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技術 分散アンテナシステムのための基準信号を有するバックホールリンク

出願人 エイ・ティ・アンド・ティインテレクチュアルプロパティアイ,エル.ピー.
発明者 ヘンリー,ポールシャラバーゼガー,ファルハードブランディノ,ジョージゲルツベルグ,アーウィンバーニッケル,ドナルドジェー.ウィリスザサード,トーマスエム.
出願日 2017年6月6日 (2年10ヶ月経過) 出願番号 2018-564851
公開日 2019年8月15日 (8ヶ月経過) 公開番号 2019-522924
状態 不明
技術分野
  • -
主要キーワード プログラマブルロジックコントローラー 非着脱式 マイクロ波周波数帯域 搭載アーム 環境測定値 制御生成 ユーティリティ設備 光モデム
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (20)

課題・解決手段

分散アンテナ及びバックホールステムは、スモールセル展開のためのネットワーク接続性を提供する。新たな構造物構築し且つ追加のファイバ及びケーブルを設置する代わりに、本明細書に記載される実施形態は、高帯域幅ミリメートル波通信を用いることを開示する。バックホール接続性を提供するために架空ミリメートル波システムが用いられ得る。街路灯及び電柱などの既存のインフラストラクチャ上にモジュールが配置され得、モジュールは、他のモジュールに及び他のモジュールからミリメートル波を送信するための基地局及びアンテナ包含することができる。アップリンク信号及びダウンリンク信号(即ち基地局に/基地局から、通信ノードから/通信ノードに向けられた信号)は、制御チャネルと、通信ノードが1つ又は複数のモバイルデバイス又は固定デバイスと通信することを可能にするために元の/本来の周波数帯域周波数変換され得る変調信号をそれぞれ含むアップリンクダウンリンクスペクトルセグメントと、通信ノード間で生じる歪みを軽減するためのスペクトルセグメントの一部又は全てに供給され得るパイロット信号とにスペクトル分割され得る。パイロット信号は、上流及び下流通ノード送受信機により、受信信号から歪み(例えば、位相歪み)を除去するために処理され得る。

概要

背景

スマートフォン及び他のポータブルデバイスが一層広く普及し、データ使用量急増しているため、マクロセル基地局及び既存の無線インフラストラクチャが圧倒されている。更なるモバイル帯域幅を与えるためにスモールセル展開推進されつつあり、マイクロセル及びピコセルが、これまでのマクロセルよりはるかに小さいエリアのためのカバレッジを提供しているが、これには高い費用がかかる。

概要

分散アンテナ及びバックホールステムは、スモールセルの展開のためのネットワーク接続性を提供する。新たな構造物構築し且つ追加のファイバ及びケーブルを設置する代わりに、本明細書に記載される実施形態は、高帯域幅ミリメートル波通信を用いることを開示する。バックホール接続性を提供するために架空ミリメートル波システムが用いられ得る。街路灯及び電柱などの既存のインフラストラクチャ上にモジュールが配置され得、モジュールは、他のモジュールに及び他のモジュールからミリメートル波を送信するための基地局及びアンテナ包含することができる。アップリンク信号及びダウンリンク信号(即ち基地局に/基地局から、通信ノードから/通信ノードに向けられた信号)は、制御チャネルと、通信ノードが1つ又は複数のモバイルデバイス又は固定デバイスと通信することを可能にするために元の/本来の周波数帯域周波数変換され得る変調信号をそれぞれ含むアップリンクダウンリンクスペクトルセグメントと、通信ノード間で生じる歪みを軽減するためのスペクトルセグメントの一部又は全てに供給され得るパイロット信号とにスペクトル分割され得る。パイロット信号は、上流及び下流通ノード送受信機により、受信信号から歪み(例えば、位相歪み)を除去するために処理され得る。

目的

本開示は、無線通信に関し、より詳細には、分散アンテナ及び基地局にバックホール接続性を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
- 件
牽制数
- 件

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請求項1

アンテナと、動作を促進する通信回路とを含むシステムであって、前記動作は、前記アンテナにより、第1のスペクトルセグメント内における第1の変調信号を含む第1の無線信号を受信することであって、前記第1の変調信号は、シグナリングプロトコルに従って変調される、受信することと、前記第1の無線信号を、前記第1のスペクトルセグメント内における前記第1の変調信号を含む第1の電子信号に変換することと、前記第1の電子信号を周波数変換して、更新された第1の電子信号を生成することであって、前記更新された第1の電子信号は、前記第1の変調信号の前記シグナリングプロトコルを変更することなく前記第1のスペクトルセグメントから第1の搬送周波数周波数シフトされた前記第1の変調信号を含み、前記第1の搬送周波数は、前記第1のスペクトルセグメントと周波数重複しない、生成することと、前記更新された第1の電子信号を、基準信号及び前記第1の搬送周波数における前記第1の変調信号を含む第2の無線信号に変換することであって、前記第2の無線信号は、分散アンテナシステムネットワーク要素によって受信され、前記基準信号は、前記第1の搬送周波数における前記第1の変調信号を第2のスペクトルセグメント内における前記第1の変調信号に再変換する際、前記ネットワーク要素が信号歪みを低減することを可能にし、前記基準信号は、制御チャネル命令を用いて変調され、前記基準信号のために用いられる変調技法は、前記第1の搬送周波数の位相位相基準としての使用のために保存する、変換することと、前記ネットワーク要素から第2の搬送周波数における第3の無線信号を受信することであって、前記第3の無線信号は、前記シグナリングプロトコルに準拠する第2の変調信号を含み、モバイル通信デバイスは、第3のスペクトルセグメント内における前記第2の変調信号を生成し、前記ネットワーク要素は、前記第3のスペクトルセグメント内における前記第2の変調信号を前記第2の搬送周波数における前記第2の変調信号に周波数変換することを促進し、且つ前記第2の搬送周波数における前記第2の変調信号を含む前記第3の無線信号を送信する、受信することと、前記第3の無線信号を、前記第2の搬送周波数における前記第2の変調信号を含む第2の電子信号に変換することと、前記第2の電子信号を周波数変換して、前記第2の変調信号の前記シグナリングプロトコルを変更することなく前記第2の搬送周波数における前記第2の変調信号を第4のスペクトルセグメントにシフトする更新された第2の電子信号を生成することであって、前記第2の搬送周波数は、前記第4のスペクトルセグメントと周波数が重複しない、生成することと、前記更新された第2の電子信号に従って、物理伝送媒体に沿って伝搬する電磁波を生成することであって、前記電磁波は、前記第4のスペクトルセグメント内における前記第2の変調信号を伝達し、前記電磁波は、基地局に向けられる、生成することとを含む、システム。

請求項2

前記第1の電子信号の前記周波数変換は、前記基準信号を周波数シフトすることを更に含む、請求項1に記載のシステム。

請求項3

前記制御チャネルの前記命令は、前記第1の搬送周波数における前記第1の変調信号を前記第2のスペクトルセグメント内における前記第1の変調信号に再変換するように前記分散アンテナシステムの前記ネットワーク要素に指示する、請求項1に記載のシステム。

請求項4

前記第2のスペクトルセグメントは、前記第1のスペクトルセグメントと少なくとも実質的に同様である、請求項1に記載のシステム。

請求項5

前記シグナリングプロトコルは、ロングタームエボリューション無線プロトコル又は第五世代セルラー通信プロトコルを含む、請求項1に記載のシステム。

請求項6

前記第1の電子信号の前記周波数変換は、前記第1のスペクトルセグメント内における前記第1の変調信号を前記第1の搬送周波数における前記第1の変調信号にアップコンバートすることを含む、請求項1に記載のシステム。

請求項7

前記ネットワーク要素による前記再変換は、前記第1の搬送周波数における前記第1の変調信号を前記第2のスペクトルセグメント内における前記第1の変調信号にダウンコンバートすることを含む、請求項1に記載のシステム。

請求項8

前記第1の電子信号の前記周波数変換は、前記第1のスペクトルセグメント内における前記第1の変調信号を前記第1の搬送周波数における前記第1の変調信号にダウンコンバートすることを含む、請求項1に記載のシステム。

請求項9

前記ネットワーク要素による前記再変換は、前記第1の搬送周波数における前記第1の変調信号を前記第2のスペクトルセグメント内における前記第1の変調信号にアップコンバートすることを含む、請求項1に記載のシステム。

請求項10

前記第4のスペクトルセグメントは、前記第3のスペクトルセグメントと少なくとも実質的に同様である、請求項1に記載のシステム。

請求項11

分散アンテナシステムの第1のネットワーク要素のアンテナシステムにより、第1のスペクトルセグメント内における第1の変調信号を含む第1の無線信号を受信することであって、前記第1の無線信号は、モバイル通信デバイスによって生成され、及び前記第1の変調信号は、シグナリングプロトコルに準拠する、受信することと、前記第1のネットワーク要素により、前記第1の無線信号を、前記第1のスペクトルセグメント内における前記第1の変調信号を含む第1の電子信号に変換することと、前記第1のネットワーク要素により、前記第1の電子信号を周波数変換して、更新された第1の電子信号を生成することであって、前記更新された第1の電子信号は、前記第1の変調信号の前記シグナリングプロトコルを変更することなく前記第1のスペクトルセグメントから第1の搬送周波数に周波数シフトされた前記第1の変調信号を含み、前記第1の搬送周波数は、前記第1のスペクトルセグメントと周波数が重複しない、生成することと、前記第1のネットワーク要素の前記アンテナシステムにより、前記更新された第1の電子信号を、基準信号及び前記第1の搬送周波数における前記第1の変調信号を含む第2の無線信号に変換することであって、前記第2の無線信号は、前記分散アンテナシステムの第2のネットワーク要素によって受信され、前記基準信号は、前記第1の搬送周波数における前記第1の変調信号を第2のスペクトルセグメント内における前記第1の変調信号に再変換する際、前記第2のネットワーク要素が信号歪みを低減することを可能にし、前記基準信号は、制御チャネルの命令を用いて変調され、前記基準信号のために用いられる変調技法は、前記第1の搬送周波数の位相を位相基準としての使用のために保存する、変換することと、前記第1のネットワーク要素の前記アンテナシステムにより、前記第2のネットワーク要素から第2の搬送周波数における第3の無線信号を受信することであって、前記第3の無線信号は、前記シグナリングプロトコルに準拠する第2の変調信号を含み、前記第2の変調信号は、第3のスペクトルセグメント内にあり、前記第2のネットワーク要素は、前記第3のスペクトルセグメント内における前記第2の変調信号を前記第2の搬送周波数における前記第2の変調信号に周波数変換することを促進し、且つ前記第2の搬送周波数における前記第2の変調信号を含む前記第3の無線信号を送信する、受信することと、前記第1のネットワーク要素により、前記第3の無線信号を、前記第2の搬送周波数における前記第2の変調信号を含む第2の電子信号に変換することと、前記第1のネットワーク要素により、前記第2の電子信号を周波数変換して、前記第2の変調信号の前記シグナリングプロトコルを変更することなく前記第2の搬送周波数における前記第2の変調信号を第4のスペクトルセグメントにシフトする更新された第2の電子信号を生成することであって、前記第2の搬送周波数は、前記第4のスペクトルセグメントと周波数が重複しない、生成することと、前記第1のネットワーク要素により、前記更新された第2の電子信号に従って、物理伝送媒体に沿って伝搬する電磁波を生成することであって、前記電磁波は、前記第4のスペクトルセグメント内における前記第2の変調信号を伝達し、前記電磁波は、基地局に向けられる、生成することとを含む方法。

請求項12

前記第1の電子信号の前記周波数変換は、前記第1のネットワーク要素により、前記第1のスペクトルセグメント内における前記第1の変調信号を前記第1の搬送周波数における前記第1の変調信号にアップコンバートすることを含み、前記第2のネットワーク要素による前記再変換は、前記第1の搬送周波数における前記第1の変調信号を前記第2のスペクトルセグメント内における前記第1の変調信号にダウンコンバートすることを含む、請求項11に記載の方法。

請求項13

前記第1の電子信号の前記周波数変換は、前記第1のネットワーク要素により、前記第1のスペクトルセグメント内における前記第1の変調信号を前記第1の搬送周波数における前記第1の変調信号にダウンコンバートすることを含み、前記第2のネットワーク要素による前記再変換は、前記第1の搬送周波数における前記第1の変調信号を前記第2のスペクトルセグメント内における前記第1の変調信号にアップコンバートすることを含む、請求項11に記載の方法。

請求項14

前記制御チャネルの前記命令は、前記第1の搬送周波数における前記第1の変調信号を前記第2のスペクトルセグメント内における前記第1の変調信号に再変換するように前記分散アンテナシステムの前記第2のネットワーク要素に指示する、請求項11に記載の方法。

請求項15

前記第2のスペクトルセグメントは、前記第1のスペクトルセグメントと少なくとも実質的に同様である、請求項11に記載の方法。

技術分野

0001

関連出願の相互参照
本出願は、2016年6月10日に出願された米国特許出願公開第15/179,203号明細書の優先権を主張する。上記出願の全てのセクションは、全体的に参照により本明細書に援用される。

0002

本開示は、無線通信に関し、より詳細には、分散アンテナ及び基地局にバックホール接続性を提供することに関する。

背景技術

0003

スマートフォン及び他のポータブルデバイスが一層広く普及し、データ使用量急増しているため、マクロセル基地局及び既存の無線インフラストラクチャが圧倒されている。更なるモバイル帯域幅を与えるためにスモールセル展開推進されつつあり、マイクロセル及びピコセルが、これまでのマクロセルよりはるかに小さいエリアのためのカバレッジを提供しているが、これには高い費用がかかる。

図面の簡単な説明

0004

本明細書に記載される様々な態様による分散アンテナシステムの非限定的な実施形態例を示すブロック図である。
本明細書に記載される様々な態様によるバックホールステムの非限定的な実施形態例を示すブロック図である。
本明細書に記載される様々な態様による分散アンテナシステムの非限定的な実施形態例を示すブロック図である。
本明細書に記載される様々な態様による分散アンテナシステムの非限定的な実施形態例を示すブロック図である。
本明細書に記載される様々な態様によるバックホールシステムの非限定的な実施形態例を示すブロック図である。
本明細書に記載される様々な態様によるバックホールシステムの非限定的な実施形態例を示すブロック図である。
本明細書に記載される様々な態様による準光学カップリングの非限定的な実施形態例を示すブロック図である。
本明細書に記載される様々な態様によるバックホールシステムの非限定的な実施形態例を示すブロック図である。
本明細書に記載される様々な態様によるミリ波帯アンテナ装置の非限定的な実施形態例を示すブロック図である。
本明細書に記載される様々な態様による地下バックホールシステムの非限定的な実施形態例を示すブロック図である。
本明細書に記載される通りのバックホール接続を提供するための方法の非限定的な実施形態例の流れ図を示す。
本明細書に記載される様々な態様による計算環境の非限定的な実施形態例のブロック図である。
本明細書に記載される様々な態様によるモバイルネットワークプラットフォームの非限定的な実施形態例のブロック図である。
本明細書に記載される様々な態様による通信システムの非限定的な実施形態例を示すブロック図である。
本明細書に記載される様々な態様による図14Aの通信システムの一部の非限定的な実施形態例を示すブロック図である。
本明細書に記載される様々な態様による図14Aの通信システムの通信ノードの非限定的な実施形態例を示すブロック図である。
本明細書に記載される様々な態様による図14Aの通信システムの通信ノードの非限定的な実施形態例を示すブロック図である。
本明細書に記載される様々な態様による、基地局が通信ノードと通信できるようにするダウンリンク及びアップリンク通信技法の非限定的な実施形態例を示すグラフ図である。
本明細書に記載される様々な態様による通信ノードの非限定的な実施形態例を示すブロック図である。
本明細書に記載される様々な態様による通信ノードの非限定的な実施形態例を示すブロック図である。
本明細書に記載される様々な態様による周波数スペクトルの非限定的な実施形態例を示すグラフ図である。
本明細書に記載される様々な態様による周波数スペクトルの非限定的な実施形態例を示すグラフ図である。
本明細書に記載される様々な態様による周波数スペクトルの非限定的な実施形態例を示すグラフ図である。
本明細書に記載される様々な態様による周波数スペクトルの非限定的な実施形態例を示すグラフ図である。
本明細書に記載される様々な態様による送信機の非限定的な実施形態例を示すグラフ図である。
本明細書に記載される様々な態様による受信機の非限定的な実施形態例を示すグラフ図である。
本明細書に記載される様々な態様による方法の非限定的な実施形態例の流れ図を示す。
本明細書に記載される様々な態様による方法の非限定的な実施形態例の流れ図を示す。
本明細書に記載される様々な態様による方法の非限定的な実施形態例の流れ図を示す。
本明細書に記載される様々な態様による方法の非限定的な実施形態例の流れ図を示す。
本明細書に記載される様々な態様による方法の非限定的な実施形態例の流れ図を示す。
本明細書に記載される様々な態様による方法の非限定的な実施形態例の流れ図を示す。
本明細書に記載される様々な態様による方法の非限定的な実施形態例の流れ図を示す。
本明細書に記載される様々な態様による方法の非限定的な実施形態例の流れ図を示す。
本明細書に記載される様々な態様による方法の非限定的な実施形態例の流れ図を示す。
本明細書に記載される様々な態様による方法の非限定的な実施形態例の流れ図を示す。
本明細書に記載される様々な態様による方法の非限定的な実施形態例の流れ図を示す。

