JP2002290148A - アンテナアレイ - Google Patents
アンテナアレイInfo
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- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
- H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
- H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
- H04B7/06—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station
- H04B7/0686—Hybrid systems, i.e. switching and simultaneous transmission
- H04B7/0689—Hybrid systems, i.e. switching and simultaneous transmission using different transmission schemes, at least one of them being a diversity transmission scheme
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
- H01Q1/12—Supports; Mounting means
- H01Q1/22—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
- H01Q1/24—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set
- H01Q1/241—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM
- H01Q1/246—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM specially adapted for base stations
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q21/00—Antenna arrays or systems
- H01Q21/24—Combinations of antenna units polarised in different directions for transmitting or receiving circularly and elliptically polarised waves or waves linearly polarised in any direction
- H01Q21/245—Combinations of antenna units polarised in different directions for transmitting or receiving circularly and elliptically polarised waves or waves linearly polarised in any direction provided with means for varying the polarisation
-
- H—ELECTRICITY
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- H01Q3/00—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
- H01Q3/26—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture
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- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
- H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
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- H04B7/0602—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using antenna switching
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- H04B7/08—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the receiving station
- H04B7/0868—Hybrid systems, i.e. switching and combining
- H04B7/0871—Hybrid systems, i.e. switching and combining using different reception schemes, at least one of them being a diversity reception scheme
-
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- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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- H04B7/10—Polarisation diversity; Directional diversity
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Radio Transmission System (AREA)
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ビームフォーミング／ステアリング、ＭＩＭ
Ｏおよびダイバシティ動作が追加のアンテナを使用する
ことなしに、送信および／または受信される信号におい
て実行され得るアンテナアレイを提供する。 【解決手段】 アンテナアレイは、少なくとも２つのア
ンテナグループを含み、各グループは、少なくとも２つ
のアンテナ対を含む。１つのグループ中の各対は、直交
偏波アンテナを含み、１つの対中の少なくとも１つのア
ンテナは、そのグループ中の少なくとも別の対中の１つ
のアンテナと同様に偏波されている。アンテナアレイ
は、アンテナアレイが、ビームフォーミング／ステアリ
ングモード、ダイバスティモード、またはＭＩＭＯモー
ドまたはこれらのいずれかの組合せのいずれかにおいて
動作可能となるように、１つのグループ中の所定のアン
テナを選択しかつアクティブ化するようにアンテナグル
ープに結合された回路を含む。これらのグループ中のア
ンテナは、アンテナアレイにより送信または受信される
信号の特性に基づいてアクティブ化される。
Ｏおよびダイバシティ動作が追加のアンテナを使用する
ことなしに、送信および／または受信される信号におい
て実行され得るアンテナアレイを提供する。 【解決手段】 アンテナアレイは、少なくとも２つのア
ンテナグループを含み、各グループは、少なくとも２つ
のアンテナ対を含む。１つのグループ中の各対は、直交
偏波アンテナを含み、１つの対中の少なくとも１つのア
ンテナは、そのグループ中の少なくとも別の対中の１つ
のアンテナと同様に偏波されている。アンテナアレイ
は、アンテナアレイが、ビームフォーミング／ステアリ
ングモード、ダイバスティモード、またはＭＩＭＯモー
ドまたはこれらのいずれかの組合せのいずれかにおいて
動作可能となるように、１つのグループ中の所定のアン
テナを選択しかつアクティブ化するようにアンテナグル
ープに結合された回路を含む。これらのグループ中のア
ンテナは、アンテナアレイにより送信または受信される
信号の特性に基づいてアクティブ化される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、マルチ入力マルチ
出力（ＭＩＭＯ）モード、ビームフォーミング／ステア
リング（forming/steering）モードまたはダイバシティ
モードのいずれかにおいて動作することができるマルチ
アンテナシステムに関する。
出力（ＭＩＭＯ）モード、ビームフォーミング／ステア
リング（forming/steering）モードまたはダイバシティ
モードのいずれかにおいて動作することができるマルチ
アンテナシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】多くの通信システム、特にワイヤレス通
信システムは、通信信号を伝える（即ち、送受信する）
ためにアンテナを使用する。多くの場合において、複数
のアンテナが、信号を伝えるために使用される。一般に
１つのアンテナアレイと呼ばれる複数のアンテナは、し
ばしば、伝えられる情報の量（例えば、情報転送レート
またはスループット）を増大させるため、またはアンテ
ナアレイにより送信される（または受信される）信号の
品質を改善するために使用される。送信される（または
受信される）信号の品質を改善するために、アンテナア
レイと共に使用される１つの技法は、空間ダイバシティ
（spatial diversity）と呼ばれる。
