JP2018502468A - ダイバシティを有する誘導波伝送デバイス及びそれを使用するための方法 - Google Patents

ダイバシティを有する誘導波伝送デバイス及びそれを使用するための方法 Download PDF

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Abstract

本開示の形態は、例えば、第１の電磁波を第１の接合部に誘導して、１以上の誘導波モードを介して伝送媒体の外表面に沿って伝搬するように誘導される第２の電磁波を形成する第１のカプラを含む伝送デバイスを含み得る。これらのモードは、角度偏差及び／又は長手方向変位の関数として変化する包絡線を有する。他の実施形態も開示される。【選択図】図４０

Description

関連出願の相互参照
本出願は、２０１４年１０月２１日出願の米国特許出願第１４／５１９７９９号の優先権を主張する。上記の内容が、ここにすべて説明されるかのように本願に参照によりここに取り込まれる。
本開示は、通信ネットワークにおけるマイクロ波伝送を介した通信に関する。
スマートフォン及び他の可搬デバイスがますます偏在的となるにつれて、データ使用量は増加し、同様に、マクロセル基地局デバイス及び既存の無線インフラは、増加した要求に対処するためにより高い帯域幅能力を必要とする。更なる移動体帯域幅を提供するために、マイクロセル及びピコセルが従来のマクロセルよりも一層小さな領域にカバレッジを与えつつ、スモールセルの配備が進んでいる。
図１は、ここに記載される種々の形態による誘導波通信システムの例示の非限定的な実施形態を示すブロック図である。 図２は、ここに記載される種々の形態による誘電体導波路カプラの例示の非限定的な実施形態を示すブロック図である。 図３は、ここに記載される種々の形態による誘電体導波路カプラの例示の非限定的な実施形態を示すブロック図である。 図４は、ここに記載される種々の形態による誘電体導波路カプラの例示の非限定的な実施形態を示すブロック図である。 図５は、ここに記載される種々の形態による誘電体導波路カプラ及び送受信機の例示の非限定的な実施形態を示すブロック図である。 図６は、ここに記載される種々の形態によるデュアル誘電体導波路カプラの例示の非限定的な実施形態を示すブロック図である。 図７は、ここに記載される種々の形態による双方向誘電体導波路カプラの例示の非限定的な実施形態を示すブロック図である。 図８は、ここに記載される種々の形態による双方向誘電体導波路カプラの例示の非限定的な実施形態を示すブロック図を示す。 図９は、ここに記載される種々の形態による双方向中継器システムの例示の非限定的な実施形態を示すブロック図を示す。 図１０は、ここに記載される誘電体導波路カプラを用いた送波の送信のための方法の例示の非限定的な実施形態のフロー図を示す。 図１１は、ここに記載される種々の形態によるコンピューティング環境の例示の非限定的な実施形態のブロック図である。 図１２は、ここに記載される種々の形態によるモバイルネットワークプラットフォームの例示の非限定的な実施形態のブロック図である。 図１３ａ、１３ｂ及び１３ｃは、ここに記載される種々の形態によるスロット化導波路カプラの例示の非限定的な実施形態を示すブロック図である。 図１４ａ及び１４ｂは、ここに記載される種々の形態による導波路結合システムの例示の非限定的な実施形態を示すブロック図である。 図１５は、ここに記載される種々の形態による誘導波通信システムの例示の非限定的な実施形態を示すブロック図である。 図１６は、ここに記載される種々の形態による伝送デバイスの例示の非限定的な実施形態を示すブロック図である。 図１７は、ここに記載される種々の形態による電磁分布の例示の非限定的な実施形態を示す図である。 図１８は、ここに記載される種々の形態による電磁分布の例示の非限定的な実施形態を示す図である。 図１９は、ここに記載される種々の形態による伝送デバイスの例示の非限定的な実施形態を示すブロック図である。 図２０ａは、ここに記載される種々の形態による伝送デバイスの例示の非限定的実施形態のブロック図であり、図２０ｂは、ここで説明する種々の形態による種々のカプラ形状の例示の非限定的実施形態を提供する。 図２１は、ここに記載される種々の形態による伝送デバイスの例示の非限定的な実施形態のブロック図である。 図２２ａ及び２２ｂは、ここに記載される種々の形態による電磁分布の例示の非限定的な実施形態を示す図である。 図２３は、ここに記載される種々の形態による関数の例示の非限定的な実施形態を示す図である。 図２４は、ここに記載される種々の形態による伝送システムの例示の非限定的な実施形態のブロック図である。 図２５は、ここに記載される種々の形態による伝送システムの例示の非限定的な実施形態のブロック図である。 図２６は、ここに記載される種々の形態による伝送システムの例示の非限定的な実施形態のブロック図である。 図２７は、ここに記載される種々の形態による伝送システムの例示の非限定的な実施形態のブロック図である。 図２８は、ここに記載される種々の形態による送信システムの例示の非限定的実施形態のブロック図である。 図２９は、ここに記載される種々の形態による送信システムの例示の非限定的実施形態のブロック図である。 図３０は、ここに記載される種々の形態による送信システムの例示の非限定的実施形態のブロック図である。 図３１は、ここに記載される種々の形態による送信システムの例示の非限定的実施形態のブロック図である。 図３２は、ここに記載される種々の形態による送信システムの例示の非限定的実施形態のブロック図である。 図３３は、ここに記載される種々の形態による送信システムの例示の非限定的実施形態のブロック図である。 図３４は、ここに記載される種々の形態による送信システムの例示の非限定的実施形態のブロック図である。 図３５は、ここに記載される種々の形態による誘導波通信システムの例示の非限定的実施形態を示すブロック図である。 図３６は、ここに記載される種々の形態による伝送デバイスの例示の非限定的実施形態のブロック図である。 図３７は、ここに記載される種々の形態による導波路結合システムの例示の非限定的実施形態を示すブロック図である。 図３８は、ここに記載される種々の形態による導波路結合システムの例示の非限定的実施形態を示すブロック図である。 図３９は、ここに記載される送信方法の例示の非限定的実施形態のフロー図を示す。 図４０は、ここに記載される伝送方法の例示の非限定的な実施形態のフロー図を示す。
図面を参照して１以上の実施形態がここに記載され、全体を通じて同様の要素に言及するのに同様の符号が使用される。以降の説明において、説明の便宜上、種々の実施形態の完全な理解を与えるために多数の詳細を説明する。しかし、種々の実施形態がこれらの詳細なしに（そして何らかの特定のネットワーク化された環境又は標準を適用することなしに）異なる組合せで実施され得ることは明らかである。
ネットワーク接続を追加の基地局デバイスに与えるために、コアネットワークセル（例えば、マイクロセル及びマクロセル）をコアネットワークのネットワークデバイスにリンクさせるバックホールネットワークがそれに対応して拡張する。同様に、ネットワーク接続を分散アンテナシステムに与えるために、基地局デバイス及びそれらの分散アンテナをリンクする拡張された通信システムが望ましい。代替、増設又は追加のネットワーク接続を可能とするのに誘導波通信システムが提供されてもよいし、導波路として動作する単一の単一配線伝送媒体若しくは誘電体材料として動作する配線若しくは他の導体、及び／又は電磁波の伝送を誘導するように動作する他の伝送媒体などの伝送媒体上の誘導波（例えば、表面波）通信を送信及び／又は受信するのに導波路結合システムが提供されてもよい。
例示の一実施形態では、導波路結合システムにおいて利用される導波路カプラは誘電体材料又は他の低損失絶縁体（例えば、テフロン、ポリエチレンなど）から構成されていてもよいし、導電性（例えば、金属、非金属など）材料又は前述の材料の任意の組合せで構成されていてもよい。詳細な説明全体を通じて「誘電体導波路」への言及は、説明の目的のためであり、実施形態が専ら誘電体材料で構成されることを限定するものではない。他の実施形態では、他の誘電体又は絶縁材料が可能である。絶縁若しくは非絶縁及び単線撚り若しくは複線撚りの配線；配線束、ケーブル、ロッド、レール、パイプを含む他の形状若しくは構成の導体；誘電体パイプ、ロッド、レール若しくは他の誘電体部材などの非導体；導体及び誘電体材料の組合せ；又は他の誘導波伝送媒体などの様々な伝送媒体が、例示の実施形態から逸脱することなく、誘導波通信とともに利用され得ることが分かるはずである。
これら及び／又は他の検討事項について、１以上の実施形態では、伝送デバイスは、第１のデータを含む第１の通信信号を受信する通信インターフェースを含む。送受信機は第１の通信信号に基づいて第１の電磁波を生成して第１のデータを搬送し、第１の電磁波は少なくとも１つキャリア周波数及び少なくとも１つの対応する波長を有する。カプラは誘電体材料によって囲まれた少なくとも１つの内側部分を有する伝送媒体に第１の電磁波を結合し、その誘電体材料は外表面及び対応する外周を有し、伝送媒体への第１の電磁波の結合は非対称モードを含む少なくとも１つの誘導波モードを介して誘電体材料の外表面に沿って伝搬するように誘導される第２の電磁波を形成し、キャリア周波数はミリ波周波数帯域内にあり、対応する波長は伝送媒体の外周未満である。
１以上の実施形態では、伝送デバイスは通信信号に基づいて第１の電磁波を生成してデータを搬送する送信機を含み、第１の電磁波は少なくとも１つキャリア周波数及び少なくとも１つの対応する波長を有する。カプラは第１の電磁波を外表面及び対応する外周を有する単一配線伝送媒体に結合し、単一配線伝送媒体への第１の電磁波の結合は非対称モードを含む少なくとも１つの誘導波モードを介して単一配線伝送媒体の外表面に沿って伝搬するように誘導される第２の電磁波を形成し、キャリア周波数はミリ波周波数帯域内にあり、対応する波長は単一配線伝送媒体の外周未満である。
１以上の実施形態では、方法は、通信信号に基づいて第１の電磁波を生成してデータを搬送することを含み、第１の電磁波は少なくとも１つキャリア周波数及び少なくとも１つの対応する波長を有する。カプラは第１の電磁波を外側誘電体表面及び対応する外周を有する単一配線伝送媒体に結合し、単一配線伝送媒体への第１の電磁波の結合は少なくとも１つの誘導波モードを介して単一配線伝送媒体の外側誘電体表面に沿って伝搬するように誘導される第２の電磁波を形成し、キャリア周波数はミリ波周波数帯域内にあり、対応する波長は単一配線伝送媒体の外周未満である。
１以上の実施形態では、伝送デバイスは、第１のデータを含む第１の通信信号を受信する通信インターフェースを含む。送受信機は、第１の通信信号に基づいて第１の電磁波を生成して第１のデータを搬送し、第１の電磁波が少なくとも１つのキャリア周波数を有する。カプラは誘電体材料によって囲まれた少なくとも１つの内側部分を有する伝送媒体に第１の電磁波を結合し、その誘電体材料は外表面及び対応する外周を有し、伝送媒体への第１の電磁波の結合は、低域側カットオフ周波数を有する非対称モードを含む少なくとも１つの誘導波モードを介して誘電体材料の外表面に沿って伝搬するように誘導される第２の電磁波を形成し、キャリア周波数は低域側カットオフ周波数の制限範囲内となるように選択される。
１以上の実施形態では、伝送デバイスは通信信号に基づいて第１の電磁波を生成してデータを搬送する送信機を含み、第１の電磁波は少なくとも１つのキャリア周波数を有する。カプラは送信機に結合され、外表面を有する単一配線伝送媒体に第１の電磁波を結合し、単一配線伝送媒体への第１の電磁波の結合は低域側カットオフ周波数を有する非対称モードを含む少なくとも１つの誘導波モードを介して単一配線伝送媒体の外表面に沿って伝搬するように誘導される第２の電磁波を形成し、キャリア周波数は低域側カットオフ周波数の制限範囲内となるように選択される。
１以上の実施形態では、方法は、データを搬送する通信信号に基づいて第１の電磁波を生成するステップを含み、第１の電磁波は少なくとも１つのキャリア周波数を有する。カプラは、外表面を有する単一配線伝送媒体に第１の電磁波を結合し、単一配線伝送媒体への第１の電磁波の結合によって、低域側カットオフ周波数を有する非対称モードを含む少なくとも１つの誘導波モードを介して単一配線伝送媒体の外表面に沿って伝搬するように誘導される第２の電磁波を形成し、キャリア周波数は低域側カットオフ周波数の制限範囲内となるように選択される。
１以上の実施形態では、方法は、データを搬送する通信信号に基づいて第１の電磁波を生成するステップを含み、第１の電磁波は少なくとも１つのキャリア周波数を有する。第１の電磁波は、外表面を有する単一配線伝送媒体に結合され、単一配線伝送媒体への第１の電磁波の結合によって、低域側カットオフ周波数を有する非対称モードを含む少なくとも１つの誘導波モードを介して単一配線伝送媒体の外表面に沿って伝搬するように誘導される第２の電磁波を形成し、キャリア周波数は低域側カットオフ周波数の制限範囲内となるように選択される。
ここに記載される種々の実施形態は、配線からの誘導波（例えば、電磁波となる表面誘導波通信）の送波を出射及び抽出するための伝送システムに関する。波長が機器の大きさと比較して小さいミリ波周波数において、送波は、一片又は所定長の誘電体材料又は他のカプラのような導波路によって誘導される波動として伝搬し得る。誘導波の電磁界構造は、カプラの内部及び／又は外部に存在し得る。このカプラが伝送媒体（例えば、配線、電線又は他の伝送媒体）に近接されると、誘導波の少なくとも一部が導波路から結合を解かれて伝送媒体に結合し、配線の表面に対する表面波のような誘導波として伝搬し続ける。
１以上の実施形態では、カプラは、伝送デバイスから第１のデータを搬送する第１の電磁波を受信する受信部を含む。誘導部が、第１の電磁波を伝送媒体に結合するための接合部に第１の電磁波を誘導する。第１の電磁波は、少なくとも１つの第１の誘導波モードを介して伝搬する。伝送媒体への第１の電磁波の結合は、第１の誘導波モードとは異なる少なくとも１つの第２の誘導波モードを介して伝送媒体の外表面に沿って伝搬するように誘導される第２の電磁波を形成する。
１以上の実施形態では、結合モジュールは、第１のデータを搬送する対応の複数の第１の電磁波を受信する複数の受信部を含む。複数の誘導部が、複数の第１の電磁波を伝送媒体に結合するための対応の複数の接合部に複数の第１の電磁波を誘導する。複数の第１の電磁波は少なくとも１つの第１の誘導波モードを介して伝搬し、伝送媒体への複数の第１の電磁波の結合は、少なくとも１つの第１の誘導波モードとは異なる少なくとも１つの第２の誘導波モードを介して伝送媒体の外表面に沿って伝搬するように誘導される複数の第２の電磁波を形成する。
１以上の実施形態では、方法は、伝送デバイスから第１のデータを搬送する第１の電磁波を受信することを含む。第１の電磁波は、第１の電磁波を伝送媒体に結合するための接合部に誘導される。第１の電磁波は少なくとも１つの第１の誘導波モードを介して伝搬し、伝送媒体への第１の電磁波の結合は、第１の誘導波モードとは異なる少なくとも１つの第２の誘導波モードを介して伝送媒体の外表面に沿って伝搬するように誘導される第２の電磁波を形成する。
１以上の実施形態では、伝送デバイスは、第１の電磁波を第１の接合部に誘導して、１以上の誘導波モードを介して伝送媒体の外表面に沿って伝搬するように誘導される第２の電磁波を形成する第１のカプラを含む。この単数又は複数のモードは、角度偏差及び／又は長手方向変位の関数として変化する包絡線を有する。第２のカプラは、伝送媒体からの第３の電磁波を結合する第２の接合部から第３の電磁波を誘導する。第２の接合部は、包絡線の極小に対応するように角度偏差及び／又は長手方向変位で配置される。
１以上の実施形態では、方法は、送信デバイスから第１のデータを搬送する第１の電磁波を生成するステップを含む。第１の電磁波は、第１の方位角で第１の電磁波を伝送媒体に結合するために第１の接合部に誘導されて、少なくとも１つの誘導波モードを介して伝送媒体の外表面に沿って伝搬するように誘導される第２の電磁波を形成する。第２の電磁波は、第１の方位角からの角度偏差及び／又は第１の接合部からの長手方向変位の関数として変化する包絡線を有する。関数は、第１の方位角からの第１の角度偏差及び／又は第１の接合部からの第１の長手方向変位において極小を有する。第３の電磁波は、第１の方位角からの第１の角度偏差及び／又は第１の接合部からの第１の長手方向変位において伝送媒体からの第３の電磁波を結合する第２の接合部から誘導されて、第１の受信機に誘導される第４の電磁波を形成する。
例示の実施形態によると、表面波は、伝送媒体の表面によって誘導される誘導波の一種であり、配線の外部若しくは外表面、誘電体コーティング若しくは絶縁ジャケットの外部若しくは外表面、又は異なる特性（例えば、誘電特性）を有する他のタイプの媒体に隣接若しくは露出した伝送媒体の他の表面を含み得る。実際に、例示の実施形態では、表面波を誘導する伝送媒体の表面は、２つの異なるタイプの媒体間の転移表面となり得る。例えば、裸配線又は非絶縁配線の場合、配線の表面は、空気又は自由空間に露出した裸配線又は非絶縁配線の外側又は外部導電表面となり得る。他の例として、配線の表面は、絶縁配線の場合、絶縁体、空気及び／又は導電体の特性（例えば、誘電特性）の相対差に応じて、さらに誘導波の周波数及び単数又は複数の伝搬モードに応じて、配線の絶縁体部分に対応する配線の導体部分であってもよいし、あるいは空気又は自由空間に露出した配線の絶縁表面であってもよいし、あるいは配線の絶縁表面と配線の絶縁体部分に対応する配線の導電部分との間の任意の材料領域であってもよい。
例示の実施形態によると、表面波などの誘導波は、自由空間／空気を介した無線送波又は配線の導電体を介した電力若しくは信号の従来的な伝搬と対比され得る。実際に、例示の実施形態によると、ここに記載される表面波又は誘導波システムとともに、従来の電力又は信号は依然として配線の導電体を介して伝搬又は伝送可能であるものの、誘導波（表面波及び他の電磁波を含む）が配線の表面の全部又は一部を囲み、低損失で配線に沿って伝搬し得る。例示の実施形態では、表面波は、表面波を誘導するよう作用する伝送媒体の主に又は実質的に外部にある電場構造（例えば、電磁界構造）を有し得る。
例示の実施形態では、ここで採用される誘導波は、配線の外周以上の波長を有する波動に制限される配線に沿う伝搬の手段として用いられるゾンマーフェルト波と対比され得る。例示の実施形態では、ここで採用される誘導波は、基本モードの伝搬を介してかつ少なくとも１つの非対称モードの伝搬に基づかないで動作するＧ−Ｗａｖｅ及びＥ−Ｗａｖｅシステムと対比され得る。例示の実施形態では、ここで採用される誘導波は、光周波数などの周波数で、それよりもはるかに高く、導電性材料の電子の平均衝突周波数γ以上で導体において形成する電子バンチ上に敷設された単一の金属配線に沿う表面プラズモン波伝搬と対比され得る。これらの従来技術のシステムは、導電材料の電子の平均衝突周波数未満のミリ波帯域などの低損失周波数で伝搬する非対称モードを誘導波が含むような伝送媒体に対する誘導波伝搬に対処してこなかった。これらの従来技術のシステムは、誘電体の外表面を中心として集中した電界を有して低損失で伝搬する非対称モードを誘導波が含むような外側誘電体を含む伝送媒体のための誘導波伝搬に対処してこなかった。
例示の実施形態によると、配線に沿って伝搬する電磁波が、配線付近の導波路に沿って伝搬する他の電磁波によって誘起される。電磁波の誘起は、電気回路の一部として配線を介して投入あるいは伝送される何らかの電位、電荷又は電流から独立していてもよい。配線における小電流が配線を介した電磁波の伝搬に応じて形成され得るが、これは配線表面に沿う電磁波の伝搬に起因し得るものであり、電気回路の一部として配線に投入された電位、電荷又は電流に応じて形成されないことが分かるはずである。したがって、配線上を伝搬する電磁波は、配線表面に沿って伝搬するのに回路を必要としない。したがって、配線は、回路を必要としない単一配線伝送線である。また、ある実施形態では、配線は必要ではなく、電磁波は配線ではない単一線伝送媒体に沿って伝搬し得る。
例示の実施形態によると、用語「単一配線伝送媒体」は、配線によって誘導されるがそのような伝搬を補助するのに配線が回路の一部であることを要しない電磁波を介した伝送との関係で用いられる。伝送システムは、異なる波動が単一配線伝送媒体の１つ１つを異ならせることによって誘導される状態で、そのような誘導波を伝送するように作用する複数の単一配線伝送媒体を含み得る。
例示の実施形態によると、誘導波（例えば、表面波）に関連して使用される用語である配線に「対して」とは、基本波伝搬モード及び他の誘導波を含み得る。配線が円形あるいは略円形の断面を有するものとすると、基本モードは、配線の少なくとも部分的に周囲に円形又は略円形電場分布（例えば、電界、磁界、電磁界など）を有する対称モードとなる。さらに、誘導波が円形又は略円形の断面の円形、撚り又は他の配線に「対して」伝搬する場合、それは、基本波伝搬モード（例えば、０次モード）だけでなく、追加的又は代替的に、高次誘導波モード（例えば、１次モード、２次モードなど）、配線周囲の非円形電場分布を有する非対称モード及び／又は他の誘導（例えば、表面）波などの非基本波伝搬モードを含み得る波動伝搬モード（少なくとも１つの誘導波モード）を介して配線に沿って長手方向に伝搬する。ここで使用する用語「略円形」は、完全円から＋／−１５％未満変化した形状を意味する。ここに使用する用語「非円形」は、略円形ではない形状を意味する。
例えば、そのような非円形電場分布は、比較的高い電場強度によって特徴付けられる１以上の軸ローブ及び／又は比較的低い電場強度、ゼロ電場強度若しくは実質的にゼロの電場強度によって特徴付けられる１以上のヌル若しくはヌル領域の片側又は両側となり得る。また、あるいは、例示の実施形態によると、配線の周囲の軸配向の１以上の領域が軸配向の１以上の他の領域よりも高い電界又は磁界強度（又はその組合せ）を有するように、電場分布が、配線の周囲の長手方向軸配向の関数として変化し得る。誘導波が配線に沿って伝搬するにつれて高次モード又は非対称モードの相対位置が変化し得ることが分かるはずである。
非円形断面（すなわち、略非円形断面）を有する他の配線、導体又は誘電体を考慮すると、対称モード及び非対称モードという用語は同様の態様ではあてはまらない。例えば、矩形導波路の基本モードは、円形又は略円形の電磁界分布を有することはない。したがって基本モード及び非基本モードという用語は、より一般的なこの意味では使用され得る。
ここで図１に、誘導波通信システム１００の例示の非限定的な実施形態のブロック図を示す。誘導波通信システム１００は、伝送デバイス、カプラ又は結合モジュールが使用され得る例示の環境を示す。
誘導波通信システム１００は、マクロセルサイト１０２又は他のネットワーク接続に通信可能に結合された１以上の基地局デバイス（例えば、基地局デバイス１０４）を含む分散アンテナシステムであればよい。基地局デバイス１０４は、有線（ファイバ及び／又はケーブル）によって、又は無線（例えば、マイクロ波無線）接続によってマクロセルサイト１０２に接続されることができる。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し、基地局デバイス１０４はマクロセルサイト１０２の接続を共有及び／あるいは使用することができる。基地局デバイス１０４は、電柱１１６に搭載され、又は取り付けられることができる。他の実施形態では、基地局デバイス１０４は、変圧器の付近及び／又は電力線付近の他の適した場所にあればよい。
基地局デバイス１０４は、移動体デバイス１２２及び１２４に対するモバイルネットワークへの接続を促進することができる。電柱１１８及び１２０上又はその付近にそれぞれ搭載されたアンテナ１１２及び１１４は、基地局デバイス１０４からの信号を受信し、それらの信号を移動体デバイス１２２及び１２４に対して、アンテナ１１２及び１１４が基地局デバイス１０４又はその付近に位置していたとした場合よりも一層広い領域にわたって伝送することができる。
なお、図１は簡略化のために１つの基地局デバイスを有する３本の電柱を示す。他の実施形態では、電柱１１６がより多くの基地局デバイスを有していてもよく、分散アンテナとともに１以上の電柱が可能である。
誘電体導波路結合デバイス１０６などの伝送デバイスは、信号を基地局デバイス１０４からアンテナ１１２及び１１４に、電柱１１６、１１８及び１２０を接続する電線又は電力線を介して伝送することができる。信号を伝送するために、無線源及び／又はカプラ１０６は、基地局デバイス１０４からの（周波数混合を介した）信号をアップコンバートし、あるいは基地局デバイス１０４からの信号を、マイクロ波又はミリ波周波数帯域における少なくとも１つのキャリア周波数を有するマイクロ波又はミリ波帯域信号に変換し、誘電体導波路結合デバイス１０６は、電線又は他の配線に沿って伝搬する誘導波（例えば、表面波又は他の電磁波）として伝搬するミリ波帯域波を出射する。電柱１１８において、誘電体導波路結合デバイス１０８などの他の伝送デバイスは、誘導波を受信し（選択的に、それを必要に応じて又は所望により増幅して、それを受信してそれを再生成するデジタル中継器として動作することができ）、それを誘導波（例えば、表面波又は他の電磁波）として電線又は他の配線に転送することができる。誘電体導波路結合デバイス１０８はまた、ミリ波帯域誘導波からの信号を抽出し、それを元のセルラ帯域周波数（例えば、１．９ＧＨｚ又は他の規定セルラ周波数）又は他のセルラ（又は非セルラ）帯域周波数まで周波数低減あるいは変換することができる。アンテナ１１２は、低減された信号を移動体デバイス１２２に伝送する（例えば、無線送信する）ことができる。処理は、必要に応じて又は所望により、誘電体導波路結合デバイス１１０、アンテナ１１４及び移動体デバイス１２４などの他の伝送デバイスによって反復可能である。
