(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線通信装置と、複数の設定が可能な第１の設定可能なアンテナシステムと一体の第１の複数の無線機に対する複数の局との間の通信に対する複数の送信および受信品質メトリクスを決定することと、
無線通信装置と、複数の設定が可能な第２の設定可能なアンテナシステムと一体の第２の複数の無線機に対する複数の局との間の通信に対する複数の送信および受信品質メトリクスを決定することと、
上記複数の局と、上記第１および第２の設定可能なアンテナシステムの複数の設定とに対する上記送信および受信信号品質メトリクスを含む通信マトリクスを決定することと、
上記通信マトリクスを使用して上記第１および第２アンテナシステムの複数の設定に対するアンテナ設定を選択することと
を備え、
無線カードが、上記第１および第２の設定可能なアンテナシステムと、上記第１および第２の複数の無線機とを有していて、設定可能なアンテナの制御モジュールが、無線カードドライバと、データ通信コントローラとの間の層を制御するようになっており、
共有の持ち行列が、上記無線カードドライバと、上記設定可能なアンテナの制御モジュールによって利用可能になっており、
上記設定可能なアンテナの制御モジュールが、上記無線通信装置に関連する上記各局に対する一つの持ち行列と、全ての上記局に送信されるパケットに対する一つの待ち行列とを保持するようになっており、
上記各局に対する一つの持ち行列と、上記全ての上記局に送信されるパケットに対する一つの待ち行列とから上記共有の持ち行列に上記アンテナの設定に基づいてパケットが送信されるようになっており、
無線カードが、パケットが送信に優先してストアされる持ち行列を保持するようになっており、
上記パケットは、そのストアされる持ち行列に上記共有の待ち行列から送信されることを特徴とする複数の無線機と複数の設定可能なアンテナシステムとに一体の無線通信装置を動作する方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法において、
上記第１および第２の複数の無線機は、互いに独立のデータ流を局に送受信することを特徴とする方法。
【請求項３】
請求項１に記載の方法において、
上記第１および第２の複数の無線機は、同じデータ流を、局に送信することを特徴とする方法。
【請求項４】
請求項１に記載の方法において、
上記第１の複数の無線機が、第１のデータを第１の局に送信することと、上記第２の複数の無線機が、第２のデータを第２の局に送信することとを、同時に行うことを特徴とする方法。
【請求項５】
請求項１に記載の方法において、
上記第１の複数の無線機が、データを第１の局に送信し、上記第２の複数の無線機は、上記第１の局のデータを受けることを特徴とする方法。
【請求項６】
請求項１に記載の方法において、
上記無線通信装置が、送信していない時、上記第１および第２設定可能なアンテナシステムを設定することを備えることを特徴とする方法。
【請求項７】
請求項１に記載の方法において、
上記無線通信装置が、送信している時、上記第１および第２設定可能なアンテナシステムを設定することを備えることを特徴とする方法。
【請求項８】
請求項１に記載の方法において、
上記信号品質メトリクスを決定することは、ポーリングリクエストを送信することを備えることを特徴とする方法。
【請求項９】
請求項１に記載の方法において、
上記無線通信装置と、上記複数の設定が可能の上記第１の設定可能なアンテナシステムと一体の上記複数の第１無線機に対する上記複数の局との間の通信に対する上記送信および受信品質メトリクスを決定することを繰り返すことと、
上記無線通信装置と、上記複数の設定が可能の上記第２の設定可能なアンテナシステムと一体の上記複数の第２無線機に対する上記複数の局との間の通信に対する上記送信および受信品質メトリクスを決定することを繰り返すことと、
上記通信マトリクスをアップデートすることと
を備えることを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この出願は、米国の仮出願シリアル番号６０／８７０,８１８、２００６年１２月１９日出願、タイトル“最適化された指向性のＭＩＭＯアンテナシステム”の利益を主張し、それは、言及によって、そっくりそのままここに取りいれられている。
【０００２】
この発明は、大雑把には、アンテナシステムに関し、特に、最適化された指向性のアンテナシステムに関する。
【背景技術】
【０００３】
無線通信システムは、固定または変動ネットワークでの複数の顧客または局の間の２方向の通信を促進することができる。上記無線通信システムは、局と、夫々のベース局またはアクセスポイントとの間の通信路を提供し、その結果、定着したネットワークインフラ（通常は、ワイヤ−ラインシステム）で、局のユニットの末端利用者に接続することができる。品質基準は、あるタイプの無線通信システムに、採用され、例えば、ＩＥＥＥ８０２.１１規格は、提案されたＩＥＥＥ８０２.１６がしたように、規格無線通信システムのある動作側面を規定する。
【発明の概要】
【０００４】
一実施形態では、複数の無線機および複数の設定可能なアンテナシステムと一体の無線通信装置を動作する方法は、通信に対する複数の送信および受信信号品質メトリクスを決定することを含み、上記通信は、無線通信装置と、複数の設定が可能の第１の設定可能なアンテナシステムと一体の第１の複数の無線機に対する複数の局との通信である。また、通信に対する複数の送信および受信信号品質メトリクスを決定することを含み、上記通信は、無線通信装置と、複数の設定が可能の第２の設定可能なアンテナシステムと一体の第２の複数の無線機に対する複数の局との通信である。また、上記送信および受信信号品質メトリクスを含む通信マトリクスを決定することを含み、上記送信および受信信号品質メトリクスは、第１および第２無線機と、第１および第２の設定可能なアンテナの複数の設定とに対する。また、上記通信マトリクスを使用する第１および第２アンテナの複数の設定に対するアンテナ設定を選択することを含む。
【０００５】
一実施形態では、第１および第２無線機は、独立データ流を、局に送受信することができる。他の実施形態では、第１および第２無線機は、同一のデータ流を局に送信することができる。更に他の実施形態では、第１無線機は、第１のデータ流を第１の局に送信することができ、第２無線機は、第２のデータ流を第２の局に、同時に、送信することができる。更に他の実施形態では、第１無線機は、データを第１の局に送信することができ、第２無線機は、第１の局のデータを受信する。
【０００６】
第１および第２の設定可能なアンテナシステムは、無線通信装置が、送信している最中、設定されることができ、または、無線通信装置が、送信していないときに、設定されることができる。信号品質メトリックを決定することは、ポーリングリクエストを送信することを含む。
【０００７】
一実施形態では、無線通信装置は、通信に対する複数の送信および受信信号品質メトリクスを決定することを繰り返し、上記通信は、無線通信装置と、複数の局との間の通信であり、上記複数の局は、複数の設定が可能の第１の設定可能なアンテナシステムと一体の第１の複数の無線機に対するものである。また、無線通信装置は、通信に対する複数の送信および受信信号品質メトリクスを決定することを繰り返し、上記通信は、無線通信装置と、複数の局との間の通信であり、上記複数の局は、複数の設定が可能の第２の設定可能なアンテナシステムと一体の第２の複数の無線機に対するものである。そして、通信マトリクスをアップデートする。この繰り返し、繰り返し、および、アップデートは、所望のインターバルで遂行されることができ、または、信号品質メトリクスが、予め定められた量よりも大きく変化したことが決定されたときに、遂行されることができる。
【０００８】
他の実施形態では、複数の無線装置および複数のアンテナと一体の無線装置を動作させる方法は、第１アンテナと一体の第１無線機に対する信号品質メトリックを決定することを含む。また、第２アンテナと一体の第２無線機に対する信号品質メトリックを決定することを含む。また、第１および第２無線機によって送信および受信された信号に異なるウエイトを割り当てることによって、無線通信装置に対する全体のアンテナの利得を選択することを含む。
【０００９】
一実施形態では、第１および第２アンテナは、設定可能である。他の実施形態では、第１および第２アンテナは、予め定められた設定を有する。上記予め定められた設定は、予め定められた指向性のゲインパターンを含む。上記第１および第２アンテナに対する上記予め定められた指向性のゲインパターンは、異なる方向に及ぶことができる。
【００１０】
一実施形態では、異なるウエイトを割り当てることは、最大比合成を、上記無線機によって受信された信号に適用することを含み、また、信号品質に基づくウエイトを、無線機によって送信された信号に適用することを含み、また、ウエイトを割り当てる他のテクニックを含む。
【００１１】
一実施形態では、無線装置は、アクセスポイントである。他の実施形態では、無線装置は、局である。
【００１２】
一実施形態では、複数の無線機と、複数の設定可能なアンテナシステムとに一体の局を動作する方法は、通信のための複数の送信および受信信号品質メトリクスを決定することを含み、上記通信は、上記局と、複数の設定が可能の第１の設定可能なアンテナシステムと一体の第１の複数の無線機に対するアクセスポイントとの間の通信である。また、通信のための複数の送信および受信信号品質メトリクスを決定することを含み、上記通信は、上記局と、複数の設定が可能の第２の設定可能なアンテナシステムと一体の第２の複数の無線機に対するアクセスポイントとの間の通信である。また、第１および第２無線機と、第１および第２設定可能なアンテナの複数の設定とに対する送信および受信信号品質メトリクスを含む通信マトリクスを決定することを含む。また、上記通信マトリクスを使用する第１および第２アンテナの複数の設定に対するアンテナ設定を選択することを含む。
【００１３】
一実施形態では、第１および第２無線機は、独立データ流をアクセスポイントに送信および受信する。他の実施形態では、上記第１および第２無線機は、同一のデータ流を、アクセスポイントに送信する。また、送信信号品質メトリックを決定することは、ポーリングリクエストを受けることを備える。
【００１４】
一実施形態では、アクセスポイントは、複数の無線機および複数の設定可能なアンテナシステムを含む。また、アクセスポイントは、通信に対する複数の送信および受信信号品質メトリクスを決定するプロセッサを含み、上記通信は、無線通信装置および複数の局との間の通信であり、上記複数の局は、複数の設定が可能の第１の設定可能なアンテナシステムと一体の第１の複数の無線機に対するものである。上記プロセッサは、通信に対する複数の送信および受信信号品質メトリクスを決定し、上記通信は、無線通信装置および複数の局との間の通信であり、上記複数の局は、複数の設定が可能の第２の設定可能なアンテナシステムと一体の第２の複数の無線機に対するものである。上記プロセッサは、送信および受信信号品質メトリクスを含む通信マトリクスを決定し、上記送信および受信信号品質メトリクスは、第１および第２無線機と、第１および第２の設定可能なアンテナの複数の設定とに対するものである。メモリは、通信マトリクスを記憶する。アンテナは、通信マトリクスに基づいて第１および第２アンテナ設定に対するアンテナ設定を選択するモジュールを制御する。
【００１５】
一実施形態では、無線ネットワークでの局は、複数の無線機および複数の設定可能なアンテナシステムを含む。また、上記局は、通信に対する複数の送信および受信信号品質メトリクスを決定するプロセッサを含み、上記通信は、上記局と、複数の設定が可能の第１の設定可能なアンテナシステムと一体の第１の複数の無線機に対するアクセスポイントとの間の通信である。上記プロセッサは、通信のための複数の送信および受信信号品質メトリクスを決定し、上記通信は、上記局と、複数の設定が可能の第２の設定可能なアンテナシステムと一体の第２の複数の無線機に対するアクセスポイントとの間の通信である。上記プロセッサは、第１および第２無線機と、第１および第２設定可能なアンテナの複数の設定とに対する送信および受信信号品質メトリクスを含む通信マトリクスを決定する。上記アンテナは、通信マトリクスを使用する第１および第２アンテナの複数の設定に対するアンテナ設定を選択するモジュールを制御する。
