(57)【要約】ワイヤレス電気通信ネットワークのためのアクティブなトランシーバ・アレイ。トランシーバ・アレイは、複数の較正可能なトランシーバ・モジュールを備える。各トランシーバ・モジュールは、一次信号を処理するように、また処理された一次信号を生成するように動作可能なトランシーバ・チェーンと、前記処理された一次信号において前記トランシーバ・チェーンによって引き起こされるトランシーバ・チェーン・エラーを決定するために、前記一次信号と、前記処理された一次信号とを比較するように動作可能なコンパレータ・ユニットと、トランシーバ・エラーを使用して、前記トランシーバ・チェーンによって処理されるべき前記一次信号を補正する補正ユニットとを備える。
2013522994.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワイヤレス電気通信ネットワークのためのアクティブなトランシーバ・アレイであって、各トランシーバ・モジュールが、
一次信号を処理するように、また処理された一次信号を生成するように動作可能なトランシーバ・チェーンと、
前記処理された一次信号において前記トランシーバ・チェーンによって引き起こされるトランシーバ・チェーン・エラーを決定するために、前記一次信号と、前記処理された一次信号とを比較するように動作可能なコンパレータ・ユニットと、
前記トランシーバ・エラーを使用して、前記トランシーバ・チェーンによって処理されるべき前記一次信号を補正する補正ユニットと
を備える
複数の較正可能なトランシーバ・モジュール
を備えるアクティブなトランシーバ・アレイ。
【請求項２】
前記複数のトランシーバ・モジュールのおのおのについて異なる一次信号を生成するように動作可能な一次信号生成ユニットをさらに備える、請求項１に記載のアクティブなトランシーバ・アレイ。
【請求項３】
前記複数のトランシーバ・モジュールのおのおのに対して前記一次信号を配信するように動作可能な位相安定配信要素をさらに備える、請求項１または請求項２に記載のアクティブなトランシーバ・アレイ。
【請求項４】
前記位相安定配信要素は、前記複数のトランシーバ・モジュールのおのおのの前記コンパレータ・ユニットに対して前記一次信号を配信するように動作可能である、請求項３に記載のアクティブなトランシーバ・アレイ。
【請求項５】
前記位相安定配信要素は、前記複数のトランシーバ・モジュールのおのおのの前記コンパレータ・ユニットに対して同じ前記一次信号を配信するように動作可能である、請求項３または請求項４に記載のアクティブなトランシーバ・アレイ。
【請求項６】
前記位相安定配信ネットワークは、定在波回線を備える、請求項３乃至５のいずれか１項に記載のアクティブなトランシーバ・アレイ。
【請求項７】
おのおのの前記トランシーバ・チェーンは、デジタル・アナログ変換器と、アンテナ要素とを備え、またおのおのの前記モジュールは、前記デジタル・アナログ変換器と、前記アンテナ要素との間に設けられている、前記トランシーバ・チェーンを前記コンパレータ・ユニットに結合するように動作可能なカップリングをさらに備える、請求項１乃至６のいずれか１項に記載のアクティブなトランシーバ・アレイ。
【請求項８】
前記補正ユニットは、デジタル信号修正ユニットを備える、請求項１乃至７のいずれか１項に記載のアクティブなトランシーバ・アレイ。
【請求項９】
前記補正ユニットは、ＲＦの位相および振幅の調整器を備える、請求項１乃至８のいずれか１項に記載のアクティブなトランシーバ・アレイ。
【請求項１０】
ワイヤレス電気通信ネットワークにおけるアクティブなトランシーバ・アレイの中で使用するための較正可能なトランシーバ・モジュールであって、
一次信号を処理するように、また処理された一次信号を生成するように動作可能なトランシーバ・チェーンと、
前記処理された一次信号において前記トランシーバ・チェーンによって引き起こされるトランシーバ・チェーン・エラーを決定するために、前記一次信号と、前記処理された一次信号とを比較するように動作可能なコンパレータ・ユニットと、
前記トランシーバ・エラーを使用して、前記トランシーバ・チェーンによって処理されるべき前記一次信号を補正する補正ユニットと
を備える、較正可能なトランシーバ・モジュール。
【請求項１１】
前記トランシーバ・チェーンは、デジタル・アナログ変換器と、アンテナ要素とを備え、また前記モジュールは、前記デジタル・アナログ変換器と、前記アンテナ要素との間に設けられる、前記トランシーバ・チェーンを前記コンパレータ・ユニットに結合するように動作可能なカップリングをさらに備える、請求項１０に記載の較正可能なトランシーバ・モジュール。
【請求項１２】
複数のトランシーバ・モジュールを備えるワイヤレス電気通信ネットワークにおいてアクティブなトランシーバ・アレイを較正する方法であって、各モジュールごとに、
処理された一次信号を生成するために、トランシーバ・チェーンにおいて一次信号を処理するステップと、
前記トランシーバ・チェーンにより、前記一次信号の前記処理によって引き起こされるトランシーバ・チェーン・エラーを決定するために、コンパレータ・ユニットを使用して、前記一次信号を前記処理された一次信号と比較するステップと、
前記決定されたトランシーバ・チェーン・エラーを使用して前記トランシーバ・チェーンによって処理されるべき前記一次信号を補正するステップと
を備える方法。
【請求項１３】
前記一次信号は、トラフィック信号を備える、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記ステップは、前記トランシーバ・アレイの一部分を形成するための各モジュールごとに連続して実行される、請求項１２または１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記一次信号は、正弦関数のテスト信号を備え、また前記方法は、
前記正弦関数のテスト信号を周波数においてスイープするステップと、
