JP2003513506A - セルラー基地局拡大方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 複数のダイバシティ方式を取り入れて受動アンテナ要素を能動にするために既存の稼動中の基地局を拡大するシステム及び方法がここに提示される。既存の基地局の該受動アンテナアレイは、受信アンテナ要素と伝送アンテナ要素の両方から成るアレイを含む能動放射体装置から成り立つ能動アンテナ列で置換される。能動放射体装置の伝送アンテナ要素と受信アンテナ要素は、それぞれ、マストヘッドまたは建物の上部に位置する伝送増幅器と帯域フィルタに接続される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 発明の背景 １．関連出願データ １９９９年１０月２８日に提出された「セルラー基地局拡大及び方法（Ｃｅｌ
ｌｕｌａｒ Ｂａｓｅ Ｓｔａｔｉｏｎ Ａｕｇｍｅｎｔａｔｉｏｎ ａｎｄ
Ｍｅｔｈｏｄ）」と題される米国仮出願番号第６０／１６１，９１８号、及び２
０００年１月２７日に提出された「セルラー基地局拡大及び方法（Ｃｅｌｌｕｌ
ａｒ Ｂａｓｅ Ｓｔａｔｉｏｎ Ａｕｇｍｅｎｔａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｍｅｔ
ｈｏｄ）」と題される米国仮出願番号第６０／１７７，６５３号に対する優先権
がここに主張される。上記出願のすべての内容は、引用によりこの明細書に組み
込まれている。

【０００２】 ２．著作権の保留 本特許文書は、著作権保護の対象となる資料を含んでいる。著作権所有者は、
それが米国特許商標庁の特許ファイルまたは記録に記載されているので、特許文
書または特許のいかなる者によるファクシミリの複製に異議を唱えないが、それ
以外の場合何であれすべての著作権を保留する。

【０００３】 ３．発明の分野 本発明は、ある点において、無線通信システムに関する。発明のそれ以外の態
様は、既存のセルラー基地局システムを拡大するため、及びセルラー基地局シス
テムを実現するためのシステム及び方法に関する。

【０００４】 ４．背景情報の説明 セルラーパーソナル通信システム（ＰＣＳ）用の既存の稼動中の基地局は、典
型的には、マストまたは建物の上部に位置するアンテナ機構を備える。これらの
アンテナ機構のいくつかはダイバシティアンテナ機構を活用し、例えば、マルチ
パスフェージングまたは分散などの多重路伝搬の有害な影響と闘うことによって
、基地局の性能を高める。利用されているダイバシティの種類は、例えば、空間
ダイバシティ、位相ダイバシティ、周波数ダイバシティ、偏波ダイバシティ、及
び時間ダイバシティの１つまたは組み合わせを含む。それらの既存のアンテナ機
構は、同じ場所に配置されたアンテナ要素から成る第１（メイン）アンテナ列及
び第１アンテナ列から少し離れて位置する第２（ダイバシティ）アンテナ列（ま
たは個別アンテナ要素）を含む。メインアンテナ列は、伝送アンテナと受信アン
テナの両方としての役割を果たすアンテナ要素を含む。ダイバシティアンテナ列
は、受信アンテナ要素だけを含む。メインアンテナ列とダイバシティアンテナ列
のどちらかまたは両方とも、アンテナ要素が、やはり柱／建物の上部に具備され
る直近の増幅器に結合されないという点で受動的である。

【０００５】 このようにして、これらのような既存の基地局アンテナセットアップを拡大す
るニーズがある。例えば、既存の／稼動中の基地局は、それらの受信アンテナ要
素を能動にすることによって、つまり、低雑音増幅器（ＬＮＡ）を柱または建物
の底部だけではなく、建物の柱の上部にも設置することによって便宜を受けるだ
ろう。代わりに、またはＬＮＡの設置とともに、伝送要素は、やはり建物の上部
に配置される線形化電力増幅器（ＬＰＡ）を設置することによって能動にされる
。これは、柱または建物の上下に信号を伝搬することに関連付けられる布線及び
電力消費のコストの削減を含む一定の優位点を提供するだろう。これらの基地局
アンテナセットアップは、例えば、高度移動電話サービス（ＡＭＰＳ）または汎
欧州デジタル移動電話方式（ＧＳＭ）規格を使用して符号分割多元接続（ＣＤＭ
Ａ）機能の基地局への追加する、あるいはＣＤＭＡなどの新規方式で使用するた
めに基地局を全体的に変更するなどのセルラー技術における変更を容易にするた
めの拡大または改良も必要とする可能性がある。

【０００６】 追加の空間を占有する、あるいは（地元の法律、規則または条例の違反である
場合がある）追加のアンテナ機構と見なされる可能性のあるアンテナ列を増設し
なくてもアンテナ機能性を追加する（例えば、新規セルラー技術に対処する、及
び／または順方向リンクと逆方向リンクでの性能を高めるなど）ニーズもある。

【０００７】 これらの問題点、及びセルラー基地局システムの実装における、さらに特定す
ると、セルまたはセクタなどの限られた包囲エリアにサービスを提供する通信の
実装におけるそれ以外の問題点に取り組む新規で有益な方法に対する追加のニー
ズがある。

【０００８】 発明の要約 本発明は、無線通信システムを改良するために提供される。さらに具体的には
、本発明は、例えば、指定される基地局（及びそれに関連付けられているセルま
たはセクタ）の伝送及び／または受信性能を改善する、及び／または新しいセル
ラー技術（例えば、ＣＤＭＡ）機能を既存の基地局に提供するなど、セルラー基
地局システムの拡大を促進するために提供される。

【０００９】 ある実施形態は、システムと方法、または１つまたは複数のその構成部品を目
的とする。このような方法またはシステムに従って、（指定されているセルまた
はセクタにサービスを提供する）既存の稼動中の基地局は、メインアンテナ列及
び受動（空間）ダイバシティアレイを有する。該受動ダイバシティアンテナ列は
、受信アンテナ要素と伝送アンテナ要素のアレイを含む能動放射体装置で置換さ
れる。伝送アンテナ要素及び受信アンテナ要素は、それぞれ（マストヘッドで、
または建物の上部で）増幅器及び帯域フィルタに接続される。

【００１０】 能動放射体装置の受信アンテナ要素は、種々の偏波を有する一組の受信アンテ
ナ要素を備えてよく、そのケースでは結果として生じる改良されたアンテナ機構
が、順方向リンク通信用の二重ダイバシティ―つまり、（メインアンテナ列と新
しい能動放射体装置間の間隔のための）空間ダイバシティ及び（能動放射体装置
の中の一組の受信アンテナ要素の構成要素の間の偏波ダイバシティのための）偏
波ダイバシティを有するだろう。一般的に、空間ダイバシティは、水平または垂
直のどちらかである場合がある、定められた物理的な分離によりアンテナを物理
的に分離することを含む。偏波ダイバシティは、さまざまな（例えば、直交）平
面で偏波される２つの異なるアンテナ要素を活用することを含む。

【００１１】 既存の稼動中のアンテナ機構は、逆方向リンク（移動から基地局へ）の空間ダ
イバシティとともに順方向リンク（基地局から移動へ）でダイバシティを有さな
いＣＤＭＡセルラーシステムに適応可能である。（受信アンテナ要素だけを備え
る）ダイバシティアンテナ列が、いったん受信アンテナ要素だけではなく伝送ア
ンテナ要素も備える新しい能動アンテナ要素アレイで置換されると、結果として
生じるアンテナアセンブリは、空間ダイバシティのために順方向リンクで伝送ダ
イバシティを有するだろう。加えて、伝送アンテナ要素には、現在、マストヘッ
ド／建物上部に電力増幅器が備えられているという事実のために、順方向リンク
での実効等方輻射電力に利得がある。

【００１２】 多くの基地局が現在すでに設置された稼動中のシステムを利用しているため、
拡大は、基地局の性能及び／または機能性を増加しながら、既存のインフラスト
ラクチャを保存できる。例えば、既存の稼動中の基地局は、すでにＡＭＰＳまた
はＧＳＭ規格内で動作するように構成されていることがある。このような基地局
の空間ダイバシティアンテナ列は、既存の方式（例えば、ＡＭＰＳまたはＧＳＭ
）に加えて、あるいは既存の方式の変わりに新規セルラー通信方式（例えば、Ｃ
ＤＭＡ）に対処できるアンテナ機構を提供するために置換される。旧い方式及び
新しい方式が指定された基地局について（例えば、受動受信アンテナ列を新しい
能動伝送／受信アンテナ列で置換した結果）共存する場合、能動ダイバシティア
レイが、メインアレイが旧システムにサービスを提供し続ける間に、新しい方式
にサービスを提供する伝送要素及び受信要素としての役割を果たすことができる
。

