KR20190018152A - 대역 내 기준 신호를 갖는 무선 분산형 안테나 시스템과의 사용을 위한 방법 및 장치 - Google Patents

대역 내 기준 신호를 갖는 무선 분산형 안테나 시스템과의 사용을 위한 방법 및 장치 Download PDF

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KR20190018152A
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carrier frequency
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어윈 게르스즈베르그
파울 샬라 헨리
로버트 베넷
파하드 바르제가르
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 논제 발명의 양태들은 예를 들어, 분산형 안테나 시스템의 네트워크 요소에 의해, 기준 신호, 제어 채널 및 제1 반송 주파수에서의 제1 변조된 신호를 수신하는 단계를 포함할 수 있으며, 제1 변조된 신호는 기지국에 의해 제공되고 모바일 통신 디바이스로 지향되는 제1 통신 데이터를 포함한다. 제어 채널에서의 명령들은 제1 반송 주파수에서의 제1 변조된 신호를 제1 스펙트럼 세그먼트에서의 제1 변조된 신호로 변환할 것을 분산형 안테나 시스템의 네트워크 요소에 지시한다. 기준 신호는 제어 채널에 관하여 대역 내 주파수로 수신된다. 다른 실시예들이 개시된다.

Description

대역 내 기준 신호를 갖는 무선 분산형 안테나 시스템과의 사용을 위한 방법 및 장치
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 2016년 6월 10일자로 출원된 미국 특허 출원 일련 번호 제 15/179,481호의 우선권을 주장한다. 앞서 언급한 출원의 모든 부문들은 그 전체가 참조로 본원에 포함된다.
개시 분야
본 논제 발명은 무선 리소스들의 활용을 관리하는 방법 및 장치에 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.
게다가, 대부분의 가정들 및 기업들은 음성, 비디오 및 인터넷 브라우징 등과 같은 서비스들에 대한 광대역 데이터 액세스에 의존하게 되었다. 광대역 액세스 네트워크들은 위성, 4G 또는 5G 무선, 전력선 통신, 파이버, 케이블 및 전화 네트워크들을 포함한다.
반드시 일정 비율로 그려지는 것은 아닌 첨부 도면들에 대해 이제 참조가 행해질 것이다:
도 1은 본원에 설명하는 다양한 양태들에 따른 유도파 통신 시스템의 일 예시적인, 비제한적인 실시예를 도시하는 블록도이다.
도 2는 본원에 설명하는 다양한 양태들에 따른 전송 디바이스의 일 예시적인, 비제한적인 실시예를 도시하는 블록도이다.
도 3은 본원에 설명하는 다양한 양태들에 따른 전자계 분포의 일 예시적인, 비제한적인 실시예를 도시하는 도식적 도면이다.
도 4은 본원에 설명하는 다양한 양태들에 따른 전자계 분포의 일 예시적인, 비제한적인 실시예를 도시하는 도식적 도면이다.
도 5a는 본원에 설명하는 다양한 양태들에 따른 주파수 응답의 일 예시적인, 비제한적인 실시예를 도시하는 도식적 도면이다.
도 5b는 본원에 설명하는 다양한 양태들에 따른 다양한 동작 주파수들에서의 유도 전자파들의 필드들을 도시하는 절연된 와이어의 종단면의 예시적인, 비제한적인 실시예들을 도시하는 도식적 도면이다.
도 6은 본원에 설명하는 다양한 양태들에 따른 전자계 분포의 일 예시적인, 비제한적인 실시예를 도시하는 도식적 도면이다.
도 7은 본원에 설명하는 다양한 양태들에 따른 원호 커플러의 일 예시적인, 비제한적인 실시예를 도시하는 블록도이다.
도 8은 본원에 설명하는 다양한 양태들에 따른 원호 커플러의 일 예시적인, 비제한적인 실시예를 도시하는 블록도이다.
도 9a는 본원에 설명하는 다양한 양태들에 따른 스터브 커플러의 일 예시적인, 비제한적인 실시예를 도시하는 블록도이다.
도 9b는 본원에 설명하는 다양한 양태들에 따른 전자기 분포의 일 예시적인, 비제한적인 실시예를 도시하는 도면이다.
도 10a 및 도 10b는 본원에 설명하는 다양한 양태들에 따른 커플러들 및 송수신기들의 예시적인, 비제한적인 실시예들을 도시하는 블록도들이다.
도 11은 본원에 설명하는 다양한 양태들에 따른 이중 스터브 커플러의 일 예시적인, 비제한적인 실시예를 도시하는 블록도이다.
도 12는 본원에 설명하는 다양한 양태들에 따른 중계기 시스템의 일 예시적인, 비제한적인 실시예를 도시하는 블록도이다.
도 13은 본원에 설명하는 다양한 양태들에 따른 양방향 중계기의 일 예시적인, 비제한적인 실시예를 도시하는 블록도를 도시한다.
도 14는 본원에 설명하는 다양한 양태들에 따른 도파관 시스템의 일 예시적인, 비제한적인 실시예를 도시하는 블록도이다.
도 15는 본원에 설명하는 다양한 양태들에 따른 유도파 통신 시스템의 일 예시적인, 비제한적인 실시예를 도시하는 블록도이다.
도 16a 및 도 16b는 본원에 설명하는 다양한 양태들에 따른 통신 시스템을 관리하는 시스템의 일 예시적인, 비제한적인 실시예를 도시하는 블록도들이다.
도 17a는 도 16a 및 도 16b의 시스템의 통신 네트워크에서 발생하는 장애들을 검출하고 완화시키는 방법의 일 예시적인, 비제한적인 실시예의 흐름도를 도시한다.
도 17b는 도 16a 및 도 16b의 시스템의 통신 네트워크에서 발생하는 장애들을 검출하고 완화시키는 방법의 일 예시적인, 비제한적인 실시예의 흐름도를 도시한다.
도 18a는 본원에 설명하는 다양한 양태들에 따른 통신 시스템의 일 예시적인, 비제한적인 실시예를 도시하는 블록도이다.
도 18b는 본원에 설명하는 다양한 양태들에 따른 도 18a의 통신 시스템의 일부의 일 예시적인, 비제한적인 실시예를 도시하는 블록도이다.
도 18c 및 도 18d는 본원에 설명하는 다양한 양태들에 따른 도 18a의 통신 시스템의 통신 노드의 예시적인, 비제한적인 실시예들을 도시하는 블록도들이다.
도 19a는 본원에 설명하는 다양한 양태들에 따른 기지국이 통신 노드들과 통신하는 것을 가능하게 하는 다운링크 및 업링크 통신 기법들의 일 예시적인, 비제한적인 실시예를 도시하는 도식적 도면이다.
도 19b는 본원에 설명하는 다양한 양태들에 따른 통신 노드의 일 예시적인, 비제한적인 실시예를 도시하는 블록도이다.
도 19c는 본원에 설명하는 다양한 양태들에 따른 통신 노드의 일 예시적인, 비제한적인 실시예를 도시하는 블록도이다.
도 19d는 본원에 설명하는 다양한 양태들에 따른 주파수 스펙트럼의 일 예시적인, 비제한적인 실시예를 도시하는 도식적 도면이다.
도 19e는 본원에 설명하는 다양한 양태들에 따른 주파수 스펙트럼의 일 예시적인, 비제한적인 실시예를 도시하는 도식적 도면이다.
도 19f는 본원에 설명하는 다양한 양태들에 따른 주파수 스펙트럼의 일 예시적인, 비제한적인 실시예를 도시하는 도식적 도면이다.
도 19g는 본원에 설명하는 다양한 양태들에 따른 주파수 스펙트럼의 일 예시적인, 비제한적인 실시예를 도시하는 도식적 도면이다.
도 19h는 본원에 설명하는 다양한 양태들에 따른 전송기의 일 예시적인, 비제한적인 실시예를 도시하는 블록도이다.
도 19i는 본원에 설명하는 다양한 양태들에 따른 수신기의 일 예시적인, 비제한적인 실시예를 도시하는 블록도이다.
도 20a는 본원에 설명하는 다양한 양태들에 따른 방법의 일 예시적인, 비제한적인 실시예의 흐름도를 도시한다.
도 20b는 본원에 설명하는 다양한 양태들에 따른 방법의 일 예시적인, 비제한적인 실시예의 흐름도를 도시한다.
도 20c는 본원에 설명하는 다양한 양태들에 따른 방법의 일 예시적인, 비제한적인 실시예의 흐름도를 도시한다.
도 20d는 본원에 설명하는 다양한 양태들에 따른 방법의 일 예시적인, 비제한적인 실시예의 흐름도를 도시한다.
도 20e는 본원에 설명하는 다양한 양태들에 따른 방법의 일 예시적인, 비제한적인 실시예의 흐름도를 도시한다.
도 20f는 본원에 설명하는 다양한 양태들에 따른 방법의 일 예시적인, 비제한적인 실시예의 흐름도를 도시한다.
도 20g는 본원에 설명하는 다양한 양태들에 따른 방법의 일 예시적인, 비제한적인 실시예의 흐름도를 도시한다.
도 20h는 본원에 설명하는 다양한 양태들에 따른 방법의 일 예시적인, 비제한적인 실시예의 흐름도를 도시한다.
도 20i는 본원에 설명하는 다양한 양태들에 따른 방법의 일 예시적인, 비제한적인 실시예의 흐름도를 도시한다.
도 20j는 본원에 설명하는 다양한 양태들에 따른 방법의 일 예시적인, 비제한적인 실시예의 흐름도를 도시한다.
도 20k는 본원에 설명하는 다양한 양태들에 따른 방법의 일 예시적인, 비제한적인 실시예의 흐름도를 도시한다.
도 21은 본원에 설명하는 다양한 양태들에 따른 컴퓨팅 환경의 일 예시적인, 비제한적인 실시예의 블록도이다.
도 22는 본원에 설명하는 다양한 양태들에 따른 모바일 네트워크 플랫폼의 일 예시적인, 비제한적인 실시예의 블록도이다.
도 23은 본원에 설명하는 다양한 양태들에 따른 통신 디바이스의 일 예시적인, 비제한적인 실시예의 블록도이다.
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) 실시될 수 있다는 것이 명백하다.
일 실시예에서, 유도 전자파들을 통하여 데이터 또는 다른 시그널링과 같은 통신 신호들을 송신하고 수신하는 유도파 통신 시스템이 제공된다. 유도 전자파들은 예를 들어, 전송 매체에 결속되거나 이것에 의해 유도되는 표면파들 또는 다른 전자파들을 포함한다. 다양한 전송 매체가 예시적 실시예들로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 유도파 통신 수단과 함께 활용될 수 있다는 점이 이해될 것이다. 이러한 전송 매체의 예들은 이하의 것: 절연되든 아니든, 그리고 단선이든 다연선이든 와이어; 와이어 번들, 케이블, 로드, 레일, 파이프를 포함하는 다른 형상 또는 구성의 전도체; 유전체 파이프, 로드, 레일, 또는 다른 유전체 부재와 같은 부도체; 전도체 및 유전체 재료의 조합; 또는 다른 유도파 전송 매체 중 하나 이상을 단독으로 또는 하나 이상의 조합들로 포함할 수 있다.
전송 매체 상의 유도 전자파들의 유도는 전기 회로의 일부로서 전송 매체를 통해 도입되거나 전송되는 임의의 전위, 전하 또는 전류와 관계 없을 수 있다. 예를 들어 전송 매체가 와이어인 경우에, 와이어에서의 작은 전류가 와이어를 따른 유도파들의 전파에 응하여 형성될 수 있지만, 이는 와이어 표면을 따른 전자파의 전파로 인할 수 있고, 전기 회로의 일부로서 와이어로 도입되는 전위, 전하 또는 전류에 응하여 형성되지 않는다는 점이 이해되어야 한다. 그러므로, 와이어 상에서 이동하는 전자파들은 와이어 표면을 따라 전파하기 위해 회로를 필요로 하지 않는다. 그러므로, 와이어는 회로의 일부가 아닌 단일 와이어 전송선이다. 또한 일부 실시예들에서, 와이어는 필요하지 않고, 전자파들은 와이어가 아닌 단일선 전송 매체를 따라 전파할 수 있다.
보다 일반적으로, 본 논제 발명에 의해 설명하는 바와 같은 “유도 전자파들” 또는 “유도파들”은 적어도 부분적으로 물리적 대상에 결속되거나 이것에 의해 유도되고 물리적 대상의 전송 경로를 따라 전파하도록 전송 매체의 적어도 일부인 물리적 대상(예를 들어, 노출 와이어 또는 다른 전도체, 유전체, 절연된 와이어, 전선관 또는 다른 중공의 요소, 유전체 또는 절연체에 의해 코팅되거나, 커버되거나, 둘러 싸여지는 절연된 와이어들의 번들 또는 다른 와이어 번들, 또는 다른 형태의 고체, 액체 또는 비기체 전송 매체)의 존재에 의해 영향을 받는다. 이러한 물리적 대상은 송신 디바이스로부터 수신 디바이스로 전송 경로를 따라 에너지, 데이터 및/또는 다른 신호들을 결국 전할 수 있는 유도 전자파들의 전파를, 전송 매체의 경계면(예를 들어, 외부면, 내부면, 외부면과 내부면 사이의 내부 부분 또는 전송 매체의 요소들 사이의 다른 경계)을 통하여 유도하는 전송 매체의 적어도 일부로서 동작할 수 있다.
비유도 전자파들에 의해 이동되는 거리의 제곱만큼 강도가 반대로 감소하는 비유도 (또는 비억제) 전자파들과 같은 무선 신호들의 자유 공간 전파와 달리, 유도 전자파들은 비유도 전자파들에 의해 겪게 되는 손실보다 단위 거리 당 규모의 더 적은 손실로 전송 매체를 따라 전파할 수 있다.
전기 신호들과 달리, 유도 전자파들은 송신 디바이스와 수신 디바이스 사이에 별도의 전기 복귀 경로를 필요로 하지 않고 송신 디바이스로부터 수신 디바이스로 전파할 수 있다. 결과적으로, 유도 전자파들은 어떤 전도성 구성요소들도 갖지 않는 전송 매체(예를 들어, 유전체 스트립)를 따라, 또는 단일 전도체만을 갖는 전송 매체(예를 들어, 단일 노출 와이어 또는 절연된 와이어)를 통하여 송신 디바이스로부터 수신 디바이스로 전파할 수 있다. 전송 매체가 하나 이상의 전도성 구성요소들을 포함하고 전송 매체를 따라 전파하는 유도 전자파들이 유도 전자파들의 방향으로 하나 이상의 전도성 구성요소들에서 흐르는 전류들을 생성하더라도, 이러한 유도 전자파들은 송신 디바이스와 수신 디바이스 사이의 전기 복귀 경로 상에서 반대 전류들의 흐름을 필요로 하지 않고 송신 디바이스로부터 수신 디바이스로 전송 매체를 따라 전파할 수 있다.
비제한적인 예시에서, 전도성 매체를 통하여 송신 디바이스와 수신 디바이스 사이에서 전기 신호들을 송신하고 수신하는 전기 시스템들을 고려한다. 이러한 시스템들은 일반적으로 전기적으로 분리된 순방향 및 복귀 경로들에 의존한다. 예를 들어, 절연체에 의해 분리되는 중심 전도체 및 접지 실드를 갖는 동축 케이블을 고려한다. 전형적으로 전기 시스템에서, 송신 (또는 수신) 디바이스의 제1 단자는 중심 전도체에 접속될 수 있고, 송신 (또는 수신) 디바이스의 제2 단자는 접지 실드에 접속될 수 있다. 송신 디바이스가 제1 단자를 통하여 중심 전도체에 전기 신호를 투입시키면, 전기 신호는 중심 전도체를 따라 전파하여, 중심 전도체에서의 순방향 전류들, 및 접지 실드에서의 복귀 전류들을 야기할 것이다. 동일한 조건들이 2단자 수신 디바이스에 대해 적용된다.
그에 반해서, 전기 복귀 경로 없이 유도 전자파들을 전송하고 수신하는 (무엇보다도 동축 케이블을 포함하는) 전송 매체의 상이한 실시예들을 활용할 수 있는 본 논제 발명에 설명하는 것과 같은 유도파 통신 시스템을 고려한다. 일 실시예에서 예를 들어, 본 논제 발명의 유도파 통신 시스템은 동축 케이블의 외부면을 따라 전파하는 유도 전자파들을 유도하도록 구성될 수 있다. 유도 전자파들이 접지 실드 상에 순방향 전류들을 야기할 것이지만, 유도 전자파들은 동축 케이블의 외부면을 따라 유도 전자파들이 전파하는 것을 가능하게 하기 위해 복귀 전류들을 필요로 하지 않는다. 유도 전자파들의 전송 및 수신을 위한 유도파 통신 시스템에 의해 사용되는 다른 전송 매체에 대해서도 마찬가지이다. 예를 들어, 노출 와이어 또는 절연된 와이어의 외부면 상에서 유도파 통신 시스템에 의해 유도되는 유도 전자파들은 전기 복귀 경로 없이 노출 와이어 또는 절연된 노출 와이어를 따라 전파할 수 있다.
따라서, 송신 디바이스에 의해 도입되는 전기 신호들의 전파를 가능하게 하도록 별도의 전도체들 상에서 순방향 및 역방향 전류들을 전하기 위해 2개 이상의 전도체들을 필요로 하는 전기 시스템들은 전송 매체의 경계면을 따른 유도 전자파들의 전파를 가능하게 하도록 전기 복귀 경로의 필요 없이 전송 매체의 경계면 상에서 유도 전자파들을 유도하는 유도파 시스템들과 별개이다.
본 논제 발명에 설명하는 바와 같은 유도 전자파들이 전송 매체에 결속되거나 이것에 의해 유도되고 전송 매체의 외부면 상에서 또는 이것을 따라 사소하지 않은 거리들을 전파하기 위해 주로 또는 실질적으로 전송 매체의 외부에 놓이는 전자계 구조를 가질 수 있다는 점이 추가로 주목된다. 다른 실시예들에서, 유도 전자파들은 전송 매체에 결속되거나 이것에 의해 유도되고 전송 매체의 내에서 사소하지 않은 거리들을 전파하기 위해 주로 또는 실질적으로 전송 매체의 내부에 놓이는 전자계 구조를 가질 수 있다. 다른 실시예들에서, 유도 전자파들은 전송 매체에 결속되거나 이것에 의해 유도되고 전송 매체를 따라 사소하지 않은 거리들을 전파하기 위해 전송 매체 부분적으로 내부 및 부분적으로 외부에 놓이는 전자계 구조를 가질 수 있다. 일 실시예에서, 원하는 전계 구조는 원하는 전송 거리, 전송 매체 그 자체의 특성들, 및 전송 매체 외부의 환경 조건들/특성들(예를 들어, 비, 안개, 대기 조건들 등의 존재)을 포함하는 다양한 요인들에 기초하여 달라질 수 있다.
본 논제 발명에 설명하는 바와 같은 유도파 시스템들이 또한 광섬유 시스템들과 상이하다는 점이 추가로 주목된다. 본 논제 발명의 유도파 시스템들은 사소하지 않은 거리들을 통해 전송 매체의 경계면을 따른 유도 전자파들의 전파를 가능하게 하는 불투명 재료(예를 들어, 폴리에틸렌으로 구성되는 유전체 케이블) 또는 그렇지 않으면 광파들의 전송에 저항하는 재료(예를 들어, 노출 전도성 와이어 또는 절연된 전도성 와이어)로 구성되는 전송 매체의 경계면 상에서 유도 전자파들을 유도할 수 있다. 광섬유 시스템들은 그에 반해서 불투명한 전송 매체 또는 광파들의 전송에 저항하는 다른 전송 매체와 기능할 수 없다.
본원에 설명하는 다양한 실시예들은 와이어의 원주 또는 다른 단면 치수와 같은 결합 디바이스 및/또는 전송 매체의 하나 이상의 치수들, 또는 300 ㎒ 내지 30 ㎓와 같은 더 낮은 마이크로파 주파수들과 비교하여 파장이 작을 수 있는 밀리미터파 주파수들(예를 들어, 30 내지 300 ㎓)에서 전송 매체로 그리고 이것으로부터 유도 전자파들을 런칭하고/하거나 추출하는 “도파관 결합 디바이스들”, “도파관 커플러들” 또는 보다 단순히 “커플러들”, “결합 디바이스들” 또는 “런처들”로 지칭될 수 있는 결합 디바이스들에 관한 것이다. 전송 신호들은: 스트립, 원호 또는 다른 길이의 유전체 재료; 혼(horn), 단극, 로드, 슬롯 또는 다른 안테나; 안테나들의 어레이; 자기 공진 공동, 또는 다른 공진 커플러; 코일, 스트립선, 도파관 또는 다른 결합 디바이스와 같은 결합 디바이스에 의해 유도되는 파형들로서 전파하도록 야기될 수 있다. 동작에서, 결합 디바이스는 전송기 또는 전송 매체로부터 전자파를 수신한다. 전자계 구조의 전자파는 결합 디바이스 내부, 결합 디바이스 외부 또는 이들의 일부 조합으로 전해질 수 있다. 결합 디바이스가 전송 매체에 아주 근접하여 있을 때, 전자파의 적어도 일부는 전송 매체에 결합되거나 결속되고, 유도 전자파들로서 계속해서 전파한다. 상호적 방식으로, 결합 디바이스는 전송 매체로부터 유도파들을 추출하고 이러한 전자파들을 수신기로 전송할 수 있다.
일 예시적 실시예에 따르면, 표면파는 상이한 특성들(예를 들어, 유전체 특성들)을 갖는 다른 타입의 매체에 인접하거나 노출되는 와이어의 외부 또는 외부면, 또는 와이어의 다른 표면과 같은 전송 매체의 표면에 의해 유도되는 유도파의 타입이다. 실제로 일 예시적 실시예에서, 표면파를 유도하는 와이어의 표면은 2개의 상이한 타입들의 매체 사이에 천이면을 나타낼 수 있다. 예를 들어 노출 또는 비절연 와이어의 경우에, 와이어의 표면은 공기 또는 자유 공간에 노출되는 노출 또는 비절연 와이어의 외측 또는 외부 전도성 표면일 수 있다. 다른 예로서 절연된 와이어의 경우에, 와이어의 표면은 절연체, 공기 및/또는 전도체의 특성들(예를 들어, 유전체 특성들)의 상대 차이들에 의존하여 그리고 주파수 및 전파 모드 또는 유도파의 모드들에 추가로 의존하여, 와이어의 절연체 부분에 접하는 와이어의 전도성 부분일 수 있거나, 공기 또는 자유 공간에 노출되는 와이어의 절연체 표면일 수 있거나, 와이어의 절연체 표면과 와이어의 절연체 부분에 접하는 와이어의 전도성 부분 사이의 임의의 재료 영역일 수 있다.
일 예시적 실시예에 따르면, 와이어 또는 유도파와 함께 사용되는 다른 전송 매체의 “주위”라는 용어는 원형이거나 실질적으로 원형의 필드 분포, 대칭적 전자계 분포(예를 들어, 전계, 자계, 전자계 등) 또는 적어도 부분적으로 와이어 또는 다른 전송 매체 주변의 다른 기본적 모드 패턴을 갖는 유도파들과 같은 기본적 유도파 전파 모드들을 포함할 수 있다. 게다가, 유도파가 와이어 또는 다른 전송 매체 “주위”를 전파할 때, 이는 기본파 전파 모드들(예를 들어, 0차 모드들)뿐만 아니라, 부가적으로 또는 대안적으로, 더 높은 차수 유도파 모드들(예를 들어, 1차 모드들, 2차 모드들 등), 비대칭 모드들 및/또는 와이어 또는 다른 전송 매체 주변에 비원형 필드 분포들을 갖는 다른 유도(예를 들어, 표면) 파형들과 같은 비기본파 전파 모드들도 포함하는 유도파 전파 모드에 따라 그렇게 할 수 있다. 본원에 사용되는, “유도파 모드”라는 용어는 전송 매체, 결합 디바이스 또는 유도파 통신 시스템의 다른 시스템 구성요소의 유도파 전파 모드를 지칭한다.
예를 들어, 이러한 비원형 필드 분포들은 비교적 더 높은 필드 강도에 의해 특성화되는 하나 이상의 축 로브들, 및/또는 비교적 낮은 필드 강도, 제로 필드 강도 또는 실질적으로 제로 필드 강도에 의해 특성화되는 하나 이상의 널들 또는 널 영역들로 일면적이거나 다면적일 수 있다. 게다가, 필드 분포는 달리 일 예시적 실시예에 따라 와이어 주변의 하나 이상의 각 영역들이 방위각 배향의 하나 이상의 다른 각 영역들보다 더 높은 전계 또는 자계 강도 (또는 이들의 조합)을 갖도록 와이어 주변의 방위각 배향에 따라 달라질 수 있다. 유도파가 와이어를 따라 이동함에 따라, 더 높은 차수 모드들 또는 비대칭 모드들의 유도파의 상대 배향들 또는 위치들이 달라질 수 있다는 점이 이해될 것이다.
본원에 사용되는, “밀리미터파”라는 용어는 30 ㎓ 내지 300 ㎓의 “밀리미터파 주파수 대역”의 범위 내에 있는 전자파들/신호들을 지칭할 수 있다. “마이크로파”라는 용어는 300 ㎒ 내지 300 ㎓의 “마이크로파 주파수 대역”의 범위 내에 있는 전자파들/신호들을 지칭할 수 있다. “무선 주파수” 또는 “RF”라는 용어는 10 ㎑ 내지 1 ㎔의 “무선 주파수 대역”의 범위 내에 있는 전자파들/신호들을 지칭할 수 있다. 본 논제 발명에 설명하는 바와 같은 무선 신호들, 전기 신호들 및 유도 전자파들은 예를 들어, 밀리미터파 및/또는 마이크로파 주파수 대역들 내이거나, 초과이거나, 미만의 주파수들에서와 같이 임의의 바람직한 주파수 범위에서 동작하도록 구성될 수 있다는 점이 이해된다. 특히, 결합 디바이스 또는 전송 매체가 전도성 요소를 포함할 때, 결합 디바이스에 의해 전해지고/지거나 전송 매체를 따라 전파하는 유도 전자파들의 주파수는 전도성 요소에서 전자들의 평균 충돌 빈도수 미만일 수 있다. 게다가, 결합 디바이스에 의해 전해지고/지거나 전송 매체를 따라 전파하는 유도 전자파들의 주파수는 비광학 주파수, 예를 들어 1 ㎔에서 시작하는 광학 주파수들의 범위 미만의 무선 주파수일 수 있다.
본원에 사용되는, “안테나”라는 용어는 무선 신호들을 전송하거나/방사하거나 수신하는 전송 또는 수신 시스템의 일부인 디바이스를 지칭할 수 있다.
하나 이상의 실시예들에 따르면, 방법은 매크로 기지국에 의해, 제1 반송 주파수에서의 제1 스펙트럼 세그먼트를 활용하여 제1 모바일 통신 디바이스와의 무선 통신 서비스들을 개시하는 단계, 매크로 기지국에 의해, 제1 모바일 통신 디바이스의 이동 속도가 임계치를 만족시킨다고 판단하는 단계, 판단하는 단계에 반응하여, 매크로 기지국에 의해, 제1 모바일 통신 디바이스의 통신 범위에서의 마이크로 기지국을 식별하는 단계, 매크로 기지국에 의해, 마이크로 기지국이 제1 모바일 통신 디바이스와 통신하는 것을 가능하게 하도록 마이크로 기지국에 제2 스펙트럼 세그먼트를 할당하는 단계, 매크로 기지국에 의해, 제2 스펙트럼 세그먼트에서의 제1 변조된 신호를 생성하기 위해 신호를 변조하는 단계, 매크로 기지국에 의해, 제1 변조된 신호를 제2 반송 주파수로 상향 변환하는 단계, 매크로 기지국에 의해, 제1 모바일 통신 디바이스와 통신하기 위해 제2 스펙트럼 세그먼트를 활용할 것을 마이크로 기지국에 지시하는 제2 반송 주파수에서의 제어 채널에서의 제1 명령들을 전송하는 단계, 및 매크로 기지국에 의해, 제2 반송 주파수에서의 제1 변조된 신호를 마이크로 기지국으로 전송하는 단계를 포함할 수 있으며, 전송하는 단계는 마이크로 기지국이 제2 반송 주파수에서의 제1 변조된 신호를 하향 변환하고 제1 변조된 신호를 제1 모바일 통신 디바이스로 무선으로 전송하는 것을 가능하게 한다.
하나 이상의 실시예들에 따르면, 기지국은 프로세서, 및 프로세서에 의해 실행될 때, 동작들의 수행을 용이하게 하는 실행 가능 명령들을 저장하는 메모리를 포함할 수 있다. 동작들은 제1 반송 주파수에서 동작하는 복수의 스펙트럼 세그먼트들을 활용하여 복수의 모바일 통신 디바이스들과의 무선 통신을 개시하는 것, 복수의 모바일 통신 디바이스들 중 한 모바일 통신 디바이스의 이동 속도가 임계치를 만족시킨다고 판단하는 것에에 반응하여, 모바일 통신 디바이스의 위치에 따라, 모바일 통신 디바이스의 무선 통신 범위에서의 복수의 무선 통신 노드들로부터 한 무선 통신 노드를 선택하는 것으로서, 복수의 통신 노드들은 복수의 모바일 통신 디바이스들에 의해 기지국의 무선 리소스들의 활용을 감소시키는 기능을 하는 선택하는 것, 무선 통신 노드가 모바일 통신 디바이스와 통신하는 것을 가능하게 하도록 제2 반송 주파수에서 동작하는 스펙트럼 세그먼트를 무선 통신 노드에 할당하는 것, 제2 반송 주파수에서의 스펙트럼 세그먼트에서의 변조된 신호를 생성하기 위해 신호를 변조하는 것, 제2 반송 주파수에서의 변조된 신호를 제3 반송 주파수로 상향 변환하는 것, 및 무선 통신 노드가 제3 반송 주파수에서의 변조된 신호를 제2 반송 주파수로 하향 변환하고 제2 반송 주파수에서의 변조된 신호를 모바일 통신 디바이스로 무선으로 전송하는 것을 가능하게 하도록 제3 반송 주파수에서의 변조된 신호를 무선 통신 노드로 전송하는 것을 포함할 수 있다.
하나 이상의 실시예들에 따르면, 방법은 무선 통신 노드에 의해, 모바일 통신 디바이스와 통신하기 위해 제1 반송 주파수에서의 스펙트럼 세그먼트를 활용하라는 제어 채널에서의 명령들을 수신하는 단계로서, 명령들은 모바일 통신 디바이스와 기지국 사이의 무선 통신이 모바일 통신 디바이스의 위치 및 모바일 통신 디바이스의 이동 속도에 기초하여 무선 통신 노드로 재지향될 수 있다고 기지국이 판단하는 것에 반응하여 기지국에 의해 송신되는 단계, 무선 통신 노드에 의해, 기지국으로부터 제2 반송 주파수에서의 스펙트럼 세그먼트에서의 제1 변조된 신호를 수신하는 단계로서, 제1 변조된 신호는 기지국에 의해 제공되는 제1 통신 데이터를 포함하는 단계, 무선 통신 노드에 의해, 제2 반송 주파수에서의 제1 변조된 신호를 제1 반송 주파수로 하향 편이시키는 단계, 및 무선 통신 노드에 의해, 제1 반송 주파수에서의 제1 변조된 신호를 모바일 통신 디바이스로 무선으로 전송하는 단계를 포함할 수 있다.
이제 도 1을 참조하면, 유도파 통신 시스템의 일 예시적인, 비제한적인 실시예를 도시하는 블록도(100)가 도시된다. 동작에서, 전송 디바이스(101)는 데이터를 포함하는 통신 네트워크 또는 다른 통신 디바이스로부터 하나 이상의 통신 신호들(110)을 수신하고 전송 매체(125)를 통하여 전송 디바이스(102)로 데이터를 전달할 유도파들(120)을 생성한다. 전송 디바이스(102)는 유도파들(120)을 수신하고 통신 네트워크 또는 다른 통신 디바이스로의 전송을 위해 데이터를 포함하는 통신 신호들(112)로 유도파들(120)을 변환한다. 유도파들(120)은 위상 편이 키잉, 주파수 편이 키잉, 직교 진폭 변조, 진폭 변조, 직교 주파수 분할 다중화와 같은 다중 반송 변조와 같은 변조 기법을 통하여 그리고 주파수 분할 다중화, 시간 분할 다중화, 코드 분할 다중화, 상이한 파형 전파 모드들을 통한 다중화와 같은 다중 액세스 기법들을 통하여 그리고 다른 변조 및 액세스 방법들을 통하여 데이터를 전달하도록 변조될 수 있다.
통신 네트워크 또는 네트워크들은 모바일 데이터 네트워크, 셀룰러 음성 및 데이터 네트워크, 무선 로컬 영역 네트워크(예를 들어, 와이파이 또는 802.xx 네트워크), 위성 통신 네트워크, 개인 영역 네트워크 또는 다른 무선 네트워크와 같은 무선 통신 네트워크를 포함할 수 있다. 통신 네트워크 또는 네트워크들은 전화 네트워크, 이더넷 네트워크, 로컬 영역 네트워크, 인터넷과 같은 광역 네트워크, 광대역 액세스 네트워크, 케이블 네트워크, 광섬유 네트워크 또는 다른 유선 네트워크와 같은 유선 통신 네트워크를 포함할 수도 있다. 통신 디바이스들은 네트워크 에지 디바이스, 브릿지 디바이스 또는 홈 게이트웨이, 셋톱 박스, 광대역 모뎀, 전화 어댑터, 액세스 포인트, 기지국, 또는 다른 고정된 통신 디바이스, 자동차 게이트웨이 또는 자동차, 랩탑 컴퓨터, 태블릿, 스마트폰, 셀룰러 전화, 또는 다른 통신 디바이스와 같은 모바일 통신 디바이스를 포함할 수 있다.
일 예시적 실시예에서, 유도파 통신 시스템(100)은 전송 디바이스(102)가 다른 데이터를 포함하는 통신 네트워크 또는 디바이스로부터 하나 이상의 통신 신호들(112)을 수신하고 전송 매체(125)를 통하여 전송 디바이스(101)로 다른 데이터를 전달할 유도파들(122)을 생성하는 양방향 방식으로 동작할 수 있다. 이러한 동작 모드에서, 전송 디바이스(101)는 유도파들(122)을 수신하고 통신 네트워크 또는 디바이스로의 전송을 위해 다른 데이터를 포함하는 통신 신호들(110)로 유도파들(122)을 변환한다. 유도파들(122)은 위상 편이 키잉, 주파수 편이 키잉, 직교 진폭 변조, 진폭 변조, 직교 주파수 분할 다중화와 같은 다중 반송 변조와 같은 변조 기법을 통하여 그리고 주파수 분할 다중화, 시간 분할 다중화, 코드 분할 다중화, 상이한 파형 전파 모드들을 통한 다중화와 같은 다중 액세스 기법들을 통하여 그리고 다른 변조 및 액세스 방법들을 통하여 데이터를 전달하도록 변조될 수 있다.
전송 매체(125)는 절연체 또는 다른 유전체 커버, 코팅 또는 다른 유전체 재료, 외부면 및 대응하는 원주를 갖는 유전체 재료와 같은 유전체 재료에 의해 둘러 싸여지는 적어도 하나의 내부 부분을 갖는 케이블을 포함할 수 있다. 일 예시적 실시예에서, 전송 매체(125)는 전자파의 전송을 유도하는 단선식 전송선으로서 동작한다. 전송 매체(125)가 단일 와이어 전송 시스템으로서 구현될 때, 전송 매체(125)는 와이어를 포함할 수 있다. 와이어는 절연되거나 비절연되고, 단선이거나 다연선일(예를 들어, 편복식일) 수 있다. 다른 실시예들에서, 전송 매체(125)는 와이어 번들, 케이블, 로드, 레일, 파이프를 포함하는 다른 형상들 또는 구성들의 전도체들을 포함할 수 있다. 게다가, 전송 매체(125)는 유전체 파이프, 로드, 레일, 또는 다른 유전체 부재와 같은 부도체들; 전도체들 및 유전체 재료들의 조합들, 유전체 재료들 없는 전도체들, 또는 다른 유도파 전송 매체를 포함할 수 있다. 전송 매체(125)가 달리 앞서 논의된 전송 매체 중 임의의 것을 포함할 수 있다는 점이 주목될 것이다.
게다가 앞서 논의된 바와 같이, 유도파들(120 및 122)은 자유 공간/공기를 통한 무선 전송들 또는 전기 회로를 통하여 와이어의 전도체를 통한 전력 또는 신호들의 통상적 전파와 대조될 수 있다. 유도파들(120 및 122)의 전파에 더하여, 전송 매체(125)는 하나 이상의 전기 회로들의 일부로서 통상적 방식으로 전력 또는 다른 통신 신호들을 전파하는 하나 이상의 와이어들을 선택적으로 포함할 수 있다.
이제 도 2를 참조하면, 전송 디바이스의 일 예시적인, 비제한적인 실시예를 도시하는 블록도(200)가 도시된다. 전송 디바이스(101 또는 102)는 통신 인터페이스(I/F)(205), 송수신기(210) 및 커플러(220)를 포함한다.
동작의 일 예에서, 통신 인터페이스(205)는 데이터를 포함하는 통신 신호(110 또는 112)를 수신한다. 다양한 실시예들에서, 통신 인터페이스(205)는 LTE 또는 다른 셀룰러 음성 및 데이터 프로토콜, 와이파이 또는 802.11 프로토콜, WIMAX 프로토콜, 초광대역 프로토콜, 블루투스 프로토콜, 지그비 프로토콜, 직접 방송 위성(DBS) 또는 다른 위성 통신 프로토콜 또는 다른 무선 프로토콜과 같은 무선 표준 프로토콜에 따라 무선 통신 신호를 수신하는 무선 인터페이스를 포함할 수 있다. 게다가 또는 대안으로, 통신 인터페이스(205)는 이더넷 프로토콜, 범용 직렬 버스(USB) 프로토콜, 데이터 오버 케이블 서비스 인터페이스 사양(DOCSIS) 프로토콜, 디지털 가입자 회선(DSL) 프로토콜, 파이어와이어 (IEEE 1394) 프로토콜, 또는 다른 유선 프로토콜에 따라 동작하는 유선 인터페이스를 포함한다. 표준 기반 프로토콜들에 더하여, 통신 인터페이스(205)는 다른 유선 또는 무선 프로토콜과 함께 동작할 수 있다. 게다가, 통신 인터페이스(205)는 MAC 프로토콜, 전송 프로토콜, 애플리케이션 프로토콜 등을 포함하는 다수의 프로토콜층들을 포함하는 프로토콜 스택과 함께 선택적으로 동작할 수 있다.
동작의 일 예에서, 송수신기(210)는 데이터를 전달하기 위해 통신 신호(110 또는 112)에 기초하여 전자파를 생성한다. 전자파는 적어도 하나의 반송 주파수 및 적어도 하나의 대응하는 파장을 갖는다. 반송 주파수는 60 ㎓와 같은 30 ㎓ 내지 300 ㎓의 밀리미터파 주파수 대역 또는 30 내지 40 ㎓의 범위의 반송 주파수 또는 26 내지 30 ㎓, 11 ㎓, 6 ㎓ 또는 3 ㎓와 같은 마이크로파 주파수 범위의 300 ㎒ 내지 30 ㎓의 더 낮은 주파수 대역 내에 있을 수 있지만, 다른 반송 주파수들이 다른 실시예들에서 가능하다는 점이 이해될 것이다. 하나의 동작 모드에서, 송수신기(210)는 전송 매체(125)에 의해 유도되거나 이것에 결속되는 유도 전자파로서 마이크로파 또는 밀리미터파 대역의 전자기 신호의 전송을 위해 통신 신호 또는 신호들(110 또는 112)을 단지 상향 변환한다. 다른 동작 모드에서, 통신 인터페이스(205)는 통신 신호(110 또는 112)를 기저 대역 또는 근기저 대역 신호로 변환하거나 통신 신호(110 또는 112)로부터 데이터를 추출하고 송수신기(210)는 전송을 위해 데이터, 기저 대역 또는 근기저 대역 신호를 갖는 높은 주파수 반송을 변조한다. 송수신기(210)가 상이한 프로토콜의 페이로드에서의 캡슐화 또는 단순한 주파수 편이에 의해 통신 신호(110 또는 112)의 하나 이상의 데이터 통신 프로토콜들을 보존하도록 통신 신호(110 또는 112)를 통하여 수신되는 데이터를 변조할 수 있다는 점이 이해될 것이다. 대안으로, 송수신기(210)는 달리 통신 신호(110 또는 112)의 데이터 통신 프로토콜 또는 프로토콜들과 상이한 프로토콜로 통신 신호(110 또는 112)를 통하여 수신되는 데이터를 변환할 수 있다.
동작의 일 예에서, 커플러(220)는 통신 신호 또는 신호들(110 또는 112)을 전달하는 유도 전자파로서 전자파를 전송 매체(125)에 결합시킨다. 이전 설명이 전송기로서의 송수신기(210)의 동작에 중점을 두었지만, 송수신기(210)는 단일 와이어 전송 매체로부터 커플러(220)를 통하여 다른 데이터를 전달하는 전자파들을 수신하고 통신 인터페이스(205)를 통하여 다른 데이터를 포함하는 통신 신호들(110 또는 112)을 생성하도록 동작할 수도 있다. 부가 유도 전자파가 또한 전송 매체(125)를 따라 전파하는 다른 데이터를 전달하는 실시예들을 고려한다. 커플러(220)는 전송 매체(125)로부터의 이러한 부가 전자파를 수신을 위해 송수신기(210)로 결합시킬 수도 있다.
전송 디바이스(101 또는 102)는 선택적 트레이닝 제어기(230)를 포함한다. 일 예시적 실시예에서, 트레이닝 제어기(230)는 전송 디바이스(101 또는 102)의 하나 이상의 다른 구성요소들과 공유되는 프로세서 또는 독립형 프로세서에 의해 구현된다. 트레이닝 제어기(230)는 유도 전자파를 수신하도록 결합되는 적어도 하나의 원거리 전송 디바이스로부터의 송수신기(210)에 의해 수신되는 피드백 데이터에 기초하여 유도 전자파들에 대한 반송 주파수들, 변조 방식들 및/또는 유도파 모드들을 선택한다.
일 예시적 실시예에서, 원거리 전송 디바이스(101 또는 102)에 의해 전송되는 유도 전자파는 또한 전송 매체(125)를 따라 전파하는 데이터를 전달한다. 원거리 전송 디바이스(101 또는 102)로부터의 데이터는 피드백 데이터를 포함하도록 생성될 수 있다. 동작에서, 커플러(220)는 또한 전송 매체(125)로부터의 유도 전자파를 결합시키고 송수신기는 전자파를 수신하고 피드백 데이터를 추출하도록 전자파를 처리한다.
일 예시적 실시예에서, 트레이닝 제어기(230)는 스루풋과 같은 성능, 신호 강도를 향상시키며, 전파 손실을 감소시키는 등을 위한 반송 주파수, 변조 방식 및/또는 전송 모드를 선택하도록 복수의 후보 주파수들, 변조 방식들 및/또는 전송 모드들을 평가하기 위해 피드백 데이터에 기초하여 동작한다.