前記決定されたトランシーバ・チェーン・エラーに基づいて、前記トランシーバ・チェーンの位相の長さを決定するステップと
をさらに備える、請求項１２または請求項１４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アクティブなトランシーバ・アレイと、アクティブなトランシーバ・アレイを較正する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ワイヤレス電気通信システムが、知られている。セルラ・システムにおいては、無線カバレッジが、セルとして知られているエリアにおいて提供される。基地局は、無線カバレッジを提供する各セルの中に位置する。伝統的な基地局は、比較的大きな地理的地域においてカバレッジを提供し、またセルは、多くの場合にマクロ・セルと称される。
【０００３】
典型的な基地局は、地表面における制御センタと、無線塔と、その塔に位置するアンテナのアレイとを備える。アンテナのアレイは、セルの内部のエンド・ユーザに対して信号を送信すること、およびセルの内部のエンド・ユーザから信号を受信することにより、セルの内部のエンド・ユーザに対して無線カバレッジを提供するように動作する。そのような典型的な基地局においては、基地局の制御センタは、他の物のうちでも特に、データ管理ユニットと、デジタル・アナログ変換器と、フィルタと、電力増幅器とを含む。地表面における制御センタの中にこれらのアイテムを収容することにより、システムのこれらのコンポーネントは、降雨量や気温の変動など広く行き渡っている環境状態から十分に保護されることが可能になる。
【０００４】
地表面（ｇｒｏｕｎｄ  ｌｅｖｅｌ）における制御センタにおいて生成されるアナログ無線周波数（ｒａｄｉｏ  ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）（ＲＦ）信号は、無線塔の基部における制御センタから無線塔の最上部の近くに備えられるアンテナ・アレイへと伸びる同軸ケーブルを経由してアンテナ・アレイを構成する各アンテナ要素へと伝えられる。「受動的な」アレイにおいては、各アンテナ要素に供給されるＲＦ信号は、実質的に同一であり、準備は、アレイによって送信されるべき信号に対して導入されるべき、アレイを通しての固定された位相シフトについて、アンテナ・アレイの中で行われることが可能である。アレイを通してのそのような位相シフトは、「ビーム形成」として知られてもいる、アレイによって生成される波面のリダイレクション（ｒｅｄｉｒｅｃｔｉｏｎ）を可能にする。信号にかかわらず、そのような固定された位相シフトを実行するアレイは、「受動的な」システムとして知られていることもある。その位相シフトは、アレイを構成するアンテナ要素のおのおのの物理的傾斜（ｐｈｙｓｉｃａｌ  ｔｉｌｔ）、または他の適切な配列によって導入されることが可能である。
【０００５】
受動的なアンテナ・アレイは、そのアレイによってエンド・ユーザに搬送されるすべての無線周波数信号に対して、アンテナ・アレイを通しての固定された位相差を導入した。対照的に、「アクティブな」アンテナ・アレイは、信号を受信するそのロケーションの１人または複数人のエンド・ユーザに対して適切な、アンテナ・アレイを通しての位相シフトを導入することができる。アクティブなアンテナ・アレイは、異なる位相シフトを導入することにより、異なるエンド・ユーザについて異なる信号を同時にシフトすることができる。とりわけ、アクティブなアンテナ・アレイは、無線波の線形重ね合わせを使用して、これらの信号のおのおのについてアレイを通しての異なる位相シフトを導入することにより、例えば、アレイから大きな距離のあるエンド・ユーザに対して高パワー信号を、またアレイに対してより近いエンド・ユーザに対して低パワー信号を同時に送信することができる。
【０００６】
アクティブなアンテナ・アレイは、それゆえに、並列な方法で動作するいくつかの並列な低パワー・トランシーバ・チェーンの組として機能するように理解されることが可能である。並列なトランシーバ・チェーンは、エンド・ユーザに対する伝送の動的ビーム形成を可能にする。そのようなトランシーバ・アレイの内部のおのおののトランシーバ・チェーンまたはトランシーバ・モジュールは、基地局によってサーブされているユーザ装置に応じて信号を直接に供給されることが、理解されるであろう。
【０００７】
多数のトランシーバ・チェーンから成る任意のアンテナ・アレイ・システムにおいては、また特にそのアレイが、特定のビーム・パターンを生成するために使用されるときに、各トランシーバ・チェーンのある程度のキャリブレーションが、必要となる可能性がある。キャリブレーションは、アレイを通してユーザ装置に送信されるべき信号の組の必要とされる位相および振幅の重み付けが、保証され得ることを保証する。コンポーネントの性能変化、温度ドリフト、経年変化、および他の変化の結果として、アレイの中の各トランシーバ・チェーンは、信号がチェーンを通過するときに、信号の中に複雑な収差（ａｂｅｒｒａｔｉｏｎ）を引き起こすことになり、またアレイの中のその各トランシーバ・チェーンは、非線形な振る舞いを示すことになることが、理解されるであろう。各トランシーバ・チェーンの出力の信号は、たとえ個々のトランシーバ・チェーンにおける入力信号が、同一であるとしても、位相と振幅が変化することになる。それゆえに、そのようなアレイ・システムを較正することが、必要とされる。
【０００８】
改善されたアクティブなトランシーバ・アレイにおいて使用するためのキャリブレーション方法を提供することが望ましい。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００９】
