JP2019518355A - 建物貫通のためのミリ波の再生成及び再伝送 - Google Patents
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Abstract
Description
ΔtΔf=1/2(2n+1)
但しnは0から無限に及ぶ整数であり信号の次数を表す。
1)次式:
(現在のFPGA実装は[−6,6]の丸め間隔を使用する。)
2)矩形パルスを使用する従来の方式
3)0.5のロールオフファクタと共に平方根二乗余弦(SRRC)パルスを使用する従来の方式
XdB有界パワースペクトル密度帯域幅は、その外側でパワースペクトル密度(PSD)がPSDの最大値をXdB下回る最小周波数間隔として定義される。XdBは帯域外減衰と考えることができる。
dBc単位のACLR1(第1の隣接チャネル漏洩比)は次式に等しい:
y[n]=ax[n]+w[n]
となり、但しaはチャネル利得及び振幅スケーリングを表すスカラであり、x[n]は単位平均エネルギを有する入力信号(QAMシンボル)であり(スケーリングはaに埋め込まれている)、y[n]は復調器(マッチフィルタ)の出力シンボルであり、インデックスnは離散時間インデックスである。
Cd=log2(1+|a|2/σ2)
であり、但しσ2は(複素次元内の)雑音分散であり、|a|2/σ2は離散時間システムのSNRである。
C/W=Cd/(TW)bps/Hz
AWGNチャネル内の離散時間システムでは、ターボ符号又は同様の符号を使用することでシャノン限界Cdに非常に近い性能が得られる。使用するパルス形状に関わらず離散時間領域内のこの性能は同じである。例えば、SRRC(平方根二乗余弦)パルス又は矩形パルスを使用することは同じCd(又はCd/T)を与える。しかし、連続時間実用システムを検討するとき、SRRCパルス及び矩形パルスの帯域幅は異なる。よくある実用的な帯域幅定義では、SRRCパルスの帯域幅は矩形パルスの帯域幅よりも小さく、従ってSRRCの方が優れたスペクトル効率を与える。言い換えると、AWGNチャネル内の離散時間システムでは改善の余地が殆どない。しかし、連続時間実用システムでは、スペクトル効率を改善する余地がかなりある可能性がある。
[−t1,t1]によって定めるMLOパルス持続時間、及びシンボル持続時間Tmloについて、MMLOのブロック長は次式で表される:
Tblock=(N−1)Tmlo+2t1
採用した帯域幅定義(ACLR、OBP、又はその他)に基づくMMLO信号の帯域幅をWmmloだと仮定し、MMLOの実用的スペクトル効率は次式によって与えられる:
従来のシステム内でチャネルフェージングを抑制するために使用される技法(例えばダイバーシティ技法)はMMLOにも適用することができる。ゆっくりと変化するマルチパス分散チャネルでは、チャネルインパルス応答をフィードバックできる場合、それを上記の等価システムに組み込むことができ、それによりチャネルによって引き起こされるISI及び意図的に投入されるMMLO ISIに一緒に対処することができる。高速時変チャネルでは、又はチャネルフィードバックが不可能な場合、受信機においてチャネル等化を行う必要がある。ブロックベースの周波数領域等化が適用可能であり、オーバーサンプリングが必要になる。
この報告は、様々なシンボル間干渉レベルを有する付加白色ガウス雑音チャネル内のMLO信号のシンボル誤り率(又はシンボル誤謬率)の性能を示す。参考として、ISIなしの従来のQAMの性能も含める。MLOの全ての層及び従来のQAMについて同じQAMサイズを検討する。
これを行うために、量子力学の形式に近い複素形式で信号振幅s(t)を表現するのが便利である。従って、複素信号は次式で表すことができる:
Ψ(t)=s(t)+jσ(t)