이하의 예를 고려한다: 전송 디바이스(101)가 전송 매체(125)에 결합되는 원거리 전송 디바이스(102)로 지향되는 대응하는 복수의 후보 주파수들 및/또는 후보 모드들에서의 파일럿파들 또는 다른 테스트 신호들과 같은 테스트 신호들로서 복수의 유도파들을 송신함으로써 트레이닝 제어기(230)의 제어 하에서 동작을 시작한다. 유도파들은 게다가 또는 대안으로, 테스트 데이터를 포함할 수 있다. 테스트 데이터는 신호의 특정 후보 주파수 및/또는 유도파 모드를 나타낼 수 있다. 일 실시예에서, 원거리 전송 디바이스(102)에서의 트레이닝 제어기(230)는 적절하게 수신되었던 유도파들 중 임의의 것으로부터 테스트 신호들 및/또는 테스트 데이터를 수신하고 최상의 후보 주파수 및/또는 유도파 모드, 허용할 수 있는 후보 주파수들 및/또는 유도파 모드들의 세트, 또는 후보 주파수들 및/또는 유도파 모드들의 순위화를 결정한다. 이러한 후보 주파수(들) 또는/및 유도 모드(들)의 선택은 수신된 신호 강도, 비트 오류율, 패킷 오류율, 신호 대 잡음비, 전파 손실 등과 같은 하나 이상의 최적화 기준들에 기초하여 트레이닝 제어기(230)에 의해 생성된다. 트레이닝 제어기(230)는 후보 주파수(들) 또는/및 유도파 모드(들)의 선택을 나타내는 피드백 데이터를 생성하고 전송 디바이스(101)로의 전송을 위해 피드백 데이터를 송수신기(210)로 송신한다. 전송 디바이스(101 및 102)는 그 다음 후보 주파수(들) 또는/및 유도파 모드(들)의 선택에 기초하여 서로와 데이터를 통신할 수 있다.
다른 실시예들에서, 테스트 신호들 및/또는 테스트 데이터를 포함하는 유도 전자파들은 이러한 파형들을 개시했던 전송 디바이스(101)의 트레이닝 제어기(230)에 의한 수신 및 분석을 위해 전송 디바이스(101)로 원거리 전송 디바이스(102)에 의해 다시 반사되거나, 다시 중계되거나, 다시 루핑(looping)된다. 예를 들어, 전송 디바이스(101)는 물리적 반사기가 라인 상에서 스위칭되고/되거나, 종단 임피던스가 반사를 야기하도록 변경되고/되거나, 루프 백 모드가 전자파들을 다시 소스 전송 디바이스(102)로 결합시키도록 스위칭 온되고/되거나, 중계기 모드가 전자파들을 증폭시키고 다시 소스 전송 디바이스(102)로 재전송하는 것이 가능해지는 테스트 모드를 개시하도록 원거리 전송 디바이스(102)로 신호를 송신할 수 있다. 소스 전송 디바이스(102)에서의 트레이닝 제어기(230)는 적절하게 수신되었던 유도파들 중 임의의 것으로부터 테스트 신호들 및/또는 테스트 데이터를 수신하고 후보 주파수(들) 또는/및 유도파 모드(들)의 선택을 결정한다.
위의 절차를 개시 또는 초기화 동작 모드에서 설명하였지만, 각각의 전송 디바이스(101 또는 102)는 테스트 신호들을 송신하거나, 정상 전송들과 같은 비테스트를 통하여 후보 주파수들 또는 유도파 모드들을 평가하거나, 다른 때에 또는 또한 지속적으로 후보 주파수들 또는 유도파 모드들을 평가할 수 있다. 일 예시적 실시예에서, 전송 디바이스들(101 및 102) 사이의 통신 프로토콜은 후보 주파수들 및 유도파 모드들의 서브세트의 전체 테스트 또는 더 제한된 테스트가 테스트되고 평가되는 요청 시 또는 주기적 테스트 모드를 포함할 수 있다. 다른 동작 모드들에서, 이러한 테스트 모드로의 재진입은 장애, 기후 조건들 등으로 인한 성능의 저하에 의해 트리거될 수 있다. 일 예시적 실시예에서, 송수신기(210)의 수신기 대역폭은 모든 후보 주파수들을 수신하도록 충분히 넓거나 스위핑(sweeping)되거나 송수신기(210)의 수신기 대역폭이 모든 후보 주파수들을 수신하도록 충분히 넓거나 스위핑되는 트레이닝 모드로 트레이닝 제어기(230)에 의해 선택적으로 조정될 수 있다.
이제 도 3을 참조하면, 전자계 분포의 일 예시적인, 비제한적인 실시예를 도시하는 도식적 도면(300)이 도시된다. 이러한 실시예에서, 공기에서의 전송 매체(125)는 단면으로 도시된 바와 같이 내부 전도체(301) 및 유전체 재료의 절연 재킷(302)을 포함한다. 도면(300)은 비대칭 및 비기본 유도파 모드를 갖는 유도파의 전파에 의해 생성되는 상이한 전자계 강도들을 나타내는 상이한 그레이 스케일들을 포함한다.
특히, 전자계 분포는 절연된 전송 매체를 따른 유도 전자파 전파를 향상시키고 단 대 단 전송 손실을 감소시키는 모드의 “스위트 스팟”에 대응한다. 이러한 특정 모드에서, 전자파들은 전송 매체의 외부면 - 이러한 경우에, 절연 재킷(302)의 외부면을 따라 전파하도록 전송 매체(125)에 의해 유도된다. 전자파들은 절연체에 부분적으로 내장되고 절연체의 외부면 상에서 부분적으로 방사한다. 이러한 방식으로, 전자파들은 적은 전파 손실로 긴 거리들에서의 전자파 전파를 가능하게 하도록 절연체에 “가볍게” 결합된다.
도시된 바와 같이, 유도파는 전자파들을 유도하는 역할을 하는 전송 매체(125)의 주로 또는 실질적으로 외부에 놓이는 필드 구조를 갖는다. 전도체(301) 내부의 영역들은 거의 필드를 갖지 않거나 어떤 필드도 갖지 않는다. 마찬가지로, 절연 재킷(302) 내부의 영역들은 낮은 필드 강도를 갖는다. 전자계 강도의 대다수는 절연 재킷(302)의 외부면에서 그리고 절연 재킷(302)의 인접에서 로브들(304)에 분포된다. 비대칭 유도파 모드의 존재는 - 절연 재킷(302)의 다른 측부들 상의 매우 작은 필드 강도들과는 대조적으로 - (도면의 배향에서) 절연 재킷(302)의 외부면의 상단 및 하단에서의 높은 전자계 강도들에 의해 나타내어진다.
도시된 예는 1.1 ㎝의 직경을 갖는 와이어 및 0.36 ㎝의 두께의 유전체 절연물에 의해 유도되는 38 ㎓ 전자파에 대응한다. 전자파가 전송 매체(125)에 의해 유도되고 필드 강도의 대다수가 외부면의 제한된 거리 내에서 절연 재킷(302)의 외부의 공기에 집중되므로, 유도파는 매우 적은 손실로 전송 매체(125) 아래로 종으로 전파할 수 있다. 도시된 예에서, 이러한 “제한된 거리”는 전송 매체(125)의 최대 단면 치수 절반 미만인 외부면으로부터의 거리에 대응한다. 이러한 경우에, 와이어의 최대 단면 치수는 1.82 ㎝의 전체 직경에 대응하지만, 이러한 값은 전송 매체(125)의 크기 및 형상에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 전송 매체(125)가 0.3 ㎝의 높이 및 0.4 ㎝의 폭을 갖는 직사각형 형상이어야 한다면, 최대 단면 치수는 0.5 ㎝의 대각선일 것이고 대응하는 제한된 거리는 0.25 ㎝일 것이다. 필드 강도의 대다수를 포함하는 영역의 치수들은 또한 주파수에 따라 달라지고, 일반적으로, 반송 주파수들이 감소함에 따라, 증가한다.
커플러들 및 전송 매체와 같은 유도파 통신 시스템의 구성요소들이 각각의 유도파 모드에 대해 구성요소들 자체의 컷 오프 주파수들을 가질 수 있다는 점이 또한 주목될 것이다. 컷 오프 주파수는 특정 유도파 모드가 그러한 특정 구성요소에 의해 지원되도록 설계되는 최저 주파수를 일반적으로 제시한다. 일 예시적 실시예에서, 도시된 특정 비대칭 전파 모드는 이러한 특정 비대칭 모드에 대한 하부 컷 오프 주파수(Fc)의 (Fc 내지 2Fc와 같은) 제한된 범위에 포함되는 주파수를 갖는 전자파에 의해 전송 매체(125) 상에서 유도된다. 하부 컷 오프 주파수(Fc)는 전송 매체(125)의 특성들에 특정하다. 절연 재킷(302)에 의해 둘러 싸여지는 내부 전도체(301)를 포함하는 도시된 바와 같은 실시예들의 경우, 이러한 컷 오프 주파수는 절연 재킷(302)의 치수들 및 특성들 그리고 가능하게는 내부 전도체(301)의 치수들 및 특성들에 기초하여 달라질 수 있고 원하는 모드 패턴을 갖도록 실험적으로 결정될 수 있다. 그러나, 내부 전도체 없는 중공의 유전체 또는 절연체에 대해 유사한 효과들이 발견될 수 있다는 점이 주목될 것이다. 이러한 경우에, 컷 오프 주파수는 중공의 유전체 또는 절연체의 치수들 및 특성들에 기초하여 달라질 수 있다.
하부 컷 오프 주파수보다 더 낮은 주파수들에서, 비대칭 모드는 전송 매체(125)에서 유도하기에 어렵고 사소한 거리들 외에 모두에 대해 전파하지 못한다. 주파수가 컷 오프 주파수 주위의 주파수들의 제한된 범위를 넘어 증가함에 따라, 비대칭 모드는 절연 재킷(302)의 내부로 점점 더 편이한다. 컷 오프 주파수보다 훨씬 더 큰 주파수들에서, 필드 강도는 절연 재킷의 외부로 더 이상 집중되지 않고, 절연 재킷(302)의 주로 내부로 집중된다. 전송 매체(125)가 전자파에 대한 강한 유도를 제공하고 전파가 여전히 가능하지만, 범위들은 -- 주변 공기와는 대조적으로 -- 절연 재킷(302) 내의 전파로 인한 증가된 손실들에 의해 더 제한된다.
이제 도 4를 참조하면, 전자계 분포의 일 예시적인, 비제한적인 실시예를 도시하는 그래픽 도면(400)이 도시된다. 특히, 도 3과 유사한 단면도(400)는 유사한 요소들을 지칭하는데 사용되는 공통의 참조 번호들로 도시된다. 도시된 예는 1.1 ㎝의 직경을 갖는 와이어 및 0.36 ㎝의 두께의 유전체 절연물에 의해 유도되는 60 ㎓ 파형에 대응한다. 유도파의 주파수가 이러한 특정 비대칭 모드의 컷 오프 주파수의 제한된 범위를 넘으므로, 필드 강도의 많은 것이 절연 재킷(302)의 내부로 편이하였다. 특히, 필드 강도는 절연 재킷(302)의 내부로 주로 집중된다. 전송 매체(125)가 전자파에 대한 강한 유도를 제공하고 전파가 여전히 가능하지만, 범위들은 절연 재킷(302) 내의 전파로 인한 증가된 손실들에 의해 도 3의 실시예에 비하여 더 제한된다.
이제 도 5a를 참조하면, 주파수 응답의 일 예시적인, 비제한적인 실시예를 도시하는 도식적 도면이 도시된다. 특히, 도면(500)은 200 ㎝ 절연된 매체 전압 와이어에 대한 3개의 지점들에서의 전자계 분포들(510, 520 및 530)로 오버레잉된 주파수에 따른 단 대 단 손실(㏈ 단위)의 그래프를 제공한다. 절연체와 주변 공기 사이의 경계는 각각의 전자계 분포에서 참조 번호 525로 나타내어진다.
도 3과 함께 논의되는 바와 같이, 도시된 원하는 비대칭 전파 모드의 일 예는 이러한 특정 비대칭 모드에 대한 전송 매체의 하부 컷 오프 주파수(Fc)의 (Fc 내지 2Fc와 같은) 제한된 범위에 포함되는 주파수를 갖는 전자파에 의해 전송 매체(125) 상에서 유도된다. 특히, 6 ㎓에서의 전자계 분포(520)는 절연된 전송 매체를 따른 전자파 전파를 향상시키고 단 대 단 전송 손실을 감소시키는 이러한 모드의 “스위트 스팟”의 범위 내에 있다. 이러한 특정 모드에서, 유도파들은 절연체에 부분적으로 내장되고 절연체의 외부면 상에서 부분적으로 방사한다. 이러한 방식으로, 전자파들은 적은 전파 손실로 긴 거리들에서의 유도 전자파 전파를 가능하게 하도록 절연체에 “가볍게” 결합된다.
3 ㎓에서의 전자계 분포(510)에 의해 나타내어지는 더 낮은 주파수들에서, 비대칭 모드가 방사하여 더 많은 전파 손실들을 더 심하게 생성한다. 9 ㎓에서의 전자계 분포(530)에 의해 나타내어지는 더 높은 주파수들에서, 비대칭 모드는 너무 많은 흡수를 제공하는 절연 재킷의 내부로 점점 더 편이하여, 다시 더 많은 전파 손실들을 생성한다.
이제 도 5b를 참조하면, 다양한 동작 주파수들에서의 유도 전자파들의 필드들을 도시하는 절연된 와이어와 같은 전송 매체(125)의 종단면의 예시적인, 비제한적인 실시예들을 도시하는 도식적 도면(550)이 도시된다. 도면(556)에 도시된 바와 같이, 유도 전자파들이 모드의 “스위트 스팟”에 대응하는 대략 컷 오프 주파수(fc)에 있을 때, 유도 전자파들은 흡수가 감소되도록 절연된 와이어에 느슨하게 결합되고, 유도 전자파들의 필드들은 환경(예를 들어, 공기)으로 방사되는 양을 감소시키도록 충분히 결속된다. 유도 전자파들의 필드들의 흡수 및 방사가 낮으므로, 전파 손실들이 따라서 적어, 더 긴 거리들에 대해 유도 전자파들이 전파하는 것을 가능하게 한다.
도면(554)에 도시된 바와 같이, 유도 전자파들의 동작 주파수가 컷 오프 주파수(fc) 대략 2배를 넘어 ― 또는 언급되는 바와 같이, “스위트 스팟”의 범위를 넘어 증가할 때, 전파 손실들은 증가한다. 전자파의 필드 강도의 더 많은 것이 절연층 내부로 몰아대어져, 전파 손실들을 증가시킨다. 컷 오프 주파수(fc)보다 훨씬 더 높은 주파수들에서, 유도 전자파들은 도면(552)에 도시된 바와 같이 와이어의 절연층에 집중되는 유도 전자파들에 의해 방사되는 필드들의 결과로서 절연된 와이어에 강하게 결속된다. 이는 결국 절연층에 의한 유도 전자파들의 흡수로 인한 전파 손실들을 추가로 발생시킨다. 마찬가지로, 도면(558)에 도시된 바와 같이, 유도 전자파들의 동작 주파수가 실질적으로 컷 오프 주파수(fc) 미만으로 있을 때, 전파 손실들이 증가한다. 컷 오프 주파수(fc)보다 훨씬 더 낮은 주파수들에서, 유도 전자파들은 절연된 와이어에 약하게 (또는 명목상으로) 결속되고 그것에 의해 환경(예를 들어, 공기)으로 방사하는 경향이 있으며, 이는 결국 유도 전자파들의 방사로 인한 전파 손실들을 상숭시킨다.
이제 도 6를 참조하면, 전자계 분포의 일 예시적인, 비제한적인 실시예를 도시하는 그래픽 도면(600)이 도시된다. 이러한 실시예에서, 전송 매체(602)는 단면으로 도시된 바와 같이, 노출 와이어이다. 도면(300)은 단일 반송 주파수에서 대칭적 및 기본적 유도파 모드를 갖는 유도파의 전파에 의해 생성되는 상이한 전자계 강도들을 나타내는 상이한 그레이 스케일들을 포함한다.
이러한 특정 모드에서, 전자파들은 전송 매체의 외부면 - 이러한 경우에, 노출 와이어의 외부면을 따라 전파하도록 전송 매체(602)에 의해 유도된다. 전자파들은 적은 전파 손실로 긴 거리들에서의 전자파 전파를 가능하게 하도록 와이어에 “가볍게” 결합된다. 도시된 바와 같이, 유도파는 전자파들을 유도하는 역할을 하는 전송 매체(602)의 실질적으로 외부에 놓이는 필드 구조를 갖는다. 전도체(602) 내부의 영역들은 거의 필드를 갖지 않거나 어떤 필드도 갖지 않는다.
이제 도 7을 참조하면, 원호 커플러의 일 예시적인, 비제한적인 실시예를 도시하는 블록도(700)가 도시된다. 특히, 결합 디바이스는 도 1과 함께 제공되는 전송 디바이스(101 또는 102)와 같은 전송 디바이스에서의 사용을 위해 제공된다. 결합 디바이스는 전송기 회로(712) 및 종단 또는 댐퍼(714)에 결합되는 원호 커플러(704)를 포함한다. 원호 커플러(704)는 유전체 재료, 또는 다른 적은 손실 절연체(예를 들어, 테플론, 폴리에틸렌 등)로 구성되거나 전도(예를 들어, 금속, 비금속 등의) 재료, 또는 전술한 재료들의 임의의 조합으로 구성될 수 있다. 도시된 바와 같이, 원호 커플러(704)는 도파관으로서 동작하고 원호 커플러(704)의 도파관 표면 주위의 유도파로서 전파하는 파형(706)을 갖는다. 도시된 실시예에서, 원호 커플러(704)의 적어도 일부는 와이어 상에서 유도파(708)를 런칭하도록 본원에 설명하는 바와 같이 원호 커플러(704)와 와이어(702) 또는 다른 전송 매체 사이의 결합을 용이하게 하기 위해 와이어(702) 또는 (전송 매체(125)와 같은) 다른 전송 매체 근처에 배치될 수 있다. 원호 커플러(704)는 곡선 원호 커플러(704)의 일부가 와이어(702)에 접하고 이것에 평행하거나 실질적으로 평행하도록 배치될 수 있다. 와이어에 평행한 원호 커플러(704)의 부분은 곡선의 정점, 또는 곡선의 접선이 와이어(702)에 평행한 임의의 지점일 수 있다. 따라서, 원호 커플러(704)가 위치되거나 배치될 때, 원호 커플러(704)를 따라 이동하는 파형(706)은 와이어(702)에 적어도 부분적으로 결합되고, 와이어(702)의 와이어 표면 주변에서 또는 주위에서 그리고 와이어(702)를 따라 종으로 유도파(708)로서 전파한다. 유도파(708)는 와이어(702) 또는 다른 전송 매체에 의해 유도되거나 이것들에 결속되는 표면파 또는 다른 전자파로서 특성화될 수 있다.
와이어(702)에 결합되지 않은 파형(706)의 일부는 원호 커플러(704)를 따라 파형(710)으로서 전파한다. 원호 커플러(704)가 와이어(702)에 파형(706)의 원하는 레벨의 결합 또는 비결합을 달성하기 위해 와이어(702)에 관하여 다양한 위치들로 구성되고 배열될 수 있다는 점이 이해될 것이다. 예를 들어, 와이어(702)에 평행하거나 실질적으로 평행한 원호 커플러(704)의 곡률 및/또는 길이뿐만 아니라 와이어(702)에 대한 (일 실시예에서 제로 이격 거리를 포함할 수 있는) 원호 커플러(704)의 이격 거리는 예시적 실시예들로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 다양할 수 있다. 마찬가지로, 와이어(702)에 관한 원호 커플러(704)의 배열은 와이어(702) 및 원호 커플러(704)의 각각의 고유 특성들(예를 들어, 두께, 조성, 전자기 특성들 등)뿐만 아니라, 파형들(706 및 708)의 특성들(예를 들어, 주파수, 에너지 레벨 등)의 고려에 기초하여 다양할 수 있다.
유도파(708)는 와이어(702)가 굽혀지고 구부러지는 때에도, 와이어(702)에 평행하거나 실질적으로 평행하게 머무른다. 와이어(702)에서의 굴곡들은 전송 손실들을 증가시킬 수 있으며, 전송 손실들은 또한 와이어 직경들, 주파수 및 재료들에 의존한다. 원호 커플러(704)의 치수들이 효율적인 전력 전송을 위해 선택되면, 파형(706)에서의 전력의 대부분은 전력이 파형(710)에 거의 남아 있지 않고 와이어(702)로 전송된다. 유도파(708)가 기본적 전송 모드를 갖고 또는 이것 없이 와이어(702)에 평행하거나 실질적으로 평행한 경로를 따라 이동하면서, 비기본적이거나 비대칭적인 모드들을 갖는 것을 포함하여 본질적으로 여전히 다중 모드일 수 있다는(본원에 논의됨) 점이 이해될 것이다. 일 실시예에서, 비기본 또는 비대칭 모드들은 전송 손실들을 최소화하고/하거나 증가된 전파 거리들을 얻기 위해 활용될 수 있다.
평행하는 것이라는 용어가 일반적으로 흔히 실 시스템들에서 정확하게 달성 가능하지 않은 기하학적 구성체라는 점이 주목된다. 따라서, 본 논제 발명에서 활용되는 바와 같은 평행하는 것이라는 용어는 본 논제 발명에서 개시되는 실시예들을 설명하는데 사용될 때, 정확한 구성보다는 오히려 근사치를 나타낸다. 일 실시예에서, 실질적으로 평행하는 것은 모든 치수들에서 진정한 평행한 것의 30 도 내에 있는 근사치들을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 파형(706)은 하나 이상의 파형 전파 모드들을 나타낼 수 있다. 원호 커플러 모드들은 커플러(704)의 형상 및/또는 설계에 의존할 수 있다. 파형(706)의 하나 이상의 원호 커플러 모드들은 와이어(702)를 따라 전파하는 유도파(708)의 하나 이상의 파형 전파 모드들을 생성하거나, 이것들에 영향을 미치거나, 영향을 줄 수 있다. 그러나, 유도파(706)에 존재하는 유도파 모드들이 유도파(708)의 유도파 모드들과 동일하거나 상이할 수 있다는 점이 특히 주목되어야 한다. 이러한 방식으로, 유도파(706)의 하나 이상의 유도파 모드들은 유도파(708)로 전달되지 않을 수 있고, 유도파(708)의 추가의 하나 이상의 유도파 모드들은 유도파(706)에 존재하지 않았을 수 있다. 특정 유도파 모드에 대한 원호 커플러(704)의 컷 오프 주파수가 그러한 동일한 모드에 대한 와이어(702) 또는 다른 전송 매체의 컷 오프 주파수와 상이할 수 있다는 점이 또한 주목되어야 한다. 예를 들어, 와이어(702) 또는 다른 전송 매체가 특정 유도파 모드에 대한 와이어(702) 또는 다른 전송 매체의 컷 오프 주파수를 약간 넘어 동작될 수 있지만, 원호 커플러(704)는 적은 손실을 위해 그러한 동일한 모드에 대한 원호 커플러(704)의 컷 오프 주파수를 훨씬 넘어, 예를 들어, 더 큰 결합 및 전력 전송을 유도하기 위해 그러한 동일한 모드에 대한 원호 커플러(704)의 컷 오프 주파수 약간 미만으로, 또는 그러한 모드에 대한 원호 커플러의 컷 오프 주파수에 관한 일부 다른 지점에서 동작될 수 있다.
일 실시예에서, 와이어(702) 상의 파형 전파 모드들은 파형들(706 및 708) 둘 다가 원호 커플러(704) 및 와이어(702) 각각의 외부 주변을 전파하므로, 원호 커플러 모드들과 유사할 수 있다. 일부 실시예들에서, 파형(706)이 와이어(702)에 결합됨에 따라, 원호 커플러(704)와 와이어(702) 사이의 결합으로 인해 모드들이 형태를 변경할 수 있거나, 새로운 모드들이 생성되거나 만들어질 수 있다. 예를 들어, 원호 커플러(704) 및 와이어(702)의 크기, 재료 및/또는 임피던스들의 차이들은 원호 커플러 모드들에 존재하지 않는 부가 모드들을 생성하고/하거나 원호 커플러 모드들 중 일부를 억제할 수 있다. 파형 전파 모드들은 기본적 횡단 전자기 모드(의사-TEM00)를 포함할 수 있으며, 여기서 유도파가 와이어를 따라 전파하는 동안, 작은 전계들 및/또는 자계들만이 전파의 방향으로 연장되고, 전계들 및 자계들이 방사상으로 외측으로 연장된다. 이러한 유도파 모드는 도넛 형상일 수 있으며, 전자계들 중 거의가 원호 커플러(704) 또는 와이어(702) 내에 존재하지 않는다.
파형들(706 및 708)은 필드들이 방사상으로 외측으로 연장되는 기본적 TEM 모드를 포함하고, 또한 다른 비기본적(예를 들어, 비대칭, 더 높은 레벨 등의) 모드들을 포함할 수 있다. 특정 파형 전파 모드들이 앞서 논의되었지만, 채용되는 주파수들, 원호 커플러(704)의 설계, 와이어(702)의 치수들 및 조성뿐만 아니라, 와이어(702)의 표면 특성들, 존재한다면 와이어(702)의 절연물, 주변 환경의 전자기 특성들 등에 기초하여 횡단 전기(TE) 및 횡단 자기(TM) 모드들과 같은 다른 파형 전파 모드들이 마찬가지로 가능하다. 주파수, 와이어(702)의 전기적이고 물리적인 특성들, 및 생성되는 특정 파형 전파 모드들에 의존하여, 유도파(708)는 산화된 비절연된 와이어, 산화되지 않은 비절연된 와이어, 절연된 와이어의 전도성 표면 그리고/또는 절연된 와이어의 절연 표면을 따라 이동할 수 있다는 점이 주목될 것이다.
일 실시예에서, 원호 커플러(704)의 직경은 와이어(702)의 직경보다 더 작다. 사용되는 밀리미터 대역 파장의 경우, 원호 커플러(704)는 파형(706)을 구성하는 단일 도파관 모드를 지원한다. 이러한 단일 도파관 모드는 유도파(708)로서 와이어(702)에 결합됨에 따라, 변화될 수 있다. 원호 커플러(704)가 더 컸으면, 하나 초과의 도파관 모드가 지원될 수 있지만, 이러한 부가 도파관 모드들은 효율적으로 와이어(702)에 결합되지 않을 수 있고, 더 많은 결합 손실들이 발생할 수 있다. 그러나 일부 대안적인 실시예들에서, 원호 커플러(704)의 직경은 예를 들어, 더 많은 결합 손실들이 바람직한 경우 또는 결합 손실들을 달리 감소시키기 위해 다른 기법들(예를 들어, 테이퍼링(tapering)과의 임피던스 일치 등)과 함께 사용될 때, 와이어(702)의 직경 이상일 수 있다.
일 실시예에서, 파형들(706 및 708)의 파장은 원호 커플러(704) 및 와이어(702)의 원주와 크기가 비교할 만하거나 이것보다 더 작다. 일 예에서, 와이어(702)가 0.5 ㎝의 직경 및 대략 1.5 ㎝의 대응하는 원주를 가지면, 전송 신호의 파장은 70 ㎓ 이상의 주파수에 대응하는 대략 1.5 ㎝ 이하이다. 다른 실시예에서, 전송 신호 및 반송파 신호의 적절한 주파수는 30 내지 100 ㎓, 아마도 대략 30 내지 60 ㎓, 및 일 예에서 대략 38 ㎓의 범위이다. 일 실시예에서, 원호 커플러(704) 및 와이어(702)의 원주가 전송 신호의 파장과 크기가 비교할 만하거나, 이것보다 더 클 때, 파형들(706 및 708)은 본원에 설명하는 다양한 통신 시스템들을 지원하도록 충분한 거리들에 걸쳐 전파하는 기본적 및/또는 비기본적(대칭적 및/또는 비대칭적) 모드들을 포함하는 중복파 전파 모드들을 나타낼 수 있다. 그러므로, 파형들(706 및 708)은 하나보다 더 많은 타입의 전계 및 자계 구성을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 유도파(708)가 와이어(702) 아래로 전파함에 따라, 전계 및 자계 구성들은 와이어(702)의 단부마다 동일하게 남아 있을 것이다. 다른 실시예들에서, 유도파(708)가 간섭(왜곡 또는 방해물들)에 접하거나 전송 손실들 또는 산란으로 인해 에너지를 손실할 때, 전계 및 자계 구성들은 유도파(708)가 와이어(702) 아래로 전파함에 따라, 변경될 수 있다.
일 실시예에서, 원호 커플러(704)는 나일론, 테플론, 폴리에틸렌, 폴리아미드 또는 다른 플라스틱들로 구성될 수 있다. 다른 실시예들에서, 다른 유전체 재료들이 가능하다. 와이어(702)의 와이어 표면은 어느 하나의 노출 금속 표면을 갖는 금속일 수 있거나, 플라스틱, 유전체, 절연체 또는 다른 코팅, 재킷 또는 외장을 사용하여 절연될 수 있다. 일 실시예에서, 유전체 또는 비전도/절연 도파관은 노출/금속 와이어 또는 절연된 와이어와 페어링될 수 있다. 다른 실시예들에서, 금속 및/또는 전도성 도파관은 노출/금속 와이어 또는 절연된 와이어와 페어링될 수 있다. 일 실시예에서, (예를 들어, 산소/공기에의 노출 금속 표면의 노출에 기인하는) 와이어(702)의 노출 금속 표면 상의 산화층은 일부 절연체들 또는 외장들에 의해 제공되는 특성들과 유사한 절연 또는 유전체 특성들을 제공할 수도 있다.
파형들(706, 708 및 710)의 도식적 표현들이 예를 들어, 단일 와이어 전송선으로서 동작하는 와이어(702) 상에서 파형(706)이 유도파(708)를 유도하거나 런칭하는 원리들을 도시하기 위해서만 제공된다는 점이 주목된다. 파형(710)은 유도파(708)의 생성 후에, 원호 커플러(704) 상에 남아 있는 파형(706)의 일부를 나타낸다. 이러한 파형 전파의 결과로서 생성되는 실제 전계들 및 자계들은 채용되는 주파수들, 특정 파형 전파 모드 또는 모드들, 원호 커플러(704)의 설계, 와이어(702)의 치수들 및 조성뿐만 아니라, 와이어(702)의 표면 특성들, 와이어(702)의 선택적 절연물, 주변 환경의 전자기 특성들 등에 따라 달라질 수 있다.
원호 커플러(704)가 파형(710)으로부터 잔재 방사선 또는 에너지를 흡수할 수 있는 원호 커플러(704)의 단부에서의 종단 회로 또는 댐퍼(714)를 포함할 수 있다는 점이 주목된다. 종단 회로 또는 댐퍼(714)는 파형(710)으로부터 전송기 회로(712) 쪽으로 다시 반사하는 잔재 방사선 또는 에너지를 방지하고/하거나 최소화할 수 있다. 일 실시예에서, 종단 회로 또는 댐퍼(714)는 반사를 감쇠시키기 위해 임피던스 일치를 수행하는 종단 저항기들, 및/또는 다른 구성요소들을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 결합 효율들이 충분히 높고/높거나 파형(710)이 충분히 작으면, 종단 회로 또는 댐퍼(714)를 사용하는 것이 필요하지 않을 수 있다. 단순함을 위해, 이러한 전송기(712) 및 종단 회로들 또는 댐퍼들(714)이 다른 도면들에 도시되지 않을 수 있지만, 그러한 실시예들에서, 전송기 및 종단 회로들 또는 댐퍼들이 가능하게는 사용될 수 있다.
게다가, 단일 유도파(708)를 생성하는 단일 원호 커플러(704)가 제공되지만, 와이어(702)를 따라 상이한 지점들에서 그리고/또는 와이어 주위의 상이한 방위각 배향들로 배치되는 다수의 원호 커플러들(704)이 동일하거나 상이한 파형 전파 모드들에서의, 동일하거나 상이한 위상들에서의, 동일하거나 상이한 주파수들에서의 다수의 유도파들(708)을 생성하고 수신하도록 채용될 수 있다.
도 8에서, 원호 커플러의 일 예시적인, 비제한적인 실시예를 도시하는 블록도(800)가 도시된다. 도시된 실시예에서, 커플러(704)의 적어도 일부는 본원에 설명하는 바와 같이 유도파(808)로서 유도파(806)의 일부를 추출하도록 원호 커플러(704)와 와이어(702) 또는 다른 전송 매체 사이의 결합을 용이하게 하기 위해 와이어(702) 또는 (전송 매체(125)와 같은) 다른 전송 매체 근처에 배치될 수 있다. 원호 커플러(704)는 곡선 원호 커플러(704)의 일부가 와이어(702)에 접하고 이것에 평행하거나 실질적으로 평행하도록 배치될 수 있다. 와이어에 평행한 원호 커플러(704)의 부분은 곡선의 정점, 또는 곡선의 접선이 와이어(702)에 평행한 임의의 지점일 수 있다. 따라서, 원호 커플러(704)가 위치되거나 배치될 때, 와이어(702)를 따라 이동하는 파형(806)은 원호 커플러(704)에 적어도 부분적으로 결합되고, 원호 커플러(704)를 따라 수신 디바이스(명확히 도시되지 않음)로 유도파(808)로서 전파한다. 원호 커플러에 결합되지 않은 파형(806)의 일부는 와이어(702) 또는 다른 전송 매체를 따라 파형(810)으로서 전파한다.
일 실시예에서, 파형(806)은 하나 이상의 파형 전파 모드들을 나타낼 수 있다. 원호 커플러 모드들은 커플러(704)의 형상 및/또는 설계에 의존할 수 있다. 유도파(806)의 하나 이상의 모드들은 원호 커플러(704)를 따라 전파하는 유도파(808)의 하나 이상의 유도파 모드들을 생성하거나, 이것들에 영향을 미치거나, 영향을 줄 수 있다. 그러나, 유도파(806)에 존재하는 유도파 모드들이 유도파(808)의 유도파 모드들과 동일하거나 상이할 수 있다는 점이 특히 주목되어야 한다. 이러한 방식으로, 유도파(806)의 하나 이상의 유도파 모드들은 유도파(808)로 전달되지 않을 수 있고, 유도파(808)의 추가의 하나 이상의 유도파 모드들은 유도파(806)에 존재하지 않았을 수 있다.
이제 도 9a를 참조하면, 스터브 커플러의 일 예시적인, 비제한적인 실시예를 도시하는 블록도(900)가 도시된다. 특히, 스터브 커플러(904)를 포함하는 결합 디바이스는 도 1과 함께 제공되는 전송 디바이스(101 또는 102)와 같은 전송 디바이스에서의 사용을 위해 제공된다. 스터브 커플러(904)는 유전체 재료, 또는 다른 적은 손실 절연체(예를 들어, 테플론, 폴리에틸렌 등)로 구성되거나 전도(예를 들어, 금속, 비금속 등의) 재료, 또는 전술한 재료들의 임의의 조합으로 구성될 수 있다. 도시된 바와 같이, 스터브 커플러(904)는 도파관으로서 동작하고 스터브 커플러(904)의 도파관 표면 주위의 유도파로서 전파하는 파형(906)을 갖는다. 도시된 실시예에서, 스터브 커플러(904)의 적어도 일부는 와이어 상에서 유도파(908)를 런칭하도록 본원에 설명하는 바와 같이 스터브 커플러(904)와 와이어(702) 또는 다른 전송 매체 사이의 결합을 용이하게 하기 위해 와이어(702) 또는 (전송 매체(125)와 같은) 다른 전송 매체 근처에 배치될 수 있다.
일 실시예에서, 스터브 커플러(904)는 곡선이고, 스터브 커플러(904)의 단부는 와이어(702)에 묶여지거나, 고정되거나, 기계적 결합될 수 있다. 스터브 커플러(904)의 단부가 와이어(702)에 고정될 때, 스터브 커플러(904)의 단부는 와이어(702)에 평행하거나 실질적으로 평행하다. 대안적으로, 단부 너머 유전체 도파관의 다른 부분은 고정되거나 결합된 부분이 와이어(702)에 평행하거나 실질적으로 평행하도록 와이어(702)에 고정되거나 결합될 수 있다. 파스너(910)는 스터브 커플러(904)와 별도이거나 스터브 커플러(904)의 통합된 구성요소로서 구성되는 나일론 케이블 타이 또는 다른 타입의 비전도/유전체 재료일 수 있다. 스터브 커플러(904)는 와이어(702)를 둘러싸지 않고 와이어(702)에 인접할 수 있다.
도 7과 함께 설명하는 원호 커플러(704)와 같이, 스터브 커플러(904)가 와이어(702)에 평행한 단부와 함께 배치될 때, 스터브 커플러(904)를 따라 이동하는 유도파(906)는 와이어(702)에 결합되고, 와이어(702)의 와이어 표면 주위의 유도파(908)로서 전파한다. 일 예시적 실시예에서, 유도파(908)는 표면파 또는 다른 전자파로서 특성화될 수 있다.
파형들(906 및 908)의 도식적 표현들이 예를 들어, 단일 와이어 전송선으로서 동작하는 와이어(702) 상에서 파형(906)이 유도파(908)를 유도하거나 런칭하는 원리들을 도시하기 위해서만 제공된다는 점이 주목된다. 이러한 파형 전파의 결과로서 생성되는 실제 전계들 및 자계들은 커플러의 형상 및/또는 설계, 와이어에 대한 유전체 도파관의 상대 위치, 채용되는 주파수들, 스터브 커플러(904)의 설계, 와이어(702)의 치수들 및 조성뿐만 아니라, 와이어(702)의 표면 특성들, 와이어(702)의 선택적 절연물, 주변 환경의 전자기 특성들 등 중 하나 이상에 따라 달라질 수 있다.
일 실시예에서, 스터브 커플러(904)의 단부는 결합 효율들을 증가시키기 위해 와이어(702) 쪽으로 테이퍼링될 수 있다. 실제로, 스터브 커플러(904)의 단부의 테이퍼링은 본 논제 발명일 예시적 실시예에 따라 와이어(702)에 대한 임피던스 일치를 제공하고 반사들을 감소시킬 수 있다. 예를 들어, 스터브 커플러(904)의 단부는 도 9a에 도시된 바와 같이 파형들(906 및 908) 사이의 원하는 레벨의 결합을 얻기 위해 점진적으로 테이퍼링될 수 있다.
일 실시예에서, 파스너(910)는 파스너(910)와 스터브 커플러(904)의 단부 사이에 짧은 길이의 스터브 커플러(904)가 있도록 배치될 수 있다. 최대 결합 효율들은 파스너(910)를 넘어서는 스터브 커플러(904)의 단부의 길이가 전송되고 있는 어떤 주파수에 대해서도 긴 적어도 수개의 파장들일 때, 이러한 실시예에서 실현된다.
이제 도 9b를 참조하면, 본원에 설명하는 다양한 양태들에 따른 전자기 분포의 일 예시적인, 비제한적인 실시예를 도시하는 도면(950)이 도시된다. 특히, 전자기 분포는 유전체 재료로 구성되는 일 예시적 스터브 커플러로 도시된 커플러(952)를 포함하는 전송 디바이스에 대한 2개의 치수들로 제공된다. 커플러(952)는 와이어(702) 또는 다른 전송 매체의 외부면을 따른 유도파로서의 전파를 위해 전자파를 결합시킨다.
커플러(952)는 대칭적 유도파 모드를 통하여 x0에서의 접합점으로 전자파를 유도한다. 커플러(952)를 따라 전파하는 전자파의 에너지의 일부가 커플러(952)의 외부에 있지만, 이러한 전자파의 에너지의 대다수는 커플러(952) 내에 포함된다. x0에서의 접합점은 전송 매체의 하단에 대응하는 방위각으로 와이어(702) 또는 다른 전송 매체에 전자파를 결합시킨다. 이러한 결합은 방향(956)으로 적어도 하나의 유도파 모드를 통하여 와이어(702) 또는 다른 전송 매체의 외부면을 따라 전파하도록 유도되는 전자파를 유도한다. 유도 전자파의 에너지의 대다수는 와이어(702) 또는 다른 전송 매체의 외부에 있지만, 이것들의 외부면에 아주 근접하게 있다. 도시된 예에서, x0에서의 접합점은 와이어(702) 또는 다른 전송 매체의 표면을 스키밍(skimming)하는 도 3과 함께 제공되는 1차 모드와 같은 대칭적 모드 및 적어도 하나의 비대칭적 표면 모드 둘 다를 통하여 전파하는 전자파를 형성한다.
유도파들의 도식적 표현들이 유도파 결합 및 전파의 일 예를 도시하기 위해서만 제공된다는 점이 주목된다. 이러한 파형 전파의 결과로서 생성되는 실제 전계들 및 자계들은 채용되는 주파수들, 커플러(952)의 설계 및/또는 구성, 와이어(702) 또는 다른 전송 매체의 치수들 및 조성뿐만 아니라, 와이어(702) 또는 다른 전송 매체의 표면 특성들, 존재한다면, 와이어(702) 또는 다른 전송 매체의 절연물, 주변 환경의 전자기 특성들 등에 따라 달라질 수 있다.
이제 도 10a를 참조하면, 본원에 설명하는 다양한 양태들에 따른 커플러 및 송수신기 시스템의 일 예시적인, 비제한적인 실시예의 블록도(1000)가 도시된다. 시스템은 전송 디바이스(101 또는 102)의 일 예이다. 특히, 통신 인터페이스(1008)는 통신 인터페이스(205)의 일 예이고, 스터브 커플러(1002)는 커플러(220)의 일 예이고, 전송기/수신기 디바이스(1006), 다이플렉서(1016), 전력 증폭기(1014), 저잡음 증폭기(1018), 주파수 믹서들(1010 및 1020) 및 국부 발진기(1012)는 집합적으로 송수신기(210)의 일 예를 형성한다.
동작에서, 전송기/수신기 디바이스(1006)는 파형들(예를 들어, 스터브 커플러(1002) 쪽으로의 유도파(1004))을 런칭하고 수신한다. 유도파들(1004)은 통신 인터페이스(1008)를 통하여 호스트 디바이스, 기지국, 모바일 디바이스들, 빌딩 또는 다른 디바이스로부터 수신되고 이것으로 송신되는 신호들을 전송하는데 사용될 수 있다. 통신 인터페이스(1008)는 시스템(1000)의 일체화된 부분일 수 있다. 대안적으로, 통신 인터페이스(1008)는 시스템(1000)에 테더링(tethering)될 수 있다. 통신 인터페이스(1008)는 적외선 데이터 통신 규격(IrDA) 프로토콜 또는 다른 송수신자간에 교신 가능한 광학 프로토콜과 같은 적외선 프로토콜을 포함하는 다양한 무선 시그널링 프로토콜들(예를 들어, LTE, 와이파이, WiMAX, IEEE 802.xx 등) 중 임의의 것을 활용하는 호스트 디바이스, 기지국, 모바일 디바이스들, 빌딩 또는 다른 디바이스에 인터페이스하는 무선 인터페이스를 포함할 수 있다. 통신 인터페이스(1008)는 이더넷 프로토콜, 범용 직렬 버스(USB) 프로토콜, 데이터 오버 케이블 서비스 인터페이스 사양(DOCSIS) 프로토콜, 디지털 가입자 회선(DSL) 프로토콜, 파이어와이어 (IEEE 1394) 프로토콜, 또는 다른 유선 또는 광학 프로토콜과 같은 프로토콜을 통하여 호스트 디바이스, 기지국, 모바일 디바이스들, 빌딩 또는 다른 디바이스와 통신하는 광섬유 라인, 동축 케이블, 트위스티드 페어, 카테고리 5(CAT-5) 케이블 또는 다른 적절한 유선 또는 광학 매체들과 같은 유선 인터페이스를 포함할 수도 있다. 시스템(1000)이 중계기로서 기능하는 실시예들의 경우, 통신 인터페이스(1008)는 필요하지 않을 수 있다.