実施例

0005

ここで、1つ又は複数の実施形態が図面を参照しながら説明され、図面では、同じ参照符号が全体を通して同じ要素を指すために用いられる。以下の説明では、説明の目的上、様々な実施形態の完全な理解を提供するために多数の具体的な細部が記載される。しかし、様々な実施形態を、これらの具体的な細部を用いることなく(及び任意の特定のネットワーク化された環境又は標準規格に適用することなく)実施できることは明らかである。

0006

追加の基地局にネットワーク接続性を提供するために、マイクロセル及びマクロセルをモバイルネットワークリンクするバックホールネットワークが対応して拡大する。一般的に用いられる周波数において利用可能な帯域幅は、限られているため、無線バックホール接続を提供することが困難である。ファイバ及びケーブルは、帯域幅を有するが、スモールセルの展開の分散性のため、これらの接続を設置することは、法外な費用がかかり得る。

0007

これらの考慮事項及び他の考慮事項のために、1つ又は複数の実施形態では、システムは、命令を記憶するためのメモリと、電力線を介して受信される第1の導波の受信を促進することと、第1の導波を電子伝送に変換することとを含む動作を遂行するための命令の実行を促進するための、メモリに通信可能に結合されたプロセッサとを含む。動作はまた、電子伝送から決定された電子信号基地局デバイスへの送信を促進することを含む。動作はまた、電子伝送を第2の導波に変換することと、電力線を介した第2の導波の送信を促進することとを含み得る。

0008

別の実施形態は、命令を記憶するためのメモリと、第1の無線リピーターデバイスからの第1の伝送の受信を促進することを含む動作を遂行するための命令の実行を促進するための、メモリに通信可能に結合されたプロセッサとを含む。動作は、第2の伝送を第2の無線リピーターデバイスに向けることを含み得、第1の伝送及び第2の伝送は、少なくとも約57GHzの周波数におけるものである。動作はまた、第1の伝送からの電子信号を決定することと、電子信号を基地局デバイスに向けることとを含む。

0009

別の実施形態では、方法は、プロセッサを含むデバイスにより、電力線を介して第1の表面波伝送を受信することと、第1の表面波伝送を電子伝送に変換することとを含む。本方法はまた、電子伝送から通信信号を抽出することと、通信信号を基地局デバイスに送ることとを含み得る。本方法はまた、電力線を通じて電子伝送を第2の表面波伝送として送信することを含み得、第1の表面波伝送及び第2の表面波伝送は、少なくとも30GHzの周波数におけるものである。

0010

本明細書に記載される様々な実施形態は、スモールセルの展開のための分散アンテナシステム及び/又はスモールセルの展開のためのバックホール接続を提供するシステムに関する。新たな構造物構築し且つ追加のファイバ及びケーブルを設置する代わりに、本明細書に記載される実施形態は、高帯域幅ミリメートル波通信及び既存の電力線インフラストラクチャを用いることを開示する。電力線及び見通し線ミリメートル波帯域信号を介した地上バックホール接続並びに埋設電線管を介した地下バックホール接続は、分散基地局接続性を提供することができる。

0011

一実施形態では、バックホール接続性を提供するために架空ミリメートル波システムが用いられ得る。街路灯及び電柱などの既存のインフラストラクチャ上にモジュールが配置され得、モジュールは、他のモジュールに及び他のモジュールからミリメートル波を送信するための基地局及びアンテナ包含することができる。ネットワーク内のモジュール又はノードの1つは、ファイバ/ケーブルにより又は標準的な57〜64GhzGHz見通し線マイクロ波接続により、モバイルネットワークに物理的に接続されたマクロセルサイトに通信可能に結合され得る。

0012

別の実施形態では、電柱上に基地局ノードを設置することができ、ノード間の電力線を介してミリメートル波帯域表面波伝送を送る送信機によってバックホール接続が提供され得る。1つ又は複数の基地局を有する単一のサイトも、電力線を通じた表面波伝送を介して、セルラーアンテナがノードに配置された分散アンテナシステムに接続され得る。別の実施形態では、導波を送信するために地下導管が用いられ得、波は、導管と電力線との間の空間内を伝搬する。信号抽出器及び基地局は、既存の変圧器箱内に配置することができる。

0013

ここで、図1を参照すると、示されているのは、本明細書に記載される様々な態様による分散アンテナシステム100の非限定的な実施形態例である。

0014

分散アンテナシステム100は、マクロセルサイト102に通信可能に結合された1つ又は複数の基地局(例えば、基地局デバイス104)を含む。基地局デバイス104は、ファイバ及び/若しくはケーブルにより、又はマイクロ波無線接続によりマクロセルサイト102に接続され得る。マクロセルサイト102などのマクロセルは、モバイルネットワークへの専用接続を有することができ、基地局デバイス104は、マクロセルサイト102の接続からピギーバックすることができる。基地局デバイス104は、電柱116上に搭載するか又はそれに取り付けることができる。他の実施形態では、基地局デバイス104は、変圧器、及び/又は電力線の近くに位置する他の場所の付近にあり得る。

0015

基地局デバイス104は、モバイルデバイス122及び124のための接続性を提供することができる。電柱118及び120上又はそれらの付近に搭載されたアンテナ112及び114は、アンテナ112及び114が基地局デバイス104又はその付近に配置された場合よりもはるかに広いエリアにわたって基地局デバイス104からの信号を受信し、それらの信号をモバイルデバイス122及び124に送信することができる。

0016

図1は、簡単にするために、3つの電柱を1つの基地局デバイスと共に表示していることを理解されたい。他の実施形態では、電柱116は、より多くの基地局デバイスを有することができ、分散アンテナを有する1つ又は複数の電柱が可能である。

0017

送出器106は、電柱116、118、及び120を接続する電力線を通じて基地局デバイス104からアンテナ112及び114に信号を送信することができる。信号を送信するために、送出器106は、基地局デバイス104からの信号をミリメートル波帯域信号にアップコンバートし、送出器106は、電線に沿って進行する導波として伝搬するミリメートル波帯域表面波を送出するコーン送受信機図3においてより詳細に示される)を含むことができる。電柱118において、リピーター108が表面波を受信し、それを増幅し、それを電力線上で転送することができる。リピーター108はまた、ミリメートル波帯域表面波から信号を抽出し、それをその元のセルラー帯域周波数(例えば、1.9GHz)に下方に周波数シフトすることができる。アンテナは、下方にシフトされた信号をモバイルデバイス122に送信することができる。プロセスは、リピーター110、アンテナ114及びモバイルデバイス124によって繰り返され得る。

0018

モバイルデバイス122及び124からの伝送もアンテナ112及び114によってそれぞれ受信され得る。リピーター108及び110は、セルラー帯域信号をミリメートル波帯域(例えば、60〜110GHz)に上方にシフトし、信号を、電力線を通じて基地局デバイス104に表面波伝送として送信することができる。

0019

ここで、図2を参照すると、本明細書に記載される様々な態様によるバックホールシステム200の非限定的な実施形態例を示すブロック図が示される。図2に示される実施形態は、基地局デバイスが1つの場所に配置された分散アンテナシステムを有し、且つリモートアンテナを有する代わりに、基地局デバイス自体がシステムにわたって分散しており、バックホール接続が電力線を通じた表面波伝送によって提供されるという点で図1と異なる。

0020

システム200は、既存のネットワークインフラストラクチャへの物理接続又は無線接続を介したネットワーク接続を受信するRFモデム202を含む。ネットワーク接続は、ファイバ及び/若しくはケーブルを介するもの、又は高帯域幅マイクロ波接続によるものであり得る。RFモデムは、ネットワーク接続を受信し、それを基地局デバイス204及び206への配信のために処理することができる。RFモデム202は、DOCSISなどのプロトコルを用いてミリメートル波帯域伝送変調し、信号を送出器208に出力することができる。送出器208は、電線に沿って進行する導波として伝搬するミリメートル波帯域表面波を送出するコーン(図5においてより詳細に示される)を含むことができる。

0021

電柱216において、リピーター210は、表面波を受信し、それを増幅し、電力線を通じてそれをリピーター212に転送することができる。リピーター210はまた、表面波から信号を抽出するモデムを含み、信号を基地局デバイス204に出力することができる。次に、基地局デバイス204は、バックホール接続を用いてモバイルデバイス220との通信を促進することができる。

0022

リピーター212は、リピーター210によって送られたミリメートル波帯域表面波伝送を受信し、モデムを介して信号を抽出し、モバイルデバイス222との通信を促進することができる基地局デバイス206に信号を出力することができる。バックホール接続は、逆方向にも機能することができ、モバイルデバイス220及び222からの伝送は、基地局デバイス204及び206によって受信され、基地局デバイス204及び206は、バックホールネットワークを介してリピーター210及び212に通信を転送する。リピーター210及び212は、通信信号をミリメートル波帯域表面波に変換し、電力線を介してそれを送出器208、RFモデム202、及び更にモバイルネットワークに逆に送信することができる。

0023

ここで、図3を参照すると、分散アンテナシステム300の非限定的な実施形態例を示すブロック図が示される。図3は、図1において説明された基地局104及び送出器106をより詳細に示す。基地局デバイス302は、ルーター304及びマイクロセル308(又はピコセル、フェムトセル若しくは他のスモールセルの展開)を含むことができる。基地局デバイス302は、既存のインフラストラクチャにリンクされた外部ネットワーク接続306を受信することができる。ネットワーク接続306は、物理的なもの(ファイバ若しくはケーブルなど)又は無線式のもの(高帯域幅マイクロ波接続)であり得る。ネットワーク接続306がリンクされ得る既存のインフラストラクチャは、幾つかの実施形態では、マクロセルサイトであり得る。高データレートネットワーク接続を有するそれらのマクロセルサイトのために、基地局デバイス302は、マクロセルサイトとネットワーク接続を共有することができる。

0024

ルーター304は、モバイルデバイスとの通信を促進するマイクロセル308のための接続性を提供することができる。図3は、基地局デバイス302が1つのマイクロセルを有する様子を示すが、他の実施形態では、基地局デバイス302は、2つ以上のマイクロセルを含むことができる。マイクロセル308のRF出力は、60GHz信号を変調するために用い、ファイバを介して送出器318に接続することができる。送出器318及びリピーター108は、同様の機能性を含み、ネットワーク接続306は、送出器318又はリピーター108(及び106、110など)のいずれかにリンクされ得ることを理解されたい。

0025

他の実施形態では、基地局デバイス302は、準光学カップリング(図7においてより詳細に示される)によって送出器318に結合され得る。送出器318は、RF出力の周波数をミリメートル波帯域信号にシフトするミリメートル波インターフェース312を含む。次に、信号は、コーン送受信機314によって電力線316を通じて表面波伝送として送信され得る。

0026

コーン送受信機314は、電線に沿って進行する導波として伝搬するように特別に構成された電磁界を生成することができる。導波又は表面波は、電線が湾曲及び撓曲したときでも電線と平行なままである。湾曲は、伝送損失を増大させ得る。伝送損失はまた、電線直径、周波数、及び材料にも依存する。

0027

ミリメートル波インターフェース312及びコーン送受信機314は、中電圧又は高電圧電力線から電力誘導的受電する誘導電源310によって電力を供給され得る。他の実施形態では、電力は、バッテリー電源によって補うことができる。

0028

ここで、図4を参照すると、本明細書に記載される様々な態様による分散アンテナシステムの非限定的な実施形態例を示すブロック図が示される。システム400は、コーン送受信機404及び412、ミリメートル波インターフェース406及び410、並びに誘導電源408及びアンテナ414を有するリピーター402を含む。

0029

送受信機404は、電力線に沿って送られたミリメートル波帯域表面波伝送を受信することができる。ミリメートル波インターフェース406は、信号をケーブル又は光ファイバ信号内の電子信号に変換し、この信号を、信号を表面波伝送として電力線上に送出するミリメートル波インターフェース410及びコーン送受信機412に転送することができる。ミリメートル波インターフェース406及び410はまた、ミリメートル波帯域とセルラー帯域との間で信号の周波数を下方及び上方にそれぞれシフトすることができる。アンテナ414は、信号を送信の内にあるモバイルデバイスに送信することができる。

0030

アンテナ414は、モバイルデバイスからのリターン信号を受信し、それらを、周波数をミリメートル波周波数範囲内の別の周波数帯域に上方にシフトすることができるミリメートル波インターフェース406及び410に渡すことができる。次に、コーン送受信機404及び412は、リターン信号を、送出器の付近に配置された基地局デバイス(例えば、基地局デバイス302)に表面波伝送として逆に送信することができる。

0031

ここで、図5を参照すると、本明細書に記載される様々な態様によるバックホールシステム500の非限定的な実施形態例を示すブロック図が示される。バックホールシステム500は、図2に示されるRFモデム202及び送出器208をより詳細に示す。RFモデム502は、ルーター504及びモデム508を含むことができる。RFモデム502は、既存のインフラストラクチャにリンクされた外部ネットワーク接続506を受信することができる。ネットワーク接続506は、物理的なもの(ファイバ若しくはケーブルなど)又は無線式のもの(高帯域幅マイクロ波接続)であり得る。ネットワーク接続506がリンクされ得る既存のインフラストラクチャは、幾つかの実施形態では、マクロセルサイトであり得る。マクロセルサイトは、高データレートネットワーク接続を元から有するため、RFモデム502は、マクロセルサイトとネットワーク接続を共有することができる。

0032

ルーター504及びモデム508は、DOCSISなどのプロトコルを用いてミリメートル波帯域伝送を変調し、信号を送出器516に出力することができる。RFモデム502は、ファイバ又はケーブルリンクを介して信号を送出器516に送ることができる。幾つかの実施形態において、RFモデム502は、準光学カップリング(図7においてより詳細に示される)によって送出器516に結合され得る。

0033

送出器516は、RFモデム502の出力の周波数をミリメートル波帯域信号にシフトするミリメートル波インターフェース512を含むことができる。次に、信号は、コーン送受信機514によって表面波伝送として送信され得る。コーン送受信機514は、電線518に沿って進行する導波として伝搬するように特別に構成された電磁界を生成することができる。導波又は表面波は、電線が湾曲及び撓曲したときでも電線と平行なままである。湾曲は、伝送損失を増大させ得る。伝送損失はまた、電線直径、周波数、及び材料にも依存する。

0034

ミリメートル波インターフェース512及びコーン送受信機514は、中電圧又は高電圧電力線から電力を誘導的に受電する誘導電源510によって電力を供給され得る。他の実施形態では、電力は、バッテリー電源によって補うことができる。

0035

図6は、本明細書に記載される様々な態様によるバックホールシステムの非限定的な実施形態例のブロック図を示す。システム600は、コーン送受信機604及び612、ミリメートル波インターフェース606及び610、並びに誘導電源608及びマイクロセル614を有するリピーター602を含む。

0036

送受信機604は、電力線に沿って送られたミリメートル波帯域表面波伝送を受信することができる。ミリメートル波インターフェース606は、信号をケーブル又は光ファイバ信号内の電子信号に変換し、この信号を、信号を表面波伝送として電力線上に送出するミリメートル波インターフェース610及びコーン送受信機612に転送することができる。ミリメートル波インターフェース606及び610はまた、ミリメートル波帯域とセルラー帯域との間で信号の周波数を上方及び下方にシフトすることができる。ミリメートル波インターフェース606及び610はまた、時間領域及び/又は周波数領域において多重化された信号を可能にするマルチプレクサ及びデマルチプレクサを含むことができる。ミリメートル波インターフェース606及び610はまた、DOCSISなどのプロトコルを用いて信号を復調することができるモデムを含むことができる。次に、信号は、モバイルデバイスとの通信を促進するためのマイクロセル614に送られ得る。

0037

ミリメートル波インターフェース606及び610はまた、無線アクセスポイントを含むことができる。無線アクセスポイント(例えば、802.11ac)は、マイクロセル614が無線アクセスポイントの圏内の任意の場所に配置されることを可能にし得、リピーター602に物理的に接続されることを必要としない。

0038

図7は、本明細書に記載される様々な態様による準光学カップリング700の非限定的な実施形態例のブロック図を示す。高電圧及び中電圧電力線を扱う作業を行うには、特別に訓練を受け、認定された技術者が必要とされる。回路を高電圧及び中電圧電力線から遠ざけて配置すれば、普通の技能技術者が回路を設置し、保守することが可能になる。したがって、この例示的な実施形態は、基地局及び表面波送信機が電力線から取り外されることを可能にする準光学結合器である。

0039

機器巨視的サイズと比べて波長が短いミリメートル波周波数では、ミリメートル波伝送は、可視光とよく似たように1つの場所から別の場所に移送し、レンズ及び反射器を介して向きを変えることができる。したがって、ミリメートル波帯域伝送が送信機716から送られ、電力線と平行に反射され、これにより、それが電力線によって表面波として導波されるように反射器706及び708を電力線704上に配置し、配向することができる。同様に、電力線704に沿って送られたミリメートル波帯域(本実施形態について60Ghz以上)表面波は、反射器706及び708によって反射され、平行ビームとして、誘電体レンズ710、及び信号を基地局712に送るモノリシック送信機集積回路716上の導波路718に送られ得る。