移動体デバイス１２２及び１２４からの送波はまた、それぞれアンテナ１１２及び１１４によって受信され得る。誘電体導波路結合デバイス１０８及び１１０上の中継器はセルラ帯域信号をマイクロ波又はミリ波帯域に周波数上昇し、あるいは変換し、その信号を誘導波（例えば、表面波又は他の電磁波）の送波として電力線を介して基地局デバイス１０４に伝送することができる。
例示の実施形態では、システム１００はダイバシティ経路を採用することができ、電柱１１６、１１８及び１２０の間に２以上の電線又は他の配線（例えば、電柱１１６と電柱１２０の間の２以上の配線）が架橋され、基地局１０４からの冗長送波が誘導波として電線又は他の配線の表面を伝送される。電線又は他の配線は絶縁されていても絶縁されていなくてもよく、結合デバイスは、伝送損失をもたらす環境条件に応じて絶縁若しくは非絶縁の電線又は他の配線から選択的に信号を受信することができる。選択は、配線の信号対ノイズ比の測定値に基づき、又は特定される気象／環境条件（例えば、湿度計、天気予報など）に基づいていればよい。システム１００でのダイバシティ経路の使用によって、代替の経路付け能力、負荷バランス、増加した負荷の取扱い、同時双方向又は対称通信、拡散スペクトル通信などが可能となる（より詳細については図８を参照）。
なお、図１における誘電体導波路結合デバイス１０６、１０８及び１１０の使用は例示のみのものであり、他の実施形態では他の使用が可能である。例えば、誘電体導波路結合デバイスは、バックホール通信システムにおいて使用され、基地局デバイスにネットワーク接続を与えることができる。誘電体導波路結合デバイスは、誘導波通信を絶縁又は非絶縁の配線上で伝送することが望ましい多くの環境で使用されることができる。誘電体導波路結合デバイスは、高電圧を搬送し得る配線との接触がなく、又は物理的及び／若しくは電気的接触が限られているため、他の結合デバイスよりも改善されたものとなる。誘電体導波路結合デバイスがあれば、装置は、それが配線に電気的に接触しない限り、配線から離して配置され（例えば、配線から離隔され）及び／又は配線上に配置されることができ、誘電体が絶縁体として作用し、安価、容易及び／又は簡素な設置が可能となる。一方、前述のように、特に、配線が電話網、ケーブルテレビネットワーク、ブロードバンドデータサービス、ファイバ光通信システム、又は低電圧を採用し若しくは絶縁された伝送線を有する他のネットワークに対応する構成では、導電性又は非誘電カプラが採用され得る。
また、例示の実施形態では基地局デバイス１０４及びマクロセルサイト１０２を示すが、他のネットワーク構成が同様に可能である。例えば、アクセスポイント又は他の無線ゲートウェイなどのデバイスが同様の態様で採用されて、無線ローカルエリアネットワーク、無線パーソナルエリアネットワーク、又は８０２．１１プロトコル、ＷＩＭＡＸプロトコル、ＵｌｔｒａＷｉｄｅｂａｎｄプロトコル、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈプロトコル、Ｚｉｇｂｅｅプロトコル若しくは他の無線プロトコルなどの通信プロトコルによって動作する他の無線ネットワークなどの他のネットワークの範囲を拡張することができる。
ここで図２に、ここに開示される種々の形態による誘電体導波路結合システム２００の例示の非限定的な実施形態のブロック図を示す。システム２００は、誘電体導波路２０４の導波路表面に対して誘導波として伝搬する波動２０６を有する誘電体導波路２０４を備える。例示の実施形態では、誘電体導波路２０４は湾曲しており、ここに記載するように導波路２０４と配線２０２の間の結合を促進するために導波路２０４の少なくとも一部分が配線２０２の付近に配置され得る。誘電体導波路２０４は、湾曲した誘電体導波路２０４の一部分が配線２０２に平行又は実質的に平行となるように配置され得る。配線に平行となる誘電体導波路２０４の部分が、曲線の頂点に、又は曲線の接線が配線２０２に平行となる任意の点となり得る。誘電体導波路２０４がそれにより位置決め又は配置される場合、誘電体導波路２０４に沿って伝搬する波動２０６は、配線２０２に少なくともある程度結合し、配線２０２の配線表面の周囲に又はそれを中心にかつ配線２０２に沿って長手方向に誘導波２０８として伝搬する。他のタイプの誘導波２０８も例示の実施形態を逸脱することなく同様に対応可能であるが、誘導波２０８は表面波又は他の電磁波として特徴付けられ得る。配線２０２に結合しない波動２０６の一部は、誘電体導波路２０４に沿って波動２１０として伝搬する。誘電体導波路２０４は、配線２０２に対する波動２０６の結合又は非結合の所望レベルを実現するように配線２０２に関して様々な位置において構成及び配置され得ることが分かるはずである。例えば、ワイヤ２０２に平行又は実質的に平行で誘電体導波路２０４の曲率及び／又は長さ、そしてその離隔距離（例示の実施形態では離隔距離なしを含み得る）は、例示の実施形態から逸脱することなく変化し得る。同様に、配線２０２に対する誘電体導波路２０４の配置は、配線２０２及び誘電体導波路２０４のそれぞれの内在的特性（例えば、厚さ、組成、電磁特性など）、そして波動２０６及び２０８の特性（例えば、周波数、エネルギーレベルなど）を考慮して変わり得る。
誘導波２０８は、配線２０２が湾曲及び屈曲したとしても配線２０２に平行又は実質的に平行な方向に伝搬する。配線２０２における曲げによって伝送損失が増加し、それは配線径、周波数及び材料にも依存する。誘電体導波路２０４の寸法が有効な電力伝達のために選択される場合、電力は波動２１０にはほとんど残らずに、波動２０６の電力の大部分が配線２０２に伝達される。誘導波２０８は（ここに記載される）性質上それでも複数モードとなり、基本伝送モードを伴って又は伴わずに、配線２０２に平行又は実質的に平行な経路に沿って伝搬しつつ、非基本又は非対称となるモードを有することが分かるはずである。例示の実施形態では、非基本又は非対称のモードは、伝送損失を最小化させ、及び／又は増加した伝搬距離を得るのに利用され得る。
なお、平行という用語は、一般に現実のシステムにおいて厳密に実現可能ではないこともある幾何学的構成概念である。したがって、本開示で利用される平行という用語は、本開示で開示される実施形態を説明するのに使用される場合に、厳密な構成ではなく、近似を表す。例示の実施形態では、実質的に平行とは、全ての寸法において真の平行の３０度以内である近似を含み得る。
例示の実施形態では、波動２０６は、１以上の波動伝搬モードを示し得る。誘電体導波路モードは、導波路２０４の形状及び／又は設計に依存し得る。波動２０６の１以上の誘電体導波路モードは、配線２０２に沿って伝搬する誘導波２０８の１以上の波動伝搬モードを生成し、それに影響を及ぼし、又はそれに悪影響を与え得る。例示の実施形態では、配線２０２上の波動伝搬モードは、波動２０６及び２０８の双方がそれぞれ誘電体導波路２０４及び配線２０２の外側に対して伝搬するので、誘電体導波路モードと同様となり得る。ある実施形態では、波動２０６が配線２０２に結合するので、誘電体導波路２０４と配線２０２の間の結合に起因して、モードが形態を変化させ得る。例えば、誘電体導波路２０４及び配線２０２のサイズ、材料及び／又はインピーダンスにおける相違が、誘電体導波路モードに存在しない追加のモードを形成し、及び／又は誘電体導波路モードの一部を抑制し得る。波動伝搬モードは、小さな電界及び／又は電磁界しか伝搬の方向に拡がらず、誘導波が配線に沿って伝搬しつつ電界及び磁界が放射状に外向きに拡がる基本横電磁モード（準ＴＥＭ００）を備え得る。この誘導波モードはドーナツ状となり、誘電体導波路２０４又は配線２０２内には少しの電磁界しか存在しない。波動２０６及び２０８は、電場が放射状に外向きに拡がる基本ＴＥＭモードを備え、他の非基本（例えば、非対称、高次レベルなどの）モードも備え得る。特定の波動伝搬モードを上述したが、採用される周波数、誘電体導波路２０４の設計、配線２０２の寸法及び組成、そしてその表面特性、その選択的絶縁、周囲環境の電磁特性などに基づいて、横電界（ＴＥ）及び縦磁界（ＴＭ）モードなどの他の波動伝搬モードも同様に可能である。なお、周波数、配線２０２の電気的及び物理的特性並びに生成される特定の波動伝搬モードに応じて、誘導波２０８は、酸化非絶縁配線、非酸化非絶縁配線、絶縁配線の導電表面に沿って、及び／又は絶縁配線の絶縁表面に沿って伝搬し得る。
例示の実施形態では、誘電体導波路２０４の直径は、配線２０２の直径よりも小さい。使用されるマイクロ波又はミリ帯域波長について、誘電体導波路２０４は、波動２０６を構成する単一の導波路モードに対応する。この単一の導波路モードは、それが配線２０２に表面波２０８として結合するにつれて変化し得る。誘電体導波路２０４がより大きいとした場合、２以上の導波路モードが支持され得るが、これら追加の導波路モードは配線２０２に効率的には結合することはなく、より高い結合損失が生じ得る。ただし、ある代替の実施形態では、例えば、より高い結合損失が望ましい場合、あるいは結合損失を低減する他の技術（例えば、テーパとのインピーダンス整合など）と併用される場合に、誘電体導波路２０４の直径は配線２０２の直径以上であってもよい。
例示の実施形態では、波動２０６及び２０８の波長は、誘電体導波路２０４及び配線２０２の外周と同等かそれ未満である。一例において、配線２０２が０．５ｃｍの直径及び対応する約１．５ｃｍの外周を有する場合、送波の波長は約１．５ｃｍ以下であり、これは２０ＧＨｚ以上の周波数に対応する。他の実施形態では、送波及び搬送波信号の適切な周波数は、３０〜１００ＧＨｚの範囲、おそらくは約３０〜６０ＧＨｚ、一例では約３８ＧＨｚである。例示の実施形態では、誘電体導波路２０４及び配線２０２の外周が送波の波長と同等かそれより大きい場合、波動２０６及び２０８は、ここに記載する種々の通信システムに対応する充分な距離を介して伝搬する基本及び／又は非基本（対称及び／又は非対称）モードを含む複数の波動伝搬モードを示し得る。したがって、波動２０６及び２０８は、２以上のタイプの電界及び磁界構成を備え得る。例示の実施形態では、誘導波２０８が配線２０２を伝搬しても、電界及び磁界構成は配線２０２の端部から端部まで同じとなる。他の実施形態では、誘導波２０８が干渉に衝突し、又は伝送損失に起因してエネルギーを失うので、誘導波２０８が配線２０２を伝搬するにつれて電界及び磁界構成が変化し得る。
例示の実施形態では、誘電体導波路２０４は、ナイロン、テフロン、ポリエチレン、ポリアミド又は他のプラスチックで構成され得る。他の実施形態では、他の誘電体材料が可能である。配線２０２の配線表面は、無被覆の金属表面による金属製であってもよいし、プラスチック、誘電体、絶縁体又は他のシースを用いて絶縁されていてもよい。例示の実施形態では、誘電体あるいは非導電性／絶縁導波路は、無被覆／金属製配線又は絶縁配線のいずれかと対とされていてもよい。他の実施形態では、金属製及び／又は導電性の導波路が、無被覆／金属製配線又は絶縁配線と対とされていてもよい。例示の実施形態では、配線２０２の無被覆金属表面上の（例えば、酸素／空気への無被覆金属表面の露出からもたらされる）酸化層はまた、絶縁体又はシースによって提供されるものと同様の絶縁又は誘電特性を与えることができる。
なお、波動２０６、２０８及び２１０の図示は、例えば単一配線伝送線として動作する配線２０２において波動２０６が誘導波２０８を誘起あるいは出射する原理を単に説明するために開示される。波動２１０は、誘導波２０８の生成後に誘電体導波路２０４に残る波動２０６の部分を示す。そのような波動伝搬の結果として生成される実際の電界及び磁界は、採用される周波数、特定の単一又は複数の波動伝搬モード、誘電体導波路２０４の設計、配線２０２の寸法及び組成、そしてその表面特性、その選択的絶縁、周囲環境の電磁特性などに応じて変化し得る。
なお、誘電体導波路２０４は、誘電体導波路２０４の終端に、波動２１０からの残りの放射又はエネルギーを吸収することができる終端回路又はダンパー２１４を含み得る。終端回路又はダンパー２１４は、送信機回路２１２に反射して戻る波動２１０からの残存の放射を防止及び／又は最小化することができる。例示の実施形態では、終端回路又はダンパー２１４は、インピーダンス整合を行って反射を減衰させる終端抵抗及び／又は他の構成要素を含み得る。ある実施形態では、結合効率が充分に高く及び／又は波動２１０が充分に小さい場合、終端回路又はダンパー２１４を使用しなくてもよい。簡略化のために、これらの送信機及び終端回路又はダンパー２１２及び２１４は他の図面には図示されていないが、それらの実施形態において、送信機及び終端回路又はダンパーがおそらくは使用され得る。
また、単一の誘導波２０８を生成する単一の誘電体導波路２０４が提示されるが、配線２０２に沿う異なる点に及び／又は配線に対して異なる軸配向で配置された複数の誘電体導波路２０４が同一若しくは異なる周波数で、同一若しくは異なる位相で、及び／又は同一若しくは異なる波動伝搬モードで複数の誘導波２０８を生成及び受信するのに採用され得る。単一又は複数の誘導波２０８は、位相シフトキーイング、周波数シフトキーイング、直交振幅変調、振幅変調、マルチキャリア変調などの変調技術を介して、及び周波数分割多重化、時分割多重化、符号分割多重化、波動伝搬モードを異ならせること並びに他の変調及びアクセス戦略を介する多重化などのマルチアクセス技術を介してデータを伝達するように変調され得る。
ここで図３に、ここに記載される種々の形態による誘電体導波路結合システム３００の例示の非限定的な実施形態のブロックを示す。システム３００は、誘電体導波路３０４、及び配線３０２の配線表面に対して誘導波として伝搬する波動３０６を有する配線３０２を備えるカプラを実装する。例示の実施形態では、波動３０６は、表面波又は他の電磁波として特徴付けられ得る。
例示の実施形態では、誘電体導波路３０４は、湾曲し、あるいは曲率を有し、湾曲誘電体導波路３０４の一部分が配線３０２に平行又は実質的に平行となるように配線３０２付近に配置され得る。配線に平行な誘電体導波路３０４の一部分は、曲線の頂点又は曲線の接線が配線３０２に平行となる任意の点となり得る。誘電体導波路３０４が配線付近にある場合、配線３０２に沿って伝搬する誘導波３０６は誘電体導波路３０４に結合して誘電体導波路３０４に対して誘導波３０８として伝搬し得る。誘電体導波路３０４に結合しない誘導波３０６の一部は、配線３０２に沿って誘導波３１０（例えば、表面波又は他の電磁波）として伝搬する。
配線３０２及び誘電体導波路３０４が湾曲及び屈曲したとしても、誘導波３０６及び３０８は、それぞれ配線３０２及び誘電体導波路３０４に平行なままである。曲げによって伝送損失が増加し、それは配線径、周波数及び材料にも依存する。誘電体導波路３０４の寸法が有効な電力伝達のために選択される場合、誘導波３０６のエネルギーの大部分が誘電体導波路３０４に結合され、誘導波３１０にほとんど残らない。
例示の実施形態では、受信機回路は波動３０８を受信するために導波路３０４の端部に配置され得る。終端回路は、導波路３０４に結合する誘導波３０６と反対方向に伝搬する誘導波を受信するために、導波路３０４の対向端部に配置され得る。したがって、終端回路は、受信機回路によって受信される反射を防止及び／又は最小化することになる。反射が小さい場合には、終端回路はなくてもよい。
なお、表面波３０６の選択された偏波が誘導波２０８として誘電体導波路３０４に結合されるように構成され得る。例えば、誘導波３０６がそれぞれの偏波とともに誘導波又は波動伝搬モードから構成される場合、誘電体導波路３０４は、選択された偏波の１以上の誘導波を受信するように構成され得る。したがって、誘電体導波路３０４に結合する誘導波３０８は、選択された偏波の１以上に対応する誘導波の組であり、さらに誘導波３１０は選択された偏波に一致しない誘導波を備え得る。
誘電体導波路３０４は、誘電体導波路３０４が配置された配線３０２の周囲の角度／回転（カプラの軸配向）及び誘導波の電場構造の軸パターンに基づいて特定の偏波の誘導波を受信するように構成され得る。例えば、カプラが誘導波を水平アクセスに沿って供給するように配向され、かつ誘導波３０６が水平に偏向される（すなわち、誘導波の電場構造が水平軸に集中する）場合、誘導波３０６の大部分は波動３０８として誘電体導波路に伝達する。他の事例では、誘電体導波路３０４が配線３０２の周りに９０度回転される場合、誘導波３０６からのエネルギーの大部分は誘導波３１０として配線に結合されたままとなり、わずかな部分しか波動３０８として配線３０２に結合されないことになる。
なお、波動３０６、３０８及び３１０は、明細書において図３及び他の図面において３個の丸印を用いて示される。これらの印は、概略的な誘導波を示すのに使用され、波動３０６、３０８及び３１０が必ずしも円偏波あるいは円配向されることを示唆するものではない。実際に、波動３０６、３０８及び３１０は、電場が放射状に外向きに拡がる基本ＴＥＭモードを備えることも、他の非基本（例えば、高次レベルなどの）モードを備えることもある。これらのモードは、同様に性質上、非対称（例えば、放射状、左右対称、三角形、四角形）となり得る。
また、配線を介した誘導波通信は全二重であってもよく、双方向に同時の通信が可能となる。一方向に伝搬する波動は、反対方向に伝搬する波動を通過し得る。電磁界は、波動に適用される重ね合せの原理によって特定の点で短時間に打ち消され得る。反対方向に伝搬する波動は、他方の波動がそこに存在しないかのように伝搬するが、観察者に対する合成効果は定在波パターンとなり得る。誘導波が相互に通過して重ね合せの状態ではなくなると、干渉が弱まる。誘導波（例えば、表面波又は他の電磁波）が導波路に結合して配線から離れるにつれて、他の誘導波（例えば、表面波又は他の電磁波）に起因するいずれの干渉も減少する。例示の実施形態では、誘導波３０６（例えば、表面波又は他の電磁波）が誘電体導波路３０４に近づくにつれて、配線３０２上を左から右に伝搬する他の誘導波（例えば、表面波又は他の電磁波）（不図示）が通過して局部的干渉をもたらす。誘導波３０６が波動３０８として誘電体導波路３０４に結合して配線３０２から離れるにつれて、通過する誘導波のいずれの干渉も弱まる。
なお、電磁波３０６、３０８及び３１０の図示は、誘導波３０６が誘電体導波路３０４上に波動３０８を誘起あるいは出射する原理を単に示すように提示される。誘導波３１０は、波動３０８の生成後に配線３０２に残存する誘導波３０６の部分を示す。そのような誘導波伝搬の結果として生成される実際の電界及び磁界は、誘電体導波路の形状及び／又は設計、配線に対する誘電体導波路の相対位置、採用される周波数、誘電体導波路３０４の設計、配線３０２の寸法及び組成、そしてその表面特性、その選択的絶縁、周囲環境の電磁特性などの１つ以上に応じて変化し得る。
ここで図４に、ここに記載される種々の形態による誘電体導波路結合システム４００の例示の非限定的な実施形態のブロック図を示す。システム４００は、誘電体導波路４０４の導波路表面に対して誘導波として伝搬する波動４０６を有する誘電体導波路４０４を備えるカプラを実装する。例示の実施形態では、誘電体導波路４０４は湾曲し、誘電体導波路４０４の一端は配線４０２に緊結、固定あるいは機械的に結合され得る。誘電体導波路４０４の端部が配線４０２に固定される場合、誘電体導波路４０４の端部は配線４０２に平行又は実質的に平行となる。代替的に、固定又は結合部が配線４０２に平行又は実質的に平行となるように、端部を超える誘電体導波路の他の部分が配線４０２に固定又は結合され得る。結合デバイス４１０は、誘電体導波路４０４から分離され、又は誘電体導波路４０４の一体化された構成要素として構成されるナイロンケーブル紐又は他のタイプの非導電性／誘電体材料であればよい。他の実施形態では、誘電体導波路４０４は、カプラと配線４０２の間のエアギャップを残し、配線４０２から機械的に結合されなくてもよい。誘電体導波路４０４は、配線４０２を囲むことなく配線４０２に隣接し得る。
誘電体導波路４０４が端部を配線４０２に平行にして配置される場合、誘電体導波路４０４に沿って伝搬する誘導波４０６は配線４０２に結合し、配線４０２の配線表面に対して誘導波４０８として伝搬する。例示の実施形態では、誘導波４０８は、表面波又は他の電磁波として特徴付けられ得る。
なお、波動４０６及び４０８の図示は、波動４０６が、例えば単一配線伝送線として動作する配線４０２上で誘導波４０８を誘起あるいは出射する原理を単に示すように提示される。そのような波動伝搬の結果として生成される実際の電界及び磁界は、誘電体導波路の形状及び／又は設計、配線に対する誘電体導波路の相対位置、採用される周波数、誘電体導波路４０４の設計、配線４０２の寸法及び組成、そしてその表面特性、その選択的絶縁、周囲環境の電磁特性などの１つ以上に応じて変化し得る。
例示の実施形態では、結合効率を増加させるために、誘電体導波路４０４の端部は、配線４０２に向かってテーパ状となる。実際に、本開示の例示の実施形態によると、誘電体導波路４０４の端部のテーパ化は、インピーダンス整合を配線４０２に与えることができる。例えば、図４に示すように波動４０６と波動４０８の間の所望のレベルの結合を得るために、誘電体導波路４０４の端部は徐々にテーパ状となっていてもよい。
例示の実施形態では、結合デバイス４１０は、結合デバイス４１０と誘電体導波路４０４の端部との間に短い誘電体導波路４０４が存在するように配置され得る。最大結合効率は、結合デバイス４１０を超える誘電体導波路４０４の端部の長さが、どのような周波数が伝送されていても、少なくとも数波長分の長さである場合に実現されるが、より短い長さも可能である。
ここで図５に、ここに記載される種々の形態による誘電体導波路カプラ及び送信機システム５００（ここではまとめてシステム５００という）の例示の非限定的な実施形態のブロック図を示す。システム５００は、波動（例えば、誘電体導波路５０２への誘導波５０４）を出射及び受信する送信機／受信機デバイス５０６を備えるカプラを有する伝送デバイスを実装する。誘導波５０４は、通信インターフェース５０１によって基地局デバイス５０８、移動体デバイス５２２又は建造物５２４に対して送受信される信号を搬送するのに使用され得る。通信インターフェース５０１は、システム５００の一体化部分となり得る。代替的に、通信インターフェース５０１は、システム５００に繋ぎ留められてもよい。通信インターフェース５０１は、種々の無線シグナリングプロトコル（例えば、ＬＴＥ，ＷｉＦｉ、ＷｉＭＡＸなど）のいずれかを利用して基地局５０８、移動体デバイス５２２又は建造物５２４とインターフェースするための無線インターフェースを備え得る。通信インターフェース５０１はまた、基地局５０８又は建造物５２４に信号を送信するためのファイバ光学線、同軸ケーブル、撚線対又は他の適切な有線媒体などの有線インターフェースを備え得る。システム５００が中継器として機能する実施形態については、通信インターフェース５０１はなくてもよい。
通信インターフェース５０１の出力信号（例えば、Ｔｘ）は、周波数ミキサ５１０において局部発振器５１２によって生成されたミリ波搬送波に合成され得る。周波数ミキサ５１０は、ヘテロダイン技術又は通信インターフェース５０１からの出力信号を周波数シフトする他の周波数シフト技術を用いることができる。例えば、通信インターフェース５０１及びそこから送信される信号は、ロングタームエボリューション（ＬＴＥ）無線プロトコル又は他の無線３Ｇ、４Ｇ、５Ｇ若しくはより高いレベルの音声及びデータプロトコル、Ｚｉｇｂｅｅ、ＷＩＭＡＸ、ＵｌｔｒａＷｉｄｅｂａｎｄ若しくはＩＥＥＥ８０２．１１無線プロトコル又は他の無線プロトコルに従ってフォーマットされた直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）信号などの変調信号であればよい。例示の実施形態では、この周波数変換はアナログ領域で実行可能であり、結果として周波数シフトは、基地局５０８、移動体デバイス５２２又は建造物内デバイス５２４が用いる通信プロトコルのタイプにかかわらず実行可能である。新たな通信技術が開発されるにつれて、通信インターフェース５０１はアップグレード又は交換され、周波数シフト及び送信装置が残り、アップグレードを簡略化することができる。そして、搬送波は、電力増幅器（「ＰＡ」）５１４に送信され、ダイプレクサ５１６を介して送信機／受信機デバイス５０６を介して送出され得る。
