JP2004527966A - 無線通信において偏波の繰返し使用を利用するための方法及びシステム - Google Patents

Abstract

開示された実施形態に従えば、第１の偏波の第１の複数のパイロット信号は、受信（３０４）され、且つ順位付け（３０６）される。その後、第２の偏波の第２の複数のパイロット信号は、受信（３０８）され、且つ順位付け（３１０）される。続いて、第１及び第２の複数のパイロット信号からのパイロット信号は、信号対干渉比のような信号品質測定値（３１２）に基づいて選択される。更に、システムは、第１及び第２の偏波のパイロット信号を受信するように構成されたアンテナ（１２４、１２６）を具備して構築されることができる。システムは、パイロット信号を復調するように構成された受信器（１２０）、及び信号品質測定値に基づいて、パイロット信号を順位付けし，且つパイロット信号を選択するように構成されたＣＰＵ（１１２）を更に具備する。通信品質は、最高の信号品質測定値を示すパイロット信号を送信する基地トランシーバ局と通信することによって改善される。
【選択図】図３

Description

【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、無線通信システムの分野に関し、特に、無線通信システムにおけるアンテナ偏波を使用する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信システムにおいて、いくつかのユーザは、共通の通信チャンネルを共用する。同時に通信チャンネルを介して情報を伝送するいくつかのユーザに起因する干渉を回避するために、いくつかの形式の使用可能なチャンネルの配分が要求される。通信チャンネルへのユーザアクセスの配分は、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）のような、種々の形式の多元接続プロトコルによって達成されることができる。“スペクトル拡散”システムとしても参照されるＣＤＭＡシステムにおいて、各信号は、信号を符号化することによって他のユーザの信号から分離される。各ユーザは、一意的に、その情報信号を伝送信号に符号化する。ユーザの符号列を周知の、目指すところの受信器は、情報を受信するために伝送信号を復号することができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ＦＤＭＡ（“周波数分割多元接続”）無線通信システムに利用されるものに類似して、信号対干渉比を高めるための技術は、異なるセルにおいて、又は信号対干渉比を高めるためにセルの中の異なるセクタでさえも、異なる周波数を使用することである。例えば、セルは、夫々異なる周波数を割り当てられた３つのセクタに分割されることができる。同一の周波数は、システムにおける他のセルにおいて同様に配分されることができ、そのシステムは、周波数の繰返し使用(reuse)として周知である。隣接するセクタが異なる周波数を配分されたところでは、それらの信号間の干渉は低減させられ、２つの隣接するセクタにおけるユーザに対する信号対干渉比は高められる。従って、セクタの容量は、周波数の繰り返し使用と共に高められるが、周波数の繰り返し使用がより多くの周波数の使用を必要とする難点がある。
【０００４】
受信器端末装置での信号対干渉比を高めるために異なる周波数を使用するという現在周知のアプローチを向上させ補完する手段として、無線通信システムにおいて信号対干渉比を更に高めることが望まれるだろう。更に、大量のシステム帯域幅を費やさずに、受信器端末装置での信号対干渉比を高めることを達成することも望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この中に開示された実施形態は、受信器端末装置での信号対干渉比を更に高めるために、チャンネル配分への現在周知のアプローチを向上させ補完する付加的な資源としての無線信号の偏波(polarization)を使用することによって、上述のニーズに応える。信号対干渉比を高めるための手段としての無線信号の偏波は、より多くの周波数を配分するような、付加的なシステム資源を消費することを最小にすることを要求する。
【０００６】
本発明の一側面において、無線アクセス端末装置は、第１の偏波の第１の複数のパイロット信号を受信し、その第１の偏波は、例えば、垂直偏波であってもよい。パイロット信号は、パイロット信号を送信するセクタ及び／又は基地トランシーバ局を識別するために使用されることができるデータ列を中に含む。その次に、第１の複数のパイロット信号は、順位付けされる(ranked)。その後、第２の偏波の第２の複数のパイロット信号が受信され、その第２の偏波は、例えば、垂直偏波であってもよく、且つ第２の複数のパイロット信号は、順位付けされる。
【０００７】
続いて、受信され且つ順位付けされた第１及び第２の複数のパイロット信号からのパイロット信号は、信号品質測定値(signal quality measurement)に基づいて選択される。信号品質測定値は、例えば、信号対干渉比であってもよい。最高の信号品質測定値を供するパイロット信号が選択された後、無線端末装置は、そのセクタ又は基地局と通信する。
