KR20170072299A - 통신 서비스를 제공하기 위한 장치 및 그 방법 - Google Patents

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어윈 게르스즈베르그
파하드 바르제가르
파울 샬라 헨리
로버트 베넷
도날드 제이. 바닉켈
토마스 엠. 3세 윌리스
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에이티 앤드 티 인텔렉추얼 프라퍼티 아이, 엘.피.
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Abstract

본 개시내용의 양태들은 예를 들면 제 1 변조된 전자기파를 발생시키도록 장치에 의해 제 1 전기 신호를 변조하고, 전송 매체에 인접하게 위치된 도파관 상에서 상기 제 1 변조된 전자기파를 전송하기 위한 시스템을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 제 1 전자기파는 전송 매체의 외부 표면 상에서 적어도 부분적으로 전파하는 제 2 전자기파를 유도할 수 있다. 상기 제 2 전자기파는 제 1 제어 채널 및 제 1 복수의 대역들로 분할되거나 이들을 수용하거나 또는 포함하는 제 1 스펙트럼 범위를 가질 수 있다. 다른 실시예들이 개시된다.

Description

통신 서비스를 제공하기 위한 장치 및 그 방법{APPARATUS FOR PROVIDING COMMUNICATION SERVICES AND METHODS THEREOF}
관련 출원들에 대한 교차-참조
본 출원은 2014년 10월 21일자로 출원된 미국특허출원 일련번호 제14/519,388호에 대한 우선권을 주장한다. 상기 내용들은 그 전체가 본 명세서에 설명되는 것처럼 본원에 참고로 포함된다.
기술분야
본 발명은 통신 서비스를 제공하기 위한 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
스마트폰들 및 기타 휴대용 디바이스들이 점차 유비쿼터스화되고, 데이터 사용량이 증가함에 따라, 매크로셀 기지국 디바이스들 및 기존의 무선 인프라도 증가된 수요를 해결하기 위해 더 높은 대역폭 성능을 필요로 한다. 추가적인 모바일 대역폭을 제공하기 위해, 마이크로셀들 및 피코셀들이 통상적인 매크로셀들보다 훨씬 작은 영역들에 대한 커버리지를 제공하는 소형 셀 배치가 추구되고 있다.
본 발명의 목적은 통신 서비스를 제공하기 위한 개선된 장치 및 그 방법을 제공하는 것이다.
하나 이상의 실시예들이 지금부터 도면들을 참조하여 기술되며, 동일한 참조 번호들은 전체에 걸쳐 유사한 요소들을 지칭하는데 사용된다. 다음의 기술에서, 설명의 목적으로, 다양한 실시예들의 완전한 이해를 제공하기 위해 많은 세부 사항들이 기재된다. 그러나, 다양한 실시예들이 이러한 세부 사항들 없이(및 임의의 특정 네트워크 환경 또는 표준에 적용되지 않고) 실시될 수 있다는 것이 명백하다.
추가의 기지국 디바이스들에 대한 네트워크 접속을 제공하기 위해, 통신 셀들(예를 들어, 마이크로셀들 및 매크로셀들)을 코어 네트워크의 네트워크 디바이스들에 대응적으로 링크하는 백홀 네트워크가 확장된다. 유사하게, 분산 안테나 시스템에 대한 네트워크 접속을 제공하기 위해, 기지국 디바이스들과 그들의 분산 안테나들을 링크하는 확장된 통신 시스템이 바람직하다. 유도파 통신 시스템은 대안적인, 증가된 또는 추가의 네트워크 접속을 가능하게 하도록 제공될 수 있고, 도파관 결합 시스템은 단일-와이어 전송선(예를 들어, 송전선)으로서 동작하는 와이어, 도파관으로서 동작하는 와이어, 및/또는 전자기파의 전송을 유도하도록 동작하는 와이어와 같은, 와이어 상에서 유도파(예를 들어, 표면파) 통신들을 전송 및/또는 수신하도록 제공될 수 있다.
일 실시예에서, 도파관 결합 시스템에 이용되는 도파관 결합기는 유전체 재료 또는 다른 저-손실 절연체(예를 들어, 테플론, 폴리에틸렌 등)로 만들어질 수 있거나, 심지어 도체(예를 들어, 금속, 비-금속 등) 재료, 또는 상기 재료들의 임의의 조합으로 만들어질 수 있다. "유전체 도파관(dielectric waveguide)"에 대해 상세한 기술 전반에 걸친 언급은 단지 예시를 위한 것이며, 유전체 재료들로만 구성되는 것으로 실시예들을 제한하지 않는다. 다른 실시예들에서, 다른 유전체 또는 절연 재료들도 가능하다. 다양한 전송 매체들이 예시적인 실시예들을 벗어나지 않고 유도파 통신과 함께 이용될 수 있음을 알 것이다. 그러한 전송 매체들의 예는 다음 중 하나 이상을 단독으로 또는 하나 이상 조합하여 포함할 수 있다: 절연 여부와 상관없고 단일-가닥 또는 다중-가닥인지에 상관없이 와이어들; 와이어 다발들, 케이블들, 로드들(rods), 레일들, 파이프들을 포함한 다른 형상들 또는 구성들의 도체들; 유전체 파이프들, 로드들, 레일들 또는 다른 유전체 부재들과 같은 비-도체들; 도체들과 유전체 재료들의 조합들; 또는 다른 유도파 전송 매체들.
이들 및/또는 다른 고려 사항들에 대해, 하나 이상의 실시예들에서, 장치는 도파관 표면 상으로 적어도 부분적으로 제 1 전자기파의 전파를 가능하게 하는 도파관을 포함하고, 도파관 표면은 와이어의 와이어 표면 전체 또는 상당 부분을 둘러싸지 않으며, 도파관이 와이어에 대해 배치되는 것에 응답하여, 제 1 전자기파는 와이어 표면에 적어도 부분적으로 결합하고 제 2 전자기파로서 와이어 표면 둘레로 적어도 부분적으로 이동하고, 제 2 전자기파는 와이어를 따라 길이 방향으로 전파하기 위한 적어도 하나의 파동 전파 모드를 갖는다.
다른 실시예에서, 장치는 도파관의 단면적을 규정하는 도파관 표면을 갖는 도파관을 포함하고, 도파관의 단면적의 외부에 와이어가 배치되어, 와이어 표면 상에 적어도 부분적으로 와이어를 따라 이동하는 제 1 전자기파는 도파관 표면과 적어도 부분적으로 결합하고 제 2 전자기파로서 도파관 표면 둘레로 적어도 부분적으로 이동한다.
일 실시예에서, 방법은 전송 디바이스에 의해, 도파관의 도파관 표면 상으로 적어도 부분적으로 전파하는 제 1 전자기파를 방출하는 단계를 포함하며, 도파관은 와이어와 동축으로 정렬되지 않는다. 이 방법은 또한 와이어 표면에 대한 제 1 전자기파의 적어도 일부의 결합을 가능하게 하도록 와이어 부근에 도파관을 구성하는 단계, 및 와이어를 따라 길이 방향으로 그리고 와이어 표면 주위에 적어도 부분적으로 전파하는 제 2 전자기파를 형성하는 단계를 포함한다.
다른 실시예에서, 장치는 하나 이상의 실시예들에서, 비-평행한 대향 슬롯 표면들에 의해 형성된 슬롯을 갖는 도파관을 포함하고, 대향 슬롯 표면들은 슬롯 내에 와이어의 삽입을 가능하게 하는 거리만큼 분리되고, 도파관은 도파관 표면 상에서 적어도 부분적으로 제 1 전자기파의 전파를 가능하게 하고, 도파관이 와이어에 대해 배치되는 것에 응답하여, 제 1 전자기파는 와이어의 와이어 표면에 적어도 부분적으로 결합하고 와이어를 따라 길이 방향으로 전파하기 위한 제 2 전자기파로서 와이어 표면 둘레로 적어도 부분적으로 이동하며, 제 2 전자기파는 적어도 하나의 파동 전파 모드를 갖는다.
다른 실시예에서, 장치는 하나 이상의 실시예들에서, 도파관을 포함하며, 도파관은 도전성이 아니고 도파관의 도파관 표면 상으로 전자기파를 전파시키기에 적합한 재료를 포함하며, 도파관은 도파관 표면 상에서 적어도 부분적으로 제 1 전자기파의 전파를 가능하게 하며, 도파관이 와이어에 대해 배치되는 것에 응답하여, 제 1 전자기파는 와이어의 와이어 표면에 적어도 부분적으로 결합하고 제 2 전자기파로서 와이어 표면 둘레에서 적어도 부분적으로 이동하며, 제 2 전자기파는 와이어를 따라 길이 방향으로 전파하기 위한 적어도 하나의 파동 전파 모드를 갖는다.
본 개시내용의 일 실시예는 전기 에너지의 디바이스들로의 전달을 또한 가능하게 하는 전력 그리드의 와이어의 와이어 표면을 따라 전자기파의 전송 또는 수신을 가능하게 하는 도파관을 갖는 장치를 포함한다. 상기 장치는 도파관, 와이어, 상기 와이어 표면 또는 도파관 표면을 따라 전파하는 전자기파들의 전송 또는 수신, 또는 이들의 임의의 조합에 부정적인 교란(disturbance)을 감지하는 것을 가능하게 하는 하나 이상의 센서들을 더 포함할 수 있다.
본 개시내용의 일 실시예는, 도파관 및 센서를 갖는 장치에 의해, 전기 에너지의 디바이스들로의 전달을 가능하게 하는 와이어의 와이어 표면을 따라 전파하는 전자기파들을 전송하고, 센서에 의해, 상기 와이어 표면을 따라 전파하는 전자기파들에 부정적인 교란을 감지하기 위한 방법을 포함한다.
본 개시내용의 일 실시예는, 프로세서에 의해 실행될 때, 도파관으로 또는 도파관을 통해 전송 매체의 표면을 따라 유도되는 전자기파들을 유도하는 동작, 및 센서로부터 감지 데이터를 수집하는 동작을 포함하는 동작들의 수행을 가능하게 하는 실행 가능한 명령들을 갖는 기계-판독 가능한(예를 들어, 컴퓨터-판독 가능한, 프로세서-판독 가능한, 등) 저장 매체를 포함하고, 감지 데이터는 전송 매체의 표면을 따라 유도된 전자기파들에 부정적인 교란과 연관된다.
본 개시내용의 일 실시예는 프로세서 및 메모리를 갖는 장치를 포함한다. 프로세서는 센서에 결합된 도파관 시스템으로부터 원격 측정 정보를 수신하고, 원격 측정 정보로부터 도파관 시스템의 동작들, 와이어 표면 또는 도파관 표면을 따른 전자기파들의 전송 또는 수신, 또는 이들의 조합 중 하나에 부정적인 교란을 검출하고, 상기 교란을 보고하는 동작을 수행할 수 있다. 도파관 시스템은 전기 에너지의 디바이스들로의 전달을 가능하게 하는 전력 그리드의 와이어에 대해 배치될 수 있는 도파관을 포함할 수 있다. 도파관은 또한 와이어의 와이어 표면을 따라 전자기파들의 전송 또는 수신을 가능하게 할 수 있는 반면, 센서는 전자기파들에 부정적인 교란들을 감지하는 것을 가능하게 할 수 있다.
본 개시내용의 일 실시예는, 프로세서를 포함하는 네트워크 요소에 의해, 도파관 시스템으로부터의 원격 측정 정보를 수신하고, 네트워크 요소에 의해, 원격 측정 정보에 포함된 감지 데이터로부터 교란을 결정하고, 네트워크 요소에 의해, 결정된 교란을 회피하거나 보상하기 위해 전자기파들의 경로를 조정하는 명령들을 도파관 시스템에 전송하는 방법을 포함한다. 도파관 시스템은 전력 그리드의 와이어의 와이어 표면을 따라 전자기파들을 전송하는 것과, 전자기파들의 전송 또는 수신에 부정적인 교란들을 감지하는 것을 가능하게 할 수 있다.
본 개시내용의 일 실시예는, 프로세서에 의해 실행될 때, 전력 그리드에 결합된 수신자 통신 디바이스에 통신 신호들의 전달을 위해 전력 그리드의 와이어의 와이어 표면 상에서 전자기파들을 유도하는 장치로부터 원격 측정 정보를 수신하는 동작, 및 원격 측정 정보로부터 통신 신호들을 수신자 통신 디바이스에 전달하는 것에 부정적인 교란을 검출하는 동작을 포함하는 동작들의 수행을 가능하게 하는 실행 가능한 명령들을 갖는 기계-판독 가능한(예를 들어, 컴퓨터-판독 가능한, 프로세서-판독 가능한, 등) 저장 매체를 포함한다.
본 개시내용의 일 실시예는, 제 1 변조된 전자기파를 발생시키도록 장치에 의해 제 1 전기 신호를 변조하고, 전송 매체에 인접하게 위치된 도파관 상에서 상기 제 1 변조된 전자기파를 상기 장치에 의해 전송하기 위한 방법을 포함한다. 일 실시예에서, 제 1 전자기파는 전송 매체의 외부 표면 상에서 적어도 부분적으로 전파하는 제 2 전자기파를 유도할 수 있다. 상기 제 2 전자기파는 제 1 제어 채널 및 제 1 복수의 대역들로 분할되거나 이들을 수용하거나 또는 포함하는 제 1 스펙트럼 범위를 가질 수 있다.
본 개시내용의 일 실시예는, 제 1 전자기파의 발생을 가능하게 하는 전송기 및 상기 도파관의 표면을 따라 적어도 부분적으로 전파하는 상기 제 1 전자기파의 전파를 가능하게 도파관을 포함하는 장치를 포함한다. 일 실시예에서, 상기 제 1 전자기파는 전송 매체의 표면에 적어도 부분적으로 결합하여, 상기 전송 매체의 표면 상에서 적어도 부분적으로 전파하는 제 2 전자기파를 발생시킬 수 있다. 상기 제 2 전자기파는 제 1 제어 채널 및 제 1 복수의 대역들로 분할되거나 이들을 수용하거나 또는 포함하는 제 1 스펙트럼 범위를 가질 수 있다. 일 실시예에서, 상기 제 1 전자기파는 제 1 전파 모드를 가질 수 있고, 상기 제 2 전자기파는 제 2 전파 모드를 가질 수 있다. 일 실시예에서, 상기 제 1 전파 모드는 상기 제 2 전파 모드와 상이할 수 있다.
본 개시내용의 일 실시예는, 도파관과 적어도 하나의 도파관에 결합된 송수신기를 포함하는 도파관 시스템을 포함한다. 상기 도파관은 전송 매체의 표면 상에서 적어도 부분적으로 전파하는 제 2 전자기파를 발생시키도록 상기 도파관의 표면 상에서 적어도 부분적으로 제 1 전자기파를 전파하는 것을 가능하게 한다. 상기 도파관은 또한 상기 전송 매체의 표면을 따라 적어도 부분적으로 전파하는 제 3 전자기파로부터 발생되는 제 4 전자기파를 상기 도파관의 표면 상에서 적어도 부분적으로 전파하는 것을 가능하게 한다. 일 실시예에서, 상기 제 2 전자기파는 제 1 제어 채널 및 제 1 복수의 대역들로 분할되거나 이들을 수용하거나 또는 포함하는 제 1 스펙트럼 범위를 가지며, 상기 제 4 전자기파는 제 2 제어 채널 및 제 2 복수의 대역들로 분할되거나 이들을 수용하거나 또는 포함하는 제 2 스펙트럼 범위를 갖는다.
본 명세서에 기술된 다양한 실시예들은 와이어로부터 유도파(예를 들어, 전자기파들인 표면파 통신)를 론칭 및 추출하기 위한 도파관 결합 시스템에 관한 것이다. 장비의 크기와 비교해서 파장이 작을 수 있는 밀리미터-파 주파수들(예를 들어, 30GHz 내지 300GHz)에서, 전송들은 유전체 재료 또는 다른 결합기의 스트립 또는 길이와 같이, 도파관에 의해 유도되는 파동들로서 전파할 수 있다. 유도파의 전자기장 구조는 도파관의 내부 및/또는 외부일 수 있다. 이 도파관이 와이어(예를 들어, 송전선 또는 기타 전송선)에 매우 근접하게 되면, 유도파들의 적어도 일부가 도파관에서 분리되어 와이어에 결합되고, 와이어의 표면 주위의 표면파와 같은 유도파들로서 계속 전파된다.
일 실시예에 따르면, 표면파는 와이어의 외부 또는 외부 표면을 포함할 수 있는 와이어의 표면, 또는 상이한 특성들(예를 들어, 유전 특성들)을 갖는 다른 타입의 매체에 인접하거나 노출된 와이어의 다른 표면에 의해 유도되는 일종의 유도파이다. 사실, 예시적인 실시예에서, 표면파를 유도하는 와이어의 표면은 2개의 상이한 타입들의 매체들 사이의 전이 표면(transitional surface)을 나타낼 수 있다. 예를 들어, 피복되지 않은 또는 절연되지 않은 와이어의 경우, 와이어 표면은 공기 또는 자유 공간에 노출되는 피복되지 않은 또는 절연되지 않은 와이어의 외측 또는 외부 도전 표면이될 수 있다. 다른 예로서, 절연된 와이어의 경우, 와이어의 표면은, 절연체, 공기 및/또는 도체의 특성들(예를 들어, 유전 특성들)의 상대적인 차이들에 의존하여 그리고 또한 유도파의 주파수 및 전파 모드 또는 모드들에 더 의존하여, 와이어의 절연체 부분과 만나는 와이어의 도전성 부분일 수 있거나, 그렇지 않으면 공기 또는 자유 공간에 노출되는 와이어의 절연체 표면일 수 있거나, 그렇지 않으면 와이어의 절연체 표면과 와이어의 절연체 부분과 만나는 와이어의 도전성 부분 사이의 임의의 재료 영역일 수 있다.
예시적인 실시예에 따르면, 표면파들과 같은 유도파들은 자유 공간/공기를 통한 무선 전송 또는 와이어의 도체를 통한 전력 또는 신호들의 통상적인 전파와 대조될 수 있다. 사실, 본 명세서에 기술된 표면파 또는 유도파 시스템들을 이용하면, 종래의 전력 또는 신호들은 여전히 와이어의 도체를 통해 전파되거나 전송될 수 있는 반면에, 유도파들(표면파들 및 다른 전자기파들을 포함하는)은 예시적인 실시예에 따라 와이어의 표면 주위로 전파되거나 전송될 수 있다. 일 실시예에서, 표면파는 표면파를 유도하는 역할을 하는 선, 와이어 또는 전송 매체의 주로 또는 실질적으로 외부에 놓이는 필드 구조(예를 들어, 전자기장 구조)를 가질 수 있다.
예시적인 실시예에 따르면, 와이어를 따라 그리고 와이어의 외부 표면 둘레로 이동하는 전자기파들은 와이어에 근접한 도파관을 따라 이동하는 다른 전자기파들에 의해 유도된다. 전자기파들의 유도는 전기 회로의 일부로서 와이어들을 통해 주입되거나 그렇지 않으면 전송되는 임의의 전위, 전하 또는 전류와는 독립적일 수 있다. 와이어 내의 작은 전류는 와이어를 따라 전자기파의 전파에 응답하여 형성될 수 있지만, 이는 와이어 표면을 따라 전자기파의 전파로 인한 것일 수 있으며, 전기 회로의 일부로서 와이어에 주입되는 전위, 전하 또는 전류에 응답하여 형성되지 않음을 알아야 한다. 따라서 와이어 상에서 이동하는 전자기파들은 와이어 표면을 따라 전파하는 회로를 필요로 하지 않는다. 따라서 와이어는 회로의 일부가 아닌 단일 와이어 전송선이다. 또한, 일부 실시예들에서, 와이어는 필수적이지 않으며, 전자기파들은 와이어가 아닌 단일선 전송 매체를 따라 전파할 수 있다.
예시적인 실시예에 따르면, 유도파(예를 들어, 표면파)와 관련하여 사용되는 와이어 "주위로(about)"의 용어는 와이어 또는 다른 전송 매체 둘레에 적어도 부분적으로 원형 또는 실질적으로 원형인 필드 분포(예를 들어, 전기장, 자기장, 전자기장 등)를 갖는 기본파 전파 모드들 및 다른 유도파들을 포함할 수 있다. 또한, 유도파가 와이어 또는 다른 전송 매체 "주위로" 전파할 때, 기본파 전파 모드들(예를 들어, 0차 모드들)뿐만 아니라, 고차 유도파 모드들(예를 들어, 1차 모드들, 2차 모드들 등)과 같은 부가적으로 또는 대안적으로 다른 비-기본파 전파 모드들, 와이어 또는 다른 전송 매체 둘레에 비-원형 필드 분포들을 갖는 비대칭 모드들 및/또는 다른 유도(예를 들어, 표면)파들을 포함하는 파동 전파 모드에 따라 전파할 수 있다.
예를 들어, 이러한 비-원형 필드 분포들은 일방적 또는 다각적일 수 있으며, 하나 이상의 축 방향 로브들은 상대적으로 낮은-전계 강도, 제로-필드 강도 또는 실질적으로 제로-필드 강도에 의해 특징지워지는 하나 이상의 널들 또는 널 영역들 및/또는 상대적으로 더 높은 전계 강도를 특징으로 한다. 또한, 전계 분포는 그와 달리 와이어 둘레의 축 방향의 하나 이상의 영역들이 예시적인 실시예에 따라 하나 이상의 다른 영역들의 축 방향보다 높은 전계 또는 자계 강도(또는 이들의 조합)를 갖도록 와이어 둘레의 종축 방향의 함수로서 변화할 수 있다. 파동 고차 모드들 또는 비대칭 모드들의 상대 위치들은 유도파가 와이어를 따라 이동함에 따라 변할 수 있다는 것을 알 것이다.
본 발명은 하기에 기술되는 바와 같이 통신 서비스를 제공하기 위한 개선된 장치 및 그 방법을 제공한다.
이제 첨부된 도면들을 참조할 것이며, 도면들은 반드시 비율대로 도시되지는 않았다.
도 1은 본 명세서에 기술된 다양한 양태들에 따른 유도파 통신 시스템의 예시적이고 비-제한적인 실시예를 나타내는 블록도.
도 2는 본 명세서에 기술된 다양한 양태들에 따른 유전체 도파관 결합기의 예시적이고 비-제한적인 실시예를 나타내는 블록도.
도 3은 본 명세서에 기술된 다양한 양태들에 따른 유전체 도파관 결합기의 예시적이고 비-제한적인 실시예를 나타내는 블록도.
도 4는 본 명세서에 기술된 다양한 양태들에 따른 유전체 도파관 결합기의 예시적이고 비-제한적인 실시예를 나타내는 블록도.
도 5는 본 명세서에 기술된 다양한 양태들에 따른 유전체 도파관 결합기 및 송수신기의 예시적이고 비-제한적인 실시예를 나타내는 블록도.
도 6은 본 명세서에 기술된 다양한 양태들에 따른 듀얼 유전체 도파관 결합기의 예시적이고 비-제한적인 실시예를 나타내는 블록도.
도 7은 본 명세서에 기술된 다양한 양태들에 따른 양방향 유전체 도파관 결합기의 예시적이고 비-제한적인 실시예를 나타내는 블록도.
도 8은 본 명세서에 기술된 다양한 양태들에 따른 양방향 유전체 도파관 결합기의 예시적이고 비-제한적인 실시예를 나타내는 블록도.
도 9는 본 명세서에 기술된 다양한 양태들에 따른 양방향 중계기 시스템의 예시적이고 비-제한적인 실시예를 나타내는 블록도.
도 10a, 도 10b 및 도 10c는 본 명세서에 기술된 다양한 양태들에 따른 슬롯형 도파관 결합기의 예시적이고 비-제한적인 실시예를 나타내는 블록도.
도 11은 본 명세서에 기술된 다양한 양태들에 따른 도파관 결합 시스템의 예시적이고 비-제한적인 실시예를 나타내는 블록도.
도 12는 본 명세서에 기술된 다양한 양태들에 따른 도파관 결합 시스템의 예시적이고 비-제한적인 실시예를 나타내는 블록도.
도 13은 본 명세서에 기술된 바와 같은 유전체 도파관 결합기로의 전송을 전송하기 위한 방법의 예시적이고 비-제한적인 실시예의 흐름도.
도 14는 본 명세서에 기술된 다양한 양태들에 따른 도파관 시스템의 예시적이고 비-제한적인 실시예를 나타내는 블록도.
도 15a, 도 15b, 도 15c, 도 15d, 도 15e, 도 15f 및 도 15g는 본 명세서에 기술된 바와 같이 도 14의 도파관 시스템에 의해 검출 가능한 교란들(disturbances)에 대한 소스들의 예시적이고 비-제한적인 실시예를 나타내는 도면.
도 16은 본 명세서에 기술된 다양한 양태들에 따른 전력 그리드 통신 시스템을 관리하기 위한 시스템의 예시적이고 비-제한적인 실시예를 나타내는 블록도.
도 17a는 도 16의 시스템의 통신 네트워크에서 발생하는 교란들을 검출하고 완화하기 위한 방법의 예시적이고 비-제한적인 실시예의 흐름도.
도 17b는 도 16의 시스템의 통신 네트워크에서 발생하는 교란들을 검출하고 완화하기 위한 방법의 예시적이고 비-제한적인 실시예의 흐름도.
도 18a는 본 명세서에 기술된 바와 같이 도 14의 도파관 시스템에 의해 검출된 교란을 완화하기 위한 예시적이고 비-제한적인 실시예를 도시한 도면.
도 18b는 본 명세서에 기술된 바와 같이 도 14의 도파관 시스템에 의해 검출된 교란을 완화하기 위한 다른 예시적이고 비-제한적인 실시예를 도시한 도면.