したがって、第１の態様は、各トランシーバ・モジュールが、一次信号を処理するように、また処理された一次信号を生成するように動作可能なトランシーバ・チェーンと、前記処理された一次信号において前記トランシーバ・チェーンによって引き起こされるトランシーバ・チェーン・エラーを決定するために、前記一次信号と、前記処理された一次信号とを比較するように動作可能なコンパレータ・ユニット（ｃｏｍｐａｒａｔｏｒ  ｕｎｉｔ）と、トランシーバ・エラーを使用して、前記トランシーバ・チェーンによって処理されるべき前記一次信号を補正する（ｃｏｒｒｅｃｔ）補正ユニット（ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ  ｕｎｉｔ）とを備える複数の較正可能なトランシーバ・モジュールを備える、ワイヤレス電気通信ネットワークのためのアクティブなトランシーバ・アレイを提供する。
【００１０】
多数のトランシーバと、とりわけ複数のアンテナとを備えるアレイ・システムを使用して、特定のパターンを生成し、またビームを形成することもできる。ビーム形成は、信号の必要とされる位相および振幅の重み付けが、保証され得ることを保証するために、トランシーバのアレイのキャリブレーションを必要とする。コンポーネントにおける性能変化、温度ドリフト、または各トランシーバの経年変化が存在する可能性があり、またそれゆえに各トランシーバ・チェーンは、送信されるべき信号において異なる変動または収差を引き起こす可能性がある。したがって、アレイは、トランシーバ・チェーンの組を通して非線形な振る舞いを示す可能性があることが、理解されるであろう。
【００１１】
結果として、アンテナによって送信されるトランシーバ・チェーンの出力における信号は、意図されないようにして、また必要とされるビーム形成が、最適な方法で達成されないかもしれないようにして、位相および振幅が変化する可能性がある。アレイが、意図に従って動作することを保証するために、アレイ・システムは、較正されることが可能である。
【００１２】
様々なキャリブレーション方法が、可能である。送信パスに関連した可能性は、トランシーバ・チェーンの出力における信号を期待される信号と比較して、アレイの中の各トランスミッタ・チェーンを通してテスト信号を送信することによるキャリブレーションを含んでいる。
【００１３】
比較は、いくつかの方法で行われることが可能である。例えば、テスト信号は、順にアレイの中の各トランシーバ・チェーンに送信されることが可能であり、また各トランシーバ・チェーンによって無線で送信される信号は、他のトランシーバ・チェーンのうちの１つの出力信号と（適切な総和法（ｓｕｍｍａｔｉｏｎ  ｍｅｔｈｏｄ）により）比較されることが可能である。代わりに、各出力信号は、知られている基準信号または「テスト」信号と比較されることも可能である。そのようなキャリブレーション方法に関連する１つの可能性のある問題は、アレイ・システムが、較正されるためにオフラインにされる必要があることである。システムは、テスト信号が典型的な動作信号と十分に異なっている可能性があるので、オフラインにされる必要があり、それによって様々な動作限界が、超過されるようにする（そのような状況は、たいていはアレイの伝送モードを較正しながら起こる）。別の問題は、テスト信号のレシーバへの注入が、受信されるべき信号の受信をディスエーブルにする可能性があることであることもある。そのようなものは、そのようなキャリブレーション方法の押し付けがましい効果（ｉｎｔｒｕｓｉｖｅ  ｅｆｆｅｃｔ）であり、それらは、主として、正常にオフラインにされ、または工場環境、例えば、レーダー・システムにおけるフェーズド・アレイ（ｐｈａｓｅｄ  ａｒｒａｙｓ）において較正されることが可能であるシステムに対して適用可能である。アンテナ・アレイが、絶えず変化する環境状態に、例えば、温度の変化と、気候の変化とにさらされ、またさらに、ワイヤレス電気通信システムが、一般的に、顧客に対して連続的なサービスを提供するために高レベルの使用可能性を必要とする場合の、モバイル電気通信において使用されるアクティブなアンテナ・システムに関する限りでは、そのアプローチは、あまり実現可能ではない。
【００１４】
伝送パスについての一般的なキャリブレーション方法は、アンテナ・アレイの近くの、またはアンテナ・アレイの中のサンプリング・レシーバを提供する形態をとることができ、このサンプリング・レシーバは、アレイの中の個々の各トランシーバ・チェーンから送信されるテスト信号の位相および振幅を決定する。テスト信号は、次にはアレイの中の各チェーンに送信され、また専用のサンプリング・レシーバによって受信される。そのような方法は、エア・インターフェースの上でチェーンによって送信される実際の信号を使用する。専用のサンプリング・レシーバからの測定された位相および振幅に関連した情報は、個々の各トランシーバ・チェーンにおけるデジタル処理ユニット（ｄｉｇｉｔａｌ  ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  ｕｎｉｔ）、またはＲＦの位相および振幅の調整器に対して、位相および振幅の調整コマンドを送信するように動作する中央ユニット（ｃｅｎｔｒａｌ  ｕｎｉｔ）に送信される。その一般的プロセスは、提供された各トランシーバ・チェーンの位相および振幅が、必要とされたレベルに到達するまで、すべてのトランスミッタ１からＮについて反復される。
【００１５】
テスト・アンテナ要素を経由して送信された信号をサンプリングすることが可能である。そのような構成は、１からＮのすべての要素が完全に動作する場合に、レシーバが、個々のアンテナ要素からの送信された信号の位相を決定することが可能でないのでアンテナ・アレイの通常の動作中に必ずしも実行されることが可能とは限らない。すなわち、テスト・レシーバは、必ずしも、異なるアンテナ要素からの信号の間で決定することができる可能性があるとは限らない。そのような構成では、信号は、通常の動作におけるように、無線で送信され、またアレイの各要素は、テスト信号レシーバによって受信される信号に基づいて、個別に構成される。アンテナ・アレイは、オフラインにされる必要があり、またデータ・トラフィックは、そのようなキャリブレーション方法中には処理され得ないことが、理解されるであろう。
【００１６】
