JP5554554B2 - 適時的な(opportunistic)無線周波数通信 - Google Patents
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Description
[0001] 現代の爆発的な無線通信の増加により、利用可能な未予約の無線通信周波数は急速に減少している。例えば、アメリカ合衆国では、連邦通信委員会(FCC;Federal Communications Commission)が、ある範囲の無線通信チャネルを政府用と軍事用に制限した。他の無線通信チャネルは商業用にライセンスが与えられるが、これらの大多数は、既存の商業無線放送局、セルラ通信事業者、テレビ放送業者などにすでにライセンスが与えられている。同様の状況が、世界中の多くの先進国で起こっている。
[0004] 本開示の上述した特徴及び他の特徴は、添付の図面を用いて説明される、以下の記載及び添付の請求の範囲から、さらに明らかになるであろう。これらの図面は、単に本開示に係るいくつかの実施形態を示すものであり、したがって本開示の範囲を限定するものとみなされるべきではないことを理解されたい。以下、本発明の開示を、添付の図面を用いてさらに具体的かつ詳細に説明する。
[0016] 以下の詳細な説明では、本明細書の一部を成す添付の図面を参照する。図面中、文脈上特段の指示がない限り、同様の符号は、通常同様の構成要素を指す。詳細な説明、図面及び請求の範囲に記載される例示的な実施形態は限定を意図したものではない。本明細書中に開示される主題の精神又は範囲を逸脱することなく、他の実施形態を使用してもよく、また他の変更を加えてもよい。本明細書中に一般的に記載され、かつ図面中に示される本開示の態様は、様々な異なる構成で配置され、置き換えられ、組み合わされ、設計されることができ、それらの全ては明細書において明確に意図され、かつ本開示の一部を成すことが容易に理解されるだろう。
a(t)・cos(ωct)・b(t)・cos([ωc+ωIF]・t)
cos(A)・cos(B)=cos(A−B)+cos(A+B)の三角恒等式を用いて、以下を導き出す:
a(t)・b(t)/2・[cos((2ωc+ωIF)・t)+cos(ωIF・t)]
Claims (18)
- アナログ・デジタル(A/D)変換器により処理される無線周波数(RF)信号のダイナミックレンジを減少させるように装備されたデバイスであって、
前記無線周波数信号を受信し、前記無線周波数信号から結合無線信号を生成し、前記結合無線信号を前記A/D変換器の入力に接続させるように構成されたアナログ処理ブロックと、
前記A/D変換器から出力される、前記結合無線信号を表すデジタル無線信号データを保存するように構成されたメモリと、
前記A/D変換器に入力される無線周波数信号のダイナミックレンジを減少させるための命令を実行するように構成されたプロセッサと、を備え、
前記命令は、
前記デバイスが静止するまで待機した後に前記無線信号データ中に表われる最も強い無線信号の方向を特定することと、
前記最も強い無線信号の前記方向からの減少された無線信号パワーを含むA/D変換器入力を生成するように前記アナログ処理ブロックを制御することにより、前記A/D変換器へ入力される前記無線周波数信号の結合を修正することと、
前記結合無線信号に対する不使用無線周波数を識別するために、前記デジタル無線信号データを評価することと、
デバイス通信用に前記不使用無線周波数を選択することと、を含み、
前記修正する命令は、フェーズドアンテナアレイに対するアンテナアレイ係数を演算することを含み、演算された各アンテナアレイ係数は、前記フェーズドアンテナアレイ中の対応するアンテナから受信された無線信号に対する調整されたゲインと関連付けられる、デバイス。 - 前記修正する命令は、フェーズドアンテナアレイに対するアンテナアレイ係数を演算することを含み、演算された各アンテナアレイ係数は、前記フェーズドアンテナアレイ中の対応するアンテナから受信された無線信号に対する調整された位相と関連付けられる、請求項1に記載のデバイス。
- 前記アナログ処理ブロックは、アナログ移相器をさらに備え、前記アナログ移相器は、前記アンテナアレイ係数を有する前記プロセッサにより、前記フェーズドアンテナアレイ中の1つ以上のアンテナから受信される無線信号と関連付けられた位相を調整するように構成される、請求項2に記載のデバイス。
- 前記デバイスは、前記A/D変換器をさらに備え、前記A/D変換器は、前記アナログ移相器から出力されたアナログ無線信号をデジタル無線信号データへと変換するように構成される、請求項3に記載のデバイス。
- 前記デバイスは、2つ以上のアンテナをさらに備える、請求項4に記載のデバイス。
- 前記方向を特定する命令は、前記無線信号データに高速フーリエ変換(FFT)を適用して前記無線信号データのパワープロフィールを生成する、請求項1に記載のデバイス。
- 前記方向を特定する命令は、前記プロセッサに一組の方向をサンプリングさせる、請求項6に記載のデバイス。
- 前記サンプリングする命令は、アンテナアレイ係数のサンプル組を利用し、前記サンプル組は、方向の代表組を分析して前記方向の代表組における信号強度を特定する際に使用されるアンテナアレイ係数を含む、請求項7に記載のデバイス。
