KR20190087292A

KR20190087292A - 빔형성 안테나를 이용한 통신을 위한 방법 및 시스템

Info

Publication number: KR20190087292A
Application number: KR1020187001161A
Authority: KR
Inventors: 에릭 제이 블랙; 브라이언 마크 도이치; 알렉산더 램리 카트코; 멜로이 마차도; 제이 하워드 매캔들리스; 야로슬라프 에이 어즈모브
Original assignee: 시리트 엘엘씨
Priority date: 2015-06-15
Filing date: 2016-06-15
Publication date: 2019-07-24
Also published as: WO2016205396A1; EP3308570B1; US20160373181A1; US10602373B2; EP3308570B8; CN108464030A; US20170126304A1; US10595210B2; US10178560B2; EP3308570A4; EP3308570A1; US20170127295A1; CN108464030B

Abstract

홀로그램 빔형성 안테나는 무선 백홀 네트워크와 같은 통신 네트워크 내에서의 적응형 경로 지정을 위해 활용될 수도 있다. 홀로그래픽 빔형성 안테나는 또한, 조종 가능한 고 지향성 빔을 사용하여 통신 네트워크에서 노드의 발견 및/또는 주소 지정을 위해 추가로 활용될 수도 있다. 홀로그래픽 빔형성 안테나는 또한, 동적 인접 셀 지원을 통해 통신 노드의 범위를 확장하고 인접 노드에 대역폭 지원을 제공하기 위해 추가로 활용될 수도 있다. 몇몇 접근 방식에서, MIMO는 추가적인 채널 용량을 위해 홀로그래픽 빔형성과 제휴하여 사용된다.

Description

빔형성 안테나를 이용한 통신을 위한 방법 및 시스템

임의의 우선권 주장을 비롯한, 우선권 출원 및 관련 출원의 그리고 우선권 출원 및 관련 출원의 임의의 그리고 모든 부모출원(parent application), 조부모 출원(grandparent application), 증조부모 출원(great-grandparent application), 등등의 모든 요지(subject matter)는, 이러한 요지가 본원과 부합하지 않지 않는 정도까지 참조에 의해 본원에 통합된다.

상용화된, 낮은 C-SWAP(Cost, Size, Weight and Power; 비용, 사이즈, 무게 및 전력)의, 소프트웨어 정의 통신 어퍼쳐는 미래의 무선 네트워크(예를 들면, 5G 무선 네트워크)에서 네트워크 용량을 상당히 증가시킬 것이다. 본 발명의 실시형태는, 소형 셀 무선 액세스 네트워크, 백홀(backhaul), 및 밀리미터파 애플리케이션을 위한 고이득의, 전자적으로 조종 가능한 안테나를 활용하는 방법 및 시스템을 제공한다. 조종 가능한 빔 기능성은 증가된 데이터 레이트, 감소된 전력 소비, 스펙트럼 재사용, 및 동적 네트워크 재구성을 제공할 수도 있다. 추가적으로, 네트워크 운영 비용이 절감될 수도 있고 배치 스케줄(deployment schedule)이 더욱 유연하게 될 수도 있다.

미래의 무선 네트워크 배치(예를 들면, 5G 무선 네트워크 배치)는 현재의 배치에 비해 증가된 데이터 처리량을 제공할 것으로 기대된다. 2010년부터 2020년까지, 산업계는 모바일 네트워크 트래픽이 10의 3승배만큼 증가할 것으로 예상한다 [1]. 5G 무선 시스템은, 스펙트럼 부족(spectrum crunch) 및 에너지 소비의 요구를 충족하기 위해, 다수의 새로운 기술을 통합할 것이다. 연구자들과 산업계는 거대한 MIMO(multiple input multiple output; 다중 입력 다중 출력) [2], 인지 무선 [2], 가시광 통신 [2], 네트워크 고밀도화 [1], 오프로딩 [1], 확장되고 더욱 효율적인 스펙트럼 사용 [1], 이웃 지역 소형 셀 [3], 밀리미터파 백홀 [3], 클라우드 무선 액세스 네트워크 [3], 조정된 다지점 프로세싱 [3] 및 네이티브 머신 대 머신 지원 [4]을 5G 표준에 포함하기 위한 가능한 후보로서 제안하였다.

현재로서는, 넓은 영역 또는 심지어 무지향성 안테나가 그들의 낮은 지향성으로 인해 스펙트럼을 포화시킨다. 저 지향성 안테나를 사용하는 것은, 근본적으로, 방사 전력의 압도적 다수가 수신 안테나 유닛에 의해 포착되지 않으므로 전송되는 비트당 더 높은 에너지 비용으로 이어진다. 또한, 저 지향성 안테나는 스펙트럼적으로 그들의 커버리지 영역을 오염시켜, 유사한 안테나 시스템이 동일한 주파수에서 동시에 동작하는 것을 방해한다. 그 다음, 네트워크 용량을 증가시키는 것은, 통신 사업자(carrier)의 매우 고가의 스펙트럼의 재사용을 최적화하기 위해 더욱 더 소형의 셀룰러 커버리지 영역으로 이동하는 것에 의존한다.

고 지향성 안테나 시스템을 사용하는 것은, RF 조명 영역을 제한하는 것에 의해 (SINR 이득에 기인하는) 와트당 더 높은 데이터 레이트를 제공한다. 공간적 그리고 각도적 다양성은, 양호한 '스펙트럼 위생(spectral hygiene)'을 유지하고 불필요한 방향으로 에너지를 방사하지 않는 것에 의해, 네트워크 처리량에서 잠재적으로 상당한 증가를 제공한다. 이것은 다른 안테나에 의한 스펙트럼 재사용을 위해 영역을 자유롭게 남겨두어, 전반적인 시스템을, 간섭이 제한되는 것보다는, 노이즈가 제한되는 것으로 다시 되돌리게 된다. 지역을 커버하기 위해 비 주사형, 고 지향성, 고정 안테나의 방대한 배열을 사용하는 것이 가능하다. 그러나, 커버리지를 보장하기 위해서는 상당한 수의 고정 안테나가 필요로 될 것인데, 이것은 고비용이 될 것이고 부피가 커질 것이다. 짐벌 장착형 안테나는 또 다른 가능한 조향 빔 옵션이다. 그러나, 그들은 커버리지 영역 내의 다수의 유저를 적절하게 다루기에는 너무 너무 느리고 부피가 크며 비용이 많이 들 가능성이 있다.

정적 안테나와는 대조적으로, 전자적으로 조종되는 어퍼쳐는, 안테나의 커버리지 영역 내의 고객에게 최상의 서비스를 제공하기 위해 짧은 시간 간격(예를 들면, 마이크로초) 내에 방사 패턴을 재구성할 수 있다. 본 발명의 실시형태는, 우리가 주문형 지향성(Directivity on Demand; DoD)으로 칭하는 고 지향성 및 고속 전자 빔 스위칭을 위해 조종 가능한 안테나를 활용하는 방법 및 시스템을 포함한다. DoD 동작 모드는, 안테나의 증가된 커버리지 범위를 활용하는 것에 의해 배치된 타워 사이트 밀도를 감소시킨다. 단거리 링크의 경우에도, 기지국 전력 소비에 관해 관심을 갖는 운영자는 유저 기기에 연장된 배터리 수명을 제공하는 것 외에 고 지향성 안테나를 사용할 때 상당한 에너지 절감 효과를 볼 수도 있다 [5].

인접한 셀 타워는, 그들의 빔이 협력적으로 작용하고 간섭하지 않는 것을 보장하기 위해, 셀간 간섭 조정(Inter-Cell Interference Coordination; ICIC) 기술을 사용하여 공존할 수 있다. 물리 채널이 불필요한 방향에서 분배되지 않을 때 다중 경로 잡음이 감소된다. 효과적인 채널을 찾기 위해 비시선(Non-line-of-sight; NLoS) 통신은 빔을 스캔할 수 있을 것이다. 열차 및 선박과 같은 이동식(nomadic) 핫스팟은 조종된 빔 안테나로부터의 고이득 링크를 사용하여 서비스 받을 수 있다. 충분히 저렴한 비용의 조종 가능한 안테나를 통해, 별개의 어퍼쳐(또는 하나의 어퍼쳐에 대한 다수의 피드)로 MIMO 지원이 가능하게 되어 직교 공간 분할 멀티플렉싱(orthogonal space division multiplexing; OSDM)을 달성할 수 있다.

소프트웨어 정의된 어퍼쳐(SDAs)는 수십 년 동안 능동식의 전자적으로 조종된 어레이(Active Electronically Steered Array; AESA)에 의해 실현되었다 [6]. AESA는 그들의 비용, 사이즈, 무게 및 전력(C-SWAP)을 감소시키기 위한 많은 시도를 좌절시켰고 군사적 영역에서 거의 독점적인 사용을 계속하고 있다. C-SWAP의 한계에도 불구하고, 다수의 그룹이 차세대 네트워킹을 위한 위상 배열 기반의 솔루션을 제안하였다 [3] [7] [8] [9].

본 발명의 실시형태는 견고한 빔형성(beamforming)을 달성하기 위해 표면 산란 기술을 활용하는 대안적인 스캐닝 빔 기술을 활용한다. 표면 산란 기술에 기초한 안테나에서, 유도파(guided wave)와 진행파(propagating wave) 사이의 커플링은, 유도파와 전자기 접촉하는 표면의 전자기 특성을 변조하는 것에 의해 달성된다. 이러한 제어식 표면 변조는 "변조 패턴" 또는 "홀로그램 패턴"으로 칭해질 수도 있다. 안테나 내에서의 유도파는 "기준파(reference wave)" 또는 "기준 모드(reference mode)"로 지칭될 수도 있고, 소망하는 자유 공간 진행파 패턴은 "방사파(radiative wave)" 또는 "방사 모드(radiative mode)"로 지칭될 수도 있다.

표면 산란 안테나가, 예를 들면, 미국 특허 출원 공보 제2012/0194399호(이하, "Bily I"이라 함)에서 설명되는데, 향상된 표면 산란 안테나는 미국 특허 출원 공보 제2014/0266946호(이하, "Bily II"라 함)에서 더 설명된다. 일괄 디바이스(lumped device)로 적재되는 조정 가능한 산란 엘리먼트에 커플링되는 도파관을 포함하는 표면 산란 안테나가 미국 특허 출원 공보 제2015/0318618호(이하, "Chen I"이라 함)에서 설명되며, 한편 다양한 홀로그래피 변조 패턴 접근법이 미국 특허 출원 공보 제2015/0372389호(이하 "Chen II"라 함)에서 설명된다. 조정 가능한 슬롯 엘리먼트에 커플링되는 도파관을 포함하는 표면 산란 안테나가 미국 특허 출원 공보 제2015/0380828호(이하, "Black I"이라 함)에서 설명된다. 곡면의 또는 등각의 표면 산란 안테나가 미국 특허 출원 공보 제2015/0318620호(이하, "Black II"라 함)에서 설명된다. 광대역 표면 산란 안테나가 미국 특허 출원 제62/271,524호(이하, "Black III"이라 함)에서 설명된다. 이들 특허 출원은 모두는 참조에 의해 그 전체가 본원에 통합되며, 이하 "MSAT 출원"으로 통칭될 것이다.

표면 산란 안테나가 안테나 변조 패턴에 의해 정의되는 홀로그램으로부터의 기준파의 제어된 산란의 홀로그래픽 원리를 활용하기 때문에, 표면 산란 안테나는 본 명세서를 통해 "홀로그래픽 빔형성 안테나"로서 등가적으로 그리고 상호 교환적으로 설명될 것이다. 실시형태가 빔형성 안테나를 고려할 때마다, 빔형성 안테나는 상기의 MSAT 출원에서 개시되는 것 중 임의의 것과 같은 홀로그래픽 빔형성 안테나 또는 표면 산란 안테나일 수 있으며; 실시형태가 빔형성 안테나를 구성 또는 조정하는 것을 고려할 때마다, 상기 MSAT 출원 중 임의의 것에서 개시되는 바와 같이 안테나가 구성 또는 조정될 수 있다는 것이 고려된다.

표면 산란 안테나는 L 대역 내지 V 대역(1 내지 60 GHz)의 주파수 범위를 비롯한, 광범위한 마이크로파 및 mmW 주파수에 걸쳐 동작하는 것으로 입증되었다. 표면 산란 안테나는 임의의 방향에서 빔을 조종하도록 또는 소프트웨어에서 상이한 빔 형상을 형성하도록 신속하게(예를 들면, 마이크로초 내에) 재구성될 수 있다(예를 들면, Chen II 참조). 몇몇 접근법은 낮은 비용 및 전력 소비를 위해 전통적인 회로 제조 기술을 활용한다. 표면 산란 안테나는 개별적인 위상 시프터 또는 맞춤형 모놀리식 마이크로파 집적 회로(monolithic microwave integrated circuit; MMIC)를 필요로 하지 않지만 대신 무선 산업계에 의해 대량 생산을 위해 개발된 기성의(off the shelf) 컴포넌트를 활용할 수 있다. AESA와는 달리, 표면 산란 안테나는 분산된 증폭 및 냉각을 필요로 하지 않으며, 이는 본 발명의 실시형태에 대한 사이즈, 무게, 복잡성 및 전력 소비를 상당히 감소시킬 수 있다.

실시형태는, 안테나 설치에 대해 엄격한 미적 요건을 갖는 지방 자치 단체에서 더욱 개별적인 배치 위치를 지원하기 위해 등각적으로(conformal) 만들어질 수 있는 표면 산란 안테나를 활용한다(예를 들면, 블랙 II 참조). 몇몇 실시형태에서, 안테나 프로파일 두께는 1/2 인치(12.7mm)만큼 낮은데, 이것은, 호스트 구조체의 외관을 방해하지 않으면서 다양한 위치에서의 배치를 허용한다. 공간적 고밀도화는 이산 배치를 위해 이러한 종류의 저비용, 로우 프로파일 및 적합한 기술을 요구할 가능성이 높다는 것이 주목되었다 [3].

조종 가능한 고 지향성 안테나는 간섭을 최소화하기 위해 더 큰 스펙트럼 재사용으로 나타난다. 예를 들면, 소형 셀 상의 저 지향성 안테나를 홀로그래픽 빔형성 안테나로 대체하고, 동시에 저 지향성 안테나를 UE 상에 유지하는 것은, 양 안테나가 저 지향성을 갖는 링크와 비교하여, 링크 마진을 향상시킨다. 홀로그래픽 빔형성 안테나의 증가된 이득은, 양호한 마진을 유지하면서, UE 배터리 수명을 증가시키면서 그리고 다른 디바이스와의 간섭을 감소시키면서, UE가 UE에 대한 자신의 송신 전력을 감소시키는 것을 허용한다.