ここで、s(t)≡実数信号であり
σ(t)=虚数信号(直交)である
ψ(f)→Ψ(t)
(Δt)2(Δf)2=(ΔtΔf)2
従って次式が成立する:
λ=α(2n+1)
ここで、ディラック代数の量子力学手法を使用して最も一般化された形式で完全な固有関数を導出する。以下の演算子を定義することから始める:
a=λb−μb+
a+=λb+−μb
ここで、Δx及びΔpを以下のように定義する準備ができた:
λ=sinhξ
μ=coshξ
λ+μ=eξ
λ−μ=−e−ξ
ここで、スクイーズド事例の固有状態は以下の通りである:
b|β〉=β|β〉
(λa+μa+)|β〉=β|β〉
b=UaU+
U+(ξ)a+U(ξ)=a+coshξ−a sinhξ
今度はスクイーズド演算子を考えることができる:
|α,ξ〉=U(ξ)D(α)|0〉
P(n)=|〈n||β,ξ〉|2
本明細書で上記に記載した光角運動量処理及び多層オーバーレイ変調技法が光ネットワークフレームワーク内で有用だと分かり得る追加の構成は、自由空間光通信の通信との使用である。自由空間光通信システムは、システム間の改善された隔離、受信機/送信機のサイズ及びコスト、RF免許法律の欠如から、並びに空間、照明、及び通信を同じシステム内に組み合わせることによって、従来のUHF RFベースのシステムに勝る幾つかの利点を提供する。次に図46を参照し、自由空間通信システムの動作の一例を示す。自由空間通信システムは、自由空間光通信受信機4604に光ビーム4606を伝送する自由空間光通信送信機4602を利用する。光ファイバネットワークと自由空間光ネットワークとの主な違いは、情報ビームが光ファイバケーブル上ではなく自由空間を介して伝送されることである。かかる伝送形態は幾つかのリンクの問題を引き起こす(以下でより完全に論じる)。自由空間光通信は、目に見えない光ビームを使用して送信機4602と受信機4604との間で2.5Gbpsまでのデータ、音声、及びビデオ通信を送受信することができる光帯域幅接続を提供する見通し線技術である。自由空間光通信は、光ファイバケーブルを使用すること以外は光ファイバと同じ概念を使用する。自由空間光通信システムは、光スペクトルの下端にある赤外(IR)スペクトル内の光ビーム4606を提供する。とりわけ光信号は、波長に関して300ギガヘルツから1テラヘルツの範囲内にある。
λ=445nm
これは受光器のレーザの波長である。
R=0.25(Hamamatsu Siフォトダイオード)
Claims (30)
- 建物内への信号貫通を可能にするためのシステムであって、
ミリ波信号を受信し、前記建物内の無線装置が受信するために建物の内部に貫通する形式へと前記ミリ波信号を変換するための、前記建物の外側に位置する第1の回路と、
前記建物の内部に貫通する前記形式で前記ミリ波信号を受信し、前記建物内の前記無線装置に伝送するための第2の形式へと前記形式の前記ミリ波信号を変換するための、前記建物の内側に位置し且つ前記第1の回路と通信可能にリンクされる第2の回路と
を含む、システム。 - 前記第1の回路が、
前記建物の外側のデータを含むミリ波信号を送受信するための、及び前記データのミリ波バージョンとデータの第1のバージョンとの間で変換を行うための、前記建物の外側に位置するRFトランシーバと、
前記データの前記第1のバージョンと前記建物の内部に貫通する伝送形式にある前記データの第2のバージョンとの間で変換を行うための、前記RFトランシーバに接続され且つ前記建物の外側に位置する第1のトランシーバ回路と
を含み、
前記第2の回路が、
前記建物の前記内部に貫通する前記伝送形式にある前記データの前記第2のバージョンと前記データの前記第1のバージョンとの間で変換を行うための、前記第1のトランシーバ回路に通信可能にリンクされ且つ前記建物の内側に位置する第2のトランシーバ回路と、