通信インターフェース５０１に向けられた送信機／受信機デバイス５０６からの受信信号は、ダイプレクサ５１６を介して他の信号から分離され得る。そして、送波は、増幅のための低ノイズ増幅器（「ＬＮＡ」）５１８に送出され得る。周波数ミキサ５２０は、局部発振器５１２からの補助とともに、（ある実施形態ではミリ波帯域又は約３８ＧＨｚである）送波を本来の周波数に低下させることができる。そして、通信インターフェース５０１は入力ポート（Ｒｘ）において送波を受信することができる。
一実施形態では、送信機／受信機デバイス５０６は円筒形若しくは非円筒形金属（例えば、一実施形態では空洞であるが、必ずしも寸法通りに描かれていない）又は他の導電性若しくは非導電性導波路を含み、誘電体導波路５０２の端部は、送信機／受信機デバイス５０６が送波を生成する場合に誘導波が誘電体導波路５０２に結合して誘電体導波路５０２の導波路表面に対して誘導波５０４として伝搬するように、導波路又は送信機／受信機デバイス５０６内又はその付近に配置されていればよい。ある実施形態では、誘導波５０４は、ある程度は誘電体導波路５０２の外表面上を、ある程度は誘電体導波路５０２の内部を伝搬し得る。他の実施形態では、誘導波５０４は、実質的又は完全に誘電体導波路５０２の外表面を伝搬し得る。さらに他の実施形態では、誘導波５０４は、実質的又は完全に誘電体導波路５０２の内部を伝搬し得る。この後者の実施形態では、誘導波５０４は、図４の配線４０２などの伝送媒体に結合するための誘電体導波路５０２の端部（図４に示すテーパ状端部など）で放射し得る。同様に、誘導波５０４が（配線から誘電体導波路５０２に結合されて）入来する場合には、誘導波５０４は送信機／受信機デバイス５０６に入射して円筒形導波路又は導電性導波路に結合する。送信機／受信機デバイス５０６は独立した導波路を含むものとして示されるが、独立した導波路なしに、導波路５０２上の誘導波を誘起するのに、アンテナ、キャビティ共振器、クライストロン、マグネトロン、進行波管又は他の照射要素が採用され得る。
一実施形態では、誘電体導波路５０２は、そこに金属あるいは導電性材料を有することなく、全体として誘電体材料（又は他の適切な絶縁材料）で構成され得る。誘電体導波路５０２は、ナイロン、テフロン、ポリエチレン、ポリアミド、他のプラスチック、又は非導電性であってそのような材料の外表面上に少なくともある程度電磁波の伝送を促進するのに適した他の材料で構成され得る。他の実施形態では、誘電体導波路５０２は、導電性／金属のコアを含み、外部誘電体表面を有し得る。同様に、誘電体導波路５０２によって誘起される電磁波を伝搬するために、又は誘電体導波路５０２に電磁波を供給するために誘電体導波路５０２に結合する伝送媒体は、全体としてそこに金属あるいは導電性材料を有しない誘電体材料（又は他の適切な絶縁材料）から構成され得る。
なお、図５Ａは送信機／受信機デバイス５０６の開口が誘電体導波路５０２よりも非常に広いことを示すが、これは寸法通りではなく、他の実施形態では、誘電体導波路５０２の幅は空洞の導波路の開口と同等であるか又は若干小さい。また、図示していないが、一実施形態では、送信機／受信機デバイス５０６に挿入される導波路５０２の端部は、反射を減少させて結合効率を増加させるためにテーパ化される。
送信機／受信機デバイス５０６は通信インターフェース５０１に通信可能に結合されてもよいし、代替的に、送信機／受信機デバイス５０６は図１に示す１以上の分散アンテナ１１２及び１１４に通信可能に結合されてもよい。他の実施形態では、送信機／受信機デバイス５０６は、バックホールネットワークのための中継器システムの部分を備え得る。
誘電体導波路５０２への結合の前に、送信機／受信機デバイス５０６によって生成される誘導波の１以上の導波路モードは、誘導波５０４の１以上の波動伝搬モードを誘起する誘電体導波路５０２に結合し得る。誘導波５０４の波動伝搬モードは、中空金属導波路と誘電体導波路との特性の相違に起因して中空金属導波路モードとは異なり得る。例えば、誘導波５０４の波動伝搬モードは基本横電磁モード（準ＴＥＭ００）を備え、小さな電界及び／又は磁界しか伝搬方向に拡がらず、誘導波は誘電体導波路５０２に沿って伝搬しながら電界及び磁界は誘電体導波路５０２から放射状に外向きに拡がる。基本横方向電磁モード波動伝搬モードは、中空の導波路内部には存在しないこともある。したがって、送信機／受信機デバイス５０６によって用いられる中空金属導波路モードは、誘電体導波路５０２の波動伝搬モードに効果的かつ効率的に結合し得る導波路モードである。
ここで図６に、ここに記載される種々の形態によるデュアル誘電体導波路結合システム６００の例示の非限定的な実施形態を示すブロック図を示す。例示の実施形態では、結合モジュールが、誘導波６０８を受信するために配線６０２の周囲に位置決めされた２以上の誘電体導波路（例えば、６０４及び６０６）とともに示される。例示の実施形態では、誘導波６０８は、表面波又は他の電磁波として特徴付けられ得る。例示の実施形態では、誘導波６０８を受信するのに１つの誘電体導波路で充分である。その場合、誘導波６０８は、誘電体導波路６０４に結合し、誘導波６１０として伝搬する。誘導波６０８の電場構造が種々の外部要因に起因して配線６０２の周囲で振動又は波動する場合には、誘電体導波路６０６が、誘導波６０８が誘電体導波路６０６に結合するように配置され得る。ある実施形態では、配線６０２の周囲で振動又は回転し、異なる軸配向で誘起され、又は例えばローブ及び／若しくはヌル又は配向依存の他の非対称性を有する非基本モード若しくはより高次のモードを有する誘導波を受信するために、４本以上の誘電体導波路が配線６０２の一部分の周りに例えば９０度で又は相互に他の間隔で配置され得る。ただし、例示の実施形態から逸脱することなく配線６０２の一部分の周囲に配置される４本未満の又は４本より多い誘電体導波路があってもよいことが分かるはずである。また、ある例示の実施形態は配線６０２の少なくとも一部分の周囲にある複数の誘電体導波路を提示したが、この複数の誘電体導波路は、複数の誘電体導波路の部分的構成要素を有する単一の誘電体導波路システムの一部としてみることもできる。例えば、２以上の誘電体導波路が、誘電体導波路が単一のシステムによって（手動的又は自動的に）相互に事前に位置決めされ、又は調整可能となるように、単一の設備において配線の周囲に設置され得る単一のシステムとして製造されてもよい。誘電体導波路６０６及び６０４に結合された受信機は、信号品質を最大化するために誘電体導波路６０６及び６０４の双方から受信される信号を合成するダイバシティ合成を用いることができる。他の実施形態では、誘電体導波路６０４及び６０６の一方又は他方が所定の閾値以上の送波を受信する場合、受信機は使用する信号を決定する際に選択ダイバシティを用いることができる。
なお、波動６０８及び６１０の図示は、誘導波６０８が誘電体導波路６０４上で波動６１０を誘起あるいは出射する原理を単に示すように提示される。そのような波動伝搬の結果として生成される実際の電界及び磁界は、採用される周波数、誘電体導波路６０４の設計、配線６０２の寸法及び組成、そしてその表面特性、その選択的絶縁、周囲環境の電磁特性などに応じて変化し得る。
ここで図７に、ここに記載される種々の形態による双方向の誘電体導波路結合システム７００の例示の非限定的な実施形態のブロック図を示す。２本の誘電体導波路７０４及び７１４を含む結合モジュールを有する伝送デバイスを実装するそのようなシステム７００は、配線７０２に沿って伝搬する誘導波（例えば、表面波又は他の電磁波）が波動７０６として誘電体導波路７０４に結合され、その後中継器デバイス７１０によって昇圧又は中継されて誘電体導波路７１４上に誘導波７１６として出射されるように配線７０２付近に配置され得る。そして、誘導波７１６は、配線７０２に結合して配線７０２に沿って伝搬し続けることができる。例示の実施形態では、中継デバイス７１０は、電力線となり得る配線７０２との磁気結合を介して昇圧又は中継のために利用される電力の少なくとも一部を受信し得る。
ある実施形態では、中継器デバイス７１０は波動７０６に対応付けられた送波を中継することができ、他の実施形態では、中継器デバイス７１０は中継器デバイス７１０付近に配置された分散アンテナシステム及び／又は基地局デバイスに対応付けられ得る。受信機導波路７０８は誘電体導波路７１４から波動７０６を受信することができ、送信機導波路７１２は誘電体導波路７０４に誘導波７１６を出射することができる。受信機導波路７０８と送信機導波路７１２の間において、誘導波通信に関連する信号損失及び他の非効率性を補正するように、信号が増幅され、又はそこに含まれて送信用に再生成されるデータを抽出するように信号が受信及び処理され得る。例示の実施形態では、信号が、送波から抽出及び処理され、あるいは中継器デバイス７１０に通信可能に結合された分散アンテナを介して移動体デバイスの付近に放射され得る。同様に、分散アンテナによって受信される信号及び／又は通信が、送信機導波路７１２によって生成されて誘電体導波路７１４上に出射される送波に挿入され得る。したがって、図７に図示する中継器システム７００は、図１における誘電体導波路結合デバイス１０８及び１１０と機能において同等となり得る。
なお、図７は、それぞれ左側から入射して右側から出射する誘導波の送波７０６及び７１６を示すが、これは単なる簡略化であって限定することを意図するものではない。他の実施形態では、受信機導波路７０８及び送信機導波路７１２はまた、それぞれ送信機及び受信機として機能することができ、これにより、中継器デバイス７１０が双方向のものとなる。
例示の実施形態では、中継器デバイス７１０は、配線７０２上に不連続部又は障害物が存在する位置に配置され得る。これらの障害物は、変圧器、接続、電柱及び他のそのような電力線デバイスを含み得る。中継器デバイス７１０は、誘導（例えば、表面）波が線上のこれらの障害物を飛び越えて同時に送信電力を上昇させることを補助することができる。他の実施形態では、誘電体導波路は、中継器デバイスを使用することなく障害物を飛び越えるのに使用され得る。その実施形態では、誘電体導波路の両端が配線に緊結又は固定され、これにより誘導波が障害物に遮断されることなく伝搬するための経路が与えられる。
ここで図８に、ここに記載される種々の形態による双方向誘電体導波路カプラ８００の例示の非限定的な実施形態のブロック図を示す。双方向誘電体導波路カプラ８００は、２以上の配線が電柱間に架橋される場合にダイバシティ経路を採用することができる結合モジュールを有する伝送デバイスを実装する。誘導波の送波は天候、降雨及び大気状態に基づいて絶縁配線及び非絶縁配線に対して異なる伝送効率及び結合効率を有するので、時に応じて絶縁配線又は非絶縁配線のいずれかで選択的に送信することが有利となり得る。
図８に示す実施形態では、中継器デバイスは、非絶縁配線８０２に沿って伝搬する誘導波を受信するのに受信機導波路８０８を使用し、送信機導波路８１０を用いて送波を絶縁配線８０４に沿う誘導波として中継する。他の実施形態では、中継器デバイスは、絶縁配線８０４から非絶縁配線８０２に切り換えることができ、又は同じ経路に沿って送波を中継することができる。中継器デバイス８０６は、伝送に影響し得る条件を示すセンサを含み、又はセンサと通信状態となることができる。センサから受信されたフィードバックに基づいて、中継器デバイス８０６は、同じ配線に沿う送波を維持するのか、又は他の配線に送波を伝達するのかについての決定を下すことができる。
ここで図９に、双方向中継器システム９００の例示の非限定的な実施形態を示すブロック図を示す。双方向中継器システム９００は、分散アンテナシステム又はバックホールシステムに配置された他の結合デバイスと送波を受信及び送信する導波路結合デバイス９０２及び９０４を含む結合モジュールを有する伝送デバイスを実装する。
種々の実施形態では、導波路結合デバイス９０２は、複数の副搬送波を有する送波を他の導波路結合デバイスから受信することができる。ダイプレクサ９０６は、例えば、ろ過作用によって送波を他の送波から分離し、送波を低ノイズ増幅器（「ＬＮＡ」）９０８に方向付けることができる。局部発振器９１２に補助され、周波数ミキサ９２８は（ミリ波帯域又はある実施形態では約３８ＧＨｚの）送波を低い周波数に、それが分散アンテナシステムのためのセルラ帯域（１．９ＧＨｚ以下）、本来の周波数又はバックホールシステムのための他の周波数であるかにかからわらず、低下させることができる。抽出器９３２は、アンテナ又は他の出力構成要素９２２に対応する副搬送波上の信号を抽出し、その信号を出力構成要素９２２に方向付けることができる。このアンテナ位置で抽出されていない信号については、抽出器９３２は、それらを他の周波数ミキサ９３６に再方向付けすることができ、その信号は局部発振器９１４によって生成される搬送波を変調するのに使用される。搬送波は、その副搬送波とともに、電力増幅器（「ＰＡ」）９１６に方向付けられ、導波路結合デバイス９０４によって他の中継器システムにダイプレクサ９２０を介して再送信される。
出力デバイス９２２において、ＰＡ９２４は、移動体デバイスへの伝送のための信号を昇圧することができる。ＬＮＡ９２６は、移動体デバイスから受信される弱い信号を増幅してから、その信号を、その信号と導波路結合デバイス９０４から受信された信号とを合流させるマルチプレクサ９３４に送信するのに使用され得る。出力デバイス９２２は、例えば、図に明示しないダイプレクサ、デュプレクサ又は送受信スイッチを介して分散アンテナシステムにおけるアンテナ又は他のアンテナに結合され得る。結合デバイス９０４から受信された信号は、ダイプレクサ９２０によって分離されてから、ＬＮＡ９１８を通過し、周波数ミキサ９３８によって周波数低減される。信号がマルチプレクサ９３４によって合成される場合、それらは周波数ミキサ９３０によって周波数上昇されて、ＰＡ９１０によって昇圧され、導波路結合デバイス９０２によって出射器又は他の中継器に返送される。例示の実施形態では、双方向中継器システム９００は、アンテナ／出力デバイス９２２なしに単に中継器であってもよい。ある実施形態では双方向中継器システム９００は、２つの別個かつ独立した一方向中継器を用いて実施されてもよいことが分かるはずである。代替の実施形態では、双方向中継器システム９００は、ブースターであってもよいし、あるいは低下又は上昇なしに再送信を実行してもよい。実際に、例示の実施形態では、再送信は、信号若しくは誘導波の再送信前に、信号若しくは誘導波を受信すること、信号若しくは誘導波の処理若しくは再形成を実行すること、フィルタリング及び／又は増幅に基づくものとなり得る。
図１０は、上述したシステムとの関連における処理を示す。図１０における処理は、図１〜９にそれぞれ示すシステム１００、２００、３００、４００、５００、６００、７００、８００及び９００による例に対して実施され得る。説明の簡略化のため、方法を一連のブロックとして図示及び記載するが、あるブロックはここに図示及び記載されるものとは異なる順序で及び／又は他のブロックと同時に行われ得るので、特許請求の範囲に記載される事項はブロックの順序によっては限定されないことが理解及び把握されるべきである。さらに、以降に記載される方法を実施するのに、記載されたブロックがすべて必要とはならないこともある。
図１０は、ここに記載される誘電体導波路カプラを用いて送波を送信するための方法の例示の非限定的な実施形態のフロー図を示す。方法１０００は、第１の電磁波が導波路の導波路表面を少なくともある程度伝搬する伝送デバイスによって放射される１００２で始まり、導波路の導波路表面は配線の配線表面の全体又は大部分を囲んでいない。送信機によって生成される送波は、基地局デバイス、アクセスポイント、ネットワーク又は移動体デバイスから受信される信号に基づいていればよい。
１００４において、導波路を配線近傍に構成することに基づいて、誘導波は第１の電磁波の少なくとも一部を配線表面に結合して、少なくとも部分的に配線表面の周囲に伝搬する第２の電磁波（例えば、表面波）を形成し、配線は導波路の近傍にある。これは、誘電体導波路の一部分（例えば、誘電体導波路の曲線の接線）を配線付近又はそれに平行に位置決めすることに応じて行われればよく、電磁波の波長は配線及び誘電体導波路の外周未満である。配線が湾曲又は屈曲しても、誘導波又は表面波は配線に対して平行なままである。曲げによって伝送損失が増加し、これは配線径、周波数及び材料にも依存する。配線と導波路の間の結合インターフェースはまた、ここに記載するように、所望のレベルの結合を実現するように構成されることができ、これは導波路と配線の間のインピーダンス整合を向上させる導波路の端部のテーパ化を含み得る。
送信機によって放射される送波は、１以上の導波路モードを示し得る。誘導波モードは、導波路の形状及び／又は設計に依存し得る。配線上の伝搬モードは、導波路と配線との特性の相違に起因して導波路モードとは異なり得る。配線の外周が送波の波長と同等又はそれ以上の場合、誘導波は複数の波動伝搬モードを示す。したがって、誘導波は、２以上のタイプの電界及び磁界構成を備え得る。誘導波（例えば、表面波）が配線を伝搬する際に、電界及び磁界構成は配線の端部から端部まで実質的に同じであり、又は回転、分散、減衰又は他の効果によって送波が波動を移動するにつれて変化し得る。
ここで図１１に、ここに記載される種々の形態によるコンピューティング環境のブロック図を示す。ここに記載される実施形態の種々の実施形態に追加的な関連事項を与えるために、図１１及び以降の説明は、ここに記載される実施形態の種々の実施形態が実施され得る適切なコンピューティング環境１１００の簡単な概略説明を与えることを意図するものである。１以上のコンピュータで実行され得るコンピュータ実行可能な命令の一般的文脈で実施形態が上述されてきたが、当業者であれば、実施形態は他のプログラムモジュールとの組合せにおいて、及び／又はハードウェアとソフトウェアの組合せとしても実施され得ることを認識するはずである。
概略として、プログラムモジュールは、特定のタスクを実行し、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、データ構造体などを備える。さらに、当業者であれば、発明の方法が、各々が１以上の関連のデバイスに動作可能に結合され得る単一プロセッサ又は複数プロセッサコンピュータシステム、ミニコンピュータ、メインフレームコンピュータ、その他パーソナルコンピュータ、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又はプログラム可能な民生電子機器などを備える他のコンピュータシステム構成で実施され得ることが分かるはずである。
特許請求の範囲で使用される用語「第１」、「第２」、「第３」などは、文脈からそうでないことが明らかでない限り、明瞭化のみを目的とするものであり、そうでない場合に時間的に何らかの順序を指示又は示唆するものではない。例えば、「第１の判定」、「第２の判定」及び「第３の判定」は、第１の判定が第２の判定よりも前に行われるべきこと、又はその逆などを指示又は示唆するものではない。
ここでの実施形態のうちの説明した実施形態はまた、通信ネットワークを介してリンクされた遠隔処理デバイスによって特定のタスクが実行される分散コンピューティング環境において実施され得る。分散コンピューティング環境では、プログラムモジュールは、ローカルメモリ記憶デバイス及びリモートメモリ記憶デバイスの双方に位置し得る。
コンピューティングデバイスは、通常は様々な媒体を備え、それはコンピュータ可読記憶媒体及び／又は通信媒体を備え、これらの２つの用語は、以下に示すように相互に異なるものとして用いられる。コンピュータ可読記憶媒体は、コンピュータによってアクセス可能な任意の利用可能な記憶媒体であればよく、揮発性及び不揮発性媒体、取り外し可能及び非取り外し可能媒体を備える。例示として、限定ではなく、コンピュータ可読記憶媒体は、コンピュータ可読命令、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を記憶するための任意の方法又は技術との関係で実施され得る。
コンピュータ可読記憶媒体は、以下に限定されないが、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読出し専用メモリ（ＲＯＭ）、電子的に消去可能なプログラマブル読出し専用メモリ（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読出し専用メモリ（ＣＤ−ＲＯＭ）、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）若しくは他の光学ディスクストレージ、磁気カセット、磁気テープ、磁気ディスクストレージ若しくは他の磁気ストレージデバイス、又は所望の情報を記憶するのに使用され得る他の有体及び／若しくは非一時的媒体を備え得る。これに関して、ストレージ、メモリ又はコンピュータ可読媒体に対してここで適用される用語「有体」又は「非一時的」は、修飾子として、伝搬している一時的な信号自体のみを除外するものとして理解されるべきであり、伝搬している一時的な信号自体のみではない全ての標準的なストレージ、メモリ又はコンピュータ可読媒体に対する権利を放棄するものではない。
コンピュータ可読記憶媒体は、１以上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、媒体に記憶された情報に関する様々な動作について、例えば、アクセス要求、照会、又は他のデータ取得プロトコルを介してアクセス可能である。
通信媒体は、通常はコンピュータ可読命令、データ構造体、プログラムモジュール、又は変調データ信号、例えば、搬送波若しくは他の搬送機構などのデータ信号における他の構造化若しくは非構造化データを具現し、任意の情報配信又は搬送媒体を備える。用語「変調データ信号」又は信号とは、情報を１以上の信号に符号化するような態様で設定又は変更されたその特性の１以上を有する信号のことをいう。例示として、限定ではなく、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備える。
図１１を再度参照すると、基地局（例えば、基地局デバイス１０４又は５０８）及び中継器デバイス（例えば、中継器デバイス７１０、８０６及び９００）を介して信号を送信及び受信するための例示の環境１１００はコンピュータ１１０２を備えることができ、コンピュータ１１０２は処理装置１１０４、システムメモリ１１０６及びシステムバス１１０８を含む。システムバス１１０８は、以下に限定されないが、システムメモリ１１０６を含むシステムコンポーネントを処理装置１１０４に結合する。処理装置１１０４は、種々の市販のプロセッサのいずれかであればよい。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が処理装置１１０４として利用されてもよい。
システムバス１１０８は、様々な市販のバスアーキテクチャのいずれかを用いて（メモリコントローラ付きの、又はメモリコントローラなしの）メモリバス、周辺バス及びローカルバスにさらに相互接続可能な幾つかの種類のバス構造のいずれかであればよい。システムメモリ１１０６は、ＲＯＭ１１１０及びＲＡＭ１１１２を備える。基本入力／出力システム（ＢＩＯＳ）は、ＲＯＭ、消去可能プログラマブル読出し専用メモリ（ＥＰＲＯＭ）、ＥＥＰＲＯＭのような不揮発性メモリに記憶可能であり、起動中などにコンピュータ１１０２内の要素間で情報を転送することを補助する基本ルーチンを含む。ＲＡＭ１１１２は、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を備えることもできる。
コンピュータ１１０２は内部ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）１１１４（例えば、ＥＩＤＥ、ＳＡＴＡ）をさらに備え、内部ハードディスクドライブ１１１４はまた、適切なシャーシ（不図示）、（例えば、取り外し可能ディスケット１１１８から読み出し、又はそこに書き込む）磁気フロッピディスクドライブ（ＦＤＤ）１１１６及び（例えば、ＣＤ−ＲＯＭディスク１１２２を読み、又はＤＶＤのような他の高容量光学媒体から読み出し、若しくはそこに書き込む）光学ディスクドライブ１１２０における外部的使用のために構成されることもできる。ハードディスクドライブ１１１４、磁気ディスクドライブ１１１６及び光学ディスクドライブ１１２０は、それぞれハードディスクドライブインターフェース１１２４、磁気ディスクドライブインターフェース１１２６及び光学ドライブインターフェース１１２８によってシステムバス１１０８に接続されることができる。外部ドライブ実装のためのインターフェース１１２４は、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）及び電気電子技術協会（ＩＥＥＥ）１３９４インターフェース技術の少なくとも一方又は両方を備える。他の外部ドライブ接続技術が、ここに記載される実施形態の検討事項内にある。
ドライブ及びそれらの関連のコンピュータ可読記憶媒体は、データ、データ構造体、コンピュータ実行可能な命令などの不揮発性の記憶を与える。コンピュータ１１０２について、ドライブ及び記憶媒体は、適切なデジタル形式で任意のデータのストレージを格納する。上記のコンピュータ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又はＤＶＤなどの取り外し可能光学媒体について言及するが、当業者であれば、ジップドライバ、磁気カセット、フラッシュメモリカード、カートリッジなど、コンピュータによって読取り可能な他の種類の記憶媒体も例示の動作環境において使用され得ること、また、そのような記憶媒体のいずれもここに記載される方法を実行するためのコンピュータ実行可能命令を含み得ることが分かるはずである。
