가하고, 반송 주파수가, 복수의 후보 주파수들 중 하나로서, 더 낮은 차단 주파수의 제한된 범위 내에 있도록 선택한다. 예를 들어, 후보 주파수들은, 마이크로파 또는 밀리미터파 주파수 대역에 있고, 송신 매체(1525)의 외부 둘레보다 큰 파장들을 갖고, 특정 송신 매체(1525) 및 선택된 비대칭 모드에 대한 차단 주파수에 관한 제한된 주파수 범위를 나타내는 실험 결과들에 기초하여 및/또는 실험 결과들 또는 시뮬레이션들에 기초하여 송신 매체(1525)의 일부를 구성하는 도전체에서 전자들의 평균 충돌 주파수보다 작은 것과 같은, 기준들에 기초하여 선택될 수 있다.
다음의 예를 고려한다: 송신 디바이스(1500)는 송신 매체(1525)에 결합된 원격 송신 디바이스(1502)로 지향된 대응하는 복수의 후보 주파수들에서 1 또는 파일럿파들과 같은 테스트 신호들로서 복수의 유도파들을 전송함으로써 트레이닝 제어기(1900)의 제어하에서 동작을 시작한다. 송신 디바이스(1500)는 제 2 전자기파들로서 송신 매체상에 결합되는 제 1 전자기파들을 생성할 수 있다. 유도파 모드들이 다를 수 있지만, 일반적으로 제 2 전자기파들의 반송 주파수 또는 주파수들은 제 1 전자기파의 반송 주파수 또는 주파수들과 동일하다. 그러나, 결합이 접합부, 커플러의 비선형 요소 또는 다른 비선형성으로 인한 비선형성을 포함하는 경우들에서, 제 2 전자기파들의 하나 이상의 유도파 모드들의 반송 주파수들은 고조파 주파수 또는 주파수들, 2개 이상의 반송 주파수들의 합 또는 2개 이상의 반송 주파수들의 차일 수 있다. 어느 경우에나, 송신 매체상에 발사된 전자기파들의 반송 주파수 또는 주파수들은 결합의 선형 또는 비선형 효과들에 대한 지식에 기초하여, 및 또한 송신 매체상에서 파들을 개시하도록 결합되는 파들의 반송 주파수 또는 주파수들의 선택에 기초하여 선택될 수 있다.
유도파들은 송신 매체(1525)에 결합된 원격 송신 디바이스(1502)로 향하는 대응하는 복수의 후보 주파수들에서 테스트 데이터를 부가적으로 또는 대안적으로 포함할 수 있다. 테스트 데이터는 신호의 특정한 후보 주파수를 나타낼 수 있다. 일 실시예에서, 원격 송신 디바이스(1502)에서의 트레이닝 제어기(1900)는 적절하게 수신된 유도파들 중 어느 하나로부터 테스트 신호들 및/또는 테스트 데이터를 수신하고, 최상의 후보 주파수, 허용 가능한 후보 주파수들의 일 세트, 또는 후보 주파수의 등급 순서를 결정한다. 이러한 후보 주파수 또는 주파수들은 수신된 신호 강도, 비트 에러 레이트, 패킷 에러 레이트, 신호대 잡음비, 감소되거나 또는 가장 낮은 전파 손실을 갖는 반송 주파수, 비-기본 모드의 차단의 제한된 범위 내에 있도록 이전 기준들 중 어느 하나의 분석에 기초하여, 검출되는 반송 주파수와 같은 하나 이상의 최적화 기준들, 또는 원격 송신 디바이스(1502)의 송수신기(1610)에 의해 생성될 수 있는 다른 최적화 기준들에 기초하여 트레이닝 제어기(1900)에 의해 생성된다. 트레이닝 제어기(1900)는 후보 주파수 또는 주파수들을 나타내는 피드백 데이터를 생성하고, 송신 디바이스(1500)로의 송신을 위해 피드백 데이터를 송수신기(1610)로 전송한다. 송신 디바이스(1500, 1502)는 이후 표시된 반송 주파수 또는 주파수들을 이용하여 서로간에 데이터를 통신할 수 있다.
다른 실시예들에서, 테스트 신호 및/또는 테스트 데이터를 포함하는 전자기파들은 이들 파들을 개시한 송신 디바이스(1502)의 트레이닝 제어기(1900)에 의한 수신 및 분석을 위해 원격 송신 디바이스(1502)에 의해 송신 디바이스(1502)로 다시 반사되거나, 다시 반복되거나, 또는 그와 달리 루프 백된다. 예를 들어, 송신 디바이스(1502)는 원격 송신 디바이스(1502)에 신호를 보내어 물리적 반사기가 라인에서 스위칭되고, 종단 임피던스가 반사들을 야기하도록 변경되고, 루프 백 회로가 전자기파들을 다시 소스 송신 디바이스(1502)에 결합하도록 스위치 온되고, 및/또는 중계기 모드가 소스 송신 디바이스(1502)로 되돌아오는 전자기파들을 증폭 및 재송신하게 하는 테스트 모드를 개시할 수 있다. 소스 송신 디바이스(1502)에서 트레이닝 제어기(1900)는 적절하게 수신되는 유도파들 중 어느 하나로부터 테스트 신호 및/또는 테스트 데이터를 수신하고 최상의 후보 주파수, 허용 가능한 후보 주파수들의 일 세트, 또는 후보 주파수들의 등급 순서를 결정한다. 이러한 후보 주파수 또는 주파수들은 수신된 신호 강도, 비트 에러 레이트, 패킷 에러 레이트, 신호대 잡음비 또는 원격 송신 디바이스(1502)의 송수신기(1610)에 의해 생성될 수 있는 다른 최적화 기준들과 같은 하나 이상의 최적화 기준들에 기초하여 트레이닝 제어기(1900)에 의해 생성된다.
상기 절차가 동작의 개시 또는 초기화 모드에서 설명되었지만, 각각의 송신 디바이스(1500 또는 1502)는 테스트 신호들을 전송하거나 그렇지 않으면 다른 시간에 후보 주파수들을 또한 평가할 수 있다. 일 예시적인 실시예에서, 송신 디바이스들(1500, 1502) 간의 통신 프로토콜은 주기적 테스트 모드를 포함할 수 있는데, 여기서 후보 주파수들의 서브세트의 전체 주파수 검사 또는 보다 제한된 검사가 테스트되고 평가된다. 동작의 다른 모드들에서, 이러한 테스트 모드로의 재진입은 교란, 날씨 조건 등으로 인한 성능 저하에 의해 트리거될 수 있다. 일 예시적인 실시예에서, 송수신기(1610)의 수신기 대역폭은 모든 후보 주파수를 포함하기에 충분히 넓거나, 송수신기(1610)의 수신기 대역폭이 모든 후보 주파수를 포함하기에 충분히 넓은 트레이닝 모드로 트레이닝 제어기(1900)에 의해 선택적으로 조정될 수 있다.
상기 유도파가 송신 매체(1525)의 외부 유전체 표면의 외부 표면상에서 전파하는 것으로 설명되었지만, 나선(bare wire)의 외부 표면을 포함하는 송신 매체(1525)의 다른 외부 표면이 마찬가지로 사용될 수 있다. 또한, 트레이닝 제어기(1900)가 후보 주파수를 비대칭 모드의 하부 차단 주파수의 제한된 범위 내에 있도록 선택하는 것으로 상술하였지만, 트레이닝 제어기(1900)는 처리량, 패킷 에러 레이트, 신호 강도, 신호 대 잡음비, 신호 대 잡음 및 간섭 비, 다중-채널 시스템에서의 채널 분리, 및/또는 다른 성능 기준들(비대칭 모드의 유무에 관계없이 및 후보 주파수가 임의의 특정 모드의 하위 차단 주파수의 제한된 범위 내에 있는지의 여부에 관계없이)과 같은 하나 이상의 성능 기준들에 기초하여 송신 매체(1525)를 따라 전파를 최적화, 실질적으로 최적화, 또는 파레트 최적화하는 후보 주파수를 확립하도록 사용될 수 있다.
도 20a는 송신 디바이스의 일 예시적인, 비제한적인 실시예의 블록도이고, 도 20b는 여기에 설명된 다양한 양태들에 따른 다양한 커플러 형상들의 예시적인, 비제한적인 실시예들을 제공한다. 특히, 복수의 송수신기들(Xcvr)(2020)을 포함하는 송신 디바이스(2000)가 도시되고, 각각은 대응하는 도파관(2022) 및 커플러(2004)에 결합되는 송신 디바이스(또는 송신기) 및/또는 수신 디바이스(수신기)를 갖는다. 복수의 커플러들(2004)은 집합적으로 "결합 모듈"이라 칭할 수 있다. 이러한 결합 모듈의 각 커플러(2004)는 도파관(2022)을 통해 송수신기(2020)의 송신 디바이스로부터 제 1 데이터를 전달하는 전자기파(2006)를 수신하는 수신부(2010)를 포함한다. 커플러(2004)의 안내부(2012)는 제 1 전자기파(2006)를 송신 매체(2002)에 결합하기 위해 제 1 전자기파(2006)를 접합부(2014)로 안내한다. 도시된 실시예에서, 접합부(2014)는 예시적인 목적을 위해 에어 갭을 포함하지만, 다른 구성들이 에어 갭과 함께 및 에어 갭 없이도 모두 가능하다. 안내 부(2012)는 특정 테이퍼 형상으로 도시된 접합부(2014)에서 끝나는 결합 단부(2015)를 포함한다; 그러나 다른 형상들 및 구성들도 마찬가지로 가능하다. 커플러(2004)의 결합 단부(2015)는 예를 들어, 테이퍼형, 원형 또는 경사 형상(2050, 2052, 2054 또는 2056) 또는 보다 복잡한 다차원 형상을 가질 수 있다. 특히, 테이퍼, 경사 또는 원형을 생성하기 위해 결합 디바이스와 교차하는 평면의 수는 2 개 이상일 수 있어서, 결과 형상은 단일 평면을 따라 간단한 각도 절단보다 더 복잡하다.
동작시, 결합 단부(2015)를 테이퍼링(tapering), 라운딩(rounding) 또는 베벨링(beveling)함으로써, 안내부들을 따라 되돌아 오는 전자기파들의 반사들을 감소시키거나 실질적으로 제거할 수 있고, 송신 매체(2002)로 및 그로부터 이들 전자기파들의 결합(예를 들어, 결합 효율)을 향상시킨다. 또한, 수신부(2010)는 송수신기(2020)의 도파관(2022)으로 및 그로부터의 결합을 향상시키기 위해 또한 테이퍼형, 원형 또는 경사형인 수신 단부를 가질 수 있다. 이러한 수신 단부는 특별히 도시되지는 않았지만, 도파관(2022) 내에 함몰될 수 있다. 안내부(2012), 도파관(2022), 수용부(2010) 및 결합 단부(2015)의 단면은 각각 형상들(2060, 2062, 2064, 2066, 2068, 2070 또는 2070) 중 임의의 형상일 수 있다.
각각의 전자기파(2006)는 적어도 하나의 제 1 유도파 모드를 통해 전파한다. 하나 이상의 접합부들(2014)을 통해 송신 매체(2002)로의 전자기파들(2006)의 결합은 제 1 유도파 모드와 다를 수 있는 적어도 하나의 제 2 유도파 모드를 통해 송신 매체(2002)의 외부 표면을 따라 전파하도록 안내되는 복수의 전자기파들(2008)을 형성한다. 송신 매체(2002)는 단선식 송신 매체 또는 제 1 데이터를 전달하기 위해 송신 매체(2002)의 외부 표면을 따라 전자기파들(2008)의 전파를 지원하는 다른 송신 매체일 수 있다. 본 명세서에 기재된 단선식 송신 매체는 예시적인 실시예들을 벗어나지 않고 함께 묶이거나 편조된 다수의 스트랜드들 또는 와이어 세그먼트들로 구성될 수 있음이 이해될 것이다.
다양한 실시예들에서, 전자기파(2006)는 배타적으로 또는 실질적으로 배타적으로 대칭(기본) 모드를 포함할 수 있는 하나 이상의 제 1 유도파 모드들을 통해 커플러(2004)를 따라 전파하지만, 선택적으로 다른 모드들이 추가로 또는 대안적으로 포함될 수 있다. 이들 실시예에 따르면, 전자기파들(2008)의 제 2 유도파 모드는, 송신 매체(2002)의 특성들에 의해 지원된다면, 각각의 커플러를 따라 전파하는 전자기파들(2006)의 유도파 모드들에 포함되지 않는 적어도 하나의 비대칭(비-기본) 모드를 포함할 수 있다. 예를 들어, 절연된 와이어 송신 매체는 일 실시예에서 적어도 하나의 비대칭(비-기본) 모드를 지원할 수 있다. 동작시, 접합부(2014)는 선택적으로 대칭(기본) 모드뿐만 아니라, 커플러(2004)를 따라 전파하는 전자기파(2006)의 유도파 모드에 포함되지 않는 하나 이상의 비대칭(비-기본) 모드들을 포함하도록 송신 매체(2002)상의 전자기파들(2008)을 유도한다.