信システムは、通信信号を伝える（即ち、送受信する）
ためにアンテナを使用する。多くの場合において、複数
のアンテナが、信号を伝えるために使用される。一般に
１つのアンテナアレイと呼ばれる複数のアンテナは、し
ばしば、伝えられる情報の量（例えば、情報転送レート
またはスループット）を増大させるため、またはアンテ
ナアレイにより送信される（または受信される）信号の
品質を改善するために使用される。送信される（または
受信される）信号の品質を改善するために、アンテナア
レイと共に使用される１つの技法は、空間ダイバシティ
（spatial diversity）と呼ばれる。
【０００３】空間ダイバシティは、通信信号を送信（ま
たは受信）するために、アンテナアレイから１つの特定
のアンテナまたは１つのアンテナグループを選択するこ
とである。空間的ダイバース（spatially diverse）構
造で送信される信号は、その最終的あて先へ異なるパス
を取る信号を有することになる。送信ダイバシティスキ
ームの一例は、ＩＳ−２０００ワイヤレス通信ネットワ
ークのための標準の一部として使用されるスペースタイ
ムスプレッディング（ＳＴＳ）である。
たは受信）するために、アンテナアレイから１つの特定
のアンテナまたは１つのアンテナグループを選択するこ
とである。空間的ダイバース（spatially diverse）構
造で送信される信号は、その最終的あて先へ異なるパス
を取る信号を有することになる。送信ダイバシティスキ
ームの一例は、ＩＳ−２０００ワイヤレス通信ネットワ
ークのための標準の一部として使用されるスペースタイ
ムスプレッディング（ＳＴＳ）である。
【０００４】送信される空間的ダイバース信号の品質を
さらに改善するために、送信されるダイバース信号は、
ビームフォーミング／ステアリングデバイスにより処理
されることもでき、ＳＴＳとビームフォーミング／ステ
アリングの組合せは、ステアード（Steered）ＳＴＳと
呼ばれる。ビームフォーミング／ステアリングまたはス
テアードＳＴＳにおいて、アンテナは、空間における特
定の方向にフォーカスされたビームを形成するために、
各アンテナにより送信される信号の相対的位相を制御す
るデバイスに結合されている。ビームは、特定のユーザ
に対する利得（送信または受信）を制御することがで
き、または信号の方向に基づいて利得を制御できる。
さらに改善するために、送信されるダイバース信号は、
ビームフォーミング／ステアリングデバイスにより処理
されることもでき、ＳＴＳとビームフォーミング／ステ
アリングの組合せは、ステアード（Steered）ＳＴＳと
呼ばれる。ビームフォーミング／ステアリングまたはス
テアードＳＴＳにおいて、アンテナは、空間における特
定の方向にフォーカスされたビームを形成するために、
各アンテナにより送信される信号の相対的位相を制御す
るデバイスに結合されている。ビームは、特定のユーザ
に対する利得（送信または受信）を制御することがで
き、または信号の方向に基づいて利得を制御できる。
【０００５】また、利得は、信号強度のみまたは信号強
度およびインターフェアレンス強度の両方に関連づけら
れることができ、これにより、キャリア対インターフェ
アレンス比（Ｃ／Ｉ）を最大化することができる。ステ
アードＳＴＳ技法は、多くのワイアレス通信ネットワー
クにおいて使用され得る。ＳＴＴＤ（Space Time Trans
mit Diversity）と呼ばれる同様のスキームが、ＵＭＴ
Ｓ（Universal MobileTelecommunications System）ネ
ットワークに対して定義されている。ステアードＳＴＳ
アプローチは、ＳＴＳまたはＳＴＴＤのようないかなる
ダイバシティスキームと共に使用され得る。
度およびインターフェアレンス強度の両方に関連づけら
れることができ、これにより、キャリア対インターフェ
アレンス比（Ｃ／Ｉ）を最大化することができる。ステ
アードＳＴＳ技法は、多くのワイアレス通信ネットワー
クにおいて使用され得る。ＳＴＴＤ（Space Time Trans
mit Diversity）と呼ばれる同様のスキームが、ＵＭＴ
Ｓ（Universal MobileTelecommunications System）ネ
ットワークに対して定義されている。ステアードＳＴＳ
アプローチは、ＳＴＳまたはＳＴＴＤのようないかなる
ダイバシティスキームと共に使用され得る。
【０００６】アンテナアレイと共に使用される別の技法
は、ＭＩＭＯ（multiple input multiple output）と呼
ばれる。１つのアンテナグループが単一の信号を送信
（または受信）するために使用される空間ダイバシティ
技法と異なり、ＭＩＭＯ技法は、複数の別個の信号を同
時に送信および／または受信するために、信号処理デバ
イス（送受信回路を含む）に結合されたアンテナアレイ
を使用する。ＭＩＭＯシステムの１つの特定の例は、Mu
rray Hill, New Jersey に本社があるLucent Technolog
ies により考案されたＢＬＡＳＴ（Bell Labs LAyered
Space Time）スキームである。
は、ＭＩＭＯ（multiple input multiple output）と呼
ばれる。１つのアンテナグループが単一の信号を送信
（または受信）するために使用される空間ダイバシティ
技法と異なり、ＭＩＭＯ技法は、複数の別個の信号を同
時に送信および／または受信するために、信号処理デバ
イス（送受信回路を含む）に結合されたアンテナアレイ
を使用する。ＭＩＭＯシステムの１つの特定の例は、Mu
rray Hill, New Jersey に本社があるLucent Technolog
ies により考案されたＢＬＡＳＴ（Bell Labs LAyered
Space Time）スキームである。
【０００７】ＢＬＡＳＴにおいて、各送信アンテナは、
別個の信号を送信または受信のいずれかをするために使
用される。各信号が送信される前に符号化される様々な
符号化ＢＬＡＳＴスキーム（例えば、Ｄ−ＢＬＡＳＴ
（diagonal BLAST）、Ｖ−ＢＬＡＳＴ（vertical BLAS
T））が存在する。コーディングを使用するＢＬＡＳＴ
デバイスにおいて、しばしば、同じコードが別個の信号
の各々に対して使用され、これは、コードリユース（co
de reuse）と呼ばれる。
別個の信号を送信または受信のいずれかをするために使
用される。各信号が送信される前に符号化される様々な
符号化ＢＬＡＳＴスキーム（例えば、Ｄ−ＢＬＡＳＴ
（diagonal BLAST）、Ｖ−ＢＬＡＳＴ（vertical BLAS
T））が存在する。コーディングを使用するＢＬＡＳＴ
デバイスにおいて、しばしば、同じコードが別個の信号
の各々に対して使用され、これは、コードリユース（co
de reuse）と呼ばれる。
【０００８】アンテナアレイは、典型的には、１つのア
ンテナにより送信される通信信号が受信号に向かって直
線的に伝播しないマルチパス環境において動作するよう
に意図されている。むしろ、マルチパス環境にいおい
て、通信信号は、送信アンテナと受信アンテナとの間に
配置された様々なオブジェクト（例えば、ビルディン
グ、樹木）で散乱（scatter off）する。これにより、
マルチパス環境は、送信アンテナから受信アンテナへ進
む信号に対する多数の可能性のあるパスを生じる。
ンテナにより送信される通信信号が受信号に向かって直
線的に伝播しないマルチパス環境において動作するよう
に意図されている。むしろ、マルチパス環境にいおい
て、通信信号は、送信アンテナと受信アンテナとの間に
配置された様々なオブジェクト（例えば、ビルディン
グ、樹木）で散乱（scatter off）する。これにより、
マルチパス環境は、送信アンテナから受信アンテナへ進
む信号に対する多数の可能性のあるパスを生じる。
【０００９】ＢＬＡＳＴ技法は、各々が独立の情報を運
ぶ複数の独立のサブチャネルを実際に生成するために、
複数の送信器および受信器を使用することによりマルチ
パス環境を利用する。複数の通信信号は、同じ帯域幅を
同時に占有し、これにより、スペクトル効率は、独立サ
ブチャネルの数と共に増大する。理論的には、マルチパ
ス環境において生じる散乱がより多くなると、サポート
され得るサブチャネルが多くなる。したがって、ＢＬＡ
ＳＴ技法を使用する通信システムのアンテナアレイは、
通信ネットワークの情報スループットを増大させるよう
に働く。
ぶ複数の独立のサブチャネルを実際に生成するために、
複数の送信器および受信器を使用することによりマルチ
パス環境を利用する。複数の通信信号は、同じ帯域幅を
同時に占有し、これにより、スペクトル効率は、独立サ
ブチャネルの数と共に増大する。理論的には、マルチパ
ス環境において生じる散乱がより多くなると、サポート
され得るサブチャネルが多くなる。したがって、ＢＬＡ
ＳＴ技法を使用する通信システムのアンテナアレイは、
通信ネットワークの情報スループットを増大させるよう
に働く。
【００１０】所定の状況および所定のタイプの通信信号
に対して、他の技法よりもある技法を使用することが望
ましい。例えば、送信される音声信号の品質およびキャ
パシティ（即ち、サポートされる音声ユーザの数）が決
定的に重要である音声信号に対して、典型的には、ビー
ムフォーミング／ステアリングを使用することが有利で
ある。データ信号（即ち、テキスト、グラフィックス、
インターネットデータ）が送信されている他の状況にお
いて、情報スループットの問題は、他の要因と比べてし
ばしば最重要であり、ＭＩＭＯ技法の使用をそのような
状況において望ましいものとする。２つの技法（ビーム