0040

基地局712及び送信機装置716は、既存の電力会社のインフラストラクチャの一部であり得る変圧器714から電力を受電することができる。

0041

ここで、図8を参照すると、本明細書に記載される様々な態様によるバックホールシステムの非限定的な実施形態例を示すブロック図が示される。バックホールシステム800は、既存のネットワークインフラストラクチャへの物理接続又は無線接続を介したネットワーク接続を受信する基地局デバイス808を含む。ネットワーク接続は、ファイバ及び/若しくはケーブルを介するもの、又は近くのマクロセルサイトへの高帯域幅見通し線マイクロ波接続によるものであり得る。基地局デバイス808は、モバイルデバイス820との通信を促進することができるマイクロセル(又は他のスモールセルの展開)を含むことができる。

0042

基地局デバイス808に通信可能に結合された無線リピーター802は、ミリメートル帯域信号を無線リピーター804に送信することができる。無線リピーター804は、同様に伝送を無線リピーター806に転送することができ、無線リピーター804及び806の両方は、マイクロセル810及び812と信号を共有することができる。このように、既存のインフラストラクチャからのネットワーク接続を、無線リピーターによる見通し線ミリメートル帯域伝送を介してマイクロセルの網目状ネットワークに配信することができる。

0043

幾つかの実施形態において、無線リピーターは、100GHzを超える周波数でブロードキャストを送信することができる。従来のミリメートル波無線リンクよりも利得が低く、ビーム幅が広いアンテナは、無線リピーターを小さく且つ安価に保ちつつ、短いリンク長(約500ft)における高可用性をもたらす。

0044

幾つかの実施形態において、無線リピーター及びマイクロセルは、街灯814、816、及び818などの既存のインフラストラクチャ上に搭載することができる。他の実施形態では、無線リピーター及びマイクロセルは、電力線用の電柱、建物、及び他の構造物上に搭載することができる。

0045

ここで、図9を参照すると、本明細書に記載される様々な態様によるミリメートル波帯域アンテナ装置900の非限定的な実施形態例を示すブロック図が示される。無線リピーター904は、無線アンテナ906を保護するためのプラスチックカバー902を有することができる。無線リピーター904は、搭載アーム910を用いて電柱、街灯又は他の構造物908に搭載することができる。無線リピーターはまた、電源コード912を介して電力を受電し、ファイバ又はケーブル914を用いて信号を近くのマイクロセルに出力することができる。

0046

幾つかの実施形態において、無線リピーター904は、16個のアンテナを含むことができる。これらのアンテナは、放射状に配列することができ、それぞれおよそ24度の方位角方向ビーム幅を有することができる。そのため、各アンテナビーム幅間に若干の重複が存在することができる。無線リピーター904は、伝送を送信又は受信する際、信号強度信号対雑音比等などの信号測定値に基づいて、接続のために用いられる最良セクタアンテナを自動的に選択することができる。無線リピーター904が、用いられるアンテナを自動的に選択することができるため、一実施形態では、精密なアンテナの位置合わせは実施されず、搭載構造物のねじれ、傾き、及び揺れに対する厳格な要求も実施されない。

0047

幾つかの実施形態において、無線リピーター904は、装置内にマイクロセルを含むことができ、そのため、モバイルデバイスとの通信を促進することに加えて、自己完結型ユニットがバックホールネットワーク上のリピーターとなることを可能にする。他の実施形態では、無線リピーターは、無線アクセスポイント(例えば、802.11ac)を含むことができる。

0048

ここで、図10を参照すると、本明細書に記載される様々な態様による地下バックホールシステムの非限定的な実施形態例を示すブロック図が示される。パイプは、それらが金属であるか又は誘電体であるかにかかわらず、導波される電磁波の送信を支援することができる。そのため、図1及び図2にそれぞれ示される分散アンテナバックホールシステムを、地上電力線の代わりに地下導管1004を用いて再現することができる。地下導管は、電力線又は他のケーブル1002を通すことができ、変圧器箱1006において、RF/光モデムバックホール信号をミリメートル波(一実施形態では、40GHz以上)に又はそれから変換する(変調若しくは復調する)ことができる。ファイバ又はケーブル1010は、変換されたバックホール信号を、近くに配置されたマイクロセルに搬送することができる。

0049

単一の導管が、時間領域又は周波数領域の方式で多重化されたミリメートル波信号を搬送することにより、その経路に沿っていくつかのバックホール接続にサービングすることができる。

0050

図11は、上述のシステムに関連するプロセスを示す。図11におけるプロセスは、例えば、図1〜7及び図10にそれぞれ示されるシステム100、200、300、400、500、600、700、及び1000によって実施され得る。説明を簡単にするために、方法は、一連のブロックとしてそれぞれ示され説明されるが、請求項に記載される主題がブロックの順序により限定されず、幾つかのブロックは、本明細書において示され説明されるものと異なる順序で及び/又は他のブロックと同様に行われ得ることが理解及び認識される。更に、示される全てのブロックが、本明細書において後に説明される方法の実施に必要とされないことがあり得る。

0051

図11は、本明細書に記載される通りのバックホール接続を提供するための方法の非限定的な実施形態例の流れ図を示す。ステップ1102において、第1の表面波伝送が電力線を通じて受信される。表面波伝送は、幾つかの実施形態において、コーン送受信機によって受信され得る。他の実施形態では、電力線上に位置付けられた反射器は、表面波を、表面波を電子伝送に変換する誘電体レンズ及び導波路に反射することができる。ステップ1104において、第1の表面波伝送は、電子伝送に変換される。コーン送受信機は、電磁波を受信し、それを、回路を通して伝搬する電子伝送に変換することができる。

0052

ステップ1106において、電子伝送から通信信号が抽出される。通信信号は、DOCSISなどのプロトコルを用いるRFモデムを用いて抽出することができる。RFモデムは、通信信号を抽出するために電子信号を変調及び復調することができる。通信信号は、モバイルネットワークから受信される信号であり得、分散基地局にネットワーク接続性を与えるために提供され得る。

0053

1108において、通信信号を近くの基地局デバイスに送ることができる。通信は、ファイバ若しくはケーブルを通じて送ることができるか、又はWi−Fi(例えば、802.11ac)を用いて無線で送ることができる。

0054

1110において、電子伝送は、電力線を通じて第2の表面波伝送として送信される。第2のコーン送受信機又は反射器は表面波をバックホールシステム内の次のノードへの電力線上に送出することができる。第1の表面波伝送及び第2の表面波伝送は、少なくとも30GHzの周波数におけるものである。

0055

ここで、図12を参照すると、本明細書に記載される様々な態様による計算環境のブロック図が示されている。例えば、幾つかの実施形態において、コンピューターは、モバイルデバイスデータレートスロットリングシステム200、400、500及び/又は600内にあるか又はそれに含まれ得る。

0056

本明細書に記載される実施形態のうちの様々な実施形態のための追加の状況を提供するために、図12及び以下の説明は、本明細書に記載される実施形態の様々な実施形態が実施され得る好適な計算環境1200の簡潔一般的説明を与えることが意図される。上記において、実施形態は、1つ又は複数のコンピューター上で実行することができるコンピューター実行可能命令に一般的に関連して説明されたが、当業者は、実施形態が他のプログラムモジュールと組み合わせて且つ/又はハードウェア及びソフトウェアの組み合わせとしても実施され得ることを認識するであろう。

0057

概して、プログラムモジュールは、特定のタスクを遂行するか又は特定の抽象データ型実装するルーチンプログラムコンポーネントデータ構造などを含む。更に、当業者は、本発明の方法が、それぞれ1つ又は複数の関連デバイスに動作可能に結合することができるシングルプロセッサ若しくはマルチプロセッサコンピューターシステム、ミニコンピューター、メインフレームコンピューター、及びパーソナルコンピューターハンドヘルドコンピューティングデバイスマイクロプロセッサに基づくか、又はプログラム可能家庭用電化製品及び同様のものを含む他のコンピューターシステム構成と共に実施され得ることを理解するであろう。

0058

用語「第1の」、「第2の」、「第3の」などは、請求項において使用されるとき、文脈によって別途明らかでない限り、明確にすることのみを目的としており、いかなる時間的順序も特に指示又は暗示しない。例えば、「第1の決定」、「第2の決定」、及び「第3の決定」は、第1の決定が第2の決定前に行われるべきであること又はその逆などを指示又は暗示しない。

0059

本明細書における実施形態のうちの図示の実施形態はまた、特定のタスクが、通信ネットワークを通してリンクされたリモート処理デバイスによって遂行される分散計算環境内で実施され得る。分散計算環境内において、プログラムモジュールは、ローカル及びリモートメモリ記憶デバイスの両方の内部に配置することができる。

0060

コンピューティングデバイスは、通常、様々な媒体を含み、これらの媒体は、コンピューター可読記憶媒体及び/又は通信媒体を含むことができる。これらの2つの用語は、以下のように本明細書において互いに異なって用いられる。コンピューター可読記憶媒体は、コンピューターによってアクセスされ得る任意の利用可能な記憶媒体であり得、揮発性及び不揮発性媒体、並びに着脱式及び非着脱式媒体の両方を含む。限定ではなく例として、コンピューター可読記憶媒体は、コンピューター可読命令、プログラムモジュール、構造化データ又は非構造化データなどの情報の記憶のための任意の方法又は技術に関連して実現することができる。

0061

コンピューター可読記憶媒体は、限定するものではないが、ランダムアクセスメモリ(RAM)、リードオンリーメモリ(ROM)、電気的消去可能プログラマブルリードオンリーメモリ(EEPROM)、フラッシュメモリ若しくは他のメモリ技術コンパクトディスクリードオンリーメモリ(CD−ROM)、デジタル多用途ディスク(DVD)若しくは他の光ディスク記憶装置磁気カセット磁気テープ磁気ディスク記憶装置若しくは他の磁気記憶デバイス、又は所望の情報を記憶するために用いることができる他の有形及び/若しくは非一時的媒体を含むことができる。この関連で、本明細書における用語「有形」又は「非一時的」は、記憶装置、メモリ又はコンピューター可読媒体に適用されるとき、修飾語として、伝搬するのみの一時的信号自体を除外すると理解されるべきであり、伝搬するのみの一時的信号自体ではない全ての標準的記憶装置、メモリ又はコンピューター可読媒体に対する権利放棄しない。

0062

コンピューター可読記憶媒体は、媒体によって記憶された情報に関する様々な動作のために、例えばアクセス要求、問い合わせ又は他のデータ検索プロトコルを介して1つ又は複数のローカル又はリモートコンピューティングデバイスによってアクセス可能である。

0063

通信媒体は、通常、変調データ信号、例えば搬送波又は他の移送機構などのデータ信号内にコンピューター可読命令、データ構造、プログラムモジュール、又は他の構造化若しくは非構造化データを組み込み、任意の情報送達又は移送媒体を含む。用語「変調データ信号」又は信号群は、1つ又は複数の信号内に情報を符号化するような方法でその特性の1つ又は複数を設定又は変更させた信号を指す。限定ではなく例として、通信媒体は、有線ネットワーク又は直接有線接続などの有線媒体、並びに音響、RF、赤外線及び他の無線媒体などの無線媒体を含む。

0064

図12を再び参照すると、本明細書に記載される態様の様々な実施形態を実施するための例示的な環境1200は、コンピューター1202を含み、コンピューター1202は、処理ユニット1204、システムメモリ1206及びシステムバス1208を含む。システムバス1208は、限定するものではないが、システムメモリ1206を含む、システム構成要素を処理ユニット1204に結合する。処理ユニット1204は、様々な市販のプロセッサの任意のものであり得る。デュアルマイクロプロセッサ及び他のマルチプロセッサアーキテクチャも処理ユニット1204として利用することができる。

0065

システムバス1208は、様々な市販のバスアーキテクチャの任意のものを用いて、(メモリコントローラを有する又は有しない)メモリバス周辺バス、及びローカルバスに更に相互接続することができる幾つかの種類のバス構造の任意のものであり得る。システムメモリ1206は、ROM1210及びRAM1212を含む。基本入出力システム(BIOS)を、ROM、消去可能プログラマブルリードオンリーメモリ(EPROM)、EEPROMなどの不揮発性メモリ内に記憶することができ、このBIOSは、起動中などにおいてコンピューター1202内の要素間の情報の転送を促進する基本ルーチンを包含する。RAM1212はまた、データをキャッシュするためのスタティックRAMなどの高速RAMを含むことができる。

0066

コンピューター1202は、内部ハードディスクドライブ(HDD)1214(例えば、EIDE、SATA)であって、好適なシャーシ(図示せず)内における外部使用のために構成することもできる内部ハードディスクドライブ1214、磁気フロッピーディスクドライブFDD)1216、(例えば、取り外し可能ディスケット1218からの読み込み又はこれへの書き込み用)、並びに光ディスクドライブ1220、(例えば、CD−ROMディスク1222の読み込み、又はDVDなどの他の大容量光媒体からの読み込み若しくはこれへの書き込み用)を更に含む。ハードディスクドライブ1214、磁気ディスクドライブ1216及び光ディスクドライブ1220は、それぞれハードディスクドライブインターフェース1224、磁気ディスクドライブインターフェース1226及び光学ドライブインターフェース1228によってシステムバス1208に接続され得る。外部ドライブ実装形態のためのインターフェース1224は、ユニバーサルシリアルバス(USB)及び米国電気電子技術者協会(IEEE)994インターフェース技術の少なくとも一方又は両方を含む。他の外部ドライブ接続技術も、本明細書に記載される実施形態の想定の範囲内である。

0067

ドライブ及びそれらの関連コンピューター可読記憶媒体は、データ、データ構造、コンピューター実行可能命令などの不揮発性記憶を提供する。コンピューター1202のために、ドライブ及び記憶媒体は、好適なデジタルフォーマットによる任意のデータの記憶に対応する。上述のコンピューター可読記憶媒体の説明は、ハードディスクドライブ(HDD)、取り外し可能磁気ディスケット、及びCD若しくはDVDなどの取り外し可能光媒体に言及しているが、ジップドライブ、磁気カセット、フラッシュメモリカードカートリッジ、及び同様のものなど、コンピューターによって可読である他の種類の記憶媒体も例示的な動作環境において用いることができ、更に、任意のこのような記憶媒体が、本明細書に記載される方法を遂行するためのコンピューター実行可能命令を包含し得ることが当業者によって理解されるべきである。

0068

オペレーティングシステム1230、1つ又は複数のアプリケーションプログラム1232、他のプログラムモジュール1234及びプログラムデータ1236を含む多数のプログラムモジュールをドライブ及びRAM1212内に記憶することができる。オペレーティングシステム、アプリケーション、モジュール、及び/又はデータの全て若しくは部分をRAM1212内にキャッシュすることもできる。本明細書に記載されるシステム及び方法は、様々な市販のオペレーティングシステム、又はオペレーティングシステムの組み合わせを利用して実施することができる。

0069

ユーザは、1つ又は複数の有線無線入力デバイス、例えばキーボード1238、及びマウス1240などのポインティングデバイスを通じてコマンド及び情報をコンピューター1202内へ入力することができる。他の入力デバイス(図示せず)は、マイクロフォン、赤外線(IR)遠隔制御装置ジョイスティックゲームパッドスタイラスペンタッチスクリーン、又は同様のものを含むことができる。これら及び他の入力デバイスは、多くの場合、システムバス1208に結合され得る入力デバイスインターフェース1242を通して処理ユニット1204に接続されるが、パラレルポート、IEEE1394シリアルポート、ゲームポート、ユニバーサルシリアルバス(USB)ポート、IRインターフェース等などの他のインターフェースによって接続することもできる。

0070

モニター1244又は他の種類のディスプレイデバイスビデオアダプタ1246などのインターフェースを介してシステムバス1208に接続することができる。モニター1244に加えて、コンピューターは、通常、スピーカープリンター等などの他の周辺出力デバイス(図示せず)を含む。

0071

コンピューター1202は、リモートコンピューター1248などの1つ又は複数のリモートコンピューターへの有線及び/又は無線通信を介した論理接続を用いたネットワーク化環境内で動作することができる。リモートコンピューター1248は、ワークステーションサーバーコンピューター、ルーター、パーソナルコンピューター、ポータブルコンピューターマイクロプロセッサベース娯楽機器ピアデバイス、又は他の共通ネットワークノードであり得、通常、コンピューター1202に関して説明される要素の多く又は全てを含む。ただし、簡潔にする目的のために、メモリ/記憶デバイス1250のみが示されている。図示の論理接続は、ローカルエリアネットワーク(LAN)1252、及び/又はより大きいネットワーク、例えばワイドエリアネットワークWAN)1254への有線/無線接続性を含む。このようなLAN及びWANネットワーク環境は、オフィス及び企業において普及しており、全てグローバル通信ネットワーク、例えばインターネットに接続することができる、イントラネットなどの企業規模コンピューターネットワークを促進する。

0072

LANネットワーク環境内で用いられるとき、コンピューター1202は、有線及び/又は無線通信ネットワークインターフェース又はアダプタ1256を通してローカルネットワーク1252に接続され得る。アダプタ1256は、LAN1252への有線又は無線通信を促進することができ、LAN1252も、無線アダプタ1256と通信するためにその上に配置された無線APを含むことができる。