보다 일반적으로, 모드들(S1)의 세트에 의해 정의되는 하나 이상의 제 1 유도파 모드들을 고려하면,
S1 =(m11, m12, m13,...)
개별 모드들(m11, m12, m13, ...)은 각각 사소한 거리 이상으로 전파하는, 즉 커플러(2004)의 안내부(2012)의 길이를 따라 수용부(2010)로부터 다른 단부(2015)로 전파하는, 대칭(또는 기본) 모드 또는 비대칭(또는 비-기본) 모드 일 수 있다. 일 실시예에서, 전자기파(2006)의 유도파 모드 또는 모드들은, 접합부(2014)에서, 전자기 에너지의 실질적인 부분 또는 대부분을 송신 매체로 결합하기 위해 송신 매체(2002)와 큰 정도의 중첩을 갖는 필드 분포를 포함한다. 반사들을 감소시키는 것 외에, 결합 단부(2015)의 테이퍼링, 라운딩, 및/또는 베벨링은 또한 이러한 효과(예를 들면, 높은 결합 효울 또는 에너지 이동)를 촉진시킬 수 있다. 커플러의 단면적이 결합 단부(2105)를 따라 감소함에 따라, 필드 분포의 크기가 증가할 수 있어, 접합부(2014)에서 송신 매체(2002)에서 또는 그 주위에서 더 많은 필드 강도를 포함한다. 일 예시에서, 접합부(2014)에서의 커플러(2004)에 의해 유도된 필드 분포는 송신 매체 자체의 하나 이상의 전파 모드들을 근사화하는 형상을 가지며, 송신 매체의 전파 모드로 변환되는 전자기 에너지의 양을 증가시킨다.
모드들 S2의 세트에 의해 정의될 하나 이상의 제 2 유도파 모드들을 또한 고려하자:
S2 =(m21, m22, m23, ...)
그리고, 개개의 모드들(m21, m22, m23, ...) 각각은 사소한 거리보다 큰 송신 매체(2002)의 길이를 따라 전파하는, 즉, 송신 매체(2002)상의 상이한 위치에 결합된 원격 송신 디바이스에 도달하기에 충분하게 전파하는, 대칭(또는 기본) 모드 또는 비대칭(또는 비-기본) 모드일 수 있다.
다양한 실시예들에서, 적어도 하나의 제 1 유도파 모드가 적어도 하나의 제 2 유도파 모드와 다른 조건은 S1 ≠ S2임을 의미한다. 특히, S1은 S2의 적절한 서브세트일 수 있고, S2는 S1의 적절한 서브 세트일 수 있거나, 또는 S1과 S2 사이의 교차는 널 세트일 수 있다.
송신기로서 동작하는 것 이외에, 송신 디바이스(2000)는 수신기로서 동작하거나 또는 수신기를 또한 포함할 수 있다. 이러한 모드의 동작에서, 복수의 전자기파들(2018)은 또한 송신 매체(2002)의 외부 표면을 따라, 그러나 전자기파들(2008)의 반대 방향으로 전파하는 제 2 데이터를 전달한다. 각 접합부(2014)는 안내부(2012)에 의해 대응하는 송수신기(2020)의 수신기로 안내되는 전자기파(2016)를 형성하기 위해 송신 매체(2002)로부터의 전자기파들(2018) 중 하나를 결합시킨다.
다양한 실시예들에서, 복수의 제 2 전자기파들(2008)에 의해 전달된 제 1 데이터는 서로 다른 복수의 데이터 스트림들을 포함하고, 복수의 제 1 전자기파들(2006)의 각각은 복수의 데이터 스트림들 중 하나를 전달한다. 보다 일반적으로, 송수신기(2020)는 시분할 멀티플렉싱, 또는 주파수 분할 멀티플렉싱, 또는 모드 분할 멀티플렉싱과 같은 몇몇 다른 형태의 멀티플렉싱을 통해 동일한 데이터 스트림 또는 상이한 데이터 스트림들을 전달하도록 동작한다. 이러한 방식으로, 송수신기들(2020)은 축 다이버시티, 주기적 지연 다이버시티, 공간 코딩, 공간 시간 블록 코딩, 공간 주파수 블록 코딩, 하이브리드 공간 시간/주파수 블록 코딩, 단일 스트림 다중-커플러 공간 매핑 또는 다른 송신/수신 방식을 통해 양방향 데이터(full duplex data)를 송신 및 수신하기 위해 MIMO 송신 시스템과 함께 사용될 수 있다.
송신 디바이스(2000)는 송신 매체(2002)의 상부 및 하부에 배치된 2 개의 송수신기들(2020) 및 2 개의 커플러들(2004)로 도시되었지만, 다른 구성들은 3 개 이상의 송수신기들 및 대응하는 커플러들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 4 개의 송수신기들(2020) 및 4 개의 커플러들(2004)을 갖는 송신 디바이스(2000)는 0, π/2, π, 및 3π/4의 등거리 배향들로 원통형 송신 매체의 외부 표면 주위에 각을 이루도록 배치될 수 있다. 다른 예를 고려하면, n 개의 송수신기들(2020)을 갖는 송신 디바이스(2000)는 2π/n 떨어진 각도로 원통형 송신 매체의 외부 표면 주위에 각을 이루어 배치된 n 개의 커플러들(2004)을 포함할 수 있다. 그러나, 커플러들 사이의 동일하지 않은 각 변위들이 또한 사용될 수 있음이 주의되어야 한다.
도 21은 여기에 설명된 다양한 양태들에 따른 송신 디바이스의 일 예시적인, 비제한적인 실시예의 블록도이다. 특히, 도 7과 관련하여 제시된 중계기 디바이스(710) 또는 두 개의 유사한 송수신기들(2020 및 2020')을 포함하는 다른 중계기의 전부 또는 일부와 같은 양방향 중계기(2150)의 부분으로서 구현될 수 있는 송신 디바이스(2100)가 도시된다. 도 20과 유사한 요소는 공통의 참조 번호들로 나타낸다. 또한, 송신 디바이스(2100)는 차폐(2125)를 포함한다. 일 실시예에서, (일 실시예에서 완충기(dampener)를 포함할 수 있는) 차폐(2125)는 흡수 재료 또는 완충 재료로 구성되고, 송신 매체(2002)를 둘러싼다. 통신의 일 방향에서, 전자기파(2104)가 전자기파(2108)를 생성하기 위해 커플러(2004)에 결합될 때, 일부는 전자기파(2106)로서 송신 매체(2002)를 따라 계속될 수 있다. 차폐(2125)는 전자기파(2106)를 실질적으로 또는 전체적으로 흡수하여 전파를 계속하지 않고 차폐(2125)의 다른 측상에 송수신기(2020')의 동작과의 간섭을 완화시킨다. 이러한 통신의 흐름을 계속하기 위해, 송수신기(2020)에 의해 수신된 전자기파(2108)로부터의 데이터 또는 신호들은 송수신기(2020')에 결합되고, 송신 매체(2002)상의 동일한 방향으로 다시 개시된다.
차폐(2125)는 반대 방향으로의 통신을 위해 유사한 기능들을 수행할 수 있다. 전자기파(2110)가 커플러(2004)에 결합되어 전자기파(2114)를 생성할 때, 일부는 전자기파(2112)로서 송신 매체(2002)를 따라 계속된다. 차폐(2125)는 전자기파(2112)를 실질적으로 또는 전체적으로 흡수하여 전파를 계속하지 않을 것이고, 차폐(2125)의 다른 측상의 송수신기(2020)의 동작과의 간섭을 완화하고, 동시에 커플러(2004)의 고유 방향성을 보강하고 강화한다. 도시된 바와 같이, 차폐(2125)는 반사들을 최소화하고 및/또는 임피던스 매칭을 제공하기 위해 양 측들상에 테이퍼링되거나, 라운딩되거나, 또는 베벨링되지만, 다른 설계들이 유사하게 가능하다.
도 22a는 여기에 설명된 다양한 양태들에 따른 전자기 분포의 일 예시적인, 비제한적인 실시예를 도시하는 도면이다. 특히, 전자기 분포(2200)는 앞서 설명된 유전체 도파관 커플러들 중 임의의 것과 같은 커플러(2202)를 포함하는 송신 디바이스에 대해 2 차원으로 제공된다. 커플러(2202)는 단선식 송신 매체와 같은 송신 매체(2204)의 외부 표면을 따라 전파를 위해 전자기파를 결합한다.
커플러(2202)는 전자기파를 대칭적인 유도파 모드를 통해 x0에서 접합부로 안내한다. 도시된 바와 같이, 커플러(2202)를 따라 전파하는 전자기파의 에너지의 대부분은 커플러(2202) 내에 포함된다. x0에서의 접합은 송신 매체(2204)의 바닥부에 대응하는 방위각으로 전자기파를 송신 매체에 결합한다. 이러한 결합은 적어도 하나의 유도파 모드를 통해 송신 매체의 외부 표면을 따라 전파하도록 안내되는 전자기파를 유도한다. 송신 매체(2204)를 따라 전파하는 전자기파의 에너지의 대부분은 송신 매체(2204)의 외부 표면에 근접하지만 외부에 있다. 도시된 예에서, x0에서의 접합은 대칭 모드 및 송신 매체(2204)의 표면을 스쳐 지나가는, 도 17과 관련하여 제시된 제 1 차 모드와 같은, 적어도 하나의 비대칭 표면 모드 둘 모두를 통해 전파하는 전자기파를 형성한다.
송신 매체(2204)의 표면을 따라 전파하는 전자기파의 대칭 및 비대칭 전파 모드(들)의 조합은 송신 매체(2204)의 커플러(2202)의 배향을 규정하는 방위각으로부터의 각도 편차의 함수로서, 뿐만 아니라 x0에서의 접합부로부터의 길이 방향 변위의 함수로서 변화하는 엔벨로프를 형성한다. 전자기파가 함수 W(Δθ, Δx, t)로 표현되는 것을 고려하면, Δθ는 송신 매체(2204)로의 커플러(2202)의 방향을 규정하는 방위각으로부터의 각도 편차를 나타내고, Δx는 x0에서 접합부로부터의 길이 방향 변위의 함수를 나타내고, t는 시간을 나타낸다. 전자기파 W의 엔벨로프는 A(Δθ, Δx)로 나타낼 수 있으며, 0 ≤ t ≤ ∞의 경우,
A(Δθ, Δx) = Max(W(Δθ, Δx, t))
따라서, 파가 송신 매체의 길이(Δx)를 따라 전파함에 따라 전자기파(W)가 시간의 함수로서 변화하는 동안, 엔벨로프(A)는 임의의 시간(t) 동안 전자기파의 최대 진폭이다. 정재파처럼, 엔벨로프(A)는 송신 매체를 따른 길이 방향 변위의 상대적으로 시간 고정 함수이다. 엔벨로프는 온도 또는 다른 환경 조건들과 같이 송신 매체의 천천히 변하는 파라미터들에 기초하여 변할 수 있지만, 엔벨로프는 일반적으로 그와 달리 시간의 함수로서 변화하지 않는다. 그러나, 정재파와 달리 엔벨로프 함수의 파장은 전자기파의 파장과 동일하지 않다. 특히, 엔벨로프 함수의 파장은 근본적인 전자기파의 파장보다 훨씬 더 크다. 도시된 예에서, 근본적인 전자기파의 파장 λc
Figure pct00001
0.8cm이고, 반면에 엔벨로프 함수의 엔벨로프 함수는 10 배 이상이다. 또한, 종래의 정재파와 달리, 엔벨로프(A)는 송신 매체(2204)로의 커플러(2202)의 배향을 규정하는 방위각으로부터의 각도 편차인, △θ의 함수로서 또한 변화한다.
도시된 예에서, 커플러(2202)는 송신 매체(2204)의 제 1 표면(하부)에서 송신 매체(2204) 상에 전자기파를 유도한다. x0에서의 접합에서, 전자기파는 송신 매체(2004)의 제 1 측(상부)에 대향하는 제 2 표면상에 훨씬 더 작은 레벨의 방사를 갖고 송신 매체의 하부에 집중된다. 송신 매체(2204)의 제 1 표면(하부)에서 전자기파의 엔벨로프는 x1에서 최소에 도달할 때까지 전파의 방향(2206)으로 송신 매체를 따라 감소한다. 그 대신에, 송신 매체(2204)의 제 2 표면(상부)을 고려하면, 전자기파의 엔벨로프는 x1에서 최대에 도달할 때까지 전파 방향(2206)으로 송신 매체를 따라 증가한다. 이러한 방식으로, 전자기파가 전파 방향(2206)을 따라 전파함에 따라, 엔벨로프는 최소 및 최대 사이에서 진동하는 사형 패턴(serpentine pattern) 및 송신 매체(2204)의 제 1 표면(상부) 및 제 2 표면(하부)을 따른 집중을 대략 따라간다. 제 1 및 제 2 표면들이 송신 매체(2204)에 대한 커플러(2202)의 위치 지정에 기초하여 다른 실시예에서 교환될 수 있다는 것을 알 수 있다는 것이 이해될 것이다. 예를 들어, 일 실시예에서, 제 1 표면은 커플러(2202)가 송신 매체와 만나는 동일한 표면상에 있다.