【００１６】
この発明の他の特徴および長所は、発明の側面を例示する次の詳細な記載および添付の図を概説した後、あきらかになるだろう。
【００１７】
以下、この発明の側面、利点および詳細は、構造および動作の両方に関して、部分に言及された参照番号が付された添付された図に基づく学習によって、ある程度、探り出されることが可能である。図は、尺度でなくて、発明の原理を説明することに主眼がおかれている。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】無線ネットワークのブロック図である。
【図２】無線通信装置の一例における機能のブロック図である。
【図３】無線通信装置の変形例における機能のブロック図である。
【図４】設定可能なアンテナシステムの動作の過程を示すフローチャートである。
【図５】アンテナの最適化および通常の動作に対するアクセスポイントの動作を示すタイムスケジュールである。
【図６Ａ】２局を有するシステムで遂行されたアンテナの最適化を表すタイムスケジュールである。
【図６Ｂ】３局を有するシステムで遂行されたアンテナの最適化を表すタイムスケジュールである。
【図７】アクセスポイントの動作の状態図である。
【図８Ａ】無線通信システム８００の変形例の実施形態の機能のブロック図である。
【図８Ｂ】図８Ａで描かれるシステムの変形例の実施形態の機能のブロック図である。
【図９】ＣＰＵの機能の付加的な細部と一体の図６の機能要素を示す機能のブロック図である。
【図１０】図８Ａ,８Ｂで示されたシステムの動作中に利用される様々な待ち行列の図的表現である。
【図１１】無線通信装置の動作の一実施形態のフローチャートである。
【図１２】無線通信装置の動作の一実施形態のフローチャートである。
【図１３】局を動作することの一実施形態のフローチャートである。
【発明の実施の形態】
【００１９】
ここで開示された幾つかの実施形態は、無線のエアインターフェイスを介しての通信方法および通信システムを提供する。この記述を読んだ後、この発明を、種種の代替実施形態や代替応用に如何に適用することができるかが、明らかになるだろう。この出願の様々な実施形態がここで記述されるだろうけれども、一例としての表現であり、限定でないことは、理解されるべきである。様々な代替実施形態の詳細な記述は、添付の請求項で説明する本発明の範囲または広さの限界として受け取られるべきではない。
【００２０】
図１は、無線ネットワークのブロック図である。ネットワークは、無線アクセスポイント（ＡＰ）１１０を含む。無線アクセスポイントは、例えば、無線ルータ、セルラー電話基地局、または、他のタイプの無線通信装置になることができる。上記アクセスポイント１１０は、典型的には、バックフォール接続する。例えば、それは、デジタル加入者線（ＤＳＬ）と通信することができる。アクセスポイントは、一以上の無線送信機を含むことができ、また、一以上の無線受信機を含むことができる。一般的に、アクセスポイントは、一以上の他の装置と通信する能力を有する。上記アクセスポイント１１０は、全方位アンテナシステム、指向性アンテナシステム、または、方向角アンテナのような設定可能なアンテナシステムとして従事することができる。
【００２１】
一実施形態では、アクセスポイント１１０は、設定可能なアンテナシステムを含み、上記アンテナシステムは、選択的に設定されることができて、異なるアンテナ利得パターン（アンテナパターン）および極性形成のうちの少なくとも一方を生成することができる。例えば、設定可能なアンテナシステムは、アンテナを含み、そのアンテナは、離散的な数のアンテナパターンで構成され、上記アンテナパターンは、アクセスポイントでの無線送信機および無線受信機のためのものであることができる。代わりに、設定可能なアンテナシステムは、異なる極性形成での送信および受信のうちの少なくとも一方のために構成されることができる。一実施形態では、設定可能なアンテナシステムは、離散的なアンテナパターンで構成されることができ、そのアンテナパターンは、アクセスポイントでの無線送信および無線受信のためのものであり、また、異なる極性形成のためのものである。アンテナ設定は、アンテナ利得パターンおよび極性を包含することができる。一実施形態では、設定可能なアンテナシステムは、一以上の指向性のアンテナシステムを含み、その指向性のアンテナシステムは、アクセスポイントがアンテナシステム（送信および受信の両方に関し）の利得を導くのを許し、それは、無線送信および受信の夫々に対し一以上の方向またはパターンにわたることができる。そのようなタイプのアンテナシステムは、ときに、方向角アンテナとして言及される。ここで記述される方法およびシステムで使用されることができるアンテナシステムの例としては、米国出願番号１１／１０４,２９１、タイトル、スイッチドマルチビームアンテナ、出願日、２００５年４月１２日、で記述されるものがあり、また、米国出願番号１１／２０９,３５２、タイトル、ディレクショナルアンテナシステムウイズマルチユースエレメント、出願日２００５年８月２２日、で記述されるものがあり、それらの両方は、言及によってここに組み込まれている。代わりに、アクセスポイントは、一方向のアンテナシステムに通信するための一の無線受信機を含むことができる。
【００２２】
無線ネットワークは、結びついたクライアント（コンピュータのネットワーク上で、サーバにつながっているコンピュータのこと）または局（ＳＴＡ）１２０Ａ−Ｄを含む。図１には、記載が簡単であるという理由で、４つの局（station）のみが図示されている。しかし、より多く、または、より少ない局が利用されることができる。局１２０Ａ−Ｄの夫々は、無線信号を送信および受信する一以上のアンテナを有し、上記無線信号は、通信回線１２５ａ−ｄを介してアクセスポイントにリンクするようになっている。通信回線の各々は、シングルラインで図示されているけれども、リンクは、複数の信号経路、複数の周波数を包含することができることが、理解されるべきであり、複数の無線の使用を実行されることができることが、理解されるべきである。局１２０Ａ−Ｄは、全方向性のアンテナ、方向性のアンテナ、または、指向性アンテナのような設定可能なアンテナとして従事することができる。ここで記述されたシステムおよび方法は、アクセスポイント１１０および局１２０Ａ−Ｄに適用されることができる。
【００２３】
ここで記述されたシステムおよび方法は、時間の如何なる時点においても、アクセスポイント１１０が無線信号を送信または受信できるシステムに適用されることができる。しかし、システムおよび方法は、また、アクセスポイント１１０および局１２０Ａ−Ｄの少なくとも一方によって、無線信号の同時の送信および受信を許すシステムに適用されることができる。例えば、ここに記述されるシステムおよび方法は、複数の同時の送信および受信経路を有するシステムに適用されることができる。例えば、システムおよび方法は、ＭＩＭＯ（multiple-in, multiple-out 複数入力−複数出力）システムに適用されることができる。ＭＩＭＯシステムは、多重化、および、信号を結合することの他のテクニックを利用することによって、その結果、無線バンド幅および範囲を増大することができる。一実施形態のＭＩＭＯシステムは、情報を、２以上のアンテナに送信し、その情報は、同様に、複数のアンテナで受信される。ＭＩＭＯシステムは、付加的な経路を使用し、その結果、更なる情報を送信して、その後、受信端で信号を再結合することができる。
【００２４】
図２は、無線通信装置２００の一例の機能のブロック図である。例えば、無線装置は、無線ルータ、固定または可動式のアクセスポイント、クライアント、局装置、または、他のタイプの無線通信装置であることができる。通信装置２００は、無線システム２０４と通信する設定可能なアンテナシステム２０２を含む。制御ライン２０６は、制御信号の経路を提供するためのものであり、アンテナシステムを無線システムに通信可能に連結する。送信および受信ライン２０８は、アンテナシステムと、無線システムとを結合するが、上記無線システムは、他の無線装置からの受信信号および他の無線装置へ送信信号を送信するためのシステムである。
【００２５】
設定可能なアンテナシステム２０２は、ゲインパターンおよび分極のうちの少なくとも一つを含む異なるアンテナ設定を生成するために選択的に構成されることができる。例えば、設定可能なアンテナシステムは、離散的な数のアンテナパターンで構成されることができるアンテナを含むことができる。一実施形態では設定可能なアンテナシステム２０２は、一以上の指向性のアンテナを含み、その指向性のアンテナは、アンテナシステムが一以上の方向またはパターンでアンテナシステム（送信および受信の両方に関し）のゲインを導くのを許す。代わりに、アンテナシステム２０２は、切り替え可能な複数の全方位アンテナであることができ、上記全方位アンテナは、無線システム２０４の送信および受信接続部２０８に選択的に結合することができる。
【００２６】
無線システム２０４は、無線送信機／受信機２１０を有し、無線送信機／受信機２１０は、無線制御装置２１２と通信している。無線送信機／受信機２１０の機能およびシステム、および、ここで記述されるような無線制御装置２１２は、また、無線サブシステム２２２に関して集合的に言及される。無線機は、アンテナ送信システム２０２によって送受信される無線信号を生成する。一実施形態では、無線システム２０４は、受信した無線信号を、無線制御装置２１２に渡すべくデジタル信号に変換する。
【００２７】
無線制御装置２１２は、無線システムに対するメディアアクセス制御（ＭＡＣ）の幾つかまたは全てを実行しても良い。一般的には、ＭＡＣ機能は、無線装置からの送受信において一以上の物理的なチャンネルでの有益なバンド幅を割り当てるべく動作する。ＭＡＣ機能は、優先順位に基づく様々なサービスと、それらのサービスの質（ＱｏＳ：quality of service）の必要性によってかされる規則と、によって、有益なバンド幅を割り当てることができる。加えて、ＭＡＣ機能は、ＴＣＰ／ＩＰのような、高層と、物理チャネルのような物理層との間のデータの送信に従事する。しかし、ここで、特別な機能ブロックとして記述された機能の接続は、記載の容易性のためだけのものである。様々な機能は、ブロックの間で移動されることができ、ブロックを超えて共有されることができ、様々な方法でグループ化されることができる。
【００２８】
中央演算処理装置（ＣＰＵ）２１４は、無線通信装置２１２と通信する。ＣＰＵ２１４は、無線制御装置とともにＭＡＣ機能の幾つかを供給することができる。加えて、ＣＰＵ２１４は、より高い水準の機能を遂行し、そのより高い水準の機能は、一般的に、データ通信量制御として言及され、データ通信量制御モジュール２１５によって表現される。データ通信量制御は、例えば、ＤＳＬ通信およびＴＣＰ／ＩＰ経路指定のうちの少なくとも一つのような、バックフォール通信におけるデータ通信量に関連する経路指定を含んでいる。
【００２９】
一実施形態では、ＣＰＵ、すなわち、プロセッサ２１４は、複数の送受信の信号の品質メトリクスを決定し、それらの品質メトリクスは、無線通信装置と、複数の局との間の通信に関するものであり、複数の設定が可能な第１の設定可能なアンテナシステムと一体の第１の複数の無線に対するものである。プロセッサは、通信に対する複数の送信および受信信号品質メトリクスを決定し、上記通信は、無線通信装置と、複数の局との間の結合に関し、複数の設定が可能な第２の設定可能なアンテナシステムと一体の第２の複数の無線に対するものである。プロセッサは、通信マトリクスを決定し、上記通信マトリクスは、送受信品質メトリクスを含み、それらの送受信品質メトリクスは、第１および第２の設定可能なアンテナの複数の設定と、第１および第２無線機とに対するものである。メモリ２１６は、結合メトリクスを記憶する。アンテナ制御モジュール２２１は、上記通信マトリクスに基づいて第１および第２アンテナの複数の設定に関するアンテナ設定を選択する。