MIMO의 출현이 무선 프로토콜 스택의 재설계를 야기한 것과 아주 동일한 방식으로, 고도로 지향적인 공간적 채널화를 위한 SDA의 사용도 역시 그렇게 야기할 것이다. 안테나는, 전통적으로 그랬던 것처럼, 덜 정교한 PHY 계층으로 더 이상 이전되지 않을 것이다. "벙어리(dumb)" 안테나는 정적 엘리먼트였으며 처리량, 스펙트럼 효율성 또는 범위를 증가시키기 위한 추가적인 도구로 사용되지 않았다. SDAs는 완전히 소프트웨어로 정의된 무선 시스템의 마지막 동적 부분을 나타내며 그러한 만큼, 이 새로운 성능을 최대한 활용하는 방법에 관해 네트워크에게 통지하기 위해서는 재성형된 무선 프로토콜 스택을 필요로 할 것이다.

몇몇 실시형태는, 무선 백홀 네트워크와 같은 통신 네트워크 내에서 적응형 경로 지정(adaptive routing)을 위해 홀로그래픽 빔형성 안테나를 사용하는 것을 제공한다. 예를 들면, 미래의 5G 네트워크에서는, 소형 셀을 연결하기 위해 무선 백홀(backhaul)이 활용될 것이다. 소형 셀은, 그들의 배치의 예상된 밀도로 인해 전용 광섬유 또는 유선 링크를 가질 가능성이 없다. 이들 링크는 장애물 주위의 동적 경로 지정(dynamic routing) 및 폴 스웨이(pole sway)의 존재 상태에서 링크 성능을 유지하기 위해 빔 조정이 필요로 할 가능성이 있을 것이다.

추가 실시형태는, 조종 가능한 고 지향성 빔을 사용하여 통신 네트워크에서 노드를 발견 및/또는 주소 지정하기(addressing) 위해 홀로그래픽 빔형성 안테나를 사용하는 것을 제공한다. 예를 들면, 미래의 5G 네트워크에서는, 매크로 셀, 소형 셀 및 UE가 동시에 서로 관련될 것인데, 그 개념은 이기종 네트워크(HetNet)로서 논의되었다 [11]. 백홀 네트워크 및 무선 액세스 네트워크(RAN) 둘 다는, 엔드 유저에 대해 고 지향성 빔 조종 및 밀리미터파 연결성을 활용하여 크게 증가된 채널 용량을 제공할 수도 있다.

여전히 다른 실시형태는, 통신 노드의 범위를 확장하기 위해 그리고 동적 인접 셀 지원(dynamic adjacent cell assist; DACA)을 통해 인접한 통신 노드에게 대역폭 지원을 제공하기 위해, 빔형성 안테나를 사용하는 것을 제공한다. 예를 들면, 미래의 5G 네트워크에서는, 매크로 셀의 커버리지 영역 내에서 커버리지를 더 작은 하위 단위(subunit)로 분할하기 위해 소형 셀이 활용될 수도 있다. 실시형태는 동적 인접 셀 지원(DACA)을 통해 필요로 되는 소형 셀의 수를 감소시킬 수 있을 것이다.

여전히 다른 실시형태는, 추가적인 채널 용량을 위해 홀로그래픽 빔형성과 제휴하여 MIMO를 사용하는 것을 제공한다. MIMO는 조정된 홀로그램 빔형성 안테나의 사용에 의해 향상된다. 지향성 빔 MIMO의 채널 용량은, 안테나 수와는 선형적으로 그리고 안테나 이득과는 대수적으로(logarithmically) 비례한다. 네트워크는 채널 용량을 극대화하기 위해 MIMO 및 DoD(Directivity on Demand via holographic beamforming; 홀로그래픽 빔형성을 통한 주문형 지향성) 양자를 동시에 활용할 수 있다.

전술한 개요는 단지 예시적인 것이며 어떠한 방식으로든 제한하도록 의도되지는 않는다. 상기에서 설명되는 예시적인 양태, 실시형태, 및 피쳐 외에, 추가적인 양태, 실시형태, 및 피쳐가 도면 및 다음의 상세한 설명을 참조하는 것에 의해 명백하게 될 것이다.

도 1a는 통신 네트워크 내에서의 적응형 경로 지정을 위한 시나리오를 묘사한다.
도 1b는 통신 네트워크 내에서의 고 지향성 빔 연결성을 위한 시나리오를 묘사한다.
도 1c는 통신 네트워크 내에서의 동적 인접 셀 지원을 위한 시나리오를 묘사한다.
도 2a는 셀 배치를 묘사한다.
도 2b는 다중 빔형성 안테나를 갖는 셀 배치를 묘사한다.
도 2c는 범위 확장 빔형성 안테나를 갖는 셀 배치를 묘사한다.
도 2d는 동적 인접 셀 지원을 갖는 셀 배치를 묘사한다.
도 3은 채널 용량의 플롯을 묘사한다.
도 4는 시스템 블록도를 묘사한다.

다음의 상세한 설명에서, 본원의 일부를 형성하는 첨부 도면에 대한 참조가 이루어진다. 도면에서, 유사한 기호는, 문맥이 그렇지 않다고 지시하지 않는 한, 통상적으로 유사한 컴포넌트를 식별한다. 상세한 설명, 도면 및 청구범위에서 설명되는 예시적인 실시형태는 제한하도록 의도되는 것은 아니다. 본원에서 제시되는 요지의 취지 또는 범위를 벗어나지 않으면서, 다른 실시형태가 활용될 수도 있고, 다른 변경이 이루어질 수도 있다.

도 1a를 참조하면, 통신 네트워크 내에서의 적응형 경로 지정을 위한 예시적인 시나리오가 묘사된다. 예시적인 네트워크는 세 개의 노드(100, 110, 및 120)를 포함한다. 노드(100)는 매크로 셀 노드로서 묘사되고 노드(110 및 120)는 소형 셀 노드로서 묘사되지만, 그러나 이 묘사는 제한하는 것으로 의도되는 것은 아니다; 다양한 실시형태에서, 다양한 노드의 각각은, 매크로 셀 노드, 소형 셀 노드(나노, 피코 및 펨토 셀을 포함함), 다른 기지국 또는 액세스 포인트 노드, 및 유저 기기 노드를 포함하는 노드 타입의 리스트로부터 선택될 수 있다. 몇몇 실시형태에서, 통신 네트워크는, 하나 이상의 루트 노드 및 하나 이상의 메시 노드를 포함하는 무선 메쉬 네트워크이며; 루트 노드는 통신 백본에 대한 고속 연결(예컨대, 광섬유 또는 다른 유선 연결)을 갖는 노드이고, 한편 메시 노드는 이러한 고속 접속이 결여되어 있고, 대신, 제로의, 한 개 또는 더 많은 중간 메쉬 노드를 포함할 수 있는 무선 경로를 통해 통신 백본에 연결된다. 따라서, 도 1a는 하나의 루트 노드(매크로 셀 노드(100)) 및 두 개의 메쉬 노드(소형 셀(110 및 120))를 포함하는 예시적인 네트워크를 묘사한다.

도 1a의 예시적인 시나리오에서, 통신 노드(100)는 적어도 하나의 빔형성 안테나(101)를 포함하고, 통신 노드(110)는 적어도 두 개의 빔형성 안테나(111 및 112)를 포함하고, 통신 노드(120)는 적어도 하나의 빔형성 안테나(121)를 포함한다. 빔형성 안테나는 노드 사이에 통신 채널(140, 150 및 160)을 확립한다; 도 1a의 예시적인 예에서, 이들은 백홀 채널이지만, 그러나 채널 중 하나 이상은, 예를 들면 그것이 UE 노드에 연결될 때, RAN 채널일 수 있다. 본 예시는, 장애물(130)이 노드(100)와 노드(120) 사이의 통신 채널(140)을 방해할 때 네트워크의 동적 경로 재지정(rerouting)을 고려한다. 장애물(130)의 관점에서, 노드(120)는, 차단된 통신 채널(140)을 따라서가 아니라, 대신 개방 통신 채널(150)을 따라 빔을 지향시키도록, 즉 노드(110)로 빔을 지향시키도록, 자신의 빔형성 안테나를 재구성한다.

장애물(130)은 통신 채널(140)을 방해하는 물리적 장애물로서 묘사된다; 더 일반적으로, 노드(120)는 노드(100)로부터 노드(110)로 경로를 재지정하는 우선 순위(preference)를 나타내는 정보를 수신하고 그에 따라 자신의 빔형성 안테나(121)를 조종한다. 경로 재지정 우선 순위(rerouting preference)는, 통신 채널과 물리적 간섭이 있는 경우(예를 들면, 레인 페이드(rain fade), 지나가는 차량); 통신 채널과 전자기적 간섭이 있는 경우(예를 들면, 근처의 소음원 또는 스펙트럼 간섭의 존재); 또는 통신 채널의 타단에 대역폭 제한이 있는 경우(예를 들면, 인접 노드에서의 운전 중지(outage) 또는 부족 또는 인접 노드와 루트 노드 사이의 무선 경로에 대한 운전 중지 또는 부족)에 발생할 수 있다.

몇몇 접근법에서, 노드(120)는 통신 채널(140)의 모니터링을 통해 직접적으로 경로 재지정 우선 순위를 나타내는 정보를 수신한다. 예를 들면, 인접 노드로부터 수신되는 전력은 줄어들 수도 있다; 또는 노드는 통신 채널에 대한 SINR(signal-to-interference-plus-noise ratio; 신호 대 간섭 및 잡음비) 또는 CINR(carrier-to-interference-plus-noise ratio; 반송파 대 간섭 및 잡음비)에서의 감소를 관찰할 수도 있다; 또는 노드는 감소된 채널 품질을 나타내는 채널 상태 정보를 관찰할 수도 있다. 다른 접근법에서, 노드(120)는 경로 재지정 우선 순위를 나타내는 정보를 간접적으로 수신한다. 예를 들면, 노드는 네트워크로부터 운전 중지 표시(outage indication)를 수신할 수도 있거나, 또는 노드는 네트워크로부터 다른 인접 노드로 경로를 재지정하라는 지시를 수신할 수도 있다. 노드는 이 표시를, 현존하는 통신 채널(140,150,160) 중 하나 이상을 따라 전달되는 제어 데이터로서 네트워크로부터 수신할 수도 있거나, 또는 노드는 이 정보를, 보완 또는 보조 네트워크를 통해 네트워크로부터 수신할 수도 있을 것이다. 예를 들면, 노드는 WLAN, WiMAX, 2G, 3G, 4G/LTE, FM 또는 블루투스(Bluetooth) 모듈과 같은 보충 무선 네트워크 모듈을 갖추고 있을 수도 있고, 이 보충 네트워크 모듈은 운전 중지 표시 또는 경로를 재지정하라는 지시를 수신할 수도 있을 것이다. 몇몇 접근법에서, 경로를 재지정하라는 지시는 네트워크 운영 센터(network operations center; NOC)에서 시작될 수도 있을 것이다. 예를 들면, 네트워크 운영 센터는 스포츠 이벤트, 재해, 또는 출퇴근 시간과 같은 높은 교통 상황에 대비하여 운전 중지에 대응하도록 또는 서지 용량(surge capacity)을 제공하도록 네트워크를 재구성할 수도 있을 것이다.

도 1b를 참조하면, 통신 네트워크에서 백홀 및 RAN 모두에 대한 노드를 발견 및/또는 주소 지정하기 위한 예시적인 시나리오가 묘사된다. 예시적인 네트워크는 세 개의 노드(100, 110, 및 170)를 포함한다. 노드(100)는 매크로 셀 노드로서 묘사되고, 노드(110)는 소형 셀 노드로서 묘사되고, 노드(170)는 유저 기기 노드로서 묘사되지만, 그러나 이 묘사는 제한하는 것으로 의도되는 것은 아니다; 다양한 실시형태에서, 다양한 노드의 각각은, 매크로 셀 노드, 소형 셀 노드(나노, 피코 및 펨토 셀을 포함함), 다른 기지국 또는 액세스 포인트 노드, 및 유저 기기 노드를 포함하는 노드 타입의 리스트로부터 선택될 수 있다.

도 1b의 예시적인 시나리오에서, 노드(100)와 노드(170) 사이의 가상 통신 채널(180)은, 노드(170)와 노드(110) 사이의 제1 고 지향성 채널(190)(예를 들면, UE 노드에 대한 RAN 채널) 및 노드(110)와 노드(100) 사이의 고 지향성 채널(160)(예를 들면, 매크로 셀에 대한 백홀 채널)의 조합을 사용하여 달성된다. 고 지향성 채널의 사용은, 인접 노드의 위치를 발견하기 위한, 그 다음, 고 지향성 채널을 정의하는 안테나에 대한 빔 구성을 선택하기 위한 시스템 및 방법을 수반한다. 예를 들면, 노드(100)는, 노드(110)의 위치를 발견하도록, 그 다음, 백홀 통신 채널(160)을 확립하기 위해 노드(110)에서 고 지향성 빔을 지향시키게끔 빔형성 안테나(101)를 구성하도록 갖추어질 수도 있을 것이다; 노드(110)는, 노드(170)의 위치를 발견하도록, 그 다음, RAN 채널(190)을 확립하기 위해 고 지향성 빔을 노드(170)로 지향시키게끔 빔형성 안테나(110)를 구성하도록 갖추어질 수도 있을 것이다.

몇몇 접근법에서, 고 지향성 백홀 및 RAN 채널은 밀리미터파 채널이다. 4G에서 5G 시스템으로 이동하는 데 있어 중요한 한계 중 하나는 스펙트럼 부족이다. 모바일 데이터에 대한 수요가 증가함에 따라, 겉보기에는 이용 가능한 충분한 스펙트럼이 절대 존재하지 않는다. 5G 시스템의 하나의 핵심 이네이블러(enabler)는, 네트워크의 다수의 레벨(잠재적으로 백홀, 프론트홀(fronthaul) 및 RAN을 포함함)에서의 밀리미터파(mmW) 주파수의 예상된 사용이다. mmW 주파수에서의 대역은 아주 큰 블록의 연속하는 대역폭을 제공한다; 예를 들면, 간이하게 인가된(lightly licensed) E 대역을 활용하는 주파수 도메인 멀티플렉싱 시스템은, 예를 들면, 송신 및 수신을 위해 각각 5GHz의 스펙트럼을 잠재적으로 활용할 수 있을 것이다. 다른 후보 대역은, 28GHz, 39GHz, 및 비면허(unlicensed) 60GHz 대역을 포함하여 최대 GHz의 가용 대역폭을 제공하며, 그들은 5G 시스템에서의 RAN(FCC에 의해 [13]을 포함함)용으로 고려 중이다. 예로서, 28GHz 대역(미국에서 로컬 다지점 분배 서비스용으로 허가됨), 및 39GHz 대역(고정된 지점 대 지점 동작을 위해 허가됨)은 과도하게 과소활용된다. 5G RAN에 대한 이들 대역의 적합성을 조사하는 다양한 최근의 연구가 있었다; 현재 39GHz 고정 서비스와 모바일 5G 공존의 가능성을 연구하는 것을 포함함 [14]. 개념 증명 시연은 28GHz에서 기지국용 위상 배열 안테나를 사용하는 것의 적합성을 또한 나타내었다 [15].