前記データの前記第1のバージョンと前記データのWi−Fiバージョンとの間で変換を行うための、及び前記建物の前記内部で前記データの前記Wi−Fiバージョンを送受信するための、前記第2のトランシーバ回路に接続されるWi−Fiトランシーバと
を含む、
を更に含む、請求項1に記載のシステム。 - 前記第1のトランシーバ回路が、前記データの前記第1のバージョンと前記データの光バージョンとの間で変換を行うための、前記RFトランシーバに接続され且つ前記建物の窓の外側に位置する第1のVCSELを更に含み、
前記第2のトランシーバ回路が、前記データの前記光バージョンと前記データの前記第1のバージョンとの間で変換を行うための、前記第1のVCSELに光学的にリンクされ且つ前記建物の前記窓の内側に位置する第2のVCSELを更に含む、
を更に含む、請求項2に記載のシステム。 - 前記第1の回路が、
前記建物の外側のデータを含むミリ波信号を送受信するための、及び前記データのミリ波バージョンと前記データの第1のバージョンとの間で変換を行うための、前記建物の外側に位置する第1のRFトランシーバと、
第1の周波数にある前記データの前記第1のバージョンと第2の周波数にある前記データの第2のバージョンとの間で変換を行うための、前記RFトランシーバに接続され且つ前記建物の窓の外側に位置する第1のアップ/ダウンコンバータであって、前記第1の周波数は前記第2の周波数よりも高く前記第2の周波数は前記第1の周波数よりも前記建物の前記内部に良く貫通する、第1のアップ/ダウンコンバータと
を更に含み、
前記第2のトランシーバ回路が、
前記データの前記第2のバージョンと前記データの前記第1のバージョンとの間で変換を行うための、前記第1のアップ/ダウンコンバータに光学的にリンクされ且つ前記建物の前記窓の内側に位置する第2のアップ/ダウンコンバータと、
前記データの前記第1のバージョンと前記データのWi−Fiバージョンとの間で変換を行うための、及び前記建物の前記内部で前記データの前記Wi−Fiバージョンを送受信するための、前記第2のトランシーバ回路に接続されるWi−Fiトランシーバと
を更に含む、
を更に含む、請求項1に記載のシステム。 - 前記第1のダウン/アップコンバータが、前記建物の前記外部と前記建物の前記内部との間で前記第2の周波数にある前記データの前記第2のバージョンを送受信するための第2のトランシーバを更に含む、請求項4に記載のシステム。
- 前記第1の回路が、
前記ミリ波信号を送受信するためのアンテナと、
前記建物の外側から前記建物の前記内部に前記ミリ波信号を伝送するとき生じる損失を相殺するレベルまで、前記受信されるミリ波信号を増幅するための少なくとも1つのパワー増幅器と、
前記建物の前記外側と前記建物の前記内部との間で前記増幅されたミリ波信号を送受信するための、第1の円錐アンテナ又はホーンアンテナのうちの少なくとも1つと
を更に含み、
前記第2の回路が、
前記少なくとも1つの第1の円錐アンテナ又はホーンアンテナとの間で前記増幅されたミリ波信号を送受信するための、第2の円錐アンテナ又はホーンアンテナのうちの少なくとも1つと
前記建物内の前記無線装置に伝送するために、前記受信される増幅済みのミリ波信号を前記第2の形式に変換するためのトランシーバ回路と
を更に含む、
を更に含む、請求項1に記載のシステム。 - 前記少なくとも1つのパワー増幅器が、前記アンテナによる伝送前にミリ波信号を更に増幅する、請求項6に記載のシステム。
- 前記少なくとも1つのパワー増幅器に関連する少なくとも1つのソーラーパネルを更に含み、前記少なくとも1つのソーラーパネルは前記少なくとも1つのパワー増幅器を動作させるためのパワーを与える、請求項6に記載のシステム。