도 19는 통신 서비스를 제공하기 위한 예시적이며 비-제한적인 방법의 흐름도를 도시한 도면.
도 20은 본 명세서의 다양한 양태들에 따라 통신 서비스를 구성하기 위한 예시적이며 비-제한적인 스펙트럼 실시예를 도시한 블록도.
도 21은 본 명세서에 기술된 다양한 양태들에 따른 컴퓨팅 환경의 예시적이고 비-제한적인 실시예를 도시한 도면.
도 22는 본 명세서에 기술된 다양한 양태들에 따른 모바일 네트워크 플랫폼의 예시적이고 비-제한적인 실시예의 블록도.
도 23은 본 명세서에 기술된 다양한 양태들에 따른 통신 디바이스의 예시적이고 비-제한적인 실시예의 블록도.
이제 도 1을 참조하면, 유도파 통신 시스템(100)의 예시적이고 비-제한적인 실시예를 나타내는 블록도가 도시된다. 유도파 통신 시스템(100)은 유전체 도파관 결합 시스템이 사용될 수 있는 예시적인 환경을 도시한다.
유도파 통신 시스템(100)은 중앙 오피스(101) 및/또는 매크로셀 사이트(102)에 통신 가능하게 결합된 하나 이상의 기지국 디바이스들(예를 들어, 기지국 디바이스(104))을 포함하는 제 1 예의 배전 시스템(150)을 구비할 수 있다. 기지국 디바이스(104)는 매크로셀 사이트(102) 및 중앙 오피스(101)에 대한 유선(예를 들어, 섬유 및/또는 케이블), 또는 무선(예를 들어, 마이크로파 무선) 접속에 의해 접속될 수 있다. 제 2 예의 배전 시스템(160)은 무선 음성 및 데이터 서비스들을 모바일 디바이스(122) 및 주거용 및/또는 상업용 시설들(142)(여기서는 시설들(142)이라 칭함)에 제공하는데 사용될 수 있다. 시스템(100)은 도 1에 도시된 바와 같이 음성 및/또는 데이터 서비스들을 모바일 디바이스들(122-124) 및 시설들(142)에 제공하기 위한 배전 시스템들(150 및 160)의 추가적인 예들을 가질 수 있다.
매크로셀 사이트(102)와 같은 매크로셀들은 모바일 네트워크에 대한 전용 접속들을 가질 수 있고, 기지국 디바이스(104)는 매크로셀 사이트(102)의 접속을 공유하고 및/또는 다른 방식으로 사용할 수 있다. 중앙 오피스(101)는 미디어 컨텐트를 분배하거나 및/또는 인터넷 서비스 제공자(ISP) 서비스들을 모바일 디바이스들(122-124) 및 시설들(142)에 제공하는데 사용될 수 있다. 중앙 오피스(101)는 무리의 위성들(130)(그들 중 하나가 도 1에 도시됨)로부터의 미디어 컨텐트 또는 다른 소스들의 컨텐트를 수신할 수 있으며, 그러한 컨텐트를 제 1 및 제 2 예들의 배전 시스템(150 및 160)을 통해 모바일 디바이스들(122-124) 및 시설들(142)로 분배할 수 있다. 중앙 오피스(101)는 또한 인터넷 데이터 서비스들을 모바일 디바이스들(122-124) 및 시설들(142)에 제공하기 위한 인터넷(103)에 통신 가능하게 결합될 수 있다.
기지국 디바이스(104)는 전신주(116)에 장착되거나 부착될 수 있다. 다른 실시예들에서 기지국 디바이스(104)는 변압기들 근처 및/또는 전력선 가까이에 위치가 정해진 다른 위치들에 있을 수 있다. 기지국 디바이스(104)는 모바일 디바이스들(122 및 124)에 대하여 모바일 네트워크에 대한 접속을 가능하게 할 수 있다. 전신주들(118 및 120) 상에 또는 그 근처에 각각 장착된 안테나들(112 및 114)은 기지국 디바이스(104)로부터 신호들을 수신하고, 안테나들(112, 114)이 기지국 디바이스(104)에 또는 그 근처에 위치된 경우보다 훨씬 더 넓은 영역에 걸쳐 모바일 디바이스들(122 및 124)에 그들 신호들을 전송할 수 있다.
도 1은 간결함을 목적으로, 하나의 기지국 디바이스와 함께 배전 시스템들(150 및 160)의 각각의 예에서 3개의 전신주들을 표시한 것을 유념해야 한다. 다른 실시예들에서, 전신주(116)는 더 많은 기지국 디바이스들을 가질 수 있고, 더 많은 전신주들은 시설들(142)에 대해 분산된 안테나들 및/또는 테더 접속들(tethered connections)을 갖는다.
유전체 도파관 결합 디바이스(106)는 기지국 디바이스(104)로부터 전신주들(116, 118 및 120)에 접속하는 송전선 또는 전력선(들)을 통해 안테나들(112 및 114)에 신호를 전송할 수 있다. 신호를 전송하기 위해, 무선 소스 및/또는 결합기(106)는 기지국 디바이스(104)로부터의 신호를(예를 들어, 주파수 혼합을 통해) 상향 변환시키거나 또는 기지국 디바이스(104)로부터의 신호를 밀리미터-파 대역 신호로 변환하고 유전체 도파관 결합 디바이스(106)는 송전선 또는 다른 와이어를 따라 이동하는 유도파(예를 들어, 표면파 또는 다른 전자기파)로서 전파하는 밀리미터-파 대역파를 론칭한다. 전신주(118)에서, 또 다른 유전체 도파관 결합 디바이스(108)는 유도파를 수신하고(선택적으로 필요에 따라 또는 원하는 대로 증폭할 수 있거나, 또는 이를 수신하고 이를 재생하기 위해 디지털 중계기로서 동작할 수 있고), 송전선 또는 다른 와이어 상에서 유도파(예를 들어, 표면파 또는 다른 전자기파)로서 이를 전방으로 전송한다. 유전체 도파관 결합 디바이스(108)는 또한, 밀리미터-파 대역 유도파로부터 신호를 추출하여 그것을 주파수에서 하향 이동시키거나 그렇지 않으면 이를 그의 원래의 셀룰러 대역 주파수(예를 들어, 1.9GHz 또는 다른 규정된 셀룰러 주파수) 또는 다른 셀룰러(또는 비-셀룰러) 대역 주파수로 변환할 수 있다. 안테나(112)는 하향 이동된 신호를 모바일 디바이스(122)에 전송(예를 들어, 무선 전송)할 수 있다. 프로세스는 필요에 따라 또는 원하는 대로 유전체 도파관 결합 디바이스(110), 안테나(114) 및 모바일 디바이스(124)에 의해 중계될 수 있다.
모바일 디바이스들(122 및 124)로부터의 전송들은 안테나들(112 및 114)에 의해 각각 수신될 수도 있다. 유전체 도파관 결합 디바이스들(108 및 110) 상의 중계기들은 셀룰러 대역 신호들을 상향 이동시키거나 그렇지 않으면 밀리미터-파 대역으로 변환할 수 있고, 신호들을 유도파(예를 들어, 표면파 또는 다른 전자기파)전송들로서 전력선(들)을 통해 기지국 디바이스(104)에 전송할 수 있다.
중앙 오피스(101)에 의해 수신된 미디어 컨텐트는 모바일 디바이스들(122) 및 시설들(142)에 대한 분배를 위해 기지국 디바이스(104)를 통해 제 2 예의 배전 시스템(160)으로 공급될 수 있다. 유전체 도파관 결합 디바이스(110)는 하나 이상의 유선 접속들 또는 무선 인터페이스에 의해 시설들(142)에 테더링될(tethered) 수 있다. 하나 이상의 유선 접속들은, 제한 없이, 전력선, 동축 케이블, 섬유 케이블, 연선쌍(twisted pair) 케이블, 또는 미디어 컨텐트의 분배를 위한 및/또는 인터넷 서비스들을 제공하기 위한 다른 적절한 유선 매체들을 포함할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 상기 도파관 결합 디바이스(110)로부터의 유선 접속들은 하나 이상의 대응하는 서비스 영역 인터페이스들(SAIs-도시되지 않음)에 위치된 하나 이상의 VDSL(very high bit rate digital subscriber line) 모뎀들에 통신 가능하게 결합될 수 있으며, 각각의 SAI는 시설들(142)의 일부에 서비스들을 제공한다. VDSL 도뎀들은 미디어 컨텐트를 선택적으로 분배하고 및/또는 인터넷 서비스들을 시설들(142) 내에 위치된 게이트웨이들(도시되지 않음)에 제공하는데 사용될 수 있다. SAI들은 또한 전력선, 동축 케이블, 섬유 케이블, 연선쌍 케이블과 같은 유선 매체 또는 다른 적절한 유선 매체들을 통해 시설들(142)에 통신 가능하게 결합될 수 있다. 다른 예시적인 실시예들에서, 상기 도파관 결합 디바이스(110)는 SAIs와 같은 중간 인터페이스들 없이 시설들(142)에 통신 가능하게 직접 결합될 수 있다.
또 다른 예시적인 실시예에서, 시스템(100)은 다이버시티 경로들을 이용할 수 있고, 2개 이상의 송전선들 또는 다른 와이어들이 전신주들(116, 118, 및 120)(예를 들어, 폴들(116 및 120) 사이의 2개 이상의 와이어들) 사이에서 이어지고 기지국(104)으로부터의 중복 전송들은 송전선들 또는 다른 와이어들의 표면 아래에서 유도파로서 전송된다. 송전선들 또는 다른 와이어들은 절연 또는 비절연일 수 있으며, 전송 손실들을 야기하는 환경 상태들에 의존하여, 결합 디바이스들은 절연 또는 비절연 송전선들 또는 다른 와이어들로부터 신호들을 선택적으로 수신할 수 있다. 선택은 와이어들의 신호-대-잡음비의 측정들에 기초하거나, 결정된 기상/환경 상태들(예를 들어, 수분 검출기들, 일기 예보들 등)에 기초할 수 있다. 시스템(100)과 함께 다이버시티 경로들의 사용은 대체 라우팅 기능, 로드 밸런싱, 증가된 로드 핸들링, 동시 양-방향 또는 동기 통신들, 확산 스펙트럼 통신들(spread spectrum communications), 등을 가능하게 할 수 있다(더 많은 예시 상세들에 대하여 도 8을 참조).
도 1의 유전체 도파관 결합 디바이스들(106, 108 및 110)의 사용은 단지 예시일 뿐이고, 다른 실시예들에서는 다른 용도가 가능하다는 것을 유념한다. 예를 들어, 유전체 도파관 결합 디바이스들은 백홀 통신 시스템에 사용될 수 있으며, 기지국 디바이스들에 대한 네트워크 접속을 제공한다. 유전체 도파관 결합 디바이스들은 절연되거나 절연되지 않은 것에 상관없이 와이어를 통해 유도파 통신들을 전송하는 것이 바람직한 여러 가지 환경들에서 사용될 수 있다. 유전체 도파관 결합 디바이스들은 높은 전압들을 전달할 수 있는 와이어들과의 무접촉 또는 제한된 물리적 및/또는 전기적 접촉으로 인해 다른 결합 디바이스들보다 개선된 것들이다. 유전체 도파관 결합 디바이스들을 이용하여, 장치는 유전체가 절연체로서 작용하여 와이어와 전기적으로 접촉하지 않는 한, 와이어로부터 떨어져(예를 들어, 와이어로부터 이격되어) 배치될 수 있고 및/또는 와이어 상에 배치될 수 있어서, 저렴하고, 쉽고, 덜 복잡한 설치가 가능하다. 그러나, 이전에 언급된 도전성 또는 비-유전성 결합기들은, 예를 들어 와이어가 전화 네트워크, 케이블 텔레비전 네트워크, 광대역 데이터 서비스, 광섬유 통신 시스템 또는 저전압을 사용하거나 절연된 전송선을 갖는 다른 네트워크에 대응하는 구성들에서 이용될 수 있다.
또한, 기지국 디바이스(104) 및 매크로셀 사이트(102)가 일 실시예에서 예시되었지만, 다른 네트워크 구성들도 마찬가지로 가능하다는 것을 유념한다. 예를 들어, 액세스 포인트들 또는 다른 무선 게이트웨이들과 같은 디바이스들은 무선 근거리 네트워크, 무선 개인 영역 네트워크, 또는 802.11 프로토콜, WIMAX 프로토콜, UltraWideband 프로토콜, Bluetooth 프로토콜, Zigbee 프로토콜 또는 다른 무선 프로토콜과 같은 통신 프로토콜에 따라 동작하는 다른 무선 네트워크와 같은 다른 네트워크들의 도달범위를 확장하기 위해 유사한 방식으로 이용될 수 있다.
이제 도 2를 참조하면, 본 명세서에 기술된 다양한 양태들에 따른 유전체 도파관 결합 시스템(200)의 예시적이고 비-제한적인 실시예를 나타내는 블록도가 도시된다. 시스템(200)은 유전체 도파관(204)의 도파관 표면 둘레에 유도파로서 전파하는 파동(206)을 가진 유전체 도파관(204)을 포함한다. 일 실시예에서, 유전체 도파관(204)은 만곡되어 있으며, 도파관(204)의 적어도 일부는 여기에 도시된 도파관(204)과 와이어(202) 사이의 결합을 가능하게 하기 위해 와이어(202) 근처에 배치될 수 있다. 유전체 도파관(204)은 만곡된 유전체 도파관(204)의 일부가 와이어(202)에 평행하거나 실질적으로 평행하도록 배치될 수 있다. 와이어에 평행한 유전체 도파관(204)의 부분은 곡선의 정점, 또는 곡선의 접선이 와이어(202)에 평행한 임의의 지점일 수 있다. 유전체 도파관(204)이 이와 같이 위치되거나 배치될 때, 유전체 도파관(204)을 따라 이동하는 파동(206)은 와이어(202)에 적어도 부분적으로 결합하고, 와이어(202)의 와이어 표면 둘레 또는 주위에 그리고 와이어(202)를 따라 길이 방향으로 유도파(208)로서 전파한다. 다른 타입의 유도파들(208)도 마찬가지로 예시적인 실시예들을 벗어나지 않고 지원될 수 있지만, 유도파(208)는 표면파 또는 다른 전자기파로서 특징지워질 수 있다. 와이어(202)에 결합하지 않는 파동(206)의 부분은 유전체 도파관(204)을 따라 파동(210)으로서 전파한다. 유전체 도파관(204)은 파동(206)의 와이어(202)에의 원하는 레벨의 결합 또는 비-결합을 달성하기 위해 와이어(202)와 관련하여 다양한 위치들에서 구성 및 배치될 수 있다는 것을 알 것이다. 예를 들어, 와이어(202)에 평행하거나 실질적으로 평행한 유전체 도파관(2014)의 곡률 및/또는 길이뿐만 아니라, 그 이격 거리(일 실시예에서 제로 분리 거리를 포함할 수 있음)는 예시적인 실시예들을 벗어나지 않고 변경될 수 있다. 마찬가지로, 와이어(202)에 관련한 유전체 도파관(204)의 배열은 와이어(202) 및 유전체 도파관(204)의 각각의 고유 특성들(예를 들어, 두께, 구성, 전자기 특성들, 등)뿐만 아니라 파동들(206 및 208)의 특성들(예를 들어, 주파수, 에너지 레벨, 등)에 대한 고려사항들에 기초하여 변경될 수 있다.
유도파(208)는 와이어(202)가 구부러지고 휘어진 경우에도 와이어(202)에 평행하게 또는 실질적으로 평행하게 유지된다. 와이어(202)의 굴곡들은 전송 손실들을 증가시킬 수 있고, 이는 와이어 직경들, 주파수 및 재료들에도 의존한다. 유전체 도파관(204)의 치수들이 효율적인 전력 전달을 위해 선택되는 경우, 파동(206)의 전력의 대부분은 파동(210)에 잔류하는 전력이 거의 없이 와이어(202)로 전달된다. 유도파(208)는, 기본 전송 모드로 또는 기본 전송 모드 없이, 와이어(202)에 평행하거나 실질적으로 평행한 경로를 따라 이동하는 동안, 비-기본 또는 비대칭인 모드들을 가지는 것을 포함하여, 여전히 본질적으로 다중-모드일 수 있음을 알 것이다. 일 실시예에서, 전송 손실들을 최소화하고 및/또는 증가된 전파 거리를 획득하기 위해 비-기본 또는 비대칭 모드들이 이용될 수 있다.
용어 평행(parallel)은 일반적으로 실제 시스템들에서 흔히 정확히 달성할 수 없는 기하학적 구조임을 유념한다. 따라서, 본 개시내용에 이용된 용어 평행은 본 개시내용에 개시된 실시예들을 기술하기 위해 사용될 때 정확한 구성보다는 근사를 나타낸다. 일 실시예에서, 실질적으로 평행은 모든 차원들에서 참 평행의 30도 이내의 근사들을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 파동(206)은 하나 이상의 파동 전파 모드들을 나타낼 수 있다. 유전체 도파관 모드들은 도파관(204)의 형상 및/또는 설계에 의존할 수 있다. 하나 이상의 유전체 도파관 모드들의 파동(206)은 와이어(202)를 따라 전파하는 유도파(208)의 하나 이상의 파동 전파 모드들을 생성하거나, 영향을 미치거나, 또는 충격을 줄 수 있다. 일 실시예에서, 파동들(206 및 208) 모두가 유전체 도파관(204) 및 와이어(202)의 외부 주위로 각각 전파하기 때문에, 와이어(202) 상의 파동 전파 모드들은 유전체 도파관 모드들과 유사할 수 있다. 일부 실시예들에서, 파동(206)이 와이어(202)에 결합함에 따라, 모드들은 형태를 변화시킬 수 있거나, 유전체 도파관(204)과 와이어(202) 사이의 결합으로 인해 새로운 모드들이 생성되거나 발생될 수 있다. 예를 들어, 유전체 도파관(204) 및 와이어(202)의 크기, 재료 및/또는 임피던스들의 차이들은 유전체 도파관 모드들에 존재하지 않는 추가의 모드들을 생성하고 및/또는 유전체 도파관 모드들의 일부를 억제할 수 있다. 파동 전파 모드들은 작은 전기장 및/또는 자기장만 전파 방향으로 확장되는 기본 횡방향 전자기 모드(준-TEM00)를 포함할 수 있으며, 전기장 및 자기장은 유도파가 와이어를 따라 전파하는 동안 외측으로 방사상으로 확장한다. 이 유도파 모드는 유전체 도파관(204) 또는 와이어(202) 내에 전자기장들이 거의 존재하지 않는 도넛 형상일 수 있다.
파동들(206 및 208)은 필드들이 외측으로 방사상으로 확장하는 기본 TEM 모드를 포함할 수 있고, 또한 다른 비-기본(예를 들어, 비대칭, 상위-레벨, 등) 모드들을 포함할 수 있다. 특정 파동 전파 모드들이 위에서 논의되었지만, 이용된 주파수들, 유전체 도파관(204)의 설계, 와이어(202)의 치수들 및 구성뿐만 아니라, 그 표면 특성들, 그 선택적인 절연처리(insulation), 주위 환경의 전자기 속성들, 등에 기초하여, 횡방향 전기(TE: transverse electric) 및 횡방향 자기(TM: transverse magnetic) 모드들과 같은 다른 파동 전파 모드들도 마찬가지로 가능하다. 주파수, 와이어(202)의 전기적 및 물리적 특성들, 및 발생된 특정 파동 전파 모드들에 의존하여, 유도파(208)가 산화된 비절연 와이어, 산화되지 않은 비절연 와이어, 절연 와이어 및/또는 절연 와이어의 절연 표면을 따라 이동할 수 있음을 유념해야 한다.
일 실시예에서, 유전체 도파관(204)의 직경은 와이어(202)의 직경보다 작다. 이용되는 밀리미터-대역 파장에 대해, 유전체 도파관(204)은 파동(206)을 구성하는 단일 도파관 모드를 지원한다. 이 단일 도파관 모드는 표면(208)으로서 와이어(202)에 결합할 때 변경될 수 있다. 유전체 도파관(204)이 더 크다면, 하나 이상의 도파관 모드가 지원될 수 있지만, 이러한 추가 도파관 모드들은 효율적으로 와이어(202)에 결합하지 않을 수 있고, 더 높은 결합 손실들이 초래될 수 있다. 그러나, 일부 대안적인 실시예들에서, 유전체 도파관(204)의 직경은, 예를 들어 더 높은 결합 손실들이 바람직하거나 또는 다른 기술들과 관련하여 결합 손실들(예를 들어, 테이퍼링과 임피던스 정합, 등)을 줄이기 위해 이용될 때, 와이어(202)의 직경과 같거나 클 수 있다.
일 실시예에서, 파동들(206 및 208)의 파장은 유전체 도파관(204) 및 와이어(202)의 원주보다 크기가 비슷하거나 작다. 일례에서, 와이어(202)가 0.5cm의 직경과 약 1.5cm의 대응하는 원주를 갖는다면, 전송 파장은 약 1.5cm 이하이며 20GHz 이상의 주파수에 해당한다. 다른 실시예에서, 전송 및 반송-파 신호의 적절한 주파수는 30GHz 내지 100GHz, 아마도 약 30GHz 내지 60GHz, 및 일례에서 약 38GHz의 범위에 있다. 일 실시예에서, 유전체 도파관(204) 및 와이어(202)의 원주가 전송 파장과 크기가 비슷하거나 클 때, 파장들(206 및 208)은 본 명세서에 기술된 다양한 통신 시스템들을 지원하기에 충분한 거리들 너머까지 전파하는 기본 및/또는 비-기본(대칭 및/또는 비대칭) 모드들을 포함하는 다중 파동 전파 모드들을 나타낼 수 있다. 따라서, 파동들(206 및 208)은 하나보다 많은 타입의 전기장 및 자기장 구성을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 유도파(208)가 와이어(202) 아래로 전파함에 따라, 전기장 및 자기장 구성들은 와이어(202)의 말단부에서 말단부까지 동일하게 유지될 것이다. 다른 실시예들에서, 유도파(208)가 전송 손실들에 기인하여 간섭을 만나거나 에너지를 손실할 때, 유도파(208)가 와이어(202) 아래로 전파함에 따라 전기장 및 자기장의 구성들이 변할 수 있다.
일 실시예에서, 유전체 도파관(204)은 나일론, 테프론, 폴리에틸렌, 폴리아미드 또는 다른 플라스틱들로 구성될 수 있다. 다른 실시예들에서, 다른 유전체 재료들이 가능하다. 와이어(202)의 와이어 표면은 비-피복 금속 표면을 갖는 금속일 수 있거나, 플라스틱, 유전체, 절연체 또는 다른 외피를 이용하여 절연될 수 있다. 일 실시예에서, 유전체 또는 다른 비-도전성/절연 도파관은 비-피복/금속 와이어 또는 절연 와이어와 쌍을 이룰 수 있다. 다른 실시예들에서, 금속 및/또는 도전성 도파관은 비-피복/금속 와이어 또는 절연 와이어와 쌍을 이룰 수 있다. 일 실시예에서, 와이어(202)의 비-피복 금속 표면 상의 산화층(예를 들어, 비-피복 금속 표면을 산소/공기에 노출시킴으로써 생성됨)은 또한 일부 절연체들 또는 외피들에 의해 제공되는 것과 유사한 절연 또는 유전 특성들을 제공할 수 있다.
파동들(206, 208 및 210)의 그래픽 표현들은 파동(206)이 예를 들어 단일 와이어 전송선처럼 동작하는 와이어(202) 상에 유도파(208)를 유도하거나 론칭하는 원리들을 예시하기 위해 제공될 뿐임을 유념한다. 파동(210)은 유도파(208)의 생성 후에 유전체 도파관(204) 상에 남아있는 파동(206)의 부분을 나타낸다. 그러한 파동 전파의 결과로서 생성된 실제의 전기장 및 자기장은 이용된 주파수들, 특정 파동 전파 모드 또는 모드들, 유전체 도파관(204)의 설계, 와이어(202)의 치수들 및 구성뿐만 아니라 그 표면 특성들, 선택적인 절연처리, 주위 환경의 전자기 특성들 등에 의존하여 변화할 수 있다.
유전체 도파관(204)은 파동(210)으로부터 남은 방사선 또는 에너지를 흡수할 수 있는 유전체 도파관(204)의 말단부에 종단 회로 또는 댐퍼(214)를 포함할 수 있음을 유념한다. 종단 회로 또는 댐퍼(214)는 전송기 회로(212)를 향해 다시 반사하는 파동(210)으로부터 남은 방사선 또는 에너지를 방지 및/또는 최소화할 수 있다. 일 실시예에서, 종단 회로 또는 댐퍼(214)는 종단 저항기들 및/또는 반사를 감쇠시키기 위해 임피던스 정합을 수행하는 다른 구성요소들을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 결합 효율들이 충분히 높고, 및/또는 파동(210)이 충분히 작은 경우, 종단 회로 또는 댐퍼(214)를 사용할 필요가 없을 수 있다. 간략화를 위해, 이들 전송기 및 종단 회로들 또는 댐퍼들(212 및 214)은 다른 도면들에 도시되지 않았지만, 이들 실시예들에서, 전송기 및 종단 회로들 또는 댐퍼들이 사용될 가능성이 있다.