최첨단 mmW 기술의 두 가지 주요 한계는 증가된 Friis(프리스) 전송 손실과 현재 디바이스의 낮은 가용 출력 전력이다 [3]. 예를 들면, 60GHz에서 크고 제한되지 않는 대역폭은 산소 흡수로 인한 높은 경로 손실에 의해 방해를 받는다. 또한, 상업적으로 이용 가능한 mmW 증폭기는 많은 대역에서 낮은 효율로 단 1W의 출력 전력을 제공한다.

이들 제한 사항 둘 다는 주어진 시스템에 대한 상당히 더 낮은 링크 마진으로 나타난다. 그러나, 고 지향성 안테나의 사용에 의해 마진에서의 상당한 증가가 제공될 수 있다. mmW 주파수의 경우, 매우 높은 이득 안테나가 작은 물리적 영역에서 실현될 수 있다. 예로서, 60GHz 및 E 대역 주파수에서, 30dBi을 넘는 이득을 갖는 안테나가 1 평방 피트 미만의 면적에서 실현될 수 있어서, 작은 풋프린트에서의 현존하는 4G 안테나보다 훨씬 더 높은 이득을 제공한다. 소형 셀의 예상된 조밀한 배치는, 지방 자치체가 큰 접시 안테나에 난처한 기색을 보일 수도 있는 위치에서의 많은 수의 저비용, 고 이득 안테나를 수반할 수도 있다. 따라서, 낮은 프로파일, 적은 무게, 및 낮은 전력 소비를 갖는 안테나는 mmW 기반의 네트워크를 실현하는 데 중요할 것이다.

RAN에 대해 mmW 주파수를 사용하는 것은, 빔형성 안테나의 사용을 더욱 중요하게 만든다. 상기에서 언급되는 한계를 극복하기 위해 필요로 되는 이득은, 필요에 따라 UE의 충분한 커버리지를 제공하기 위해 빔 방향 또는 심지어 폭을 스위칭하는 능력을 또한 유지하면서, 전방향성 안테나보다는 고도의 지향성 안테나의 사용을 필요로 할 것이다. 홀로그램 빔형성 안테나는, 이러한 DoD를 제공하면서, 프레임 단위 기반으로 또는 심지어 패킷 단위 기반으로 많은 UE 사이를 스위칭하기 위한 필요한 유연성을 제공한다.

도 1b의 예시적인 시나리오로 돌아가면, 실시형태는, 인접 노드(예컨대, 각각, 소형 셀 노드(110) 또는 유저 기기 노드(170))를 발견하기 위해 그리고 (예를 들면, 각각, 고 지향성 백홀 채널(160) 또는 고 지향성 RAN 채널(190)을 따라) 고 지향성 빔을 인접 노드로 지향시키도록 홀로그래픽 빔형성 안테나를 구성하기 위해, 홀로그래픽 빔형성 안테나(예컨대, 각각, 안테나(101) 또는 안테나(111))를 포함하는 통신 노드(예컨대 매크로 셀 노드(100) 또는 소형 셀 노드(110))를 동작시키는 것을 수반한다.

인접 노드의 발견은 검색 빔 패턴의 시퀀스를 제공하도록 홀로그래픽 빔형성 안테나를 조정하는 것을 포함할 수도 있다. 검색 빔 패턴의 시퀀스는 인접 노드로부터의 응답을 호출하고 수신하기 위해 사용될 수도 있고(예를 들면, 여기서 인접 노드는 호출 신호를 주기적으로 청취하고 그 호출 신호에 응답하도록 구성되는 경우), 또는 검색 빔 패턴의 시퀀스는 인접 노드로부터 비콘 신호를 단순히 청취하기 위해 사용될 수도 있다(예를 들면, 인접 노드가 비콘 신호를 주기적으로 브로드캐스트하도록 구성되는 경우). 몇몇 접근법에서, 검색 패턴의 시퀀스는 검색 패턴의 스캔 시퀀스이다; 예를 들면, 안테나는 인접 노드의 (방위각) 위치를 결정하기 위해 방위각의 범위를 통해 좁은 팬 빔(fan beam)을 스캔하도록 조정될 수도 있거나, 또는 안테나는 인접 노드의 (방위각의 및 고도의) 위치를 결정하기 위해 방위각 및 고도각 둘 다의 범위를 통해 좁은 펜슬 빔(pencil beam)을 스캔할 수도 있다. 다른 접근법에서, 검색 패턴의 시퀀스는 랜덤 검색 패턴의 시퀀스이다; 예를 들면, 안테나는 랜덤한 방위각 및/또는 고도각을 갖는 좁은 팬 빔 또는 펜슬 빔의 시퀀스를 통해 단차를 이루도록(step) 조정될 수도 있거나, 또는 안테나는, 검색 영역을 실질적으로 채우는 랜덤한, 저 지향성의, 실질적으로 직교하는 빔의 시퀀스를 통해 단차를 이루도록 조정될 수도 있다. 전자의 방식(scheme)에서, 랜덤 시퀀스는 인접한 이웃이 발견될 때까지 계속된다; 후자의 방식에서, 인접 노드로부터의 신호의 대응하는 시퀀스는, 참조에 의해 본원에 통합되는 미국 특허 출원 공보 제2013/0335256호에 설명되는 것과 같은 압축 감지 알고리즘에 따라, 인접 노드의 위치의 통계적 평가를 행하는 데 사용될 수 있다. 또 다른 접근법에서, 검색 빔 패턴의 시퀀스는 인접 노드의 위치에 다가오는 점진적으로 더 좁아지는 검색 빔을 포함한다. 예를 들면, 검색 빔 패턴의 시퀀스는, 인접 노드의 일반적인 위치를 발견하기 위한 매우 넓은 빔의 제1 스캔, 그 다음, 인접 노드의 더욱 정확한 위치를 발견하기 위한 더 좁은 빔의 제2 스캔, 및 등등을 필요에 따라 포함할 수도 있다. 이러한 점진적으로 좁아지는 검색의 예는, 초기 검색 영역의 부분 재귀 세분(fractional recursive subdivision)의 시퀀스를 탐색하는 이진 검색(또는 더 일반적으로 N 항 검색)이다.

몇몇 접근법에서는 인접 노드의 위치에 대한 어떠한 초기 정보도 없이 검색이 진행되지만, 다른 접근법에서는, 인접 노드의 대략적인 위치에 대한 초기 정보를 가지고 검색이 진행된다. 예를 들면, 노드는 인접 노드의 물리적 좌표(예를 들면, GPS 좌표)와 같은 인접 노드의 대략적인 위치에 관한 정보를 수신할 수도 있다. 노드는 (예를 들면, 이전에 발견된 노드를 사용하여) 하나 이상의 현존하는 통신 채널을 따라 전달되는 제어 데이터로서 네트워크로부터 대략적인 위치 정보를 수신할 수도 있거나, 또는 보완 또는 보조 네트워크를 통해 네트워크로부터 이 정보를 수신할 수도 있을 것이다. 예를 들면, 노드는 WLAN, WiMAX, 2G, 3G, 4G/LTE, FM 또는 블루투스 모듈과 같은 보충 무선 네트워크 모듈을 또한 구비할 수도 있을 것이고, 이 보완 네트워크 모듈은 대략적인 위치 정보를 수신할 수도 있을 것이다. 몇몇 접근법에서, 대략적인 위치 정보는 네트워크 운영 센터(NOC)에서 시작할 수도 있을 것이다. 몇몇 접근법에서, 노드는 또한 자신의 물리적 좌표 및 방위에 관한 정보를, 예를 들면, 노드에 위치되는 하나 이상의 센서(이들은 GPS 센서, 자력계, 가속도계, 및/또는 자이로스코프를 포함할 수 있음)로부터 획득하도록 갖추어진다. 따라서, 노드는, 인접 노드를 검색할 검색 영역을 식별하기 위해, 인접 노드의 물리적 좌표에 관한 정보를, 해당 노드(instant node)의 물리적 좌표 및 방위에 관한 정보와 결합할 수 있을 것이다. 예를 들면, 노드는, 인접 노드의 물리적 좌표 및 해당 노드의 물리적 좌표 및 방위에 관한 불확실성의 정도를 포괄하는 검색 영역을 식별할 수 있을 것이다. 그 다음, 노드는, 식별된 검색 영역을 탐색하는 검색 빔으로 검색 시퀀스가 제한되는 점을 제외하면, 이전 단락에서 설명되는 것과 같은 검색 시퀀스를 사용하여 진행할 수 있을 것이다.

상기에서 기술되는 발견 접근법이 단일의 인접 노드의 발견을 설명하지만, 접근법은 복수의 인접 노드를 발견하는 데 마찬가지로 적합하다. 통신 노드가 복수의 인접 노드를 발견했다고 가정하면, 복수의 인접 노드와 통신하기 위한 하나의 접근법은, 고 지향성 빔의 반복된 시퀀스를 복수의 인접 노드로 지향시키기 위해 홀로그래픽 빔형성 안테나를 반복적으로 스위칭하는 것이다(이것은 시분할 멀티플렉싱 접근법이다). 시분할 멀티플렉싱 방식에서, 홀로그래픽 빔형성 안테나는, 예를 들면, 패킷 단위 기반으로 또는 프레임 단위 기반으로 스위칭될 수 있다. 다른 접근법은, 노드에 복수의 홀로그래픽 빔형성 안테나를 갖추게 하는 것이다. 복수의 홀로그래픽 빔형성 안테나가 복수의 발견된 인접 노드보다 적은 경우, 발견된 인접 노드 모두와 통신하기 위해서는 약간의 스위칭(시분할 멀티플렉싱)이 여전히 필요로 될 것이다. 복수의 홀로그래픽 빔형성 안테나가 복수의 발견된 인접 노드와 동일한 경우, 빔형성 안테나의 각각은 각각의 인접 노드에 전용될 수 있다. 복수의 홀로그래픽 빔형성 안테나가 복수의 발견된 인접 노드보다 많은 경우, 하기에서 더 논의되는 바와 같이, 다수의 빔형성 안테나는 선택된 인접 노드에 전용될 수 있고 선택된 인접 노드와의 통신은 MIMO 채널 용량 향상으로부터 이익을 얻을 수 있다.

도 1c를 참조하면, 통신 네트워크 내에서의 동적 인접 셀 지원에 대한 예시적인 시나리오가 묘사된다. 예시적인 네트워크는 세 개의 노드(100, 110, 및 120)를 포함한다. 노드(100)는 매크로 셀 노드로서 묘사되고 노드(110 및 120)는 소형 셀 노드로서 묘사되지만, 그러나 이 묘사는 제한하는 것으로 의도되는 것은 아니다; 다양한 실시형태에서, 다양한 노드의 각각은, 매크로 셀 노드, 소형 셀 노드(나노, 피코 및 펨토 셀을 포함함), 다른 기지국 또는 액세스 포인트 노드, 및 유저 기기 노드를 포함하는 노드 타입의 리스트로부터 선택될 수 있다.

도 1c의 예시는 소형 셀(110, 120)로의 백홀 채널(105, 106)을 각각 구비하는 매크로 셀(100)을 포함한다. 이들 백홀 연결은, 상기에서 기술되는 접근법에 따라 빔형성 안테나를 사용하여 이루어지는 고 지향성의, 어쩌면 밀리미터파 연결일 수 있을 것이다. 따라서, 노드(110 및 120)는, 각각, 백홀 채널(105 및 106)을 따라 고 지향성 빔을 지향시키도록, 그리고, 어쩌면 mmW 주파수 대역에서, 이들 백홀 채널을 따라 백홀 데이터를 송신 또는 수신하도록 구성되는 백홀 안테나(111 및 121)를 포함할 수도 있다; 그리고 이들 백홀 안테나는 홀로그래픽 빔형성 안테나로서 구현될 수도 있다.

한편, 노드(110 및 120)는, 각각의 셀룰러 커버리지 영역(115 및 125) 내의 유저 기기에 통신 서비스를 제공하기 위해, 각각의 안테나(112 및 122)를 또한 포함한다. 전통적인 셀룰러 배치에서, 제1 커버리지 영역(115)의 유저(116)는 제1 커버리지 영역을 서비스하는 안테나(112)를 사용하여 통신 채널(117)을 통해 서비스를 수신할 것이고, 제2 커버리지 영역(125)의 유저(126)는 제2 커버리지 영역을 서비스하는 안테나(122)를 사용하여 통신 채널(127)을 통해 서비스를 수신할 것이다. 그러나, 본 발명의 실시형태는, 노드(110)의 전통적인 커버리지 영역(115) 외부의 원거리 유저(128)에게 통신 채널(129)을 제공하는 것에 의해 동적 인접 셀 지원을 제공할 수 있는 홀로그램 빔형성 안테나(112)를 노드(110)에게 갖추게 한다. 따라서, 실시형태는 제1 빔(예를 들면, 117)을 로컬 유저(예를 들면, 116)에게 지향시키도록 홀로그래픽 빔형성 안테나(예컨대 안테나(112))를 구성하는 것, 및 그 다음, 인접 노드(예를 들면, 120)에서의 대역폭 부족을 나타내는 정보를 수신하는 것에 응답하여, 제2 빔(예를 들면, 129)을 원거리 유저(예를 들면, 128)에게 지향시키도록 빔형성 안테나를 재구성하는 것을 수반한다.

몇몇 접근법에서, 안테나(112 및 122)는 커버리지 영역 내의 유저 기기에 밀리미터파 RAN 서비스를 제공할 수도 있는 반면, 다른 접근법에서는, 안테나(112 및 122)는 유저 기기에게, 예를 들면, 다양한 3G, 4G, 및 5G RAN 프로토콜에 대해 적합한 더 낮은 주파수 대역에서, 더 낮은 주파수 RAN 서비스를 제공한다.

몇몇 접근법에서, 빔형성 안테나는 로컬 커버리지 영역(115) 내의 유저(116)를 로컬하게 주소 지정하기 위해 상대적으로 낮은 지향성 빔(117)을, 그리고 인접한 커버리지 영역(125) 내의 원거리 유저(128)를 주소 지정하기 위해 상대적으로 높은 지향성 빔(129)을 사용할 수도 있다. 상대적으로 낮은 지향성 빔은 로컬 유저의 세트를 포괄할 수도 있을 것이다; 예를 들면, 낮은 지향성 빔은, 각각의 셀룰러 커버리지 영역이 섹터로 분할되는 접근법에서 커버리지 영역(115)의 전체 섹터를 주소 지정할 수도 있을 것이다. 한편, 상대적으로 높은 지향성 빔(129)은 자신의 더 높은 지향성 덕분에 더 큰 범위를 가질 수도 있을 것이고, 따라서 원거리 유저를 주소 지정하기 위해 빔형성 안테나(112)가 자신의 범위를 인접한 커버리지 영역(125) 안으로 확장하는 것을 허용하게 된다. 다른 접근법에서, 고 지향성 빔은 로컬 유저와 원거리 유저 둘 다를 주소 지정하기 위해 사용될 수도 있다.