オペレーティングシステム１１３０、１以上のアプリケーションプログラム１１３２、他のプログラムモジュール１１３４及びプログラムデータ１１３６を備える多数のプログラムモジュールが、ドライブ及びＲＡＭ１１１２に記憶され得る。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／又はデータの全部又は一部は、ＲＡＭ１１１２においてキャッシュされてもよい。ここに記載されるシステム及び方法は、種々の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合せを利用して実施可能である。処理装置１１０４によって実施及びあるいは実行され得るアプリケーションプログラム１１３２の例は、中継器デバイス８０６によって実行されるダイバシティ選択決定を含む。図５に示す基地局デバイス５０８はまた、この例示的コンピューティング環境１１００において処理装置１１０４によって実行され得る多数のアプリケーション及びプログラムをメモリに記憶している。
ユーザは、例えばキーボード１１３８などの１以上の有線／無線入力デバイス及びマウス１１４０などのポインティングデバイスを介してコマンド及び情報をコンピュータ１１０２に入力することができる。他の入力デバイス（不図示）として、マイクロフォン、赤外線（ＩＲ）リモートコントロール、ジョイスティック、ゲームパッド、スタイラスペン、タッチパネルなどを備えることができる。これら及び他の入力デバイスは、システムバス１１０８に結合され得るが、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インターフェースなどの他のインターフェースによって接続され得る入力デバイスインターフェース１１４２を介して処理装置１１０４に接続されることが多い。
モニタ１１４４又は他の種類の表示デバイスも、ビデオアダプタ１１４６などのインターフェースを介してシステムバス１１０８に接続され得る。代替の実施形態では、モニタ１１４４は、インターネット及びクラウドベースのネットワークを介することを含む任意の通信手段を介してコンピュータ１１０２に関連する表示情報を受信するための任意のディスプレイデバイス（例えば、ディスプレイを有する他のコンピュータ、スマートフォン、タブレットコンピュータなど）であってもよいことも分かるはずである。モニタ１１４４に加えて、コンピュータは、通常はスピーカ、プリンタなどの他の周辺出力デバイス（不図示）を備える。
コンピュータ１１０２は、リモートコンピュータ１１４８などの１以上のリモートコンピュータへの有線通信及び／又は無線通信を介した論理接続を用いてネットワーク化環境で動作することができる。リモートコンピュータ１１４８は、ワークステーション、サーバコンピュータ、ルータ、パーソナルコンピュータ、可搬コンピュータ、マイクロプロセッサに基づくエンターテイメント機器、ピアデバイス又は他の一般的なネットワークノードであればよく、標準的には、コンピュータ１１０２に関して記載した要素の多く又は全てを備えるが、簡略化のために、メモリ／記憶デバイス１１５０のみを図示する。図示される論理接続は、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）１１５２及び／又はより大きなネットワーク、例えば、ワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）１１５４への有線／無線接続を備える。そのようなＬＡＮ及びＷＡＮネットワーキング環境は、オフィス及び会社では一般的であり、その全てがインターネットなどのグローバル通信ネットワークに接続することができるイントラネットなどの企業全体のコンピュータネットワークを促進する。
ＬＡＮネットワーキング環境で使用される場合、コンピュータ１１０２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１１５６を介してローカルネットワーク１１５２に接続されることができる。アダプタ１１５６は、ＬＡＮ１１５２に対する有線又は無線通信を促進することができ、それは、無線アダプタ１１５６と通信するためにそこに配置される無線ＡＰを備えることもできる。
ＷＡＮネットワーキング環境で使用される場合、コンピュータ１１０２は、モデム１１５８を備えることができ、ＷＡＮ１１５４上の通信サーバに接続されることができ、又はインターネットなどによってＷＡＮ１１５４上で通信を確立するための他の手段を有する。モデム１１５８は、内部又は外部及び有線又は無線のデバイスであればよく、入力デバイスインターフェース１１４２を介したシステムバス１１０８に接続され得る。ネットワーク化された環境では、コンピュータ１１０２又はその部分に関して図示されるプログラムモジュールは、リモートメモリ／記憶デバイス１１５０に記憶され得る。図示されるネットワーク接続は例示であり、コンピュータ間の通信リンクを確立する他の手段が使用され得ることが分かるはずである。
コンピュータ１１０２は、無線通信において動作可能に配置される任意の無線デバイス又はエンティティ、例えば、プリンタ、スキャナ、デスクトップ及び／又は可搬コンピュータ、可搬データアシスタント、通信衛星、無線検出可能なタグに関連する任意の機器若しくは場所（例えば、キオスク、売店、休憩室）並びに電話機と通信するように動作可能である。これは、Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｆｉｄｅｌｉｔｙ（Ｗｉ−Ｆｉ）及びＢＬＵＥＴＯＯＴＨ（登録商標）無線技術を備え得る。したがって、通信は、従来のネットワークにあるような所定構造のものであってもよいし、単に少なくとも２つのデバイス間のアドホック通信であってもよい。
Ｗｉ−Ｆｉによって、自宅におけるソファー、ホテルの部屋のベッド又は職場の会議室から配線なしにインターネットへの接続が可能となる。Ｗｉ−Ｆｉは、そのようなデバイス、例えばコンピュータがデータを屋内及び屋外、基地局の範囲内のいずれかの場所と送受信することを可能とする、携帯電話で使用されるものと同様の無線技術である。Ｗｉ−Ｆｉネットワークは、ＩＥＥＥ８０２．１１（ａ、ｂ、ｇ、ｎ、ａｃなど）といわれる無線技術を用いて安全で信頼性のある速い無線接続を提供する。Ｗｉ−Ｆｉネットワークは、コンピュータを相互に、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のに使用可能である。Ｗｉ−Ｆｉネットワークは、例えば、無認可の２．４及び５ＧＨｚ無線帯域において、又は両帯域（デュアルバンド）を含む製品とともに動作するので、ネットワークは多くのオフィスで使用される基本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。
図１２は、ここに記載される開示事項の１以上の形態を実施及び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１２１０の例示の実施形態１２００を表す。１以上の実施形態において、モバイルネットワークプラットフォーム１２１０は、本開示事項に関連する基地局（例えば、基地局デバイス１０４及び５０８）及び中継器デバイス（例えば、中継器デバイス７１０、８０６及び９００）によって送信及び受信される信号を生成及び受信することができる。概略として、無線ネットワークプラットフォーム１２１０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、非対称転送モード（ＡＴＭ））及び回路交換（ＣＳ）トラフィック（例えば、音声及びデータ）の双方を促進し、ネットワーク化された無線電気通信の生成を制御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、サーバ又は異種のプラットフォームを備え得る。非限定的な例として、無線ネットワークプラットフォーム１２１０は、電気通信搬送ネットワークに含まれることができ、他の箇所で述べたような搬送側コンポーネントとみなされ得る。モバイルネットワークプラットフォーム１２１０は、電話網１２４０（例えば、公衆電話交換網（ＰＳＴＮ）又は公衆携帯電話網（ＰＬＭＮ））又はシグナリングシステム＃７（ＳＳ７）ネットワーク１２６０のような旧来のネットワークから受信されたＣＳトラフィックをインターフェースすることができるＣＳゲートウェイノード１２１２を備える。回路交換ゲートウェイノード１２１２は、そのようなネットワークからの起こるトラフィック（例えば、音声）を許可及び認証することができる。さらに、ＣＳゲートウェイノード１２１２は、ＳＳ７ネットワーク１２６０を介して生成された移動性データ又はローミングデータ、例えば、メモリ１２３０に常駐できる訪問ロケーションレジスタ（ＶＬＲ）に記憶された移動性データにアクセスできる。さらに、ＣＳゲートウェイノード１２１２は、ＣＳに基づくトラフィック及びシグナリングとＰＳゲートウェイノード１２１８とをインターフェースする。一例として、３ＧＰＰ ＵＭＴＳネットワークでは、ＣＳゲートウェイノード１２１２は、少なくともある程度ゲートウェイＧＰＲＳサポートノード（ＧＧＳＮ）において実現され得る。ＣＳゲートウェイノード１２１２、ＰＳゲートウェイノード１２１８及びサービングノード１２１６の機能及び具体的動作は、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１２１０によって利用される無線技術によって提供及び支配されることが分かるはずである。
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１２１８は、サービスされる移動体デバイスとのＰＳに基づく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、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）で具現されるとともにＰＳゲートウェイノード１２１８を介してモバイルネットワークプラットフォーム１２１０とインターフェースされることができるワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）１２５０、企業ネットワーク１２７０及びサービスネットワーク１２８０のような、無線ネットワークプラットフォーム１２１０の外部の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備えることができる。なお、ＷＡＮ１２５０及び企業ネットワーク１２７０は、少なくともある程度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具現することができる。技術リソースで利用可能な無線技術レイヤに基づいて、パケット交換ゲートウェイノード１２１８は、データセッションが確立される場合にパケットデータプロトコルの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促進する他のデータ構造体も生成され得る。その目的のため、一形態では、ＰＳゲートウェイノード１２１８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通信を促進することができるトンネルインターフェース（３ＧＰＰ ＵＭＴＳネットワーク（不図示）において、例えばトンネル終端ゲートウェイ（ＴＴＧ））を備えることができる。
実施形態１２００では、無線ネットワークプラットフォーム１２１０はまた、技術リソース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１２１８を介して受信されるデータストリームの種々のパケット化フローを伝達するサービングノード１２１６を備える。なお、ＣＳ通信に主に依存する技術リソースに対して、サーバノードはＰＳゲートウェイノード１２１８に依存することなくトラフィックを配信することができ、例えば、サーバノードは、少なくともある程度モバイル交換センタを具現することができる。一例として、３ＧＰＰ ＵＭＴＳネットワークにおいて、サービングノード１２１６は、サービングＧＰＲＳサポートノード（ＳＧＳＮ）で具現され得る。
パケット化通信を利用する無線技術について、無線ネットワークプラットフォーム１２１０におけるサーバ１２１４は、複数の異種のパケット化データストリーム又はフローを生成する多数のアプリケーションを実行し、そのようなフローを管理（例えば、スケジューリング、待ち行列処理、フォーマット・・・）することができる。そ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１２１０によって提供される標準サービス（例えば、プロビジョニング、課金、カスタマーサポート・・・）に対するアドオン構成を備えることができる。データストリーム（例えば、音声呼又はデータセッションの部分であるコンテンツ）は、データセッションの許可／認証及び開始のためのＰＳゲートウェイノード１２１８へ、及びその後の通信のためのサービングノード１２１６に伝達されることができる。アプリケーションサーバに加えて、サーバ１２１４はユーティリティサーバを含み、ユーティリティサーバはプロビジョニングサーバ、運用及び保守サーバ、少なくともある程度、認証局及びファイアーフォールその他のセキュリティ機構を実装することができるセキュリティサーバなどを備えることができる。一形態では、セキュリティサーバは、無線ネットワークプラットフォーム１２１０を介してサービングされる通信を安全化して、ＣＳゲートウェイノード１２１２及びＰＳゲートウェイノード１２１８が規定することができる許可及び認証手順に加えてネットワークの動作及びデータ完全性を確実にする。さらに、プロビジョニングサーバは、ＷＡＮ１２５０又は全地球測位システム（ＧＰＳ）ネットワーク（不図示）など、異種の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からのサービスをプロビジョンすることができる。プロビジョニングサーバはまた、より多くのネットワークカバレッジを提供することによって無線サービスカバレッジを強化する図１に示す分散アンテナネットワークのような（例えば、同じサービスプロバイダによって配備及び運用される）無線ネットワークプラットフォーム１２１０に関連するネットワークを介してカバレッジをプロビジョンすることができる。図７、８及び９に示すような中継器デバイスはまた、ＵＥ１２７５によって加入者サービス体験を向上するためにネットワークカバレッジを改善する。
なお、サーバ１２１４は、マクロネットワークプラットフォーム１２１０の機能を少なくともある程度与えるように構成された１以上のプロセッサを備えることができる。この目的のため、１以上のプロセッサは、例えば、メモリ１２３０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１２１４は、前述したのと実質的に同様の態様で動作するコンテンツマネージャを備え得ることが分かるはずである。
例示の実施形態１２００では、メモリ１２３０は、無線ネットワークプラットフォーム１２１０の動作に関連した情報を記憶することができる。他の動作情報が、無線プラットフォームネットワーク１２１０を介してサービスされる移動体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、例えば、販促料金、定額プログラム、クーポンキャンペーンなどの価格付け手法、異種無線の動作のための電気通信プロトコルに準拠する技術仕様、又は無線技術レイヤなどを備え得る。メモリ１２３０はまた、電話網１２４０の少なくとも１つ、ＷＡＮ１２５０、企業ネットワーク１２７０又はＳＳ７ネットワーク１２６０からの情報を記憶することができる。一形態では、メモリ１２３０は、例えば、データストアコンポーネントの部分として、又は遠隔的に接続されたメモリストアとしてアクセスされ得る。
開示事項の種々の形態に対する関連を与えるために、図１２及び以降の説明は、開示事項の種々の形態が実施され得る適切な環境の簡単な概略説明を与えることを意図するものである。１つのコンピュータ及び／又は複数のコンピュータで稼働するコンピュータプログラムのコンピュータ実行可能命令の一般的文脈で主題が上述されてきたが、当業者であれば、開示事項は他のプログラムモジュールとの組合せにおいても実施され得ることを認識するはずである。概略として、プログラムモジュールは、特定のタスクを実行し、及び／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、データ構造体などを備える。
ここで図１３ａ、１３ｂ及び１３ｃに、ここに記載される種々の形態によるスロット化導波路カプラシステム１３００の例示の非限定的実施形態のブロック図を示す。特に、導波路が配線に沿って誘導波を出射する接合部付近の種々の導波路の断面が提示される。図１３ａでは、導波路カプラシステムは、配線１３０６に関して長手方向に延びる導波路１３０２において形成されたスロット内又はその付近に配線１３０６が嵌るように、導波路１３０２に対して位置決めされた配線１３０６を備える。導波路１３０２の対向端１３０４ａ及び１３０４ｂ並びに導波路１３０２自体が、配線１３０６の配線表面の１８０度未満を囲む。
図１３ｂでは、導波路カプラシステムは、配線１３１４に対して長手方向に延びる導波路１３０８に形成されたスロット内又はその付近に配線１３１４が嵌るように、導波路１３０８に対して位置決めされた配線１３１４を備える。導波路１３０８のスロット面は平行でなくてもよく、２つの異なる例示の実施形態が図１３ｂには示されている。第１の実施形態では、スロット面１３１０ａ及び１３１０ｂは、平行ではなく外向きに配線１３１４の幅よりも若干広くなる。他方の実施形態では、スロット面１３１２ａ及び１３１２ｂもやはり平行でなくてもよいが、配線１３１４の幅よりも小さいスロット開口を形成するように狭い。これらが２つの例示の実施形態となるような任意の範囲の角度の平行でないスロット面が可能である。
図１３ｃでは、導波路カプラシステムは、導波路１３１６に形成されたスロット内に嵌る配線１３２０を示す。この例示の実施形態におけるスロット面１３１８ａ及び１３１８ｂは平行であってもよいが、配線１３２０の軸１３２６は導波路１３１６の軸１３２４に対して整合されない。したがって、導波路１３１６及び配線１３２０は、同軸には整合されない。他の実施形態では、図示するように、可能な位置１３２２にある配線はまた、誘導波路１３１６の軸１３２４と整合されない軸１３２８を有する。
ａ）配線の１８０度未満を囲む導波路面、ｂ）平行でないスロット面、並びにｃ）同軸には整合されない配線及び導波路を示す３つの異なる実施形態が図１３ａ、１３ｂ及び１３ｃにおいて独立して示されたが、種々の実施形態において、列挙された構成の多様な組合せが可能であることが分かるはずである。
ここで図１４に、ここに記載される種々の形態による導波路結合システム１４００の例示の非限定的な実施形態を示す。図１４は、図２、３、４などに示した導波路及び配線の実施形態の断面図を示す。１４００から分かるように、配線１４０４は導波路１４０２に直接隣接して接触して位置決めされ得る。他の実施形態では、図１４ｂにおける導波路結合システム１４１０に示すように、配線１４１４は、やはり導波路片１４１２付近に配置されるが実際にはそれに接触していなくてもよい。いずれの場合においても、導波路に沿って伝搬する電磁波が配線上に他の電磁波を誘起すること及びその逆が可能である。また、両実施形態において、配線１４０４及び１４１４は、導波路１４０２及び１４１２の外面によって画定される断面積の外部に配置される。
本開示の目的のため、断面で見た場合に、導波路が表面の１８０度を超える軸方向領域を囲まない場合に、導波路は配線の配線表面を大部分において囲まない。疑義を避けるため、断面で見た場合に、導波路が表面の１８０度以下の軸方向領域を囲む場合に、導波路は配線の表面を大部分において囲まない。
図１４及び１４ｂは円形の配線１４０４及び１４１４及び四角形の導波路１４０２及び１４１２を示すが、これは限定を意味するものではないことが分かるはずである。他の実施形態では、配線及び導波路は、様々な形状、サイズ及び構成を有し得る。形状は、以下に限定されないが、長円形若しくは他の楕円形、鋭角的若しくは丸みのある稜線を有する八角形、四角形若しくは他の多角形又は他の形状を含み得る。さらに、ある実施形態では、配線１４０４及び１４１４は、螺旋状の撚り線、単一の配線への個々の撚り線の組紐又は他の結合など、より小さい標準寸法配線を備える撚り配線であってもよい。本開示全体を通じて図示及び記載される配線及び導波路のいずれも、これらの実施形態の１以上を含み得る。
本明細書において、「記憶する」、「ストレージ」、「データストア」、「データストレージ」、「データベース」並びに実質的にコンポーネントの動作及び機能に関する他の何らかの情報記憶コンポーネントなどの用語は、「メモリコンポーネント」、「メモリ」において具現されるエンティティ、又はメモリを備えるコンポーネントについて言及するものである。ここに記載されるメモリコンポーネントは、揮発性メモリ又は不揮発性メモリのいずれかであればよく、又は揮発及び不揮発性メモリ、例示として、限定ではなく、揮発性メモリ、不揮発性メモリ、ディスクストレージ及びメモリストレージを備え得ることが分かるはずである。また、不揮発性メモリは、読出し専用メモリ（ＲＯＭ）、プログラマブルＲＯＭ（ＰＲＯＭ）、電気的プログラマブルＲＯＭ（ＥＰＲＯＭ）、電気的消去可能ＲＯＭ（ＥＥＰＲＯＭ）又はフラッシュメモリに含まれ得る。揮発性メモリは、外部キャッシュメモリとして作用するランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）を備え得る。例示として、限定ではなく、ＲＡＭは、同期ＲＡＭ（ＳＲＡＭ）、ダイナミックＲＡＭ（ＤＲＡＭ）、同期ＤＲＡＭ（ＳＤＲＡＭ）、ダブルデータレートＳＤＲＡＭ（ＤＤＲ ＳＤＲＡＭ）、ｅｎｈａｎｃｅｄＳＤＲＡＭ（ＥＳＤＲＡＭ）、ＳｙｎｃｈｌｉｎｋＤＲＡＭ（ＳＬＤＲＡＭ）及び直接ＲａｍｂｕｓＲＡＭ（ＤＲＲＡＭ）など多数の形態で入手可能である。さらに、ここでのシステム又は方法の開示のメモリコンポーネントは、これら及び他の適切な種類のメモリを、それを備えることに限定されずに、備えるものである。
さらに、開示事項は、単一のプロセッサ又は複数のプロセッサのコンピュータシステム、ミニコンピューティングデバイス、メインフレームコンピュータ、その他パーソナルコンピュータ、ハンドヘルドコンピューティングデバイス（例えば、ＰＤＡ、電話機、時計、タブレットコンピュータ、ネットブックコンピュータなど）、マイクロプロセッサに基づく又はプログラマブル民生用若しくは業務用電子機器などを備える他のコンピュータシステム構成で実施され得る。説明した形態はまた、通信ネットワークを介してリンクされた遠隔処理デバイスによってタスクが実行される分散コンピューティング環境で実施可能であるが、開示事項の全部でない場合には一部の形態がスタンドアロンコンピュータで実施され得る。分散コンピューティング環境では、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双方に配置され得る。
ここに記載される実施形態の一部は、人工知能（ＡＩ）を採用してここに記載される１以上の構成の自動化を促進することもできる。例えば、伝達効率を最大化するために誘電体導波路６０４及び６０６が配置されるべき配線周囲の位置を決定するのに人工知能が用いられてもよい。実施形態は（例えば、既存の通信ネットワークへの付加の後に最大値／利益を与える取得セルサイトを自動的に識別することとの関係において）、その種々の実施形態を実施するための種々のＡＩに基づく手法を採用することができる。さらに、分類子が、取得ネットワークの各セルサイトの順位又は優先度を特定するのに採用され得る。分類子は、入力属性ベクトルｘ＝（ｘ１、ｘ２、ｘ３、ｘ４、・・・、ｘｎ）を、入力がクラスに属する信頼度、すなわちｆ（ｘ）＝信頼度（クラス）にマッピングする。そのような分類は、自動的に実行されることをユーザが望むアクションを予測又は推測するのに、確率的及び／又は統計に基づく解析（例えば、解析ユーティリティ及びコストを考慮に入れる）を利用することができる。サポートベクトル機械（ＳＶＭ）は、利用され得る分類子の一例である。ＳＶＭは、可能な入力の空間における超曲面を見出すことによって動作し、超曲面は非トリガイベントからトリガ基準を分離することを試行する。直感的に、これは、トレーニングデータに近いが同一ではないテストデータに対して分類を正す。他の有向及び無向モデル分類アプローチは、例えば、採用され得る様々なパターンの独立性を提供するｎａｉｖｅ Ｂａｙｅｓ、Ｂａｙｅｓｉａｎネットワーク、決定ツリー、ニューラルネットワーク、ファジー論理モデル及び確率的分類モデルを備える。ここで使用される分類はまた、優先度のモデルを展開するのに利用される統計的逆行を含む。