【０００８】
もう一つの側面において、システムは、直交偏波パイロット信号を受信するように構成されたアンテナを具備して構築されることができる。システムは、パイロット信号を復調するように構成された受信器、及び信号品質測定値に基づいて、パイロット信号を順位付けし、且つパイロット信号を選択するように構成されたＣＰＵを更に具備する。信号品質測定値は、例えば、信号対干渉比であってもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明は、無線通信における偏波の繰り返し使用を利用するための方法及びシステムへ向けられる。本発明は、特定の実施形態に関して説明されているが、この中に追記された特許請求の範囲よって規定されるように、本発明の原理は、この中に具体的に説明された実施形態を上回って適用され得ることが明らかである。更に、本発明の創意的側面を曖昧にしないために、明白な細目は割愛されている。本出願において説明されていない特定の細目は、技術的に通常の技量を有する人の知識の内である。
【００１０】
本出願における図面及び添付の詳細な説明は、単に本発明の実施形態の例に向けられるにすぎない。簡潔さを維持するために、本発明の原理を使用する本発明の他の実施形態は、本出願において特別には説明されておらず、且つ本図面によって特別には示されていない。単語“例示的”は、“例（ｅｘａｍｐｌｅ）、事例（ｉｎｓｔａｎｃｅ）、又は図示（ｉｌｌｕｓｔｒａｔｉｏｎ）としての役をつとめること”を意味するために、この中では排他的に使用される。“例示的”としてこの中で説明されたどの実施形態も、一概に、他の実施形態以上に好適である又は有利であるとして、解釈されるとは限らない。
【００１１】
図１は、一実施形態に従う例示的無線通信システムを図示する。図１に示される例示的無線通信システム１００は、例えば、符号分割多元接続（“ＣＤＭＡ”）通信システムの部分を具備することができる。一方、システム１００は、周波数分割多元接続（“ＦＤＭＡ”）システム、時分割多元接続（“ＴＤＭＡ”）システム、広帯域符号分割多元接続（“ＷＣＤＭＡ”）、高データレート（“ＨＤＲ”）システム、又は一般にＣＤＭＡ、ＴＤＭＡ、及び／又はＦＤＭＡ技術の組み合わせを使用するどの無線通信システムであることもできる。
【００１２】
特定な例として、本発明は、ＣＤＭＡ通信システムと関連して論じられる。しかしながら、本発明が上述のような他の通信システムに使用されることができることは、理解される。ＣＤＭＡ通信システムの一般的な原理、特に、通信チャンネルを介する伝送のための拡散スペクトル信号の発生に対する一般的な原理は、“衛星又は地上中継器を使用するスペクトル拡散多元接続通信システム”と題し、本発明の譲受人に譲渡された、米国特許第４，９０１，３０７号に記載されている。その特許、即ち、米国特許第４，９０１，３０７号における開示は、このようにして本出願を参照することによって完全に組み入れられている。更に、“ＣＤＭＡセルラ電話システムにおける信号波形を発生させるためのシステム及び方法”と題し、本発明の譲受人に譲渡された、米国特許第５，１０３，４５９号は、ＰＮ拡散、ウォルシュカバリング（ｃｏｖｅｒｉｎｇ）、及びＣＤＭＡ拡散スペクトル通信信号を発生させるための技術に関連する原理を開示している。その特許、即ち、米国特許第５，１０３，４５９号における開示も、このようにして本出願を参照することによって完全に組み入れられている。更に、本発明は、データの時間多重化及び“高データレート”通信システムに関連する種々の原理を利用し、且つ本発明は、１９９７年１１月３日に出願された出願番号第０８／９６３，３８６号の“高レートパケットデータ伝送のための方法及び装置”と題し、本発明の譲受人に譲渡された、米国特許出願に開示されているような、“高データレート”通信システムに使用されることができる。その特許出願における開示も、このようにして本出願を参照することによって完全に組み入れられている。
【００１３】
図１と共に続いて、ＣＤＭＡ通信システムであってもよい例示的無線通信システム１００は、無線モデム１１０、基地トランシーバ局（“ＢＴＳ”）１３４、基地局コントローラ（“ＢＳＣ”）１３６、移動交換センタ（“ＭＳＣ”）１３８、公衆電話交換網（“ＰＳＴＮ”）１４０、及びインターネットサービスプロバイダ（“ＩＳＰ”）１４２のような、無線アクセス端末装置を含む、無線通信システムに、一般に、見受けられる構成要素を具備する。無線通信システム１００において、本出願において“基地局”として参照されてもいるＢＴＳ１３４は、無線アクセス端末装置、例えば、無線モデム１１０とシステムのその他のものとの間の無線リンクとしての役をつとめる。
【００１４】