フォーミング／ステアリングおよびＭＩＭＯ）のための
アンテナアレイの構成は、相反する空間的要求条件を有
する。特に、ビームフォーミング／ステアリングを実行
するアンテナアレイは、互いに近接して配置された複数
のアンテナエレメントにより送信される信号の相関関係
の面を利用する。
に対して、他の技法よりもある技法を使用することが望
ましい。例えば、送信される音声信号の品質およびキャ
パシティ（即ち、サポートされる音声ユーザの数）が決
定的に重要である音声信号に対して、典型的には、ビー
ムフォーミング／ステアリングを使用することが有利で
ある。データ信号（即ち、テキスト、グラフィックス、
インターネットデータ）が送信されている他の状況にお
いて、情報スループットの問題は、他の要因と比べてし
ばしば最重要であり、ＭＩＭＯ技法の使用をそのような
状況において望ましいものとする。２つの技法（ビーム
フォーミング／ステアリングおよびＭＩＭＯ）のための
アンテナアレイの構成は、相反する空間的要求条件を有
する。特に、ビームフォーミング／ステアリングを実行
するアンテナアレイは、互いに近接して配置された複数
のアンテナエレメントにより送信される信号の相関関係
の面を利用する。
【００１１】信号相関関係は、第１のアンテナの第１の
信号のパラメータ（即ち、振幅および位相）の変化が、
第１のアンテナの近傍にある第２のアンテナの第２の信
号のパラメータの変化を追跡する現象である。一般に、
アンテナ間の間隔が増大すると、アンテナにより送信
（または受信）される信号間の相関は減少する。逆に、
アンテナ間の間隔が減少すると、アンテナにより送信
（または受信）される信号間の相関は増大する。
信号のパラメータ（即ち、振幅および位相）の変化が、
第１のアンテナの近傍にある第２のアンテナの第２の信
号のパラメータの変化を追跡する現象である。一般に、
アンテナ間の間隔が増大すると、アンテナにより送信
（または受信）される信号間の相関は減少する。逆に、
アンテナ間の間隔が減少すると、アンテナにより送信
（または受信）される信号間の相関は増大する。
【００１２】典型的なワイヤレス通信システムにおい
て、比較的高相関の信号を得るために、（１／２）λ以
下のオーダーであり、ここで、λは、１／ｆに等しく、
アンテナが動作する周波数帯域中の最高周波数（ｆ）に
対応する波長であり、ｃは、真空中の光の速度を表すよ
く知られた係数である。ステアードＳＴＳのようなビー
ムフォーミング／ステアリングアプリケーションに対し
て使用されるアンテナにより送信（または受信）される
信号間の比較的高い相関を有することが望ましい。他方
において、ＢＬＡＳＴのようなＭＩＭＯアプリケーショ
ンまたはダイバシティアプリケーションに対して使用さ
れるとき、アンテナ間に比較的低い相関を有することま
たは相関がないことが望ましい。
て、比較的高相関の信号を得るために、（１／２）λ以
下のオーダーであり、ここで、λは、１／ｆに等しく、
アンテナが動作する周波数帯域中の最高周波数（ｆ）に
対応する波長であり、ｃは、真空中の光の速度を表すよ
く知られた係数である。ステアードＳＴＳのようなビー
ムフォーミング／ステアリングアプリケーションに対し
て使用されるアンテナにより送信（または受信）される
信号間の比較的高い相関を有することが望ましい。他方
において、ＢＬＡＳＴのようなＭＩＭＯアプリケーショ
ンまたはダイバシティアプリケーションに対して使用さ
れるとき、アンテナ間に比較的低い相関を有することま
たは相関がないことが望ましい。
【００１３】通信システムは、ステアードＳＴＳの使用
によりビームフォーミング／ステアリングを実行するよ
うに構成されたアンテナアレイを使用することができ
る。多くの状況において、これらの同じ通信システム
は、ＢＬＡＳＴ能力またはダイバシティ能力を有する必
要がある。それらの現在のアンテナ構成で、ＢＬＡＳＴ
動作を実行するために、そのような通信システムは、互
いにおよび現存するアンテナに対して適切に間隔を置か
れた追加的なアンテナを使用しなければならない。追加
のアンテナを使用することは、サービスプロバイダーに
とってコスト増大となるだけでなく、その中に基地局装
置およびアンテナを含む通信パワーが接地される多くの
コミュニティに対する環境的および美的な問題が存在す
る。サービスプロバイダは、通信ネットワークおよびそ
の関連装置を所有し、操作しかつ制御するエンティティ
である。
によりビームフォーミング／ステアリングを実行するよ
うに構成されたアンテナアレイを使用することができ
る。多くの状況において、これらの同じ通信システム
は、ＢＬＡＳＴ能力またはダイバシティ能力を有する必
要がある。それらの現在のアンテナ構成で、ＢＬＡＳＴ
動作を実行するために、そのような通信システムは、互
いにおよび現存するアンテナに対して適切に間隔を置か
れた追加的なアンテナを使用しなければならない。追加
のアンテナを使用することは、サービスプロバイダーに
とってコスト増大となるだけでなく、その中に基地局装
置およびアンテナを含む通信パワーが接地される多くの
コミュニティに対する環境的および美的な問題が存在す
る。サービスプロバイダは、通信ネットワークおよびそ
の関連装置を所有し、操作しかつ制御するエンティティ
である。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】したがって、必要とさ
れるものは、ビームフォーミング／ステアリング、ＭＩ
ＭＯおよびダイバシティ動作が追加のアンテナを使用す
ることなしに、送信および／または受信されている信号
について実行され得るアンテナアレイである。さらに必
要とされるものは、ＭＩＭＯまたはビームフォーミング
／ステアリンクまたはダイバシティ動作のいずれかを実
行することができるアンテナアレイ構成、またはビーム
フォーミング／ステアリング、ＭＩＭＯ、ダイバシティ
動作またはそのいずれかの組合せを同時に実行するアン
テナアレイである。
れるものは、ビームフォーミング／ステアリング、ＭＩ
ＭＯおよびダイバシティ動作が追加のアンテナを使用す
ることなしに、送信および／または受信されている信号
について実行され得るアンテナアレイである。さらに必
要とされるものは、ＭＩＭＯまたはビームフォーミング
／ステアリンクまたはダイバシティ動作のいずれかを実
行することができるアンテナアレイ構成、またはビーム
フォーミング／ステアリング、ＭＩＭＯ、ダイバシティ
動作またはそのいずれかの組合せを同時に実行するアン
テナアレイである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明は、各対が、ＭＩ
ＭＯモード、ビームフォーミング／ステアリングモー
ド、ダイバシティモードまたはこれらのいずれかの組合
せのいずれかにおいて選択的に動作する各グループが少
なくとも２対のアンテナを含む少なくとも２つのアンテ
ナグループを含むアンテナアレイである。１つのグルー
プ中のアンテナの各対は、直交偏波(orthogonally pola
rized)されており、１つの対中の各アンテナは、選択的
にアクティベード可能である。そのグループ中の対のう
ちの少なくとも１つからの１つのアンテナは、そのグル
ープ中の少なくとも１つの他の対からの１つのアンテナ
と同様に偏波（similarly polarized）されている。
ＭＯモード、ビームフォーミング／ステアリングモー
ド、ダイバシティモードまたはこれらのいずれかの組合
せのいずれかにおいて選択的に動作する各グループが少
なくとも２対のアンテナを含む少なくとも２つのアンテ
ナグループを含むアンテナアレイである。１つのグルー
プ中のアンテナの各対は、直交偏波(orthogonally pola
rized)されており、１つの対中の各アンテナは、選択的
にアクティベード可能である。そのグループ中の対のう
ちの少なくとも１つからの１つのアンテナは、そのグル
ープ中の少なくとも１つの他の対からの１つのアンテナ
と同様に偏波（similarly polarized）されている。
【００１６】第１のグループのアンテナは、異なるグル
ープからのいずれか１つのアンテナにより送信（または
受信）されている信号間に比較的低い相関があるように
または相関がないように、第２のグループのアンテナに
対して配置される。これらのグループは、それらがＭＩ
ＭＯモード、ビームフォーミング／ステアリングモー
ド、ダイバシティまたはこれらのいずれかの組合せのい
ずれかにおいて動作するように構成される。アンテナア
レイ中のグループは、１つのグループ中の所定の複数の
アンテナが、選択されかつアクティブ化されるように
し、各グループが、前述したモードのうちのいずれか１
つにおいて動作可能となるようにする回路に結合されて
いる。
ープからのいずれか１つのアンテナにより送信（または
受信）されている信号間に比較的低い相関があるように
または相関がないように、第２のグループのアンテナに
対して配置される。これらのグループは、それらがＭＩ
ＭＯモード、ビームフォーミング／ステアリングモー
ド、ダイバシティまたはこれらのいずれかの組合せのい
ずれかにおいて動作するように構成される。アンテナア
レイ中のグループは、１つのグループ中の所定の複数の
アンテナが、選択されかつアクティブ化されるように
し、各グループが、前述したモードのうちのいずれか１
つにおいて動作可能となるようにする回路に結合されて
いる。
【００１７】アンテナグループは、回路からの制御信号
によりアクティブ化されるスイッチを介して回路に結合
され、または送信されるべきおよび／または受信されて
いる信号の所定の特性に基づいて所定のアンテナに信号