또한, 단일 유전체 도파관(204)이 단일 유도파(208)를 생성하는 것으로 제시되지만, 와이어(202)를 따라 및/또는 와이어 주위의 상이한 축 방향들로 상이한 지점들에 배치된 다중 유전체 도파관들(204)이 동일하거나 상이한 주파수들에서, 동일하거나 상이한 위상들에서, 동일하거나 상이한 파동 전파 모드들에서 다중 유도파들(208)을 생성 및 수신하는데 이용될 수 있다. 유도파 또는 유도파들(208)은 위상 시프트 키잉, 주파수 시프트 키잉, 직교 진폭 변조, 진폭 변조, 다중-반송파 변조와 같은 변조 기술을 통해, 및 주파수 분할 멀티플렉싱, 시분할 멀티플렉싱, 코드 분할 멀티플렉싱, 상이한 파동 전파 모드들을 통한 멀티플렉싱을 통해, 및 다른 변조 및 액세스 전략들을 통해 데이터를 전달하도록 변조될 수 있다.
이제 도 3을 참조하면, 본 명세서에 기술된 다양한 양태들에 따른 유전체 도파관 결합 시스템(300)의 예시적이고 비-제한적인 실시예의 블록도가 도시된다. 시스템(300)은 유전체 도파관(304) 및 와이어(302)의 와이어 표면 주위에 유도파로서 전파하는 파동(306)을 갖는 와이어(302)를 포함한다. 일 실시예에서, 파동(306)은 표면파 또는 다른 전자기파로서 특징지워질 수 있다.
예시적인 실시예에서, 유전체 도파관(304)은 만곡되거나 그렇지 않으면 곡률을 가지며, 만곡된 유전체 도파관(304)의 부분이 와이어(302)에 평행하거나 실질적으로 평행하도록 와이어(302) 근처에 배치될 수 있다. 와이어에 평행한 유전체 도파관(304)의 부분은 곡선의 정점, 또는 곡선의 접선이 와이어(302)에 평행한 임의의 지점일 수 있다. 유전체 도파관(304)이 와이어 근처에 있을 때, 와이어(302)를 따라 이동하는 유도파(306)는 유전체 도파관(304)에 결합할 수 있고 유전체 도파관(304) 주위에 유도파(308)로서 전파할 수 있다. 유전체 도파관(304)에 결합하지 않는 유도파(306)의 부분은 유도파(310)(예를 들어, 표면파 또는 다른 전자기파)로서 와이어(302)를 따라 전파한다.
유도파들(306 및 308)은 와이어(302) 및 유전체 도파관(304)이 구부러지고 휘어진 경우에도, 와이어(302) 및 유전체 도파관(304)에 각각 평행하게 유지된다. 굴곡들은 전송 손실들을 증가시킬 수 있으며, 이는 또한 와이어 직경들, 주파수 및 재료들에도 의존한다. 유전체 도파관(304)의 치수들이 효율적인 전력 전달을 위해 선택되면, 유도파(306)의 에너지의 대부분은 유전체 도파관(304)에 결합되고 유도파(310)에는 거의 남아 있지 않다.
일 실시예에서, 수신기 회로는 파동(308)을 수신하기 위해 도파관(304)의 말단부 상에 배치될 수 있다. 종단 회로는 도파관(304)에 결합하는 유도파(306)와는 반대 방향으로 이동하는 유도파들을 수신하기 위해 도파관(304)의 대향 말단부 상에 배치될 수 있다. 따라서, 종단 회로는 수신기 회로에 의해 수신되는 반사들을 방지 및/또는 최소화할 것이다. 반사들이 작으면, 종단 회로가 필요하지 않을 수 있다.
유전체 도파관(304)은 표면파(306)의 선택된 편파들이 유도파(308)로서 유전체 도파관(304)에 결합되도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 유도파(306)가 각각의 편파들을 가진 유도파들 또는 전파 모드들로 구성되면, 유전체 도파관(304)은 선택된 편파(들)의 하나 이상의 유도파들을 수신하도록 구성될 수 있다. 따라서, 유전체 도파관(304)에 결합되는 유도파(308)는 하나 이상의 선택된 편파(들)에 대응하는 유도파들의 세트이고, 추가의 유도파(310)는 선택된 편파(들)와 정합하지 않는 유도파들을 포함할 수 있다.
유전체 도파관(304)은 유전체 도파관(304)이 배치되는 와이어(302) 둘레의 각도/회전에 기초하여 특정 편파의 유도파들을 수신하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 유도파(306)가 수평으로 편파되는 경우, 대부분의 유도파(306)는 파동(308)으로서 유전체 도파관에 전달된다. 유전체 도파관(304)이 와이어(302) 둘레로 90도 회전될 때, 유도파(306)로부터의 에너지의 대부분은 유도파(310)로서 와이어에 결합된 채로 유지될 것이고, 단지 작은 부분만 파동(308)으로서 와이어(302)에 결합될 것이다.
파동들(306, 308 및 310)이 도 3에서 및 명세서의 다른 도면에서 3개의 원형 기호들을 이용하여 도시된 것을 유념한다. 이들 기호들은 일반적인 유도파를 나타내는데 사용되지만, 파동들(306, 308 및 310)이 반드시 원형 편파되거나 그렇지 않으면 원형으로 배향된다는 것을 암시하지는 않는다. 실제로, 파동들(306, 308 및 310)은 필드들이 외측으로 방사상으로 확장하는 기본 TEM 모드를 포함할 수 있고, 또한, 다른 비-기본(예를 들어, 상위-레벨 등) 모드들을 포함할 수 있다. 이러한 모드들은 마찬가지로 본질적으로 비대칭(방사, 양측, 삼측, 사측, 등)일 수 있다.
와이어들을 통한 유도파 통신들은 전이중(full duplex)일 수 있어 양방향 동시 통신을 허용한다는 것을 또한 유념한다. 한 방향으로 이동하는 파동은 반대 방향으로 이동하는 파동들을 통과할 수 있다. 파동들에 적용되는 중첩 원리로 인해 전자기장들이 특정 지점들에서 짧은 시간들 동안 상쇄될 수 있다. 반대 방향으로 이동하는 파동들은 다른 파동들이 거기에 없는 것처럼 전파하지만, 관찰자에 대한 합성 효과는 고정된 정재파 패턴일 수 있다. 유도파들이 서로 통과하여 더 이상 중첩 상태가 아니므로, 간섭이 가라 앉는다. 유도파(예를 들어, 표면파 또는 다른 전자기파)가 도파관에 결합하고 와이어로부터 멀리 이동함에 따라, 다른 유도파들(예를 들어, 표면파들 또는 다른 전자기파들)로 인한 임의의 간섭이 감소한다. 일 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 국부적인 간섭을 일으킴으로써 통과한다. 유도파(306)가 파동(308)으로서 유전체 도파관(304)에 결합하고, 와이어(302)로부터 멀리 이동함에 따라, 통과하는 유도파로 인한 임의의 간섭이 가라앉는다.
파동들(306, 308 및 310)의 그래픽 표현들은 단지 유도파(306)가 유전체 도파관(304) 상에서 파동(308)을 유도하거나 론칭하는 원리들을 예시하기 위해 제공될 뿐임을 유념한다. 유도파(310)는 파동(308)의 생성 후에 와이어(302) 상에 남아있는 유도파(306)의 부분을 나타낸다. 이러한 유도파 전파의 결과로서 생성된 실제 전기장 및 자기장은 유전체 도파관의 형상 및/또는 설계, 와이어에 대한 유전체 도파관의 상대적 위치, 이용된 주파수들, 유전체 도파관(304)의 설계, 와이어(302)의 치수들 및 구성뿐만 아니라 그의 표면 특성들, 그의 선택적인 절연처리, 주변 환경의 전자기 속성들, 등 중 하나 이상에 의존하여 변화할 수 있다.
이제 도 4를 참조하면, 본 명세서에 기술된 다양한 양태들에 따른 유전체 도파관 결합 시스템(400)의 예시적이고 비-제한적인 실시예의 블록도가 도시된다. 시스템(400)은 유전체 도파관(404)의 도파관 표면 주위에 유도파로서 전파하는 파동(406)을 갖는 유전체 도파관(404)을 포함한다. 일 실시예에서, 유전체 도파관(404)은 만곡되어 있으며, 유전체 도파관(404)의 말단부는 와이어(402)에 묶이거나, 고정되거나 또는 기계적으로 결합될 수 있다. 유전체 도파관(404)의 말단부가 와이어(402)에 고정될 때, 유전체 도파관(404)의 말단부는 와이어(402)에 평행하거나 실질적으로 평행하다. 대안적으로, 말단부를 넘어서는 유전체 도파관의 다른 부분은 고정된 또는 결합된 부분이 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 통합 구성요소로서 구성되는 나일론 케이블 타이 또는 다른 타입의 비-도전성/유전체 재료일 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 말단부와 함께 배치될 때, 유전체 도파관(404)을 따라 이동하는 유도파(406)는 와이어(402)에 결합하고, 와이어(402)의 와이어 표면 주위에 유도파(408)로서 전파한다. 일 예시적인 실시예에서, 유도파(408)는 표면파 또는 다른 전자기파로서 특징지워질 수 있다.
파동들(406 및 408)의 그래픽 표현들은 파동(406)이 예를 들어 단일 와이어 전송선처럼 동작하는 와이어(402) 상에 유도파(408)를 유도하거나 론칭하는 원리들을 예시하기 위해 제공될 뿐임을 유념한다. 그러한 파동 전파의 결과로서 생성된 실제의 전기장 및 자기장은 유전체 도파관의 형상 및/또는 설계, 와이어에 대한 유전체 도파관의 상대적 위치, 이용된 주파수들, 유전체 도파관(404)의 설계, 와이어(402)의 치수들 및 구성뿐만 아니라 그의 표면 특성들, 그의 선택적인 절연처리, 주위 환경의 전자기 속성들, 등 중 하나 이상에 의존하여 변화할 수 있다.
일 실시예에서, 유전체 도파관(404)의 말단부는 결합 효율들을 증가시키기 위해 와이어(402)쪽으로 테이퍼링될 수 있다. 실제로, 유전체 도파관(404)의 말단의 테이퍼링은 본 개시내용의 예시적인 실시예에 따라 와이어(402)에 임피던스 정합을 제공할 수 있다. 예를 들어, 유전체 도파관(404)의 말단은 도 4에 도시된 바와 같은 파동들(406 및 408) 사이의 원하는 결합 레벨을 얻기 위해 점진적으로 테이퍼링될 수 있다.
일 실시예에서, 결합 디바이스(410)는 결합 디바이스(410)와 유전체 도파관(404)의 말단부 사이에 짧은 길이의 유전체 도파관(404)이 존재하도록 배치될 수 있다. 최대 결합 효율들은 결합 디바이스(410)를 넘어서는 유전체 도파관(404)의 말단부 길이가 어떤 주파수가 전송되더라도 적어도 수 개의 파장 길이일 때 실현된다.
이제 도 5를 참조하면, 본 명세서에 기술된 다양한 양태들에 따른 유전체 도파관 결합기 및 송수신기 시스템(500)(본 명세서에서 집합적으로 시스템(500)이라고 칭함)의 예시적이고 비-제한적인 실시예의 블록도가 도시된다. 시스템(500)은 파동들(예를 들어, 유전체 도파관(502) 상으로의 유도파(504))를 론칭하고 수신하는 전송기/수신기 디바이스(506)를 포함한다. 유도파들(504)은 통신 인터페이스(501)에 의해 기지국(520), 모바일 디바이스들(522) 또는 건물(524)로부터 수신되고 이들에 전송된 신호들을 전송하는데 사용될 수 있다. 통신 인터페이스(501)는 시스템(500)의 필수 부분일 수 있다. 대안적으로, 통신 인터페이스(501)는 시스템(500)에 테더링될 수 있다. 통신 인터페이스(501)는 다양한 무선 시그널링 프로토콜들들(예를 들어, LTE, WiFi, WiMAX, IEEE 802.xx, 등) 중 임의의 것을 이용하는 기지국(520), 모바일 디바이스들(522) 또는 건물(524)에 인터페이스하기 위한 무선 인터페이스를 포함할 수 있다. 또한, 통신 인터페이스(501)는 신호들을 기지국(520) 또는 건물(524)에 전송하기 위해 광섬유 라인, 동축 케이블, 연선쌍, 또는 다른 적절한 유선 매체들과 같은 유선 인터페이스를 포함할 수 있다. 시스템(500)이 중계기로서 기능하는 실시예들에서, 통신 인터페이스(501)는 필요하지 않을 수 있다.
통신 인터페이스(501)의 출력 신호들(예를 들어, Tx)은 주파수 혼합기(510)에서 국부 발진기(512)에 의해 생성된 밀리미터-파 반송파와 조합될 수 있다. 주파수 혼합기(510)는 통신 인터페이스(501)로부터 출력 신호들을 주파수 편이하기 위해 헤테로다인 기술들 또는 다른 주파수 편이 기술들을 이용할 수 있다. 예를 들어, 통신 인터페이스(501)로 및 그로부터 전송되는 신호들은 LTE(Long-Term Evolution) 무선 프로토콜 또는 다른 무선 3G, 4G, 5G 이상의 음성 및 데이터 프로토콜, Zigbee, WIMAX, Ultra Wideband 또는 IEEE 802.11 무선 프로토콜 또는 다른 무선 프로토콜에 따라 포맷된 직교 주파수 분할 멀티플렉싱(OFDM) 신호들과 같은 변조 신호들일 수 있다. 예시적인 실시예에서, 이러한 주파수 변환은 아날로그 도메인에서 행해질 수 있고, 결과적으로, 주파수 편이는 기지국(520), 모바일 디바이스들(522) 또는 건물 내 디바이스들(524)이 사용하는 통신 프로토콜의 타입에 상관없이 행해질 수 있다. 새로운 통신 기술들이 개발됨에 따라, 통신 인터페이스(501)는 업그레이드되거나 교체될 수 있으며, 주파수 편이 및 전송 장치가 유지될 수 있으므로, 업그레이드가 간단해진다. 그 다음, 반송파는 전력 증폭기("PA")(514)로 전송될 수 있고, 다이플렉서(516)를 통해 전송기 수신기 디바이스(506)를 통해 전송될 수 있다.
통신 인터페이스(501)를 향하는 전송기/수신기 디바이스(506)로부터 수신된 신호들은 다이플렉서(516)를 통해 다른 신호들로부터 분리될 수 있다. 그 다음, 전송은 증폭을 위해 저잡음 증폭기("LNA")(518)로 전송될 수 있다. 국부 발진기(512)로부터의 도움으로 주파수 혼합기(521)는 전송(일부 실시예들에서 밀리미터-파 대역 또는 약 38GHz에 있음)을 고유 주파수로 하향 이동할 수 있다. 통신 인터페이스(501)는 이후 입력 포트(Rx)에서 전송을 수신할 수 있다.
일 실시예에서, 전송기/수신기 디바이스(506)는 원통형 또는 비-원통형 금속(예를 들어, 일 실시예에서는 공동(hollow)일 수 있지만, 반드시 정확한 비율로 그려진 것은 아님) 또는 다른 도전성 또는 비-도전성 도파관을 포함할 수 있고 유전체 도파관(502)의 말단부는 도파관 또는 전송기/수신기 디바이스(506) 내에 또는 그 부근에 배치될 수 있어서, 전송기/수신기 디바이스(506)가 전송을 발생시킬 때, 유도파는 유전체 도파관(502)에 결합하고, 유도파(504)로서 유전체 도파관(502)의 도파관 표면 주위에 전파한다. 일부 실시예들에서, 유도파(504)는 유전체 도파관(502)의 외부 표면 상에서 부분적으로 전파할 수 있으며 유전체 도파관(502) 내부에서 부분적으로 전파할 수 있다. 다른 실시예들에서, 유도파(504)는 유전체 도파관(502)의 외부 표면 상에서 상당하게 또는 완전하게 전파할 수 있다. 또 다른 실시예들에서, 유도파(504)는 유전체 도파관(502)의 내부에서 상당하게 또는 완전하게 전파할 수 있다. 이러한 후자의 실시예에서, 유도파(504)는 도 4의 와이어(402)와 같은 전송 매체에 결합하기 위해 (도 4에 도시된 테이퍼링된 말단부와 같이) 유전체 도파관(502)의 말단부에서 방사될 수 있다. 유사하게, 유도파(504)가 들어오는 경우(와이어로부터 유전체 도파관(502)에 결합), 유도파(504)는 전송기/수신기 디바이스(506)에 진입하여 원통형 도파관 또는 도전성 도파관에 결합한다. 전송기/수신기 디바이스(506)가 별도의 도파관-안테나를 포함하는 것으로 도시되지만, 공동 공진기(cavity resonator), 클라이스트론, 마그네트론, 진행파 튜브, 또는 다른 방사 요소가 별도의 도파관 없이 도파관(502) 상에 유도파를 유도하는데 이용될 수 있다.
일 실시예에서, 유전체 도파관(502)은 그 안에 아무런 금속 또는 다른 도전 재료도 존재하지 않는 전적으로 유전체 재료(또는 다른 적절한 절연 재료)로 구성될 수 있다. 유전체 도파관(502)은 나일론, 테플론, 폴리에틸렌, 폴리아미드, 다른 플라스틱들, 또는 비도전성이며 이러한 재료들의 외부 표면 상에서 적어도 부분적으로 전자기파의 전송을 가능하게 하기에 적합한 다른 재료들로 구성될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 유전체 도파관(502)은 도전성/금속성인 코어를 포함하고, 외부 유전체 표면을 가질 수 있다. 유사하게, 유전체 도파관(502)에 의해 유도된 전자기파들을 전파하거나 유전체 도파관(502)에 전자기파들을 공급하기 위해 유전체 도파관(502)에 결합하는 전송 매체는 그 안에 아무런 금속 또는 다른 도전 재료들도 존재하지 않는 전적으로 유전체 재료(또는 다른 적절한 절연 재료)로 구성될 수 있다.
또한, 도 5는 전송기 수신기 디바이스(506)의 개구부가 유전체 도파관(502)보다 훨씬 넓은 것을 도시하지만, 이것은 정확한 비율로 그려진 것이 아니며, 다른 실시예들에서 유전체 도파관(502)의 폭은 공동 도파관(hollow waveguide)의 개구부와 유사하거나 약간 작다는 것을 유념한다. 또한 도시되지는 않았지만, 일 실시예에서, 반사를 감소시키고 결합 효율들을 증가시키기 위해 전송기/수신기 디바이스(506)에 삽입되는 도파관(502)의 말단부가 아래로 테이퍼링된다.
전송기/수신기 디바이스(506)는 통신 인터페이스(501)에 통신 가능하게 결합될 수 있고, 대안적으로 전송기/수신기 디바이스(506)는 또한 도 1에 도시된 하나 이상의 분산 안테나들(112 및 114)에 통신 가능하게 결합될 수 있다. 다른 실시예들에서, 전송기 수신기 디바이스(506)는 백홀 네트워크용 중계기 시스템의 일부를 포함할 수 있다.
유전체 도파관(502)에 결합하기 전에, 전송기/수신기 디바이스(506)에 의해 발생된 유도파의 하나 이상의 도파관 모드들은 유도파(504)의 하나 이상의 파동 전파 모드들을 유도하도록 유전체 도파관(502)에 결합할 수 있다. 상기 유도파(504)의 파동 전파 모드들은 공동 금속 도파관 및 유전체 도파관의 상이한 특성들로 인해 공동 금속 도파관 모드들과 상이할 수 있다. 예를 들어, 상기 유도파(504)의 파동 전파 모드들은, 작은 전기장 및/또는 자기장만이 전파 방향으로 확장하는 기본 횡방향 전자기 모드(준-TEM00)를 포함할 수 있고, 전기장 및 자기장은 유전체 도파관(502)으로부터 외측으로 방사상으로 확장하는 반면, 유도파들은 유전체 도파관(502)을 따라 전파한다. 기본 횡방향 전자기 모드 파동 전파 모드는 공동인 도파관 내부에는 존재하지 않을 수 있다. 따라서, 전송기/수신기 디바이스(506)에 의해 이용되는 공동 금속 도파관 모드들은 유전체 도파관(502)의 파동 전파 모드들에 효과적이고 효율적으로 결합할 수 있는 도파관 모드들이다.
이제 도 6은 참조하면, 본 명세서에 기술된 다양한 양태들에 따른 듀얼 유전체 도파관 결합 시스템(600)의 예시적이고 비-제한적인 실시예를 나타내는 블록도가 도시된다. 일 실시예에서, 2개 이상의 유전체 도파관들(예를 들어, 604 및 606)은 유도파(608)를 수신하기 위해 와이어(602) 둘레에 위치될 수 있다. 일 실시예에서, 유도파(608)는 표면파 또는 다른 전자기파로서 특징지워질 수 있다. 일 실시예에서, 하나의 유전체 도파관은 유도파(608)를 수신하기에 충분하다. 이 경우, 유도파(608)는 유전체 도파관(604)에 결합하고 유도파(610)로서 전파한다. 유도파(608)의 필드 구조가 다양한 외부 인자들로 인해 와이어(602) 둘레에서 진동하거나 파동을 일으키면, 유도파(608)가 유전체의 도파관(606)에 결합하도록 유전체 도파관(606)이 배치될 수 있다. 일부 실시예들에서, 4개 이상의 유전체 도파관들은, 와이어(602) 둘레에서 진동하거나 회전할 수 있거나, 상이한 축 방향들로 유도되었거나, 또는 예를 들어 로브들(lobes) 및/또는 널들(nulls) 또는 방향에 의존하는 다른 비대칭들을 갖는 비-기본 또는 고차 모드들을 갖는 유도파들을 수신하기 위해, 와이어(602)의 일부 주위에, 예를 들어 서로에 관해 90°또는 다른 간격으로 배치될 수 있다. 그러나, 예시적인 실시예들을 벗어나지 않고, 와이어(602)의 일부 둘레에 배치된 4개보다 적은 또는 그보다 많은 유전체 도파관들이 있을 수 있음을 알 것이다. 일부 예시적인 실시예들이 와이어(602)의 적어도 일부 둘레에 복수의 유전체 도파관들을 제공하였지만, 이 복수의 유전체 도파관들은 또한 다중 유전체 도파관 서브 구성요소들을 갖는 단일 유전체 도파관 시스템의 일부로 간주될 수 있음을 또한 알 것이다. 예를 들어, 2개 이상의 유전체 도파관들은 유전체 도파관들이 단일 시스템에 따라 서로에 대해(수동 또는 자동으로) 미리-배치되거나 조정될 수 있도록 단일 설치로 와이어 둘레에 설치될 수 있는 단일 시스템으로서 제조될 수 있다. 유전체 도파관들(606 및 604)에 결합된 수신기들은 신호 품질을 최대화하기 위해 두 유전체 도파관들(606 및 604)로부터 수신된 신호들을 조합하기 위해 다이버시티 조합을 사용할 수 있다. 다른 실시예들에서, 유전체 도파관들(604, 606) 중 하나 또는 다른 하나가 미리 결정된 임계값을 초과하는 전송을 수신하는 경우, 수신기들은 어느 신호를 사용할지를 결정할 때 선택 다이버시티를 사용할 수 있다.
파동들(608 및 610)의 그래픽 표현들은 유도파(608)가 유전체 도파관(604) 상으로 파동(610)을 유도하거나 론칭하는 원리들을 예시하기 위해 제공될 뿐임을 유념한다. 이러한 파동 전파의 결과로서 생성된 실제의 전기장 및 자기장은 이용된 주파수들, 유전체 도파관(604)의 설계, 와이어(602)의 치수들 및 구성뿐만 아니라 그의 표면 특성들, 그의 선택적인 절연처리, 주위 환경의 전자기 특성들 등에 의존하여 변할 수 있다.
이제 도 7을 참조하면, 본 명세서에 기술된 다양한 양태들에 따른 양방향 유전체 도파관 결합 시스템(700)의 예시적이고 비-제한적인 실시예를 나타내는 블록도가 도시된다. 시스템(700)에서, 2개의 유전체 도파관들(704 및 714)은 와이어(702) 근처에 배치될 수 있어서, 와이어(702)를 따라 전파하는 유도파들(예를 들어, 표면파들 또는 다른 전자기파들)이 파동(706)으로서 유전체 도파관(704)에 결합된 다음, 중계기 디바이스(710)에 의해 부스팅되고 중계되고 유전체 도파관(714) 상으로 유도파(716)로서 론칭된다. 유도파(716)는 와이어(702)에 결합될 수 있고 와이어(702)를 따라 계속 전파할 수 있다. 일 실시예에서, 중계기 디바이스(710)는 전력선이될 수 있는 와이어(702)와의 자기 결합을 통해 부스팅 또는 중계에 이용되는 전력의 적어도 일부를 수신할 수 있다.
일부 실시예들에서, 중계기 디바이스(710)는 파동(706)과 연관된 전송을 중계할 수 있고, 다른 실시예들에서는 중계기 디바이스(710)는 중계기 디바이스(710) 근처에 배치된 분산 안테나 시스템 및/또는 기지국 디바이스와 연관될 수 있다. 수신기 도파관(708)은 유전체 도파관(704)으로부터 파동(706)을 수신할 수 있고, 전송기 도파관(712)은 유전체 도파관(714) 상으로 유도파(716)를 론칭할 수 있다. 수신기 도파관(708)과 전송기 도파관(712) 사이에서, 신호는 유도파 통신들과 연관된 신호 손실들 및 다른 비효율들을 보정하기 위해 증폭될 수 있거나, 또는 신호는 그 안에 포함된 데이터를 추출하기 위해 수신되고 처리될 수 있고 전송을 위해 재생될 수 있다. 일 실시예에서, 신호는 전송으로부터 추출되어 처리될 수 있고 그렇지 않으면 중계기 디바이스(710)에 통신 가능하게 결합된 분산 안테나들을 통해 근처의 모바일 디바이스들에 송출될 수 있다. 유사하게, 분산 안테나들에 의해 수신된 신호들 및/또는 통신들은 전송에 삽입될 수 있고, 이는 전송기 도파관(712)에 의해 유전체 도파관(714) 상에 발생되고 론칭된다. 따라서 도 7에 도시된 중계기 시스템(700)은 도 1의 유전체 도파관 결합 디바이스(108 및 110)와 기능면에서 비교될 수 있다.