0073

WANネットワーク環境内で用いられるとき、コンピューター1202は、モデム1258を含むことができるか、又はWAN1254上の通信サーバーに接続されることができるか、又はインターネットを経由するなど、WAN1254を通じた通信を確立するための他の手段を有する。モデム1258は、内部又は外部の有線又は無線デバイスであり得、入力デバイスインターフェース1242を介してシステムバス1208に接続され得る。ネットワーク化環境内において、コンピューター1202又はその部分に対して示されたプログラムモジュールは、リモートメモリ/記憶デバイス1250内に記憶することができる。図示のネットワーク接続は、例であり、コンピューター間通信リンクを確立する他の手段を用いることもできることが理解されるであろう。

0074

コンピューター1202は、無線通信内に動作可能に配置された任意の無線デバイス又はエンティティ、例えばプリンター、スキャナーデスクトップ及び/又はポータブルコンピューター、ポータブルデータアシスタント通信衛星、無線で検出可能なタグに関連付けられる任意の機器又は場所(例えば、キオスク新聞売店化粧室)、並びに電話と通信するように動作可能であり得る。これは、ワイヤレスフィディティ(Wi−Fi)及びBLUETOOTH(登録商標)無線技術を含むことができる。そのため、通信は、従来のネットワークと同様の既定の構造であるか、又は単に少なくとも2つのデバイスの間のアドホック通信であり得る。

0075

Wi−Fiは、電線を用いることなく、自宅寝椅子ホテルの部屋のベッド、又は職場会議室からインターネットへの接続を可能にすることができる。Wi−Fiは、このようなデバイス、例えばコンピューターが屋内及び屋外において基地局の範囲内のあらゆる場所でデータを送受信することを可能にする、セル電話において用いられるものと同様の無線技術である。Wi−Fiネットワークは、安全で信頼性が高く高速な無線接続性を提供するために、IEEE802.11(a、b、g、n、acなど)と呼ばれる無線技術を用いる。Wi−Fiネットワークを用いて、コンピューターを互いに、インターネットに及び(IEEE802.3又はイーサネットを用いることができる)有線ネットワークに接続することができる。Wi−Fiネットワークは、例えば、免許不要2.4及び5GHz無線帯域内で11Mbps(802.11a)若しくは54Mbps(802.11b)データレートにおいて動作するか、又は両方の帯域(デュアルバンド)を包含する製品を用いて動作し、これにより、ネットワークは、多くのオフィスにおいて用いられる基本10BaseT有線イーサネットネットワークと同様の実世界性能を提供することができる。

0076

図13は、本明細書に記載される本開示の主題の1つ又は複数の態様を実施し、利用することができるモバイルネットワークプラットフォーム1310の一例の実施形態1300を提示する。概して、無線ネットワークプラットフォーム1310は、パケット交換(PS)トラフィック(例えば、インターネットプロトコル(IP)、フレームリレー非同期伝送モードATM))、及び回路交換(CS)トラフィック(例えば、音声及びデータ)の両方、並びにネットワーク化された無線電気通信のための制御生成を促進するコンポーネント、例えばノード、ゲートウェイ、インターフェース、サーバー、又は異種プラットフォームを含むことができる。非限定例として、無線ネットワークプラットフォーム1310は、電気通信キャリアネットワーク内に含めることができ、本明細書の他の箇所に記載される通りのキャリア側コンポーネントと見なすことができる。モバイルネットワークプラットフォーム1310は、電話網1340(例えば、公衆交換電話網(PSTN)若しくは公衆陸上移動ネットワークPLMN))、又はシグナリングシステム#7(SS7)ネットワーク1370のような、レガシーネットワークから受信されるCSトラフィックのインターフェースとなることができるCSゲートウェイノード1312を含む。回路交換ゲートウェイノード1312は、このようなネットワークから生じるトラフィック(例えば、音声)を許可及び認証することができる。加えて、CSゲートウェイノード1312は、SS7ネットワーク1370を通して生成されたモビリティデータ又はローミングデータ、例えばメモリ1330内に存在することができる、ビジターロケーションレジスタ(VLR)内に記憶されたモビリティデータにアクセスすることができる。更に、CSゲートウェイノード1312は、CSベースのトラフィック及びシグナリング並びにPSゲートウェイノード1318とのインターフェースとなる。一例として、3GPPUMTSネットワークにおいて、CSゲートウェイノード1312は、ゲートウェイGPRSサポートノード(GGSN)において少なくとも部分的に実現することができる。CSゲートウェイノード1312、PSゲートウェイノード1318、及びサービングノード1316の機能性及び特定の動作は、電気通信のためにモバイルネットワークプラットフォーム1310によって利用される無線技術によって提供及び決定されることを理解されたい。

0077

CS交換トラフィック及びシグナリングを受信及び処理することに加えて、PSゲートウェイノード1318は、サービングされるモバイルデバイスとのPSベースのデータセッションを許可及び認証することができる。データセッションは、ワイドエリアネットワーク(WAN)1350、企業ネットワーク1370、及びサービスネットワーク1380のような、無線ネットワークプラットフォーム1310の外部にあるネットワークと交換されるトラフィック又はコンテンツを含むことができ、これらのネットワークは、ローカルエリアネットワーク(LAN)において具現することができ、またPSゲートウェイノード1318を通してモバイルネットワークプラットフォーム1310とインターフェース接続され得る。WAN1350及び企業ネットワーク1360は、IPマルチメディアサブシステムIMS)のようなサービスネットワークを少なくとも部分的に具現し得ることに留意されたい。技術リソース1317において利用可能な無線技術レイヤに基づいて、パケット交換型ゲートウェイノード1318は、データセッションが確立されるときにパケットデータプロトコルコンテキストを生成することができ、パケット化されたデータのルーティングを容易にする他のデータ構造も生成することができる。その目的を達成するために、一態様では、PSゲートウェイノード1318は、Wi−Fiネットワークなどの異種無線ネットワークとのパケット化された通信を容易にすることができるトンネルインターフェース(例えば、3GPPUMTSネットワークにおけるトンネル終端ゲートウェイ(TTG)(図示せず))を含むことができる。

0078

実施形態1300において、無線ネットワークプラットフォーム1310はまた、技術リソース1317内の利用可能な無線技術レイヤに基づいて、PSゲートウェイノード1318を通して受信されたデータストリームの様々なパケット化されたフローを伝達するサービングノード1316を含む。主にCS通信に依存する技術リソース1317の場合、サーバーノードは、PSゲートウェイノード1318に依存することなくトラフィックを送達し得ることに留意されたい。例えば、サーバーノードは、移動交換局を少なくとも部分的に具現することができる。一例として、3GPPUMTSネットワークにおいて、サービングノード1316は、サービングGPRSサポートノード(SGSN)において具現することができる。

0079

パケット化された通信を利用する無線技術の場合、無線ネットワークプラットフォーム1310内のサーバー1314は、複数の異種のパケット化されたデータストリーム又はフローを生成し、このようなフローを管理する(例えば、スケジューリングする、待ち行列に入れる、フォーマットする等)ことができる多数のアプリケーションを実行することができる。このようなアプリケーションは、無線ネットワークプラットフォーム1310によって提供される標準的なサービス(例えば、プロビジョニング課金、顧客サポート等)に対するアドオン機構を含むことができる。データストリーム(例えば、音声通話又はデータセッションの一部であるコンテンツ)をデータセッションの許可/認証及び開始のためにPSゲートウェイノード1318に伝達し、その後、通信のためにサービングノード1316に伝達することができる。アプリケーションサーバーに加えて、サーバー1314は、ユーティリティサーバーを含むことができ、ユーティリティサーバーは、プロビジョニングサーバー、運用及びメンテナンスサーバー認証局及びファイヤウォール並びに他のセキュリティ機構を少なくとも部分的に実施することができるセキュリティサーバー、並びに同様のものを含むことができる。一態様において、セキュリティサーバーは、無線ネットワークプラットフォーム1310を通してサービングされる通信を保護し、許可及び認証手順に加えて、CSゲートウェイノード1312及びPSゲートウェイノード1318が規定することができるネットワークの動作及びデータ完全性を確実にする。更に、プロビジョニングサーバーは、異種サービスプロバイダによって運用されるネットワークのような外部ネットワーク、例えばWAN1350又はグローバルポジショニングシステム(GPS)ネットワーク(図示せず)からのサービスをプロビジョニングすることができる。また、プロビジョニングサーバーは、UE1375を経由した家庭又は業務環境内における加入者サービス体験を向上させるために屋内の閉鎖空間及びオフロードRANリソース内の無線サービスカバレッジを向上させる、フェムトセルネットワーク(図示せず)などの無線ネットワークプラットフォーム1310に関連付けられる(例えば、同じサービスプロバイダによって展開及び運用される)ネットワークを通してカバレッジをプロビジョニングすることもできる。

0080

サーバー1314は、マクロネットワークプラットフォーム1310の機能性を少なくとも部分的に与えるように構成された1つ又は複数のプロセッサを含み得ることに留意されたい。その目的を達成するために、1つ又は複数のプロセッサは、例えば、メモリ1330内に記憶されたコード命令を実行することができる。サーバー1314は、本明細書において先に説明されたのと実質的に同じ方法で動作するコンテンツマネージャ1315を含み得ることを理解されたい。

0081

例示的な実施形態1300において、メモリ1330は、無線ネットワークプラットフォーム1310の運用に関連する情報を記憶することができる。他の運用情報は、無線プラットフォームネットワーク1310を通してサービングされるモバイルデバイスのプロビジョニング情報加入者データベース、アプリケーションインテリジェンスプライシングスキーム、例えば販売促進料、定額プログラム、クーポン配布キャンペーン、異種無線、又はワイヤレス、技術レイヤの運用のための電気通信プロトコルと一致する技術仕様などを含むことができる。メモリ1330はまた、電話網1340、WAN1350、企業ネットワーク1360、又はSS7ネットワーク1370の少なくとも1つからの情報を記憶することもできる。一態様において、メモリ1330は、例えば、データ記憶構成要素の一部として又は遠隔接続されたメモリ記憶装置としてアクセスされ得る。

0082

本開示の主題の様々な態様のための状況を提供するために、図13及び以下の説明は、本開示の主題の様々な態様を実施することができる好適な環境の簡潔な一般的説明を提供することが意図される。上記において、主題は、コンピューター及び/又はコンピューター群上で実行するコンピュータープログラムのコンピューター実行可能命令に一般的に関連して説明されたが、当業者は、本開示の主題が他のプログラムモジュールと組み合わせても実施され得ることを認識するであろう。概して、プログラムモジュールは、特定のタスクを遂行し且つ/又は特定の抽象データ型を実装するルーチン、プログラム、コンポーネント、データ構造などを含む。

0083

ここで、図14Aを参照すると、本開示の様々な態様による通信システム1400の非限定的な実施形態例を示すブロック図が示される。通信システム1400は、1つ又は複数のセクタ(例えば、6つ以上のセクタ)をカバーするアンテナを有する基地局又はアクセスポイントなどのマクロ基地局1402を含むことができる。マクロ基地局1402は、マクロ基地局1402のカバレッジエリア内又はカバレッジエリアを越えた様々な地理的位置に分散した他の通信ノード1404B〜Eのマスタ又は配信ノードとして機能する通信ノード1404Aに通信可能に結合することができる。通信ノード1404は、任意の通信ノード1404に無線結合されるモバイルデバイス(例えば、セル電話)及び/又は固定/静止デバイス(例えば、住宅又は商業施設内通信デバイス)等のクライアントデバイスに関連する通信トラフィックを処理するように構成された分散アンテナシステムとして動作する。特に、マクロ基地局1402の無線リソースは、特定のモバイル及び/又は静止デバイスがモバイル又は静止デバイスの通信範囲内の通信ノード1404の無線リソースを利用できるようにし、及び/又はリダイレクトすることにより、モバイルデバイスに提供することができる。

0084

通信ノード1404A〜Eは、インターフェース1410を介して互いに通信可能に結合することができる。一実施形態では、インターフェース1410は、有線又はテザードインターフェース(例えば、光ファイバケーブル)を含むことができる。他の実施形態では、インターフェース1410は、無線分散アンテナシステムを形成する無線RFインターフェースを含むことができる。様々な実施形態では、通信ノード1804A〜Eは、マクロ基地局1402により提供される命令に従って、モバイル及び静止デバイスに通信サービスを提供するように構成することができる。しかしながら、他の動作例では、通信ノード1404A〜Eは、単に個々の通信ノード1404A〜Eの全範囲を通してマクロ基地局1402のカバレッジを拡散させるアナログリピーターとして動作する。

0085

マイクロ基地局(通信ノード1404として示される)は、幾つかの点でマクロ基地局と異なり得る。例えば、マイクロ基地局の通信範囲は、マクロ基地局の通信範囲よりも小さい範囲であり得る。したがって、マイクロ基地局が消費する電力は、マクロ基地局が消費する電力未満であり得る。マクロ基地局は、任意選択的に、いずれのモバイル及び/又は静止デバイスと通信すべきか、及び特定のモバイル又は静止デバイスと通信する場合、マイクロ基地局がいずれの搬送周波数スペクトルセグメント、及び/又はそのようなスペクトルセグメントのいずれのタイムスロットスケジュールを使用すべきかをマクロ基地局に指示する。これらの場合、マクロ基地局によるマイクロ基地局の制御は、マスタ−スレーブ構成又は他の適する制御構成で実行することができる。独立して動作しているか、又はマクロ基地局1402の制御下で動作しているかに関係なく、マイクロ基地局のリソースは、マクロ基地局1402が利用するリソースよりも単純であり、且つより低コストであり得る。

0086

ここで、図14Bを参照すると、図14Aの通信システム1400の通信ノード1404B〜Eの非限定的な実施形態例を示すブロック図が示されている。この図では、通信ノード1404B〜Eは、街灯等のユーティリティ設備に配置される。他の実施形態では、通信ノード1404B〜Eの幾つかは、建物又は配電及び/又は通信回線に使用される電気支柱若しくは電柱に配置することができる。これらの図での通信ノード1404B〜Eは、インターフェース1410を介して互いと通信するように構成することができ、この図では、インターフェース1410は無線インターフェースとして示されている。通信ノード1404B〜Eは、1つ又は複数の通信プロトコル(例えば、LTE信号又は他の4G信号等の第四世代(4G)無線信号、第五世代(5G)無線信号、WiMAX、802.11信号、超広帯域信号等)に準拠した無線インターフェース1411を介してモバイル又は静止デバイス1406A〜Cと通信するように構成することもできる。通信ノード1404は、インターフェース1411を介したモバイル又は静止デバイスとの通信に使用される動作周波数(例えば、1.9GHz)よりも高い周波数(例えば、28GHz、38GHz、60GHz、80GHz、又はそれを超える)であり得る動作周波数でインターフェース1410を介して信号を交換するように構成することができる。高い搬送周波数及びより広い帯域幅を通信ノード1404間の通信に使用することができ、それにより、通信ノード1404は、後述する図15Aスペクトルダウンリンク図及びスペクトルアップリンク図に示されるように、1つ又は複数の異なる周波数帯域(例えば、900MHz帯域、1.9GHz帯域、2.4GHz帯域、及び/又は5.8GHz帯域等)及び/又は1つ又は複数の異なるプロトコルを介して複数のモバイル又は静止デバイスに通信サービスを提供することができる。他の実施形態では、特にインターフェース1410が電線上の導波通信システムを介して実施される場合、より低い周波数範囲(例えば、2GHz〜6GHz、4GHz〜10GHz等の範囲)内の広帯域スペクトルを利用することができる。

0087

ここで、図14C及び図14Dを参照すると、図14Aの通信システム1400の通信ノード1404の非限定的な実施形態例を示すブロック図が示されている。通信ノード1404は、図14Cに示されるように、電気支柱又は電柱等のユーティリティ設備の支持構造1418に取り付けることができる。通信ノード1404は、通信ノード1404の端部に取り付けられる、プラスチック又は他の適する材料で構築されたアーム1420を用いて支持構造1418に固定することができる。通信ノード1404は、通信ノード1404の構成要素をカバーするプラスチック筐体組立体1416を更に含むことができる。通信ノード1404は、電力線1421(例えば、110/220VAC)により給電することができる。電力線1421は、街灯からのものであり得、又は電柱の電力線に結合され得る。

0088

図14Bに示されるように、通信ノード1404が他の通信ノード1404と無線通信する実施形態では、通信ノード1404の上部1412(図14Dにも示される)は、例えば、図14に示される送受信機1400等の1つ又は複数の送受信機に全体的又は部分的に結合される複数のアンテナ1422(例えば、金属表面のない16の誘電体アンテナ)を含むことができる。上部1412の複数のアンテナ1422のそれぞれは、通信ノード1404のセクタとして動作することができ、各セクタは、セクタの通信範囲内の少なくとも1つの通信ノード1404と通信するように構成される。代替又は組み合わせて、通信ノード1404間のインターフェース1410は、テザードインターフェース(例えば、上述したような導波される電磁波の輸送に使用される光ファイバケーブル又は電力線)であり得る。他の実施形態では、インターフェース1410は、通信ノード1404間で異なり得る。すなわち、幾つかの通信ノード1404は、無線インターフェースを介して通信することができ、一方、他の通信ノード1404は、テザードインターフェースを介して通信することができる。更に他の実施形態では、幾つかの通信ノード1404は、無線とテザードとを組み合わせたインターフェースを利用し得る。