図１に図示されるように、ＢＴＳ１３４は、垂直偏波無線信号を送信且つ受信するように構成された垂直偏波ＢＴＳアンテナ１３０、及び水平偏波無線信号を送信且つ受信するように構成された水平偏波ＢＴＳアンテナ１３２を具備する。背景として、垂直偏波ＢＴＳアンテナ１３０のような垂直偏波アンテナは、地表面に対して垂直な電場を有し、一方において、水平偏波ＢＴＳアンテナ１３２のような水平偏波アンテナは、地表面に対して平行な電場を有する。異なる実施形態において、ＢＴＳ１３４は、円偏波無線信号を送信且つ受信するように構成された、右手方向回り円偏波アンテナ及び左手方向回り円偏波アンテナを具備することができる。背景として、円偏波アンテナにおいて、偏波の面は，円を描いて回転し、無線波の１周期の間に完全に１回転する。回転が伝播の方向を見て時計回りであれば、向きは右手方向回り円方向と呼ばれる。回転が反時計回りであれば、向きは左手方向回り円方向と呼ばれる。図１へ振り返って参照すると、ＢＴＳ１３４、ＢＳＣ１３６、ＭＳＣ１３８、ＰＳＴＮ１４０、及びＩＳＰ１４２の間の接続は、有線、無線、又はその両方であってもよい。
【００１５】
図１の無線モデム１１０は、図１に示されていない他の構成要素の中の、中央処理ユニット（“ＣＰＵ”）１１２、リードオンリーメモリモジュール（“ＲＯＭ”）１１４、フラッシュメモリモジュール１１６、ランダムアクセスメモリモジュール（“ＲＡＭ”）１１８、及び送信器と受信器（ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒ ａｎｄ ｒｅｃｅｉｖｅｒ）１２０を含む。図１に示されるように、バス１２２は、ＣＰＵ１１２、ＲＯＭ１１４、フラッシュメモリモジュール１１６、ＲＡＭ１１８、及び送信器と受信器１２０を結合する。一実施形態に従って、無線モデム１１０は、垂直偏波モデムアンテナ１２４及び水平偏波モデムアンテナ１２６を具備する。垂直偏波モデムアンテナ１２４は、垂直偏波無線信号を受信且つ送信するように構成され、水平偏波モデムアンテナ１２６は、水平偏波無線信号を受信且つ送信するように構成される。異なる実施形態において、無線モデム１１０は、円偏波無線信号を受信且つ送信するように構成された、右手方向回り円偏波アンテナ及び左手方向回り円偏波アンテナを具備することができる。本出願において、無線モデム１１０が“偏波受信システム”として参照されることも注目される。
【００１６】
本実施形態に従えば、無線モデム１１０とＢＴＳ１３４との間の通信は、偏波無線信号の送信及び受信によって達成される。例えば、ＢＴＳ１３４は、垂直偏波モデムアンテナ１２４によって受信される垂直偏波無線信号を送信するための、垂直偏波ＢＴＳアンテナ１３０を使用することによって無線モデム１１０と通信することができる。同様に、無線モデム１１０とＢＴＳ１３４との間の通信は、水平偏波モデムアンテナ１２６によって受信される水平偏波無線信号を送信する、水平偏波ＢＴＳアンテナ１３２を関与させる（ｉｎｖｏｌｖｅ）ことができるだろう。
【００１７】
図１と共に続いて、ＰＳＴＮ１４０は、従来の有線電話網を指し（ｒｅｆｅｒ）、ＩＳＰ１４２は、インターネットへのアクセスをもたらす（ｐｒｏｖｉｄｅ）サービス事業を指す。ＩＳＰ１４２及びＰＳＴＮ１４０によって提供されるデータ及び音声情報は、ＭＳＣ１３８、ＢＳＣ１３６、及びＢＴＳ１３４を経由させられることによって、無線モデム１１０へ伝達されることができる。ＭＳＣ１３８は、一般に、無線網とＰＳＴＮ１４０とＩＳＰ１４２との間のスイッチとして機能するが、一方において、ＢＳＣ１３６の役目は、就中、ＢＴＳ１３４の信号送信パワーを管理することである。例えば、ＢＴＳ１３４が、技術的に周知の方法で、垂直偏波ＢＴＳアンテナ１３０及び水平偏波ＢＴＳアンテナ１３２の両方上の無線周波数信号として、データを無線モデム１１０へ送信するために、インターネットデータは、ＩＳＰ１４２からＭＳＣ１３８、ＢＳＣ１３６を通ってＢＴＳ１３４へ経由させられることによって、無線モデム１１０へ伝達されることができる。
【００１８】
ＢＴＳ１３４は、例えば、一般に、垂直偏波モデムアンテナ１２４によって受信される、垂直偏波ＢＴＳアンテナ１３０によって送信される垂直偏波無線信号として、無線周波数信号を送信することができる。無線周波数信号は、送信器と受信器１２０によって復調され、情報は、無線モデム１１０で抽出される。ＩＳＰ１４２と無線モデム１１０との間の通信は、これによって完成される。こうして、図１は、基地トランシーバ局と無線モデムとの間の通信が偏波無線信号によって完成される、例示的無線通信システムのブロック図を示す。
【００１９】
図２は、一実施形態に従う無線通信システムにおける２セル配列を図示する。図２に示されるセル配列２００は、無線通信システムにおける地理的領域を具備し、その無線通信システムは、例えば、ＣＤＭＡ通信システムであってもよい。セル配列２００は、図２において、実線によって範囲限定され六角形として示される、セル２１０及びセル２４０を具備する。本実施形態において、セル２１０は、６つのセクタに分割され、その６つのセクタは、セクタ２１４、セクタ２１６，セクタ２１８、セクタ２２０、セクタ２２２、及びセクタ２２４である。セクタ２１４、２１６、２１８、２２０、２２２、及び２２４は、図２において、破線によって範囲限定される。同様に、セル２４０は、６つのセクタを具備し、その６つのセクタは、破線によって範囲限定もされる、セクタ２４４、２４６、２４８、２５０、２５２、及び２５４である。ＩＥＥＥ通信誌の発行、１９９９年１１月に出版、Ｋｈｕｒｒａｍ Ｓｈｅｉｋｈ氏、Ｄａｖｉｄ Ｇｅｓｂｅｒｔ氏、Ｄｈａｎａｎｊａｙ Ｇｏｒｅ氏、及びＡｒｏｇｙａｓｗａｍｉ Ｐａｕｌｒａｊ氏の著作、“広帯域無線アクセス網のための高度に洗練されたアンテナ”と題する論文、第１００頁から第１０５頁が、セルの隣接するセクタにおける垂直偏波及び水平偏波信号を論じている。しかしながら、論文は、アクセス端末装置が、隣接するセクタにおけるこのような異なる偏波信号をどのようにして旨く利用し得るかを、開示又は示唆していない。