도 7이 좌측으로부터 들어와서 우측으로 빠져나가는 유도파 전송들(706, 716)을 각각 도시하지만, 이것은 단순화일뿐 제한하려는 것이 아님을 유념한다. 다른 실시예들에서, 수신기 도파관(708) 및 전송기 도파관(712)은 또한 중계기 디바이스(710)가 양방향이 되도록 허용하는 전송기들 및 수신기들로서 각각 기능할 수 있다.
일 실시예에서, 중계기 디바이스(710)는 와이어(702) 상에서 불연속들 또는 장애물들이 있는 위치들에 배치될 수 있다. 이러한 장애물들은 변압기들, 접속부들, 전신주들, 및 다른 이러한 전력선 디바이스들을 포함할 수 있다. 중계기 디바이스(710)는 유도(예를 들어, 표면)파들이 선 상의 이들 장애물들을 뛰어 넘어서 동시에 전송 전력을 부스팅하는 것을 도울 수 있다. 다른 실시예들에서, 유전체 도파관은 중계기 디바이스를 사용하지 않고 장애물을 뛰어 넘는데 사용될 수 있다. 그 실시예에서, 유전체 도파관의 양 말단부는 와이어에 묶이거나 고정될 수 있고, 따라서 장애물에 의해 차단되지 않고 유도파가 이동하는 경로를 제공한다.
이제 도 8을 참조하면, 본 명세서에 기술된 다양한 양태들에 따른 양방향 유전체 도파관 결합기(800)의 예시적이고 비-제한적인 실시예의 블록도가 도시된다. 양방향 유전체 도파관 결합기(800)는 전신주들 사이에 2개 이상의 와이어들이 연결되는 경우의 다이버시티 경로들을 이용할 수 있다. 유도파 전송들이 기상, 강수량 및 대기 상태들에 기초하여 절연 와이어들 및 비-절연 와이어들에 대해 상이한 전송 효율들 및 결합 효율들을 가지므로, 특정 시간에 절연 와이어 또는 비-절연 와이어 상으로 선택적으로 전송하는 것이 유리할 수 있다.
도 8에 도시된 실시예에서, 중계기 디바이스는 수신기 도파관(808)을 사용하여 비절연 와이어(802)를 따라 이동하는 유도파를 수신하고, 전송기 도파관(810)을 사용하여 절연 와이어(804)를 따라 유도파로서 전송을 반복한다. 다른 실시예들에서, 중계기 디바이스는 절연 와이어(804)에서 비-절연 와이어(802)로 스위칭할 수 있거나, 동일한 경로들을 따라 전송들을 중계할 수 있다. 중계기 디바이스(806)는 센서들을 포함할 수 있거나, 또는 전송에 영향을 줄 수 있는 상태들을 나타내는 센서들과 통신할 수 있다. 센서들로부터 수신된 피드백에 기초하여, 중계기 디바이스(806)는 동일한 와이어를 따라 전송을 유지할지 또는 다른 와이어로 전송을 전송할지를 결정할 수 있다.
이제 도 9를 참조하면, 양방향 중계기 시스템(900)의 예시적이고 비-제한적인 실시예를 예시한 블록도가 도시된다. 양방향 중계기 시스템(900)은 분산 안테나 시스템 또는 백홀 시스템에 위치된 다른 결합 디바이스들로부터 전송들을 수신하고 전송하는 도파관 결합 디바이스들(902 및 904)을 포함한다.
다양한 실시예들에서, 도파관 결합 디바이스(902)는 다른 도파관 결합 디바이스로부터의 전송을 수신할 수 있으며, 여기서 전송은 복수의 부반송파들을 갖는다. 다이플렉서(906)는 다른 전송들로부터 전송을 분리할 수 있고, 전송을 저-잡음 증폭기("LNA")(908)로 향하게할 수 있다. 주파수 혼합기(928)는, 국부 발진기(912)로부터 도움을 받아, 분산 안테나 시스템에 대한 셀룰러 대역(-1.9GHz)인지, 고유 주파수인지 또는 백홀 시스템에 대한 다른 주파수인지에 관계없이 전송(밀리미터-파 대역 또는 일부 실시예에서 약 38GHz임)을 더 낮은 주파수로 하향 이동할 수 있다. 추출기(932)는 안테나 또는 다른 출력 구성요소(922)에 대응하는 부반송파 상에서 신호를 추출하여 그 신호를 출력 구성요소(922)로 향하게할 수 있다. 이 안테나 위치에서 추출되지 않은 신호들에 대해, 추출기(932)는 그들을 다른 주파수 혼합기(936)로 다시 향하게할 수 있고, 이 신호들은 국부 발진기(914)에 의해 생성된 반송파를 변조하는데 사용된다. 반송파는 그 부반송파들과 함께 전력 증폭기("PA")(916)로 향하게 되고 도파관 결합 디바이스(904)에 의해 다이플렉서(920)를 통해 다른 중계기 시스템으로 재전송된다.
출력 디바이스(922)(분산 안테나 시스템의 안테나)에서, PA(924)는 모바일 디바이스로의 전송을 위해 신호를 부스팅할 수 있다. LNA(926)는 모바일 디바이스로부터 수신된 약한 신호들을 증폭시킨 다음, 그 신호를 도파관 결합 디바이스(904)로부터 수신된 신호들과 병합하는 멀티플렉서(934)에 그 신호를 전송하는데 이용될 수 있다. 결합 디바이스(904)로부터 수신된 신호들은 다이플렉서(920)에 의해 분리된 후, LNA(918)를 통과하고, 주파수 혼합기(938)에 의해 주파수가 하향 이동된다. 신호들이 멀티플렉서(934)에 의해 조합될 때, 주파수 혼합기(930)에 의해 주파수에서 상향 이동된 다음, PA(910)에 의해 부스팅되고, 도파관 결합 디바이스(902)에 의해 론처에 또는 다른 중계기로 다시 전송된다. 일 실시예에서, 양방향 중계기 시스템(900)은 안테나/출력 디바이스(922)가 없는 중계기일 수 있다. 일부 실시예들에서, 양방향 중계기 시스템(900)은 2개의 별개의 개별 단-방향 중계기들을 사용하여 구현될 수도 있음을 알 것이다. 대안적인 실시예에서, 양방향 중계기 시스템(900)은 부스터이거나 또는 또한 하향 이동 및 상향 이동 없이 재전송들을 수행할 수 있다. 실제로 예시적인 실시예에서, 재전송들은 신호 또는 유도파의 재전송에 앞서 신호 또는 유도파를 수신하고 일부 신호 또는 유도파 처리 또는 재성형, 필터링 및/또는 증폭을 수행하는 것에 기초할 수 있다.
이제 도 10a, 도 10b 및 도 10c를 참조하면, 본 명세서에 기술된 다양한 양태들에 따른 슬롯형 도파관 결합기 시스템(1000)의 예시적이고 비-제한적인 실시예들의 블록도들이 도시된다. 도 10a에서, 도파관 결합기 시스템은 와이어(1006)가 와이어(1004)에 대해 길이 방향으로 이어지는 도파관(1002)에 형성된 슬롯 내에 또는 그 근처에 알맞도록, 도파관(1002)에 대해 위치된 와이어(1006)를 포함한다. 도파관(1002)의 대향 말단부들(1004a 및 1004b), 및 도파관(1002) 자체는 와이어(1006)의 와이어 표면의 180도 미만을 둘러싼다.
도 10b에서, 도파관 결합기 시스템은 와이어(1014)가 와이어(1004)에 대해 길이 방향으로 이어지는 도파관(1008)에 형성된 슬롯 내에 또는 그 근처에 알맞도록, 도파관(1008)에 대해 위치된 와이어(1014)를 포함한다. 도파관(1008)의 슬롯 표면들은 비평행일 수 있으며, 2개의 상이한 예시적인 실시예들이 도 10b에 도시된다. 처음에는, 슬롯 표면들(1010a 및 1010b)은 비평행할 수 있으며 와이어(1014)의 폭보다 약간 넓은 외측을 향한다. 다른 실시예에서, 슬롯 표면들(1012a 및 1012b)은 여전히 비-평행할 수 있지만, 와이어(1014)의 폭보다 작은 슬롯 개구부를 형성하도록 좁다. 비평행 슬롯 표면들의 임의의 범위의 각도들이 가능하며, 그 중 이들은 2개의 예시적인 실시예들이다.
도 10c에서, 도파관 결합기 시스템은 도파관(1016)에 형성된 슬롯 내에 알맞은 와이어(1020)를 도시한다. 이 예시적인 실시예에서 슬롯 표면들(1018a 및 1018b)은 평행할 수 있지만, 와이어(1020)의 축(1026)은 도파관(1016)의 축(1024)과 정렬되지 않는다. 따라서 도파관(1016) 및 와이어(1020)는 와이어(1020)는 동축으로 정렬되지 않는다. 도시된 다른 실시예에서, 1022에서의 와이어의 가능한 위치는 또한 도파관(1016)의 축(1024)과 정렬되지 않은 축(1028)을 가진다.
a) 와이어의 180도 미만을 둘러싸는 도파관 표면들, b) 비평행 슬롯 표면들, 및 c) 동축으로 정렬되지 않은 와이어들 및 도파관을 도시하는 3개의 상이한 실시예들이 도 10a, 도 10b 및 도 10c에 개별적으로 도시되었지만, 다양한 실시예들에서, 열거된 특징들의 다양한 조합들이 가능하다는 것을 알 것이다.
이제 도 11을 참조하면, 본 명세서에 기술된 다양한 양태들에 따른 도파관 결합 시스템(1100)의 예시적이고 비-제한적인 실시예가 도시된다. 도 11은 도 2, 도 3, 도 4, 등에 도시된 도파관 및 와이어 실시예들의 단면도를 도시한다. 1100에서 볼 수 있는 바와 같이, 와이어(1104)는 도파관(1102)의 바로 옆에 위치하여 도파관(1102)에 접촉할 수 있다. 다른 실시예들에서, 도 12의 도파관 결합 시스템(1200)에 도시된 바와 같이, 와이어(1204)는 여전히 도파관 스트립(1202)에 가깝지만 실제로는 접촉할 수 없다. 두 경우에, 도파관들을 따라 이동하는 전자기파들은 와이어들에 다른 전자기파들을 유도할 수 있고 그 반대도 가능하다. 또한, 두 실시예들에서, 와이어들(1104 및 1204)은 도파관들(1102 및 1202)의 외부 표면들에 의해 규정된 단면적의 외부에 배치된다.
본 개시내용의 목적상, 도파관은, 180도 초과의 단면으로 볼 때, 도파관이 표면의 축 영역을 둘러싸지 않을 때, 와이어의 와이어 표면을 상당 부분 둘러싸고 있지 않다. 의심할 여지없이, 도파관은, 180도 이하의 단면으로 볼 때, 도파관이 표면의 축 영역을 둘러쌀 때 와이어의 표면을 상당 부분 둘러싸고 있지 않다.
도 11 및 도 12가 원형을 갖는 와이어들(1104 및 1204) 및 직사각형을 갖는 도파관들(1102 및 1202)을 도시하지만, 이것에 제한되는 것은 아님을 알 것이다. 다른 실시예들에서, 와이어들 및 도파관들은 다양한 형상들, 크기들 및 구성들을 가질 수 있다. 형상들은 타원형들 또는 다른 모양의 타원체 모양들, 팔각형들, 사변형들 또는 날카롭거나 둥근 모서리들을 가진 다른 다각형들, 또는 다른 모양들을 포함할 수 있지만, 이에 제한되지는 않는다. 또한, 일부 실시예들에서, 와이어들(1104 및 1204)은 나선형 가닥, 브레이드(braid) 또는 개별 가닥들의 단일 와이어로의 다른 결합과 같이, 보다 작은 게이지 와이어들을 포함하는 가닥형 와이어들일 수 있다. 도면들에 도시되고 본 명세서 전체에 걸쳐 기술된 임의의 와이어들 및 도파관들은 이들 실시예들 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
도 13은 전술한 시스템들과 관련된 프로세스를 도시한다. 도 13의 프로세스는, 예를 들어 도 1 내지 도 9에 각각 도시된 시스템들(100, 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800 및 900)에 의해 구현될 수 있다. 설명의 단순화를 위해, 프로세스는 일련의 블록들로 도시되고 기술되었지만, 일부 블록들이 본 명세서에 도시되고 기술된 것과 다른 순서들로 및/또는 다른 블록들과 동시에 발생할 수 있으므로, 청구된 요지는 블록들의 순서에 의해 제한되지 않는다는 것을 이해하고 알아야 한다. 또한, 이후에 기술되는 방법들을 구현하기 위해 모든 도시된 블록들이 필요한 것은 아닐 수 있다.
도 13은 본 명세서에 기술된 유전체 도파관 결합기로 전송을 전송하기 위한 방법의 예시적이고 비-제한적인 실시예의 흐름도가 도시된다. 방법(1300)은 1302에서 시작될 수 있는데, 여기서 제 1 전자기파는 도파관의 도파관 표면 상으로 적어도 부분적으로 전파하는 유도파로서 전송 디바이스에 의해 방출되며, 도파관의 도파관 표면은 전체적으로 또는 상당한 부분으로 와이어의 와이어 표면을 둘러싸지 않는다. 전송기에 의해 생성된 전송은 기지국 디바이스, 액세스 포인트, 네트워크, 모바일 디바이스 또는 다른 신호 소스로부터 수신된 신호에 기초할 수 있다.
1304에서, 도파관을 와이어 근처에 구성 또는 배치하는 것에 기초하여, 유도파는 그 후에 제 1 전자기파의 적어도 일부를 와이어 표면에 결합시켜, 와이어 표면 둘레로 적어도 부분적으로 전파하는 제 2 전자기파(예를 들어, 표면파)를 형성하고, 여기서 와이어는 도파관에 근접한 곳에 있다. 이는 유전체 도파관의 일부(예를 들어, 유전체 도파관의 곡선의 접선)를 와이어에 가깝고 평행하게 배치하는 것에 응답하여 행해질 수 있고, 전자기파의 파장은 와이어 및 유전체 도파관의 원주보다 작다. 유도파 또는 표면파는 와이어가 구부러지고 휘어져도 와이어와 평행을 유지한다. 굴곡들은 전송 손실들을 증가시킬 수 있으며, 이는 또한 와이어 직경들, 주파수 및 재료들에 의존한다. 와이어와 도파관 사이의 결합 인터페이스는 본 명세서에 기술된 바와 같이 원하는 레벨의 결합을 달성하도록 구성될 수 있고, 도파관과 와이어 사이의 임피던스 정합을 개선하기 위해 도파관의 말단부를 테이퍼링하는 것을 포함할 수 있다.
전송기에 의해 송출되는 전송은 하나 이상의 도파관 모드들을 나타낼 수 있다. 도파관 모드들은 도파관의 형상 및/또는 설계에 의존할 수 있다. 와이어 상의 전파 모드들은 도파관 및 와이어의 상이한 특성들로 인해 도파관 모드들과 다를 수 있다. 와이어의 원주가 전송 파장보다 크기가 유사하거나 클 때, 유도파는 다중 파동 전파 모드들을 나타낸다. 따라서, 유도파는 하나보다 많은 타입의 전기장 및 자기장 구성을 포함할 수 있다. 유도파(예를 들어, 표면파)가 와이어 아래로 전파됨에 따라, 전기장 및 자기장 구성들은 와이어의 말단부에서 말단부까지 실질적으로 동일하게 유지되거나, 전송이 회전, 분산, 감쇠 또는 다른 효과들에 의한 파동을 가로지를 때 변할 수 있다.
도 14는 본 명세서에 기술된 다양한 양태들에 따른 도파관 시스템(1402)의 예시적이고 비-제한적인 실시예를 나타내는 블록도이다. 도파관 시스템(1402)은 센서들(1404), 전력 관리 시스템(1405), 도파관(1406) 및 통신 인터페이스(1408)를 포함할 수 있다.
도파관 시스템(1402)은 본 개시내용에 기술된 실시예들에 따라 데이터 통신을 가능하게 하기 위해 전력선(1410)에 결합될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 도파관(1406)은 본 개시내용에서 기술된 바와 같이 전력선(1410)의 표면을 따라 길이 방향으로 전파하는 전자기파를 전력선(1410)의 표면 상으로 유도하기 위해, 도 5에 도시된 시스템(500)의 전부 또는 일부를 포함할 수 있다. 도파관(1406)을 전력선(1410)에 결합하기 위한 비-제한적인 기술들은 도 2 내지 도 4 및 도 6에 도시된다. 또한, 도파관(1406)은 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 동일한 전력선(1410) 상에서 전자기파들을 재전송하거나 전력선들(1410) 사이에서 전자기파들을 라우팅하기 위한 중계기 역할을할 수 있다.
통신 인터페이스(1408)는 예시적인 실시예에서 도 5에 도시된 통신 인터페이스(501)를 포함할 수 있다. 통신 인터페이스(1408)는 본래 주파수에서 동작하는 신호들을, 도 5의 유전체(502)와 같은 도파관(1406)의 결합 디바이스의 표면 상으로 전파하고 전력선(1410)의 표면 상으로 전파하는 대응하는 전자기파들을 유도하는 반송파 주파수에서 동작하는 전자기파들로 상향-변환하기 위해 도파관(1406)에 결합한다. 전력선(1410)은 도전 표면 또는 절연 표면을 갖는 와이어(예를 들어, 단일 가닥 또는 다중-가닥)일 수 있다. 또한, 통신 인터페이스(1408)는 반송파 주파수에서 동작하는 전자기파들로부터 원래 주파수의 신호들로 하향-변환된 신호들을 도파관(1406)으로부터 수신할 수 있다.
통신 인터페이스(1408)에 의해 수신되는 상향-변환을 위한 신호들은 통신 인터페이스(1408)의 유선 또는 무선 인터페이스를 통해 중앙 오피스(1411)에 의해, 통신 인터페이스(1408)의 유선 또는 무선 인터페이스를 통해 기지국(1414)에 의해 공급되는 신호들, 모바일 디바이스들(1420)에 의해 기지국(1414)에 전송되어 통신 인터페이스(1408)의 유선 또는 무선 인터페이스를 통해 전달하기 위한 무선 신호들, 통신 인터페이스(1408)의 유선 또는 무선 인터페이스를 통해 건물-내 통신 디바이스들(1418)에 의해 공급되는 신호들, 및/또는 통신 인터페이스(1408)의 무선 통신 범위에서 로밍하는 모바일 디바이스들(1412)에 의해 통신 인터페이스(1408)에 공급되는 무선 신호들을 포함할 수 있지만 이에 제한되지 않는다. 도파관 시스템(1402)이 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같은 중계기로서 기능하는 실시예들에서, 통신 인터페이스(1408)는 도파관 시스템(1402)에 포함되지 않을 수 있다.
전력(1410)의 표면을 따라 전파하는 전자기파들은 데이터 페이로드를 포함하는 데이터의 패킷들 또는 프레임들을 포함하도록 변조 및 포맷될 수 있고, 네트워킹 정보(하나 이상의 목적지 도파관 시스템들(1402)을 식별하기 위한 헤더 정보와 같은)를 더 포함할 수 있다. 네트워킹 정보는 도파관 시스템(1402)이나, 또는 중앙 오피스(1411), 기지국(1414), 모바일 디바이스들(1420) 또는 건물-내 디바이스들(1418), 또는 이들의 조합과 같은 발신 디바이스에 의해 제공될 수 있다. 또한, 변조된 전자기파들은 신호 교란들을 완화하기 위한 에러 정정 데이터를 포함할 수 있다. 네트워킹 정보 및 에러 정정 데이터는 목적지 도파관 시스템(1402)에 의해, 그에 향해진 전송들을 검출하기 위해 그리고 목적지 도파관 시스템(1402)에 통신 가능하게 결합된 수신자 통신 디바이스들로 향하는 음성 및/또는 데이터 신호들을 포함하는 에러 정정 데이터 전송들로 하향-변환하고 처리하기 위해 사용될 수 있다.
이제 도파관 시스템(1402)의 센서들(1404)을 참조하면, 센서들(1404)은 온도 센서(1404a), 교란 검출 센서(1404b), 에너지 손실 센서(1404c), 잡음 센서(1404d), 진동 센서(1404e), 환경(예를 들어, 기상) 센서(1404f) 및/또는 이미지 센서(1404g)를 포함할 수 있다. 온도 센서(1404a)는 주변 온도, 도파관(1406)의 온도, 전력선(1410)의 온도, 온도차들(예를 들어, 설정점 또는 기준선, 1046과 1410 사이, 등과 비교하여), 또는 이들의 임의 조합을 측정하기 위해 이용될 수 있다. 일 실시예에서, 온도 메트릭들이 수집되어 기지국(1414)에 의해 네트워크 관리 시스템(1601)에 주기적으로 보고될 수 있다.
교란 검출 센서(1404b)는 신호 반사들과 같은 교란들을 검출하기 위해 전력선(1410)에 대한 측정들을 수행할 수 있고, 이는 전력선(1410) 상의 전자기파들의 전파를 방해할 수 있는 다운스트림 교란(downstream disturbance)의 존재를 나타낼 수 있다. 신호 반사는 예를 들어, 도파관(1406)에 의해 전력선(1410) 상에 전송된 전자기파에 기인한 왜곡을 나타낼 수 있으며, 이는 도파관(1406)으로부터 하류에 위치한 전력선(1410)의 교란으로부터 도파관(1406)의 전부 또는 일부를 다시 반사한다.
신호 반사들은 전력선(1410) 상의 장애물들에 의해 야기될 수 있다. 예를 들어, 도 15(a)에 도시된 나뭇가지(tree limb)는 나뭇가지가 전력선(1410) 상에 있을 때 또는 코로나 방전(1502)을 야기할 수 있는 전력선(1410)에 근접할 때 전자기파 반사들을 유발할 수 있다. 전자기파 반사들을 야기할 수 있는 장애물들의 다른 예들은 도 15(c)에 도시된 전력선(1410) 상에 얽혀있는 물체(1506)(예를 들어, 의류, 신발 끈으로 전력선(1410)을 감싸는 신발, 등), 도 15(f)에 도시된 전력선(1410) 상의 부식 형성(1512), 또는 도 15(g)에 도시된 얼음 형성(1514)을 포함할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다. 전력 그리드 구성요소들은 또한 전력선(1410)의 표면 상의 전자기파들의 전송을 방해할 수 있다. 신호 반사들을 야기할 수 있는 전력 그리드 구성요소들의 예들은 도 15(b)에 도시된 변압기(1504), 및 도 15(e)에 도시된 접합된 전력선들을 접속하기 위한 조인트(1510)를 제한 없이 포함한다. 도 15(d)에 도시된 바와 같이, 전력선(1410) 상의 예리한 각도(1508) 또한 전자기파 반사들을 유발할 수도 있다.
교란 검출 센서(1404b)는 전자기파 반사들의 크기들을 도파관(1406)에 의해 전송된 본래 전자기파들의 크기들과 비교하여 전력선(1410)에서 다운스트림 교란이 전송들을 얼마나 감쇠시키는지를 결정하는 회로를 포함할 수 있다. 교란 검출 센서(1404b)는 반사된 파동들에 대한 스펙트럼 분석을 수행하기 위한 스펙트럼 분석기 회로를 더 포함할 수 있다. 스펙트럼 분석기 회로에 의해 생성된 스펙트럼 데이터는 패턴 인식, 전문가 시스템, 곡선 맞춤(curve fitting), 정합 필터링 또는 기타 인공 지능, 분류 또는 비교 기술을 통해 스펙트럼 프로파일들과 비교되어, 예를 들어, 스펙트럼 데이터와 가장 근접하게 일치하는 스펙트럼 프로파일에 기초하여 교란의 타입을 식별할 수 있다. 스펙트럼 프로파일들은 교란 감지 센서(1404b)의 메모리에 저장될 수 있거나 교란 감지 센서(1404b)에 의해 원격으로 액세스 가능할 수 있다. 프로파일들은 교란 검출 센서(1404b)가 교란들을 국부적으로 식별할 수 있도록 전력선들(1410) 상에서 발생할 수 있는 상이한 교란들을 모델링하는 스펙트럼 데이터를 포함할 수 있다. 알려진 경우 교란의 식별은 기지국(1414)을 통해 네트워크 관리 시스템(1601)에 보고될 수 있다. 교란 감지 센서(1404b)는 또한 전자기파 반사에 대한 왕복 시간을 결정하기 위한 테스트 신호들로서 전자기파들을 전송하기 위해 도파관(1406)을 이용할 수 있다. 교란 검출 센서(1404b)에 의해 측정된 왕복 시간은 반사가 일어나는 지점까지 전자기파에 의해 이동된 거리를 계산하는데 사용될 수 있고, 이는 교란 검출 센서(1404b)가 도파관(1406)으로부터 전력선(1410) 상의 다운스트림 교란까지의 거리를 계산하게 한다.
계산된 거리는 기지국(1414)에 의해 네트워크 관리 시스템(1601)에 보고될 수 있다. 일 실시예에서, 전력선(1410) 상의 도파관 시스템(1402)의 위치는 네트워크 관리 시스템(1601)에 알려질 수 있고, 네트워크 관리 시스템(1601)은 전력 그리드의 알려진 토폴로지에 기초하여 전력선(1410) 상의 교란 위치를 결정하는데 사용할 수 있다. 다른 실시예에서, 도파관 시스템(1402)은 그 위치를 네트워크 관리 시스템(1601)에 제공하여 전력선(1410) 상의 교란의 위치 결정을 도울 수 있다. 도파관 시스템(1402)의 위치는 도파관 시스템(1402)의 메모리에 저장된 도파관 시스템(1402)의 미리-프로그램된 위치로부터 도파관 시스템(1402)에 의해 얻어질 수 있거나, 또는 도파관 시스템(1402)은 도파관 시스템(1402)에 포함된 GPS 수신기(도시되지 않음)를 이용하여 그 위치를 결정할 수 있다.