몇몇 접근법에서, 노드는, 해당 노드 및 인접 노드를 포함하는 네트워크를 통해 인접 노드에서의 대역폭 부족을 나타내는 정보를 수신한다. 예를 들면, 도 1c의 예시적인 시나리오에서, 노드(110)는 백홀 채널(105)을 따르는 통신을 통해 인접 노드(120)에서의 대역폭 부족을 나타내는 정보를 수신할 수도 있을 것이다. 다른 예로서, 노드는 보완 또는 보조 네트워크를 통해 네트워크로부터 대역폭 부족 표시를 수신할 수도 있을 것이다. 따라서, 노드는 또한, WLAN, WiMAX, 2G, 3G, 4G/LTE, FM 또는 블루투스 모듈과 같은 보충 무선 네트워크 모듈을 구비할 수 있으며, 이 보충 네트워크 모듈은 대역폭 부족 표시를 수신할 수도 있을 것이다. 몇몇 접근법에서, 대역폭 부족 표시는 네트워크 운영 센터(NOC)에서 시작할 수 있을 것이다.

이제 도 2a 내지 도 2d를 참조하면, 예시적인 셀 배치 시나리오가 묘사된다. 도 2a는, 각각의 소형 셀(또는 매크로 셀) 스테이션(200)이 정적 빔 안테나를 사용하여 세 개의 인접한 섹터(201)를 커버하는 이상적이고 전통적인 커버리지 레이아웃을 묘사한다. 예시적인 시나리오에서, 각각의 정적 안테나는 14dB의 이득을 가지며 120°의 원호를 커버한다. 스테이션 간격은 인접 사이트 간섭을 최소화하면서 완전한 커버리지를 보장하도록 최적화될 수도 있다. 셀간 간섭 조정(ICIC)은 인접한 셀 사이의 경계를 핸들링하는 데 활용된다.

도 2b에서, 각 셀 섹터(201)를 주소 지정하는 전통적인 정적 안테나는 복수의 빔형성 안테나에 의해 대체된다. 이것은, 단일의 베이스 사이트로부터의 복수의(예를 들면, 202, 203) 동시적이고 독립적인 빔이, 동일한 캐리어 주파수를 사용하여 주어진 셀의 커버리지 영역을 서비스하는 것을 허용한다.

도 2c에서, 전통적인 정적 안테나는, 더 높은 이득 빔(204)을 형성할 수 있는(예를 들면, 5°의 빔폭으로 24dB의 이득을 제공할 수 있는) 빔형성 안테나로 대체되었다. 더 좁은 빔은 신속한 빔 스위칭(공간 분할 다중 액세스)에 의해 더 높은 신호 전력, 감소된 간섭, 감소된 노이즈 및 자신의 전통적인 담당 영역에 대한 완전한 커버리지의 이점을 제공할 수 있다. 또한, 더 좁은 빔은 인접한 기지국의 전통적인 커버리지 영역으로 확장하는 확장된 범위(205)를 갖는다.

도 2d에서, 기지국(210)에 의해 서비스되는 커버리지 영역(211) 내의 유저에 의한 데이터 대역폭에 대한 일시적인 요구에 의해 단일의 기지국(210)이 압도되는 동적 인접 셀 지원 시나리오가 묘사된다. 이 시나리오에서, 여분의 대역폭을 갖는 인근 기지국(212)은 고 지향성 빔(213)을 커버리지 영역(211)으로 지향시켜 공간적 스펙트럼 재사용을 극대화하는 것에 의해, 주 스테이션(210)을 협력적으로 지원할 수 있다. 이 동적 인접 셀 지원(DACA) 모드에서 동작하는 빔형성 안테나는 네트워크가 고밀화됨에 따라 필요로 되는 소형 셀의 수를 감소시킬 수도 있다. 이것은, 극단적인 경우를 망라하도록 정적인 여분의 노드를 배치하는 것이 경제적으로 의미가 없는 낮은 빈도로만 매우 높은 대역폭 요구가 발생하는 영역에서 특히 유용할 수도 있다.

몇몇 실시형태는 추가적인 채널 용량을 위해 홀로그래픽 빔형성과 제휴하여 MIMO를 사용하는 것을 제공한다. MIMO와 결합된 빔형성은 상당한 용량 이득으로 나타날 수 있다 [16]. 전통적인 비지향성 MIMO 시스템의 경우, 채널 용량은 다음과 같이 비례하는데

여기서 p는 MIMO 채널의 수이고 SNR은 지향성 안테나 이득이 없는 내재하는 신호대 잡음비이다. 채널 용량은 선형적으로 비례하고, 반면 지향성 빔형성 단독은 다음과 같이 비례하는데

여기서 G는 지향성 안테나의 추가적인 빔형성 이득이다. 양 기술의 최상의 것은 빔형성 MIMO에서 결합되는데 여기서 채널 용량은 다음과 같이 비례하고

상당한 채널 용량 향상을 가져온다. 도 3은 p=4(4 채널 MIMO) 및 G=15dB인 경우에 대한 이들 채널 용량을 비교하는 예를 묘사한다. 낮은 SNR 환경(이것은 많은 밀리미터파 시스템에 대한 경우일 것이다)에서 DoD 단독(301)이 유용하지만 그러나 높은 SNR 상황에서는 MIMO(302)가 우수하다는 것을 알 수 있다. 그러나, 모든 SNR 상황에서는 DoD 향상 MIMO(303)가 우세하다.

몇몇 접근법에서, 채널 용량의 MIMO 향상은 홀로그래픽 빔형성 안테나에 대해 다수의 피드를 사용하는 것에 의해 구현될 수도 있다. 따라서, 홀로그래픽 빔형성 안테나를 고려하는 모든 실시형태에 대해, 홀로그래픽 빔형성 안테나는 각각의 복수의 RF 송신기 또는 수신기에 의해 주소 지정되는 복수의 RF 공급 포트를 포함할 수 있다. 그 다음, 각각의 복수의 RF 송신기 또는 수신기는, 대응하는 복수의 MIMO 채널을 제공하기 위해, MIMO 멀티플렉싱 및/또는 디멀티플렉싱 회로부(circuitry)를 사용하여 주소 지정될 수 있다.

다른 접근법에서, 채널 용량의 MIMO 향상은 다수의 홀로그램 빔형성 안테나를 사용하는 것에 의해 구현될 수도 있다. 따라서, 홀로그래픽 빔형성 안테나를 고려하는 모든 실시형태에 대해, 홀로그래픽 빔형성 안테나는 각각의 복수의 RF 송신기 또는 수신기에 의해 주소 지정되는 복수의 홀로그래픽 빔형성 안테나로 대체될 수 있다. 그 다음, 각각의 복수의 RF 송신기 또는 수신기는, 대응하는 복수의 MIMO 채널을 제공하기 위해, MIMO 멀티플렉싱 및/또는 디멀티플렉싱 회로부를 사용하여 주소 지정될 수 있다.

이제 도 4를 참조하면, 예시적인 실시형태가 시스템 블록도로서 묘사된다. 시스템(400)은, 하나 이상의 홀로그래픽 빔형성 안테나(420)의 제어 입력을 조정하기 위한 회로부를 포함하는 안테나 제어 유닛(410)을 포함한다. 시스템은 옵션적으로 하나 이상의 홀로그램 빔형성 안테나(420)를 포함한다(몇몇 실시형태에서, 시스템은 하나 이상의 홀로그램 빔형성 안테나(420)를 생략하고 대신 하나 이상의 홀로그래픽 빔형성 안테나로의 나중의 연결을 위해 구성된다).

안테나 제어 유닛(410)은 상기에서 기술되는 실시형태 중 임의의 것에 따른 하나 이상의 홀로그래픽 빔형성 안테나의 제어 입력을 조정하기 위한 회로부를 포함할 수 있다. 예를 들면, 안테나 제어 유닛은 다음을 포함할 수 있다: 경로 재지정 우선 순위를 나타내는 정보를 수신하고 경로 재지정 우선 순위에 따라 홀로그래픽 빔형성 안테나를 재구성하기 위한 회로부; (예를 들면, 복수의 검색 빔을 사용하여) 인접 노드를 발견하고 고 지향성 빔을 발견된 인접 노드로 지향시키기 위한 회로부; 및/또는 인접 노드 대역폭 부족을 나타내는 정보를 수신하고 인접 노드를 지원하기 위해 홀로그래픽 빔형성 안테나를 재구성하기 위한 회로부.

시스템(400)은 옵션적으로, 각각의 홀로그래픽 빔형성 안테나(420)의 공급 포트에 연결되는 또는 연결 가능한 하나 이상의 송신기, 수신기, 또는 송수신기(430)를 포함한다. 시스템은 옵션적으로 하나 이상의 송신기, 수신기 또는 송수신기(430)에 커플링되는 모뎀(440)을 포함한다. 모뎀은, 안테나 제어 유닛이 자신의 빔형성 및 빔 조종 기능을 수행할 수 있도록, 정보를 안테나 제어 유닛(410)에게 제공하도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 모뎀은, 안테나 제어 유닛이 인접 노드를 발견하려고 할 때, 인접 노드로부터의 응답 신호를 보고하도록 구성될 수 있다. 다른 예로서, 모뎀은, 안테나 제어 유닛이 인접 노드를 발견하려고 할 때, 인접 노드의 대략적인 위치에 관한 정보를 보고하도록 구성될 수 있다. 다른 예로서, 모뎀은 경로 재지정 우선 순위를 나타내는 정보를 보고하도록 구성될 수 있다. 다른 예로서, 모뎀은 인접 노드에서의 대역폭 부족을 나타내는 정보를 보고하도록 구성될 수 있다. 다른 예로서, 모뎀은, 안테나 제어 유닛이 보고된 프레임 레이트 또는 패킷 레이트에서 하나 이상의 홀로그래픽 빔형성 안테나를 스위칭할 수 있도록, 프레임 레이트 또는 패킷 레이트를 보고하도록 구성될 수 있다.

시스템(400)은 옵션적으로, 안테나 제어 유닛이 자신의 빔형성 및 빔 조종 기능을 수행할 수 있도록, 정보를 안테나 제어 유닛(410)에게 제공하도록 구성되는 보충 무선 네트워크 모듈(450)을 포함한다. 예를 들면, 네트워크 모듈은, 안테나 제어 유닛이 인접 노드를 발견하려고 할 때 인접 노드의 대략적인 위치에 관한 정보를 보고하도록 구성될 수 있다. 다른 예로서, 네트워크 모듈은 경로 재지정 우선 순위를 나타내는 정보를 보고하도록 구성될 수 있다. 다른 예로서, 네트워크 모듈은 인접 노드에서의 대역폭 부족을 나타내는 정보를 보고하도록 구성될 수 있다. 네트워크 모듈은, 예를 들면, WLAN, WiMAX, 2G, 3G, 4G/LTE, FM 또는 블루투스 네트워크 모듈을 포함할 수 있다.

시스템(400)은 옵션적으로, GPS 센서, 자력계(나침반), 가속도계, 및/또는 자이로스코프 중 하나 이상을 포함하는 센서 모듈(460)을 포함한다. 센서 모듈은, 인접 노드를 발견함에 있어서 안테나 제어 유닛을 지원하기 위해, 통신 노드의 물리적 좌표 및/또는 물리적 방위에 관한 정보를 보고하도록 구성될 수 있다.

시스템(400)은 옵션적으로, 다수의 RF 채널의 MIMO 활용을 제공하기 위해, MIMO 멀티플렉싱 및/또는 디멀티플렉싱 회로부(470)를 포함한다.

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상기의 상세한 설명은, 블록도, 플로우차트, 및/또는 예의 사용을 통해 디바이스 및/또는 프로세스의 다양한 실시형태를 기술하였다. 이러한 블록도, 플로우차트, 및/또는 예가 하나 이상의 기능 및/또는 동작을 포함하는 한, 이러한 블록도, 플로우차트, 또는 예 내에서의 각각의 기능 및/또는 동작은, 하드웨어, 소프트웨어, 펌웨어 또는 이들의 실질적으로 임의의 조합의 범위에 의해, 개별적으로 및/또는 집합적으로, 구현될 수 있다는 것이 기술 분야 내의 사람들에 의해 이해될 것이다. 하나의 실시형태에서, 본원에서 설명되는 요지의 여러 가지 부분은, 주문형 반도체(Application Specific Integrated Circuit; ASIC), 필드 프로그래머블 게이트 어레이(Field Programmable Gate Array; FPGA), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor; DSP), 또는 다른 통합된 포맷을 통해 구현될 수도 있다. 그러나, 기술 분야의 숙련된 자는, 본원에서 개시되는 실시형태의 몇몇 양태가, 전체적으로는 또는 부분적으로는, 집적 회로에서, 하나 이상의 컴퓨터 상에서 실행하는 하나 이상의 컴퓨터 프로그램으로서(예를 들면, 하나 이상의 컴퓨터 시스템 상에서 실행하는 하나 이상의 프로그램으로서), 하나 이상의 프로세서 상에서 실행하는 하나 이상의 프로그램으로서(예를 들면, 하나 이상의 마이크로프로세서 상에서 실행하는 하나 이상의 프로그램으로서), 펌웨어로서, 또는 실질적으로 이들의 임의의 조합으로서 등가적으로 구현될 수 있다는 것, 및 소프트웨어 및 또는 펌웨어에 대한 코드를 기록하는 것 및/또는 회로부를 지정하는 것은 본 개시의 측면에서, 충분히, 기술 분야에서 숙련된 자의 스킬 내에 있을 것이다는 것을 인식할 것이다. 또한, 기술 분야의 숙련된 자는, 본원에서 설명되는 요지의 메커니즘이 다양한 형태의 프로그램 제품으로서 분배될 수 있다는 것, 및 분배를 실제로 실행하기 위해 사용되는 신호 보유 매체(signal bearing medium)의 특정한 타입에 무관하게, 본원에서 설명되는 요지의 예시적인 실시형태가 적용될 수 있다는 것을 인식할 것이다. 신호 보유 매체의 예는 다음을 포함하지만, 그러나 이들로 제한되는 것은 아니다: 플로피 디스크, 하드 디스크 드라이브, 콤팩트 디스크(Compact Disc; CD), 디지털 비디오 디스크(Digital Video Disk; DVD), 디지털 테이프, 컴퓨터 메모리, 등등과 같은 기록 가능 타입 매체; 및 디지털 및/또는 아날로그 통신 매체(예를 들면, 광섬유 케이블, 도파관, 유선 통신 링크, 무선 통신 링크, 등등)와 같은 전송 타입 매체.