【００１３】 詳細な説明 ここに開示されている実施形態で使用されるアンテナ、アセンブリ、要素及び
アレイに関する多様な詳細、及び（ここに開示されている特徴及び構成要素に関
するその他の詳細）は、１９９９年７月２１日に提出された、ともに譲渡されて
いる同時係続出願番号第０９／３５７，８４４号（弁理士事件整理番号第２４１
６６５号）、及び１９９９年７月２１日に提出された第０９／３５７，８４５号
（弁理士事件整理番号第２５９８１７号）に説明されている。各出願の内容は引
用によりその全体がここに組み込まれている。

【００１４】 既存の基地局アンテナ機構は、例えば、多重路伝搬の悪影響と闘うために受信
ダイバシティアンテナ列を活用しており、多くのこのようなアンテナ機構は、例
えば、性能を改善するため、及び／または新しい規格に対処するために、能動に
されることから恩恵を受けるだろう受動アンテナ要素を備えている。このような
機構は、改善された／追加の種類のダイバシティからも恩恵を受け、それは性能
を改善し、新しい規格に対処するのに役立つこともできる。

【００１５】 既存の基地局アンテナ機構は、新規アンテナ列を追加することによって、及び
／または既存のアンテナ列を新しいアンテナ列で置換することによって拡大され
る。図１から図６は、新規アンテナ列３０ａから３０ｅによる、既存の基地局ア
ンテナ拡大１００ａから１００ｅのこのような拡大の多様な実施形態を示す。新
規アンテナ列３０ａから３０ｅは、受信アンテナ要素と伝送アンテナ要素の両方
を有する能動放射体装置５ａまたは５ｂを含む能動アンテナ列を備えている。例
証として、図１に図示される丸で囲まれている部分５ａは、図１から図３の能動
アンテナ列３０ａ−ｃで活用される能動放射体装置５の例示的な構造を示す。同
様に、図６は、図４と図５の能動アンテナ列で利用される能動放射体装置の例示
的な構造を示す。

【００１６】 図１は、メインアンテナ列１０ａ及び二次アンテナ列１２ａを備える既存の基
地局アンテナ機構１００ａを、該二次アンテナ列１２ａを、能動または受動的な
新規アンテナ列３０ａで置換することによって修正する拡大方法を示す。すなわ
ち、図１の基地局の拡大は、伝送ダイバシティを有さない基地局の既存の空間ダ
イバシティアンテナ機構を、受信空間ダイバシティアンテナ要素及び伝送時間ダ
イバシティを有する拡大されたアンテナ列２００ａに変換する。

【００１７】 当初、既存の基地局アンテナ機構１００ａは、そのそれぞれが、同じアンテナ
列上での伝送及び受信を可能にする共通した単一アンテナ要素３６ａとしての役
割を果たす複数のアンテナ列を有するメインアンテナ列１０ａを含む。単一ケー
ブル２０は、建物３３の上部に位置するメインアンテナ列１０ａから伸張し、マ
スト／建物２３の上部の下に位置するダイプレクサ１５ａに接続する。ダイプレ
クサ１５ａは、メインアンテナ列１０ａの共通した単一アンテナ要素３６ａを使
用して２つの信号についての同時伝送と受信を可能にするカプラの役割を果たす
。順方向リンクに沿って基地局から移動装置（図示されていない）へ信号を伝送
するために、基地局トランシーバサブシステム（図示されていない）は、電力増
幅器８５を通して伝送ケーブルＴｘ１を介して伝送信号を、ダイプレクサ１５ａ
の入力端末に送信する。それから、ダイプレクサ１５ａは、伝送信号が移動装置
（図示されていない）に放射されるメインアンテナ列１０ａに、ケーブル２０上
で伝送信号を送信する。移動装置が逆方向リンクに沿って基地局に信号を伝送す
ると、受信信号は、その後に受信信号を、ケーブル２０を介してダイプレクサ１
５ａに送信する共通した単一アンテナ要素３６ａに達する。ダイプレクサ１５ａ
は、信号を受信線路Ｒｘ１の上で、ＬＡＮを介して向けることによって基地局ト
ランシーバサブシステム（図示されていない）に伝送する。

【００１８】 図１の実施形態では、二次アンテナ列１２ａが、受信要素３７ａだけを有する
空間ダイバシティアンテナ列を含む。しかしながら、図１の実施形態の範囲は、
この例示的な機構に限られていない。その他の種類の二次アンテナ列機構は、Ｔ
ｘ専用ダイバシティアンテナ列、Ｒｘ専用ダイバシティアンテナ列、またはＴｘ
−Ｒｘダイバシティアンテナ列など、単独でまたは組み合わされて利用される。

【００１９】 図１の既存の基地局アンテナ機構の中で、単一ケーブル２２は、建物３３の上
部に位置する二次アンテナ列１２ａから、マスト／建物２３の上部の下に位置す
るＬＮＡ１７まで伸張する。単一ケーブル２２ａは、さらに、受信ケーブルＲｘ
２の方向でＬＮＡ１７から基地局トランシーバサブシステム（図示されていない
）の受信入力端末まで伸張する。図１に示されるように、二次アンテナ列１２ａ
は、アンテナ要素が、マスト／建物の上部に備えられる直近の増幅器に結合され
ていないという点で受動的である。事実上、図１では、メインアンテナ列１０ａ
と二次アンテナ列１２ａの両方とも受動的である。このようにして、メインアン
テナ列１０ａ及び二次アンテナ列１２ａのどちらかまたは両方とも受動的である
のは、図１の実施形態の範囲内である。

【００２０】 図１では、既存の基地局アンテナ機構１００ａを拡大されたアンテナ列２００
ａに変換するために、複数の修正が二次アンテナ列１２ａに、及びマスト／建物
２３の上部の下に位置するメインアンテナ列１０ａのセクションに加えられる。
二次的な能動アンテナ列１２ａに対する修正は、能動または受動的のどちらかで
ある、二次アンテナ列１２ａを新規アンテナ列３０ａで置換することを含む。図
１のこの実施形態では、新しく追加されたアンテナ列３０ａは、（米国出願第０
９／３５７，８４５号に開示されるような）受信５５アンテナ要素と伝送５０ア
ンテナ要素の両方を有する能動アンテナ列を備える。伝送５０アンテナ要素及び
受信５５アンテナ要素は、マストヘッドまたは建物の上部で、帯域フィルタ６５
を介して増幅器６０、７０に接続する。図１の丸で囲まれた部分５ａに図示され
るように、例証として、伝送アンテナ要素５０は、ＬＰＡ及び帯域フィルタ６５
に接続し、受信アンテナ要素５５はＬＮＡ７０及び帯域フィルタ６５に接続する
。図１は、４台の能動放射体装置５を有するとして新規アンテナ列を示すが、こ
の実施形態は、図示されているような例示的な構成に限定されない。

【００２１】 追加ダイバシティ方式を図１の実施形態に提供するために、拡大方法は、メイ
ンアンテナ列１０ａの下部も修正する。図１では、既存の基地局アンテナ機構１
００ａを拡大されたアンテナ列２００ａに比較して、メインアンテナ列１０ａの
下部で発生する改良策は、ダイプレクサ１ａをマスト／建物２３の上部の下にあ
るその元の位置から、建物３３の上部にある再配置位置に再配置する。基地局ト
ランシーバサブシステム（図示されていない）から再配置されたダイプレクサ１
５ｂまでの伝送ケーブルＴｘ１を介した接続は、電力増幅器８５と再配置される
ダイプレクサ１５ｂの間に追加される方向性結合器４０を含むために変化する。
該方向性結合器４０は、メインアンテナ１０ａと新規アンテナ列３０ａを結合す
る指向性フィードとしての役割を果たす。基地局トランシーバサブシステム（図
示されていない）は、伝送ケーブルＴｘ１を介して、メインアンテナ列１０ａの
共通した単一アンテナ要素３６ａの伝送要素に信号を伝送するので、方向性結合
器４０は、メインアンテナ列１０ａが順方向リンクに沿って移動装置（図示され
ていない）に信号を放射する前に、伝送信号のサンプルを得る。それから、方向
性結合器４０が、ケーブルＴｘ２を介して遷移信号のサンプルを遅延装置３５に
送信する。遅延装置３５は、移動装置にコピー信号を一斉送信するために、信号
のサンプルの少なくとも１つまたは複数の時間遅延されたコピーを、移動装置の
接続点Ｔｘインにある新規アンテナ列３０ａの伝送要素５０に送信することによ
って、拡大されたアンテナ列２００ａ内での伝送時間ダイバシティを促進する。

【００２２】 メインアンテナ列１０ａの受動要素は、再配置されたダイプレクサ１５ｂの出
力端子を、能動である新規アンテナ列３０ａに接続することによって能動にされ
る。ダイプレクサ１５ａの出力端子と基地局の間の接続も、拡大プロセスの間に
変化する。拡大されたアンテナ列２００ａ内で、既存の基地局アンテナ配列機構
１００ａに図示されるように基地局に直接的に移動する代わりに、受信信号は、
ここで、受信ケーブルＲｘ１を介して再配置されたダイプレクサ１５ｂから新規
アンテナ列３０の受信要素５５に移動し、接続点Ｒｘインで新規アンテナ列に入
る。それから、新規アンテナ列３０で受信されるすべての信号が新規アンテナ列
３０を出て、受信ケーブルＲｘ１とＲｘ２を介して基地局トランシーバシステム
（図示されていない）まで移動する。

