KR20200100141A

KR20200100141A - 안테나 시스템 위상 분포에 기반한 간섭 완화

Info

Publication number: KR20200100141A
Application number: KR1020207020903A
Authority: KR
Inventors: 제라드 제임스 헤이즈; 주니어 엘버트 스탠포드 에스크리드지; 고이치로 타카미자와; 존 스왈츠; 마이크 바츠; 제임스 오. 레그볼드
Original assignee: 스마트스카이 네트웍스 엘엘씨
Priority date: 2017-12-19
Filing date: 2018-12-18
Publication date: 2020-08-25
Also published as: KR102571048B1; AU2018388483B2; EP3729682A1; CN111492595A; US20220131564A1; US11233534B2; US20210091813A1; WO2019126096A1; JP2021508196A; CN111492595B; AU2018388483A1; US11811441B2; JP7317015B2

Abstract

간섭 완화 방법은 안테나 어셈블리에서 시스템의 자산으로부터 원하는 신호를 수신하는 단계 및 원하는 신호의 원점의 상대적 위치에 기반하여 원하는 신호를 상대적 위상 분포 정보와 연관시키는 단계를 포함할 수 있고, 여기서 안테나 어셈블리에 대해 상대적 위상 분포 정보가 미리 결정된다. 방법은 간섭 신호를 수신하는 단계 및 간섭 신호를 간섭 신호의 원점의 상대적 위치에 기반하여 상대적 위상 분포 정보와 연관시키는 단계를 더 포함하고, 여기서 원하는 신호와 간섭 신호는 수신 신호 세트를 형성한다. 방법은 수신 신호 세트의 신호들을 원점의 각각의 개별 상대적 위치와 연관된 개별 상대적 위상들로 정규화하는 단계, 및 정규화된 신호들에 기반하여 간섭 신호의 간섭 제거를 수행하는 단계를 더 포함한다.

Description

안테나 시스템 위상 분포에 기반한 간섭 완화

관련 출원에 대한 상호 참조

본 출원은 2017년 12월 19일자로 출원된, 미국 출원 제62/607,569호를 우선권으로 주장하고, 이의 전체 개시 내용들은 그 전체가 본 명세서에 참조로 포함된다.

기술 분야

예시적인 실시예들은 일반적으로 무선 통신들에 관한 것으로, 특히, 무선 공중 대 지상(air-to-ground, ATG) 네트워크들을 위한 간섭 완화 기술들에 관한 것이다.

고속 데이터 통신들 및 그러한 통신들을 가능하게 하는 디바이스들은 현대 사회에서는 유비쿼터스가 되었다. 이러한 디바이스들은 많은 사용자들이 인터넷 및 다른 통신 네트워크들에 대해 거의 연속적인 연결을 유지할 수 있게 한다. 이러한 고속 데이터 연결들은 전화선들, 케이블 모뎀들, 또는 물리적 유선 연결을 갖는 다른 그러한 디바이스들을 통해 이용가능하지만, 무선 연결들은 이동성을 희생하지 않고 연결된 상태를 유지하는 우리의 능력을 혁신시켰다.

그러나, 사람들이 지상에 있는 동안에 네트워크들에 연속적으로 연결된 채로 있는 것에 친숙함에도 불구하고, 사람들은 일반적으로 항공기에 탑승하면 쉬운 및/또는 저렴한 연결이 정지하는 경향이 있을 것을 이해한다. 항공 플랫폼들은 적어도 기내의 승객들에 대해, 통신 네트워크들에 여전히 쉽고 저렴하게 연결되지 않았다. 공중에서 연결된 상태를 유지하기 위한 시도들은 통상적으로 고가이고 대역폭 제한들 또는 높은 레이턴시 문제들을 갖는다. 더욱이, 항공기 통신 능력들에 의해 제시된 비용 및 문제들을 다루고자 하는 승객들은 종종 항공기 상에 제공된 융통성 없는 통신 아키텍처에 의해 지원되는 매우 특정한 통신 모드들로 제한된다.

다양한 종류들의 비행중 수신 디바이스들과의 더 양호한 통신들을 가능하게 하기 위해 네트워크 인프라들에 대한 개선이 이루어지기 때문에, 상술한 문제들을 완화하려고 시도하기 위해 더 많은 해결책들이 마련될 것으로 예상된다. 경쟁 해결책들의 존재, 및 임의의 특정한 통신 해결책과 연관될 수 있는 스펙트럼의 일반적인 부족만이 간섭의 가능성 및 영향을 증가시키게 할 수 있다. 따라서, 이러한 고유하고 매우 도전적인 통신 환경에서 간섭을 완화하기 위해 고도로 가능한 해결책들을 정의하는 것이 바람직할 수 있다.

무선 기술들의 연속적인 발전은 항공기 기내(aircraft in-flight)에 대한 무선 커버리지(coverage)를 제공하는 새로운 기회들을 제공한다. 일부 예시적인 실시예들은 예를 들어, 성능을 향상시키기 위해 항공기 안테나들에 구현될 수 있는 간섭 완화 기술들을 제공할 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예들은 간섭 완화를 수행하기 위해 거의 실시간 능력을 이용하는 것과 관련하여 안테나 시스템 위상 분포의 선험적 지식이 사용되는 것을 허용할 수 있다.

일 예시적인 실시예에서, 간섭 완화 모듈이 제공될 수 있다. 모듈은 안테나 어셈블리에서 시스템의 자산으로부터 원하는 신호를 수신하고, 원하는 신호의 원점의 상대적 위치에 기반하여, 원하는 신호를 상대적 위상 분포 정보와 연관시키도록 구성된 처리 회로를 포함할 수 있고, 여기서 상대적 위상 분포 정보는 안테나 어셈블리에 대해 미리 결정된다. 처리 회로는 간섭 신호를 수신하고, 간섭 신호의 원점의 상대적 위치에 기반하여, 간섭 신호를 상대적 위상 분포 정보와 연관시키도록 추가로 구성될 수 있고, 여기서 원하는 신호와 간섭 신호는 수신 신호 세트를 형성한다. 처리 회로는 또한 수신 신호 세트의 신호들을 원점의 각각의 개별 상대적 위치와 연관된 개별 상대적 위상들로 정규화하고, 정규화된 신호들에 기반하여 간섭 신호의 간섭 제거를 수행하도록 구성될 수 있다.

또 다른 예시적인 실시예에서, 간섭 완화 방법이 제공될 수 있다. 방법은 안테나 어셈블리에서 시스템의 자산으로부터 원하는 신호를 수신하는 단계 및 원하는 신호를 원하는 신호의 원점의 상대적 위치에 기반하여 상대적 위상 분포 정보와 연관시키는 단계를 포함할 수 있고, 여기서 상대적 위상 분포 정보는 안테나 어셈블리에 대해 미리 결정된다. 이 방법은 간섭 신호를 수신하는 단계 및 간섭 신호를 간섭 신호의 원점의 상대적 위치에 기반하여 상대적 위상 분포 정보와 연관시키는 단계를 더 포함하고, 여기서 원하는 신호와 간섭 신호는 수신 신호 세트를 형성한다. 방법은 수신 신호 세트의 신호들을 원점의 각각의 개별 상대적 위치와 연관된 개별 상대적 위상들로 정규화하는 단계, 및 정규화된 신호들에 기반하여 간섭 신호의 간섭 제거를 수행하는 단계를 더 포함한다.

이와 같이 본 발명을 일반적인 용어들로 설명하였고, 반드시 일정한 비율로 그려진 것은 아닌 첨부 도면들에 대한 참조가 이루어질 것이다.
도 1은 간섭 완화의 예시적인 실시예를 이용할 수 있는 ATG 통신 네트워크의 기능 블록도를 예시한다;
도 2는 예시적인 실시예에 따라 원하는 신호 및 간섭 신호를 수신하는 항공기의 측면도를 예시한다;
도 3은 예시적인 실시예에 따라 배향 기준 구의 사시도를 예시한다;
도 4는 예시적인 실시예에 따라 배향 기준 반구의 사시도를 예시한다;
도 5는 예시적인 실시예에 따라 배향 기준 반구의 저면도를 예시한다;
도 6은 예시적인 실시예에 따라 위상 분포 맵의 일부를 예시한다;
도 7은 예시적인 실시예에 따라 간섭 완화 모듈의 블록도를 예시한다;
도 8은 예시적인 실시예에 따라 간섭 완화를 수행하는 방법의 블록도를 예시한다.

이제 일부 예시적인 실시예들이 첨부 도면들을 참조하여 이하에서 더 충분히 설명될 것이며, 첨부 도면들에는 전부가 아니라 일부 예시적인 실시예들이 도시된다. 실제로, 본 명세서에 설명되고 도시된 예들은 본 개시내용의 범위, 적용가능성 또는 구성에 관해 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 오히려, 이들 예시적인 실시예들은 이 개시내용이 적용가능한 법적 요건들을 만족시키도록 제공된다. 유사한 참조 번호들은 전체에 걸쳐 유사한 요소들을 참조하기 위해 사용될 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "또는" 이라는 용어는 그 피연산자들 중 하나 이상이 참일 때마다 참을 야기하는 논리 연산자로서 해석되어야 한다.

