KR20000070406A - 통신 시스템, 주무선국, 종무선국, 및 통신 방법 - Google Patents

통신 시스템, 주무선국, 종무선국, 및 통신 방법 Download PDF

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라펠리주하
렌센카스-미치엘후버트
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요트.게.아. 롤페즈
코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
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Abstract

주무선국은 트랜시버에 연결된 제어가능 안테나 조립체를 포함하는 종무선국과 통신하며 지자기장이 감지되는, 한 개 이상의 주무선국과 다수개의 종무선국을 포함하는 통신 시스템에서 사용하기 위한 통신 방법은 공지되어 있다. 상기 종무선국이 휴대형 무선국으로서 고정 좌표 체계에 대하여 자유로이 정위될 수 있으며, 상기 지자기장이 삼차원적으로 감지되며, 상기 제어가능 안테나 조립체는 상기 삼차원 감지 정보에 기초하여 제어되어 결과적으로 제어가능 안테나 조립체를 소정 방향으로 우선 조정한 이후에 상기 안테나가 휴대형 무선국의 방위에 상관없이 상기 소정 방향을 향한 채 그대로 있게 되는 것이 제공된다.

Description

통신 시스템, 주무선국, 종무선국, 및 통신 방법{A COMMUNICATION SYSTEM, A PRIMARY RADIO STATION, A SECONDARY RADIO STATION, AND A COMMUNICATION METHOD}
위에 나온 종류의 통신 시스템은 아테크 하우스 주식회사(Artech House Inc.)의 1994년도 판인 K. 푸지모토 및 그 밖에 몇 사람이 쓴 핸드북 "이동국 안테나 시스템 핸드북"의 436-451 쪽에 공지되어 있다. 상기의 공지된 시스템은 육상 차량 대 위성 통신 시스템(land mobile satellite communications system)으로서, 주무선국이 위성이고 종무선국이 자동차의 이동 무선국이다. 종무선국은 제어가능 안테나 조립체로서 페이즈드 어레이 안테나(phased array antenna)를 포함한다. 438-441쪽에서, 위성 추적 방법(satellite tracking method)이 설명되어 있다. 페이즈드 어레이 안테나는 광섬유 자이로스코프(optical fibre gyro) 및 지자기 센서(geomagnetic sensor)가 획득한 감지 정보에 기초하여 제어가 되며, 상기와 같은 감지 정보는 개방 제어 루프 방법(open loop control method)에서 사용되는 것이다. 441쪽에서 설명되어 있는 바와 같이, 상대적인 방향 변화량(relative directional variations)만 감지할 수 있는 광섬유 자이로스코프의 누적 각도 에러(cumulative angular error)를 측정하기 위하여 절대 방향(absolute direction)을 감지하는 지자기 센서가 사용된다. 광섬유 자이로스코프는 상대적으로 값이 비싸거나 또는 너무 속도가 느려서 빠른 움직임을 추적할 수 없다. 더욱이, 지자기장의 절대 방향에 대한 측정은 무엇보다도 금속을 사용하여 만든 커다란 빌딩을 지나가는 차량에 의하여 생기는 스태틱 및 다이내믹 자기장 교란(static and dynamic magnetic field disturbances)의 영향을 받는다. 또한 지자기장이 지리학적 위치에 따라 복잡하게 변화하기 때문에, 정밀한 보정 방법(correction method)이 필요하게 되는데, 이런 방법은 대개 값이 비싼 부가 센서들을 필요로 한다. 고정 좌표 체계(fixed coordinate system)에서 다른 위치들로 자유롭고 신속하게 정위(orient)할 수 있는 셀룰러 무선 송수신기(handset)와 같은 휴대형 무선국(portable radio station)에 대하여 상기의 공지된 방식을 실시하는 것은 하다못해 까다롭거나 또는 심지어 불가능할 수 있다.
본 발명은 청구항 1항의 전문에서 한정한 통신 시스템에 관한 것이다. 그러한 통신 시스템은 셀룰러 전화 시스템이나 코드없는 전화 시스템(cordless telephony system)이나 또는 다른 적당한 시스템이 될 수 있다. 상기 시스템은 지상 및/또는 위성 셀룰러 이동 무선 시스템이 될 수 있는데, 지상 셀룰러 이동 무선 시스템에서는 무선국이 지상 네트워크의 무선 기지국이거나 또는 이동 단말국이고, 위성 셀룰러 이동 무선 시스템에서는 무선국이 위성이 될 수 있다. 상기 시스템은 아날로그 시스템이거나 또는 디지털 시스템이 될 수 있다. 디지털 시스템인 경우에, 상기 시스템은 소위 주파수 분할 다원 접속(FDMA)/시분할 다원 접속(TDMA) 시스템이거나, 부호 분할 다원 접속(CDMA) 시스템이거나, FD/TDMA와 CDMA의 혼합형 시스템이거나, 또는 다른 임의의 적합한 시스템이 될 수 있다.
더욱이, 본 발명은 주무선국과, 종무선국과, 및 그러한 통신 시스템에서 사용하는 무선 통신 방법에 관한 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 통신 시스템의 구성도.
도 2A는 종무선국의 정면도.
도 2B는 본 발명에 따른 종무선국의 투시도.
도 3은 본 발명에 따른 주무선국 및 종무선국에서 사용되는 삼차원 지자기장 센서의 감지 구성요소 구성도.
도 4는 본 발명에 따른 종무선국의 제어가능 안테나 조립체의 블록도.
도 5는 본 발명에 따른 종무선국의 제어가능 안테나 조립체의 다른 실시예를 도시한 도면.
도 6은 본 발명에 따른 한 실시예에서의 타임 슬롯을 도시한 도면.
도 7은 주무선국의 블록도.
도 8은 종무선국의 배후에서 확장된 구면을 도시한 도면.
도 9는 종무선국의 후면 벽에 집적된 페이즈드 어레이 안테나를 도시한 도면.
도 10은 페이즈드 어레이 안테나용 제어값을 탐색하는 탐색 테이블을 도시한 도면.
모든 도면에 걸쳐서, 동일한 장치에 대하여 동일한 참조 번호들이 사용되었다.
본 발명의 목적은 자유롭게 정위 가능한 종무선국의 제어가능 안테나 조립체가 통신을 하기 위하여 최적의 컨디션을 제공하는 방향 쪽으로 조준되게 하는 신뢰감이 있고 값이 저렴한 제어 메커니즘을 구비하는, 위에서 언급한 종류의 통신 시스템을 제공하는 것이다.