Δθ = 0의 값은 송신 매체(2204), 즉 송신 매체(2204)의 제 1 표면(하부)에 대한 커플러(2202)의 배향을 규정하는 방위각으로부터의 각도 편차에 대응하지 않는다. 송신 매체(2204)의 상부에서, 대향하는 표면은 Δθ = π, π 라디안의 각도 편차에 대응한다. 도시된 실시예에서, Δθ = 0에 대해, 엔벨로프는 x0 및 x2에서의 로컬 최대값 및 x1에서의 로컬 최소값을 갖는다. 반대로, Δθ = π에 대하여, 엔벨로프는 x0과 x2에서 로컬 최소값을 가지며 x1에서 로컬 최대값을 갖는다.
도 22b는 여기에 설명된 다양한 양태들에 따른 전자기 분포의 일 예시적인, 비제한적인 실시예를 도시하는 도면이다. 특히, 전자기 분포(2210)는 이전에 설명된 커플러들 중 임의의 것을 포함하는 송신 디바이스에 대해 2차원으로 제공된다. 전자기파(2212)는 이전에 논의된 단선식 송신 매체 또는 다른 송신 매체와 같은 송신 매체(2214)의 외부 표면을 따라 전파한다.
송신 매체(2214)를 따라 전파하는 전자기파(2212)의 에너지의 대부분은 송신 매체(2214)의 외부 표면의 바깥쪽에 있지만 그 근처에 있다. 전자기파(2214)의 대칭 및 비대칭 전파 모드(들)의 조합은 송신 매체(2214)를 따른 길이 방향 변위의 함수뿐만 아니라 축 방향의 함수로서 변화하는 엔벨로프를 형성한다. 전자기파(2212)가 전파 방향(2216)을 따라 전파함에 따라, 전자기파(2212)의 엔벨로프는 대략, 최소 및 최대 사이에서 진동하는 사형 패턴, 및 송신 매체(2214)의 상부 및 하부에 따른 집중을 따른다.
송신 매체(2214)의 하부에 대응하는 방위각 배향 θ = 0을 고려하자. 송신 매체(2904)의 상부에서 반대 표면은 π 라디안의 방위각 방위인 θ = π에 대응한다. 도시된 실시예에서, θ = 0에 대해, 엔벨로프는 (x1, x3, x5, x7)에서 로컬 최대값들 및 (x2, x4, x6)에서 로컬 최소값들을 갖는다. 반대로, θ = π에 대하여, 엔벨로프는 (x1, x3, x5, x7)에서 로컬 최소값들 및 (x2, x4, x6)에서 로컬 최대값들을 갖는다.
도 23은 여기에 설명된 다양한 양태들에 따른 함수의 일 예시적인, 비제한적인 실시예를 나타내는 도면이다. 특히, 그래프(2300)는 2 개의 상이한 고정된 각도 편차들(△θ)에 대한 엔벨로프(A)의 근사를 나타낸다. 도시된 바와 같이, 엔벨로프(A)는 최대값(Amax)과 최소값(Amin) 사이에서 변화하는 주기적인 함수이다.
함수(2302)는 고정된 각도 편차 Δθ = 0에 대한 엔벨로프 A의 근사를 나타낸다. 이 경우에,
A(0, Δx) =((A max - A min ) D(Δx) cos(2π Δx/ λ s )) + A min
여기서 D(Δx)는 D(0) = 1의 값을 갖는 단조 감소 함수이고, 이는 송신 매체의 길이를 따라 전파될 때 전자기파(W)의 진폭의 점진적 감소를 나타내며, λ s 는 엔벨로프의 파장을 나타낸다. 보여진 예에서:
λ s = 2(x 1 - x 0 )
이러한 예에서, Δθ = 0에 대해, 엔벨로프는 다음에서 로컬 최대값들을 갖는다:
Δx = 0, λ s , 2λ s ...
또는 더 일반적으로,
Δx = Nλ s
여기서 N은 정수이다. 또한, Δθ = 0에 대해, 엔벨로프는 다음 위치에서 로컬 최소값들을 갖는다:
Δx = λ s /2, 3λ s /2 ...
또는 더 일반적으로,
Δx =(2N+1)λ s /2
함수(2304)는 고정된 각도 편차 Δθ = π에 대한 엔벨로프 A의 근사를 나타낸다. 이러한 경우,
A(π,Δx)=((Amax - Amin)D(Δx) cos(2πΔx/λ s +π)) + Amin
이러한 예에서, Δθ = π에 대하여, 엔벨로프는 다음에서 로컬 최소값들을 갖는다:
Δx = 0,λ s ,2λ s ...
또는 더 일반적으로,
Δx = Nλ s
여기서 N은 정수이다. 또한, Δθ = 0에 대하여, 엔벨로프는 다음에서 로컬 최대값들을 갖는다:
Δx = λ s /2, 3λ s /2 ...
또는 더 일반적으로 다음에서,
Δx =(2N+1)λ s /2.
함수들(2302, 2304)이 송신 매체의 상부 및 하부에서 엔벨로프(A)의 근사들을 제공하는 동안, 일 실시예에서, 전자기파(W)의 적어도 하나의 유도파 모드는 파가 송신 매체의 길이를 따라 전파함에 따라 각을 이루어 회전한다. 이러한 경우, 엔벨로프 A는 다음과 같이 근사될 수 있다:
A(Δθ,Δx)=((Amax - Amin)D(Δx)cos(2πΔx/λ s +Δθ)) + Amin
또는
A(Δθ,Δx)=((Amax - Amin)D(Δx)cos(-2πΔx/λ s +Δθ)) + Amin
이는 축 회전이 시계 방향인지 반시계 방향인지에 의존한다.
상기 제시된 예와 함께, Δθ = π에 대하여, 엔벨로프는 다음에서 로컬 최소값들을 갖는다:
Δx = Nλ s
그리고, Δθ = 0에 대하여, 엔벨로프는 다음에서 로컬 최대값들을 갖는다:
Δx =(2N+1)λ s /2
Δx의 고정된 값을 고려하면, Δx = 0에 대하여, 엔벨로프는 다음에서 로컬 최소값을 갖는다:
Δθ = π
그리고 다음에서 로컬 최대값:
Δθ = 0
Δx = λ s /2에 대하여, 엔벨로프는 다음에서 로컬 최대값을 갖는다:
Δθ = π
그리고 다음에서 로컬 최소값:
Δθ = 0
상기 근사를 사용하여, 로컬 최소값들 및 최대값들은 다른 축 방향 편차들에 대해서도 계산될 수 있다. Δθ = π/2이고, 시계 방향으로 회전하는 경우를 고려하면, 엔벨로프는 다음에서 로컬 최대값들을 갖는다:
Δx = λ s /4, 5λ s /4 ...
그리고 다음에서 로컬 최소값들:
Δx = 3λ s /4, 7λ s /4 ...
Δθ = -π/2 및 반시계 방향 회전을 고려하면, 엔벨로프는 다음에 로컬 최대값을 갖는다:
Δx = λ s /4, 5λ s /4 ...
그리고 다음에서 로컬 최소값들 :
Δx = 3λ s /4, 7λ s /4 ...
엔벨로프(A)의 근사는 축 방향 또는 공간 다이버시티를 통해 다수의 전자기파들(W)을 통한 동시 통신을 지원하기 위해 송신 매체에서 다수의 커플러들의 배치를 설계하는 데 유용할 수 있다. 예를 들어, 하나의 커플러를 엔벨로프의 로컬 최소값에 대응하는 다른 커플러로부터의 축 방향 편향 및/또는 길이 방향 변위에 배치하는 것은 전자기파들 사이의 절연을 증가시키고 이들 커플러들 사이의 간섭의 양을 감소시킨다. 또한, 대응하는 로컬 최대값에서 송신 커플러로부터의 축 방향 편향 및/또는 길이 방향 변위에 수신 커플러를 배치하는 것은 송신 커플러로부터 수신 커플러로 송신되는 전자기파에 대한 신호 이득 및 데이터 처리량을 증가시킬 수 있다. 다양한 선택적인 기능 및 특징을 포함하는 그러한 구성의 다른 예들이 도 24 내지 도 34과 함께 분석될 것이다.
도 24는 여기에 설명된 다양한 양태들에 따른 송신 시스템의 일 예시적인, 비제한적 실시예의 블록도이다. 송신 시스템(2400)은 송신 매체(2002)를 따라 거리를 두고 떨어져 있는 2 개의 송신 디바이스들을 포함하는 것으로 나타내진다. 이러한 시스템에서, 송신기(2410)는 제 1 데이터를 전달하는 전자기파(2402)를 생성한다. 커플러(2450)는 전자기파(2402)를 제 1 방위각으로 송신 매체(2002)에 결합시켜 하나 이상의 유도파 모드들을 통해 송신 매체(2002)의 외부 표면을 따라 전파하도록 안내되는 전자기파(2404)들을 형성하는 접합부(212)로 전자기파(2402)를 안내한다. 전자기파(2404)는 제 1 방위각으로부터의 각도 편차(Δθ) 및 접합부(2412)로부터의 길이 방향 변위(Δx)의 함수로서 변화하는 엔벨로프를 갖는다. 함수는 제 1 방위각으로부터의 각도 편차 △θ = θ1 및 접합부(2412)로부터의 각도 변위 Δx = x1에서 로컬 최소값을 갖는다. 커플러(2454)는 전자기파(2404)로부터 전자기파(2406)를 형성하고 전자기파(2454)를 수신기(2440)로 안내하여 제 1 데이터를 수신한다.
원격 송신기(2430)는 전자기파(2434)로서 2414에서의 접합부에서 커플러(2456)를 통해 송신 매체(2002) 상에 결합된 제 2 데이터를 전달하는 전자기파(2432)를 생성한다. 전자기파(2434)는 송신 매체에 대향하는 방향으로 송신 매체(2002)의 외부 표면을 따라 전파한다. 커플러(2452)는 접합부(2416)에서 송신 매체(2002)로부터 전자기파(2434)를 결합하여 제 2 데이터를 수신하는 수신기(2420)로 안내되는 전자기파(2436)를 형성한다. 접합부(2416)에서 커플러(2452)는 제 1 방위각으로부터의 각도 편차 Δθ = θ1 및 접합부(2412)로부터의 길이 방향 변위 Δx = x1에 대응한다. 도시된 바와 같이, θ1 = π 및 Δx = 0, 전자기파(2404)의 엔벨로프의 로컬 최대값에 커플러(2452)를 배치한다. 접합부(2416)에서의 커플러(2452)의 이러한 배치는 수신기(2420)에 대한 전자기파(2404)의 블리드 스루(bleed through)를 감소시키는 것을 돕는다. 유사한 효과가 송신기(2430)와 수신기(2440) 사이에서 발생한다.
다양한 실시예들에서, 수신기/송신기 쌍(2410/2440)의 커플러들은 동일한 축 방향으로 배향되고, 접합부들(2412 및 2418) 사이의 길이 방향 변위(d1)는 수신 커플러(2454)가 엔벨로프의 로컬 최대값에 배치되도록 선택된다. 또한 도 23과 관련하여 제시된 예들을 더 고려하면,
d1 = Nλ s
전자기파(2432)가 전자기파(2402)와 동일한 반송 주파수에서 송신되는 경우, 각각의 전자기파는 동일한 파장을 가지며, 유사한 효과가 접합부들(2414, 2416) 사이에서 발생한다.