본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "컴포넌트", "모듈" 등의 용어들은 하드웨어, 펌웨어, 또는 하드웨어와 소프트웨어의 조합(즉, 소프트웨어가 실행되는 것에 의해 특정한 방식으로 하드웨어가 구성되는 것)과 같은, 그러나 이에 제한되지 않는 컴퓨터 관련 엔티티를 포함하도록 의도된다. 예를 들어, 컴포넌트 또는 모듈은 프로세서 상에서 실행되는 프로세스, 프로세서(또는 프로세서들), 객체, 실행파일, 실행 스레드, 및/또는 컴퓨터일 수 있지만, 이들로 제한되지 않는다. 예로서, 컴퓨팅 디바이스 상에서 실행 중인 애플리케이션 및/또는 컴퓨팅 디바이스 둘 다가 컴포넌트 또는 모듈일 수 있다. 하나 이상의 컴포넌트 또는 모듈은 프로세스 및/또는 실행 스레드 내에 상주할 수 있고 컴포넌트/모듈은 하나의 컴퓨터 상에 국소화되고/되거나 2개 이상의 컴퓨터들 사이에 분산될 수 있다. 또한, 이들 컴포넌트들은 다양한 데이터 구조들이 저장되어 있는 다양한 컴퓨터 판독가능 매체로부터 실행될 수 있다. 컴포넌트들은 로컬 시스템, 분산 시스템 내에서, 및/또는 신호를 통해 다른 시스템들과의 인터넷과 같은 네트워크를 가로질러 또 다른 컴포넌트/모듈과 상호작용하는 하나의 컴포넌트/모듈로부터의 데이터와 같은, 하나 이상의 데이터 패킷을 갖는 신호에 따라 로컬 및/또는 원격 프로세스들을 통해 통신할 수 있다. 각각의 개별 컴포넌트/모듈은 본 명세서에서 더 상세히 설명될 하나 이상의 기능을 수행할 수 있다. 그러나, 수행되는 다양한 기능들에 대응하는 별개의 모듈들에 관하여 이 예가 설명되지만, 일부 예들은 각자의 상이한 기능들을 이용하기 위한 모듈식 아키텍처들을 반드시 이용하지는 않을 수 있다는 점이 이해되어야 한다. 따라서, 예를 들어, 코드가 상이한 모듈들 사이에서 공유될 수 있거나, 처리 회로 자체가 본 명세서에 설명된 컴포넌트들/모듈들과 연관되는 것으로 설명된 기능들 전부를 수행하도록 구성될 수 있다. 또한, 본 개시내용의 맥락에서, 용어 "모듈"은 개별 모듈들의 기능성들을 수행하기 위한 임의의 일반 수단들을 식별하는 임시의 단어로서 이해되어서는 안 된다. 대신에, "모듈"이라는 용어는 처리 회로에 구체적으로 구성되거나 동작 가능하게 결합될 수 있어, 처리 회로에 추가되거나 그렇지 않으면 동작 가능하게 결합되는 하드웨어 및/또는 소프트웨어에 기반하여 처리 회로의 거동 및/또는 능력을 수정하여, 처리 회로를 그에 따라 구성하는 모듈식 컴포넌트인 것으로 이해되어야 한다.

본 명세서에 설명된 일부 예시적인 실시예들은 개선된 공중 대 지상(ATG) 무선 통신 성능을 위한 전략들을 제공한다. 이와 관련하여, 일부 예시적인 실시예들은 지상의 기지국들과 무선으로 통신하는 항공기 상의 안테나들에 적용될 수 있는 개선된 간섭 완화 기술들을 제공할 수 있다. 이러한 간섭 완화 기술들은 비교적 복잡한 것으로 간주될 수 있고, 따라서 이러한 환경들에 의해 제기된 과제들로 인해 ATG 통신의 분야에서 특히 유용하다. 그러나, 본 명세서에 설명된 개념들은 안테나들이 사용되고 간섭 완화가 바람직한 임의의 맥락에서 적용된다는 점이 이해되어야 한다. 따라서, 항공기 안테나들에 관한 본 명세서에서의 설명들은 예시적인 실시예들을 실시하는 것의 계산 부하들 및 복잡성이 동작 환경의 복잡도 및 과제들을 충족시킬 수 있는 것으로 알려져 있는 하나의 맥락의 설명인 것으로만 이해되어야 하며, 예시적인 실시예들이 적용가능할 수 있는 다른 맥락들을 제한하지 않는다.

도 1은 예시적인 실시예를 이용할 수 있는 ATG 네트워크(100)의 기능 블록도를 예시한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 제1 BS(102) 및 제2 BS(104)는 각각 ATG 네트워크(100)의 기지국들일 수 있다. ATG 네트워크(100)는 다른 BS들(106)을 더 포함할 수 있고, 각각의 BS들은 게이트웨이(GTW) 디바이스(110)를 통해 ATG 네트워크(100)와 통신할 수 있다. ATG 네트워크(100)는 인터넷(120) 또는 다른 통신 네트워크들과 같은 광역 네트워크와 더 통신할 수 있다. 일부 실시예들에서, ATG 네트워크(100)는 패킷 교환 코어 네트워크를 포함하거나 그렇지 않으면 그에 결합될 수 있다. 또한 제1 BS(102), 제2 BS(104) 및 다른 BS들(106) 중 임의의 것은 ATG 네트워크(100)에 대해 정의된 네트워크 주파수들 및 프로토콜들을 통해 항공기(150)와 통신하도록 구성된 안테나들을 이용하는 기지국들의 예들일 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 항공기(150)는 비행중일 수 있고 제1 BS(102), 제2 BS(104) 및 다른 BS들(106) 중 각자의 것들과 연관되는 커버리지 영역들(지구의 표면 위의 3D 공간에서 정의됨) 사이에서 이동할 수 있다. 이러한 커버리지 영역들은 연속적인 커버리지가 정의될 수 있도록 중첩될 수 있고 항공기(150)는 항공기(150)가 핸드오버들을 통해 이동할 때 BS들 중 다양한 것들과 순차적으로 통신할 수 있다. 일부 경우들에서, 항공기 상의 수신기들의 핸드오버들은 네트워크 제어기(160)와 같은 네트워크 컴포넌트의 제어 하에서 달성될 수 있다.

네트워크 제어기(160)가 직접적으로 도 1에서 ATG 네트워크(100)에 동작가능하게 결합되는 것으로 도시되어 있지만, 네트워크 제어기(160)는 ATG 네트워크(100) 내의 어느 곳에라도 위치될 수 있고, 심지어 일부 경우들에서 분산된 컴포넌트들의 컬렉션일 수도 있다는 것이 이해되어야 한다. 네트워크 제어기(160)는 예를 들어, 스위칭 기능성을 포함할 수 있다. 따라서 예를 들어, 네트워크 제어기(160)는 항공기(150)로의 및 항공기(150)로부터의(또는 항공기(150) 상의 통신 장비로의) 라우팅 호출들을 핸들링하고/하거나 항공기(150) 상의 통신 장비와 ATG 네트워크(100) 사이의 다른 데이터 또는 통신 전달들을 핸들링하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 네트워크 제어기(160)는 항공기(150) 상의 통신 장비가 호출에 수반될 때 지상 통신선 트렁크들에의 연결을 제공하도록 기능할 수 있다. 또한, 네트워크 제어기(160)는 항공기(150) 상의 통신 장비로의 및 통신 장비로부터의 메시지들 및/또는 데이터의 포워딩을 제어하도록 구성될 수 있고, 또한 기지국들에 대한 메시지들의 포워딩을 제어할 수 있다. 네트워크 제어기(160)가 도 1의 시스템에 도시되어 있지만, 네트워크 제어기(160)는 단지 예시적인 네트워크 디바이스이고 예시적인 실시예들은 네트워크 제어기(160)를 이용하는 네트워크에서의 사용으로 제한되지 않는다는 점에 유의해야 한다.

네트워크 제어기(160)는 LAN(local area network), MAN(metropolitan area network), 및/또는 WAN(wide area network)(예를 들어, 인터넷(120))과 같은 데이터 네트워크에 결합될 수 있고 직접적으로 또는 간접적으로 데이터 네트워크에 결합될 수 있다. 차례로, 처리 요소들(예를 들어, 퍼스널 컴퓨터들, 랩톱 컴퓨터들, 스마트폰들, 서버 컴퓨터들 등)과 같은 디바이스들은 인터넷(120)을 통해 항공기(150) 상의 통신 장비에 결합될 수 있다.