그렇게 하기 위하여, 본 발명에 따른 통신 시스템은 청구항 1항의 특징부에서 한정하는 특성을 갖는다. 본 발명은, 제어가능 안테나 조립체를 종무선국으로부터 주무선국으로의 방위 방향(orientation direction)과 같은 소정 방향으로 우선 조정을 한 후에, 원칙적으로 종무선국 위치에서의 국부 자기장에 대한 상대적인 방향 (relative direction of the local magnetic field)에 대한 정보에만 순수하게 기초해서 상기 제어가능 안테나 조립체의 방향을 조정하는 것은 매우 신뢰감이 있는 제어방법이다라는 생각에 기초하고 있다. 원칙적으로 상기와 같은 제어는 종무선국의 지리학적 위치에 무관해서, 국부 지자기장(local earth magnetic field)에 중첩되는 스태틱 자기장 교란에 영향을 받지 않는다는 것은 인지된 사실이다. 바람직하게, 삼차원 센서(three-dimensional sensor)는, 세 개의 구성요소들을 구비하여 구성되는 센서로서, 바람직하게 직교 센서(orthogonal sensor) 및 매우 신속한 실시간 응답 특성을 갖는 이방성 자기저항 효과 센서(anisotropic magneto resistive sensor : AMR sensor)이다. 만약에 모든 센서 구성요소들이 한 개의 기판에 장착되어야 한다면, AMR 센서 구성요소 중 하나가 홀 효과 센서(Hall-effect sensor) 구성요소로 대치될 수 있다. 그러한 유형의 삼차원 센서 및 감지 정보를 처리하는 전자 회로들은 1997년 7월 8일에 출원된 유럽 명세서 번호97202104.2인, 출원인이 본 발명과 동일하고 아직 미공개된 유럽 특허 명세서에 설명되어 있는데, 거기에 나온 특허 명세서의 내용은 본 발명 명세서에 참조로서 나와 있다. 상기 삼차원 센서에서 나오는 세 개의 출력 신호로부터, 전체 전계 강도(total field strength)가 결정될 수 있다. 여기서, 세기가 큰 국부 다이내믹 자기장 교란으로 말미암아 국부 자기장에 갑작스러운 변화가 있는지의 여부가 검사될 수 있다. 그러한 변화가 생긴 경우라면, 적합한 보정 절차 및 가능하다면 재측정 절차가 초기 조정을 위하여 개시될 수 있다. 종무선국이 네트워크에 있는 무선국으로 지향 방사할 수 있는 능력이 있기 때문에, 원칙적으로, 링크를 통하여 정보 교환을 하지 않고 일단 무선 링크(radio link)가 휴지 모드나 호출 모드에서 설정되면, 종무선국에서의 상당한 전력 소비량 감소가 달성된다. 이와 같은 사실은 특히 휴대형 통신 장치에 있어서 스탠바이 시간(standby time) 및/또는 접속 시간(connection time)이 더 길어지는 것을 의미한다.
다른 실시예들은 종속항들에서 청구되어 있다. 다른 실시예들은 예를 들어서 셀룰러 무선 시스템의 이동국으로부터 지상국(terrestrial station)이거나 또는 위성국(satellite station)일 수 있는 무선 기지국으로의 방향과 같은 소정 방향으로 제어가능 안테나 조립체를 초기에 조정하는 방법상에 여전히 남아 있는 문제를 해결하는데 주로 초점을 두고 있다.
청구항 3항 내지 5항에서는, 시스템에서 제어가능 안테나 조립체에 대한 초기 조정을 하게 해주는 정보를 얻는 측정 수단들이 제시되어 있다. 주국측에서, 주국 자신 및 그 주위의 자기장에 대한 정보는 여러 다양한 곳에 위치하고 있는 지자기장 측정 수단들에 의하여 포착된 데이터를 미리 공지되는 데이터의 형태로서 데이터베이스에 저장되어 있을 수 있거나, 또는 주무선국도 또한 유사한 삼차원 센서를 구비하고 있을 수 있는데 여기서 상기 삼차원 센서는 절대 지자기장 벡터를 측정하게 된다. 주무선국은 그러한 참조 정보를 본 발명에 따른 종국들에 전송하여, 고정 좌표 시스템에 대한 초기의 얼라인먼트(alignment)가 종국에서 이루어질 수 있게 된다.
청구항 7항 내지 10항에서 제시되는 실시예들은 주국에 대한 종국의 방위포인터(pointer of orientation)를 어떻게 설정하는가에 대하여 제시하고 있다. 일단 상기 방위 포인터가 설정되면, 제어가능 안테나 조립체는 안테나 주로브(main lobe)가 주국의 방향으로 향한 것이 되어, 종국은 더욱 낮은 전력으로 송신할 수 있게 되는데, 그 때에 무방향성 안테나(omnidirectional antenna) 대신에 지향성 안테나가 사용되기 때문이다. 예를 들어 종무선국이 무선 섀도잉 영향 아래로 진입한 이유로 말미암아 설정된 통신 링크가 거의 손실되려고 하거나 또는 링크 손실이 발생한 경우에, 무방향성 안테나는 더욱 양호한 링크를 발견하거나 또는 그 링크를 회복(recover)시키기 위하여 다시 사용될 수 있다. 한 실시예에서, 무방향성 안테나는 단일 셀에 캠핑하는데, 상기 가능제어 안테나는 여러 다른 방향에 대한 스캐닝을 하고, 최적 링크를 발견하기 위하여 그 여러 방향들에 대하여 에너지 측정을 수행한다. 최적의 링크가 발견되면, 상기 제어가능 안테나 조립체는 그 링크를 취득한다. 다른 실시예에서, 종국은 서로 다른 방향들을 향하여 한 세트의 기준 신호들을 송신하는데, 그 기준 신호 각각은 참조 번호와 이동국 식별 번호를 내포하고 있다. 그 실시예에서, 주무선국은 최상 수신 신호(best received signal)를 판별하고 종무선국에게 그 발견된 최상 방향을 발신해주어, 종무선국이 자신의 방위 포인터를 조정할 수 있게 된다. 그러한 실시예에서 통화 채널(traffic channel)을 통하여 바람직하게 본 발명에 따른 방법으로 정보가 교환되는 호출 모드에서는 적어도, 그러한 정보 교환이 개별적인 무선 주파수 리소스를 사용하는 대신에 호출을 위하여 사용되는 통화 채널에 대한 대역내 신호 방식(in-band signalling)을 사용하는 바람직한 방식으로 이루어진다. 예를 들어 음성 코드(voice code) 정보와 같은 정보를 교환하기 위하여 타임 슬롯(time slot)을 사용하는 TDMA 시스템에서, 인 슬롯 신호전송(in-slot signalling)을 위한 통화 타임 슬롯(traffic time slot)의 몇몇 비트들이 여전히 사용 가능한 효율적인 방식으로 무선 주파수 리소스를 사용하는 보이스 코덱(voice codec)이 사용될 수 있다. 또 다른 실시예에 있어서는, 네트워크나 종무선국 자신이 네트워크에서의 종무선국의 위치를 판별하며, 방위 포인터는 사전에 미리 알려진 종무선국 위치의 지자기장 정보에 기초하여 계산되어진다.