【００２３】 既存の基地局アンテナ機構１００ａの拡大は、図１の拡大されたアンテナ列２
００ａに複数の恩恵を提供する。例えば、拡大は、既存の基地局アンテナ機構１
００ａと同じ寸法の中で実現される。言い換えると、拡大を実現するために必要
とされる空間は、既存の基地局アンテナ機構１００ａとほぼ同じ量の空間を含む
。このようにして、拡大されたアンテナの実装は、追加の空間を必要としない。
これは、それが追加空間を占める、あるいは地元の法律、規則または条令の違反
である場合がある追加アンテナ機構として見なされることのあるアンテナ列を追
加しなくても、既存の基地局の中でアンテナ機能性を追加するために、重要な恩
恵である。

【００２４】 既存の基地局を拡大することから得られる別の恩恵とは、複数の種類のダイバ
シティ方式を組み込む相対的に骨の折れない方法を提供する能力である。例えば
、図１の拡大されたアンテナ列２００ａでは、構成は、少なくとも２種類のダイ
バシティ―つまり、空間ダイバシティと伝送時間ダイバシティを含む。メインア
ンテナ１０ａと新規アンテナ列３０ａの間の間隔が空間ダイバシティを生じさせ
る。一方、方向性結合器４０及び遅延装置３５は、前述されたように時間伝送ダ
イバシティを促進するのに役立つ。伝送ダイバシティを含むために基地局を拡大
することによって、移動装置内の空間ダイバシティに対するニーズは不必要にな
り、その結果として移動装置の縮小が実現できる。

【００２５】 図１では、基地局の拡大から引き出される追加の恩恵は、既存の基地局アンテ
ナ機構１００ａの受動ダイバシティアンテナ列１２ａ及びメインアンテナ列１０
ａのあらゆる受動要素を能動アンテナ列にすることから固有に生じるコスト削減
を含む。これは、増幅器６０、７０及び帯域フィルタ６５を、柱または建物の底
部だけよりむしろ、建物の柱の上部に設置することによって達成される。受動ア
ンテナ列を能動にすることによって、この拡大は、電力消費コスト及び布線コス
トを減少させる。

【００２６】 図２は、受信偏波ダイバシティを有するが、伝送ダイバシティを有さない既存
のアンテナ機構１００ｂを、偏波ダイバシティ、Ｒｘ空間ダイバシティ要素及び
Ｒｘ時間ダイバシティ要素を２つの別個のアンテナ列内に有する拡大されたアン
テナ列２００ｂに変換する拡大方法を示す。図２の拡大は、能動または受動的な
新規アンテナ列３０ｂを、受信偏波ダイバシティを有する既存の基地局アンテナ
機構に追加することを含む。図１に類似して、図２の既存の基地局アンテナ機構
１００ｂは、伝送ケーブルＴｘ１、電力増幅器８５、ダイプレクサ１５ａ、ＬＮ
Ａ１４、及び受信ケーブルＲｘ１を備える。これらの構成要素は、概して図１の
構成部品と同じ様式で接続され、それらは図１の構成部品と同じ様式で実現され
る。このようにして、これらの構成部品の特定的な説明はここに提供されないだ
ろう。

【００２７】 しかしながら、図１の既存の基地局アンテナ機構１００ａと比較すると、図２
の既存の基地局アンテナ機構１００ｂには３つの顕著な相違点がある。第１の相
違点は、図２のメインアンテナ列１０ｂが、受信空間ダイバシティアンテナ列及
び偏波ダイバシティアンテナ列を含む二重ダイバシティアンテナを備えるという
点である。図２のこの例示的な実施形態では、偏波ダイバシティアンテナ列は、
そのそれぞれが共通の単一アンテナ要素３６ｂ及び受信要素３７ｂを含む複数の
アンテナ要素を含む。しかしながら、図２の範囲は、例示的な実施形態に示され
ているダイバシティの種類だけに限られない。例えば、時間ダイバシティ、周波
数ダイバシティ及び／または位相ダイバシティなどの複数のダイバシティ方式の
それ以外の組み合わせが活用される。

【００２８】 図１の既存の基地局アンテナ機構と比較される、図２の既存の基地局アンテナ
機構の第２の相違点は、図２が二次アンテナ列１２ａを含まないという点である
。既存の基地局アンテナ機構の第３の相違点は、メインアンテナ列１０ｂから伸
張し、基地局トランシーバサブシステム（図示されていない）までＬＮＡ８５を
通って移動する受信ケーブルＲｘ２の増設である。

【００２９】 Ｒｘ偏波ダイバシティアンテナ列を含むが伝送ダイバシティを含まない図２の
既存の基地局アンテナ機構１００ｂの拡大は、Ｒｘ偏波ダイバシティ、Ｒｘ空間
ダイバシティ要素、及びＴｘ時間ダイバシティ要素とＲｘ時間ダイバシティ要素
を有する拡大されたアンテナ列２００ｂを提供する。図２の既存の基地局アンテ
ナ機構１００ｂを拡大するために、アンテナ機構内で柱／建物の上部にダイプレ
クサ１５ｂを再配置し、方向性結合器４０と遅延装置３５をアンテナ機構に追加
するなどの複数の改良策が、図１の丸で囲まれた部分３００に図示されるのと同
じ様式で接続する。その結果として、これらの構成部品の動作は、図１の構成部
品と同じ様式で実現される。このようにして、簡略さのために、これらの改良策
についての説明は繰り返されないだろう。

【００３０】 図２の受動要素は、図１のように、能動にされる。しかしながら、既存の基地
局アンテナ機構１００ｂは二次アンテナ列１２ａを含まないので、図１と図２の
改良策の１つの顕著な相違点とは、既存のアンテナ列を新規アンテナ列で置換す
る代わりに、図２の改良策は新規アンテナ列３０ｂの追加を含むという点である
。それにも関わらず、受動アンテナ列または能動アンテナ列５ａを備える新規ア
ンテナ列３０ｂの構成は、図１の実質態様と実質的には同じままである。

【００３１】 図２の拡大されたアンテナ列の別の改良策は、基地局トランシーバサブシステ
ム（図示されていない）に到達するために受信信号が移動する経路を変更するこ
とである。移動経路に対するこの拡大は、拡大されたアンテナ列２００ｂ内での
多様なダイバシティ方式の追加を容易にする。Ｒｘ時間ダイバシティを容易にす
るため、拡大方法は、受信された信号の移動経路の中で、メインアンテナ列１０
ｂ及び新規アンテナ列３０ｂの下流に結合器４４及び新規アンテナ列３０ｂを提
供する。移動装置が基地局トランシーバサブシステム（図示されていない）に信
号を伝送すると、メインアンテナ列１０ｂの受信要素及び新規アンテナ列３０ｂ
の受信要素が受信信号を傍受し、受信信号を、メインアンテナ列１０ｂ及び新規
アンテナ列３０ｂのそれぞれの受信経路に沿って基地に送信する。メインアンテ
ナ列１０ｂから伸張するケーブルの移動経路は、受信ケーブルＲｘイン（１）に
よって直接的に新規アンテナ列３０ｂの中に送り込まれる。受信信号は、再配置
されたダイプレクサ１５（ｂ）を通して、受信経路Ｒｘイン（２）に沿って新規
アンテナ列３０ｄにも移動する。いったん受信された信号が新規アンテナ列３０
ｂに入ると、信号は、例えばＲｘアウト（１）、（２）及び（３）などの複数の
異なるルートを通って出てゆく。Ｒｘアウト（１）と（２）の移動経路内の遅延
装置４２は、受信信号の特徴に関するダイバシティ分析を実行するために受信さ
れる信号を収集する。それから、受信ケーブルＲｘ１内に位置する結合器４４は
、受信ケーブルＲｘアウト（１）と（２）の上を伝送される受信信号を、基地局
トランシーバサブシステム（図示されていない）に結合する。代わりに、または
受信ケーブルＲｘ１と関連して、受信信号は、受信ケーブルＲｘ２を介して新規
アンテナ列３０ｂから基地局トランシーバサブシステム（図示されていない）へ
移動する。

【００３２】 図２の拡大されたアンテナ列２００ｂでは、方向性結合器４０及び遅延装置
３５の追加が、図１に関して説明されたようにＴｘ時間ダイバシティを提供する
。このようにして、拡大されたアンテナ列２００ｂは、Ｔｘ及びＲｘ時間ダイバ
シティをメインアンテナ列１０ｂで提供することができる。メインアンテナ列１
０ｂと新規アンテナ列３０ｂ間の間隔が空間ダイバシティを生じさせ、メインア
ンテナ列１０ｂ内の一組の要素の構成要素間の偏波ダイバシティが偏波ダイバシ
ティを容易にする。