ATG 네트워크(100)의 모든 가능한 실시예의 모든 요소가 본 명세서에 도시되고 설명되지는 않지만, 항공기(150) 상의 통신 장비는 ATG 네트워크(100)를 통해 다수의 상이한 네트워크들 중 임의의 하나 이상에 결합될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 이와 관련하여, 네트워크(들)는 다수의 1세대(1G), 2세대(2G), 3세대(3G), 4세대(4G) 및/또는 장래의 모바일 통신 프로토콜들 등 중 임의의 하나 이상에 따라 통신을 지원할 수 있다. 일부 경우들에서, 지원되는 통신은 2.4GHz 또는 5.8GHz와 같은 비허가 대역 주파수들을 사용하여 정의되는 통신 링크들을 이용할 수 있다. 예시적인 실시예들은 시분할 듀플렉스(TDD), 주파수 분할 듀플렉스(FDD), 또는 시스템 내의 양방향 통신(항공기(150)로 및 항공기(150)로부터)을 가능하게 하기 위한 임의의 다른 적합한 메커니즘들을 이용할 수 있다. 더욱이, 일부 경우들에서, 이 통신이 달성될 수 있고, 그것과 함께 연관된 링크들 중 하나 또는 둘 다는 항공기(150) 및/또는 기지국들(102, 104, 106)과 연관된 안테나 어셈블리들에 의해 형성되거나 그렇지 않으면 분해되는(resolved) 좁은 무선 주파수 빔들을 통해 형성될 수 있다. 이와 같이, 빔포밍 기술은 항공기(150)에 대한 업링크 및 항공기(150)로부터의 다운링크 중 하나 또는 둘 다를 정의하기 위해 사용될 수 있다.

일부 실시예들에서, 빔포밍 제어 모듈의 하나 이상의 인스턴스는 예시적인 실시예들에서 네트워크측 또는 항공기측 중 어느 하나 또는 둘 다에서 무선 통신 장비 상에서 이용될 수 있다. 따라서, 일부 실시예들에서, 빔포밍 제어 모듈은 항공기(150) 상의 수신국(예를 들어, 승객 디바이스 또는 항공기의 통신 시스템(예를 들어, WiFi 라우터)과 연관된 디바이스)에서 구현될 수 있다. 일부 실시예들에서, 빔포밍 제어 모듈은 네트워크 제어기(160)에서 또는 일부 다른 네트워크측 엔티티에서 구현될 수 있다. 빔포밍 제어 모듈은 위치 정보(예를 들어, 기지국들 중 하나로부터의 항공기(150)의 상대적 위치를 나타냄)를 이용하여 전송 엔티티(예를 들어, 제1 BS(102))로부터 타겟(예를 들어, 항공기(150)) 쪽으로 좁은 빔을 조종하거나 형성하도록 구성될 수 있다. 그 다음 좁은 빔은 상대적 위치에 의해 결정된 도착 각도(3D 공간에서)에서 타겟(예를 들어, 항공기(150))에 도달할 수 있다.

도 2는 예시적인 실시예에 따른 무선 통신 환경의 측면도의 예시이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 항공기(150)(즉, 비행중 항공기)는 임의의 달성가능한 고도에서 높이 비행하고 있을 수 있다. 항공기(150)는 그것의 일부에 배치된 적어도 하나의 안테나 어셈블리(200)를 가질 수 있다. 이 예에서, 안테나 어셈블리(200)는 항공기(150)의 동체의 하부 부분에 배치될 수 있다. 그러나, 안테나 어셈블리(200)는 대안적으로 다른 위치들에 위치될 수 있고, 다른 안테나 어셈블리들도 항공기(150) 상에 포함될 수 있다는 점이 이해되어야 한다.

하나의 ATG 기지국(즉, 제1 BS(102))만이 도 1에 도시되어 있지만, 복수의 이러한 기지국들이 위에서 설명된 바와 같이 ATG 네트워크(100)를 정의하기 위해 중첩하는 커버리지 영역들을 갖도록 분산될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 따라서, 항공기(150)가 지구의 표면에 대해 이동함에 따라, 항공기(150)(또는 항공기 상의 통신 장비)는 ATG 기지국들 중 다양한 것들 사이에서 순차적으로 핸드오프될 수 있다.

지구의 표면 상의 다양한 위치들에서, 간섭 전송기들(210)이 위치될 수 있고, 간섭 전송기들(210)은 항공기(150) 상의 통신 장비와 ATG 네트워크(100)의 기지국들이 통신하기 위해 사용하는 주파수들과 중첩하거나 그렇지 않을 수 있는 개별 또는 광대역 주파수들에서 다수의 상이한 신호들 중 임의의 것을, 모든 또는 별개의 방향들로 전송할 수 있다. ATG 네트워크(100)의 기지국들과 간섭 전송기들(210) 사이의 주파수들에서 임의의 중첩이 존재하는 한, 또는 간섭 전송기들(210)의 주파수들이 기지국들의 주파수들에 영향을 미치는 한(중첩 없이도), 간섭은 항공기(150)에서(또는 더 구체적으로는 항공기(150)의 안테나 어셈블리(200)에서) 수신될 수 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 원하는 신호(220)(예를 들어, 제1 BS(102)로부터의 항공기(150)에 대한 업링크와 연관됨)는 주어진 도착 각도에서 안테나 어셈블리(200)에 입사될 수 있고, 간섭 신호(230)는 또한 또 다른 도착 각도에서 안테나 어셈블리(200)에 입사될 수 있다. 이 예에서, 그리고 많은 예들에서, 도착 각도들은 상이하고 결정가능할 수 있다. 그러나, 다수의 간섭 신호들이 또한 다른 소스들로부터 수신될 수 있고, 따라서 간섭 신호(230)는 단지 하나의 예이고, 간섭 신호의 각각의 다른 인스턴스도 또한 결정가능한 그 자신의 도착 각도를 가질 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 도 2에 도시된 시나리오는 원하는 신호(220)와 간섭 신호(230) 사이의 도착 각도의 차이들의 2차원(2D) 도면을 도시하지만, 각도 차이는 실제로 3D 공간에서도 존재한다는 것이 또한 이해되어야 한다.

원하는 신호(220)와 간섭 신호(230) 사이의 도착 각도의 실제 차이를 더 잘 개념화하기 위해, 도 3을 고려한다. 도 3은 별도로 도시된 안테나 어레이(200) 위에 겹쳐 놓인 배향 기준 구(300)를 예시한다. 3D 객체인 배향 기준 구(300)는 3D 공간 내의 안테나 어셈블리(200)에 모든 가능한 도착 각도들에 대한 기준 프레임을 제공한다. 따라서, 원하는 신호(220)와 배향 기준 구(300)의 교차점은 결정가능하고, 간섭 신호(230)와 배향 기준 구(300)의 교차점과 구별될 수 있다. 신호들의 도착 각도를 결정하고 구별하는 이러한 능력은 물론 간섭 제거 기술들을 간섭 신호(230)가 위치되는 것으로 알려진 별개의 영역에 적용하는 데 사용될 수 있다. 예시적인 실시예들은, 아래에 더 상세히 설명되는 바와 같이, 이 지식을 도전적 ATG 환경에서의 간섭 완화의 맥락에서 더 유리하게 사용하고, 실시간 또는 거의 실시간으로 그렇게 하는 메커니즘을 정의할 것이다.

배향 기준 구(300) 상의 임의의 위치로부터 원하는 신호(220)를 수신할 것으로 예상할 수 있는 일반 안테나 어셈블리의 경우, 전체 배향 기준 구(300)를 잠재적 도착 위치들로서 고려하는 것이 필요하거나 현명할 수 있으며, 여기서 각각의 도착 위치는 배향 기준 구(300)에 매핑된 도착 각도에 대응한다. 그러나, 도 2의 안테나 어셈블리에 대해, 원하는 신호는 거의 항상 단지 하나의 반구(즉, 지구를 향하는 하반구)로부터만 안테나 어셈블리(200)에 접근한다는 것이 이해될 것이다. 항공기(150)의 동체는 또한 위로부터의 가능한 간섭으로부터 안테나 어셈블리(200)를 차폐할 수 있다. 따라서, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 배향 기준 구(300)는 배향 기준 반구(310)로 대체될 수 있다. 이와 관련하여, 도 4는 배향 기준 반구(310)의 사시도, 측면도이고 도 5는 배향 기준 반구(310)의 평면도이다. 따라서 원하는 신호(220)와 배향 기준 반구(310)의 교차점이 결정가능하고, 간섭 신호(230)와 배향 기준 반구(300)의 교차점과 구별될 수 있다.