【００２０】
再度図２を参照すると、セル配列２００のセル２１０は、セル２１０の中央に位置決めされた基地トランシーバ局（“ＢＴＳ”）２３０を具備する。本実施形態に従えば、ＢＴＳ２３０は、垂直偏波ＢＴＳアンテナ２３２及び水平偏波ＢＴＳアンテナ２３４を備える。垂直偏波ＢＴＳアンテナ２３２は、垂直偏波無線信号を送信且つ受信するように構成され、水平偏波ＢＴＳアンテナ２３４は、水平偏波無線信号を送信且つ受信するように構成される。垂直偏波ＢＴＳアンテナ２３２及び水平偏波ＢＴＳアンテナ２３４を利用して、ＢＴＳ２３０は、偏波無線信号を使用してセル配列２００における無線アクセス端末装置と通信することができる。無線アクセス端末装置は、図２に示されていないが、例えば、図１に示される無線モデム１１０のような無線モデムであってもよい。
【００２１】
一実施形態に従えば、ＢＴＳ２３０は、区分化された基地トランシーバ局である。ＢＴＳ２３０は、セル２１０の各セクタに、その特定のセクタに対して指定された偏波で、間断なくパイロット信号を一斉放送する。ＢＴＳ２３０は、セクタ２１６、２２０、及び２２４へ垂直偏波パイロット信号を送信するために、垂直偏波ＢＴＳアンテナ２３２を利用し、セクタ２１４、２１８、及び２２２へ水平偏波パイロット信号を送信するために、水平偏波ＢＴＳアンテナ２３４を利用する。背景として、ＢＴＳ２３０からのデータは、各データフレームが、それに続くメッセージデータ列と同様に、最初のパイロット列を中に含むフレームで送信される。例として、最初のパイロット列は、データフレーム全体の略５％を占めるかも知れない。パイロット列は、一般に、受信側無線アクセス端末装置に認識可能な周知のデータ列である。受信側無線アクセス端末装置は、特定のセクタ及び特定のパイロット信号を送信する基地トランシーバ局を識別するために、パイロット信号の中に含まれるデータ列を使用することができる。垂直及び水平偏波アンテナを両方とも備えた、図１の無線モデム１１０のような無線アクセス端末装置は、ＢＴＳ２３０によって送信される垂直及び水平偏波パイロット信号を両方とも受信する能力を有するだろう。
【００２２】
図２と共に続いて、セル２４０は、セル２１０と同様に組織化されている。基地トランシーバ局２６０（“ＢＴＳ２６０”）は、セル２１０の中央に位置し、垂直及び水平偏波無線信号を夫々送信且つ受信するように構成された垂直偏波ＢＴＳアンテナ２６２及び水平偏波ＢＴＳアンテナ２６４を具備する。ＢＴＳ２６０は、そのセクタに割り当てられた偏波で、セル２４０の各セクタへ間断なくパイロット信号を一斉送信する、区分化された基地トランシーバ局である。ＢＴＳ２６０は、セクタ２４４、２４８、及び２５２へ垂直偏波パイロット信号を送信するために、垂直偏波ＢＴＳアンテナ２６２を利用し、セクタ２４６、２５０、及び２５４へ水平偏波パイロット信号を送信するために、水平偏波ＢＴＳアンテナ２６４を利用する。ＢＴＳ２６０によって送信されるパイロット信号は、垂直及び水平偏波アンテナを備えた、セル配列２００における無線アクセス端末装置によって受信されることができる。無線アクセス端末装置は、例えば、特定のセクタ及び特定のパイロット信号を送信する基地トランシーバ局を識別するために、それが受信するパイロット信号の中にある固有のデータ列を使用することができる。
【００２３】
たとえ、セル２１０及び２４０並びにそれらのセクタが、個別に範囲限定された地域として図２に示されていたとしても、技術的に技量のある人は、セル又はセクタに対する無線周波数受信可能範囲地域が、通常、隣接するセル及び／又はセクタに部分的に重なるということを正しく認識するだろう、ということが注目される。従って，無線アクセス端末装置、特に隣接するセル及び／又はセクタの間の境界線の近くに位置するものは、異なるセル及びセクタから信号を受信するかも知れない。図２は、こうして、セルの中央に位置する基地トランシーバ局が各セクタに偏波パイロット信号を送信するための偏波アンテナを備える、例示的通信システムにおける２セル配列を図示する。一実施形態において、パイロット信号は、特定のセクタ及びパイロット信号を送信する基地トランシーバ局を識別するために、パイロット信号の中にある固有のデータ列を利用する無線アクセス端末装置によって受信される。
【００２４】
図３を参照すると、フローチャート３００は、一実施形態に従う最高の信号対干渉比を有するパイロット信号を選択するための方法例を図示する。信号対干渉比は、所望の信号対干渉信号のパワーの定量化である。従って、信号対干渉比は、受信されたデータ信号の信号品質を表示する。図３のフローチャート３００に図示される処理は、無線通信システムにおいて無線アクセス端末装置によって実行されるような処理を説明し、その無線通信システムは、例えば、ＣＤＭＡ通信システムであってもよい。図示する目的で、フローチャート３００に示される処理は、図１の無線モデム１１０及び図２の例示的セル配列２００を背景にして説明される。そういうものとして、フローチャート３００に図示される処理が、無線モデム１１０とは異なるアクセス端末装置によって、且つセル配列２００とは異なる無線環境において実行されることができることは、明白である。