0089

通信ノード1404の下部1414も、モバイル又は静止デバイス1406に適する搬送周波数で1つ又は複数のモバイル又は静止デバイス1406と無線通信するための複数のアンテナ1424を含むことができる。上述したように、図14Bに示される無線インターフェース1411を介してモバイル又は静止デバイスと通信するために通信ノード1404により使用される搬送周波数は、インターフェース1410を介した通信ノード1404間の通信に使用される搬送周波数と異なり得る。通信ノード1404の下部1414の複数のアンテナ1424も、例えば、全体的又は部分的に、図14に示される送受信機1400等の送受信機を利用することができる。

0090

ここで、図15Aを参照すると、基地局が図14Aの通信ノード1404と通信できるようにするダウンリンク及びアップリンク通信技法の非限定的な実施形態例を示すブロック図が示されている。図15Aの図では、ダウンリンク信号(すなわちマクロ基地局1402から通信ノード1404に向けられた信号)は、制御チャネル1502にスペクトル分割することができ、ダウンリンクスペクトルセグメント1506は、それぞれ通信ノード1404が1つ又は複数のモバイル又は静止デバイス1506と通信できるようにする元/ネイティブ周波数帯域に周波数変換することができる変調信号と、通信ノード1504間で生じる歪みを低減するためのスペクトルセグメント1506の幾つか又は全てに供給することができるパイロット信号1504とを含む。パイロット信号1504は、下流通信ノード1404の上部1416(テザード又は無線)送受信機により処理されて、受信信号から歪み(例えば、位相歪み)を除去することができる。各ダウンリンクスペクトルセグメント1506には、対応するパイロット信号1504及びスペクトルセグメント1506内の周波数チャネル(又は周波数スロット)に配置される1つ又は複数のダウンリンク変調信号を含むのに十分広い帯域幅1505(例えば、50MHz)を割り当てることができる。変調信号は、1つ又は複数のモバイル又は静止デバイス1406との通信に通信ノード1404が使用することができるセルラーチャネルWLANチャネル、又は他の変調通信信号(例えば、10MHz〜20MHz)を表すことができる。

0091

ネイティブ/元の周波数帯域内のモバイル又は静止通信デバイスにより生成されたアップリンク変調信号は、周波数変換することができ、それによりアップリンクスペクトルセグメント1510内の周波数チャネル(又は周波数スロット)内に配置することができる。アップリンク変調信号は、セルラーチャネル、WLANチャネル、又は他の変調通信信号を表すことができる。各アップリンクスペクトルセグメント1510には、同様又は同じ帯域幅1505を割り振ることができ、上流通信ノード1404及び/又はマクロ基地局1402が歪み(例えば、位相歪み)を除去できるようにする幾つかのスペクトルセグメント1510又は各スペクトルセグメント1510を提供することができるパイロット信号1508を含むことができる。

0092

示される実施形態では、ダウンリンクスペクトルセグメント1506及びアップリンクスペクトルセグメント1510は、それぞれ複数の周波数チャネル(又は周波数スロット)を含み、周波数チャネルは、任意の数のネイティブ/元の周波数帯域(例えば、900MHz帯域、1.9GHz帯域、2.4GHz帯域、及び/又は5.8GHz帯域等)から周波数変換された変調信号で占めることができる。変調信号は、ダウンリンクスペクトルセグメント1506及びアップリンクスペクトルセグメント1510内の隣接する周波数チャネルにアップコンバートすることができる。このようにして、ダウンリンクスペクトルセグメント1506内の幾つかの隣接する周波数チャネルは、同じネイティブ/元の周波数帯域内の元々の変調信号を含むことができ、一方、ダウンリンクスペクトルセグメント1506内の他の隣接する周波数チャネルは、異なるネイティブ/元の周波数帯域内の元々の変調信号を含むこともできるが、ダウンリンクスペクトルセグメント1506の隣接する周波数チャネル内にあるように周波数変換することができる。例えば、1.9GHz帯域内の第1の変調信号及び同じ周波数帯域(すなわち1.9GHz)内の第2の変調信号は、周波数変換することができ、それによりダウンリンクスペクトルセグメント1506の隣接する周波数チャネルに位置することができる。別の説明では、1.9GHz帯域内の第1の変調信号及び異なる周波数帯域(すなわち2.4GHz)内の第2の通信信号は、周波数変換することができ、それによりダウンリンクスペクトルセグメント1506の隣接する周波数チャネルに位置することができる。したがって、ダウンリンクスペクトルセグメント1506の周波数チャネルは、同じ又は異なるシグナリングプロトコル及び同じ又は異なるネイティブ/元の周波数帯域の変調信号の任意の組合せで占めることができる。

0093

同様に、アップリンクスペクトルセグメント1510内の幾つかの隣接する周波数チャネルは、元々同じ周波数帯域内の変調信号を含むことができ、一方、アップリンクスペクトルセグメント1510内の隣接する周波数チャネルは、元々異なるネイティブ/元の周波数帯域内の変調信号を含むこともできるが、アップリンクスペクトルセグメント1510の隣接する周波数チャネル内にあるように周波数変換することができる。例えば、2.4GHz帯域内の第1の通信信号及び同じ周波数帯域(すなわち2.4GHz)内の第2の通信信号は、周波数変換することができ、それによりアップリンクスペクトルセグメント1510の隣接する周波数チャネルに位置することができる。別の説明では、1.9GHz帯域内の第1の通信信号及び異なる周波数帯域(すなわち2.4GHz)内の第2の通信信号は、周波数変換することができ、それによりアップリンクスペクトルセグメント1506の隣接する周波数チャネルに位置することができる。したがって、アップリンクスペクトルセグメント1510の周波数チャネルは、同じ又は異なるシグナリングプロトコル及び同じ又は異なるネイティブ/元の周波数帯域の変調信号の任意の組合せで占めることができる。ダウンリンクスペクトルセグメント1506及びアップリンクスペクトルセグメント1510がそれら自体互いに隣接することができ、実施されるスペクトル割り振りに応じて、1つのみの保護帯域により又は他の方法でより大きい周波数間隔で隔てられることに留意されたい。

0094

ここで、図15Bを参照すると、通信ノードの非限定的な実施形態例を示すブロック図1520が示されている。特に、無線分散アンテナシステムの通信ノード1404A等の通信ノードデバイスは、基地局インターフェース1522、デュプレクサダイプレクサ組立体1524、並びに2つの送受信機1530及び1532を含む。しかし、通信ノード1404Aがマクロ基地局1402等の基地局と同じ場所に配置される場合、デュプレクサ/ダイプレクサ組立体1524及び送受信機1530を省略することができ、送受信機1532は、基地局インターフェース1522に直接結合し得ることに留意されたい。

0095

様々な実施形態では、基地局インターフェース1522は、1つ又は複数のモバイル通信デバイス等のクライアントデバイスに送信するために、第1のスペクトルセグメント内の1つ又は複数のダウンリンクチャネルを有する第1の変調信号を受信する。第1のスペクトルセグメントは、第1の変調信号の元/ネイティブの周波数帯域を表す。第1の変調信号は、LTE又は他の4G無線プロトコル、5G無線通信プロトコル、超広帯域プロトコル、WiMAXプロトコル、802.11又は他の無線ローカルエリアネットワークプロトコル、及び/又は他の通信プロトコル等のシグナリングプロトコルに準拠する1つ又は複数のダウンリンク通信チャネルを含むことができる。デュプレクサ/ダイプレクサ組立体1524は、自由空間無線信号として通信ノード1404Aの範囲内の1つ又は複数のモバイル通信デバイスと直接通信するために、第1のスペクトルセグメントにおける第1の変調信号を送受信機1530に転送する。様々な実施形態では、送受信機1530は、帯域外信号減衰させながら、元/ネイティブ周波数帯域内の変調信号のダウンリンクチャネル及びアップリンクチャネルのスペクトルを透過させるフィルタリング電力増幅、送信/受信切り替えデュプレックスダイプレックス、及びインターフェース1410の無線信号を送受信する1つ又は複数のアンテナを駆動するインピーダンス整合を単に提供するアナログ回路を介して実施される。

0096

他の実施形態では、送受信機1532は、様々な実施形態では、第1の変調信号のシグナリングプロトコルを変更せずに、第1の変調信号のアナログ信号処理に基づいて、第1の搬送周波数における第1の変調信号への第1のスペクトルセグメントにおける第1の変調信号の周波数変換を実行するように構成される。第1の搬送周波数における第1の変調信号は、ダウンリンクスペクトルセグメント1506の1つ又は複数の周波数チャネルを占めることができる。第1の搬送周波数は、ミリメートル波又はマイクロ波周波数帯域内にあり得る。本明細書で使用される場合、アナログ信号処理は、限定ではなく、アナログ/デジタル変換、デジタル/アナログ変換、又はデジタル周波数変換を含む等のデジタル信号処理を必要としないフィルタリング、切り替え、デュプレックス、ダイプレックス、増幅、周波数アップ及びダウンコンバージョン、及び他のアナログ処理を含む。他の実施形態では、送受信機1532は、いかなる形態のアナログ信号処理も利用せずに、且つ第1の変調信号のシグナリングプロトコルを変更せずに、第1の変調信号にデジタル信号処理を適用することにより、第1のスペクトルセグメントにおける第1の変調信号の第1の搬送周波数への周波数変換を実行するように構成することができる。更に他の実施形態では、送受信機1532は、第1の変調信号のシグナリングプロトコルを変更せずに、第1の変調信号にデジタル信号処理とアナログ処理との組合せを適用することにより、第1の搬送周波数への第1のスペクトルセグメントにおける第1の変調信号の周波数変換を実行するように構成することができる。

0097

送受信機1532は、ネットワーク要素により第1のスペクトルセグメントに周波数変換された後、1つ又は複数の他のモバイル通信デバイスに第1の変調信号を無線配信するために、第1の搬送周波数における第1の変調信号と一緒に1つ又は複数の制御チャネル、パイロット信号又は他の基準信号等の1つ又は複数の対応する基準信号、及び/又は1つ又は複数のクロック信号を1つ又は複数の下流通信ノード1404B〜E等の分散アンテナシステムのネットワーク要素に送信するように更に構成することができる。特に、基準信号は、第1の搬送周波数から第1のスペクトルセグメントへの第1の変調信号の処理中、ネットワーク要素が位相誤差(及び/又は他の形態の信号歪み)を低減することを可能にする。制御チャネルは、第1の搬送周波数における第1の変調信号を第1のスペクトルセグメントにおける第1の変調信号に変換して、周波数選択を制御し、パターンハンドオフ及び/又は他の制御シグナリングを再使用するように分散アンテナシステムの通信ノードに指示する命令を含むことができる。制御チャネルを介して送受信される命令がデジタル信号である実施形態では、送受信機1532、アナログ/デジタル変換、デジタル/アナログ変換を提供し、制御チャネルを介して送信及び/又は受信されたデジタルデータを処理するデジタル信号処理構成要素を含むことができる。ダウンリンクスペクトルセグメント1506を用いて供給されるクロック信号を利用して、下流通信ノード1404B〜Eによるデジタル制御チャネル処理のタイミングを同期させ、制御チャネルからの命令を復元し、及び/又は他のタイミング信号を提供することができる。

0098

様々な実施形態では、送受信機1532は、通信ノード1404B〜E等のネットワーク要素から、第2の搬送周波数における第2の変調信号を受信することができる。第2の変調信号は、LTE又は他の4G無線プロトコル、5G無線通信プロトコル、超広帯域プロトコル、802.11又は他の無線ローカルエリアネットワークプロトコル、及び/又は他の通信プロトコル等のシグナリングプロトコルに準拠する1つ又は複数の変調信号により占められた1つ又は複数のアップリンク周波数チャネルを含むことができる。特に、モバイル又は静止通信デバイスは、元/ネイティブの周波数帯域等の第2のスペクトルセグメントにおける第2の変調信号を生成し、ネットワーク要素は、第2のスペクトルセグメントにおける第2の変調信号を第2の搬送周波数における第2の変調信号に周波数変換し、通信ノード1404Aにより受信される第2の搬送周波数における第2の変調信号を送信する。送受信機1532は、第2の搬送周波数における第2の変調信号を第2のスペクトルセグメントにおける第2の変調信号に変換するように動作し、デュプレクサ/ダイプレクサ組立体1524及び基地局インターフェース1522を介して第2のスペクトルセグメントにおける第2の変調信号を処理のためにマクロ基地局1402等の基地局に送信する。

0099

通信ノード1404Aが分散アンテナシステムで実施される以下の例を考える。アップリンクスペクトルセグメント1510におけるアップリンク周波数チャネル及びダウンリンクスペクトルセグメント1506におけるダウンリンク周波数チャネルは、DOCSIS2.0又はより高水準標準プロトコル、WiMAX標準プロトコル、超広帯域プロトコル、802.11標準プロトコル、LTEプロトコル等の4G又は5G音声及びデータプロトコル、及び/又は他の標準通信プロトコルに従って変調され、他の方法でフォーマットされた信号で占めることができる。現在の標準に準拠するプロトコルに加えて、これらの任意のプロトコルは、図14Aのシステムと併せて動作するように変更することができる。例えば、802.11プロトコル又は他のプロトコルは、追加のガイドライン及び/又は別個データチャネルを含んで、より広いエリアにわたり衝突検出多元アクセスを提供する(例えば、ダウンリンクスペクトルセグメント1506又はアップリンクスペクトルセグメント1510の特定の周波数チャネルを介して通信しているネットワーク要素又はネットワーク要素に通信可能に結合された通信デバイスが互いにリッスンできるようにする)ように変更することができる。様々な実施形態では、アップリンクスペクトルセグメント1510のアップリンク周波数チャネル及びダウンリンクスペクトルセグメント1506のダウンリンク周波数チャネルの全ては、同じ通信プロトコルに従って全てフォーマットすることができる。しかし、代替では、アップリンクスペクトルセグメント1510及びダウンリンクスペクトルセグメント1506の両方で2つ以上の異なるプロトコルを利用して、例えば、より広範囲のクライアントデバイスと互換性を有し、及び/又は異なる周波数帯域で動作することができる。

0100

2つ以上の異なるプロトコルが利用される場合、ダウンリンクスペクトルセグメント1506のダウンリンク周波数チャネルの第1のサブセットは、第1の標準プロトコルに従って変調することができ、ダウンリンクスペクトルセグメント1506のダウンリンク周波数チャネルの第2のサブセットは、第1の標準プロトコルと異なる第2の標準プロトコルに従って変調することができる。同様に、アップリンクスペクトルセグメント1510のアップリンク周波数チャネルの第1のサブセットは、第1の標準プロトコルに従って復調されるようにシステムにより受信することができ、アップリンクスペクトルセグメント1510のアップリンク周波数チャネルの第2のサブセットは、第1の標準プロトコルと異なる第2の標準プロトコルに従って復調されるように、第2の標準プロトコルに従って受信することができる。

0101

これらの例によれば、基地局インターフェース1522は、マクロ基地局1402等の基地局又は他の通信ネットワーク要素から、元/ネイティブの周波数帯域での1つ又は複数のダウンリンクチャネル等の変調信号を受信するように構成することができる。同様に、基地局インターフェース1522は、基地局に、別のネットワーク要素から受信された、元/ネイティブの周波数帯域に1つ又は複数のアップリンクチャネルを有する変調信号に周波数変換された変調信号を供給するように構成することができる。基地局インターフェース1522は、元/ネイティブの周波数帯域におけるアップリンク及びダウンリンクチャネル、通信制御信号、及び他のネットワークシグナリング等の通信信号をマクロ基地局又は他のネットワーク要素と双方向的に通信する有線又は無線インターフェースを介して実施することができる。デュプレクサ/ダイプレクサ組立体1524は、元/ネイティブ周波数帯域内のダウンリンクチャネルを送受信機1532に転送するように構成され、送受信機1532は、ダウンリンクチャネルの周波数を元/ネイティブの周波数帯域からインターフェース1410の周波数スペクトル− この場合、通信信号を通信デバイス1404Aの範囲内の分散アンテナシステムの1つ又は複数の他の下流通信ノード1404B〜Eに輸送するのに使用される無線通信リンク− に周波数変換する。

0102

様々な実施形態では、送受信機1532は、ミキシング又は他のヘテロダイン動作を介して元/ネイティブ周波数帯域におけるダウンリンクチャネル信号を周波数変換し、ダウンリンクスペクトルセグメント1506のダウンリンク周波数チャネルを占める周波数変換ダウンリンクチャネル信号を生成するアナログ無線を含む。この説明では、ダウンリンクスペクトルセグメント1506は、インターフェース1410のダウンリンク周波数帯域内にある。実施形態では、ダウンリンクチャネル信号は、元/ネイティブの周波数帯域から、1つ又は複数の他の通信ノード1404B〜Eへの視線無線通信のために、ダウンリンクスペクトルセグメント1506の28GHz、38GHz、60GHz、70GHz、又は80GHz帯域にアップコンバートされる。しかし、他の周波数帯域も同様にダウンリンクスペクトルセグメント1506に利用することもできる(例えば、3GHzから5GHz)ことに留意されたい。例えば、送受信機1532は、インターフェース1410の周波数帯域が1つ又は複数のダウンリンクチャネル信号の元/ネイティブスペクトル帯域を下回る場合、元/ネイティブスペクトル帯域内の1つ又は複数のダウンリンクチャネル信号をダウンコンバートするように構成することができる。