일부 종류의 기준에 대한 간섭 신호(230)의 위치를 알면, 상술한 바와 같이, 신호 처리 기술들이 알려진 위치에 대해 적용될 수 있게 할 수 있다. 그러나, 또한 상술한 바와 같이, ATG 분야에서 그렇게 하는 것은 매우 도전적일 수 있다. 이러한 과제는, 적어도 부분적으로, 항공기가 이동하는 높은 속도들(예를 들어, 450mph 또는 그 이상)로 인한 것이다. 도 1 및 도 2의 항공기(150)와 같은 항공기가 달성할 수 있는 높은 속도들의 결과로서, 원하는 신호(220)의 상대적 특성들(예를 들어, 진폭, 위상 및 도착 각도)은 매우 짧은 시간들에서 엄청난 양들의 위상각을 통해 회전할 수 있다. 예를 들어, 450mph에서, 2.4GHz 신호는 1 밀리초에 579도의 위상을 통해 회전할 수 있다.

통상적으로, 간섭 완화 기술들은 무선 주파수(RF) 도메인 또는 기저대역 도메인에서 적용될 수 있다. 예를 들어, RF 도메인에서의 간섭 완화 기술은 안테나 방사 패턴의 의도적인 조작(예컨대 안테나 진폭 패턴 내의 널(null)을 식별된 간섭 신호의 방향에 포지셔닝)을 포함할 수 있다. 이들 널들은 고정되거나(하드웨어를 사용하여), 동적이거나(소프트웨어 제어들을 사용하여), 이 둘의 조합일 수 있다.

수학적으로, 반전된(예를 들어, 180도만큼 시프트됨) 유사한 신호(진폭)를 적용함으로써 신호가 제거될 수 있다. 그 결과, 수신 신호들의 세트(원하는 의도적 신호 및 간섭 신호를 포함함)로부터 간섭 신호가 식별될 때, 간섭 신호는 반전되어 수신 신호들의 세트(또는 "수신 신호 세트")에 다시 추가될 수 있다. 그 결과, 반전된 간섭 신호는 수신 간섭 신호를 제거하고 수신 신호 세트로부터 "제거"된다. 반전 프로세스는 RF 도메인에서 물리적으로(위상 시프터들 및 결합기들을 사용하여) 또는 기저대역 도메인에서 디지털적으로(신호의 I 및 Q 컴포넌트들의 소프트웨어 정의 조작을 사용하여) 실현될 수 있다. 소프트웨어 정의 라디오들(SDR들) 및 발전된 디지털 신호 처리 능력들의 출현으로, 기저대역 레벨에서의 간섭 완화가 일반적이다. 추가적인 간섭 완화 기술들은 많은 상업적으로 이용가능한 공중 인터페이스 프로토콜들(예를 들어, CDMA, 802.11 및 LTE)에 공통인 발전된 디지털 코딩 방식들을 포함한다.

예시적인 실시예들의 간섭 완화는 실시간 또는 거의 실시간 구현 내에서 실행될 수 있는 RF 특성들 및 기저대역 간섭 완화 능력들 중 어느 하나 또는 둘 다를 이용하는 능력을 제공할 수 있다. 또한, 간섭 신호 세트의 특성들이 결정될 수 있는 경우(선험적으로 또는 현장에서), 예시적인 실시예들이 예측적으로 적용될 수 있다.

일반적으로 말하면, 일부 예시적인 실시예들은 안테나 개구 및 주변 구조체들(항공기 프레임을 포함함) 위의 안테나 어셈블리(200)의 위상 분포(아마도 진폭 분포에 더하여)를 활용하는 완화 기술을 제공할 수 있다. 위상 정보는 경험적으로 결정되거나(무반향 챔버에서와 같이) 안테나 어셈블리(200) 및 항공기(150)의 전자기 시뮬레이션을 통해 결정될 수 있다. 안테나(및 항공기)를 둘러싸는 구 상의 모든 위치에 대해 상대적 진폭이 제시되는 종래의 안테나 방사 패턴들과 유사하게, 구 상의 모든 위치에 대한 상대적 위상 시프트를 나타내기 위해 위상 분포 패턴이 생성될 수 있다.

예시적인 실시예에서, 배향 기준 반구(310)(및 아마도 배향 기준 구(300)) 상의 적어도 모든 위치(즉, 모든 도착 각도 또는 위치)에 대해 위상 분포 패턴(예를 들어, "방사" 위상 분포)이 결정될 수 있다. 따라서, 모든 도착 각도는 해당 도착 각도와 연관된 대응하는 위상 이동(phase transfer)을 가지며, 위상 분포 패턴은 각각의 도착 각도(또는 3D 공간에서의 도착 각도들을 이해하는 기준 프레임을 제공하는 배향 기준 구(300) 상의 원점의 기준 위치)에서 위상 이동을 연관시킨다. 이러한 결정된 위치 특정적인 위상 분포 패턴은, 위상 분포 패턴을 배향 기준 반구(310)(또는 배향 기준 구(300)) 상의 각각의 대응하는 장소 또는 위치에 매핑하기 때문에 위상 분포 맵(320)(도 6 및 도 7을 참조)으로 지칭될 수 있다. 일부 경우들에서 진폭 정보는 또한 위상 분포 맵에 또는 이러한 정보에 대해 액세스될 수 있는 또 다른 자원에 포함될 수 있다. 그 결과, 원하는 의도된 신호의 상대적 진폭 및 상대적 위상 및 도달 각도에 의존하는 간섭 신호가, 간섭 신호를 제거하기 위한 정규화 및 추가 신호 처리를 위해 위상 분포 맵(320)과 비교될 수 있다. 항공기를 급속하게 이동시키기 위해, 항공기의 위치 및 배향(상하 요동(pitch), 기울기(roll), 빗놀이(yaw) 등)에 따라 변하는 도착 각도가 빠르게 변화할 수 있다. 그러나, 위상 분포 맵이 이미 알려져 있을 수 있기 때문에, 간섭 신호의 위치의 상대적 이동의 추적도 또한 빠르게 정규화되고 제거될 수 있다. 더욱이, 구에 대한 원점의 각각의 위치는 대응하는 위상 분포를 갖기 때문에, 알려진 위상들로 도달하는 신호들에 대해, 알려진 위상으로부터 대응하는 원점의 위치까지의 역방향 작업에 기반하여 신호들의 원점의 위치를 결정하는 것이 가능하다(즉, 3D 공간에서의 도착 각도).

이와 같이, 상대적 위상 정보(위상 분포 맵(320)에 기반한 모든 위치에 대해 알려질 수 있음)의 추가적인 고려는 RF 및 기저대역 도메인들 중 어느 하나 또는 둘 다에서 간섭 제거 기술들의 최적화를 허용한다는 것이 이해되어야 한다. 도 6은 배향 기준 반구(310)(또는 배향 기준 구(300))의 일부(또는 세그먼트)의 묘사를 예시한다. 도 6을 참조하면, 원하는 신호(220) 및 간섭 신호(230)가 배향 기준 반구(310)와 교차하는 위치들이 도시된다. 또한, 복수의 표면 위치들 또는 위치 영역들(400)은 안테나 어셈블리(200)에 대한 대응하는 도착 각도들과 상관하는 배향 기준 반구(310) 상의 특정한 지점들을 나타내도록(예를 들어, 데카르트 좌표, 구면 좌표, 극 좌표, 원통 좌표 또는 임의의 다른 적절한 방법을 사용함) 정의될 수 있다. 안테나 어레이(200)의 위상 분포 패턴은 위상 분포 맵(320)을 정의하기 위해 각각의 위치 영역(400)에 대해 알려질 수 있다. 그 다음 위상 분포 맵을 갖는 것은, 간섭 완화 기술들이 간섭 신호(230)에 대해 그의 상대적 위치에 기반하여(및 따라서 상대적 위상 정보에 기반하여) 예상될 수 있는 (위상 분포로 인한) 영향들이 관한 지식(및 그러한 영향을 보상할 능력)과 함께 이용될 수 있게 할 수 있다. 그러면, 간섭 신호(230)의 제거는 실시간 또는 거의 실시간으로 달성될 수 있지만, 이러한 제거는 또한 매우 정확할 수 있다.

도 7은 예시적인 실시예에 따른 간섭 완화 모듈(600)의 아키텍처를 예시한다. 간섭 완화 모듈(600)은 상대적 위상 정보를 포함하는 다양한 입력 정보의 처리에 기반하여 간섭 완화를 위한 제어 출력들을 제공하도록 구성되는 처리 회로(610)를 포함할 수 있다. 처리 회로(610)는 본 발명의 예시적인 실시예에 따라 데이터 처리, 제어 기능 실행 및/또는 다른 처리 및 관리 서비스들을 수행하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 처리 회로(610)는 칩 또는 칩셋으로서 구현될 수 있다. 다시 말해서, 처리 회로(610)는 구조적 어셈블리(예를 들어, 베이스 보드)상의 재료들, 컴포넌트들 및/또는 와이어들을 포함하는 하나 이상의 물리적 패키지(예를 들어, 칩들)를 포함할 수 있다. 구조적 어셈블리는 그것에 대해 포함된 컴포넌트 회로에 대한 물리적 강도, 크기의 보존, 및/또는 전기적 상호작용의 제한을 제공할 수 있다. 따라서, 일부 경우들에 처리 회로(610)는 단일 칩 상에 또는 단일 "시스템 온 칩"으로서 본 발명의 실시예를 구현하도록 구성될 수 있다. 이와 같이, 일부 경우들에서, 칩 또는 칩셋은 본 명세서에 설명된 기능성들을 제공하기 위한 하나 이상의 동작을 수행하기 위한 수단들을 구성할 수 있다.