일반적인 의미에서, 기술 분야의 숙련된 자는, 광범위한 하드웨어, 소프트웨어, 펌웨어, 또는 이들의 임의의 조합에 의해, 개별적으로 및/또는 집합적으로, 구현될 수 있는 본원에서 설명되는 다양한 양태가, 다양한 타입의 "전기 회로부"로 구성되는 것으로 간주될 수 있다는 것을 인식할 것이다. 결과적으로, 본원에서 사용되는 바와 같이, "전기 회로부"는, 적어도 하나의 별개의 전기 회로를 구비하는 전기 회로부, 적어도 하나의 집적 회로를 구비하는 전기 회로부, 적어도 하나의 주문형 반도체를 구비하는 전기 회로부, 컴퓨터 프로그램에 의해 구성되는 범용 컴퓨팅 디바이스(예를 들면, 본원에서 설명되는 프로세스 및/또는 디바이스를 적어도 부분적으로 실행하는 컴퓨터 프로그램에 의해 구성되는 범용 컴퓨터, 또는 본원에서 설명되는 프로세스 및/또는 디바이스를 적어도 부분적으로 실행하는 컴퓨터 프로그램에 의해 구성되는 마이크로프로세서)를 형성하는 전기 회로부, 메모리 디바이스(예를 들면, 랜덤 액세스 메모리의 형태)를 형성하는 전기 회로부, 및/또는 통신 디바이스(예를 들면, 모뎀, 통신 스위치, 또는 광전기 기기)를 형성하는 전기 회로부를 포함하지만, 그러나 이들로 제한되지는 않는다. 기술 분야의 스킬을 가진 자는, 본원에서 설명되는 요지가 아날로그 또는 디지털 방식으로 또는 이들의 몇몇 조합으로 구현될 수도 있다는 것을 인식할 것이다.

본 명세서에서 언급되는 및/또는 임의의 애플리케이션 데이터 시트에서 열거되는 상기 미국 특허, 미국 특허 출원 공보, 미국 특허 출원, 외국 특허, 외국 특허 출원 및 비특허 문헌 모두는, 본원과 부합하지 않지 않는 정도까지, 참조에 의해 본원에 통합된다.

기술 분야에서 숙련된 자는, 본원에서 설명되는 컴포넌트(예를 들면, 단계), 디바이스, 및 대상과 그들에 수반하는 논의가 개념적 명확화를 위한 예로서 사용된다는 것 및 다양한 구성 변경이 기술 분야의 사람들의 스킬 내에 있다는 것을 인식할 것이다. 결과적으로, 본원에서 사용되는 바와 같이, 기술되는 특정한 예 및 수반되는 논의는, 더욱 일반적인 클래스를 대표하도록 의도된다. 일반적으로, 본원의 임의의 특정한 예의 사용은 또한 그 클래스를 대표하도록 의도되며, 본원에서의 이런 특정한 컴포넌트(예를 들면, 단계), 디바이스 및 대상의 비포함은, 제한이 소망된다는 것을 나타내는 것으로 간주되어서는 안된다.

본원에서의 실질적으로 임의의 복수의 및/또는 단수의 용어의 사용과 관련하여, 기술 분야에서 스킬을 가진 자는, 맥락 및/또는 적용에 적절하다면, 복수로부터 단수로 및/또는 단수로부터 복수로 변환할 수 있다. 다양한 단수의/복수의 조합은 명확화를 위해 본원에서 명시적으로 기술되지 않는다.

본원에서 설명되는 본 요지의 특정한 양태가 도시되고 설명되었지만, 본원의 교시에 기초하여, 본원에서 설명되는 요지 및 그것의 더 넓은 양태로부터 벗어나지 않으면서 변경 및 수정이 이루어질 수도 있고, 따라서 첨부된 청구범위는 본원에서 설명되는 요지의 진정한 취지와 범위 내에 있는 모든 이러한 변경 및 수정을 그들의 범위 내에 포괄할 것이다는 것이 기술 분야의 숙련된 자에게는 명백할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의된다는 것이 이해되어야 한다. 일반적으로, 본원에서, 그리고 특히 첨부된 청구범위(예를 들면, 첨부된 청구범위의 특징부(body))에서 사용되는 용어는 "열린" 용어로서 일반적으로 의도된다는 것이 기술 분야 내의 사람들에 의해 이해될 것이다(예를 들면, 용어 "포함하는"은 "~을 포함하지만 그러나 ~에 제한되지는 않는"으로 해석되어야 하고, 용어 "구비하는"은 "적어도 구비하는"으로 해석되어야 하고, 용어 "포함한다"는 "~을 포함하지만 그러나 ~에 제한되지는 않는"으로 해석되어야 하고, 등등이다). 도입된 청구항 기재의 특정한 수가 의도되면, 이러한 의도는 청구항에서 명시적으로 기재될 것이고, 이러한 기재가 없는 경우, 이러한 의도는 존재하지 않는다는 것이 기술 분야 내의 사람들에 의해 더 이해될 것이다. 예를 들면, 이해에 대한 보조로서, 다음의 첨부된 청구범위는, 청구항 기재를 도입하기 위해 도입 어구(phrase) "적어도 하나" 및 "하나 이상"의 사용을 포함할 수도 있다. 그러나, 이러한 어구의 사용은, 부정 관사 "a(한)" 또는 "an(한)"에 의한 청구항의 기재의 도입이 이렇게 도입된 청구항 기재를 포함하는 임의의 특정한 청구항을, 동일한 청구항이 도입 어구 "하나 이상의" 또는 "적어도 하나의" 및 "a(한)" 또는 "an(한)"과 같은 부정 관사를 포함하는 경우에도, 단지 하나의 이러한 기재를 포함하는 발명으로 제한한다는 것을 의미하도록 해석되어서는 안된다(예를 들면, "a(한)" 및/또는 "한(an)"은 "적어도 하나" 또는 "하나 이상"을 의미하는 것으로 통상적으로 해석되어야 한다); 청구항 기재를 도입하기 위해 사용되는 정관사의 사용에 대해서도 마찬가지이다. 게다가, 도입된 청구항 기재의 특정한 수가 명시적으로 기재되더라도, 이러한 기재는 적어도 기재된 수를 의미하도록 통상적으로 해석되어야 한다는 것을 기술 분야의 숙련된 자는 인식할 것이다(예를 들면, 다른 수식어 없이 "두 개의 기재"의 순수한 기재는, 적어도 두 개의 기재, 또는 둘 이상의 기재를 통상적으로 의미한다). 또한, "A, B 및 C 중 적어도 하나, 등등"과 유사한 관례가 사용되는 경우에, 일반적으로 이러한 구성은 기술 분야에서 스킬을 가진 자가 그 관례를 이해할 것이다는 의미로 의도된다(예를 들면, "A, B, 및 C 중 적어도 하나를 구비하는 시스템"은, A를 단독으로, B를 단독으로, C를 단독으로, A와 B를 함께, A와 C를 함께, B와 C를 함께, 및/또는 A, B, 및 C를 함께, 등등을 구비하는 시스템을 포함할 것이지만, 그러나 이들로 제한되지는 않는다). "A, B 또는 C 중 적어도 하나, 등등"과 유사한 관례가 사용되는 경우, 일반적으로 이러한 구성은 기술 분야에서 스킬을 가진 자가 그 관례를 이해할 것이다는 의미로 의도된다(예를 들면, "A, B, 또는 C 중 적어도 하나를 구비하는 시스템"은, A를 단독으로, B를 단독으로, C를 단독으로, A와 B를 함께, A와 C를 함께, B와 C를 함께, 및/또는 A, B, 및 C를 함께, 등등을 구비하는 시스템을 포함할 것이지만, 그러나 이들로 제한되지는 않는다). 상세한 설명에서든, 청구범위에서든, 또는 도면에서든 간에, 둘 이상의 대안적인 용어를 제시하는 실질적으로 임의의 이접(disjunctive) 단어 및/또는 어구는, 용어 중 하나, 용어 중 어느 하나, 또는 용어 양자를 포함하는 가능성을 고려하는 것으로 이해되어야 한다는 것이, 기술 분야 내의 사람들에 의해 추가로 이해될 것이다. 예를 들면, 어구 "A 또는 B"는 "A" 또는 "B" 또는 "A와 B"의 가능성을 포함하는 것으로 이해될 것이다.

첨부된 청구범위와 관련하여, 기술 분야의 숙련된 자는 청구범위 내에서의 기재된 동작이 일반적으로 임의의 순서로 수행될 수도 있다는 것을 있다는 것을 인식할 것이다. 이러한 대안적인 순서화의 예는, 문맥이 그렇지 않다고 지시하지 않는 한, 중첩하는 순서화, 삽입된 순서화, 인터럽트되는 순서화, 재배열되는 순서화, 증분적 순서화, 예비적 순서화, 보충적 순서화, 동시적 순서화, 역 순서화, 또는 다른 변형의 순서화를 포함할 수도 있다. 문맥과 관련하여, "~에 응답하는", ~에 관련되는" 또는 다른 과거 시제 형용사와 같은 용어조차도, 문맥이 그렇지 않다고 지시하지 않는 한, 일반적으로 이러한 변형을 배제하도록 의도되지는 않는다.

본원에서 설명되는 요지의 양태는, 다음의 번호가 붙여진 조항에서 기재된다:

1. 홀로그래픽 빔형성 안테나를 포함하는 통신 노드를 동작시키는 방법으로서,

제1 인접 노드를 발견하는 것; 및

고 지향성 빔을 인접 노드로 지향시키도록 홀로그래픽 빔형성 안테나를 구성하는 것을 포함한다.

2. 조항 1의 방법으로서, 통신 노드는 기지국 노드 및 유저 기기 노드 중 하나이고, 제1 인접 노드는 기지국 노드 및 유저 기기 노드 중 다른 하나이다.

3. 조항 1의 방법으로서, 통신 노드는 소형 셀 노드 및 매크로 셀 노드 중 하나이고, 제1 인접 노드는 소형 셀 노드 및 매크로 셀 노드 중 다른 하나이다.

4. 조항 1의 방법으로서, 통신 노드는 제1 소형 셀 노드이고 상기 제1 인접 노드는 제2 소형 셀 노드이다.

5. 조항 1의 방법으로서, 고 지향성 빔은 좁은 방위각의 빔폭 및 더 넓은 고도의 빔폭을 갖는 팬 빔이다.

6. 조항 1의 방법으로서, 고 지향성 빔은 좁은 방위각의 빔폭 및 좁은 고도의 빔폭을 갖는 펜슬 빔이다.

7. 조항 1의 방법으로서, 제1 인접 노드를 발견하는 것은:

검색 빔 패턴의 시퀀스를 제공하도록 홀로그래픽 빔형성 안테나를 반복적으로 조정하는 것을 포함한다.

8. 조항 7의 방법으로서, 제1 인접 노드를 발견하는 것은:

검색 빔 패턴의 시퀀스 동안 인접 노드로부터 하나 이상의 신호를 수신하는 것; 및

하나 이상의 신호를 사용하여 인접 노드의 위치를 결정하는 것을 더 포함한다.

9. 조항 8의 방법으로서, 제1 인접 노드를 발견하는 것은:

검색 빔 패턴의 각각의 시퀀스를 사용하여 검색 신호의 시퀀스를 송신하는 것을 더 포함하고;

하나 이상의 수신된 신호는 검색 신호의 시퀀스에 응답하는 인접 노드로부터의 하나 이상의 응답 신호이다.

10. 조항 8의 방법으로서, 하나 이상의 수신된 신호는 인접 노드로부터의 하나 이상의 비콘 신호이다.

11. 조항 8의 방법으로서, 검색 빔 패턴의 시퀀스는 빔 패턴의 스캔 시퀀스를 포함한다.

12. 조항 11의 방법으로서, 빔 패턴의 스캔 시퀀스는 빔 패턴의 방위각의 스캔 시퀀스(azimuthal scan sequence)를 포함한다.

13. 조항 11의 방법으로서, 빔 패턴의 스캔 시퀀스는 각각의 복수의 고도에 대응하는 복수의 방위각의 스캔 서브시퀀스를 포함한다.

14. 조항 11의 방법으로서, 빔 패턴의 스캔 시퀀스는 빔 패턴의 래스터 스캔 시퀀스이다.

15. 조항 11의 방법으로서, 빔 패턴의 스캔 시퀀스는 좁은 방위각의 빔폭 및 더 넓은 고도의 빔폭을 구비하는 팬 빔의 스캔 시퀀스이다.

16. 조항 11의 방법으로서, 빔 패턴의 스캔 시퀀스는 좁은 방위각의 빔폭 및 좁은 고도의 빔폭을 구비하는 펜슬 빔의 스캔 시퀀스이다.

17. 조항 8의 방법으로서, 검색 빔 패턴의 시퀀스는 의사 랜덤 빔 패턴의 시퀀스를 포함한다.

18. 조항 17의 방법으로서, 의사 랜덤 빔 패턴의 시퀀스는 의사 랜덤 빔 방향을 갖는 고 지향성 빔 패턴의 시퀀스를 포함한다.

19. 조항 18의 방법으로서, 의사 랜덤 빔 방향을 갖는 고 지향성 빔 패턴의 시퀀스는 좁은 방위각의 빔폭 및 의사 랜덤 방위각의 방향을 갖는 팬 빔의 시퀀스를 포함한다.

20. 조항 18의 방법으로서, 의사 랜덤 빔 방향을 갖는 고 지향성 빔 패턴의 시퀀스는 좁은 방위각의 그리고 고도의 빔폭 및 의사 랜덤 방위각의 그리고 고도의 방향을 갖는 펜슬 빔의 시퀀스를 포함한다.

21. 조항 17의 방법으로서, 의사 랜덤 빔 패턴의 시퀀스는, 실질적으로 직교하며 실질적으로 검색 영역을 채우는 저 지향성 의사 랜덤 빔 패턴의 시퀀스를 포함한다.

22. 조항 8의 방법으로서,

검색 빔 패턴의 시퀀스는, 각각의 서브시퀀스와 함께 연속적으로 감소하는 각각의 복수의 검색 영역을 탐색하는 검색 빔 패턴 - 검색 빔 패턴은 각각의 서브시퀀스와 함께 연속적으로 증가하는 지향성을 가짐 - 의 복수의 서브시퀀스를 포함한다.