【００３０】
一実施形態では、データ通信量制御モジュール２１５は、第１および第２無線機のデータフローを制御し、その結果、それらは、独立のデータ流を局に送受信する。他の実施形態では、データ通信量制御モジュール２１５は、第１および第２無線へのデータフローを制御し、その結果、それらは、局に同じデータ流を送信する。更なる他の実施形態では、データ通信量制御モジュール２１５は、データ通信量フローを制御し、その結果、第１無線機は、第１データ流を第１局に送信することができ、第２無線機は、第２データ流を第２局に同時に送信することができる。更なる実施形態では、データ通信量制御モジュール２１５は、データフローを制御し、その結果、第１無線機は、第１の局にデータを送信することができ、第２無線機は、第１の局のデータを受けるようになっている。
【００３１】
共通すなわち共有メモリ２１６は、無線制御装置２１２およびＣＰＵ２１４の両方によってアクセスされることができる。これは、ＣＰＵおよび無線制御装置の間のパケットの効率的な輸送を許す。
【００３２】
アンテナシステム２０２の一実施形態の制御では、ＭＡＣ機能およびＱｏＳ（もし供給されていれば）を含む無線装置の操作が統合される。設定可能なアンテナシステムの利点および有益性は、そのようなシステムでほんの少しの統合によって無線装置に組み込まれることができる。一実施形態では、無線カード（図２および１０でのダッシュボックス２２０での要素）は、それを、全方位アンテナの代わりに設定可能なシステムに結合すること以外は、修正されない。アンテナ制御モジュール２２１は、ＣＰＵ２１４に含まれることができる。アンテナ制御モジュール２１４は、所望のアンテナ設定を決定し、アンテナシステム２０２に送られる制御信号を生成する。制御信号に応えて、アンテナシステムは、所望の設定に変化する。一実施形態では、アンテナ制御モジュール２２１は、各受信信号に対する、信号品質メトリックを供給し、または、信号品質メトリックを入手できる。信号品質メトリックは、無線２１０または無線制御装置２１２から供給されることができる。以下で記載されるように、信号品質メトリックは、他の装置によって測定または決定されることができ、装置２００に送信されることができる。信号品質メトリックは、下記に詳述するだろうように、アンテナの設定を決定または選択するために使用されることができる。
【００３３】
アンテナ制御モジュール２２１は、例えば、制御ライン２０６を介して、アンテナシステム２０２に、直接通信または中継通信することができる。一実施形態では、アンテナ制御モジュールは、システムのＭＡＣ層上で動作する。アンテナ制御モジュール２２１からの制御信号は、ＣＰＵからアンテナシステム２０２に直接送信されることができ、または、無線制御装置２１２または無線２１０のような無線システム２０４の他の要素を経て送信されることができる。代わりに、無線制御モジュール２２１は、無線制御装置２１２または無線２１０上に存在することができる。無線制御モジュールの一実施形態の動作は、図１０に関して以下に詳述されるだろう。
【００３４】
ここで記載される方法は、図２の様々な機能ブロックで実行されることができる。加えて、方法または機能は、複数のブロックで遂行される、構成またはモジュールに分解されることができる。一実施形態では、図２でのダッシュドボックス２２０の構成は、無線カード（例えば、ＷＬＡＮＰＣＩカード）であり、無線カードは、ＰＣＩ（peripheral component interconnect）バスによってプロセッサに結合される。
【００３５】
図３は、無線通信装置３００の他の実施形態の機能ブロックダイアグラムである。例えば、無線装置は、無線ルータ、局、クライエント装置、固定または可動アクセスポイント、または、他のタイプの無線通信装置であることができる。加えて、無線装置３００は、ＭＩＭＯ（multiple-in, multiple-out 複数入力−複数出力）技術に従事することができる。一実施形態では、通信装置３００は、設定可能なアンテナシステム３０２を有し、上記設定可能なアンテナシステム３０２は、無線システム３０４と通信している。上記アンテナシステムは、複数の設定可能なアンテナ３０３ａ−ｎを有することができる。三つの設定可能なアンテナが図示されているけれども、それより多くまたは少ない設定可能なアンテナが使用されることができる。複数の制御ライン３０６ａ−ｎが、アンテナシステム３０２を、無線システム３０４に結合させ、その結果、制御信号の経路が供給され、上記制御信号は、設定可能なアンテナ３０３ａ−ｎの設定を制御する。代わりに、設定可能なアンテナ３０３ａ−ｎの夫々は、予め定められた方向のゲインパターンを有するアンテナに取り換えられることができる。例えば、アンテナの夫々に対して予め定められたゲインパターンは、異なる方向に及ぶことができる。予め定められた方向のゲインパターンを供給するのに使用されることができるそのようなアンテナシステムの例は、以下に記述される。代替のアンテナシステムは、特許出願６０／８６３,８９３、２００６年１１月１日に出願、タイトル−コンパクトヤギアンテナに記載され、ここに言及されて組み込まれている。
【００３６】
アンテナ３０３ａから３０３ｎが予め定められた方向パターンを有する実施形態では、全アンテナシステムは、異なるウエイトを、無線機３１０ａから３１０ｎによって、受信（または送信）された信号に割り当てることによって、そのゲインを、管理することができる。信号の受信に関し、よく知られた、受信結合（例えば、最大比合成）テクニックが、ウエイトを信号に割り当てるのに使用されることができる。信号を送信する際、周知のウエイティングテクニック、それは、信号の質に基づいてウエイトを割り当てる所謂注水法のようなものであるを、使用することができる。アンテナ要素３０３ａから３０３ｎが意図的に異なる方向の特性を有するように設定される実施形態では、３０８−３１０ａから３０８−３１０ｎまでの送信／受信経路に、異なるウエイトを割り当てることは、アンテナシステムのゲインを、選択的または所望の方向に効率的に向けることにつながる。
【００３７】
複数の送受信線３０８ａ−ｎは、送受信無線信号を通信するための、アンテナシステムおよび無線システムに結合する。図示されている送受信ラインの数および制御ラインの数は、図示されているアンテナの数に一致しているが、これは、必ずしも必要なことではない。それより多くまたはそれより少ない、そのようなラインが、多重化技術およびスイッチング技術ができるように、使用されることができる。一実施形態では、アンテナシステムは、制御信号および送受信信号を受ける制御装置３２４を有する。制御装置は、信号を適切なアンテナおよび無線機に送ることができる。
【００３８】
設定可能なアンテナシステム３０２は、制御信号に応じて選択的に設定されることができ、その結果、異なるアンテナパターンおよび分極のうちの少なくとも一つを有することができる異なるアンテナ設定を生成することができる。一実施形態では、設定可能なアンテナシステム３０２は、離散的な数のアンテナパターンで構成されることができるアンテナを有する。一実施形態では、設定可能なアンテナ３０３ａ−ｎの夫々は、一以上の指向性のアンテナを有し、上記指向性のアンテナは、設定可能なアンテナの夫々（送受信の全アンテナシステムと同様に）の利得（ゲイン）を一以上の方向またはパターンに向けるかまたは導く。代わりに、アンテナ３０３ａ−ｎの一以上は、複数の全方向アンテナであることができ、全方向アンテナは、無線システム３０４の送受信信号に選択的に結合することができる。
【００３９】
無線システム３０４は、無線サブシステム３２２を有する。無線サブシステム３２２は、複数の無線送受信機（無線通信機）３１０ａ−ｎと、ＭＩＭＯ信号処理モジュール（信号処理モジュール）３１２とを有する。複数の無線通信機３１０ａ−ｎは、ＭＩＭＯ信号処理モジュールと通信している。無線通信機は、無線信号を生成し、その無線信号は、アンテナシステム３０２によって送信され、上記無線通信機は、アンテナシステムからの無線信号を受ける。一実施形態では、各設定可能なアンテナ３０３ａ−ｎは、単対応無線機３１０ａ−ｎに結合する。各無線は、送信および受信ラインによって対応するアンテナ要素と通信しているように図示されているけれども、それより大きいかまたは小さい、そのようなラインが使用されることができる。加えて、一実施形態では、無線通信機は、多重化またはスイッチングによって、様々なアンテナに制御可能に結合されることができる。
【００４０】
信号処理モジュール３１２は、ＭＩＭＯ処理を実行する。上記ＭＩＭＯ処理は、その業界でよく知られており、情報を二以上のアンテナ上の二以上の無線チャネルに送る処理と、同様に、情報を複数の無線チャネルおよびアンテナを介して受ける処理とを有する。信号処理モジュール３１２は、複数のアンテナを介して受けた情報を一つのデータ流に結合することができる。信号処理モジュール３１２は、図２の無線制御装置２１２と同様に、無線システムに対してメディアアクセス制御（ＭＡＣ）機能の幾つかまたは全てを実行しても良く、また、ＭＩＭＯシステムと同じように動作するように、無線通信機の動作の制御をしても良い。ＭＡＣ機能の記載は、図２に関連してなされているから、ここで繰り返されることはない。図で特有の機能ブロックとして、ここで記述されている機能の接続は、記載の容易性のためになされている。様々な機能は、ブロックの間を移動することができ、ブロックを超えて共有されることができ、また、様々な方法でグループ化されることができる。
【００４１】
中央演算処理ユニット（ＣＰＵ）、すなわちプロセッサ、３１４は、信号処理モジュール３１２と通信する。上記ＣＰＵ３１４は、信号処理モジュール３１２とＭＡＣ機能の幾つかを共有しても良い。加えて、ＣＰＵは、データ通信量制御モジュール３１５を有することができ、上記データ通信量制御モジュール３１５は、図２に関連して記載されたデータ通信量制御モジュール２１５と同様の機能を遂行する。
【００４２】
一実施形態では、ＣＰＵ、すなわちプロセッサ、３１５は、無線通信装置と複数の局との間の通信のための複数の送受信信号品質メトリクスを決定し、上記複数の局は、複数の設定が可能な第１の設定可能なアンテナシステムと一体の第１の複数の無線機に対するものである。プロセッサは、無線通信装置と複数の局との間の通信のための複数の送受信信号品質メトリクスを決定し、上記複数の局は、複数の設定が可能な第２の設定可能なアンテナシステムと一体の第２の複数の無線機に対するものである。プロセッサは、通信マトリクスを決定し、上記通信マトリクスは、送受信品質メトリクスを含み、それらの送受信品質メトリクスは、第１および第２の設定可能なアンテナの複数の設定と、第１および第２無線機に対するものである。メモリ３１６は、通信マトリクスを記憶する。アンテナ制御モジュール３２１は、上記通信マトリクスに基づいて第１および第２アンテナの複数の設定に関するアンテナ設定を選択する。
【００４３】
信号処理モジュールおよびＣＰＵの両方によってアクセスされることができる共通すなわち共有メモリ３１６が使用されることができる。これは、ＣＰＵおよび信号処理モジュールの間のデータパケットの効率的な輸送を許す。
【００４４】
一実施形態では、アンテナ制御モジュール３２１は、ＣＰＵ３１４に含まれる。アンテナ制御モジュールは、アンテナ３０３ａ−ｎの夫々に対して所望の設定を決定し、アンテナシステム３０２に送られるべき制御信号を生成する。一実施形態では、アンテナ制御モジュール３２１は、システムのＭＡＣ層上で動作する。制御信号に対応して、一以上のアンテナの設定が変動する。一実施形態では、アンテナの全てが、同じ仕方で設定される。例えば、アンテナの全ては、それらのゲインを、同じ方向で最大にすることができる。代わりに、各アンテナは、個々に設定されることができる。更には、アンテナは、予め定められた設定に設定されることができる。例えば、アンテナの一つは、第１の方向で最大のゲインを供給されるように設定されることができ、他のアンテナは、上記第１の方向から予めオフセットしている方向で、最大のゲインの設定がされることができる。