전력 관리 시스템(1405)은 도파관 시스템(1402)의 전술한 구성요소들에 에너지를 제공한다. 전력 관리 시스템(1405)은 태양 전지들로부터 또는 전력선(1410)에 결합된 변압기(도시되지 않음)로부터, 또는 전력선(1410) 또는 인접한 다른 전력선에 유도 결합함으로써 에너지를 수신할 수 있다. 전력 관리 시스템(1405)은 또한 임시 전력을 도파관 시스템(1402)에 제공하기 위한 백업 배터리 및/또는 수퍼 커패시터 또는 다른 커패시터 회로를 포함할 수 있다. 에너지 손실 센서(1404c)는 도파관 시스템(1402)이 전력 손실 상태 및/또는 일부 다른 오작동의 발생을 가질 때를 검출하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 에너지 손실 센서(1404c)는 결함이 있는 태양 전지들로 인한 전력 손실, 태양 전지들에서 오작동을 일으키는 장애물, 전력선(1410) 상의 전력 손실, 및/또는 백업 배터리의 만료로 인한 백업 전력 시스템 오작동들, 또는 수퍼 커패시터의 감지 가능한 결함이 있을 때를 검출할 수 있다. 오작동 및/또는 전력 손실이 발생하는 경우, 에너지 센서(1404c)의 손실은 기지국(1414)에 의해 네트워크 관리 시스템(1601)에 통지할 수 있다.
잡음 센서(1404d)는 전력선(1410) 상의 전자기파의 전송에 부정적 영향을 미칠 수 있는 전력선(1410) 상의 잡음을 측정하는데 사용될 수 있다. 잡음 센서(1404d)는 예기치 않은 전자기 간섭, 잡음 버스트들, 또는 전력선(1410)의 표면 상의 변조된 전자기파들의 전송을 방해할 수 있는 다른 교란원들을 감지할 수 있다. 잡음 버스트는 예를 들어, 코로나 방전 또는 다른 잡음원에 의해 야기될 수 있다. 잡음 센서(1404d)는 측정된 잡음을, 잡음 프로파일들의 내부 데이터베이스로부터, 또는 패턴 인식, 전문가 시스템, 곡선 맞춤, 정합 필터링 또는 기타 인공 지능, 분류 또는 비교 기술을 통해 잡음 프로파일들을 저장하는 원격 위치 데이터베이스로부터 도파관 시스템(1402)에 의해 얻어진 잡음 프로파일과 비교할 수 있다. 이 비교로부터, 잡음 센서(1404d)는 예를 들어, 측정된 잡음에 가장 근접한 일치를 제공하는 잡음 프로파일에 기초하여 잡음원(예를 들어, 코로나 방전 또는 기타)식별할 수 있다. 잡음 센서(1404d)는 또한 비트 에러 레이트, 패킷 손실 레이트, 지터, 패킷 재전송 요청들, 등과 같은 전송 메트릭들을 측정함으로써 잡음이 전송들에 어떻게 영향을 미치는지를 검출할 수 있다. 잡음 센서(1404d)는 특히 잡음원들의 식별, 그들의 발생 시간, 및 전송 메트릭들을 기지국(1414)에 의해 네트워크 관리 시스템(1601)에 보고할 수 있다.
진동 센서(1404e)는 전력선(1410) 상의 2D 또는 3D 진동들을 검출하기 위한 가속도계들 및/또는 자이로스코프들을 포함할 수 있다. 진동들은, 패턴 인식, 전문가 시스템, 곡선 맞춤, 정합 필터링 또는 기타 인공 지능, 분류 또는 비교 기술을 통해 원격 데이터베이스로부터 도파관 시스템(1402)에 국부적으로 저장되거나 또는 도파관 시스템(1402)에 의해 획득될 수 있는 진동 프로파일들과 비교될 수 있다. 진동 프로파일들은 예를 들어, 측정된 진동들에 가장 근접한 일치를 제공하는 진동 프로파일에 기초하여 쓰러진 나무를 돌풍과 구별하는 데 사용될 수 있다. 이 분석의 결과들은 진동 센서(1404e)에 의해 기지국(1414)을 통해 네트워크 관리 시스템(1601)에 보고될 수 있다.
환경 센서(1404f)는 특히 대기압, 주변 온도(온도 센서(1404a)에 의해 제공될 수 있음), 풍속, 습도, 풍향 및 강우량을 측정하기 위한 기압계를 포함할 수 있다. 환경 센서(1404f)는 미가공 정보를 수집하고 패턴 인식, 전문가 시스템, 지식-기반 시스템 또는 기타 인공 지능, 분류 또는 기타 기상 모델링 및 예측 기술을 통해 발생하기 전에 기상 상태들을 예측하기 위해 도파관 시스템(1402)의 메모리 또는 원격 데이터베이스로부터 얻어질 수 있는 환경 프로파일들과 비교함으로써 이 정보를 처리할 수 있다. 환경 센서(1404f)는 미가공 데이터뿐만 아니라 그 분석을 네트워크 관리 시스템(1601)에 보고할 수 있다.
이미지 센서(1404g)는 도파관 시스템(1402)의 부근에서 이미지들을 포착하기위한 디지털 카메라(예를 들어, 전하 결합 디바이스 또는 CCD 이미저, 적외선 카메라, 등)일 수 있다. 이미지 센서(1404g)는 여러 관점들(예를 들어, 상부 표면, 하부 표면, 좌측 표면, 우측 표면 등)로부터 전력선(1410)을 검사하기 위해 카메라의 이동(예를 들어, 실제 위치 또는 초점들/줌들)을 제어하기 위한 전기 기계적 메커니즘을 포함할 수 있다. 대안적으로, 이미지 센서(1404g)는 여러 관점들을 획득하기 위해 어떠한 전기 기계적 메커니즘도 필요하지 않도록 설계될 수 있다. 이미지 센서(1404g)에 의해 생성된 이미징 데이터의 수집 및 검색은 네트워크 관리 시스템(1601)에 의해 제어될 수 있거나, 이미지 센서(1404g)에 의해 자율적으로 수집되어 네트워크 관리 시스템(1601)에 보고될 수 있다.
전력선들(1410)(또는 임의의 다른 형태의 전자기파 전송 매체) 상의 전자기파 전송들을 방해할 수 있는 교란들을 검출, 예측 및/또는 완화하기 위해 도파관 시스템(1402) 및/또는 전력선(1410)과 연관된 원격 측정 정보를 수집하는데 적합할 수 있는 다른 센서들이 도파관 시스템(1402)에 의해 이용될 수 있다.
도 16은 본 명세서에 기술된 다양한 양태들에 따라 내부에 임베딩된 전력 그리드(1603) 및 통신 시스템(1605)을 관리하기 위한 시스템(1600)의 예시적이고 비-제한적인 실시예를 예시한 블록도이다. 통신 시스템(1605)은 전력 그리드(1603)의 전력선들(1410)에 결합된 복수의 도파관 시스템들(1402)을 포함한다. 통신 시스템(1605)에 사용되는 도파관 시스템(1402)의 적어도 일부는 기지국(1414) 및/또는 네트워크 관리 시스템(1601)과 직접 통신할 수 있다. 기지국(1414) 또는 네트워크 관리 시스템(1601)에 직접 접속되지 않은 도파관 시스템(1402)은 기지국(1414) 또는 네트워크 관리 시스템(1601)에 접속된 다른 다운스트림 도파관 시스템(1402)에 의해 기지국(1414) 또는 네트워크 관리 시스템(1601)과 통신 세션들을 연동할 수 있다. 그러한 통신 세션들은 음성 통신 세션, 스트리밍 비디오 세션 또는 데이터 통신 세션을 포함할 수 있다.
네트워크 관리 시스템(1601)은 전력 그리드(1603) 및 통신 시스템(1605)과 각각 연관된 각각의 엔티티, 상태 정보를 제공하기 위해 유틸리티 회사(1602)의 장비 및 통신 서비스 제공자(1604)의 장비에 통신 가능하게 연결될 수 있다. 네트워크 관리 시스템(1601), 유틸리티 회사(1602)의 장비 및 통신 서비스 제공자(1604)는 유틸리티 회사 직원(1606)에 의해 이용되는 통신 디바이스들 및/또는 전력 그리드(1603) 및/또는 통신 시스템(1605)의 관리에 상태 정보를 제공하기 위해 및/또는 그러한 직원에게 지시하기 위해 통신 서비스 제공자 직원(1608)에 의해 이용되는 통신 디바이스들에 액세스할 수 있다.
도 17a는 도 16의 시스템(1600)의 통신 네트워크에서 발생하는 교란들을 검출하고 완화하기 위한 방법(1700)의 예시적이고 비-제한적인 실시예의 흐름도를 도시한다. 방법(1700)은 단계(1702)에서 시작될 수 있는데, 여기서 도파관 시스템(1402)은 전력선(1410)의 표면을 따라 이동하는 변조된 전자기파들 또는 다른 유형의 전자기파들에 내장되거나 그 일부를 형성하는 메시지들을 전송 및 수신한다. 메시지들은 음성 메시지들, 스트리밍 비디오, 및/또는 통신 시스템(1605)에 통신 가능하게 결합된 통신 디바이스들 사이에서 교환되는 다른 데이터/정보일 수 있다. 단계(1704)에서, 도파관 시스템(1402)의 센서들(1404)은 감지 데이터를 수집할 수 있다. 일 실시예에서, 감지 데이터는 단계(1702)에서 메시지들의 전송 및/또는 수신 전에, 수신 동안, 또는 수신 후에 단계(1704)에서 수집될 수 있다. 단계(1706)에서 도파관 시스템(1402)(또는 센서(1404) 자체)은 감지 데이터로부터, 도파관 시스템(1402)으로부터 발생하거나(예를 들어, 그에 의해 전송되거나) 또는 그에 의해 수신되는 통신들에 영향을 미칠 수 있는 통신 시스템(1605)의 실제 또는 예측된 교란 발생을 결정할 수 있다. 도파관 시스템(1402)(또는 센서들(1404))은 이러한 결정을 하기 위해, 온도 데이터, 신호 반사 데이터, 에너지 데이터 손실, 잡음 데이터, 진동 데이터, 환경 데이터, 또는 이들의 임의의 조합을 처리할 수 있다. 도파관 시스템(1402)(또는 센서들(1404))은 또한 통신 시스템(1605)에서의 교란원 및/또는 그 위치를 검출, 식별, 추정 또는 예측할 수 있다. 단계(1708)에서 교란이 검출/식별되지도 예측/추정되지도 않는 경우, 도파관 시스템(1402)은 단계(1702)로 진행하여, 전력선(1410)의 표면을 따라 이동하는 변조된 전자기파들에 내장되거나 그 일부를 형성하는 메시지들을 계속 전송 및 수신할 수 있다.
단계(1708)에서 교란이 발생하는 것이 검출/식별되거나 예측/추정되는 경우, 도파관 시스템(1402)은 단계(1710)로 진행하여, 교란이 통신 시스템(1605)에서 메시지들의 전송 또는 수신에 부정적 영향을 미치는지(또는 대안으로, 부정적 영향을 미칠 가능성이 있는지 또는 부정적 영향을 미칠 수 있는 정도인지)를 결정한다. 일 실시예에서, 교란이 통신 시스템(1605)에서 부정적 영향을 미칠 때를 결정하기 위해 지속구간 임계값 및 발생 빈도 임계값이 단계(1710)에서 사용될 수 있다. 설명의 목적으로만, 지속구간 임계값을 500ms로 설정하고 발생 빈도 임계값이 관찰 기간 10초 동안 5회의 교란들이 발생하는 것으로 설정한다고 가정한다. 따라서 500ms보다 큰 지속구간을 갖는 교란은 지속구간 임계값을 트리거할 것이다. 또한 10초 간격 동안 5회보다 많이 발생하는 임의의 교란은 발생 빈도의 임계값을 트리거할 것이다.
일 실시예에서, 교란은, 지속구간 임계값만 초과될 때, 통신 시스템들(1605)에서의 신호 무결성에 부정적 영향을 미치는 것으로 간주될 수 있다. 다른 실시예에서, 교란은, 지속구간 임계값 및 발생 빈도 임계값 모두 초과될 때, 통신 시스템들(1605)에서의 신호 무결성에 부정적 영향을 미치는 것으로 간주될 수 있다. 따라서, 후자의 실시예는 통신 시스템들(1605)에서 신호 무결성에 부정적 영향을 미치는 교란을 분류하는 것에 대해 전자의 실시예보다 보수적이다. 많은 다른 알고리즘들 및 연관된 파라미터들 및 임계값들이 예시적인 실시예들에 따라 단계(1710)에 이용될 수 있다는 것을 알 것이다.
방법(1700)을 다시 참조하면, 단계(1710)에서, 단계(1708)에서 검출된 교란이 부정적 영향을 받는 통신들에 대한 상태를 만족시키지 못한다면(예를 들어, 지속구간 임계값도 발생 빈도 임계값도 초과하지 않음), 도파관 시스템(1402)은 단계(1702)로 진행하여 메시지들을 계속 처리할 수 있다. 예를 들어, 단계(1708)에서 검출된 교란이 10초의 시간 기간에 단일 발생하여 1ms의 지속구간을 갖는다면, 어떠한 임계값도 초과되지 않을 것이다. 결과적으로, 그러한 교란은 통신 시스템(1605)에서 신호 무결성에 대한 명목상의 영향을 갖는 것으로 간주될 수 있고, 따라서 완화를 요구하는 교란으로 표시되지(flagged) 않을 것이다. 표시되지 않았지만, 교란의 발생, 그의 발생 시간, 그의 발생 빈도, 스펙트럼 데이터, 및/또는 다른 유용한 정보는 모니터링 목적을 위한 원격 측정 데이터로서 네트워크 관리 시스템(1601)에 보고될 수 있다.
다시, 단계(1710)를 참조하면, 교란이 부정적 영향을 받는 통신들에 대한 상태를 만족하면(예를 들어, 임계값들 중 하나 또는 모두를 초과함), 도파관 시스템(1402)은 단계(1712)로 진행하여 사건을 네트워크 관리 시스템(1601)에 보고할 수 있다. 보고는 센서들(1404)에 의해 수집된 미가공 감지 데이터, 도파관 시스템(1402)에 의해 알려진 경우의 교란의 기술(description), 교란의 발생 시간, 교란의 발생 빈도, 교란과 연관된 위치, 비트 에러율, 패킷 손실률, 재전송 요청들, 지터, 대기 시간 등과 같은 파라미터들 판독들이 포함될 수 있다. 교란이 도파관 시스템(1402)의 하나 이상의 센서들에 의한 예측에 기초하는 경우, 보고는 예상된 교란의 타입을 포함할 수 있고, 예측 가능한 경우, 교란의 예상 시간 발생 및 예측된 교란의 예상된 발생 빈도는 예측이 도파관 시스템(1402)의 센서들(1404)에 의해 수집된 이력 감지 데이터에 기초할 때 가능하다.
단계(1714)에서, 네트워크 관리 시스템(1601)은 완화, 우회, 또는 보정 기술을 결정할 수 있으며, 이 기술은 교란의 위치가 결정될 수 있는 경우 교란을 우회하기 위해 트래픽을 경로 변경하도록 도파관 시스템(1402)에 지시하는 것을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 교란을 검출하는 도파관 시스템(1402)은, 교란에 의해 영향을 받는 주 전력선(1804)으로부터 보조 전력선(1806)으로 도파관 시스템(1402)에 접속하도록 도 18a에 도시된 것과 같은 중계기(1802)에 지시하여, 도파관 시스템(1402)이 트래픽을 다른 전송 매체로 경로 변경하고 교란(1801)을 회피할 수 있게 한다. 도파관 시스템(1402)이 중계기(1802)와 같은 중계기로서 구성되는 일 실시예에서, 도파관 시스템(1402)은 그 자체로 주 전력선(1804)으로부터 보조 전력선(1806)으로 트래픽을 경로 변경을 수행할 수 있다. 또한, 중계기(1802)는 도파관 시스템(1402)에 의해 처리하기 위해 보조 전력선(1806)으로부터 주 전력선(1804)으로 트래픽을 경로 변경하도록 구성될 수 있음을 유념한다.
다른 실시예에서, 도파관 시스템(1402)은 도 18b에 도시된 바와 같은 교란(1801)을 회피하는 방식으로 주 전력선(1804)으로부터 일시적으로 보조 전력선(1806)으로 트래픽을 재지향하고 주 전력선(1804)으로 다시 재지향하게 하도록 교란의 상류에 위치된 제 1 중계기(1812) 및 교란의 하류에 위치된 제 2 중계기(1814)에 지시함으로써 트래픽을 재지향할 수 있다. 또한, 양방향 통신들(예를 들어, 전- 또는 반-이중 통신들)에 대해, 중계기들(1812 및 1814)은 보조 전력선(1806)으로부터 주 전력선(1804)으로 다시 트래픽을 경로 변경하도록 구성될 수 있다는 것을 유념한다.
보조 전력선(1806) 상에서 발생하는 기존의 통신 세션들을 방해하지 않기 위해, 네트워크 관리 시스템(1601)은(도 18a 및 도 18b의 실시예들에서) 교란(1801)을 우회하기 위해 주 전력선(1804)으로부터 떨어지게 데이터 및/또는 음성 트래픽을 재지향하도록, 중계기(들)가 보조 전력선(1806)의 미사용된 시간 슬롯(들) 및/또는 주파수 대역(들)을 이용하도록 도파관 시스템(1402)에 지시하게 할 수 있다.
단계(1716)에서, 트래픽이 교란을 회피하기 위해 경로 변경되는 동안, 네트워크 관리 시스템(1601)은 유틸리티 회사(1602)의 장비 및/또는 통신 서비스 제공자(1604)의 장비에 통지할 수 있고, 이는 검출된 교란 및 알려진 경우 그 위치를 유틸리티 회사의 직원(1606) 및/또는 통신 서비스 제공자의 직원(1608)에게 통지할 수 있다. 어느 한쪽의 현장 요원은 교란의 결정된 위치에서 교란을 해결할 수 있다. 유틸리티 회사의 직원 및/또는 통신 서비스 제공자의 직원에 의해 교란이 제거되거나 완화되면, 그러한 직원은 그들 각각의 회사들 및/또는 네트워크 관리 시스템(1601)에 통신 가능하게 결합된 현장 장비(예를 들어, 랩탑 컴퓨터, 스마트폰, 등)를 이용하는 네트워크 관리 시스템(1601), 및/또는 유틸리티 회사 및/또는 통신 서비스 제공자의 장비에 통지할 수 있다. 이 통지는 통신 시스템(1605)의 토폴로지를 변경할 수 있는 전력선들(1410)에 대한 임의의 변화들 및 교란이 어떻게 완화되었는지에 대한 설명을 포함할 수 있다.
일단 교란이 해결되면, 네트워크 관리 시스템(1601)은 단계(1720)에서 도파관 시스템(1402)에 의해 사용된 이전의 라우팅 구성을 복원하거나, 또는 통신 시스템(1605)의 새로운 네트워크 토폴로지에서 기인된 교란을 완화하기 위해 복원 전략이 이용된 경우 새로운 라우팅 구성에 따라 트래픽을 라우팅하도록 도파관 시스템(1402)에 지시할 수 있다. 다른 실시예에서, 도파관 시스템(1402)은 교란이 제거된 때를 결정하기 위해 전력선(1410) 상에 테스트 신호들을 전송함으로써 교란의 완화를 모니터링하도록 구성될 수 있다. 도파관(1402)이 교란의 부재를 검출하면, 통신 시스템(1605)의 네트워크 토폴로지가 변경되지 않았다고 결정하는 경우에, 네트워크 관리 시스템(1601)에 의한 도움없이 자율적으로 그의 라우팅 구성을 복구할 수 있거나, 또는 검출된 새로운 네트워크 토폴로지에 적응하는 새로운 라우팅 구성을 활용할 수 있다.
도 17b는 도 16의 시스템(1600)의 통신 네트워크에서 발생하는 교란을 검출하고 완화하기 위한 방법(1750)의 예시적이고 비-제한적 실시예의 흐름도를 도시한다. 일 실시예에서, 방법(1750)은 네트워크 관리 시스템(1601)이 유틸리티 회사(1602)의 장비 또는 통신 서비스 제공자(1604)의 장비로부터 유지 보수 스케줄과 연관된 유지 보수 정보를 수신하는 단계(1752)로 시작할 수 있다. 네트워크 관리 시스템(1601)은 단계(1754)에서 유지 보수 정보로부터 유지 보수 스케줄 동안 수행될 유지 보수 활동들을 식별할 수 있다. 이러한 활동들로부터, 네트워크 관리 시스템(1601)은 유지 보수(예를 들어, 전력선(1410)의 예정된 교체, 전력선(1410) 상의 도파관 시스템(1402)의 예정된 교체, 전력 그리드(1603)에서 전력선들(1410)의 예정된 재구성, 등)에 기인한 교란을 검출할 수 있다.
다른 실시예에서, 네트워크 관리 시스템(1601)은 단계(1755)에서 하나 이상의 도파관 시스템들(1402)로부터 원격 측정 정보를 수신할 수 있다. 원격 측정 정보는 특히 원격 측정 정보를 제출하는 각각의 도파관 시스템(1402)의 식별, 각각의 도파관 시스템(1402)의 센서들(1404)에 의해 취해진 측정들, 각각의 도파관 시스템(1402)의 센서들(1404)에 의해 검출된 예측된, 추정된 또는 실제의 교란들에 관한 정보, 각각의 도파관 시스템(1402)과 연관된 위치 정보, 검출된 교란의 추정된 위치, 교란의 식별, 등을 포함할 수 있다. 네트워크 관리 시스템(1601)은 원격 측정 정보로부터 도파관의 동작들에 부정적일 수 있는 교란의 타입, 와이어 표면을 따른 전자기파들의 전송, 또는 양자 모두를 결정할 수 있다. 네트워크 관리 시스템(1601)은 또한 다수의 도파관 시스템들(1402)로부터 원격 측정 정보를 이용하여 교란을 분리하고 식별할 수 있다. 또한, 네트워크 관리 시스템(1601)은 영향을 받은 도파관 시스템(1402) 부근의 도파관 시스템들(1402)로부터 원격 측정 정보를 요청하여 다른 도파관 시스템들(1402)로부터 유사한 원격 측정 정보를 수신함으로써 교란의 위치를 삼각화(triangulate)하고 및/또는 교란의 식별을 검증할 수 있다.
또 다른 실시예에서, 네트워크 관리 시스템(1601)은 단계(1756)에서 유지 보수 현장 요원으로부터 예정되지 않은 활동 보고를 수신할 수 있다. 예정되지 않은 유지 보수는 계획되지 않은 현장 통화들의 결과로 발생하거나 현장 통화들 또는 예정된 유지 보수 활동들 중에 발견된 예상되지 않은 현장 문제들의 결과로서 발생할 수 있다. 활동 보고는 통신 시스템(1605) 및/또는 전력 그리드(1603)에서 발견된 문제들을 다루는 현장 요원으로 인한 전력 그리드(1603)의 토폴로지 구성에 대한 변경들, 하나 이상의 도파관 시스템들(1402)에 대한 변경들(예를 들어 그의 교체 또는 수리), 존재하는 경우 수행된 교란의 완화, 등을 식별할 수 있다.
단계(1758)에서, 네트워크 관리 시스템(1601)은, 유지 보수 스케줄에 기초하여 교란이 발생하게될 경우, 또는 원격 측정 데이터에 기초하여 교란이 발생했거나 발생할 것으로 예측되는 경우, 또는 현장 활동 보고에 식별된 계획되지 않은 유지 보수로 인해 교란이 발생한 경우, 단계들(1752 내지 1756)에 따라 수신된 보고들로부터 결정할 수 있다. 이들 보고들 중 임의의 것으로부터, 네트워크 관리 시스템(1601)은 검출된 또는 예측된 교란이 통신 시스템(1605)의 영향을 받은 도파관 시스템들(1402) 또는 다른 도파관 시스템들(1402)에 의한 트래픽의 경로 변경을 요구하는지를 결정할 수 있다.
단계(1758)에서 교란이 검출되거나 예측될 때, 네트워크 관리 시스템(1601)은 단계(1760)로 진행하여, 도 18a 또는 도 18b의 예시들과 유사한 교란을 우회하기 위해 트래픽을 경로 변경하도록 하나 이상의 도파관 시스템들(1402)에 지시할 수 있다. 전력 그리드(1603)의 영구적 토폴로지 변화로 인해 교란이 영구적일 때, 네트워크 관리 시스템(1601)은 단계(1770)로 진행하여 단계들(1762, 1764, 1766 및 1772)을 스킵할 수 있다. 단계(1770)에서, 네트워크 관리 시스템(1601)은 새로운 토폴로지에 적응하는 새로운 라우팅 구성을 사용하도록 하나 이상의 도파관 시스템들(1402)에 지시할 수 있다. 그러나, 하나 이상의 도파관 시스템(1402)에 의해 공급된 원격 측정 정보로부터 교란이 검출된 경우, 네트워크 관리 시스템(1601)은 유틸리티 회사(1606) 또는 통신 서비스 제공자(1608)의 유지 보수 직원에게 교란의 위치, 알려진 경우 교란의 타입, 및 교란을 완화하기 위해 그러한 직원에게 도움이될 수 있는 관련 정보를 통지할 수 있다. 유지 보수 활동들로 인해 교란이 예상되는 경우, 네트워크 관리 시스템(1601)은 유지 보수 스케줄 동안 유지 활동들에 의해 야기되는 교란들을 회피하기 위해 주어진 스케줄(유지 보수 스케줄과 일치하여)에서 트래픽 경로들을 재구성하도록 하나 이상의 도파관 시스템들(1402)에 지시할 수 있다.