【００３３】 要約すると、図２の拡大は、複数の種類のダイバシティを既存の基地局アンテ
ナ拡大１００ｂに提供することによってもアンテナ機構を改善する。図２の拡大
は、さらに、受動アンテナアレイを能動アンテナ列にすることによって運用のコ
ストを削減する。

【００３４】 図２で達成されるように共通アンテナ要素で受信信号及び伝送信号を送信する
代わりに、図３の既存の基地局アンテナ機構１００ｃを参照すると、図３のメイ
ンアンテナ列は、それぞれの伝送信号及び受信信号に伝送要素及び受信要素７１
、７２、及び７３を提供する。さらに、図３は、図１に図示されるようにダイプ
レクサを含まないので、基地局トランシーバサブシステム（図示されていない）
からメインアンテナ列１０ｃの伝送要素に流れる伝送信号は、信号が伝送ケーブ
ルＴｘ１に沿って移動するにつれて電力増幅器８５を通過する。メインアンテナ
列１０ｃで受信される信号に関して、メインアンテナ列の受信要素からの受信信
号は、ＬＮＡ１４を通過し、受信ケーブルＲｘ１を介して基地局トランシーバサ
ブシステム（図示されていない）に流れる。第２受信ケーブルＲｘ２は、受信信
号がＬＮＡ１７を通って移動し、基地局まで続行するようにメインアンテナ列１
０ｃから伸張する。図３の既存の基地局アンテナ機構１００ｃは、図２のように
、図１に図されるように二次アンテナ列を含まないことがさらに注記される。

【００３５】 図３の拡大方法は、Ｔｘ及びＲｘ空間ダイバシティ、Ｔｘ及びＲｘ時間ダイバ
シティ、及びＲｘ偏波ダイバシティを有する新規アンテナ列を追加することによ
って、Ｒｘ偏波ダイバシティ構成を有し、Ｔｘダイバシティを有さない既存のア
ンテナ機構を修正する。図３の拡大は、図２の改良策に類似した方法で実現され
る。新規アンテナ列３０ｃ及び移動経路を受信ケーブルＲｘアウト（１）、（２
）及び（３）の上に追加するという改良策は、図２の構成部品と同じ方法で接続
し、同じ方法で動作する。したがって、これらの改良策は、簡略さのために特に
説明されないだろう。

【００３６】 メインアンテナ列１０ｃのあらゆる受動要素を能動にするために、図３の拡大
方法は、伝送ケーブルＴｘ２、及びそれぞれメインアンテナ列１０ｃから基地局
トランシーバサブシステム（図示されていない）まで伸張し、メインアンテナ列
１０ｃの別個のＴｘ要素及びＲｘ要素に対処する受信ケーブルＲｘイン（１）と
（２）を提供する。伝送ケーブルＴｘ２は、メインアンテナ列１０ｃから方向性
結合器４０及び遅延装置３５を通して新規アンテナ列３０ｃまで伸張する。受信
伝送ケーブルＲｘイン（１）と（２）は、メインアンテナ１０ｃから新規アンテ
ナ列３０ｃに直接伸張する。

【００３７】 さらに、多岐に渡る複数のダイバシティ方式が、拡大されたアンテナ列２００
ｃによって実現される。Ｔｘ時間ダイバシティを容易にするために、方向性結合
器４０は、メインアンテナ１０ｃと新規アンテナ列３０ｃを結合する指向性フィ
ードとしての役割を果たす。基地局トランシーバサブシステム（図示されていな
い）が、伝送ケーブルＴｘ１を介してメインアンテナ列１０ｃの伝送要素に信号
を伝送するので、方向性結合器は、メインアンテナ列１０ｃが移動装置（図示さ
れていない）に順方向リンクに沿って信号を放射する前に伝送信号のサンプルを
得る。それから、方向性結合器４０は、信号のサンプルを遅延装置３５に送信す
る。遅延装置３５は、コピー信号を移動装置に一斉送信するために、ケーブルＴ
ｘ２を介して、信号のサンプルの１つまたは複数の時間遅延されたコピーを、接
続点Ｔｘインにある新規アンテナ列３０ｃに送信することによって、拡大された
アンテナ列２００ｃ内で伝送時間ダイバシティを容易にする。

【００３８】 Ｒｘ時間ダイバシティを実現するために、拡大方法は、受信された信号の移動
経路内で、メインアンテナ列１０ｃ及び新規アンテナ列３０ｃの下流に結合器及
び遅延装置４２を提供する。移動装置が基地局トランシーバサブシステム（図示
されていない）に信号を伝送すると、メインアンテナ列１０ｃ及び新規アンテナ
列３０ｃの受信要素は、受信信号を傍受し、メインアンテナ列１０ｃ及び新規ア
ンテナ列３０ｃのそれぞれの受信経路に沿って基地に受信信号を送信する。ケー
ブルＲｘイン（１）と（２）の移動経路は、既存の基地局アンテナ機構１００ｃ
のメインアンテナ列１０ｃから伸張し、新規アンテナ列３０ｃに直接的に送り込
む。いったん受信信号が新規アンテナ列３０ｂに入ると、信号は複数の異なるル
ート、例えばＲｘアウト（１）、（２）及び（３）を通って出ていく。移動経路
の中の遅延装置４２は、受信信号で時間ダイバシティを提供するために、受信さ
れた信号を提供する。それから、受信ケーブルＲｘ１内に位置する結合器４４が
、受信ケーブルＲｘアウト（１）と（２）の上で伝送される受信信号を結合し、
結合された信号を基地局トランシーバサブシステム（図示されていない）に伝送
する。

【００３９】 空間ダイバシティを容易にするために、メインアンテナ１０ｃと新規アンテナ
列３０ｂの間の間隔が空間ダイバシティを生じさせ、メインアンテナ列１０ｃの
中の一組の要素の構成要素間の偏波ダイバシティが偏波ダイバシティを容易にす
る。

【００４０】 図２のように、図３の拡大は、複数の種類のダイバシティ方式を組み込むこと
によって既存のアンテナ機構を改善する能力を提供し、任意の受動アンテナ要素
を能動にすることによってコスト削減の恩恵を与える。

【００４１】 図４では、既存の基地局アンテナ機構１００ｄの構成部品のすべてが、図２に
図示される構成部品と同じ方法で接続し、同じ方法で動作する。このようにして
、図４の既存の基地局アンテナ機構１００ｄは特に説明されないだろう。

【００４２】 図４は、新規アンテナ列３０ｄを追加することによって既存の基地局アンテナ
機構１００ｄを改良する拡大方法を示す。図４の基地局の拡大は、Ｒｘ偏波ダイ
バシティ構成を有するが、Ｔｘダイバシティを有さない既存の基地局アンテナ機
構１００ｄを、Ｔｘ及びＲｘ空間ダイバシティ、Ｔｘ及びＲｘ時間ダイバシティ
、及びＲｘ偏波を２つの別個のアンテナ列の中に有する拡大されたアンテナ列２
００ｄに変換する。

【００４３】 図１から図３の補強方法と比較すると、図４の拡大方法は、別の種類の新規ア
ンテナ列３０ｄを追加することによってさらに多岐に渡るダイバシティ方式さえ
提供する。新規に追加されるアンテナ列３０ｄは、能動アンテナ列または受動ア
ンテナアレイのどちらかを含む。図６は、図４の実施形態に従って能動アンテナ
列で利用される（米国出願第０９／３５７，８４５号に開示されるような）能動
放射体装置５ｂの例示的な実施形態を示す。図６の能動アンテナ列は、伝送ダイ
バシティ要素と偏波ダイバシティ要素の両方とも含む。

【００４４】 図４の多様な例示的なダイバシティ方式を容易にするために、メインアンテナ
列１０ｄのＴｘ要素と新規アンテナ列３０ｄのＴｘ要素間の間隔が、Ｔｘ空間ダ
イバシティを提供する。同様に、メインアンテナ列１０ｄのＲｘ要素と新規アン
テナ列３０ｄのＲｘ要素間の間隔がＲｘ空間ダイバシティを提供する。

【００４５】 Ｔｘ時間ダイバシティを実現するため、方向性結合器４０がメインアンテナ１
０ｄ及び新規アンテナ列３０ｄを結合する指向性フィードとしての役割を果たす
。基地局トランシーバサブシステム（図示されていない）は、伝送ケーブルＴｘ
を介してメインアンテナ列１０ｄの伝送要素に信号を伝送するため、方向性結合
器は、メインアンテナ列１０ｄが順方向リンクに沿って移動装置（図示されてい
ない）に信号を放射する前に、伝送信号のサンプルを得る。それから、方向性結
合器４０は、信号のサンプルを遅延装置３５に送信する。該遅延装置３５は、コ
ピー信号を移動装置に一斉送信するために、ケーブルＴｘ２を経由して、信号の
サンプルの少なくとも１つまたは複数の時間遅延されたコピーを、接続点Ｔｘイ
ンにある新規アンテナ列３０ｄの伝送要素に送信することによって、拡大された
アンテナ列２００ｄ内の伝送時間ダイバシティを容易にする。