【００４５】
アンテナ制御モジュール３２１は、例えば、制御ライン３０６ａ−ｎを通じてアンテナシステム３０２に直接または間接的に通信することができる。示されたラインより多くまたはそれより少ないラインが使用されることができる。アンテナ制御モジュールからの制御信号は、ＣＰＵからアンテナシステム３０２に直接送信されることができ、または、信号処理モジュール３１２や無線機３１０ａ−ｎのような、無線システム３０４の他の要素を通じて送信されることができる。代わりに、アンテナ制御モジュール３２１は、信号処理モジュール３１２にまたは一以上の無線機３１０ａ−ｎに存在することができる。
【００４６】
一実施形態では、アンテナ制御モジュール３２１は、信号品質メトリックを供給し、または、入手でき、上記信号品質メトリックは、通信回線における各受信信号および送信信号のうちの少なくとも一方に対するものである。信号品質メトリックは、ＭＩＭＯ信号処理モジュール３１２から供給されることができる。ＭＩＭＯ信号処理モジュールは、無線通信装置３００と、局との間の無線通信に関する信号品質メトリックを供給する前に、ＭＩＭＯ処理を実現できる性能を有する。例えば、各通信回路ＭＩＭＯ信号処理モジュール３１２は、一以上のＭＩＭＯテクニックを選択することができ、ＭＩＭＯテクニックとしては、レシーブダイバーシティ、最大比合成、空間多重化等がある。信号処理モジュールから受けた信号品質メトリック、例えば、スループットデータまたは誤差率等は、使用されるＭＩＮＯに基づいて変動する。受けた信号強さのような、信号品質メトリックは、また、一以上の無線機７１０ａ−ｎから供給されることができる。典型的には、無線機には、空間多重化のような、ＭＩＭＯ技術が採用されることはない。ＭＩＭＯシステムでは、信号品質メトリックは、ここで記述されるように、所望のアンテナ設定を決定または選択するために使用されることができる。
【００４７】
上述されたように、一実施形態では、無線機３１０ａ−ｎによって送信および受信の少なくとも一方がされる信号は、例えば、ＭＩＭＯ信号プロセッサ３１２で、または、制御装置３２４によって、最大比合成によって、結合される。例えば、状態が、無線機の夫々で異なるデータの受信（または送信）を許さない時、同一のデータは、各無線機によって送信（または受信）される。無線機の一つからの信号を選択することよりも、ＭＩＭＯ信号プロセッサ３１２および制御装置３２４の内の少なくとも一方は、ウエイトをかける方法での、受けた信号のいくつか、または、全てを結合することができる。ある環境では、ある無線機の信号に割り当てられたウエイトは、零であることができる。
【００４８】
記述された方法は、例えば、ＭＩＭＯ信号処理モジュール３１２またはＣＰＵ３２４のような、図３の様々な機能ブロックで実行されることができる。加えて、方法または機能は、構成要件またはモジュールに分離されることができ、構成要件またはモジュールは、図３に図示された複数のブロックによって遂行される。一実施形態では、図３に３２０で示された構成は、無線カード（例えば、ＭＩＭＯ ＷＲＡＮ ＰＣＩカード）として実行され、上記無線カードは、ＰＣＩ(peripheral component interconnect）バスによって、プロセッサにカップルする。
【００４９】
図１で図示されたような無線ネットワークは、典型的には、情報のまたはデータのパケットを局１２０Ａ−Ｄに送信するアクセスポイント１１０によって動作する。パケットというタームは、ここでは、一以上の受信者に送信された情報として言及される。アクセスポイント１１０は、場合によっては、全ての局１２０Ａ−Ｄ（放送）によって受信が意図されたパケットを送信することができる。更には、アクセスポイント１１０は、選択されたグループの局（同報通信）によって受信が意図されたパケットを送信することができる。加えて、パケットをアクセスポイント１１０に送信する局は、アクセスポイントが送信していない間、定められた期間の間、それをしても良い。そのようなシステムは、アクセスポイントによるパケットの送信の間に、典型的には、ギャップまたはスロットを提供しそのギャップまたはスロットの間に、アクセスポイントにパケットを送る局が、送信することができる。多数のそのような通信接続手順（規約）が発展され、幾つかは、規格化されている。例えば、ＩＥＥＥ８０２.１１およびＩＥＥＥ８０２.１６は、局とアクセスポイントの間の異なる通信接続手順（規約）を規定している。
【００５０】
次の側面は、設定可能なアンテナシステムと一体のアクセスポイント１１０の動作を定義する上で有益である。（１） アクセスポイントの動作中に、アクセスポイントが、それの設定可能なアンテナシステムを制御することの要求があり、それは、ネットワークでの全ての局からの送信（予期された送信の時間中）をいつでも受けることができるようなものである。（２） 加えて、アイテム（１）を破壊するようなことがない方法で、最大限のアンテナ信号強さ（ゲイン）（好ましくは、アップリンクとダウンリンクの両方で）をとどけることの要求がある。（３） アイテム（１）および（２）を満足する計算を遂行することでアクセスポイントによって損失を被る負担またはオーバーヘッドを最小限にすることの要求がある。同様な側面が、設定可能なアンテナシステム（１）と一体の局１２０Ａ−Ｄに適用されることができる。（１） 局の動作の間、局が、設定可能なアンテナシステムを制御することの要求があり、局が可動性がある場合ですら、それは、それに関連するアクセスポイントからの送信（予期された送信の時間中）をいつでも受けることができる。（２） 加えて、アイテム（１）を破壊するようなことがない方法で、最大限のアンテナ信号強さ（ゲイン）（好ましくは、アップリンクとダウンリンクの両方で）をとどけることの要求がある。（３） アイテム（１）および（２）を満足する計算を遂行することでアクセスポイントによって損失を被る負担またはオーバーヘッドを最小限にすることの要求がある。
【００５１】
一実施形態では、アクセスポイント１１０のアンテナ設定または配置で実行可能なセットは、可能なアンテナ設定のセットとして定義され、全ての関連する局は、（送信が予期されて許されている時間中）連絡することができる。連絡することによって、局によって送信されたパケットが、アクセスポイント１１０によって成功的に受信されることができることが大切である。設定可能なアンテナと一体の局に対して、実行可能なセットは、全てのアンテナの設定であり、その全てのアンテナ設定において、関係するアクセスポイントは、連絡することができ、または、関係するアクセスポイントは、全方位設定である。
【００５２】
図１に示されるシステムでは、各局１２０Ａ−Ｄは、アクセスポイント１１０に関し異なる方位および異なる距離に配置される。信号品質メトリクスは、可能なアンテナ設定の全てで局１２０Ａ−Ｄの夫々に関して通信回線によって集められることができる。また、局の夫々に対する、全ての可能なアンテナ設定よりも少ない設定で、信号品質メトリクスを集めることができる。一実施形態では、可能なアンテナ設定の数は、例えば、設定可能なアンテナシステム（例えば、方向角アンテナ）に依存し、無線ネットワークの設定に依存する。
【００５３】
下の表１は、局１２０Ａ−Ｄの夫々に対する信号品質メトリクスの一例を示している。表１の例では、信号品質メトリクスは、アクセスポイント１１０と一体の局１２０Ａ−Ｄの夫々に対して決定され、上記アクセスポイントは、アンテナが、図１に示すアクセスポイント１１０に対して１２の可能なアンテナ設定が存在するところの、その１２の設定の夫々で設定されている。一実施形態では、複数の無線機および複数の設定可能なアンテナを含むＭＩＭＯシステムで、複数の無線機および他の装置の間でされた通信の信号メトリクスが、通信マトリクスとして配置される。通信マトリクスは、送信および受信信号品質メトリクスを含み、上記送信および受信信号品質メトリクスは、複数設定のアンテナと一体の複数の無線機と、それに関係する設定可能なアンテナとに対するものである。他の実施形態では、アンテナは、予め定められた設定であることができ、通信マトリクスは、無線およびアンテナに対する信号品質メトリクスを含む。例えば、各無線機は、選択的に複数の予め定められたアンテナと通信することができる。
［表１］
0005461997.tif 000002
【００５４】
たくさんの要素が、信号品質メトリクスに影響を与えることができることに注意するべきである。例えば、距離、反射率、経路、多経路、混信、天気、移動物体、固定障害物等の要因が、全て信号品質メトリクスに影響を与えることができる。様々な信号品質メトリクスまたは信号品質メトリクスの組み合わせが使用されることができる。例えば、アクセスポイントで受信される局からの信号の強さが、使用されることができ、信号のノイズ率の信号、誤差率、ファワード誤差補正値が、これは無線機によって使用（選択）されるべきものであるが、使用されることができる。
【００５５】
複数の無線システム（ＭＩＭＯ）では、送信機／受信機コンビネーション信号品質メトリクスは、送信チャネルマトリクスの形式であることができ、上記送信チャネルマトリクスは、通信マトリクスとして言及され、上記通信マトリクスは、送受信の夫々の経路の間の通信について説明する。代わりに、または、追加して、信号品質メトリクスは、アクセスポイントで送信される情報ついて、局で測定することができるかまたは決定することができる。というのも、信号品質メトリクスは、時間の経過とともに変動することができ、ときおりは、めざましい振れの範囲を有することができ、一実施形態では、信号品質メトリクスは、複数点の動作平均を使用することによって計算され、その結果、一時的なめざましい振れの範囲をスムーズにすることができる。例えば、一定または変動する数の計測、または、一定または変動する時期にわたる計算の平均が、使用されることができる。代わりに、いっそう単純化されたアプローチでは、最新の計測によって信号品質メトリクスを変化される量は、制限されることができる。例えば、変化は、最新の計測に対して１０％以下に制限されることができる。これは、関係するメモリおよびプロセッサのオーバーヘッドがない状態で、多数点動作平均と同様な効果を有することができる。ここで、メトリクスまたは信号品質メトリクスというタームの使用は、一つの信号品質メトリクスおよび信号品質メトリクスのコンビネーションの両方を含んでいる。
【００５６】
再度表１を参照して、アンテナ設定のセットは、全ての局１２０Ａ−Ｄ（図１）が、ある水準の品質メトリクスを有するアンテナ設定を考慮することによって減らすことができる。上記水準は、集合的に、または、所望のネットワークおよびシステムの特質に基づく各局に対して決定されることができる。上記水準は、局によって変動することができ、例えば、時間によってその際に必要で局に割り当てられるサービスの質（データ率および待ち時間のうちの少なくとも一方）に基づいて変動することができる。加えて、使用されるメトリクスは、局によって変動することができ、時間によって複数の局のグループで変動することができる。例えば、そのような変動は、ネットワーク設定の変動の理由から利点になることができる。一実施形態では、品質メトリクスの閾（境界）または最小値が設定されることができる。例えば、十分な品質のメトリクスは、０よりも大きいメトリクス値に設定されることができる。この例では、表１に挙げられた品質メトリクスの使用で、アンテナ設定数９は、アンテナ設定で実行可能なセット（ＶＳ）数になりえない。というのは、局Ａが、０より大きいメトリクスを有していないからである。実行可能なセット（位置番号９を除くアンテナ位置の全て）は、アンテナ設置の排他的なセットになることができ、上記アンテナ設置は、追加のパフォーマンスの最適化として使用することができる。加えて、第２のメトリクスが、一以上の局で使用されることができる。例えば、もし、信号強さが実行可能なセットを定義する信号メトリクスとして定義されるのであれば、データ処理能力は、高データ率必要条件、例えば、セットトップボックス（家庭用通信端末ＳＴＢ）と一体の局に対する第２メトリクスとして使用されることができる。