통신 인터페이스(1008)의 출력 신호들(예를 들어, Tx)은 주파수 믹서(1010)에서 국부 발진기(1012)에 의해 생성되는 반송파(예를 들어, 밀리미터파 반송파)와 결합될 수 있다. 주파수 믹서(1010)는 통신 인터페이스(1008)로부터의 출력 신호들을 주파수 편이하기 위해 헤테로다인 기법들 또는 다른 주파수 편이 기법들을 사용할 수 있다. 예를 들어, 통신 인터페이스(1008)로부터 그리고 이것으로 송신되는 신호들은 롱 텀 에볼루션(LTE) 무선 프로토콜 또는 다른 무선 3G, 4G, 5G 또는 더 높은 음성 및 데이터 프로토콜, 지그비, WIMAX, 초광대역 또는 IEEE 802.11 무선 프로토콜; 이더넷 프로토콜, 범용 직렬 버스(USB) 프로토콜, 데이터 오버 케이블 서비스 인터페이스 사양(DOCSIS) 프로토콜, 디지털 가입자 회선(DSL) 프로토콜, 파이어와이어 (IEEE 1394) 프로토콜과 같은 유선 프로토콜 또는 다른 유선 또는 무선 프로토콜에 따라 형식화되는 직교 주파수 분할 다중화(OFDM) 신호들과 같은 변조된 신호들일 수 있다. 일 예시적 실시예에서, 이러한 주파수 변환은 아날로그 영역에서 행해질 수 있고, 결과적으로, 주파수 편이는 기지국, 모바일 디바이스들, 또는 빌딩 내 디바이스들에 의해 사용되는 통신 프로토콜의 타입에 상관 없이 행해질 수 있다. 새로운 통신 기술들이 개발됨에 따라, 통신 인터페이스(1008)는 업그레이드되거나(예를 들어, 소프트웨어, 펌웨어 및/또는 하드웨어로 업데이트되거나) 대체될 수 있고 주파수 편이 및 전송 장치는 유지되어, 업그레이드들을 단순화할 수 있다. 반송파는 그 다음 전력 증폭기(“PA”)(1014)로 송신될 수 있고 다이플렉서(1016)를 통하여 전송기 수신기 디바이스(1006)를 통하여 전송될 수 있다.
통신 인터페이스(1008) 쪽으로 지향되는 전송기/수신기 디바이스(1006)로부터 수신되는 신호들은 다이플렉서(1016)를 통하여 다른 신호들에서 분리될 수 있다. 수신된 신호는 그 다음 증폭을 위해 저잡음 증폭기(“LNA”)(1018)로 송신될 수 있다. 주파수 믹서(1020)는 국부 발진기(1012)로부터의 도움으로, (일부 실시예들에서 밀리미터파 대역 또는 대략 38 ㎓에 있는) 수신된 신호를 본래 주파수로 하향 편이시킬 수 있다. 통신 인터페이스(1008)는 그 다음 입력 포트(Rx)에서의 전송 신호를 수신할 수 있다.
일 실시예에서, 전송기/수신기 디바이스(1006)는 (예를 들어, 일 실시예에서 중공이지만, 반드시 일정 비율로 묘사되는 것은 아닐 수 있는) 원통형 또는 비원통형 금속을 포함할 수 있거나 다른 전도 또는 비전도 도파관 및 스터브 커플러(1002)의 단부는 도파관 또는 전송기/수신기 디바이스(1006) 내에 또는 이것들에 근접하여 배치될 수 있어 전송기/수신기 디바이스(1006)가 전송 신호를 생성할 때, 유도파가 스터브 커플러(1002)에 결합되고 스터브 커플러(1002)의 도파관 표면 주위에서 유도파(1004)로서 전파한다. 일부 실시예들에서, 유도파(1004)는 스터브 커플러(1002)의 외부면 상에서 부분적으로 그리고 스터브 커플러(1002) 내부에서 부분적으로 전파할 수 있다. 다른 실시예들에서, 유도파(1004)는 스터브 커플러(1002)의 외부면 상에서 실질적으로 또는 완전히 전파할 수 있다. 또 다른 실시예들에서, 유도파(1004)는 스터브 커플러(1002) 내부에서 실질적으로 또는 완전히 전파할 수 있다. 이러한 후자 실시예에서, 유도파(1004)는 도 7의 와이어(702)와 같은 전송 매체에의 결합을 위해 (도 4에 도시된 테이퍼링된 단부와 같은) 스터브 커플러(1002)의 단부에서 방사할 수 있다. 마찬가지로, 유도파(1004)가 유입되면(와이어(702)로부터 스터브 커플러(1002)로 결합되면), 유도파(1004)는 그 다음 전송기/수신기 디바이스(1006)로 진입하고 원통형 도파관 또는 전도 도파관에 결합된다. 전송기/수신기 디바이스(1006)가 별도의 도파관을 포함하는 것으로 나타내어지지만 -- 안테나, 공동 공진기, 클라이스트론, 마그네트론, 진행파 튜브 또는 다른 방사 요소가 별도의 도파관을 갖고 또는 이것 없이 커플러(1002) 상의 유도파를 유도하도록 채용될 수 있다.
일 실시예에서, 스터브 커플러(1002)는 내부의 임의의 금속 또는 전도 재료들 없이 유전체 재료 (또는 다른 적절한 절연 재료)로 완전히 구성될 수 있다. 스터브 커플러(1002)는 비전도성이고 이러한 재료들의 외부면 상에서의 적어도 부분적으로 전자파들의 전송을 용이하게 하는데 적절한 나일론, 테플론, 폴리에틸렌, 폴리아미드, 다른 플라스틱들 또는 다른 재료들로 구성될 수 있다. 다른 실시예에서, 스터브 커플러(1002)는 전도성인/금속인 코어를 포함하고, 외부 유전체 표면을 가질 수 있다. 마찬가지로, 스터브 커플러(1002)에 의해 유도되는 전자파들을 전파시키거나 스터브 커플러(1002)로 전자파들을 공급하기 위해 스터브 커플러(1002)에 결합되는 전송 매체는 노출 또는 절연된 와이어인 것에 더하여, 내부의 임의의 금속 또는 전도 재료들 없이 유전체 재료 (또는 다른 적절한 절연 재료)로 완전히 구성될 수 있다.
전송기 수신기 디바이스(1006)의 개구부가 스터브 커플러(1002)보다 훨씬 더 넓은 것을 도 10a가 도시하지만, 이는 일정 비율로 그려지지 않았고, 다른 실시예들에서, 스터브 커플러(1002)의 폭이 중공의 도파관의 개구부에 비교할 만하거나 이것보다 약간 더 작다는 점이 주목된다. 또한 도시되지 않았지만, 일 실시예에서, 전송기/수신기 디바이스(1006)로 삽입되는 커플러(1002)의 단부가 반사를 감소시키고 결합 효율들을 증가시키기 위해 테이퍼링되어 간다.
스터브 커플러(1002)에의 결합 이전에, 전송기/수신기 디바이스(1006)에 의해 생성되는 유도파의 하나 이상의 도파관 모드들은 유도파(1004)의 하나 이상의 파형 전파 모드들을 유도하기 위해 스터브 커플러(1002)에 결합될 수 있다. 유도파(1004)의 파형 전파 모드들은 중공의 금속 도파관 및 유전체 도파관의 상이한 특성들로 인해 중공의 금속 도파관 모드들과 상이할 수 있다. 예를 들어, 유도파(1004)의 파형 전파 모드들은 기본적 횡단 전자기 모드(의사-TEM00)를 포함할 수 있으며, 여기서 유도파들이 스터브 커플러(1002)를 따라 전파하는 동안, 작은 전계들 및/또는 자계들만이 전파의 방향으로 연장되고, 전계들 및 자계들이 스터브 커플러(1002)로부터 방사상으로 외측으로 연장된다. 기본적 횡단 전자기 모드 파형 전파 모드는 중공인 도파관 내부에 존재할 수 있거나 존재하지 않을 수 있다. 그러므로, 전송기/수신기 디바이스(1006)에 의해 사용되는 중공의 금속 도파관 모드들은 스터브 커플러(1002)의 파형 전파 모드들에 효과적으로 그리고 효율적으로 결합될 수 있는 도파관 모드들이다.
전송기/수신기 디바이스(1006) 및 스터브 커플러(1002)의 다른 구성체들 또는 조합들이 가능하다는 점이 이해될 것이다. 예를 들어, 스터브 커플러(1002’)는 도 10b의 참조 번호 1000’로 도시된 바와 같이 전송기/수신기 디바이스(1006’)(대응하는 회로망 도시되지 않음)의 중공의 금속 도파관의 외부면에 대하여 (갭을 갖고 또는 이것 없이) 정접으로 또는 평행하게 배치될 수 있다. 참조 번호 1000’로 도시되지 않은 다른 실시예에서, 스터브 커플러(1002’)는 스터브 커플러(1002’)의 축이 전송기/수신기 디바이스(1006’)의 중공의 금속 도파관의 축과 동축으로 정렬되지 않고 전송기/수신기 디바이스(1006’)의 중공의 금속 도파관 내부에 배치될 수 있다. 이러한 실시예들 중 어느 하나에서, 전송기/수신기 디바이스(1006’)에 의해 생성되는 유도파는 기본적 모드(예를 들어, 대칭 모드) 및/또는 비기본적 모드(예를 들어, 비대칭 모드)를 포함하는 스터브 커플러(1002’) 상의 유도파(1004’)의 하나 이상의 파형 전파 모드들을 유도하기 위해 스터브 커플러(1002’)의 표면에 결합될 수 있다.
일 실시예에서, 유도파(1004’)는 스터브 커플러(1002’)의 외부면 상에서 부분적으로 그리고 스터브 커플러(1002’) 내부에서 부분적으로 전파할 수 있다. 다른 실시예에서, 유도파(1004’)는 스터브 커플러(1002’)의 외부면 상에서 실질적으로 또는 완전히 전파할 수 있다. 또 다른 실시예들에서, 유도파(1004’)는 스터브 커플러(1002’) 내부에서 실질적으로 또는 완전히 전파할 수 있다. 이러한 후자 실시예에서, 유도파(1004’)는 도 9의 와이어(702)와 같은 전송 매체에의 결합을 위해 (도 9에 도시된 테이퍼링된 단부와 같은) 스터브 커플러(1002’)의 단부에서 방사할 수 있다.
전송기/수신기 디바이스(1006)의 다른 구성체들이 가능하다는 점이 추가로 이해될 것이다. 예를 들어, 참조 번호 1000”로서 도 10b에 도시된 전송기/수신기 디바이스(1006”)(대응하는 회로망 도시되지 않음)의 중공의 금속 도파관은 스터브 커플러(1002)의 사용 없이 도 4의 와이어(702)와 같은 전송 매체의 외부면에 대하여 (갭을 갖고 또는 이것 없이) 정접으로 또는 평행하게 배치될 수 있다. 이러한 실시예에서, 전송기/수신기 디바이스(1006”)에 의해 생성되는 유도파는 기본적 모드(예를 들어, 대칭 모드) 및/또는 비기본적 모드(예를 들어, 비대칭 모드)를 포함하는 와이어(702) 상의 유도파(908)의 하나 이상의 파형 전파 모드들을 유도하기 위해 와이어(702)의 표면에 결합될 수 있다. 다른 실시예에서, 와이어(702)는 와이어(702)의 축이 스터브 커플러(1002)의 사용 없이 중공의 금속 도파관의 축과 동축으로 (또는 동축이 아니게) 정렬되도록 전송기/수신기 디바이스(1006”’)(대응하는 회로망 도시되지 않음)의 중공의 금속 도파관 내부에 위치될 수 있다 ― 도 10b 참조 번호 1000”’ 참조. 이러한 실시예에서, 전송기/수신기 디바이스(1006”’)에 의해 생성되는 유도파는 기본적 모드(예를 들어, 대칭 모드) 및/또는 비기본적 모드(예를 들어, 비대칭 모드)를 포함하는 와이어 상의 유도파(908)의 하나 이상의 파형 전파 모드들을 유도하기 위해 와이어(702)의 표면에 결합될 수 있다.
1000” 및 1000”’의 실시예들에서, 절연된 외부면을 갖는 와이어(702)의 경우, 유도파(908)는 절연체의 외부면 상에서 부분적으로 그리고 절연체 내부에서 부분적으로 전파할 수 있다. 실시예들에서, 유도파(908)는 절연체의 외부면 상에서 실질적으로 또는 완전히 또는 절연체 내부에서 실질적으로 또는 완전히 전파할 수 있다. 1000” 및 1000”’의 실시예들에서, 노출 전도체인 와이어(702)의 경우, 유도파(908)는 전도체의 외부면 상에서 부분적으로 그리고 전도체 내부에서 부분적으로 전파할 수 있다. 다른 실시예에서, 유도파(908)는 전도체의 외부면 상에서 실질적으로 또는 완전히 전파할 수 있다.
이제 도 11을 참조하면, 이중 스터브 커플러의 일 예시적인, 비제한적인 실시예를 도시하는 블록도(1100)가 도시된다. 특히, 이중 커플러 설계는 도 1과 함께 제공되는 전송 디바이스(101 또는 102)와 같은 전송 디바이스에서의 사용을 위해 제공된다. 일 실시예에서, (스터브 커플러들(1104 및 1106)과 같은) 2개 이상의 커플러들이 유도파(1108)를 수신하기 위해 와이어(1102) 주변에 위치될 수 있다. 일 실시예에서, 하나의 커플러는 유도파(1108)를 수신하기에 충분하다. 그러한 경우에, 유도파(1108)는 커플러(1104)에 결합되고 유도파(1110)로서 전파한다. 유도파(1108)의 필드 구조가 특정 유도파 모드(들) 또는 다양한 외부 요인들로 인해 와이어(1102) 주변에서 진동하거나 파동하면, 그 때 커플러(1106)는 유도파(1108)가 커플러(1106)에 결합되도록 배치될 수 있다. 일부 실시예들에서, 와이어(1102) 주변에서 진동하거나 회전할 수 있거나, 상이한 방위각 배향들로 유도되었거나, 예를 들어, 로브들 및/또는 널들을 갖는 비기본적 또는 더 높은 차수 모드들 또는 배향 의존하는 다른 비대칭들을 갖는 유도파들을 수신하기 위해 예를 들어, 90 도 또는 서로에 대하여 다른 간격으로 와이어(1102)의 일부 주변에 4개 이상의 커플러들이 배치될 수 있다. 그러나, 예시적 실시예들로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 와이어(1102)의 일부 주변에 배치되는 4개 내외의 커플러들이 있을 수 있다는 점이 이해될 것이다.
커플러들(1106 및 1104)이 스터브 커플러들로서 예시되지만, 원호 커플러, 안테나 또는 혼 커플러, 자기 커플러 등을 포함하는 본원에 설명하는 커플러 설계들 중 임의의 다른 것이 마찬가지로 사용될 수 있다는 점이 주목되어야 한다. 일부 예시적 실시예들이 와이어(1102)의 적어도 일부 주변에 복수의 커플러들을 제공하였지만, 이러한 복수의 커플러들이 다수의 커플러 하위 구성요소들을 갖는 단일 커플러 시스템의 일부로서 고려될 수도 있다는 점이 또한 이해될 것이다. 예를 들어, 2개 이상의 커플러들은 단일 시스템에 따라 (모터 또는 다른 작동기와 같은 제어 가능 메커니즘으로 자동적으로 또는 수작업으로) 커플러들이 미리 위치되거나 서로에 대하여 조정 가능하도록 단일 설치로 와이어 주변에 설치될 수 있는 단일 시스템으로서 제조될 수 있다.
커플러들(1106 및 1104)에 결합되는 수신기들은 신호 품질을 최대화하기 위해 커플러들(1106 및 1104) 둘 다로부터 수신되는 신호들을 결합하기 위해 다이버시티 결합을 사용할 수 있다. 다른 실시예들에서, 커플러들(1104 및 1106) 중 하나 또는 다른 하나가 미리 결정된 임계치를 넘는 전송 신호를 수신하면, 수신기들은 어느 신호를 사용할 지를 결정할 때, 선택 다이버시티를 사용할 수 있다. 게다가, 복수의 커플러들(1106 및 1104)에 의한 수신이 예시되지만, 동일한 구성에서의 커플러들(1106 및 1104)에 의한 전송이 마찬가지로 일어날 수 있다. 특히, 광범위한 멀티 입력 멀티 출력(MIMO) 전송 및 수신 기법들이 도 1과 함께 제공되는 전송 디바이스(101 또는 102)와 같은 전송 디바이스가 다수의 송수신기들 및 다수의 커플러들을 포함하는 경우 전송을 위해 채용될 수 있다.
파형들(1108 및 1110)의 도식적 표현들이 유도파(1108)가 커플러(1104) 상에서의 파형(1110)를 유도하거나 런칭하는 원리들을 도시하기 위해서만 제공된다는 점이 주목된다. 이러한 파형 전파의 결과로서 생성되는 실제 전계들 및 자계들은 채용되는 주파수들, 커플러(1104)의 설계, 와이어(1102)의 치수들 및 조성뿐만 아니라, 와이어(702)의 표면 특성들, 존재한다면, 와이어(702)의 절연물, 주변 환경의 전자기 특성들 등에 따라 달라질 수 있다.
이제 도 12를 참조하면, 중계기 시스템의 일 예시적인, 비제한적인 실시예를 도시하는 블록도(1200)가 도시된다. 특히, 중계기 디바이스(1210)는 도 1과 함께 제공되는 전송 디바이스(101 또는 102)와 같은 전송 디바이스에서의 사용을 위해 제공된다. 이러한 시스템에서, 2개의 커플러들(1204 및 1214)은 와이어(1202)를 따라 전파하는 유도파들(1205)이 파형(1206)으로서(예를 들어, 유도파로서) 커플러(1204)에 의해 추출되고, 그 다음 중계기 디바이스(1210)에 의해 승압되거나 중계되고 파형(1216)으로서(예를 들어, 유도파로서) 커플러(1214) 쪽으로 런칭되도록 와이어(1202) 또는 다른 전송 매체 근처에 배치될 수 있다. 파형(1216)은 그 다음 와이어(1202) 상에서 런칭되고 유도파(1217)로서 와이어(1202)를 따라 계속해서 전파할 수 있다. 일 실시예에서, 중계기 디바이스(1210)는 예를 들어, 와이어(1202)가 전력선이거나 전력 전달 전도체를 포함할 때, 와이어(1202)와의 자기 결합을 통해 승압하거나 중계하기 위해 활용되는 전력의 적어도 일부를 수신할 수 있다. 커플러들(1204 및 1214)이 스터브 커플러들로서 예시되지만, 원호 커플러, 안테나 또는 혼 커플러, 자기 커플러 등을 포함하는 본원에 설명하는 커플러 설계들 중 임의의 다른 것이 마찬가지로 사용될 수 있다는 점이 주목되어야 한다.
일부 실시예들에서, 중계기 디바이스(1210)는 파형(1206)과 연관된 전송 신호를 중계할 수 있고, 다른 실시예들에서, 중계기 디바이스(1210)는 통신 신호들(110 또는 112)로서 다른 네트워크 및/또는 하나 이상의 다른 디바이스들로 이러한 데이터 또는 신호들을 공급하고/하거나 다른 네트워크 및/또는 하나 이상의 다른 디바이스들로부터 통신 신호들(110 또는 112)을 수신하기 위해 파형(1206)으로부터 데이터 또는 다른 신호들을 추출하고 수신된 통신 신호들(110 또는 112)을 내부에 내장했던 유도파(1216)를 런칭하는 통신 인터페이스(205)를 포함할 수 있다. 중계기 구성에서, 수신기 도파관(1208)은 커플러(1204)로부터 파형(1206)을 수신할 수 있고 전송기 도파관(1212)은 유도파(1217)로서 커플러(1214) 쪽으로 유도파(1216)를 런칭할 수 있다. 수신기 도파관(1208)과 전송기 도파관(1212) 사이에서, 유도파(1206)에 내장되는 신호 및/또는 유도파(1216) 그 자체는 신호 손실 및 유도파 통신과 연관된 다른 비효율들을 교정하기 위해 증폭될 수 있거나 상기 신호는 내부에 포함되고 전송을 위해 재생성되는 데이터를 추출하기 위해 수신되고 처리될 수 있다. 일 실시예에서, 수신기 도파관(1208)은 신호로부터 데이터를 추출하고, 예를 들어, 오류 정정 코드들을 활용하여 데이터 오류들을 정정하기 위해 데이터를 처리하고, 정정된 데이터로 업데이트된 신호를 재생성하도록 구성될 수 있다. 전송기 도파관(1212)은 그 다음 내부에 내장되는 업데이트된 신호를 갖는 유도파(1216)를 전송할 수 있다. 일 실시예에서, 유도파(1206)에 내장되는 신호는 통신 신호들(110 또는 112)로서 통신 인터페이스(205)를 통하여 다른 네트워크 및/또는 하나 이상의 다른 디바이스들과의 통신을 위해 전송 신호로부터 추출되고 처리될 수 있다. 마찬가지로, 통신 인터페이스(205)에 의해 수신되는 통신 신호들(110 또는 112)은 전송기 도파관(1212)에 의해 커플러(1214) 쪽으로 생성되고 런칭되는 유도파(1216)의 전송 신호로 삽입될 수 있다.
도 12가 각각 좌측으로부터 진입하고 우측으로 퇴거하는 유도파 전송 신호들(1206 및 1216)을 도시하지만, 이는 단지 단순화이고 제한하는 것으로 의도되지 않는다는 점이 주목된다. 다른 실시예들에서, 수신기 도파관(1208) 및 전송기 도파관(1212)은 각각 전송기들 및 수신기들로서 기능할 수도 있어, 중계기 디바이스(1210)가 양방향인 것을 가능하게 한다.
일 실시예에서, 중계기 디바이스(1210)는 와이어(1202) 또는 다른 전송 매체 상에 불연속점들 또는 장애물들이 있는 위치들에 배치될 수 있다. 와이어(1202)가 전력선인 경우에, 이러한 장애물들은 변압기, 접속부, 전신주 및 다른 이러한 전력선 디바이스를 포함할 수 있다. 중계기 디바이스(1210)는 유도(예를 들어, 표면) 파형들이 라인 상의 이러한 장애물들을 넘어가고 동시에 전송 전력을 승압시키는 것을 도울 수 있다. 다른 실시예들에서, 커플러가 중계기 디바이스의 사용 없이 장애물을 넘어가는데 사용될 수 있다. 그러한 실시예에서, 커플러의 단부들 둘 다는 와이어에 묶여지거나 고정될 수 있으므로, 장애물에 의해 차단되지 않고 이동할 유도파에 대한 경로를 제공한다.
이제 도 13을 참조하면, 본원에 설명하는 다양한 양태들에 따른 양방향 중계기의 일 예시적인, 비제한적인 실시예의 블록도(1300)가 도시된다. 특히, 양방향 중계기 디바이스(1306)는 도 1과 함께 제공되는 전송 디바이스(101 또는 102)와 같은 전송 디바이스에서의 사용을 위해 제공된다. 커플러들이 스터브 커플러들로서 예시되지만, 원호 커플러, 안테나 또는 혼 커플러, 자기 커플러 등을 포함하는 본원에 설명하는 커플러 설계들 중 임의의 다른 것이 마찬가지로 사용될 수 있다는 점이 주목되어야 한다. 양방향 중계기(1306)는 2개 이상의 와이어들 또는 다른 전송 매체가 존재하는 경우에 다이버시티 경로들을 채용할 수 있다. 유도파 전송들이 절연된 와이어, 비절연된 와이어 또는 다른 타입들의 전송 매체와 같은 상이한 타입들의 전송 매체에 대해 상이한 전송 효율들 및 결합 효율들을 갖고, 게다가 요소들에 노출되면, 기후 및 다른 대기 조건들에 의해 영향을 받을 수 있으므로, 특정 시간들에서 상이한 전송 매체 상에서 선택적으로 전송하는 것은 유리할 수 있다. 다양한 실시예들에서, 다양한 전송 매체는 지정이 다른 것보다 하나의 전송 매체의 우선권을 나타내든 아니든, 1차, 2차, 3차 등으로서 지정될 수 있다.
도시된 실시예에서, 전송 매체는 (각각 와이어들(1302 및 1304)로 본원에 지칭되는) 절연되거나 비절연된 와이어(1302) 및 절연되거나 비절연된 와이어(1304)를 포함한다. 중계기 디바이스(1306)는 와이어(1302)를 따라 이동하는 유도파를 수신하기 위해 수신기 커플러(1308)를 사용하고 와이어(1304)를 따른 유도파로서 전송기 도파관(1310)을 사용하여 전송을 중계한다. 다른 실시예들에서, 중계기 디바이스(1306)는 와이어(1304)에서 와이어(1302)로 스위칭할 수 있거나, 동일한 경로들을 따라 전송들을 중계할 수 있다. 중계기 디바이스(1306)는 센서들을 포함하거나, 전송에 영향을 줄 수 있는 조건들을 나타내는 센서들 (또는 도 16a에 도시된 네트워크 관리 시스템(1601))과 통신할 수 있다. 센서들로부터 수신되는 피드백에 기초하여, 중계기 디바이스(1306)는 동일한 와이어를 따라 전송을 유지할지, 아니면 다른 와이어로 전송을 옮길지 여부에 대한 판단을 행할 수 있다.
이제 도 14를 참조하면, 양방향 중계기 시스템의 일 예시적인, 비제한적인 실시예를 도시하는 블록도(1400)가 도시된다. 특히, 양방향 중계기 시스템은 도 1과 함께 제공되는 전송 디바이스(101 또는 102)와 같은 전송 디바이스에서의 사용을 위해 제공된다. 양방향 중계기 시스템은 분산형 안테나 시스템 또는 귀로 시스템에 위치되는 다른 결합 디바이스들로부터의 전송 신호들을 수신하고 송신하는 도파관 결합 디바이스들(1402 및 1404)을 포함한다.
다양한 실시예들에서, 도파관 결합 디바이스(1402)는 다른 도파관 결합 디바이스로부터 전송 신호를 수신할 수 있으며, 전송 신호는 복수의 부반송파들을 갖는다. 다이플렉서(1406)는 다른 전송 신호들로부터 전송 신호를 분리시키고, 전송 신호를 저잡음 증폭기("LNA")(1408)로 지향시킬 수 있다. 주파수 믹서(1428)는 국부 발진기(1412)로부터의 도움으로, (일부 실시예들에서 밀리미터파 대역 또는 대략 38 ㎓로 있는) 전송 신호를 분산형 안테나 시스템에 대한 셀룰러 대역(약 1.9 ㎓), 본래 주파수 또는 귀로 시스템에 대한 다른 주파수와 같은 더 낮은 주파수로 하향 편이시킬 수 있다. 추출기 (또는 디멀티플렉서)(1432)는 부반송파에서의 신호를 추출하고 통신 인터페이스(205)에의 결합을 위한 전력 증폭기(1424)에 의한 선택적 증폭, 버퍼링 또는 격리를 위해 출력 구성요소(1422)로 신호를 지향시킬 수 있다. 통신 인터페이스(205)는 전력 증폭기(1424)로부터 수신되는 신호들을 추가로 처리하거나 이러한 신호들을 무선 또는 유선 인터페이스를 통해 기지국, 모바일 디바이스들, 빌딩 등과 같은 다른 디바이스들로 전송할 수 있다. 이러한 위치에서 추출되지 않은 신호들의 경우, 추출기(1432)는 상기 신호들을 다른 주파수 믹서(1436)로 재지향시킬 수 있으며, 상기 신호들은 국부 발진기(1414)에 의해 생성되는 반송파를 변조하는데 사용된다. 반송파는 그것의 부반송파들과 함께, 전력 증폭기("PA")(1416)로 지향되고 다이플렉서(1420)를 통하여 도파관 결합 디바이스(1404)에 의해 다른 시스템으로 재전송된다.
LNA(1426)는 통신 인터페이스(205)에 의해 수신되는 신호들을 증폭시키거나, 버퍼링하거나, 격리시키는데 사용되고 그 다음 도파관 결합 디바이스(1404)로부터 수신되었던 신호들과 상기 신호를 병합시키는 멀티플렉서(1434)로 상기 신호를 송신할 수 있다. 결합 디바이스(1404)로부터 수신되는 신호들은 다이플렉서(1420)에 의해 분할되었고, 그 다음 LNA(1418)를 통해 통과되었고, 주파수 믹서(1438)에 의해 주파수가 하향 편이되었다. 신호들이 멀티플렉서(1434)에 의해 결합될 때, 신호들은 주파수 믹서(1430)에 의해 주파수가 상향 편이되고, 그 다음 PA(1410)에 의해 승압되고, 도파관 결합 디바이스(1402)에 의해 다른 시스템으로 전송된다. 일 실시예에서, 양방향 중계기 시스템은 출력 디바이스(1422) 없이 중계기만일 수 있다. 이러한 실시예에서, 멀티플렉서(1434)는 활용되지 않을 것이고 LNA(1418)로부터의 신호들은 상술한 바와 같은 믹서(1430)로 지향될 것이다. 일부 실시예들에서, 양방향 중계기 시스템이 2개의 별개이고 별도의 단방향 중계기들을 사용하여 구현될 수도 있다는 점이 이해될 것이다. 대안적인 실시예에서, 양방향 중계기 시스템은 승압기이거나 하향 편이 및 상향 편이 없이 재전송들을 수행할 수도 있다. 실제로 예시적 실시예에서, 재전송들은 신호 또는 유도파를 수신하고, 신호 또는 유도파의 재전송 이전에 일부 신호 또는 유도파 프로세싱 또는 재형상화, 필터링, 및/또는 증폭을 수행하는 것에 기초할 수 있다.
이제 도 15을 참조하면, 유도파 통신 시스템의 일 예시적인, 비제한적인 실시예를 도시하는 블록도(1500)가 도시된다. 이러한 도면은 도 1과 함께 제공되는 유도파 통신 시스템과 같은 유도파 통신 시스템이 사용될 수 있는 예시적인 환경을 도시한다.
부가 기지국 디바이스들에 네트워크 접속을 제공하기 위해, 통신 셀들(예를 들어, 마이크로셀들 및 매크로셀들)을 코어 네트워크의 네트워크 디바이스들에 링크하는 귀로 네트워크가 대응하여 확장된다. 마찬가지로, 분산형 안테나 시스템에 네트워크 접속을 제공하기 위해, 기지국 디바이스들 및 기지국 디바이스들의 분산형 안테나들을 링크하는 연장된 통신 시스템이 바람직하다. 도 15에 도시된 것과 같은 유도파 통신 시스템(1500)이 대안적이거나, 증가되거나, 부가적인 네트워크 접속을 가능하게 하도록 제공될 수 있고, 단선식 전송선(예를 들어, 송전선)으로서 동작하고, 도파관으로서 사용될 수 있고/있거나 전자파의 전송을 유도하도록 동작하는 도파관 결합 시스템이 와이어와 같은 전송 매체 상에서 유도파(예를 들어, 표면파) 통신을 전송하고/하거나 수신하도록 제공될 수 있다.
유도파 통신 시스템(1500)은 중앙 교환국(1501) 및/또는 매크로셀 사이트(1502)에 통신적 결합되는 하나 이상의 기지국 디바이스들(예를 들어, 기지국 디바이스(1504))을 포함하는 분배 시스템(1550)의 제1 사례를 포함할 수 있다. 기지국 디바이스(1504)는 매크로셀 사이트(1502) 및 중앙 교환국(1501)에 유선(예를 들어, 파이버 및/또는 케이블), 또는 무선(예를 들어, 마이크로파 무선) 접속에 의해 접속될 수 있다. 분배 시스템(1560)의 제2 사례는 모바일 디바이스(1522) 그리고 (시설들(1542)로 본원에 지칭되는) 주택지 및/또는 상업 시설들(1542)에 무선 음성 및 데이터 서비스들을 제공하는데 사용될 수 있다. 시스템(1500)은 도 15에 도시된 바와 같이 모바일 디바이스들(1522 내지 1524) 및 시설들(1542)에 음성 및/또는 데이터 서비스들을 제공하는 분배 시스템들(1550 및 1560)의 부가 사례들을 가질 수 있다.
매크로셀 사이트(1502)와 같은 매크로셀들은 모바일 네트워크 및 기지국 디바이스(1504)에의 전용 접속들을 가질 수 있거나, 다른 접속을 공유하고/하거나 달리 이용할 수 있다. 중앙 교환국(1501)은 매체 콘텐트를 분배하고/하거나 모바일 디바이스들(1522 내지 1524) 및 시설들(1542)에 인터넷 서비스 제공자(ISP) 서비스들을 제공하는데 사용될 수 있다. 중앙 교환국(1501)은 (하나가 도 15에 도시되는) 위성들(1530)의 무리 또는 다른 콘텐트의 소스들로부터 매체 콘텐트를 수신하고, 분배 시스템(1550 및 1560)의 제1 및 제2 사례들을 통하여 모바일 디바이스들(1522 내지 1524) 및 시설들(1542)에 이러한 콘텐트를 분배할 수 있다. 중앙 교환국(1501)은 모바일 디바이스들(1522 내지 1524) 및 시설들(1542)에 인터넷 데이터 서비스들을 제공하기 위해 인터넷(1503)에 통신적 결합될 수도 있다.
기지국 디바이스(1504)는 전신주(1516) 상에 장착되거나 이것에 부착될 수 있다. 다른 실시예들에서, 기지국 디바이스(1504)는 변압기들 근처 그리고/또는 전력선 인근에 위치되는 다른 위치들에 있을 수 있다. 기지국 디바이스(1504)는 모바일 디바이스들(1522 및 1524)에 대한 모바일 네트워크에의 접속을 용이하게 할 수 있다. 각각 전신주들(1518 및 1520) 상에 또는 이것들 근처에 장착되는 안테나들(1512 및 1514)은 기지국 디바이스(1504)로부터 신호들을 수신하고 안테나들(1512 및 1514)이 기지국 디바이스(1504)에 또는 이것 근처에 위치되었던 경우보다 훨씬 더 넓은 영역에 걸쳐 모바일 디바이스들(1522 및 1524)로 그러한 신호들을 전송할 수 있다.
도 15가 단순함의 목적으로 하나의 기지국 디바이스를 갖는 분배 시스템들(1550 및 1560)의 각각의 사례에서 3개의 전신주들을 표시한다는 점이 주목된다. 다른 실시예들에서, 전신주(1516)는 더 많은 기지국 디바이스들, 그리고 분산형 안테나들 및/또는 시설들(1542)에의 테더링된 접속들을 갖는 더 많은 전신주들을 가질 수 있다.
도 1과 함께 제공되는 전송 디바이스(101 또는 102)와 같은 전송 디바이스(1506)는 기지국 디바이스(1504)로부터 전신주들(1516, 1518 및 1520)을 접속시키는 송전선 또는 전력선(들)을 통하여 안테나들(1512 및 1514)로 신호를 전송할 수 있다. 신호를 전송하기 위해, 무선 소스 및/또는 전송 디바이스(1506)는 기지국 디바이스(1504)로부터의 신호를 (예를 들어, 주파수 믹싱을 통하여) 상향 변환하거나 기지국 디바이스(1504)로부터의 신호를 마이크로파 대역 신호로 변환하고 전송 디바이스(1506)는 이전 실시예들에 설명하는 바와 같이 송전선 또는 다른 와이어를 따라 이동하는 유도파로서 전파하는 마이크로파 대역 파형을 런칭한다. 전신주(1518)에서, 다른 전송 디바이스(1508)는 유도파를 수신하고 (그리고 선택적으로 필요하거나 원하는 바에 따라 유도파를 증폭시키거나 유도파를 수신하고 유도파를 재생성하기 위해 중계기로서 동작할 수 있고) 유도파를 송전선 또는 다른 와이어 상의 유도파로서 전방향으로 송신한다. 전송 디바이스(1508)는 마이크로파 대역 유도파로부터 신호를 추출하고 신호를 주파수가 낮게 편이시키거나 신호의 본래 셀룰러 대역 주파수(예를 들어, 1.9 ㎓ 또는 다른 정의된 셀룰러 주파수) 또는 다른 셀룰러 (또는 비셀룰러) 대역 주파수로 신호를 변환할 수도 있다. 안테나(1512)는 하향 편이된 신호를 모바일 디바이스(1522)로 무선 전송할 수 있다. 과정은 필요하거나 바람직한 바에 따라, 전송 디바이스(1510), 안테나(1514) 및 모바일 디바이스(1524)에 의해 반복될 수 있다.
모바일 디바이스들(1522 및 1524)로부터의 전송 신호들은 각각 안테나들(1512 및 1514)에 의해 수신될 수도 있다. 전송 디바이스들(1508 및 1510)은 셀룰러 대역 신호들을 상향 편이시키거나 마이크로파 대역으로 변환하고 유도파(예를 들어, 표면파 또는 다른 전자파) 전송 신호들로서 신호들을 전력선(들)을 통해 기지국 디바이스(1504)로 전송할 수 있다.
중앙 교환국(1501)에 의해 수신되는 매체 콘텐트는 모바일 디바이스들(1522) 및 시설들(1542)에의 분배를 위해 기지국 디바이스(1504)를 통하여 제2 사례의 분배 시스템(1560)에 공급될 수 있다. 전송 디바이스(1510)는 하나 이상의 유선 접속들 또는 무선 인터페이스에 의해 시설들(1542)에 테더링될 수 있다. 하나 이상의 유선 접속들은 전력선, 동축 케이블, 파이버 케이블, 트위스티드 페어 케이블, 유도파 전송 매체 또는 매체 콘텐트의 분배를 위한 그리고/또는 인터넷 서비스들을 제공하기 위한 다른 적절한 유선 매체들을 제한 없이 포함할 수 있다. 일 예시적 실시예에서, 전송 디바이스(1510)로부터의 유선 접속들은 하나 이상의 대응하는 서비스 영역 인터페이스들(SAIs - 미도시) 또는 페데스탈들에 위치되는 하나 이상의 매우 높은 비트 전송률 디지털 가입자 회선(VDSL) 모뎀들에 통신적 결합될 수 있으며, 각각의 SAI 또는 페데스탈은 시설들(1542)의 일부에 서비스들을 제공한다. VDSL 모뎀들은 매체 콘텐트를 선택적으로 분배하고/하거나 시설들(1542)에 위치되는 게이트웨이들(미도시)에 인터넷 서비스들을 제공하는데 사용될 수 있다. SAI들 또는 페데스탈들은 전력선, 동축 케이블, 파이버 케이블, 트위스티드 페어 케이블, 유도파 전송 매체 또는 다른 적절한 유선 매체들과 같은 유선 매체를 통해 시설들(1542)에 통신적 결합될 수도 있다. 다른 예시적 실시예들에서, 전송 디바이스(1510)는 SAI들 또는 페데스탈들과 같은 중간 인터페이스들 없이 시설들(1542)에 직접 통신적 결합될 수 있다.
다른 예시적인 실시예에서, 시스템(1500)은 2 개 이상의 송전선들 또는 다른 와이어들이 전신주들(1516, 1518, 1520)(예컨대 예를 들어, 전신주들(1516 및 1520) 사이의 2 개 이상의 와이어들) 사이에 연결되는 다이버시티 경로들을 채용할 수 있고, 기지국/매크로셀 사이트(1502)으로부터의 여분의 전송들은 송전선들 또는 다른 와이어들의 표면 아래로 유도파들로서 전송된다. 송전선들 또는 다른 와이어들은 절연 또는 비절연일 수 있으며, 전송 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(1500)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.
도 15의 전송 디바이스들(1506, 1508 및 1510)의 사용은 예로서만이고, 다른 실시예들에서, 다른 사용들이 가능하다는 점이 주목된다. 예를 들어, 전송 디바이스들은 기지국 디바이스들에 네트워크 접속을 제공하는 귀로 통신 시스템에 사용될 수 있다. 전송 디바이스들(1506, 1508 및 1510)은 절연되든 절연되지 않든 와이어를 통해 유도파 통신을 전송하는 것이 바람직한 많은 상황들에서 사용될 수 있다. 전송 디바이스들(1506, 1508 및 1510)은 높은 전압들을 전할 수 있는 와이어들과의 무접촉 또는 제한된 물리적이고/이거나 전기적 접촉으로 인한 다른 결합 디바이스들을 능가하는 개선들이다. 전송 디바이스는 유전체가 절연체로서의 역할을 함에 따라, 전송 디바이스가 전기적으로 와이어와 접촉하지 않는 한은, 와이어로부터 떨어져 위치되고/되거나(예를 들어, 와이어로부터 떨어져 이격되고/되거나) 와이어상에 위치될 수 있어, 저렴하고/하거나, 용이하고/하거나, 덜 복잡한 설치를 가능하게 한다. 그러나, 이전에 주의된 바와 같이 전도성 또는 비유전체 커플러들이 예를 들어, 구성들에서 채용될 수 있고, 여기서 와이어들은 전화 네트워크, 케이블 텔레비전 네트워크, 광대역 데이터 서비스, 광섬유 통신 시스템 또는 저전압을 채용하거나 절연된 전송선을 갖는 다른 네트워크에 대응한다.
기지국 디바이스(1504) 및 매크로셀 사이트(1502)가 일 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 16a 및 도 16b를 참조하면, 전력 그리드 통신 시스템을 관리하는 시스템의 일 예시적인, 비제한적인 실시예를 도시하는 블록도들이 도시된다. 도 16a를 고려하면, 도파관 시스템(1602)은 도 15와 함께 제공되는 시스템과 같은 유도파 통신 시스템에서의 사용을 위해 제공된다. 도파관 시스템(1602)은 센서들(1604), 전력 관리 시스템(1605), 적어도 하나의 통신 인터페이스(205)를 포함하는 전송 디바이스(101 또는 102), 송수신기(210) 및 커플러(220)를 포함할 수 있다.
도파관 시스템(1602)은 본 논제 발명에 설명하는 실시예들에 따라 유도파 통신을 용이하게 하기 위해 전력선(1610)에 결합될 수 있다. 일 예시적 실시예에서, 전송 디바이스(101 또는 102)는 본 논제 발명에 설명하는 바와 같이 전력선(1610)의 표면을 따라 종으로 전파하는 전력선(1610)의 표면 상의 전자파들을 유도하는 커플러(220)를 포함한다. 전송 디바이스(101 또는 102)는 도 12 및 도 13에 도시된 바와 같이 동일한 전력선(1610) 상에서 전자파들을 재전송하거나 전력선들(1610) 사이에서 전자파들을 라우팅하는 중계기로서의 역할을 할 수도 있다.
전송 디바이스(101 또는 102)는 전력선(1610)의 표면을 따라 전파하는 대응하는 유도 전자파들을 유도하도록 커플러를 따라 전파하는 반송 주파수로 동작하거나, 이것을 나타내거나, 이것과 연관된 전자파들로 본래 주파수 범위에서 동작하는 신호를 예를 들어, 상향 변환하도록 구성되는 송수신기(210)를 포함한다. 반송 주파수는 전자파들의 대역폭을 한정하는 상부 및 하부 컷 오프 주파수들을 갖는 중심 주파수에 의해 나타내어질 수 있다. 전력선(1610)은 전도 표면 또는 절연된 표면을 갖는 와이어(예를 들어, 단선 또는 다연선)일 수 있다. 송수신기(210)는 커플러(220)로부터 신호들을 수신하고 반송 주파수로 동작하는 전자파들을 전자파들의 본래 주파수에서의 신호들로 하향 변환할 수도 있다.