無線上での伝送を使用するのではなくて、カプラ（ｃｏｕｐｌｅｒ）およびスイッチの方法を使用してアレイを較正することが可能である。そのような構成においては、アンテナによる無線上で送信される信号を使用するのではなくて、カプラを使用して、信号が送信される直前にアンテナによって送信されるべき信号をサンプリングする。それゆえに、信号は、一般的に、無線周波数アナログ信号である。そのような構成においては、共通の中央ユニットと、コンパレータとを使用して、非常に正確なスイッチを使用することが必要である。アレイの中の要素のおのおのについてのカプラとコンパレータ・ユニットとの間のそのようなスイッチと、回線との位相および精度は、非常に重要であり、また大きなアレイについての複数の入力を有する正確なケーブルおよびスイッチのコストは、特に高価である可能性がある。
【００１７】
アレイを較正するために、遠く離れたフィールドに提供されるレシーバを使用することが可能である。そのようなアプローチは、カプラまたは測定回線が必要とされないので、非常に正確な位相および振幅の測定を可能にする。しかしながら、遠く離れたフィールドにおけるサンプリング・アンテナの準備が必要とされ、また要素ごとのキャリブレーションが必要であるので、そのようなプロセスは、研究室環境の工場において適用されることが可能である。そのようなアプローチは、大量生産環境においてコスト効率よく適用されない可能性がある。さらに、遠く離れたフィールドの方法に従って繰り返し行われるキャリブレーション・プロセスは、ひとたびアンテナ・アレイが、フィールドにおいて展開された後には、可能ではない。
【００１８】
したがって、第１の態様は、各モジュールに、コンパレータ・ユニットが設けられるアクティブなトランシーバ・アレイを提供する。最初は、各モジュールにおけるコンパレータ・モジュールの提供は、共通のコンパレータ・ユニットに比べて装置と、アレイの構成とを不必要に複雑にするように見える可能性があるが、そのような構成は、かなりの構造上の利点を提供することができる。第１の態様による構成は、専用のレシーバおよび／または信号プロセッサと、高価なハードウェアおよび／または計算リソースとを必要とする可能性がある他のキャリブレーション・スキームに比べて、最小限のハードウェア、例えば、ＲＦコンパレータ・デバイスと、最小限の処理リソースとを必要とする。比較は、各モジュールの近くで行われ、またコンパレータ・デバイスによって計算される決定されたトランシーバ・チェーン・エラーは、次いで、アレイのキャリブレーション制御システムのコンポーネントの間で、より信頼できるように通信されることが可能であるので、各モジュールにおけるコンパレータの提供は、多数の位相の安定した配信構成についての必要性を低下させる。
【００１９】
さらに、各モジュールにおけるコンパレータ・ユニットの提供は、キャリブレーションの目的のための実際の被変調データ・トラフィック信号の使用を容易にする。結果として、各モジュールと、それゆえに全体としてのアレイとは、テスト信号を放出する必要なしに、動作中に較正されることが可能である。そのような動的な、また反応の良いキャリブレーションは、アレイ・システムについての標準との準拠と、非常に高い信頼性と、使用可能性とが、ユーザ装置のサービス・レベルが維持され得ることを保証するために望ましい可能性がある場合のワイヤレス電気通信システムにおいて有利である。
【００２０】
さらに、各モジュールにおけるコンパレータ・ユニットの提供により、アレイは、較正された動作を依然として維持しながら、必要以上の負荷なしに正常にスケーリングされることが可能になることが、理解されるであろう。そのような可能性は、必ずしも、専用の共通ユニットのコンパレータ・キャリブレーション構成において可能であるとは限らない。
【００２１】
一実施形態においては、トランシーバ・アレイは、複数のトランシーバ・モジュールのおのおのについて異なる一次信号を生成するように動作可能な一次信号生成ユニットをさらに備える。したがって、アレイにおける各モジュールは、それによって必要とされるビーム形成を達成するために、異なる一次信号を提供されることが可能である。
【００２２】
一実施形態においては、トランシーバ・アレイは、複数のトランシーバ・モジュールのおのおのに対して一次信号を配信するように動作可能な位相安定配信要素をさらに備える。一実施形態においては、位相安定配信要素は、複数のトランシーバ・モジュールのおのおののコンパレータ・ユニットに対して一次信号を配信するように動作可能である。したがって、位相安定配信デバイスを利用することにより、信号配信ネットワークは、コンパレータ動作に影響を及ぼすようにサーブするようにして、それ自体、収差に寄与しないことが理解されるであろう。
【００２３】
一実施形態においては、位相安定配信要素は、前記複数のトランシーバ・モジュールのおのおのの前記コンパレータ・ユニットに対して、同じ前記一次信号を配信するように動作可能である。したがって、異なる一次信号が、伝送のためにモジュールのおのおのに対して配信されることが可能であるが、同じ信号は、そのモジュールのコンパレータ・モジュールのおのおのに対して送信されることが可能である。次いで、キャリブレーションの目的のための関連のある比較が、モジュールのコンパレータに対して配信される一次信号が関連しているモジュールにおいて行われるだけの可能性がある。そのような構成は、第１の態様によるアレイのハードウェアを簡略化することができる。
【００２４】
一実施形態においては、位相安定配信ネットワークは、定在波回線（ｓｔａｎｄｉｎｇ  ｗａｖｅ  ｌｉｎｅ）を備える。
【００２５】
定在波回線は、あらかじめ決定された長さの、基準信号源に結合され、またその長さに沿って定在波システムをセットアップするために一端において終端された導波路（ｗａｖｅｇｕｉｄｅ）と、その導波路の長さに沿ってあらかじめ決定されたポイントにおける、おのおの、それぞれの前記無線要素の前記比較手段に結合された複数のカップリング・ポイントとを含む供給構成（ｆｅｅｄ  ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ）を備えることができる。