を自動的に経路選択するように設計されている。これら
のスイッチは、１つの信号から所定の特性を決定するこ
とができるように設計されており、スイッチが結合され
る対応するグループが、ＭＩＭＯ、ビームフォーミング
／ステアリングまたはダイバシティモードのいずれかに
おいて動作できるように適切なアンテナにその信号を経
路選択する。
によりアクティブ化されるスイッチを介して回路に結合
され、または送信されるべきおよび／または受信されて
いる信号の所定の特性に基づいて所定のアンテナに信号
を自動的に経路選択するように設計されている。これら
のスイッチは、１つの信号から所定の特性を決定するこ
とができるように設計されており、スイッチが結合され
る対応するグループが、ＭＩＭＯ、ビームフォーミング
／ステアリングまたはダイバシティモードのいずれかに
おいて動作できるように適切なアンテナにその信号を経
路選択する。
【００１８】本発明の好ましい実施形態において、回路
は、アンテナアレイにより送信されるべきまたは受信さ
れている信号の特性を決定することができ、決定された
特性に基づいて、グループを３つのモードのいずれか１
つまたは３つのモードのいずれかの組合せにおいて動作
させるために、１つのグループ中の所定のアンテナをア
クティブ化する適切なスイッチをアクティブ化する制御
信号を生成する。このやり方において、異なるグループ
は、回路により決定されるように、同じモードまたは異
なるモードにおいて動作し得る。
は、アンテナアレイにより送信されるべきまたは受信さ
れている信号の特性を決定することができ、決定された
特性に基づいて、グループを３つのモードのいずれか１
つまたは３つのモードのいずれかの組合せにおいて動作
させるために、１つのグループ中の所定のアンテナをア
クティブ化する適切なスイッチをアクティブ化する制御
信号を生成する。このやり方において、異なるグループ
は、回路により決定されるように、同じモードまたは異
なるモードにおいて動作し得る。
【００１９】
【発明の実施の形態】本発明は、少なくとも２つのアン
テナグループを含むアンテナアレイであり、各グループ
は、少なくとも２対のアンテナを含み、この２対のアン
テナは、ＭＩＭＯモード、ビームフォーミング／ステナ
リングモード、ダイバシティモードまたはこれらのいず
れかの組合せのいずれかにおいて選択的に動作する。１
つのグループ中の各アンテナ対は、互いに直交的に偏波
されており、１つの対中の各アンテナは、選択的にアク
ティブ化可能である。そのグループ中の対のうちの少な
くとも１つからの１つのアンテナは、そのグループ中の
少なくとも１つの他の対からの１つのアンテナと同様に
偏波されている。
テナグループを含むアンテナアレイであり、各グループ
は、少なくとも２対のアンテナを含み、この２対のアン
テナは、ＭＩＭＯモード、ビームフォーミング／ステナ
リングモード、ダイバシティモードまたはこれらのいず
れかの組合せのいずれかにおいて選択的に動作する。１
つのグループ中の各アンテナ対は、互いに直交的に偏波
されており、１つの対中の各アンテナは、選択的にアク
ティブ化可能である。そのグループ中の対のうちの少な
くとも１つからの１つのアンテナは、そのグループ中の
少なくとも１つの他の対からの１つのアンテナと同様に
偏波されている。
【００２０】第１のグループのアンテナは、異なるグル
ープからのアンテナのうちのいずれか１つにより送信
（または受信）されるべき信号間に比較的低い相関があ
るようにまたは相関がないように、第２のグループのア
ンテナに対して配置されている。これらのグループは、
いずれかのグループが、ＭＩＭＯ、ビームフォーミング
／ステアリングまたはダイバシティモードのいずれかに
おいて動作するように、またはこれら３つのモードのい
ずれかの組合わせにおいて動作するように構成されかつ
互いに配置されている。
ープからのアンテナのうちのいずれか１つにより送信
（または受信）されるべき信号間に比較的低い相関があ
るようにまたは相関がないように、第２のグループのア
ンテナに対して配置されている。これらのグループは、
いずれかのグループが、ＭＩＭＯ、ビームフォーミング
／ステアリングまたはダイバシティモードのいずれかに
おいて動作するように、またはこれら３つのモードのい
ずれかの組合わせにおいて動作するように構成されかつ
互いに配置されている。
【００２１】本発明のアンテナは、全てが同じ周波数に
おいて動作する必要はない。いずれか特定のアンテナが
動作する特定の周波数は、アンテナの様々な電気的およ
び機械的特性に依存する。したがって、本発明のアンテ
ナアレイは、全てのアンテナが同じ周波数で動作するま
たは所定の周波数範囲内にある複数の周波数において動
作するアレイを含む。これにより、アンテナは、周波数
ｆまたはｆが所定範囲内の最高周波数であり、ｃ／λに
等しい周波数の所定範囲中にある他の周波数を有する信
号を受信（または送信）することができるとき、周波数
ｆにおいて動作しているとされる。ここで、λ（ｃ／ｆ
に等しい）は、アンテナにより送信されるべき（または
受信されている）信号の対応する波長である。
おいて動作する必要はない。いずれか特定のアンテナが
動作する特定の周波数は、アンテナの様々な電気的およ
び機械的特性に依存する。したがって、本発明のアンテ
ナアレイは、全てのアンテナが同じ周波数で動作するま
たは所定の周波数範囲内にある複数の周波数において動
作するアレイを含む。これにより、アンテナは、周波数
ｆまたはｆが所定範囲内の最高周波数であり、ｃ／λに
等しい周波数の所定範囲中にある他の周波数を有する信
号を受信（または送信）することができるとき、周波数
ｆにおいて動作しているとされる。ここで、λ（ｃ／ｆ
に等しい）は、アンテナにより送信されるべき（または
受信されている）信号の対応する波長である。
【００２２】本発明のアンテナアレイを構成する複数の
グループからのアンテナは、１つのグループからの所定
の同様にまたは直交的に偏波されたアンテナを、選択さ
せおよびアクティブ化させるように動作される回路に結
合されており、これによりアンテナアレイが、ビームフ
ォーミング／ステアリング、ダイバシティまたはＭＩＭ
Ｏ動作または３個の動作全てのいかなる組合せを同時に
実行することも可能にする。
グループからのアンテナは、１つのグループからの所定
の同様にまたは直交的に偏波されたアンテナを、選択さ
せおよびアクティブ化させるように動作される回路に結
合されており、これによりアンテナアレイが、ビームフ
ォーミング／ステアリング、ダイバシティまたはＭＩＭ
Ｏ動作または３個の動作全てのいかなる組合せを同時に
実行することも可能にする。
【００２３】図１において、本発明のアンテナアレイが
示されている。説明を簡単にするために、図１は、各グ
ループが２対のアンテナを含む２グループのアンテナを
示す。本発明のアンテナアレイは、２対のアンテナグル
ープおよび２グループのアンテナアレイに限定されない
ことが容易に理解されるであろう。また、説明の簡単の
ために、本発明のアンテナアレイは、送信アンテナとし
て説明される。本発明は、信号を受信するために使用さ
れるアンテナにも適用される。送信および受信アンテナ
は、同じタイプの偏波または異なるタイプの偏波を使用
することができる。本発明は、１つのアレイ内の複数の
グループにおいて異なる偏波のいかなる組み合わせも使
用するアンテナアレイ（受信および送信）を含む。
示されている。説明を簡単にするために、図１は、各グ
ループが２対のアンテナを含む２グループのアンテナを
示す。本発明のアンテナアレイは、２対のアンテナグル
ープおよび２グループのアンテナアレイに限定されない
ことが容易に理解されるであろう。また、説明の簡単の
ために、本発明のアンテナアレイは、送信アンテナとし
て説明される。本発明は、信号を受信するために使用さ
れるアンテナにも適用される。送信および受信アンテナ
は、同じタイプの偏波または異なるタイプの偏波を使用
することができる。本発明は、１つのアレイ内の複数の
グループにおいて異なる偏波のいかなる組み合わせも使
用するアンテナアレイ（受信および送信）を含む。
【００２４】第１のグループ（１０１）は、第１の対の
アンテナ（アンテナ１０２および１０４）および第２の
対のアンテナ（アンテナ１０６および１０８）を含む。
各アンテナは、複数のアンテナエレメントを有する。本
発明は、各アンテナに含まれるアンテナエレメントのい
かなる特定な数にも限定されない。これにより、例示目
的のみのために、アンテナ１０２が、３個のアンテナエ
レメント、即ち、アンテナエレメント１０２ａ，１０２
ｂおよび１０２ｃを有するものとして示されている。ア
ンテナ１０４は、アンテナエレメント１０４ａ，１０４
ｂおよび１０４ｃを有する。同様に、第１のグループの
第２の対において、アンテナ１０６は、アンテナエレメ
ント１０６ａ，１０６ｂおよび１０６ｃを有し、アンテ
ナ１０８は、アンテナエレメント１０８ａ，１０８ｂお
よび１０８ｃを有する。
アンテナ（アンテナ１０２および１０４）および第２の
対のアンテナ（アンテナ１０６および１０８）を含む。
各アンテナは、複数のアンテナエレメントを有する。本
発明は、各アンテナに含まれるアンテナエレメントのい
かなる特定な数にも限定されない。これにより、例示目
的のみのために、アンテナ１０２が、３個のアンテナエ
レメント、即ち、アンテナエレメント１０２ａ，１０２
ｂおよび１０２ｃを有するものとして示されている。ア
ンテナ１０４は、アンテナエレメント１０４ａ，１０４
ｂおよび１０４ｃを有する。同様に、第１のグループの
第２の対において、アンテナ１０６は、アンテナエレメ