상향 변환을 위해 전송 디바이스(101 또는 102)의 통신 인터페이스(205)에 의해 수신되는 신호들은 통신 인터페이스(205)의 유선 또는 무선 인터페이스를 통한 중앙 교환국(1611), 통신 인터페이스(205)의 유선 또는 무선 인터페이스를 통한 기지국(1614)에 의해 공급되는 신호들, 통신 인터페이스(205)의 유선 또는 무선 인터페이스를 통한 전달을 위해 기지국(1614)으로 모바일 디바이스들(1620)에 의해 전송되는 무선 신호들, 통신 인터페이스(205)의 유선 또는 무선 인터페이스를 통해 빌딩 내 통신 디바이스들(1618)에 의해 공급되는 신호들, 그리고/또는 통신 인터페이스(205)의 무선 통신 범위에서 로밍하는 모바일 디바이스들(1612)에 의해 통신 인터페이스(205)에 공급되는 무선 신호들을 제한 없이 포함할 수 있다. 도파관 시스템(1602)이 도 12 및 도 13에 도시된 것과 같은 중계기로서의 기능을 하는 실시예들에서, 통신 인터페이스(205)는 도파관 시스템(1602)에 포함될 수 있거나 포함되지 않을 수 있다.
전력선(1610)의 표면을 따라 전파하는 전자파들은 데이터 페이로드를 포함하고 (하나 이상의 수신지 도파관 시스템들(1602)을 식별하는 헤더 정보과 같은) 네트워킹 정보를 더 포함하는 데이터의 패킷들 또는 프레임들을 포함하도록 변조되고 형식화될 수 있다. 네트워킹 정보는 도파관 시스템(1602), 또는 중앙 교환국(1611), 기지국(1614), 모바일 디바이스들(1620) 또는 빌딩 내 디바이스들(1618)과 같은 발원 디바이스, 또는 이들의 조합에 의해 제공될 수 있다. 게다가, 변조된 전자파들은 신호 장애를 완화시키는 오류 정정 데이터를 포함할 수 있다. 네트워킹 정보 및 오류 정정 데이터는 수신지 도파관 시스템(1602)으로 지향되는 전송 신호들을 검출하고, 수신지 도파관 시스템(1602)에 통신적 결합되는 수취자 통신 디바이스들로 지향되는 음성 및/또는 데이터 신호들을 포함하는 오류 정정 데이터 전송 신호들로 하향 변환하고 처리하기 위해 수신지 도파관 시스템(1602)에 의해 사용될 수 있다.
이제 도파관 시스템(1602)의 센서들(1604)을 참조하면, 센서들(1604)은 온도 센서(1604a), 장애 검출 센서(1604b), 에너지 손실 센서(1604c), 잡음 센서(1604d), 진동 센서(1604e), 환경(예를 들어, 기후) 센서(1604f) 및/또는 이미지 센서(1604g) 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 온도 센서(1604a)는 주변 온도, 전송 디바이스(101 또는 102)의 온도, 전력선(1610)의 온도, (예를 들어, 전송 디바이스(101 또는 102 및 1610) 등 사이의 설정치 또는 기준점과 비교하여) 온도차들 또는 이들의 임의의 조합을 측정하는데 사용될 수 있다. 일 실시예에서, 온도 메트릭들은 기지국(1614)을 통하여 네트워크 관리 시스템(1601)으로 주기적으로 수집되고 보고될 수 있다.
장애 검출 센서(1604b)는 전력선(1610) 상의 전자파들의 전파를 방해할 수 있는 하류 장애의 존재를 나타낼 수 있는 신호 반사들과 같은 장애들을 검출하기 위해 전력선(1610) 상에서 측정을 수행할 수 있다. 신호 반사는 전송 디바이스(101 또는 102)로부터 하류에 위치되는 전력선(1610)에서의 장애로부터 다시 전송 디바이스(101 또는 102)로 전체적으로 또는 부분적으로 반사되는 전송 디바이스(101 또는 102)에 의한 예를 들어, 전력선(1610) 상에서 전송되는 전자파에 기인하는 왜곡을 나타낼 수 있다.
신호 반사들은 전력선(1610) 상의 방해물들에 의해 야기될 수 있다. 예를 들어, 나뭇가지는 나뭇가지가 전력선(1610) 상에 놓여 있거나, 전력선(1610)에 아주 근접할 때, 코로나 방전을 야기할 수 있는 전자파 반사들을 야기할 수 있다. 전자파 반사들을 야기할 수 있는 다른 방해물들은 전력선(1610) 상에 얽혀 있었던 물체(예를 들어, 의류, 구두끈으로 전력선(1610) 주변에 감겨지는 구두 등), 전력선(1610) 상의 부식된 축적 또는 얼음 축적을 제한 없이 포함할 수 있다. 전력 그리드 구성요소들은 전력선들(1610)의 표면 상의 전자파들의 전파를 지연시키거나 방해할 수도 있다. 신호 반사들을 야기할 수 있는 전력 그리드 구성요소들의 예시들은 변압기 및 꼬여 이어진 전력선들을 접속시키는 조인트를 제한 없이 포함한다. 전력선(1610) 상의 예리한 각이 전자파 반사들을 야기할 수도 있다.
장애 검출 센서(1604b)는 전력선(1610)의 하류 장애가 전송 신호들을 얼마나 많이 감쇠시키는지를 결정하기 위해 전자파 반사들의 규모들을 전송 디바이스(101 또는 102)에 의해 전송되는 본래 전자파들의 규모들과 비교하는 회로를 포함할 수 있다. 장애 검출 센서(1604b)는 반사파들 상의 스펙트럼 분석을 수행하는 스펙트럼 분석기 회로를 더 포함할 수 있다. 스펙트럼 분석기 회로에 의해 생성되는 스펙트럼 데이터는 패턴 인식, 전문가 시스템, 곡선 피팅, 정합 필터링 또는 다른 인공 지능, 분류 또는 비교 기법을 통하여 스펙트럼 프로파일들과 비교되어 예를 들어, 스펙트럼 데이터와 가장 근접하게 일치하는 스펙트럼 프로파일에 기초하여 장애의 타입을 식별할 수 있다. 스펙트럼 프로파일들은 장애 검출 센서(1604b)의 메모리에 저장될 수 있거나 장애 검출 센서(1604b)에 의해 원격으로 액세스 가능할 수 있다. 프로파일들은 장애 검출 센서(1604b)가 장애들을 국부적으로 식별하는 것을 가능하게 하도록 전력선들(1610)에서 접해질 수 있는 상이한 장애들을 모델링하는 스펙트럼 데이터를 포함할 수 있다. 장애의 식별은 인지된다면, 기지국(1614)을 통하여 네트워크 관리 시스템(1601)에 보고될 수 있다. 장애 검출 센서(1604b)는 전자파 반사에 대한 왕복 시간을 결정하도록 테스트 신호들로서 전자파들을 전송하기 위해 전송 디바이스(101 또는 102)를 활용할 수도 있다. 장애 검출 센서(1604b)에 의해 측정되는 왕복 시간은 반사가 일어나는 지점까지 전자파에 의해 이동되는 거리를 계산하는데 사용될 수 있으며, 이는 전송 디바이스(101 또는 102)로부터 전력선(1610) 상의 하류 장애까지의 거리를 장애 검출 센서(1604b)가 계산하는 것을 가능하게 한다.
계산되는 거리는 기지국(1614)을 통하여 네트워크 관리 시스템(1601)에 보고될 수 있다. 일 실시예에서, 네트워크 관리 시스템(1601)이 전력 그리드의 알려진 토폴로지에 기초하여 전력선(1610) 상의 장애의 위치를 결정하는데 사용할 수 있는 전력선(1610) 상의 도파관 시스템(1602)의 위치가 네트워크 관리 시스템(1601)에 알려질 수 있다. 다른 실시예에서, 도파관 시스템(1602)은 전력선(1610) 상의 장애의 위치의 결정을 돕기 위해 네트워크 관리 시스템(1601)에 도파관 시스템(1602)의 위치를 제공할 수 있다. 도파관 시스템(1602)의 위치는 도파관 시스템(1602)의 메모리에 저장되는 도파관 시스템(1602)의 미리 프로그래밍된 위치로부터 도파관 시스템(1602)에 의해 얻어질 수 있거나, 도파관 시스템(1602)은 도파관 시스템(1602)에 포함되는 GPS 수신기(미도시)를 사용하여 도파관 시스템(1602)의 위치를 결정할 수 있다.
전력 관리 시스템(1605)은 도파관 시스템(1602)의 앞서 언급한 구성요소들에 에너지를 제공한다. 전력 관리 시스템(1605)은 태양 전지들로부터, 또는 전력선(1610)에 결합되는 변압기(미도시)로부터, 또는 전력선(1610) 또는 다른 인근의 전력선에의 유도 결합에 의해 에너지를 받을 수 있다. 전력 관리 시스템(1605)은 도파관 시스템(1602)에 일시적 전력을 제공하는 백업 배터리 및/또는 슈퍼 커패시터 또는 다른 커패시터 회로를 포함할 수도 있다. 에너지 손실 센서(1604c)는 도파관 시스템(1602)이 전력 손실 조건을 가질 때 그리고/또는 일부 다른 오작동의 발생을 검출하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 에너지 손실 센서(1604c)는 결함 있는 태양 전지들로 인한 전력 손실, 태양 전지들이 오작동하게 하는 태양 전지들 상의 방해물, 전력선(1610) 상의 전력 손실이 있을 때, 그리고/또는 백업 전력 시스템이 백업 배터리의 만료, 또는 슈퍼 커패시터에서의 검출 가능한 결함으로 인해 오작동할 때를 검출할 수 있다. 오작동 및/또는 전력 손실이 발생할 때, 에너지 손실 센서(1604c)는 기지국(1614)을 통하여 네트워크 관리 시스템(1601)에 통지할 수 있다.
잡음 센서(1604d)는 전력선(1610) 상의 전자파들의 전송에 악영향을 줄 수 있는 전력선(1610) 상의 잡음을 측정하는데 사용될 수 있다. 잡음 센서(1604d)는 전력선(1610)의 표면 상의 변조된 전자파들의 수신을 방해할 수 있는 예상되지 않은 전자기 간섭, 잡음 파열들 또는 다른 장애들 소스들을 감지할 수 있다. 잡음 파열은 예를 들어, 코로나 방전 또는 다른 잡음 소스에 의해 야기될 수 있다. 잡음 센서(1604d)는 패턴 인식, 전문가 시스템, 곡선 피팅, 정합 필터링 또는 다른 인공 지능, 분류 또는 비교 기법을 통하여 잡음 프로파일들의 내부 데이터베이스 또는 잡음 프로파일들을 저장하는 원거리에 위치된 데이터베이스로부터 도파관 시스템(1602)에 의해 얻어지는 잡음 프로파일과 측정된 잡음을 비교할 수 있다. 상기 비교로부터, 잡음 센서(1604d)는 예를 들어, 측정된 잡음에 대한 가장 근접한 일치를 제공하는 잡음 프로파일에 기초하여 잡음 소스(예를 들어, 코로나 방전 또는 다른 것)를 식별할 수 있다. 잡음 센서(1604d)는 비트 오류율, 패킷 손실률, 지터, 패킷 재전송 요청들 등과 같은 전송 메트릭들을 측정함으로써 잡음이 전송들에 얼마나 영향을 주는지를 검출할 수도 있다. 잡음 센서(1604d)는 무엇보다도 잡음 소스들의 정체, 잡음 소스들의 발생 시간 및 전송 메트릭들을 기지국(1614)을 통하여 네트워크 관리 시스템(1601)에 보고할 수 있다.
진동 센서(1604e)는 전력선(1610) 상의 2차원 또는 3차원 진동들을 검출하는 가속도계들 및/또는 자이로스코프들을 포함할 수 있다. 진동들은 패턴 인식, 전문가 시스템, 곡선 피팅, 정합 필터링 또는 다른 인공 지능, 분류 또는 비교 기법을 통하여 도파관 시스템(1602)에 국부적으로 저장되거나, 원격 데이터베이스로부터 도파관 시스템(1602)에 의해 얻어질 수 있는 진동 프로파일들과 비교될 수 있다. 진동 프로파일들은 예를 들어, 측정된 진동들에 대한 가장 근접한 일치를 제공하는 진동 프로파일에 기초하여 예를 들어, 쓰러진 나무들을 바람 돌풍들과 구별하는데 사용될 수 있다. 이러한 분석의 결과들은 기지국(1614)을 통하여 네트워크 관리 시스템(1601)에 진동 센서(1604e)에 의해 보고될 수 있다.
환경 센서(1604f)는 무엇보다도 대기 압력, (온도 센서(1604a)에 의해 제공될 수 있는) 주변 온도, 바람 속도, 습도, 바람 방향 및 강우량을 측정하는 기압계를 포함할 수 있다. 환경 센서(1604f)는 패턴 인식, 전문가 시스템, 지식 기반 시스템 또는 다른 인공 지능, 분류 또는 다른 기후 모델링 및 예측 기법을 통하여 기후 조건들이 발생하기 전에 기후 조건들을 예측하기 위해 원시 정보를 수집하고 도파관 시스템(1602)의 메모리 또는 원격 데이터베이스로부터 얻어질 수 있는 환경 프로파일들과 이러한 정보를 비교함으로써 이러한 정보를 처리할 수 있다. 환경 센서(1604f)는 원시 데이터뿐만 아니라 원시 데이터의 분석을 네트워크 관리 시스템(1601)에 보고할 수 있다.
이미지 센서(1604g)는 도파관 시스템(1602)의 부근에서 이미지들을 캡처하는 디지털 카메라(예를 들어, 고체 촬상 소자 또는 CCD 이미저, 적외선 카메라 등)일 수 있다. 이미지 센서(1604g)는 다수의 관점들(예를 들어, 상단면, 하단면, 좌측면, 우측면 등)로부터 전력선(1610)을 점검하기 위해 카메라의 움직임(예를 들어, 실제 위치 또는 초점들/줌들)을 제어하는 전기 기계 메커니즘을 포함할 수 있다. 대안적으로, 이미지 센서(1604g)는 어떤 전기 기계 메커니즘도 다수의 관점들을 얻기 위해 필요하지 않도록 설계될 수 있다. 이미지 센서(1604g)에 의해 생성되는 이미징 데이터의 수집 및 회수는 네트워크 관리 시스템(1601)에 의해 제어될 수 있거나, 자체적으로 수집되고 이미지 센서(1604g)에 의해 네트워크 관리 시스템(1601)으로 보고될 수 있다.
전력선들(1610) (또는 임의의 다른 형태의 전자파들의 전송 매체) 상의 전자파 전송 신호들의 전파를 방해할 수 있는 장애들을 검출하고/하거나, 예측하고/하거나 완화시키기 위해 도파관 시스템(1602) 및/또는 전력선들(1610)과 연관된 텔레미터법 정보를 수집하는데 적절할 수 있는 다른 센서들이 도파관 시스템(1602)에 의해 활용될 수 있다.
이제 도 16b를 참조하면, 블록도(1650)는 본원에 설명하는 다양한 양태들에 따른 전력 그리드(1653) 및 내부에 내장되거나 전력 그리드(1653)와 연관된 통신 시스템(1655)을 관리하는 시스템의 일 예시적인, 비제한적인 실시예를 도시한다. 통신 시스템(1655)은 전력 그리드(1653)의 전력선들(1610)에 결합되는 복수의 도파관 시스템들(1602)을 포함한다. 통신 시스템(1655)에 사용되는 도파관 시스템들(1602) 중 적어도 일부는 기지국(1614) 및/또는 네트워크 관리 시스템(1601)과 직접적 통신할 수 있다. 기지국(1614) 또는 네트워크 관리 시스템(1601)에 직접 접속되지 않는 도파관 시스템들(1602)은 기지국(1614) 또는 네트워크 관리 시스템(1601)에 접속되는 다른 하류 도파관 시스템들(1602)을 통하여 기지국(1614) 또는 네트워크 관리 시스템(1601)과의 통신 세션들에 참여할 수 있다.
네트워크 관리 시스템(1601)은 전력 그리드(1653) 및 통신 시스템(1655) 각각과 연관된 상태 정보인, 각각의 엔티티를 제공하는 공익 기업(1652)의 장비 및 통신 서비스 제공자(1654)의 장비에 통신적 결합될 수 있다. 네트워크 관리 시스템(1601), 공익 기업(1652)의 장비 및 통신 서비스 제공자(1654)는 전력 그리드(1653) 및/또는 통신 시스템(1655)의 관리에서 상태 정보를 제공하고/하거나 공익 기업 직원(1656) 및/또는 통신 서비스 제공자 직원(1658)에게 지시하기 위해 공익 기업 직원(1656)에 의해 활용되는 통신 디바이스들 및/또는 통신 서비스 제공자 직원(1658)에 의해 활용되는 통신 디바이스들에 액세스할 수 있다.
도 17a는 도 16a 및 도 16b의 시스템들의 통신 네트워크에서 발생하는 장애들을 검출하고 완화시키는 방법(1700)의 일 예시적인, 비제한적인 실시예의 흐름도를 도시한다. 방법(1700)은 도파관 시스템(1602)이 전력선(1610)의 표면을 따라 이동하는 변조된 전자파들 또는 다른 타입의 전자파들에 삽입되거나, 이것들의 일부를 형성하는 메시지들을 전송하고 수신하는 단계(1702)로 시작될 수 있다. 메시지들은 통신 시스템(1655)에 통신적 결합되는 통신 디바이스들 사이에서 교환되는 음성 메시지들, 스트리밍 비디오 및/또는 다른 데이터/정보일 수 있다. 단계(1704)에서, 도파관 시스템(1602)의 센서들(1604)은 감지 데이터를 수집할 수 있다. 일 실시예에서, 감지 데이터는 단계(1702)에서의 메시지들의 전송 및/또는 수취 전에, 동안에 또는 후에 단계(1704)에서 수집될 수 있다. 단계(1706)에서, 도파관 시스템(1602) (또는 센서들(1604) 그것들 자체)는 도파관 시스템(1602)에서 비롯되거나(예를 들어, 이것에 의해 전송되거나) 이것에 의해 수신되는 통신에 영향을 줄 수 있는 통신 시스템(1655)에서의 실제이거나 예측된 장애의 발생을 감지 데이터로부터 결정할 수 있다. 도파관 시스템(1602) (또는 센서들(1604))은 이러한 결정을 행하기 위해 온도 데이터, 신호 반사 데이터, 에너지 손실 데이터, 잡음 데이터, 진동 데이터, 환경 데이터 또는 이들의 임의의 조합을 처리할 수 있다. 도파관 시스템(1602) (또는 센서들(1604))은 장애의 소스 및/또는 통신 시스템(1655)에서의 장애의 소스의 위치를 검출하거나, 식별하거나, 추정하거나, 예측할 수도 있다. 장애가 단계(1708)에서 검출되지도/식별되지도 않고 예측되지도/추정되지도 않으면, 도파관 시스템(1602)은 전력선(1610)의 표면을 따라 이동하는 변조된 전자파들에 삽입되거나, 이것들의 일부를 형성하는 메시지들을 계속해서 전송하고 수신하는 단계(1702)로 진행할 수 있다.
단계(1708)에서, 장애가 검출되거나/식별되거나 일어나는 것으로 예측되면/추정되면, 도파관 시스템(1602)은 통신 시스템(1655)에서의 메시지들의 전송 또는 수신에 장애가 악영향을 줄 수 있는지 여부(또는 대안적으로, 악영향을 줄 것 같거나 악영향을 줄 수 있는 정도인지 여부)를 판단하는 단계(1710)로 진행한다. 일 실시예에서, 지속 기간 임계치 및 발생 빈도 임계치가 통신 시스템(1655)에서의 통신에 장애가 악영향을 줄 때를 결정하기 위해 단계(1710)에서 사용될 수 있다. 예시만의 목적으로, 지속 기간 임계치가 500 ㎳로 설정되는 반면에, 발생 빈도 임계치가 10 초의 관측 기간에서 발생하는 5개의 장애들로 설정된다고 가정한다. 따라서, 500 ㎳보다 더 큰 지속 기간을 갖는 장애는 지속 기간 임계치를 트리거할 것이다. 게다가, 10 초 시간 간격에서 5번보다 더 많이 발생하는 임의의 장애는 발생 빈도 임계치를 트리거할 것이다.
일 실시예에서, 장애는 지속 기간 임계치만이 초과될 때, 통신 시스템들(1655)에서의 신호 무결성에 악영향을 주는 것으로 고려될 수 있다. 다른 실시예에서, 장애는 지속 기간 임계치 및 발생 빈도 임계치 둘 다가 초과될 때, 통신 시스템들(1655)에서의 신호 무결성에 악영향을 주는 것으로 고려될 수 있다. 따라서, 후자 실시예는 통신 시스템(1655)에서의 신호 무결성에 악영향을 주는 장애들을 구분하는 전자 실시예보다 더 조심스럽다. 많은 다른 알고리즘들 및 연관된 파라미터들 및 임계치들이 예시적 실시예들에 따라 단계(1710)에 대해 활용될 수 있다는 점이 이해될 것이다.
다시 방법(1700)을 참조하면, 단계(1710)에서, 단계(1708)에서 검출된 장애가 악영향을 받는 통신에 대한 조건을 충족시키지 않으면(예를 들어, 지속 기간 임계치도 발생 빈도 임계치도 초과하지 않으면), 도파관 시스템(1602)은 단계(1702)로 진행하고 메시지들을 처리하는 것을 계속할 수 있다. 예를 들어, 단계(1708)에서 검출되는 장애가 10 초 기간에서의 단일 발생으로 1 밀리초의 지속 기간을 가지면, 그 때 어떤 임계치도 초과되지 않을 것이다. 따라서, 이러한 장애는 통신 시스템(1655)에서의 신호 무결성에 대한 명목상의 영향을 갖는 것으로 고려될 수 있고 따라서, 완화를 필요로 하는 장애로서 플래깅되지 않을 것이다. 플래깅되지 않더라도, 장애의 발생, 장애의 발생 시간, 장애의 발생 빈도, 스펙트럼 데이터 및/또는 다른 유용한 정보가 모니터링을 위한 텔레미터법 데이터로서 네트워크 관리 시스템(1601)에 보고될 수 있다.
다시 단계(1710)를 참조하면, 다른 한편으로, 장애가 악영향을 받는 통신에 대한 조건을 만족시키면(예를 들어, 임계치들 중 어느 하나 또는 둘 다를 초과하면), 도파관 시스템(1602)은 단계(1712)로 진행하고 상기 사건을 네트워크 관리 시스템(1601)에 보고할 수 있다. 보고는 센서들(1604)에 의해 수집되는 원시 감지 데이터, 인지된다면, 도파관 시스템(1602)에 의한 장애의 설명, 장애의 발생 시간, 장애의 발생 빈도, 장애와 연관된 위치, 비트 오류율, 패킷 손실률, 재전송 요청들, 지터, 레이턴시와 같은 파라미터 판독들 등을 포함할 수 있다. 장애가 도파관 시스템(1602)의 하나 이상의 센서들에 의한 예측에 기초하면, 보고는 예측이 도파관 시스템(1602)의 센서들(1604)에 의해 수집되는 이력적 감지 데이터에 기초할 때, 예상되는 장애의 타입, 그리고 예측 가능하다면, 장애의 예상된 발생 시간, 및 예측된 장애의 예상된 발생 빈도를 포함할 수 있다.
단계(1714)에서, 네트워크 관리 시스템(1601)은 장애의 위치가 결정될 수 있으면, 장애를 피해가기 위해 트래픽을 재라우팅할 것을 도파관 시스템(1602)에 지시하는 것을 포함할 수 있는 완화, 우회 또는 정정 기법을 결정할 수 있다. 일 실시예에서, 장애를 검출하는 도파관 결합 디바이스(1402)는 도파관 시스템(1602)이 상이한 전송 매체에 대해 트래픽을 재라우팅하고 장애를 피하는 것을 가능하게 하도록 도 13 및 도 14에 도시된 중계기와 같은 중계기에 장애에 의해 영향을 받는 1차 전력선으로부터 2차 전력선으로 도파관 시스템(1602)을 접속시킬 것을 지시할 수 있다. 도파관 시스템(1602)이 중계기로서 구성되는 일 실시예에서, 도파관 시스템(1602)은 그 자체가 1차 전력선으로부터 2차 전력선으로의 트래픽의 재라우팅을 수행할 수 있다. 양방향 통신(예를 들어, 전이중 또는 반이중 통신)의 경우, 중계기가 도파관 시스템(1602)에 의한 처리를 위해 2차 전력선으로부터 다시 1차 전력선으로 트래픽을 재라우팅하도록 구성될 수 있다는 점이 추가로 주목된다.
다른 실시예에서, 도파관 시스템(1602)은 장애를 피하는 방식으로 1차 전력선으로부터 임시로 2차 전력선으로 그리고 다시 1차 전력선으로 트래픽을 재지향시킬 것을 장애의 상류에 위치되는 제1 중계기 및 장애의 하류에 위치되는 제2 중계기에 명령함으로써 트래픽을 재지향시킬 수 있다. 양방향 통신(예를 들어, 전이중 또는 반이중 통신)의 경우, 중계기들이 2차 전력선으로부터 다시 1차 전력선으로 트래픽을 재라우팅하도록 구성될 수 있다는 점이 추가로 주목된다.
2차 전력선 상에서 발생하는 기존 통신 세션들을 방해하는 것을 피하기 위해, 네트워크 관리 시스템(1601)은 장애를 피해가도록 1차 전력선으로부터 떨어져 데이터 및/또는 음성 트래픽을 재지향시키기 위해 2차 전력선의 사용되지 않은 시간 슬롯(들) 및/또는 주파수 대역(들)을 활용할 것을 중계기(들)에 명령하도록 도파관 시스템(1602)에 지시할 수 있다.
단계(1716)에서, 트래픽이 장애를 피하기 위해 재라우팅되고 있는 동안, 네트워크 관리 시스템(1601)은 공익 기업(1652)의 장비 및/또는 통신 서비스 제공자(1654)의 장비에 통지할 수 있으며, 이는 결국 검출된 장애 및 인지된다면, 장애의 위치를 공익 기업의 직원(1656) 및/또는 통신 서비스 제공자의 직원(1658)에게 통지할 수 있다. 어느 한 단체로부터의 현장 직원은 장애의 결정된 위치에서 장애를 해결하는 것에 종사할 수 있다. 장애가 제거되거나 공익 기업의 직원 및/또는 통신 서비스 제공자의 직원에 의해 완화되면, 이러한 직원은 네트워크 관리 시스템(1601)에 통신적 결합되는 현장 장비(예를 들어, 랩탑 컴퓨터, 스마트폰 등), 그리고/또는 공익 기업 및/또는 통신 서비스 제공자의 장비를 활용하여 직원들의 각각의 기업들 및/또는 네트워크 관리 시스템(1601)에 통지할 수 있다. 통지는 장애가 완화되었던 방법의 설명 그리고 통신 시스템(1655)의 토폴로지를 변경시킬 수 있는 전력선들(1610)에 대한 임의의 변경들을 포함할 수 있다.
장애가 (판단(1718)에서 판단되는 바와 같이) 해결되었으면, 네트워크 관리 시스템(1601)은 도파관 시스템(1602)에 의해 사용되는 이전 라우팅 구성을 복구하거나 장애를 완화하는데 사용되는 복구 방법이 통신 시스템(1655)의 새로운 네트워크 토폴로지를 야기하였으면, 새로운 라우팅 구성에 따라 트래픽을 라우팅할 것을 단계(1720)에서 도파관 시스템(1602)에 지시할 수 있다. 다른 실시예에서, 도파관 시스템(1602)은 장애가 제거되었을 때를 결정하기 위해 전력선(1610) 상에서 테스트 신호들을 전송함으로써 장애의 완화를 모니터링하도록 구성될 수 있다. 도파관 시스템(1602)이 장애의 부재를 검출하면, 도파관 시스템(1602)이 통신 시스템(1655)의 네트워크 토폴로지가 변경되지 않았다고 판단하는 경우, 도파관 시스템(1602)은 네트워크 관리 시스템(1601)에 의한 도움 없이 도파관 시스템(1602)의 라우팅 구성을 자체적으로 복구할 수 있거나, 도파관 시스템(1602)은 검출된 새로운 네트워크 토폴로지에 적응하는 새로운 라우팅 구성을 활용할 수 있다.
도 17b는 도 16a 및 도 16b의 시스템의 통신 네트워크에서 발생하는 장애들을 검출하고 완화시키는 방법(1750)의 일 예시적인, 비제한적인 실시예의 흐름도를 도시한다. 일 실시예에서, 방법(1750)은 네트워크 관리 시스템(1601)이 공익 기업(1652)의 장비 또는 통신 서비스 제공자(1654)의 장비로부터 유지 관리 스케줄과 연관된 유지 관리 정보를 수신하는 단계(1752)로 시작될 수 있다. 네트워크 관리 시스템(1601)은 단계(1754)에서 유지 관리 스케줄 동안 수행될 유지 관리 활동들을 유지 관리 정보로부터 식별할 수 있다. 이러한 활동들로부터, 네트워크 관리 시스템(1601)은 유지 관리(예를 들어, 전력선(1610)의 스케줄링된 교체, 전력선(1610) 상의 도파관 시스템(1602)의 스케줄링된 교체, 전력 그리드(1653)에서 전력선들(1610)의 스케줄링된 재구성 등)에 기인하는 장애를 검출할 수 있다.
다른 실시예에서, 네트워크 관리 시스템(1601)은 단계(1755)에서 하나 이상의 도파관 시스템들(1602)로부터 텔레미터법 정보를 수신할 수 있다. 텔레미터법 정보는 무엇보다도 텔레미터법 정보를 제시하는 각각의 도파관 시스템(1602)의 정체, 각각의 도파관 시스템(1602)의 센서들(1604)에 의해 취해지는 측정치들, 각각의 도파관 시스템(1602)의 센서들(1604)에 의해 검출되는 예측되거나, 추정되거나, 실제의 장애들과 관련하는 정보, 각각의 도파관 시스템(1602)과 연관된 위치 정보, 검출된 장애의 추정된 위치, 장애의 식별 등을 포함할 수 있다. 네트워크 관리 시스템(1601)은 도파관의 동작들, 와이어 표면을 따른 전자파들의 전송 또는 둘 다에 불리할 수 있는 장애의 타입을 텔레미터법 정보로부터 결정할 수 있다. 네트워크 관리 시스템(1601)은 장애를 구분하고 식별하기 위해 다수의 도파관 시스템들(1602)로부터의 텔레미터법 정보를 사용할 수도 있다. 게다가, 네트워크 관리 시스템(1601)은 장애의 위치를 3각 측량하기 위해 영향을 받는 도파관 시스템(1602)의 부근에서의 도파관 시스템들(1602)로부터 텔레미터법 정보를 요청하고/하거나 다른 도파관 시스템들(1602)로부터의 유사한 텔레미터법 정보를 수신함으로써 장애의 식별을 확인할 수 있다.
또 다른 실시예에서, 네트워크 관리 시스템(1601)은 단계(1756)에서 유지 관리 현장 직원으로부터 스케줄링되지 않은 활동 보고를 수신할 수 있다. 스케줄링되지 않은 유지 관리는 계획되지 않은 현장 호출들의 결과로서, 또는 현장 호출들 또는 스케줄링된 유지 관리 활동들 동안 발견되는 예상되지 않은 현장 문제들의 결과로서 발생할 수 있다. 활동 보고는 통신 시스템(1655) 및/또는 전력 그리드(1653)에서 발견된 문제들을 현장 직원이 처리하는 것에 기인하는 전력 그리드(1653)의 토폴로지 구성에 대한 변경들, (도파관 시스템들(1602) 교체 또는 보수와 같은) 하나 이상의 도파관 시스템들(1602)에 대한 변경들, 존재한다면, 수행되는 장애들의 완화 등을 식별할 수 있다.
단계(1758)에서, 네트워크 관리 시스템(1601)은 유지 관리 스케줄에 기초하여 장애가 발생할 것인지 여부, 또는 텔레미터법 데이터에 기초하여 장애가 발생하였거나 발생할 것으로 예측되는지 여부, 또는 현장 활동 보고에서 식별되는 장애가 계획되지 않은 유지 관리로 인해 발생하였는지 여부를 단계들(1752 내지 1756)에 따라 수신되는 보고로부터 판단할 수 있다. 이러한 보고들 중 임의의 것으로부터, 네트워크 관리 시스템(1601)은 검출되거나 예측된 장애가 영향을 받는 도파관 시스템들(1602) 또는 통신 시스템(1655)의 다른 도파관 시스템들(1602)에 의한 트래픽의 재라우팅을 필요로 하는지 여부를 판단할 수 있다.
장애가 단계(1758)에서 검출되거나 예측될 때, 네트워크 관리 시스템(1601)은 네트워크 관리 시스템(1601)이 장애를 피해가기 위해 트래픽을 재라우팅할 것을 하나 이상의 도파관 시스템들(1602)에 지시할 수 있는 단계(1760)로 진행할 수 있다. 장애가 전력 그리드(1653)의 영속적인 토폴로지 변경으로 인해 영속적일 때, 네트워크 관리 시스템(1601)은 단계(1770)로 진행하고 단계들(1762, 1764, 1766 및 1772)을 뛰어넘을 수 있다. 단계(1770)에서, 네트워크 관리 시스템(1601)은 새로운 토폴로지에 적응하는 새로운 라우팅 구성을 사용할 것을 하나 이상의 도파관 시스템들(1602)에 지시할 수 있다. 그러나, 장애가 하나 이상의 도파관 시스템들(1602)에 의해 공급되는 텔레미터법 정보로부터 검출되었을 때, 네트워크 관리 시스템(1601)은 공익 기업의 유지 관리 직원(1656) 또는 통신 서비스 제공자의 유지 관리 직원(1658)에게 장애의 위치, 인지된다면, 장애의 타입, 및 장애를 완화시키기 위해 이러한 직원에게 도움이 될 수 있는 관련된 정보를 통지할 수 있다. 장애가 유지 관리 활동들로 인해 예상될 때, 네트워크 관리 시스템(1601)은 유지 관리 스케줄 동안 유지 관리 활동들에 의해 야기되는 장애들을 피하기 위해 (유지 관리 스케줄과 일관되는) 주어진 스케줄에서 트래픽 루트들을 재구성할 것을 하나 이상의 도파관 시스템들(1602)에 지시할 수 있다.
단계(1760)로 되돌아 오면 그리고 단계(1760)의 완료 시에, 과정은 단계(1762)로 계속될 수 있다. 단계(1762)에서, 네트워크 관리 시스템(1601)은 장애(들)가 현장 직원에 의해 완화되었을 때를 모니터링할 수 있다. 장애의 완화는 단계(1762)에서 현장 장비(예를 들어, 랩탑 컴퓨터 또는 핸드헬드 컴퓨터/디바이스)를 활용하여 통신 네트워크(예를 들어, 셀룰러 통신 시스템)를 통해 현장 직원에 의해 네트워크 관리 시스템(1601)으로 제시되는 현장 보고들을 분석함으로써 검출될 수 있다. 현장 직원이 장애가 완화되었다고 보고하였으면, 네트워크 관리 시스템(1601)은 토폴로지 변경이 장애를 완화시키는데 필요하였는지 여부를 현장 보고로부터 판단하기 위해 단계(1764)로 진행할 수 있다. 토폴로지 변경은 전력선(1610)을 재라우팅하는 것, 상이한 전력선(1610)을 활용하기 위해 도파관 시스템(1602)을 재구성하는 것, 그렇지 않으면 장애를 우회하기 위해 대안적인 링크를 활용하는 것 등을 포함할 수 있다. 토폴로지 변경이 일어났으면, 네트워크 관리 시스템(1601)은 단계(1770)에서 새로운 토폴로지에 적응하는 새로운 라우팅 구성을 사용할 것을 하나 이상의 도파관 시스템들(1602)에 지시할 수 있다.
그러나, 토폴로지 변경이 현장 직원에 의해 보고되지 않았으면, 네트워크 관리 시스템(1601)은 네트워크 관리 시스템(1601)이 검출된 장애(들) 이전에 사용되었던 라우팅 구성을 테스트하기 위해 테스트 신호들을 송신할 것을 하나 이상의 도파관 시스템들(1602)에 지시할 수 있는 단계(1766)로 진행할 수 있다. 테스트 신호들은 장애의 부근에서의 영향을 받는 도파관 시스템들(1602)로 송신될 수 있다. 테스트 신호들은 신호 장애들(예를 들어, 전자파 반사들)이 도파관 시스템들(1602) 중 임의의 것에 의해 검출되는지 여부를 판단하는데 사용될 수 있다. 테스트 신호들이 이전 라우팅 구성이 앞서 검출된 장애(들)을 더 이상 겪지 않는다는 것을 확인하면, 그 때 네트워크 관리 시스템(1601)은 단계(1772)에서 이전 라우팅 구성을 복구할 것을 영향을 받는 도파관 시스템들(1602)에 지시할 수 있다. 그러나, 하나 이상의 도파관 결합 디바이스(1402)에 의해 분석되고 네트워크 관리 시스템(1601)에 보고되는 테스트 신호들이 장애(들) 또는 새로운 장애(들)가 존재한다는 것을 나타내면, 그 때 네트워크 관리 시스템(1601)은 단계(1768)로 진행하고 현장 문제들을 추가로 처리하기 위해 현장 직원에게 이러한 정보를 보고할 것이다. 네트워크 관리 시스템(1601)은 이러한 상황에서 단계(1762)에서의 장애(들)의 완화를 계속해서 모니터링할 수 있다.
앞서 언급한 실시예들에서, 도파관 시스템들(1602)은 전력 그리드(1653)의 변경들 및/또는 장애들의 완화에 자체 적응하고 있도록 구성될 수 있다. 즉, 하나 이상의 영향을 받는 도파관 시스템들(1602)은 네트워크 관리 시스템(1601)에 의해 명령들이 하나 이상의 영향을 받는 도파관 시스템들(1602)로 송신되는 것을 필요로 하지 않고 장애들의 완화를 자체 모니터링하고 트래픽 루트들을 재구성하도록 구성될 수 있다. 이러한 실시예에서, 자체 구성 가능한 하나 이상의 도파관 시스템들(1602)은 네트워크 관리 시스템(1601)이 통신 시스템(1655)의 통신 토폴로지의 거시 레벨 관점을 유지 관리할 수 있도록 네트워크 관리 시스템(1601)에 네트워크 관리 시스템(1601)의 라우팅 선택권들을 통지할 수 있다.
설명의 단순함의 목적으로, 각각의 과정들이 도 17a 및 도 17b에서의 일련의 블록들로서 각각 나타내어지고 설명되지만, 일부 블록들이 본원에 도시되고 설명되는 것으로부터 상이한 순서들로 그리고/또는 다른 블록들과 동시에 일어날 수 있음에 따라, 청구된 논제 사안이 블록들의 순서에 의해 제한되지 않는다는 점이 이해되고 인식되어야 한다. 더욱이, 모든 예시된 블록들이 본원에 설명하는 방법들을 구현하는데 필요할 수 있는 것은 아니다.
이제 도 18a를 참조하면, 본 논제 발명의 다양한 양태들에 따른 통신 시스템(1800)의 일 예시적인, 비제한적인 실시예를 도시하는 블록도가 도시된다. 통신 시스템(1800)은 하나 이상의 섹터들(예를 들어, 6개 이상의 섹터들)을 커버하는 안테나들을 갖는 기지국 또는 액세스 포인트와 같은 매크로 기지국(1802)을 포함할 수 있다. 매크로 기지국(1802)은 매크로 기지국(1802)의 커버리지 영역 내부의 또는 이것을 넘어 상이한 지리학적 위치들에서 분포되는 다른 통신 노드들(1804B 내지 1804E)에 대한 마스터 또는 분배 노드로서의 역할을 하는 통신 노드(1804A)에 통신적 결합될 수 있다. 통신 노드들(1804)은 통신 노드들(1804) 중 임의의 것에 무선으로 결합되는 모바일 디바이스들(예를 들어, 휴대폰들) 및/또는 고정형/정지형 디바이스들(예를 들어, 주택지, 또는 상업 시설에서의 통신 디바이스)과 같은 클라이언트 디바이스들과 연관된 통신 트래픽을 처리하도록 구성되는 분산형 안테나 시스템으로서 동작한다. 특히, 매크로 기지국(1802)의 무선 리소스들은 모바일 또는 정지형 디바이스들의 통신 범위에서 통신 노드(1804)의 무선 리소스들을 특정 모바일 및/또는 정지형 디바이스들이 활용하는 것을 가능하게 하고/하거나 활용하도록 재지향시킴으로써 모바일 디바이스들에 이용 가능해질 수 있다.
통신 노드들(1804A 내지 1804E)은 인터페이스(1810)를 통해 서로에 통신적 결합될 수 있다. 일 실시예에서, 인터페이스(1810)는 유선 또는 테더링된 인터페이스(예를 들어, 광섬유 케이블)를 포함할 수 있다. 다른 실시예들에서, 인터페이스(1810)는 무선 분산형 안테나 시스템을 형성하는 무선 RF 인터페이스를 포함할 수 있다. 다양한 실시예들에서, 통신 노드들(1804A 내지 1804E)은 매크로 기지국(1802)에 의해 제공되는 명령들에 따라 모바일 및 정지형 디바이스들에 통신 서비스들을 제공하도록 구성될 수 있다. 그러나 동작의 다른 예들에서, 통신 노드들(1804A 내지 1804E)은 개별 통신 노드들(1804A 내지 1804E)의 전체 범위 전체에 걸쳐 매크로 기지국(1802)의 커버리지를 확산시키는 아날로그 중계기들로서만 동작한다.
(통신 노드들(1804)로 도시되는) 마이크로 기지국들은 수가지 방식들로 매크로 기지국과 상이할 수 있다. 예를 들어, 마이크로 기지국들의 통신 범위는 매크로 기지국의 통신 범위보다 더 작을 수 있다. 따라서, 마이크로 기지국들에 의해 소모되는 전력은 매크로 기지국에 의해 소모되는 전력 미만일 수 있다. 매크로 기지국은 선택적으로 어느 모바일 및/또는 정지형 디바이스들과 마이크로 기지국들이 통신해야 할 지, 그리고 특정 모바일 또는 정지형 디바이스들과 통신할 때, 어느 반송 주파수, 스펙트럼 세그먼트(들) 및/또는 이러한 스펙트럼 세그먼트(들)의 시간 슬롯 스케줄이 마이크로 기지국들에 의해 사용되어야 할 지에 관해 마이크로 기지국들에 지시한다. 이러한 경우들에서, 매크로 기지국에 의한 마이크로 기지국들의 제어는 마스터-슬레이브 구성 또는 다른 적절한 제어 구성들로 수행될 수 있다. 독립적으로 동작하든 아니면 매크로 기지국(1802)의 제어 하에서 동작하든, 마이크로 기지국들의 리소스들은 매크로 기지국(1802)에 의해 활용되는 리소스들보다 더 단순하고 덜 비용이 들 수 있다.