본 발명은 첨부된 도면에 참조하여 실시예를 통하여 이제부터 설명된다.
도 1은 본 발명에 따른 통신 시스템(1)을 개략적으로 도시한다. FD/TDMA 및/또는 CDMA와 같이 적합한 다원 접속 기술이나 다른 적합한 접속 기술을 사용하는 지상 및/또는 위성 셀룰러 무선 시스템이나 임의의 다른 적합한 통신 시스템일 수 있는 시스템(1)은 주무선국(2, 3, 4)과 종무선국(5, 6)을 포함한다. 주무선국(2,3)은 셀룰러 네트워크에서 서로 링크되어 있는 지상국이다. 주무선국(4)은 지상 기지국과 유사한 기능을 수행하는 위성이다. 이 밖에 도시되어 있는 것으로서 고정 좌표 체계(7)가 있는데, 이것은 서로 수직인 x축과 y축과 z축을 구비하여 모든 이동국들에 대한 고정된 기준(fixed reference)이 된다. 종무선국은 고정 좌표 체계(7) 상에서 자유로이 정위될 수 있는 휴대형 셀룰러 무선 송수신기일 수 있다. 도 1에서, 종무선 장치의 메인 축이 좌표 체계의 x축과 y축과 z축에 대하여 기울어져 있는 것이 표시되어 있다. 종무선 장치(5) 후면으로부터 직각을 이루며 뻗어 나가는 수직 방향 벡터 포인터(N)는 특정 방향을 가리키는 것이 아니라 자유 공간상의 어느 한 방향을 가리키고 있다. 만약에 페이즈드 어레이 구조의 안테나로서 이루어진 제어가능 안테나 조립체가 종무선국(5)의 후면에 설치되고, 그 페이즈드 어레이 안테나가 빔 형성을 위하여 사용되어지고, 상대적으로 폭이 좁은 주로브 빔이 수직 벡터 포인터(N)를 초기상태에 가리키고 있는 경우라면, 네트워크의 주무선국은 종무선국(5)의 신호를 최적으로 수신하게 되는 것은 거의 불가능하다. 본 발명은 제어가능 안테나 조립체의 빔을 제어하는 수단을 제공한다. 그 밖에 도시된 것은(도 2에서) 무방향성 안테나(8)이다. 이하에서 설명되어지는 바와 같이, 제어가능 안테나 조립체는 서로 다른 방향을 향하는 빔 형성 또는 선택가능 안테나(selectable antenna) 세트를 사용하는 페이즈드 어레이 안테나가 될 수 있다.
도 2A는 정면에서 다수개의 제어키(21)를 포함하는 하우징부(20)를 구비한 종무선국(5)의 정면도를 도시한다. 종국(5)은 무방향성 안테나(8)와, 스피커(22)와, 디스플레이부(23), 및 마이크로폰(24)을 구비하는, 휴대형 셀룰러 전화나 휴대형 코드없는 전화이거나, 또는 임의의 다른 적합한 휴대형 통신 장치이다. 온/오프 제어 및 메뉴 제어를 위한 다른 제어 키(25)들이 도시되어 있다.
도 2B는 본 발명에 따른 종무선국(5)의 투시도를 도시하는 것으로서, 수직 방향 포인터(N)는 후면(29)에 수직이 되면서 종무선국(5)의 후면(29)으로부터 뻗어 나간다. 무방향성 안테나(8) 이외에, 예를 들어 세라믹 디스크(ceramic disks)인 선택가능 안테나(30, 31, 32, 33, 34) 세트를 포함하는 제어가능 안테나 조립체가 도시되어 있다. 도 2B에 도시된 바와 같이, 안테나는 수직 포인터(N)에 대하여 직각을 이루는 모든 방향을 카버하는 여러 개의 방향들을 향하고 있다. 한 개 이상의 안테나를 종무선국(5)의 방위에 따라 적합하게 선택함으로써, 최대 안테나 방사 빔을 형성하는 선택된 안테나가 바라는 대로 주무선국의 방향을 향하게 되는 것이 이루어 질 수 있게 된다. 소형의 휴대형 장비에 부착된 다수개의 안테나들은 한 개 안테나의 지향성에 영향을 미치지 않는데 왜냐하면 안테나간의 대략 30 dB 정도의 커플링 손실(coupling loss)을 주는 정도의 약한 상호 전자기 커플링때문이다. 그러한 커플링은 각 안테나의 3 내지 6 dB의 지향성 이득(directive gain)에 강력한 영향력을 미치지 못한다. 선택가능 안테나 세트 대신에, 푸지모토의 상기 핸드북에서 상세하게 설명한 것과 같은 페이즈드 어레이 안테나가 사이즈를 축소하여 사용될 수 있다. 페이즈드 어레이 안테나는 종무선 장치(5)에 구성요소로서 집적될 수 있다. 한 실시예에서, 방사 안테나 소자들(radiating antenna elements)은 RF 신호를 그 안테나 소자들에 접속하기 위하여 그 국(5)의 마이크로스트립 라인에 접속될 수 있다. 마이크로스트립 조립체의 접지면은 후면(29) 안쪽에 설치될 수 있으므로, 전송 모드에서 국(5)의 거의 모든 방사가 종무선국(5)을 사용하는 가입자(도시되지 않음)의 머리(head)로부터 멀어져 가는 쪽으로, 수직 포인터(N)를 빙 돌려 만들어지는 구면을 향하게 된다. 푸지모토의 상기 핸드북의 441쪽 도면 6.66에서, 페이즈드 어레이 안테나의 안테나 소자가 도시되어 있다. 종무선국(5)은 국(5)내의 적합한 위치, 예를 들어 다른 회로부를 포함하는 인쇄 배선 회로 기판(PCB)과 같은 것 위에 설치되는 삼차원 지자기 센서(36)를 더 포함한다.