【００４６】 Ｒｘ時間ダイバシティを実現するために、拡大方法は、受信された信号の移動
経路の中で、メインアンテナ列１０ｄと新規アンテナ列３０ｄの下流に１組の結
合器４４、５４、及び１組の遅延装置４２、５２を提供する。移動装置が基地局
トランシーバサブシステム（図示されていない）に信号を伝送すると、メインア
ンテナ列１０ｄ及び新規アンテナ列３０ｄの受信要素は、受信信号を傍受し、メ
インアンテナ列１０ｄ及び新規アンテナ列３０ｄのそれぞれの受信経路に沿って
基地に受信信号を送信する。Ｒｘイン（１）ケーブルの移動経路は、メインアン
テナ列１０ｄから伸張し、新規アンテナ列３０ｃの中に直接的に送り込む。受信
信号も、受信経路Ｒイン（２）に沿って、再配置されるダイプレクサ１５ｂを通
って新規アンテナ列３０ｄまで移動される。いったん受信信号が新規アンテナ列
３０ｄに入ると、信号は、例えばＲｘ１アウト（１）と（２）及びＲｘ２アウト
（３）と（４）などの複数の異なるルートを通って出る。それぞれの受信線路の
移動経路内の遅延装置４２、５２が、時間ダイバシティを提供するために受信信
号を遅延する。それから、それぞれ受信ケーブルＲｘ１とＲｘ２の中に位置する
合器４４、５４は、受信信号を結合し、受信信号を基地局トランシーバサブシス
テム（図示されていない）に伝送する。

【００４７】 さらに、メインアンテナ列１０ｄと新規アンテナ列３０ｄの両方の要素の偏波
ダイバシティ構成は、Ｒｘ偏波ダイバシティ方式を提供する。

【００４８】 その結果、図４の拡大は、既存の稼動中の基地局の中での複数の種類のダイバ
シティ方式の組み込みなどの基地局に対する追加の恩恵も提供する。例えば、図
４の補強されたアンテナ列２００ｄは、少なくともＴｘ及びＲｘ空間ダイバシテ
ィ、Ｔｘ及びＲｘ時間ダイバシティ、及び偏波ダイバシティを２つの別個のアン
テナ列に提供することができる。しかしながら、図４の実施形態は、例示的な実
施形態に限られず、位相ダイバシティ及び周波数ダイバシティなどの多様なそれ
以外のダイバシティ方式が利用される。さらに、基地局を運用するコストも、拡
大が受動アンテナアレイを能動アンテナ列にすると減少する。能動アンテナ列の
設置は、基地局の電力消費に関連付けられるコストを軽減するのに役立ち、構成
部品を接続するために必要とされるケーブルの長さが、各能動アンテナ列に関連
付けられる増幅器及び帯域フィルタも柱／建物の上部に位置するという事実のた
めにさらに短くなるため、基地局内で必要とされる布線の量を削減する。

【００４９】 図５に関して、既存の基地局アンテナ機構１００ｅの構成部品のすべては、図
１に図示される構成部品と同じように接続し、同じように動作する。このように
して、図４の既存の基地局アンテナ機構１００ｄは、特に説明されないだろう。

【００５０】 図５の拡大方法は、二次アンテナ列３７ｅを新規アンテナ列３０ｅで置換する
ことを含む。図５の基地局１００ｅの拡大は、Ｒｘ空間ダイバシティ構成を有す
る既存の基地局アンテナ機構１００ｅを、Ｔｘ及びＲｘ空間ダイバシティ、Ｔｘ
及びＲｘ時間ダイバシティ、及びＲｘ偏波ダイバシティを有する拡大されたアン
テナ列２００ｅに変換する。図５では、新規に追加されたアンテナ列３０ｅが、
能動アンテナ列または受動アンテナアレイのどちらかを備える。図６は、図５の
実施形態に従って能動アンテナ列で利用される、能動放射体装置５ｂの例示的な
実施形態を示す。

【００５１】 図５の多様な例示的なダイバシティ方式を容易にするために、メインアンテナ
列１０ｅのＴｘ要素と新規アンテナ列３０ｅのＴｘ要素間の間隔がＴｘ空間ダイ
バシティを提供する。同様に、メインアンテナ列１０ｅのＲｘ要素と新規アンテ
ナ列３０ｅのＲｘ要素間の間隔が、Ｒｘ空間ダイバシティを提供する。

【００５２】 Ｔｘ時間ダイバシティを提供するために、方向性結合器４０は、メインアンテ
ナ１０ｅと新規アンテナ列３０ｅを結合する指向性フィードの役割を果たす。基
地局トランシーバサブシステム（図示されていない）が、伝送ケーブルＴｘ１を
介してメインアンテナ列１０ｅの伝送要素に信号を伝送するので、方向性結合器
は、メインアンテナ列１０ｅが順方向リンクに沿って移動装置（図示されていな
い）に信号を放射する前に、伝送信号のサンプルを得る。それから、方向性結合
器４０は、コピー信号を移動装置に一斉送信するために、ケーブルＴｘ２を介し
て、接続点Ｔｘインにある新規アンテナ列３０ｅの伝送要素に、信号のサンプル
の少なくとも１つまたは複数の時間遅延されたコピーを送信することによって、
拡大されたアンテナ列２００ｅ内の伝送時間ダイバシティを容易にする。

【００５３】 Ｒｘ時間ダイバシティを実現するために、拡大方法は、受信された信号の移動
経路内で、メインアンテナ列１０ｅと新規アンテナ列３０ｅの下流に、結合器６
４及び遅延装置６２を提供する。移動装置が、基地局トランシーバサブシステム
（図示されていない）に信号を伝送すると、メインアンテナ列１０ｅ及び新規ア
ンテナ列３０ｅの受信要素が受信信号を傍受し、メインアンテナ列１０ｅ及び新
規アンテナ列３０ｅのそれぞれの受信経路に沿って基地に受信信号を送信する。
ケーブルＲｘ１の移動経路は、メインアンテナ列１０ｅから伸張し、再配置され
たダイプレクサ１５ｂを通って移動し、接続点Ｒｘインにある新規アンテナ列３
０ｅの中に送り込む。いったん受信信号が新規あてアンテナアレイ３０ｂに入る
と、信号は、例えばＲｘアウト（１ｐ）と（２ｐ）、及びＲｘアウトなどの複数
の異なるルートを通して出る。受信線路の移動経路内の遅延装置６２は、受信信
号の特徴に関するダイバシティ分析を実行するために、Ｒｘ（１ｐ）及び（２ｐ
）の受信信号を収集する。それから、受信ケーブルＲｘ２内に位置する結合器６
４は、受信信号を結合し、受信された信号を基地局トランシーバサブシステム（
図示されていない）に伝送する。代わりに、または受信ケーブルＲｘ２の受信ケ
ーブル線路に関連して、受信信号が、受信ケーブルＲｘ１を介して、新規アンテ
ナ列３０ｅから基地局トランシーバサブシステム（図示されていない）に移動す
る。

【００５４】 さらに、メインアンテナ列１０ｄと新規アンテナ列３０ｄの両方の要素の偏波
ダイバシティ構成は、Ｒｘ偏波ダイバシティ方式を提供する。

【００５５】 図５の拡大は、図１によって得られる恩恵に類似する複数の恩恵を、拡大され
たアンテナ機構基地局に与える。例えば、基地局の拡大は、空間の追加量を必要
とすることなく、機能性を追加する。例えば、図５の拡大されたアンテナ列の例
示的な実施形態では、Ｔｘ及びＲｘ空間ダイバシティ、Ｔｘ及びＲｘ時間ダイバ
シティ及びＲｘ偏波ダイバシティが達成される。追加の恩恵は、受動アンナアレ
イを能動にすることに関連付けられる電力消費及び布線でのコスト削減である。

【００５６】 図１から図５に図示されるような、既存の基地局アンテナ機構１００ａから１
００ｅの拡大は、前述されたような複数の恩恵を提供するが、能動である新規ア
ンテナ列をメインアンテナ列１０ａから１０ｅに追加すると、近くの同じ場所に
配置されるアンテナを生じさせる。すなわち、同じ場所に配置されるアンテナは
、例えば、メインアンテナ１０ａから１０ｅ、及び新規アンテナ列３０ａから３
０ｅを備える。残念なことに、１つまたは複数の隣接バンドまたは三次バンド送
信機アンテナが互いに近くに位置するケースでは、各アンテナが信号を伝送また
は受信するときに同じ場所での配置によって引き起こされるスプリアスエミッシ
ョンが生じることがある。ＢＴＳ送信機に向かって注入し直される干渉のレベル
が、高レベルの干渉電力を、新規アンテナ列１０ａから１０ｅの送信機セクショ
ンによって増幅され、能動アンテナ列３０ａから３０ｅによって放射させる。同
じ場所での配置によって引き起こされるスプリアスエミッションから作成される
干渉を生じさせることのある１つのシナリオは、同じ場所に配置されるアンテナ
から伝送される信号のパターンが、それらの信号が相関付けられるように、相対
的に互いに近すぎるときに発生する。このようなケースでは、送信機フィルタが
、その帯域幅のために、望ましくないスプリアスエミッションの十分な抑制量を
提供することができない場合がある。この問題は、特に同じ場所に配置されるア
ンテナが同じ屋根の上またはアンテナマストに位置するときに、さらに重要な問
題となる。