【００２６】
したがって、モバイル通信のためにアクティブなアンテナ・アレイのキャリブレーションのための位相および振幅の基準信号についての正確な配信メカニズムを提供することが可能である。そのような配信メカニズムは、機械的に堅牢であり、またコスト効率が良い。
【００２７】
一実施形態においては、位相および／または振幅の基準ソース信号は、有限長の伝送回線に結合され、この伝送回線は、伝送回線長の内部に定在波をセットアップするなどのために終端される。導波路の特性インピーダンスと実質的にマッチするインピーダンスと一端で終端された伝送回線または他の導波路の長さでは、放射された進行波（ｔｒａｖｅｌｌｉｎｇ  ｗａｖｅ）は、回線に沿って進行し、終端インピーダンスにおいて吸収されることになる。しかしながら、他の終端では、何らかの放射線が、吸収されないが、その端部から反射されることになり、また定在波システムをセットアップすることになり、ここで、結果として起こる波の振幅は、導波路の長さに沿って周期的に変化する（さらに、波の発振／位相の回転の結果として回線に沿って各ポイントにおいて電圧値の時間変化が存在するであろう）。反射される量は、終端インピーダンスに依存し、また短絡回路とオープン回路とについての極端な場合においては、完全な反射が存在することになる。他の場合には、部分的な反射と、部分的な吸収とが、存在することになる。
【００２８】
定在波信号は、回線の長さに沿ってあらかじめ決定されたタッピング・ポイントまたはカップリング・ポイントにおいてサンプリングされることが可能であり、これらは、すべて同じ振幅および位相の関係、または位相および振幅の少なくとも知られている関係を有する。そのようなカップリング・ポイントは、定在波の内部の電圧の極大値／極小値において、または極大値／極小値の近隣で生ずる可能性があり、ここでは回線の長さに関する電圧の変化は、非常に小さい。したがって、カップリング・ポイントの位置決めにおける機械的精度についての要件は、スター配信ネットワーク構成（ｓｔａｒ−ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ  ｎｅｔｗｏｒｋ  ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ）と比べて低減されることが可能である。
【００２９】
一実施形態においては、カップリング・ポイントは、おのおの、それぞれのトランシーバ要素（より一般的には無線要素）におけるそれぞれのコンパレータに対して、正確に知られている長さの、それぞれの柔軟な短い長さの回線によって接続される。すべてが同じ長さの、短い長さの柔軟なケーブルは、スター配信ネットワークに比べて非常に正確に形成されることが可能である。
【００３０】
一実施形態においては、導波路は、解放されることが可能なカップリングによって相互接続される、あらかじめ決定された長さの導波路の複数のセクションとして形成されることが可能であり、すなわち、そのような構成は、任意の望ましいサイズのアンテナに対するスケーリングを可能にする。
【００３１】
定在波回線配信ネットワーク（ｓｔａｎｄｉｎｇ  Ｗａｖｅ  ｌｉｎｅ  ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ  ｎｅｔｗｏｒｋ）は、帯域を割り付けられるモバイル電話におけるマイクロ波周波数である、ほぼＧＨｚ程度の、通常５ＧＨｚまでの周波数の場合に特に使用され、ここでは同軸ケーブルが、一般に伝送回線として使用される。しかしながら、それは、より高い、またはより低い、他の周波数に対しても適用可能とすることもでき、また同軸ケーブルは、中空金属性導波路（ｈｏｌｌｏｗ  ｍｅｔａｌｌｉｃ  ｗａｖｅｇｕｉｄｅｓ）、プリント回路の上のトラック（ｔｒａｃｋｓ）、他の任意の構造など、他の導波路および伝送回線の構造によって置換されることが可能である。
【００３２】
一実施形態においては、トランシーバ・チェーンは、デジタル・アナログ変換器と、アンテナ要素とを備え、また各モジュールは、デジタル・アナログ変換器と、アンテナ要素との間に提供される、トランシーバ・チェーンをコンパレータ・ユニットに結合するように動作可能なカップリングをさらに備える。したがって、各モジュールごとにコンパレータ・ユニットを提供することにより、またトランシーバ・チェーンと、コンパレータとの間の必要とされるコネクタが、最小限の長さであることを保証することにより、測定されたトランシーバ・チェーン・エラーに対するそのコネクタの寄与は、最小にされることが可能である。アナログ変換器と、アンテナとの間にカップリングを配置することにより、コンパレータに対して送信されるサンプリングされた信号は、モジュールのアンテナ要素によって実際に送信される信号にできるだけ類似しているようにすることが可能になる可能性がある。その構成は、トランシーバ・チェーンによって引き起こされる収差の多くが計上され得ること、およびキャリブレーションが、できる限り十分で正確になり得ることを保証する。
【００３３】
一実施形態においては、補正ユニットは、デジタル信号修正ユニットを備える。一実施形態においては、補正ユニットは、ＲＦの位相および振幅の調整器を備える。したがって、キャリブレーション・ステップは、信号が、デジタル・フェーズまたはアナログ・フェーズにある間に、解釈されることが可能である。さらに、両方のデバイスが提供される場合に、補正ステップは、デジタル・フェーズまたはアナログ・フェーズの組合せの形で解釈されることが可能である。
【００３４】