이제 도 18b를 참조하면, 도 18a의 통신 시스템(1800)의 통신 노드들(1804B 내지 1804E)의 일 예시적인, 비제한적인 실시예를 도시하는 블록도가 도시된다. 이러한 예시에서, 통신 노드들(1804B 내지 1804E)은 가로등과 같은 공공 고정물 상에 배치된다. 다른 실시예들에서, 통신 노드들(1804B 내지 1804E) 중 일부는 빌딩, 또는 전력 및/또는 통신선들을 분배하는데 사용되는 전봇대 또는 전신주 상에 배치될 수 있다. 이러한 예시들에서, 통신 노드들(1804B 내지 1804E)은 인터페이스(1810)를 통해 서로와 통신하도록 구성될 수 있으며, 인터페이스(1810)는 이러한 예시에서 무선 인터페이스로 도시된다. 통신 노드들(1804B 내지 1804E)은 하나 이상의 통신 프로토콜들(예를 들어, LTE 신호들 또는 다른 4G 신호들과 같은 제4 세대(4G) 무선 신호들, 제5 세대(5G) 무선 신호들, WiMAX, 802.11 신호들, 초광대역 신호들 등)에 순응하는 무선 인터페이스(1811)를 통해 모바일 또는 정지형 디바이스들(1806A 내지 1806C)과 통신하도록 구성될 수도 있다. 통신 노드들(1804)은 인터페이스(1811)를 통해 모바일 또는 정지형 디바이스들과 통신하는데 사용되는 동작 주파수(예를 들어, 1.9 ㎓)보다 더 높을(예를 들어, 28 ㎓, 38 ㎓, 60 ㎓, 80 ㎓이거나 더 높을) 수 있는 동작 주파수에서 인터페이스(1810)를 통해 신호들을 교환하도록 구성될 수 있다. 후술하는 도 19a의 스펙트럼 다운링크 및 업링크 도면들에 의해 예시될 것인 바와 같이, 하나 이상의 상이한 주파수 대역들(예를 들어, 900 ㎒ 대역, 1.9 ㎓ 대역, 2.4 ㎓ 대역 및/또는 5.8 ㎓ 대역 등) 및/또는 하나 이상의 상이한 프로토콜들을 통하여 다수의 모바일 또는 정지형 디바이스들로 통신 노드들(1804)이 통신 서비스들을 제공하는 것을 가능하게 하는 높은 반송 주파수 및 더 넓은 대역폭이 통신 노드들(1804) 사이에서 통신하는데 사용될 수 있다. 다른 실시예들에서, 특히 인터페이스(1810)가 와이어 상의 유도파 통신 시스템을 통하여 구현되는 경우, 더 낮은 주파수 범위(예를 들어, 2 내지 6 ㎓, 4 내지 10 ㎓ 등의 범위)의 광대역 스펙트럼이 채용될 수 있다.
이제 도 18c 및 도 18d를 참조하면, 도 18a의 통신 시스템(1800)의 통신 노드(1804)의 예시적인, 비제한적인 실시예들을 도시하는 블록도들이 도시된다. 통신 노드(1804)는 도 18c에 도시된 바와 같이 전봇대 또는 전신주와 같은 공공 고정물의 지지 구조물(1818)에 부착될 수 있다. 통신 노드(1804)는 통신 노드(1804)의 단부에 부착되는 플라스틱 또는 다른 적절한 재료로 구성되는 아암(1820)으로 지지 구조물(1818)에 부착될 수 있다. 통신 노드(1804)는 통신 노드(1804)의 구성요소들을 커버하는 플라스틱 하우징 어셈블리(1816)를 더 포함할 수 있다. 통신 노드(1804)는 전력선(1821)(예를 들어, 110/220 VAC)에 의해 전력 공급될 수 있다. 전력선(1821)은 등주에서 비롯될 수 있거나 전신주의 전력선에 결합될 수 있다.
통신 노드들(1804)이 도 18b에 도시된 바와 같이 다른 통신 노드들(1804)과 무선으로 통신하는 일 실시예에서, (도 18d에 또한 도시된) 통신 노드(1804)의 상측부(1812)는 예를 들어, 전체적으로 또는 부분적으로, 도 14에 도시된 송수신기(1400)와 같은 하나 이상의 송수신기들에 결합되는 복수의 안테나들(1822)(예를 들어, 금속면들이 없는 16개의 유전체 안테나들)을 포함할 수 있다. 상측부(1812)의 복수의 안테나들(1822) 각각은 통신 노드(1804)의 섹터로서 동작할 수 있으며, 각각의 섹터는 섹터의 통신 범위에서 적어도 하나의 통신 노드(1804)와 통신하도록 구성된다. 대안적으로 또는 조합으로, 통신 노드들(1804) 사이의 인터페이스(1810)는 테더링된 인터페이스(예를 들어, 광섬유 케이블, 또는 상술한 바와 같이 유도 전자파들을 전송하는데 사용되는 전력선)일 수 있다. 다른 실시예들에서, 인터페이스(1810)는 통신 노드들(1804) 사이에서 상이할 수 있다. 즉, 일부 통신 노드들(1804)은 무선 인터페이스를 통해 통신할 수 있는 반면에, 다른 통신 노드들(1804)은 테더링된 인터페이스를 통해 통신한다. 또 다른 실시예들에서, 일부 통신 노드들(1804)은 결합된 무선 및 테더링된 인터페이스를 활용할 수 있다.
통신 노드(1804)의 하측부(1814)는 모바일 또는 정지형 디바이스들(1806)에 적절한 반송 주파수에서 하나 이상의 모바일 또는 정지형 디바이스들(1806)과 무선으로 통신하기 위한 복수의 안테나들(1824)을 포함할 수도 있다. 앞서 주목된 바와 같이, 도 18b에 도시된 무선 인터페이스(1811)를 통해 모바일 또는 정지형 디바이스들과 통신하기 위해 통신 노드(1804)에 의해 사용되는 반송 주파수는 인터페이스(1810)를 통해 통신 노드들(1804) 사이에서 통신하는데 사용되는 반송 주파수와 상이할 수 있다. 통신 노드(1804)의 하단부(1814)의 복수의 안테나들(1824)은 예를 들어, 전체적으로 또는 부분적으로, 도 14에 도시된 송수신기(1400)와 같은 송수신기를 활용할 수도 있다.
이제 도 19a를 참조하면, 도 18a의 통신 노드들(1804)과 기지국이 통신하는 것을 가능하게 하는 다운링크 및 업링크 통신 기법들의 일 예시적인, 비제한적인 실시예를 도시하는 블록도가 도시된다. 도 19a의 예시들에서, 다운링크 신호들(즉, 매크로 기지국(1802)으로부터 통신 노드들(1804)로 지향되는 신호들)은 제어 채널들(1902), 하나 이상의 모바일 또는 정지형 디바이스들(1906)과 통신 노드들(1804)이 통신하는 것을 가능하게 하기 위해 변조된 신호들의 본래/고유 주파수 대역으로 주파수 변환될 수 있는 변조된 신호들을 각각 포함하는 다운링크 스펙트럼 세그먼트들(1906), 그리고 통신 노드들(1904) 사이에서 생성되는 왜곡을 완화시키기 위해 스펙트럼 세그먼트들(1906)의 일부 또는 모두와 함께 공급될 수 있는 파일럿 신호들(1904)로 스펙트럼으로 분할될 수 있다. 파일럿 신호들(1904)은 수신된 신호로부터의 왜곡(예를 들어, 위상 왜곡)을 제거하도록 하류 통신 노드들(1804)의 상측부(1816) (테더링된 또는 무선) 송수신기들에 의해 처리될 수 있다. 각각의 다운링크 스펙트럼 세그먼트(1906)는 대응하는 파일럿 신호(1904) 및 스펙트럼 세그먼트(1906)에서의 주파수 채널들 (또는 주파수 슬롯들)에 위치되는 하나 이상의 다운링크 변조된 신호들을 포함하기에 충분히 넓은(예를 들어, 50 ㎒) 대역폭(1905)이 할당될 수 있다. 변조된 신호들은 하나 이상의 모바일 또는 정지형 디바이스들(1806)과 통신하기 위해 통신 노드들(1804)에 의해 사용될 수 있는 셀룰러 채널들, WLAN 채널들 또는 다른 변조된 통신 신호들(예를 들어, 10 내지 20 ㎒)을 나타낼 수 있다.
업링크 변조된 신호들의 고유/본래 주파수 대역들에서 모바일 또는 정지형 통신 디바이스들에 의해 생성되는 업링크 변조된 신호들은 주파수 변환되고 그것에 의해 업링크 스펙트럼 세그먼트(1910)에서의 주파수 채널들 (또는 주파수 슬롯들)에 위치될 수 있다. 업링크 변조된 신호들은 셀룰러 채널들, WLAN 채널들 또는 다른 변조된 통신 신호들을 나타낼 수 있다. 각각의 업링크 스펙트럼 세그먼트(1910)는 상류 통신 노드들(1804) 및/또는 매크로 기지국(1802)이 왜곡(예를 들어, 위상 오류)을 제거하는 것을 가능하게 하도록 일부 또는 각각의 스펙트럼 세그먼트(1910)가 구비될 수 있는 파일럿 신호(1908)를 포함하도록 유사하거나 동일한 대역폭(1905)이 할당될 수 있다.
도시된 실시예에서, 다운링크 및 업링크 스펙트럼 세그먼트들(1906 및 1910)은 임의의 수의 고유/본래 주파수 대역들(예를 들어, 900 ㎒ 대역, 1.9 ㎓ 대역, 2.4 ㎓ 대역 및/또는 5.8 ㎓ 대역 등)로부터 주파수 변환되었던 변조된 신호들로 점유될 수 있는 복수의 주파수 채널들 (또는 주파수 슬롯들)을 각각 포함한다. 변조된 신호들은 다운링크 및 업링크 스펙트럼 세그먼트들(1906 및 1910)에서의 인접한 주파수 채널들로 상향 변환될 수 있다. 이러한 방식으로, 다운링크 스펙트럼 세그먼트(1906)에서의 일부 인접한 주파수 채널들이 본래 동일한 고유/본래 주파수 대역에서의 변조된 신호들을 포함할 수 있지만, 다운링크 스펙트럼 세그먼트(1906)에서의 다른 인접한 주파수 채널들은 본래 상이한 고유/본래 주파수 대역들에서이나, 다운링크 스펙트럼 세그먼트(1906)의 인접한 주파수 채널들에 위치되도록 주파수 변환되는 변조된 신호들을 포함할 수도 있다. 예를 들어, 1.9 ㎓ 대역에서의 제1 변조된 신호 및 동일한 주파수 대역(즉, 1.9 ㎓)에서의 제2 변조된 신호는 주파수 변환되고 그것에 의해 다운링크 스펙트럼 세그먼트(1906)의 인접한 주파수 채널들에 위치될 수 있다. 다른 예시에서, 1.9 ㎓ 대역에서의 제1 변조된 신호 및 상이한 주파수 대역(즉, 2.4 ㎓)에서의 제2 통신 신호는 주파수 변환되고 그것에 의해 다운링크 스펙트럼 세그먼트(1906)의 인접한 주파수 채널들에 위치될 수 있다. 따라서, 다운링크 스펙트럼 세그먼트(1906)의 주파수 채널들은 동일하거나 상이한 시그널링 프로토콜들 및 동일하거나 상이한 고유/본래 주파수 대역들의 변조된 신호들의 임의의 조합으로 점유될 수 있다.
마찬가지로, 업링크 스펙트럼 세그먼트(1910)에서의 일부 인접한 주파수 채널들이 본래 동일한 주파수 대역에서의 변조된 신호들을 포함할 수 있지만, 업링크 스펙트럼 세그먼트(1910)에서의 인접한 주파수 채널들은 본래 상이한 고유/본래 주파수 대역들에서이나, 업링크 세그먼트(1910)의 인접한 주파수 채널들에 위치되도록 주파수 변환되는 변조된 신호들을 포함할 수도 있다. 예를 들어, 2.4 ㎓ 대역에서의 제1 통신 신호 및 동일한 주파수 대역(즉, 2.4 ㎓)에서의 제2 통신 신호는 주파수 변환되고 그것에 의해 업링크 스펙트럼 세그먼트(1910)의 인접한 주파수 채널들에 위치될 수 있다. 다른 예시에서, 1.9 ㎓ 대역에서의 제1 통신 신호 및 상이한 주파수 대역(즉, 2.4 ㎓)에서의 제2 통신 신호는 주파수 변환되고 그것에 의해 업링크 스펙트럼 세그먼트(1906)의 인접한 주파수 채널들에 위치될 수 있다. 따라서, 업링크 스펙트럼 세그먼트(1910)의 주파수 채널들은 동일하거나 상이한 시그널링 프로토콜들 및 동일하거나 상이한 고유/본래 주파수 대역들의 변조된 신호들의 임의의 조합으로 점유될 수 있다. 다운링크 스펙트럼 세그먼트(1906) 및 업링크 스펙트럼 세그먼트(1910)가 그것들 자체가 서로에 인접하고 제 위치의 스펙트럼 할당에 의존하여, 보호 주파수대만에 의해 분리되거나 더 큰 주파수 이격에 의해 분리될 수 있다는 점이 주목되어야 한다.
이제 도 19b를 참조하면, 통신 노드의 일 예시적인, 비제한적인 실시예를 도시하는 블록도(1920)가 도시된다. 특히, 무선 분산형 안테나 시스템의 통신 노드(1804A)와 같은 통신 노드 디바이스는 기지국 인터페이스(1922), 듀플렉서/다이플렉서 어셈블리(1924) 및 2개의 송수신기들(1930 및 1932)을 포함한다. 그러나, 통신 노드(1804A)가 매크로 기지국(1802)과 같은 기지국과 함께 할당될 때, 듀플렉서/다이플렉서 어셈블리(1924) 및 송수신기(1930)가 생략될 수 있고 송수신기(1932)가 기지국 인터페이스(1922)에 직접 결합될 수 있다는 점이 주목되어야 한다.
다양한 실시예들에서, 기지국 인터페이스(1922)는 하나 이상의 모바일 통신 디바이스들과 같은 클라이언트 디바이스로의 전송을 위해 제1 스펙트럼 세그먼트에서의 하나 이상의 다운링크 채널들을 갖는 제1 변조된 신호를 수신한다. 제1 스펙트럼 세그먼트는 제1 변조된 신호의 본래/고유 주파수 대역을 나타낸다. 제1 변조된 신호는 LTE 또는 다른 4G 무선 프로토콜, 5G 무선 통신 프로토콜, 초광대역 프로토콜, WiMAX 프로토콜, 802.11 또는 다른 무선 로컬 영역 네트워크 프로토콜, 및/또는 다른 통신 프로토콜과 같은 시그널링 프로토콜에 순응하는 하나 이상의 다운링크 통신 채널들을 포함할 수 있다. 듀플렉서/다이플렉서 어셈블리(1924)는 자유 공간 무선 신호로서 통신 노드(1804A)의 범위에서 하나 이상의 모바일 통신 디바이스들과의 직접적 통신을 위해 제1 스펙트럼 세그먼트에서의 제1 변조된 신호를 송수신기(1930)로 전송한다. 다양한 실시예들에서, 송수신기(1930)는 대역 외 신호들을 감쇠시키면서, 변조된 신호들의 본래/고유 주파수 대역들에서의 변조된 신호들의 다운링크 채널들 및 업링크 채널들의 스펙트럼을 통과시키는 여과, 전력 증폭, 전송/수신 스위칭, 듀플렉싱, 다이플렉싱, 및 인터페이스(1810)의 무선 신호들을 송신하고 수신하는 하나 이상의 안테나들을 구동시키기 위한 임피던스 일치만을 제공하는 아날로그 회로망을 통하여 구현된다.
다른 실시예들에서, 송수신기(1932)는 다양한 실시예들에서, 제1 변조된 신호의 시그널링 프로토콜을 변경하지 않고 제1 변조된 신호의 아날로그 신호 프로세싱에 기초하여, 제1 스펙트럼 세그먼트에서의 제1 변조된 신호의 제1 반송 주파수에서의 제1 변조된 신호로의 주파수 변환을 수행하도록 구성된다. 제1 반송 주파수에서의 제1 변조된 신호는 다운링크 스펙트럼 세그먼트(1906)의 하나 이상의 주파수 채널들을 점유할 수 있다. 제1 반송 주파수는 밀리미터파 또는 마이크로파 주파수 대역에 있을 수 있다. 본원에 사용되는 아날로그 신호 프로세싱은 필터링, 스위칭, 듀플렉싱, 다이플렉싱, 증폭, 주파수 상향 및 하향 변환, 그리고 예를 들어, 아날로그 대 디지털 변환, 디지털 대 아날로그 변환 또는 디지털 주파수 변환을 제한 없이 포함하는 디지털 신호 프로세싱을 필요로 하지 않는 다른 아날로그 프로세싱을 포함한다. 다른 실시예들에서, 송수신기(1932)는 임의의 형태의 아날로그 신호 프로세싱을 활용하지 않고 제1 변조된 신호의 시그널링 프로토콜을 변경하지 않고 제1 변조된 신호에 디지털 신호 프로세싱을 적용시킴으로써 제1 스펙트럼 세그먼트에서의 제1 변조된 신호의 제1 반송 주파수로의 주파수 변환을 수행하도록 구성될 수 있다. 또 다른 실시예들에서, 송수신기(1932)는 제1 변조된 신호의 시그널링 프로토콜을 변경하지 않고 제1 변조된 신호에 디지털 신호 프로세싱 및 아날로그 프로세싱의 조합을 적용시킴으로써 제1 스펙트럼 세그먼트에서의 제1 변조된 신호의 제1 반송 주파수로의 주파수 변환을 수행하도록 구성될 수 있다.
송수신기(1932)는 제1 스펙트럼 세그먼트로 네트워크 요소에 의해 주파수 변환되면, 하나 이상의 다른 모바일 통신 디바이스들로 제1 변조된 신호의 무선 분배를 위해 하나 이상의 하류 통신 노드들(1904B 내지 1904E)과 같은 분산형 안테나 시스템의 네트워크 요소로 제1 반송 주파수에서의 제1 변조된 신호와 함께 하나 이상의 제어 채널들, 파일럿 신호들 또는 다른 기준 신호들과 같은 하나 이상의 대응하는 기준 신호들, 및/또는 하나 이상의 클럭 신호들을 전송하도록 추가로 구성될 수 있다. 특히, 기준 신호는 제1 반송 주파수에서 제1 스펙트럼 세그먼트로 제1 변조된 신호의 처리 동안 위상 오류 (및/또는 다른 형태들의 신호 왜곡)을 네트워크 요소가 감소시키는 것을 가능하게 한다. 제어 채널은 제1 반송 주파수에서의 제1 변조된 신호를 제1 스펙트럼 세그먼트에서의 제1 변조된 신호로 변환할 것을 분산형 안테나 시스템의 통신 노드에 지시하여 주파수 선택들 및 재사용 패턴들, 핸드오프, 및/또는 다른 제어 시그널링을 제어하는 명령들을 포함할 수 있다. 제어 채널을 통하여 전송되고 수신되는 명령들이 디지털 신호들인 실시예들에서, 송수신기(1932)는 아날로그 대 디지털 변환, 디지털 대 아날로그 변환을 제공하고 제어 채널을 통하여 송신되고/되거나 수신되는 디지털 데이터를 처리하는 디지털 신호 프로세싱 구성요소를 포함할 수 있다. 다운링크 스펙트럼 세그먼트(1906)와 함께 공급되는 클럭 신호들은 하류 통신 노드들(1904B 내지 1904E)에 의해 디지털 제어 채널 프로세싱의 타이밍을 동기화하여 제어 채널로부터의 명령들을 복원하고/하거나 다른 타이밍 신호들을 제공하는데 활용될 수 있다.
다양한 실시예들에서, 송수신기(1932)는 통신 노드(1804B 내지 1804E)와 같은 네트워크 요소로부터 제2 반송 주파수에서의 제2 변조된 신호를 수신할 수 있다. 제2 변조된 신호는 LTE 또는 다른 4G 무선 프로토콜, 5G 무선 통신 프로토콜, 초광대역 프로토콜, 802.11 또는 다른 무선 로컬 영역 네트워크 프로토콜, 및/또는 다른 통신 프로토콜과 같은 시그널링 프로토콜에 순응하는 하나 이상의 변조된 신호들에 의해 점유되는 하나 이상의 업링크 주파수 채널들을 포함할 수 있다. 특히, 모바일 또는 정지형 통신 디바이스는 본래/고유 주파수 대역 및 네트워크 요소 주파수와 같은 제2 스펙트럼 세그먼트에서의 제2 변조된 신호를 생성하고 제2 스펙트럼 세그먼트에서의 제2 변조된 신호를 제2 반송 주파수에서의 제2 변조된 신호로 변환하고 통신 노드(1804A)에 의해 수신되는 제2 반송 주파수에서의 제2 변조된 신호를 전송한다. 송수신기(1932)는 제2 반송 주파수에서의 제2 변조된 신호를 제2 스펙트럼 세그먼트에서의 제2 변조된 신호로 변환하도록 동작하고 제2 스펙트럼 세그먼트에서의 제2 변조된 신호를 듀플렉서/다이플렉서 어셈블리(1924) 및 기지국 인터페이스(1922)를 통하여 처리를 위해 매크로 기지국(1802)과 같은 기지국으로 송신한다.
통신 노드(1804A)가 분산형 안테나 시스템으로 구현되는 이하의 예들을 고려한다. 업링크 스펙트럼 세그먼트(1910)에서의 업링크 주파수 채널들 및 다운링크 스펙트럼 세그먼트(1906)에서의 다운링크 주파수 채널들은 DOCSIS 2.0 이상의 표준 프로토콜, WiMAX 표준 프로토콜, 초광대역 프로토콜, 802.11 표준 프로토콜, LTE 프로토콜과 같은 4G 또는 5G 음성 및 데이터 프로토콜, 및/또는 다른 표준 통신 프로토콜에 따라 변조되고 그렇지 않으면 형식화되는 신호들로 점유될 수 있다. 현재의 표준들에 순응하는 프로토콜들에 더하여, 이러한 프로토콜들 중 임의의 것은 도 18a의 시스템과 함께 동작하도록 변경될 수 있다. 예를 들어, 802.11 프로토콜 또는 다른 프로토콜은 (예를 들어, 네트워크 요소들 또는 다운링크 스펙트럼 세그먼트(1906) 또는 업링크 스펙트럼 세그먼트(1910)의 특정 주파수 채널을 통하여 통신하고 있는 네트워크 요소들에 통신적 결합되는 통신 디바이스들이 서로 청취하는 것을 가능하게 하는) 더 넓은 영역을 통해 충돌 검출/다중 액세스를 제공하기 위해 부가 가이드라인들 및/또는 별도의 데이터 채널을 포함하도록 변경될 수 있다. 다양한 실시예들에서, 업링크 스펙트럼 세그먼트(1910)의 업링크 주파수 채널들 및 다운링크 스펙트럼 세그먼트(1906)의 다운링크 주파수 채널 모두는 동일한 통신 프로토콜에 따라 모두 형식화될 수 있다. 그러나 대안으로, 2개 이상의 상이한 프로토콜들이 예를 들어, 더 광범위한 클라이언트 디바이스들과 호환되고/되거나 상이한 주파수 대역들에서 동작하도록 업링크 스펙트럼 세그먼트(1910) 및 다운링크 스펙트럼 세그먼트(1906) 둘 다 상에 채용될 수 있다.
2개 이상의 상이한 프로토콜들이 채용될 때, 다운링크 스펙트럼 세그먼트(1906)의 다운링크 주파수 채널들의 제1 서브세트는 제1 표준 프로토콜에 따라 변조될 수 있고 다운링크 스펙트럼 세그먼트(1906)의 다운링크 주파수 채널들의 제2 서브세트는 제1 표준 프로토콜과 상이한 제2 표준 프로토콜에 따라 변조될 수 있다. 마찬가지로, 업링크 스펙트럼 세그먼트(1910)의 업링크 주파수 채널들의 제1 서브세트는 제1 표준 프로토콜에 따른 복조를 위해 시스템에 의해 수신될 수 있고 업링크 스펙트럼 세그먼트(1910)의 업링크 주파수 채널들의 제2 서브세트는 제1 표준 프로토콜과 상이한 제2 표준 프로토콜에 따른 복조를 위해 제2 표준 프로토콜에 따라 수신될 수 있다.
이러한 예들에 따르면, 기지국 인터페이스(1922)는 매크로 기지국(1802)과 같은 기지국 또는 다른 통신 네트워크 요소로부터 하나 이상의 다운링크 채널들의 본래/고유 주파수 대역들에서의 하나 이상의 다운링크 채널들과 같은 변조된 신호들을 수신하도록 구성될 수 있다. 마찬가지로, 기지국 인터페이스(1922)는 하나 이상의 업링크 채널들의 본래/고유 주파수 대역들에서의 하나 이상의 업링크 채널들을 갖는 변조된 신호들로 주파수 변환되는 다른 네트워크 요소로부터 수신되는 변조된 신호들을 기지국으로 공급하도록 구성될 수 있다. 기지국 인터페이스(1922)는 업링크 및 다운링크 채널들의 본래/고유 주파수 대역들에서의 업링크 및 다운링크 채널들과 같은 통신 신호들, 통신 제어 신호들, 및 다른 네트워크 시그널링을 매크로 기지국 또는 다른 네트워크 요소와 양방향으로 통신하는 유선 또는 무선 인터페이스를 통하여 구현될 수 있다. 듀플렉서/다이플렉서 어셈블리(1924)는 다운링크 채널들의 주파수를 다운링크 채널들의 본래/고유 주파수 대역들로부터 인터페이스(1810)의 주파수 스펙트럼으로 주파수 변환하는 송수신기(1932)로 다운링크 채널들의 본래/고유 주파수 대역들에서의 다운링크 채널들을 전송하도록 구성되며 - 이러한 경우에, 무선 통신 링크는 통신 디바이스(1804A)의 범위에서 분산형 안테나 시스템의 하나 이상의 다른 통신 노드들(1804B 내지 1804E)로 하류로 통신 신호들을 전송하는데 사용된다.
다양한 실시예들에서, 송수신기(1932)는 다운링크 스펙트럼 세그먼트(1906)의 다운링크 주파수 채널들을 점유하는 주파수 변환되는 다운링크 채널 신호들을 생성하도록 믹싱 또는 다른 헤테로다인식 동작을 통하여 다운링크 채널 신호들의 본래/고유 주파수 대역들에서의 다운링크 채널 신호들을 주파수 변환하는 아날로그 무선 장치를 포함한다. 이러한 예시에서, 다운링크 스펙트럼 세그먼트(1906)는 인터페이스(1810)의 다운링크 주파수 대역 내에 있다. 일 실시예에서, 다운링크 채널 신호들은 하나 이상의 다른 통신 노드들(1804B 내지 1804E)로의 송수신선이 직결된 무선 통신을 위해 다운링크 채널 신호들의 본래/고유 주파수 대역들로부터 다운링크 스펙트럼 세그먼트(1906)의 28 ㎓, 38 ㎓, 60 ㎓, 70 ㎓ 또는 80 ㎓ 대역으로 상향 변환된다. 그러나, 다운링크 스펙트럼 세그먼트(1906)에 대한 다른 주파수 대역들(예를 들어, 3 ㎓ 내지 5 ㎓)이 마찬가지로 채용될 수 있다는 점이 주목된다. 예를 들어, 송수신기(1932)는 인터페이스(1810)의 주파수 대역이 하나 이상의 다운링크 채널 신호들의 본래/고유 스펙트럼 대역들 미만이 되는 사례들에서 하나 이상의 다운링크 채널 신호들의 본래/고유 스펙트럼 대역들에서의 하나 이상의 다운링크 채널 신호들을 하향 변환하도록 구성될 수 있다.
송수신기(1932)는 통신 노드들(1804B)과 통신하기 위해 도 18d와 함께 제공되는 안테나들(1822)과 같은 다수의 개별 안테나들, 페이즈드 안테나 어레이 또는 조향 가능 빔 또는 상이한 위치들에서의 다수의 디바이스들과 통신하기 위해 다중 빔 안테나 시스템에 결합될 수 있다. 듀플렉서/다이플렉서 어셈블리(1924)는 업링크 및 다운링크 채널들의 하나 이상의 본래/고유 스펙트럼 세그먼트들을 통하여 다수의 통신 경로들에 걸쳐 양방향 통신을 제공하도록 “채널 듀플렉서”로서 동작하는 듀플렉서, 트리플렉서, 스플리터, 스위치, 라우터 및/또는 다른 어셈블리를 포함할 수 있다.
주파수 변환된 변조된 신호들의 본래/고유 스펙트럼 대역들과 상이한 반송 주파수에서 다른 통신 노드들(1804B 내지 1804E)로 하류로 주파수 변환된 변조된 신호들을 보내는 것에 더하여, 통신 노드(1804A)는 변조된 신호들의 본래/고유 스펙트럼 대역들에서 변경되지 않은 변조된 신호들의 모두 또는 선택된 부분을 무선 인터페이스(1811)를 통하여 통신 노드(1804A)의 무선 통신 범위에서 클라이언트 디바이스들로 전할 수도 있다. 듀플렉서/다이플렉서 어셈블리(1924)는 변조된 신호들의 본래/고유 스펙트럼 대역들에서의 변조된 신호들을 송수신기(1930)로 전송한다. 송수신기(1930)는 무선 인터페이스(1811)를 통하여 모바일 또는 고정형 무선 디바이스들로 다운링크 채널들의 전송을 위해 하나 이상의 다운링크 채널들을 선택하는 채널 선택 필터 및 도 18d와 함께 제공되는 안테나들(1824)과 같은 하나 이상의 안테나들에 결합되는 전력 증폭기를 포함할 수 있다.
클라이언트 디바이스들을 향하는 다운링크 통신에 더하여, 통신 노드(1804A)는 또한 클라이언트 디바이스들에서 비롯되는 업링크 통신을 처리하도록 상호적 방식으로 동작할 수 있다. 동작에서, 송수신기(1932)는 통신 노드들(1804B 내지 1804E)로부터 인터페이스(1810)의 업링크 스펙트럼을 통하여 업링크 스펙트럼 세그먼트(1910)에서의 업링크 채널들을 수신한다. 업링크 스펙트럼 세그먼트(1910)에서의 업링크 주파수 채널들은 변조된 신호들의 본래/고유 스펙트럼 대역들로부터 업링크 스펙트럼 세그먼트(1910)의 업링크 주파수 채널들로 통신 노드들(1804B 내지 1804E)에 의해 주파수 변환되었던 변조된 신호들을 포함한다. 인터페이스(1810)가 클라이언트 디바이스들에 의해 공급되는 변조된 신호들의 고유/본래 스펙트럼 세그먼트들보다 더 높은 주파수 대역으로 동작하는 상황들에서, 송수신기(1932)는 상향 변환된 변조된 신호들을 상향 변환된 변조된 신호들의 본래 주파수 대역들로 하향 변환한다. 그러나, 인터페이스(1810)가 클라이언트 디바이스들에 의해 공급되는 변조된 신호들의 고유/본래 스펙트럼 세그먼트들보다 더 낮은 주파수 대역으로 동작하는 상황들에서, 송수신기(1932)는 하향 변환된 변조된 신호들을 하향 변환된 변조된 신호들의 본래 주파수 대역들로 상향 변환한다. 게다가, 송수신기(1930)는 클라이언트 디바이스들로부터 무선 인터페이스(1811)를 통하여 변조된 신호들의 본래/고유 주파수 대역들에서의 변조된 신호들의 모두 또는 선택된 것들을 수신하도록 동작한다. 듀플렉서/다이플렉서 어셈블리(1924)는 매크로 기지국(1802) 또는 통신 네트워크의 다른 네트워크 요소로 송신되도록 송수신기(1930)를 통하여 수신되는 변조된 신호들의 본래/고유 주파수 대역들에서의 변조된 신호들을 기지국 인터페이스(1922)로 전송한다. 마찬가지로, 송수신기(1932)에 의해 변조된 신호들의 본래/고유 주파수 대역들로 주파수 변환되는 업링크 스펙트럼 세그먼트(1910)에서의 업링크 주파수 채널들을 점유하는 변조된 신호들은 매크로 기지국(1802) 또는 통신 네트워크의 다른 네트워크 요소로 송신되도록 기지국 인터페이스(1922)로의 전송을 위해 듀플렉서/다이플렉서 어셈블리(1924)에 공급된다.
이제 도 19c를 참조하면, 통신 노드의 일 예시적인, 비제한적인 실시예를 도시하는 블록도(1935)가 도시된다. 특히, 무선 분산형 안테나 시스템의 통신 노드(1804B, 1804C, 1804D 또는 1804E)와 같은 통신 노드 디바이스는 송수신기(1933), 듀플렉서/다이플렉서 어셈블리(1924), 증폭기(1938) 및 2개의 송수신기들(1936A 및 1936B)을 포함한다.
다양한 실시예들에서, 송수신기(1936A)는 통신 노드(1804A) 또는 상류 통신 노드(1804B 내지 1804E)로부터, 분산형 안테나 시스템의 변환된 스펙트럼에서의 제1 변조된 신호의 채널들(예를 들어, 하나 이상의 다운링크 스펙트럼 세그먼트들(1906)의 주파수 채널들)의 배치에 대응하는 제1 반송 주파수에서의 제1 변조된 신호를 수신한다. 제1 변조된 신호는 기지국에 의해 제공되고 모바일 통신 디바이스로 지향되는 제1 통신 데이터를 포함한다. 송수신기(1936A)는 통신 노드(1804A)로부터, 제1 반송 주파수에서의 제1 변조된 신호와 연관된 하나 이상의 제어 채널들 및 파일럿 신호들 또는 다른 기준 신호들과 같은 하나 이상의 대응하는 기준 신호들, 및/또는 하나 이상의 클럭 신호들을 수신하도록 추가로 구성된다. 제1 변조된 신호는 LTE 또는 다른 4G 무선 프로토콜, 5G 무선 통신 프로토콜, 초광대역 프로토콜, WiMAX 프로토콜, 802.11 또는 다른 무선 로컬 영역 네트워크 프로토콜, 및/또는 다른 통신 프로토콜과 같은 시그널링 프로토콜에 순응하는 하나 이상의 다운링크 통신 채널들을 포함할 수 있다.
앞서 논의된 바와 같이, 기준 신호는 제1 반송 주파수에서 제1 스펙트럼 세그먼트(즉, 본래/고유 스펙트럼)로 제1 변조된 신호의 처리 동안 위상 오류 (및/또는 다른 형태들의 신호 왜곡)을 네트워크 요소가 감소시키는 것을 가능하게 한다. 제어 채널은 제1 반송 주파수에서의 제1 변조된 신호를 제1 스펙트럼 세그먼트에서의 제1 변조된 신호로 변환할 것을 분산형 안테나 시스템의 통신 노드에 지시하여 주파수 선택들 및 재사용 패턴들, 핸드오프, 및/또는 다른 제어 시그널링을 제어하는 명령들을 포함한다. 클럭 신호들은 하류 통신 노드들(1804B 내지 1904E)에 의해 디지털 제어 채널 프로세싱의 타이밍을 동기화하여 제어 채널로부터의 명령들을 복원하고/하거나 다른 타이밍 신호들을 제공할 수 있다.
증폭기(1938)는 듀플렉서/다이플렉서 어셈블리(1924)를 통하여 송수신기(1936B)에 결합되는 기준 신호들, 제어 채널들 및/또는 클럭 신호들과 함께 제1 반송 주파수에서의 제1 변조된 신호를 증폭시키는 양방향 증폭기일 수 있으며, 송수신기(1936B)는 이러한 예시에서, 도시된 통신 노드(1804B 내지 1804E)로부터 하류이고 유사한 방식으로 동작하는 통신 노드들(1804B 내지 1804E) 중 하나 이상의 다른 것들로 기준 신호들, 제어 채널들 및/또는 클럭 신호들과 함께 제1 반송 주파수에서의 증폭된 제1 변조된 신호의 재전송을 위한 중계기로서의 역할을 한다.
기준 신호들, 제어 채널들 및/또는 클럭 신호들과 함께 제1 반송 주파수에서의 증폭된 제1 변조된 신호는 또한 듀플렉서/다이플렉서 어셈블리(1924)를 통하여 송수신기(1933)에 결합된다. 송수신기(1933)는 제어 채널로부터 예를 들어, 디지털 데이터의 형태의 명령들을 복원하도록 제어 채널 상에서 디지털 신호 프로세싱을 수행한다. 클럭 신호는 디지털 제어 채널 프로세싱의 타이밍을 동기화하는데 사용된다. 송수신기(1933)는 그 다음 명령들에 따라 그리고 제1 변조된 신호의 아날로그 (및/또는 디지털) 신호 프로세싱에 기초하여 그리고 변환 과정 동안 왜곡을 감소시키기 위해 기준 신호를 활용하여 제1 반송 주파수에서의 제1 변조된 신호의 제1 스펙트럼 세그먼트에서의 제1 변조된 신호로의 주파수 변환을 수행한다. 송수신기(1933)는 자유 공간 무선 신호들로서 통신 노드(1804B 내지 1804E)의 범위에서 하나 이상의 모바일 통신 디바이스들과의 직접적 통신을 위해 제1 스펙트럼 세그먼트에서의 제1 변조된 신호를 무선으로 전송한다.
다양한 실시예들에서, 송수신기(1936B)는 도시된 통신 노드(1804B 내지 1804E)로부터 하류에 있는 하나 이상의 다른 통신 노드들(1804B 내지 1804E)과 같은 다른 네트워크 요소들로부터 업링크 스펙트럼 세그먼트(1910)에서의 제2 반송 주파수에서의 제2 변조된 신호를 수신한다. 제2 변조된 신호는 LTE 또는 다른 4G 무선 프로토콜, 5G 무선 통신 프로토콜, 초광대역 프로토콜, 802.11 또는 다른 무선 로컬 영역 네트워크 프로토콜, 및/또는 다른 통신 프로토콜과 같은 시그널링 프로토콜에 순응하는 하나 이상의 업링크 통신 채널들을 포함할 수 있다. 특히, 하나 이상의 모바일 통신 디바이스들은 본래/고유 주파수 대역과 같은 제2 스펙트럼 세그먼트에서의 제2 변조된 신호를 생성하고 하류 네트워크 요소는 제2 반송 주파수에서의 제2 변조된 신호로 제2 스펙트럼 세그먼트에서의 제2 변조된 신호 상의 주파수 변환을 수행하고 도시된 통신 노드(1804B 내지 1804E)에 의해 수신되는 업링크 스펙트럼 세그먼트(1910)에서의 제2 반송 주파수에서의 제2 변조된 신호를 전송한다. 송수신기(1936B)는 제2 반송 주파수에서의 제2 변조된 신호를 증폭 및 재전송을 위해 듀플렉서/다이플렉서 어셈블리(1924)를 통하여 증폭기(1938)로, 추가 재전송을 위해 송수신기(1936A)를 통하여 다시 통신 노드(1804A) 또는 상류 통신 노드들(1804B 내지 1804E)로, 처리를 위해 다시 매크로 기지국(1802)과 같은 기지국으로 송신하도록 동작한다.
송수신기(1933)는 통신 노드(1804B 내지 1804E)의 범위에서 하나 이상의 모바일 통신 디바이스들로부터 제2 스펙트럼 세그먼트에서의 제2 변조된 신호를 수신할 수도 있다. 송수신기(1933)는 예를 들어, 제어 채널을 통하여 수신되는 명령들의 제어 하에서, 제2 반송 주파수에서의 제2 변조된 신호로 제2 스펙트럼 세그먼트에서의 제2 변조된 신호 상의 주파수 변환을 수행하도록 동작하고, 제2 변조된 신호를 다시 본래/고유 스펙트럼 세그먼트들로 재변환하는데 통신 노드(1804A)에 의한 사용을 위해 기준 신호들, 제어 채널들 및/또는 클럭 신호들을 삽입하고, 제2 반송 주파수에서의 제2 변조된 신호를 증폭 및 재전송을 위해 듀플렉서/다이플렉서 어셈블리(1924) 및 증폭기(1938)를 통하여 송수신기(1936A)로, 추가 재전송을 위해 다시 통신 노드(1804A) 또는 상류 통신 노드들(1804B 내지 1804E)로, 처리를 위해 다시 매크로 기지국(1802)과 같은 기지국으로 송신한다.
이제 도 19d를 참조하면, 주파수 스펙트럼의 일 예시적인, 비제한적인 실시예를 도시하는 도식적 도면(1940)이 도시된다. 특히, 스펙트럼(1942)은 변조된 신호들이 (예를 들어, 상향 변환 또는 하향 변환을 통하여) 하나 이상의 본래/고유 스펙트럼 세그먼트들로부터 스펙트럼(1942)으로 주파수가 변환된 후에, 다운링크 세그먼트(1906) 또는 업링크 스펙트럼 세그먼트(1910)의 주파수 채널들을 점유하는 변조된 신호들을 전달하는 분산형 안테나 시스템에 대해 도시된다.
제공된 예에서, 하류(다운링크) 채널 대역(1944)은 별도의 다운링크 스펙트럼 세그먼트들(1906)로 나타내어지는 복수의 하류 주파수 채널들을 포함한다. 마찬가지로, 상류(업링크) 채널 대역(1946)은 별도의 업링크 스펙트럼 세그먼트들(1910)로 나타내어지는 복수의 상류 주파수 채널들을 포함한다. 별도의 스펙트럼 세그먼트들의 스펙트럼 형상들은 연관된 기준 신호들, 제어 채널들 및 클럭 신호들과 함께 각각의 변조된 신호의 주파수 할당에 대한 플레이스 홀더들인 것으로 여겨진다. 다운링크 스펙트럼 세그먼트(1906) 또는 업링크 스펙트럼 세그먼트(1910)에서의 각각의 주파수 채널의 실제 스펙트럼 응답은 채용되는 프로토콜 및 변조에 기초하여 그리고 추가로 시간에 따라 달라질 것이다.
업링크 스펙트럼 세그먼트들(1910)의 수는 비대칭 통신 체계에 따라 다운링크 스펙트럼 세그먼트들(1906)의 수 미만이거나 초과일 수 있다. 이러한 경우에, 상류 채널 대역(1946)은 하류 채널 대역(1944)보다 더 좁거나 더 넓을 수 있다. 대안으로, 업링크 스펙트럼 세그먼트들(1910)의 수는 대칭적 통신 체계가 구현되는 경우에 다운링크 스펙트럼 세그먼트들(1906)의 수와 동등할 수 있다. 이러한 경우에, 상류 채널 대역(1946)의 폭은 하류 채널 대역(1944)의 폭과 동등할 수 있고 비트 스터핑 또는 다른 데이터 필링 기법들이 상류 트래픽의 변화들을 보정하도록 채용될 수 있다. 하류 채널 대역(1944)이 상류 채널 대역(1946)보다 더 낮은 주파수로 나타내어지지만, 다른 실시예들에서, 하류 채널 대역(1844)은 상류 채널 대역(1946)보다 더 높은 주파수로 있을 수 있다. 게다가, 스펙트럼(1942)에서의 스펙트럼 세그먼트들의 수 및 스펙트럼 세그먼트들의 각각의 주파수 위치들은 시간이 지남에 따라 동적으로 변화할 수 있다. 예를 들어, 각각의 다운링크 스펙트럼 세그먼트(1906) 및 각각의 업링크 스펙트럼 세그먼트(1910)의 주파수 위치를 통신 노드들(1804)에 나타낼 수 있는 일반적 제어 채널(미도시)이 스펙트럼(1942)에서 제공될 수 있다. 대역폭의 재할당을 필요하게 만드는 트래픽 조건들 또는 네트워크 필요 조건들에 의존하여, 다운링크 스펙트럼 세그먼트들(1906) 및 업링크 스펙트럼 세그먼트들(1910)의 수가 일반적 제어 채널을 통하여 변화될 수 있다. 게다가, 다운링크 스펙트럼 세그먼트들(1906) 및 업링크 스펙트럼 세그먼트들(1910)은 별도로 그룹화될 필요가 없다. 예를 들어, 일반적 제어 채널은 교호 방식으로 또는 대칭적일 수 있거나 아닐 수 있는 임의의 다른 조합으로 업링크 스펙트럼 세그먼트(1910)가 뒤따르는 다운링크 스펙트럼 세그먼트(1906)를 식별할 수 있다. 일반적 제어 채널을 활용하는 것 대신에, 각각이 하나 이상의 스펙트럼 세그먼트들의 주파수 위치 및 스펙트럼 세그먼트의 타입(즉, 업링크 또는 다운링크)을 식별하는 다수의 제어 채널들이 사용될 수 있다는 점이 추가로 주목된다.