다시 단계(1760)로 돌아가서 그의 완료시, 프로세스는 단계(1762)로 계속할 수 있다. 단계(1762)에서, 네트워크 관리 시스템(1601)은 교란(들)이 현장 요원에 의해 완화되었을 때를 모니터링할 수 있다. 현장 장비(예를 들어, 랩탑 컴퓨터 또는 핸드헬드 컴퓨터/디바이스)를 사용하는 통신 네트워크(예를 들어, 셀룰러 통신 시스템)를 통해 현장 요원에 의해 네트워크 관리 시스템(1601)에 제출된 현장 보고들을 분석함으로써, 단계(1762)에서 교란의 완화가 검출될 수 있다. 현장 요원이 교란이 완화되었다고 보고한 경우, 네트워크 관리 시스템(1601)은 단계(1764)로 진행하여, 교란을 완화하기 위해 토폴로지 변화가 필요했는지 여부를 현장 보고로부터 결정할 수 있다. 토폴로지 변화는 전력선(1410)의 경로 변경, 다른 전력선(1410)을 이용하도록 도파관 시스템(1402)을 재구성하는 것, 그렇지 않으면 교란 등을 바이패스하기 위해 대안적인 링크를 이용하는 것 등을 포함할 수 있다. 토폴로지 변화가 발생하면, 네트워크 관리 시스템(1601)은 단계(1770)에서 새로운 토폴로지에 적응하는 새로운 라우팅 구성을 이용하도록 하나 이상의 도파관 시스템들(1402)에 지시할 수 있다.
그러나, 토폴로지 변화가 현장 요원에 의해 보고되지 않았다면, 네트워크 관리 시스템(1601)은 단계(1766)로 진행하여, 테스트 신호들을 전송해서, 검출된 교란(들)에 앞서 사용된 라우팅 구성을 테스트하도록 하나 이상의 도파관 시스템들(1402)에 지시할 수 있다. 테스트 신호들은 교란 근방의 영향을 받은 도파관 시스템들(1402)에 전송될 수 있다. 테스트 신호들은 신호 교란들(예를 들어, 전자기파 반사들)이 도파관 시스템들(1402) 중 임의의 것에 의해 검출되는지를 결정하는데 사용될 수 있다. 테스트 신호들이 이전의 라우팅 구성이 더이상 이전에 검출된 교란(들)의 대상이 아닌 것을 확인하는 경우, 네트워크 관리 시스템(1601)은 단계(1772)에서 영향을 받은 도파관 시스템들(1402)에 이전 라우팅 구성을 복구하도록 지시할 수 있다. 그러나, 하나 이상의 도파관 시스템들(1402)에 의해 분석되고 네트워크 관리 시스템(1601)에 보고된 테스트 신호들은 교란(들) 또는 새로운 교란(들)이 존재하는 것을 나타내면, 네트워크 관리 시스템(1601)은 단계(1768)로 진행하고, 이 정보를 현장 요원에게 보고하여 현장 문제들을 추가로 해결할 것이다. 네트워크 관리 시스템(1601)은 이 상황에서 단계(1762)에서 교란(들)의 완화를 계속 모니터링할 수 있다.
전술한 실시예들에서, 도파관 시스템들(1402)은 전력 그리드(1603)의 변화들 및/또는 교란들의 완화에 자체-적응되도록 구성될 수 있다. 즉, 하나 이상의 영향을 받은 도파관 시스템들(1402)은 네트워크 관리 시스템(1601)에 의해 명령들이 그들에게 전송되는 것을 요구하지 않고 교란들의 완화를 자가 모니터링하고 트래픽 경로들을 재구성하도록 구성될 수 있다. 이 실시예에서, 자체-구성 가능한 하나 이상의 도파관 시스템들(1402)은 네트워크 관리 시스템(1601)이 통신 시스템(1605)의 통신 토폴로지의 매크로-레벨의 뷰를 유지할 수 있도록 그의 라우팅 선택들을 네트워크 관리 시스템(1601)에 통지할 수 있다.
설명의 단순화를 위해, 각각의 프로세스들이 도 17a 및 도 17b의 일련의 블록들로 각각 도시되고 기술되었지만, 일부 블록들이 본 명세서에 도시되고 기술된 것과 다른 순서들로 및/또는 다른 블록들과 동시에 발생할 수 있으므로, 청구된 요지는 블록들의 순서에 의해 제한되지 않는다는 것을 이해하고 알아야 한다. 또한, 본 명세서에 기술된 방법들을 구현하기 위해 모든 도시된 블록들이 필요한 것은 아닐 수 있다.
도 19는 통신 서비스를 제공하기 위한 예시적이며 비-제한적인 방법(1900)의 흐름도를 도시한다. 방법(1900)은 방법(1900)의 단계들을 수행하기 위해 메모리에 저장된 명령들을 실행하는 도 14의 도파관 시스템(1402)의 예시적인 프로세서와 같은 프로세서(예를 들어, 마이크로프로세서 또는 회로)에 의해 실행될 수 있다. 방법(1900)은 단계(1902)에서 시작할 수 있으며, 여기에서 도파관 시스템(1402)은 제어 정보 및 데이터를 구비하는 신호를 발생한다. 본 문맥에서의 데이터는 음성 서비스, 실시간 데이터 서비스(예를 들어, 스트리밍 비디오), 비-실시간 데이터 서비스(예를 들어, 인터넷 브라우징), 위치 정보, 원격 측정 정보 또는 다른 데이터 소스로부터 비롯될 수 있다. 일 실시예에서, 상기 제어 정보는 다른 도파관 시스템들(1402) 및/또는 상기 다른 도파관 시스템들(1402)에 의해 서빙되는 수신자 디바이스들로 데이터를 지향시키기 위한 네트워킹 정보를 구비할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제어 정보 및 데이터는 도파관 시스템(1402)에 의해 발생된 전자기파 신호들에 포함되는 하나 이상의 전송 대역들 및 하나 이상의 제어 채널들로 도파관 시스템(1402)에 의해 전송될 수 있다(도 20의 설명 참조). 일 실시예에서, 상기 제어 정보는 또한 다른 도파관 시스템들(1402) 및/또는 상기 다른 도파관 시스템들(1402)에 의해 서빙되는 수신자 디바이스들로 지향된 데이터의 부분들을 운반하기 위한 부-대역들(sub-bands) 또는 부-채널들(sub-channels)을 식별할 수 있다. 네트워킹 정보(예를 들어, IP 소스 및 목적지 어드레스들 또는 다른 네트워크 소스 및 목적지 어드레스들) 외에도, 상기 제어 정보는 데이터를 전송하기 위한 선택된 변조 방식, 시간 슬롯 할당, 사용된 반송파 주파수들, 사용되고 있는 에러 정정 방식 등을 기술하는 정보를 포함할 수 있다. 제어 정보는 따라서 도파관 시스템(1402)으로부터 다른 도파관 시스템들(1402) 및/또는 상기 다른 도파관 시스템들(1402)에 의해 서빙되는 수신자 디바이스들로의 데이터 전송을 가능하게 하기 위해 상이한 시그널링 정보 형태들을 나타낼 수 있다. 주파수 분할, 시간 분할 또는 확산 스펙트럼 기술이 다중 액세스(multiple access)에 대해 및/또는 이중 애플리케이션(duplexing application)에 대해 전자기파 신호들의 채널들 및 대역 및/또는 부-대역들로 정보를 전송하기 위해 상기 도파관 시스템(1402)에 의해 사용될 수 있다. 상기 도파관 시스템(1402)에 의해 정보를 전송하기에 적합한 다른 변조 기술들이 사용될 수 있다.
단계(1904)에서, 도파관 시스템(1402)은 제 1 제어 채널과 제 1 복수의 대역들 중 적어도 하나를 사용하는 제 1 전자기파를 발생시키도록 단계(1902)에서 발생된 신호를 변조할 수 있다. 이러한 단계는 예를 들면 도 5에 도시된 송수신기(503)와 같은 상기 도파관 시스템(1402)에 의해 사용된 송수신기의 전송기 부분에 의해 수행될 수 있다. 단계(1906)에서, 제 1 전자기파는 도파관(1406)의 외부 표면 상에서 전파할 수 있으며, 결국 (도 14의 전력선(1410)과 같은) 전송 매체의 외부 표면 상에서 전파하는 제 2 전자기파를 유도한다. 상기 제 1 전자기파는 제 1 전파 모드를 가질 수 있고, 상기 제 2 전자기파는 제 2 전파 모드를 가질 수 있다.
일 실시예에서, 제 1 전파 모드는 제 2 전자기파를 유도하는 대칭(기본 모드)의 전자기파가 배타적으로 될 수 있으며, 상기 제 2 전자기파는 비대칭(비-기본 모드)의 전자기파와 결합된 대칭(기본 모드)의 전자기파를 포함하는 제 2 전파 모드를 갖는다. 본 실시예에서, 상기 제 1 및 제 2 전파 모드들은 상이하다. 다른 실시예들에서, 제 1 및 제 2 전파 모드들은 동일하게 될 수 있다. 예를 들어, 제 1 및 제 2 전파 모드들은 기본 전자기파 및 비-기본 전자기파의 조합을 포함할 수 있다. 또 다른 예에서, 제 1 및 제 2 전파 모드들은 기본 전자기파를 배타적으로 포함할 수 있다. 또한, 제 1 및 제 2 전파 모드들에서 전자기파의 동작 (또는 반송파) 주파수는 동일하게 되거나 또는 상이하게 될 수 있다.
상기 제 1 제어 채널은 단계(1902)에서 인용된 제어 채널을 구비할 수 있다. 상기 제 1 복수의 대역들 중 적어도 하나의 대역에서 하나 이상의 부-대역들 또는 부-채널들이 단계(1902)에서 발생된 데이터의 부분들을 포함할 수 있다. 도 20의 스펙트럼 다이어그램에서 도시된 바와 같이, 업링크에 다중 제어 채널들 및 다중 대역들이 있을 수 있다. 단계(1904)에서 인용된 제 1 제어 채널은 도 20에 도시된 제어 채널들 중 하나를 나타낼 수 있으며, 이러한 것은 하나 이상의 대역들을 동반한다. 도 20에 도시된 각각의 대역은 부-대역들 또는 부-채널들로 구성될 수 있다. 임의의 스펙트럼 배열이 전자기파 신호의 주어진 대역폭에서 사용될 수 있다. 예를 들면, 밀리미터 파장들에서 업링크는 대역 쌍들 사이의 제어 채널로 5 GHz 대역들을 가질 수 있다. 각각의 5 GHz 대역은 임의의 원하는 대역폭이 될 수 있는 부-대역들 또는 채널들로 구성될 수 있다(예를 들면, 5 MHz 채널들의 1000 인스턴스들).
방법(1900)을 다시 참조하면, 도파관 시스템(1402)은 도파관(1406)을 통해 제 4 전자기파를 수신할 수 있다. 제 4 전자기파는 전력선(1410)의 외부 표면 상에서 전파하는 제 3 전자기파에 의해 유도될 수 있다. 도 5에 도시된 송수신기(503)의 수신기 부분이 단계(1914)에서 상기 제 4 전자기파로부터 제 2 제어 채널 및 적어도 하나의 대역을 선택적으로 획득하도록 사용될 수 있다. 단계(1916)에서, 상기 도파관 시스템(1402)의 프로세서가 상기 제 2 제어 채널로부터 제어 정보를, 단계(1914)에서 얻어진 적어도 하나의 대역으로부터 데이터를 검색할 수 있다. 도 20은 다운링크를 도시한다.
전력선(1410) 상에서 전파하는 제 3 전자기파는 제 1 전파 모드를 가질 수 있으며, 도파관(1406) 상에서 전파하는 제 4 전자기파는 제 2 전파 모드를 가질 수 있다. 일 실시예에서, 상기 제 1 전파 모드는 제 4 전자기파를 유도하는 대칭(기본 모드)의 전자기파가 배타적으로 될 수 있으며, 상기 제 4 전자기파는 비대칭(비-기본 모드)의 전자기파와 결합된 대칭(기본 모드)의 전자기파를 포함하는 제 2 전파 모드를 갖는다. 본 예에서, 제 1 전파 모드 및 제 2 전파 모드는 상이하다.
다른 실시예들에서, 제 1 전파 모드 및 제 2 전파 모드는 동일하게 될 수 있다. 예를 들면, 제 1 및 제 2 전파 모드들은 기본 및 비-기본 모드 전자기파들의 조합을 구비할 수 있다. 또 다른 예에서, 제 1 및 제 2 전파 모드들은 배타적으로 기본 전자기파로 이루어질 수 있다. 또한, 도파관 시스템(1402)을 통해 전자기파를 전송하기 위한 전파 모드들은 도파관 시스템(1402)에 의해 수신된 전자기파의 전파 모드들과 상이할 수 있다는 것을 유념해야 한다. 또한, 제 1 및 제 2 전파 모드들로 전송되거나 수신된 전자기파의 동작 (또는 반송파) 주파수는 동일하게 될 수 있거나 또는 상이하게 될 수 있다.
도 20을 다시 참조하면, 일 실시예에서, 업링크 및 다운링크가 보호 대역(guard band)에 의해 분리되어 간섭을 방지할 수 있다. 구체적으로 도시되지는 않았만, 보호 대역들은 유사한 목적으로 채널들 또는 부-대역들 사이에 삽입될 수 있다. 일 실시예에서, 업링크는 다운링크와 동일한 수의 제어 채널들 및 대역들을 가질 수 있다. 일 실시예에서, 업링크 및 다운링크에 대한 스펙트럼 할당들은 통신 대역폭들이 동일하게 되도록 대칭적으로 될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 업링크 및 다운링크는 한쪽의 링크가 다른 쪽보다 많은 통신 대역폭을 가질 수 있도록 비대칭적인 스펙트럼 할당들을 가질 수 있다. 더욱이, 업링크 및 다운링크에서 대역들의 대역폭은 서로 간에 상이할 수 있다. 단지 설명의 목적으로, 다운링크 및 업링크의 제어 채널들과 대역들 그리고 그 대응하는 부-대역들은 대칭적으로 되도록 도시된다. 또한, 업링크 및 다운링크 대역들이 연속적인 채널들로 분할되는 것으로 도시되었지만, 하나 이상의 비-연속적인 채널들 또는 주파수 범위들이 업링크 스펙트럼 또는 다운링크 스펙트럼을 형성하도록 결합될 수 있다. 더욱이, 채널들이 동일한 스펙트럼 폭이 되는 것으로 도시되었지만, 동일하지 않은 채널의 크기들이 상이한 트래픽 유형들(예를 들면, 실시간 대 비-실시간, 레거시 대 비-레거시, 비디오 대 다른 유형의 스트리밍 또는 비-스트리밍 트래픽 등)의 존재로 인해 스펙트럼 효율을 위해 활용될 수 있다.
도 20의 스펙트럼 구성에 있어서, 도파관 시스템(1402)은 다른 도파관 시스템들 및/또는 상기 다른 도파관 시스템들에 의해 서빙되는 수신자 디바이스들과 전-이중 통신(full-duplex communications)을 수행할 수 있다. 다른 실시예들에서, 도 20의 스펙트럼 구성은 반-이중(half-duplex) 또는 단방향(simplex) 통신에 적응될 수 있다. 또한, 다른 스펙트럼 배열들이 가능하다는 것이 인정된다. 예를 들면, 도파관 시스템(1402)은 연방 통신 위원회(FCC)에 의해 반포된 초광대역 규칙에 대해 FCC에 의해 설정된 극한 전력(power limits) 미만의 전력 레벨에서 500 MHz보다 큰 대역폭들을 수반하는 초광대역 기술들에 따라 전자기파 신호들을 변조하도록 구성될 수 있다. 이러한 구성에서, 전송 매체를 통해 도파관 시스템들(1402)에 의해 전송 및 수신되는 전자기파는 비인가된 스펙트럼(unlicensed spectrum)으로서 취급될 수 있다.
또한, 셀룰러 통신 시스템으로부터의 LTE 또는 VoLTE(Voice over LTE) 신호들 또는 케이블 TV 시스템이나 방송 TV 시스템과 같은 미디어 통신 시스템으로부터의 신호와 같은, 다른 통신 시스템들로부터의 신호들이 도 20에 도시된 대역들 또는 부-대역들 내에 포함(embed)될 수 있다는 것을 유념해야 한다. 따라서, 도 20에 도시된 다운링크 또는 업링크에 의해 운반된 신호들 또는 데이터는 어떠한 실시간 및 비-실시간 컨텐트의 소스로부터 비롯될 수 있다.
또한, 인터-캐리어 통신(inter-carrier communications)이 도 20의 스펙트럼 배열에 의해 달성될 수 있다. 예를 들면, 서비스 제공자들 각각은 상이한 제어 채널들 및/또는 상이한 대역들 또는 부-대역들을 배타적으로 할당받을 수 있다. 따라서, 전력선과 같은 전송 매체는 통신 서비스들을 그 가입자들에게 제공하는 다수의 서비스 제공자들에 의해 공유될 수 있다.
명료한 설명을 위해 도 19의 일련의 블록들로서 각각의 프로세스가 도시되고 기술되었지만, 청구되는 대상들은 이들 블록들의 순서에 의해 제한되지 않으며, 일부 블록들은 상이한 순서들로 일어날 수 있고 및/또는 본 명세서에서 묘사되고 기술된 것과는 다른 블록들과 함께 일어날 수 있다는 것을 이해해야 하며 인정해야할 것이다. 더욱이, 본 명세서에서 기술된 방법들을 실행하기 위해 모든 설명된 블록들이 요구되지는 않을 수 있다. 또한, 방법(1900)의 실시예들은 제한 없이 도파관 시스템들, 도파관들, 결합기들, 중계기들, 센서들 등과 관련한 실시예들을 포함하여 본 개시내용의 실시예들의 어떠한 것과도 함께 사용하는데 적응될 수 있다.
이제 도 21를 참조하면, 본 명세서에 기술된 다양한 양태들에 따른 컴퓨팅 환경의 블록도가 도시된다. 본 명세서에 기술된 실시예들의 다양한 실시예들에 대한 추가적인 컨텍스트를 제공하기 위해, 도 21 및 이하의 설명은 본 개시내용의 다양한 실시예들이 구현될 수 있는 적절한 컴퓨팅 환경(2100)의 간략하고 일반적인 설명을 제공하기 위한 것이다. 실시예들이 하나 이상의 컴퓨터들에서 실행될 수 있는 컴퓨터-실행 가능한 명령들의 일반적인 컨텍스트에서 상술되었지만, 당업자들은 실시예들이 다른 프로그램 모듈들과 조합하여 및/또는 하드웨어와 소프트웨어의 조합으로서 구현될 수 있음을 인식할 것이다.
일반적으로, 프로그램 모듈들은 특정 작업들을 수행하거나 특정 추상 데이터 타입들을 구현하는 루틴들, 프로그램들, 구성요소들, 데이터 구조들, 등을 포함한다. 또한, 당업자들은 본 발명의 방법들이 단일-프로세서 또는 다중 프로세서 컴퓨터 시스템들, 미니 컴퓨터들, 메인 프레임 컴퓨터들뿐만 아니라, 퍼스널 컴퓨터들, 핸드-헬드 컴퓨팅 디바이스들, 마이크로프로세서-기반 또는 프로그래밍 가능한 소비자 가전들 등을 포함하는 다른 컴퓨터 시스템 구성들과 함께 실시될 수 있으며, 이들 각각은 하나 이상의 연관된 디바이스들에 동작 가능하게 결합될 수 있음을 알 것이다.
특허 청구 범위들에 사용된 용어들 "제 1(first)", "제 2(second)", "제 3(third)" 등은, 컨텍스트에 의해 달리 명백하지 않는 한, 명확하게 하기 위한 것일 뿐, 달리 표시하지 않거나 임의의 시간 순서를 암시하지 않는다. 예를 들어, "제 1 결정", "제 2 결정", 및 "제 3 결정"은 제 1 결정이 제 2 결정 전에 이루어지거나 그 반대인 것을 나타내거나 암시하지 않는다.
본 명세서의 실시예들의 도시된 실시예들은 통신 네트워크를 통해 링크된 원격 처리 디바이스들에 의해 특정 작업들이 수행되는 분산 컴퓨팅 환경들에서도 실시될 수 있다. 분산 컴퓨팅 환경에서, 프로그램 모듈들은 로컬 및 원격 메모리 저장 디바이스들 모두에 위치될 수 있다.
컴퓨팅 디바이스들은 전형적으로, 컴퓨터-판독 가능한 저장 매체들 및/또는 통신 매체들을 포함할 수 있는 다양한 매체들을 포함하며, 여기서 두 용어들은 다음과 같이 서로 다르게 사용된다. 컴퓨터-판독 가능한 저장 매체들은 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 이용가능한 저장 매체들일 수 있고 휘발성 및 비휘발성 매체, 착탈식 및 비-착탈식 매체들을 모두 포함한다. 예를 들어, 컴퓨터-판독 가능한 저장 매체들은 컴퓨터-판독 가능한 명령들, 프로그램 모듈들, 구조화된 데이터 또는 비구조화된 데이터와 같은 정보의 저장을 위한 임의의 방법 또는 기술과 관련하여 구현될 수 있지만, 이에 제한되지는 않는다.
컴퓨터-판독 가능한 저장 매체들은 랜덤 액세스 메모리(RAM), 판독 전용 메모리(ROM), 전기적 소거 가능한 프로그래밍 가능한 판독 전용 메모리(EEPROM), 플래시 메모리 또는 기타 메모리 기술, 콤팩트 디스크 판독 전용 메모리(CD-ROM), 디지털 다용도 디스크(DVD), 또는 다른 광학 디스크 저장 장치, 자기 카세트들, 자기 테이프, 자기 디스크 저장 장치 또는 다른 자기 저장 디바이스들, 또는 원하는 정보를 저장하는데 사용될 수 있는 기타 유형 및/또는 비-일시적인 매체들을 포함할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다. 이와 관련하여, 저장, 메모리 또는 컴퓨터-판독 가능한 매체들에 적용되는 본 명세서의 용어 "유형(tangible)" 또는 "비-일시적인(non-transitory)"은 일시적인 신호들 자체만을 수정자들로서 전파하는 것을 배제하고 일시적인 신호들 자체만을 전파하지 않는 모든 표준 저장 장치, 메모리 또는 컴퓨터-판독 가능한 매체들에 대한 권리를 포기하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
컴퓨터-판독 가능한 저장 매체들은 매체에 의해 저장되는 정보에 관한 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 매체들은 통상적으로, 변조된 데이터 신호, 예컨대 반송파 또는 다른 전송 메커니즘과 같은 데이터 신호에서 컴퓨터-판독 가능한 명령들, 데이터 구조들, 프로그램 모듈들 또는 다른 구조화된 또는 비구조화된 데이터를 구현하며, 임의의 정보 전달 또는 전송 매체들을 포함한다. 용어 "변조된 데이터 신호(modulated data signal)" 또는 신호들은 정보를 하나 이상의 신호들로 인코딩하는 방식으로 설정되거나 변경된 그의 특성들 중 하나 이상을 갖는 신호를 의미한다. 예로서, 통신 매체들은 유선 네트워크 또는 직접-유선 접속과 같은 유선 매체, 및 음향, RF, 적외선 및 다른 무선 매체들과 같은 무선 매체를 포함하지만, 이에 제한되는 것은 아니다.
다시 도 21를 참조하면, 기지국(예를 들어, 기지국 디바이스들(102, 104, 또는 520)) 또는 중앙 오피스(예를 들어, 중앙 오피스(101, 1411 또는 2000))를 통해 신호를 전송 및 수신하거나 또는 이들의 적어도 일부를 형성하기 위한 예시적인 환경(2100)이 도시된다. 예시적인 환경(2100)의 적어도 일부는 또한 중계기 디바이스들(예를 들어, 중계기 디바이스들(710 또는 806))에 사용될 수 있다. 예시적인 환경은 처리 유닛(2104), 시스템 메모리(2106) 및 시스템 버스(2108)를 포함하는 컴퓨터(2102)를 포함할 수 있다. 시스템 버스(2108)는 시스템 메모리(2106)를 포함하지만 이에 제한되지 않는 시스템 구성요소들을 처리 유닛(2104)에 결합한다. 처리 유닛(2104)은 다양한 상업적으로 이용가능한 프로세서들 중 임의의 것일 수 있다. 듀얼 마이크로프로세서들 및 다른 멀티-프로세서 아키텍처들도 또한 처리 유닛(2104)으로서 채용될 수 있다.
시스템 버스(2108)는 다양한 상업적으로 이용가능한 버스 아키텍처들 중 임의의 것을 사용하여 메모리 버스(메모리 제어기를 갖거나 갖지 않음), 주변 버스 및 로컬 버스에 더 상호 접속할 수 있는 몇몇 타입들의 버스 구조 중 임의의 것일 수 있다. 시스템 메모리(2106)는 ROM(2110) 및 RAM(2112)을 포함한다. 기본 입/출력 시스템(BIOS)은 ROM, 소거 가능한 프로그래밍 가능한 판독 전용 메모리(EPROM), EEPROM과 같은 비-휘발성 메모리에 저장될 수 있으며, BIOS는 시동 동안과 같이 컴퓨터(2102) 내의 구성요소들 간에 정보를 전송하는 것을 돕는 기본 루틴들을 포함한다. RAM(2112)은 또한 데이터 캐싱을 위한 정적 RAM과 같은 고속 RAM을 포함할 수 있다.