0103

送受信機1532は、通信ノード1404B、フェーズドアンテナアレイ、又は可動ビーム若しくはマルチビームアンテナシステムと通信して、異なる位置にある複数のデバイスと通信するために、図14Dと併せて提示されるアンテナ1422等の複数の個々のアンテナに結合することができる。デュプレクサ/ダイプレクサ組立体1524は、「チャネルデュプレクサ」として動作して、複数の通信経路を経由してアップリンク及びダウンリンクチャネルの1つ又は複数の元/ネイティブのスペクトルセグメントを介して双方向通信を提供するデュプレクサ、トリプレクサスプリッタ、スイッチ、ルーター、及び/又は他の組立体を含むことができる。

0104

周波数変換変調信号を元/ネイティブスペクトル帯域と異なる搬送周波数において下流の他の通信ノード1404B〜Eに転送することに加えて、通信ノード1404Aは、元/ネイティブのスペクトル帯域から変更されない変調信号の全て又は選択された部分を、無線インターフェース1411を介して通信ノード1404Aの無線通信範囲内のクライアントデバイスに通信することもできる。デュプレクサ/ダイプレクサ組立体1524は、元/ネイティブのスペクトル帯域内の変調信号を送受信機1530に転送する。送受信機1530は、1つ又は複数のダウンリンクチャネルを選択するチャネル選択フィルタと、無線インターフェース1411を介してモバイル又は固定無線装置にダウンリンクチャネルを送信するために、図14Dと併せて提示されたアンテナ1424等の1つ又は複数のアンテナに結合された電力増幅器とを含むことができる。

0105

クライアントデバイスを宛先としたダウンリンク通信に加えて、通信ノード1404Aは、反復的に動作して、クライアントデバイスから発せられたアップリンク通信も同様に処理することができる。動作に当たり、送受信機1532は、通信ノード1404B〜Eからインターフェース1410のアップリンクスペクトルを介してアップリンクスペクトルセグメント1510におけるアップリンクチャネルを受信する。アップリンクスペクトルセグメント1510内のアップリンク周波数チャネルは、通信ノード1404B〜Eにより元/ネイティブスペクトル帯域からアップリンクスペクトルセグメント1510のアップリンク周波数チャネルに周波数変換された変調信号を含む。インターフェース1410が、クライアントデバイスにより供給される変調信号のネイティブ/元のスペクトルセグメントよりも高い周波数帯域で動作する状況では、送受信機1532は、アップコンバートされた変調信号を元の周波数帯域にダウンコンバートする。しかし、インターフェース1410が、クライアントデバイスにより供給される変調信号のネイティブ/元のスペクトルセグメントよりも低い周波数帯域で動作する状況では、送受信機1532は、ダウンコンバートされた変調信号を元の周波数帯域にアップコンバートする。更に、送受信機1530は、クライアントデバイスから無線インターフェース1411を介して、元/ネイティブの周波数帯域にある変調信号の全て又は選択されたものを受信するように動作する。デュプレクサ/ダイプレクサ組立体1524は、送受信機1530を介して基地局インターフェース1522に受信された元/ネイティブの周波数帯域内の変調信号を転送し、変調信号は、マクロ基地局1402又は通信ネットワークの他のネットワーク要素に送信される。同様に、送受信機1532により元/ネイティブの周波数帯域に周波数変換されたアップリンクスペクトルセグメント1510内のアップリンク周波数チャネルを占める変調信号は、デュプレクサ/ダイプレクサ組立体1524に供給され、基地局インターフェース1522に転送されて、マクロ基地局1402又は通信ネットワークの他のネットワーク要素に送信される。

0106

ここで、図15Cを参照すると、通信ノードの非限定的な実施形態例を示すブロック図1535が示されている。特に、無線分散アンテナシステムの通信ノード1404B、1404C、1404D、又は1404E等の通信ノードデバイスは、送受信機1533、デュプレクサ/ダイプレクサ組立体1524、増幅器1538、並びに2つの送受信機1536A及び1536Bを含む。

0107

様々な実施形態では、送受信機1536Aは、通信ノード1404A又は上流通信ノード1404B〜Eから、分散アンテナシステムの変換スペクトル内の第1の変調信号のチャネル(例えば、1つ又は複数のダウンリンクスペクトルセグメント1506の周波数チャネル)の配置に対応する第1の搬送周波数における第1の変調信号を受信する。第1の変調信号は、基地局によって提供され、且つモバイル通信デバイスに向けられる第1の通信データを含む。送受信機1536Aは、通信ノード1404Aから、第1の搬送周波数における第1の変調信号に関連するパイロット信号又は他の基準信号及び/又は1つ又は複数のクロック信号等の1つ又は複数の制御チャネル及び1つ又は複数の対応する基準信号を受信するように更に構成される。第1の変調信号は、LTE又は他の4G無線プロトコル、5G無線通信プロトコル、超広帯域プロトコル、WiMAXプロトコル、802.11又は他の無線ローカルエリアネットワークプロトコル、及び/又は他の通信プロトコル等のシグナリングプロトコルに準拠する1つ又は複数のダウンリンク通信チャネルを含むことができる。

0108

上述したように、基準信号は、第1の搬送周波数から第1のスペクトルセグメント(すなわち元/ネイティブスペクトル)への第1の変調信号の処理中、ネットワーク要素が位相誤差(及び/又は他の形態の信号歪み)を低減することを可能にする。制御チャネルは、第1の搬送周波数における第1の変調信号を第1のスペクトルセグメントにおける第1の変調信号に変換して、周波数選択を制御し、パターン、ハンドオフ及び/又は他の制御シグナリングを再使用するように分散アンテナシステムの通信ノードに指示する命令を含む。クロック信号は、下流通信ノード1404B〜Eによるデジタル制御チャネル処理のタイミングを同期させて、制御チャネルから命令を復元し、及び/又は他のタイミング信号を提供することができる。

0109

増幅器1538は、デュプレクサ/ダイプレクサ組立体1524を介して送受信機1536Bに結合するために、基準信号、制御チャネル、及び/又はクロック信号と一緒に第1の搬送周波数における第1の変調信号を増幅する双方向増幅器であり得、送受信機1536Bは、この説明では、基準信号、制御チャネル、及び/又はクロック信号と一緒に、増幅された第1の搬送周波数における第1の変調信号を、示され且つ同様に動作する通信ノード1404B〜Eから下流にある通信ノード1404B〜Eの1つ又は複数の他の通信ノードに再送信するリピーターとして機能する。

0110

増幅された第1の搬送周波数における第1の変調信号はまた、基準信号、制御信号、及び/又はクロック信号と一緒にデュプレクサ/ダイプレクサ組立体1524を介して送受信機1533に結合される。送受信機1533は、制御チャネルにデジタル信号処理を実行して、制御チャネルからデジタルデータの形態等の命令を復元する。クロック信号を使用して、デジタル制御チャネル処理のタイミングを同期させる。次に、送受信機1533は、命令に従い、且つ第1の変調信号のアナログ(及び/又はデジタル)信号処理に基づき、第1の搬送周波数における第1の変調信号の第1のスペクトルセグメントにおける第1の変調信号への周波数変換を実行し、基準信号を使用して、変換プロセス中の歪みを低減する。送受信機1533は、自由空間無線信号として通信ノード1404B〜Eの範囲内の1つ又は複数のモバイル通信デバイスとの直接通信のために、第1のスペクトルセグメントにおける第1の変調信号を無線送信する。

0111

様々な実施形態では、送受信機1536Bは、示される通信ノード1404B〜Eから下流にある1つ又は複数の他の通信ノード1404B〜E等の他のネットワーク要素から、アップリンクスペクトルセグメント1510における第2の搬送周波数の第2の変調信号を受信する。第2の変調信号は、LTE又は他の4G無線プロトコル、5G無線通信プロトコル、超広帯域プロトコル、802.11又は他の無線ローカルエリアネットワークプロトコル、及び/又は他の通信プロトコル等のシグナリングプロトコルに準拠する1つ又は複数のアップリンク通信チャネルを含むことができる。特に、1つ又は複数のモバイル通信デバイスは、元/ネイティブの周波数帯域等の第2のスペクトルセグメントにおける第2の変調信号を生成し、下流のネットワーク要素は、第2のスペクトルセグメントにおける第2の変調信号に対して周波数変換を実行して、第2の搬送周波数における第2の変調信号にし、アップリンクスペクトルセグメント1510内の第2の搬送周波数における第2の変調信号を送信し、この信号は、示される通信ノード1404B〜Eにより受信される。送受信機1536Bは、増幅及び送受信機1536Aを介した通信ノード1404Aへの再送信のために増幅器1538に、又は更なる処理のためにマクロ基地局1402等の基地局への更なる再送信のために上流の通信ノード1404B〜Eにデュプレクサ/ダイプレクサ組立体1524を介して第2の搬送周波数における第2の変調信号を送信するように動作する。

0112

送受信機1533は、通信ノード1404B〜Eの範囲内の1つ又は複数のモバイル通信デバイスから、第2のスペクトルセグメントにおける第2の変調信号を受信することもできる。送受信機1533は、例えば、制御チャネルを介して受信される命令の制御下で第2のスペクトルセグメント内の第2の変調信号に対して周波数変換を実行して、第2の搬送周波数における第2の変調信号にするように動作し、第2の変調信号を元/ネイティブのスペクトルセグメントに復元するに当たり通信ノード1404Aによる使用のために、基準信号、制御チャネル、及び/又はクロック信号を挿入し、デュプレクサ/ダイプレクサ組立体1524及び増幅器1538を介して、増幅及び通信ノード1404Aへの再送信のために送受信機1536Aに、又は処理のためにマクロ基地局1402等の基地局への更なる再送信のために上流の通信ノード1404B〜Eに第2の搬送周波数における第2の変調信号を送信する。

0113

ここで、図15Dを参照すると、周波数スペクトルの非限定的な実施形態例を示すグラフ図1540が示されている。特に、スペクトル1542は、1つ又は複数の元/ネイティブスペクトルセグメントからスペクトル1542に周波数変換された(例えば、アップコンバート又はダウンコンバートを介して)後のダウンリンクセグメント1506又はアップリンクセグメント1510の周波数チャネルを占める変調信号を搬送する分散アンテナシステムのものが示されている。

0114

提示される例では、下流(ダウンリンク)チャネル帯域1544は、別個のダウンリンクスペクトルセグメント1506で表される複数の下流周波数チャネルを含む。同様に、上流(アップリンク)チャネル帯域1546も、別個のアップリンクスペクトルセグメント1510で表される複数の上流周波数チャネルを含む。別個のスペクトルセグメントのスペクトル形状は、関連する基準信号、制御チャネル、及びクロック信号と共に各変調信号の周波数割振りプレースホルダであることが意図される。ダウンリンクスペクトルセグメント1506又はアップリンクスペクトルセグメント1510における各周波数チャネルの実際のスペクトル応答は、利用されるプロトコル及び変調に基づいて、更には時間の関数として様々である。

0115

アップリンクスペクトルセグメント1510の数は、非対称通信システムに従って、ダウンリンクスペクトルセグメント1506の数よりも多数又は少数であり得る。この場合、上流チャネル帯域1546は、下流チャネル帯域1544よりも狭い又は広い帯域であり得る。代替では、対称通信システムが実施される場合、アップリンクスペクトルセグメント1510の数は、ダウンリンクスペクトルセグメント1506の数に等しい数であり得る。この場合、上流チャネル帯域1546の幅は、下流チャネル帯域1544の幅に等しい幅であり得、ビットスタッフィング又は他のデータ充填技法を利用して、上流トラフィックの変動を補償することができる。下流チャネル帯域1544は、上流チャネル帯域1546よりも低い周波数に示されているが、他の実施形態では、下流チャネル帯域1444は、上流チャネル帯域1546よりも高い周波数にあり得る。加えて、スペクトル1542内のスペクトルセグメント数及び各周波数位置は、動的に経時変化することができる。例えば、一般制御チャネルをスペクトル1542内に提供することができ(図示せず)、一般制御チャネルは、通信ノード1404に、各ダウンリンクスペクトルセグメント1506及び各アップリンクスペクトルセグメント1510の周波数位置を示すことができる。トラフィックの状況又は帯域幅の再割り振りが必要なネットワーク要件に応じて、ダウンリンクスペクトルセグメント1506及びアップリンクスペクトルセグメント1510の数は、一般制御チャネルにより変更することができる。更に、ダウンリンクスペクトルセグメント1506及びアップリンクスペクトルセグメント1510は、別個にグループ化される必要はない。例えば、一般制御チャネルは、交互に、又は対称であっても若しくは対称でなくてもよい任意の他の組合せで、アップリンクスペクトルセグメント1510が続くダウンリンクスペクトルセグメント1506を識別することができる。一般制御チャネルを利用する代わりに、複数の制御チャネルを使用することができ、それぞれが1つ又は複数のスペクトルセグメントの周波数位置及びスペクトルセグメントのタイプ(すなわちアップリンク又はダウンリンク)を識別することに更に留意されたい。

0116

更に、下流チャネル帯域1544及び上流チャネル帯域1546は、1つの連続した周波数帯域を占めるものとして示されているが、他の実施形態では、利用可能なスペクトル及び/又は利用される通信規格に応じて、2つ以上の上流及び/又は2つ以上の下流チャネル帯域が利用可能である。アップリンクスペクトルセグメント1510及びダウンリンクスペクトルセグメント1506の周波数チャネルは、DOCSIS2.0又はより高水準の標準プロトコル、WiMAX標準プロトコル、超広帯域プロトコル、802.11標準プロトコル、LTEプロトコル等の4G又は5G音声及びデータプロトコル、及び/又は他の標準通信プロトコルに従って変調されフォーマットされた周波数変換信号により占めることができる。現在の標準に準拠するプロトコルに加えて、これらの任意のプロトコルは、示されるシステムと併せて動作するように変更することができる。例えば、802.11プロトコル又は他のプロトコルは、追加のガイドライン及び/又は別個のデータチャネルを含んで、より広いエリアにわたり衝突検出/多元アクセスを提供する(例えば、特定の周波数チャネルを介して通信しているデバイスが互いにリッスンできるようにする)ように変更することができる。様々な実施形態では、アップリンクスペクトルセグメント1510のアップリンク周波数チャネル及びダウンリンクスペクトルセグメント1506のダウンリンク周波数チャネルの全ては、同じ通信プロトコルに従って全てフォーマットすることができる。しかし、代替では、1つ又は複数のアップリンクスペクトルセグメント1510のアップリンク周波数チャネル及び1つ又は複数のダウンリンクスペクトルセグメント1506のダウンリンク周波数チャネルの両方で2つ以上の異なるプロトコルを利用して、例えば、より広範囲のクライアントデバイスと互換性を有し、及び/又は異なる周波数帯域で動作することができる。

0117

スペクトル1542へのアグリゲーションに、変調信号を異なる元/ネイティブスペクトルセグメントから収集し得ることに留意されたい。このようにして、アップリンクスペクトルセグメント1510のアップリンク周波数チャネルの第1の部分は、1つ又は複数の異なる元/ネイティブスペクトルセグメントから周波数変換されたアップリンクスペクトルセグメント1510のアップリンク周波数チャネルの第2の部分に隣接し得る。同様に、ダウンリンクスペクトルセグメント1506のダウンリンク周波数チャネルの第1の部分は、1つ又は複数の異なる元/ネイティブスペクトルセグメントから周波数変換されたダウンリンクスペクトルセグメント1506のダウンリンク周波数チャネルの第2の部分に隣接し得る。例えば、周波数変換された1つ又は複数の2.4GHz802.11チャネルは、80GHzを中心としたスペクトル1542に周波数変換された1つ又は複数の5.8GHz802.11チャネルに隣接し得る。各スペクトルセグメントが、スペクトル1542内のその配置から元/ネイティブスペクトルセグメントへのそのスペクトルセグメントの1つ又は複数の周波数チャネルの周波数変換を提供する周波数及び位相局部発振器信号を生成するに当たり使用することができるパイロット信号等の関連する基準信号を有し得ることに留意されたい。

0118

ここで、図15Eを参照すると、周波数スペクトルの非限定的な実施形態例を示すグラフ図1550が示されている。特に、スペクトルセグメント選択は、通信ノード1440Aの送受信機1530又は通信ノード1404B〜Eの送受信機1532により選択されたスペクトルセグメントに対して実行された信号処理と併せて考察したように提示される。示されるように、アップリンク周波数チャネル帯域1546のアップリンクスペクトルセグメント1510の1つを含む特定のアップリンク周波数部分1558及びダウンリンクチャネル周波数帯域1544のダウンリンクスペクトルセグメント1506の1つを含む特定のダウンリンク周波数部分1556は、チャネル選択フィルタリングにより渡されるものとして選択され、アップリンク周波数チャネル帯域1546及びダウンリンクチャネル周波数帯域1544の残りの部分は、フィルタリングされて除外 − すなわち減衰− されて、送受信機により渡される所望の周波数チャネルの処理の悪影響を軽減する。1つの特定のアップリンクスペクトルセグメント1510及び特定のダウンリンクスペクトルセグメント1506が選択されるものとして示されているが、他の実施形態では、2つ以上のアップリンク及び/又はダウンリンクスペクトルセグメントを渡し得ることに留意されたい。