容易に分かるように、実施形態の１以上は、明示的に（例えば、包括的なトレーニングデータを介して）トレーニングされ、また、暗示的に（例えば、ＵＥの挙動を観察すること、操作者の選好、履歴情報、外部からの情報を受信することを介して）トレーニングされる分類子を採用することができる。例えば、ＳＶＭは、分類子コンストラクタ及び構成選択モジュール内の学習又はトレーニング段階を介して構成され得る。したがって、分類子は、以下に限定されないが、取得セルサイトのどれが最大数の加入者に利益をもたらすか、及び／又は取得セルサイトのどれが既存の通信ネットワークカバレッジに最小値を付加するのかなどの所定の基準に従う決定を含む多数の機能を自動的に学習及び実行するように使用され得る。
本願におけるいくつかの文脈で使用するように、ある実施形態では、用語「コンポーネント」、「システム」などは、コンピュータ関連エンティティ、又は１以上の具体的機能を有する操作可能なデバイスに関連するエンティティのことをいい、又はそれを備え、エンティティは、ハードウェア、ハードウェア及びソフトウェアの組合せ、ソフトウェア、又は実行中ソフトウェアのいずれかであればよい。一例として、コンポーネントは、以下に限られないが、プロセッサ上で稼働している処理、プロセッサ、オブジェクト、実行可能なもの、実行のスレッド、コンピュータ実行可能命令、プログラム及び／又はコンピュータであればよい。例示であって限定ではなく、サーバ上で稼働しているアプリケーション及びサーバの双方はコンポーネントとなり得る。１以上のコンポーネントは、処理及び／又は実行のスレッド内に存在し、コンポーネントは１つのコンピュータに局所化され、及び／又は２以上のコンピュータ間で分散され得る。さらに、これらのコンポーネントは、そこに記憶された種々のデータ構造体を有する種々のコンピュータ可読媒体から実行可能である。コンポーネントは、１以上のデータパケットを有する信号によるなどして（例えば、ローカルシステムにおいて、分散システムにおいて、及び／又は信号を介して他のシステムとインターネットなどのネットワークを介して他のコンポーネントと相互作用する１つのコンポーネントからのデータ）、ローカル及び／又はリモートな処理を介して通信し得る。他の例として、コンポーネントは、プロセッサによって実行されるソフトウェア又はファームウェアアプリケーションによって作動される電気又は電子回路によって作動される機械部品によって提供される特定の機能を有するデバイスであればよく、プロセッサはデバイスの内部又は外部にあればよく、ソフトウェア又はファームウェアアプリケーションの少なくとも一部を実行する。さらに他の例として、コンポーネントは、機械的部品なしに電子コンポーネントを介して特定の機能を提供するデバイスであればよく、電子コンポーネントは、電子コンポーネントの機能を少なくともある程度与えるソフトウェア又はファームウェアを実行するプロセッサをそこに備えことができる。種々のコンポーネントを別個のコンポーネントとして示したが、例示の実施形態から逸脱することなく、複数のコンポーネントが単一のコンポーネントとして実装され得ること、又は単一のコンポーネントが複数のコンポーネントとして実装され得ることが分かるはずである。
また、種々の実施形態が、方法、標準プログラミング及び／又はエンジニアリング技術を用いるデバイス又は製造物品として実施されて、開示事項を実施するようにコンピュータを制御するソフトウェア、ファームウェア、ハードウェア又はこれらの任意の組合せを生成することができる。ここで使用される用語「製造物品」は、コンピュータ可読デバイス又はコンピュータ可読記憶／通信媒体にアクセス可能な任意のコンピュータプログラムを包含するものである。例えば、コンピュータ可読記憶媒体は、以下に限定されないが、磁気記憶デバイス（例えば、ハードディスク、フロッピディスク、磁気ストリップ）、光学ディスク（例えば、コンパクトディスク（ＣＤ）、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ））、スマートカード、及びフラッシュメモリデバイス（例えば、カード、スティック、キードライブ）を含み得る。もちろん、当業者であれば、種々の実施形態の範囲又は趣旨を逸脱することなく、この構成に対して多数の変形がなされ得ることを認識するはずである。
さらに、単語「例」及び「例示」は、例又は例示として作用することを意味するようにここで用いられる。「例」又は「例示」としてここに記載されるいずれの実施形態又は設計も、必ずしも他の実施形態又は設計に対して好適又は有利なものとして解釈されるわけではない。逆に、例又は例示という用語の使用は、具体的態様でコンセプトを提示することが意図されている。本願で使用されるように、用語「又は／若しくは」は、排他的な「又は／若しくは」ではなく、包含的な「又は／若しくは」を意味するものである。すなわち、特に断りがない限り、又は文脈から明らかでない限り、「ＸがＡ又はＢを採用する」は、自然な包含的順列のいずれかを意味するものである。すなわち、ＸがＡを採用する場合、ＸがＢを採用する場合、又はＸがＡ及びＢの双方を採用する場合、「ＸがＡ又はＢを採用する」は、前述の例のいずれかの下で満足される。さらに、本願及び付属の特許請求の範囲で使用される冠詞「ａ」及び「ａｎ」は、特に断りがない限り、又は文脈から単数形が指示されていることが明らかでない限り、「１以上の」を意味するものと一般に解釈されるべきである。
さらに、「ユーザ機器」、「移動局」、「移動体」、「加入者局」、「アクセス端末」、「端末」、「ハンドセット」、「移動体デバイス」（及び／又は同様の語を表す用語）などの用語は、データ、制御、音声、映像、音、ゲーム又は実質的にあらゆるデータストリーム若しくはシグナリングストリームを受信又は伝達する無線通信サービスの加入者又はユーザによって利用される無線デバイスをいうものである。上述の用語は、ここで及び関係する図面を参照して互換可能に利用される。
またさらに、用語「ユーザ」、「加入者」、「顧客／カスタマー」、「消費者」などは、文脈が用語間の特定の区別を保証しない限り、全体を通して相互に互換可能に採用される。そのような用語は、人間のエンティティ、又は模擬された視界、音認識などを提供できる人工知能（例えば、少なくとも複雑な数学的な式に基づいて推測を行う能力）によって援助される自動化されたコンポーネントのことをいうことが理解されるべきである。
ここに採用されるように、用語「プロセッサ」とは、単一コアプロセッサ、ソフトウェアでマルチスレッド化された実行能力を有する単一プロセッサ、マルチコアプロセッサ、ソフトウェアでマルチスレッド化された実行能力を有するマルチコアプロセッサ、ハードウェアでマルチスレッド化された技術を有するマルチコアプロセッサ、並列プラットフォーム、及び分散共有メモリを有する並列プラットフォームを、備えることに限定されないが、備える実質的にあらゆるコンピューティング処理装置又はコンピューティング装置のことをいう。さらに、プロセッサは、ここに記載される機能を実行するように設計された集積回路、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）、プログラマブル・ロジック・コントローラ（ＰＬＣ）、コンプレックス・プログラマブル・ロジック・コントローラ（ＣＰＬＤ）、個々のゲート又はトランジスタロジック、個々のハードウェアコンポーネント、又はそれらの任意の組合せのことをいう。プロセッサは、スペース使用率を最適化し、又はユーザ機器の性能を高めるために、以下に限定されないが、分子及び量子ドットに基づくトランジスタ、スイッチ及びゲートなどのナノスケールアーキテクチャを利用することができる。プロセッサはまた、コンピューティング処理装置の組合せとして実施され得る。
ここで図１５に、誘導波通信システム１５５０の例示の非限定的実施形態を説明するブロック図を示す。動作において、伝送デバイス１５００は、データを含む１以上の通信信号１５１０を通信ネットワーク又は他の通信デバイスから受信し、誘導波１５２０を生成して伝送媒体１５２５を介して伝送デバイス１５２０にデータを搬送する。伝送デバイス１５０２は誘導波１５２０を受信し、それらを通信ネットワーク又は他の通信デバイスへの伝送のためのデータを含む通信信号１５１２に変換する。単数又は複数の通信ネットワークは、セルラ音声及びデータネットワーク、無線ローカルエリアネットワーク、衛星通信ネットワーク、パーソナルエリアネットワーク又は他の無線ネットワークなどの無線通信ネットワークを含み得る。単数又は複数の通信ネットワークは、電話網、イーサネットネットワーク、ローカルエリアネットワーク、インターネットなどのワイドエリアネットワーク、ブロードバンドアクセスネットワーク、ケーブルネットワーク、ファイバ光ネットワーク又は他の有線ネットワークなどの有線通信ネットワークを含み得る。通信デバイスは、ネットワークエッジデバイス、ブリッジデバイス若しくはホームゲートウェイ、セットトップボックス、ブロードバンドモデム、電話アダプタ、アクセスポイント、基地局、又は他の固定の通信デバイス、自動車ゲートウェイなどの移動体通信デバイス、ラップトップコンピュータ、タブレット、スマートフォン、携帯電話、又は他の通信デバイスを含み得る。
例示の実施形態では、誘導波通信システム１５５０は、伝送デバイス１５００が、他のデータを含む１以上の通信信号１５１２を通信ネットワーク又はデバイスから受信し、誘導波１５２２を生成して伝送媒体１５２５を介して伝送デバイス１５００に他のデータを搬送するという双方向的な態様で動作し得る。この動作モードでは、伝送デバイス１５０２は誘導波１５２２を受信し、それを通信ネットワーク又はデバイスへの伝送のための他のデータを含む通信信号１５１０に変換する。
伝送媒体１５２５は、配線、他の導体又は誘電体材料によって囲まれた少なくとも１つの内側部分を有する内側部分を含み得るものであり、誘電体材料は外表面及び対応の外周を有する。例示の実施形態では、伝送媒体１５２５は、電磁波の伝送を誘導するように単一配線伝送線として動作する。伝送媒体１５２５が単一配線伝送システムとして実装される場合、それは配線を含み得る。配線は、絶縁されていても絶縁されていなくてもよいし、単数撚りであっても複数撚りであってもよい。他の実施形態では、伝送媒体１５２５は、配線束、ケーブル、ロッド、レール、パイプを含む他の形状又は構成の導体を含み得る。さらに、伝送媒体１５２５は、誘電体パイプ、ロッド、レール若しくは他の誘電体部材などの非導体、導体と誘電体材料又は他の誘導波伝送媒体との組合せを含み得る。なお、あるいは、伝送媒体１５２５は、図１〜１４との関連で前述した伝送媒体のいずれかを含み得る。
例示の実施形態によると、誘導波１５２０及び１５２２は、自由空間／大気を介した無線送波又は配線の導体を介した電力又は信号の従来的な伝搬と対比され得る。特に、誘導波１５２０及び１５２２は、伝送媒体の表面の全部又は一部を囲み、伝送デバイス１５００から伝送デバイス１５０２に、及びその逆に伝送媒体に沿って低損失で伝搬する表面波及び他の電磁波である。誘導波１５２０及び１５２２は、伝送媒体１５２５の外部に主に又は実質的に存在する電場構造（例えば、電磁界構造）を有し得る。誘導波１５２０及び１５２２の伝搬に加えて、伝送媒体１５２５は、１以上の電気回路の一部として従来的な態様で電力又は他の通信信号を伝搬する１以上の配線を選択的に含んでいてもよい。
ここで図１６に、伝送デバイス１５００又は１５０２の例示の非限定的な実施形態を説明するブロック図を示す。伝送デバイス１５００又は１５０２は、通信インターフェース（Ｉ／Ｆ）１６００、送受信機１６１０及びカプラ１６２０を含む。
動作の例において、通信インターフェース１６００は、第１のデータを含む通信信号１５１０又は１５１２を受信する。種々の実施形態において、通信インターフェース１６００は、ＬＴＥ又は他のセルラ音声及びデータプロトコル、８０２．１１プロトコル、ＷＩＭＡＸプロトコル、ＵｌｔｒａＷｉｄｅｂａｎｄプロトコル、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈプロトコル、Ｚｉｇｂｅｅプロトコル、直接ブロードキャスト衛星（ＤＢＳ）若しくは他の衛星通信プロトコル又は他の無線プロトコルなどの無線標準プロトコルによる無線通信信号を受信するための無線インターフェースを含み得る。これに加えて又は代替として、通信インターフェース１６００は、イーサネットプロトコル、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）プロトコル、データ・オーバー・ケーブル・サービス・インターフェース規格（ＤＯＣＳＩＳ）プロトコル、デジタル加入者線（ＤＳＬ）プロトコル、Ｆｉｒｅｗｉｒｅ（ＩＥＥＥ１３９４）プロトコル又は他の有線プロトコルによって動作する有線インターフェースを含む。標準に基づくプロトコルに加えて、通信インターフェース１６００は、他の有線又は無線プロトコルとの関連で動作し得る。さらに、通信インターフェース１６００は、多重プロトコルレイヤを含むプロトコルスタックとの関連で適宜動作し得る。
動作の例において、送受信機１６１０は、通信信号１５１０又は１５１２に基づいて第１の電磁波を生成して第１のデータを搬送する。第１の電磁波は、少なくとも１つのキャリア周波数及び少なくとも１つの対応する波長を有する。種々の実施形態において、送受信機１６１０は、伝送媒体１５２５の外周未満の対応する波長を有するキャリア周波数で動作するマイクロ波送受信機である。キャリア周波数は、３０ＧＨｚ〜３００ＧＨｚのミリ波周波数帯域内、又はマイクロ波周波数帯域内における３ＧＨｚ〜３０ＧＨｚのより低い周波数帯域内にあればよい。ある動作モードでは、送受信機１６１０は、マイクロ波又はミリ波帯域における第１の電磁信号の伝送のための単数又は複数の通信信号１５１０又は１５１２を単にアップコンバートする。動作の他のモードでは、通信インターフェース１６００が通信信号１５１０若しくは１５１２をベースバンド若しくは近ベースバンド信号に変換するか、又は通信信号１５１０若しくは１５１２から第１のデータを抽出し、送受信機１６１０が第１のデータ、ベースバンド又は近ベースバンド信号を変調して送信する。
動作の例において、カプラ１６２０は、第１の電磁波を伝送媒体１５２５に結合する。カプラ１６２０は、誘電体導波路カプラ又は図１〜１４に関連して記載したカプラ及び結合デバイスのいずれかを介して実装され得る。例示の実施形態では、伝送媒体１５２５は、外表面を有する誘電体材料によって囲まれた配線又は他の内側要素を含む。誘電体材料は、絶縁ジャケット、誘電体コーティング又は伝送媒体１５２５の外表面上の他の誘電体を含み得る。内側部分は、誘電体若しくは他の絶縁体、導体、空気若しくは他の気体又は空隙、又は１以上の導体を含み得る。
動作の例において、伝送媒体１５２５への第１の電磁波の結合は、非対称モード及び基本（対称）モード又は選択的に他の非対称（非基本）モードを含む１以上の他のモードを含む少なくとも１つの誘導波モードを介して伝送媒体の誘電体材料の外表面に沿って伝搬するように誘導される第２の電磁波を形成する。誘電体材料の外表面は、絶縁ジャケット、誘電体コーティング又は他の誘電体の外表面であればよい。例示の実施形態では、送受信機１６１０によって生成される第１の電磁波は、対称モードを含む少なくとも１つの誘導波モードを介してカプラに沿って伝搬するように誘導され、カプラと伝送媒体の間の接合部は、第２の電磁波の非対称モード及び選択的に第２の電磁波の対称モードを誘起する。
例示の実施形態では、伝送媒体１５２５は外表面及び対応の外周を有する単一配線伝送媒体であり、カプラ１６２０は第１の電磁波を単一配線伝送媒体に結合する。特に、単一配線伝送媒体への第１の電磁波の結合は、少なくとも１つの非対称モード及び選択的に対称モード及び他の非対称モードを含む少なくとも１つの誘導波モードを介して単一配線伝送媒体の外表面に沿って伝搬するように誘導される第２の電磁波を形成し、キャリア周波数はマイクロ波又はミリ波周波数帯域内にあり、対応する波長は単一配線伝送媒体の外周未満である。ある動作モードでは、第１の電磁波は対称モードを含む少なくとも１つの誘導波モードを介してカプラに沿って伝搬するように誘導され、カプラと伝送媒体の間の接合部は第２の電磁波の非対称モード及び存在する場合には第２の電磁波の対称モードの双方を誘起する。
前述の説明では送信機としての送受信機１６１０の動作に着目したが、送受信機１６１０はまた、第２データを単一配線伝送媒体からカプラ１６２０を介して搬送する電磁波を受信し、第２のデータを含む通信信号１５１０又は１５１２を通信インターフェース１６００を介して生成するように動作し得る。伝送媒体１５２５の誘電体材料の外表面に沿っても伝搬する第２のデータを第３の電磁波が搬送する実施形態を検討する。カプラ１６２０はまた、伝送媒体１５２５からの第３の電磁波を結合して第４の電磁波を形成する。送受信機１６１０は、第４の電磁波を受信し、第２のデータを含む第２の通信信号を生成する。通信インターフェース１６００は、第２の通信信号を通信ネットワーク又は通信デバイスに送信する。
ここで図１７に、電磁界分布の例示の非限定的な実施形態を説明する図を示す。この実施形態では、大気中の伝送媒体１５２５は、内部導体１７００及び誘電体材料の絶縁ジャケット１７０２を含み、これを断面で示す。図面は、非対称モードを有する誘導波の伝搬によって生成される電磁界強度を異ならせて表す異なるグレースケールを含む。誘導波は、主に又は実質的に、波動を誘導するように作用する伝送媒体１５２５の外部にある電場構造を有する。導体１７００の内部の領域は、電場をほとんど又はまったく有さない。同様に、絶縁ジャケット１７０２の内部の領域は、低い電場強度を有する。電磁界強度の大部分は、絶縁ジャケット１７０２の外表面におけるローブ１７０４及びその近傍に分布する。非対称誘導波モードの存在は、絶縁ジャケット１７０２の外表面の上部及び下部において、絶縁ジャケット１７０２の両側の非常に小さい電場強度とは逆に、高い電磁界強度で示される。
図示する例は、直径１．１ｃｍ及び誘電絶縁体の厚さ０．３６ｃｍの配線によって誘導される３８ＧＨｚ波に対応する。電磁波は伝送媒体１５２５によって誘導され、電場強度の大部分は外表面の制限距離内で絶縁ジャケット１７０２の外部の大気に集中するため、誘導波は非常に低損失で伝送媒体１５２５を長手方向に伝搬することができる。図示する例では、この「制限距離」は、伝送媒体１５２５の最大断面寸法の半分未満である外表面からの距離に対応する。この場合、配線の最大断面寸法は１．８２ｃｍの全体直径に対応するが、他の値は伝送媒体１５２５のサイズ及び形状によって変化し得る。例えば、伝送媒体が高さ０．３ｃｍ及び幅０．４ｃｍの長方形であるとすると、最大断面寸法は対角線が０．５ｃｍとなり、対応する制限距離は０．２５ｃｍとなる。
例示の実施形態では、この伝搬の特定の非対称モードは、非対称モードの低域側カットオフ周波数の制限範囲内（＋２５％など）に入る周波数を有する電磁波によって伝送媒体１５２５上で誘起される。絶縁ジャケット１７０２によって囲まれた内部導体１７００を含む、図示する実施形態について、このカットオフ周波数は、絶縁ジャケット１７０２の寸法及び特性並びに潜在的に内部導体１７００の寸法及び特性に基づいて変化し得るものであり、所望のモードパターンを有するように実験的に決定され得る。なお、一方で、同様の効果が、内部導体のない中空の誘電体又は絶縁体においても見られる。この場合、カットオフ周波数は、中空の誘電体又は絶縁体の寸法及び特性に基づいて変化し得る。
低域側カットオフ周波数よりも低い周波数においては、非対称モードが伝送媒体１５２５において誘起するのは難しく、わずかな距離を除いて伝搬しない。周波数がカットオフ周波数程度の周波数の制限範囲を上回るにつれて、非対称モードは絶縁ジャケット１７０２の内側に向かってより一層シフトする。カットオフ周波数よりも充分に高い周波数では、電場強度はもはや絶縁ジャケットの外部に集中せずに、主に絶縁ジャケット１７０２の内部に集中する。伝送媒体１５２５は電磁波に対する強い誘導を与えるのでそれでも伝搬が可能であるが、周囲の大気とは逆に、絶縁ジャケット１７０２内の伝搬に起因して増加した損失によって範囲がより制限される。
ここで図１８に、種々の電磁界分布の例示の非限定的な実施形態を説明する図を示す。特に、同様の要素に言及するのに共通の参照符号を用いて図１７に類似の断面図１８００を示す。断面１８００で図示する例は、直径１．１ｃｍ及び誘電絶縁体の厚さ０．３６ｃｍの配線によって誘導される６０ＧＨｚ波に対応する。波動の周波数がカットオフ周波数の制限範囲よりも高いため、非対称モードは、絶縁ジャケット１７０２の内側に向かってシフトした。特に、電場強度は、主に絶縁ジャケット１７０２の内部に集中する。伝送媒体１５２５は電磁波に対する強い誘導を与えるのでそれでも伝搬が可能であるが、絶縁ジャケット１７０２内の伝搬に起因して増加した損失によって、図１７の実施形態と比較した場合に、範囲がより制限される。
図１８０２、１８０４、１８０６及び１８０８も、長手方向断面で示す内部導体及び誘電体材料の絶縁ジャケットを含む大気中の伝送媒体１５２５の実施形態を示す。これらの図は、異なる周波数で非対称モードを有する誘導波の伝搬によって生成される電磁界強度を異ならせて表す異なるグレースケールを含む。図１８０８に示すように、低域側カットオフ周波数よりも低い周波数では、電界は、伝送媒体１５２５の表面に密には結合されない。非対称モードは、伝送媒体１５２５において誘起するのが難しく、ほんのわずかな距離を除いて伝搬しない。図１８０６に示すように、カットオフ周波数の制限範囲内の周波数では、電界強度の一部は絶縁ジャケット内にあるが、誘導波は、波動を誘導するように作用する伝送媒体１５２５の外側に主に又は実質的に存在する電場構造を有する。図１７との関連で記載するように、導体内部の領域１７００はほとんど又はまったく電場を有さず、伝搬は、妥当な距離にわたって保持される。図１８０４に示すように、周波数がカットオフ周波数程度の周波数の制限範囲を上回るにつれて、非対称モードは伝送媒体１５２５の絶縁ジャケットの内側に向かってより一層シフトし、伝搬損失が増加し、有効距離が減少する。図１８０２に示すように、カットオフ周波数よりも充分に高い周波数では、電場強度はもはや絶縁ジャケットの外部に集中せずに、主に絶縁ジャケット１７０２の内部に集中する。伝送媒体１５２５は電磁波に対する強い誘導を与えるのでそれでも伝搬が可能であるが、周囲の大気とは逆に、絶縁ジャケット１７０２内の伝搬に起因して増加した損失によって範囲がより制限される。
ここで図１９に、伝送デバイスの例示の非限定的な実施形態を説明するブロック図を示す。特に、同様の要素に言及するのに共通の参照符号を用いて図１６に類似の図を示す。伝送デバイス１５００又は１５０２は、データを含む通信信号１５１０又は１５１２を受信する通信インターフェース１６００を含む。送受信機１６１０は、通信信号１５１０又は１５１２に基づいて第１の電磁波を生成して第１のデータを搬送し、第１の電磁波は少なくとも１つのキャリア周波数を有する。カプラ１６２０は誘電体材料によって囲まれた少なくとも１つの内側部分を有する伝送媒体１５２５に第１の電磁波を結合し、誘電体材料は外表面及び対応の外周を有する。第１の電磁波は伝送媒体に結合されて、少なくとも１つの誘導波モードを介して誘電体材料の外表面に沿って伝搬するように誘導される第２の電磁波を形成する。誘導波モードは、低域側カットオフ周波数を有する非対称モードを含み、キャリア周波数は、低域側カットオフ周波数の制限範囲内となるように選択される。
伝送デバイス１５００又は１５０２は、光トレーニングコントローラ１９００を含む。例示の実施形態では、トレーニングコントローラ１９００は、スタンドアロンプロセッサ又は伝送デバイス１５００若しくは１５０２の１以上の他の構成要素と共有されるプロセッサによって実装される。トレーニングコントローラ１９００は、第２の電磁波を受信するように結合された少なくとも１つの遠隔の伝送デバイスから送受信機１６１０によって受信されたフィードバックデータに基づいて、キャリア周波数を低域側カットオフ周波数の制限範囲内となるように選択する。
例示の実施形態では、遠隔の伝送デバイス１５００又は１５０２によって送信される第３の電磁波は、伝送媒体１５２５の誘電体材料の外表面に沿っても伝搬する第２のデータを搬送する。第２のデータは、フィードバックデータを含むように生成され得る。動作において、カプラ１６２０はまた、伝送媒体１５２５からの第３の電磁波を結合して第４の電磁波を形成し、送受信機は第４の電磁波を受信し、第４の電磁波を処理して第２のデータを抽出する。
例示の実施形態では、トレーニングコントローラ１９００は、フィードバックデータに基づいて複数の候補周波数を評価し、複数の候補周波数の１つとして、低域側カットオフ周波数の制限範囲内となるようにキャリア周波数を選択するように動作する。例えば、候補周波数は、マイクロ波又はミリ波周波数帯域にあること、伝送媒体１５２５の外周よりも大きい波長を有すること、伝送媒体１５２５の一部を構成する導体における電子の平均衝突周波数未満であることなどの基準に基づいて、特定の伝送媒体１５２５及び選択された非対称モードに対するカットオフ周波数についての周波数の制限範囲を示す実験結果に基づいて、並びに／又は実験結果若しくはシミュレーションに基づいて選択され得る。