【００５７】
一実施形態では、一度、実行可能なセットが決定されたならば、アクセスポイントは、三つの動作状態を有することができ、上記状態は、設定可能なアンテナシステムの設定を最適化することに関連する。上記第１状態は、アクセスポイントが、一以上のパケットを局に送信する際に存在する。パケットの送信を局に行う前に、アクセスポイントは、現在の実行可能なセットの範囲内で最高品質の通信（最も高い信号品質メトリクス）を調べ、その結果、どのアンテナ設定が、最も高くて、所望で、クオリティが高い通信を局に供給するかが決定される。アンテナは、その後、その設定に再設定（またはもしそれがもうすでにその設定であるならば依然としてその設定を維持）される。例えば、図１および表１を参照すると、これは、局Ａに対するアンテナ設定１であり、局Ｂに対するアンテナ設定６であり、局Ｃに対するアンテナ設定１２であり、局Ｄに対するアンテナ設定２である。
【００５８】
代わりに、アンテナは、必ずしも実行可能であるセットでない設定に設定されることができる。例えば、これは、もし、アンテナが、再現可能なセットでない設定での送信が完全であった後、ただちに実現可能なセットの範囲内の設定に再設定されるであろうならば、容認されるとことができる。この実施形態では、実現可能なセットは、容認され得る受信設定を定義する一方、送信位置について制限がない。このアプローチは、アンテナ設定の使用を許し、上記アンテナ設定は、その設定が実現可能なセットでないときでさえも、局への送信に対してベストまたは最善の設定である。
【００５９】
次の動作状態は、アクセスポイントが局のひとつから送信されたパケットを受けた際に起こる。アクセスポイントが局からのパケットを受けたときはいつでも、アクセスポイントは、その後、方向角アンテナを、その局に接続する最高品質を供給する設定に再設定する。これは、局から送信された追加のパケットを予想してなされる。しかし、局がパケットをアクセスポイントに送信するための特定の時間帯を割り当てられる無線ネットワークでは、この動作状態は、その時間帯、例えば、幾つかのＩＥＥＥ８０２.１６の実施の間、起こることができるだろう。上で注意したように、第２のメトリクスは、実現可能なセットからの設定の選択または決定として使用されることができ、上記実現可能なセットは、その局との最高品質の接続を提供する。
【００６０】
上記次の動作状態は、アクセスポイントが使用されていない状態である。これは、既知の局とアクセスポイントとの間で、送信されているパケットがないときに起こる。一実施形態では、アクセスポイントは、その後、アンテナを、実現可能なセットのうちから最も知られた静止位置に設定する。この位置は、全ての既知の局に対する集合品質メトリクスで評価することにより決定されることができ、アクセスポイントによって受けるべき信号の全体的な質を最高にする位置が選択されることができる。上記表１の例では、方向角のアンテナに対する一番しられた静止位置は、設定番号６である。様々なアルゴリズムまたはアプローチは、一番しられた静止位置を定義するのに使用されることができる。例えば、その位置は、最小の閾値を下回る局がない位置を選択することによって、選択されることができる。閾値およびメトリクスは、例えば、各局の最小のバンド幅の必要性を考慮することによって、局によって変化することができる。例えば、ビデオストリームを受ける局は、運転を行っていない局よりも高いバンド幅の割り当てが必要であるだろう。また、第２のメトリクスが使用されることができる。アンテナの静止位置は、ビデオを受ける局に対して最小の品質メトリクスを必要とすべく定義されることができ、上記ビデオを受ける局は、運転されていない局に対してはるかに低い品質メトリクスを許している間に、ビデオ送信に貢献する。それゆえに、静止位置が、各局に付随したデータの転送量のタイプ（例えば、ビデオインターネットプロトコル等）および各局に関連するサービスの質（ＱｏＳ）のような、カレントネットワークの必要性および特質にしたがって選択されることが、有利になる。代わりに、ＭＩＭＯシステムでは、静止位置は、集合アンテナ設定（全ての無線機のコンビネーション）であることができ、上記集合アンテナ設定は、全方位または略全方位集合パターンを提供する。これは、無線チャネルの夫々が、指向性のアンテナの高いゲインから利益を受けることを可能にし、全ての着信信号方向が、アンテナパターンによってカバーされていることを保証する。
【００６１】
一実施形態では、オーバーヘッドを最小にするために、または、アクセスポイントのプロセッサの負荷を最小にするために、信号品質メトリクスは、通常のデータの転送量が局とアクセスポイントの間で起こるときはいつでも、獲得されることができる。加えて、アクセスポイントは、実行可能なセットを十分に存続させることが必要とされる信号品質メトリクスを集めるべくスキャンされることができる。スキャンは、メッセージを送信することによって遂行されることができ、上記メッセージは、応答または送信を必要とする。スキャンの頻度およびどの局がスキャンされるかということは、無線ネットワークの特性に依存して選択されることができる。例えば、相対的に低い信号品質メトリクスを有する局は、それよりも高い信号品質メトリクスを有する局よりもいっそう頻繁にスキャンされることができる。加えて、より低いデータ転送比率を有する局またはデータの送信が起こってから最も長い時間を有する局は、スキャンされる第１の局であるだろう。更には、スキャンは、全体のシステムに対してさらに頻繁に起こることができ、それは、信号品質メトリクスが、高反射環境、複数経路環境、多くの移動対象を有する環境等、大きくかつ頻繁に変化することが観測されたときに起こる。また、通常のデータの転送量の間に信号品質メトリクスを獲得することは、アンテナを、異なる容認され得る、しかし最適ではない、設定に設定することを含むことができて、その結果、他の設定の信号品質メトリクスを獲得することができ、スキャンの必要性を減じることができる。例えば、表１を参照すると、局Ａは、設定９以外の如何なる設定での通常のデータの転送量に対する周期的な、または、ときおりの通信をすることができ、その結果、実現可能なセットでの最適な設定は設定１であるけれども、異なる設定の信号品質メトリクスを獲得することができる。
【００６２】
アクセスポイントの設定可能なアンテナシステムの設定に加えて、アクセスポイントによって送信された信号の力（および局によって送信された信号の力）は、無線ネットワークの動作を最適化するために変化することができる。いくつかの無線ネットワークでは、改良された送信の特性が、より高いデータ送信率を許容する。例えば、ＩＥＥＥ８０２.１１ａおよびｇ（およびドラフトｎ）は、送信信号の品質に依存して、ＯＦＤＭ（直交周波数分割多重）のような異なるデータのスループット率における機構を、暗号化する異なるデータを使用する様々な率でのデータの送信を供給する。設定可能なアンテナシステムの設定に沿って送信信号の力を変動することは、無線ネットワークを通じたデータ送信の更なる最適化に導くことができる。例えば、もっとも高い処理能力を達成するもっとも低い送信力水準が、各局に対して選択されることができる。このアプローチは、他のそばのネットワークとの混信を減じることができる。例えば、もっとも高い可能であるビットレートの暗号化を達成することができるよりもいっそう大きい力水準の信号を送信することは、他の近接またはそばのネットワークといたずらに混線を引き起こすかもしれない。加えて、アクセスポイントから送信された信号力を変化させることは、破壊の原因になり、かつ、ある環境で信号の品質を劣化させる、信号をそば（遠くに対して）の局に非常に強く送信することを回避することができる。
【００６３】
図４は、アンテナ設定の最適化に関して、アクセスポイント１１０の動作の一実施形態のフローチャートである。図１に関連して上で記述したように、アクセスポイントは、三つの動作状態を有することができ、その動作状態は、アンテナ設定の最適化または選択に関連して、通常の動作として考えられる。これらの状態は、アクセスポイントがパケットを局に送信するときの状態、アクセスポイントが局からパケットを受ける状態、アクセスポイントが運転をしていない状態、として上に記述されている。これらの状態は、図４で、通常動作４１０および４３０として包囲されている。ある時間インターバルの間、アクセスポイントは、動作を遂行し、その動作は、それが最適なアンテナ設定を決定することを許容する。そのプロセスは、アンテナの最適化として言及され、上記アンテナの最適化は、ブロック４２０によって表現され、アンテナ最適化が、遂行するべき決定は、もっと詳細には、以下に記述される。図４のフローチャートで表現されたように、アンテナの最適化４２０が完了した後、アクセスポイントが、通常の動作４３０に戻る。通常の動作およびアンテナ最適化の間の循環が、アクセスポイントの始めから終わりまでの動作の間継続する。しかし、一実施形態では、アンテナ最適化は、サービスの質を妨げないように中断されることができ、その後、サービス義務の質が満たされた後に、再開されることができる。
【００６４】
アンテナ最適化は、ブロック４２２によって表現されるように、アンテナ位置またはアンテナ設定を選択することによって始まる。アンテナは、その後、その設定になり、設定および信号品質メトリクスが、ブロック４２４によって表現されたような配置のアンテナにおける一以上の送信で測定される。このステップ４２４では、また、局への送信のための適切なパワー水準が、決定されることができる。一実施形態では、信号品質メトリクスは、ポーリングリクエストをアクセスポイントから局に送ることによって、および、アクセスポイントでポーリングされた局からの応答を受けることによって、一つの局について測定される。代わりに、一以上の信号品質メトリクスが、このステップの間に測定されることができる。
【００６５】
アクセスポイントは、その後、プロセスが、決定ブロック４２６によって表現されるように、追加のアンテナ設定のために繰り返されるべきであるか決定する。決定のための基準が盛り込まれることができ、これには、例えば、パケットがアクセスポイントで送信のためにバックアップされるかどうか、評価の遂行での経過時間のトータル量、クライアントの数ともうすでに知られた品質メトリクスの水準との間の関係が含まれる。ブロック４２８によって表現されているように、アンテナ最適化の間に、信号品質メトリクスが測定されたいずれかの局に関しての一番の位置が、その後に、新しい測定に基づいて評価され、その結果、その局に対する一番のアンテナ設定が特定される。
【００６６】
代わりに、アクセスポイントは、一連の可能な設定の夫々で、パケット（好ましくは、許容される最も小さいタイプのパケット）を送信することができる。一以上の局は、その設定がそれらにとってベストであるか決定されることができる。一以上の局は、その情報をアクセスポイントに送信することができる。局が、設定可能なアンテナシステムを有しているとき、これは、局がそのベストの設定するのを許容するのに反してされることができる。アクセスポイントは、各局において一番のアンテナ設定をメモリに記憶することができ、それはいずれかの局で通信することが必要なとき、後に利用される。
【００６７】