【００５７】 図７は、このようなスプリアスエミッションを相殺し、同じ場所に配置される
アンテナの信号をｄｅｃｏｒｒｏｌａｔｅするための解決策を提供する発明の実
施形態を示す。この実施形態は、図１から図５の実施形態の伝送チェインのアー
キテクチャを拡大する。図７に示されている実施形態に従って、このような拡大
は（ａ）方向性結合器４０の同軸ケーブル出力ポート上にアイソレータ７５を追
加すること、（ｂ）拡大されたアンテナ列２００ａから２００ｅの中に「注入さ
れる」帯域外干渉に関して増幅される根本的な信号（Ｆ）の電力の間の適切な関
係を維持するために、方向性結合機４０の結合係数を選択することを含む。これ
らの改良策は、能動アンテナ列３０ａから３０ｅの送信機セクション５０によっ
て増幅、放射されるスプリアスエミッションのレベルが過剰にならず、ＦＣＣ、
ＴＩＡ及びその他の業界要件及び取り締まり要件と完全に準拠していることを保
証するのに役立つ。

【００５８】 図１から図５の実施形態で作成される、同じ場所での配置によって引き起こさ
れる送信機スプリアスエミッションと闘うためのこの新規解決策は、例証として
、図１から図７に描かれ、後述される。図７に図示されるような例示的なブロッ
ク図は、後述されるシナリオに関して根本的な（Ｆ）信号レベル及び隣接バンド
（ＡＢ）信号レベルの最終値の例を反映する。

【００５９】 （１）当初、分析は、拡大されたアンテナ列２００ａから２００ｅが、図１か
ら図５に図示されるように伝送−受信（Ｔｘ−Ｒｘ）近くに位置する１つ（また
は複数）のＰＣＳ事業者の送信機アンテナを含むという仮定で開始する。ＰＣＳ
事業者の送信機周波数の少なくとも１つが、例えばＴｘ−Ｒｘアンテナが動作す
るバンドに隣接するバンドで動作すると、その他のＰＣＳ事業者によって利用さ
れる送信機周波数でのかなりの無線周波数（ＲＦ）電力が、拡大されたアンテナ
列２００ａからｅのＴｘ−Ｒｘアンテナに注入される。

【００６０】 （２）実際のシナリオでは、Ｔｘ−Ｒｘアンテナ端末に存在するその他のＰＣ
Ｓ事業者の信号の隣接するバンドについて実施された（測定された）電力の実際
の値は、Ｒｘ−Ｒｘアンテナ利得、そのアンテナパターン、及び他のＰＣＳ事業
者に属する送信機アンテナの場所とアンテナなどの係数に依存する。しかしなが
ら、ここに説明される試験ケースについては、分析は、２つのＰＣＳ事業者に属
する２つの送信機アンテナが、一方の送信機アンテナポートから他方の送信機ア
ンテナポートへ６０ｄＢ（図７）という有効結合係数を含むと仮定する。同じ場
所での配置シナリオについての厳密ではない結合仮定は、例えば、３５ｄＢから
４５ｄＢという範囲に該当する。６０ｄＢの結合値は、例えば、約３．５フィー
ト離れて同じマストに設置される２つのそれぞれの送信機アンテナの垂直分離か
ら生じる。代わりに、６０ｄＢ結合係数は、それぞれのアンテナパターンに応じ
て、約４０フィート以下という水平間隔で屋根上に取り付けられる２つのそれぞ
れの送信機アンテナから生じる。仮定されている６０ｄＢ結合係数を考慮し、他
のＰＣＳ事業者について＋４０ｄＢｍという送信機実施搬送波あたり電力を仮定
すると、補強システム２００ａから２００ｅのＴｘ−Ｒｘアンテナのアンテナポ
ートに存在する注入される隣接バンド搬送波あたり電力は、−２０ｄＢｍ（図７
）である。

【００６１】 （３）−２０ｄＢｍという方向性結合器４０の同軸ケーブル出力ポートに存在
する隣接バンド搬送波あたり電力は、ＦＣＣ規則及びＴＩＡ要件に従って、新規
能動アンテナ列３０ａから３０ｅの出力で過剰なレベルのスプリアスエミッショ
ンを引き起こしてはならない。ＦＣＣ及びＴＩＡ要件は、能動アンテナ列３０ａ
から３０ｅのすべての能動放射体装置５ａまたは５ｂと関連付けられる複合電力
レベルとして表現される、すべてのスプリアスエミッションについて１ＭＨｚあ
たり−１３ｄＢｍ（実施済み）である。例えば、能動アンテナ列３０ａから３０
ｅに４つの能動放射体装置５ａまたは５ｂがある場合、（１ＭＨｚあたりの）隣
接するバンドでの総複合電力は、能動アンテナ列あたり−１９ｄＢｍである。さ
らに、「注入される」信号が拡大された構成２００ａから２００３内で生じてい
なくても、かなりの電力が、能動放射体装置５ａまたは５ｂ内のＬＰＡの非線形
のために、隣接バンド周波数で生じることが依然として考えられる。

【００６２】 （４）次に、分析は、仮定されたマージンの１０ｄＢという値を考慮して、Ｆ
ＣＣ及びＴＩＡ準拠するために必要とされるそれぞれの能動放射体装置５ａまた
は５ｂへの入力辞の最大隣接バンド搬送波あたり電力を決定する。言い換えると
、分析は、同じ場所での配置によって引き起こされるスプリアスエミッションを
削減するための解決策を定義するために、隣接バンド信号のどのくらいの量の追
加抑制が必要とされるのかを計算する。この試験シナリオについて、分析は、能
動アンテナ列内に４つの能動放射体装置があり、それぞれの能動放射体装置利得
が（マルチキャリヤ能動放射体装置について適切な）４０ｄＢにおいてであると
仮定する。隣接バンド信号は、前述されたように、各能動放射体装置出力５０で
−２９ｄＢであるので、能動放射体装置の入力５５は−６９ｄＢｍに等しい。次
に、信号は能動アンテナ列３０ａから３０ｅの送信機セクションに移動するので
、送信機スプリッタ８０（図７）は４つの能動放射体装置の伝送セグメントの間
で信号を分割する。送信機スプリッタ８０内での損失はほぼ７ｄＢとなり、４方
（４−ｗａｙ）スプリッタに対する入力時の総干渉電力は（−６９＋７＝−６２
）−６２ｄＢＭに等しい。

【００６３】 （６）ここで、分析は、送信機スプリッタへの入力時に提供されなければなら
ない、根本信号のレベルを決定する。能動アンテナ列３０ａから３０ｅは、４つ
のＣＤＭＡキャリヤで２ワットの能動放射体装置５ａまたは５ｂを使用する場合
、各搬送波が、送信機スプリッタへの入力時に＋３３＋７−４０＝０ｄＢｍを示
すことができる。

【００６４】 （７）遅延装置３５が、１３ｄＢ利得のあるＷＪ ＡＨ１及び＋４１ｄＢｍ出
力ＩＰ３などのＲＦ増幅器８２が後に続く例えば１６ｄＢ損失のある時間遅延要
素（例えば、ＳＡＷデバイス）から成り立つ場合、システムは、キャリヤあたり
＋３ｄＢｍという根本遅延装置入力信号レベルを必要とする。遅延装置３５での
隣接バンド電力の対応する最大許容レベルは、−５９ｄＢｍとなる。このように
して、遅延装置３５への入力時に、１つの所望される送信機キャリヤに関する隣
接バンド電力の相対的なレベルは−６２ｄＢｃに等しい。

【００６５】 （８）しかしながら、進化するＷ−ＣＤＭＡ要件と準拠するために、８ｄＢか
ら−７０ｄＢｃ，最大隣接バンド信号レベルを削減することが望ましい。その結
果、このシナリオでは、最大隣接バンド信号レベルはこの仮定を採用するために
変化する。このようにして、遅延装置３５に対する入力時の基本送信機入力電力
がキャリヤあたり＋３ｄＢｍであるとき、新しい最大許容隣接バンド信号レベル
は−６７ｄＢｍ（−７０＋３＝−６７）となる。