以下の例：伝送デバイス１５００は、伝送媒体１５２５に結合された遠隔の伝送デバイス１５０２に向けられた対応の複数の候補周波数で複数の１又はパイロット波などのテスト信号として複数の誘導波を送信することによってトレーニングコントローラ１９００の制御下での動作を開始する例を検討する。伝送デバイス１５００は、第２の電磁波として伝送媒体上に結合される第１の電磁波を生成することができる。誘導波モードは異なり得るが、一般に、第２の電磁波の単数又は複数のキャリア周波数は第１の電磁波の単数又は複数のキャリア周波数に等しい。しかし、結合が、接合部に起因する非線形性、カプラの非線形要素又は他の非線形性を含む場合には、第２の電磁波の１以上の誘導波モードのキャリア周波数は、単数若しくは複数の高調波周波数、２以上のキャリア周波数の合計、又は２以上のキャリア周波数の差分となり得る。いずれの場合でも、結合の線形又は非線形効果の知識に基づいて、及び伝送媒体上に波動を出射するように結合された波動の単数又は複数のキャリア周波数の選択にさらに基づいて、伝送媒体上に出射された電磁波の単数又は複数のキャリア周波数が選択され得る。
誘導波は、さらに、又は代替として、伝送媒体１５２５に結合された遠隔の伝送デバイス１５０２に向けられた対応の複数の候補周波数におけるテストデータを含み得る。テストデータは、信号の特定の候補周波数を示すことができる。実施形態では、遠隔の伝送デバイス１５０２におけるトレーニングコントローラ１９００は、適切に受信された誘導波のいずれかからテスト信号及び／又はテストデータを受信し、最良の候補周波数、許容可能な候補周波数のセット又は候補周波数のランク付けを特定する。この単数又は複数の候補周波数は、受信信号強度、ビットエラーレート、パケットエラーレート、信号対ノイズ比、低減された又は最小の伝搬損失でのキャリア周波数、非基本モードのカットオフの制限範囲内となるように以前の基準のいずれかの解析に基づいて検出されるキャリア周波数などの１以上の最適化基準に基づいてトレーニングコントローラ１９００によって生成され、又は他の最適化基準が遠隔の伝送デバイス１５０２の送受信機１６１０によって生成され得る。トレーニングコントローラ１９００は、単数又は複数の候補周波数を示すフィードバックデータを生成し、フィードバックデータを伝送デバイス１５００への送信のために送受信機１６１０に送信する。そして、伝送デバイス１５００及び１５０２は、単数又は複数の示されたキャリア周波数を利用して相互にデータを通信することができる。
他の実施形態では、テスト信号及び／又はテストデータを含む電磁波が、これらの波動を開始した伝送デバイス１５０２のトレーニングコントローラ１９００による受信及び解析のために、遠隔の伝送デバイス１５０２によって伝送デバイス１５０２に反射されて戻され、中継されて戻され、あるいはループバックされる。例えば、伝送デバイス１５０２は信号を遠隔の伝送デバイス１５０２に送信して、物理反射器が線上で切り換えられ、終端インピーダンスが変更されて反射をもたらし、ループバック回路が電磁波を送信元伝送デバイス１５０２に結合して戻すように切り換えられ、及び／又は中継器モードは電磁波を増幅して送信元伝送デバイス１５０２に再送信して戻すことが可能なテストモードを開始する。送信元伝送デバイス１５０２におけるトレーニングコントローラ１９００は、適切に受信された誘導波のいずれかからのテスト信号及び／又はテストデータを受信し、最良候補周波数、許容可能な候補周波数のセット又は候補周波数のランク付けを特定する。この単数又は複数の候補周波数は、受信信号強度、ビットエラーレート、パケットエラーレート、信号対ノイズ比などの１以上の最適化基準に基づいてトレーニングコントローラ１９００によって生成され、又は他の最適化基準が遠隔の伝送デバイス１５０２の送受信機１６１０によって生成され得る。
上記の手順を動作の起動又は初期化モードにおいて説明したが、各伝送デバイス１５００又は１５０２は、同様に他の時点でもテスト信号を送信し、あるいは候補周波数を評価することができる。例示の実施形態では、伝送デバイス１５００及び１５０２間での通信プロトコルは、候補周波数のサブセットの完全な試験又はより限定的な試験がテスト及び評価される周期的テストモードを含み得る。動作の他のモードにおいて、そのようなテストモードへの再移行が、外乱、気象条件などに起因する性能の悪化によってトリガされ得る。例示の実施形態では、送受信機１６１０の受信機帯域幅は、すべての候補周波数を含むように充分に広いか、又は送受信機１６１０の受信機帯域幅がすべての候補周波数を含むようにトレーニングコントローラ１９００によって充分に広いトレーニングモードに適宜調整され得る。
上記誘導波が伝送媒体１５２５の外部誘電体表面の外表面上を伝搬するものとして記載したが、裸配線の外表面を含む伝送媒体１５２５の他の外表面も同様に採用され得る。また、トレーニングコントローラ１９００が非対称モードの低域側カットオフ周波数の制限範囲内となるように候補周波数を選択するものとして上述したが、トレーニングコントローラ１９００は、スループット、パケットエラーレート、信号強度、信号対ノイズ比、信号対ノイズ及び干渉比、マルチチャネルシステムにおけるチャネル分離、及び／又は他の性能基準などの１以上の性能基準に基づいて、−−非対称モードで又は非対称モードではなく、候補周波数が任意の特定のモードの低域側カットオフ周波数の制限範囲内となるか否かに応じて、又はそれにかかわらず、伝送媒体１５２５に沿う伝搬を最適化、実質的に最適化又はパレート最適化する候補周波数を確立するように使用されてもよい。
図２０ａは伝送デバイスの例示の非限定的実施形態のブロック図であり、図２０ｂはここで説明する種々の形態による種々のカプラ形状の例示の非限定的実施形態を提供する。特に、それぞれが送信デバイス（すなわち送信機）及び／又は受信デバイス（受信機）を有しており対応する導波路２０２２及びカプラ２００４に結合された複数の送受信機（Ｘｃｖｒ）２０２０を含む伝送デバイス２０００を示す。複数のカプラ２００４は、まとめて「結合モジュール」と呼ばれることがある。そのような結合モジュールの各カプラ２００４は、導波路２０２２を介して送受信機２０２０の送信デバイスから第１のデータを搬送する電磁波２００６を受信する受信部２０１０を含む。カプラ２００４の誘導部２０１２は、電磁波２００６を伝送媒体２００２に結合するための接合部２０１４に第１の電磁波２００６を誘導する。図示する実施形態では、接合部２０１４は例示の目的のためにエアギャップを含むが、他の構成はエアギャップ有り無しの双方で可能である。誘導部２０１２は、固有のテーパ形状で示される接合部２０１４で終端する結合端部２０１５を含むが、他の形状及び構成も同様に可能である。カプラ２００４の結合端部２０１５は、例えば、テーパ形状、丸形状若しくは傾斜形状（２０５０、２０５２、２０５４又は２０５６）又はより複雑な多次元形状を有していてもよい。特に、結合デバイスと交差してテーパ、傾斜形又は丸形を形成する平面の数は２以上であればよく、それにより、結果として生じる形状が単一平面に沿って切断される単純な角度よりも複雑になる。
動作において、結合端部２０１５をテーパ状に、丸状に又は傾斜状にすることにより、誘導部に沿って戻る電磁波の反射を低減又は実質的に除去し、伝送媒体２００２に対するこれら電磁波の結合（例えば、結合効率）も併せて向上し得る。さらに、受信部２０１０は、これもテーパ状、丸状又は傾斜状であり送受信機２０２０の導波路２０２２に対する結合を向上させる受信端部を有することができる。この受信端部は、明示しないが、導波路２０２２内で凹状であればよい。誘導部２０１２、導波路２０２２、受信部２０１０及び結合端部２０１５の断面は、それぞれ任意の形状２０６０、２０６２、２０６４、２０６６、２０６８、２０７０又は２０７０であればよい。
各電磁波２００６は、少なくとも１つの第１の誘導波モードを介して伝搬する。接合部２０１４の１つ以上を介した伝送媒体２００２への電磁波２００６の結合は、第１の誘導波モードとは異なり得る少なくとも１つの第２の誘導波モードを介して伝送媒体２００２の外表面に沿って伝搬するように誘導される複数の電磁波２００８を形成する。伝送媒体２００２は、伝送媒体２００２の外表面に沿う電磁波２００８の伝搬に対応して第１のデータを搬送する単一配線伝送媒体又は他の伝送媒体であればよい。ここに記載する単一配線伝送媒体は、例示の実施形態から逸脱することなく、ともに束ねられ又は編み組まれた複数の撚線又は配線部分からなり得ることが分かるはずである。
種々の実施形態において、電磁波２００６は排他的に又は実質的に排他的に対称（基本）モードを含み得る１以上の第１の誘導波モードを介してカプラ２００４に沿って伝搬するが、それに加えて又は代替として他のモードが選択的に含まれ得る。これらの実施形態によると、電磁波２００８の第２の誘導波モードは、伝送媒体２００２の特性が対応する場合には、各カプラ２００４に沿って伝搬する電磁波２００６の誘導波モードに含まれない少なくとも１つの非対称（非基本）モードを含む。動作において、接合部２０１４が伝送媒体２００２上に電磁波２００８を誘起して選択的に対称（基本）モードを含むが、カプラ２００４に沿って伝搬する電磁波２００６の誘導波モードに１以上の非対称（非基本）モードは含まれない。
より一般的には、１以上の第１の誘導波モードが、モードＳ１のセット：
Ｓ１＝（ｍ１１、ｍ１２、ｍ１３、・・・）
によって規定されるものとする。
そして、個々のモードｍ１１、ｍ１２、ｍ１３、・・・の各々は、わずかな距離よりも多くを伝搬し、すなわち、受信端２０１０から他端２０１５にカプラ２００４の誘導部２０１２の長さに沿って伝搬する対称（すなわち基本）モード又は非対称（すなわち非基本）モードのいずれかとなり得る。実施形態では、電磁波２００６の単数又は複数の誘導波モードは、電磁エネルギーのかなりの部分又はほとんどを伝送媒体に結合するために、接合部２０１４において伝送媒体２００２と高い度合いで重複する電界分布を含む。反射の低減に加えて、結合端部２０１５をテーパ状に、丸状に及び／又は傾斜状にすることにより、そのような効果（例えば、高い結合効率又はエネルギー転送）を促進することもできる。カプラの断面積が結合端部２０１５に沿って減少すると、電界分布のサイズが増加することになり、接合部２０１４における伝送媒体２００２で又はその周辺でより強力な電界強度を包含する。１つの例では、接合部２０１４においてカプラ２００４によって誘起される電界分布は、伝送媒体自体の１以上の伝搬モードに近似した形状を有し、伝送媒体の伝搬モードに変換される電磁エネルギーの量を増加させる。
また、１以上の第２の誘導波モードが、モードＳ２のセット：
Ｓ２＝（ｍ２１、ｍ２２、ｍ２３、・・・）
によって規定されるものとする。そして、個々のモードｍ２１、ｍ２２、ｍ２３、・・・の各々は、わずかな距離よりも長い伝送媒体２００２の長さに沿って伝搬し、すなわち、充分に伝搬して、伝送媒体２００２上の異なる位置で結合された遠隔の伝送デバイスに到達する対称（すなわち基本）モード又は非対称（すなわち非基本）モードのいずれかとなり得る。
種々の実施形態において、少なくとも１つの第１の誘導波モードが少なくとも１つの第２の誘導波モードとは異なるその条件は、Ｓ１≠Ｓ２であることを意味する。特に、Ｓ１はＳ２の適切なサブセットであってもよいし、Ｓ２がＳ１の適切なサブセットであってもよいし、Ｓ１とＳ２の間の交わりがヌル集合であってもよい。
送信機として動作することに加えて、伝送デバイス２０００は、同様に受信機としても動作し、又はそれを含むことができる。この動作モードでは、複数の電磁波２０１８が、伝送媒体２００２の外表面にも沿うが電磁波２００８とは反対方向に伝搬する第２のデータを搬送する。各接合部２０１４は伝送媒体２００２からの電磁波２０１８の１つを結合して、誘導部２０１２によって対応の送受信機２０２０の受信機に誘導される電磁波２０１６を形成する。
種々の実施形態において、複数の第２の電磁波２００８によって搬送される第１のデータは、相互に異なる複数のデータストリームを含み、複数の第１の電磁波２００６の各々が複数のデータストリームの１つを搬送する。より一般的には、送受信機２０２０は、同じデータストリーム又は異なるデータストリームのいずれかを時分割多重、又は周波数分割多重若しくはモード分割多重などの他の形態の多重化を介して搬送するように動作する。この態様において、送受信機２０２０は、軸方向ダイバシティ、巡回遅延ダイバシティ、空間符号化、空間時間ブロック符号化、空間周波数ブロック符号化、ハイブリッド空間時間／周波数ブロック符号化、単一ストリームマルチカプラ空間マッピング又は他の送信／受信手法を介して全二重データを送信及び受信するのに、ＭＩＭＯ伝送システムとの関連で使用され得る。
伝送デバイス２０００を伝送媒体２００２の上部及び下部に配置された２つの送受信機２０２０及び２つのカプラ２００４で示すが、他の構成は３個以上の送受信機及び対応のカプラを含み得る。例えば、４個の送受信機２０２０及び４個のカプラ２００４を有する伝送デバイス２０００が、０、π／２、π及び３π／４の等距離配向において円筒形伝送媒体の外表面の周囲に角度をもって配置されてもよい。更なる例示を検討すると、ｎ個の送受信機２０２０を有する伝送デバイス２０００は、角度２π／ｎ離れて円筒形伝送媒体の外表面の周囲に角度をもって配置されたｎ個のカプラ２００４を含み得る。なお、ただし、カプラ間の等しくない角度変位が用いられてもよい。
図２１は、ここに記載される種々の形態による伝送デバイスの例示の非限定的な実施形態のブロック図である。特に、図７との関連で示した中継器デバイス７１０又は２つの同様の送受信機２０２０及び２０２０´を含む他の中継器の全部又は一部のような双方向中継器２１５０の一部として実装され得る伝送デバイス２１００を示す。図２０と同様の要素を共通の符号で示す。さらに、伝送デバイス２１００は、シールド２１２５を含む。実施形態では、シールド２１２５（一実施形態では吸収材を含み得る）は、吸収又は緩衝材料で構成され、伝送媒体２００２を囲む。動作において、電磁波２１０４がカプラ２００４に結合されて電磁波２１０８を生成する場合、一部分が電磁波２１０６として伝送媒体２００２に沿って続き得る。シールド２１２５は電磁波２１０６を、それが伝搬し続けないように実質的又は完全に吸収し、シールド２１２５の他方の送受信機２０２０´の動作との干渉を軽減する。この通信のフローを続けるために、送受信機２０２０によって受信されるような電磁波２１０８からのデータ又は信号は、送受信機２０２０´に結合され、伝送媒体２００２上で同じ方向に再出射される。
シールド２１２５は、反対方向の通信に対して同様の機能を実行し得る。電磁波２１１０がカプラ２００４に結合されて電磁波２１１４を生成する場合、一部分が電磁波２１１２として伝送媒体２００２に沿って続く。シールド２１２５は電磁波２１１２を、それが伝搬し続けないように実質的又は完全に吸収し、カプラ２００４の内在的な方向性を補強及び強化しつつ、シールド２１２５の他方の送受信機２０２０の動作との干渉を軽減する。図示するように、シールド２１２５は両側でテーパ化され、丸められ、又は傾斜付けられて反射を最小化し、及び／又はインピーダンス整合を与えるが、他の設計も同様に可能である。
図２２ａは、ここに記載される種々の形態による電磁分布の例示の非限定的な実施形態を示す図である。特に、電磁分布２２００が、前述した誘電体導波路カプラのいずれかなどのカプラ２２０２を含む伝送デバイスについて二次元で表される。カプラ２２０２は、単一配線伝送媒体などの伝送媒体２２０４の外表面に沿って伝搬するための電磁波を結合する。
カプラ２２０２は、対称誘導波モードを介してｘ０における接合部に電磁波を誘導する。図示するように、カプラ２２０２に沿って伝搬する電磁波のエネルギーの大部分は、カプラ２２０２内に含まれる。ｘ０における接合部は、電磁波を伝送媒体２２０４の下部に対応する方位角で伝送媒体に結合する。この結合は、少なくとも１つの誘導波モードを介して伝送媒体の外表面に沿って伝搬するように誘導される電磁波を誘起する。伝送媒体２２０４に沿って伝搬する電磁波のエネルギーの大部分は外部にあるが、伝送媒体２２０４の外表面の近傍にある。図示する例では、ｘ０での接合部は、対称モード、及び図１７との関連で示した一次モードのような伝送媒体２２０４の表面をかすめる少なくとも１つの非対称表面モードの双方を介して伝搬する電磁波を形成する。
伝送媒体２２０４の表面に沿って伝搬する電磁波の対称及び非対称伝搬モードの組合せは、伝送媒体２２０４へのカプラ２２０２の配向を規定する方位角からの角度偏差の関数、そしてｘ０での接合部からの長手方向変位の関数として変化する包絡線を形成する。関数Ｗ（Δθ，Δｘ，ｔ）によって表される電磁波を検討する。ここで、Δθは伝送媒体２２０４へのカプラ２２０２の配向を規定する方位角からの角度偏差を表し、Δｘはｘ０での接合部からの長手方向変位の関数を表し、ｔは時間を表す。電磁波Ｗの包絡線は、Ａ（Δθ，Δｘ）によって表され、０≦ｔ≦∞であり、
Ａ（Δθ，Δｘ）＝Ｍａｘ（Ｗ（Δθ，Δｘ，ｔ））
となる。したがって、電磁波Ｗは波動が伝送媒体の長さ（Δｘ）に沿って伝搬するにつれて時間の関数として変化するが、包絡線Ａは任意の時間（ｔ）に対して電磁波の最大振幅となる。定在波のように、包絡線Ａは、伝送媒体に沿う長手方向変位の相対時間定常関数である。包絡線は温度又は他の環境条件などの伝送媒体の遅く変化するパラメータに基づいて変化し得るが、包絡線は一般に時間の関数としては変化しない。一方、定在波とは異なり、包絡線関数の波長は、電磁波の波長と同じではない。特に、包絡線関数の波長は、内在する電磁波の波長よりも充分に大きい。図示する例では、内在する電磁波の波長はλｃ≒０．８ｃｍである一方で、包絡線関数は１０倍以上大きい。また、従来的な定在波とは異なり、包絡線Ａはまた、伝送媒体２２０４へのカプラ２２０２の配向を規定する方位角からの角度偏差Δθの関数としても変化する。
図示する例では、カプラ２２０２は、伝送媒体２２０４の第１の表面（下部）において伝送媒体２２０４上に電磁波を誘起する。ｘ０での接合部において、電磁波は、伝送媒体２００４の第１の側と反対の第２の表面（上部）での充分に小さいレベルの放射とともに伝送媒体の下部に集中する。伝送媒体２２０４の第１の表面（下部）における電磁波の包絡線は、それがｘ１で最小値に到達するまで、伝搬方向２２０６において伝送媒体に沿って減少する。一方、伝送媒体２２０４の第２の表面（上部）を検討すると、電磁波の包絡線は、それがｘ１で最大値に到達するまで、伝搬方向２２０６において伝送媒体に沿って増加する。この態様において、包絡線は、電磁波が伝搬方向２２０６に沿って伝搬する際に、蛇行パターン、極小と極大の間の発振並びに伝送媒体２２０４の第１の表面（上部）及び第２の表面（下部）に沿う集中に概ね従う。第１及び第２の表面は、伝送媒体２２０４に対するカプラ２２０２の位置に基づいて、他の実施形態において交換され得ることが分かるはずである。例えば、一実施形態では、第１の表面は、カプラ２２０２が伝送媒体に当たる表面と同じとなり得る。
値Δθ＝０は、伝送媒体２２０４、すなわち伝送媒体２２０４の第１の表面（下部）へのカプラ２２０２の配向を規定する方位角からの角度偏差がないことに対応する。伝送媒体２２０４の上部における対向面は、πラジアンの角度偏差Δθ＝πに対応する。図示する実施形態では、Δθ＝０について、包絡線が、ｘ０及びｘ２で極大となり、ｘ１で極小となる。これに対して、Δθ＝πについて、包絡線は、ｘ０及びｘ２で極小となり、ｘ１で極大となる。
図２２ｂは、ここに記載される種々の形態による電磁波分布の例示の非限定的な実施形態を示す図である。特に、電磁分布２２１０は、前述したカプラのいずれかを含む伝送デバイスについて二次元で表される。電磁波２２１２は、単一配線伝送媒体又は前述した他の伝送媒体などの伝送媒体２２１４の外表面に沿って伝搬する。
伝送媒体２２１４に沿って伝搬する電磁波２２１２のエネルギーの大部分は、伝送媒体２２１４の外表面の外部であるが、それに接近している。電磁波２２１４の対称及び非対称伝搬モードの組合せは、軸配向の関数として、そして伝送媒体２２１４に沿う長手方向変位の関数として変化する包絡線を形成する。電磁波２２１２の包絡線は、電磁波２２１２が伝搬方向２２１６に沿って伝搬する際に、蛇行パターン、最小と最大の間の発振並びに伝送媒体２２１４の上部及び下部に沿う集中に概ね従う。
伝送媒体２２１４の下部に対応する方位角配向θ＝０を検討する。伝送媒体２９０４の上部の反対側の表面は、πラジアンの方位角配向θ＝πに対応する。図示する実施形態では、θ＝０について、包絡線は（ｘ１、ｘ３、ｘ５、ｘ７）において極大となり、（ｘ２、ｘ４、ｘ６）において極小となる。逆に、θ＝πについて、包絡線は（ｘ１、ｘ３、ｘ５、ｘ７）において極小となり、（ｘ２、ｘ４、ｘ６）において極大となる。
図２３は、ここに記載される種々の形態による関数の例示の非限定的な実施形態を示す図である。特に、グラフ２３００は、２つの異なる固定の角度偏差Δθに対する包絡線Ａの近似を表す。図示するように、包絡線Ａは、最大値Ａｍａｘと最小値Ａｍｉｎの間で変化する周期関数である。
関数２３０２は、固定の角度偏差Δθ＝０について包絡線Ａの近似を表す。この場合、
Ａ（０，Δｘ）＝（（Ａｍａｘ−Ａｍｉｎ）Ｄ（Δｘ）ｃｏｓ（２πΔｘ／λｓ））＋Ａｍｉｎ
となる。ここで、Ｄ（Δｘ）は、伝送媒体の長さに沿って伝搬する際の電磁波Ｗの振幅のなだらかな減衰を表す
Ｄ（０）＝１
の値を有する単調減少関数であり、λｓは包絡線の波長を表す。図示する例では、
λｓ＝２（ｘ１−ｘ０）
である。
この例では、Δθ＝０について、包絡線は、
Δｘ＝０、λｓ、２λｓ・・・
において、又はより一般的には、
Δｘ＝Ｎλｓ
において極大となり、Ｎは整数である。また、Δθ＝０について、包絡線は、
Δｘ＝λｓ／２、３λｓ／２・・・
において、又はより一般的には、
Δｘ＝（２Ｎ＋１）λｓ／２
において極小となる。
関数２３０４は、固定の角度偏差Δθ＝πについて包絡線Ａの近似を表す。この場合、
Ａ（π，Δｘ）＝（（Ａｍａｘ−Ａｍｉｎ）Ｄ（Δｘ）ｃｏｓ（２πΔｘ／λｓ＋π））＋Ａｍｉｎ
となる。
この例では、Δθ＝πについて、包絡線は、
Δｘ＝０、λｓ、２λｓ・・・
において、又はより一般的には、
Δｘ＝Ｎλｓ
において極小となり、Ｎは整数である。また、Δθ＝０について、包絡線は、
Δｘ＝λｓ／２、３λｓ／２・・・
において、又はより一般的には、
Δｘ＝（２Ｎ＋１）λｓ／２
において極大となる。
関数２３０２及び２３０４は、実施形態では、伝送媒体の上部及び下部における包絡線Ａの近似を表すが、電磁波Ｗの少なくとも１つの誘導波モードは、波動が伝送媒体の長さに沿って伝搬するにつれて角度的に回転する。この場合、包絡線Ａは、角度回転が時計回りか反時計回りかに応じて、以下のように近似され得る。
Ａ（Δθ，Δｘ）＝（（Ａｍａｘ−Ａｍｉｎ）Ｄ（Δｘ）ｃｏｓ（２πΔｘ／λｓ＋Δθ））＋Ａｍｉｎ
又は
Ａ（Δθ，Δｘ）＝（（Ａｍａｘ−Ａｍｉｎ）Ｄ（Δｘ）ｃｏｓ（−２πΔｘ／λｓ＋Δθ））＋Ａｍｉｎ
なお、上記の例とともに、Δθ＝πについて、包絡線は、
Δｘ＝Ｎλｓ
において極小となり、Δθ＝０について、包絡線は、
Δｘ＝（２Ｎ＋１）λｓ／２
において極大となる。
固定値のΔｘを検討すると、Δｘ＝０について、包絡線は、
Δθ＝π
において極小となり、
Δθ＝０
において極大となる。
Δｘ＝λｘ／２について、包絡線は、
Δθ＝π
において極大となり、
Δθ＝０
において極小となる。
上記近似を用いて、極小及び極大も同様に他の軸方向偏差について計算できる。Δθ＝π／２及び時計回りの回転の場合を検討すると、包絡線は、
Δｘ＝λｓ／４、５λｓ／４・・・
で極大となり、
Δｘ＝３λｓ／４、７λｓ／４・・・
で極小となる。
Δθ＝−π／２及び反時計回りの回転の場合を検討すると、包絡線は、
Δｘ＝λｓ／４、５λｓ／４・・・
で極大となり、
Δｘ＝３λｓ／４、７λｓ／４・・・
で極小となる。
包絡線Ａの近似は、伝送媒体における複数のカプラの配置を設計して軸方向又は空間ダイバシティを介する複数の電磁波Ｗを介した同時通信に対応する際に有用なものとなり得る。例えば、あるカプラを、包絡線の極小に対応する他のカプラから所定の軸方向偏差及び／又は長手方向変位に位置させることによって、電磁波間の分離が増加し、これらのカプラ間の干渉量が減少する。また、対応の極大における送信カプラから所定の軸方向偏差及び／又は長手方向変位に受信カプラを位置させることによって、送信カプラから受信カプラまで伝送される電磁波についての信号ゲイン及びデータスループットを増加させることができる。種々の選択的機能及び構成を含むそのような構成の更なる例を以下の図２４〜３４との関連で調査する。