게다가, 하류 채널 대역(1944) 및 상류 채널 대역(1946)이 단일의 근접한 주파수 대역을 점유하는 것으로 도시되지만, 다른 실시예들에서, 2개 이상의 상류 및/또는 2개 이상의 하류 채널 대역들이 이용 가능한 스펙트럼 및/또는 채용되는 통신 표준들에 의존하여 채용될 수 있다. 업링크 스펙트럼 세그먼트들(1910) 및 다운링크 스펙트럼 세그먼트들(1906)의 주파수 채널들은 DOCSIS 2.0 이상의 표준 프로토콜, WiMAX 표준 프로토콜, 초광대역 프로토콜, 802.11 표준 프로토콜, LTE 프로토콜과 같은 4G 또는 5G 음성 및 데이터 프로토콜, 및/또는 다른 표준 통신 프로토콜에 따라 형식화되는 변조되는 주파수 변환된 신호들에 의해 점유될 수 있다. 현재의 표준들에 순응하는 프로토콜들에 더하여, 이러한 프로토콜들 중 임의의 것은 도시된 시스템과 함께 동작하도록 변경될 수 있다. 예를 들어, 802.11 프로토콜 또는 다른 프로토콜은 (예를 들어, 특정 주파수 채널을 통하여 통신하고 있는 디바이스들이 서로 청취하는 것을 가능하게 하는) 더 넓은 영역을 통해 충돌 검출/다중 액세스를 제공하기 위해 부가 가이드라인들 및/또는 별도의 데이터 채널을 포함하도록 변경될 수 있다. 다양한 실시예들에서, 업링크 스펙트럼 세그먼트들(1910)의 업링크 주파수 채널들 및 다운링크 스펙트럼 세그먼트들(1906)의 다운링크 주파수 채널 모두는 동일한 통신 프로토콜에 따라 모두 형식화된다. 그러나 대안으로, 2개 이상의 상이한 프로토콜들이 예를 들어, 더 광범위한 클라이언트 디바이스들과 호환되고/되거나 상이한 주파수 대역들에서 동작하도록 하나 이상의 업링크 스펙트럼 세그먼트들(1910)의 업링크 주파수 채널들 및 하나 이상의 다운링크 스펙트럼 세그먼트들(1906)의 다운링크 주파수 채널들 둘 다 상에 채용될 수 있다.
변조된 신호들이 스펙트럼(1942)으로의 집성을 위해 상이한 본래/고유 스펙트럼 세그먼트들로부터 수집될 수 있다는 점이 주목되어야 한다. 이러한 방식으로, 업링크 스펙트럼 세그먼트(1910)의 업링크 주파수 채널들의 제1 부분은 하나 이상의 상이한 본래/고유 스펙트럼 세그먼트들로부터 주파수 변환되었던 업링크 스펙트럼 세그먼트(1910)의 업링크 주파수 채널들의 제2 부분에 인접할 수 있다. 마찬가지로, 다운링크 스펙트럼 세그먼트(1906)의 다운링크 주파수 채널들의 제1 부분은 하나 이상의 상이한 본래/고유 스펙트럼 세그먼트들로부터 주파수 변환되었던 다운링크 스펙트럼 세그먼트(1906)의 다운링크 주파수 채널들의 제2 부분에 인접할 수 있다. 예를 들어, 주파수 변환되었던 하나 이상의 2.4 ㎓ 802.11 채널들은 80 ㎓에서 중심에 있는 스펙트럼(1942)으로 또한 주파수 변환되었던 하나 이상의 5.8 ㎓ 802.11 채널들에 인접할 수 있다. 각각의 스펙트럼 세그먼트가 스펙트럼(1942)에서의 각각의 스펙트럼 세그먼트의 배치로부터 다시 각각의 스펙트럼 세그먼트의 본래/고유 스펙트럼 세그먼트로 그러한 스펙트럼 세그먼트의 하나 이상의 주파수 채널들의 주파수 변환을 제공하는 주파수 및 위상에서의 국부 발진기 신호를 생성하는데 사용될 수 있는 파일럿 신호와 같은 연관된 기준 신호를 가질 수 있다는 점이 주목되어야 한다.
이제 도 19e를 참조하면, 주파수 스펙트럼의 일 예시적인, 비제한적인 실시예를 도시하는 도식적 도면(1950)이 도시된다. 특히, 통신 노드(1840A)의 송수신기들(1930) 또는 통신 노드(1804B 내지 1804E)의 송수신기(1932)에 의해 선택된 스펙트럼 세그먼트 상에서 수행되는 신호 프로세싱과 함께 논의되는 바와 같은 스펙트럼 세그먼트 선택이 제공된다. 도시된 바와 같이, 업링크 주파수 채널 대역(1946)의 업링크 스펙트럼 세그먼트들(1910) 중 하나를 포함하는 특정 업링크 주파수 부분(1958) 및 다운링크 채널 주파수 대역(1944)의 다운링크 스펙트럼 세그먼트들(1906) 중 하나를 포함하는 특정 다운링크 주파수 부분(1956)은 채널 선택 여과에 의해 통과되도록 선택되며, 업링크 주파수 채널 대역(1946) 및 다운링크 채널 주파수 대역(1944)의 남은 부분들은 필터링 아웃된다 - 즉 송수신기에 의해 통과되는 원하는 주파수 채널들의 처리의 악영향들 완화시키도록 감쇠된다. 단일 특정 업링크 스펙트럼 세그먼트(1910) 및 특정 다운링크 스펙트럼 세그먼트(1906)가 선택되는 것으로 도시되지만, 2개 이상의 업링크 및/또는 다운링크 스펙트럼 세그먼트들이 다른 실시예들에서 통과될 수 있다는 점이 주목되어야 한다.
송수신기들(1930 및 1932)이 업링크 및 다운링크 주파수 부분들(1958 및 1956)과 함께 정적 채널 필터들이 고정되는 것에 기초하여 동작할 수 있지만, 앞서 논의된 바와 같이, 제어 채널을 통하여 송수신기들(1930 및 1932)로 송신되는 명령들은 특정 주파수 선택에 송수신기들(1930 및 1932)을 동적으로 구성하는데 사용될 수 있다. 이러한 방식으로, 대응하는 스펙트럼 세그먼트들의 상류 및 하류 주파수 채널들은 분산형 안테나 시스템에 의한 수행을 최적화하도록 매크로 기지국(1802) 또는 통신 네트워크의 다른 네트워크 요소에 의해 다양한 통신 노드들에 동적으로 할당될 수 있다.
이제 도 19f를 참조하면, 주파수 스펙트럼의 일 예시적인, 비제한적인 실시예를 도시하는 도식적 도면(1960)이 도시된다. 특히, 스펙트럼(1962)은 변조된 신호들이 (예를 들어, 상향 변환 또는 하향 변환을 통하여) 하나 이상의 본래/고유 스펙트럼 세그먼트들로부터 스펙트럼(1962)으로 주파수가 변환된 후에, 업링크 또는 다운링크 스펙트럼 세그먼트들의 주파수 채널들을 점유하는 변조된 신호들을 전달하는 분산형 안테나 시스템에 대해 도시된다.
앞서 논의된 바와 같이, 2개 이상의 상이한 통신 프로토콜들이 상류 및 하류 데이터를 전하기 위해 채용될 수 있다. 2개 이상의 상이한 프로토콜들이 채용될 때, 다운링크 스펙트럼 세그먼트(1906)의 다운링크 주파수 채널들의 제1 서브세트는 제1 표준 프로토콜에 따라 주파수 변환된 변조된 신호들에 의해 점유될 수 있고 동일하거나 상이한 다운링크 스펙트럼 세그먼트(1910)의 다운링크 주파수 채널들의 제2 서브세트는 제1 표준 프로토콜과 상이한 제2 표준 프로토콜에 따라 주파수 변환된 변조된 신호들에 의해 점유될 수 있다. 마찬가지로, 업링크 스펙트럼 세그먼트(1910)의 업링크 주파수 채널들의 제1 서브세트는 제1 표준 프로토콜에 따른 복조를 위해 시스템에 의해 수신될 수 있고 동일하거나 상이한 업링크 스펙트럼 세그먼트(1910)의 업링크 주파수 채널들의 제2 서브세트는 제1 표준 프로토콜과 상이한 제2 표준 프로토콜에 따른 복조를 위해 제2 표준 프로토콜에 따라 수신될 수 있다.
도시된 예에서, 하류 채널 대역(1944)은 제1 통신 프로토콜의 사용을 나타내는 제1 타입의 별도의 스펙트럼 형상들로 나타내어지는 제1 복수의 하류 스펙트럼 세그먼트들을 포함한다. 하류 채널 대역(1944’)은 제2 통신 프로토콜의 사용을 나타내는 제2 타입의 별도의 스펙트럼 형상들로 나타내어지는 제2 복수의 하류 스펙트럼 세그먼트들을 포함한다. 마찬가지로, 상류 채널 대역(1946)은 제1 통신 프로토콜의 사용을 나타내는 제1 타입의 별도의 스펙트럼 형상들로 나타내어지는 제1 복수의 상류 스펙트럼 세그먼트들을 포함한다. 상류 채널 대역(1946’)은 제2 통신 프로토콜의 사용을 나타내는 제2 타입의 별도의 스펙트럼 형상들로 나타내어지는 제2 복수의 상류 스펙트럼 세그먼트들을 포함한다. 이러한 별도의 스펙트럼 형상들은 연관된 기준 신호들, 제어 채널들 및/또는 클럭 신호들과 함께 각각의 개별 스펙트럼 세그먼트의 주파수 할당에 대한 플레이스 홀더들인 것으로 여겨진다. 개별 채널 대역폭이 제1 및 제2 타입의 채널들에 대해 대략 동일한 것으로 나타내어지지만, 상류 및 하류 채널 대역들(1944, 1944’, 1946 및 1946’)이 상이한 대역폭들일 수 있다는 점이 주목되어야 한다. 게다가, 제1 및 제2 타입의 이러한 채널 대역들에서의 스펙트럼 세그먼트들은 이용 가능한 스펙트럼 및/또는 채용되는 통신 표준들에 의존하여 상이한 대역폭들일 수 있다.
이제 도 19g를 참조하면, 주파수 스펙트럼의 일 예시적인, 비제한적인 실시예를 도시하는 도식적 도면(1970)이 도시된다. 특히, 도 19d 내지 도 19f의 스펙트럼(1942 또는 1962)의 일부는 (예를 들어, 상향 변환 또는 하향 변환을 통하여) 하나 이상의 본래/고유 스펙트럼 세그먼트들로부터 주파수가 변환되었던 채널 신호들의 형태의 변조된 신호들을 전달하는 분산형 안테나 시스템에 대해 도시된다.
부분(1972)은 스펙트럼 형상으로 나타내어지고 제어 채널, 기준 신호 및/또는 클럭 신호에 대비해서 따로 두어지는 대역폭의 일부를 나타내는 다운링크 또는 업링크 스펙트럼 세그먼트(1906 및 1910)의 일부를 포함한다. 스펙트럼 형상(1974)은 예를 들어, 기준 신호(1979) 및 클럭 신호(1978)와 별도의 제어 채널을 나타낸다. 클럭 신호(1978)가 보다 통상적인 클럭 신호의 형태로의 조정을 필요로 할 수 있는 사인파 신호를 나타내는 스펙트럼 형상으로 도시된다는 점이 주목되어야 한다. 그러나 다른 실시예들에서, 통상적 클럭 신호는 위상 기준으로서의 사용을 위해 반송파의 위상을 보존하는 진폭 변조 또는 다른 변조 기법을 통하여 기준 신호(1979)를 변조함으로써 변조된 반송파로서 송신될 수 있다. 다른 실시예들에서, 클럭 신호는 다른 반송파를 변조함으로써 또는 다른 신호로서 전송될 수 있다. 게다가, 클럭 신호(1978) 및 기준 신호(1979) 둘 다가 제어 채널(1974)의 주파수 대역 외부에 있는 것으로 도시된다는 점이 주목된다.
다른 예에서, 부분(1975)은 제어 채널, 기준 신호 및/또는 클럭 신호에 대비해서 따로 두어지는 대역폭의 일부를 나타내는 스펙트럼 형상의 일부로 나타내어지는 다운링크 또는 업링크 스펙트럼 세그먼트(1906 및 1910)의 일부를 포함한다. 스펙트럼 형상(1976)은 위상 기준으로서의 사용을 위해 반송파의 위상을 보존하는 진폭 변조, 진폭 편이 키잉 또는 다른 변조 기법을 통하여 기준 신호를 변조하는 디지털 데이터를 포함하는 명령들을 갖는 제어 채널을 나타낸다. 클럭 신호(1978)는 스펙트럼 형상(1976)의 주파수 대역 외부에 있는 것으로 도시된다. 제어 채널 명령들에 의해 변조되는 기준 신호는 실제로 제어 채널의 부반송파이고 제어 채널에 대해 대역 내이다. 한 번 더, 클럭 신호(1978)는 사인파 신호를 나타내는 스펙트럼 형상으로 도시되지만, 다른 실시예들에서, 통상적 클럭 신호는 변조된 반송파 또는 다른 신호로서 송신될 수 있다. 이러한 경우에, 제어 채널의 명령들은 기준 신호 대신에 클럭 신호(1978)를 변조하는데 사용될 수 있다.
수신기의 위상 왜곡이 다시 기준 신호의 본래/고유 스펙트럼 세그먼트로 다운링크 또는 업링크 스펙트럼 세그먼트(1906 및 1910)의 주파수 변환 동안 교정되는 지속파(CW)의 형태의 기준 신호의 변조를 통하여 제어 채널(1976)이 전해지는 이하의 예를 고려한다. 제어 채널(1976)은 네트워크 동작들, 운영 및 관리 트래픽, 및 다른 제어 데이터와 같은 명령들을 분산형 안테나 시스템의 네트워크 요소들 사이에서 전하기 위해 펄스 진폭 변조, 2진 위상 편이 키잉, 진폭 편이 키잉 또는 다른 변조 방식과 같은 강력한 변조로 변조될 수 있다. 다양한 실시예들에서, 제어 데이터는 이하를 제한 없이 포함할 수 있다:
● 각각의 네트워크 요소의 온라인 상태, 오프라인 상태 및 네트워크 수행 파라미터들을 나타내는 상태 정보.
● 모듈 명칭들 및 어드레스들, 하드웨어 및 소프트웨어 버전들, 디바이스 용량들 등과 같은 네트워크 디바이스 정보.
● 주파수 변환 계수들, 채널 이격, 보호 주파수대들, 업링크/다운링크 할당들, 업링크 및 다운링크 채널 선택들 등과 같은 스펙트럼 정보.
● 기후 조건들, 이미지 데이터, 정전 정보, 송수신 직결선 장애물들 등과 같은 환경 측정치들.
추가 예에서, 제어 채널 데이터는 초광대역(UWB) 시그널링을 통하여 송신될 수 있다. 제어 채널 데이터는 특정 시간 구간들에서의 무선 에너지를 생성하고 펄스 위치 또는 시간 변조를 통하여 더 큰 대역폭을 점유하고/하거나, UWB 펄스들의 극성 또는 진폭을 인코딩하고/하거나, 직교 펄스들을 사용함으로써 전송될 수 있다. 특히, UWB 펄스들은 시간 또는 위치 변조를 지원하도록 비교적 낮은 파동율들로 산발적으로 송신될 수 있지만, UWB 펄스 대역폭의 역까지의 비율들로 송신될 수도 있다. 이러한 방식으로, 제어 채널은 비교적 낮은 전력으로, 그리고 제어 채널의 UWB 스펙트럼의 대역 내 부분들을 점유할 수 있는 기준 신호 및/또는 클럭 신호의 CW 전송들을 간섭하지 않고 UWB 스펙트럼에 걸쳐 확산될 수 있다.
이제 도 19h를 참조하면, 전송기의 일 예시적인, 비제한적인 실시예를 도시하는 블록도(1980)가 도시된다. 특히, 도 19c와 함께 제공되는 송수신기(1933)와 같은 송수신기에서 예를 들어, 수신기(1981) 및 디지털 제어 채널 프로세서(1995)와의 사용을 위한 전송기(1982)가 도시된다. 도시된 바와 같이, 전송기(1982)는 아날로그 프런트 엔드(1986), 클럭 신호 발생기(1989), 국부 발진기(1992), 믹서(1996) 및 전송기 프런트 엔드(1984)를 포함한다.
기준 신호들, 제어 채널들 및/또는 클럭 신호들과 함께 제1 반송 주파수에서의 증폭된 제1 변조된 신호는 증폭기(1938)로부터 아날로그 프론트 엔드(1986)로 결합된다. 아날로그 프런트 엔드(1986)는 제어 채널 신호(1987), 클럭 기준 신호(1978), 파일럿 신호(1991) 및 하나 이상의 선택된 채널 신호들(1994)을 분리시키는 하나 이상의 필터들 또는 다른 주파수 선택부를 포함한다.
디지털 제어 채널 프로세서(1995)는 예를 들어, 디지털 제어 채널 데이터의 복조를 통하여 제어 채널 신호(1987)로부터 명령들을 복원하도록 제어 채널 상에서 디지털 신호 프로세싱을 수행한다. 클럭 신호 발생기(1989)는 디지털 제어 채널 프로세서(1995)에 의한 디지털 제어 채널 프로세싱의 타이밍을 동기화하도록 클럭 기준 신호(1978)로부터 클럭 신호(1990)를 생성한다. 클럭 기준 신호(1978)가 사인 곡선인 실시예들에서, 클럭 신호 발생기(1989)는 증폭 및 제한을 제공하여 사인 곡선으로부터 통상적 클럭 신호 또는 다른 타이밍 신호를 생성할 수 있다. 클럭 기준 신호(1978)가 기준 또는 파일럿 신호, 또는 다른 반송파의 변조와 같은 변조된 반송파 신호인 실시예들에서, 클럭 신호 발생기(1989)는 복조를 제공하여 통상적 클럭 신호 또는 다른 타이밍 신호를 생성할 수 있다.
다양한 실시예들에서, 제어 채널 신호(1987)는 파일럿 신호(1991) 및 클럭 기준(1988)에서 분리되는 주파수들의 범위에서의, 또는 파일럿 신호(1991)의 변조로서의 디지털 방식으로 변조된 신호일 수 있다. 동작에서, 디지털 제어 채널 프로세서(1995)는 제어 채널 신호(1987)의 복조를 제공하여 내부에 포함된 명령들을 추출하여 제어 신호(1993)를 생성한다. 특히, 제어 채널을 통하여 수신되는 명령들에 응하여 디지털 제어 채널 프로세서(1995)에 의해 생성되는 제어 신호(1993)는 무선 인터페이스(1811)를 통한 전송을 위해 채널 신호들(1994)의 주파수들을 변환하는데 사용되는 대응하는 파일럿 신호(1991) 및/또는 클럭 기준(1988)과 함께 특정 채널 신호들(1994)을 선택하는데 사용될 수 있다. 제어 채널 신호(1987)가 파일럿 신호(1991)의 변조를 통하여 명령들을 전달하는 상황들에서, 파일럿 신호(1991)가 도시된 바와 같이 아날로그 프런트 엔드(1986)보다는 오히려 디지털 제어 채널 프로세서(1995)를 통하여 추출될 수 있다는 점이 주목되어야 한다.
디지털 제어 채널 프로세서(1995)는 마이크로프로세서, 마이크로제어기, 디지털 신호 프로세서, 마이크로컴퓨터, 중앙 처리 장치, 필드 프로그램 가능 게이트 어레이, 프로그램 가능 로직 디바이스, 상태 기계, 로직 회로망, 디지털 회로망, 아날로그 대 디지털 변환기, 디지털 대 아날로그 변환기, 및/또는 회로망 및/또는 동작 명령들의 하드 코딩에 기초하여 (아날로그 및/또는 디지털) 신호들을 조작하는 임의의 디바이스와 같은 프로세싱 모듈을 통하여 구현될 수 있다. 프로세싱 모듈은 단일 메모리 디바이스, 복수의 메모리 디바이스들 및/또는 다른 프로세싱 모듈의 내장된 회로망일 수 있는 메모리 및/또는 통합된 메모리 요소, 모듈, 프로세싱 회로, 및/또는 프로세싱 유닛이거나 이것들을 더 포함할 수 있다. 이러한 메모리 디바이스는 판독 전용 메모리, 랜덤 액세스 메모리, 휘발성 메모리, 비휘발성 메모리, 정적 메모리, 동적 메모리, 플래시 메모리, 캐시 메모리 및/또는 디지털 정보를 저장하는 임의의 디바이스일 수 있다. 프로세싱 모듈이 하나 초과의 프로세싱 디바이스를 포함하면, 프로세싱 디바이스들이 중심적으로 위치될(예를 들어, 유선 및/또는 무선 버스 구조를 통하여 직접 함께 결합될) 수 있거나 분산되게 위치될(예를 들어, 로컬 영역 네트워크 및/또는 광역 네트워크를 통한 간접적 결합을 통하여 클라우드 컴퓨팅할) 수 있다는 점을 주목해야 한다. 대응하는 동작 명령들을 저장하는 메모리 및/또는 메모리 요소가 마이크로프로세서, 마이크로제어기, 디지털 신호 프로세서, 마이크로컴퓨터, 중앙 처리 장치, 필드 프로그램 가능 게이트 어레이, 프로그램 가능 로직 디바이스, 상태 기계, 로직 회로망, 디지털 회로망, 아날로그 대 디지털 변환기, 디지털 대 아날로그 변환기 또는 다른 디바이스 내에 내장되거나 이것들의 외부에 있을 수 있다는 점을 추가로 주목해야 한다. 본원에 설명하는 단계들 및/또는 기능들 중 적어도 일부에 대응하는 하드 코딩되고/되거나 동작적인 명령들을 메모리 요소가 저장할 수 있고, 프로세싱 모듈이 실행시키고, 이러한 메모리 디바이스 또는 메모리 요소가 제조 물품으로서 구현될 수 있다는 점을 더 추가로 주목해야 한다.
국부 발진기(1992)는 주파수 변환 과정 동안 왜곡을 감소시키기 위해 파일럿 신호(1991)를 활용하여 국부 발진기 신호(1997)를 생성한다. 다양한 실시예들에서, 파일럿 신호(1991)는 고정형 또는 모바일 통신 디바이스들로의 전송을 위해 분산형 안테나 시스템의 스펙트럼에서의 채널 신호들(1994)의 배치와 연관된 반송 주파수에서의 채널 신호들(1994)을 채널 신호들(1994)의 본래/고유 스펙트럼 세그먼트들로 변환하기 위해 적절한 주파수 및 위상에서의 국부 발진기 신호(1997)를 생성하도록 국부 발진기 신호(1997)의 정확한 주파수 및 위상으로 있다. 이러한 경우에, 국부 발진기(1992)는 대역 통과 여과 및/또는 다른 신호 조정을 채용하여 파일럿 신호(1991)의 주파수 및 위상을 보존하는 사인파 국부 발진기 신호(1997)를 생성할 수 있다. 다른 실시예들에서, 파일럿 신호(1991)는 국부 발진기 신호(1997)를 이끌어 내는데 사용될 수 있는 주파수 및 위상을 갖는다. 이러한 경우에, 국부 발진기(1992)는 고정형 또는 모바일 통신 디바이스들로의 전송을 위해 분산형 안테나 시스템의 스펙트럼에서의 채널 신호들(1994)의 배치와 연관된 반송 주파수에서의 채널 신호들(1994)을 채널 신호들(1994)의 본래/고유 스펙트럼 세그먼트들로 변환하기 위해 적절한 주파수 및 위상에서의 국부 발진기 신호(1997)를 생성하도록 파일럿 신호(1991)에 기초하여 주파수 분할, 주파수 증가 또는 다른 주파수 합성을 채용할 수 있다.
믹서(1996)는 국부 발진기 신호(1997)에 기초하여 채널 신호들(1994)를 주파수 편이시켜 채널 신호들(1994)의 대응하는 본래/고유 스펙트럼 세그먼트들에서의 주파수 변환된 채널 신호들(1998)을 생성하도록 동작한다. 단일 믹싱 단계가 나타내어지지만, 다수의 믹싱 단계들이 총주파수 변환의 일부로서 채널 신호들을 기저 대역 및/또는 하나 이상의 중간 주파수들로 편이시키도록 채용될 수 있다. 전송기(Xmtr) 프런트 엔드(1984)는 통신 노드(1804B 내지 1804E)의 범위에서 주파수 변환된 채널 신호들(1998)을 자유 공간 무선 신호들로서 안테나들(1824)과 같은 하나 이상의 안테나들을 통하여 하나 이상의 모바일 또는 고정형 통신 디바이스들로 무선으로 전송하도록 전력 증폭기 및 임피던스 일치를 포함한다.
이제 도 19i를 참조하면, 수신기의 일 예시적인, 비제한적인 실시예를 도시하는 블록도(1985)가 도시된다. 특히, 도 19c와 함께 제공되는 송수신기(1933)와 같은 송수신기에서 예를 들어, 전송기(1982) 및 디지털 제어 채널 프로세서(1995)와의 사용을 위한 수신기(1981)가 도시된다. 도시된 바와 같이, 수신기(1981)는 아날로그 수신기(RCVR) 프런트 엔드(1983), 국부 발진기(1992) 및 믹서(1996)를 포함한다. 디지털 제어 채널 프로세서(1995)는 제어 채널로부터의 명령들의 제어 하에서 동작하여 파일럿 신호(1991), 제어 채널 신호(1987) 및 클럭 기준 신호(1978)를 생성한다.
제어 채널을 통하여 수신되는 명령들에 응하여 디지털 제어 채널 프로세서(1995)에 의해 생성되는 제어 신호(1993)는 무선 인터페이스(1811)를 통한 수신을 위해 채널 신호들(1994)의 주파수들을 변환하는데 사용되는 대응하는 파일럿 신호(1991) 및/또는 클럭 기준(1988)과 함께 특정 채널 신호들(1994)을 선택하는데 사용될 수도 있다. 아날로그 수신기 프런트 엔드(1983)는 제어 신호(1993)의 제어 하에서 하나 이상의 선택된 채널 신호들(1994)을 수신하기 위해 낮은 잡음 증폭기 및 하나 이상의 필터들 또는 다른 주파수 선택부를 포함한다.
국부 발진기(1992)는 주파수 변환 과정 동안 왜곡을 감소시키기 위해 파일럿 신호(1991)를 활용하여 국부 발진기 신호(1997)를 생성한다. 다양한 실시예들에서, 국부 발진기는 대역 통과 여과 및/또는 다른 신호 조정, 주파수 분할, 주파수 증가, 또는 다른 주파수 합성을 채용하여 파일럿 신호(1991)에 기초하여 적절한 주파수 및 위상에서의 국부 발진기 신호(1997)를 생성하여 다른 통신 노드들(1804A 내지 1804E)로의 전송을 위해 채널 신호들(1994), 파일럿 신호(1991), 제어 채널 신호(1987) 및 클럭 기준 신호(1978)를 분산형 안테나 시스템의 스펙트럼으로 주파수 변환한다. 특히, 믹서(1996)는 국부 발진기 신호(1997)에 기초하여 채널 신호들(1994)을 주파수 편이시켜 증폭기(1938)로, 증폭 및 재전송을 위해 송수신기(1936A)로, 추가 재전송을 위해 송수신기(1936A)를 통하여 다시 통신 노드(1804A) 또는 상류 통신 노드들(1804B 내지 1804E)로, 처리를 위해 다시 매크로 기지국(1802)과 같은 기지국으로 결합되는 분산형 안테나 시스템의 스펙트럼 세그먼트 내의 원하는 배치에서 주파수 변환된 채널 신호들(1998)을 생성하도록 동작한다. 한 번 더, 단일 믹싱 단계가 나타내어지지만, 다수의 믹싱 단계들이 총주파수 변환의 일부로서 채널 신호들을 기저 대역 및/또는 하나 이상의 중간 주파수들로 편이시키도록 채용될 수 있다.
이제 도 20a를 참조하면, 방법(2000)의 일 예시적인, 비제한적인 실시예의 흐름도가 도시된다. 방법(2000)은 도 1 내지 도 19와 함께 제공되는 하나 이상의 기능들 및 특징들과 함께 이용될 수 있다. 방법(2000)은 도 18a의 매크로 기지국(1802)과 같은 기지국이 통신 디바이스의 이동 속도를 결정하는 단계(2002)로 시작될 수 있다. 통신 디바이스는 도 18b에 도시된 모바일 디바이스들(1806) 중 하나와 같은 모바일 통신 디바이스, 또는 정지형 통신 디바이스(예를 들어, 주택지 또는 상업 시설에서의 통신 디바이스)일 수 있다. 기지국은 기지국이 통신 디바이스로부터 위치 정보를 수신함으로써 통신 디바이스의 이동을 모니터링하고/하거나 음성 및/또는 데이터 서비스들과 같은 무선 통신 서비스들을 통신 디바이스에 제공하는 것을 가능하게 하는 무선 셀룰러 통신 기술(예를 들어, LTE)을 활용하여 통신 디바이스와 직접 통신할 수 있다. 통신 세션 동안, 기지국 및 통신 디바이스는 특정 대역폭(예를 들어, 10 내지 20㎒)의 하나 이상의 스펙트럼 세그먼트들(예를 들어, 리소스 블록들)을 활용하여 특정 고유/본래 반송 주파수(예를 들어, 900 ㎒ 대역, 1.9 ㎓ 대역, 2.4 ㎓ 대역 및/또는 5.8 ㎓ 대역 등)에서 동작하는 무선 신호들을 교환한다. 일부 실시예들에서, 스펙트럼 세그먼트들은 기지국에 의해 통신 디바이스에 할당되는 시간 슬롯 스케줄에 따라 사용된다.
통신 디바이스의 이동 속도는 통신 디바이스에 의해 셀룰러 무선 신호들을 통하여 기지국으로 제공되는 GPS 좌표들로부터 단계(2002)에서 결정될 수 있다. 이동 속도가 단계(2004)에서 임계치(예를 들어, 시간 당 25 마일) 초과이면, 기지국은 기지국의 무선 리소스들을 활용하여 단계(2006)에서 무선 서비스들을 통신 디바이스에 계속해서 제공할 수 있다. 다른 한편으로는, 통신 디바이스가 임계치 미만의 이동 속도를 가지면, 기지국은 통신 디바이스가 다른 통신 디바이스들에 대해 기지국의 무선 리소스들을 이용 가능하게 하도록 통신 노드로 재지향될 수 있는지 여부를 추가로 판단하도록 구성될 수 있다.
예를 들어, 통신 디바이스가 느린 이동 속도(예를 들어, 3 mph 또는 거의 정지됨)를 갖는 것을 기지국이 검출한다고 가정한다. 특정 상황들 하에서, 기지국은 통신 디바이스의 현재의 위치가 특정 통신 노드(1804)의 통신 범위에 통신 디바이스를 놓는다고 판단할 수도 있다. 기지국은 통신 디바이스의 느린 이동 속도가 통신 디바이스를 특정 통신 노드(1804)로 재지향시키는 것을 정당화하기에 충분히 긴 충분한 시간(기지국에 의해 사용될 수 있는 다른 임계 테스트) 동안 특정 통신 노드(1804)의 통신 범위 내에 통신 디바이스를 유지할 것이라고 판단할 수도 있다. 이러한 판단이 행해지면, 기지국은 단계(2008)로 진행하고 통신 디바이스에 통신 서비스들을 제공하기 위해 통신 디바이스의 통신 범위에 있는 통신 노드(1804)를 선택할 수 있다.
따라서, 단계(2008)에서 수행되는 선택 과정은 통신 디바이스에 의해 기지국에 제공되는 GPS 좌표들로부터 결정되는 통신 디바이스의 위치에 기초할 수 있다. 선택 과정은 통신 디바이스의 이동 궤적에 기초할 수도 있으며, 통신 디바이스의 이동 궤적은 통신 디바이스에 의해 제공되는 GPS 좌표들의 수개의 사례들로부터 결정될 수 있다. 일부 실시예들에서, 기지국은 통신 디바이스의 궤적이 단계(2008)에서 선택되는 통신 노드에 이웃하는 다음의 통신 노드(1804)의 통신 범위에 통신 디바이스를 궁극적으로 놓을 것이라고 판단할 수 있다. 이러한 실시예에서, 기지국은 통신 디바이스에 제공되는 통신 서비스들의 핸드오프를 통신 노드들(1804)이 조정하는 것을 가능하게 하도록 다수의 통신 노드들(1804)에 이러한 궤적을 통지할 수 있다.
하나 이상의 통신 노드들(1804)이 단계(2008)에서 선택되었으면, 기지국은 제1 반송 주파수(예를 들어, 1.9 ㎓)에서의 통신 디바이스에 의한 사용을 위해 하나 이상의 스펙트럼 세그먼트들(예를 들어, 리소스 블록들)을 기지국이 할당하는 단계(2010)로 진행할 수 있다. 기지국에 의해 선택되는 제1 반송 주파수 및/또는 스펙트럼 세그먼트들이 기지국과 통신 디바이스 사이에서 사용되고 있는 반송 주파수 및/또는 스펙트럼 세그먼트들과 동일한 것은 필요하지 않다. 예를 들어, 기지국 및 통신 디바이스가 서로 간의 무선 통신을 위해 1.9 ㎓에서의 반송 주파수를 활용하고 있다고 가정한다. 기지국은 단계(2008)에서 선택되는 통신 노드가 통신 디바이스와 통신하도록 단계(2010)에서 상이한 반송 주파수(예를 들어, 900 ㎒)를 선택할 수 있다. 마찬가지로, 기지국은 기지국과 통신 디바이스 사이에서 사용되고 있는 스펙트럼 세그먼트(들) 및/또는 시간 슬롯 스케줄과 상이한 스펙트럼 세그먼트(들)(예를 들어, 리소스 블록들) 및/또는 스펙트럼 세그먼트(들)의 시간 슬롯 스케줄을 통신 노드에 할당할 수 있다.
단계(2012)에서, 기지국은 제1 반송 주파수에서의 단계(2010)에서 할당되는 스펙트럼 세그먼트(들)에서의 제1 변조된 신호(들)를 생성할 수 있다. 제1 변조된 신호(들)는 통신 디바이스로 지향되는 데이터를 포함할 수 있으며, 데이터는 음성 통신 세션, 데이터 통신 세션 또는 이들의 조합을 나타낸다. 단계(2014)에서, 기지국은 단계(2008)에서 선택되는 통신 노드(1804)로 지향되는 다운링크 스펙트럼 세그먼트(1906)의 하나 이상의 주파수 채널들로의 제1 변조된 신호(들)의 전송을 위해 (믹서, 대역 통과 필터 및 다른 회로망으로) 제1 고유 반송 주파수(예를 들어, 1.9 ㎓)에서의 제1 변조된 신호(들)를 제2 반송 주파수(예를 들어, 80 ㎓)로 상향 변환할 수 있다. 대안적으로, 기지국은 단계(2008)에서 선택되는 통신 노드(1804)로 지향되는 다운링크 스펙트럼 세그먼트(1906)의 하나 이상의 주파수 채널들로의 전송을 위한 제2 반송 주파수로의 상향 변환을 위해 (도 18a에 도시된) 제1 통신 노드(1804A)에 제1 반송 주파수에서의 제1 변조된 신호(들)를 제공할 수 있다.
단계(2016)에서, 기지국은 단계(2008)에서 선택되는 통신 노드(1804)로 통신 디바이스를 전이시키는 명령들을 전송할 수도 있다. 명령들은 통신 디바이스가 기지국의 무선 리소스들을 활용하여 기지국과 직접적 통신하는 동안, 통신 디바이스로 지향될 수 있다. 대안적으로, 명령들은 도 19a에 도시된 다운링크 스펙트럼 세그먼트(1906)의 제어 채널(1902)을 통하여 단계(2008)에서 선택되는 통신 노드(1804)로 전해질 수 있다. 단계(2016)는 단계들(2012 및 2014) 이전에, 이후에 또는 이것들과 동시에 일어날 수 있다.
명령들이 전송되었으면, 기지국은 (도 18a에 도시된) 제1 통신 노드(1804A)에 의한 전송을 위해 제2 반송 주파수(예를 들어, 80 ㎓)에서의 제1 변조된 신호를 다운링크 스펙트럼 세그먼트(1906)의 하나 이상의 주파수 채널들로 기지국이 전송하는 단계(2018)로 진행할 수 있다. 대안적으로, 제1 통신 노드(1804A)는 기지국으로부터 제1 고유 반송 주파수에서의 제1 변조된 신호(들)를 수신할 시에 다운링크 스펙트럼 세그먼트(1906)의 하나 이상의 주파수 채널들로의 제2 반송 주파수에서의 제1 변조된 신호의 전송을 위해 단계(2014)에서 상향 변환을 수행할 수 있다. 제1 통신 노드(1804A)는 단계(2010)에서 각각의 통신 노드(1804)에 할당되는 다운링크 스펙트럼 세그먼트들(1906)에 따라 기지국에 의해 생성되는 다운링크 신호들을 하류 통신 노드들(1804)로 분배하는 마스터 통신 노드로서의 역할을 할 수 있다. 다운링크 스펙트럼 세그먼트들(1906)의 할당은 도 19a에 도시된 제어 채널(1902)에서의 제1 통신 노드(1804A)에 의해 전송되는 명령들을 통하여 통신 노드들(1804)에 제공될 수 있다. 단계(2018)에서, 다운링크 스펙트럼 세그먼트(1906)의 하나 이상의 주파수 채널들로 제2 반송 주파수에서의 제1 변조된 신호(들)를 수신하는 통신 노드(1804)는 제2 반송 주파수를 제1 반송 주파수로 하향 변환하고, 통신 노드들(1804B 내지 1804D) 사이의 통신 홉들을 통한 다운링크 스펙트럼 세그먼트들(1906)의 분배에 의해 야기되는 왜곡들(예를 들어, 위상 왜곡)을 제거하도록 제1 변조된 신호(들)와 함께 공급되는 파일럿 신호를 활용하도록 구성될 수 있다. 특히, 파일럿 신호는 (예를 들어, 주파수 증가 및/또는 분할을 통하여) 주파수 상향 변환을 발생시키는데 사용되는 국부 발진기 신호로부터 유도될 수 있다. 하향 변환이 필요할 때, 파일럿 신호는 변조된 신호를 최소 위상 오류를 갖는 주파수 대역의 변조된 신호의 본래 부분으로 복귀시키기 위해 (예를 들어, 주파수 증가 및/또는 분할을 통하여) 국부 발진기 신호의 주파수 및 위상 정확 버전을 재생성하는데 사용될 수 있다. 이러한 방식으로, 통신 시스템의 주파수 채널들은 분산형 안테나 시스템을 통한 전송을 위해 주파수가 변환되고 그 다음 무선 클라이언트 디바이스로의 전송을 위해 스펙트럼에서의 주파수 채널들의 본래 위치로 복귀될 수 있다.
하향 변환 과정이 완료되면, 통신 노드(1804)는 통신 노드(1804)에 할당되는 동일한 스펙트럼 세그먼트를 활용하여 단계(2022)에서 제1 고유 반송 주파수(예를 들어, 1.9 ㎓)에서의 제1 변조된 신호를 통신 디바이스로 전송할 수 있다. 단계(2022)는 단계(2016)에서 제공되는 명령들에 따라 통신 디바이스가 통신 노드(1804)로 전이한 후에, 단계(2022)가 일어나도록 조정될 수 있다. 이러한 전이를 매끄럽게 하기 위해, 그리고 기지국과 통신 디바이스 사이의 기존 무선 통신 세션을 중단시키는 것을 피하기 위해, 단계(2016)에서 제공되는 명령들은 통신 디바이스와 단계(2008)에서 선택되는 통신 노드(1804) 사이의 등록 과정의 일부로서 그리고/또는 이것 이후에 할당된 스펙트럼 세그먼트(들) 및/또는 시간 슬롯 스케줄로 통신 디바이스 및/또는 통신 노드(1804)가 전이할 것을 지시할 수 있다. 일부 경우에, 이러한 전이는 통신 디바이스가 짧은 기간 동안 기지국 및 통신 노드(1804)와의 공존하는 무선 통신을 갖는 것을 필요로 할 수 있다.
통신 디바이스가 성공적으로 통신 노드(1804)로 전이하면, 통신 디바이스는 기지국과의 무선 통신을 종료하고, 통신 노드(1804)를 통하여 통신 세션을 계속할 수 있다. 기지국과 통신 디바이스 사이의 무선 서비스들의 종료는 기지국의 특정 무선 리소스들을 다른 통신 디바이스들과의 사용에 이용 가능하게 한다. 기지국이 전술한 단계들에서 선택된 통신 노드(1804)에 무선 접속을 넘겼지만, 기지국과 통신 디바이스 사이의 통신 세션이 도 18a에 도시된 통신 노드들(1804)의 네트워크를 통하여 앞서와 같이 계속된다는 점이 주목되어야 한다. 그러나, 차이는 기지국이 통신 디바이스와 통신하기 위해 기지국 자체의 무선 리소스들을 더 이상 활용할 필요가 없다는 것이다.
통신 노드들(1804)의 네트워크를 통하여 기지국과 통신 디바이스 사이의 양방향 통신을 제공하기 위해, 통신 노드(1804) 및/또는 통신 디바이스는 도 19a에 도시된 업링크 상의 하나 이상의 업링크 스펙트럼 세그먼트들(1910)의 하나 이상의 주파수 채널들을 활용하도록 지시될 수 있다. 업링크 명령들은 통신 디바이스와 단계(2008)에서 선택되는 통신 노드(1804) 사이의 등록 과정의 일부로서 그리고/또는 이것 이후에 단계(2016)에서 통신 노드(1804) 및/또는 통신 디바이스에 제공될 수 있다. 따라서, 통신 디바이스가 기지국으로 전송할 필요가 있는 데이터를 통신 디바이스가 가질 때, 통신 디바이스는 단계(2024)에서 통신 노드(1804)에 의해 수신될 수 있는 제1 고유 반송 주파수에서의 제2 변조된 신호(들)를 무선으로 전송할 수 있다. 제2 변조된 신호(들)는 단계(2016)에서 통신 디바이스 및/또는 통신 노드에 제공되는 명령들로 지정되는 하나 이상의 업링크 스펙트럼 세그먼트들(1910)의 하나 이상의 주파수 채널들에 포함될 수 있다.