도 3은 이하에서 설명되는 바와 같이 본 발명에 따른 주무선국에서나, 또는 종무선국(5)에서 사용하기 위한 삼차원 지자기 센서(36)의 감지 구성요소들(40, 41, 42)을 개략적으로 도시한다. 감지용 구성요소들(40, 41, 42)은 예를 들어 AMR 센서 구성요소들이 될 수 있다. 아직 미공개된 유럽 특허 명세서에서 설명되는 바와 같이, 감지 구성요소들은 감지 구성요소가 있는 면에 대하여 어느 특정 방향의 자기장을 민감하게 감지하게끔 만들어질 수 있다. 그 다음에 그 방향의 자기장에 비례하는 감지 신호가 생성된다. 도 3에서, 그러한 내용이 Vx=cHx, Vy=cHy, 및 Vz=cHz로 표시되는데, 여기서 V는 감지 전압이고 H는 자장을 나타낸다. AMR 센서 구성요소만으로 삼차원센서를 만들 때에, 그 중 두 개의 센서는 한 개의 기판 평면상에 놓여지고 나머지 세 번째 것은 상기 기판의 면에 수직을 이루는 기판에 놓이게 할 수 있다. 만약에 감지 구성요소들 중 하나가 홀 효과 센서라면, 모든 센서 구성요소들은 한 개의 기판 평면에 놓이게 할 수 있다. 감지 신호들은 아날로그 디지털 변환기를 사용하여 샘플링되고, 그 샘플링된 신호들은 마이크로제어기(도시되어 있지 않음)에 의하여 처리되어 감지된 국부 자장의 각도 및 크기에 관한 정보 둘 다를 유추할 수 있게 되는데, 상기의 감지된 국부 자장은 지자기장과 국부적인 교란 신호가 중첩된 것이다. 모든 방위에 대하여 더 낳은 감도(sensitivity)를 얻기 위하여, 세 개 이상의 감지 구성요소(sensing element)들이 사용될 수 있으며, 감지 신호는 원하는 자장 정보를 얻기 위하여 적합하게 결합되어 진다. 그러한 결합은 아주 신뢰할 수 있으며 확정적이다. 종무선국에서 얻은 자장 정보는 실시간으로 제어가능 안테나 조립체를 제어하는데 사용되어지며, 방향 조정은 관련된 방식으로 이루어진다. 그렇게 함으로써 아주 신뢰감있는 제어가 이루어진다. 이동 무선 송수신기는 상기의 번호 97202104.2의 유럽 특허 명세서에서 설명되는 바와 같이 심지어 랩탑 컴퓨터나 그와 유사한 것과 같은 다른 응용에서의 포인팅 장치로서 사용될 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 종무선국(5)의 제어가능 안테나 조립체의 한 실시예에 대한 블록도로 도시한다. 선택가능 안테나(30 내지 34)는 각각 대역 제한 필터(55, 56, 57, 58, 59)를 통하여 각각 제어가능 스위치(50, 51, 52, 53, 54)에 접속되고, 그리하여 그 안테나 조립체를 수신국(Rx)이나 송신국(Tx)으로 접속해주는 듀플렉스 스위치(60)에 연결되어 있다. 종무선국(5)의 송신국 및 수신국의 다른 구성요소들은 잘 공지되어 있는 것들이기에 여기에서는 상세하게 도시하지 않고 있다. 같은 이유로, 주국의 구조도 상세하게 도시되어 있지 않다. 적합하게 프로그램된 제어부(61)는 본 발명의 명세서의 소개부에서 설명하고 본 발명이 청구하는 바와 같이, 무선 인터페이스(air interface)를 통하여 주국으로부터 얻은 정보 및 감지 신호에 기초하여 안테나 조립체를 제어한다. 상기 커플링 회로와 더불어 좁은 대역폭 특성의 안테나는 스위치들(50 내지 54) 및 더 나아가서 선택된 안테나 소자에 정합 임피던스(Zm1, Zm2)를 병렬방식으로 스위칭하는 스위치들(62, 63)에 의하여 생성되는 잡음 및 고조파를 적합하게 필터링하게 해준다. 도시된 안테나에서는, 서로 다른 다섯 개의 방사 방향이 선택될 수 있다. 만약에 그 이상의 방사 방향이 바람직하다면, 병렬식의 두 개 안테나 조합이 접속될 수 있는데, Zm1대신에 Zm2를 사용하여 매칭이 되는데, 그 임피던스(Zm2)는 트랜시버 회로에 한번에 하나의 안테나를 매칭시키는데 사용되는 것이다.
도 5는 본 발명에 따른 종무선국(5)에서의 제어가능 안테나 조립체의 다른 실시예를 도시하는 것으로서, 그 제어가능 안테나 조립체는 전력 분배기/결합기(76) 및 제어가능 위상 시프팅 네트워크들(73, 74, 75)을 이용하여 듀플렉서(60)에 연결되는 안테나 소자들(70, 71, 72)들을 포함하는 페이즈드 어레이 안테나의 형태를 띠고 있다. 무방향성 안테나(8)도 또한 제어부(61)에 의하여 제어될 수도 있다.
통신 링크가 출력 장치로서 또한 확인되는 장비의 이어피스(earpiece)와의 음성 콘넥션으로 확인되는 경우라면, 즉 그 장비가 사람의 머리에 대고 사용되는 것이면, 특정 안테나 방향 사용이 제한되거나 특정의 최대 전력 레벨에서만 이루어지도록 제한된다. 그러한 경우에, 시스템은 상기의 방향에 대한 차별처리를 고려하여 가장 양호한 주국을 인지할 수 있다. 부가적으로, 주국이 사람의 머리 방향에 나타나는 경우라면, 음성 콘넥션은 등방향성 안테나(isotropic antenna)로 스위칭될 수 있다. 따라서, 그러한 제한은 다른 종류의 콘넥션에는 적용되지 않는다.
일부 실시예들의 기능이 본 발명 명세서의 서론부에 설명되어 있다. 주무선국과 종무선국간의 정보 송수신은 설명된 바와 같이 제어 채널 및/또는 통화 채널을 통하여 이루어진다. 종무선국 측에서는, 제어 및 처리가 제어부(61)에서 이루어지는데, 그 제어부는 프로그램된 ROM과, RAM과, 아날로그 디지털 변환기와 디지털 아날로그 변환기와 이진 입력 및 출력단 내지 센서 및 스위칭 장치들을 인터페이스하는 다른 필요한 I/O 인터페이스를 구비하는 입력/출력 인터페이스를 포함한다. 일반적으로 그러한 장치는 적합하게 프로그램이 되어진 마이크로제어기이다.
주국에 대한 종국의 방위 포인터를 설정하기 위하여, 다양한 여러 개의 실시예들이 본 명세서의 서론부에서 설명되었다. 기본적으로, 방위 포인터를 설정한다는 것은 도 4에 설명되어 있는 선택가능 안테나에서 적합한 안테나 소자를 선택하는 것이나, 또는 도 5에 설명되어 있는 페이즈드 어레이 안테나를 조정하는 것을 의미한다.