컴퓨터(2102)는, 내부 하드 디스크 드라이브(2114)가 또한 적절한 섀시(도시되지 않음)로 외부적으로 사용하도록 구성될 수 있는 내부 하드 디스크 드라이브(HDD)(2114)(예를 들어, EIDE, SATA), 자기 플로피 디스크 드라이브(FDD)(2116)(예를 들어, 착탈식 디스켓(2118)으로부터 판독되거나 이에 기록하기 위한) 및 광 디스크 드라이브(2120)(예를 들어, CD-ROM 디스크(2122)를 판독하거나, DVD와 같은 다른 대용량 광학 매체들로부터 판독되거나 이에 기록하기 위한)를 더 포함한다. 하드 디스크 드라이브(2114), 자기 디스크 드라이브(2116) 및 광 디스크 드라이브(2120)는 각각 하드 디스크 드라이브 인터페이스(2124), 자기 디스크 드라이브 인터페이스(2126) 및 광 드라이브 인터페이스(2128)에 의해 시스템 버스(2108)에 접속될 수 있다. 외부 구동 구현들을 위한 인터페이스(2124)는 범용 직렬 버스(USB) 및 전기 전자 기술 연구소(IEEE) 1394 인터페이스 기술 중 적어도 하나 또는 둘다를 포함한다. 다른 외부 구동 접속 기술들은 본 명세서에 기술된 실시예들에서 고려된다.
드라이브들 및 그의 연관된 컴퓨터-판독 가능한 저장 매체들은 데이터, 데이터 구조들, 컴퓨터-실행 가능한 명령들, 등의 비휘발성 저장을 제공한다. 컴퓨터(2102)의 경우, 드라이브들 및 저장 매체들은 적절한 디지털 포맷으로 임의의 데이터의 저장을 수용한다. 상기 컴퓨터-판독 가능한 저장 매체들의 설명은 하드 디스크 드라이브(HDD), 착탈식 자기 디스켓, 및 CD나 DVD와 같은 착탈식 광 매체들을 의미하지만, 당업자라면 집 드라이브들, 마그네틱 카세트들, 플래시 메모리 카드들, 카트리지들 등과 같이 컴퓨터에 의해 판독 가능한 다른 타입들의 저장 매체들도 예시적인 동작 환경에서 사용될 수 있다는 것과, 또한 임의의 이러한 저장 매체들은 본 명세서에 기술된 방법들을 수행하기 위한 컴퓨터-실행 가능한 명령들을 포함할 수 있다는 것을 알아야 한다.
다수의 프로그램 모듈들은 운영 체계(2130), 하나 이상의 애플리케이션 프로그램들(2132), 다른 프로그램 모듈들(2134) 및 프로그램 데이터(2136)를 포함하는 드라이브들 및 RAM(2112)에 저장될 수 있다. 운영 체계, 애플리케이션들, 모듈들 및/또는 데이터의 전부 또는 일부들이 또한 RAM(2112)에 캐싱될 수 있다. 본 명세서에 기술된 시스템들 및 방법들은 다양한 상업적으로 이용가능한 운영 체계들 또는 운영 체계들의 조합을 이용하여 구현될 수 있다. 처리 유닛(2104)에 의해 구현되고 달리 실행될 수 있는 애플리케이션 프로그램들(2132)의 예들은 중계기 디바이스(806)에 의해 수행되는 다이버시티 선택 결정을 포함한다. 또한, 도 5에 도시된 기지국 디바이스(508)는, 이 예시적인 컴퓨팅 환경(2100)에서 처리 유닛(2104)에 의해 실행될 수 있는 많은 애플리케이션들 및 프로그램들을 메모리 상에 저장한다.
사용자는 하나 이상의 유/무선 입력 디바이스들, 예를 들어, 키보드(2138) 및 마우스(2140)와 같은 포인팅 디바이스를 통해 컴퓨터(2102)에 명령들 및 정보를 입력할 수 있다. 다른 입력 디바이스들(도시되지 않음)은 마이크로폰, 적외선(IR) 원격 제어, 조이스틱, 게임 패드, 스타일러스 펜, 터치 스크린, 등을 포함할 수 있다. 이들 및 다른 입력 디바이스들은 종종 시스템 버스(2108)에 결합될 수 있는 입력 디바이스 인터페이스(2142)를 통해 처리 유닛(2104)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(2144) 또는 다른 타입의 디스플레이 디바이스는 또한 비디오 어댑터(2146)와 같은 인터페이스를 통해 시스템 버스(2108)에 접속될 수 있다. 또한, 대안적인 실시예들에서, 모니터(2144)는 인터넷 및 클라우드-기반 네트워크들을 포함하는 임의의 통신 수단을 통해 컴퓨터(2102)와 연관된 디스플레이 정보를 수신하기 위한 임의의 디스플레이 디바이스(예를 들어, 디스플레이, 스마트폰, 태블릿 컴퓨터, 등을 갖는 다른 컴퓨터)일 수 있음을 알 것이다. 모니터(2144) 이외에, 컴퓨터는 통상적으로 스피커들, 프린터들, 등과 같은 다른 주변 출력 디바이스들(도시되지 않음)을 포함한다.
컴퓨터(2102)는 원격 컴퓨터(들)(2148)와 같은 하나 이상의 원격 컴퓨터들에 대한 유선 및/또는 무선 통신들을 통한 논리적 접속들을 사용하는 네트워크 환경에서 동작할 수 있다. 원격 컴퓨터(들)(2148)는 워크스테이션, 서버 컴퓨터, 라우터, 퍼스널 컴퓨터, 휴대용 컴퓨터, 마이크로프로세서-기반 엔터테인먼트 기기, 피어 디바이스(peer device) 또는 다른 공용 네트워크 노드일 수 있고, 통상적으로 컴퓨터(2102)와 관련하여 기술된 많은 또는 모든 요소들을 포함하지만, 간략화를 위해 메모리/저장 디바이스(2150)만이 도시된다. 도시된 논리적 접속들은 근거리 네트워크(LAN)(2152) 및/또는 원거리 네트워크(WAN)(2154)와 같은 더 큰 네트워크들에 대한 유선/무선 접속을 포함한다. 이러한 LAN 및 WAN 네트워킹 환경들은 사무실들 및 회사들에서 일반적이며, 인터넷과 같은 글로벌 통신 네트워크에 모두 접속할 수 있는 인트라넷들과 같은 엔터프라이즈-급 컴퓨터 네트워크들을 가능하게 한다.
LAN 네트워킹 환경에서 사용될 때, 컴퓨터(2102)는 유선 및/또는 무선 통신 네트워크 인터페이스 또는 어댑터(2156)를 통해 로컬 네트워크(2152)에 접속될 수 있다. 어댑터(2156)는 LAN(2152)에 유선 또는 무선 통신을 가능하게 할 수 있으며, 또한, 무선 어댑터(2156)와 통신하기 위해 그 위에 배치된 무선 AP를 포함할 수 있다.
WAN 네트워킹 환경에서 사용될 때, 컴퓨터(2102)는 모뎀(2158)을 포함할 수 있거나 WAN(2154) 상의 통신 서버에 접속될 수 있거나 또는 인터넷과 같은 WAN(2154)을 통한 통신을 확립하기 위한 다른 수단을 갖는다. 내부 또는 외부 및 유선 또는 무선 디바이스일 수 있는 모뎀(2158)은 입력 디바이스 인터페이스(2142)를 통해 시스템 버스(2108)에 접속될 수 있다. 네트워킹 환경에서, 컴퓨터(2102) 또는 그 일부에 대해 도시된 프로그램 모듈들은 원격 메모리/저장 디바이스(2150)에 저장될 수 있다. 도시된 네트워크 접속들은 예시이며, 컴퓨터들 간의 통신 링크를 확립하는 다른 수단이 사용될 수 있다는 것이 이해될 것이다.
컴퓨터(2102)는 무선 통신, 예를 들어, 프린터, 스캐너, 데스크탑 및/또는 휴대용 컴퓨터, 개인용 휴대 정보 단말, 통신 위성, 무선으로 검출 가능한 태그(예를 들어, 키오스크, 뉴스 스탠드, 화장실)와 연관된 임의의 부분의 장비 또는 위치, 및 전화와 같이, 무선 통신에 동작 가능하게 배치된 임의의 무선 디바이스들 또는 엔티티들과 통신하도록 동작 가능할 수 있다. 이것은 와이 파이(Wi-Fi) 및 BLUETOOTH® 무선 기술들을 포함할 수 있다. 따라서, 통신은 종래의 네트워크와 같이 미리 규정된 구조일 수도 있거나, 단순히 적어도 2개의 디바이스들 사이의 애드 혹 통신(ad hoc communication)일 수도 있다.
Wi-Fi를 사용하면 집에 있는 소파, 호텔 룸에 있는 침대 또는 직장에 있는 회의실에서 유선없이 인터넷에 접속할 수 있다. Wi-Fi는 휴대 전화에서 사용되는 것과 유사한 무선 기술로서, 예를 들어 컴퓨터들과 같은 디바이스들이 실내 및 외에서; 기지국 범위 내의 어디에서나 데이터를 송수신할 수 있게 한다. Wi-Fi 네트워크들은 IEEE 802.11(a, b, g, n, ac, 등)이라는 무선 기술들을 사용하여 안전하고, 신뢰할 수 있고, 빠른 무선 접속을 제공한다. Wi-Fi 네트워크는 컴퓨터들을 서로에, 인터넷에, 유선 네트워크들(IEEE 802.3 또는 이더넷을 사용할 수 있음)에 접속하는데 사용될 수 있다. Wi-Fi 네트워크들은 예를 들어 허가되지 않은 2.4 및 5GHz 무선 대역들에서 또는 두 대역들(이중 대역)을 포함하는 제품들과 동작하여, 네트워크는 많은 사무실들에서 사용되는 기본 10BaseT 유선 이더넷 네트워크들과 유사한 실제 성능을 제공할 수 있다.
도 22은 본 명세서에 기술된 개시된 요지의 하나 이상의 양태들을 구현 및 이용할 수 있는 모바일 네트워크 플랫폼(2210)의 일 예시적인 실시예(2200)를 나타낸다. 하나 이상의 실시예들에서, 모바일 네트워크 플랫폼(2210)은 기지국들(예를 들어, 기지국 디바이스들(102, 104 또는 520)), 중앙 오피스(예를 들어, 중앙 오피스(101, 1411 또는 2000)) 또는 개시된 요지와 연관된 중계기 디바이스들(예를 들어, 중계기 디바이스들(710 또는 806))에 의해 전송 및 수신된 신호들을 생성 및 수신할 수 있다. 일반적으로, 무선 네트워크 플랫폼(2210)은 패킷-교환(PS)(예를 들어, 인터넷 프로토콜(IP), 프레임 릴레이, 비동기식 전송 모드(ATM)) 및 회선-교환(CS) 트래픽(예를 들어, 음성 및 데이터), 뿐만 아니라 네트워킹 무선 원격통신을 위한 제어 생성을 가능하게 하는 구성요소들, 예를 들어 노드들, 게이트웨이들, 인터페이스들, 서버들 또는 상이한 플랫폼들을 포함할 수 있다. 비-제한적인 예로서, 무선 네트워크 플랫폼(2210)은 원격 통신 반송파 네트워크들(telecommunications carrier networks)에 포함될 수 있고, 본 명세서의 다른 곳에서 논의되는 바와 같이 반송파-측 구성요소들로 간주될 수 있다. 모바일 네트워크 플랫폼(2210)은 전화 네트워크(들)(2240)(예를 들어, 공중 전화망(PSTN) 또는 공중 육상 모바일 네트워크(PLMN)) 또는 시그널링 시스템 #7(SS7) 네트워크(2270)와 같은 레거시 네트워크들로부터 수신된 CS 트래픽을 인터페이스할 수 있는 CS 게이트웨이 노드(들)(2212)를 포함한다. 회선 교환 게이트웨이 노드(들)(2212)는 이러한 네트워크들로부터 발생하는 트래픽(예를 들어, 음성)을 인가 및 인증할 수 있다. 또한, CS 게이트웨이 노드(들)(2212)는 SS7 네트워크(2270)를 통해 생성된 이동성 또는 로밍 데이터; 예를 들어, 메모리(2230)에 상주할 수 있는 방문 위치 레지스터(VLR)에 저장된 이동성 데이터에 액세스할 수 있다. 또한, CS 게이트웨이 노드(들)(2212)는 CS-기반 트래픽 및 시그널링과 PS 게이트웨이 노드(들)(2218)를 인터페이스한다. 일 예로서, 3GPP UMTS 네트워크에서, CS 게이트웨이 노드(들)(2212)는 게이트웨이 GPRS 지원 노드(들)(GGSN)에서 적어도 부분적으로 실현될 수 있다. CS 게이트웨이 노드(들)(2212), PS 게이트웨이 노드(들)(2218), 및 서빙 노드(들)(2216)의 기능 및 특정 동작이 원격 통신을 위해 모바일 네트워크 플랫폼(2210)에 의해 이용되는 무선 기술(들)에 의해 제공되고 좌우되는 것을 알아야 한다.
CS-스위칭된 트래픽 및 시그널링을 수신하고 처리하는 것 외에도, PS 게이트웨이 노드(들)(2218)는 서빙되는 모바일 디바이스들로 PS-기반 데이터 세션들을 인가 및 인증할 수 있다. 데이터 세션들은 광역 네트워크(들)(WAN)(2250), 엔터프라이즈 네트워크(들)(2270), 및 서비스 네트워크(들)(2280)와 같이 무선 네트워크 플랫폼(2210) 외부의 네트워크들과 교환되는 트래픽 또는 컨텐트(들)를 포함할 수 있고, 이것은 근거리 네트워크(들)(LANs)에서 구현될 수 있으며, 또한 PS 게이트웨이 노드(들)(2218)를 통해 모바일 네트워크 플랫폼(2210)과 인터페이스될 수 있다. WAN(들)(2250) 및 엔터프라이즈 네트워크(들)(2260)은 적어도 부분적으로는 IP 멀티미디어 서브시스템(IMS)과 같은 서비스 네트워크(들)를 구현할 수 있음을 유념한다. 기술 자원(들)(2217)에서 이용가능한 무선 기술 계층(들)에 기초하여, 패킷-교환 게이트웨이 노드(들)(2218)는 데이터 세션이 확립될 때 패킷 데이터 프로토콜 컨텍스트들을 생성할 수 있다; 패킷화된 데이터의 라우팅을 가능하게 하는 다른 데이터 구조들도 생성될 수 있다. 이를 위해, 일 양태에서, PS 게이트웨이 노드(들)(2218)는 Wi-Fi 네트워크들과 같은 이종 무선 네트워크(들)와의 패킷화된 통신을 가능하게 할 수 있는 터널 인터페이스(예를 들어, 3GPP UMTS 네트워크(들)(도시되지 않음) 내의 터널 종단 게이트웨이(TTG))를 포함할 있다.
실시예(2200)에서, 무선 네트워크 플랫폼(2210)은 또한 기술 자원(들)(2217) 내의 이용가능한 무선 기술 계층(들)에 기초하여 PS 게이트웨이 노드(들)(2218)를 통해 수신된 데이터 스트림들의 다양한 패킷화된 플로우들을 전달하는 서빙 노드(들)(2216)를 포함한다. 주로 CS 통신에 의존하는 기술 자원(들)(2217)에 대해, 서버 노드(들)는 PS 게이트웨이 노드(들)(2218)에 의존하지 않고 트래픽을 전달할 수 있다; 예를 들어, 서버 노드(들)는 적어도 부분적으로 이동 교환국을 구현할 수 있다. 일 예로서, 3GPP UMTS 네트워크에서, 서빙 노드(들)(2216)는 서빙 GPRS 지원 노드(들)(SGSN)에서 구현될 수 있다.
패킷화된 통신을 이용하는 무선 기술들에 대해, 무선 네트워크 플랫폼(2210)의 서버(들)(2214)는 다수의 이종의 패킷화된 데이터 스트림들 또는 플로우들을 생성하고 이러한 플로우들을 관리(예를 들어, 스케줄링, 큐잉, 포맷팅...)할 수 있는 수많은 애플리케이션들을 실행할 수 있다. 이러한 애플리케이션(들)은 무선 네트워크 플랫폼(2210)에 의해 제공되는 표준 서비스들(예를 들어, 공급, 과금, 고객 지원 ...)에 부가 기능들을 포함할 수 있다. 데이터 스트림들(예를 들어, 음성 호출 또는 데이터 세션의 일부인 컨텐트(들))은 인증/인가 및 데이터 세션의 개시를 위해 PS 게이트웨이 노드(들)(2218)로 전달될 수 있고 이후에 통신을 위해 서빙 노드(들)(2216)에 전달될 수 있다. 애플리케이션 서버 외에도, 서버(들)(2214)는 유틸리티 서버(들)를 포함할 수 있고, 유틸리티 서버는 공급 서버, 동작들 및 유지 보수 서버, 적어도 부분적으로 인증 기관 및 방화벽들 및 다른 보안 메커니즘들, 등을 구현할 수 있는 보안 서버를 포함할 수 있다. 일 양태에서, 보안 서버(들)는 CS 게이트웨이 노드(들)(2212) 및 PS 게이트웨이 노드(들)(2218)가 제정할 수 있는 인증 및 인가 절차들 외에도 네트워크의 동작 및 데이터 무결성을 보장하기 위해 무선 네트워크 플랫폼(2210)을 통해 서빙되는 통신을 보안한다. 또한, 공급 서버(들)는 이종 서비스 제공자에 의해 동작되는 네트워크들; 예를 들어, WAN(2250) 또는 글로벌 위치확인 시스템(GPS) 네트워크(들)(도시되지 않음)와 같은 외부 네트워크(들)로부터 서비스들을 제공할 수 있다. 공급 서버(들)는 또한, 더 많은 네트워크 커버리지를 제공하여 무선 서비스 커버리지를 향상시키는 도 1에 도시된 분산 안테나 네트워크들과 같이, 무선 네트워크 플랫폼(2210)과 연관된 네트워크들(예를 들어, 동일한 서비스 제공자에 의해 배치 및 동작됨)를 통해 커버리지를 공급할 수 있다. 도 7, 도 8 및 도 9에 도시된 것과 같은 중계기 디바이스들은 또한 UE(2275)에 의한 가입자 서비스 경험을 향상시키기 위해 네트워크 커버리지를 개선한다.
서버(들)(2214)는 매크로 네트워크 플랫폼(2210)의 기능을 적어도 부분적으로 부여하도록 구성된 하나 이상의 프로세서들을 포함할 수 있음을 유념한다. 이를 위해, 하나 이상의 프로세서는 예를 들어 메모리(2230)에 저장된 코드 명령들을 실행할 수 있다. 서버(들)(2214)는 전술한 바와 실질적으로 동일한 방식으로 동작하는 컨텐트 관리자(2215)를 포함할 수 있음을 유념한다.
예시적인 실시예(2200)에서, 메모리(2230)는 무선 네트워크 플랫폼(2210)의 동작과 관련된 정보를 저장할 수 있다. 다른 동작 정보는, 무선 플랫폼 네트워크(2210)를 통해 서빙되는 모바일 디바이스들의 공급 정보, 가입자 데이터베이스들; 애플리케이션 인텔리전스, 요금 체계들, 예를 들어, 광고 요금들, 정액-요금 프로그램들, 쿠폰 제공 캠페인들; 이종의 무선 또는 무선 기술 계층들의 동작을 위한 원격 통신 프로토콜들과 일치하는 기술 명세(들), 등을 공급하는 것을 포함할 수 있다. 메모리(2230)는 또한 전화 네트워크(들)(2240), WAN(2250), 엔터프라이즈 네트워크(들)(2260) 또는 SS7 네트워크(2270) 중 적어도 하나로부터의 정보를 저장할 수 있다. 일 양태에서, 메모리(2230)는 예를 들어, 데이터 저장 구성요소의 일부로서 또는 원격으로 접속된 메모리 저장 장치로서 액세스될 수 있다.
개시된 요지의 다양한 양태들에 대한 컨텍스트들을 제공하기 위해, 도 22 및 이하의 논의는 개시된 요지의 다양한 양태들이 구현될 수 있는 적합한 환경에 대한 간략하고 일반적인 설명을 제공하기 위한 것이다. 요지가 컴퓨터 및/또는 컴퓨터들 상에서 실행되는 컴퓨터 프로그램의 컴퓨터-실행 가능한 명령들의 일반적인 컨텍스트에서 상술되었지만, 당업자는 개시된 요지가 또한 다른 프로그램 모듈들과 조합하여 구현될 수 있음을 인식할 것이다. 일반적으로, 프로그램 모듈들은 특정 작업들을 수행하고 및/또는 특정 추상 데이터 타입들을 구현하는 루틴들, 프로그램들, 구성요소들, 데이터 구조들 등을 포함한다.
도 23은 통신 디바이스(2300)의 예시적인 실시예를 도시한다. 통신 디바이스(2300)는 본 개시내용(예를 들어, 도 1 및 도 14에서)에 의해 참조되는 모바일 디바이스들 및 건물-내 디바이스들과 같은 디바이스들의 예시적인 실시예로서 기능할 수 있다.
통신 디바이스(2300)는 유선 및/또는 무선 송수신기(2302)(여기서는 송수신기(2302)), 사용자 인터페이스(UI)(2304), 전원(2314), 위치 수신기(2316), 모션 센서(2318), 방위 센서(2320), 및 그 동작들을 관리하기 위한 제어기(2306)를 포함할 수 있다. 송수신기(2302)는 몇 가지만 언급하자면, Bluetooth®, ZigBee®, WiFi, DECT 또는 셀룰러 통신 기술들과 같은 단-거리 또는 장-거리 무선 액세스 기술들을 지원할 수 있다(Bluetooth® 및 ZigBee®는 Bluetooth® Special Interest Group 및 ZigBee® Alliance에 의해 각각 등록된 상표들이다). 셀룰러 기술들은 예를 들어, CDMA-IX, UMTS/HSDPA, GSM/GPRS, TDMA/EDGE, EV/DO, WiMAX, SDR, LTE, 및 기타 차세대 무선 통신 기술들이 발생할 때 이를 포함할 수 있다. 송수신기(2302)는 또한 회선-교환 유선 액세스 기술들(PSTN과 같은), 패킷-교환 유선 액세스 기술들(TCP/IP, VoIP 등과 같은) 및 이들의 조합들을 지원하도록 구성될 수 있다.
UI(2304)는 통신 디바이스(2300)의 동작들을 조작하기 위한 롤러 볼, 조이스틱, 마우스, 또는 네비게이션 디스크와 같은 네비게이션 메커니즘을 갖는 누름식 또는 터치-감응식 키패드(2308)를 포함할 수 있다. 키패드(2308)는 통신 디바이스(2300)의 하우징 어셈블리의 필수 부분이거나, 또는 테더링된 유선 인터페이스(USB 케이블과 같은) 또는 예를 들어 Bluetooth®를 지원하는 무선 인터페이스에 의해 동작 가능하게 결합된 독립적인 디바이스일 수 있다. 키패드(2308)는 전화들에 의해 공통으로 사용되는 숫자 키패드 및/또는 영숫자 키들을 갖는 QWERTY 키패드를 나타낼 수 있다. UI(2304)는 단색 또는 컬러 LCD(Liquid Crystal Display), OLED(Organic Light Emitting Diode) 또는 통신 디바이스(2300)의 최종 사용자에게 이미지들을 전달하기 위한 다른 적절한 디스플레이 기술과 같은 디스플레이(2310)를 더 포함할 수 있다. 디스플레이(2310)가 터치-감응식인 일 실시예에서, 키패드(2308)의 일부 또는 전부는 네비게이션 특징들을 갖는 디스플레이(2310)를 통해 제공될 수 있다.
디스플레이(2310)는 터치 스크린 기술을 사용하여 사용자 입력을 검출하기 위한 사용자 인터페이스로서도 기능할 수 있다. 터치 스크린 디스플레이로서, 통신 디바이스(2300)는 손가락의 터치로 사용자에 의해 선택될 수 있는 그래픽 사용자 인터페이스(GUI) 요소들을 갖는 사용자 인터페이스를 제공하도록 구성될 수 있다. 터치 스크린 디스플레이(2310)는 용량성, 저항성 또는 다른 형태들의 감지 기술을 구비하여 사용자의 손가락의 표면적이 터치 스크린 디스플레이의 일부분에 얼마나 많이 놓여졌는지를 검출할 수 있다. 이 감지 정보는 GUI 요소들 또는 사용자 인터페이스의 다른 기능들의 조작을 제어하는데 사용될 수 있다. 디스플레이(2310)는 통신 디바이스(2300)의 하우징 어셈블리의 필수 부분 또는 테더링된 유선 인터페이스(케이블과 같은) 또는 무선 인터페이스에 의해 통신 가능하게 결합된 독립적인 디바이스일 수 있다.
UI(2304)는 또한 저볼륨 오디오(사람의 귀 부근에서 들리는 오디오와 같은) 및 고볼륨 오디오(핸즈프리 작동을 위한 스피커폰과 같은)를 전달하기 위한 오디오 기술을 이용하는 오디오 시스템(2312)을 포함할 수 있다. 오디오 시스템(2312)은 최종 사용자의 가청 신호들을 수신하기 위한 마이크로폰을 더 포함할 수 있다. 오디오 시스템(2312)은 또한 음성 인식 애플리케이션들에 사용될 수 있다. UI(2304)는 정지 또는 동화상들을 캡처하기 위한 전하 결합 디바이스(CCD) 카메라와 같은 이미지 센서(2313)를 더 포함할 수 있다.