제2 변조된 신호(들)를 기지국으로 전달하기 위해, 통신 노드(1804)는 단계(2026)에서 이러한 신호들을 제1 고유 반송 주파수(예를 들어, 1.9 ㎓)로부터 제2 반송 주파수(예를 들어, 80 ㎓)로 상향 변환할 수 있다. 상류 통신 노드들 및/또는 기지국이 왜곡을 제거하는 것을 가능하게 하기 위해, 제2 반송 주파수에서의 제2 변조된 신호(들)는 하나 이상의 업링크 파일럿 신호들(1908)과 함께 통신 노드(1804)에 의해 단계(2028)에서 전송될 수 있다. 기지국이 통신 노드(1804A)를 통하여 제2 반송 주파수에서의 제2 변조된 신호(들)를 수신하면, 기지국은 단계(2030)에서 이러한 신호들을 제2 반송 주파수로부터 제1 고유 반송 주파수로 하향 변환하여 단계(2032)에서 통신 디바이스에 의해 제공되는 데이터를 얻을 수 있다. 대안적으로, 제1 통신 노드(1804A)는 제2 반송 주파수에서의 제2 변조된 신호(들)의 제1 고유 반송 주파수로의 하향 변환을 수행하고 결과로서 생기는 신호들을 기지국에 제공할 수 있다. 기지국은 그 다음 제1 고유 반송 주파수에서의 제2 변조된 신호(들)를 처리하여 기지국이 통신 디바이스와 직접적 무선 통신하였던 통신 디바이스로부터의 신호들을 기지국이 처리했을 방법과 유사하거나 동일한 방식으로 통신 디바이스에 의해 제공되는 데이터를 회수할 수 있다.
전술한 단계 방법(2000)은 기지국(1802)이 기지국(1802)에 통신적 결합되는 하나 이상의 통신 노드들(1804)로 느리게 이동하는 통신 디바이스들을 재지향시킴으로써 빠르게 이동하는 통신 디바이스들에 이용 가능한 무선 리소스들(예를 들어, 섹터 안테나들, 스펙트럼)을 만들고, 일부 실시예들에서, 대역폭 활용을 증가시키는 방식을 제공한다. 예를 들어, 기지국(1802)이 모바일 및/또는 정지형 통신 디바이스들을 재지향시킬 수 있는 열개의(10개의) 통신 노드들(1804)을 기지국(1802)이 갖는다고 가정한다. 10개의 통신 노드들(1804)이 실질적으로 중첩되지 않는 통신 범위들을 갖는다고 추가로 가정한다.
기지국(1802)이 특정 시간 슬롯들 동안의 그리고 기지국(1802)이 모든 10개의 통신 노드들(1804)에 할당하는 특정 반송 주파수에서의 특정 스펙트럼 세그먼트들(예를 들어, 리소스 블록들 5, 7 및 9)을 따로 두었다고 추가로 가정한다. 동작들 동안, 기지국(1802)은 간섭을 피하기 위해 통신 노드들(1804)에 대비해서 따로 두어지는 상기 시간 슬롯 스케줄 그리고 반송 주파수 동안의 리소스 블록들 5, 7 및 9를 활용하지 않도록 구성될 수 있다. 기지국(1802)이 느리게 이동하거나 정지된 통신 디바이스들을 검출함에 따라, 기지국(1802)은 통신 디바이스들의 위치에 기초하여 10개의 통신 노드들(1804) 중 상이한 것들로 통신 디바이스들을 재지향시킬 수 있다. 예를 들어, 기지국(1802)이 특정 통신 노드(1804)로 특정 통신 디바이스의 통신을 재지향시킬 때, 기지국(1802)은 할당된 시간 슬롯들 동안의 그리고 반송 주파수에서의 리소스 블록들 5, 7 및 9를 당해의 통신 노드(1804)에 할당되는 다운링크 상의 하나 이상의 스펙트럼 범위(들)(도 19a 참조)로 상향 변환할 수 있다.
당해의 통신 노드(1804)는 기지국(1802)이 통신 디바이스에 의해 기지국(1802)으로 제공되는 통신 신호들을 재지향시키는데 사용할 수 있는 업링크 상의 하나 이상의 업링크 스펙트럼 세그먼트들(1910)의 하나 이상의 주파수 채널들에 할당될 수도 있다. 이러한 통신 신호들은 하나 이상의 대응하는 업링크 스펙트럼 세그먼트들(1910)에서의 할당된 업링크 주파수 채널들에 따라 통신 노드(1804)에 의해 상향 변환되고 처리를 위해 기지국(1802)으로 전송될 수 있다. 다운링크 및 업링크 주파수 채널 할당들은 도 19a에 도시된 바와 같은 제어 채널을 통하여 각각의 통신 노드(1804)로 기지국(1802)에 의해 전해질 수 있다. 전술한 다운링크 및 업링크 할당 과정은 기지국(1802)에 의해 다른 통신 노드들(1804)로 재지향되는 통신 서비스들을 다른 통신 디바이스들에 제공하기 위해 다른 통신 노드들(1804)에 사용될 수도 있다.
이러한 예시에서, 10개의 통신 노드들(1804)에 의한 대응하는 시간 슬롯 스케줄 그리고 반송 주파수 동안의 리소스 블록들 5, 7 및 9의 재사용은 기지국(1802)에 의한 대역폭 활용을 10의 계수까지 효과적으로 증가시킬 수 있다. 기지국(1802)이 다른 통신 디바이스들과 무선으로 통신하는 10개의 통신 노드들(1804)에 대비해서 따로 두는 리소스 블록들 5, 7 및 9를 기지국(1802)이 더 이상 사용할 수 없지만, 이러한 리소스 블록들을 재사용하여 통신 디바이스들을 10개의 상이한 통신 노드들(1804)로 재지향시키는 기지국(1802)의 능력은 기지국(1802)의 대역폭 용량들을 효과적으로 증가시킨다. 따라서 특정 실시예들에서, 방법(2000)은 기지국(1802)의 대역폭 활용을 증가시키고 기지국(1802)의 리소스들을 다른 통신 디바이스들에 이용 가능하게 할 수 있다.
일부 실시예들에서, 기지국(1802)이 동일한 스펙트럼 세그먼트들에 할당되는 통신 노드들(1804)을 가리키는 기지국(1802)의 안테나 시스템의 하나 이상의 섹터들을 선택함으로써 통신 노드들(1804)에 할당되는 스펙트럼 세그먼트들을 재사용하도록 구성될 수 있다는 점이 이해될 것이다. 따라서, 기지국(1802)은 기지국(1802)의 안테나 시스템의 특정 섹터들을 선택함으로써 일부 실시예들에서, 특정 통신 노드들(1804)에 할당되는 특정 스펙트럼 세그먼트들을 재사용하는 것을 피하고 다른 실시예들에서, 다른 통신 노드들(1804)에 할당되는 다른 스펙트럼 세그먼트들을 재사용하도록 구성될 수 있다. 유사한 개념들이 통신 노드들(1804)에 의해 채용되는 안테나 시스템(1824)의 섹터들에 적용될 수 있다. 특정 재사용 방식들은 기지국(1802) 및/또는 하나 이상의 통신 노드들(1804)에 의해 활용되는 섹터들에 기초하여 기지국(1802)과 하나 이상의 통신 노드들(1804) 사이에서 채용될 수 있다.
방법(2000)은 또한 통신 디바이스들이 하나 이상의 통신 노드들로 재지향될 때, 레거시 시스템들의 재사용을 가능하게 한다. 예를 들어, 통신 디바이스와 무선으로 통신하기 위해 기지국에 의해 활용되는 시그널링 프로토콜(예를 들어, LTE)은 기지국과 통신 노드들(1804) 사이에서 교환되는 통신 신호들에 보존될 수 있다. 따라서, 통신 노드들(1804)에 스펙트럼 세그먼트들을 할당할 때, 기지국과 통신 노드들(1804) 사이의 이러한 세그먼트들에서의 변조된 신호들의 교환은 통신 디바이스와의 직접적 무선 통신을 수행하기 위해 기지국에 의해 사용되었을 동일한 신호들일 수 있다. 따라서, 레거시 기지국들은 왜곡 완화의 추가된 특징부를 갖고 상술한 상향 및 하향 변환 과정을 수행하도록 업데이트될 수 있는 반면에, 제1 고유 반송 주파수에서의 변조된 신호들을 처리하기 위해 하드웨어 및/또는 소프트웨어로 수행되는 모든 다른 기능들은 실질적으로 바뀌지 않은 상태로 남아 있을 수 있다. 추가 실시예들에서, 본래 주파수 대역으로부터의 채널들이 동일한 프로토콜에 의해 활용하는 다른 주파수 대역으로 변환될 수 있다는 점이 또한 주목되어야 한다. 예를 들어, 2.5 ㎓ 대역에서의 LTE 채널들은 전송을 위해 80 ㎓ 대역으로 상향 변환되고 그 다음 스펙트럼 다이버시티에 필요하다면, 5.8 ㎓ LTE 채널들로서 하향 변환될 수 있다.
방법(2000)이 본 논제 발명의 범위로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 조정될 수 있다는 점이 추가로 주목된다. 예를 들어, 통신 디바이스가 하나의 통신 노드의 통신 범위에서 다른 통신 노드의 통신 범위로의 전이를 야기할 궤적으로 갖는다는 것을 기지국이 검출할 때, 기지국 (또는 당해의 통신 노드들)은 통신 디바이스에 의해 제공되는 주기적 GPS 좌표들을 통하여 이러한 궤적을 모니터링하고, 부응해서 다른 통신 노드로의 통신 디바이스의 핸드오프를 조정할 수 있다. 방법(2000)은 통신 디바이스가 하나의 통신 노드의 통신 범위에서 다른 통신 노드의 통신 범위로 전이하는 지점 근처에 있을 때, 명령들이 기존 통신 세션을 중단시키지 않고 통신을 성공적으로 전이시키기 위해 특정 스펙트럼 세그먼트들, 및/또는 다운링크 및 업링크 채널들에서의 시간 슬롯들을 활용할 것을 통신 디바이스 및/또는 다른 통신 노드에 지시하도록 기지국 (또는 능동 통신 노드)에 의해 전송될 수 있도록 구성될 수도 있다.
방법(2000)이 통신 디바이스가 통신 노드의 통신 범위의 외부로 일부 시점에서 전이할 것이고 어떤 다른 통신 노드도 통신 디바이스의 통신 범위에 있지 않는다는 것을 기지국 또는 능동 통신 노드(1804)가 검출할 때, 통신 디바이스와 통신 노드(1804) 사이의 무선 통신의 핸드오프를 다시 기지국으로 조정하도록 구성될 수도 있다는 점이 추가로 주목된다. 방법(2000)의 다른 구성들이 본 논제 발명에 의해 고려된다. 다운링크 또는 업링크 스펙트럼 세그먼트의 반송 주파수가 변조된 신호의 고유 주파수 대역보다 더 낮을 때, 주파수 변환의 반대 과정이 필요할 것이라는 점이 추가로 주목된다. 즉, 다운링크 또는 업링크 스펙트럼 세그먼트에서의 변조된 신호를 전송할 때, 주파수 하향 변환이 상향 변환 대신에 사용될 것이다. 그리고, 다운링크 또는 업링크 스펙트럼 세그먼트에서의 변조된 신호를 추출할 때, 주파수 상향 변환이 하향 변환 대신에 사용될 것이다. 방법(2000)은 제어 채널에서의 디지털 데이터의 처리를 동기화하기 위해 위에 언급된 클럭 신호를 사용하도록 추가로 구성될 수 있다. 방법(2000)은 제어 채널에서의 명령들에 의해 변조되는 기준 신호 또는 제어 채널에서의 명령들에 의해 변조되는 클럭 신호를 사용하도록 구성될 수도 있다.
방법(2000)은 통신 디바이스의 이동의 추적을 피하고 대신에 어느 통신 노드가 특정 통신 디바이스의 통신 범위에 있는지의 인지 없이 변조된 신호의 고유 주파수에서의 특정 통신 디바이스의 변조된 신호를 전송할 것을 다수의 통신 노드들(1804)에 지시하도록 추가로 구성될 수 있다. 마찬가지로, 각각의 통신 노드는 어느 통신 노드가 특정 통신 디바이스로부터 변조된 신호들을 수신할 것인지에 관한 인지 없이 특정 통신 디바이스로부터 변조된 신호들을 수신하고 하나 이상의 업링크 스펙트럼 세그먼트들(1910)의 특정 주파수 채널들로 이러한 신호들을 전송하도록 지시될 수 있다. 이러한 구현은 통신 노드들(1804)의 구현 복잡성 및 비용을 감소시키는 것을 도울 수 있다.
설명의 단순함의 목적으로, 각각의 과정들이 도 20a에서의 일련의 블록들로서 나타내어지고 설명되지만, 일부 블록들이 본원에 도시되고 설명되는 것으로부터 상이한 순서들로 그리고/또는 다른 블록들과 동시에 일어날 수 있음에 따라, 청구된 논제 사안이 블록들의 순서에 의해 제한되지 않는다는 점이 이해되고 인식되어야 한다. 더욱이, 모든 예시된 블록들이 본원에 설명하는 방법들을 구현하는데 필요할 수 있는 것은 아니다.
이제 도 20b를 참조하면, 방법(2035)의 일 예시적인, 비제한적인 실시예의 흐름도가 도시된다. 방법(2035)은 도 1 내지 도 19와 함께 제공되는 하나 이상의 기능들 및 특징들과 함께 이용될 수 있다. 단계(2036)는 회로망을 포함하는 시스템에 의해, 모바일 통신 디바이스로 지향되는 제1 스펙트럼 세그먼트에서의 제1 변조된 신호를 수신하는 단계를 포함하며, 제1 변조된 신호는 시그널링 프로토콜에 순응한다. 단계(2037)는 제1 변조된 신호의 신호 프로세싱에 기초하여 그리고 제1 변조된 신호의 시그널링 프로토콜을 변경하지 않고, 시스템에 의해, 제1 스펙트럼 세그먼트에서의 제1 변조된 신호를 제1 반송 주파수에서의 제1 변조된 신호로 변환하는 단계를 포함하며, 제1 반송 주파수는 제1 스펙트럼 세그먼트 외부에 있다. 단계(2038)는 시스템에 의해, 제1 반송 주파수에서의 제1 변조된 신호와 함께 기준 신호를 분산형 안테나 시스템의 네트워크 요소로 전송하는 단계를 포함하며, 기준 신호는 모바일 통신 디바이스로 제1 스펙트럼 세그먼트에서의 제1 변조된 신호의 무선 분배를 위해 제1 반송 주파수에서의 제1 변조된 신호를 제1 스펙트럼 세그먼트에서의 제1 변조된 신호로 재변환할 때, 네트워크 요소가 위상 오류를 감소시키는 것을 가능하게 한다.
다양한 실시예들에서, 신호 프로세싱은 아날로그 대 디지털 변환 또는 디지털 대 아날로그 변환을 필요로 하지 않는다. 전송하는 단계는 자유 공간 무선 신호로서 제1 반송 주파수에서의 제1 변조된 신호를 네트워크 요소로 전송하는 단계를 포함할 수 있다. 제1 반송 주파수는 밀리미터파 주파수 대역에 있을 수 있다.
제1 변조된 신호는 제1 스펙트럼 세그먼트에서의 제1 변조된 신호를 생성하기 위한 시그널링 프로토콜에 따라 복수의 주파수 채널들에서의 신호들을 변조함으로써 생성될 수 있다. 시그널링 프로토콜은 롱 텀 에볼루션(LTE) 무선 프로토콜 또는 제5 세대 셀룰러 통신 프로토콜을 포함할 수 있다.
시스템에 의해 변환하는 단계는 제1 스펙트럼 세그먼트에서의 제1 변조된 신호를 제1 반송 주파수에서의 제1 변조된 신호로 상향 변환하는 단계 또는 제1 스펙트럼 세그먼트에서의 제1 변조된 신호를 제1 반송 주파수에서의 제1 변조된 신호로 하향 변환하는 단계를 포함할 수 있다. 네트워크 요소에 의해 변환하는 단계는 제1 반송 주파수에서의 제1 변조된 신호를 제1 스펙트럼 세그먼트에서의 제1 변조된 신호로 하향 변환하는 단계 또는 제1 반송 주파수에서의 제1 변조된 신호를 제1 스펙트럼 세그먼트에서의 제1 변조된 신호로 상향 변환하는 단계를 포함할 수 있다.
방법은 시스템에 의해, 네트워크 요소로부터 제2 반송 주파수에서의 제2 변조된 신호를 수신하는 단계를 더 포함할 수 있으며, 모바일 통신 디바이스는 제2 스펙트럼 세그먼트에서의 제2 변조된 신호를 생성하고, 네트워크 요소는 제2 스펙트럼 세그먼트에서의 제2 변조된 신호를 제2 반송 주파수에서의 제2 변조된 신호로 변환하고 제2 반송 주파수에서의 제2 변조된 신호를 전송한다. 방법은 시스템에 의해, 제2 반송 주파수에서의 제2 변조된 신호를 제2 스펙트럼 세그먼트에서의 제2 변조된 신호로 변환하는 단계; 및 시스템에 의해, 제2 스펙트럼 세그먼트에서의 제2 변조된 신호를 처리를 위해 기지국으로 송신하는 단계를 더 포함할 수 있다.
제2 스펙트럼 세그먼트는 제1 스펙트럼 세그먼트와 상이할 수 있고, 제1 반송 주파수는 제2 반송 주파수와 상이할 수 있다. 시스템은 제1 전신주에 장착될 수 있고 네트워크 요소는 제2 전신주에 장착될 수 있다.
설명의 단순함의 목적으로, 각각의 과정들이 도 20b에서의 일련의 블록들로서 나타내어지고 설명되지만, 일부 블록들이 본원에 도시되고 설명되는 것으로부터 상이한 순서들로 그리고/또는 다른 블록들과 동시에 일어날 수 있음에 따라, 청구된 논제 사안이 블록들의 순서에 의해 제한되지 않는다는 점이 이해되고 인식되어야 한다. 더욱이, 모든 예시된 블록들이 본원에 설명하는 방법들을 구현하는데 필요할 수 있는 것은 아니다.
이제 도 20c를 참조하면, 방법(2040)의 일 예시적인, 비제한적인 실시예의 흐름도가 도시된다. 방법(2035)은 도 1 내지 도 19와 함께 제공되는 하나 이상의 기능들 및 특징들과 함께 이용될 수 있다. 단계(2041)는 분산형 안테나 시스템의 네트워크 요소에 의해, 기준 신호 및 제1 반송 주파수에서의 제1 변조된 신호를 수신하는 단계를 포함하며, 제1 변조된 신호는 기지국에 의해 제공되고 모바일 통신 디바이스로 지향되는 제1 통신 데이터를 포함한다. 단계(2042)는 제1 변조된 신호의 신호 프로세싱에 기초하여 그리고 변환하는 단계 동안 왜곡을 감소시키기 위해 기준 신호를 활용하여, 네트워크 요소에 의해, 제1 반송 주파수에서의 제1 변조된 신호를 제1 스펙트럼 세그먼트에서의 제1 변조된 신호로 변환하는 단계를 포함한다. 단계(2043)는 네트워크 요소에 의해, 제1 스펙트럼 세그먼트에서의 제1 변조된 신호를 모바일 통신 디바이스로 무선으로 전송하는 단계를 포함한다.
다양한 실시예들에서, 제1 변조된 신호는 시그널링 프로토콜에 순응하고, 신호 프로세싱은 제1 변조된 신호의 시그널링 프로토콜을 변경하지 않고, 제1 스펙트럼 세그먼트에서의 제1 변조된 신호를 제1 반송 주파수에서의 제1 변조된 신호로 변환한다. 네트워크 요소에 의해 변환하는 단계는 제1 변조된 신호의 시그널링 프로토콜을 변경하지 않고, 제1 반송 주파수에서의 제1 변조된 신호를 제1 스펙트럼 세그먼트에서의 제1 변조된 신호로 변환하는 단계를 포함할 수 있다. 방법은 네트워크 요소에 의해, 모바일 통신 디바이스에 의해 생성되는 제2 스펙트럼 세그먼트에서의 제2 변조된 신호를 수신하는 단계, 네트워크 요소에 의해, 제2 스펙트럼 세그먼트에서의 제2 변조된 신호를 제2 반송 주파수에서의 제2 변조된 신호로 변환하는 단계; 및 네트워크 요소에 의해, 제2 반송 주파수에서의 제2 변조된 신호를 분산형 안테나 시스템의 다른 네트워크 요소 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다. 분산형 안테나 시스템의 다른 네트워크 요소는 제2 반송 주파수에서의 제2 변조된 신호를 수신할 수 있고, 제2 반송 주파수에서의 제2 변조된 신호를 제2 스펙트럼 세그먼트에서의 제2 변조된 신호로 변환하고, 제2 스펙트럼 세그먼트에서의 제2 변조된 신호를 처리를 위해 기지국으로 제공한다. 제2 스펙트럼 세그먼트는 제1 스펙트럼 세그먼트와 상이할 수 있고, 제1 반송 주파수는 제2 반송 주파수와 상이할 수 있다.
설명의 단순함의 목적으로, 각각의 과정들이 도 20c에서의 일련의 블록들로서 나타내어지고 설명되지만, 일부 블록들이 본원에 도시되고 설명되는 것으로부터 상이한 순서들로 그리고/또는 다른 블록들과 동시에 일어날 수 있음에 따라, 청구된 논제 사안이 블록들의 순서에 의해 제한되지 않는다는 점이 이해되고 인식되어야 한다. 더욱이, 모든 예시된 블록들이 본원에 설명하는 방법들을 구현하는데 필요할 수 있는 것은 아니다.
이제 도 20d를 참조하면, 방법(2045)의 일 예시적인, 비제한적인 실시예의 흐름도가 도시된다. 방법(2045)은 도 1 내지 도 19와 함께 제공되는 하나 이상의 기능들 및 특징들과 함께 이용될 수 있다. 단계(2046)는 회로망을 포함하는 시스템에 의해, 모바일 통신 디바이스로 지향되는 제1 스펙트럼 세그먼트에서의 제1 변조된 신호를 수신하는 단계를 포함하며, 제1 변조된 신호는 시그널링 프로토콜에 순응한다. 단계(2047)는 제1 변조된 신호의 신호 프로세싱에 기초하여 그리고 제1 변조된 신호의 시그널링 프로토콜을 변경하지 않고, 시스템에 의해, 제1 스펙트럼 세그먼트에서의 제1 변조된 신호를 제1 반송 주파수에서의 제1 변조된 신호로 변환하는 단계를 포함하며, 제1 반송 주파수는 제1 스펙트럼 세그먼트 외부에 있다. 단계(2048)는 시스템에 의해, 제1 반송 주파수에서의 제1 변조된 신호를 제1 스펙트럼 세그먼트에서의 제1 변조된 신호로 변환할 것을 분산형 안테나 시스템의 네트워크 요소에 지시하는 제어 채널에서의 명령들을 전송하는 단계를 포함한다. 단계(2049)는 시스템에 의해, 제1 반송 주파수에서의 제1 변조된 신호와 함께 기준 신호를 분산형 안테나 시스템의 네트워크 요소로 전송하는 단계를 포함하며, 기준 신호는 모바일 통신 디바이스로 제1 스펙트럼 세그먼트에서의 제1 변조된 신호의 무선 분배를 위해 제1 반송 주파수에서의 제1 변조된 신호를 제1 스펙트럼 세그먼트에서의 제1 변조된 신호로 재변환할 때, 네트워크 요소가 위상 오류를 감소시키는 것을 가능하게 하며, 기준 신호는 제어 채널에 관하여 대역 외 주파수로 전송된다.
다양한 실시예들에서, 제어 채널은 제1 반송 주파수에서의 제1 변조된 신호에 인접한 주파수로 그리고/또는 기준 신호에 인접한 주파수로 전송된다. 제1 반송 주파수는 밀리미터파 주파수 대역에 있을 수 있다. 제1 변조된 신호는 제1 스펙트럼 세그먼트에서의 제1 변조된 신호를 생성하기 위한 시그널링 프로토콜에 따라 복수의 주파수 채널들에서의 신호들을 변조함으로써 생성될 수 있다. 시그널링 프로토콜은 롱 텀 에볼루션(LTE) 무선 프로토콜 또는 제5 세대 셀룰러 통신 프로토콜을 포함할 수 있다.
시스템에 의해 변환하는 단계는 제1 스펙트럼 세그먼트에서의 제1 변조된 신호를 제1 반송 주파수에서의 제1 변조된 신호로 상향 변환하는 단계 또는 제1 스펙트럼 세그먼트에서의 제1 변조된 신호를 제1 반송 주파수에서의 제1 변조된 신호로 하향 변환하는 단계를 포함할 수 있다. 네트워크 요소에 의해 변환하는 단계는 제1 반송 주파수에서의 제1 변조된 신호를 제1 스펙트럼 세그먼트에서의 제1 변조된 신호로 하향 변환하는 단계 또는 제1 반송 주파수에서의 제1 변조된 신호를 제1 스펙트럼 세그먼트에서의 제1 변조된 신호로 상향 변환하는 단계를 포함할 수 있다.
방법은 시스템에 의해, 네트워크 요소로부터 제2 반송 주파수에서의 제2 변조된 신호를 수신하는 단계를 더 포함할 수 있으며, 모바일 통신 디바이스는 제2 스펙트럼 세그먼트에서의 제2 변조된 신호를 생성하고, 네트워크 요소는 제2 스펙트럼 세그먼트에서의 제2 변조된 신호를 제2 반송 주파수에서의 제2 변조된 신호로 변환하고 제2 반송 주파수에서의 제2 변조된 신호를 전송한다. 방법은 시스템에 의해, 제2 반송 주파수에서의 제2 변조된 신호를 제2 스펙트럼 세그먼트에서의 제2 변조된 신호로 변환하는 단계; 및 시스템에 의해, 제2 스펙트럼 세그먼트에서의 제2 변조된 신호를 처리를 위해 기지국으로 송신하는 단계를 더 포함할 수 있다.
제2 스펙트럼 세그먼트는 제1 스펙트럼 세그먼트와 상이할 수 있고, 제1 반송 주파수는 제2 반송 주파수와 상이할 수 있다. 시스템은 제1 전신주에 장착될 수 있고 네트워크 요소는 제2 전신주에 장착될 수 있다.
설명의 단순함의 목적으로, 각각의 과정들이 도 20d에서의 일련의 블록들로서 나타내어지고 설명되지만, 일부 블록들이 본원에 도시되고 설명되는 것으로부터 상이한 순서들로 그리고/또는 다른 블록들과 동시에 일어날 수 있음에 따라, 청구된 논제 사안이 블록들의 순서에 의해 제한되지 않는다는 점이 이해되고 인식되어야 한다. 더욱이, 모든 예시된 블록들이 본원에 설명하는 방법들을 구현하는데 필요할 수 있는 것은 아니다.
이제 도 20e를 참조하면, 방법(2050)의 일 예시적인, 비제한적인 실시예의 흐름도가 도시된다. 방법(2050)은 도 1 내지 도 19와 함께 제공되는 하나 이상의 기능들 및 특징들과 함께 이용될 수 있다. 단계(2051)는 분산형 안테나 시스템의 네트워크 요소에 의해, 기준 신호, 제어 채널 및 제1 반송 주파수에서의 제1 변조된 신호를 수신하는 단계를 포함하며, 제1 변조된 신호는 기지국에 의해 제공되고 모바일 통신 디바이스로 지향되는 제1 통신 데이터를 포함하며, 제어 채널에서의 명령들은 제1 반송 주파수에서의 제1 변조된 신호를 제1 스펙트럼 세그먼트에서의 제1 변조된 신호로 변환할 것을 분산형 안테나 시스템의 네트워크 요소에 지시하며, 기준 신호는 제어 채널에 관하여 대역 외 주파수로 수신된다. 단계(2052)는 명령들에 따라 그리고 제1 변조된 신호의 신호 프로세싱에 기초하여 그리고 변환하는 단계 동안 왜곡을 감소시키기 위해 기준 신호를 활용하여, 네트워크 요소에 의해, 제1 반송 주파수에서의 제1 변조된 신호를 제1 스펙트럼 세그먼트에서의 제1 변조된 신호로 변환하는 단계를 포함한다. 단계(2053)는 네트워크 요소에 의해, 제1 스펙트럼 세그먼트에서의 제1 변조된 신호를 모바일 통신 디바이스로 무선으로 전송하는 단계를 포함한다.
다양한 실시예들에서, 제어 채널은 제1 반송 주파수에서의 제1 변조된 신호에 인접하고/하거나 기준 신호에 인접한 주파수로 수신될 수 있다.
설명의 단순함의 목적으로, 각각의 과정들이 도 20e에서의 일련의 블록들로서 나타내어지고 설명되지만, 일부 블록들이 본원에 도시되고 설명되는 것으로부터 상이한 순서들로 그리고/또는 다른 블록들과 동시에 일어날 수 있음에 따라, 청구된 논제 사안이 블록들의 순서에 의해 제한되지 않는다는 점이 이해되고 인식되어야 한다. 더욱이, 모든 예시된 블록들이 본원에 설명하는 방법들을 구현하는데 필요할 수 있는 것은 아니다.
이제 도 20f를 참조하면, 방법(2055)의 일 예시적인, 비제한적인 실시예의 흐름도가 도시된다. 방법(2055)은 도 1 내지 도 19와 함께 제공되는 하나 이상의 기능들 및 특징들과 함께 이용될 수 있다. 단계(2056)는 회로망을 포함하는 시스템에 의해, 모바일 통신 디바이스로 지향되는 제1 스펙트럼 세그먼트에서의 제1 변조된 신호를 수신하는 단계를 포함하며, 제1 변조된 신호는 시그널링 프로토콜에 순응한다. 단계(2057)는 제1 변조된 신호의 신호 프로세싱에 기초하여 그리고 제1 변조된 신호의 시그널링 프로토콜을 변경하지 않고, 시스템에 의해, 제1 스펙트럼 세그먼트에서의 제1 변조된 신호를 제1 반송 주파수에서의 제1 변조된 신호로 변환하는 단계를 포함하며, 제1 반송 주파수는 제1 스펙트럼 세그먼트 외부에 있다. 단계(2058)는 시스템에 의해, 제1 반송 주파수에서의 제1 변조된 신호를 제1 스펙트럼 세그먼트에서의 제1 변조된 신호로 변환할 것을 분산형 안테나 시스템의 네트워크 요소에 지시하는 제어 채널에서의 명령들을 전송하는 단계를 포함한다. 단계(2059)는 시스템에 의해, 제1 반송 주파수에서의 제1 변조된 신호와 함께 기준 신호를 분산형 안테나 시스템의 네트워크 요소로 전송하는 단계를 포함하며, 기준 신호는 모바일 통신 디바이스로 제1 스펙트럼 세그먼트에서의 제1 변조된 신호의 무선 분배를 위해 제1 반송 주파수에서의 제1 변조된 신호를 제1 스펙트럼 세그먼트에서의 제1 변조된 신호로 재변환할 때, 네트워크 요소가 위상 오류를 감소시키는 것을 가능하게 하며, 기준 신호는 제어 채널에 관하여 대역 내 주파수로 전송된다.
다양한 실시예들에서, 명령들은 기준 신호의 변조를 통하여 전송된다. 명령들은 기준 신호의 진폭 변조를 통하여 디지털 데이터로서 전송될 수 있다. 제1 반송 주파수는 밀리미터파 주파수 대역에 있을 수 있다. 제1 변조된 신호는 제1 스펙트럼 세그먼트에서의 제1 변조된 신호를 생성하기 위한 시그널링 프로토콜에 따라 복수의 주파수 채널들에서의 신호들을 변조함으로써 생성될 수 있다. 시그널링 프로토콜은 롱 텀 에볼루션(LTE) 무선 프로토콜 또는 제5 세대 셀룰러 통신 프로토콜을 포함할 수 있다.
시스템에 의해 변환하는 단계는 제1 스펙트럼 세그먼트에서의 제1 변조된 신호를 제1 반송 주파수에서의 제1 변조된 신호로 상향 변환하는 단계 또는 제1 스펙트럼 세그먼트에서의 제1 변조된 신호를 제1 반송 주파수에서의 제1 변조된 신호로 하향 변환하는 단계를 포함할 수 있다. 네트워크 요소에 의해 변환하는 단계는 제1 반송 주파수에서의 제1 변조된 신호를 제1 스펙트럼 세그먼트에서의 제1 변조된 신호로 하향 변환하는 단계 또는 제1 반송 주파수에서의 제1 변조된 신호를 제1 스펙트럼 세그먼트에서의 제1 변조된 신호로 상향 변환하는 단계를 포함할 수 있다.
방법은 시스템에 의해, 네트워크 요소로부터 제2 반송 주파수에서의 제2 변조된 신호를 수신하는 단계를 더 포함할 수 있으며, 모바일 통신 디바이스는 제2 스펙트럼 세그먼트에서의 제2 변조된 신호를 생성하고, 네트워크 요소는 제2 스펙트럼 세그먼트에서의 제2 변조된 신호를 제2 반송 주파수에서의 제2 변조된 신호로 변환하고 제2 반송 주파수에서의 제2 변조된 신호를 전송한다. 방법은 시스템에 의해, 제2 반송 주파수에서의 제2 변조된 신호를 제2 스펙트럼 세그먼트에서의 제2 변조된 신호로 변환하는 단계; 및 시스템에 의해, 제2 스펙트럼 세그먼트에서의 제2 변조된 신호를 처리를 위해 기지국으로 송신하는 단계를 더 포함할 수 있다.
제2 스펙트럼 세그먼트는 제1 스펙트럼 세그먼트와 상이할 수 있고, 제1 반송 주파수는 제2 반송 주파수와 상이할 수 있다. 시스템은 제1 전신주에 장착될 수 있고 네트워크 요소는 제2 전신주에 장착될 수 있다.
설명의 단순함의 목적으로, 각각의 과정들이 도 20f에서의 일련의 블록들로서 나타내어지고 설명되지만, 일부 블록들이 본원에 도시되고 설명되는 것으로부터 상이한 순서들로 그리고/또는 다른 블록들과 동시에 일어날 수 있음에 따라, 청구된 논제 사안이 블록들의 순서에 의해 제한되지 않는다는 점이 이해되고 인식되어야 한다. 더욱이, 모든 예시된 블록들이 본원에 설명하는 방법들을 구현하는데 필요할 수 있는 것은 아니다.
이제 도 20g를 참조하면, 방법(2060)의 일 예시적인, 비제한적인 실시예의 흐름도가 도시된다. 방법(2060)은 도 1 내지 도 19와 함께 제공되는 하나 이상의 기능들 및 특징들과 함께 이용될 수 있다. 단계(2061)는 분산형 안테나 시스템의 네트워크 요소에 의해, 기준 신호, 제어 채널 및 제1 반송 주파수에서의 제1 변조된 신호를 수신하는 단계를 포함하며, 제1 변조된 신호는 기지국에 의해 제공되고 모바일 통신 디바이스로 지향되는 제1 통신 데이터를 포함하며, 제어 채널에서의 명령들은 제1 반송 주파수에서의 제1 변조된 신호를 제1 스펙트럼 세그먼트에서의 제1 변조된 신호로 변환할 것을 분산형 안테나 시스템의 네트워크 요소에 지시하고, 기준 신호는 제어 채널에 관하여 대역 내 주파수로 수신된다. 단계(2062)는 명령들에 따라 그리고 제1 변조된 신호의 신호 프로세싱에 기초하여 그리고 변환하는 단계 동안 왜곡을 감소시키기 위해 기준 신호를 활용하여, 네트워크 요소에 의해, 제1 반송 주파수에서의 제1 변조된 신호를 제1 스펙트럼 세그먼트에서의 제1 변조된 신호로 변환하는 단계를 포함한다. 단계(2063)는 네트워크 요소에 의해, 제1 스펙트럼 세그먼트에서의 제1 변조된 신호를 모바일 통신 디바이스로 무선으로 전송하는 단계를 포함한다.
다양한 실시예들에서, 명령들은 기준 신호의 복조를 통하여 그리고/또는 기준 신호의 진폭 복조를 통하여 디지털 데이터로서 수신된다.
설명의 단순함의 목적으로, 각각의 과정들이 도 20g에서의 일련의 블록들로서 나타내어지고 설명되지만, 일부 블록들이 본원에 도시되고 설명되는 것으로부터 상이한 순서들로 그리고/또는 다른 블록들과 동시에 일어날 수 있음에 따라, 청구된 논제 사안이 블록들의 순서에 의해 제한되지 않는다는 점이 이해되고 인식되어야 한다. 더욱이, 모든 예시된 블록들이 본원에 설명하는 방법들을 구현하는데 필요할 수 있는 것은 아니다.
이제 도 20h를 참조하면, 방법(2065)의 일 예시적인, 비제한적인 실시예의 흐름도가 도시된다. 방법(2065)은 도 1 내지 도 19와 함께 제공되는 하나 이상의 기능들 및 특징들과 함께 이용될 수 있다. 단계(2066)는 회로망을 포함하는 시스템에 의해, 모바일 통신 디바이스로 지향되는 제1 스펙트럼 세그먼트에서의 제1 변조된 신호를 수신하는 단계를 포함하며, 제1 변조된 신호는 시그널링 프로토콜에 순응한다. 단계(2067)는 제1 변조된 신호의 신호 프로세싱에 기초하여 그리고 제1 변조된 신호의 시그널링 프로토콜을 변경하지 않고, 시스템에 의해, 제1 스펙트럼 세그먼트에서의 제1 변조된 신호를 제1 반송 주파수에서의 제1 변조된 신호로 변환하는 단계를 포함하며, 제1 반송 주파수는 제1 스펙트럼 세그먼트 외부에 있다. 단계(2068)는 시스템에 의해, 제1 반송 주파수에서의 제1 변조된 신호를 제1 스펙트럼 세그먼트에서의 제1 변조된 신호로 변환할 것을 분산형 안테나 시스템의 네트워크 요소에 지시하는 제어 채널에서의 명령들을 전송하는 단계를 포함한다. 단계(2069)는 시스템에 의해, 제1 반송 주파수에서의 제1 변조된 신호와 함께 클럭 신호를 분산형 안테나 시스템의 네트워크 요소로 전송하는 단계를 포함하며, 클럭 신호는 제어 채널로부터의 명령들을 복원하기 위해 네트워크 요소의 디지털 제어 채널 프로세싱의 타이밍을 동기화한다.
다양한 실시예들에서, 방법은 시스템에 의해, 제1 반송 주파수에서의 제1 변조된 신호와 함께 기준 신호를 분산형 안테나 시스템의 네트워크 요소로 전송하는 단계를 더 포함하며, 기준 신호는 모바일 통신 디바이스로 제1 스펙트럼 세그먼트에서의 제1 변조된 신호의 무선 분배를 위해 제1 반송 주파수에서의 제1 변조된 신호를 제1 스펙트럼 세그먼트에서의 제1 변조된 신호로 재변환할 때, 네트워크 요소가 위상 오류를 감소시키는 것을 가능하게 한다. 명령들은 제어 채널을 통하여 디지털 데이터로서 전송될 수 있다.
다양한 실시예들에서, 제1 반송 주파수는 밀리미터파 주파수 대역에 있을 수 있다. 제1 변조된 신호는 제1 스펙트럼 세그먼트에서의 제1 변조된 신호를 생성하기 위한 시그널링 프로토콜에 따라 복수의 주파수 채널들에서의 신호들을 변조함으로써 생성될 수 있다. 시그널링 프로토콜은 롱 텀 에볼루션(LTE) 무선 프로토콜 또는 제5 세대 셀룰러 통신 프로토콜을 포함할 수 있다.
시스템에 의해 변환하는 단계는 제1 스펙트럼 세그먼트에서의 제1 변조된 신호를 제1 반송 주파수에서의 제1 변조된 신호로 상향 변환하는 단계 또는 제1 스펙트럼 세그먼트에서의 제1 변조된 신호를 제1 반송 주파수에서의 제1 변조된 신호로 하향 변환하는 단계를 포함할 수 있다. 네트워크 요소에 의해 변환하는 단계는 제1 반송 주파수에서의 제1 변조된 신호를 제1 스펙트럼 세그먼트에서의 제1 변조된 신호로 하향 변환하는 단계 또는 제1 반송 주파수에서의 제1 변조된 신호를 제1 스펙트럼 세그먼트에서의 제1 변조된 신호로 상향 변환하는 단계를 포함할 수 있다.
방법은 시스템에 의해, 네트워크 요소로부터 제2 반송 주파수에서의 제2 변조된 신호를 수신하는 단계를 더 포함할 수 있으며, 모바일 통신 디바이스는 제2 스펙트럼 세그먼트에서의 제2 변조된 신호를 생성하고, 네트워크 요소는 제2 스펙트럼 세그먼트에서의 제2 변조된 신호를 제2 반송 주파수에서의 제2 변조된 신호로 변환하고 제2 반송 주파수에서의 제2 변조된 신호를 전송한다. 방법은 시스템에 의해, 제2 반송 주파수에서의 제2 변조된 신호를 제2 스펙트럼 세그먼트에서의 제2 변조된 신호로 변환하는 단계; 및 시스템에 의해, 제2 스펙트럼 세그먼트에서의 제2 변조된 신호를 처리를 위해 기지국으로 송신하는 단계를 더 포함할 수 있다.
제2 스펙트럼 세그먼트는 제1 스펙트럼 세그먼트와 상이할 수 있고, 제1 반송 주파수는 제2 반송 주파수와 상이할 수 있다. 시스템은 제1 전신주에 장착될 수 있고 네트워크 요소는 제2 전신주에 장착될 수 있다.
설명의 단순함의 목적으로, 각각의 과정들이 도 20h에서의 일련의 블록들로서 나타내어지고 설명되지만, 일부 블록들이 본원에 도시되고 설명되는 것으로부터 상이한 순서들로 그리고/또는 다른 블록들과 동시에 일어날 수 있음에 따라, 청구된 논제 사안이 블록들의 순서에 의해 제한되지 않는다는 점이 이해되고 인식되어야 한다. 더욱이, 모든 예시된 블록들이 본원에 설명하는 방법들을 구현하는데 필요할 수 있는 것은 아니다.
이제 도 20i를 참조하면, 방법(2070)의 일 예시적인, 비제한적인 실시예의 흐름도가 도시된다. 방법(2070)은 도 1 내지 도 19와 함께 제공되는 하나 이상의 기능들 및 특징들과 함께 이용될 수 있다. 단계(2071)는 분산형 안테나 시스템의 네트워크 요소에 의해, 클럭 신호, 제어 채널 및 제1 반송 주파수에서의 제1 변조된 신호를 수신하는 단계를 포함하며, 제1 변조된 신호는 기지국에 의해 제공되고 모바일 통신 디바이스로 지향되는 제1 통신 데이터를 포함하며, 클럭 신호는 제어 채널로부터의 명령들을 복원하기 위해 네트워크 요소에 의한 디지털 제어 채널 프로세싱의 타이밍을 동기화하며, 제어 채널에서의 명령들은 제1 반송 주파수에서의 제1 변조된 신호를 제1 스펙트럼 세그먼트에서의 제1 변조된 신호로 변환할 것을 분산형 안테나 시스템의 네트워크 요소에 지시한다. 단계(2072)는 명령들에 따라 그리고 제1 변조된 신호의 신호 프로세싱에 기초하여, 네트워크 요소에 의해, 제1 반송 주파수에서의 제1 변조된 신호를 제1 스펙트럼 세그먼트에서의 제1 변조된 신호로 변환하는 단계를 포함한다. 단계(2073)는 네트워크 요소에 의해, 제1 스펙트럼 세그먼트에서의 제1 변조된 신호를 모바일 통신 디바이스로 무선으로 전송하는 단계를 포함한다. 다양한 실시예들에서, 명령들은 제어 채널을 통하여 디지털 데이터로서 수신된다.
설명의 단순함의 목적으로, 각각의 과정들이 도 20i에서의 일련의 블록들로서 나타내어지고 설명되지만, 일부 블록들이 본원에 도시되고 설명되는 것으로부터 상이한 순서들로 그리고/또는 다른 블록들과 동시에 일어날 수 있음에 따라, 청구된 논제 사안이 블록들의 순서에 의해 제한되지 않는다는 점이 이해되고 인식되어야 한다. 더욱이, 모든 예시된 블록들이 본원에 설명하는 방법들을 구현하는데 필요할 수 있는 것은 아니다.