【００２５】
フローチャート３００は、ステップ３０２で始まる最高の信号対干渉比を有するパイロット信号の選択の処理を図示する。処理は、垂直偏波アンテナを使用する無線アクセス端末装置が無線通信システムの至るところに位置する基地トランシーバ局によって送信される垂直偏波パイロット信号を受信するステップ３０４にとどまる。例えば、無線モデム１１０は、垂直偏波ＢＴＳアンテナ２３２及び垂直偏波ＢＴＳアンテナ２６２によって送信される垂直偏波パイロット信号を受信するための垂直偏波モデムアンテナ１２４を使用することができる。
【００２６】
上に論じたように、１つのセクタ又はセルにおける信号は、通常、近くのセル及びセクタに部分的に重なるので、垂直偏波モデムアンテナ１２４は、セル配列２００の至るところで送信される垂直偏波パイロット信号、即ち、垂直偏波ＢＴＳアンテナ２３２及び垂直偏波ＢＴＳアンテナ２６２の両方によって送信される垂直偏波パイロット信号を受信するかも知れない。同時に、垂直偏波モデムアンテナ１２４は、垂直偏波モデムアンテナ１２４と垂直偏波ＢＴＳアンテナ２３２及び２６２との間の距離及び地形と同様に、例えば，送信のパワーに依存して、垂直偏波ＢＴＳアンテナ２３２及び垂直偏波ＢＴＳアンテナ２６２によって送信される垂直偏波パイロット信号の全てを受信しないかも知れない。
【００２７】
技術的に周知のように、無線信号は、距離に亘ってそのパワーを失い、且つその通路における、丘陵、建築物、及び樹木のような障害物によって反射されることもあり得る。こうして、パイロット信号を中に含む無線信号が垂直偏波モデムアンテナ１２４に到着するとき、いくつかのパイロット信号は、余りにも弱くて受信されることができないかも知れない。それだけでなく、種々のパイロット信号が無線モデム１１０に到着するために異なる通路を通るので、垂直偏波モデムアンテナ１２４は、異なる受信パワー又は信号対干渉比で、種々のパイロット信号を受信する。一旦、パイロット信号が無線モデム１１０によって受信されると、パイロット信号は、パイロット信号における情報を抽出するために、送信器と受信器１２０における受信器モジュールによって復調されることができる。情報信号は、例えば、基地トランシーバ局及びパイロット信号を送信するセクタを識別するデータ列を具備することができる。無線信号の復調に関与させられるステップは、一般に、技術的に周知である。
【００２８】
ステップ３０６で、無線モデム１１０で垂直偏波モデムアンテナ１２４によって受信される垂直偏波パイロット信号は、その信号対干渉比によって順位付けされる。その信号対干渉比による垂直偏波パイロット信号の順位付けは、受信される各パイロット信号の信号品質を測定し、パイロット信号の信号品質をお互いに比較し、且つその信号対干渉比によりパイロット信号を配列することを関与させる。その信号対干渉比による垂直偏波パイロット信号の順位付けは、例えば、ＣＰＵ１１２上を動作するソフトウェアによって実行されることができる。順位付けは、例えば、フラッシュメモリ１１６に蓄積されることができる。
【００２９】
フローチャート３００と共に続いて、ステップ３０８で、無線モデム１１０は、水平偏波パイロット信号を受信するために、垂直偏波モデムアンテナ１２４から水平偏波モデムアンテナ１２６に切り替わる。水平偏波パイロット信号は、セル配列２００における水平偏波ＢＴＳアンテナ２３４及び２６４によって間断なく送信される。且つ、上に論じたように、無線信号は、近くのセル及びセクタに部分的に重なることができるので、水平偏波モデムアンテナ１２６は、セル配列２００の至るところからの水平偏波パイロット信号を受信するかも知れない。水平偏波パイロット信号は、例えば、水平偏波モデムアンテナ１２６とパイロット信号を送信する水平偏波ＢＴＳアンテナとの間の距離及び地形の型に依存して、異なる信号対干渉比で水平偏波モデムアンテナ１２６によって受信される。
【００３０】
ステップ３１０で、水平偏波モデムアンテナ１２６によって受信される水平偏波パイロット信号は、その信号対干渉比によって順位付けされる。ステップ３０６での垂直偏波パイロット信号の順位付けと同様に、水平偏波パイロット信号の順位付けは、例えば、各パイロット信号の信号品質を測定し、パイロット信号の信号品質を比較し、且つその信号対干渉比の順にパイロット信号を配列することを関与させることができる。その信号対干渉比による水平偏波パイロット信号の順位付けは、例えば、ＣＰＵ１１２上を動作するソフトウェアによって実行されることができる。順位付けは、例えば、フラッシュメモリ１１６に蓄積されることができる。
【００３１】
ステップ３１２で、垂直偏波パイロット信号の順位付けは、水平偏波パイロット信号の順位付けと比較される。２つのグループの順位付けを比較することによって、全面的に、最高の信号対干渉比を有するパイロット信号が選択されることができる。パイロット信号に対する信号対干渉比は、パイロット信号を送信する特定のセクタ上の基地トランシーバ局から受信されるデータフレームにおけるメッセージデータ列の信号品質と同様に、データフレームにおける最初のパイロット列の信号品質を表示する。最高の信号対干渉比を有するパイロット信号を選択するための動作は、それから、ステップ３１４で終了する。