ント１０６ａ，１０６ｂおよび１０６ｃを有し、アンテ
ナ１０８は、アンテナエレメント１０８ａ，１０８ｂお
よび１０８ｃを有する。
【００２５】各グループ中の各アンテナ対は、直交的に
偏波されたアンテナを有する。これにより、グループ１
０１に対して、アンテナ１０２の全てのアンテナエレメ
ントは、水平的に偏波され、アンテナ１０４の全てのア
ンテナエレメントは、垂直的に偏波されている。同様
に、アンテナ１０６のアンテナエレメントは水平的な偏
波を有し、アンテナ１０８のアンテナエレメントは垂直
的に偏波されている。直交的に偏波されたアンテナから
マルチパス環境へ送信される信号は、直交的に偏波され
たアンテナ間のそれぞれの距離に無関係に、互いに相関
がないことがよく知られている。
偏波されたアンテナを有する。これにより、グループ１
０１に対して、アンテナ１０２の全てのアンテナエレメ
ントは、水平的に偏波され、アンテナ１０４の全てのア
ンテナエレメントは、垂直的に偏波されている。同様
に、アンテナ１０６のアンテナエレメントは水平的な偏
波を有し、アンテナ１０８のアンテナエレメントは垂直
的に偏波されている。直交的に偏波されたアンテナから
マルチパス環境へ送信される信号は、直交的に偏波され
たアンテナ間のそれぞれの距離に無関係に、互いに相関
がないことがよく知られている。
【００２６】使用される偏波は、直線偏波（即ち、垂直
／水平即ち±４５°）、円形偏波（即ち、右手または左
手）またはいずれか他の周知の偏波技法であり得る。同
様に偏波されたアンテナは、その偏波方向が、同じまた
は実質的に同じアンテナであり、例えば、２個の垂直偏
波アンテナまたは２個の右手円形偏波アンテナである。
第１のグループのアンテナは、レードーム（radome）と
呼ばれるエンクロージャー１００に取り囲まれる。
／水平即ち±４５°）、円形偏波（即ち、右手または左
手）またはいずれか他の周知の偏波技法であり得る。同
様に偏波されたアンテナは、その偏波方向が、同じまた
は実質的に同じアンテナであり、例えば、２個の垂直偏
波アンテナまたは２個の右手円形偏波アンテナである。
第１のグループのアンテナは、レードーム（radome）と
呼ばれるエンクロージャー１００に取り囲まれる。
【００２７】本発明のアンテナアレイは、１つのグルー
プ中の同様に偏波されたアンテナが、ビームフォーミン
グ／ステアリング動作を可能にするように比較的高く相
関づけられた信号を送信（または受信）することができ
るように、互いに配置されるように構成される。例え
ば、グループ１０１において、アンテナ１０２および１
０６またはアンテナ１０４および１０８は、それらが、
選択されかつアクティブ化されるとき、比較的高く相関
づけられた信号を送信（または受信）するように配置さ
れる。
プ中の同様に偏波されたアンテナが、ビームフォーミン
グ／ステアリング動作を可能にするように比較的高く相
関づけられた信号を送信（または受信）することができ
るように、互いに配置されるように構成される。例え
ば、グループ１０１において、アンテナ１０２および１
０６またはアンテナ１０４および１０８は、それらが、
選択されかつアクティブ化されるとき、比較的高く相関
づけられた信号を送信（または受信）するように配置さ
れる。
【００２８】アクティブ化されたアンテナは、通信信号
を送信または受信しているアンテナを指す。好ましく
は、同様に偏波されたアンテナを分離する距離は、λ／
２以下である。しかし、本発明のアンテナアレイは、互
いにλ／２の距離に配置されたアンテナの１つのグルー
プ中の同様に偏波されたアンテナに限定されない。同様
に偏波されたアンテナ間の距離は、λ／２よりも大きく
てもよくまたは小さくてもよく、正確にλ／２である必
要はない。
を送信または受信しているアンテナを指す。好ましく
は、同様に偏波されたアンテナを分離する距離は、λ／
２以下である。しかし、本発明のアンテナアレイは、互
いにλ／２の距離に配置されたアンテナの１つのグルー
プ中の同様に偏波されたアンテナに限定されない。同様
に偏波されたアンテナ間の距離は、λ／２よりも大きく
てもよくまたは小さくてもよく、正確にλ／２である必
要はない。
【００２９】第１のグループのアンテナは、アンテナ対
の各々におけるいずれかのアンテナを選択するように配
置されたスイッチ１２０および１２２を有する。選択さ
れたアンテナは、スイッチ１２０に対応するパス１３０
またはスイッチ１２２に対応するパス１３２中に存在す
る信号によりアクティブ化される。これらのスイッチ
は、本発明が属する分野の当業者によく知られた手段に
より、電子的、電気的または電気機械的のいずれかで動
作される。
の各々におけるいずれかのアンテナを選択するように配
置されたスイッチ１２０および１２２を有する。選択さ
れたアンテナは、スイッチ１２０に対応するパス１３０
またはスイッチ１２２に対応するパス１３２中に存在す
る信号によりアクティブ化される。これらのスイッチ
は、本発明が属する分野の当業者によく知られた手段に
より、電子的、電気的または電気機械的のいずれかで動
作される。
【００３０】例えば、パス１３８上の信号は、スイッチ
１２０を位置ＡまたはＢにセットされるようにし、スイ
ッチ１２２を位置ＣまたはＤにセットされるようにす
る。信号源／制御回路１２８は、これらのグループが動
作しているモードに依存して、同様のまたは別個の信号
をパス１３０，１３２，１３４および１３６上に生成
し、これにより選択されたアンテナをアクティブ化する
周知の信号処理送信および／または受信回路を含む。
１２０を位置ＡまたはＢにセットされるようにし、スイ
ッチ１２２を位置ＣまたはＤにセットされるようにす
る。信号源／制御回路１２８は、これらのグループが動
作しているモードに依存して、同様のまたは別個の信号
をパス１３０，１３２，１３４および１３６上に生成
し、これにより選択されたアンテナをアクティブ化する
周知の信号処理送信および／または受信回路を含む。
【００３１】例えば、信号源／制御回路１２８は、ワイ
ヤレス通信ネットワークの基地局において典型的に使用
される無線送受信機および処理装置であり得る。信号源
／制御回路１２８は、動作されるとき、スイッチ１２
０，１２２，１２４および１２６が、所定の位置にセッ
トされるようにし、そのアンテナのグループを、ビーム
フォーミング／ステアリングモード、ＭＩＭＯモード、
ダイバシティモードまたはこれらのいずれかの組合せの
いずれかにおいて動作させる制御回路を含む。
ヤレス通信ネットワークの基地局において典型的に使用
される無線送受信機および処理装置であり得る。信号源
／制御回路１２８は、動作されるとき、スイッチ１２
０，１２２，１２４および１２６が、所定の位置にセッ
トされるようにし、そのアンテナのグループを、ビーム
フォーミング／ステアリングモード、ＭＩＭＯモード、
ダイバシティモードまたはこれらのいずれかの組合せの
いずれかにおいて動作させる制御回路を含む。
【００３２】信号源／制御回路１２８は、スイッチ（１
２０，１２２，１２４および１２６）と共に、パス１３
０，１３２，１３４および１３６上に表れる信号を、信
号の特性に基づいて所定のアンテナに自動的に経路選択
され、アンテナアレイ中のいずれかのグループが３個の
モードのうちのいずれかにおいて動作できるように設計
され得る。換言すれば、これらのスイッチは、パス１３
０−１３６上に表れる信号の特性に基づいて、自己経路
選択（self-routing）を実行するように設計され得る。
２０，１２２，１２４および１２６）と共に、パス１３
０，１３２，１３４および１３６上に表れる信号を、信
号の特性に基づいて所定のアンテナに自動的に経路選択
され、アンテナアレイ中のいずれかのグループが３個の
モードのうちのいずれかにおいて動作できるように設計
され得る。換言すれば、これらのスイッチは、パス１３
０−１３６上に表れる信号の特性に基づいて、自己経路
選択（self-routing）を実行するように設計され得る。
【００３３】例えば、図１のアンテナアレイが、何人か
の加入者に音声サービス（即ち、音声信号の送受信）を
提供し、他の加入者にデータサービス（即ち、デジタル
情報の送受信）を提供する時分割多元接続（ＴＤＭＡ）
通信ネットワークにおいて使用される装置の一部である
と考える。音声信号は、所定の別個のタイムスロットの
間に送信され、データ信号は他の別個のタイムスロット
の間に送信されることが許容される。典型的には、ビー
ムフォーミング／ステアリングは、音声信号について実
行されることが望ましい動作であり、ダイバシティおよ
び／またはＭＩＭＯ動作は、データ信号に対して望まし
い。
の加入者に音声サービス（即ち、音声信号の送受信）を
提供し、他の加入者にデータサービス（即ち、デジタル
情報の送受信）を提供する時分割多元接続（ＴＤＭＡ）
通信ネットワークにおいて使用される装置の一部である
と考える。音声信号は、所定の別個のタイムスロットの
間に送信され、データ信号は他の別個のタイムスロット
の間に送信されることが許容される。典型的には、ビー
ムフォーミング／ステアリングは、音声信号について実
行されることが望ましい動作であり、ダイバシティおよ
び／またはＭＩＭＯ動作は、データ信号に対して望まし
い。
【００３４】したがって、スイッチ（１２０−１２６）
および信号源／制御回路１２８は、送信（または受信）
されるべき信号の特性（例えば、割り当てられるスロッ
ト）を決定し、ビームフォーミング／ステアリング動作
を実行するようにそのアンテナがアクティブ化された１
個以上のアンテナグループに音声信号を経路選択し、ダ
イバシティまたはＭＩＭＯ動作を実行するようにそのア
ンテナがアクティブ化されたアンテナグループにデータ