局が設定可能なアンテナシステムを利用するとき、局について問題がある筈であが、アクセスポイントは、お互いに、連続追跡する機会を有し、または、ベスト設定を選択する機会を有する。これは、もっとも高度のパフォーマンスに対するアンテナ設定に設定されていない間にされる。例えば、これは、アクセスポイントおよび局がブリッジモード（または、インフラストラクチャーモードとして知られている）で使用されるときに起こる。それゆえに、一実施形態では、局は、次のように動作すべく設定される。目覚めまたは初期化のときには、全てのアンテナ要素が使用可能な状態で、局は、疑全方位モードで動作する。代わりに、局のアンテナは、実現しうる最良の全方位パターンを提供するために設定される。局は、アクセスポイントへの接続が起こることをまっている。上記局は、アクセスポイントが二つのアンテナ最適化（４２０）循環を有するまで、同一のアンテナ設定で動作することを続ける。局は、それ自身の最適化を遂行することができる。局によって最適化を遂行するための期間は、アクセスポイントに対する最適化期間のノンインテグラルであるように撰ばれる（二つのＡＰスキャンが起こることを許すべく少なくとも倍になる）。この過程は、アクセスポイントが、局の方を指ししめすベストの方向を最初に決定するのを許し、それは、局が全モードであるときであって、アクセスポイントが最適化した後のみであり、その結果、局が最適化されるのが許される。それは、また、アクセスポイントおよび局がそれらの最適化のサークルにオーバーラップするための機会を最小化するだろう。
【００６８】
図５は、アンテナ最適化および通常の動作に関し、図１に示されるアクセスポイントのような、アクセスポイントの動作の一実施形態を表現する時間スケジュールである。上記表１に示されているシステムと異なり、図５では、方向角のみが八つの可能な設定を有している。このアンテナ最適化過程は、時間ピリオド５１０,５２０および５３０によって、上側タイムスケジュールを表現している。下側タイムスケジュールは、時間ピリオド５１０の拡大図である。
【００６９】
アンテナ最適化の間、正規のデータ通信量は、信号品質メトリクス測定に影響しないように、停止される。データ通信量の中断は、アンテナ最適化によって導入されたオーバーヘッドとして考えられることができる。アンテナ最適化過程によって引き起こされるオーバーヘッドの量は、プロセス（持続）を遂行するのに必要な時間の量に依存し、また、最適化のプロセス（期間または頻度）を再現する間に経過する時間の量に依存する。
0005461997.tif 000003
【００７０】
一般的には、最適化の持続は、各アンテナ設定に対する信号品質メトリクスの測定に必要な時間の量の合計と同等である。最適化のプロセスの持続は、局の数および中断のような他の要因に依存して変化することができる。中断は、アクセスポイントがリクエストを局に送信する際に起こることができ（例えば、局が応答を予期されるポーリングリクエスト）、予め予期された中断期間の範囲で応答を受けない。図５に示す例では、アンテナ設定１−８に対する信号メトリクスを測定するのに必要な時間は、各々、３,２,４,５,２,２,４および２マイクロセコンドである。それゆえ、アンテナの最適化のプロセスは、２４マイクロセコンド必要である。最適化期間の間の時間が４セコンドであるならば、オーバーヘッドは、２４／（２４＋４０００）×１００％＝０.６％である。最適化持続および最適化期間は、調整可能なパラメータである。彼らは、設定および調整されることができ、その結果、アクセスポイント上で課されるオーバーヘッドは、所望のまたは選択された値を上回ることはけっしてない。
【００７１】
一実施形態では、アクセスポイントが、複数の関係する局を有する際、アンテナ最適化過程は、一つの最適化の期間の間、ただ一つの局に対して遂行される。アンテナの最適化プロセスは、各局に対し順番に遂行されることができ、または、他の局よりも時間に関していっそう変動する信号を有する局をもっと頻繁に、または、より少なく、または、非常に強い信号での局に対して全く遂行しないといった、他の基準にしたがって遂行されることができる。
【００７２】
図６Ａおよび６Ｂは、アンテナ最適化を表現するタイムテーブルであり、図６Ａでは二つの局を有するシステムが遂行され、図６Ｂでは、三つの局を有するシステムが遂行される。二つのタイムテーブルのスケールは、同じである。図６Ａと図６Ｂの比較は、一つの局に対する最適化期間に対するアンテナ最適化プロセスを遂行すること、および、各局に対する最適化を順番に遂行することは、一つの局に対する最適化期間を、無線ネットワークに加えられた局まで増加させることをもたらす。例えば、図６Ａのタイムスケジュールで表現されたシステムで、もし最適化期間が２秒であるならば、各個々の局に対する最適化期間は、４秒になる。図６Ｂでのタイムスケジュール表現されたシステムでは、各局に対する最適化期間は、６秒に増加する。
【００７３】
それゆえに、どの局を最適化するかを決定する際、他の要素を考慮することは、有益である。例えば、一度、アンテナの最適化が、全ての局に対して決定されたならば、データの分析が、ある局がアクセスポイントに対して配置されることを決定されることができ、それらの信号品質メトリクスが全てのアンテナ設定に対して十分に高くなるように、アンテナ最適化過程がその局に対して再度行われることがないように、または、その局に対してまれなランのみが必要であるように、または、信号品質メトリクスでの大きな減少が、通常のデータ通信量間に発見されたときにランされることができる。このアプローチは、局の数を減じ、アンテナ最適化プロセスは、日常的にランしなければならず、それゆえに、頻繁に増加することができ、アンテナ最適化過程は、残った局で遂行される。更に、アンテナ最適化を効率的に増加させるために、それゆえに、オーバーヘッドの量を減少させるために、それは、アクセスポイント上でかせられ、全体のアンテナ最適化過程が、さらに、次の修正の一以上を利用することによって、無駄をなくして合理化されることができる。最適化の過程を通じて測定されたアンテナ設定の数は、統計的に低いまたは高いメトリクスを示す位置を、測定しないことによって、または、まれに測定することによって、減じることができる。予め定められた期間に関して機能していない局は、最適化の過程でスキップされることができる。
【００７４】
図７は、アンテナシステムの設定に関してアクセスポイントの動作の一実施形態の更に詳細なダイアグラムである。アクセスポイントは、運転していない状態（アイドル状態）７１０で始まる。アイドル状態７１０では、アクセスポイントに関係しまたは登録する局はない。例えば、この状態は、アクセスポイントが第１に初期化されるだろうときに起こるだろう。アクセスポイントが、アイドル状態７１０であるとき、有益なアンテナ設定の夫々を通じて連続的にスキャンされる。例えば、設定を通じて３００ミリセコンドの間に、アンテナシステムが、有益な設定の夫々に設定されることができ、局がディテクトされるまで、その配置を繰り返す。代わりに、アンテナシステムは、依然として一の配置のままであることができ、例えば、局がディテクトされるまで全方位配置であることができる。
【００７５】
一度、第１の局が検出されて、アクセスポイントに関連しまたは登録されると、アクセスポイントは、パススルー状態７２０に移行する。パススルー状態７２０では、局から受けたパケットは、次のように必要な処理が行われる。全ての受けたパケットは、単に届けられたものである。例えば、アクセスポイントが、ＤＳＬルーターのような、無線ルーターである実施形態では、受けたパケットは、ＤＳＬコネクションに送信されるだろう。アクセスポイントは、送信局に関する最適設定は、考慮されない。代わりに、パケットを局から受けたとき、アンテナシステムは、局と最も相応しいコネクションを提供する設定またはその局に関して最も相応しいものとして定義される設定（例えば、局からの信号の質よりも他の要因を考慮している）にスイッチされることができる。
【００７６】
パススルー状態７２０では、アクセスポイントによって局に送信されたパケットは、次のように取り扱われる。パケットが送信される用意ができたとき、アンテナシステムは、局に最も相応しい通信回線を提供する設定に設定され、アクセスポイントは、送信状態７３０に変位する。
【００７７】
一実施形態では、アクセスポイントに関連する一の局だけが存在し、時間の大多数に対し、アクセスポイントは、アンテナシステムを、その局に最も相応しいコネクションを提供する設定にキープする。しかし、その設定は、他の局の能力をアクセスポイントに関連しまたは登録することに関し、他の局の能力を妨げるかもしれず、それは、関連する局から受けたり関連する局に送信するパケットが存在しない期間の間に起こり、アクセスポイントは、アンテナシステムに一以上の異なる設定を周期的に設定するべく、設定されることができる。例えば、それは、方向角アンテナを、ゲインを提供する設定に設定することができ、上記ゲインは、一つの関連するクライアントの設定と反対側の方向におけるものである。
【００７８】
アクセスポイントが、送信状態７３０であるとき、局からうけた全てのパケットは、直接的にうけている。パケットを送信した費用は、送信されたデータの通信量の性質に依存して異なって取り扱われる。待機パケット（送信されるのをまっているアクセスポイントでのパケット）がないとき、および、全ての出て行くパケットが、同じ局を向いているとき、かれらは、直接送信される。他の局に送信された第１のパケットが、発見されるやいなや、アクセスポイントは、送信されたパケットを待ち行列にいれはじめる。一実施形態では、分離した待ち行列が、各局に対して樹立され、その各局では、送信されたパケットが受信される。代わりに、待ち行列は、アンテナ設定に基づいて樹立されることができる。例えば、もし、二つの局が、同一の好ましいアンテナ設定を有しているならば、それらのパケットは、同一の待ち行列にストアされるだろう。アクセスポイントは、その後、待ち行列の一つを選択し、送信パケットが受信され、予め定められた数のパケットが送信される。これらのパケットを送信する前、アンテナシステムは、局（または複数の局）によって最適な設定に設定されている。それらのパケットの送信が完了するやいなや、アクセスポイントは、次の局に対する次の送信待ち行列を選択し、パケットは、待ち行列に入れられおり、および、アクセスポイントは、全てのそれらのパケットをプリセットの最大の数まで送信する。送信より先に、方向角アンテナが、再度、局（複数の局）に対するベストのコネクションを提供する設定に設定される。この過程は、待ち行列に入れられたパケットの全てが送信されるまで続く。
【００７９】
加えて、サービスの質（ＱｏＳ）を含むシステムでは、アクセスポイントは、パケットおよび局のうちの少なくとも一方に関連するＱｏＳを、考慮し、それは、どの待ち行列が送信されるか決定されるときに考慮され、待ち行列中のいかにたくさんのパケットが送信されるべきかを考慮する。アクセスポイントは、そのプロセスの一部として、アンテナシステムの設定を変動させるのに必要とされる時間の長さを考慮することができ、例えば、アンテナは、受け入れられないパフォーマンスの低下をかすことなしに、個々のパケットの送信の間で再設定されることができる。ＱｏＳと一体のシステムでは、アクセスポイントは、どの待ち行列が送信されるべきかを選択し、待ち行列で如何にたくさんのパケットが送信されるべきであるかを選択し、ここで、その選択は、システムのＱｏＳスキームに基づいて、異なる待ち行列上で動く前にされる。他の言葉では、パケットの送信の最適化は、そのパケットに関連するＱｏＳに依存する。
【００８０】
加えて、アクセスポイントは、マルチキャスティングおよびブロードキャスティング（全ての局が受信することを意図）に関し、分離した待ち行列を維持することができる。ブロードキャストであるパケット（全ての局での受信が意図されている）は、ブロードキャスト待ち行列で保持され、アンテナシステムは、待ち行列が送信されたとき、局の全てに最良総合送信を提供する位置（例えば、アイドル位置）に設定されている。マルチキャストパケットは、選択されたグループの局に関して意図されたパケットである。マルチキャストパケットを送信するためのアンテナ設定は、好ましくは、意図された受信者のグループに対して送信の質を最大にする設定であろう。それゆえに、マルチキャストパケットを送信するためのアンテナ設定は、パケットが意図された局に依存するだろう。