図２４は、ここに記載される種々の形態による伝送システムの例示の非限定的な実施形態のブロック図である。伝送媒体２００２に沿って遠くに離隔された２つの伝送デバイスを含む伝送システム２４００を示す。このシステムでは、送信機２４１０は第１のデータを搬送する電磁波２４０２を生成する。カプラ２４５０は、第１の方位角で電磁波２４０２を伝送媒体２００２に結合する接合部２４１２に電磁波２４０２を誘導して、１以上の誘導波モードを介して伝送媒体２００２の外表面に沿って伝搬するように誘導される電磁波２４０４を形成する。電磁波２４０４は、第１の方位角からの角度偏差Δθ及び接合部２４１２からの長手方向変位Δｘの関数として変化する包絡線を有する。関数は、第１の方位角からの角度偏差Δθ＝θ１及び接合部２４１２からの角度変位Δｘ＝ｘ１において極小となる。接合部２４１８におけるカプラ２４５４は、電磁波２４０４からの電磁波２４０６を形成し、電磁波２４５４を送受信機２４４０に誘導して第１のデータを受信する。
遠隔の送信機２４３０は、電磁波２４３４として接合部２４１４においてカプラ２４５６を介して伝送媒体２００２に結合される第２のデータを搬送する電磁波２４３２を生成する。電磁波２４３４は、電磁波２４０４の反対方向に伝送媒体２００２の外表面に沿って伝搬する。カプラ２４５２は、接合部２４１６において伝送媒体２００２からの電磁波２４３４を結合して、第２のデータを受信する受信機２４２０に誘導される電磁波２４３６を形成する。接合部２４１６におけるカプラ２４５２は、第１の方位角からの角度偏差Δθ＝θ１及び接合部２４１２からの長手方向変位Δｘ＝ｘ１に対応する。図示するように、θ１＝π及びΔｘ＝０で、電磁波２４０４の包絡線の極小にカプラ２４５２が位置する。接合部２４１６におけるカプラ２４５２のこの配置によって、受信機２４２０への電磁波２４０４の漏れが減少する。同様の効果が、送信機２４３０と受信機２４４０の間でも発生する。
種々の実施形態において、受信機／送信機の対２４１０／２４４０のカプラは同じ軸配向に向けられ、接合部２４１２及び２４１８間の長手方向変位ｄ１は受信カプラ２４５４が包絡線の極大に配置されるように選択される。また、図２３との関連で示す例を検討すると、
ｄ１＝Ｎλｓ
である。電磁波２４３２が電磁波２４０２と同じキャリア周波数で伝送される場合、各電磁波は同じ波長を有し、同じ効果が接合部２４１４及び２４１６間で発生する。
システム２４００の２つの伝送デバイスの各々は、トレーニングコントローラ１９００と同様に動作するトレーニングコントローラ２４２５を含む。しかし、この実施形態では、トレーニングコントローラ２４２５は、電磁波２４３６を介して受信機２４２０によって受信されるフィードバックデータに基づいて送信機２４１０によって生成される電磁波２４０２の少なくとも１つのキャリア周波数を選択する。トレーニングコントローラ２４３５は、このフィードバックデータを受信機２４４０による電磁波２４０６の受信に基づいて生成し、フィードバックデータを送信機２４３０によって生成される電磁波２４３２を介して送信する。トレーニングコントローラは、電磁波２４３４のキャリア周波数を確立するように相反的に動作し得る。代替例では、トレーニングコントローラ２４２５及び２４３５が協同的態様で動作して、伝送媒体２００２に沿う電磁波２４０４及び２４３４の伝搬を促進するだけでなく各伝送デバイスに対する送信機漏れを低減しつつ受信カプラにおける所望の電磁波の包絡線を増加させる単一のキャリア周波数を選択する。
各カプラ（２４５０、２４５２、２４５４又は２４５６）が送信機又は受信機のいずれかを介する一方向通信に関与するものとして図示するが、より一般的には、各カプラは、図２０に関連して記載した伝送デバイスに類似の態様で双方向通信に関与するための送信機及び受信機の双方を含む送受信機に結合されてもよい。
また、デバイス間の伝送を強化するとともに干渉を低減するように包絡線の極小又は極大を位置させるという観点で伝送システム２４００の動作を記載したが、同じ伝送媒体を共有する異なる波動間の干渉を軽減するのに同じ原理が適用され得る。関連個所において、有益な効果のために伝送媒体を共有する１以上の同時発生波を位置させるのに、波動の包絡線が調整されてもよいし、並びに／又は特定の送信機及び受信機の角度又は長手方向位置が調整されてもよい。
種々の実施形態では、伝送システム２４００の１以上の構成要素などの導波路システムは第１の非対称電磁波の第１の伝送包絡線を決定し、第１の伝送包絡線は、第１の非対称電磁波と第２の波長における第２の伝送包絡線を有する第２の非対称電磁波との間の信号干渉を低減する第１の波長を有する。この決定は、導波路システムの他の構成要素を介して、又はシステムの初期設計及び設定を介して、トレーニングコントローラ２４２５によって行われ得る。決定は、第１の非対称電磁波の信号の第１の部分と第２の非対称電磁波の信号の第２の部分との間、例えば、２つの信号の包絡線の対象となる点（極小又は極大）の間の角度変位を決定することを含み得る。
導波路システムは、第２の非対称電磁波が伝送媒体の外表面上を伝搬するのと同時に、第１の伝送包絡線に従って伝送媒体の外表面上に第１の非対称電磁波を伝送させる。この導波路システムは、例えば、導波路システムによって伝送される非対称電磁波の動作周波数又は伝送媒体に対する導波路システムのカプラの位置を調整することによって、角度変位に従って第１の非対称電磁波の伝送を調整することができる。
図２５は、ここに記載される種々の形態による伝送システムの例示の非限定的な実施形態のブロック図である。このシステム２５００は、伝送システム２４００と同様の態様で動作する。送信機２５１０及び受信機２５２０は、送信機２５４０及び受信機２５３０を含む遠隔の伝送デバイスと通信する１つの伝送デバイスの一部である。動作において、送信機２５１０はデータを搬送する電磁波を受信機２５３０に送信し、送信機２５４０はデータを搬送する他の電磁波を受信機２５２０に送信する。これらの２つの電磁波は、伝送媒体２００２を反対方向に横断する。
各伝送デバイスの送信機及び受信機の対は、反対の軸配向であるが同じ空間変位で結合される。このように、送信機２５１０及び受信機２５２０は、同じ位置（例えば、実質的に同じ長手方向位置）であるが伝送媒体２００２の反対側に結合される。同様に、送信機２５４０及び受信機２５３０は、同じ位置（例えば、実質的に同じ長手方向位置）であるが伝送媒体２００２の反対側に、他の伝送デバイスの結合点からの距離ｄ２で結合される。
ただし、この実施形態では、相互に通信する送信機／受信機対は異なる軸方向偏差で配向される。特に、受信機／送信機対２５１０／２５３０のカプラは異なる（反対の）軸配向に向けられ、接合部間の長手方向変位ｄ２は受信カプラがやはり包絡線の極大に配置されるように選択される。図２３との関連で示す例をさらに検討すると、
ｄ２＝Ｎλｓ＋λｓ／２
である。送信機／受信機対２５４０／２５２０が同じキャリア周波数を採用する場合、同様の効果が伝送媒体に沿う反対方向の伝送に対して発生する。
具体的には図示していないが、各伝送デバイスは、各受信カプラの配置が包絡線の極大に可能な限り近づくように電磁波のキャリア周波数を調整するトレーニングコントローラ２４２５又は２４３５などのトレーニングコントローラを含み得る。各カプラ２００４を送信機又は受信機のいずれかを介する一方向通信に関与するものとして図示するが、より一般的には、各カプラは、図２０に関連して記載した伝送デバイスに類似の態様で双方向通信に関与するための送信機及び受信機の両方を含む送受信機に結合されてもよい。
図２６は、ここに記載される種々の形態による送信システムの例示の非限定的実施形態のブロック図である。このシステム２６００は、送信システム２４００と同様の態様で動作する。送信機２４１０及び受信機２４２０は、送信機２４３０及び受信機２４４０を含む遠隔伝送デバイスと通信する１つの伝送デバイスの一部である。動作において、送信機２４１０はデータを搬送する電磁波を受信機２４４０に送信し、送信機２４３０はデータを搬送する他の電磁波を受信機２４２０に送信する。これら２つの電磁波は、反対方向で伝送媒体２００２を通過する。
各伝送デバイス内の送信機及び受信機は、反対の軸配向であるが異なる空間偏差ｄ３で伝送媒体２００２に結合される。この場合、ｄ３の値は、Δθ＝πの包絡線における極小に対応するように選択される。図２３と共に示すさらなる例を考慮すると、
ｄ３＝ＮλＳ
である。
この場合、相互に通信する送信機／受信機の対は、伝送媒体の上部又は下部のいずれかにおいて同軸配向で配向される。特に、送信機／受信機の対２４２０／２４３０のカプラは伝送媒体２００２の上部において同軸配向で配向され、接合部間の長手方向変位ｄ１は、受信カプラが依然として包絡線の極大に位置するように選択される。この場合、
ｄ１＝ＮλＳ
である。
送信機／受信機の対２４１０／２４４０が同一キャリア周波数を採用する場合、伝送媒体に沿った反対方向の送信には同様の効果が生じる。
具体的には示さないが、各伝送デバイスは、各受信機カプラの配置が可能な限り包絡線の極大に対して密接に対応するように、電磁波のキャリア周波数を調整するトレーニングコントローラ２４２５又は２４３５などのトレーニングコントローラを含み得る。送信機又は受信機のいずれかを介する一方向通信に関与するものとして各カプラ２００４を示すが、より一般的には、各カプラは、図２０と共に説明した伝送デバイスと同様の態様で双方向通信に関与するための送信機及び受信機の両方を含む送受信機に結合されてもよい。
図２７は、ここに記載される種々の形態による送信システムの例示の非限定的実施形態のブロック図である。このシステム２７００は、送信システム２４００と同様の態様で動作する。送信機２５１０及び受信機２５２０は、送信機２５４０及び受信機２５３０を含む遠隔伝送デバイスと通信する１つの伝送デバイスの一部である。動作において、送信機２５１０はデータを搬送する電磁波を受信機２５３０に送信し、送信機２５４０はデータを搬送する他の電磁波を受信機２５２０に送信する。これら２つの電磁波は、反対方向で伝送媒体２００２を通過する。
各伝送デバイス内の送信機及び受信機は、反対の軸配向であるが異なる空間偏差ｄ３で伝送媒体２００２に結合される。この場合、ｄ３の値は、Δθ＝πの包絡線における極小に対応するように選択される。図２３と共に示すさらなる例を考慮すると、
ｄ３＝ＮλＳ
である。
この実施形態では、相互に通信する送信機／受信機の対も、異なる軸偏差で配向される。特に、受信機／送信機の対２５１０／２５３０のカプラは異なる（反対の）軸配向で配向され、接合部間の長手方向変位ｄ２は、受信カプラが依然として包絡線の極大に位置するように選択される。図２３と共に示すさらなる例を考慮すると、
ｄ２＝ＮλＳ＋λＳ／２
である。送信機／受信機の対２５４０／２５２０が同一キャリア周波数を採用する場合、伝送媒体に沿った反対方向の送信には同様の効果が生じる。
具体的には示さないが、各伝送デバイスは、各受信機カプラの配置が可能な限り包絡線の極大に対して密接に対応するように、電磁波のキャリア周波数を調整するトレーニングコントローラ２４２５又は２４３５などのトレーニングコントローラを含み得る。送信機又は受信機のいずれかを介する一方向通信に関与するように各カプラ２００４を示すが、より一般的には、各カプラは、図２０と共に説明した伝送デバイスと同様の態様で双方向通信に関与するための送信機及び受信機の両方を含む送受信機に結合され得る。
図２４−２７では反対方向で２つの電磁波が同一伝送媒体を共有する例を示したが、図２８−３１では、同方向で電磁波の同時移送に対応する同様の構成を示す。
図２８は、ここに記載される種々の形態による送信システムの例示の非限定的実施形態のブロック図である。このシステム２８００は、送信システム２４００と同様の態様で動作する。送信機２８１０及び２８３０は、受信機２８２０及び２８４０を含む遠隔伝送デバイスと通信する１つの伝送デバイスの一部である。動作において、送信機２８１０はデータを搬送する電磁波を受信機２８４０に送信し、送信機２８３０はデータを搬送する他の電磁波を受信機２８２０に送信する。これら２つの電磁波は、同方向で伝送媒体２００２を通過する。
各伝送デバイスの送信機及び受信機の対は、反対の軸配向であるが同じ空間変位で結合される。そのようにして、送信機２８１０及び２８３０は、同じ位置（例えば、実質的に同じ長手方向の位置）であるが伝送媒体２００２の反対側で結合される。同様に、受信機２８２０及び２８４０は、同じ位置（例えば、実質的に同じ長手方向の位置）であるが伝送媒体２００２の反対側で、他の伝送デバイスの結合点からｄ１の距離で結合される。
この場合、相互に通信する送信機／受信機の対は、伝送媒体の上部又は下部のいずれかにおいて同軸配向で配向される。特に、受信機／送信機の対２８３０／２８２０のカプラは伝送媒体２００２の上部において同軸配向で配向され、接合部間の長手方向変位ｄ１は、受信カプラが依然として包絡線の極大に位置するように選択される。この場合、
ｄ１＝ＮλＳ
である。送信機／受信機の対２８１０／２８４０が同一キャリア周波数を採用する場合、伝送媒体に沿った同方向の送信には同様の効果が生じる。
具体的には示さないが、各伝送デバイスは、各受信カプラの配置が可能な限り包絡線の極大に対して密接に対応するように、電磁波のキャリア周波数を調整するトレーニングコントローラ２４２５又は２４３５などのトレーニングコントローラを含み得る。送信機又は受信機のいずれかを介する一方向通信に関与するように各カプラ２００４を示すが、より一般的には、各カプラは、図２０と共に説明した伝送デバイスと同様の態様で双方向通信に関与するための送信機及び受信機の両方を含む送受信機に結合され得る。
図２９は、ここに記載される種々の形態による送信システムの例示の非限定的実施形態のブロック図である。このシステム２９００は、送信システム２４００と同様の態様で動作する。送信機２９１０及び２９４０は、受信機２９２０及び２９３０を含む遠隔伝送デバイスと通信する１つの伝送デバイスの一部である。動作において、送信機２９１０はデータを搬送する電磁波を受信機２９３０に送信し、送信機２９４０はデータを搬送する他の電磁波を受信機２９２０に送信する。これら２つの電磁波は、同方向で伝送媒体２００２を通過する。
各伝送デバイスの送信機及び受信機の対は、反対の軸配向であるが同じ空間変位で結合される。そのようにして、送信機２９１０及び２９４０は、同じ位置であるが伝送媒体２００２の反対側で結合される。同様に、受信機２９２０及び２９３０は、同じ位置であるが伝送媒体２００２の反対側で、他の伝送デバイスの結合点からｄ２の距離で結合される。
ただしこの実施形態では、相互に通信する送信機／受信機の対は、異なる軸偏差で配向される。特に、受信機／送信機の対２９１０／２９３０のカプラは異なる（反対の）軸配向で配向され、接合部間の長手方向変位ｄ２は、受信カプラが依然として包絡線の極大に位置するように選択される。図２３と共に示すさらなる例を考慮すると、
ｄ２＝ＮλＳ＋λＳ／２
である。送信機／受信機の対２９４０／２９２０が同一キャリア周波数を採用する場合、伝送媒体に沿った同方向の送信には同様の効果が生じる。
具体的には示さないが、各伝送デバイスは、各受信カプラの配置が可能な限り包絡線の極大に対して密接に対応するように、電磁波のキャリア周波数を調整するトレーニングコントローラ２４２５又は２４３５などのトレーニングコントローラを含み得る。送信機又は受信機のいずれかを介する一方向通信に関与するように各カプラ２００４を示すが、より一般的には、各カプラは、図２０と共に説明した伝送デバイスと同様の態様で双方向通信に関与するための送信機及び受信機の両方を含む送受信機に結合され得る。
図３０は、ここに記載される種々の形態による送信システムの例示の非限定的実施形態のブロック図である。このシステム３０００は、送信システム２４００と同様の態様で動作する。送信機２８１０及び２８３０は、受信機２８２０及び２８４０を含む遠隔伝送デバイスと通信する１つの伝送デバイスの一部である。動作において、送信機２８１０はデータを搬送する電磁波を受信機２８４０に送信し、送信機２８３０はデータを搬送する他の電磁波を受信機２８２０に送信する。これら２つの電磁波は、同方向で伝送媒体２００２を通過する。
各伝送デバイス内の送信機及び受信機は、反対の軸配向であるが異なる空間偏差ｄ３で伝送媒体２００２に結合される。この場合、ｄ３の値は、Δθ＝πの包絡線における極小に対応するように選択される。図２３と共に示すさらなる例を考慮すると、
ｄ３＝ＮλＳ
である。
この場合、相互に通信する送信機／受信機の対は、伝送媒体の上部又は下部のいずれかにおいて同軸配向で配向される。特に、受信機／送信機の対２８２０／２８３０のカプラは伝送媒体２００２の上部において同軸配向で配向され、接合部間の長手方向変位ｄ１は、受信カプラが依然として包絡線の極大に位置するように選択される。この場合、
ｄ１＝ＮλＳ
である。
送信機／受信機の対２８１０／２８４０が同一キャリア周波数を採用する場合、伝送媒体に沿った同方向の送信には同様の効果が生じる。
具体的には示さないが、各伝送デバイスは、各受信機カプラの配置が可能な限り包絡線の極大に対して密接に対応するように、電磁波のキャリア周波数を調整するトレーニングコントローラ２４２５又は２４３５などのトレーニングコントローラを含み得る。送信機又は受信機のいずれかを介する一方向通信に関与するように各カプラ２００４を示すが、より一般的には、各カプラは、図２０と共に説明した伝送デバイスと同様の態様で双方向通信に関与するための送信機及び受信機の両方を含む送受信機に結合され得る。
図３１は、ここに記載される種々の形態による送信システムの例示の非限定的実施形態のブロック図である。このシステム３１００は、送信システム２４００と同様の態様で動作する。送信機２９１０及び２９４０は、受信機２９２０及び２９３０を含む遠隔伝送デバイスと通信するある伝送デバイスの一部である。動作において、送信機２９１０はデータを搬送する電磁波を受信機２９３０に送信し、送信機２９４０はデータを搬送する他の電磁波を受信機２９２０に送信する。これら２つの電磁波は、同方向で伝送媒体２００２を通過する。
各伝送デバイス内の送信機及び受信機は、反対の軸配向であるが異なる空間偏差ｄ３で伝送媒体２００２に結合される。この場合、ｄ３の値は、Δθ＝πの包絡線における極小に対応するように選択される。図２３と共に示すさらなる例を考慮すると、
ｄ３＝ＮλＳ
である。
この実施形態では、相互に通信する送信機／受信機の対も、異なる軸偏差で配向される。特に、受信機／送信機の対２９１０／２９３０のカプラは異なる（反対の）軸配向で配向され、接合部間の長手方向変位ｄ２は、受信カプラが依然として包絡線の極大に位置するように選択される。図２３と共に示すさらなる例を考慮すると、
ｄ２＝ＮλＳ＋λＳ／２
である。送信機／受信機の対２９４０／２９２０が同一キャリア周波数を採用する場合、伝送媒体に沿った同方向の送信には同様の効果が生じる。
具体的には示さないが、各伝送デバイスは、各受信機カプラの配置が可能な限り包絡線の極大に対して密接に対応するように、電磁波のキャリア周波数を調整するトレーニングコントローラ２４２５又は２４３５などのトレーニングコントローラを含み得る。送信機又は受信機のいずれかを介する一方向通信に関与するように各カプラ２００４を示すが、より一般的には、各カプラは、図２０と共に説明した伝送デバイスと同様の態様で双方向通信に関与するための送信機及び受信機の両方を含む送受信機に結合され得る。
図２４−３１では、送信機及び受信機、又はより一般的には、伝送デバイスの送受信機が、異なる軸配向で伝送デバイスに結合されて、電磁波の同時送信及び受信に対応する例を示したが、図３２−３４では、送信機、受信機又は送受信機が軸方向配列で結合された伝送デバイスを介する電磁波の同時移送に対応する同様の構成を示す。
図３２は、ここに記載される種々の形態による送信システムの例示の非限定的実施形態のブロック図である。このシステム３２００は、送信システム２４００と同様の態様で動作する。伝送デバイス内の送信機２４１０及び受信機２４２０は、同軸配向であるが異なる空間偏差ｄ４で伝送媒体２００２に結合される。この場合、ｄ４の値は、Δθ＝０の包絡線における極小に対応するように選択される。図２３と共に示すさらなる例を考慮すると、
ｄ４＝ＮλＳ＋λＳ／２
である。Ｎ＝０の場合には、
ｄ４＝ＮλＳ＋λＳ／２
である。
具体的には示さないが、伝送デバイスは、受信機カプラの配置が可能な限り包絡線の極大に対して密接に対応するように、電磁波のキャリア周波数を調整するトレーニングコントローラ２４２５又は２４３５などのトレーニングコントローラを含み得る。送信機又は受信機のいずれかを介する一方向通信に関与するように各カプラ２００４を示すが、より一般的には、各カプラは、図２０と共に説明した伝送デバイスと同様の態様で双方向通信に関与するための送信機及び受信機の両方を含む送受信機に結合され得る。
図３３は、ここに記載される種々の形態による送信システムの例示の非限定的実施形態のブロック図である。このシステム３３００は、送信システム２４００と同様の態様で動作する。伝送デバイス内の送信機２４１０は、同軸配向であるが異なる空間偏差ｄ４で伝送媒体２００２に結合される。この場合、ｄ４の値は、Δθ＝０の包絡線における極小に対応するように選択される。図２３と共に示すさらなる例を考慮すると、
ｄ４＝ＮλＳ＋λＳ／２
である。Ｎ＝０の場合には、
ｄ４＝ＮλＳ＋λＳ／２
である。
具体的には示さないが、伝送デバイスは、受信機カプラの配置が可能な限り包絡線の極大に対して密接に対応するように、電磁波のキャリア周波数を調整するトレーニングコントローラ２４２５又は２４３５などのトレーニングコントローラを含み得る。送信機を介する一方向通信に関与するように各カプラ２００４を示すが、より一般的には、各カプラは、図２０と共に説明した伝送デバイスと同様の態様で双方向通信に関与するための送信機及び受信機の両方を含む送受信機に結合され得る。
図３４は、ここに記載される種々の形態による送信システムの例示の非限定的実施形態のブロック図である。このシステム３４００は、送信システム２４００と同様の態様で動作する。伝送デバイス内の受信機２４２０は、同軸配向であるが異なる空間偏差ｄ４で伝送媒体２００２に結合される。この場合、ｄ４の値は、Δθ＝０の包絡線における極小に対応するように選択される。図２３と共に示すさらなる例を考慮すると、
ｄ４＝ＮλＳ＋λＳ／２
である。Ｎ＝０の場合には、
ｄ４＝ＮλＳ＋λＳ／２
である。
具体的には示さないが、伝送デバイスは、受信機カプラの配置が可能な限り包絡線の極大に対して密接に対応するように、電磁波のキャリア周波数を調整するトレーニングコントローラ２４２５又は２４３５などのトレーニングコントローラを含み得る。受信機を介する一方向通信に関与するように各カプラ２００４を示すが、より一般的には、各カプラは、図２０と共に説明した伝送デバイスと同様の態様で双方向通信に関与するための送信機及び受信機の両方を含む送受信機に結合され得る。
図２４−３４と共に示す例は、Δθ＝０又はΔθ＝πの軸偏差による伝送デバイス及び通信システムに注目したが、他の偏差Δθも可能である。図２３と共に記述したように、電磁波は、対応する長手方向変位Δｘにおいて他の軸偏差Δθに対応する極大及び極小を有する包絡線で伝搬し得る。包絡線が、
Ａ（Δθ，Δｘ）＝（（Ａｍａｘ−Ａｍｉｎ）Ｄ（Δｘ）ｃｏｓ（２πΔｘ／λＳ＋Δθ））＋Ａｍｉｎ
及びΔθ＝π／２で近似され得る例を考慮すると、包絡線は、
Δｘ＝λＳ／４，５λＳ／４・・・
において極大を有し、
Δｘ＝３λＳ／４、７λＳ／４・・・
において極小を有する。同一伝送デバイスの２つの送受信機は、Δθ＝π／２及びΔｘ＝３λＳ／４で配置され、同様の遠隔伝送デバイスは、
ｄ＝（４Ｎ＋ｌ）λＳ／４
の距離に配置され得る。他の軸偏差及び／又はより多数の送受信機を有する他の例も、同様に可能である。
図３５は、ここに記載される種々の形態による誘導波通信システムの例示の非限定的実施形態を示すブロック図である。誘導波通信システム３５００は、マクロセルサイト３５０２又は他のネットワーク接続に対して通信可能に結合された１以上の基地局デバイス（例えば、基地局デバイス３５０４）を含む分散アンテナシステムであればよい。基地局デバイス３５０４は、図示するように有線（例えば、ファイバ及び／又はケーブル）接続によって、又はマクロセルサイト３５０２への無線（例えば、マイクロ波無線）接続によって接続され得る。マクロセルサイト３５０２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していてもよく、基地局デバイス３５０４はマクロセルサイト３５０２の接続を共有及び／又は使用することができる。基地局デバイス３５０４は、パイプライン３５１０に搭載又は取り付けられ得る。パイプライン３５１０は、エネルギー配給に使用される天然ガスパイプライン又は石油パイプラインなどの国家基盤パイプライン、炭素の捕捉、再利用若しくは貯蔵に使用される二酸化炭素パイプライン、又は他のパイプライン若しくはパイプラインシステムであればよい。関連部において、パイプライン３５１０は、配線又は単一配線伝送媒体の代わりに伝送媒体としての役割を果たす。そのようにして、電磁波は、図１−３４と共に前述したように、表面波又は他の誘導波として外表面に沿って伝搬する。
基地局デバイス３５０４は、移動体デバイス３５２２のモバイルネットワークへの接続性を促進することができる。伝送デバイス３５０８又はパイプライン３５１０に搭載されたアンテナ３５１２は、基地局デバイス３５０４から信号を受信し、アンテナ３５１２が基地局デバイス３５０４に又はその近傍に位置している場合よりも一層広いエリアにわたってその信号を移動体デバイス３５２２に送信することができる。