한 실시예에서, 선택가능 안테나 조립체를 이용하여 타임 슬롯을 통한 송신 및 수신을 하는 TDMA 시스템에서, 종무선국(5)은 무방향성 안테나를 사용하여 한 타임 슬롯에 있는 신호를 수신하거나 또는 가장 양호하게 스캐닝된 신호의 방향을 설정하기 위하여 다른 안테나들(30 내지 34)을 사용하여 다른 타임 슬롯의 신호를 수신함으로써 다양한 방향에 대하여 스캐닝을 한다. 가장 양호한 신호라고 결정하는 기준은 수신된 신호의 에너지가 가장 크다거나 또는 신호 복조 이후에 판별되는 비트 오류율(BER)과 같은 송신 질이 될 수 있다. 이 실시예의 장점은 한 번에 한 개의 안테나 소자만을 이용한 수신이 요구된다는 점이다. 부가적인 처리 및 다중경로에 대한 평균화 효과를 통하여, 페이딩(fading) 및 반사(reflection)가 제거될 수 있다. 주국은 종국(5)에 송신 주파수를 사용하여 신호를 보내어 결과적으로 종무선국(5)이 에너지 대 방향 및 전송 품질 대 방향에 대한 적합한 조처를 취할 수 있게 된다. 만약에 스캐닝한 방향 중 어느 하나도 다른 방향의 결과보다 더 낳지 않다면, 종무선국은 자신이 구비한 무방향성 안테나(8)를 통하여 수신 및 송신을 계속할 수 있다. 수신된 신호의 에너지를 기초로 해서 측정하는 것이 바람직한 방법인데 왜냐하면 그렇게 하면 즉각적으로 결과를 얻게 되기 때문이다.
다른 실시예에서, 종무선국(5)은 주국에 종국 식별 번호 및 다수개의 방향과 같은 공지된 컨텐트를 포함한 기준 신호 세트를 송신한다. TDMA 시스템에서, 충분한 개수의 방향이 사용될 수 있으며, 동시에 타임 슬롯을 변경하고, 무선국의 서로 다른 안테나 방향들을 위하여 타임 슬롯을 더 짧은 슬롯들로 세분하고, 메시지를 반복적으로 송신한다. 여기서, 주무선국은 가장 잘 수신되는 방향을 검출할 수 있다. 주국은 그 가장 양호한 방향으로 그 방향의 인덱스 번호를 포함시킨 신호를 송신한다. 메시지 컨텐트만이 수정될 필요가 있기 때문에 한 개의 타임 슬롯을 여러 개의 타임 슬롯으로 세분하는 것은 기존의 GSM 및 다른 시스템에서 이루어 질 수 있지만, 송신은 연속적으로 이루어지며 또한 한 개의 주국으로 주소 지정한다. 송신하는 중에 종국은 자기장에 관련한 자신의 방위를 측정값으로서 등록한다. 여기서, 제어부(61)는 주국을 가장 근사하게 향하게 방사하는 안테나를 판별할 수 있으며, 적합한 안테나를 선택하거나 또는 페이즈드 어레이 안테나를 조정하는 다른 단계들이 이루어지게 만들 수 있다. 종국의 방위가 변경되고 있다면, 국은 자기 센서를 이용하여 그러한 변화를 관찰하여, 자신의 페이즈드 어레이 안테나를 조정하거나 적합한 안테나를 선택할 수 있게 되며, 또한 이러한 것으로 말미암아 바람직한 주국을 향한 최대 방사를 유지하게 된다. 또 다른 실시예에서는, 무선국(5)의 위치가 그 무선국의 지리학적 절대 좌표를 검출함으로써 판별된다. 이동하는 물체에 대한 위치를 찾는 방법들은 잘 공지되어 있다. 유럽 특허 명세서 번호 EP0800319에서는, 삼각 측량(triangulation)에 기초한 위치를 찾는 방법이 설명되어 있는데, 위치 판별이 또한 GPS 정보에 기초할 수도 있다. 삼각 측량 방법에서, 주국과 종국간의 거리도 또한 판별된다. 주국에 대하여 미리 저장된 절대 지자기장 벡터에 기초하여, 종국(5)은 자신의 지리학적 위치 함수관계를 이용하여 방위 포인터를 판별할 수 있다.
모든 실시예들에서, 더 낳은 기지국으로 변경시키는 것이나 또는 신호 세기 측정 리포트를 네트워크로 송신함으로써 권리이양(handover)이 이루어지도록 보조하는 것과 같은 전형적인 단계들이 수행될 수 있다. 더욱이, 한 개의 주국에 연결되어 있을 때에, 종국은 다른 주국들에 관련된 방향 및 품질 측정을 수행하도록 명령을 받거나 수행할 수 있어서, 결과적으로 예를 들자면 다른 주국의 커버 영역으로 이동하고 있다면 다른 주국으로 변경한다.
도 6은 수신 신호 세기 대 안테나 방향에 대한 비율 변화를 평균내기 위하여 본 발명에 따른 한 실시예에서의 타임 슬롯의 구성을 도시한다. 그 평균을 내는 것은 적합한 시간 간격들(interval)과 타임 슬롯들을 이용하여 반복적으로 측정을 통한 검출을 이용하여 수행되어 지는데, 만약 필요하다면, 가장 잘 공지된 안테나 방향을 사용하고, 종무선국(5)의 방위 내지 위치에 대한 변화에 적응하기 위하여 상기의 가장 잘 공지된 방향의 주변을 검토하고, 종무선국(5)에 대하여 주파수와 타임슬롯은 동일하고 방향은 다르게 나타나는 가능한 몇 개의 주무선국들을 구별함으로써, 바람직한 신호를 수신하는 것을 용이하게 하기 위하여 안테나 방향의 조합을 다르게 하기도 한다.
그렇게 하기 위하여, 도 6에서, 주파수(f1, f2)에서의 주무선국 송신 타임 슬롯이 도시되어 있다. 타임 슬롯(TS1)은 가장 잘 공지된 안테나 방향(I)을 사용하여 종무선국(5)이 수신한다. 수신된 신호는 디코딩된다. 수신되어진 모든 가능한 종무선국(5) 안테나 방향 에너지를 측정하기 위한 그 다음의 타임 슬롯(TS2)이 수신된다. 그것은 로마 숫자(I 내지 X)로 표시된다. 더욱이, 다른 주파수(f2)에서의 타임 슬롯(TSM)에서, 방향(I에서부터 IV)은 더 낳은 방향 화상을 구하기 위하여 측정된다. 주어진 실시예에서, 방향(II, I, II, IV)이 그 목적을 위하여 사용된다. 서로 다른 안테나 방향을 위하여 타임 슬롯을 서브 슬롯으로 다시 세분하는 것이 이루어 질 때에 가드 주기(guard period)를 필요로 하지 않으면서 연속적으로 전송하는 것이 유지되는데 슬롯이 한 개의 주국을 주소지정하기 때문이다.