23. 조항 22의 방법으로서,

수신은:

각각의 서브시퀀스에 대해, 서브시퀀스 동안 인접 노드로부터 하나 이상의 신호를 수신하는 것을 포함하고; 그리고

사용은:

최종 서브시퀀스를 제외한 각각의 서브시퀀스에 대해, 서브시퀀스 동안 수신되는 하나 이상의 신호를 사용하여 다음 서브시퀀스에 대한 검색 영역을 결정하는 것; 및

최종 서브시퀀스에 대해, 최종 서브시퀀스 동안 수신하는 하나 이상의 신호를 사용하여 인접 노드의 위치를 결정하는 것을 포함한다.

24. 조항 23의 방법으로서, 복수의 검색 영역은 복수의 네스트화된(nested) 검색 영역이다.

25. 조항 24의 방법으로서, 복수의 네스트화된 검색 영역은 초기 검색 영역 및 초기 검색 영역의 복수의 부분 재귀 세분을 포함한다.

26. 조항 25의 방법으로서, 복수의 부분 재귀 세분은 복수의 이진 재귀 세분이다.

27. 조항 7의 방법으로서,

인접 노드의 근사 위치에 관한 정보를 수신하는 것을 더 포함하고;

검색 빔 패턴의 시퀀스는 근사 위치의 부근을 탐색하는 검색 빔 패턴의 시퀀스이다.

28. 조항 27의 방법으로서, 인접 노드의 근사 위치에 관한 정보는 인접 노드의 지리적 좌표에 관한 정보를 포함한다.

29. 조항 28의 방법으로서,

통신 노드의 지리적 방위 및 좌표에 관한 정보를 획득하는 것; 및

인접 노드의 지리적 좌표 및 통신 노드의 지리적 방위 및 좌표에 기초하여 검색 영역을 결정하는 것을 더 포함한다.

30. 조항 27의 방법으로서, 근사 위치에 관한 정보의 수신은 네트워크 운영 센터로부터의 정보의 수신이다.

31. 조항 27의 방법으로서, 근사 위치에 관한 정보 수신은 통신 노드 및 인접 노드를 포함하는 네트워크를 통한 정보의 수신이다.

32. 조항 31의 방법으로서, 네트워크는 보조 네트워크이다.

33. 조항 32의 방법으로서, 보조 네트워크는 WLAN, WiMAX, 2G, 3G, 4G/LTE, FM, 또는 블루투스 네트워크이다.

34. 조항 1의 방법으로서,

고 지향성 빔을 사용하여 인접 노드로 데이터를 송신하는 것 또는 인접 노드로부터 데이터를 수신하는 것을 더 포함한다.

35. 조항 34의 방법으로서, 홀로그래픽 빔형성 안테나는 복수의 피드를 가지며, 송신 또는 수신은:

복수의 피드에 대응하는 복수의 통신 채널을 사용하여 송신 또는 수신하는 것을 포함한다.

36. 조항 35의 방법으로서:

복수의 통신 채널의 MIMO 멀티플렉싱 또는 디멀티플렉싱을 더 포함한다.

37. 조항 1의 방법으로서, 홀로그래픽 빔형성 안테나는 통신 노드에서의 복수의 홀로그래픽 빔형성 안테나 중 하나이며, 구성하는 것은:

각각의 복수의 고 지향성 빔을 인접 노드로 지향시키도록 복수의 빔형성 안테나를 구성하는 것을 포함한다.

38. 조항 37의 방법으로서,

각각의 복수의 홀로그래픽 빔형성 안테나에 대응하는 복수의 통신 채널을 사용하여 인접 노드로 데이터를 송신하는 것 또는 인접 노드로부터 데이터를 수신하는 것을 더 포함한다.

39. 조항 38의 방법으로서,

40. 조항 1의 방법으로서,

추가 인접 노드를 발견하는 것을 더 포함한다.

41. 조항 40의 방법으로서, 제1 인접 노드 및 추가 인접 노드는 복수의 인접 노드를 구성하고, 방법은:

각각의 복수의 인접 노드로 지향되는 복수의 고 지향성 빔 사이에서 스위칭하도록 홀로그래픽 빔형성 안테나를 반복적으로 조정하는 것을 더 포함한다.

42. 조항 41의 방법으로서

각각의 복수의 고 지향성 빔을 사용하여 복수의 인접 노드로 데이터를 송신하는 것 또는 복수의 인접 노드로부터 데이터를 수신하는 것을 더 포함한다.

43. 조항 42의 방법으로서, 반복적으로 조정하는 것은, 송신 또는 수신 동안 프레임 단위 기반으로 스위칭하기 위한 반복적 조정이다.

44. 조항 42의 방법으로서, 반복적으로 조정하는 것은, 송신 또는 수신 동안 패킷 단위 기반으로 스위칭하기 위한 반복적 조정이다.

45. 조항 40의 방법으로서, 제1 인접 노드 및 추가 인접 노드는 복수의 인접 노드를 구성하고, 홀로그래픽 빔형성 안테나는 통신 노드에서의 복수의 홀로그래픽 빔형성 안테나 중 하나이며, 구성하는 것은:

각각의 복수의 고 지향성 빔을 복수의 인접 노드로 지향시키도록 복수의 빔형성 안테나를 구성하는 것을 포함한다.

46. 조항 45의 방법으로서, 복수의 고 지향성 빔은 복수의 인접 노드에 각각 대응한다.

47. 조항 45의 방법으로서, 복수의 빔형성 안테나는 복수의 인접 노드를 초과하고, 구성하는 것은 다수의 고 지향성 빔을 하나 이상의 선택된 인접 노드로 지향시키는 것을 포함한다.

48. 홀로그래픽 빔형성 안테나를 포함하는 통신 노드를 동작시키기 위한 시스템으로서,

인접 노드를 발견하기 위한 회로부를 포함하는 안테나 제어 유닛을 포함하고;

안테나 제어 유닛은 고 지향성 빔을 인접 노드로 지향시키도록 홀로그래픽 빔형성 안테나의 제어 입력을 조정하기 위한 회로부를 더 포함한다.

49. 조항 48의 시스템으로서, 홀로그래픽 빔형성 안테나를 더 포함한다.

50. 조항 48의 시스템으로서, 통신 노드는 기지국 노드 및 유저 기기 노드 중 하나이고, 제1 인접 노드는 기지국 노드 및 유저 기기 노드 중 다른 노드이다.

51. 조항 48의 시스템으로서, 통신 노드는 소형 셀 노드 및 매크로 셀 노드 중 하나이고, 제1 인접 노드는 소형 셀 노드 및 매크로 셀 노드 중 다른 하나이다.

52. 조항 48의 시스템으로서, 통신 노드는 제1 소형 셀 노드이고 상기 제1 인접 노드는 제2 소형 셀 노드이다.

53. 조항 48의 시스템으로서, 고 지향성 빔은 좁은 방위각의 빔폭 및 더 넓은 고도의 빔폭을 갖는 팬 빔이다.

54. 조항 48의 시스템으로서, 고 지향성 빔은 좁은 방위각의 빔폭 및 좁은 고도의 빔폭을 갖는 펜슬 빔이다.

55. 조항 48의 시스템으로서, 안테나 제어 유닛은 검색 빔 패턴의 시퀀스를 제공하도록 홀로그래픽 빔형성 안테나에 대한 제어 입력을 반복적으로 조정하기 위한 회로부를 포함한다.

56. 조항 55의 시스템으로서,

홀로그래픽 빔형성 안테나의 공급 포트에 연결 가능하고 검색 빔 패턴의 시퀀스 동안 인접 노드로부터 하나 이상의 신호를 검출하도록 구성되는 수신기를 더 포함하고;

안테나 제어 유닛은 하나 이상의 검출된 신호를 사용하여 인접 노드의 위치를 결정하기 위한 회로부를 포함한다.

57. 조항 56의 시스템으로서, 상기 홀로그램 빔형성 안테나를 더 포함하고, 수신기는 홀로그래픽 빔형성 안테나의 공급 포트에 연결된다.

58. 조항 56의 시스템으로서,

홀로그래픽 안테나의 공급 포트에 연결 가능하고 검색 빔 패턴의 각각의 시퀀스와 함께 검색 신호의 시퀀스를 전송하도록 구성되는 송신기를 더 포함하고;

수신기는 검색 신호의 시퀀스에 응답하는 인접 노드로부터의 응답 신호로서 하나 이상의 신호를 검출하도록 구성된다.

59. 조항 58의 시스템으로서, 홀로그래픽 빔형성 안테나를 더 포함하고, 송신기 및 수신기는 홀로그래픽 빔형성 안테나의 공급 포트에 연결된다.

60. 조항 56의 시스템으로서, 수신기는, 인접 노드로부터 하나 이상의 신호를 비콘 신호로서 검출하도록 구성된다.

61. 조항 56의 시스템으로서, 검색 빔 패턴의 시퀀스는 빔 패턴의 스캔 시퀀스를 포함한다.

62. 조항 61의 시스템으로서, 빔 패턴의 스캔 시퀀스는 빔 패턴의 방위각의 스캔 시퀀스를 포함한다.

63. 조항 61의 시스템으로서, 빔 패턴의 스캔 시퀀스는 각각의 복수의 고도에 대응하는 복수의 방위각의 스캔 서브시퀀스를 포함한다.

64. 조항 61의 시스템으로서, 빔 패턴의 스캔 시퀀스는 빔 패턴의 래스터 스캔 시퀀스이다.

65. 조항 61의 시스템으로서, 빔 패턴의 스캔 시퀀스는 좁은 방위각의 빔폭 및 더 넓은 고도의 빔폭을 구비하는 팬 빔의 스캔 시퀀스이다.

66. 조항 61의 시스템으로서, 빔 패턴의 스캔 시퀀스는 좁은 방위각의 빔폭 및 좁은 고도의 빔폭을 구비하는 펜슬 빔의 스캔 시퀀스이다.

67. 조항 56의 시스템으로서, 검색 빔 패턴의 시퀀스는 의사 랜덤 빔 패턴의 시퀀스를 포함한다.

68. 조항 67의 시스템으로서, 의사 랜덤 빔 패턴의 시퀀스는 의사 랜덤 빔 방향을 갖는 고 지향성 빔 패턴의 시퀀스를 포함한다.

69. 조항 68의 시스템으로서, 의사 랜덤 빔 방향을 갖는 고 지향성 빔 패턴의 시퀀스는 좁은 방위각의 빔폭 및 의사 랜덤 방위각의 방향을 갖는 팬 빔의 시퀀스를 포함한다.

70. 조항 68의 시스템으로서, 의사 랜덤 빔 방향을 갖는 고 지향성 빔 패턴의 시퀀스는 좁은 방위각의 그리고 고도의 빔폭 및 의사 랜덤 방위각의 그리고 고도의 방향을 갖는 펜슬 빔의 시퀀스를 포함한다.

71. 조항 67의 시스템으로서, 의사 랜덤 빔 패턴의 시퀀스는, 실질적으로 직교하며 실질적으로 검색 영역을 채우는 저 지향성 의사 랜덤 빔 패턴의 시퀀스를 포함한다.

72. 조항 56의 시스템으로서,

73. 조항 72의 시스템으로서,

수신기는, 각각의 서브시퀀스에 대해, 서브시퀀스 동안 인접 노드로부터의 하나 이상의 신호를 검출하도록 구성되고;

안테나 제어 유닛은, 최종 서브시퀀스를 제외한 각각의 서브시퀀스 동안 수신되는 하나 이상의 신호를 사용하여 다음 서브시퀀스에 대한 검색 영역을 결정하기 위한 회로부를 포함하고; 그리고

안테나 제어 유닛은 최종 서브시퀀스 동안 수신되는 하나 이상의 신호를 사용하여 인접 노드의 위치를 결정하기 위한 회로부를 더 포함한다.

74. 조항 73의 시스템으로서, 복수의 검색 영역은 복수의 네스트화된 검색 영역이다.

75. 조항 74의 시스템으로서, 복수의 네스트화된 검색 영역은 초기 검색 영역 및 초기 검색 영역의 복수의 부분 재귀 세분을 포함한다.

76. 조항 75의 시스템으로서, 복수의 부분 재귀 세분은 복수의 이진 재귀 세분이다.

77. 조항 55의 시스템으로서, 상기 안테나 제어 유닛은:

인접 노드의 근사 위치에 관한 정보를 수신하기 위한 회로부; 및

근사 위치의 부근을 탐색하는 검색 빔 패턴의 시퀀스를 제공하도록 홀로그래픽 빔형성 안테나에 대한 제어 입력을 반복적으로 조정하기 위한 회로부를 포함한다.

78. 조항 77의 시스템으로서, 인접 노드의 근사 위치에 관한 정보는 인접 노드의 물리적 좌표에 관한 정보를 포함한다.

79. 조항 78의 시스템으로서,

GPS 센서, 가속도계, 자력계, 및 자이로스코프 중 하나 이상을 포함하는 센서 모듈을 더 포함한다.

80. 조항 79의 시스템으로서,

센서 모듈은 통신 노드의 물리적 방위 및 좌표에 관한 정보를 제공하도록 구성되고; 그리고

안테나 제어 유닛은 인접 노드의 물리적 좌표 및 통신 노드의 물리적 방위 및 좌표에 기초하여 검색 영역을 결정하기 위한 회로부를 포함한다.

81. 조항 77의 시스템으로서,

통신 노드 및 인접 노드를 포함하는 네트워크로부터 근사 위치에 관한 정보를 수신하도록 구성되는 네트워크 모듈을 더 포함한다.

82. 조항 81의 시스템으로서, 네트워크 모듈은 네트워크 운영 센터로부터 근사 위치에 관한 정보를 수신하도록 구성된다.

83. 조항 81의 시스템으로서, 네트워크 모듈은 보조 네트워크 모듈이다.

84. 조항 83의 시스템으로서, 보조 네트워크 모듈은 WLAN, WiMAX, 2G, 3G, 4G/LTE, FM, 또는 블루투스 네트워크 모듈이다.

85. 조항 48의 시스템으로서,

홀로그램 빔형성 안테나의 공급 포트에 연결 가능한 데이터 송신기 또는 수신기를 더 포함한다.

86. 조항 85의 시스템으로서, 홀로그래픽 빔형성 안테나를 더 포함하고, 데이터 송신기 또는 수신기는 홀로그래픽 빔형성 안테나의 공급 포트에 연결된다.

87. 조항 48의 시스템으로서,

홀로그래픽 빔형성 안테나의 각각의 복수의 공급 포트에 연결 가능한 복수의 데이터 송신기 또는 수신기를 더 포함한다.

88. 조항 87의 시스템으로서,

복수의 데이터 송신기 또는 수신기에 커플링되는 MIMO 멀티플렉싱 또는 디멀티플렉싱 회로부를 더 포함한다.

89. 조항 87의 시스템으로서, 홀로그래픽 빔형성 안테나를 더 포함하고, 복수의 데이터 송신기 또는 수신기는 홀로그래픽 빔형성 안테나의 각각의 복수의 공급 포트에 연결된다.