시스템(2400)의 두 개의 송신 디바이스들의 각각은 트레이닝 제어기(1900)와 유사하게 동작하는 트레이닝 제어기(2425)를 포함한다. 그러나, 이러한 실시예에서, 트레이닝 제어기(2425)는 전자기파(2436)을 통해 수신기(2420)에 의해 수신된 피드백 데이터에 기초하여 송신기(2410)에 의해 생성된 전자기파(2402)의 적어도 하나의 반송 주파수를 선택한다. 트레이닝 제어기(2435)는 수신기(2440)에 의한 전자기파(2406)의 수신에 기초하여 이러한 피드백 데이터를 생성하고, 송신기(2430)에 의해 생성된 전자기파(2432)를 통해 피드백 데이터를 송신한다. 트레이닝 제어기들은 전자기파(2434)의 반송 주파수를 확립하기 위해 상호적으로 동작할 수 있다. 대안으로, 트레이닝 제어기들(2425, 2435)은 송신 매체(2002)를 따라 전자기파들(2404, 2434)의 전파를 촉진할 뿐만 아니라, 각각의 송신 디바이스를 통해 송신기 블리드 스루를 감소시키면서 수신 커플러에서 원하는 전자기파의 엔벨로프를 또한 증가시키는 단일 반송 주파수를 선택하기 위해 협력적인 방식으로 동작할 수 있다.
각각의 커플러(2450, 2452, 2454 또는 2456)는 송신기 또는 수신기 중 어느 하나를 통해 단방향 통신에 결합하는 것으로 도시되어 있지만, 보다 일반적으로는, 각각의 커플러는 도 20과 함께 기술된 송신 디바이스와 유사한 방식으로 양방향 통신들에 결합하기 위한 송신기 및 수신기 둘 모두를 포함하는 송수신기에 결합될 수 있다.
또한, 송신 시스템(2400)의 동작이 송신을 향상시키고 디바이스들간의 간섭을 감소시키기 위해 엔벨로프의 최소값들 또는 최대값들을 정렬하는 것으로 기술되었지만, 동일한 원리들이 송신 매체를 공유하는 상이한 파들 사이의 간섭을 감소시키는 데 적용될 수 있다. 관련 부분에서, 파의 엔벨로프는 조정될 수 있고 및/또는 특정 송신기들 및 수신기들의 각도 또는 길이 방향 위치가 유익한 효과를 위해 송신 매체를 공유하는 하나 이상의 동시에 발생하는 파들을 정렬하도록 조정될 수 있다.
다양한 실시예들에서, 송신 시스템(2400)의 하나 이상의 구성 요소들과 같은 도파관 시스템은 제 1 비대칭 전자기파의 제 1 송신 엔벨로프를 결정하고, 제 1 송신 엔벨로프는 제 1 비대칭 전자기파와 제 2 파장에서 제 2 송신 엔벨로프를 갖는 제 2 비대칭 전자기파 사이의 신호 간섭을 감소시키는 제 1 파장을 갖는다. 이러한 결정은 도파관 시스템의 다른 구성 요소들을 통해 또는 시스템의 초기 설계 및 설정을 통해 트레이닝 제어기(2425)에 의해 수행될 수 있다. 상기 결정은 제 1 비대칭 전자기파의 신호의 제 1 부분과 제 2 비대칭 전자기파의 신호의 제 2 부분 사이, 예를 들면, 두 신호들의 엔벨로프들의 관심 지점들(최소값들 또는 최대값들) 사이의 각 변위를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
도파관 시스템은 제 2 비대칭 전자기파가 송신 매체의 외부 표면상에 전파하는 것과 동시에 제 1 송신 엔벨로프에 따라 송신 매체의 외부 표면상에 제 1 비대칭 전자기파를 송신한다. 이러한 도파관 시스템은 각 변위에 따라 제 1 비대칭 전자기파의 송신을 조정할 수 있다. 예를 들어, 도파관 시스템에 의해 송신된 비대칭 전자기파들의 동작 주파수 또는 송신 매체에 대한 도파관 시스템의 커플러의 위치를 조정함으로써.
도 25는 여기에 설명된 다양한 양태들에 따른 송신 시스템의 일 예시적인, 비제한적인 실시예의 블록도이다. 이러한 시스템(2500)은 송신 시스템(2400)과 유사한 방식으로 동작한다. 송신기(2510) 및 수신기(2520)는 송신기(2540) 및 수신기(2530)를 포함하는 원격 송신 디바이스와 통신하는 하나의 송신 디바이스의 일부이다. 동작시, 송신기(2520)는 수신기(2530)에 데이터를 전달하는 전자기파를 전송하고, 송신기(2540)는 수신기(2520)에 데이터를 전달하는 다른 전자기파를 전송한다. 이들 두 개의 전자기파들은 반대 방향들로 송신 매체(2002)를 횡단한다.
각각의 송신 디바이스의 송신기 및 수신기 쌍은 반대 축 방향들로 결합되지만 동일한 공간 변위로 결합된다. 유사하게, 송신기(2510) 및 수신기(2520)는 동일한 위치(예를 들어, 실질적으로 동일한 길이 방향 위치)에 결합되지만, 송신 매체(2002)의 반대 측들상에 결합된다. 유사하게, 송신기(2540) 및 수신기(2530)는 동일한 위치(예를 들어, 실질적으로 동일한 길이 방향 위치)에 결합되지만, 송신 매체(2002)의 반대 측면들상에 - 다른 송신 디바이스의 결합 포인트로부터의 거리(d2)에 결합된다.
그러나, 이러한 실시예에서, 서로 통신하는 송신기/수신기 쌍들은 상이한 축 편차들로 배향된다. 특히, 수신기/송신기 쌍(2510/2530)의 커플러들은 상이한(반대) 축 방향들로 배향되고, 접합부들 사이의 길이 방향 변위(d2)는 수신 커플러가 여전히 엔벨로프의 로컬 최대값에 배치되도록 선택된다. 또한, 도 23과 함께 나타내진 예를 고려하면,
d2 = Nλ s + λ s /2
송신기/수신기 쌍(2540/2520)이 동일한 반송 주파수를 채용하면, 송신 매체를 따라 반대 방향으로의 송신에 대해 유사한 효과가 발생한다.
특별히 도시되지는 않았지만, 각각의 송신 디바이스는 각각의 수신 커플러의 배치가 엔벨로프의 로컬 최대값에 가능한 한 가깝게 대응하도록 전자기파의 반송 주파수를 조정하기 위하여 트레이닝 제어기(2425 또는 2435)와 같은 트레이닝 제어기를 포함할 수 있다. 각각의 커플러(2004)는 송신기 또는 수신기 중 하나를 통해 단방향 통신에 참여하는 것으로 도시되어 있지만, 보다 일반적으로, 각각의 커플러는 도 20과 함께 기술된 송신 디바이스와 유사한 방식으로 양방향 통신에 참여하기 위한 송신기 및 수신기 둘 모두를 포함하는 송수신기에 결합될 수 있다.
도 26은 여기에 설명된 다양한 양태들에 따른 송신 시스템의 일 예시적인, 비제한적 실시예의 블록도이다. 이러한 시스템(2600)은 송신 시스템(2400)과 유사한 방식으로 동작한다. 송신기(2410) 및 수신기(2420)는 송신기(2430) 및 수신기(2440)를 포함하는 원격 송신 디바이스와 통신하는 하나의 송신 디바이스의 일부이다. 동작시, 송신기(2410)는 수신기(2440)로 데이터를 전달하는 전자기파를 전송하고, 송신기(2430)는 수신기(2420)로 데이터를 전달하는 또 다른 전자기파를 전송한다. 이들 두 전자기파들은 반대 방향으로 송신 매체(2002)를 횡단한다.
각각의 송신 디바이스 내의 송신기 및 수신기는 반대의 축 방향들이지만 상이한 공간 편차(d3)에서 송신 매체(2002)에 결합된다. 이러한 경우, d3의 값은 Δθ = π에 대한 엔벨로프의 로컬 최소값에 대응하도록 선택된다. 도 23과 관련하여 제시된 예들을 또한 고려하면,
d3 = Nλ s
이러한 경우에, 서로 통신하는 송신기/수신기 쌍들은 송신 매체의 상부 또는 하부에서 동일한 축 방향들로 배향된다. 특히, 수신기/송신기 쌍(2420/2430)의 커플러들은 송신 매체(2002)의 상부에서 동일한 축 방향으로 배향되고, 접합부들 사이의 길이 방향 변위(d1)는 수신 커플러가 여전히 엔벨로프의 로컬 최대값에 배치되도록 선택된다. 이러한 경우,
d1 = Nλ s
송신기/수신기 쌍(2410/2440)이 동일한 반송 주파수를 채용하면, 송신 매체를 따라 반대 방향의 송신에 대하여 유사한 효과가 발생한다.
특별히 도시되지는 않았지만, 각각의 송신 디바이스는 각각의 수신기 커플러의 배치가 엔벨로프의 로컬 최대값에 가능한 한 가깝게 대응하도록 전자기파들의 반송 주파수를 조정하기 위해 트레이닝 제어기(2425 또는 2435)와 같은 트레이닝 제어기를 포함할 수 있다. 각각의 커플러(2004)는 송신기 또는 수신기 중 하나를 통해 단방향 통신에 참여하는 것으로 도시되어 있지만, 보다 일반적으로, 각각의 커플러는 도 20에 기술된 송신 디바이스와 유사한 방식으로 양방향 통신들에 참여하기 위한 송신기 및 수신기 둘 모두를 포함하는 송수신기에 결합될 수 있다.
도 27은 여기에 설명된 다양한 양태들에 따른 송신 시스템의 일 예시적인, 비제한적 실시예의 블록도이다. 이러한 시스템(2700)은 송신 시스템(2400)과 유사한 방식으로 동작한다. 송신기(2510) 및 수신기(2520)는 송신기(2540) 및 수신기(2530)를 포함하는 원격 송신 디바이스와 통신하는 하나의 송신 디바이스의 일부이다. 동작시, 송신기(2510)는 수신기(2530)로 데이터를 전달하는 전자기파를 전송하고, 송신기(2540)는 수신기(2520)로 데이터를 전달하는 또 다른 전자기파를 전송한다. 이들 두 전자기파들은 반대 방향들로 송신 매체(2002)를 횡단한다.
각각의 송신 디바이스 내의 송신기 및 수신기는 반대 축 방향들이지만 상이한 공간 편차들(d3)에서 송신 매체(2002)에 결합된다. 이러한 경우, d3의 값은 Δθ = π에 대한 엔벨로프의 로컬 최소값에 대응하도록 선택된다. 도 23과 함께 나타내진 예들을 또한 고려하면,
d3 = Nλ s
이러한 실시예에서, 서로 통신하는 송신기/수신기 쌍들은 또한 상이한 축 방향으로 편향된다. 특히, 수신기/송신기 쌍(2510/2530)의 커플러들은 상이한(반대) 축 방향들로 배향되고, 접합부들 사이의 길이 방향 변위(d2)는 수신 커플러가 여전히 엔벨로프의 로컬 최대값에 배치되도록 선택된다. 도 23과 함께 나타내진 예들을 또한 고려하면,
d2 = Nλ s + λ s /2
송신기/수신기 쌍(2540/2520)이 동일한 반송 주파수를 채용하면, 송신 매체를 따라 반대 방향의 송신에 대해서 유사한 효과가 발생한다.
특별히 도시되지는 않았지만, 각각의 송신 디바이스는 각각의 수신기 커플러의 배치가 엔벨로프의 로컬 최대값에 가능한 한 가깝게 대응하도록 전자기파들의 반송 주파수를 조정하기 위해 트레이닝 제어기(2425 또는 2435)와 같은 트레이닝 제어기를 포함할 수 있다. 각각의 커플러(2004)는 송신기 또는 수신기 중 하나를 통해 단방향 통신에 참여하는 것으로 도시되어 있지만, 보다 일반적으로, 각각의 커플러는 도 20과 함께 기술된 송신 디바이스와 유사한 방식으로 양방향 통신에 참여하기 위한 송신기 및 수신기 둘 모두를 포함하는 송수신기에 결합될 수 있다.
도 24 내지 도 27은 반대 방향들인 두 전자기파들이 동일한 송신 매체를 공유하는 예들을 제시하고, 도 28 내지 도 31은 동일한 방향으로 전자기파들의 동시 전송을 지원하는 유사한 구성들을 제시한다.
도 28은 여기에 기술된 다양한 양태들에 따른 송신 시스템의 일 예시적인, 비제한적인 실시예의 블록도이다. 이러한 시스템(2800)은 송신 시스템(2400)과 유사한 방식으로 동작한다. 송신기들(2810, 2830)은 수신기들(2820, 2840)을 포함하는 원격 송신 디바이스와 통신하는 하나의 송신 디바이스의 일부이다. 동작시, 송신기(2810)는 수신기(2840)로 데이터를 전달하는 전자기파를 전송하고, 송신기(2830)는 수신기(2820)로 데이터를 전달하는 또 다른 전자기파를 전송한다. 이들 두 전자기파들은 동일한 방향으로 송신 매체(2002)를 횡단한다.