【００３２】
最高の信号対干渉比を有するパイロット信号が選択された後、無線モデム１１０は、セクタ及びパイロット信号を送信する基地トランシーバ局を識別し且つ選択するために、パイロット信号の中に含まれる情報を使用する。無線モデム１１０は、パイロット信号を送信する基地トランシーバ局へ識別信号（“ＩＤ信号”）を送出する。ＩＤ信号は、例えば、無線モデム１１０に固有の電子的連続番号であってもよく、その番号は基地トランシーバ局に無線モデム１１０を識別させる。ＩＤ信号は、最高の通信品質を有すると無線モデム１１０が決定した、特定のセクタ上のその局と通信するために無線モデム１１０が選択した、特定の基地トランシーバ局に通知する。本出願において、ＩＤ信号が“セクタ識別”として参照されることも、注目される。無線モデム１１０と選択されたセクタ上の選択された基地トランシーバ局との間の通信は、それから、最高の信号対干渉比を有するパイロット信号の偏波と同じ偏波を使用して実行される。こうして、図３のフローチャート３００は、一実施形態に従い信号受信品質を改善するように、最高の信号対干渉比を有するパイロット信号を選択し、且つセクタ及び最高の信号対干渉比を有するパイロット信号を送信する基地トランシーバ局と通信するための処理を図示する。
【００３３】
パイロット信号を受信して順位付けし、且つその後、最高の信号品質を有するセクタ上の選択された基地局と通信するためのフローチャート３００に示されるステップは、数日毎に周期的に反復される。その理由は、地形の変化、例えば、通路における、建造物及び樹木のような障害物の構成における変化のために、異なる基地トランシーバ局及び／又は異なるセクタが無線モデム１１０との通信のために使用されるべきかどうかを周期的に決定することが必要であるからである。本例は、パイロット信号を順位付けして選択するための信号品質測定値のような、信号対干渉比を使用するけれども、他の信号品質測定値が使用されることができることが明白であることは、注目される。例えば、信号対雑音比測定値も使用されることができる。本出願は、垂直偏波及び水平偏波信号に関して論じられたけれども、本発明も右手方向回り円偏波及び左手方向回り円偏波信号を用いて使用されることもできることも、注目される。
【００３４】
本出願におけるいずれの図にも図示されていない他の実施形態において、無線モデム１１０のような無線アクセス端末装置は、最高の信号対干渉比を有する偏波パイロット信号を受信して選択するために図３に説明された処理を利用する。その後、無線アクセス端末装置は、最高の信号対干渉比を供するパイロット信号の偏波と同じ偏波上の１つ以上の基地トランシーバ局に相当するいくつかのセクタと通信する。１つ以上の基地トランシーバ局の各セクタは、パイロット信号の偏波と同じ偏波上で送信するように構成されるだろう。例えば、最高の信号対干渉比を有するパイロット信号が垂直偏波アンテナ上で受信されるならば、無線アクセス端末装置は、垂直偏波無線信号で１つ以上の基地トランシーバ局におけるいくつかの“垂直偏波セクタ”と通信するだろう。この実施形態において、基地トランシーバ局からの垂直偏波信号は受信され、それから、ダイバーシティを発生させるために組み合わせられる。
【００３５】
種々の実施形態において、本発明は、“偏波の繰り返し使用”のためのシステム及び方法である。本出願において論じられるように、偏波の繰り返し使用は、隣接するセクタに異なる周波数を配分するのではなく、隣接するセクタに直交偏波を配分することを関与させる。上に説明した偏波の繰り返し使用のシステム及び方法を使用すると、種々のセクタ間の干渉は、低減させられる、というのは、その信号がお互いに垂直に偏波しているからである。上に説明した偏波の繰り返し使用の一利点は、より多くの周波数の配分を要求せずに、全体的なシステム容量を高めることである。
【００３６】
技術的に技量のある人達は、情報及び信号が任意の種類の異なる工学及び技術を使用して表現されてもよいことを理解するだろう。例えば、上の説明の至るところで参照されるかも知れない、データ、指示、命令、情報、信号、ビット、シンボル、及びチップは、電圧、電流、電磁波、磁場若しくは磁気粒子、光場（ｏｐｔｉｃａｌ ｆｉｅｌｄ）若しくは光粒子、又はそれらの任意の組み合わせによって、表現されてもよい。
【００３７】
技量のある人達は、更に、この中に開示された実施形態に関連して説明された、種々の図示の論理ブロック、モジュール、回路、及びアルゴリズムステップが、電子的ハードウェア、コンピュータソフトウェア、又は両方の組み合わせとして、実施され得ることを、正しく認識するだろう。このハードウェア及びソフトウェアの互換性を明らかに図示するために、種々の図示の構成要素、ブロック、モジュール、回路、及びステップは、その機能性の点から、一般に、上に説明した。このような機能性がハードウェア又はソフトウェアとして実施されるかどうかは、システム全体に課せられる特定の用途上及び設計上の制限事項に依存する。技量のある技術者は、各々特定の用途に対して様々な方法で、説明された機能性を実施するかも知れないが、このような実施の決定は、本発明の範囲からの離脱を生じさせるものとして解釈されるべきではない。