第２の態様は、一次信号を処理するように、また処理された一次信号を生成するように動作可能なトランシーバ・チェーンと、処理された一次信号においてトランシーバ・チェーンによって引き起こされるトランシーバ・チェーン・エラーを決定するために、一次信号と、処理された一次信号とを比較するように動作可能なコンパレータ・ユニットと、トランシーバ・エラーを使用して、トランシーバ・チェーンによって処理されるべき一次信号を補正する補正ユニットとを備える、ワイヤレス電気通信ネットワークにおける、アクティブなトランシーバ・アレイの一部分を形成する較正可能なトランシーバ・モジュールを提供する。
【００３５】
一実施形態においては、トランシーバ・チェーンは、デジタル・アナログ変換器と、アンテナ要素とを備え、またモジュールは、デジタル・アナログ変換器と、アンテナ要素との間に提供され、前記トランシーバ・チェーンをコンパレータ・ユニットに結合するように動作可能なカップリングをさらに備える。
【００３６】
一実施形態においては、トランシーバ・チェーンは、デジタル・アナログ変換器と、アンテナ要素とを備え、また各モジュールは、デジタル・アナログ変換器と、アンテナ要素との間に提供される、トランシーバ・チェーンをコンパレータ・ユニットに結合するように動作可能なカップリングをさらに備える。したがって、各モジュールごとにコンパレータ・ユニットを提供することにより、またトランシーバ・チェーンと、コンパレータとの間の必要とされるコネクタが、最小限の長さであることを保証することにより、測定されたトランシーバ・チェーン・エラーに対するそのコネクタの寄与は、最小にされることが可能である。アナログ変換器と、アンテナとの間にカップリングを配置することにより、コンパレータに対して送信されるサンプリングされた信号は、モジュールのアンテナ要素によって実際に送信される信号にできるだけ類似しているようにすることが可能になる可能性がある。その構成は、トランシーバ・チェーンによって引き起こされる収差の多くが計上され得ること、およびキャリブレーションが、できる限り十分で正確になり得ることを保証する。
【００３７】
一実施形態においては、補正ユニットは、デジタル信号修正ユニットを備える。一実施形態においては、補正ユニットは、ＲＦの位相および振幅の調整器を備える。したがって、キャリブレーション・ステップは、信号が、デジタル・フェーズまたはアナログ・フェーズにある間に、解釈されることが可能である。さらに、両方のデバイスが提供される場合に、補正ステップは、デジタル・フェーズまたはアナログ・フェーズの組合せの形で解釈されることが可能である。
【００３８】
第３の態様は、複数のトランシーバ・モジュールを備える、ワイヤレス電気通信ネットワークにおけるアクティブなトランシーバ・アレイを較正する方法を提供しており、本方法は、各モジュールごとに、処理された一次信号を生成するために、トランシーバ・チェーンにおいて一次信号を処理するステップと、トランシーバ・チェーンにより、一次信号の処理によって引き起こされるトランシーバ・チェーン・エラーを決定するために、コンパレータ・ユニットを使用して、一次信号を前記処理された一次信号と比較するステップと、決定されたトランシーバ・チェーン・エラーを使用してトランシーバ・チェーンによって処理されるべき一次信号を補正するステップとを備える。
【００３９】
第１および第２の態様を含めてすべての態様は、アクティブなトランシーバ・アレイの一部分を形成するトランシーバ・モジュールの送信パスまたは受信パスのいずれかの形で実装され得ることが理解されるであろう。すべての態様は、特に送信パスに対して有用であり、また適用可能とすることができる。
【００４０】
一実施形態においては、一次信号は、トラフィック信号を備える。したがって、本方法は、ユーザ装置に対して伝送するためのデータ・トラフィック信号を使用して実装されることが可能である。第１の態様に関連して上記で説明されるように、各モジュールにおけるコンパレータ・ユニットの使用は、キャリブレーションの目的のための実際の被変調データ・トラフィック信号の使用を容易にすることが、理解されるであろう。結果として、各モジュールと、それゆえに全体としてのアレイは、テスト信号を放出するために動作をシャットダウンする必要なしに動作中に較正されることが可能である。そのような動的な、また反応の良いキャリブレーションは、アレイ・システムについての標準との準拠と、非常に高い信頼性と、使用可能性とが、ユーザ装置のサービス・レベルが維持され得ることを保証するために望ましい可能性がある場合のワイヤレス電気通信システムにおいて有利である。
【００４１】
一実施形態においては、方法ステップは、トランシーバ・アレイの一部分を形成する各モジュールごとに連続して反復される。したがって、アレイの一部分を形成する１つのモジュールは、順にキャリブレーション方法を各モジュールに対して適用することにより、一度に較正されることが可能である。一実施形態においては、アレイの一部分を形成する各モジュールごとに方法ステップを同時に実行することが可能なこともある。さらに、一実施形態においては、キャリブレーション・ステップは、定期的に反復される。定期的な反復は、アレイの動的な、または実質的に連続したキャリブレーションを可能にすることができ、それによってアレイの動作に影響を及ぼす環境状態に対する急速な応答を可能にする。
【００４２】
一実施形態においては、一次信号は、テスト信号を備える。したがって、説明される様々な態様のアレイ、モジュールおよび方法は、システムを作動させる際に、またはシステムの工場でのキャリブレーションにおいて利用され得ることが、理解されるであろう。テスト信号は、連続波とすることができ、その連続波は、正弦関数とすることができる。
【００４３】
一実施形態においては、一次信号は、正弦関数のテスト信号を備え、また本方法は、正弦関数のテスト信号を周波数においてスイープするステップと、決定されたトランシーバ・チェーン・エラーに基づいて、トランシーバ・チェーンの位相の長さを決定するステップとをさらに備える。
【００４４】
したがって、位相変化の偏差を周波数にわたって計算することにより、信号チェーンのグループ遅延を決定することが可能であることが、理解されるであろう。そのような計算を使用して、グループ遅延をデジタル・ドメインにおいて補償し、またそれによって送信された信号の信号品質を改善することができる。