信号を経路選択するように設計され得る。同様にして、
１つのモードを使用するために、１つの特定のセットの
アンテナに特定の信号を経路選択し、別のモードを使用
するために、別のセットのアンテナに別のセットの信号
を同時に経路選択するための他のセルフルーティングメ
カニズム（例えば、符号分割）を設計することができ
る。
および信号源／制御回路１２８は、送信（または受信）
されるべき信号の特性（例えば、割り当てられるスロッ
ト）を決定し、ビームフォーミング／ステアリング動作
を実行するようにそのアンテナがアクティブ化された１
個以上のアンテナグループに音声信号を経路選択し、ダ
イバシティまたはＭＩＭＯ動作を実行するようにそのア
ンテナがアクティブ化されたアンテナグループにデータ
信号を経路選択するように設計され得る。同様にして、
１つのモードを使用するために、１つの特定のセットの
アンテナに特定の信号を経路選択し、別のモードを使用
するために、別のセットのアンテナに別のセットの信号
を同時に経路選択するための他のセルフルーティングメ
カニズム（例えば、符号分割）を設計することができ
る。
【００３５】信号の決定およびルーティングが、２つの
やり方のうちのいずれかにおいてなされ得る。１つのや
り方は、信号源／制御回路１２８が、パス１３０，１３
２，１３４または１３６上に表れる信号のタイプを、信
号特性に基づいて決定し、スイッチを所定の位置にセッ
トするようにパス１３８および１４０上に制御信号を生
成し、これにより、アンテナアレイにより送信および／
または受信されるべき信号を所定のグループ中の所定の
アンテナに経路選択し、それぞれのアンテナグループ
が、ＭＩＭＯ、ダイバシティまたはビームフォーミング
／ステアリングモードまたはこれらのいずれかの組合せ
において動作することを可能にする。
やり方のうちのいずれかにおいてなされ得る。１つのや
り方は、信号源／制御回路１２８が、パス１３０，１３
２，１３４または１３６上に表れる信号のタイプを、信
号特性に基づいて決定し、スイッチを所定の位置にセッ
トするようにパス１３８および１４０上に制御信号を生
成し、これにより、アンテナアレイにより送信および／
または受信されるべき信号を所定のグループ中の所定の
アンテナに経路選択し、それぞれのアンテナグループ
が、ＭＩＭＯ、ダイバシティまたはビームフォーミング
／ステアリングモードまたはこれらのいずれかの組合せ
において動作することを可能にする。
【００３６】図１および２に示されていないが、別の方
法は、スイッチそれら自体が、信号の特性（例えば、周
波数コンテンツ、振幅、位相、符号、タイムスロット）
に基づいて、パス１３０，１３２，１３４および１３６
上の信号を経路選択することである。これにより、これ
らのスイッチは、送信されるべきまたは受信されている
信号を処理し、これらの信号の特性を決定し、本発明の
アンテナアレイが、３個のモードのうちのいずれか１つ
または３個のモードのいずれかの組合せにおいて動作す
ることを許容するように、これらの信号をそれにしたが
って経路選択することを可能にするように設計され得
る。
法は、スイッチそれら自体が、信号の特性（例えば、周
波数コンテンツ、振幅、位相、符号、タイムスロット）
に基づいて、パス１３０，１３２，１３４および１３６
上の信号を経路選択することである。これにより、これ
らのスイッチは、送信されるべきまたは受信されている
信号を処理し、これらの信号の特性を決定し、本発明の
アンテナアレイが、３個のモードのうちのいずれか１つ
または３個のモードのいずれかの組合せにおいて動作す
ることを許容するように、これらの信号をそれにしたが
って経路選択することを可能にするように設計され得
る。
【００３７】使用され得る他の信号特性は、信号源／制
御回路１２８が使用される通信ネットワークのタイプに
依存することになる。例えば、符号分割多元接続（ＣＤ
ＭＡ）ネットワークに対して、特定のサブスクライバー
に関連づけられた各信号は、別個のコードに割り当てら
れ、コードは、送信されるべきおよび／または受信され
ている信号の適切な処理により確定され得る。コードの
値に依存して、これらのスイッチは、所定のコード値を
有する信号を、そのコード値に関連づけられた動作（即
ち、ＭＩＭＯ、ダイバシティまたはビームフォーミング
／ステアリング）を実行することになる所定の１つのア
ンテナグループまたは複数のアンテナグループに経路選
択するように設計され得る。
御回路１２８が使用される通信ネットワークのタイプに
依存することになる。例えば、符号分割多元接続（ＣＤ
ＭＡ）ネットワークに対して、特定のサブスクライバー
に関連づけられた各信号は、別個のコードに割り当てら
れ、コードは、送信されるべきおよび／または受信され
ている信号の適切な処理により確定され得る。コードの
値に依存して、これらのスイッチは、所定のコード値を
有する信号を、そのコード値に関連づけられた動作（即
ち、ＭＩＭＯ、ダイバシティまたはビームフォーミング
／ステアリング）を実行することになる所定の１つのア
ンテナグループまたは複数のアンテナグループに経路選
択するように設計され得る。
【００３８】同様に、信号が配置される周波数スペクト
ルに基づいて所定の信号へのアクセスを提供する周波数
分割多元接続（ＦＤＭＡ）ネットワークに対して、これ
らのスイッチは、これらの信号を、所定のグループ中の
所定のアンテナに経路選択し、これらのグループが３個
のモードのうちのいずれか１つにおいて動作することを
可能にすることができる。
ルに基づいて所定の信号へのアクセスを提供する周波数
分割多元接続（ＦＤＭＡ）ネットワークに対して、これ
らのスイッチは、これらの信号を、所定のグループ中の
所定のアンテナに経路選択し、これらのグループが３個
のモードのうちのいずれか１つにおいて動作することを
可能にすることができる。
【００３９】また、これらのスイッチは、アンテナアレ
イ中の所定のグループが、それらの信号に関連づけられ
たサービスに基づいて３個のモードのうちのいずれかに
おいて、動作することを可能にするように、複数の信号
を経路選択するように設計され得る。例えば、通信ネッ
トワークは、加入者に音声サービスおよびデータサービ
スを同時に提供する。一人の加入者からの各信号は、特
定のサービスと関連づけられている。これらのスイッチ
は、信号が関連づけられたサービスを決定し、アンテナ
アレイ中の所定のアンテナグループが、その信号をＭＩ
ＭＯ、ダイバシティまたはビームフォーミング／ステア
リング動作により処理することを可能にするように、そ
れにしたがって信号を経路選択するように設計され得
る。
イ中の所定のグループが、それらの信号に関連づけられ
たサービスに基づいて３個のモードのうちのいずれかに
おいて、動作することを可能にするように、複数の信号
を経路選択するように設計され得る。例えば、通信ネッ
トワークは、加入者に音声サービスおよびデータサービ
スを同時に提供する。一人の加入者からの各信号は、特
定のサービスと関連づけられている。これらのスイッチ
は、信号が関連づけられたサービスを決定し、アンテナ
アレイ中の所定のアンテナグループが、その信号をＭＩ
ＭＯ、ダイバシティまたはビームフォーミング／ステア
リング動作により処理することを可能にするように、そ
れにしたがって信号を経路選択するように設計され得
る。
【００４０】第１のグループにおいて、スイッチ１２０
が位置Ａにセットされかつスイッチ１２２が位置Ｃにセ
ットされるとき、第１のグループは、両方の信号がそれ
ぞれアンテナ１０２および１０６により同様に偏波され
ている（両方とも水平偏波されている）ので、パス１３
０および１３２上の信号間でビームフォーミング／ステ
アリングを実行することができる。第１のグループに対
するビームフォーミング／ステアリングは、スイッチ１
２０を位置Ｂにセットし、かつスイッチ１２２を位置Ｄ
にセットすることにより達成され得る。この場合、アン
テナ１０８および１０４は、パス１３０および１３２上
の信号により選択されかつアクティブ化されている。し
たがって、アンテナのグループから同様に偏波されたア
ンテナを選択することで、選択されたアンテナが、アク
ティブ化されたときビームフォーミング／ステアリング
動作を実行することを可能にする。
が位置Ａにセットされかつスイッチ１２２が位置Ｃにセ
ットされるとき、第１のグループは、両方の信号がそれ
ぞれアンテナ１０２および１０６により同様に偏波され
ている（両方とも水平偏波されている）ので、パス１３
０および１３２上の信号間でビームフォーミング／ステ
アリングを実行することができる。第１のグループに対
するビームフォーミング／ステアリングは、スイッチ１
２０を位置Ｂにセットし、かつスイッチ１２２を位置Ｄ
にセットすることにより達成され得る。この場合、アン
テナ１０８および１０４は、パス１３０および１３２上
の信号により選択されかつアクティブ化されている。し
たがって、アンテナのグループから同様に偏波されたア
ンテナを選択することで、選択されたアンテナが、アク
ティブ化されたときビームフォーミング／ステアリング
動作を実行することを可能にする。
【００４１】第１のグループは、アンテナ対からの直交
偏波されたアンテナを選択しかつアクティブ化すること
により、ＢＬＡＳＴのようなＭＩＭＯ動作を実行し、ま
たはダイバシティ動作を実行するように構成され得る。
特に、スイッチ１２０が位置Ａにセットされ、かつスイ
ッチ１２２が位置Ｄにセットされるとき、アンテナ１０
２および１０８は、それぞれパス１３０および１３２上
の信号により選択されかつアクティブ化される。これら