예시적인 실시예에서, 처리 회로(610)는 프로세서(612) 및 메모리(614)의 하나 이상의 인스턴스를 포함할 수 있다. 이와 같이, 처리 회로(610)는 본 명세서에서 설명되는 동작들을 수행하도록(예를 들어, 하드웨어, 소프트웨어 또는 하드웨어와 소프트웨어의 조합으로) 구성되는 회로 칩(예를 들어, 집적 회로 칩)으로 구현될 수 있다. 그러나, 일부 실시예들에서, 처리 회로(610)는 온-보드 컴퓨터의 일부로서 구현될 수 있다. 일부 실시예들에서, 처리 회로(610)는 항공기(150) 및/또는 ATG 네트워크(100)의 다양한 컴포넌트들, 엔티티들 및/또는 센서들과 통신할 수 있다.

프로세서(612)는 다수의 상이한 방식들로 구현될 수 있다. 예를 들어, 프로세서(612)는 마이크로프로세서 또는 다른 처리 요소, 코프로세서, 제어기, 또는 예를 들어 ASIC(application specific integrated circuit), FPGA(field programmable gate array) 등과 같은 집적 회로들을 포함하는 다양한 다른 컴퓨팅 또는 처리 디바이스들 중 하나 이상과 같은 다양한 처리 수단들로서 구현될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 프로세서(612)는 메모리(614)에 저장되거나 또는 그렇지 않으면 프로세서(612)가 액세스할 수 있는 명령어들을 실행하도록 구성될 수 있다. 이와 같이, 하드웨어에 의해 구성되든 하드웨어와 소프트웨어의 조합에 의해 구성되든 간에, 프로세서(612)는 그에 따라 구성되는 동안 본 발명의 실시예들에 따른 동작들을 수행할 수 있는 엔티티(예를 들어, 처리 회로(610)의 형태로 된 회로에서 물리적으로 구현됨)를 나타낼 수 있다. 따라서, 예를 들어, 프로세서(612)가 ASIC, FPGA 등으로서 구현될 때, 프로세서(612)는 본 명세서에 설명된 동작들을 수행하기 위한 구체적으로 구성된 하드웨어일 수 있다. 대안적으로, 또 다른 예로서, 프로세서(612)가 소프트웨어 명령어들의 실행자로서 구현될 때, 명령어들은 본 명세서에 설명된 동작들을 수행하도록 프로세서(612)를 구체적으로 구성할 수 있다.

예시적인 실시예에서, 프로세서(612)(또는 처리 회로(610))는 안테나 어셈블리(200)에서 수신된 신호들의 상대적 위치들(즉, 예를 들어, 배향 기준 반구(310)에 대한 상관의 맥락에서 안테나 어셈블리(200) 또는 항공기(150)에 대한 상대적임)에 기반하고, 위상 분포 맵(320)에 기반하여, 네트워크의 통신 요소들의 다양한 상대적 위치들과 연관된 위치 정보의 수신에 응답하여 처리 회로(610)에 의해 수신 입력들에 기반하여 간섭 완화 모듈(600)의 동작을 포함하거나 그렇지 않으면 제어하는 것으로 구현될 수 있다. 이와 같이, 일부 실시예들에서, 프로세서(612)(또는 처리 회로(610))는 그에 따라 프로세서(612)(또는 처리 회로(610))를 구성하는 명령어들 또는 알고리즘들의 실행에 응답하여 간섭 완화에 관련한 대응하는 기능성들을 착수하기 위해 안테나 어셈블리(200)의 안테나 요소들(620)에서 수신된 간섭 신호들을 제거하도록 이루어질 조정들에 관해 간섭 완화 모듈(600)과 관련하여 설명된 동작들 각각을 야기한다고 할 수 있다. 특히, 명령어들은 원하는 신호(220)에 대한 상대적 위치를 결정하기 위해 고정된 전송 사이트들(즉, ATG 네트워크(100)의 기지국들)의 2D 위치 정보와 함께 이동 수신국(예를 들어, 항공기 상의)의 3D 위치 정보를 처리하기 위한 명령어들을 포함할 수 있다. 명령어들은 또한 간섭 신호(230)의 하나 이상의 인스턴스의 상대적 위치를 결정하기 위한 명령어들을 포함할 수 있다. 그 다음 이러한 상대적 위치들은 위상 분포 맵(320)과 함께 사용되어 수신 신호를 정규화할 수 있고, 원하는 신호(220)의 위치 외의 모든 다른 위치에 대해, 간섭 신호(230)의 제거는 원하지 않는 수신 신호의 부분들(즉, 간섭 신호들에 대응하는 부분들)의 반전인 제거 신호에 추가함으로써 발생할 수 있다. 더욱이, 임의의 수의 수신 신호들(및 대응하는 간섭 신호들)이 상이한 주파수들 또는 원점의 위치들에서 다루어질 수 있도록, 이 프로세스는 다수의 상이한 수신 신호들에 대해 동시에 완료될 수 있다. 위에서 언급된 바와 같이, 이러한 제거는 RF 도메인에서(예를 들어, 위상 시프터들 및 결합기들을 사용하여) 또는 기저대역 도메인에서(예를 들어, 디지털 신호 처리를 사용하여) 달성될 수 있다.

예시적인 실시예에서, 메모리(614)는 예를 들어, 고정 또는 착탈식일 수 있는 휘발성 및/또는 비휘발성 메모리와 같은 하나 이상의 비일시적 메모리 디바이스를 포함할 수 있다. 메모리(614)는 처리 회로(610)가 본 발명의 예시적인 실시예들에 따라 다양한 기능들을 수행할 수 있게 하기 위한 정보, 데이터, 애플리케이션들, 명령어들 등을 저장하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 메모리(614)는 프로세서(612)에 의한 처리를 위해 입력 데이터를 버퍼링하도록 구성될 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 메모리(614)는 프로세서(612)에 의한 실행을 위한 명령어들을 저장하도록 구성될 수 있다. 또 다른 대안으로서, 메모리(614)는 입력 센서들 및 컴포넌트들에 응답하여 다양한 데이터 세트들을 저장할 수 있는 하나 이상의 데이터베이스를 포함할 수 있다. 메모리(614)의 내용들 중에서, 애플리케이션들 및/또는 명령어들은 각각의 개별 애플리케이션/명령어와 연관된 기능성을 수행하기 위해 프로세서(612)에 의한 실행을 위해 저장될 수 있다. 일부 경우들에, 애플리케이션들은 본 명세서에 설명된 바와 같이 간섭 완화 모듈(600)의 동작을 제어하기 위한 입력들을 제공하기 위한 명령어들을 포함할 수 있다.

예시적인 실시예에서, 메모리(614)는 적어도 하나의 기지국의 고정된 지리적 위치를 나타내는 고정된 위치 정보를 저장할 수 있다. 일부 실시예들에서, 고정된 위치 정보는 ATG 네트워크(100)의 단일 기지국의 고정된 지리적 위치를 나타낼 수 있다. 그러나, 다른 실시예들에서, 고정된 위치 정보는 ATG 네트워크(100)의 기지국들 중 다수의 것들(또는 심지어 전부)의 고정된 지리적 위치를 나타낼 수 있다. 다른 실시예들에서, 고정된 위치 정보는 항공기(150)의 기내에 있거나 네트워크 제어기(160)가 액세스할 수 있는 또 다른 메모리 디바이스에 저장될 수 있다. 그러나, 고정된 위치 정보의 저장 위치에 관계없이, 이러한 정보는 항공기(150)의 3D 위치를 나타내는 동적 위치 정보와 함께 고정 위치 정보를 알고 있는 것에 기반하여 원하는 신호(220)의 상대적 위치를 결정하기 위해 예시적인 실시예에 따라 처리를 위해, 메모리로부터 판독되고 처리 회로(610)에 제공될 수 있다(그리고, 따라서 처리 회로(610)에서 또한 수신될 수 있다). 그러나, 원하는 신호(220)의 상대적 위치는 다른 방식들로도 결정될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 더욱이, 상대적 위치는 또 다른 컴포넌트로부터 처리 회로(610)에 제공될 수 있거나, 또는 본 기술 분야에서의 임의의 다른 공지된 방법 또는 비컨(beacon) 신호들의 추적에 기반하여 결정될 수 있다.