【００３８】
この中に開示された実施形態に関連して説明された、種々の図示の論理ブロック、モジュール、及び回路は、汎用プロセッサ、ディジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途集積回路（ＡＳＩＣ）、現場プログラム可能ゲートウェイ（ｆｉｅｌｄ ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｇａｔｅ ｗａｙ）（ＦＰＧＡ）若しくは他のプログラム可能論理装置，個別ゲート若しくはトランジスタ論理、個別ハードウェア構成要素又はこの中で説明された機能を実行するために設計されたこれらの任意の組み合わせを用いて実施され又は実行されるかも知れない。汎用プロセッサは、マイクロプロセッサであるかも知れないが、代案において、プロセッサは、任意の従来のプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、又は状態機械（ｓｔａｔｅ ｍａｃｈｉｎｅ）であるかも知れない。プロセッサは、計算装置の組み合わせ，例えば、ＤＳＰ及びマイクロプロセッサ、複数のマイクロプロセッサ、ＤＳＰ核心に関連する１つ以上のマイクロプロセッサ，又は任意の他のこのような構成の組み合わせとしても実施されるかも知れない。
【００３９】
この中に開示された実施形態に関連して説明された方法のステップ又はアルゴリズムは、ハードウェア、プロセッサによって実行されるソフトウェアモジュール、又はその二つの組み合わせに、直接に具体化されるかも知れない。ソフトウェアモジュールは、ＲＡＭメモリ、フラッシュメモリ、ＲＯＭメモリ、ＥＰＲＯＭメモリ、ＥＥＰＲＯＭメモリ、レジスタ、ハードディスク、着脱可能ディスク、ＣＤ‐ＲＯＭ、又は技術的に周知の任意の他の形式の蓄積媒体に、存在するかも知れない。例示的蓄積媒体は、プロセッサが蓄積媒体から情報を読み出し，且つ蓄積媒体へ情報を書き込むことができるような、プロセッサに結合される。代案において、蓄積媒体は、プロセッサと一体化しているかも知れない。プロセッサ及び蓄積媒体は、特定用途集積回路（“ＡＳＩＣ”）に存在するかも知れない。ＡＳＩＣは、無線モデムに存在するかも知れない。代案において、プロセッサ及び蓄積媒体は、無線モデムに個別構成要素として存在するかも知れない。
【００４０】
開示された実施形態についての先の説明は、技術的に技量のあるどのような人も本発明を製品化又は使用することを可能にするように提供される。これらの実施形態に対する種々の変更は、技術的に技量のある人達には容易に明白であり、且つこの中に規定された原理は、本発明の精神又は範囲から離脱しないで、他の実施形態に適用され得る。例えば、上に説明した本発明の実施形態において、アクセス端末装置、即ち、無線モデム１１０は、単一の受信器である。この実施形態において、送信器と受信器モジュール１２０の中の単一の受信器は、無線モデム１１０が、上に説明したように、最高の信号対干渉比（を有するパイロット信号）を受信し、且つ順位付けすることができるように、垂直偏波アンテナ１２４及び水平偏波アンテナ１２６のような、異なる無線モデムアンテナ間で切り替えられなければならない。代案の実施形態において、アクセス端末装置は、各アンテナに対して専用の受信器を有するであろう。その実施形態において、専用の受信器は、アクセス端末装置の種々のアンテナ間で切り替えられることはない。
【００４１】
一実施形態において、本発明の偏波の繰り返し使用の技術は、従来の周波数の繰り返し使用に加えて、使用されることができる。多重送信アンテナ及び多重受信アンテナが、ユーザデータの多重ストリームを伝えるための通信チャンネルによって使用される、ＭＩＭＯ（“多重入力多重出力”）システムに、本発明が使用されることができることも、注目される。従って、本発明は、この中に示された実施形態に限定されるように意図されるものではなく、この中に開示された原理及び斬新な特徴と矛盾がない最大の範囲に一致されるべきものである。
【００４２】
こうして、無線通信における偏波の繰り返し使用を利用するたの方法及びシステムは、説明された。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の一実施形態に従う例示的無線モデム及び例示的無線通信システムのブロック図を示す。
【図２】本発明の実施例を図示するために使用される無線通信システムにおける２セル配列の図示的表現を示す。
【図３】本発明の一実施形態に従う最高の信号対干渉比の選択の処理に対するフローチャートである。

Claims (29)

1. 下記のステップを具備する方法：
   第１の偏波の第１の複数のパイロット信号を受信する；
   前記第１の複数のパイロット信号を順位付けする；
   第２の偏波の第２の複数のパイロット信号を受信する；
   前記第２の複数のパイロット信号を順位付けする；
   信号品質測定値に基づいて前記第１の複数のパイロット信号及び前記第２の複数のパイロット信号からパイロット信号を選択する。