각각의 송신 디바이스의 송신기 및 수신기 쌍은 반대 축 방향들로 결합되지만 동일한 공간적 변위로 결합된다. 이와 같이, 송신기들(2810, 2830)이 동일한 위치(예를 들면, 실질적으로 동일한 길이 방향 위치)에 결합되지만, 송신 매체(2002)의 반대 측들상에 결합된다. 유사하게, 수신기들(2820, 2840)은 동일한 위치(예를 들어, 실질적으로 동일한 길이 방향 위치)에 결합되지만, 송신 매체(2002)의 대향 측면 상에 - 다른 송신 디바이스의 결합 포인트로부터 거리(d1)에 결합된다.
이러한 경우, 서로 통신하는 송신기/수신기 쌍들은 송신 매체의 상부 또는 하부 중 어느 하나에서 동일한 축 방향들로 배향된다. 특히, 수신기/송신기 쌍(2830/2820)의 커플러는 송신 매체(2002)의 상부에서 동일한 축 방향으로 배향되고, 접합부들 사이의 길이 방향 변위(d1)는 수신 커플러가 여전히 엔벨로프의 로컬 최대값에서 배치되도록 선택된다. 이러한 경우에서,
d1 = Nλ s
송신기/수신기 쌍(2810/2840)이 동일한 반송 주파수를 채용하면, 송신 매체를 따라 동일한 방향의 송신에 대하여 유사한 효과가 발생한다.
특별히 도시되지는 않았지만, 각각의 송신 디바이스는 각각의 수신 커플러의 배치가 로컬 최대값에 가능한 한 가깝게 대응하도록 전자기파들의 반송 주파수를 조정하기 위해 트레이닝 제어기(2425 또는 2435)와 같은 트레이닝 제어기를 포함할 수 있다. 각각의 커플러(2004)는 송신기 또는 수신기 중 하나를 통해 단방향 통신에 참여하는 것으로 도시되어 있지만, 보다 일반적으로, 각각의 커플러는 도 20과 함께 기술된 송신 디바이스와 유사한 방식으로 양방향 통신들에 참여하기 위한 송신기 및 수신기 둘 모두를 포함하는 송수신기에 결합될 수 있다.
도 29는 여기에 기술된 다양한 양태들에 따른 송신 시스템의 일 예시적인, 비제한적 실시예의 블록도이다. 이러한 시스템(2900)은 송신 시스템(2400)과 유사한 방식으로 동작한다. 송신기들(2910, 2940)은 수신기들(2920, 2930)을 포함하는 원격 송신 디바이스와 통신하는 하나의 송신 디바이스의 일부이다. 동작시, 송신기(2910)는 수신기(2930)로 데이터를 전달하는 전자기파를 송신하고, 송신기(2940)는 수신기(2920)로 데이터를 전달하는 또 다른 전자기파를 송신한다. 이들 두 개의 전자기파들은 동일한 방향으로 송신 매체(2002)를 횡단한다.
각각의 송신 디바이스의 송신기 및 수신기 쌍은 반대 축 방향들이지만 동일한 공간적 변위로 결합된다. 마찬가지로, 송신기들(2910, 2940)은 동일한 위치에서 송신 매체(2002)의 대향 측면들에 결합된다. 유사하게, 수신기들(2920, 2930)은 동일한 위치이지만 송신 매체(2002)의 다른 측들상- 다른 송신 디바이스의 결합 포인트로부터 거리 d2에 결합된다.
그러나, 이러한 실시예에서, 서로 통신하는 송신기/수신기 쌍들은 상이한 축 편차들로 배향된다. 특히, 수신기/송신기 쌍(2910/2930)의 커플러들은 상이한(반대) 축 방향들로 배향되고, 접합부들 사이의 길이 방향 변위(d2)는 수신 커플러가 여전히 엔벨로프의 로컬 최대값에 배치되도록 선택된다. 도 23과 함께 나타내진 예를 또한 고려하면,
d2 = Nλ s + λ s /2
송신기/수신기 쌍(2940/2920)이 동일한 반송 주파수를 채용하면, 송신 매체를 따라 동일한 방향의 송신에 대해 유사한 효과가 발생한다.
특별히 도시되지는 않았지만, 각각의 송신 디바이스는 각각의 수신 커플러의 배치가 엔벨로프의 로컬 최대값에 가능한 한 근접하게 대응하도록 전자기파들의 반송 주파수를 조정하기 위해 트레이닝 제어기(2425 또는 2435)와 같은 트레이닝 제어기를 포함할 수 있다. 각각의 커플러(2004)는 송신기 또는 수신기 중 하나를 통해 단방향 통신에 참여하는 것으로 도시되지만, 보다 일반적으로, 각각의 커플러는 도 20과 함께 기술된 송신 디바이스와 유사한 방식으로 양방향 통신에 참여하기 위한 송신기 및 수신기 둘 모두를 포함하는 송수신기에 결합될 수 있다.
도 30은 여기에 기술된 다양한 양태들에 따른 송신 시스템의 일 예시적인, 비제한적인 실시예의 블록도이다. 이러한 시스템(3000)은 송신 시스템(2400)과 유사한 방식으로 동작한다. 송신기들(2810, 2830)은 수신기들(2820, 2840)을 포함하는 원격 송신 디바이스와 통신하는 하나의 송신 디바이스의 일부이다. 동작시, 송신기(2810)는 수신기(2840)로 데이터를 전달하는 전자기파를 전송하고, 송신기(2830)는 수신기(2820)로 데이터를 전달하는 또 다른 전자기파를 전송한다. 이들 두 전자기파들은 동일한 방향으로 송신 매체(2002)를 횡단한다.
각각의 송신 디바이스 내의 송신기 및 수신기는 반대 축 방향들이지만 상이한 공간 편차들(d3)에서 송신 매체(2002)에 결합된다. 이러한 경우, d3의 값은 Δθ = π에 대한 엔벨로프의 로컬 최소값에 대응하도록 선택된다. 도 23과 함께 나타내진 예를 또한 고려하면,
d3 = Nλ s
이러한 경우, 서로 통신하는 송신기/수신기 쌍들은 송신 매체의 상부 또는 하부 중 어느 하나에서 동일한 축 방향들로 배향된다. 특히, 수신기/송신기 쌍(2820/2830)의 커플러들은 송신 매체(2002)의 상부에서 동일한 축 방향으로 배향되고, 접합부들 사이의 길이 방향 변위(d1)는 수신 커플러가 여전히 엔벨로프의 로컬 최대값들에 배치되도록 선택된다. 이러한 경우,
d1 = Nλ s
송신기/수신기 쌍(2810/2840)이 동일한 반송 주파수를 채용하면, 송신 매체를 따라 동일한 방향의 송신에 대하여 유사한 효과가 발생한다.
특별히 도시되지는 않았지만, 각각의 송신 디바이스는 각각의 수신기 커플러의 배치가 엔벨로프의 로컬 최대값에 가능한 한 근접하게 대응하도록 전자기파들의 반송 주파수를 조정하기 위해 트레이닝 제어기(2425 또는 2435)와 같은 트레이닝 제어기를 포함할 수 있다. 각각의 커플러(2004)는 송신기 또는 수신기 중 하나를 통해 단방향 통신에 참여하는 것으로 도시되어 있지만, 보다 일반적으로, 각각의 커플러는 도 20과 함께 기술된 송신 디바이스와 유사한 방식으로 양방향 통신들에 참여하기 위한 송신기 및 수신기 둘 모두를 포함하는 송수신기에 결합될 수 있다.
도 31은 여기에 기술된 다양한 양태들에 따른 송신 시스템의 일 예시적인, 비제한적 실시예의 블록도이다. 이러한 시스템(3100)은 송신 시스템(2400)과 유사한 방식으로 동작한다. 송신기(2910, 2940)는 수신기(2920, 2930)를 포함하는 원격 송신 디바이스와 통신하는 하나의 송신 디바이스의 일부이다. 동작시, 송신기(2910)는 수신기(2930)로 데이터를 전달하는 전자기파를 전송하고, 송신기(2940)는 수신기(2920)로 데이터를 전달하는 다른 전자기파를 전송한다. 이들 두 전자기파들은 동일한 방향으로 송신 매체(2002)를 횡단한다.
각각의 송신 디바이스 내의 송신기 및 수신기는 반대 축 방향이지만 상이한 공간 편차(d3)에서 송신 매체(2002)에 결합된다. 이러한 경우, d3의 값은 Δθ = π에 대하여 엔벨로프의 로컬 최소값에 대응하도록 선택된다. 도 23과 함께 나타내진 예들을 또한 고려하면,
d3 = Nλ s
이러한 실시예에서, 서로 통신하는 송신기/수신기 쌍들은 또한 상이한 축 편차들로 배향된다. 특히, 수신기/송신기 쌍(2910/2930)의 커플러들은 상이한(반대) 축 방향들로 배향되고, 접합부들 사이의 길이 방향 변위(d2)는 수신 커플러가 여전히 엔벨로프의 로컬 최대값에 배치되도록 선택된다. 도 23과 함께 나타내진 예들을 또한 고려하면,
d2 = Nλ s + λ s /2
송신기/수신기 쌍(2940/2920)이 동일한 반송 주파수를 채용하면, 송신 매체를 따라 동일한 방향의 송신에 대하여 유사한 효과가 발생한다.
특별히 도시되지는 않았지만, 각각의 송신 디바이스는 각각의 수신기 커플러의 배치가 로컬 최대값에 가능한 한 근접하게 대응하도록 전자기파들의 반송 주파수를 조정하기 위해 트레이닝 제어기(2425 또는 2435)와 같은 트레이닝 제어기를 포함할 수 있다. 각각의 커플러(2004)는 송신기 또는 수신기 중 하나를 통해 단방향 통신에 참여하는 것으로 도시되어 있지만, 보다 일반적으로, 각각의 커플러는 도 20과 함께 기술된 송신 디바이스와 유사한 방식으로 양방향 통신들에 참여하기 위한 송신기 및 수신기 둘 모두를 포함하는 송수신기에 결합될 수 있다.
도 24 내지 도 31은 송신기들 및 수신기들, 또는 보다 일반적으로, 송신 디바이스의 송수신기들이 전자기파들의 동시 송신 및 수신을 지원하기 위해 상이한 축 방향으로 송신 디바이스에 결합되는 예들을 나타내지만, 도 32 내지 도 34는 송신기들, 수신기들 또는 송수신기들이 축 정렬로 결합되는 송신 디바이스들을 통한 전자기파들의 동시 전송을 지원하는 유사한 구성을 나타낸다.
도 32는 여기에 설명된 다양한 양태들에 따른 송신 시스템의 일 예시적인, 비제한적인 실시예의 블록도이다. 이러한 시스템(3200)은 송신 시스템(2400)과 유사한 방식으로 동작한다. 송신 디바이스 내의 송신기(2410) 및 수신기(2420)는 동일한 축 방향들이지만 상이한 공간 편차(d4)에서 송신 매체(2002)에 결합된다. 이러한 경우에서, d4의 값은 Δθ = 0에 대하여 엔벨로프의 로컬 최소값에 대응하도록 선택된다. 도 23과 함께 나타내진 예들을 또한 고려하면,
d4 = Nλ s + λ s /2
N = 0 인 경우,
d4 = Nλ s + λ s /2
구체적으로 도시되지는 않았지만, 송신 디바이스는 수신기 커플러의 배치가 엔벨로프의 로컬 최대값에 가능한 한 근접하게 대응하도록 전자기파들의 반송 주파수를 조정하는 트레이닝 제어기(2425 또는 2435)와 같은 트레이닝 제어기를 포함할 수 있다. 각각의 커플러(2004)는 송신기 또는 수신기 중 하나를 통해 단방향 통신에 참여하는 것으로 도시되어 있지만, 보다 일반적으로, 각각의 커플러는 도 20과 함께 기술된 송신 디바이스와 유사한 방식으로 양방향 통신들에 참여하기 위한 송신기 및 수신기 둘 모두를 포함하는 송수신기에 결합될 수 있다.
도 33은 여기에 기술된 다양한 양태들에 따른 송신 시스템의 일 예시적인, 비제한적 실시예의 블록도이다. 이러한 시스템(3300)은 송신 시스템(2400)과 유사한 방식으로 동작한다. 송신 디바이스 내의 송신기들(2410)은 동일한 축 방향이지만 상이한 공간 편차(d4)로 송신 매체(2002)에 결합된다. 이러한 경우에는, d4의 값은 Δθ = 0에 대하여 엔벨로프의 로컬 최소값에 대응하도록 선택된다. 도 23과 함께 나타내진 예들을 또한 고려하면,
d4 = Nλ s + λ s /2
N = 0인 경우,
d4 = Nλ s + λ s /2
구체적으로 도시되지는 않았지만, 송신 디바이스는 수신기 커플러의 배치가 엔벨로프의 로컬 최대값에 가능한 한 근접하게 대응하도록 전자기파들의 반송 주파수를 조정하기 위해 트레이닝 제어기(2425 또는 2435)와 같은 트레이닝 제어기를 포함할 수 있다. 각각의 커플러(2004)가 송신기를 통한 단방향 통신에 참여하는 것으로 도시되었지만, 보다 일반적으로는, 각 커플러는 도 20과 함께 기술된 송신 디바이스와 유사한 방식으로 양방향 통신들에 참여하기 위한 송신기 및 수신기 둘 모두를 포함하는 송수신기에 결합될 수 있다.