0119

送受信機1530及び1532は、アップリンク及びダウンリンク周波数部分1558及び1556が固定された静的チャネルフィルタに基づいて動作することができるが、上述したように、制御チャネルを介して送受信機1530及び1532に送信される命令を使用して、特定の周波数選択に向けて送受信機1530及び1532を動的に構成することができる。このようにして、対応するスペクトルセグメントの上流及び下流周波数チャネルは、分散アンテナシステムによる性能を最適化するように、マクロ基地局1402又は通信ネットワークの他のネットワーク要素により様々な通信ノードに動的に割り振ることができる。

0120

ここで、図15Fを参照すると、周波数スペクトルの非限定的な実施形態例を示すグラフ図1560が示されている。特に、スペクトル1562は、1つ又は複数の元/ネイティブスペクトルセグメントからスペクトル1562に周波数変換された(例えば、アップコンバート又はダウンコンバートを介して)後のアップリンク又はダウンリンクスペクトルセグメントの周波数チャネルを占める変調信号を搬送する分散アンテナシステムのものが示されている。

0121

上述したように、2つ以上の異なる通信プロトコルを利用して、上流データ及び下流データを通信することができる。2つ以上の異なるプロトコルが利用される場合、ダウンリンクスペクトルセグメント1506のダウンリンク周波数チャネルの第1のサブセットは、第1の標準プロトコルに従って周波数変換された変調信号により占めることができ、同じ又は異なるダウンリンクスペクトルセグメント1510のダウンリンク周波数チャネルの第2のサブセットは、第1の標準プロトコルと異なる第2の標準プロトコルに従って周波数変換された変調信号により占めることができる。同様に、アップリンクスペクトルセグメント1510のアップリンク周波数チャネルの第1のサブセットは、第1の標準プロトコルに従って、復調のためにシステムにより受信することができ、同じ又は異なるアップリンクスペクトルセグメント1510のアップリンク周波数チャネルの第2のサブセットは、第1の標準プロトコルと異なる第2の標準プロトコルに従って復調されるように、第2の標準プロトコルに従って受信することができる。

0122

示される例では、下流チャネル帯域1544は、第1の通信プロトコルの使用を表す第1のタイプの別個のスペクトル形状により表される第1の複数の下流スペクトルセグメントを含む。下流チャネル帯域1544’は、第2の通信プロトコルの使用を表す第2のタイプの別個のスペクトル形状により表される第2の複数の下流スペクトルセグメントを含む。同様に、上流チャネル帯域1546は、第1の通信プロトコルの使用を表す第1のタイプの別個のスペクトル形状により表される第1の複数の上流スペクトルセグメントを含む。上流チャネル帯域1546’は、第2の通信プロトコルの使用を表す第2のタイプの別個のスペクトル形状により表される第2の複数の上流スペクトルセグメントを含む。これらの別個のスペクトル形状は、関連する基準信号、制御チャネル、及び/又はクロック信号と共に個々のスペクトルセグメントのそれぞれの周波数割り振りのプレースホルダであることが意図される。個々のチャネル帯域幅は、第1のタイプ及び第2のタイプのチャネルで概ね同じであるものとして示されているが、上流チャネル帯域及び下流チャネル帯域1544、1544’、1546、及び1546’が、異なる帯域幅であり得ることに留意されたい。更に、第1のタイプ及び第2のタイプのこれらのチャネル帯域内のスペクトルセグメントは、利用可能なスペクトル及び/又は利用される通信規格に応じて異なる帯域幅であり得る。

0123

ここで、図15Gを参照すると、周波数スペクトルの非限定的な実施形態例を示すグラフ図1570が示されている。特に、図15D図15Fのスペクトル1542又は1562の部分は、1つ又は複数の元/ネイティブスペクトルセグメントから周波数変換された(例えば、アップコンバート又はダウンコンバートを介して)チャネル信号の形態の変調信号を搬送する分散アンテナシステムのものが示されている。

0124

部分1572は、スペクトル形状で表され、制御チャネル、基準信号、及び/又はクロック信号のために確保された帯域幅の部分を表すダウンリンク又はアップリンクスペクトルセグメント1506及び1510の部分を含む。例えば、スペクトル形状1574は、基準信号1579及びクロック信号1578とは別個の制御チャネルを表す。クロック信号1578が、より従来的なクロック信号の形態への調整を必要とし得る正弦波信号を表すスペクトル形状を有して示されていることに留意されたい。しかし、他の実施形態では、振幅変調又は位相基準として使用するための搬送波の位相を保持する他の変調技法を介して基準信号1579を変調することにより、変調搬送波として従来的なクロック信号を送信することができる。他の実施形態では、クロック信号は、別の搬送波を変調することにより、又は別の信号として送信することができる。更に、クロック信号1578及び基準信号1579の両方が、制御チャネル1574の周波数帯域外にあるものとして示されていることに留意されたい。

0125

別の例では、部分1575は、制御チャネル、基準信号、及び/又はクロック信号のために確保された帯域幅の部分を表すスペクトル形状の部分により表されるダウンリンク又はアップリンクスペクトルセグメント1506及び1510の部分を含む。スペクトル形状1576は、振幅変調、振幅シフトキーイング、又は位相基準としての使用のために搬送波の位相を保持する他の変調技法を介して基準信号を変調するデジタルデータを含む命令を有する制御チャネルを表す。クロック信号1578は、スペクトル形状1576の周波数帯域外にあるものとして示されている。基準信号は、制御チャネル命令により変調され、実際には、制御チャネルの副搬送波であり、制御チャネルの帯域内にある。ここでも、クロック信号1578は、正弦波信号を表すスペクトル形状を有して示されているが、他の実施形態では、従来のクロック信号を変調搬送波又は他の信号として送信することができる。この場合、基準信号の代わりに制御チャネルの命令を使用して、クロック信号1578を変調することができる。

0126

制御チャネル1576が、元/ネイティブスペクトルセグメントへのダウンリンク又はアップリンクスペクトルセグメントの周波数変換中に受信機の位相歪みが補正される連続波(CW)の形態の基準信号の変調を介して搬送される以下の例を考える。制御チャネル1576は、位相振幅変調、二値位相シフトキーイング、振幅シフトキーイング、又は他の変調方式等のロバストな変調を用いて変調されて、ネットワーク動作監視及び管理トラフィック、及び他の制御データ等の分散アンテナシステムのネットワーク要素間で命令を搬送することができる。様々な実施形態では、制御データは、
・各ネットワーク要素のオンラインステータスオフラインステータス、及びネットワーク性能パラメータを示すステータス情報
・モジュール名及びアドレス、ハードウェア及びソフトウェアバージョン、デバイス容量等のネットワークデバイス情報
周波数変換係数チャネル間隔、保護帯域、アップリンク/ダウンリンク割り振り、アップリンク及びダウンリンクチャネル選択等のスペクトル情報
天候状況、画像データ、停電情報、視線遮断等の環境測定値
を含むことができる。

0127

更なる例では、制御チャネルデータは、超広帯域(UWB)シグナリングを介して送信することができる。制御チャネルデータは、特定の時間間隔無線エネルギーを生成し、パルス位置又は時間変調を介してより大きい帯域幅を占めることにより、UWBパルス極性又は振幅を符号化することにより、及び/又は直交パルスを使用することにより送信することができる。特に、UWBパルスは、比較的低いパルスレート単発的に送信して、時間変調又は位置変調をサポートすることができるが、最高でUWBパルス帯域幅の逆数までのレートで送信することもできる。このようにして、制御チャネルは、比較的低電力で、制御チャネルのUWBスペクトルの帯域内部分を占め得る基準信号及び/又はクロック信号のCW送信を妨げずに、UWBスペクトルにわたり拡散することができる。

0128

ここで、図15Hを参照すると、送信機の非限定的な実施形態例を示すブロック図1580が示されている。特に、送信機1582は、例えば、図15Cと併せて提示された送受信機1533等の送受信機内の受信機1581及びデジタル制御チャネルプロセッサ1595と併用されて示される。示されるように、送信機1582は、アナログフロントエンド1586、クロック信号生成器1589、局部発振器1592、ミキサ1596、及び送信機フロントエンド1584を含む。

0129

第1の搬送周波数における増幅された第1の変調信号は、基準信号、制御チャネル、及び/又はクロック信号と一緒に増幅器1538からアナログフロントエンド1586に結合される。アナログフロントエンド1586は、1つ又は複数のフィルタ又は他の周波数選択を含み、制御チャネル信号1587、クロック基準信号1578、パイロット信号1591、及び1つ又は複数の選択されたチャネル信号1594を分離する。

0130

デジタル制御チャネルプロセッサ1595は、デジタル信号処理を制御チャネルに対して実行して、制御チャネル信号1587からデジタル制御チャネルデータの復調等を介して命令を復元する。クロック信号生成器1589は、クロック基準信号1578からクロック信号1590を生成して、デジタル制御チャネルプロセッサ1595によるデジタル制御チャネル処理のタイミングを同期させる。クロック基準信号1578が正弦波である実施形態では、クロック信号生成器1589は、増幅及び制限を提供して、正弦波から従来のクロック信号又は他のタイミング信号を生成することができる。クロック基準信号1578が、パイロット信号又は他の搬送波の基準の変調等の変調された搬送波信号である実施形態では、クロック信号生成器1589は、従来のクロック信号又は他のタイミング信号を生成する復調を提供することができる。

0131

様々な実施形態では、制御チャネル信号1587は、パイロット信号1591及びクロック基準1588とは別個の周波数範囲内デジタル変調信号であるか、又はパイロット信号1591の変調としてのもののいずれかであり得る。動作に当たり、デジタル制御チャネルプロセッサ1595は、制御チャネル信号1587の復調を提供して、そこに含まれる命令を抽出し、制御信号1593を生成する。特に、制御チャネルを介して受信した命令に応答してデジタル制御チャネルプロセッサ1595により生成される制御信号1593は、特定のチャネル信号1594の選択に使用することができ、対応するパイロット信号1591及び/又はクロック基準1588は、無線インターフェース1411を介して送信するために、チャネル信号1594の周波数を変換するのに使用される。制御チャネル信号1587がパイロット信号1591の変調を介して命令を搬送する状況では、示されるようにアナログフロントエンド1586ではなく、デジタル制御チャネルプロセッサ1595を介してパイロット信号1591を抽出し得ることに留意されたい。

0132

デジタル制御チャネルプロセッサ1595は、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラデジタル信号プロセッサマイクロコンピューター中央演算処理装置フィールドプログラマブルゲートアレイプログラマブル論理デバイス状態機械論理回路デジタル回路、アナログ/デジタル変換器、デジタル/アナログ変換器、並びに/又は回路及び/若しくは動作命令ハードコーディングに基づいて信号(アナログ及び/又はデジタル)を操作する任意のデバイス等の処理モジュールを介して実施し得る。処理モジュールは、メモリ及び/又は集積メモリ素子であり得、又はメモリ及び/又は集積メモリ素子を更に含み得、メモリ及び/又は集積メモリ素子は、単一のメモリデバイス、複数のメモリデバイス、及び/又は別の処理モジュール、モジュール、処理回路、及び/又は処理ユニットの組み込み回路であり得る。そのようなメモリデバイスは、読み取り専用メモリ、ランダムアクセスメモリ、揮発性メモリ不揮発性メモリスタティックメモリダイナミックメモリ、フラッシュメモリ、キャッシュメモリ、及び/又はデジタル情報を記憶する任意のデバイスであり得る。なお、処理モジュールが2つ以上の処理デバイスを含む場合、処理デバイスは、集中して配置され得(例えば、有線及び/又は無線バス構造を介して一緒に直接結合される)、又は分散して配置され得る(例えば、ローカルエリアネットワーク及び/又は広域ネットワークを介した間接的な結合を介したクラウド計算)。更に、対応する動作命令を記憶したメモリ及び/又はメモリ素子が、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、デジタル信号プロセッサ、マイクロコンピューター、中央演算処理装置、フィールドプログラマブルゲートアレイ、プログラマブル論理デバイス、状態機械、論理回路、デジタル回路、アナログ/デジタル変換器、デジタル/アナログ変換器、又は他のデバイス内に組み込まれ得るか又は外部にあり得ることに留意されたい。更に、本明細書に記載されるステップ及び/又は機能の少なくとも幾つかに対応するハードコードされた命令及び/又は動作命令をメモリ素子が記憶し得、処理モジュールが実行し得、そのようなメモリデバイス又はメモリ素子が製品として実施され得ることに留意されたい。

0133

局部発振器1592は、パイロット信号1591を利用して局部発振器信号1597を生成して、周波数変換プロセス中の歪みを低減する。様々な実施形態では、パイロット信号1591は、局部発振器信号1597の正確な周波数及び位相にあり、分散アンテナシステムのスペクトル内の配置に関連する搬送周波数におけるチャネル信号1594を、固定又はモバイル通信デバイスに送信するために、元/ネイティブスペクトルセグメントに変換するための適切な周波数及び位相における局部発振器信号1597を生成する。この場合、局部発振器1592は、バンドパスフィルタリング及び/又は他の信号調整を利用して、パイロット信号1591の周波数及び位相を保持する正弦波局部発振器信号1597を生成することができる。他の実施形態では、パイロット信号1591は、局部発振器信号1597の導出に使用することができる周波数及び位相を有する。この場合、局部発振器1592は、パイロット信号1591に基づいて周波数分割周波数多重化、又は他の周波数合成を利用して、固定又はモバイル通信デバイスへの送信のために、分散アンテナシステムのスペクトル内の配置に関連する搬送周波数におけるチャネル信号1594を元/ネイティブスペクトルセグメントに変換するための適切な周波数及び位相の局部発振器信号1597を生成する。

0134

ミキサ1596は、局部発振器信号1597に基づいて動作して、チャネル信号1594の周波数をシフトして、対応する元/ネイティブスペクトルセグメントの周波数変換チャネル信号1598を生成する。1つのミキシング段階が示されるが、複数のミキシング段階を利用して、チャネル信号をベースバンド及び/又は全周波数変換の一環として1つ又は複数の中間周波数にシフトすることができる。送信機(Xmtr)フロントエンド1584は、電力増幅器及びインピーダンス整合を含み、アンテナ1424等の1つ又は複数のアンテナを介して自由空間無線信号として周波数変換チャネル信号1598を通信ノード1404B〜Eの範囲内の1つ又は複数のモバイル又は固定通信デバイスに無線送信する。

0135

ここで、図15Iを参照すると、受信機の非限定的な実施形態例を示すブロック図1585が示されている。特に、受信機1581は、例えば、図15Cと併せて提示された送受信機1533等の送受信機内の送信機1582及びデジタル制御チャネルプロセッサ1595と併用されて示されている。示されるように、受信機1581は、アナログ受信機(RCVR)フロントエンド1583、局部発振器1592、及びミキサ1596を含む。デジタル制御チャネルプロセッサ1595は、制御チャネルからの命令の制御下で動作して、パイロット信号1591、制御チャネル信号1587、及びクロック基準信号1578を生成する。

0136

制御チャネルを介して受信した命令に応答してデジタル制御チャネルプロセッサ1595により生成される制御信号1593は、特定のチャネル信号1594の選択に使用することができ、対応するパイロット信号1591及び/又はクロック基準1588は、無線インターフェース1411を介して受信するために、チャネル信号1594の周波数を変換するのに使用される。アナログ受信機フロントエンド1583は、低ノイズ増幅器及び1つ又は複数のフィルタ又は他の周波数選択を含み、制御信号1593の制御下で1つ又は複数の選択されたチャネル信号1594を受信する。

0137

局部発振器1592は、パイロット信号1591を利用して局部発振器信号1597を生成し、周波数変換プロセス中の歪みを低減する。様々な実施形態では、局部発振器は、パイロット信号1591に基づいて、バンドパスフィルタリング及び/又は他の信号調整、周波数分割、周波数多重化、又は他の周波数合成を利用して、他の通信ノード1404A〜Eに送信するために、チャネル信号1594、パイロット信号1591、制御チャネル信号1587、及びクロック基準信号1578を分散アンテナシステムのスペクトルに周波数変換するための適切な周波数及び位相の局部発振器信号1597を生成する。特に、ミキサ1596は、局部発振器信号1597に基づいて動作して、チャネル信号1594の周波数をシフトさせ、増幅して送受信機1536Aを介して通信ノード1404Aに再送信するために増幅器1538、送受信機1536Aに結合し、又は処理のためにマイクロ基地局1402等の基地局に更に再送信するために上流通信ノード1404B〜Eに結合するのに望ましい、分散アンテナシステムのスペクトルスペクトルセグメント内の配置の周波数変換チャネル信号1598を生成する。ここでも、1つのミキシング段階が示されるが、複数のミキシング段階を利用して、チャネル信号をベースバンド及び/又は全周波数変換の一環として1つ又は複数の中間周波数にシフトすることができる。