【００８１】
一度、待ち行列の全てが、からになったら、アクセスポイントは、パススルー状態７２０に移行する。アクセスポイントが送信状態であるとき、それは、最適化プロセスがスタートするべきか否かを一定期間に決定する。それが、プロセスがスタートするべきことを決定すると、それは、最適化状態７４０に移行する。例えば、最適化は、固定された周期的な基準上で起こることがスケジュールされることができる。代わりに、最適化過程の時間は、予め決定された値の下での最適化過程によって被ったオーバーヘッドを保持するように、同時であることができる。代わりに、アクセスポイントは、パススルー状態７２０から最適化状態７４０に移行することができる。再度、最適化が、スクジュールされることができるか、または、それが、同時であることができる。
【００８２】
最適化状態７４０では、アクセスポイントは、局を選択し、最適化過程が遂行されるだろう。決定が行われることができる方法は、上で記述されるものである。アクセスポイントは、その後、リンクの質を測定し、そのリンクの測定は、許されたアンテナ設定の夫々で行われ、アンテナ位置の実現可能なセットで再度計算され、および、その局の最良の実現可能な位置を決定する。その後、未処理の送信パケットが存在するか否かに依存して、アクセスポイントは、パススルー状態かまたは送信状態のどちらかに移行する。アクセスポイントが、最適化状態である間、送信された全ての入力のパケットは、待ち行列内に配置される。
【００８３】
図８Ａは、無線通信装置８００の代わりの実施形態における機能ブロックダイアグラムである。例えば、無線装置は、無線ルータ、局、または、固定または可動のアクセスポイント、または、他のタイプの無線通信装置であることができる。無線装置８００は、ＭＩＭＯ（multiple-in multiple-out）技術に従事している。
【００８４】
無線装置８００は、４方向アンテナを含むアンテナシステムを含む。アンテナシステムの例は、以下に記述される。一実施形態では、指向性のアンテナの夫々のパターンは、略相互に排他的である。例えば、各アンテナ要素は、主に、四分円をカバーするべく、設定されることができる。代わりに、互いに相互に排他的なパターンまたは略排他的なパターンと一体の二つの反対のアンテナ要素が、使用されることができる。アンテナ要素８０２ａおよび８０２ｂは、第１スイッチシステム８０４ａに結合される。同様に、アンテナ要素８０２ｃおよび８０２ｄは、第２スイッチシステム８０４ｂに結合される。スイッチ８０４ａおよびｂは、それらに関係する無線トランシーバー８０６ａおよびｂの送信経路および受信経路の間のスイッチをすることができる。加えて、スイッチ８０４ａおよびｂは、それらの二つの関係するアンテナの間をスイッチすることができる。その方法では、各無線機の送信および受信経路は、時間内に、どの時点であっても、二つのアンテナのうちの一つに結合することができる。ベースバンドまたはＭＩＭＯプロセッサ８０８は、無線機の夫々に結合し、制御信号をスイッチの夫々に供給する。しかし、スイッチを制御する機能は、無線機で実行されることができる。ここで記述される方法は、ベースバンドプロセッサで実現されることができ、または、どのアンテナがどの時間に使用されるかを決定する無線機で実現されることができる。
【００８５】
図８Ｂは、図８Ａで示される無線装置の他の実施形態の機能ブロックダイアグラムである。図８Ｂで示されるシステムは、図８Ｂで示される二つの代わりに三つの無線機８０６ａ,ｂおよびｃを利用している。
【００８６】
無線装置は、４方向アンテナを含むアンテナシステムを含む。アンテナシステムの例は、以下に記述される。この実施形態では、第１のスイッチシステム８０４ａは、アンテナ要素８０２ａに結合し、また、ダイバーシティスイッチ８０４ｃに結合する。同様に、第２のスイッチシステム８０４ｂは、アンテナ要素８０２ｄに結合し、また、ダイバーシティスイッチ８０４ｃに結合する。ダイバーシティスイッチ８０４ｃは、アンテナ要素８０２ｂおよびｃに結合し、また、送信／受信スイッチ８０５に結合する。送信／受信スイッチ８０５は、無線機８０６ｃの送信経路および受信経路の間をスイッチする。この配列は、無線機８０６ａがアンテナ要素８０２ａまたはｂに結合することを許し、無線機８０６ｂがアンテナ要素８０２ｃまたはｄに結合することを許し、無線機８０６ｃがアンテナ要素８０２ｂまたはｃに結合することを許す。ベースバンドまたはＭＩＭＯプロセッサ８０８は、優先権を割り当てられた過程を実現し、無線機の間の衝突の問題を解く。例えば、無線８０６ｃは、アンテナ要素８０２ｂおよびｃのいずれかを撰ぶことができる。選択されなかったアンテナ要素は、その後、関連する他の無線機にとって役に立つことになる。代わりの実施形態では、ダイバーシティスイッチは、無線機８０６ａおよびｂが、アンテナエレメント８０２ｂおよびｃのどちらかにアクセスするのを許す。ここに記述する方法は、どのアンテナがどのアンテナがどの時間に使用されるかを決定するベースバンドプロセッサまたは無線機で実現されることができる。
【００８７】
図８ＡおよびＢに関連して記述される様々な実施形態に関し、それより多いまたは少ないアンテナ要素が、無線機とアンテナ要素との間の可能な異なるスイッチング結合として使用されることができる。
【００８８】
図９は、設定可能なアンテナの制御がラジオカード２２０の機能にかたく統合していない実施形態に関して示されるＣＰＵの機能の詳細が追加された、図２の機能要素を示す機能ブロックダイアグラムである。設定可能なアンテナ制御モジュール（ＣＡＣモジュール）９０２は、無線カードドライバ９０４とデータ通信コントローラ９０６との間に挿入された状態で示されている。上記ＣＡＣモジュール９０２は、インターフェイスを供給し、無線カードドライバ９０４とデータ通信コントローラ９０６との間の層を制御する。
【００８９】
ＣＡＣモジュール９０２は、パケットハンドラーのソートとして考えられることができる。ＣＡＣモジュールは、全ての、入ってきて、出て行くパケットの妨害をすることができ、それらを、図１−９に関係して上で述べた方法の要件に従うことによって、処理する。ＣＡＣモジュールは、パケットを修正することができ、かれらを遅延させることができ、送信順を変化させることができる。これらのアクションの全ては、パケット（例えば、送信する、待ち行列に入れる）で遂行される複数の基礎機能に分解されることができる。
【００９０】
一実施形態では、ＣＡＣモジュール９０２は、次の機能を遂行する。
【００９１】
送信−フロー評価：データ通信量制御装置９０６から出て行くパケットを受け；出て行くパケット（データ通信量制御装置から受けた）を、所望の送信タイミングに一致した無線カードドライバにパスし；送信したパケットの状態についてデータ通信量制御装置９０６に知らせ；送信のための独占パケットを形成し（例えば、パケットは、最適化過程の一部分として送信される）；一般的な独占パケットを、無線カードドライバ９０４（大気中に送信するために）にパスする。
【００９２】
受信−フロー評価：無線カードドライバ９０４から入ってきたパケットを受け；独占的に入ってきたパケット（無線カードドライバから受けた）から雑音を除去し、それらを、処理し（例えば、信号品質メトリクス情報を有するパケットおよび上述の最適化過程の一部分として使用されたポーリングリクエストに対する応答）；入ってきたデータパケットをデータ通信量制御装置９０６にパスする。
【００９３】
他の動作：図１−９に関連して記載された方法にしたがって、アンテナ制御コマンドを生成し；アンテナ制御コマンドを設定可能なアンテナシステム６０２に（直接または間接的に）パスし、データ通信量制御装置９０６からのコマンドを受け（例えば、設定オプションおよび特別の情報に対するリクエスト）；特別の情報（例えば、関連する動作モデル、統計等）をデータ通信量制御装置９０６にパスする。
【００９４】
図１０は、アクセスポイントとして設定された際、図８Ａおよび８Ｂに示されたシステムの動作の間に利用される様々な待ち行列の図的表現である。パケットが無線カード２２０を通じた送信に対してＣＰＵ２１４によって受信された際、かれらは、データ通信量制御装置９０６からＣＡＣモジュール９０２にパスされる。共有の持ち行列１００２は、無線カードドライバ９０４およびＣＡＣモジュール９０２によって受け入れ可能である。例えば、共有の持ち行列１００２は、図２に示されているように、共有メモリ２１６上に位置することができる。ＭＡＣ持ち行列１１０４は、典型的には、無線カード２２０上に配置され、パケットが送信に優先して直接ストアされる位置である。ＣＡＣモジュール９０２は、１１０６として一般的に示される一連の待ち行列を保持する。ＣＡＣ待ち行列は、無線装置に関連する各局に対し一つの待ち行列を含み、および、全ての局に送信されるパケットに対する一つの待ち行列を含む。加えて、ＣＡＣモジュール９０２は、一以上のマルチキャストグループに対する待ち行列を保持することができる。一般的に、パケットを共有待ち行列１１０６に配置することの注意深い制御によって、ＣＡＣモジュールは、無線カード２２０によってパケットの送信のタイミングを制御することができる。これは、設定可能なアンテナシステム６０２の制御とともに、ＣＡＣモジュールがパケットの送信をコーディネイトすることを許す。
【００９５】
一実施形態では、無線装置は、アクセスポイントとして設定され、一の関連する局のみを有し、ＣＡＣモジュールは、データを持ち行列に入れることなしに、パケットを直接共有待ち行列に送信するべく送る。ＣＡＣモジュールは、アンテナを最適化（図１−９に関連して上で記述された）し、パケットは、最適化が完了するまで、局に関連する待ち行列に配置される。最適化の過程が、完了したとき、ＣＡＣモジュールは、待ち行列に入れられたパケットの全てを、送信のための共有待ち行列１１０２に送る。無線カードドライバ１００４は、パケットを共有待ち行列１１０２から無線カード２２０に送信することに対する責任をおっている。
【００９６】
無線装置が、アクセスポイントとして設定され、関連して登録された複数の局を有するとき、ＣＡＣモジュールによって送信されたパケットの処理は、いっそう複雑になる。ＣＡＣモジュールは、入ってきたパケットが共有持ち行列１００２に送信されるべきか否かを決定するか、または、それを、一以上の次の基準、すなわち、現在のアンテナ位置、パケットのアドレス（局）に対するベストのアンテナ位置、現在のアンテナ位置でのアドレスの質が高いリンク、を利用したそのインターナル待ち行列１００６の一つに収容し、また、他の局に関してもうすでに待ち行列に入れられたパケットが存在するか否かを決定する。ＣＡＣモジュールの様々な例の動作は、いま提供されるだろう。
【００９７】
ＣＡＣモジュールに、内部待ち行列１００６のいずれかに保存されたパケットがないとき、局に対するパケットが受信されたとき、それは、共有持ち行列１００２に直接的に送信される。加えて、パケットが異なる局に受信されたとき、上記異なる局は、信号品質メトリクスを有し、上記信号品質メトリクスは、現在のアンテナ設定に対して十分に高く、そのパケットは、アンテナがパケットの送信に対して再設定されることが決してないという理由で、直接的に共有の持ち行列１００２に送信されるだろう。しかしながら、パケットが、送信に対してアンテナシステムの最設定を必要とする局に対して受信されたとき、および、ＣＡＣモジュールが、共有持ち行列でのパケットの全てが送信されたという通知をいまだに受けていないとき、そのような入ってくるパケットは、その局に関連した待ち行列に収容される。一度、パケットが内部待ち行列１００６の一つに配置されたならば、ＣＡＣモジュールによって受信された全てのその後に続くパケットは、分離した持ち行列を、各アドレス（局）に保持した状態で、待ち行列に配置される。この待ち行列は、ＣＡＣモジュールがパケットのオーダーを、データフローでの影響が最も小さくなるようにかれらがデータ通信量制御装置１００６によって受ける順序に、ちかいように保持するのを許す。