90. 조항 48의 시스템으로서, 홀로그래픽 빔형성 안테나는 통신 노드에서의 복수의 홀로그래픽 빔형성 안테나 중 하나이며, 안테나 제어 유닛은 각각의 복수의 고 지향성 빔을 각각의 인접 노드로 지향시키도록 복수의 홀로그래픽 빔형성 안테나에 대한 제어 입력을 조정하도록 동작 가능하다.

91. 조항 90의 시스템으로서,

각각의 복수의 홀로그래픽 빔형성 안테나의 각각의 복수의 공급 포트에 연결 가능한 복수의 데이터 송신기 또는 수신기를 더 포함한다.

92. 조항 91의 시스템으로서,

93. 조항 91의 시스템으로서, 복수의 홀로그래픽 빔형성 안테나를 더 포함하고, 각각의 복수의 데이터 송신기 또는 수신기는 각각의 복수의 홀로그래픽 빔형성 안테나의 각각의 복수의 공급 포트에 연결된다.

94. 조항 48의 시스템으로서, 안테나 제어 유닛은 제1 인접 노드를 포함하는 복수의 인접 노드를 발견하기 위한 회로부를 포함한다.

95. 조항 94의 시스템으로서, 안테나 제어 유닛은, 각각의 복수의 인접 노드로 지향되는 복수의 고 지향성 빔 사이에서 스위칭하도록 홀로그래픽 빔형성 안테나의 제어 입력을 반복적으로 조정하기 위한 회로부를 포함한다.

96. 조항 95의 시스템으로서,

97. 조항 96의 시스템으로서,

데이터 송신기 또는 수신기에 커플링되는 데이터 모뎀을 더 포함한다.

98. 조항 97의 시스템으로서, 데이터 모뎀은 데이터 프레임 레이트를 정의하고, 안테나 제어 유닛은 데이터 프레임 레이트에서 스위칭하도록 제어 입력을 반복적으로 조정하도록 동작 가능하다.

99. 조항 97의 시스템으로서, 데이터 모뎀은 데이터 패킷 레이트를 정의하고, 안테나 제어 유닛은 데이터 패킷 레이트에서 스위칭하도록 제어 입력을 반복적으로 조정하도록 동작 가능하다.

100. 조항 94의 시스템으로서, 홀로그래픽 빔형성 안테나는 통신 노드에서의 복수의 홀로그래픽 빔형성 안테나 중 하나이며, 안테나 제어 유닛은 각각의 복수의 고 지향성 빔을 복수의 인접 노드로 지향시키도록 복수의 홀로그래픽 빔형성 안테나에 대한 제어 입력을 조정하기 위한 회로부를 포함한다.

101. 조항 100의 시스템으로서, 복수의 고 지향성 빔은 복수의 인접 노드에 각각 대응한다.

102. 조항 101의 시스템으로서, 복수의 빔형성 안테나는 복수의 인접 노드를 초과하고, 안테나 제어 유닛은 다수의 고 지향성 빔을 하나 이상의 선택된 인접 노드로 지향시키도록 복수의 홀로그래픽 빔형성 안테나에 대한 제어 입력을 조정하기 위한 회로부를 포함한다.

다양한 양태 및 실시형태가 본원에서 개시되지만, 기술 분야의 숙련된 자에게는 다른 양태 및 실시형태가 명백할 것이다. 본원에서 개시되는 다양한 양태 및 실시형태는 예시의 목적을 위한 것이며 제한하는 것으로 의도되지는 않으며, 진정한 범위 및 취지는 이하의 청구범위에 의해 나타내어진다.