- 無線信号のダイナミックレンジを減少させる方法であって、
フェーズドアンテナアレイのアンテナが静止するまで待機した後に前記フェーズドアンテナアレイのアンテナから提供される無線信号を受信することと、
前記受信した無線信号を、結合無線信号を提供するように構成されたアナログ信号処理部ブロックに接続させることと、
最も強い無線信号の方向を特定するために前記結合無線信号を評価することと、
前記最も強い無線信号の前記方向に応じた前記フェースドアンテナアレイに対するアンテナアレイ係数を演算し、前記演算されたアンテナアレイ係数が前記最も強い無線信号の前記方向に関連付けられた無線信号パワーを減少させるように動的に調整することと、
前記演算されたアンテナアレイ係数を前記アナログ信号処理ブロックに適用することによって、前記アナログ信号処理ブロックが、前記アンテナアレイ係数を利用して、前記フェーズドアンテナアレイ中の1つ以上のアンテナに関連付けられた信号ゲイン及び信号位相のうち1つ以上を調整することと、
前記結合無線信号に対する不使用無線周波数を識別するために、前記デジタル無線信号データを評価することと、
デバイス通信用に前記不使用無線周波数を選択すること、
を含む、方法。 - 前記結合無線信号を評価して前記最も強い無線信号の前記方向を特定する前に、前記結合無線信号をアナログ形式からデジタル形式に変換することをさらに含む、請求項9に記載の方法。
- 前記結合無線信号を評価して前記最も強い無線信号の前記方向を特定することは、前記デジタル形式の前記結合無線信号に高速フーリエ転換(FFT)を適用し、前記結合無線信号のパワープロフィールを生成することを含む、請求項10に記載の方法。
- 前記結合無線信号を評価して前記最も強い無線信号の前記方向を特定することは、さらに、一組の方向をサンプリングすることを含む、請求項11に記載の方法。
- 前記一組の方向をサンプリングすることは、アンテナアレイ係数のサンプル組を利用することを含む、請求項12に記載の方法。
- 前記アナログ信号処理部ブロックは、前記演算されたアンテナアレイ係数に応じて、前記フェーズドアンテナアレイから少なくとも2つのアンテナのゲイン及び位相のうち1つ以上を調節するよう構成されたアナログ移相器を含む、請求項9に記載の方法。
- 無線周波数の適時的な使用に向けて構成されたデバイスであって
第1の無線信号及び第2の無線信号を受信し、前記第1の無線信号及び前記第2の無線信号と関連付けられた信号パワーレベルを選択的に調整して第1の調整無線信号及び第2の調整無線信号を提供し、かつ前記第1の調整無線信号及び前記第2の調整無線信号を結合して結合無線信号を提供するように構成されたアナログ処理ブロックと、
前記結合無線信号を受信して前記結合無線信号をデジタルデータに変換するように構成されたアナログ・デジタル変換器と、
前記デジタルデータを処理するように構成されたプロセッサと、
前記プロセッサにより実行される命令を含むコンピュータ読み取り可能な媒体と、を備え、
前記命令は、
前記デバイスが静止するまで待機した後に前記デジタルデータを評価して最も強い無線信号の方向を特定し、かつ前記第1の調整無線信号及び前記第2の調整無線信号のうち1つ以上と関連付けられた信号パワーレベルを、各々後続の無線信号が前記最も強い無線信号の前記特定された方向からの減少された無線信号パワーを有するように、調整することにより、前記結合無線信号のダイナミックレンジを減少させることと、
前記デジタルデータを評価して、前記結合無線信号に対する不使用無線周波数を識別することと、
デバイス通信用に前記不使用無線周波数を選択することと、を含み、
前記アナログ処理ブロックが、前記プロセッサから受信したアンテナアレイ係数に応じて、第1ゲイン及び第2ゲインのうち対応する1つを選択的に調整するように構成された第1アナログゲインブロック及び第2アナログゲインブロックをさらに備え、
前記アンテナアレイ係数は、前記受信した無線信号のダイナミックレンジを減少させる命令の実行に応じて前記プロセッサにより生成され、前記第1ゲインは前記第1の調整された無線信号に関連付けられ、前記第2ゲインは前記第2の調整された無線信号に関連付けられる、デバイス。 - 前記アナログ処理ブロックが、前記プロセッサから受信したアンテナアレイ係数に応じて、第1位相及び第2位相のうち対応する1つを選択的に調整するように構成された第1アナログ移相器ブロック及び第2アナログ移相器ブロックをさらに備え、
前記第1位相は前記第1の調整された無線信号に関連付けられ、前記第2位相は前記第2の調整された無線信号に関連付けられる、請求項15に記載のデバイス。 - 前記デバイスが、
前記第1の無線信号を生成するように構成された第1のアンテナと、
前記第2の無線信号を生成するように構成された第2のアンテナと、
をさらに備える、請求項16に記載のデバイス。 - デバイス通信用に前記不使用無線周波数を選択するための命令が、1つ以上の遠隔デバイスによる受信用に通信を送信するための命令を含み、前記通信は、前記遠隔デバイスが前記通信に応じて前記不使用無線周波数を利用するように動的に構成されるように構成される、請求項15に記載のデバイス。
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