도 34는 여기에 기술된 다양한 양태들에 따른 송신 시스템의 일 예시적인, 비제한적인 실시예의 블록도이다. 이러한 시스템(3400)은 송신 시스템(2400)과 유사한 방식으로 동작한다. 송신 디바이스 내의 수신기(2420)는 동일한 축 방향들이지만 상이한 공간 편차(d4)에서 송신 매체(2002)에 결합된다. 이러한 경우에는, d4의 값은 Δθ = 0에 대한 엔벨로프의 로컬 최소값에 대응하도록 선택된다. 도 23과 함께 나타내진 예들을 또한 고려하면,
d4 = Nλ s + λ s /2
N = 0인 경우,
d4 = Nλ s + λ s /2
구체적으로 도시되지는 않았지만, 송신 디바이스는 수신기 커플러의 배치가 엔벨로프의 로컬 최대값에 가능한 한 근접하게 대응하도록 전자기파들의 반송 주파수를 조정하기 위해 트레이닝 제어기(2425 또는 2435)와 같은 트레이닝 제어기를 포함할 수 있다. 각각의 커플러(2004)는 수신기를 통해 단방향 통신에 참여하는 것으로 도시되어 있지만, 보다 일반적으로는, 각각의 커플러는 도 20과 함께 기술된 송신 디바이스와 유사한 방식으로 양방향 통신들에 참여하기 위한 송신기 및 수신기 둘 모두를 포함하는 송수신기에 결합될 수 있다.
도 24 내지 도 34와 함께 나타내진 예들이 Δθ = 0 또는 Δθ = π의 축 방향 편차들을 갖는 송신 디바이스들 및 통신 시스템들에 초점을 맞추었지만, 다른 편차들 Δθ가 가능하다. 도 23과 함께 논의된 바와 같이, 전자기파들은 대응하는 길이 방향 변위들(Δx)에서 다른 축 방향 편차들(Δθ)을 지원하는 로컬 최대값들 및 최소값들을 갖는 엔벨로프와 함께 전파할 수 있다. 엔벨로프가 다음과 같이 근사될 수 있는 예를 고려하라:
A(Δθ, Δx) =((Amax - Amin) D(Δx) cos(2πΔx/λ s + Δθ)) + Amin
그리고 Δθ = π/2일 때, 엔벨로프는 다음에서 로컬 최대값을 갖는다:
Δx = λ s /4, 5λ s /4 ...
그리고 다음에서 로컬 최소값들:
Δx = 3λ s /4, 7λ s /4 ...
동일한 송신 디바이스의 두 송수신기들은 Δθ = π/2 및 Δx = 3λ s /4로 배치될 수 있으며 유사한 원격 송신 디바이스는 d =(4N + 1)λ s /4의 거리에 배치될 수 있다.
다른 축 방향 편차들 및/또는 더 많은 수의 송수신기들을 갖는 다른 예들도 마찬가지로 가능하다.
도 35는 여기에 설명된 다양한 양태들에 따른, 유도파 통신 시스템의 일 예시적인, 비제한적인 실시예를 나타내는 블록도이다. 유도파 통신 시스템(3500)은 매크로셀 사이트(3502) 또는 다른 네트워크 접속에 통신 가능하게 결합되는 하나 이상의 기지국 디바이스들(예를 들어, 기지국 디바이스(3504))를 포함하는 분산형 안테나 시스템일 수 있다. 기지국 디바이스(3504)는 도시된 바와 같이 유선(예를 들어, 광섬유 및/또는 케이블) 연결 또는 매크로셀 사이트(3502)에 대한 무선(예를 들어, 마이크로파 무선) 연결에 의해 연결될 수 있다. 매크로셀 사이트(3502)와 같은 매크로셀들은 이동 네트워크에 대한 전용 접속들을 가질 수 있고, 기지국 디바이스(3504)는 매크로셀 사이트(3502)의 접속을 공유 및/또는 다른 방식으로 사용할 수 있다. 기지국 디바이스(3504)는 파이프라인(3510)에 장착되거나 부착될 수 있다. 파이프라인(3510)은 에너지 분배를 위해 사용되는 천연 가스 파이프라인 또는 오일 파이프라인, 탄소 캡쳐를 위해 사용되는 이산화탄소 파이프라인, 재사용 또는 저장 장치, 또는 다른 파이프 또는 파이프라인 시스템과 같은 국가 기반 시설 파이프라인일 수 있다. 관련 부분에서, 파이프라인(3510)은 와이어 또는 단선식 송신 매체 대신에 송신 매체의 역할을 한다. 이와 같이, 전자기파들은 도 1 내지 도 34와 함께 이전에 기술된 바와 같이, 외부 표면을 따라 표면파들, 또는 다른 유도파들로서 전파한다.
기지국 디바이스(3504)는 이동 디바이스(3522)에 대한 이동 네트워크로의 접속을 용이하게 할 수 있다. 송신 디바이스(3508) 또는 파이프라인(3510) 상에 장착된 안테나(3512)는 기지국 디바이스(3504)로부터 신호들을 수신할 수 있고, 이들 신호들을 안테나(3512)가 기지국 디바이스(3504)에 또는 기지국 디바이스(3504) 부근에 위치하는 경우보다 더 넓은 영역에 걸쳐 이동 디바이스(3522)로 송신할 수 있다.
이러한 예에서, 송신 디바이스(3506)는 기지국 디바이스(3504)로부터 이동 디바이스(3522)와 통신하는 데 사용된 안테나(3512)로 데이터를 송신한다. 신호를 송신하기 위해, 송신 디바이스(3506)는 (예를 들어, 주파수 혼합을 통해) 기지국 디바이스(3504)로부터의 신호를 상향 변환하거나, 또는 기지국 디바이스(3504)로부터의 신호를 밀리미터파 주파수 대역에서 적어도 하나의 반송 주파수를 갖는 밀리미터파 대역 신호로 변환한다. 송신 디바이스(3506)는 파이프라인(3510)의 외부 표면을 따라 이동하는 유도파(예를 들어, 표면파 또는 다른 전자기파)로서 전파하는 밀리미터파 대역 전자기파를 개시한다.
다른 송신 디바이스(3508)는 유도파를 수신하고(선택적으로 필요에 따라 또는 원하는대로 증폭할 수 있거나 이를 수신하고 그것을 재생성하기 위해 디지털 중계기로서 동작할 수 있다), 이를 파이프라인(3510)상의 유도파 송신(예컨대, 표면파 또는 다른 전자기파)으로서 또한 파이프라인(3510)을 따라 다른 송신 디바이스로 전송할 수 있다. 송신 디바이스(3508)는 또한 밀리미터파 대역의 유도파로부터 신호를 추출하여 그것을 주파수로 하향 변환하거나 그렇지 않으면 그를 그의 원래의 셀룰러 대역 주파수(예를 들면, 1.9 GHz 또는 다른 규정된 셀룰러 주파수) 또는 다른 셀룰러(또는 비-셀룰러) 대역 주파수로 변환할 수 있다. 안테나(3512)는 다운 시프트된 신호를 이동 디바이스(3522)로 송신(예를 들어, 무선 송신)할 수 있다.
이동 디바이스(3522)로부터의 송신은 또한 안테나(3512)에 의해 수신될 수 있다. 송신 디바이스(3508)는 셀룰러 대역 신호들을 밀리미터파 대역으로 업시프트 또는 다른 방식으로 변환하여 신호들을 송신 디바이스(3506)를 통해 유도파 송신들(예를 들어, 표면파 또는 다른 전자기파)로서 기지국 디바이스(3504)에 송신한다.
일 예시적인 실시예에서, 시스템(3500)은 상이한 축 방향들, 상이한 주파수들 또는 상이한 유도파 모드들의 전파에 기초한 다이버시티 경로들을 채용할 수 있다. 상이한 다양한 경로들 사이의 선택은 신호대 잡음비의 측정치들에 기초하여 또는 결정된 날씨/환경 조건들(예를 들어, 수분 검출기들, 일기 예보들 등)에 기초할 수 있다. 시스템(3500) 내에서의 다양한 경로들의 사용은 대체 라우팅 기능들, 부하 균형 잡기, 증가된 부하 처리, 동시 양방향 또는 동기 통신들, 스펙트럼 확산 통신들 등을 가능하게 할 수 있다.
도 35의 송신 디바이스들(3506, 3508)의 사용은 단지 예일 뿐이고, 다른 실시예들에서, 다른 사용들이 가능하다는 것이 주의된다. 예를 들어, 송신 디바이스들(3506, 3508)은 기지국 디바이스(3504)와 다른 기지국 디바이스들 사이에 네트워크 접속성을 제공하는 백홀 통신 시스템에서 사용될 수 있다. 송신 디바이스들(3506, 3508)은 송신 매체를 통해 유도파 통신들을 송신하는 것이 바람직한 많은 환경들에서 사용될 수 있다.
일 예시적인 실시예에서 기지국 디바이스(3504) 및 매크로셀 사이트(3502)가 도시되어 있지만, 다른 네트워크 구성들도 마찬가지로 가능하다는 것이 또한 주의된다. 예를 들어, 액세스 포인트들 또는 다른 무선 게이트웨이들과 같은 디바이스들이 무선 로컬 영역 네트워크, 무선 개인 영역 네트워크 또는 802.11 프로토콜, WIMAX 프로토콜, UltraWideband 프로토콜, 블루투스 프로토콜, Zigbee 프로토콜 또는 다른 무선 프로토콜과 같은 통신 프로토콜에 따라 동작하는 다른 무선 네트워크와 같은 다른 네트워크의 도달 범위를 확장하기 위해 유사한 방식으로 채용될 수 있다.
도 36은 여기에 기술된 다양한 양태들에 따른 송신 디바이스의 일 예시적인, 비제한적 실시예의 블록도이다. 특히, 도 20과 함께 이전에 기술된 바와 같이 대응하는 도파관(2022) 및 커플러(2004)에 결합되는 송신 디바이스(또는 송신기) 및/또는 수신 디바이스(수신기)를 갖는 송수신기(2020)를 갖는 송수신 디바이스(3600)가 도시된다. 그러나, 보다 일반적으로, 이러한 커플러(2004)는 와이어 또는 단선식 송신 매체가 파이프라인(3510)에 의해 시스템에서 대체되는 여기에 제시된 임의의 다른 커플러들 중 임의의 것에 의해 구현될 수 있다. 이러한 결합 모듈의 커플러(2004)는 송신기(2020)의 송신 디바이스로부터 제 1 데이터를 전달하는 전자기파(2006)를 수신하는 수신부(2010)를 포함한다.
동작시, 전자기파(2006)는 적어도 하나의 제 1 유도파 모드를 통해 전파한다. 전자기파(2006)와 파이프라인(3510)의 결합은 적어도 하나의 제 1 유도파 모드와 다를 수 있는 적어도 하나의 제 2 유도파 모드를 통해 파이프라인(3510)의 외부 표면을 따라 전파하도록 안내되는 전자기파(2008)를 형성한다. 파이프라인(3510)은 제 1 데이터를 전달하기 위해 파이프라인(3510)의 외부 표면을 따라 제 2 전자기파들(2008)의 전파를 지원한다.
다양한 실시예들에서, 전자기파(2006)는 배타적으로 또는 실질적으로 배타적으로 대칭(기본) 모드를 포함할 수 있는 하나 이상의 제 1 유도파 모드들을 통해 커플러(2004)를 따라 전파하지만, 다른 모드들이 선택적으로 또는 대안적으로 포함될 수 있다. 이들 실시예들에 따르면, 적어도 하나의 제 2 유도파 모드는 커플러(2004)를 따라 전파하는 전자기파(2006)의 유도파 모드들에 포함되지 않는 적어도 하나의 비대칭 모드를 포함한다.
송신기로서 동작하는 것에 부가하여, 송신 디바이스(3600)는 수신기로서도 동작할 수 있다. 이러한 모드의 동작에서, 전자기파(2018)는 또한 파이프라인(3510)의 외부 표면을 따라, 그러나 전자기파(2008)의 반대 방향으로 전파하는 제 2 데이터를 전달한다. 커플러(2004)는 도파관(2022)에 의해 대응하는 송수신기(2020)의 수신기로 안내되는 전자기파(2016)를 형성하기 위해 파이프라인(3510)으로부터의 전자기파(2018)에 결합한다.