- 前記少なくとも1つの増幅器にパワーを与えるためのレーザパワーシステムであって、
前記建物の前記内部から前記建物の前記外部に光エネルギを伝送するためのビームを生成するためのレーザと、
前記レーザビームから前記光エネルギを受光し、前記少なくとも1つの増幅器にパワーを与えるための電気エネルギを生成するための光起電受光器と
を更に含む、レーザパワーシステムを更に含む、請求項6に記載のシステム。 - 前記少なくとも1つの増幅器にパワーを与えるための誘導結合システムであって、
前記建物の前記内部に位置し且つ前記建物の前記内部に位置するパワーシステムに接続される第1の誘導コイルと、
前記建物の前記外部に位置し且つ前記第1の誘導コイルに誘導結合される第2の誘導コイルであって、前記少なくとも1つの増幅器に電気エネルギを与えるために接続される、第2の誘導コイルと
を更に含む、誘導結合システムを更に含む、請求項6に記載のシステム。 - 前記建物の前記内部から前記建物の前記外部に前記ミリ波信号を伝送するとき生じる損失を相殺する第2のレベルまで前記トランシーバからの前記ミリ波信号を増幅するための、前記建物の前記内部に位置する第2の少なくとも1つの増幅器を更に含む、請求項6に記載のシステム。
- 前記アンテナを前記少なくとも1つの増幅器と相互接続するためのRFサーキュレータを更に含む、請求項6に記載のシステム。
- 前記円錐アンテナ又はホーンアンテナのうちの前記第1の及び第2の少なくとも1つが少なくとも20dBの利得を有する、請求項6に記載のシステム。
- 前記第1の少なくとも1つの円錐アンテナ又はホーンアンテナと前記第2の少なくとも1つの円錐アンテナ又はホーンアンテナとの間を直接通過しない伝送を制限するための遮蔽材料を更に含む、請求項6に記載のシステム。
- 前記第2の回路が、前記建物内の前記無線装置に前記形式で信号を伝送するためのWiFiルータを更に含む、請求項1に記載のシステム。
- 前記第1の回路と前記第2の回路とがRFトンネルによって通信可能に結合される、請求項1に記載のシステム。
- 前記第1の回路と前記第2の回路とが近接場技法によって通信可能に結合される、請求項1に記載のシステム。
- 建物内への信号貫通を可能にするためのシステムであって、
ミリ波信号を送受信するためのアンテナと、
前記建物の外側から前記建物の内部に前記ミリ波信号を伝送するとき生じる損失を相殺するレベルまで、前記受信されるミリ波信号を増幅するための少なくとも1つのパワー増幅器と、
前記建物の前記外側と前記建物の前記内側との間で前記増幅されたミリ波信号を送受信するための、第1の円錐アンテナ又はホーンアンテナのうちの少なくとも1つと、
前記少なくとも1つの第1の円錐アンテナ又はホーンアンテナとの間で前記増幅されたミリ波信号を送受信するための、第2の円錐アンテナ又はホーンアンテナのうちの少なくとも1つと、
前記建物内の前記無線装置に伝送するために、前記受信される増幅済みのミリ波信号を前記第2の形式に変換するためのトランシーバ回路と
を含む、システム。 - 前記少なくとも1つのパワー増幅器が、前記アンテナによる伝送前にミリ波信号を更に増幅する、請求項18に記載のシステム。
- 前記少なくとも1つのパワー増幅器に関連する少なくとも1つのソーラーパネルを更に含み、前記少なくとも1つのソーラーパネルは前記少なくとも1つのパワー増幅器を動作させるためのパワーを与える、請求項18に記載のシステム。
- 前記少なくとも1つの増幅器にパワーを与えるためのレーザパワーシステムであって、
前記建物の前記内部から前記建物の前記外部に光エネルギを伝送するためのレーザビームを生成するためのレーザと、
前記レーザから前記光エネルギを受光し、前記少なくとも1つの増幅器にパワーを与えるための電気エネルギを生成するための光起電受光器と