この例では、伝送デバイス３５０６が、移動体デバイス３５２２との通信に使用されるアンテナ３５１２に基地局デバイス３５０４からデータを送信する。信号を送信するのに伝送デバイス３５０６は、基地局デバイス３５０４からの信号を（例えば、周波数混合を介して）アップコンバートするか、又は基地局デバイス３５０４からの信号をミリ波周波数帯域における少なくとも１つのキャリア周波数を有するミリ波帯域信号に変換する。伝送デバイス３５０６は、パイプライン３５１０の外表面に沿って伝搬する誘導波（例えば、表面波又は他の電磁波）として伝搬するミリ波帯域電磁波を出射する。
他の伝送デバイス３５０８は、誘導波を受信し（及び任意で必要若しくは所望によりそれを増幅するか又はデジタル中継器として動作してそれを受信及び再生し）、さらにパイプライン３５１０に沿った他の伝送デバイスに、パイプライン３５１０における誘導波送信（例えば、表面波又は他の電磁波）としてそれを前方に送信することができる。伝送デバイス３５０８はまた、ミリ波帯域誘導波から信号を抽出し、それを周波数においてダウンシフトするか、又はそれをその元のセルラ帯域周波数（例えば、１．９ＧＨｚ又は他の規定セルラ周波数）若しくは他のセルラ（又は非セルラ）帯域周波数に変換することができる。アンテナ３５１２は、ダウンシフトされた信号を移動体デバイス３５２２に送信（例えば、無線送信）することができる。
移動体デバイス３５２２からの送信はまた、アンテナ３５１２によって受信されることも可能である。伝送デバイス３５０８は、セルラ帯域信号をミリ波帯域にアップシフトするか又は変換し、伝送デバイス３５０６を介してパイプライン３５１０にわたり誘導波送信（例えば、表面波又は他の電磁波）として、信号を基地局デバイス３５０４に送信することができる。
例示的実施形態では、システム３５００が、伝搬についての異なる軸配向、異なる周波数又は異なる誘導波モードに基づいてダイバシティ経路を採用することができる。異なる多様な経路についての選択は、信号対ノイズ比の測定値に基づいて又は判定された天候／環境条件（例えば、水分検出器、天気予報など）に基づいていればよい。システム３５００内の多様な経路の使用によって、代替のルーティング機能、負荷バランス、増加した負荷ハンドリング、並列の双方向又は同期的通信、拡散スペクトル通信などを可能とすることができる。
なお、図３５の伝送デバイス３５０６及び３５０８の使用は単なる例示であり、他の実施形態では他の使用も可能である。例えば、伝送デバイス３５０６及び３５０８は、バックホール通信システムにおいて使用されて、基地局デバイス３５０４と他の基地局デバイスの間にネットワーク接続性を与えることができる。伝送デバイス３５０６及び３５０８は、伝送媒体を介して誘導波通信を送信することが望まれる多くの状況で使用され得る。
なおまた、例示の実施形態では基地局デバイス３５０４及びマクロセルサイト３５０２を図示するが、他のネットワーク構成も同様に可能である。例えば、アクセスポイント又は他の無線ゲートウェイなどのデバイスが同様の態様で採用されて、無線ローカルエリアネットワーク、無線パーソナルエリアネットワーク、又は８０２．１１プロトコル、ＷＩＭＡＸプロトコル、超広帯域プロトコル、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈプロトコル、Ｚｉｇｂｅｅプロトコル若しくは他の無線プロトコルなどの通信プロトコルに従って動作する他の無線ネットワークなどの他のネットワークの及ぶ範囲を拡張することができる。
図３６は、ここに記載される種々の形態による伝送デバイスの例示の非限定的実施形態のブロック図である。特に、図２０と共に前述のように対応の導波路２０２２及びカプラ２００４に結合された送信デバイス（すなわち送信機）及び／又は受信デバイス（受信機）を有する送受信機２０２０を含む伝送デバイス３６００を示す。ただしより一般的には、このカプラ２００４は、システムにおいてパイプライン３５１０で置き換えられている配線又は単一配線伝送媒体によりここで示される他のカプラのいずれかによって実装され得る。そのような結合モジュールのカプラ２００４は、送受信機２０２０の送信デバイスから第１のデータを搬送する電磁波２００６を受信する受信部２０１０を含む。
動作において、電磁波２００６は、少なくとも１つの第１の誘導波モードを介して伝搬する。電磁波２００６のパイプライン３５１０への結合によって、少なくとも１つの第１の誘導波モードとは異なる場合がある少なくとも１つの第２の誘導波モードを介してパイプライン３５１０の外表面に沿って伝搬するように誘導される電磁波２００８を形成する。パイプライン３５１０は、パイプライン３５１０の外表面に沿う第２の電磁波２００８の伝搬に対応して、第１のデータを搬送する。
種々の実施形態において、電磁波２００６は、対称（基本）モードを独占的又は略独占的のいずれかで含み得るが、他のモードが追加的に又は代替的に適宜含まれてもよい１以上の第１の誘導波モードを介して、カプラ２００４に沿って伝搬する。これらの実施形態によると、少なくとも１つの第２の誘導波モードは、カプラ２００４に沿って伝搬する電磁波２００６の誘導波モードに含まれていない少なくとも１つの非対称モードを含む。
送信機としての動作に加えて、伝送デバイス３６００は、受信機としても動作可能である。このモードの動作では、電磁波２０１８は、第２のデータを搬送し、パイプライン３５１０の外表面に沿うが電磁波２００８とは反対方向にも伝搬する。カプラ２００４は、パイプライン３５１０からの電磁波２０１８を結合して、導波路２０２２によって対応する送受信機２０２０の受信機に誘導される電磁波２０１６を形成する。
１以上の実施形態では、送受信機２０２０は、通信信号に基づいて電磁波２００６を生成してデータを搬送する。電磁波２００６は、少なくとも１つのキャリア周波数及び少なくとも１つの対応の波長であった。カプラ２００４は、電磁波２００６をパイプライン３５１０の外表面に結合する。電磁波２００６のパイプライン３５１０への結合によって、非対称モードを含む少なくとも１つの誘導波モードを介してパイプライン３５１０の外表面に沿って伝搬するように誘導される第２の電磁波を形成し、少なくとも１つのキャリア周波数はミリ波周波数帯域内にあり、少なくとも１つの対応の波長はパイプライン３５１０の外周未満である。
１以上の実施形態では、送受信機２０２０は、通信信号に基づいて電磁波２００６を生成して第１のデータを搬送する。カプラ２００４は、電磁波２００６をパイプライン３５１０の外表面に結合し、パイプラインは、誘電性のコーティング、物質又は他の材料によって囲まれる。電磁波２００６のパイプライン３５１０の外表面への結合によって、低域側カットオフ周波数を有する非対称モードを含む少なくとも１つの誘導波モードを介して誘電性材料の外表面に沿って伝搬するように誘導される電磁波２００８を形成し、電磁波２００６の少なくとも１つのキャリア周波数は、低域側カットオフ周波数の制限範囲内となるように選択される。
１以上の実施形態では、送受信機２０２０は、通信信号に基づいて電磁波２００６を生成して第１のデータを搬送する。カプラ２００４は、電磁波２００６をパイプライン３５１０の外表面に結合する。電磁波２００６のパイプライン３５１０の外表面への結合によって、低域側カットオフ周波数を有する非対称モードを含む少なくとも１つの誘導波モードを介してパイプライン３５１０の外表面に沿って伝搬するように誘導される電磁波２００８を形成し、電磁波２００６の少なくとも１つのキャリア周波数は、低域側カットオフ周波数の制限範囲内となるように選択される。
１以上の実施形態では、カプラは、送受信機２０２０から第１のデータを搬送する電磁波２００６を受信する受信部を含む。誘導部は、電磁波２００６をパイプライン３５１０に結合するための接合部に電磁波２００６を誘導する。電磁波２００６は、少なくとも１つの第１の誘導波モードを介して伝搬する。電磁波２００６のパイプライン３５１０への結合によって、少なくとも１つの第１の誘導波モードとは異なる少なくとも１つの第２の誘導波モードを介して、パイプライン３５１０の外表面に沿って伝搬するように誘導される電磁波２００８を生じる。
明示はしないが、１以上の実施形態では、カプラ２００４は、第１のデータを搬送する複数の対応する電磁波２００６を受信する複数の受信部を含む結合モジュールの一部である。複数の誘導部は、複数の電磁波２００６をパイプライン３５１０に結合するための複数の対応する接合部に複数の電磁波２００６を誘導する。複数の電磁波２００６は少なくとも１つの第１の誘導波モードを介して伝搬し、複数の電磁波２００６のパイプライン３５１０への結合によって、少なくとも１つの第１の誘導波モードとは異なる少なくとも１つの第２の誘導波モードを介して、パイプラインの外表面に沿って伝搬するように誘導される複数の電磁波２００８を形成する。
具体的には示さないが、１以上の実施形態では、カプラ２００４は、少なくとも１つの他のカプラを有する結合モジュールの一部である。カプラ２００４は、電磁波２００６を第１の接合部に誘導して、１以上の誘導波モードを介してパイプライン３５１０の外表面に沿って伝搬するように誘導される電磁波２００８を形成する。この単数又は複数のモードは、送信カプラの配向からの角度偏差及び／又は送信カプラの関数からの長手方向変位の関数として変化する包絡線を有する。第２のカプラは、明示しないが、パイプライン３５１０からのこの他の電磁波を結合する第２の接合部から、他の電磁波を誘導する。第２の接合部は、包絡線の極小に対応する角度偏差及び／又は長手方向変位において配置される。
図３７は、ここに記載される種々の形態による導波路結合システムの例示の非限定的実施形態を示すブロック図である。特に、パイプライン３５１０の断面表示３７００は、２つのカプラ３７０２がパイプライン３５１０の表面からの電磁波を出射及び／又は受信する接合部の近傍に示される。各カプラ３７０２は、図３６に示すカプラ２００４により、又はここに示す他のカプラの設計により実装され得る。図示するように、カプラ３７０２は、πラジアンの角度偏差で角度上配列され、パイプライン３５１０の表面とすぐ隣であるがエアギャップで離れて位置決めされる。他の実施形態では、カプラ３７０２が、パイプライン３５１０の表面に接していてもよい。
図３７では円形状のパイプライン３５１０及び丸みを帯びた矩形状のカプラ３７０２を示すが、これは限定を意味するものではないことが分かるはずである。他の実施形態では、配線及び導波路は、様々な形状、サイズ及び構成を有し得る。形状は、それに限定されるべきではないが、長円形若しくは他の楕円形、鋭角若しくは丸角いずれかの八角形、四角形若しくは他の多角形、又は他の形状を含み得る。さらに、２つのカプラを示すが、伝送デバイスは、他の伝送媒体と共に前述したように、異なる軸配向及び／又は空間変位で配置された単一のカプラ又は２以上のカプラを含み得る。
図３８は、ここに記載される種々の形態による導波路結合システムの例示の非限定的実施形態を示すブロック図である。特に、天然ガス若しくは二酸化炭素のパイプライン又は他のパイプラインなどのパイプライン３５１０の断面表示３８００は、図３５−３７の実施形態と同様に動作するものと示されるが、伝送デバイス３５０６及び３５０８は外表面の代わりにパイプライン３５１０の内部で動作する。この場合、２つのカプラ３８０２は、パイプライン３５１０の内表面から電磁波を出射及び／又は受信する。パイプラインの内側で出射された波は、表面波となるように出現し始めるが、パイプの内部空間（例えば、その全空間又は単にその一部）を満たす従来の対称基本導波路モードに変貌可能であるということに留意すべきである。各カプラ３８０２は、図３６に示すカプラ２００４により、又はここに示す他のカプラの設計により実装され得る。カプラ３８０２の設計は、合理化されて、パイプラインを通じて産生物の流動の中断を最小限に抑えることができるということに留意すべきである。図示するように、カプラ３８０２は、パイプライン３５１０の表面のすぐ隣であるがエアギャップで離れて位置決めされ得る。他の実施形態では、カプラ３８０２が、パイプライン３５１０の内表面に接していてもよい。
図３８では円形状のパイプライン３５１０及び丸みを帯びた矩形状のカプラ３８０２を示すが、これは限定を意味するものではないことが分かるはずである。他の実施形態では、配線及び導波路が、様々な形状、サイズ及び構成を有していてもよい。形状は、それに限定されるべきではないが、長円形若しくは他の楕円形、鋭角又は丸角いずれかの八角形、四角形若しくは他の多角形、又は他の形状を含み得る。さらに、２つのカプラを示すが、伝送デバイスは、他の伝送媒体と共に前述したように、異なる軸配向及び／又は空間変位で配置された単一のカプラ又は２以上のカプラを含み得る。
ここで図３９に、送信方法３９００の例示の非限定的実施形態を示してフロー図を示す。方法は、図１−３８と共に説明した１以上の機能及び構成に関連して使用され得る。ステップ３９０２は、送信デバイスから第１のデータを搬送する第１の電磁波を受信するステップを含む。ステップ３９０４は、第１の電磁波を伝送媒体に結合するための接合部に第１の電磁波を誘導するステップを含み、第１の電磁波は少なくとも１つの第１の誘導波モードを介して伝搬し、第１の電磁波の伝送媒体への結合によって、少なくとも１つの第１の誘導波モードとは異なる少なくとも１つの第２の誘導波モードを介して、伝送媒体の外表面に沿って伝搬するように誘導される第２の電磁波を形成する。
種々の実施形態では、少なくとも１つの第２の誘導波モードは、少なくとも１つの第１の誘導波モードに含まれていない非対称モードを含む。少なくとも１つの第１の誘導波モードは対称モードを含むことができ、接合部は、少なくとも１つの第２の誘導波モードが非対称モードを含むように第２の電磁波を誘発することができる。少なくとも１つの第１の誘導波モードは対称モードを含むことができ、接合部は、少なくとも１つの第２の誘導波モードが非対称モードと対称モードの両方を含むように、第２の電磁波を誘発することができる。
種々の実施形態では、第２のデータを搬送する第３の電磁波が伝送媒体の外表面に沿って伝搬することもできる。接合部は、エアギャップを含み得る。接合部は伝送媒体からの第３の電磁波を結合して、受信機に誘導される第４の電磁波を形成することができる。
ここで図４０に、送信方法４０００の例示の非限定的実施形態を示してフロー図を示す。方法は、図１−３９と共に説明した１以上の機能及び構成に関連して使用され得る。ステップ４００２は、送信デバイスから第１のデータを搬送する第１の電磁波を生成するステップを含む。ステップ４００４は、第１の方位角で第１の電磁波を伝送媒体に結合するための第１の接合部に第１の電磁波を誘導して、少なくとも１つの誘導波モードを介して伝送媒体の外表面に沿って伝搬するように誘導される第２の電磁波を形成するステップを含み、第２の電磁波は第１の方位角からの角度偏差の関数として変化する包絡線を有し、関数は第１の方位角からの第１の角度偏差で極小を有する。ステップ４００６は、第１の方位角からの第１の角度偏差において伝送媒体からの第３の電磁波を結合する第２の接合部から第３の電磁波を誘導して、第１の受信機に誘導される第４の電磁波を形成するステップを含み、第３の電磁波は、第１の電磁波に対して反対方向で伝送媒体の外表面に沿って伝搬する第２のデータを搬送する。
種々の実施形態では、第２の電磁波の包絡線は、第１の方位角からの第１の角度偏差に対して、第１の接合部からの長手方向偏差の関数として変化し、第１の角度偏差における極小は、第１の接合部からの第１の長手方向変位で生じる。第２の電磁波の包絡線は、第１の方位角からの第１の角度偏差に対して、第１の接合部からの長手方向偏差のシヌソイド関数として変化し得る。
シヌソイド関数は対応する包絡線波長を有し、送信機は、第１の接合部からの第２の長手方向変位で遠隔に変位した第３の接合部を介して、第２の電磁波を受信する第３のカプラを有する少なくとも１つの遠隔伝送デバイスに第１のデータを送信することができる。第２の長手方向変位は、包絡線波長の略整数倍であればよい。第１の受信機は、第２の接合部からの第２の長手方向変位で遠隔に変位した第３の接合部を介して、第３の電磁波を形成する第３のカプラを有する少なくとも１つの遠隔伝送デバイスから第２のデータを受信することができる。
方法は、第２の電磁波を受信するように結合された少なくとも１つの遠隔伝送デバイスから受信機によって受信されたフィードバックデータに基づいて、第１の電磁波の少なくとも１つのキャリア周波数を選択するステップも含むことができる。
ここで使用するように、「ミリ波」という用語は、３０ＧＨｚ〜３００ＧＨｚの「ミリ波周波数帯域」内の電磁波のことをいう。「マイクロ波」という用語は、３００ＭＨｚ〜３００ＧＨｚの「マイクロ波周波数帯域」内の電磁波のことをいう。
ここで使用される「データストレージ」、「データベース」及びコンポーネントの動作及び機能に関係する実質的にあらゆる他の情報記憶コンポーネントなどの用語は、「メモリコンポーネント」、「メモリ」において具現されるエンティティ、又はメモリを備えるコンポーネントについて言及するものである。ここに記載されるメモリコンポーネント又はコンピュータ可読記憶媒体は、揮発性メモリ若しくは不揮発性メモリのいずれかであればよく、又は揮発性及び不揮発性メモリを含み得ることが分かるはずである。
さらに、フロー図は、「開始」及び／又は「続く」の表示を含むことがある。「開始」及び「続く」は、表されたステップが他のルーチンとの関連で適宜含まれ、あるいは使用され得ることを反映する。この文脈において、「開始」は、表される最初のステップの開始を示し、具体的に図示されない他のアクティビティが先行し得る。また、「続く」は、表されるステップが複数回実行され得ること及び／又は具体的に図示されない他のアクティビティが継続し得ることを反映する。また、フロー図は、ステップの特定の順序を示すが、偶発性の原理が維持されることを条件として他の順序が同様に可能である。
ここで使用され得る用語「〜に動作可能に結合され」、「〜に結合され」及び／又は「結合する」は、アイテム間を直接結合すること及び／又は１以上の介在アイテムを介してアイテム間を間接的に結合することを含む。そのようなアイテム及び介在アイテムは、これらに限定されないが、接合部、通信経路、構成部材、回路素子、回路、機能ブロック及び／又はデバイスを含む。間接的な結合の例として、信号における情報の形態、性質又は形式を修正することによって第１のアイテムから第２のアイテムに搬送される信号が１以上の介在アイテムによって修正され得るが、それでも信号における情報の１以上の要素が、第２のアイテムによって認識され得る態様で搬送される。間接的な結合の更なる例において、１以上の介在アイテムにおける行為及び／又は反応の結果として、第１のアイテムにおける行為は第２のアイテムに反応をもたらし得る。
上述したものは、種々の実施形態の単なる例を含む。もちろん、これらの例を記載する目的のため、構成要素又は方法の全ての可能な組合せを記載することは可能ではないが、当業者であれば、本実施形態の多数の更なる組合せ及び順列が可能であることを認識することができる。したがって、ここに開示及び／又は特許請求される実施形態は、添付の特許請求の範囲の趣旨及び範囲内のものとなる全てのそのような変更例、変形例及びバリエーションを包含するものである。またさらに、用語「含む」が詳細な説明又は特許請求の範囲のいずれかで使用されるという点で、そのような用語は、特許請求の範囲において転換語として利用される場合に「備える」が解釈されるように、用語「備える」と同様に包含的であるものとする。

Claims (15)

  1. 第１のデータを搬送する第１の電磁波を生成する送信機、及び
    前記送信機に結合され、第１の方位角で伝送媒体に前記第１の電磁波を結合するための第１の接合部に前記第１の電磁波を誘導して、少なくとも１つの誘導波モードを介して前記伝送媒体の外表面に沿って誘導される第２の電磁波を形成する第１のカプラ
    を備えた伝送デバイスであって、前記第２の電磁波が前記第１の方位角からの角度偏差の関数として変化する包絡線を有し、前記関数が前記第１の方位角からの第１の角度偏差において極小を有する、伝送デバイス。
  2. 前記関数が前記第１の接合部の位置に対応する前記伝送媒体に沿った第１の長手方向変位で前記第１の方位角からの前記第１の角度偏差において極小を有する、請求項１に記載の伝送デバイス。
  3. 前記第２の電磁波の前記包絡線が前記第１の方位角からの前記第１の角度偏差に対して前記第１の接合部からの長手方向偏差の関数として変化し、前記第１の角度偏差における前記極小が前記第１の接合部からの第１の長手方向変位において生じる、請求項１に記載の伝送デバイス。
  4. 第３の電磁波が前記第１の電磁波に対して反対方向で前記伝送媒体の前記外表面に沿って伝搬する第２のデータを搬送し、
    第２のカプラが前記第１の方位角からの前記第１の角度偏差において前記伝送媒体からの前記第３の電磁波を結合する第２の接合部から前記第３の電磁波を誘導して、第１の受信機に誘導される第４の電磁波を形成する、請求項１に記載の伝送デバイス。
  5. 前記第２の電磁波の前記包絡線が前記第１の方位角からの前記第１の角度偏差に対して前記第１の接合部からの長手方向偏差についてのシヌソイド関数として変化する、請求項４に記載の伝送デバイス。
  6. 前記シヌソイド関数が対応する包絡線波長を有し、前記送信機が前記第１の接合部からの第２の長手方向変位で遠隔配置された第３の接合部を介して前記第２の電磁波を受信する第３のカプラを有する少なくとも１つの遠隔伝送デバイスに前記第１のデータを送信し、前記第２の長手方向変位が包絡線波長の略整数倍である、請求項５に記載の伝送デバイス。
  7. 前記シヌソイド関数が対応する包絡線波長を有し、前記第１の受信機が前記第２の接合部からの第２の長手方向変位で遠隔配置された第３の接合部を介して前記第３の電磁波を形成する第３のカプラを有する少なくとも１つの遠隔伝送デバイスから前記第２のデータを受信し、前記第２の長手方向変位が包絡線波長の略整数倍である、請求項５に記載の伝送デバイス。
  8. 前記送信機及び前記第１の受信機に結合され、前記第２の電磁波を受信するように結合された少なくとも１つの遠隔伝送デバイスから前記受信機によって受信されたフィードバックデータに基づき、前記第１の電磁波の少なくとも１つのキャリア周波数を選択するトレーニングコントローラをさらに備えた、請求項４に記載の伝送デバイス。
  9. 前記送信機及び前記第１の受信機に結合され、前記第４の電磁波の受信に基づいてフィードバックデータを生成するトレーニングコントローラであって、
    前記フィードバックデータが前記送信機によって前記第２の電磁波を受信するように結合された少なくとも１つの遠隔伝送デバイスに送信された前記第１のデータに含まれるトレーニングコントローラをさらに備えた、請求項４に記載の伝送デバイス。
  10. 送信機によって第１のデータを搬送する第１の電磁波を生成するステップ、及び
    前記送信機に結合された第１のカプラによって、第１の方位角において伝送媒体に前記第１の電磁波を結合するための第１の接合部に前記第１の電磁波を誘導して、少なくとも１つの誘導波モードを介して前記伝送媒体の外表面に沿って誘導される第２の電磁波を形成するステップを備える方法であって、前記第２の電磁波が前記第１の方位角からの角度偏差の関数として変化する包絡線を有し、前記関数が前記第１の方位角からの第１の角度偏差において極小を有する、方法。
  11. 前記関数が前記第１の接合部の位置に対応する前記伝送媒体に沿った第１の長手方向変位で前記第１の方位角からの前記第１の角度偏差において極小を有する、請求項１０に記載の方法。
  12. 前記第２の電磁波の前記包絡線が前記第１の方位角からの前記第１の角度偏差に対して前記第１の接合部からの長手方向偏差の関数として変化し、前記第１の角度偏差における前記極小が前記第１の接合部からの第１の長手方向変位において生じる、請求項１０に記載の方法。
  13. 第３の電磁波が前記第１の電磁波に対して反対方向で前記伝送媒体の外表面に沿って伝搬する第２のデータを搬送し、前記方法が、第２のカプラによって、前記第１の方位角からの前記第１の角度偏差において前記伝送媒体からの前記第３の電磁波を結合する第２の接合部から前記第３の電磁波を誘導して、第１の受信機に誘導される第４の電磁波を形成するステップをさらに備えた、請求項１０に記載の方法。
  14. 前記第２の電磁波の前記包絡線が前記第１の方位角からの前記第１の角度偏差に対して前記第１の接合部からの長手方向偏差についてのシヌソイド関数として変化する、請求項１３に記載の方法。
  15. 前記シヌソイド関数が対応する包絡線波長を有し、前記送信機が前記第１の接合部からの第２の長手方向変位で遠隔配置された第３の接合部を介して前記第２の電磁波を受信する第３のカプラを有する少なくとも１つの遠隔伝送デバイスに前記第１のデータを送信し、前記第２の長手方向変位が包絡線波長の略整数倍である、請求項１４に記載の方法。
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