하나 이상의 실시예들에서, 송수신기(2020)는 데이터를 전달하기 위한 통신 신호에 기초하여 전자기파(2006)를 생성한다. 전자기파(2006)는 적어도 하나의 반송 주파수 및 적어도 하나의 대응하는 파장이다. 커플러(2004)는 전자기파(2006)를 파이프라인(3510)의 외부 표면에 결합시킨다. 파이프라인(3510)에 대한 전자기파(2006)의 결합은 비대칭 모드를 포함하는 적어도 하나의 유도파 모드를 통해 파이프라인(3510)의 적어도 하나를 통해 파이프라인(3510)의 외부 표면을 따라 전파하도록 안내되는 제 2 전자기파를 형성하고, 적어도 하나의 반송 주파수는 밀리미터파 주파수 대역 내에 있고, 적어도 하나의 대응하는 파장이 파이프라인(3510)의 둘레보다 작다.
하나 이상의 실시예들에서, 송수신기(2020)는 제 1 데이터를 전달하기 위한 통신 신호에 기초하여 전자기파(2006)를 생성한다. 커플러(2004)는 전자기파(2006)를 파이프라인(3510)의 외부 표면에 연결하며, 파이프라인은 유전체 코팅, 물질 또는 다른 재료로 둘러싸여 있다. 파이프라인(3510)의 외부 표면에 대한 전자기파(2006)의 결합은 더 낮은 차단 주파수를 갖는 비대칭 모드를 포함하는 적어도 하나의 유도파 모드를 통해 유전체 재료의 외부 표면을 따라 전파하도록 안내되는 전자기파(2008)를 형성하고, 상기 전자기파(2006)의 적어도 하나의 반송 주파수는 더 낮은 차단 주파수의 제한된 범위 내에 있도록 선택된다.
하나 이상의 실시예들에서, 송수신기(2020)는 제 1 데이터를 전달하기 위한 통신 신호에 기초하여 전자기파(2006)를 생성한다. 커플러(2004)는 전자기파(2006)를 파이프라인(3510)의 외부 표면에 결합시킨다. 파이프라인(3510)의 외부 표면에 대해 전자기파(2006)의 결합은 더 낮은 차단 주파수를 갖는 비대칭 모드를 포함하는 적어도 하나의 유도파 모드를 통해 파이프라인(3510)의 외부 표면을 따라 전파하도록 안내되는 전자기파(2008)를 형성하고, 전자기파(2006)의 적어도 하나의 반송 주파수는 더 낮은 차단 주파수의 제한된 범위 내에 있도록 선택된다.
하나 이상의 실시예들에서, 커플러는 송수신기(2020)로부터 제 1 데이터를 전달하는 전자기파(2006)를 수신하는 수신부를 포함한다. 안내부는 전자기파(2006)를 파이프라인(3510)으로 전자기파(2006)를 결합하기 위한 접합부로 안내한다. 전자기파(2006)는 적어도 하나의 제 1 유도파 모드를 통해 전파한다. 파이프라인(3510)로의 전자기파(2006)의 결합은 적어도 하나의 제 1 유도파 모드와 다른 적어도 하나의 제 2 유도파 모드를 통해 파이프라인(3510)의 외부 표면을 따라 전파하도록 안내되는 전자기파(2008)를 야기한다.
명시적으로 도시되지는 않았지만, 하나 이상의 실시예들에서, 커플러(2004)는 제 1 데이터를 전달하는 대응하는 복수의 전자기파들(2006)을 수신하는 복수의 수신부들을 포함하는 결합 모듈의 일부분이다. 복수의 전자기파들(2006)은 복수의 전자기파들(2006)을 파이프라인(3510)에 결합시키기 위해 복수의 전자기파들(2006)을 대응하는 복수의 접합부들로 안내한다. 복수의 전자기파들(2006)은 적어도 하나의 제 1 유도파 모드를 통해 전파하고, 파이프라인(3510)에 대한 다수의 전자기파(2006)의 결합은 적어도 하나의 제 1 유도파 모드와 상이한 적어도 하나의 제 2 유도파 모드를 통해 파이프라인의 외부 표면을 따라 전파하도록 안내되는 복수의 전자기파들(2008)을 형성한다.
특별히 도시되지는 않았지만, 하나 이상의 실시예들에서, 커플러(2004)는 적어도 하나의 다른 커플러를 갖는 결합 모듈의 일부이다. 커플러(2004)는 전자기파(2006)를 제 1 접합부로 안내하여 하나 이상의 유도파 모드들을 통해 파이프라인(3510)의 외부 표면을 따라 전파하도록 안내되는 전자기파(2008)를 형성한다. 이러한 모드 또는 모드들은 송신 커플러의 방향으로부터의 각도 편차 및/또는 송신 커플러의 함수로부터의 길이 방향 변위의 함수로서 변화하는 엔벨로프를 갖는다. 명시적으로 도시되지 않은 제 2 커플러는 파이프라인(3510)으로부터의 이러한 다른 전자기파를 결합하는 제 2 접합부로부터 또 다른 전자기파를 안내한다. 제 2 접합부는 엔벨로프의 로컬 최소값에 대응하도록 각도 편차 및/또는 길이 방향 변위로 정렬된다.
도 37은 여기에 기술된 다양한 양태들에 따른 도파관 결합 시스템의 일 예시적인, 비제한적인 실시예를 나타내는 블록도이다. 특히, 파이프라인(3510)의 단면도(3700)는 2 개의 커플러들(3702)이 파이프라인(3510)의 표면으로부터 전자기파들을 개시 및/또는 수신하는 접합부 근처에 도시된다. 각각의 커플러(3702)는 도 36에 나타내진 커플러(2004)를 통해 또는 여기에 기술된 다른 커플러 설계를 통해 구현될 수 있다. 도시된 바와 같이, 커플러들(3702)은 π 라디안의 각도 편차로 각도 정렬되고, 파이프라인(3510)의 표면 바로 다음에 위치되지만 그로부터 에어 갭을 남긴다. 다른 실시예들에서, 커플러들(3702)은 파이프라인(3510)의 표면에 닿을 수 있다.
도 37은 본 발명의 일 실시예에 따른, 원형 형상을 갖는 파이프라인(3510) 및 둥근 사각형 형상들을 갖는 커플러(3702)를 도시하지만, 이것은 한정하는 것을 의미하는 것이 아님이 이해될 것이다. 다른 실시예들에서, 와이어들 및 도파관들은 다양한 형상들, 크기들 및 구성들을 가질 수 있다. 형상들은 타원형들 또는 타원체 형상들, 팔각형들, 사변형들 또는 날카롭거나 둥근 모서리들 또는 다른 형상들을 가진 다른 다각형들을 포함할 수 있지만 이에 제한되지 않아야 한다. 또한, 2 개의 커플러들이 도시되지만, 송신 디바이스는 다른 송신 매체와 함께 이전에 논의된 바와 같이 상이한 축 방향들 및/또는 공간 변위들에 정렬된 단일 커플러 또는 2 개 이상의 커플러들을 포함할 수 있다.
도 38은 여기에 설명된 다양한 양태들에 따른 도파관 결합 시스템의 일 예시적인, 비제한적 실시예를 나타내는 블록도이다. 특히, 도 35 내지 도 37의 실시예들과 유사하게 동작하지만, 외부 표면 대신 파이프라인(3510) 내부에서 동작하는 송신 디바이스들(3506, 3508)을 갖는, 천연 가스 또는 이산화탄소 파이프라인 또는 다른 파이프라인과 같은 파이프라인(3510)의 횡단면도(3800)가 도시된다. 이러한 경우, 2 개의 커플러들(3802)은 파이프라인(3510)의 내부 표면으로부터 전자기파를 개시 및/또는 수신한다. 파이프라인 내부에서 시작된 파들은 표면파들로 나타나기 시작할 수 있지만, 이들은 파이프의 내부 공간(예를 들면, 전체 공간 또는 간단하게 그 일부)을 채우는 종래의 대칭적, 기본 도파관 모드들로 진화할 수 있다는 것이 주의되어야 한다. 각각의 커플러(3802)는 도 36에 나타내진 커플러(2004)를 통해 또는 여기에 나타내진 다른 커플러 설계들을 통해 구현될 수 있다. 커플러들(3802)의 설계가 파이프라인을 통해 산출물의 흐름의 중단들을 최소화하기 위해 유선형으로 이루어질 수 있다는 것이 주의되어야 한다. 도시된 바와 같이, 커플러들(3802)은 파이프라인(3510)의 표면 바로 다음에 위치되지만 에어 갭을 남길 수 있다. 다른 실시예들에서, 커플러들(3802)은 파이프라인(3510)의 내부 표면에 닿을 수 있다.
도 38은 원형 형상을 갖는 파이프라인(3510) 및 둥근 사각형 형상을 갖는 커플러(3802)를 도시하지만, 제한하는 것이 의미되지 않는다는 것이 이해될 것이다. 다른 실시예들에서, 와이어들 및 도파관들은 다양한 형상들, 크기들 및 구성들을 가질 수 있다. 형상들은 타원형들 또는 타원체 형상들, 팔각형들, 사변형들 또는 날카롭거나 둥근 모서리 또는 기타 모양을 가진 다른 다각형들을 포함할 수 있지만 이에 국한되지 않아야 한다. 또한, 2 개의 커플러들이 도시되지만, 송신 디바이스는 다른 송신 매체와 함께 이전에 논의된 바와 같이 상이한 축 방향들 및/또는 공간 변위들에 정렬된 단일 커플러 또는 2 개 이상의 커플러들을 포함할 수 있다.
이제 도 39을 참조하면, 송신 방법(3900)의 일 예시적인, 비제한적 실시예를 도시한 흐름도가 도시된다. 방법은 도 1 내지 도 38과 관련하여 설명된 하나 이상의 기능들 및 특징들과 함께 사용될 수 있다. 단계(3902)는 송신 디바이스로부터 제 1 데이터를 전달하는 제 1 전자기파를 수신하는 단계를 포함한다. 단계(3904)는 제 1 전자기파를 송신 매체에 결합시키기 위해 제 1 전자기파를 접합부로 안내하는 단계를 포함하고, 제 1 전자기파는 적어도 하나의 제 1 유도파 모드를 통해 전파하고, 송신 매체로의 제 1 전자기파의 결합은 적어도 하나의 제 1 유도파 모드와 상이한 적어도 하나의 제 2 유도파 모드를 통해 송신 매체의 외부 표면을 따라 전파하도록 안내되는 제 2 전자기파를 형성한다.
다양한 실시예들에서, 적어도 하나의 제 2 유도파 모드는 적어도 하나의 제 1 유도파 모드에 포함되지 않은 비대칭 모드를 포함한다. 적어도 하나의 제 1 유도파 모드는 대칭 모드를 포함할 수 있고, 접합부는 적어도 하나의 제 2 유도파 모드가 비대칭 모드를 포함하도록 상기 제 2 전자기파를 유도할 수 있다. 적어도 하나의 제 1 유도파 모드는 대칭 모드를 포함할 수 있고, 접합부는 적어도 하나의 제 2 유도파 모드가 비대칭 모드 및 대칭 모드 둘 모두를 포함하도록 제 2 전자기파를 유도할 수 있다.
다양한 실시예들에서, 제 2 데이터를 전달하는 제 3 전자기파는 또한 송신 매체의 외부 표면을 따라 전파할 수 있다. 접합부는 에어 갭을 포함할 수 있다. 접합부는 송신 매체로부터의 제 3 전자기파를 결합하여 수신기로 안내되는 제 4 전자기파를 형성할 수 있다.
이제 도 40을 참조하면, 전송 방법(4000)의 일 예시적인, 비제한적인 실시예를 나타내는 흐름도가 도시된다. 방법은 도 1 내지 도 39와 함께 기술된 하나 이상의 기능들 및 특징들과 함께 사용될 수 있다. 단계(4002)는 송신 디바이스로부터 제 1 데이터를 전달하는 제 1 전자기파를 생성하는 단계를 포함한다. 단계(4004)는 적어도 하나의 유도파 모드를 통해 송신 매체의 외부 표면을 따라 전파하도록 안내되는 제 2 전자기파를 형성하기 위해 제 1 전자기파를 제 1 방위각으로 송신 매체에 결합하기 위한 접합부로 제 1 전자기파를 안내하는 단계를 포함하고, 제 2 전자기파는 제 1 방위각으로부터 각도 편차의 함수로서 변하는 엔벨로프를 갖고, 함수는 제 1 방위각으로부터 제 1 각도 편차에서 로컬 최소값을 갖는다. 단계(4006)는 제 1 수신기로 안내되는 제 4 전자기파를 형성하기 위해 제 1 방위각으로부터 제 1 각도 편차로 송신 매체로부터의 제 3 전자기파를 결합시키는 제 2 접합부로부터 제 3 전자기파를 안내하는 단계를 포함하며, 제 3 전자기파는 상기 제 1 전자기파와 반대 방향으로 상기 송신 매체의 외부 표면을 따라 전파하는 제 2 데이터를 전달한다.