を更に含む、レーザパワーシステムを更に含む、請求項18に記載のシステム。 - 前記少なくとも1つの増幅器にパワーを与えるための誘導結合システムであって、
前記建物の前記内部に位置し且つ前記建物の前記内部に位置するパワーシステムに接続される第1の誘導コイルと、
前記建物の前記外部に位置し且つ前記第1の誘導コイルに誘導結合される第2の誘導コイルであって、前記少なくとも1つの増幅器に電気エネルギを与えるために接続される、第2の誘導コイルと
を更に含む、誘導結合システムを更に含む、請求項18に記載のシステム。 - 前記建物の前記内部から前記建物の前記外部に前記ミリ波信号を伝送するとき生じる損失を相殺する第2のレベルまで前記トランシーバからの前記ミリ波信号を増幅するための、前記建物の前記内部に位置する第2の少なくとも1つの増幅器を更に含む、請求項18に記載のシステム。
- 前記アンテナを前記少なくとも1つの増幅器と相互接続するためのRFサーキュレータを更に含む、請求項18に記載のシステム。
- 前記円錐アンテナ又はホーンアンテナのうちの前記第1の及び第2の少なくとも1つが少なくとも20dBの利得を有する、請求項18に記載のシステム。
- 前記第1の少なくとも1つの円錐アンテナ又はホーンアンテナと前記第2の少なくとも1つの円錐アンテナ又はホーンアンテナとの間を直接通過しない伝送を制限するための遮蔽材料を更に含む、請求項6に記載のシステム。
- 建物内への信号貫通を可能にするためのシステムであって、
前記建物の外側のデータを含むミリ波信号を送受信するための、及び前記データのミリ波バージョンとデータの第1のバージョンとの間で変換を行うための、前記建物の外側に位置するRFトランシーバと、
前記データの前記第1のバージョンと前記建物の内部に貫通する伝送形式にある前記データの光バージョンとの間で変換を行うための、前記RFトランシーバに接続され且つ前記建物の窓の外側に位置する第1のVCSELと、
前記データの前記光バージョンと前記建物の前記内部に貫通する前記データの前記第1のバージョンとの間で変換を行うための、前記第1のVCSELに光学的にリンクされ且つ前記建物の前記窓の内側に位置する第2のVCSELと、
前記データの前記第1のバージョンと前記データのWi−Fiバージョンとの間で変換を行うための、及び前記建物の前記内部で前記データの前記Wi−Fiバージョンを送受信するための、前記第2のトランシーバ回路に接続されるWi−Fiトランシーバと
を含む、システム。 - 第1の周波数にある前記データの前記第1のバージョンと第2の周波数にある前記データの第1のバージョンとの間で変換を行うための、前記RFトランシーバに接続され且つ前記建物の前記外側に位置する第1のアップ/ダウンコンバータであって、前記第1の周波数は前記第2の周波数よりも高く前記第2の周波数は前記第1の周波数よりも前記建物の前記内部に良く貫通する、第1のアップ/ダウンコンバータを更に含む、請求項27に記載のシステム。
- 建物内への信号貫通を可能にするためのシステムであって、
ミリ波信号を受信し、前記建物内の無線装置が受信するために建物の内部に貫通する形式へと前記ミリ波信号を変換するための、前記建物の外側に位置する第1の回路と、
前記建物の内部に貫通する前記形式で前記ミリ波信号を受信し、前記建物内の前記無線装置に伝送するための第2の形式へと前記形式の前記ミリ波信号を変換するための、前記建物の内部に位置し前記第1の回路と通信可能にリンクされる第2の回路と
を含み、
前記第1の回路と前記第2の回路とが近接場技法によって通信可能に結合される、システム。 - 前記近接場技法がRFトンネルを含む、請求項29に記載のシステム。
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