도 7은 안테나 필터를 통하여 듀플렉서(81)에 접속되는 안테나(80)를 포함하는 주무선국(2)의 블록도를 도시한다. 듀플렉서는 송신 회로부(83) 및 수신 회로부(84)에 접속되어 있다. 프로그램 및 다른 고정 데이터가 저장되어 있는 ROM(86) 및 가변 데이터를 위한 RAM(87)을 구비하는 마이크로제어기(85)가 또한 도시되어 있다. 주무선국은 삼차원 지자기 센서(88)를 포함할 수 있다.
도 8은 종무선국(5)의 후면(29)으로부터 뻗어 나오는 구면(90)을 도시한다. 구면은 앞에서 설명한 바와 같이 페이즈드 어레이 안테나가 사용된 본 발명의 한 실시예에서의 동작을 설명하기 위하여 도시된 것이다. 종무선국(5) 주위의 공간을 안테나가 완전하게 커버할 수 있게 하기 위하여, 구면은 천구까지 확장되어야 한다. 본 발명에 따라, 도 5에 도시되어 있는 바와 같이 소정의 방식으로 페이즈드 어레이 안테나를 제어하기 위한 제어가능 위상 시프팅 네트워크들(controllable phase shifting networks)(70, 71, 72) 및 제 4 안테나 소자를 위한 다른 한 개의 위상 시프팅 네트워크의 위상각들이 예를 들어 구면(90)의 표면을 감싸는 나선(91)상의 128개 포인트나 또는 완전한 천구로의 256개 포인트에 대하여 미리 계산되어, 종무선 장치(5)의 마이크로제어기(61)에 포함되어 있는 ROM에 저장된다. 나선을 따른 분포는 일정하게 선택되어 결과적으로 종무선국 주변의 전체 공간이 미리 커버가 된다. 그러한 계산은 틀림없는 수학 계산이며 페이즈드 어레이 안테나의 빔 형성 특성을 알고 있다면 계산될 수 있다. 그런 후에 탐색 테이블을 사용하여 예를 들자면 합당한 위상 값들이 안테나 빔을 조정하기 위하여 탐색될 수 있다.
도 9는 종무선국(5)의 후면벽(29)의 단면(section)(94)에 집적된 페이즈드 어레이 안테나 조립체를 도시한다. 마이크로스트립 기술을 이용한 안테나 소자들(95, 96, 97, 98) 및 접지면(99)이 도시되어 있다. 상기 단면 옆에, A-A 라인을 따라 취한 길이 방향 단면이 도시되어 있는데 안테나 소자(95, 96) 및 다른 안테나 소자(100, 101)가 도시되어 있다. 종무선국의 외부 벽(29)에 있는 안테나 소자들은 구면(90)내로 들어오는 방향을 향할 수 있다. 그러한 두 개의 방향(102, 103)들이 도 8에 도시되어 있다. 종무선국(5)의 내부 벽(104)에 있는 안테나 소자들은 다른 구면(도시되어 있지 않음)의 방향을 향할 수 있으며, 그러한 방향은 구면(90)이 커버하는 방향에 대향이 된다.
도 10은 도 9에서 도시한 페이즈드 어레이 안테나의 제어값을 탐색하기 위한 탐색 테이블(120)을 도시한다. 상기 탐색 테이블은 설명한 바와 같이 예를 들어 256개의 입력값을 갖고 있으며, 또한 소정 스캐닝 알고리듬에 따라 스캐닝될 수 있다. 입력값들(e)은 페이즈드 어레이 안테나의 소자들 각각의 위상과, 가중치 계수(wf)와, 및 입력을 인에이블 또는 디스에이블시키기 위한 인에이블/디스에이블 필드(ena)를 조정하기 위한 위상 정보(ph1, ph2, .....,ph8)를 포함한다. 도시된 탐색 테이블은 RAM에 저장되며 ROM에 저장된 탐색 테이블의 복사(replica)로서, 필드(wf, ena)가 더 추가되어졌다. 종무선국(5)의 전력을 스위칭할 때에, ROM의 콘텐트는 RAM에 복사된다. 여기서, 제어가 완전히 융통성있게 이루어진다.
주무선국에 대한 초기 스캔닝을 위하여, 구면에 고르게 분포되어 있는 16개만의 입력(entry)만이 인에이블된다. 여기서, 종무선국(5)이 자신의 방위에 상관없이 주변의 주무선국을 발견하는 가망성이 양호하다. 그 점에 있어서, 종무선국은 사용되지 않을 때에(책상 위에 있음) 국 후면(29)이 수직 방향을 향하도록 거꾸로 되어 착신 호출을 수신할 수 있어야 하고, 또한 아웃고잉 호출(outgoing call)을 받을 때 수직방향 벡터는 오히려 수평 방향을 가리키는 방향을 향하게 될 수 있다는 것은 인지된 사실이다. 한 셀에 적합하게 캠핑하는 것이 달성되고, 선택된 주무선국에 속하는 입력에 해당하는 모든 입력값(entries around the entry)은 인에이블되는 반면, 초기에 인에이블되었던 다른 입력들은 디스에이블된다. 여기서, 설명된 다른 실시예에서, 네트워크를 통하여 통신을 하고 있다 할지라도, 기준방향은 발견될 수 있다. 안테나 다양성(antenna diversity)을 이용하는 경우에 한 안테나는 끊임없이 한 방향을 향하고 있고, 다른 안테나는 더 낳은 방향을 찾기 위하여 스캐닝을 하여, 심지어 무방향성 안테나가 필요없게 된다. 그러한 스캐닝 다양성(diversity scanning)은 본 발명과 동일한 출원인의 유럽 특허 명세서 번호0728372에 상세하게 설명되어 있다. 물론 본 실시예는 이전에 설명한 실시예들과 결합될 수 있다. 동시에 삼차원 지자기 센서(36)는 이전에 설명한 상대적 조정 값들을 제공하여 결과적으로 실시간 조정이 종무선국(5)에서 이루어 질 수 있게 된다. 한 실시예에서, 종무선국(5)이 사용되고 있을 때에, 구면(90)을 향하는 방향만이 인에이블되어 결과적으로 모든 방사(radiation)가 가입자의 머리로부터 멀어지는 방향을 향하게 된다. 또한 ROM에서 인에이블된 입력의 방사 등급(magnitudes of radiation)에 대한 가중치 계수(wf)가 완전히 디스에이블링(disabling)되는 대신에 조정될 수 있으며, 초기에 모든 가중치 계수들은 1로 셋팅된다. 여기서, 머리 근방 및 머리쪽으로의 방향에 대한 방사는 완전히 "정지(dead)"되는 대신에 감소될 수 있다. 여기서, 완전한 방향 가요성(flexibility)이 유지된다. 페이즈드 어레이 안테나는 무방향성 안테나에 비교하여 감소된 전력을 소비하는데, 이는 무방향성 안테나의 빔 형성 특성 때문이다. 수신 모드에서는 모든 방향들에 대하여 동일한 감도로 감지되고, 디스에이블링 및/또는 가중화는 송신 모드에서 이루어 질 수 있다. 나선상의 포인트들(points) 대신에, 다른 스마트 윤곽(smart contour)이 종무선국(5) 주위의 공간을 카버하기 위하여 사용될 수 있다.