도 7에 도시된 바와 같이, 간섭 완화 모듈(600)은 본 명세서에 설명되는 간섭 완화 기술들을 수행하기 위해 직접적으로 또는 간접적으로 안테나 어셈블리(200)의 컴포넌트들 및/또는 항공기(150)의 무선 회로에 동작가능하게 결합될 수 있다. 따라서, 예를 들어 하나 이상의 안테나 요소(620)는 항공기(150) 상의 무선 장비의 수신기(630) 및/또는 전송기(640)에 동작가능하게 결합될 수 있다. 일부 예들에서, 스위칭 어셈블리(650)의 다양한 컴포넌트들이 안테나 요소들(620)과 수신기(630) 및 전송기(640) 사이에 놓아질 수 있다. 스위칭 어셈블리(650)는, 예를 들어 서큘레이터에 동작가능하게 더 결합될 수 있는 다중 폴 스로 스위치(multi-pole throw switch)에 동작가능하게 결합될 수 있는 결합기를 포함할 수 있다. 서큘레이터는 상대적으로 낮은 삽입 손실로 고도의 포트 대 포트 격리를 제공하기 위해 다양한 포트들 사이에서 신호들을 격리시킬 수 있다. 서큘레이터는 낮은 노이즈 증폭기(LNA) 및 스위치를 통해 수신기(630)의 수신 필터에 동작가능하게 결합될 수 있다. 서큘레이터는 또한 스위치, 캐비티 필터 및/또는 전력 증폭기를 통해 전송기(640)의 전송기 회로에 동작가능하게 결합될 수 있다.

일부 실시예들에서, 간섭 완화 모듈(600)이 인스턴스화되는 곳에 관계없이, 간섭 완화 모듈(600)은 본 명세서에 설명되는 간섭 완화 기술들을 제공하도록 구성될 수 있다. 이와 같이, 도 7이 간섭 완화 모듈(600)이 스위칭 어셈블리(650)와 통신하고 있다는 것을 도시하지만, 간섭 완화 모듈(600)은 대안적으로 스위칭 어셈블리(650)의 일부일 수 있거나, 수신기(630)로 이어지거나 그의 일부인 요소들의 체인을 따르는 임의의 장소에 위치될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 따라서, 간섭 완화 모듈(600)은 스위칭 어셈블리(650)와 수신기(630) 사이에서 인스턴스화될 수 있거나, 수신기(630)의 일부일 수 있거나 그렇지 않으면 수신기(630)에 동작 가능하게 결합될 수 있다.

도 8은 도 7의 간섭 완화 모듈(600)의 시스템과 연관될 수 있는 하나의 방법의 블록도를 예시한다. 기술적 관점에서, 위에서 설명된 간섭 완화 모듈(600)은 도 8에서 설명된 동작들의 일부 또는 전부를 지원하는 데 사용될 수 있다. 이와 같이, 도 7에서 설명된 플랫폼은 여러 컴퓨터 프로그램, 안테나 어셈블리 및/또는 네트워크 통신 기반 상호작용들의 구현을 용이하게 하는 데 사용될 수 있다. 예로서, 도 8은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 방법 및 프로그램 제품의 흐름도이다. 흐름도의 각각의 블록, 및 흐름도에서의 블록들의 조합들은 하나 이상의 컴퓨터 프로그램 명령어를 포함하는 소프트웨어의 실행과 연관된 하드웨어, 펌웨어, 프로세서, 회로 및/또는 다른 디바이스와 같은 다양한 수단들에 의해 구현될 수 있다는 점이 이해될 것이다. 예를 들어, 상술한 절차들 중 하나 이상은 컴퓨터 프로그램 명령어들에 의해 구현될 수 있다. 이와 관련하여, 상술한 절차들을 구현하는 컴퓨터 프로그램 명령어들은 엔티티 또는 장치의 메모리 디바이스(예를 들어, 간섭 완화 모듈(600))에 의해 저장되고 엔티티 또는 장치 내의 프로세서에 의해 실행될 수 있다. 이해될 바와 같이, 컴퓨터 또는 다른 프로그램가능 장치 상에서 실행되는 명령어들은 흐름도 블록(들)에 명시된 기능들을 구현하기 위한 수단을 생성하도록, 임의의 이러한 컴퓨터 프로그램 명령어들은 컴퓨터 또는 다른 프로그램가능 장치(예를 들어, 하드웨어) 상에 로딩되어 머신을 생성할 수 있다. 컴퓨터 판독가능 메모리에 저장된 명령어들이 흐름도 블록(들)에 명시된 기능들을 구현하는 제품을 생성하도록, 이러한 컴퓨터 프로그램 명령어들은 또한 특정한 방식으로 기능하도록 컴퓨터 또는 다른 프로그램가능한 장치에 지시할 수 있는 컴퓨터 판독가능 메모리에 저장될 수 있다. 컴퓨터 또는 다른 프로그램가능 장치 상에서 실행되는 명령어들이 흐름도 블록(들)에서 지정된 기능들을 구현하도록 컴퓨터 구현 프로세스를 생성하기 위해 컴퓨터 프로그램 명령어들은 또한 일련의 동작들이 컴퓨터 또는 다른 프로그램가능 장치 상에서 수행되게 하기 위해 컴퓨터 또는 다른 프로그램가능 장치에 로딩될 수 있다.

따라서, 흐름도의 블록들은 지정된 기능들을 수행하기 위한 수단들의 조합들 및 지정된 기능들을 수행하기 위한 동작들의 조합들을 지원한다. 흐름도의 하나 이상의 블록, 및 흐름도에서의 블록들의 조합들은 지정된 기능들을 수행하는 특수 목적 하드웨어 기반 컴퓨터 시스템들, 또는 특수 목적 하드웨어와 컴퓨터 명령어들의 조합들에 의해 구현될 수 있다는 점이 또한 이해될 것이다.

이와 관련하여, 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 방법은 동작(800)에서 안테나 어셈블리에 대한 상대적 위상 분포를 결정하는 단계를 포함할 수 있다. 일부 경우들에서 상대적 위상 분포 결정은 또한 안테나 어셈블리에 대한 상대적 진폭 분포의 결정을 동반할 수 있다. 상대 진폭 분포(이용된다면)는 본 기술분야의 공지된 기술들에 따라 결정될 수 있다. 일반 안테나 어셈블리에 대해, 결정된 상대적 위상 분포는 위에서 설명된 바와 같이 배향 기준 구(300)에 대해 결정될 수 있다. 그러나, 안테나 어셈블리가 항공기 상에 있으면(비록 항공기 주위의 전체 시야가 가능할지라도), 상대적 위상 분포는 대신 배향 기준 반구(310)에 대해 결정될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 결정된 상대적 위상 분포는 선택적인 동작(810)에서 위상 분포 맵을 생성하는 데 사용될 수 있다.

주목할 점은, 동작들(800 및 810)이 본 명세서에서 설명된 나머지 동작들의 실행 전에 수행될 수 있다는 것이다. 이와 같이, 간섭 완화의 실시간(또는 거의 실시간) 실행의 경우, 방법은 동작들(820 내지 870)만을 포함할 수 있다. 동작(820)은 ATG(또는 다른 통신) 네트워크의 기지국으로부터 원하는 신호(즉, 원하는 신호를 수신하는 수신기와 연관된 자산에 대해 의도된 신호)를 수신하는 것을 포함할 수 있다. 그 다음 원하는 신호는 동작(830)에서 원하는 신호의 원점의 상대적 위치에 기반하여(예를 들어, 위상 분포 맵에 기반함) 상대적 위상 분포 정보(및 아마도 상대적 진폭 정보)와 연관될 수 있다. 일부 경우들에서, 원하는 신호는 기지국이 위치되는 것으로 알려진 상대적 위치로부터 검출되기 때문에, 원하는 신호가 결정가능할 수 있다. 방법은 동작(840)에서 하나 이상의 다른 신호(즉, 간섭 신호들 또는 원하지 않는 신호들)를 수신하는 단계, 및 동작(850)에서 간섭 신호(들)를 간섭 신호(들)의 원점의 상대적 위치에 기반한(예를 들어, 위상 분포 맵에 기반함) 상대적 위상 분포 정보(및 아마도 상대적 진폭 정보)에 대해 연관시키는 단계를 더 포함할 수 있다. 원하는 신호 및 간섭 신호(들)는 수신 신호 세트로서 집합적으로 참조될 수 있다.

그 다음 방법은 동작(860)에서 수신 신호 세트를 포함하는 신호들을 원점의 각각의 위치와 연관된 상대적 위상(및 아마도 또한 진폭)으로 정규화하는 것을 포함할 수 있다. 원하는 신호의 원점 위치와 연관된 위치로부터의 것이 아닌 수신 신호 세트로부터의 정규화된 신호들이 식별되고, 그 다음 동작(870)에서 각각의 것과 연관된 반전 신호가 수신 신호 세트에 추가된다. 결과 신호 세트는 수신 신호 세트 및 반전 신호들로부터의 모든 신호들을 포함하고, 이는 각각의 대응하는 간섭 신호를 제거(또는 부분적으로 제거)한다. 따라서, 수신기(630)는 원하는 신호만을(또는 원하는 신호를 주로) 효과적으로 처리한다.