の信号は、ＢＬＡＳＴコードリユース技法またはいずれ
か他のＭＩＭＯ技法を使用して送信されるべきまたは受
信されている別個の信号であり得る。これらの信号は、
ダイバシティ動作において共に受信されているまたは共
に送信されている別個のものであり得る。
偏波されたアンテナを選択しかつアクティブ化すること
により、ＢＬＡＳＴのようなＭＩＭＯ動作を実行し、ま
たはダイバシティ動作を実行するように構成され得る。
特に、スイッチ１２０が位置Ａにセットされ、かつスイ
ッチ１２２が位置Ｄにセットされるとき、アンテナ１０
２および１０８は、それぞれパス１３０および１３２上
の信号により選択されかつアクティブ化される。これら
の信号は、ＢＬＡＳＴコードリユース技法またはいずれ
か他のＭＩＭＯ技法を使用して送信されるべきまたは受
信されている別個の信号であり得る。これらの信号は、
ダイバシティ動作において共に受信されているまたは共
に送信されている別個のものであり得る。
【００４２】送信されているおよび／または受信されて
いるこれらの信号は、互いに相関がない。別の例は、ア
ンテナ１０２が１つの信号を受信しており、アンテナ１
０８が別の信号を送信している、またはこの逆であり、
および両方の信号が、同じ周波数範囲にあることであ
る。ＭＩＭＯおよびダイバシティ動作は、アンテナ１０
４および１０６がスイッチ１２０を位置Ｂにセットしか
つスイッチ１２２を位置Ｃにセットすることにより選択
されかつアクティブ化されるとき、達成され得る。した
がって、１つのアンテナグループから直交偏波アンテナ
を選択することで、選択されたアンテナが、アクティブ
化されるとき、ＭＩＭＯ動作またはダイバシティ動作を
実行することを可能にする。
いるこれらの信号は、互いに相関がない。別の例は、ア
ンテナ１０２が１つの信号を受信しており、アンテナ１
０８が別の信号を送信している、またはこの逆であり、
および両方の信号が、同じ周波数範囲にあることであ
る。ＭＩＭＯおよびダイバシティ動作は、アンテナ１０
４および１０６がスイッチ１２０を位置Ｂにセットしか
つスイッチ１２２を位置Ｃにセットすることにより選択
されかつアクティブ化されるとき、達成され得る。した
がって、１つのアンテナグループから直交偏波アンテナ
を選択することで、選択されたアンテナが、アクティブ
化されるとき、ＭＩＭＯ動作またはダイバシティ動作を
実行することを可能にする。
【００４３】アンテナの第２のグループ（１０３）は、
直交偏波アンテナ対１１２，１１４および１１６，１１
８を含み、その各々は、３個のアンテナエレメント（即
ち、１２２ａ−ｃ，１１４ａ−ｃ，１１６ａ−ｃおよび
１１８ａ−ｃ）を含む。第２のグループ中の全てのアン
テナは、レードーム１１０中に配置されている。第２の
グループ（１０３）は、第２のグループ中のいずれのア
ンテナからの信号も、第１のグループ中のいずれのアン
テナからのいかなる信号にも相関しないように、第１の
グループに対して配置されている。
直交偏波アンテナ対１１２，１１４および１１６，１１
８を含み、その各々は、３個のアンテナエレメント（即
ち、１２２ａ−ｃ，１１４ａ−ｃ，１１６ａ−ｃおよび
１１８ａ−ｃ）を含む。第２のグループ中の全てのアン
テナは、レードーム１１０中に配置されている。第２の
グループ（１０３）は、第２のグループ中のいずれのア
ンテナからの信号も、第１のグループ中のいずれのアン
テナからのいかなる信号にも相関しないように、第１の
グループに対して配置されている。
【００４４】したがって、第２のグループのアンテナ
は、第１のグループから少なくとも１０λの距離に好ま
しくは配置されている。換言すれば、第１のグループ中
のいずれのアンテナも、第２のグループのいずれのアン
テナから少なくとも１０λの距離に位置している。この
ようにして、第１のグループは、ビームフォーミング／
ステアリングを実行することができ、第２のグループは
ＭＩＭＯ（またはダイバシティ）動作を実行することが
でき、またその逆もできる。
は、第１のグループから少なくとも１０λの距離に好ま
しくは配置されている。換言すれば、第１のグループ中
のいずれのアンテナも、第２のグループのいずれのアン
テナから少なくとも１０λの距離に位置している。この
ようにして、第１のグループは、ビームフォーミング／
ステアリングを実行することができ、第２のグループは
ＭＩＭＯ（またはダイバシティ）動作を実行することが
でき、またその逆もできる。
【００４５】代替的に、両方のグループは、ＭＩＭＯ動
作またはビームフォーミング／ステアリング動作を実行
することができ、または両方のグループは、ダイバシテ
ィ動作を実行することができる。当業者には、アンテナ
グループ間の距離が、１０λに限定されず、他の距離
（例えば、５λ，６λ，１５λ）が、伝播環境に基づい
て、異なるグループからの信号間の無相関（de-correla
tion）を得るために使用され得ることが容易に理解され
るであろう。したがって、本発明のアンテナアレイは、
アンテナグループが、互いに１０λの距離に配置されて
いるアレイに限定されない。
作またはビームフォーミング／ステアリング動作を実行
することができ、または両方のグループは、ダイバシテ
ィ動作を実行することができる。当業者には、アンテナ
グループ間の距離が、１０λに限定されず、他の距離
（例えば、５λ，６λ，１５λ）が、伝播環境に基づい
て、異なるグループからの信号間の無相関（de-correla
tion）を得るために使用され得ることが容易に理解され
るであろう。したがって、本発明のアンテナアレイは、
アンテナグループが、互いに１０λの距離に配置されて
いるアレイに限定されない。
【００４６】アンテナグループ１０３は、アンテナグル
ープ１０１と同じように動作する。特に、第２のグルー
プがＭＩＭＯモード（またはダイバシティ）において動
作するとき、スイッチ１２４は位置Ｅにセットされ、ス
イッチ１２６は位置Ｈにセットされる。また、スイッチ
１２４が位置Ｆにセットされ、スイッチ１２６が位置Ｇ
にセットされるとき、第２のグループは、ＭＩＭＯモー
ド（またはダイバシティ）において動作する。スイッチ
１２４および１２６は、同じように設計され、スイッチ
１２０および１２２と同じように動作する。
ープ１０１と同じように動作する。特に、第２のグルー
プがＭＩＭＯモード（またはダイバシティ）において動
作するとき、スイッチ１２４は位置Ｅにセットされ、ス
イッチ１２６は位置Ｈにセットされる。また、スイッチ
１２４が位置Ｆにセットされ、スイッチ１２６が位置Ｇ
にセットされるとき、第２のグループは、ＭＩＭＯモー
ド（またはダイバシティ）において動作する。スイッチ
１２４および１２６は、同じように設計され、スイッチ
１２０および１２２と同じように動作する。
【００４７】例えば、スイッチ１２４および１２６は、
パス１４０上の制御信号により動作されることができ、
またはそれらは、パス１３４および１３６上の信号の特
性を決定することができ、送信されるべきまたは受信さ
れている信号をグループ１０３中の所定のアンテナに経
路選択することにより、グループ１０３中のアンテナ
を、３個のモード（即ち、ＭＩＭＯ、ダイバシティまた
はビームフォーミング／ステアリング）のいずれかにお
いて動作するようにアクティブ化することができる。グ
ループ１０３は、スイッチ１２４および１２６が、それ
ぞれ位置Ｅ（またはＦ）およびＧ（またはＨ）にセット
されるとき、ビームフォーミング／ステアリングモード
において動作する。
パス１４０上の制御信号により動作されることができ、
またはそれらは、パス１３４および１３６上の信号の特
性を決定することができ、送信されるべきまたは受信さ
れている信号をグループ１０３中の所定のアンテナに経
路選択することにより、グループ１０３中のアンテナ
を、３個のモード（即ち、ＭＩＭＯ、ダイバシティまた
はビームフォーミング／ステアリング）のいずれかにお
いて動作するようにアクティブ化することができる。グ
ループ１０３は、スイッチ１２４および１２６が、それ
ぞれ位置Ｅ（またはＦ）およびＧ（またはＨ）にセット
されるとき、ビームフォーミング／ステアリングモード
において動作する。
【００４８】第２のグループのアンテナは、第１のグル
ープにおけるように、即ち、パス１３４および１３６上
に信号が存在するとき、アクティブ化される。アンテナ
アレイの全てのグループからの全てのアンテナがアクテ
ィブ化される必要がないことが容易に理解されるであろ
う。ビームフォーミング／ステアリング、ダイバシティ
および／またはＭＩＭＯ動作は、所定のグループ中のい
くつかのアンテナがアクティブ化されておらず、または
所定のグループ中の全てのアンテナがアクティブ化され
ていない１つのアレイ中で実行され得る。
ープにおけるように、即ち、パス１３４および１３６上
に信号が存在するとき、アクティブ化される。アンテナ
アレイの全てのグループからの全てのアンテナがアクテ
ィブ化される必要がないことが容易に理解されるであろ
う。ビームフォーミング／ステアリング、ダイバシティ
および／またはＭＩＭＯ動作は、所定のグループ中のい
くつかのアンテナがアクティブ化されておらず、または
所定のグループ中の全てのアンテナがアクティブ化され
ていない１つのアレイ中で実行され得る。
【００４９】図２において、アンテナグループに対する
代替的な構成が示されている。アンテナ２０２，２０４
および２０６は、レードーム２００中に配置される。各
アンテナは、３個のアンテナエレメントを有し、アンテ
ナ２０２は、アンテナエレメント２０２ａ，２０２ｂお
よび２０２ｃを有する。アンテナ２０４は、アンテナエ
メント２０４ａ，２０４ｂおよび２０４ｃを有する。ア