이제 도 20j를 참조하면, 방법(2075)의 일 예시적인, 비제한적인 실시예의 흐름도가 도시된다. 방법(2075)은 도 1 내지 도 19와 함께 제공되는 하나 이상의 기능들 및 특징들과 함께 이용될 수 있다. 단계(2076)는 회로망을 포함하는 시스템에 의해, 모바일 통신 디바이스로 지향되는 제1 스펙트럼 세그먼트에서의 제1 변조된 신호를 수신하는 단계를 포함하며, 제1 변조된 신호는 시그널링 프로토콜에 순응한다. 단계(2077)는 제1 변조된 신호의 신호 프로세싱에 기초하여 그리고 제1 변조된 신호의 시그널링 프로토콜을 변경하지 않고, 시스템에 의해, 제1 스펙트럼 세그먼트에서의 제1 변조된 신호를 제1 반송 주파수에서의 제1 변조된 신호로 변환하는 단계를 포함하며, 제1 반송 주파수는 제1 스펙트럼 세그먼트 외부에 있다. 단계(2078)는 시스템에 의해, 제1 반송 주파수에서의 제1 변조된 신호를 제1 스펙트럼 세그먼트에서의 제1 변조된 신호로 변환할 것을 분산형 안테나 시스템의 네트워크 요소에 지시하는 초광대역 제어 채널에서의 명령들을 전송하는 단계를 포함한다. 단계(2059)는 시스템에 의해, 제1 반송 주파수에서의 제1 변조된 신호와 함께 기준 신호를 분산형 안테나 시스템의 네트워크 요소로 전송하는 단계를 포함하며, 기준 신호는 모바일 통신 디바이스로 제1 스펙트럼 세그먼트에서의 제1 변조된 신호의 무선 분배를 위해 제1 반송 주파수에서의 제1 변조된 신호를 제1 스펙트럼 세그먼트에서의 제1 변조된 신호로 재변환할 때, 네트워크 요소가 위상 오류를 감소시키는 것을 가능하게 한다.
다양한 실시예들에서, 제1 기준 신호는 초광대역 제어 채널에 관하여 대역 내 주파수로 전송된다. 방법은 분산형 안테나 시스템의 네트워크 요소로부터 초광대역 제어 채널을 통하여, 네트워크 요소의 네트워크 상태를 나타내는 상태 정보, 네트워크 요소의 디바이스 정보를 나타내는 네트워크 디바이스 정보, 또는 네트워크 요소에 근접한 환경 조건을 나타내는 환경 측정치를 포함하는 제어 채널 데이터를 수신하는 단계를 더 포함할 수 있다. 명령들은 채널 이격, 보호 주파수대 파라미터, 업링크/다운링크 할당 또는 업링크 채널 선택을 더 포함할 수 있다.
제1 변조된 신호는 제1 스펙트럼 세그먼트에서의 제1 변조된 신호를 생성하기 위한 시그널링 프로토콜에 따라 복수의 주파수 채널들에서의 신호들을 변조함으로써 생성될 수 있다. 시그널링 프로토콜은 롱 텀 에볼루션(LTE) 무선 프로토콜 또는 제5 세대 셀룰러 통신 프로토콜을 포함할 수 있다.
시스템에 의해 변환하는 단계는 제1 스펙트럼 세그먼트에서의 제1 변조된 신호를 제1 반송 주파수에서의 제1 변조된 신호로 상향 변환하는 단계 또는 제1 스펙트럼 세그먼트에서의 제1 변조된 신호를 제1 반송 주파수에서의 제1 변조된 신호로 하향 변환하는 단계를 포함할 수 있다. 네트워크 요소에 의해 변환하는 단계는 제1 반송 주파수에서의 제1 변조된 신호를 제1 스펙트럼 세그먼트에서의 제1 변조된 신호로 하향 변환하는 단계 또는 제1 반송 주파수에서의 제1 변조된 신호를 제1 스펙트럼 세그먼트에서의 제1 변조된 신호로 상향 변환하는 단계를 포함할 수 있다.
방법은 시스템에 의해, 네트워크 요소로부터 제2 반송 주파수에서의 제2 변조된 신호를 수신하는 단계를 더 포함할 수 있으며, 모바일 통신 디바이스는 제2 스펙트럼 세그먼트에서의 제2 변조된 신호를 생성하고, 네트워크 요소는 제2 스펙트럼 세그먼트에서의 제2 변조된 신호를 제2 반송 주파수에서의 제2 변조된 신호로 변환하고 제2 반송 주파수에서의 제2 변조된 신호를 전송한다. 방법은 시스템에 의해, 제2 반송 주파수에서의 제2 변조된 신호를 제2 스펙트럼 세그먼트에서의 제2 변조된 신호로 변환하는 단계; 및 시스템에 의해, 제2 스펙트럼 세그먼트에서의 제2 변조된 신호를 처리를 위해 기지국으로 송신하는 단계를 더 포함할 수 있다.
제2 스펙트럼 세그먼트는 제1 스펙트럼 세그먼트와 상이할 수 있고, 제1 반송 주파수는 제2 반송 주파수와 상이할 수 있다. 시스템은 제1 전신주에 장착될 수 있고 네트워크 요소는 제2 전신주에 장착될 수 있다.
설명의 단순함의 목적으로, 각각의 과정들이 도 20j에서의 일련의 블록들로서 나타내어지고 설명되지만, 일부 블록들이 본원에 도시되고 설명되는 것으로부터 상이한 순서들로 그리고/또는 다른 블록들과 동시에 일어날 수 있음에 따라, 청구된 논제 사안이 블록들의 순서에 의해 제한되지 않는다는 점이 이해되고 인식되어야 한다. 더욱이, 모든 예시된 블록들이 본원에 설명하는 방법들을 구현하는데 필요할 수 있는 것은 아니다.
이제 도 20k를 참조하면, 방법(2080)의 일 예시적인, 비제한적인 실시예의 흐름도가 도시된다. 방법(2080)은 도 1 내지 도 19와 함께 제공되는 하나 이상의 기능들 및 특징들과 함께 이용될 수 있다. 단계(2081)는 분산형 안테나 시스템의 네트워크 요소에 의해, 기준 신호, 초광대역 제어 채널 및 제1 반송 주파수에서의 제1 변조된 신호를 수신하는 단계를 포함하며, 제1 변조된 신호는 기지국에 의해 제공되고 모바일 통신 디바이스로 지향되는 제1 통신 데이터를 포함하며, 초광대역 제어 채널에서의 명령들은 제1 반송 주파수에서의 제1 변조된 신호를 제1 스펙트럼 세그먼트에서의 제1 변조된 신호로 변환할 것을 분산형 안테나 시스템의 네트워크 요소에 지시하고, 기준 신호는 제어 채널에 관하여 대역 내 주파수로 수신된다. 단계(2082)는 명령들에 따라 그리고 제1 변조된 신호의 신호 프로세싱에 기초하여 그리고 변환하는 단계 동안 왜곡을 감소시키기 위해 기준 신호를 활용하여, 네트워크 요소에 의해, 제1 반송 주파수에서의 제1 변조된 신호를 제1 스펙트럼 세그먼트에서의 제1 변조된 신호로 변환하는 단계를 포함한다. 단계(2083)는 네트워크 요소에 의해, 제1 스펙트럼 세그먼트에서의 제1 변조된 신호를 모바일 통신 디바이스로 무선으로 전송하는 단계를 포함한다.
다양한 실시예들에서, 제1 기준 신호는 초광대역 제어 채널에 관하여 대역 내 주파수로 수신된다. 방법은 분산형 안테나 시스템의 네트워크 요소로부터 초광대역 제어 채널을 통하여, 네트워크 요소의 네트워크 상태를 나타내는 상태 정보, 네트워크 요소의 디바이스 정보를 나타내는 네트워크 디바이스 정보, 또는 네트워크 요소에 근접한 환경 조건을 나타내는 환경 측정치를 포함하는 제어 채널 데이터를 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다. 명령들은 채널 이격, 보호 주파수대 파라미터, 업링크/다운링크 할당 또는 업링크 채널 선택을 더 포함할 수 있다.
설명의 단순함의 목적으로, 각각의 과정들이 도 20k에서의 일련의 블록들로서 나타내어지고 설명되지만, 일부 블록들이 본원에 도시되고 설명되는 것으로부터 상이한 순서들로 그리고/또는 다른 블록들과 동시에 일어날 수 있음에 따라, 청구된 논제 사안이 블록들의 순서에 의해 제한되지 않는다는 점이 이해되고 인식되어야 한다. 더욱이, 모든 예시된 블록들이 본원에 설명하는 방법들을 구현하는데 필요할 수 있는 것은 아니다.
도 21을 참조하면, 여기에 설명된 다양한 양태들에 따른 컴퓨팅 환경의 블록도가 도시된다. 본 명세서에 기술된 실시예의 다양한 실시예들에 대한 추가적인 환경들을 제공하기 위해, 도 21 및 이하의 논의는 본 논제 발명의 다양한 실시예들이 구현될 수 있는 적합한 컴퓨팅 환경(2100)의 간단하고 일반적인 설명을 제공하기 위한 것이다. 실시예들이 하나 이상의 컴퓨터들상에서 구동할 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.
본원에 사용되는 바에 따라, 프로세싱 회로는 프로세서뿐만 아니라, 입력 신호들 또는 데이터를 처리하고 입력 신호들 또는 데이터에 대한 응답으로 출력 신호들 또는 데이터를 생성하는 주문형 집적 회로, 디지털 로직 회로, 상태 기계, 프로그래밍 가능 게이트 어레이 또는 다른 회로와 같은 다른 특수 용도 회로들을 포함한다. 프로세서의 동작에 관련하여 본원에 설명하는 임의의 기능들 및 특징들이 프로세싱 회로에 의해 마찬가지로 수행될 수 있다는 점이 주목되어야 한다.
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 프로세싱 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 이해되어야 한다.
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 전송 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 21을 참조하면, 기지국(예를 들어, 기지국 디바이스들(1504), 매크로셀 사이트(1502) 또는 기지국들(1614)) 또는 중앙 교환국(예를 들어, 중앙 교환국(1501 또는 1611))의 적어도 일부를 통하여 또는 이것을 형성하는 신호들을 전송하고 수신하는 예시적 환경(2100)이 도시된다. 예시적 환경(2100)의 적어도 일부는 전송 디바이스들(101 또는 102)에 대해 사용될 수도 있다. 예시적 환경은 컴퓨터(2102)를 포함할 수 있으며, 컴퓨터(2102)는 프로세싱 유닛(2104), 시스템 메모리(2106) 및 시스템 버스(2108)를 포함한다. 시스템 버스(2108)는 시스템 메모리(2106)를 포함하지만, 이에 제한되지 않는 시스템 구성요소들을 프로세싱 유닛(2104)에 결합시킨다. 프로세싱 유닛(2104)은 다양한 상업적으로 이용 가능한 프로세서들 중 임의의 것일 수 있다. 듀얼 마이크로프로세서들 및 다른 멀티프로세서 아키텍처들이 프로세싱 유닛(2104)으로서 채용될 수도 있다.
시스템 버스(2108)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(2106)는 ROM(2110) 및 RAM(2112)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(2102) 내의 요소들간에 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(HDD; 2114)(예를 들면, EIDE, SATA)를 추가로 포함하고, 내부 하드 디스크 드라이브(2114)는 또한 적절한 섀시(도시되지 않음), 자기 플로피 디스크 드라이브(FDD; 2116)(예를 들면, 제거 가능한 디스켓(2118)로부터 판독하거나 그에 기록하기 위한) 및 광 디스크 드라이브(2120)(예를 들면, CD-ROM 디스크(2122)를 판독하거나, DVD와 같은 다른 고용량 광학 매체로부터 판독하거나 그에 기록하기 위한)에서 외부 사용을 위해 또한 구성될 수 있다. 하드 디스크 드라이브(2114), 자기 디스크 드라이브(2116) 및 광 디스크 드라이브(2120)는 하드 디스크 드라이브 인터페이스(2124), 자기 디스크 드라이브 인터페이스(2126) 및 광학 드라이브 인터페이스(2128), 각각에 의해 시스템 버스(2108)에 접속될 수 있다. 외부 구동 구현들을 위한 인터페이스(2124)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(2102)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(2130), 하나 이상의 애플리케이션 프로그램들(2132), 다른 프로그램 모듈들(2134) 및 프로그램 데이터(2136)를 포함하는 드라이브 및 RAM(2112)에 저장될 수 있다. 운영 체계, 애플리케이션들, 모듈들 및/또는 데이터가 RAM(2112)에 또한 캐시될 수 있다. 여기에 기술된 시스템들 및 방법들은 다양한 상업적으로 이용 가능한 운영 체계들 또는 운영 체계들의 조합들을 이용하여 구현될 수 있다. 프로세싱 유닛(2104)에 의해 구현되고 그렇지 않으면 실행될 수 있는 애플리케이션 프로그램들(2132)의 예들은 전송 디바이스(101 또는 102)에 의해 수행되는 다이버시티 선택 결정을 포함한다.
사용자는 하나 이상의 유/무선 입력 디바이스들, 예컨대 키보드(2138) 및 마우스(2140)와 같은 포인팅 디바이스를 통해 명령 및 정보를 컴퓨터(2102)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(2108)에 결합될 수 있는 입력 디바이스 인터페이스(2142)를 통해 프로세싱 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 형태의 디스플레이 디바이스는 또한 비디오 어댑터(2146)와 같은 인터페이스를 통해 시스템 버스(2108)에 접속될 수 있다. 대안적인 실시예들에서, 모니터(2144)가 또한, 인터넷 및 클라우드 기반 네트워크를 통하는 것을 포함하여, 임의의 통신 수단을 통해 컴퓨터(2102)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(2144)에 추가하여, 컴퓨터는 일반적으로 스피커들, 프린터들, 등과 같은 다른 주변 출력 디바이스들(도시되지 않음)을 포함한다.
컴퓨터(2102)는 원격 컴퓨터(들)(2148)와 같은 하나 이상의 원격 컴퓨터들로의 유선 및/또는 무선 통신을 통한 논리 접속을 사용하는 네트워킹된 환경에서 동작할 수 있다. 원격 컴퓨터(들)(2148)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(2150)만이 도시되지만, 전형적으로는 컴퓨터(2102)와 관련하여 설명된 많은 또는 모든 요소들을 포함한다. 도시된 논리 접속들은 근거리 통신망(LAN)(2152) 및/또는 광역 통신망(WAN)(2154)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(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 대한 유선 또는 무선 통신을 가능하게 하고, 이는 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 인터넷에 의해서와 같이 WAN(2154)을 통한 통신을 확립하기 위한 다른 수단을 가질 수 있다. 내부 또는 외부 및 유선 또는 무선 장치일 수 있는 모뎀(2158)은 입력 디바이스 인터페이스(2142)를 통해 시스템 버스(2108)에 접속될 수 있다. 네트워킹된 환경에서, 컴퓨터(2102) 또는 그 일 부분들에 대해 도시된 프로그램 모듈들은 원격 메모리/저장 디바이스(2150)에 저장될 수 있다. 도시된 네트워크 접속들은 예이며, 컴퓨터들간의 통신 링크를 확립하는 다른 수단이 사용될 수 있음이 이해될 것이다.
컴퓨터(2102)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 연결하게할 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, ag 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 22는 여기에 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 개시된 논제 사안과 연관된 기지국들(예를 들어, 기지국 디바이스들(1504), 매크로셀 사이트(1502) 또는 기지국들(1614)), 중앙 교환국(예를 들어, 중앙 교환국(1501 또는 1611)) 또는 전송 디바이스(101 또는 102)에 의해 전송되고 수신되는 신호들을 생성하고 수신할 수 있다. 일반적으로, 무선 네트워크 플랫폼(2210)은 패킷 교환(PS)(예를 들어, 인터넷 프로토콜(IP), 프레임 중계, 비동기식 전송 모드(ATM)) 및 회선 교환(CS) 트래픽(예를 들면, 음성 및 데이터) 둘 모두, 뿐만 아니라 네트워킹된 무선 통신을 위한 제어 생성을 가능하게 하는 구성요소들, 예를 들면, 노드들, 게이트웨이들, 인터페이스들, 서버들, 또는 별개의 플랫폼들을 포함할 수 있다. 비제한적인 예로서, 무선 네트워크 플랫폼(2210)은 원격 통신 반송파 네트워크들에 포함될 수 있고, 본 명세서의 다른 곳에서 논의된 바와 같이 반송파측 구성요소들이 고려될 수 있다. 모바일 네트워크 플랫폼(2210)은 전화 네트워크(들)(2240)(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(2270)와 같은 레거시 네트워크들로부터 수신된 CS 트래픽을 인터페이스할 수 있는 CS 게이트웨이 노드(들)(2222)를 포함한다. 회로 교환 게이트웨이 노드(들)(2222)는 이러한 네트워크들로부터 발생하는 트래픽(예를 들어, 음성)을 인가 및 인증할 수 있다. 추가로, CS 게이트웨이 노드(들)(2222)는 SS7 네트워크(2270)를 통해 생성된 이동성 또는 로밍 데이터에 액세스할 수 있다; 예를 들면, 메모리(2230)에 상주할 수 있는 방문 위치 레지스터(VLR)에 저장된 이동성 데이터. 더욱이, CS 게이트웨이 노드(들)(2222)는 CS-기반 트래픽 및 시그널링 및 PS 게이트웨이 노드(들)(2218)에 인터페이스한다. 일 예로서, 3GPP UMTS 네트워크에서, CS 게이트웨이 노드(들)(2222)는 게이트웨이 GPRS 지원 노드(들)(GGSN)에서 적어도 부분적으로 실현될 수 있다. CS 게이트웨이 노드(들)(2222), PS 게이트웨이 노드(들)(2218) 및 서빙 노드(들)(2216)의 기능 및 특정 동작이 원격 통신을 위해 이동 네트워크 플랫폼(2210)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)(2218)는 서빙되는 이동 디바이스들과 함께 PS-기반 데이터 세션들을 인가 및 인증할 수 있다. 데이터 세션들은 PS 게이트웨이 노드(들)(2218)를 통해 이동 네트워크 플랫폼(2210)과 또한 인터페이스될 수 있는 근거리 통신망(들)(LAN)에서 구현될 수 있는, 광역 통신망들(WANs)(2250), 기업 내 네트워크(들)(2270), 및 서비스 네트워크(들)(2280)와 같이 무선 네트워크 플랫폼(2210) 외부의 네트워크들과 교환되는 트래픽(들) 또는 콘텐트(들)를 포함할 수 있다. WANs(2250) 및 기업 내 네트워크(들)(2260)가 적어도 부분적으로는 IP 멀티미디어 서브시스템(IMS)과 같은 서비스 네트워크(들)를 구현할 수 있다는 것이 주의될 것이다. 기술 자원(들)(2217)에서 이용 가능한 무선 기술 계층(들)에 기초하여, 패킷-교환 게이트웨이 노드(들)(2218)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)(2218)는 Wi-Fi 네트워크와 같은 별개의 무선 네트워크(들)(도시되지 않음)와의 패킷화된 통신을 가능하게할 수 있는 터널 인터페이스(예를 들면, 3GPP UMTS 네트워크(들)(도시되지 않음) 내의 터널 종단 게이트웨이(TTG))를 포함할 수 있다.
실시예(2200)에서, 무선 네트워크 플랫폼(2210)은 또한 기술 자원(들)(2217) 내의 이용 가능한 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. CS 통신에 주로 의존하는 기술 자원(들)(2217)의 경우, 서버 노드(들)는 PS 게이트웨이 노드(들)(2218)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)(2216)는 서빙 GPRS 지원 노드(들)(SGSN)에서 구현될 수 있다.
패킷화된 통신을 이용하는 무선 기술들에 대하여, 무선 네트워크 플랫폼(2210)의 서버(들)(2214)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(2210)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)(2218), 및 이후에 통신을 위한 서빙 노드(들)(2216)로 전달될 수 있다. 애플리케이션 서버 이외에, 서버(들)(2214)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)(2222) 및 PS 게이트웨이 노드(2218)가 규정할 수 있는 인가 및 인증 절차들에 더하여 네트워크의 동작 및 데이터 무결성을 보장하기 위해 무선 네트워크 플랫폼(2210)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(2250) 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 1(들)에 도시된 분산형 안테나 네트워크들과 같은 무선 네트워크 플랫폼(2210)(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(2275)에 의한 가입자 서비스 경험을 향상시키기 위해 네트워크 커버리지를 개선한다.
서버(들)(2214)가 매크로 네트워크 플랫폼(2210)의 기능성의 적어도 일부를 부여하도록 구성된 하나 이상의 프로세서들을 포함할 수 있음이 주의될 것이다. 이를 위해, 하나 이상의 프로세서는, 예를 들면, 메모리(2230)에 저장된 코드 명령들을 실행할 수 있다. 서버(들)(2214)가 전술한 바와 실질적으로 동일한 방식으로 동작하는 콘텐츠 관리자(2215)를 포함할 수 있다는 것이 이해되어야 한다.
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 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(2230)는 전화 네트워크(2240), WAN(2250), 기업 내 네트워크(2270), 또는 SS7 네트워크(2260) 중 적어도 하나로부터의 정보를 또한 저장할 수 있다. 일 양태에서, 메모리(2230)는 데이터 저장소 구성요소의 부분으로서 또는 원격으로 연결된 메모리 저장소로서 액세스될 수 있다.
개시된 주제의 다양한 양태들에 대한 환경을 제공하기 위해, 도 22 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.
도 23은 통신 디바이스(2300)의 예시적인 실시예를 도시한다. 통신 디바이스(2300)는 (예를 들어, 도 15, 도 16a 및 도 16b에서의) 본 논제 발명에 의해 언급되는 모바일 디바이스들 및 빌딩 내 디바이스들과 같은 디바이스들의 예시적인 실시예로서의 역할을 할 수 있다.
통신 디바이스(2300)는 유선 및/또는 무선 송수신기(2302)(본원의 송수신기(2302)), 사용자 인터페이스(UI)(2304), 전원 공급기(2314), 위치 추적 수신기(2316), 모션 센서(2318), 배향 센서(2320) 및 이들의 동작들을 관리하는 제어기(2306)를 포함할 수 있다. 송수신기(2302)는 몇가지만 언급하자면 블루투스®, 지그비®, 와이파이, DECT 또는 셀룰러 통신 기술들과 같은 단거리 또는 장거리 무선 액세스 기술들(블루투스® 및 지그비®는 Bluetooth® Special Interest Group 및 ZigBee® Alliance 각각에 의해 등록된 상표들임)을 지원할 수 있다. 셀룰러 기술들은, 예를 들어, CDMA-1X, UMTS/HSDPA, GSM/GPRS, TDMA/EDGE, EV/DO, WiMAX, SDR, LTE뿐만 아니라, 셀룰러 기술들이 발달함에 따라 다른 차세대 무선 통신 기술들을 포함할 수 있다. 송수신기(2302)는 (PSTN과 같은) 회로 전환 유선 액세스 기술들, (TCP/IP, VoIP 등과 같은) 패킷 전환 유선 액세스 기술들, 및 이들의 조합들을 지원하도록 구성될 수도 있다.
UI(2304)는 통신 디바이스(2300)의 동작들을 조작하는 롤러 볼, 조이스틱, 마우스 또는 내비게이션 디스크와 같은 내비게이션 메커니즘을 갖는 누를 수 있거나 터치 감응식의 키패드(2308)를 포함할 수 있다. 키패드(2308)는 통신 디바이스(2300)의 하우징 어셈블리의 일체화된 부분 또는 (USB 케이블과 같은) 테더링된 유선 인터페이스 또는 예를 들어, 블루투스®를 지원하는 무선 인터페이스에 의해 통신 디바이스(2300)에 동작 가능하게 결합되는 독립 디바이스일 수 있다. 키패드(2308)는 전화기들 및/또는 영문 숫자 키들을 갖는 쿼티 키패드에 의해 통상적으로 사용되는 숫자 키패드를 나타낼 수 있다. UI(2304)는 단색 또는 컬러 LCD(액정 디스플레이), OLED(유기 발광 다이오드) 또는 통신 디바이스(2300)의 최종 사용자에게 이미지들을 전달하는 다른 적절한 디스플레이 기술과 같은 디스플레이(2310)를 더 포함할 수 있다. 디스플레이(2310)가 터치 감응식인 일 실시예에서, 키패드(2308)의 일부 또는 모두가 내비게이션 특징들을 갖는 디스플레이(2310)를 통하여 제공될 수 있다.
디스플레이(2310)는 또한 사용자 입력을 검출하는 사용자 인터페이스로서의 역할을 하기 위해 터치 스크린 기술을 이용할 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 사용자의 손가락의 얼마나 많은 표면적이 터치 스크린 디스플레이의 일부 상에 배치되었는지를 검출하기 위해 용량성, 저항성 또는 다른 형태들의 감지 기술이 구비될 수 있다. 이러한 감지 정보는 GUI 요소들 또는 사용자 인터페이스의 다른 기능들의 조작을 제어하는데 사용될 수 있다. 디스플레이(2310)는 통신 디바이스(2300)의 하우징 어셈블리의 일체화된 부분 또는 (케이블과 같은) 테더링된 유선 인터페이스 또는 무선 인터페이스에 의해 통신 디바이스(2300)에 통신적 결합되는 독립 디바이스일 수 있다.
UI(2304)는 (사람 귀의 근처에서 들리는 오디오와 같은) 낮은 볼륨 오디오 및 (핸즈 프리 동작을 위한 스피커폰과 같은) 높은 볼륨 오디오를 전달하는 오디오 기술을 활용하는 오디오 시스템(2312)을 포함할 수도 있다. 오디오 시스템(2312)은 최종 사용자의 가청의 신호들을 수신하는 마이크를 더 포함할 수 있다. 오디오 시스템(2312)은 음성 인식 애플리케이션들을 위해 사용될 수도 있다. UI(2304)는 정지 또는 움직이는 이미지들을 캡처하는 고체 촬상 소자(CCD) 카메라와 같은 이미지 센서(2313)를 더 포함할 수 있다.
전원 공급기(2314)는 장거리 또는 단거리 휴대용 통신을 용이하게 하기 위해 통신 디바이스(2300)의 구성요소들에 에너지를 공급하는 교체 가능 및 재충전 가능 배터리, 공급 조절 기술, 및/또는 충전 시스템 기술과 같은 통상의 전력 관리 기술들을 활용할 수 있다. 대안적으로 또는 조합으로, 충전 시스템은 USB 포트 또는 다른 적절한 테더링 기술들과 같은 물리적 인터페이스를 통해 공급되는 DC 전력과 같은 외부 전원들을 활용할 수 있다.
위치 추적 수신기(2316)는 내비게이션과 같은 위치 추적 서비스들을 용이하게 하는데 사용될 수 있는 GPS 위성들의 무리에 의해 생성되는 신호들에 기초한 통신 디바이스(2300)의 위치를 식별하는 GPS 지원 측위가 가능한 위성 위치 확인 시스템(GPS) 수신기와 같은 위치 추적 기술을 활용할 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 활용할 수 있다. 배향 센서(2320)는 통신 디바이스(2300)의 배향(북측, 남측, 서측, 및 동측 뿐만 아니라, 도, 분, 또는 다른 적절한 배향 메트릭들로의 결합된 배향들)을 검출하기 위해 자력계와 같은 배향 감지 기술을 활용할 수 있다.
통신 디바이스(2300)는 수신된 신호 강도 표시기(RSSI) 및/또는 신호 도래 시간(TOA) 또는 전파 시간(TOF) 측정치들을 활용하는 것과 같은 감지 기법들에 의해 셀룰러, 와이파이, 블루투스® 또는 다른 무선 액세스 포인트들에의 근접을 또한 결정하기 위해 송수신기(2302)를 사용할 수 있다. 제어기(2306)는 통신 디바이스(2300)의 앞서 언급한 구성요소들에 의해 공급되는 데이터를 제어하고, 처리하는 컴퓨터 명령들을 실행시키는 플래시, ROM, RAM, SRAM, DRAM 또는 다른 저장 기술들과 같은 연관된 저장 메모리를 갖는 마이크로프로세서, 디지털 신호 프로세서(DSP), 프로그래밍 가능 게이트 어레이, 주문형 집적 회로 및/또는 비디오 프로세서와 같은 컴퓨팅 기술들을 활용할 수 있다.
도 23에 도시되지 않은 다른 구성요소들이 본 논제 발명의 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 신원 모듈을 추가하거나 제거하는 슬롯을 포함할 수 있다. SIM 또는 UICC 카드들은 가입자 서비스들을 식별하고, 프로그램들을 실행시키고, 가입자 데이터를 저장하는 등에 사용될 수 있다.
본 명세서에서, "저장소", "저장 장치", "데이터 저장소", "데이터 저장 장치", "데이터베이스" 및 구성요소의 동작 및 기능에 관련된 실질적으로 임의의 다른 정보 저장 구성요소와 같은 용어들은 "메모리 구성요소들" 또는 "메모리" 또는 메모리를 포함하는 구성요소들로 구현된 엔티티들을 말한다. 본 명세에 기술된 메모리 구성요소들이 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 구성요소들은 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, 스마트폰, 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 프로세싱 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 후보 주파수, 변조 방식, MIMO 모드 및/또는 유도파 모드를 평가하고 선택하는데 선택적 트레이닝 제어기(230)에서 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 "구성요소", "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, 구성요소는 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 구성요소일 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 구성요소들은 다양한 데이터 구조가 저장된 다양한 컴퓨터 판독 가능 매체로부터 실행할 수 있다. 구성요소들은 하나 이상의 데이터 패킷들(예를 들어, 로컬 시스템, 분산 시스템 및/또는 신호를 통해 다른 시스템들과 인터넷과 같은 네트워크를 거쳐 다른 구성요소와 상호 작용하는 하나의 구성요소로부터의 데이터)을 갖는 신호에 따라서와 같이 로컬 및/또는 원격 프로세스들을 통해 통신할 수 있다. 신호를 통해 다른 시스템과 인터넷으로). 다른 예로서, 구성요소는 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, 구성요소는 기계적 부분들 없이 전자 구성요소들을 통해 특정 기능을 제공하는 장치일 수 있으며, 전자 구성요소들은 적어도 부분적으로 전자 구성요소들의 기능을 부여하는 소프트웨어 또는 펌웨어를 실행하기 위해 내부에 프로세서를 포함할 수 있다. 다양한 구성요소들이 개별 구성요소들로서 도시되었지만, 예시적인 실시예를 벗어나지 않고 다수의 구성요소들이 단일 구성요소로서 구현될 수 있거나 단일 구성요소가 다수의 구성요소들로서 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 추론을할 수 있는 능력)을 통해 지원된 인간 개체들 또는 자동화된 구성요소들을 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 구성요소들 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.
여기에 사용된 바와 같이, "데이터 저장 장치", "데이터베이스" 및 구성요소의 동작 및 기능성과 관련된 실질적으로 임의의 다른 정보 저장 구성요소와 같은 용어는 "메모리 구성요소들" 또는 "메모리"에 구현된 엔티티들, 또는 메모리를 포함하는 구성요소들을 지칭한다. 여기에 기술된 메모리 구성요소들 또는 컴퓨터 판독 가능 저장 매체는 휘발성 메모리 또는 비휘발성 메모리일 수 있거나 휘발성 및 비휘발성 메모리 둘 모두 포함할 수 있음이 이해될 것이다.
상술했던 것은 다양한 실시예들의 예들만을 포함한다. 물론, 이러한 예들을 설명하기 위해 구성요소들 또는 방법론들의 모든 생각할 수 있는 조합을 설명하는 것은 가능하지 않지만, 당업자는 본 실시예들의 많은 추가 조합들 및 치환들이 가능하다는 점을 인지할 수 있다. 따라서, 본원에 개시되고/되거나 청구되는 실시예들이 첨부된 청구항들의 사상 및 범위에 포함되는 모든 이러한 변화들, 변경들 및 변형들을 수용하는 것으로 의도된다. 더욱이, “포괄하다(includes)”라는 용어가 상세한 설명 또는 청구항들에 사용되는 범위에서, 이러한 용어는 “포함하는(comprising)”이 청구항에서 연결어로서 채용될 때, 해석되는 것과 같이, “포함하는(comprising)”이라는 용어와 유사한 방식으로 포괄적인 것으로 의도된다.
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, 구성요소들, 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.
구체적 실시예들이 본원에 예시되고 설명되었지만, 동일하거나 유사한 목적을 달성하는 임의의 구성이 본 논제 발명에 의해 설명되거나 나타내어지는 실시예들을 대체하게 될 수 있다는 점이 이해되어야 한다. 본 논제 발명은 다양한 실시예들의 임의의 그리고 모든 적응들 또는 변형들을 포함하는 것으로 의도된다. 위의 실시예들 및 상세하게 본원에 설명하지 않은 다른 실시예들의 조합들이 본 논제 발명에 사용될 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 실시예들로부터의 하나 이상의 특징들은 하나 이상의 다른 실시예들의 하나 이상의 특징들과 결합될 수 있다. 하나 이상의 실시예들에서, 긍정적으로 열거된 특징들은 다른 구조적 및/또는 기능적 특징에 의한 대체를 갖고 또는 이것 없이 부정적으로 열거되고 실시예에서 배제될 수도 있다. 본 논제 발명의 실시예들에 대하여 설명하는 단계들 또는 기능들은 임의의 순서로 수행될 수 있다. 본 논제 발명의 실시예들에 대하여 설명하는 단계들 또는 기능들은 단독으로 또는 본 논제 발명의 다른 단계들 또는 기능들과의 조합으로뿐만 아니라, 본 논제 발명에 설명하지 않았던 다른 실시예들로부터 또는 다른 단계들로부터 수행될 수 있다. 게다가, 일 실시예에 대하여 설명하는 특징들 전체의 미만 혹은 초과가 활용될 수도 있다.

Claims (21)

  1. 회로망을 포함하는 시스템에 의해, 모바일 통신 디바이스로 지향되는 제1 스펙트럼 세그먼트에서의 제1 변조된 신호를 수신하는 단계로서, 상기 제1 변조된 신호는 시그널링 프로토콜에 순응하는 단계;
    상기 제1 변조된 신호의 신호 프로세싱에 기초하여 그리고 상기 제1 변조된 신호의 상기 시그널링 프로토콜을 변경하지 않고, 상기 시스템에 의해, 상기 제1 스펙트럼 세그먼트에서의 상기 제1 변조된 신호를 제1 반송 주파수에서의 상기 제1 변조된 신호로 변환하는 단계로서, 상기 제1 반송 주파수는 상기 제1 스펙트럼 세그먼트 외부에 있는 단계;
    상기 시스템에 의해, 상기 제1 반송 주파수에서의 상기 제1 변조된 신호를 상기 제1 스펙트럼 세그먼트에서의 상기 제1 변조된 신호로 변환할 것을 분산형 안테나 시스템의 네트워크 요소에 지시하는 제어 채널에서의 명령들을 전송하는 단계; 및
    상기 시스템에 의해, 상기 제1 반송 주파수에서의 상기 제1 변조된 신호와 함께 제1 기준 신호를 상기 분산형 안테나 시스템의 상기 네트워크 요소로 전송하는 단계로서, 상기 제1 기준 신호는 상기 모바일 통신 디바이스로 상기 제1 스펙트럼 세그먼트에서의 상기 제1 변조된 신호의 무선 분배를 위해 상기 제1 반송 주파수에서의 상기 제1 변조된 신호를 상기 제1 스펙트럼 세그먼트에서의 상기 제1 변조된 신호로 재변환할 때, 상기 네트워크 요소가 위상 오류를 감소시키는 것을 가능하게 하며, 상기 제1 기준 신호는 상기 제어 채널에 관하여 대역 내 주파수로 전송되는 단계를 포함하는, 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 명령들은 상기 제1 기준 신호의 변조를 통하여 전송되는, 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 명령들은 상기 제1 기준 신호의 진폭 변조를 통하여 디지털 데이터로서 전송되는, 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 반송 주파수는 밀리미터파 주파수 대역에 있는, 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 변조된 신호는 상기 제1 스펙트럼 세그먼트에서의 상기 제1 변조된 신호를 생성하기 위한 상기 시그널링 프로토콜에 따라 복수의 주파수 채널들에서의 신호들을 변조함으로써 생성되는, 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 시그널링 프로토콜은 롱 텀 에볼루션(LTE) 무선 프로토콜 또는 제5 세대 셀룰러 통신 프로토콜을 포함하는, 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 시스템에 의해 변환하는 단계는 상기 제1 스펙트럼 세그먼트에서의 상기 제1 변조된 신호를 상기 제1 반송 주파수에서의 상기 제1 변조된 신호로 상향 변환하는 단계를 포함하는, 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 네트워크 요소에 의해 변환하는 단계는 상기 제1 반송 주파수에서의 상기 제1 변조된 신호를 상기 제1 스펙트럼 세그먼트에서의 상기 제1 변조된 신호로 하향 변환하는 단계를 포함하는, 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 시스템에 의해 변환하는 단계는 상기 제1 스펙트럼 세그먼트에서의 상기 제1 변조된 신호를 상기 제1 반송 주파수에서의 상기 제1 변조된 신호로 하향 변환하는 단계를 포함하는, 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 네트워크 요소에 의해 변환하는 단계는 상기 제1 반송 주파수에서의 상기 제1 변조된 신호를 상기 제1 스펙트럼 세그먼트에서의 상기 제1 변조된 신호로 상향 변환하는 단계를 포함하는, 방법.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 시스템에 의해, 상기 네트워크 요소로부터 제2 반송 주파수에서의 제2 변조된 신호를 수신하는 단계를 더 포함하며, 상기 모바일 통신 디바이스는 제2 스펙트럼 세그먼트에서의 상기 제2 변조된 신호를 생성하고, 상기 네트워크 요소는 상기 제2 스펙트럼 세그먼트에서의 상기 제2 변조된 신호를 상기 제2 반송 주파수에서의 상기 제2 변조된 신호로 변환하고 상기 제2 반송 주파수에서의 상기 제2 변조된 신호 및 제2 기준 신호를 전송하는, 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제2 반송 주파수에서의 상기 제2 변조된 신호의 왜곡을 제거하기 위해 상기 제2 기준 신호를 활용하여, 상기 시스템에 의해, 상기 제2 반송 주파수에서의 상기 제2 변조된 신호를 상기 제2 스펙트럼 세그먼트에서의 상기 제2 변조된 신호로 변환하는 단계; 및
    상기 시스템에 의해, 상기 제2 스펙트럼 세그먼트에서의 상기 제2 변조된 신호를 처리를 위해 기지국으로 송신하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 제2 스펙트럼 세그먼트는 상기 제1 스펙트럼 세그먼트와 상이하고, 상기 제1 반송 주파수는 상기 제2 반송 주파수와 상이한, 방법.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 제어 채널은 상기 제어 채널에 포함되는 상기 명령들과 함께 상기 제1 기준 신호의 변조를 통하여 전송되고, 상기 회로망은 아날로그 신호 프로세싱을 용이하게 하는 아날로그 신호 프로세싱 회로망을 포함하고, 상기 신호 프로세싱은 상기 아날로그 신호 프로세싱을 포함하고, 상기 아날로그 신호 프로세싱은 아날로그 대 디지털 변환 또는 디지털 대 아날로그 변환을 필요로 하지 않는, 방법.
  15. 모바일 통신 디바이스로의 전송을 위해 제1 스펙트럼 세그먼트에서의 제1 변조된 신호를 기지국으로부터 수신하도록 구성되는 기지국 인터페이스로서, 상기 제1 변조된 신호는 시그널링 프로토콜에 순응하는 기지국 인터페이스; 및
    상기 제1 변조된 신호의 신호 프로세싱에 기초하여 그리고 상기 제1 변조된 신호의 상기 시그널링 프로토콜을 변경하지 않고, 상기 제1 스펙트럼 세그먼트에서의 상기 제1 변조된 신호를 제1 반송 주파수에서의 상기 제1 변조된 신호로 변환하도록 구성되는 송수신기로서, 상기 송수신기는 상기 제1 반송 주파수에서의 상기 제1 변조된 신호를 선택된 스펙트럼 세그먼트에서의 상기 제1 변조된 신호로 변환할 것을 분산형 안테나 시스템의 네트워크 요소에 지시하는 제어 채널에서의 명령들을 전송하고 상기 모바일 통신 디바이스로 상기 제1 스펙트럼 세그먼트에서의 상기 제1 변조된 신호의 무선 분배를 위해 상기 분산형 안테나 시스템의 상기 네트워크 요소로 상기 제1 반송 주파수에서의 상기 제1 변조된 신호와 함께 제1 기준 신호를 전송하도록 추가로 구성되며, 상기 제1 기준 신호는 상기 제1 반송 주파수로부터 상기 제1 스펙트럼 세그먼트로의 상기 제1 변조된 신호의 처리 동안 상기 네트워크 요소가 위상 오류를 감소시키는 것을 가능하게 하며, 상기 제1 기준 신호는 상기 제어 채널에 관하여 대역 내 주파수로 전송되는 송수신기를 포함하는, 디바이스.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 명령들은 상기 제1 기준 신호의 변조를 통하여 전송되는, 디바이스.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 명령들은 상기 제1 기준 신호의 진폭 변조를 통하여 디지털 데이터로서 전송되는, 디바이스.
  18. 제15항에 있어서,
    상기 송수신기는 상기 네트워크 요소로부터 제2 반송 주파수에서의 제2 변조된 신호 및 제2 기준 신호를 수신하고, 상기 모바일 통신 디바이스는 제2 스펙트럼 세그먼트에서의 상기 제2 변조된 신호를 생성하고, 상기 네트워크 요소는 상기 제2 스펙트럼 세그먼트에서의 상기 제2 변조된 신호를 상기 제2 반송 주파수에서의 상기 제2 변조된 신호로 변환하고 상기 제2 반송 주파수에서의 상기 제2 변조된 신호를 전송하는, 방법.
  19. 분산형 안테나 시스템의 네트워크 요소에 의해, 기준 신호, 제어 채널 및 반송 주파수에서의 변조된 신호를 수신하는 단계로서, 상기 변조된 신호는 기지국에 의해 제공되고 모바일 통신 디바이스로 지향되는 통신 데이터를 포함하며, 상기 제어 채널에서의 명령들은 상기 반송 주파수에서의 상기 변조된 신호를 스펙트럼 세그먼트에서의 상기 변조된 신호로 변환할 것을 상기 분산형 안테나 시스템의 상기 네트워크 요소에 지시하고, 상기 기준 신호는 상기 제어 채널에 관하여 대역 내 주파수로 수신되는 단계;
    상기 명령들에 따라 그리고 상기 변조된 신호의 신호 프로세싱에 기초하여 그리고 변환하는 단계 동안 왜곡을 감소시키기 위해 상기 기준 신호를 활용하여, 상기 네트워크 요소에 의해, 상기 반송 주파수에서의 상기 변조된 신호를 상기 스펙트럼 세그먼트에서의 상기 변조된 신호로 변환하는 단계; 및
    상기 네트워크 요소에 의해, 상기 스펙트럼 세그먼트에서의 상기 변조된 신호를 상기 모바일 통신 디바이스로 무선으로 전송하는 단계를 포함하는, 방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 제어 채널의 상기 명령들은 상기 기준 신호의 복조를 통하여 수신되는, 방법.
  21. 제19항에 있어서,
    상기 명령들은 상기 기준 신호의 진폭 복조를 통하여 디지털 데이터로서 수신되는, 방법.
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