전술한 바와 같이, 정규화, 반전, 및 추가 프로세스들은 RF 도메인(위상 시프터들 및 결합기들을 사용함), 기저대역 도메인(신호의 I 및 Q 컴포넌트들의 조작을 사용함), 또는 이 둘의 조합에서 실현될 수 있다. 방향들에서의 "포인팅"은 개별 안테나 요소들의 물리적 선택, 빔 스티어링 기술들의 구현, 또는 디지털 빔포밍 기술들에 의해 실현될 수 있다는 점에 또한 유의해야 한다. 이러한 기술들 각각에서, 상대적 진폭 및 위상 분포는 원하는 동작 주파수 범위에 걸쳐 알려진다.

또 다른 실시예에서, 신호 특성들에 기반하여 원하는 신호들로부터 특정 간섭자 신호들을 식별하고 격리하기 위해 신호 처리 기술들이 수신 신호 세트에 적용될 수 있다. 예를 들어, 원하는 신호의 수신 파형은 LTE 신호의 특성들을 가질 수 있는 반면 간섭 신호의 파형은 WLAN(802.11)일 수 있다. 이러한 파형들은 디지털 신호 처리(DSP) 기술들을 사용하여 식별될 수 있다. 파형들에 대한 지식은 파형 특정 제거 기술들의 통합을 가능하게 할 수 있다. 예를 들어, 핸드오버 위치가 특정 기지국에 대해 예상될 수 있는 경우, 핸드오버가 완료되는 지점에서 "새로운" 원하는 신호(즉, 핸드오버 후의 원하는 신호)의 원점의 상대적 위치를 추정하는 것이 가능할 수 있다. (배향 기준 구 또는 반구 상에서) 간섭 신호가 있을 곳을 (예를 들어, 간섭 신호의 소스의 위치를 결정하는 것에 기반하여) 추정하고, 우선적으로 원하는 신호의 원점의 위치에 위치되지 않는(그러나 대신에 추정된 간섭하는 신호 위치들에 있는) 임의의 신호들에 대해 상술한 바와 같이 정규화 및 반전을 적용하는 것이 가능하다.

또 다른 실시예에서, 시간에 따른 수신 신호의 상대적 위상 변화들에 대한 지식은 항공기 위치 및 배향의 변화들에 상관되어, 원하는 신호 및 간섭 신호의 방향 및 일반적인 위치를 결정할 수 있다. 이 정보는 시스템 성능을 최적화하기 위한 것(빔 선택 위치들을 향상시킴)뿐만 아니라 예측적 제거 기술을 확립하는 데 사용될 수 있다.

예시적인 실시예에 따르면, 간섭 완화 모듈이 제공될 수 있다. 모듈은 안테나 어셈블리에서 시스템의 자산으로부터 원하는 신호를 수신하고, 원하는 신호의 원점의 상대적 위치에 기반하여 원하는 신호를 상대적 위상 분포 정보와 연관시키도록 구성된 처리 회로를 포함할 수 있고, 여기서 상대적 위상 분포 정보는 안테나 어셈블리에 대해 미리 결정된다. 처리 회로는 간섭 신호를 수신하고, 간섭 신호의 원점의 상대적 위치에 기반하여 간섭 신호를 상대적 위상 분포 정보를 연관시키도록 더 구성될 수 있고, 여기서 원하는 신호와 간섭 신호는 수신 신호 세트를 형성한다. 처리 회로는 수신 신호 세트의 신호들을 원점의 각각의 개별 상대적 위치와 연관된 개별 상대적 위상들로 정규화하고, 정규화된 신호들에 기반하여 간섭 신호의 간섭 제거를 수행하도록 더 구성될 수 있다.

일부 실시예들에서, 모듈(및 모듈이 수행하도록 구성될 수 있는 대응하는 방법)은 추가적인 임의적 동작들을 수행(또는 포함)하도록 구성될 수 있고/있거나, 상술한 동작들은 수정되거나 증강될 수 있다. 수정들, 임의적 동작들 및 증강들의 일부 예들이 아래에 설명된다. 수정들, 임의적 동작들 및 증강들이 각각 단독으로 추가될 수 있거나, 이들이 임의의 바람직한 조합으로 누적적으로 추가될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 예시적인 실시예에서, 간섭 제거를 수행하는 단계는 원하는 신호의 원점의 상대적 위치로부터의 것이 아닌 정규화된 신호들을 반전시키고, 반전된 정규화된 신호들을 안테나 어셈블리와 연관된 수신기에서의 처리를 위해 수신 신호 세트에 추가하는 단계를 포함할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 처리 회로는 상대적 위상 분포 정보를 정의하기 위해 안테나 어셈블리에 대한 상대적 위상 분포를 결정하는 초기 동작을 수행하고, 배향 기준 구 또는 반구 상의 각각의 위치에 대한 상대적 위상 분포에 기반하여 위상 분포 맵을 생성하도록 더 구성될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 원하는 신호를 상대적 위상 분포 정보와 연관시키는 단계 및 간섭 신호를 상대적 위상 분포 정보와 연관시키는 단계는 각각 위상 분포 맵에 기반하여 수행된다. 예시적인 실시예에서, 원하는 신호를 상대적 위상 분포 정보와 연관시키는 단계는 원하는 신호의 원점의 상대적 위치에 기반하여 원하는 신호를 상대적 진폭 분포 정보와 연관시키는 단계를 더 포함하고, 간섭 신호를 상대적 위상 분포 정보와 연관시키는 단계는 간섭 신호의 원점의 상대적 위치에 기반하여 간섭 신호를 상대적 진폭 분포 정보와 연관시키는 단계를 더 포함한다. 예시적인 실시예에서, 원하는 신호의 원점의 상대적 위치에 기반한 상대적 진폭 분포 정보, 및 간섭 신호의 원점의 상대적 위치에 기반한 상대적 진폭 분포 정보는 각각 위상 분포 맵으로부터 획득된다. 예시적인 실시예에서, 간섭 제거를 수행하는 단계는 무선 주파수(RF) 도메인에서 원하는 신호의 원점의 상대적 위치로부터의 것이 아닌 수신 신호 세트의 부분들에 대응하는 제거 신호를 적용하는 단계를 포함할 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 간섭 제거를 수행하는 단계는 기저대역 도메인에서 원하는 신호의 원점의 상대적 위치로부터의 것이 아닌 수신 신호 세트의 부분들에 대응하는 제거 신호를 적용하는 것을 포함할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 원하는 신호를 상대적 위상 분포 정보와 연관시키는 단계는 위치 영역이 알려진 위상 분포 패턴을 갖는 맥락에서 배향 기준 구 상의 위치 영역에 대한 원하는 신호의 원점의 상대적 위치를 결정하는 단계를 포함할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 원하는 신호를 상대적 위상 분포 정보와 연관시키는 단계는 위치 영역이 알려진 위상 분포 패턴을 갖는 맥락에서 배향 기준 반구 상의 위치 영역에 대한 원하는 신호의 원점의 상대적 위치를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.

전술한 설명들 및 관련 도면들에 제시된 교시들의 이익을 갖는 본 발명들이 속하는 본 기술분야의 통상의 기술자에게는 본 명세서에 제시된 본 발명들의 많은 수정들 및 다른 실시예들이 생각날 것이다. 따라서, 본 발명들은 개시된 특정 실시예들로 제한되지 않아야 하고 수정들 및 다른 실시예들은 첨부된 청구항들의 범위 내에 포함되도록 의도된다는 것이 이해되어야 한다. 더욱이, 전술한 설명들 및 관련 도면들은 요소들 및/또는 기능들의 특정 예시적인 조합들의 맥락에서 예시적인 실시예들을 설명하지만, 요소들 및/또는 기능들의 상이한 조합들은 첨부된 청구항들의 범위로부터 벗어나지 않고 대안적 실시예들에 의해 제공될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 이와 관련하여, 예를 들어, 명시적으로 상술된 것들과는 다른 요소들 및/또는 기능들의 조합들이 또한 첨부된 청구항들 중 일부에 제시될 수 있는 바와 같이 고려된다. 문제들에 대한 장점들(advantages), 이점들(benefits) 또는 해결책들이 본 명세서에 설명되는 경우들에서, 이러한 장점들, 이점들 및/또는 해결책들은 반드시 모든 예시적인 실시예들에 적용되는 것이 아니라 일부 예시적인 실시예들에 적용가능할 수 있다는 점이 이해되어야 한다. 따라서, 본 명세서에 설명된 임의의 장점들, 이점들 또는 해결책들은 모든 실시예들 또는 본 명세서에 청구되는 것들에 중대하거나, 요구되거나, 필수적인 것으로 생각되지 않아야 한다. 특정 용어들이 본 명세서에서 이용되지만, 이들은 제한의 목적들이 아니라 일반적이고 설명적인 의미로만 사용된다.