0138

ここで、図16Aを参照すると、方法1600の非限定的な実施形態例の流れ図が示されている。方法1600は、図1〜図15と併せて提示した1つ又は複数の機能及び特徴と併用することができる。方法1600は、ステップ1602において開始することができ、ステップ1602において、図14Aのマクロ基地局1402等の基地局は、通信デバイスの移動率を特定する。通信デバイスは、図14Bに示されるモバイルデバイス1406の1つ等のモバイル通信デバイスであり得るか又は静止通信デバイス(例えば、住宅又は商業施設内の通信デバイス)であり得る。基地局は、基地局が、通信デバイスから位置情報を受信することにより通信デバイスの移動をモニタリングできるようにし、且つ/又は音声及び/若しくはデータサービス等の無線通信サービスを通信デバイスに提供できるようにする無線セルラー通信技術(例えば、LTE)を利用して通信デバイスと直接通信することができる。通信セッション中、基地局及び通信デバイスは、特定の帯域幅(例えば、10MHz〜20MHz)の1つ又は複数のスペクトルセグメント(例えば、リソースブロック)を利用して、特定のネイティブ/元の搬送周波数(例えば、900MHz帯域、1.9GHz帯域、2.4GHz帯域、及び/又は5.8GHz帯域等)で動作する無線信号を交換する。幾つかの実施形態では、スペクトルセグメントは、基地局により通信デバイスに割り当てられたタイムスロットスケジュールに従って使用される。

0139

通信デバイスの移動率は、セルラー無線信号により通信デバイスから基地局に提供されるGPS座標からステップ1602において特定することができる。ステップ1604において、移動率が閾値(例えば、毎時25マイル)を超える場合、ステップ1606において、基地局は、基地局の無線リソースを利用して無線サービスを通信デバイスに提供し続けることができる。他方、通信デバイスが閾値を下回る移動率を有する場合、基地局は、通信デバイスが通信ノードにリダイレクトして、基地局の無線リソースを他の通信デバイスに提供することができるか否かを更に判断するように構成することができる。

0140

例えば、通信デバイスが遅い移動率(例えば、3mph又は略静止)を有することを基地局が検出すると考える。特定の状況下において、基地局は、通信デバイスの現在位置が通信デバイスを特定の通信ノード1404の通信範囲内にすると判断することもできる。基地局は、通信デバイスの遅い移動率が、特定の通信ノード1404に通信デバイスをリダイレクトすることを正当化するのに十分に長い時間にわたり、特定の通信ノード1404の通信範囲内に維持すると判断する(基地局により使用することができる別の閾値テスト)こともできる。そのような判断がなされると、基地局は、ステップ1608に進み、通信サービスを通信デバイスに提供する、通信デバイスの通信範囲内にある通信ノード1404を選択することができる。

0141

したがって、ステップ1608において実行される選択プロセスは、通信デバイスにより基地局に提供されるGPS座標から特定される通信デバイスの位置に基づくことができる。選択プロセスは、通信デバイスの移動の軌道に基づくこともでき、移動の軌道は、通信デバイスにより提供されるGPS座標の幾つかのインスタンスから特定し得る。幾つかの実施形態では、基地局は、通信デバイスの軌道が、最終的に、ステップ1608において選択された通信ノードの近傍の後続通信ノード1404の通信範囲内に通信デバイスを入れることになると判断し得る。この実施形態では、基地局は、この軌道を複数の通信ノード1404に通知して、通信ノード1404が、通信デバイスに提供される通信サービスのハンドオフを調整できるようにすることができる。

0142

1つ又は複数の通信ノード1404がステップ1608において選択されると、基地局は、ステップ1610に進むことができ、1つ又は複数のスペクトルセグメント(例えば、リソースブロック)を第1の搬送周波数(例えば、1.9GHz)での通信デバイスによる使用に割り当てる。基地局により選択される第1の搬送周波数及び/又はスペクトルセグメントは、基地局と通信デバイスとの間で使用中の搬送周波数及び/又はスペクトルセグメントと同じである必要はない。例えば、基地局及び通信デバイスが、互いの間での無線通信に1.9GHzの搬送周波数を利用していると考える。基地局は、ステップ1610において、1608において選択された通信ノードに異なる搬送周波数(例えば、900MHz)を選択して、通信デバイスと通信することができる。同様に、基地局は、基地局と通信デバイスとの間で使用中のスペクトルセグメント及び/又はタイムスロットスケジュールと異なる通信ノードにスペクトルセグメント(例えば、リソースブロック)及び/又はスペクトルセグメントのタイムスロットスケジュールを割り当てることができる。

0143

ステップ1612において、基地局は、第1の搬送周波数における、ステップ1610において割り当てられたスペクトルセグメントにおいて第1の変調信号を生成することができる。第1の変調信号は、通信デバイスに向けられたデータを含むことができ、データは、音声通信セッションデータ通信セッション、又はそれらの組合せを表す。ステップ1614において、基地局は、ステップ1608において選択された通信ノード1404に向けられたダウンリンクスペクトルセグメント1506の1つ又は複数の周波数チャネルでそのような信号を輸送するために、第1のネイティブ搬送周波数(例えば、1.9GHz)の第1の変調信号を第2の搬送周波数(例えば、80GHz)にアップコンバートすることができる(ミキサ、バンドパスフィルタ、及び他の回路を用いて)。代替的には、基地局は、第1の通信ノード1404A(図14Aに示される)に第1の搬送周波数の第1の変調信号を提供して、ステップ1608において選択された通信ノード1404に向けられたダウンリンクスペクトルセグメント1506の1つ又は複数の周波数チャネルで輸送するために、第2の搬送周波数にアップコンバートすることができる。

0144

ステップ1616において、基地局は、ステップ1608において選択された通信ノード1404に通信デバイスを遷移させる命令を送信することもできる。命令は、通信デバイスが基地局の無線リソースを利用して基地局と直接通信している間、通信デバイスに向けることができる。代替的には、命令は、図15Aに示されるダウンリンクスペクトルセグメント1506の制御チャネル1502により、ステップ1608において選択された通信ノード1404に通信することができる。ステップ1616は、ステップ1612〜1614の前、後、又は同時に行うことができる。

0145

命令が送信されると、基地局は、ステップ1618に進むことができ、基地局は、第1の通信ノード1404A(図14Aに示される)による送信のために、ダウンリンクスペクトルセグメント1506の1つ又は複数の周波数チャネルにおいて、第2の搬送周波数(例えば、80GHz)の第1の変調信号を送信する。代替的には、第1の通信ノード1404Aは、第1のネイティブ搬送周波数の第1の変調信号を基地局から受信すると、ダウンリンクスペクトルセグメント1506の1つ又は複数の周波数チャネルにおいて第2の搬送周波数の第1の変調信号を輸送するために、ステップ1614においてアップコンバートを実行することができる。第1の通信ノード1404Aは、ステップ1610において各通信ノード1404に割り当てられたダウンリンクスペクトルセグメント1506に従って、基地局により生成されたダウンリンク信号を下流通信ノード1404に配信するマスタ通信ノードとして機能することができる。ダウンリンクスペクトルセグメント1506の割り当ては、図15Aに示される制御チャネル1502において第1の通信ノード1404Aにより送信される命令により、通信ノード1404に提供することができる。ステップ1618において、ダウンリンクスペクトルセグメント1506の1つ又は複数の周波数チャネルにおいて第2の搬送周波数の第1の変調信号を受信した通信ノード1404は、第1の搬送周波数にダウンコンバートし、第1の変調信号と共に供給されるパイロット信号を利用して、通信ノード1404B〜D間の通信ホップにわたるダウンリンクスペクトルセグメント1506の分布により生じる歪み(例えば、位相歪み)を除去するように構成することができる。特に、パイロット信号は、周波数アップコンバート(例えば、周波数多重及び/又は分割を介する)の生成に使用される局部発振器信号から導出することができる。ダウンコンバートが必要な場合、パイロット信号を使用して、周波数及び位相訂正バージョンの局部発振器信号(例えば、周波数多重及び/又は分割を介する)を再生成して、最小の位相誤差で周波数帯域の元の部分に変調信号を返すことができる。このようにして、通信システムの周波数チャネルの周波数は、分散アンテナシステムを介して輸送するために変換し、次に無線クライアントデバイスに送信するためにスペクトル内の元の位置に戻すことができる。

0146

ダウンコンバートプロセスが完了すると、通信ノード1404は、ステップ1622において、通信ノード1404に割り当てられた同じスペクトルセグメントを利用して、第1のネイティブ搬送周波数(例えば、1.9GHz)の第1の変調信号を通信デバイスに送信することができる。ステップ1622は、通信デバイスがステップ1616において提供される命令に従って通信ノード1404に遷移した後に行われるように調整することができる。そのような遷移をシームレスにするために、且つ基地局と通信デバイスとの間の既存の無線通信セッションの妨げを回避するために、ステップ1616において提供される命令は、通信デバイスとステップ1608において選択された通信ノード1404との間の登録プロセスの一環として、及び/又は登録プロセスに続き、割り当てられたスペクトルセグメント及び/又はタイムスロットスケジュールに遷移するように通信デバイス及び/又は通信ノード1404に指示することができる。幾つかの場合、そのような遷移は、通信デバイスが短時間、基地局及び通信ノード1404と同時無線通信を有することを必要とし得る。

0147

通信デバイスは、通信ノード1404に問題なく遷移すると、基地局との無線通信を終了し、通信ノード1404による通信セッションを続けることができる。基地局と通信デバイスとの間の無線サービスの終了は、基地局の特定の無線リソースを他の通信デバイスとの使用に向けて提供する。基地局は、上記ステップにおいて、無線接続を選択された通信ノード1404に割り当てたが、基地局と通信デバイスとの間の通信セッションが、図14Aに示される通信ノード1404のネットワークにより以前のように継続することに留意されたい。しかし、違いは、基地局がもはや通信デバイスとの通信にそれ自体の無線リソースを利用する必要がないことである。

0148

基地局と通信デバイスとの間に双方向通信を提供するために、通信ノード1404のネットワークにより、通信ノード1404及び/又は通信デバイスに、図15Aに示されるアップリンク上の1つ又は複数のアップリンクスペクトルセグメント1510の1つ又は複数の周波数チャネルを利用するように指示することができる。ステップ1616において、通信デバイスとステップ1608において選択された通信ノード1404との間の登録プロセスの一環として及び/又は登録プロセスに続き、アップリンク命令を通信ノード1404及び/又は通信デバイスに提供することができる。したがって、通信デバイスは、基地局に送信する必要があるデータを有する場合、ステップ1624において通信ノード1404により受信することができる第1のネイティブ搬送周波数の第2の変調信号を無線送信することができる。第2の変調信号は、ステップ1616において通信デバイス及び/又は通信ノードに提供された命令において指定される1つ又は複数のアップリンクスペクトルセグメント1510の1つ又は複数の周波数チャネルに含めることができる。

0149

第2の変調信号を基地局に搬送するために、通信ノード1404は、ステップ1626において、これらの信号を第1のネイティブ搬送周波数(例えば、1.9GHz)から第2の搬送周波数(例えば、80GHz)にアップコンバートすることができる。上流通信ノード及び/又は基地局が歪みを除去することができるように、第2の搬送周波数の第2の変調信号は、ステップ1628において、1つ又は複数のアップリンクパイロット信号1508と共に通信ノード1404により送信することができる。基地局は、通信ノード1404Aを介して第2の搬送周波数の第2の変調信号を受信すると、ステップ1630において、これらの信号を第2の搬送周波数から第1のネイティブ搬送周波数にダウンコンバートして、ステップ1632において通信デバイスにより提供されたデータを取得することができる。代替的には、第1の通信ノード1404Aは、第2の変調信号の第2の搬送周波数から第1のネイティブ搬送周波数へのダウンコンバートを実行し、その結果生成された信号を基地局に提供することができる。次に、基地局は、通信デバイスとの直接無線通信していた場合、通信デバイスからの信号を処理するのと同様又は同一の様式で第1のネイティブ搬送波の第2の変調信号を処理して、通信デバイスにより提供されたデータを検索することができる。

0150

上記ステップ方法1600は、基地局1402が無線リソース(例えば、セクタアンテナ、スペクトル)を高速移動中の通信デバイスに提供し、幾つかの実施形態では、基地局1402に通信可能に結合された1つ又は複数の通信ノード1404に低速移動中の通信デバイスをリダイレクトすることにより帯域幅の利用を増大させる方法を提供する。例えば、基地局1402が、モバイル及び/又は静止通信デバイスをリダイレクトすることができる10の通信ノード1404を有すると考える。更に、10の通信ノード1404が実質的に重複しない通信範囲を有すると考える。

0151

更に、基地局1402が、特定のタイムスロット中、特定の搬送周波数において、特定のスペクトルセグメント(例えば、リソースブロック5、7、及び9)を確保しておき、それを10の全ての通信ノード1404に割り当てると考える。動作中、基地局1402は、干渉を避けるために、通信ノード1404のために確保したタイムスロットスケジュール及び搬送周波数中、リソースブロック5、7、及び9を利用しないように構成することができる。基地局1402は、低速で移動中又は静止した通信デバイスを検出すると、通信デバイスの位置に基づいて通信デバイスを10の通信ノード1404の異なるノードにリダイレクトすることができる。例えば、基地局1402は、特定の通信デバイスの通信を特定の通信ノード1404にリダイレクトする場合、割り当てられたタイムスロット中、搬送周波数におけるリソースブロック5、7、及び9を、対象の通信ノード1404に割り当てられたダウンリンク(図15A参照)上の1つ又は複数のスペクトル範囲にアップコンバートすることができる。

0152

対象の通信ノード1404には、アップリンク上の1つ又は複数のアップリンクスペクトルセグメント1510の1つ又は複数の周波数チャネルに割り当てることもでき、通信ノード1404は、割り当てられた1つ又は複数の周波数チャネルを利用して、通信デバイスにより提供された通信信号を基地局1402にリダイレクトすることができる。そのような通信信号は、1つ又は複数の対応するアップリンクスペクトルセグメント1510において割り当てられたアップリンク周波数チャネルに従って通信ノード1404によりアップコンバートされ、処理のために基地局1402に送信することができる。ダウンリンク及びアップリンク周波数チャネル割り当ては、図15Aに示される制御チャネルにより、基地局1402により各通信ノード1404に通信することができる。上記ダウンリンク及びアップリンク割り当てプロセスは、通信サービスを基地局1402によりリダイレクトされた他の通信デバイスに提供するために、他の通信ノード1404に使用することもできる。

0153

この説明では、10の通信ノード1404による対応するタイムスロットスケジュール及び搬送周波数中のリソースブロック5、7、及び9の再使用は、効果的に、基地局1402による帯域幅の利用を最大で10倍増大させることができる。基地局1402は、もはやリソースブロック5、7、及び9を使用することはできないが、他の通信デバイスと無線通信するために10の通信ノード1404に確保し、これらのリソースブロックを再使用して10の異なる通信ノード1404に通信デバイスをリダイレクトする能力は、基地局1402の帯域幅容量を効果的に増大させる。したがって、特定の実施形態における方法1600は、基地局1402の帯域幅利用を増大させ、基地局1402のリソースを他の通信デバイスに提供することができる。

0154

幾つかの実施形態では、基地局1402が、同じスペクトルセグメントに割り当てられた通信ノード1404から離れた方を指す基地局1402のアンテナシステムの1つ又は複数のセクタを選択することにより、通信ノード1404に割り当てられたスペクトルセグメントを再使用するように構成され得ることが理解される。したがって、基地局1402は、幾つかの実施形態では、特定の通信ノード1404に割り当てられた特定のスペクトルセグメントの再使用を回避し、他の実施形態では、基地局1402のアンテナシステムの特定のセクタを選択することにより、他の通信ノード1404に割り当てられた他のスペクトルセグメントを再使用するように構成することができる。同様の概念は、通信ノード1404により利用されるアンテナシステム1424のセクタにも当てはまることができる。基地局1402及び/又は1つ又は複数の通信ノード1404により利用されるセクタに基づいて、特定の再使用方式を基地局1402と1つ又は複数の通信ノード1404との間で利用することができる。

0155

方法1600により、通信デバイスが1つ又は複数の通信ノードにリダイレクトされる場合、レガシーシステムの再使用も可能になる。例えば、基地局により通信デバイスと無線通信するのに利用されるシグナリングプロトコル(例えば、LTE)は、基地局と通信ノード1404との間で交換された通信信号において保持することができる。したがって、スペクトルセグメントを通信ノード1404に割り当てる際、基地局と通信ノード1404との間でのこれらのセグメントでの変調信号の交換は、通信デバイスと直接無線通信を実行するのに基地局により使用されるものと同じ信号であり得る。したがって、レガシー基地局は、第1のネイティブ搬送周波数の変調信号を処理するためにハードウェア及び/又はソフトウェアで実行される他の全ての機能が略変わらないままでありながら、歪み軽減特徴を追加して、上述したアップ及びダウンコンバートプロセスを実行するように更新することができる。更なる実施形態では、元の周波数帯域からのチャネルを同じプロトコルによる別の周波数帯域の利用に変換し得ることにも留意されたい。例えば、2.5GHz帯域におけるLTEチャネルは、輸送のために80GHZ帯域にアップコンバートされ、次にスペクトルダイバーシティのために必要な場合、5.8GHz LTEチャネルとしてダウンコンバートすることができる。

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