2. 前記第１の複数のパイロット信号を受信する前記ステップの後で、且つ前記第１の複数のパイロット信号を順位付けする前記ステップの前に、前記第１の複数のパイロット信号を復調するステップを更に具備する、請求項１記載の方法。
3. 前記第２の複数のパイロット信号を受信する前記ステップの後で、且つ前記第２の複数のパイロット信号を順位付けする前記ステップの前に、前記第２の複数のパイロット信号を復調するステップを更に具備する、請求項１記載の方法。
4. 前記第１の偏波は前記第２の偏波と直交する、請求項１記載の方法。
5. 前記第１の偏波及び前記第２の偏波は、垂直偏波及び水平偏波から成るグループから選択される、請求項１記載の方法。
6. 前記第１の偏波及び前記第２の偏波は、右手方向回り円偏波及び左手方向回り円偏波から成るグループから選択される、請求項１記載の方法。
7. 前記信号品質測定値は信号対干渉比を有する、請求項１記載の方法。
8. 前記信号品質測定値は信号対雑音比を有する、請求項１記載の方法。
9. 前記第１の複数のパイロット信号を順位付けする前記ステップは、前記信号品質測定値に基づいている、請求項１記載の方法。
10. 前記第２の複数のパイロット信号を順位付けする前記ステップは、前記信号品質測定値に基づいている、請求項１記載の方法。
11. 下記ステップを具備する方法：
    第１の偏波受信システムを利用して受信された第１の複数の偏波パイロット信号の第１の信号品質を測定する、ここにおいて前記第１の複数の偏波パイロット信号の各パイロット信号は、第１の複数のセクタの１つを識別する；
    第２の偏波受信システムを利用して受信された第２の複数の偏波パイロット信号の第２の信号品質を測定する、ここにおいて前記第２の複数の偏波パイロット信号の各パイロット信号は第２の複数のセクタの１つを識別する；
    前記第１の信号品質を前記第２の信号品質と比較することによって、前記第１の複数のセクタ及び前記第２の複数のセクタから一つのセクタを選択する。
12. 前記第１の複数の偏波パイロット信号は、前記第２の複数の偏波パイロット信号に直交する、請求項１１記載の方法。
13. 前記第１の信号品質は、信号対干渉比を使用することによって測定される、請求項１１記載の方法。
14. 前記第２の信号品質は信号対干渉比を使用することによって測定される、請求項１１記載の方法。
15. 前記第１の信号品質は信号対雑音比を使用することによって測定される、請求項１１記載の方法。
16. 前記第２の信号品質は信号対雑音比を使用することによって測定される、請求項１１記載の方法。
17. 前記選択するステップは、基地局へセクタ識別を送出することを具備する、請求項１１記載の方法。
18. 前記選択するステップはさらに下記ステップを具備する、請求項１１記載の方法：
    前記第１の複数の偏波パイロット信号を順位付けする；
    前記第２の複数の偏波パイロット信号を順位付けする。
19. 前記第１の複数の偏波パイロット信号を順位付けする前記ステップは、信号対干渉比測定値に基づいている、請求項１８記載の方法。
20. 前記第２の複数の偏波パイロット信号を順位付けする前記ステップは、信号対干渉比測定値に基づいている、請求項１８記載の方法。
21. 下記を具備するシステム：
    第１の偏波の第１の複数のパイロット信号を受信するように構成された第１のアンテナ；
    第２の偏波の第２の複数のパイロット信号を受信するように構成された第２のアンテナ；
    前記第１の複数のパイロット信号及び前記第２の複数のパイロット信号を復調するように構成された受信器；
    前記第１の複数のパイロット信号及び前記第２の複数のパイロット信号を順位付けするように構成されたＣＰＵ、前記ＣＰＵは信号品質測定値に基づいて前記第１の複数のパイロット信号及び前記第２の複数のパイロット信号からひとつのパイロット信号を選択するように更に構成される。
22. 前記ＣＰＵは前記第１の複数のパイロット信号の第１の順位付け及び前記第２の複数のパイロット信号の第２の順位付けを後記フラッシュメモリモジュールに蓄積する、フラッシュメモリモジュールを更に具備する、請求項２１記載のシステム。
23. 前記第１の偏波は前記第２の偏波に直交する、請求項２１記載のシステム。
24. 前記第１の偏波及び前記第２の偏波は、垂直偏波及び水平偏波から成るグループから選択される、請求項２１記載のシステム。
25. 前記第１の偏波及び前記第２の偏波は、右手方向回り円偏波及び左手方向回り円偏波から成るグループから選択される、請求項２１記載のシステム。
26. 前記信号品質測定値は信号対干渉比を有する、請求項２１記載のシステム。
27. 前記信号品質測定値は信号対雑音比を有する、請求項２１記載のシステム。
28. 前記第１の複数のパイロット信号の前記第１の順位付けは、前記信号品質測定値に基づいている、請求項２２記載のシステム。
29. 前記第２の複数のパイロット信号の前記第２の順位付けは、前記信号品質測定値に基づいている、請求項２２記載のシステム。

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