앞에 나와 있는 내용을 비추어 볼 때에, 첨부된 청구항에 의하여 이하에서 설명되는 본 발명의 사상과 범위 내에서 다양한 변형들이 만들어 질 수 있다는 것은 당업자들에게 명백하며, 따라서 본 발명은 제시된 실시예들로 제한되지 않게 된다. 종국(5)은 분열될 수 있는데, 예를 들자면 안테나가 무선국(5)을 사용하는 가입자의 허리쯤에 둘러져 있는 벨트에 놓는 것이다. 그래서 다른 구성요소들은 보통 때와 같이 이동 무선 장치에 놓이고, 저전력 인프라 레드(infra-red) 링크나 또는 무선 링크가 안테나와 실제의 이동 무선 장치를 커플링시키기 위하여 사용될 수 있다.

Claims (16)

  1. 주무선국(primary radio station)이 트랜시버에 접속되는 제어가능 안테나 조립체(controllable antenna structure) 및 지자기 센서(geomagnetic sensor)를 구비하는 종무선국(secondary radio station)과 통신하도록 조처되는, 한 개 이상의 상기 주무선국과 다수개의 상기 종무선국을 포함하는 통신 시스템에 있어서,
    상기 종무선국은 고정 좌표 체계(fixed coordinate system)에 대하여 자유로이 정위될 수 있는 휴대형 무선국이며, 상기 지자기 센서는 국부 자기장(local magnetic field)을 삼차원적으로 감지하는 삼차원 센서(directional sensor)이며, 상기 종국은 상기 삼차원 센서가 획득하는 지자기 감지 정보에 기초하여 상기 제어가능 안테나 조립체를 제어하여 상기 제어가능 안테나 조립체가 소정의 방향으로 우선 조정되고 난 이후에 상기 휴대형 무선국의 다음 방위(subsequent orientation)에 상관없이 상기의 소정 방향을 향하여 방사(radiation)가 유지되게 하는 제어 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는, 한 개 이상의 주무선국과 다수개의 종무선국을 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 시스템.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 통신 시스템은 기준 방향을 설정하는 수단을 포함하고, 상기 소정 방향은 상기 국부 자기장의 방향으로부터 소정의 양만큼 삼차원적으로 편향하게 되는, 한 개 이상의 주무선국과 다수개의 종무선국을 포함하는 통신 시스템.
  3. 제 2항에 있어서, 휴지 모드에서 상기 종무선국은 단일 주무선국에 캠핑(camping)하는데, 상기 주무선국은 상기 종무선국에게 국부 자기장 정보를 전송하도록 조처되어 있으며, 상기 종무선국은 상기 주무선국으로부터의 상기 국부 자기장 정보를 기준 방향으로서 사용하는, 한 개 이상의 주무선국과 다수개의 종무선국을 포함하는 통신 시스템.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 주무선국은 저장 수단을 포함하는데, 상기 지자기장에 대한 사전의 지식 및 측정에 기초하여 얻어진, 상기 주무선국 및 주변의 국부 자기장 정보들이 상기 저장 수단에 저장되는, 한 개 이상의 주무선국과 다수개의 종무선국을 포함하는 통신 시스템.
  5. 제 3항에 있어서, 상기 주무선국은 고정된 지리학적 방향(fixed geographical directions)에 대하여 국부적 자기장을 삼차원적으로 감지하는 삼차원 센서를 포함하는, 한 개 이상의 주무선국과 다수개의 종무선국을 포함하는 통신 시스템.
  6. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 시스템은 비교적 좁은 안테나 빔을 사용하여 상기 주무선국과 상기 종무선국 간의 통신이 이루어지게 하기 위하여 상기 종무선국으로부터 상기 주무선국으로의 방위 포인터(pointer of orientation)를 설정하는 수단을 포함하는, 한 개 이상의 주무선국과 다수개의 종무선국을 포함하는 통신 시스템.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 종무선국은 한 개 이상의 주무선국에 우선 캠핑하게 하기 위하여 사용되는 무방향성 안테나(omnidirectional antenna)를 포함하며, 상기 제어가능 안테나 조립체 및/또는 다른 신호 품질이 제어되어 다른 방향에 대한 스캐닝이 이루어지게 되며, 상기 주국은 제어되는 종국의 다른 안테나 및 제어가능 안테나 조립체를 통하여 전송되는 무선 신호의 에너지 측정을 수행하여 주국과 종국간에서 가장 양호하다고 검출된 통신 품질의 방향이 최대 방사 방향으로 되게 하는 한 개 이상의 주무선국과 다수개의 종무선국을 포함하는 통신 시스템.
  8. 제 6항에 있어서, 상기 종무선국은 다른 여러 개의 방향으로 소정의 컨텐트를 포함하는 기준 신호 세트를 송신하도록 조처가 되어 있고, 상기 종무선국이 캠핑하고 있는 주무선국은 가장 센 수신 신호를 검출하고 그러한 정보를 상기 종무선국에게 송신하는 검출 수단을 포함하고, 상기 종무선국은 상기 송신된 방향으로 방위 포인터를 조정하도록 조처되어 있는, 한 개 이상의 주무선국과 다수개의 종무선국을 포함하는 통신 시스템.
  9. 제 6항에 있어서, 종무선국은 한 개의 타임 슬롯을 여러 개의 서브 슬롯으로 세분하여 서로 다른 다수개의 안테나 방향들로 스위칭하고, 서브 슬롯 각각은 측정해야 하는 안테나 방향 각각을 나타내는, 한 개 이상의 주무선국과 다수개의 종무선국을 포함하는 통신 시스템.