【００６６】 （９）分析の別の仮定は、ＢＴＳ送信機ＰＡ８５（図１から図５）出力電力が
、図７に示されるように、キャリヤあたり＋４０ｄＢｍであるという点である。
方向性結合器４０の３０ｄＢという結合係数を考慮すると、７ｄＢに固定された
減衰器９０は、基本送信機信号の所望されるレベルを遅延装置３５に対する入力
時に＋３ｄＢｍとなるように設定するために動作する（図１から５及び図７）。
代わりに、減衰器９０は、遅延装置３５の構成部品として提供される。

【００６７】 （１０）追加の仮定は、拡大システムの塔上部部分での同軸ケーブル損失がわ
ずかであるという点である。７ｄＢ遅延入力減衰値により、これは、方向性結合
器４０の結合されるポートでの最大許容隣接バンド信号が、−６０ｄＢｍとなる
ことを意味する。方向性結合器４０の同軸ケーブル出力ポートに存在する、仮定
される−２０ｄＢｍ隣接バンド信号により、これは、方向性結合器４０の指向性
が、結合されるポートで出現する隣接バンド電力のレベルが４０ｄＢ以下になる
ほどであることを必要とする。４０ｄＢ値はきわめて達成可能であるが、４０ｄ
Ｂは最悪ケースのシナリオではないため、方向性結合器４０の嗜好性は、例えば
、いくつかの同じ場所での配置シナリオについてはさらに厳しい２５ｄＢである
場合がある。したがって、さらに要求の厳しい応用例について大体アプローチを
選択することが必要である。図７に図示されるような解決策とは、関心のある用
途の要件を容易に満たすほど十分な分離のあるアイソレータ７５を含むことであ
る。好ましくは、アイソレータ７５は、反対方向からエネルギーを吸収しながら
一方の方向で移動するエネルギーを通すフェライトアイソレータである。この解
決策は、同じ場所での配列によって引き起こされるスプリアスエミッションが、
隣接するバンドではない近くのＰＣＳ送信機のためである場合にも有効である。

【００６８】 （１１）この分析から、多くの同じ場所での配置の応用例が必ずしもアイソレ
ータを必要としない一方、いくつかのそれ以外の応用例はＦＣＣ及びＴＩＡ要件
を満たすために二重ジャンクションアイソレータによって最もよくサービスを提
供されるが、単一ジャンクションアイソレータから恩恵を受ける応用例もあるこ
とが明らかである。各フェライトジャンクションは、典型的には、（「逆」方向
で）ほぼ２０ｄＢから２５ｄＢの抑制を隣接バンド信号に提供する。

【００６９】 （１２）好ましい実施形態に従って、発明は、関心のあるＲＦ電力レベルで、
低内部混変調ひずみを所有するフェライトアイソレータを含む。

【００７０】 （１３）ＢＴＳ送信機電力増幅器（ＰＡ）（及びＴｘ−Ｒｘアンテナ）に関連
付けられる送信機電力がキャリヤあたり２ワット以下であるマイクロセル応用例
について、前述された３０ｄＢ値以下に結合値を削減することが必要である場合
がある。さらに低い結合値を利用するニーズは、同じ場所での配置環境と関連付
けられる課題のレベルに依存する。例えば、大きな同じ場所での配置の問題があ
る場合には、２０ｄＢという結合係数は、キャリヤあたり＋２３ｄＢから＋３３
ｄＢという送信機キャリヤあたり電力値について利用されてよく、適切なフェラ
イトアイソレータも使用するに注意する。代わりに、キャリヤあたり＋２３ｄＢ
ｍから＋３３ｄＢｍという電力値について、同じ場所での配置の問題がない場合
には、３０ｄＢ結合器が、前述されたより高いＲＦ利得を提供する遅延装置３５
とともに利用される。

【００７１】 （１４）大体実施形態では、ノッチ応答付きのＲＦ帯域フィルタが、隣接バン
ド信号及びその他のＰＣＳ信号の減衰を提供するために使用できるだろうが、フ
ェライトアイソレータは十中八九さらに低い費用を要し、Ｔｘ−Ｒｘアンテナに
到達する送信電力を削減するためにさらに少ない関連損失を有する。能動アンテ
ナ列３０ａから３０ｅの追加から生じる前述されたさらに高い増分ＥＩＲＰが、
アイソレータ損失を補償する以上となるため、フェライトアイソレータ７５のた
めの損失は問題であるはずがない。

【００７２】 代わりに、いくつかの拡大応用例は、例えば光遅延装置などの光ファイバケー
ブルを備える遅延要素３５を利用する。このような実施形態は、レーザダイオー
ドなどのＥ／Ｏインタフェース変換器が、光ファイバケーブルのセクションを駆
動し、その結果Ｏ／Ｅインタフェース変換器または光受信機を駆動することを考
える。このデバイスのカスケードの総ＲＦ利得の値は、典型的には０ｄＢである
。しかしながら、前述された試験シナリオについて仮定されるキャリヤあたり＋
３ｄＢｍという信号電力値は、過剰である場合がある。よりありそうな信号電力
値は、例えば、キャリヤあたり−２０ｄＢｍの範囲である。すべての関連するＦ
ＣＣ要件及びＴＩＡ要件との準拠を保証するために、光遅延装置３５及び能動放
射体装置５ａまたは５ｂを含む拡大されたシステム（２００ａから２００ｅ）の
伝送チェインの動的範囲を検討することが重要である。

【００７３】 一般的には、フェライトアイソレータを拡大されたシステム（２００ａから２
００ｅ）に加えると、ＦＣＣ及び／またはＴＩＡスプリアスエミッション範囲が
超えられないことを保証するのに役立つ。

【００７４】 将来、追加のＰＣＳ事業者が、ここに開示される実施形態によって自分達のア
ンテナを近くで同じ場所に配置する場合、フェライトアイソレータ（及び要すれ
ば適切なＲＦフィルタ）が拡大システムの設置時に含まれる。

【００７５】 ＡＭＰＳキャリヤ及び／またはｉＤＥＮ９００Ｍｈｚシステムが同じアンテナ
サイトに存在するセルラーバンド補強システムについて、（追加帯域フィルタ及
び帯域／ノッチフィルタの使用の可能性とともに）この解決策は、ＦＣＣ要件及
びＴＩＡ要件との準拠を保証する一方で、改善されたシステム性能を提供しなけ
ればならない。

【００７６】 さらに、図１から図５に関して特に前述された恩恵に加えて、追加の恩恵が、
図１から図５に開示される実施形態のいくつかまたはすべてによって達成される
。例えば、以下に一覧表示されるコスト／資産の引き換えに基づいて、（追加ま
たは置換どちらかの方法によって）能動放射体装置５ａまたは５ｂを使用して能
動アンテナを設置するコストは、既存の基地局の中に１組の増幅器を単に設置す
ることに匹敵する。しかしながら、能動放射体装置５ａまたは５ｂを使用して能
動アンテナ列を追加すると、以下のとおりである複数の追加の優位点を達成する
ことができる。

【００７７】 コスト／資産トレードオフ： ・両方のアンテナにＬＮＡを追加する ２×ＬＮＳ １警報ボックス ・能動アンテナ列を追加する １×能動放射体装置 （ダイバシティアンテナ） ３本の細ケーブル １本の太ケーブル 例えば、図１と図５の従来のダイバシティアンテナの新規能動アンテナ列によ
る置換は、能動アンテナ列５ａ、５ｂがメインアンテナと同じ利得及びＥＩＲＰ
を達成するときにはセクタに複数の恩恵を与える。例えば、以下の恩恵が達成さ
れる。

【００７８】

【表１】 さらに、図１から図５に図示されるような、能動アンテナ列３０ａから３０ｅ
の設置から生じる、ＰＣＳ（及び／またはセルラー）基地局に対する伝送ダイバ
シティの組み込みは、順方向リンクマージン及び逆方向リンクダイバシティ機能
の追加の恩恵をセルラー基地局に生じさせる。

【００７９】 発明は、一定の描かれている実施形態に関して説明されてきたが、個々に使用
されてきた言葉は、限定の言葉よりむしろ説明の言葉である。添付請求項の範囲
内で、そのより幅広い態様において発明の範囲及び精神から逸脱することなく、
変更が加えられてもよい。発明は、添付請求項の範囲内など、ここに特定の構造
、材料及び実施形態に関してここに説明されてきたが。

【図面の簡単な説明】

本発明は、さらに、類似する数字が図面の複数の図を通して類似する部分を表
す、非限定的な例示的な実施形態によって注記される図面を参照して後述の詳細
な説明で説明される。

【図１】 伝送ダイバシティを有さない基地局の既存の空間ダイバシティアンテナ機構が
、例えば、ＣＤＭＡ応用例で使用するための受信（Ｒｘ）空間ダイバシティアン
テナ要素と伝送（Ｔｘ）空間ダイバシティアンテナ要素を有する新規アンテナ機
構に変換される１つの例示的な拡大方法を示す図である。

【図２】 Ｒｘ偏波ダイバシティを有するが、伝送ダイバシティを有さない既存のアンテ
ナ機構が、例えばＣＤＭＡ応用例で使用するための偏波ダイバシティ、空間ダイ
バシティ要素及びＴｘとＲｘ時間ダイバシティ要素を有する新規アンテナ機構に
変換される、例示的な拡大方法を示す図である。