Claims

홀로그래픽 빔형성 안테나를 포함하는 네트워크 노드를 동작시키는 방법으로서,
고 지향성 빔을 제1 인접 노드로 지향시키도록 상기 홀로그래픽 빔형성 안테나를 구성하는 단계;
경로 재지정 우선 순위(rerouting preference)를 나타내는 정보를 수신하는 단계; 및
상기 경로 재지정 우선 순위에 따라 고 지향성 빔을 제2 인접 노드로 지향시키도록 상기 홀로그래픽 빔형성 안테나를 재구성하는 단계를 포함하는, 홀로그래픽 빔형성 안테나를 포함하는 네트워크 노드를 동작시키는 방법.
제1항에 있어서,
상기 네트워크 노드는 루트 노드이고, 상기 제1 인접 노드는 제1 메쉬 노드이고, 상기 제2 인접 노드는 제2 메쉬 노드인 것인, 홀로그래픽 빔형성 안테나를 포함하는 네트워크 노드를 동작시키는 방법.
제1항에 있어서,
상기 네트워크 노드는 메쉬 노드이고, 상기 제1 인접 노드는 제1 인접 메쉬 노드이고, 상기 제2 인접 노드는 제2 인접 메쉬 노드인 것인, 홀로그래픽 빔형성 안테나를 포함하는 네트워크 노드를 동작시키는 방법.
제1항에 있어서,
상기 네트워크 노드는 메쉬 노드이고, 상기 제1 인접 노드는 인접한 루트 노드이고, 상기 제2 인접 노드는 인접한 메쉬 노드인 것인, 홀로그래픽 빔형성 안테나를 포함하는 네트워크 노드를 동작시키는 방법.
제1항에 있어서,
상기 네트워크 노드는 메시 노드이고, 상기 제1 인접 노드는 인접한 메시 노드이고, 상기 제2 인접 노드는 인접한 루트 노드인 것인, 홀로그래픽 빔형성 안테나를 포함하는 네트워크 노드를 동작시키는 방법.
제1항에 있어서,
상기 경로 재지정 우선 순위를 나타내는 상기 정보의 상기 수신은, 통신 노드와 상기 제1 인접 노드 사이의 통신 채널과의 물리적 또는 전자기적 간섭을 나타내는 정보의 수신인 것인, 홀로그래픽 빔형성 안테나를 포함하는 네트워크 노드를 동작시키는 방법.
제6항에 있어서,
상기 통신 채널과의 물리적 또는 전자기적 간섭을 나타내는 정보의 상기 수신은, 상기 통신 채널에 대한 신호 대 간섭 잡음(signal-to-interference-plus noise) 또는 반송파 대 간섭 잡음(carrier-to-interference-plus-noise) 메트릭에서의 감소의 관측인 것인, 홀로그래픽 빔형성 안테나를 포함하는 네트워크 노드를 동작시키는 방법.
제6항에 있어서,
상기 통신 채널과의 물리적 또는 전자기적 간섭을 나타내는 정보의 상기 수신은, 감소된 채널 품질을 나타내는 채널 상태 정보의 수신인 것인, 홀로그래픽 빔형성 안테나를 포함하는 네트워크 노드를 동작시키는 방법.
제1항에 있어서,
상기 경로 재지정 우선 순위를 나타내는 정보의 상기 수신은, 상기 제1 인접 노드에서의 운전 중지 조건(outage condition)을 나타내는 정보의 수신인 것인, 홀로그래픽 빔형성 안테나를 포함하는 네트워크 노드를 동작시키는 방법.
제1항에 있어서,
상기 제1 인접 노드는 루트 노드에 대한 네트워크 경로를 갖는 메시 노드이고, 상기 경로 재지정 우선 순위를 나타내는 정보의 상기 수신은, 상기 메시 노드와 제1 루트 노드 사이의 상기 경로에 대한 운전 중지 조건을 나타내는 정보의 수신인 것인, 홀로그래픽 빔형성 안테나를 포함하는 네트워크 노드를 동작시키는 방법.
제1항에 있어서,
상기 경로 재지정 우선 순위를 나타내는 정보의 상기 수신은, 상기 제2 인접 노드로 경로를 재지정하라는 지시의 수신인 것인, 홀로그래픽 빔형성 안테나를 포함하는 네트워크 노드를 동작시키는 방법.
제11항에 있어서,
경로를 재지정하라는 상기 지시의 상기 수신은, 네트워크 운영 센터로부터의 경로를 재지정하라는 지시의 수신인 것인, 홀로그래픽 빔형성 안테나를 포함하는 네트워크 노드를 동작시키는 방법.
제11항에 있어서,
경로를 재지정하라는 상기 지시의 상기 수신은, 상기 네트워크 노드 및 상기 제1 및 제2 인접 노드를 포함하는 네트워크를 통한 상기 정보의 수신인 것인, 홀로그래픽 빔형성 안테나를 포함하는 네트워크 노드를 동작시키는 방법.
제13항에 있어서,
상기 네트워크는 보조 네트워크인 것인, 홀로그래픽 빔형성 안테나를 포함하는 네트워크 노드를 동작시키는 방법.
제14항에 있어서,
상기 보조 네트워크는 WLAN, WiMAX, 2G, 3G, 4G/LTE, FM, 또는 블루투스 네트워크인 것인, 홀로그래픽 빔형성 안테나를 포함하는 네트워크 노드를 동작시키는 방법.
제2 노드를 동적으로 지원하기 위해 빔형성 안테나를 포함하는 제1 노드를 동작시키는 방법으로서,
상기 제2 노드보다 상기 제1 노드에 더 가깝게 위치되는 로컬 유저에게 제1 빔을 지향시키도록 상기 빔형성 안테나를 구성하는 단계;
상기 제2 노드에서의 대역폭 부족을 나타내는 정보를 수신하는 단계; 및
상기 수신에 응답하여, 상기 제1 노드보다 상기 제2 노드에 더 가깝게 위치되는 원거리 유저에게 제2 빔을 지향시키도록 상기 빔형성 안테나를 재구성하는 단계를 포함하는, 제2 노드를 동적으로 지원하기 위해 빔형성 안테나를 포함하는 제1 노드를 동작시키는 방법.
제16항에 있어서,
상기 제1 빔은 제1 지향성을 가지며, 상기 제2 빔은 상기 제1 지향성보다 더 큰 제2 지향성을 가지는 것인, 제2 노드를 동적으로 지원하기 위해 빔형성 안테나를 포함하는 제1 노드를 동작시키는 방법.
제16항에 있어서,
상기 제1 노드는 상기 로컬 유저를 둘러싸는 제1 셀을 서비스하는 제1 기지국이고, 상기 제2 노드는 상기 원거리 유저를 둘러싸는 제2 셀을 서비스하는 제2 기지국인 것인, 제2 노드를 동적으로 지원하기 위해 빔형성 안테나를 포함하는 제1 노드를 동작시키는 방법.
제18항에 있어서,
상기 제2 셀은 상기 제1 셀에 인접하는 것인, 제2 노드를 동적으로 지원하기 위해 빔형성 안테나를 포함하는 제1 노드를 동작시키는 방법.
제18항에 있어서,
상기 제1 셀은 상기 로컬 유저를 둘러싸는 제1 섹터를 포함하고, 상기 제1 빔은 상기 제1 섹터에 의해 상기 제1 노드에서 대하게 되는(subtended) 각도 이하의 제1 빔폭을 가지는 것인, 제2 노드를 동적으로 지원하기 위해 빔형성 안테나를 포함하는 제1 노드를 동작시키는 방법.
제20항에 있어서,
상기 제2 셀은 상기 원거리 유저를 둘러싸는 제2 섹터를 포함하고, 상기 제2 빔은 상기 제2 섹터에 의해 상기 제1 노드에서 대하게 되는 각도 이하의 제2 빔폭을 가지는 것인, 제2 노드를 동적으로 지원하기 위해 빔형성 안테나를 포함하는 제1 노드를 동작시키는 방법.
제16항에 있어서,
상기 구성하는 단계 및 상기 재구성하는 단계는, 적어도 상기 제1 빔과 상기 제2 빔 사이에서 상기 빔형성 안테나의 반복된 스위칭을 포함하는 것인, 제2 노드를 동적으로 지원하기 위해 빔형성 안테나를 포함하는 제1 노드를 동작시키는 방법.
제22항에 있어서,
상기 반복된 스위칭은,
상기 로컬 유저의 증가된 대역폭 요구 또는 상기 원거리 유저의 감소된 대역폭 요구에 응답하여 상기 제1 빔의 듀티 사이클을 증가시키는 단계를 포함하는 것인, 제2 노드를 동적으로 지원하기 위해 빔형성 안테나를 포함하는 제1 노드를 동작시키는 방법.
제22항에 있어서,
상기 반복된 스위칭은,
상기 원거리 유저의 증가된 대역폭 요구 또는 상기 로컬 유저의 감소된 대역폭 요구에 응답하여 상기 제2 빔의 듀티 사이클을 증가시키는 단계를 포함하는 것인, 제2 노드를 동적으로 지원하기 위해 빔형성 안테나를 포함하는 제1 노드를 동작시키는 방법.
제22항에 있어서,
상기 로컬 유저는 복수의 로컬 유저 중 한 명이고, 상기 제1 빔은 상기 복수의 로컬 유저로 지향되는 하나 이상의 제1 빔의 세트 중 하나이며, 상기 반복된 스위칭은,
적어도, 상기 제2 빔과 상기 하나 이상의 제1 빔의 세트 사이에서 상기 빔형성 안테나를 반복적으로 스위칭하는 단계를 포함하는 것인, 제2 노드를 동적으로 지원하기 위해 빔형성 안테나를 포함하는 제1 노드를 동작시키는 방법.
제25항에 있어서,
상기 하나 이상의 제1 빔의 세트는, 상기 복수의 로컬 유저에 각각 대응하는 복수의 제1 빔인 것인, 제2 노드를 동적으로 지원하기 위해 빔형성 안테나를 포함하는 제1 노드를 동작시키는 방법.
제22항에 있어서,
상기 원거리 유저는 복수의 원거리 유저 중 한 명이고, 상기 제2 빔은 상기 복수의 원거리 유저에게 지향되는 하나 이상의 제2 빔의 세트 중 하나이며, 상기 반복된 스위칭은,
적어도, 상기 제1 빔과 상기 하나 이상의 제2 빔의 세트 사이에서 상기 빔형성 안테나를 반복적으로 스위칭하는 단계를 포함하는 것인, 제2 노드를 동적으로 지원하기 위해 빔형성 안테나를 포함하는 제1 노드를 동작시키는 방법.
제27항에 있어서,
상기 하나 이상의 제2 빔의 세트는 상기 복수의 원거리 유저에 각각 대응하는 복수의 제2 빔인 것인, 제2 노드를 동적으로 지원하기 위해 빔형성 안테나를 포함하는 제1 노드를 동작시키는 방법.
제16항에 있어서,
상기 대역폭 부족을 나타내는 상기 정보의 상기 수신은, 네트워크 운영 센터로부터의 상기 정보의 수신인 것인, 제2 노드를 동적으로 지원하기 위해 빔형성 안테나를 포함하는 제1 노드를 동작시키는 방법.
제16항에 있어서,
상기 대역폭 부족을 나타내는 상기 정보의 상기 수신은, 상기 제1 노드 및 상기 제2 노드를 포함하는 네트워크를 통한 상기 정보의 수신인 것인, 제2 노드를 동적으로 지원하기 위해 빔형성 안테나를 포함하는 제1 노드를 동작시키는 방법.
제30항에 있어서,
상기 네트워크는 보조 네트워크인 것인, 제2 노드를 동적으로 지원하기 위해 빔형성 안테나를 포함하는 제1 노드를 동작시키는 방법.
제31항에 있어서,
상기 보조 네트워크는 WLAN, WiMAX, 2G, 3G, 4G/LTE, FM, 또는 블루투스 네트워크인 것인, 제2 노드를 동적으로 지원하기 위해 빔형성 안테나를 포함하는 제1 노드를 동작시키는 방법.
홀로그램 빔형성 안테나를 포함하는 네트워크 노드를 동작시키기 위한 시스템으로서,
고 지향성 빔을 제1 인접 노드로 지향시키도록 상기 홀로그래픽 빔형성 안테나의 제어 입력을 조정하기 위한 회로부를 포함하는 안테나 제어 유닛을 포함하고,
상기 안테나 제어 유닛은 경로 재지정 우선 순위를 나타내는 정보를 수신하고 상기 경로 재지정 우선 순위에 따라 고 지향성 빔을 제2 인접 노드로 지향시키도록 상기 홀로그래픽 빔형성 안테나의 상기 제어 입력을 재조정하기 위한 회로부를 더 포함하는, 홀로그램 빔형성 안테나를 포함하는 네트워크 노드를 동작시키기 위한 시스템.
제33항에 있어서,
상기 홀로그래픽 빔형성 안테나를 더 포함하는, 홀로그램 빔형성 안테나를 포함하는 네트워크 노드를 동작시키기 위한 시스템.
제33항에 있어서,
상기 네트워크 노드는 루트 노드이고, 상기 제1 인접 노드는 제1 메쉬 노드이고, 상기 제2 인접 노드는 제2 메쉬 노드인 것인, 홀로그램 빔형성 안테나를 포함하는 네트워크 노드를 동작시키기 위한 시스템.
제33항에 있어서,
상기 네트워크 노드는 메쉬 노드이고, 상기 제1 인접 노드는 제1 인접 메쉬 노드이고, 상기 제2 인접 노드는 제2 인접 메쉬 노드인 것인, 홀로그램 빔형성 안테나를 포함하는 네트워크 노드를 동작시키기 위한 시스템.
제33항에 있어서,
상기 네트워크 노드는 메쉬 노드이고, 상기 제1 인접 노드는 인접한 루트 노드이고, 상기 제2 인접 노드는 인접한 메쉬 노드인 것인, 홀로그램 빔형성 안테나를 포함하는 네트워크 노드를 동작시키기 위한 시스템.
제33항에 있어서,
상기 네트워크 노드는 메시 노드이고, 상기 제1 인접 노드는 인접한 메시 노드이고, 상기 제2 인접 노드는 인접한 루트 노드인 것인, 홀로그램 빔형성 안테나를 포함하는 네트워크 노드를 동작시키기 위한 시스템.
제33항에 있어서,
상기 경로 재지정 우선 순위를 나타내는 상기 정보를 수신하기 위한 상기 회로부는, 상기 통신 노드와 상기 제1 인접 노드 사이의 통신 채널과의 물리적 또는 전자기적 간섭을 나타내는 정보를 수신하기 위한 회로부를 포함하는 것인, 홀로그램 빔형성 안테나를 포함하는 네트워크 노드를 동작시키기 위한 시스템.
제39항에 있어서,
상기 홀로그래픽 빔형성 안테나의 공급 포트에 연결 가능한 송신기 또는 수신기; 및
상기 송신기 또는 수신기에 커플링되는 모뎀을 더 포함하는, 홀로그램 빔형성 안테나를 포함하는 네트워크 노드를 동작시키기 위한 시스템.
제40항에 있어서,
상기 통신 채널과의 물리적 또는 전자기적 간섭을 나타내는 정보를 수신하기 위한 상기 회로부는, 상기 모뎀으로부터 신호 대 간섭 및 잡음 또는 반송파 대 간섭 및 잡음 메트릭을 수신하기 위한 회로부를 포함하는 것인, 홀로그램 빔형성 안테나를 포함하는 네트워크 노드를 동작시키기 위한 시스템.
제40항에 있어서,
상기 통신 채널과의 물리적 또는 전자기적 간섭을 나타내는 정보를 수신하기 위한 상기 회로부는, 감소된 채널 품질을 나타내는 상기 모뎀으로부터의 채널 상태 정보를 수신하기 위한 회로부를 포함하는 것인, 홀로그램 빔형성 안테나를 포함하는 네트워크 노드를 동작시키기 위한 시스템.
제33항에 있어서,
상기 경로 재지정 우선 순위를 나타내는 상기 정보를 수신하기 위한 상기 회로부는 상기 제1 인접 노드에서의 운전 중지 조건을 나타내는 정보를 수신하기 위한 회로부를 포함하는 것인, 홀로그램 빔형성 안테나를 포함하는 네트워크 노드를 동작시키기 위한 시스템.
제33항에 있어서,
상기 제1 인접 노드는 루트 노드에 대한 네트워크 경로를 갖는 메시 노드이고, 상기 경로 재지정 우선 순위를 나타내는 정보를 수신하기 위한 상기 회로부는, 상기 메시 노드와 제1 루트 노드 사이의 경로에 대한 운전 중지 조건을 나타내는 정보를 수신하기 위한 회로부를 포함하는 것인, 홀로그램 빔형성 안테나를 포함하는 네트워크 노드를 동작시키기 위한 시스템.
제33항에 있어서,
상기 경로 재지정 우선 순위를 나타내는 정보를 수신하기 위한 상기 회로부는, 상기 제2 인접 노드로 경로를 재지정하라는 지시를 수신하기 위한 회로부를 포함하는 것인, 홀로그램 빔형성 안테나를 포함하는 네트워크 노드를 동작시키기 위한 시스템.
제45항에 있어서,
상기 네트워크 노드 및 상기 제1 및 제2 인접 노드를 포함하는 네트워크로부터 경로를 재지정하라는 상기 지시를 수신하도록 구성되는 네트워크 모듈을 더 포함하는, 홀로그램 빔형성 안테나를 포함하는 네트워크 노드를 동작시키기 위한 시스템.
제46항에 있어서,
상기 네트워크 모듈은, 네트워크 운영 센터로부터 경로를 지정하라는 상기 지시를 수신하도록 구성되는 것인, 홀로그램 빔형성 안테나를 포함하는 네트워크 노드를 동작시키기 위한 시스템.
제46항에 있어서,
상기 네트워크 모듈은 보조 네트워크 모듈인 것인, 홀로그램 빔형성 안테나를 포함하는 네트워크 노드를 동작시키기 위한 시스템.
제48항에 있어서,
상기 보조 네트워크 모듈은 WLAN, WiMAX, 2G, 3G, 4G/LTE, FM, 또는 블루투스 네트워크 모듈인 것인, 홀로그램 빔형성 안테나를 포함하는 네트워크 노드를 동작시키기 위한 시스템.
제2 노드를 동적으로 지원하기 위해 빔형성 안테나를 포함하는 제1 노드를 동작시키기 위한 시스템으로서,
상기 제2 노드보다 상기 제1 노드에 더 가깝게 위치되는 로컬 유저에게 제1 빔을 지향시키도록 상기 빔형성 안테나의 제어 입력을 조정하기 위한 회로부를 포함하는 안테나 제어 유닛을 포함하고,
상기 안테나 제어 유닛은, 상기 제2 노드에서의 대역폭 부족을 나타내는 정보를 수신하고 상기 제1 노드보다 상기 제2 노드에 더 가깝게 위치되는 원거리 유저에게 제2 빔을 지향시키도록 상기 빔형성 안테나의 상기 제어 입력을 재조정하기 위한 회로부를 더 포함하는, 제2 노드를 동적으로 지원하기 위해 빔형성 안테나를 포함하는 제1 노드를 동작시키기 위한 시스템.
제50항에 있어서,
상기 빔형성 안테나는 홀로그래픽 빔형성 안테나인 것인, 제2 노드를 동적으로 지원하기 위해 빔형성 안테나를 포함하는 제1 노드를 동작시키기 위한 시스템.
제50항에 있어서,
상기 빔형성 안테나를 더 포함하는, 제2 노드를 동적으로 지원하기 위해 빔형성 안테나를 포함하는 제1 노드를 동작시키기 위한 시스템.
제50항에 있어서,
상기 제1 빔은 제1 지향성을 가지며 상기 제2 빔은 제1 지향성보다 더 큰 제2 지향성을 가지는 것인, 제2 노드를 동적으로 지원하기 위해 빔형성 안테나를 포함하는 제1 노드를 동작시키기 위한 시스템.
제50항에 있어서,
상기 제1 노드는 상기 로컬 유저를 둘러싸는 제1 셀을 서비스하는 제1 기지국이고, 상기 제2 노드는 상기 원거리 유저를 둘러싸는 제2 셀을 서비스하는 제2 기지국인 것인, 제2 노드를 동적으로 지원하기 위해 빔형성 안테나를 포함하는 제1 노드를 동작시키기 위한 시스템.
제54항에 있어서,
상기 제2 셀은 상기 제1 셀에 인접하는 것인, 제2 노드를 동적으로 지원하기 위해 빔형성 안테나를 포함하는 제1 노드를 동작시키기 위한 시스템.
제54항에 있어서,
상기 제1 셀은 상기 로컬 유저를 둘러싸는 제1 섹터를 포함하고, 상기 제1 빔은 상기 제1 섹터에 의해 상기 제1 노드에서 대하게 되는 각도 이하의 제1 빔폭을 가지는 것인, 제2 노드를 동적으로 지원하기 위해 빔형성 안테나를 포함하는 제1 노드를 동작시키기 위한 시스템.
제56항에 있어서,
상기 제2 셀은 상기 원거리 유저를 둘러싸는 제2 섹터를 포함하고, 상기 제2 빔은 상기 제2 섹터에 의해 상기 제1 노드에서 대하게 되는 각도 이하의 제2 빔폭을 가지는 것인, 제2 노드를 동적으로 지원하기 위해 빔형성 안테나를 포함하는 제1 노드를 동작시키기 위한 시스템.
제50항에 있어서,
상기 조정 및 재조정을 위한 상기 회로부는, 적어도 상기 제1 빔과 상기 제2 빔 사이에서 상기 빔형성 안테나를 스위칭하도록 상기 빔형성 안테나의 상기 제어 입력을 반복적으로 조정하기 위한 회로부를 포함하는 것인, 제2 노드를 동적으로 지원하기 위해 빔형성 안테나를 포함하는 제1 노드를 동작시키기 위한 시스템.
제58항에 있어서,
상기 제어 입력을 반복적으로 조정하기 위한 상기 회로부는, 상기 로컬 유저의 증가된 대역폭 요구 또는 상기 원거리 유저의 감소된 대역폭 요구에 응답하여 상기 제1 빔의 듀티 사이클을 증가시키기 위한 회로부를 포함하는 것인, 제2 노드를 동적으로 지원하기 위해 빔형성 안테나를 포함하는 제1 노드를 동작시키기 위한 시스템.
제58항에 있어서,
상기 제어 입력을 반복적으로 조정하기 위한 상기 회로부는, 상기 원거리 유저의 증가된 대역폭 요구 또는 상기 로컬 유저의 감소된 대역폭 요구에 응답하여 상기 제2 빔의 듀티 사이클을 증가시키기 위한 회로부를 포함하는 것인, 제2 노드를 동적으로 지원하기 위해 빔형성 안테나를 포함하는 제1 노드를 동작시키기 위한 시스템.
제58항에 있어서,
상기 로컬 유저는 복수의 로컬 유저 중 한 명이고, 상기 제1 빔은 상기 복수의 로컬 유저로 지향되는 하나 이상의 제1 빔의 세트 중 하나이며, 상기 제어 입력을 반복적으로 조정하기 위한 상기 회로부는,
적어도, 상기 제2 빔과 상기 하나 이상의 제1 빔의 세트 사이에서 스위칭하도록 상기 빔형성 안테나의 상기 제어 입력을 반복적으로 조정하기 위한 회로부를 포함하는 것인, 제2 노드를 동적으로 지원하기 위해 빔형성 안테나를 포함하는 제1 노드를 동작시키기 위한 시스템.
제61항에 있어서,
상기 하나 이상의 제1 빔의 세트는, 상기 복수의 로컬 유저에 각각 대응하는 복수의 제1 빔인 것인, 제2 노드를 동적으로 지원하기 위해 빔형성 안테나를 포함하는 제1 노드를 동작시키기 위한 시스템.
제58항에 있어서,
상기 원거리 유저는 복수의 원거리 유저 중 한 명이고, 상기 제2 빔은 상기 복수의 원거리 유저로 지향되는 하나 이상의 제2 빔의 세트 중 하나이며, 상기 제어 입력을 반복적으로 조정하기 위한 상기 회로부는,
적어도, 상기 제1 빔과 하나 이상의 제2 빔의 상기 세트 사이를 스위칭하도록 상기 빔형성 안테나를 반복적으로 조정하기 위한 회로부를 포함하는 것인, 제2 노드를 동적으로 지원하기 위해 빔형성 안테나를 포함하는 제1 노드를 동작시키기 위한 시스템.
제63항에 있어서,
하나 이상의 제2 빔의 상기 세트는 상기 복수의 원거리 유저에 각각 대응하는 복수의 제2 빔인 것인, 제2 노드를 동적으로 지원하기 위해 빔형성 안테나를 포함하는 제1 노드를 동작시키기 위한 시스템.
제50항에 있어서,
상기 제1 노드 및 상기 제2 노드를 포함하는 네트워크로부터 상기 대역폭 부족을 나타내는 상기 정보를 수신하도록 구성되는 네트워크 모듈을 더 포함하는, 제2 노드를 동적으로 지원하기 위해 빔형성 안테나를 포함하는 제1 노드를 동작시키기 위한 시스템.
제65항에 있어서,
상기 네트워크 모듈은 네트워크 운영 센터로부터 상기 대역폭 부족을 나타내는 상기 정보를 수신하도록 구성되는 것인, 제2 노드를 동적으로 지원하기 위해 빔형성 안테나를 포함하는 제1 노드를 동작시키기 위한 시스템.
제65항에 있어서,
상기 네트워크 모듈은 보조 네트워크 모듈인 것인, 제2 노드를 동적으로 지원하기 위해 빔형성 안테나를 포함하는 제1 노드를 동작시키기 위한 시스템.
제67항에 있어서,
상기 보조 네트워크 모듈은 WLAN, WiMAX, 2G, 3G, 4G/LTE, FM, 또는 블루투스 네트워크 모듈인 것인, 제2 노드를 동적으로 지원하기 위해 빔형성 안테나를 포함하는 제1 노드를 동작시키기 위한 시스템.