  10. 제 6항에 있어서, 한 개 이상의 주무선국을 포함하는 네트워크나 또는 종무선국은 네트워크에서의 상기 종무선국의 지리학적 위치를 설정하는 수단을 포함하고, 상기 주무선국은 저장된 국부 자기장 정보를 고려하여 방위 포인터를 계산하도록 조처되어 있고, 상기 계산된 방위 포인터는 상기 종국으로 송신되는, 한 개 이상의 주무선국과 다수개의 종무선국을 포함하는 통신 시스템.
  11. 제 6항에 있어서, 상기 네트워크나 상기 종무선국은 네트워크에서의 종무선국의 지리학적 위치를 설정하는 수단을 포함하고, 상기 주무선국은 저장된 국부 자기장 정보를 상기 종무선국에게 송신하도록 조처되어 있고, 상기 종무선국은 상기 수신된 국부 자기장 정보를 고려하여 방위 포인터를 계산하도록 조처되어 있는, 한 개 이상의 주무선국과 다수개의 종무선국을 포함하는 통신 시스템.
  12. 제 6항 또는 제 7항 또는 제 8항 또는 제 9항 또는 제 10항 또는 제 11항에 있어서, 상기 종무선국은 휴지 모드로부터 호출 모드로 스위칭하고, 상기 방위 포인터 유지에 관련된 정보 교환이 통화 채널(traffic channel) 및 제어 채널(control channel)의 조합을 사용하는 부가적인 신호처리를 이용하여 수행된다는 것을 한정하면서, 상기 방위 포인터가 제 6항, 제 7항, 제 8항, 제 9항 또는 제 10항에서 청구한 방식대로 유지되는, 한 개 이상의 주무선국과 다수개의 종무선국을 포함하는 통신 시스템.
  13. 제 6항 또는 제 7항 또는 제 8항 또는 제 9항 또는 제 10항 또는 제 11항에 있어서, 상기 종무선국은 통신 타입과 청각적 인터페이스 사용을 통해서 안테나로부터 사람에 이르는 거리가 짧은 장비(equipment)가 사람을 향한 특정 방사 방향을 갖고 있는지의 여부를 인지하여, 결과적으로 사람을 향하고 있는 그러한 안테나의 사용을 차단하고 그 대신에 등방향성 안테나(isotropic antenna)와 같은 다른 안테나들을 사용하게 하는 수단을 구비하는, 한 개 이상의 주무선국과 다수개의 종무선국을 포함하는 통신 시스템.
  14. 트랜시버에 접속되어 있는 제어가능 안테나 조립체 및 지자기 센서(geomagnetic sensor)를 포함하는 종무선국과 통신을 할 수 있도록 조처가 되어 있는 한 개 이상의 주무선국과 다수개의 종무선국을 포함하는 통신 시스템에서 사용하기 위한 주무선국에 있어서,
    상기 종무선국이 고정 좌표 체계에 대하여 자유로이 정위될 수 있는 휴대형 무선국이며, 상기 지자기 센서는 국부 자기장을 삼차원적으로 감지하는 삼차원 센서이며, 상기 종무선국이 상기 삼차원 센서에 의하여 얻어진 감지 정보에 기초하여 상기 제어가능 안테나 조립체를 조정하는 제어 수단을 포함하여 결과적으로 상기 제어가능 안테나 조립체에 대하여 소정 방향으로 우선적인 조정을 하고 난 이후에 상기 안테나가 상기 휴대형 무선국의 방위 및 이후에 일어나는 방위 변화에 상관없이 상기 소정 방향을 향하고 있는 것이 유지되게 되며, 휴지 모드에서 상기 종무선국이 상기 주무선국에 캠핑하고, 상기 종무선국은 우선적인 조정을 하기 위하여 상기 주무선국으로부터의 상기 국부 자기장 정보를 사용하는 상기 시스템에서, 상기 주무선국은 상기 종무선국에게 국부적으로 얻어지는 자기장 정보를 송신하도록 조처가 되어 있는 것을 특징으로 하는 한 개 이상의 주무선국과 다수개의 종무선국을 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 시스템에서 사용하기 위한 주무선국.
  15. 종무선국과 통신하도록 조처가 되어 있는 한 개 이상의 주무선국과 트랜시버에 연결된 제어가능 안테나 조립체와 지자기 센서를 포함하는 다수개의 종무선국을 포함하는 통신 시스템에서 사용하기 위한 종무선국에 있어서,
    상기 종무선국이 고정 좌표 체계에 대하여 자유로이 정위될 수 있는 휴대형 무선국이며, 상기 지자기 센서는 국부 자기장을 삼차원적으로 감지하는 삼차원 센서이며, 상기 종무선국이 상기 삼차원 센서에 의하여 얻어진 감지 정보에 기초하여 상기 제어가능 안테나 조립체를 조정하는 제어 수단을 포함하여 결과적으로 상기 제어가능 안테나 조립체에 대하여 소정 방향으로 우선적인 조정을 하고 난 이후에 상기 안테나가 상기 휴대형 무선국의 방위 및 이후에 일어나는 방위 변화에 상관없이 상기 소정 방향을 향하고 있는 것이 유지되게 되는 것을 특징으로 하는 한 개 이상의 주무선국과 다수개의 종무선국을 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 시스템에서 사용하기 위한 종무선국.
  16. 한 개 이상의 주무선국과 다수개의 종무선국을 포함하는 통신 시스템에서 사용하기 위한 통신 방법으로서, 주무선국은 트랜시버에 접속된 제어가능 안테나 조립체를 포함하는 종무선국과 통신을 하고, 지자기장이 감지되는, 한 개 이상의 주무선국과 다수개의 종무선국을 포함하는 통신 시스템에서 사용하기 위한 통신 방법에 있어서,
    상기 종무선국은 고정 좌표 체계에서 자유로이 정위될 수 있는 휴대형 무선국이며, 상기 지자기장은 삼차원적으로 감지되며, 상기 제어가능 안테나 조립체는 삼차원 감지 정보에 기초하여 제어되어 결과적으로 상기 제어가능 안테나 조립체를 소정의 방향으로 우선 조정하고 난 이후에도 상기 안테나가 상기 휴대형 무선국의 방위에 상관없이 실제적으로 상기 기준 방향을 향하여 그대로 있는 것을 특징으로 하는 한 개 이상의 주무선국과 다수개의 종무선국을 포함하는 통신 시스템에서 사용하기 위한 통신 방법.
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