【図３】 Ｒｘ偏波ダイバシティ構成を有し、Ｔｘダイバシティを有さない既存のアンテ
ナ機構が、ＣＤＭＡ応用例で使用するための、ＴｘとＲｘ空間ダイバシティ、Ｔ
ｘとＲｘ時間ダイバシティ、及びＲｘ偏波ダイバシティを有する新規アンテナ機
構に変換される、例示的な拡大方法を示す図である。

【図４】 伝送ダイバシティのないＴｘとＲｘの両方のためのその要素の半組を使用する
、Ｒｘ偏波ダイバシティ構成を有する既存のアンテナ機構が、２つの分離された
アンテナ列で、ＴｘとＲｘ空間ダイバシティ、ＴｘとＲｘ時間ダイバシティ、及
びＲｘ偏波を有する新規アンテナ機構に変換される、例示的な拡大方法を示す図
である。

【図５】 Ｒｘ空間ダイバシティ構成を有する既存のアンテナ機構が、ＴｘとＲｘ空間ダ
イバシティ、ＴｘとＲｘ時間ダイバシティ及びＲｘ偏波ダイバシティを有する新
規アンテナ機構に変換される、例示的な拡大方法を示す図である。

【図６】 図４と図５の実施形態に組み込まれる能動放射体装置の例示的な実施形態を示
す図である。

【図７】 本発明による伝送チェインの実施形態のブロック図である。

【符号の説明】

１０ａ メインアンテナ列 １２ａ 二次アンテナ列 ３０ａ 新規アンテナ列 １００ａ 既存の基地局アンテナ機構 ２００ａ 拡大されたアンテナ列

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ， ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ， ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＢＺ，Ｃ Ａ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ ，ＤＺ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ， ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，Ｋ Ｅ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ， ＭＷ，ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，Ｒ Ｕ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ， ＺＡ，ＺＷ

Claims (28)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 既存の基地局を拡大するための方法であって、前記既存の基
   地局がメインアンテナ列及びダイバシティアンテナ列を含み、 前記ダイバシティアンテナ列を、受信要素と伝送要素の両方を備える新規ダイバ
   シティアンテナ列で置換すること、 を具備する方法。
2. 【請求項２】 前記メインアンテナ及び前記新規ダイバシティが、１つの共
   通したアレイを形成するために同じ場所に配置される、請求項１に記載の既存の
   基地局を拡大するための方法。
3. 【請求項３】 前記新規ダイバシティアンテナ列の前記受信要素及び伝送要
   素が能動であり、建物の上部に位置する各アンテナ要素が増幅器及び帯域フィル
   タと関連付けられている請求項１に記載の既存の基地局を拡大するための方法。
4. 【請求項４】 新規ダイバシティアンテナの前記伝送要素に関連付けられる
   前記増幅器が低雑音増幅器であり、 新規ダイバシティアンテナの前記受信要素に関連付けられる前記増幅器が、線
   形化電力増幅器である、請求項３に記載の既存の基地局を拡大するための方法。
5. 【請求項５】 前記メインアンテナが、受信機アンテナ列を備える、請求項
   １に記載の既存の基地局を拡大するための方法。
6. 【請求項６】 前記メインアンテナが、送信機アンテナ列を備える、請求項
   １に記載の既存の基地局を拡大するための方法。
7. 【請求項７】 前記メインアンテナが、受信機アンテナ列と送信機アンテナ
   列の両方を備える、請求項１に記載の既存の基地局を拡大するための方法。
8. 【請求項８】 前記ダイバシティアンテナが受動アンテナを備える、請求項
   １に記載の既存の基地局を拡大するための方法。
9. 【請求項９】 前記ダイバシティアンテナが受信機アンテナ列を備える、請
   求項１に記載の既存の基地局を拡大するための方法。
10. 【請求項１０】 前記ダイバシティアンテナが、受信機アンテナ列だけを備
    える、請求項８に記載の既存の基地局を拡大するための方法。
11. 【請求項１１】 前記ダイバシティアンテナ列を新規ダイバシティアンテナ
    列で置換することが、空間ダイバシティを前記基地局に追加する、請求項１に記
    載の既存の基地局を拡大するための方法。
12. 【請求項１２】 前記ダイバシティアンテナ列を新規ダイバシティアンテナ
    列で置換することが、前記基地局の順方向リンクに複数のダイバシティ方式を追
    加する、請求項１に記載の既存の基地局を拡大するための方法。
13. 【請求項１３】 前記複数のダイバシティ方式が、空間ダイバシティ及び偏
    波ダイバシティを含む、請求項１２に記載の既存の基地局を拡大するための方法
    。
14. 【請求項１４】 前記空間ダイバシティが、前記メインアンテナ列と前記新
    規ダイバシティアンテナ列間の間隔によって生成され、 前記偏波ダイバシティが、前記新規ダイバシティアンテナ列の前記一組の受信
    アンテナ要素の構成要素間で生じる、 請求項１３に記載の既存の基地局を拡大するための方法。
15. 【請求項１５】 時間遅延されたサンプルを前記新規ダイバシティアンテナ
    列に送るために前記新規ダイバシティアンテナ列の送信機セクションに時間遅延
    を追加することをさらに備え、前記時間遅延されたサンプルが、前記メインアン
    テナ列によって伝送される信号である、請求項１に記載の既存の基地局を拡大す
    るための方法。
16. 【請求項１６】 既存の基地局を拡大するための方法であって、前記基地局
    がメインアンテナ列及びダイバシティアンテナ列を有するアンテナ列機構を含み
    、前記アンテナ列機構の少なくとも一部が受動アンテナアレイを含み、 受動アンテナアレイを、建物の上部に位置する受信要素及び伝送要素の両方を
    備える、能動アンテナ列で置換すること、 を備える前記方法。
17. 【請求項１７】 能動アンテナ列の前記各受信要素及び伝送要素が増幅器及
    び帯域フィルタと関連付けられる、請求項１６に記載の既存の基地局を拡大する
    ための方法。
18. 【請求項１８】 能動アンテナ列の前記伝送要素に関連付けられる前記増幅
    器が、低雑音増幅器であり 前記能動アンテナ列の前記受信要素に関連付けられる前記増幅器が、線形化電
    力増幅器である、 請求項１７に記載の既存の基地局を拡大するための方法。
19. 【請求項１９】 前記メインアンテナが、前記受動アンテナを備える、請求
    項１６に記載の既存の基地局を拡大するための方法。
20. 【請求項２０】 前記ダイバシティアンテナ列が、前記受動アンテナアレイ
    を備える、請求項１６に記載の既存の基地局を拡大するための方法。
21. 【請求項２１】 前記メインアンテナ列と前記ダイバシティアンテナ列の両
    方とも、前記受動アンテナアレイを備える、請求項１６に記載の既存の基地局を
    拡大するための方法。
22. 【請求項２２】 前記ダイバシティアンテナが、受信機アンテナ列を備える
    、請求項１６に記載の既存の基地局を拡大するための方法。
23. 【請求項２３】 既存の基地局を拡大するための方法であって、前記既存の
    基地局が、伝送アンテナ要素と受信アンテナ要素の両方を備えるメインアンテナ
    列、及び受動アンテナ要素を備えるダイバシティアンテナ列を含み、 前記ダイバシティアンテナ列を、１つの共通したアレイを形成するために建物
    の上部で同じ位置に配置される受信要素と伝送要素の両方を備える新規ダイバシ
    ティアンテナ列で置換することと、 方向性結合器を前記メインアンテナ列に、及び前記新規ダイバシティアンテナ
    列に結合することと、 前記基地局から発せられるスプリアスエミッションを制御する目的で、前記メ
    インアンテナ列にアイソレータを接続し、前記メインアンテナ列から発せられる
    伝送信号をサンプリングすることと、 を備える前記方法。
24. 【請求項２４】 前記メインアンテナ及び前記新規ダイバシティアンテナが
    同じ位置に配置される、請求項２３に記載の既存の基地局拡大を拡大するための
    方法。
25. 【請求項２５】 時間遅延されたサンプルを前記新規ダイバシティアンテナ
    列に送り込むために前記新規ダイバシティアンテナ列の伝送ポートに遅延装置を
    接続し、前記時間遅延されたサンプルが、前記メインアンテナによって伝送され
    る信号であること、 をさらに含む、請求項２３に記載の既存の基地局拡大を拡大するための方法。
26. 【請求項２６】 前記アイソレータがフェライトアイソレータである、請求
    項２３に記載の既存の基地局を拡大する方法。
27. 【請求項２７】 前記フェライトアイソレータが、低い内部混変調ひずみを
    所有する、請求項２６に記載の既存の基地局を拡大する方法。
28. 【請求項２８】 前記方向性結合器を前記建物の上部に配置することと、 をさらに含む請求項２３に記載の既存の基地局拡大方法。