전원 공급기(2314)는 장-거리 또는 단-거리 휴대용 통신들을 가능하게 하기 위해 통신 디바이스(2300)의 구성요소들에 에너지를 공급하기 위한 교체 가능한 및 재충전 가능한 배터리들, 공급 조절 기술들 및/또는 충전 시스템 기술들과 같은 공통 전력 관리 기술들을 이용할 수 있다. 대안적으로, 또는 조합하여, 충전 시스템은 USB 포트 또는 다른 적절한 테더링 기술들과 같은 물리적 인터페이스를 통해 공급되는 DC 전력과 같은 외부 전원들을 이용할 수 있다.
위치 수신기(2316)는 보조 GPS 가능한 글로벌 위치확인 시스템(GPS) 수신기와 같은 위치 기술을 이용하여, 네비게이션과 같은 위치 서비스들을 가능하게 하는데 사용될 수 있는 GPS 위성들의 별자리에 의해 생성된 신호들에 기초하여 통신 디바이스(2300)의 위치를 식별할 수 있다. 모션 센서(2318)는 3차원 공간에서 통신 디바이스(2300)의 모션을 검출하기 위해 가속도계, 자이로스코프 또는 다른 적절한 모션 감지 기술과 같은 모션 감지 기술을 이용할 수 있다. 방위 센서(2320)는 통신 디바이스(2300)의 방위(도, 분, 또는 다른 적절한 방위 메트릭들의 조합된 방위들뿐만 아니라 북, 남, 서 및 동)를 검출하기 위해 자력계와 같은 방위 감지 기술을 이용할 수 있다.
통신 디바이스(2300)는 수신된 신호 강도 표시자(RSSI) 및/또는 신호 도착 시간(TOA) 또는 비행 시간(TOF) 측정들을 이용하는 것과 같은 감지 기술들에 의해 셀룰러, WiFi, Bluetooth® 또는 다른 무선 액세스 포인트들에 대한 근접성을 결정하기 위해서도 송수신기(2302)를 이용할 수 있다. 제어기(2306)는 컴퓨터 명령들을 실행하고, 제어하고, 통신 디바이스(2300)의 전술한 구성요소들에 의해 공급된 데이터를 처리하기 위해, 마이크로프로세서, 디지털 신호 프로세서(DSP), 프로그래밍 가능한 게이트 어레이들, 주문형 집적 회로들, 및/또는 플래시, ROM, RAM, SRAM, DRAM 또는 다른 저장 기술들과 같은 연관된 저장 메모리를 갖는 비디오 프로세서와 같은 컴퓨팅 기술들을 이용할 수 있다.
도 23에 도시되지 않은 다른 구성요소들은 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에서 사용될 수 있다. 예를 들어, 통신 디바이스(2300)는 가입자 식별 모듈(SIM) 카드 또는 범용 집적 회로 카드(UICC)와 같은 식별 모듈을 추가 또는 제거하기 위한 슬롯을 포함할 수 있다. SIM 또는 UICC 카드들을 가입자 서비스들을 식별하고, 프로그램들을 실행하고, 가입자 데이터를 저장하는 등에 사용될 수 있다.
본 명세서에서, "저장(store)", "저장 장치(storage)", "데이터 저장(data store)", "데이터 저장 장치(data storage)", "데이터베이스(database)" 및 실질적으로 구성요소의 동작 및 기능에 관련된 임의의 다른 정보 저장 구성요소와 같은 용어들은 "메모리 구성요소들(memory components)", 또는 "메모리"나 메모리를 포함하는 구성요소들에 구현된 엔티티들을 의미할 수 있다. 본 명세서에 기술된 메모리 구성요소들은 휘발성 메모리 또는 비휘발성 메모리일 수 있거나, 휘발성 및 비휘발성 메모리 모두를 포함할 수 있고, 그 예로는 휘발성 메모리, 비-휘발성 메모리, 디스크 저장 장치 및 메모리 저장 장치를 예를 들 수 있지만, 이에 제한되지 않음을 알 것이다. 또한, 비휘발성 메모리는 판독 전용 메모리(ROM), 프로그래밍 가능한 ROM(PROM), 전기적 프로그래밍 가능한 ROM(EPROM), 전기적 소거 가능한 ROM(EEPROM) 또는 플래시 메모리에 포함될 수 있다. 휘발성 메모리는 외부 캐시 메모리로 작동하는 랜덤 액세스 메모리(RAM)를 포함할 수 있다. 예시적이고 제한적인 것은 아니지만, RAM은 동기 RAM(SRAM), 동적 RAM(DRAM), 동기 DRAM(SDRAM), 2배속 SDRAM(DDR SDRAM), 향상된 SDRAM(SDDRAM), 싱크링크 DRAM(SLDRAM) 및 직접 램버스 RAM(DRRAM)과 같이 많은 형태들로 이용 가능하다. 또한, 본 명세서의 시스템들 또는 방법들의 개시된 메모리 구성요소들은 이들 및 임의의 다른 적합한 타입들의 메모리를 포함하는 것으로 의도되지만 이에 제한되지 않는다.
또한, 개시된 요지가 단일-프로세서 또는 다중 프로세서 컴퓨터 시스템들, 미니-컴퓨팅 디바이스들, 메인 프레임 컴퓨터들뿐만 아니라, 퍼스널 컴퓨터, 핸드-헬드 컴퓨팅 디바이스들(예를 들어, PDA, 전화, 시계, 태블릿 컴퓨터들, 넷북 컴퓨터들, 등), 마이크로프로세서-기반 또는 프로그래밍 가능한 소비자 또는 산업용 전자제품들, 등을 포함하는 다른 컴퓨터 시스템 구성들로 실시될 수 있음을 유념한다. 도시된 양태들은 또한 통신 네트워크를 통해 링크된 원격 처리 디바이스들에 의해 작업들이 수행되는 분산 컴퓨팅 환경들에서 실시될 수 있다; 그러나, 본 개시내용의 모든 양태들이 아닌 일부는 독립형 컴퓨터들에서 실시할 수 있다. 분산 컴퓨팅 환경에서, 프로그램 모듈들은 로컬 및 원격 메모리 저장 디바이스들 모두에 위치될 수 있다.
본 명세서에 기술된 실시예들 중 일부는 또한 본 명세서에 기술된 하나 이상의 특징들을 자동화하는 것을 가능하게 하기 위해 인공 지능(AI)을 사용할 수 있다. 예를 들어, 인공 지능은 전송 효율을 최대화하기 위해 유전체 도파관들(604 및 606)이 배치되어야 하는 와이어 둘레의 위치들을 결정하는데 사용될 수 있다. 실시예들은(예를 들어, 기존 통신 네트워크에 추가한 후에 최대값/이익을 제공하는 획득된 셀 사이트들을 자동으로 식별하는 것과 관련하여) 그 다양한 실시예들을 실행하기 위해 다양한 AI-기반 방식들을 사용할 수 있다. 또한, 분류자는 획득된 네트워크의 각 셀 사이트의 랭킹 또는 우선순위를 결정하기 위해 사용될 수 있다. 분류자는 입력 속성 벡터인 x =(x1, x2, x3, x4, ..., xn)를 입력이 클래스(class)에 속하는 신뢰(confidence)에 매핑하는 함수, 즉 f(x) = confidence(class)이다. 이러한 분류는 사용자가 자동적으로 수행되기를 원하는 동작을 예측 또는 추론하기 위해 확률론적 및/또는 통계-기반 분석(예를 들어, 분석 유틸리티들 및 비용들을 고려)을 이용할 수 있다. 지지 벡터 머신(SVM: support vector machine)은 이용될 수 있는 분류자의 일례이다. SVM은 가능한 입력들의 공간에서 초곡면(hypersurface)을 발견함으로써 작동하며, 초곡면은 트리거링 기준을 비-트리거링 이벤트들에서 분리하려고 시도한다. 직관적으로, 이는 트레이닝 데이터에 가깝지만 동일하지 않는 테스트 데이터에 대해 분류를 정정시킨다. 다른 지향성 및 비지향성 모델 분류 접근법들은 예를 들어,
Figure pct00001
, Bayesian 네트워크, 의사 결정 트리들, 신경망들, 퍼지 논리 모델들을 포함하고, 상이한 독립 패턴들을 제공하는 확률 분류 모델들이 이용될 수 있다. 본 명세서에 사용된 분류는 또한 우선 순위의 모델들을 개발하는데 사용되는 통계 회귀를 포함한다.
쉽게 알 수 있듯이, 하나 이상의 실시예들은 명시적으로 트레이닝된(예를 들어, 일반 트레이닝 데이터를 통해) 및 암시적으로 트레이닝된(예를 들어, UE 행동, 오퍼레이터 선호들, 이력 정보를 관찰하고, 외부 정보를 수신하는 것을 통해) 분류자들을 이용할 수 있다. 예를 들어, SVM들은 분류자 생성기 및 특징 선택 모듈 내에서 학습 또는 트레이닝 단계를 통해 구성될 수 있다. 따라서, 분류자(들)는 다수의 기능들을 자동으로 학습하고 수행하는데 사용될 수 있으며, 이는 획득된 셀 사이트들 중 어느 것이 최대 가입자의 수의 혜택을 받을 것인지 및/또는 획득된 셀 사이트들 중 어느 것이 기존 통신 네트워크 커버리지에 최소한의 가치를 추가할 것인지, 등의 미리 결정된 기준들에 따라 결정하는 것을 포함하지만, 이에 제한되지 않는다.
본 출원의 일부 컨텍스트들에서 사용된 바와 같이, 일부 실시예들에서, 용어들 "구성요소(component)", "시스템(system)" 등은 컴퓨터-관련 엔티티 또는 하나 이상의 특정 기능들을 가진 동작 장치와 관련된 엔티티를 의미하거나 포함하는 것으로 의도되고, 엔티티는 하드웨어, 하드웨어와 소프트웨어의 조합, 소프트웨어 또는 실행중인 소프트웨어일 수 있다. 예를 들어, 구성요소는 프로세서 상에서 실행하는 프로세스, 프로세서, 객체, 실행 가능한, 실행 스레드, 컴퓨터-실행 가능한 명령들, 프로그램 및/또는 컴퓨터일 수 있지만, 이에 제한되지 않는다. 예시적이고 제한적인 것은 아니지만, 서버상에서 실행하는 애플리케이션과 서버 모두 구성요소가될 수 있다. 하나 이상의 구성요소들은 프로세스 및/또는 실행 스레드 내에 상주할 수 있으며, 구성요소는 하나의 컴퓨터상에 국한되고 및/또는 둘 이상의 컴퓨터들 사이에 분산될 수 있다. 또한, 이들 구성요소들은 다양한 데이터 구조들이 저장된 다양한 컴퓨터 판독 가능한 매체들로부터 실행할 수 있다. 구성요소들은 하나 이상의 데이터 패킷들(예를 들어, 로컬 시스템에서, 배전 시스템에서, 및/또는 신호를 통한 다른 시스템들과의 인터넷과 같은 네트워크를 통해 다른 구성요소와 상호 작용하는 하나의 구성요소로부터의 데이터)을 갖는 신호에 따라서와 같이 로컬 및/또는 원격 프로세스들을 통해 통신할 수 있다. 다른 예로서, 구성요소는 전기 또는 전자 회로에 의해 동작되는 기계적 부분들에 의해 제공되는 특정 기능을 가진 장치일 수 있고, 전기 또는 전자 회로는 프로세서에 의해 실행되는 소프트웨어 또는 펌웨어 애플리케이션에 의해 동작되며, 프로세서는 장치의 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 소프트웨어 또는 펌웨어 애플리케이션의 적어도 일부를 실행한다. 또 다른 예로서, 구성요소는 기계적 부분들 없이 전자 구성요소들을 통해 특정 기능을 제공하는 장치일 수 있으며, 전자 구성요소들은 전자 구성요소들의 기능을 적어도 부분적으로 부여하는 소프트웨어 또는 펌웨어를 실행하기 위한 프로세서를 포함할 수 있다. 다양한 구성요소들이 개별 구성요소들로 도시되었지만, 예시적인 실시예들을 벗어나지 않고 다수의 구성요소들이 단일 구성요소로서 구현될 수 있거나 단일 구성요소가 다수의 구성요소들로서 구현될 수 있음을 알 것이다.
또한, 다양한 실시예들은 소프트웨어, 펌웨어, 하드웨어 또는 이들의 임의의 조합을 생성하여 개시된 요지를 구현하도록 컴퓨터를 제어하는 표준 프로그래밍 및/또는 엔지니어링 기술들을 사용하는 방법, 장치 또는 제조 물품으로서 구현될 수 있다. 본 명세서에 사용된 용어 "제조 물품(article of manufacture)"은 임의의 컴퓨터-판독 가능한 디바이스 또는 컴퓨터-판독 가능한 저장/통신 매체들로부터 액세스 가능한 컴퓨터 프로그램을 포함하도록 의도된다. 예를 들어, 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체들은 자기 저장 디바이스들(예를 들어, 하드 디스크, 플로피 디스크, 자기 스트립들), 광 디스크들(예를 들어, 콤팩트 디스크(CD), 디지털 다용도 디스크(DVD)), 스마트 카드들 및 플래시 메모리 디바이스들(예를 들어, 카드, 스틱, 키 드라이브)을 포함할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다. 물론, 당업자들은 다양한 실시예들의 범위 또는 사상을 벗어나지 않고 이러한 구성에 대해 많은 수정들이 이루어질 수 있음을 인식할 것이다.
또한, 단어들 "예(example)" 및 "예시적인(exemplary)"은 본 명세서에서 경우 또는 예시로 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 예시적인이라는 단어의 사용은 구체적인 방식으로 개념을 제시하기 위한 것이다. 본 출원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "또는(or)"은 독점적 "또는"보다는 포괄적 "또는"을 의미하려는 것이다. 즉, 달리 명시되거나 문맥상 명확하지 않은 한, "X는 A 또는 B를 사용한다"는 임의의 자연스러운 포함 순열들을 의미하려는 것이다. 즉, X가 A를 사용하거나; X가 B를 사용하거나; 또는 X가 A와 B를 모두 사용하면, 어떤 앞의 경우들에서건 "X는 A 또는 B를 사용한다"가 충족된다. 또한, 본 출원 및 첨부된 특허 청구 범위들에서 사용되는 부정관사("a" 및 "an")는 달리 명시되지 않거나 단수 형태로 지시되는 컨텍스트로부터 명백하지 않는 한, 일반적으로 "하나 이상(one or more)"을 의미하는 것으로 해석되어야 한다.
또한, "사용자 장비(user equipment)", "이동국(mobile station)", "모바일(mobile)", "가입자 기지국(subscriber station)", "액세스 단말(access terminal)", "단말(terminal)", "핸드셋(handset)", "모바일 디바이스(mobile device)"와 같은 용어들(및/또는 유사한 술어를 나타내는 용어들)은 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 의미한다. 앞의 용어들은 본 명세서에서 서로 교환 가능하게 관련 도면들을 참조하여 사용된다.
또한, 용어들 "사용자(user)", "가입자(subscriber)", "고객(customer)", "소비자(consumer)", 등은 문맥이 이 용어들 사이에서 특별한 구별들을 보장하지 않는 한, 전반적으로 서로 교환 가능하게 사용된다. 이러한 용어들은 인공 지능(예를 들어, 복잡한 수학적 형식론에 적어도 기초하여 추론하는 능력)을 통해 지원되는 인간 개체들 또는 자동화된 구성요소들을 의미할 수 있으며, 이는 시뮬레이션된 시각, 소리 인식 등을 제공할 수 있음을 알아야 한다.
본 명세서에 사용된 바와 같이, 용어 "프로세서(processor)"는 실질적으로, 단일-코어 프로세서들; 소프트웨어 멀티 스레드 실행 기능을 갖춘 단일-프로세서들; 멀티-코어 프로세서들; 소프트웨어 멀티 스레드 실행 기능을 갖춘 멀티-코어 프로세서들; 하드웨어 멀티 스레드 기술을 갖춘 멀티-코어 프로세서들; 병렬 플랫폼들; 및 분산 공유 메모리가 있는 병렬 플랫폼들을 포함하지만 이에 제한되지 않는 임의의 컴퓨팅 프로세싱 유닛 또는 디바이스를 의미할 수 있다. 또한, 프로세서는 본 명세서에 기술된 기능들을 수행하도록 설계된 집적 회로, 주문형 집적 회로(ASIC), 디지털 신호 프로세서(DSP), 필드 프로그래밍 가능한 게이트 어레이(FPGA), 프로그래밍 가능한 논리 제어기(PLC), 복합 프로그래밍 가능한 논리 디바이스(CPLD), 이산 게이트 또는 트랜지스터 논리, 이산 하드웨어 구성요소들 또는 이들의 임의의 조합을 의미할 수 있다. 프로세서들은 공간 사용을 최적화하거나 사용자 장비의 성능을 향상시키기 위해 분자 및 양자-점 기반 트랜지스터들, 스위치들 및 게이트들과 같은 나노-스케일 아키텍처들을 활용할 수 있다. 프로세서는 또한 컴퓨팅 프로세싱 유닛들의 조합으로서 구현될 수 있다.
본 명세서에 사용된 바와 같이, "데이터 저장 장치", "데이터 저장 장치", "데이터베이스" 및 구성요소의 동작 및 기능과 관련된 실질적으로 임의의 다른 정보 저장 구성요소는 "메모리 구성요소들" 또는 메모리를 포함하는 "메모리" 또는 구성요소들에서 구현되는 엔티티들을 의미한다. 본 명세서에서 기술되는 메모리 구성요소들 또는 컴퓨터-판독 가능한 저장 매체들은 휘발성 메모리 또는 비휘발성 메모리일 수 있거나 휘발성 및 비휘발성 메모리를 모두 포함할 수 있다는 것을 알 것이다.
본 명세서에서 사용되는 바로서, 용어 "밀리미터파(millimeter-wave)"는 30 GHz 내지 300 GHz의 "밀리미터파 주파수 대역" 의 범위에 들어가는 전자기파라고 칭할 수 있다. 용어 "마이크로파"는 300 MHz 내지 300 GHz의 "마이크로파 주파수 대역" 의 범위에 들어가는 전자기파라고 칭할 수 있다.
상술한 것은 다양한 실시예들의 단순한 예들을 포함한다. 물론, 이들 예들을 기술할 목적으로 구성요소들 또는 방법들의 모든 가능한 조합을 기술하는 것은 불가능하지만, 본 기술 분야의 당업자는 본 실시예들의 많은 다른 조합 및 치환들이 가능하다는 것을 인식할 수 있다. 따라서, 본 명세서에 개시된 및/또는 청구된 실시예들은 첨부된 특허 청구 범위들의 사상 및 범위 내에 있는 그러한 모든 변경들, 수정들 및 변경들을 포함하도록 의도된다. 또한, 용어 "포함하다(includes)"가 상세한 설명 또는 특허 청구 범위들에서 사용되는 한, 그러한 용어는 "포함(comprising)"과 유사한 방식으로 포함되는 것으로 의도되는데, 특허 청구 범위에서 전이어로서 이용될 때 "포함"이 해석되기 때문이다.
본 명세서에서는 특정 실시예들이 도시되고 기술되었지만, 동일하거나 유사한 목적을 달성하는 임의의 구성이 본 개시내용에 의해 기술되거나 도시된 실시예들로 대체될 수 있음을 알아야 한다. 본 개시내용은 다양한 실시예들의 임의의 및 모든 개조들 또는 변형들을 포함하도록 의도된다. 상기 실시예들 및 본 명세서에 구체적으로 기술되지 않은 다른 실시예들의 조합들이 본 개시내용에서 사용될 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 실시예들로부터의 하나 이상의 특징들은 하나 이상의 다른 실시예들의 하나 이상의 특징들과 조합될 수 있다. 하나 이상의 실시예들에서, 긍정적으로 열거된 특징들은 또한 다른 구조적 및/또는 기능적 특징에 의해 대체되거나 되지 않고 실시예로부터 부정적으로 인용되거나 배제될 수 있다. 본 개시내용의 실시예들과 관련하여 기술된 단계들 또는 기능들은 임의의 순서로 수행될 수 있다. 본 개시내용의 실시예들과 관련하여 기술된 단계들 또는 기능들은 단독으로 또는 본 개시내용의 또는 본 개시내용들에 기술되지 않은 다른 실시예들로부터의 또는 다른 단계들로부터의 다른 단계들 또는 기능들과 조합하여 수행될 수 있다. 또한, 일 실시예와 관련하여 기술된 모든 특징들보다 많거나 적은 특징이 또한 이용될 수 있다.

Claims (15)

  1. 제 1 변조된 전자기파를 발생시키도록 장치에 의해 제 1 전기 신호를 변조하는 단계; 및
    상기 장치에 의해 전송 매체에 인접하게 위치된 도파관 상에서 상기 제 1 변조된 전자기파를 전송하는 단계를 포함하며,
    상기 제 1 변조된 전자기파는 상기 전송 매체의 외부 표면 상에서 적어도 부분적으로 전파하는 제 2 전자기파를 유도하고, 상기 제 2 전자기파는 제 1 스펙트럼 범위를 갖고, 상기 제 1 스펙트럼 범위는 제 1 제어 채널 및 제 1 복수의 대역들을 포함하는, 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 장치에 의해 상기 도파관의 외부 표면 상의 제 4 전자기파를 수신하는 단계를 더 포함하며,
    상기 제 4 전자기파는 상기 전송 매체의 외부 표면 상에서 전파하는 제 3 전자기파로부터 발생되고, 상기 제 4 전자기파는 제 2 스펙트럼 범위를 갖고, 상기 제 2 스펙트럼 범위는 제 2 제어 채널 및 제 2 복수의 대역들로 분할되는, 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 스펙트럼 범위 및 상기 제 2 스펙트럼 범위는 보호 대역(guard band)에 의해 분리되는, 방법.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 복수의 대역들의 제 1 부분 및 상기 제 2 복수의 대역들의 제 2 부분은 통신 서비스의 제 1 서비스 제공자에 의해 이용되고, 상기 제 1 복수의 대역들의 제 3 부분 및 상기 제 2 복수의 대역들의 제 4 부분은 통신 서비스의 제 2 서비스 제공자에 의해 이용되는, 방법.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 스펙트럼 범위는 업링크를 포함하고, 상기 제 2 스펙트럼 범위는 다운링크를 포함하는, 방법.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 장치에 의해 상기 제 4 전자기파로부터 제 2 전기 신호를 발생시키는 단계를 더 포함하는, 방법.
  7. 제 2 항에 있어서,
    상기 장치에 의해 상기 제 2 제어 채널에서 제어 정보를 획득하는 단계를 더 포함하고,
    상기 제어 정보는 상기 제 2 복수의 대역들의 적어도 일부에서 적어도 하나의 통신 세션의 배열을 식별하고, 상기 적어도 하나의 통신 세션은 음성 통신 세션, 스트리밍 비디오 세션 또는 데이터 통신 세션을 포함하는, 방법.
  8. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 스펙트럼 범위는 제 1 확산 스펙트럼 형태를 갖고, 상기 제 2 스펙트럼 범위는 제 2 확산 스펙트럼 형태를 가지며, 상기 제 1 확산 스펙트럼 형태 및 상기 제 2 확산 스펙트럼 형태는 비인가된 스펙트럼(unlicensed spectrum)에 대응하는 전력 레벨 및 주파수 범위를 갖는, 방법.
  9. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 복수의 대역들의 적어도 일부에서 적어도 하나의 통신 세션의 배열을 식별하기 위한 상기 제 1 제어 채널에서의 제어 정보를 상기 장치에 의해 제공하는 단계를 더 포함하며,
    상기 적어도 하나의 통신 세션은 음성 통신 세션 또는 데이터 통신 세션을 포함하는, 방법.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 복수의 대역들의 각 대역은 복수의 부-대역들을 포함하는, 방법.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 도파관은 상기 전송 매체와 동축으로 정렬되지 않는, 방법.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 도파관은 유전체 도파관을 포함하며, 상기 전송 매체는 비-전도성 외측 표면을 갖는 와이어를 포함하는, 방법.
  13. 프로세서; 및
    상기 프로세서에 의해 실행될 때 동작들의 수행을 가능하게 하는 실행가능한 명령들을 저장하는 메모리를 포함하는 장치로서, 상기 동작들은:
    제 1 변조된 전자기파를 발생시키도록 제 1 전기 신호를 변조하는 동작; 및
    전송 매체에 인접하게 위치된 도파관 상에서 상기 제 1 변조된 전자기파를 전송하는 동작을 포함하며,
    상기 제 1 변조된 전자기파는 상기 전송 매체의 외부 표면 상에서 적어도 부분적으로 전파하는 제 2 전자기파를 유도하고, 상기 제 2 전자기파는 제 1 스펙트럼 범위를 갖고, 상기 제 1 스펙트럼 범위는 제 1 제어 채널 및 제 1 복수의 대역들을 포함하는, 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 동작들은 상기 도파관의 외부 표면 상의 제 4 전자기파를 수신하는 동작을 더 포함하며,
    상기 제 4 전자기파는 상기 전송 매체의 외부 표면 상에서 전파하는 제 3 전자기파로부터 발생되고, 상기 제 4 전자기파는 제 2 스펙트럼 범위를 갖고, 상기 제 2 스펙트럼 범위는 제 2 제어 채널 및 제 2 복수의 대역들로 분할되는, 장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 제 1 스펙트럼 범위 및 상기 제 2 스펙트럼 범위는 보호 대역에 의해 분리되는, 장치.



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