【００４５】
本発明のさらなる特定の、また好ましい態様は、添付の独立請求項および従属請求項において詳しく説明される。従属請求項の特徴は、必要に応じて独立請求項の特徴と組み合わされ、また特許請求の範囲において明示的に詳しく説明される組合せ以外の組合せの形で、組み合わされることが可能である。
【００４６】
本発明の実施形態は、次に、添付図面を参照して、さらに説明されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】ワイヤレス・ネットワーク基地局の主要なコンポーネントを概略的に示す図である。
【図２】図１において示される基地局などの基地局において使用するためのアクティブなアンテナ・アレイの主要なコンポーネントを概略的に示す図である。
【図３】図２に示されるアレイに類似したアクティブなアレイにおいて使用するためのトランスミッタ・チェーンとレシーバ・チェーンとの実施形態を概略的に示す図である。
【図４】トランシーバ・モジュールのキャリブレーションにおいて使用するための一例のコンパレータ・デバイスを概略的に示す図である。
【図５】一実施形態による較正可能なトランシーバ・モジュールと、アクティブなアレイ・アーキテクチャとを概略的に示す図である。
【図６】一実施形態による４つのトランシーバ・モジュールのアレイと、アクティブなアレイ・アーキテクチャとを概略的に示す図である。
【図７】スター配信ネットワークを組み込んだ、基準信号をアクティブなアンテナ・アレイのそれぞれのトランシーバに対して配信する手段の概略図である。
【図８】その自由端がマッチング・インピーダンスを用いて終端されている、伝送回線長に沿った進行する電磁波の進行についての概略図である。
【図９】その自由端が短絡回路を用いて終端されている伝送回線に沿った定在電磁波の概略図である。
【図１０ａ】一実施形態において使用するための、カップリング・ポイントが容量性カップリング・ポートによって形成された伝送回線の長さについての線図である。
【図１０ｂ】一実施形態において使用するための、カップリング・ポイントが容量性カップリング・ポートによって形成された伝送回線の長さについての線図である。
【図１０ｃ】一実施形態において使用するための、カップリング・ポイントが容量性カップリング・ポートによって形成された伝送回線の長さについての線図である。
【図１１】一実施形態による、アクティブなアンテナのトランシーバ要素に対する基準信号の供給構成についての概略図である。
【図１２】図１１のアクティブなアレイのトランシーバ要素の内部の位相および振幅の調整のための手段についての概略ブロック図である。
【図１３】２−Ｄアレイについての配信構成を形成する、アクティブなアンテナ・アレイの実施形態において、基準信号をトランシーバへと配信する代替手段の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００４８】
図１は、ワイヤレス通信ネットワークの基地局１の主要なコンポーネントを概略的に示すものである。基地局１は、無線塔２と、ワイヤレス通信ネットワークの「コア・ネットワーク」と通信するデータ管理ユニット３とを備える。基地局は、処理ユニット４と、コア・ネットワークから受信される情報に応じて、無線周波数信号をエンド・ユーザ６に対して送信するように、また無線周波数信号をエンド・ユーザ６から受信するように動作可能なアクティブなアンテナ５とをさらに備える。
【００４９】
図２は、図１に示される基地局などの基地局において使用するためのアクティブなトランシーバ・アレイの主要なコンポーネントを概略的に示すものである。アクティブなトランシーバ・アレイはまた、「アクティブなアンテナ・アレイ」と称されることもある。アクティブなトランシーバ・アレイ５は、１組の実質的に同一なトランシーバ・チェーン７を備える。図２においては、４つのアクティブなトランシーバ・チェーン７が示されている。おのおののアクティブなトランシーバ・チェーンは、伝送および受信の装置を備える。図に示されるアクティブなトランシーバ・アレイにおいては、各トランシーバ・チェーンは、トランシーバ・チェーンの中に、デジタル・アナログ変換器と、電力増幅器９と、フィルタまたはダイプレクサ（ｄｉｐｌｅｘｅｒ）１０と、アンテナ要素１１とを含む無線トランスミッタ８を備える。受信チェーンにおいては、トランシーバは、レシーバの一部分を形成するアンテナ要素１１と、ダイプレクサまたはフィルタ１２と、低雑音増幅器１３と、アナログ・デジタル変換器とを備える。
【００５０】
図１に示される基地局と類似した基地局の、伝送モードにおける動作についての簡略化された説明が、以下に続いている。全体を通しての言及が、主として送信パスに対して行われるが、類似したアプローチが、受信パスに関しても実装され得ることが、理解されるであろう。データ管理ユニット３は、コア・ネットワークからユーザ６に対して送信されるべき信号に関連したデジタル情報を受信する。データ管理ユニットによって受信される情報は、デジタル・コネクタを経由して、処理ユニット４へと転送される。処理ユニット４は、アクティブなトランシーバ・アレイ５を形成するアクティブなトランシーバ要素７のおのおのによって送信されるべき信号を動的に生成するように動作する。それは、ユーザ６に対して送信されるべき各信号ごとに、正しい結果としてのビーム形成を保証するためにアクティブなトランシーバ・アレイ５を通して導入すべき適切な位相シフトを計算する処理ユニット４である。計算されたデジタル信号は、各要素７ごとに処理ユニット４によって生成され、またデジタル接続を経由してこれらの要素のおのおのに対して送信される。
【００５１】