ンテナ２０６は、アンテナエレメント２０６ａ，２０６
ｂおよび２０６ｃを有する。スイッチ２０８は、それぞ
れアンテナ２０２または２０４を選択するために、位置
ＪまたはＫのいずれかにセットされ得る。アンテナ２０
６は、パス２３２に永久的に結合されている。
代替的な構成が示されている。アンテナ２０２，２０４
および２０６は、レードーム２００中に配置される。各
アンテナは、３個のアンテナエレメントを有し、アンテ
ナ２０２は、アンテナエレメント２０２ａ，２０２ｂお
よび２０２ｃを有する。アンテナ２０４は、アンテナエ
メント２０４ａ，２０４ｂおよび２０４ｃを有する。ア
ンテナ２０６は、アンテナエレメント２０６ａ，２０６
ｂおよび２０６ｃを有する。スイッチ２０８は、それぞ
れアンテナ２０２または２０４を選択するために、位置
ＪまたはＫのいずれかにセットされ得る。アンテナ２０
６は、パス２３２に永久的に結合されている。
【００５０】アンテナ２０６は、アンテナ２０４と同様
に偏波されている。これにより、スイッチ２０８が位置
Ｋにセットされるとき、レードーム２００により取り囲
まれたアンテナグループは、パス２３０および２３２上
の信号でビームステアリング動作を実行する。パス２３
０，２３２および２３８は、通信信号および制御信号を
生成する図示しない回路に結合されている。制御信号
は、スイッチ２０８を動作させるためにパス２３８上に
出される。スイッチ２０８が位置Ｊにセットされると
き、アンテナグループは、ＭＩＭＯモードまたはダイバ
シティモードにおいて動作する。スイッチ２０８は、図
１のスイッチ１２０−１２６と同様にセルフルーティン
グ実行するように設計され得る。
に偏波されている。これにより、スイッチ２０８が位置
Ｋにセットされるとき、レードーム２００により取り囲
まれたアンテナグループは、パス２３０および２３２上
の信号でビームステアリング動作を実行する。パス２３
０，２３２および２３８は、通信信号および制御信号を
生成する図示しない回路に結合されている。制御信号
は、スイッチ２０８を動作させるためにパス２３８上に
出される。スイッチ２０８が位置Ｊにセットされると
き、アンテナグループは、ＭＩＭＯモードまたはダイバ
シティモードにおいて動作する。スイッチ２０８は、図
１のスイッチ１２０−１２６と同様にセルフルーティン
グ実行するように設計され得る。
【００５１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ビームフォーミング／ステアリング、ＭＩＭＯおよびダ
イバシティ動作が追加のアンテナを使用することなし
に、送信および／または受信される信号において実行さ
れ得るアンテナアレイを提供することができる。
ビームフォーミング／ステアリング、ＭＩＭＯおよびダ
イバシティ動作が追加のアンテナを使用することなし
に、送信および／または受信される信号において実行さ
れ得るアンテナアレイを提供することができる。
【００５２】特許請求の範囲の発明の要件の後に括弧で
記載した番号がある場合は、本発明の一実施例の対応関
係を示すものであって、本発明の範囲を限定するものと
解釈すべきではない。
記載した番号がある場合は、本発明の一実施例の対応関
係を示すものであって、本発明の範囲を限定するものと
解釈すべきではない。
【図１】本発明の２グループアンテナアレイバージョン
を示す図。
を示す図。
【図２】アンテナグループに対する代替的な構成を示す
図。
図。
１００，１１０ レードーム １０１ 第１のグループ １０２，１０４，１０６，１０８，１１２，１１４，１
１６，１１８ アンテナ １０２ａ−ｃ，１０４ａ−ｃ，１０６ａ−ｃ，１０８ａ
−ｃ，１１２ａ−ｃ，１ １４ａ−ｃ，１１６ａ−ｃ，１１８ａ−ｃ アンテナエ
レメント １０３ 第２のグループ １２０，１２２，１２４，１２６ スイッチ １２８ 信号源／制御回路 １３０，１３６，１３８，１４０ パス ２００ レードーム ２０２，２０４，２０６ アンテナ ２０２ａ−ｃ，２０４ａ−ｃ，２０６ａ−ｃ アンテナ
エレメント ２０８ スイッチ ２３０，２３２，２３８ パス
１６，１１８ アンテナ １０２ａ−ｃ，１０４ａ−ｃ，１０６ａ−ｃ，１０８ａ
−ｃ，１１２ａ−ｃ，１ １４ａ−ｃ，１１６ａ−ｃ，１１８ａ−ｃ アンテナエ
レメント １０３ 第２のグループ １２０，１２２，１２４，１２６ スイッチ １２８ 信号源／制御回路 １３０，１３６，１３８，１４０ パス ２００ レードーム ２０２，２０４，２０６ アンテナ ２０２ａ−ｃ，２０４ａ−ｃ，２０６ａ−ｃ アンテナ
エレメント ２０８ スイッチ ２３０，２３２，２３８ パス
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 アショック エヌ． ルドラパトナ アメリカ合衆国、07920 ニュージャージ ー州、バスキング リッジ、ノール クロ フト ロード 34 Ｆターム(参考） 5J021 AA04 AA06 AA11 AB02 CA06 DB05 EA04 FA31 GA02 HA02 HA06 HA10 JA05 5K059 CC05 DD02 DD07 EE02
Claims (9)
- 【請求項１】 少なくとも２対のアンテナを含む少なく
とも１つのアンテナのグループと、アンテナアレイによ
り送信されるべきおよび／または受信される信号の特性
に基づいて、前記グループ中の所定のアンテナを選択し
かつアクティブ化し、これにより、ビームフォーミング
／ステアリングモード、ＭＩＭＯモード、ダイバシティ
モードまたはこれらのいずれかの組合せのいずれかにお
いてアンテナアレイが動作可能となるようにするため
に、前記少なくとも１つのグループに結合された回路と
を有し、 各アンテナ対は、直交偏波アンテナを有し、１つの対か
らの少なくとも１つのアンテナは、別の対からの少なく
とも１つのアンテナと同様に偏波されていることを特徴
とするアンテナアレイ。 - 【請求項２】 前記少なくとも２つのアンテナ対は、λ
／２の距離間隔をおかれており、λはｃ／ｆであり、ｃ
は真空中の光の速度を表す数学的定数であり、ｆは少な
くとも２つのアンテナ対が動作している周波数を表すこ
とを特徴とする請求項１記載のアンテナアレイ。 - 【請求項３】 第１のグループ中のいずれのアンテナ
も、別のグループのどのアンテナからも１０λの距離に
配置されており、λはｃ／ｆであり、ｃは真空中の光の
速度を表す定数であり、ｆは前記グループ中のアンテナ
対が動作している周波数を表すことを特徴とする請求項
１記載のアンテナアレイ。 - 【請求項４】 前記回路は、前記アンテナアレイがビー
ムフォーミング／ステアリングモードにおいて動作する
ことを可能にするように、前記少なくとも１つのグルー
プ中の少なくとも２つの同様に偏波されたアンテナを選
択しかつアクティブ化することを特徴とする請求項１記
載のアンテナアレイ。 - 【請求項５】 前記ビームフォーミング／ステアリング
モードは、ステアードＳＴＳモードであることを特徴と
する請求項４記載のアンテナアレイ。 - 【請求項６】 前記回路は、前記アンテナアレイがＭＩ
ＭＯモードにおいて動作することが可能になるように、
前記少なくとも１つのグループ中の少なくとも２つの直
交偏波アンテナを選択しかつアクティブ化することを特
徴とする請求項１記載のアンテナアレイ。 - 【請求項７】 前記ＭＩＭＯモードは、ＢＬＡＳＴモー
ドであることを特徴とする請求項６記載のアンテナアレ
イ。 - 【請求項８】 前記回路は、前記アンテナアレイがダイ
バシティモードにおいて動作することが可能になるよう
に、前記少なくとも１つのグループ中の少なくとも２つ
の直交偏波アンテナを選択しかつアクティブ化すること
を特徴とする請求項１記載のアンテナアレイ。 - 【請求項９】 前記少なくとも１つのグループ中のアン
テナは、１つの周波数または同じ周波数範囲中で動作す
ることを特徴とする請求項１記載のアンテナアレイ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US09/764,791 US6801790B2 (en) | 2001-01-17 | 2001-01-17 | Structure for multiple antenna configurations |
| US09/764791 | 2001-01-17 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002290148A true JP2002290148A (ja) | 2002-10-04 |
| JP2002290148A5 JP2002290148A5 (ja) | 2005-01-06 |
| JP3845022B2 JP3845022B2 (ja) | 2006-11-15 |
Family
ID=25071785
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002008275A Expired - Fee Related JP3845022B2 (ja) | 2001-01-17 | 2002-01-17 | アンテナアレイ |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6801790B2 (ja) |
| EP (1) | EP1227539B1 (ja) |
| JP (1) | JP3845022B2 (ja) |
| DE (1) | DE60111343T2 (ja) |
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