【００９８】
一度、ＣＡＣモジュールが、共有持ち行列１００２におかれていたパケットの全てが、送信されたという通知を受けた際、ＣＡＣモジュールは、アンテナシステム２０２を、列で最も長いパケットに関連する局に対する設定にする。そのパケットは、その後、共有の持ち行列１００２に送信される。加えて、その同一の設定で送信されることができる局に対するパケットは、共有持ち行列に送信される。一度、ＣＡＣモジュールが、共有持ち行列に送信されたパケットの全てが、送信されたという通知をうけたならば、それは、列で最も長く収容さているパケットの過程を繰り返す。
【００９９】
図１１は、無線通信装置の動作の一実施形態のフローチャートである。例えば、図１−３および８−１１の無線通信装置の動作である。無線通信装置は、複数の無線機および複数の設定可能なアンテナシステムを有する。フローは、ブロック１１０２で始まり、ここで、複数の送信および受信信号品質メトリクス、それは、無線通信装置での第１の無線送信機と、複数の局との間の通信に関するものであるが、決定される。信号品質メトリクスは、複数の設定が可能であるように設定されたアンテナシステムでの第１の設定可能なアンテナシステムでの第１無線機に対して決定される。フローは、ブロック１１０４に続き、ここで、無線通信装置の第２無線機と、複数の局との間の複数の送信および受信信号品質メトリクスが決定される。信号品質メトリクスは、複数の設定可能なアンテナシステムでの第２の設定可能なアンテナシステムを有する第２無線機に対して決定される。
【０１００】
フローは、ブロック１１０６に続き、ここで、通信マトリクスが決定される。接続マトリクスは、第１および第２無線機、および、第１および第２設定可能なアンテナの複数の配置に対する送信および受信信号品質メトリクスを含む。フローは、ブロック１１０８に続き、ここで、第１および第２アンテナに対するアンテナ設定に、接続マトリクスの使用を選択する。
【０１０１】
一実施形態では、第１および第２無線機は、独立のデータストリームを局に送信および受信することができる。他の実施形態では、第１および第２無線機は、同じデータストリームを局に送信することができる。更なる他の実施形態では、第１無線機は、第１のデータストリームを第１の局に送信することができ、第２無線機は、第２のデータストリームを第２の局に同時に送信することができる。更に他の実施形態では、第１無線機は、データを第１の局に送信することができ、第２無線機は、第１の局に対するデータを受信する。
【０１０２】
第１および第２設定可能なアンテナシステムは、無線通信装置が送信しているとき、または、送信していないとき、設定されることができる。信号品質メトリクスを決定することは、ポーリングリクエストを送信することを含むことができる。
【０１０３】
一実施形態では、無線通信装置は、通信に対し、複数の送信および受信信号品質メトリクスを決定することを繰り返し、上記通信は、無線通信装置と、第１の複数の無線機に対する複数の局との間の通信であるが、上記第１の複数の無線機は、第１の設定可能なアンテナシステムと一体であり、そのアンテナシステムは、複数の配置が可能であるシステムである。通信に関する複数の送信および受信信号品質メトリクスを決定することを繰り返すことは、上記通信は、無線通信装置と、第２の複数の無線機に対する複数の局との間の接続であるが、上記第２の複数の無線機は、第２の設定可能なアンテナシステムと一体であり、そのアンテナシステムは、複数の配置が可能であるシステムである。そして、通信マトリクスをアップデートする。この繰り返し、繰り返し、および、アップデートは、所望の間隔で遂行されることができ、または、信号メトリクスが、予め定められた量よりも多く変更したことが、決定したとき、遂行されることができる。
【０１０４】
図１２は、無線通信装置の動作の一実施形態のフローチャートである。例えば、図１−３および８−１１の無線通信装置の動作についてである。無線通信装置は、複数の無線機および複数のアンテナを含む。フローは、ブロック１２０２で始まり、ここで、信号品質メトリクスは、第１アンテナを有する第１無線機で決定される。フローは、ブロック１２０４に続き、ここで、信号品質メトリクスは、第２アンテナを有する第２無線機で決定される。
【０１０５】
フローは、ブロック１２０６に続き、ここで、無線通信装置に対する全体のアンテナ利得は、第１無線機および第２無線機で送信され受信された信号に異なるウエイトを割り当てることによって選択される。
【０１０６】
一実施形態では、第１および第２アンテナは、設定可能である。他の実施形態では、第１および第２アンテナは、予め定められた設定を有する。予め定められた設定は、予め定められた指向性のゲインパターンを有することができる。第１および第２アンテナに対する予め定められた指向性のゲインパターンは、異なる方向に及ぶことができる。
【０１０７】
一実施形態では、異なるウエイトを割り当てることは、最大のレイショの結合を、無線通信によって受信する信号に適用することを含み、または、信号量に基づくウエイトを、無線機によって送信された信号またはウエイトの割り当ての他のテクニックに適用することを含む。
【０１０８】
一実施形態では、無線装置は、アクセスポイントである。他の実施形態では、無線装置は、局である。
【０１０９】
図１３は、局を動作することの一実施形態のフローチャートである。例えば、図１−３および８−１１の局を動作することである。上記局は、複数の無線機および複数の設定可能なアンテナを含む。フローは、ブロック１３０２で始まり、ここで、複数の送信および受信信号品質メトリクスは、局とアクセスポイントとの間の通信に対して決定され、それは、複数の設定が可能の第１の設定可能なアンテナシステムでの局での第１無線機に対するものである。フローは、ブロック１３０４に続き、ここで、複数の送信および受信信号品質メトリクスは、局とアクセスポイントとの間の接続に対して決定され、それは、複数の設定が可能な第２の設定可能なアンテナシステムでの局での第２無線機に対するものである。
【０１１０】
フローは、ブロック１３０６に続き、ここで、第１および第２無線機、および、複数の設定可能な第１および第２の設定可能なアンテナに対する送信および受信信号品質メトリクスを含む、通信マトリクスが、決定される。フローは、ブロック１３０８に続き、ここで、第１および第２設定可能なアンテナに対するアンテナの設定が、通信マトリクスを使用して選択される。
【０１１１】
一実施形態では、第１および第２無線機は、独立なデータストリームを、アクセスポイントに送信および受信する。他の実施形態では、第１および第２無線機は、同一のデータストリームをアクセスポイントに送信する。また、送信信号品質メトリクスを決定することは、ポーリングリクエストを受けることを備える。
【０１１２】
この発明の様々な例示的な実施が、記述されてきた。しかし、当業者であれば、この発明の範疇で実施が可能である追加の実施形態を理解できるだろう。
【０１１３】
したがって、この発明は、上記記載の実施形態だけに制限されることはない。当業者は、上記記載の図およびここで開示された実施形態に関連して記載された様々な例解的なモジュールおよび方法ステップが、しばしば、電子通信のハードウエア、ソフトウエア、ファームウェア、または、これらの結合として実行されることができることを、正しく評価するだろう。ハードウエアとソフトウエアのこの互換性を明確に例解するために、様々な例示的なモジュールおよび方法ステップが一般的に彼らの機能性に関して上で記載された。そのような機能性が、ハードウエアまたはソフトウエアとして実現されるかどうかは、システム全体に課された個々の応用およびデザインの制限に依存する。熟練を有する人は、記述された機能性を個々の応用に対して変化した方法で実現することができるが、そのような実施の決定は、発明の範疇から逸脱するような解釈がされるべきではない。加えて、モジュールまたはステップにおける機能性のグループ分けは、記述の容易性のためである。特定の機能は、発明からの逸脱なしに、一つのモジュールまたはステップから他に移動されることができる。
【０１１４】
さらに、ここで開示された様々な実施形態に関連して記載された例示的なモジュールおよび方法ステップは、一般的な目的プロセッサ、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）、アプリケーションスペシフィックインテグレーティッドサーキット（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）または他のプログラマブルロジックデバイス、ディスクリートゲートまたはトランジスタロジック、ディスクリートハードウエア成分、または、ここで記述された機能を遂行することをデザインされたそれらのコンビネーションで実現され遂行されることができる。一般的な目的プロセッサは、マイクロプロセッサであることができるが、しかし、代わりに、プロセッサは、任意のプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、または、ステートマシンであることができる。また、プロセッサは、計算装置の結合として実現されることができ、例えば、ＤＳＰおよびマイクロプロセッサの結合、複数のマイクロプロセッサ、ＤＳＰコアと結合している一以上のマイクロプロセッサ、または、他のそのような配置として実現されることができる。
【０１１５】
加えて、ここで記述された実施形態に関連して記載された方法またはアルゴリズムのステップは、プロセッサで実行されたハードウエア、ソフトウエアモジュール、または、それら二つの結合で、直接実施されることができる。ソフトウエアモジュールは、ＲＡＭメモリ、フラッシュメモリ、ＲＯＭメモリ、ＥＰＲＯＭメモリ、ＥＥＰＲＯＭメモリ、レジスタ、ハードディスク、リムーバブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、または、ネットワーク記憶媒体を含む他の形式の記憶媒体に存在することができる。典型的な記憶媒体は、プロセッサに結合されることができ、その結果、プロセッサは、記憶媒体から情報を読むことができ、および、記憶媒体に情報を書き込むことができる。代わりに、記憶媒体は、プロセッサに統合されることができる。また、プロセッサおよび記憶媒体は、ＡＳＩＣに存在することができる。
【０１１６】
開示された実施形態の上記記載は、当業者が、この発明を、作成および使用することを可能にする。これらの実施形態の様々な変形は、当業者にとって明らかであり、ここで記載された一般的な原理は、発明の精神および範疇を逸脱することなしに他の実施形態に適用されることができる。それで、ここで開示された記載および図は、発明の実施形態の例を表現し、それゆえに、この発明によって大雑把に沈思された対象の表現であることは、理解されるべきである。更には、この発明の範疇は、他の実施形態を取り囲み、この発明の範疇は、添付のクレームより他のいかなるものによっても、制限されることがないことは、理解されるべきである。
【図１】
0005461997.tif 000004
【図２】
0005461997.tif 000005
【図３】
0005461997.tif 000006
【図４】
0005461997.tif 000007
【図５】
0005461997.tif 000008
【図６Ａ】
0005461997.tif 000009
【図６Ｂ】
0005461997.tif 000010
【図７】
0005461997.tif 000011
【図８Ａ】
0005461997.tif 000012
【図８Ｂ】
0005461997.tif 000013
【図９】
0005461997.tif 000014
【図１０】
0005461997.tif 000015
【図１１】
0005461997.tif 000016
【図１２】
0005461997.tif 000017
【図１３】
0005461997.tif 000018