다양한 실시예들에서, 제 1 방위각으로부터의 제 1 각도 편차에 대한 제 2 전자기파의 엔벨로프는 제 1 접합부로부터의 길이 방향 편차의 함수로서 변화하고, 제 1 각도 편차에서의 로컬 최소값은 제 1 접합부로부터의 제 1 길이 방향 변위에서 발생한다. 제 1 방위각으로부터의 제 1 각도 편차에 대한 제 2 전자기파의 엔벨로프는 제 1 접합부로부터의 길이 편차의 정현파 함수로서 변화할 수 있다.
정현파 함수는 대응하는 엔벨로프 파장을 가지며, 송신기는 제 1 접합부로부터 제 2 길이 방향 변위에서 원격으로 변위된 제 3 접합부를 통해 제 2 전자기파를 수신하는 제 3 커플러를 갖는 적어도 하나의 원격 송신 디바이스로 제 1 데이터를 송신할 수 있다. 제 2 길이 방향 변위는 실질적으로 정수의 엔벨로프 파장들일 수 있다. 제 1 수신기는 제 2 접합부로부터의 제 2 길이 방향 변위에서 원격으로 변위되는 제 3 접합부를 통해 제 3 전자기파를 형성하는 제 3 커플러를 갖는 적어도 하나의 원격 송신 디바이스로부터 제 2 데이터를 수신할 수 있다.
본 방법은 또한 제 2 전자기파를 수신하도록 결합된 적어도 하나의 원격 송신 디바이스로부터 수신기에 의해 수신된 피드백 데이터에 기초하여 제 1 전자기파의 적어도 하나의 반송 주파수를 선택하는 단계를 포함할 수 있다.
여기에 사용된 용어 "밀리미터파"는 30GHz 내지 300GHz의 "밀리미터파 주파수 대역" 내에 속하는 전자기파들을 지칭한다. 용어 "마이크로파"는 300 MHz 내지 300 GHz의 "마이크로파 주파수 대역" 내에 속하는 전자기파들을 지칭한다.
여기에 사용된 바와 같이, "데이터 저장 장치", "데이터베이스" 및 구성 요소의 동작 및 기능성과 관련된 실질적으로 임의의 다른 정보 저장 구성 요소와 같은 용어는 "메모리 구성 요소들" 또는 "메모리"에 구현된 엔티티들, 또는 메모리를 포함하는 구성 요소들을 지칭한다. 여기에 기술된 메모리 구성 요소들 또는 컴퓨터 판독 가능 저장 매체는 휘발성 메모리 또는 비휘발성 메모리일 수 있거나 휘발성 및 비휘발성 메모리 둘 모두 포함할 수 있음이 이해될 것이다.
또한, 흐름도는 "시작" 및/또는 "계속" 표시를 포함할 수 있다. "시작" 및 "계속" 표시는 제시된 단계들이 선택적으로 다른 루틴들과 통합되거나 그와 달리 다른 루틴들과 함께 사용될 수 있음을 반영한다. 이 문맥에서, "시작"은 제시된 첫 번째 단계의 시작을 나타내며 구체적으로 표시되지 않은 다른 활동들이 선행될 수 있다. 또한, "계속" 표시는 제시된 단계들이 여러 번 수행될 수 있고/있거나 구체적으로 도시되지 않은 다른 활동들에 의해 이어질 수 있음을 반영한다. 또한, 흐름도는 단계들의 특정 순서를 나타내지만, 인과 관계의 원칙이 유지되는 경우 다른 순서들도 마찬가지로 가능하다.
본 명세서에서 또한 사용될 수 있는 바와 같이, 용어(들) "동작 가능하게 결합되는", "결합된" 및/또는 "결합하는"은 아이템들간의 직접 결합 및/또는 하나 이상의 개재 아이템들을 통해 아이템들 사이의 간접 결합을 포함한다. 이러한 아이템들 및 개재 아이템들은 접합부들, 통신 경로들, 구성 요소들, 회로 소자들, 회로들, 기능 블록들 및/또는 디바이스들을 포함하지만 그로 제한되지 않는다. 간접 결합의 일 예로서, 제 1 아이템으로부터 제 2 아이템으로 전달되는 신호는 신호 내의 정보의 형태, 특성 또는 포맷을 변경함으로써 하나 이상의 개재 아이템들에 의해 변경될 수 있는 반면, 신호 내 정보의 하나 이상의 요소들은 그럼에도 불구하고 제 2 아이템에 의해 인식될 수 있는 방식으로 전달된다. 간접 결합의 또 다른 예에서, 제 1 아이템 내의 동작은 하나 이상의 개재 아이템들에서의 동작들 및/또는 반응들의 결과로서 제 2 아이템에 대한 반응을 야기할 수 있다.
위에서 설명된 것은 다양한 실시예의 단순한 예들을 포함한다. 물론, 이들 예들을 기술할 목적으로 구성 요소들 또는 방법론의 모든 가능한 조합을 설명하는 것은 불가능하지만, 본 기술 분야의 당업자는 본 실시예의 많은 다른 조합들 및 치환들이 가능하다는 것을 인식할 수 있다. 따라서, 여기에 개시된 및/또는 청구된 실시예는 첨부된 청구 범위의 사상 및 범위 내에 속하는 그러한 모든 대안들, 변형들 및 변경들을 포함하도록 의도된다. 또한, 용어 "포함한다"가 상세한 설명 또는 청구 범위에서 사용되는 한, 그러한 용어는 "포함하는"이 청구항에서 전이어로서 채용될 때 해석되는 것으로 용어 "포함하는"과 유사한 방식으로 포괄적인 것으로 의도된다.

Claims (15)

  1. 송신 디바이스에 있어서,
    제 1 데이터를 전달하는 제 1 전자기파를 생성하는 송신기; 및
    상기 송신기에 결합되어, 적어도 하나의 유도파 모드를 통해 상기 송신 매체의 외부 표면을 따라 안내되는 제 2 전자기파를 형성하기 위해, 상기 제 1 전자기파를 제 1 방위각에서 상기 송신 매체에 결합시키기 위한 제 1 접합부로 상기 제 1 전자기파를 안내하는 제 1 커플러로서, 상기 제 2 전자기파는 상기 제 1 방위각에서의 각도 편차의 함수로서 변하는 엔벨로프를 갖고, 상기 함수는 상기 제 1 방위각으로부터 제 1 각도 편차에서 로컬 최소값을 갖는, 상기 제 1 커플러를 포함하는, 송신 디바이스.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 함수는 상기 제 1 접합부의 위치에 대응하는 상기 송신 매체를 따라 제 1 길이 방향의 변위에서의 상기 제 1 방위각으로부터 상기 제 1 각도 편차에서의 로컬 최소값을 갖는, 송신 디바이스.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 방위각으로부터의 상기 제 1 각도 편차에 대한 상기 제 2 전자기파의 엔벨로프는 상기 제 1 접합부로부터 길이 방향의 편차의 함수로서 변하고, 상기 제 1 각도 편차에서의 상기 로컬 최소값은 상기 제 1 접합부로부터 제 1 길이 방향의 변위에서 발생하는, 송신 디바이스.
  4. 제 1 항에 있어서,
    제 3 전자기파는 상기 제 1 전자기파의 반대 방향으로 상기 송신 매체의 외부 표면을 따라 전파되는 제 2 데이터를 전달하고;
    제 2 커플러는 제 1 수신기로 안내되는 제 4 전자기파를 형성하기 위해 상기 제 1 방위각으로부터 상기 제 1 각도 편차에서의 상기 송신 매체로부터 상기 제 3 전자기파를 결합하는 제 2 접합부로부터 상기 제 3 전자기파를 안내하는, 송신 디바이스.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 방위각으로부터의 상기 제 1 각도 편차에 대한 상기 제 2 전자기파의 엔벨로프는 상기 제 1 접합부로부터 길이 방향의 편차의 정현파 함수로서 변하는, 송신 디바이스.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 정현파 함수는 대응하는 엔벨로프 파장을 가지며, 상기 송신기는 상기 제 1 접합부로부터 제 2 길이 방향의 변위로 원격으로 변위되는 상기 제 2 전자기파를 제 3 접합부를 통해 수신하는 제 3 커플러를 갖는 적어도 하나의 원격 송신 디바이스로 상기 제 1 데이터를 송신하고, 상기 제 2 길이 방향의 변위는 실질적으로 정수의 엔벨로프 파장들인, 송신 디바이스.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 정현파 함수는 대응하는 엔벨로프 파장을 가지며, 상기 제 1 수신기는 상기 제 2 접합부로부터 제 2 길이 방향의 변위로 원격으로 변위되는 상기 제 3 전자기파를 제 3 접합부를 통해 형성하는 제 3 커플러를 갖는 적어도 하나의 원격 송신 디바이스로부터 상기 제 2 데이터를 수신하고, 상기 제 2 길이 방향의 변위는 실질적으로 정수의 엔벨로프 파장들인, 송신 디바이스.
  8. 제 4 항에 있어서,
    상기 송신기 및 상기 제 1 수신기에 결합되어, 상기 제 2 전자기파를 수신하기 위해 결합된 적어도 하나의 원격 송신 디바이스로부터 상기 수신기에 의해 수신된 피드백 데이터에 기초하여 상기 제 1 전자기파의 적어도 하나의 반송 주파수를 선택하는 트레이닝 제어기(training controller)를 더 포함하는, 송신 디바이스.
  9. 제 4 항에 있어서,
    상기 송신기 및 상기 제 1 수신기에 결합되어, 상기 제 4 전자기파의 수신에 기초하여 피드백 데이터를 생성하는 트레이닝 제어기를 더 포함하고,
    상기 피드백 데이터는 상기 제 2 전자기파를 수신하기 위해 결합된 적어도 하나의 원격 송신 디바이스로 상기 송신기에 의해 송신된 상기 제 1 데이터에 포함되는, 송신 디바이스.
  10. 방법에 있어서,
    송신기에 의해, 제 1 데이터를 전달하는 제 1 전자기파를 생성하는 단계; 및
    상기 송신기에 결합된 제 1 커플러에 의해, 적어도 하나의 유도파 모드를 통해 송신 매체의 외부 표면을 따라 안내되는 제 2 전자기파를 형성하기 위해 상기 제 1 전자기파를 제 1 방위각으로 상기 송신 매체에 결합하기 위한 제 1 접합부로 상기 제 1 전자기파를 안내하는 단계로서, 상기 제 2 전자기파는 상기 제 1 방위각에서의 각도 편차의 함수로서 변하는 엔벨로프를 갖고, 상기 함수는 상기 제 1 방위각으로부터 제 1 각도 편차에서 로컬 최소값을 갖는, 상기 제 1 전자기파를 안내하는 단계를 포함하는, 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 함수는 상기 제 1 접합부의 위치에 대응하는 상기 송신 매체를 따라 제 1 길이 방향의 변위에서의 상기 제 1 방위각으로부터 상기 제 1 각도 편차에서의 로컬 최소값을 갖는, 방법.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 1 방위각으로부터의 상기 제 1 각도 편차에 대한 상기 제 2 전자기파의 엔벨로프는 상기 제 1 접합부로부터 길이 방향의 편차의 함수로서 변하고, 상기 제 1 각도 편차에서의 상기 로컬 최소값은 상기 제 1 접합부로부터 제 1 길이 방향의 변위에서 발생하는, 방법.
  13. 제 10 항에 있어서,
    제 3 전자기파는 상기 제 1 전자기파와 반대 방향으로 상기 송신 매체의 외부 표면을 따라 전파되는 제 2 데이터를 전달하고,
    상기 방법은 제 1 수신기로 안내되는 제 4 전자기파를 형성하기 위해 상기 제 1 방위각으로부터 상기 제 1 각도 편차에서의 상기 송신 매체로부터 상기 제 3 전자기파를 결합하는 제 2 접합부로부터 상기 제 3 전자기파를 제 2 커플러에 의해 안내하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 제 1 방위각으로부터의 제 1 각도 편차에 대한 상기 제 2 전자기파의 엔벨로프는 상기 제 1 접합부로부터의 길이 방향의 편차의 정현파 함수로서 변하는, 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 정현파 함수는 대응하는 엔벨로프 파장을 가지며, 상기 송신기는 상기 제 1 접합부로부터 제 2 길이 방향의 변위로 원격으로 변위되는 제 3 접합부를 통해 상기 제 2 전자기파를 수신하는 제 3 커플러를 갖는 적어도 하나의 원격 송신 디바이스로 상기 제 1 데이터를 송신하고, 상기 제 2 길이 방향 변위는 실질적으로 정수의 엔벨로프 파장들인, 방법.
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