Claims

무선 통신 시스템에서의 간섭 완화를 위한 방법으로서,
안테나 어셈블리에서 상기 시스템의 자산으로부터 원하는 신호를 수신하는 단계;
상기 원하는 신호의 원점의 상대적 위치에 기반하여 상기 원하는 신호를 상대적 위상 분포 정보와 연관시키는 단계 - 상기 상대적 위상 분포 정보는 상기 안테나 어셈블리에 대해 미리 결정됨 -;
간섭 신호를 수신하는 단계;
상기 간섭 신호의 원점의 상대적 위치에 기반하여 상기 간섭 신호를 상대적 위상 분포 정보와 연관시키는 단계 - 상기 원하는 신호 및 상기 간섭 신호는 수신 신호 세트를 형성함 -;
상기 수신 신호 세트의 신호들을 원점의 각각의 개별 상대적 위치와 연관된 개별 상대적 위상들로 정규화하는 단계; 및
정규화된 신호들에 기반하여 상기 간섭 신호의 간섭 제거를 수행하는 단계
를 포함하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 간섭 제거를 수행하는 단계는 상기 원하는 신호의 상기 원점의 상대적 위치로부터의 것이 아닌 정규화된 신호들을 반전시키고, 반전된 정규화된 신호들을 상기 안테나 어셈블리와 연관된 수신기에서 처리하기 위해 상기 수신 신호 세트에 추가하는 단계를 포함하는, 방법.
제2항에 있어서,
상기 상대적 위상 분포 정보를 정의하기 위해 상기 안테나 어셈블리에 대한 상대적 위상 분포를 결정하는 초기 동작; 및
배향 기준 구 또는 반구 상의 각각의 위치에 대한 상기 상대적 위상 분포에 기반하여 위상 분포 맵을 생성하는 단계
를 더 포함하는 방법.
제3항에 있어서, 상기 원하는 신호를 상대적 위상 분포 정보와 연관시키는 단계 및 상기 간섭 신호를 상대적 위상 분포 정보와 연관시키는 단계는 상기 위상 분포 맵에 기반하여 각각 수행되는, 방법.
제3항에 있어서, 상기 원하는 신호를 상대적 위상 분포 정보와 연관시키는 단계는 상기 원하는 신호의 상기 원점의 상대적 위치에 기반하여 상기 원하는 신호를 상대적 진폭 분포 정보와 연관시키는 단계를 더 포함하고,
상기 간섭 신호를 상대적 위상 분포 정보와 연관시키는 단계는 상기 간섭 신호의 상기 원점의 상대적 위치에 기반하여 상기 간섭 신호를 상대적 진폭 분포 정보와 연관시키는 단계를 더 포함하는, 방법.
제5항에 있어서, 상기 원하는 신호의 상기 원점의 상대적 위치에 기반한 상기 상대적 진폭 분포 정보, 및 상기 간섭 신호의 상기 원점의 상대적 위치에 기반한 상기 상대적 진폭 분포 정보는 각각 상기 위상 분포 맵으로부터 획득되는, 방법.
제1항에 있어서, 상기 간섭 제거를 수행하는 단계는 상기 무선 주파수(RF) 도메인에서의 상기 원하는 신호의 상기 원점의 상대적 위치로부터의 것이 아닌 상기 수신 신호 세트의 부분들에 대응하는 제거 신호를 적용하는 단계를 포함하는, 방법.
제1항에 있어서, 상기 간섭 제거를 수행하는 단계는 상기 기저대역 도메인에서의 상기 원하는 신호의 상기 원점의 상대적 위치로부터의 것이 아닌 상기 수신 신호 세트의 부분들에 대응하는 제거 신호를 적용하는 단계를 포함하는, 방법.
제1항에 있어서, 상기 원하는 신호를 상대적 위상 분포 정보와 연관시키는 단계는 배향 기준 구 상의 위치 영역에 대한 상기 원하는 신호의 상기 원점의 상대적 위치를 결정하는 단계를 포함하고, 상기 위치 영역은 알려진 위상 분포 패턴을 갖는, 방법.
제1항에 있어서, 상기 원하는 신호를 상대적 위상 분포 정보와 연관시키는 단계는 배향 기준 반구 상의 위치 영역에 대한 상기 원하는 신호의 상기 원점의 상대적 위치를 결정하는 단계를 포함하고, 상기 위치 영역은 알려진 위상 분포 패턴을 갖는, 방법.
간섭 완화 모듈로서,
안테나 어셈블리에서 상기 시스템의 자산으로부터 원하는 신호를 수신하고;
상기 원하는 신호의 원점의 상대적 위치에 기반하여 상기 원하는 신호를 상대적 위상 분포 정보와 연관시키고 - 상기 상대적 위상 분포 정보는 상기 안테나 어셈블리에 대해 미리 결정됨 -;
간섭 신호를 수신하고;
상기 간섭 신호의 원점의 상대적 위치에 기반하여 상기 간섭 신호를 상대적 위상 분포 정보와 연관시키고 - 상기 원하는 신호 및 상기 간섭 신호는 수신 신호 세트를 형성함 -;
상기 수신 신호 세트의 신호들을 원점의 각각의 개별 상대적 위치와 연관된 개별 상대적 위상들로 정규화하고;
정규화된 신호들에 기반하여 상기 간섭 신호의 간섭 제거를 수행하도록
구성되는 처리 회로를 포함하는 간섭 완화 모듈.
제11항에 있어서, 상기 간섭 제거를 수행하는 것은 상기 원하는 신호의 상기 원점의 상대적 위치로부터의 것이 아닌 정규화된 신호들을 반전시키고, 반전된 정규화된 신호들을 상기 안테나 어셈블리와 연관된 수신기에서의 처리를 위해 상기 수신 신호 세트에 추가하는 것을 포함하는, 간섭 완화 모듈.
제12항에 있어서, 상기 처리 회로는,
상기 상대적 위상 분포 정보를 정의하기 위해 상기 안테나 어셈블리에 대한 상대적 위상 분포를 결정하는 초기 동작; 및
배향 기준 구 또는 반구 상의 각각의 위치에 대한 상대적 위상 분포에 기반하여 위상 분포 맵을 생성하는 것
을 수행하도록 더 구성되는 간섭 완화 모듈.
제13항에 있어서, 상기 원하는 신호를 상대적 위상 분포 정보와 연관시키는 것 및 상기 간섭 신호를 상대적 위상 분포 정보와 연관시키는 것은 상기 위상 분포 맵에 기반하여 각각 수행되는, 간섭 완화 모듈.
제13항에 있어서, 상기 원하는 신호를 상대적 위상 분포 정보와 연관시키는 것은 상기 원하는 신호의 상기 원점의 상대적 위치에 기반하여 상기 원하는 신호를 상대적 진폭 분포 정보와 연관시키는 것을 더 포함하고,
상기 간섭 신호를 상대적 위상 분포 정보와 연관시키는 것은 상기 간섭 신호의 상기 원점의 상대적 위치에 기반하여 상기 간섭 신호를 상대적 진폭 분포 정보와 연관시키는 것을 더 포함하는, 간섭 완화 모듈.
제15항에 있어서, 상기 원하는 신호의 상기 원점의 상대적 위치에 기반한 상기 상대적 진폭 분포 정보, 및 상기 간섭 신호의 상기 원점의 상대적 위치에 기반한 상기 상대적 진폭 분포 정보는 각각 상기 위상 분포 맵으로부터 획득되는, 간섭 완화 모듈.
제11항에 있어서, 상기 간섭 제거를 수행하는 것은 상기 무선 주파수(RF) 도메인에서의 상기 원하는 신호의 상기 원점의 상대적 위치로부터의 것이 아닌 상기 수신 신호 세트의 부분들에 대응하는 제거 신호를 적용하는 것을 포함하는, 간섭 완화 모듈.
제11항에 있어서, 상기 간섭 제거를 수행하는 것은 상기 기저대역 도메인에서의 상기 원하는 신호의 상기 원점의 상대적 위치로부터의 것이 아닌 상기 수신 신호 세트의 부분들에 대응하는 제거 신호를 적용하는 것을 포함하는, 간섭 완화 모듈.
제11항에 있어서, 상기 원하는 신호를 상대적 위상 분포 정보와 연관시키는 것은 배향 기준 구 상의 위치 영역에 대한 상기 원하는 신호의 상기 원점의 상대적 위치를 결정하는 것을 포함하고, 상기 위치 영역은 알려진 위상 분포 패턴을 갖는, 간섭 완화 모듈.
제11항에 있어서, 상기 원하는 신호를 상대적 위상 분포 정보와 연관시키는 것은 배향 기준 반구 상의 위치 영역에 대한 상기 원하는 신호의 상기 원점의 상대적 위치를 결정하는 것을 포함하고, 상기 위치 영역은 알려진 위상 분포 패턴을 갖는, 간섭 완화 모듈.