各要素７によって受信される信号は、無線トランスミッタ８によって無線周波数アナログ信号へと変換される。無線周波数信号は、電力増幅器９へと供給され、また次いでエンド・ユーザ６に対して伝送するためにアンテナ要素１１に対して渡される前に、周波数フィルタ１０によってフィルタがかけられる。図２において概略的に示される構成においては、アレイ５を形成する４つの要素７のおのおのに対して、処理ユニット４によって送信されるデジタル信号の間の増分の一定の位相シフトを導入することにより、結果としての信号は、電子的にビーム形成され、またアレイは、傾斜した位相面（ｐｈａｓｅ  ｆｒｏｎｔ）１５を有する信号を送信するように動作可能であることが、分かる。
【００５２】
そのようなビーム形成をすることが可能なアレイ・システムにおいては、実際に送信される信号の位相および振幅の重み付けが、送信することが意図される信号の、意図された位相および振幅とマッチすることを保証するようにトランシーバ・モジュール７のおのおのを較正することが必要であることが、理解されるであろう。さらに、コンポーネントにおける性能変化、温度ドリフト、および／または経年変化に起因して、各要素の一部分を形成するトランシーバ・チェーンは、たとえ個々のトランシーバ・チェーンの入力信号が同じであったとしても、非線形である信号において収差を引き起こすように動作することが、理解されるであろう。これらの差を補償するためには、システムを較正することが、必要である。ひとたび、おのおのの送信された信号における収差が、知られた後には、送信された信号の結果として生ずる位相および振幅が、送信されるように意図される位相および振幅とマッチするように、トランシーバ・チェーンによって引き起こされる収差を補償するように、それに応じてシステムを調整することが、可能である。
【００５３】
図３は、図２に示されるアレイに類似したアクティブなアレイにおいて使用するためのトランスミッタ・チェーンと、レシーバ・チェーンとの実施形態を概略的に示すものである。トランスミッタ・チェーン２０ａは、デジタル・アナログ変換器と、電力増幅器と、ダイプレクサ・フィルタ（それぞれ９、１０、１１）と、アンテナ要素１１とを含むトランシーバを備える。トランスミッタ・チェーン２０ａは、アンテナ要素１１によって送信される信号の位相および振幅を調整する手段をさらに含んでおり、その調整は、キャリブレーションの目的のためである。調整は、デジタル信号処理１６における適切な振幅および位相の修正設定をデジタル信号に対して適用することによっても達成されることが可能である。代わりに、または追加して、調整は、無線周波数の位相および振幅の調整器１７を使用することにより、信号がアナログ・フェーズにある間に適用されることも可能である。デジタル位相調整技法と、アナログ位相調整技法との組合せが、キャリブレーションを達成するために、必要に応じて適用されることが可能である。
【００５４】
レシーバ・チェーン２０ｂは、フィルタと、低雑音増幅器と、アナログ・デジタル変換器（それぞれ１２、１３、１４）と、アンテナ要素１１とを含むレシーバを備える。この場合にも、信号の位相および振幅に対する調整は、信号が、アナログ・フェーズにある間に使用するために提供される無線周波数の位相および振幅の調整器１７、またはひとたび信号がデジタル・フェーズへと変換された後に提供されるデジタル信号プロセッサ１６におけるデジタル信号処理の適切な使用のうちのいずれか一方、あるいはそれらの組合せの使用を通して、達成されることが可能である。
【００５５】
図４は、トランシーバ・モジュールのキャリブレーションにおいて使用するための一例のコンパレータ・デバイスを概略的に示すものである。トランシーバ・チェーンのキャリブレーションは、信号パワーがゼロにされる方法を実装することにより達成されることが可能である。この技法は、トランシーバ・モジュールの効果的で正確なキャリブレーションをもたらすことができる。そのような方法を使用して、またおのおのの個々のアンテナ要素１１によって送信され、または受信される実際のデータ・トラフィック信号を利用して、アクティブなアレイにおける各トランシーバ・モジュールを較正することが可能である。そのような方法は、無線周波数出力信号の正確なコピーが、図４に示される位相および振幅のコンパレータなど、位相および振幅のコンパレータに対する位相安定基準配信を経由して提供されることを必要とする。位相および振幅のコンパレータ４００は、アンテナ要素１１によって送信されるべき実際の出力無線周波数信号（その信号は、信号４１０として図４において表されている）のサンプルをコンパレータに直接に供給される位相安定基準信号４２０と比較するように動作可能である。
【００５６】
コンパレータ４００によって実行される比較の結果は、位相に関連したデルタ出力と、振幅に関連したデルタ出力とである。位相差のデルタ値は、図４における信号４３０として示される。振幅差は、信号４４０として表される。トランシーバ・チェーンに対する入力は、コンパレータ４００における位相および振幅についてのデルタ出力が、ゼロに到達していることが決定されるまで、図３に示される無線周波数の位相および振幅の調整器１７、またはデジタル信号プロセッサ１６のいずれかを使用して調整されることが可能であることが、理解されるであろう。ひとたびそれが起こった後には、アンテナは、送信することが期待されるものを実質的に送信していることになり、またそれによって実質的に最適な動作を達成することができる。
【００５７】
データ・トラフィック信号の使用は、実行されるべきアレイを形成するモジュールの動的で実質的に連続したキャリブレーションを可能にすることができることが、理解されるであろう。
【００５８】
図４に示されるコンパレータなどのコンパレータ４００は、一般的に、おのおのがログ振幅増幅器（ｌｏｇ−ｍａｇ−ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）においてバッファリングされ、増幅される２つの入力信号４１０、４２０を受信する。その後に、混合プロセスが、実行され、これは、２つの信号の間の位相オフセットに応じて大きさが変化するＤＣ出力電圧の形態の、信号４１０と４２０との間の計算された位相差をもたらす。２つの信号４１０、４２０の合計の結果として、振幅の差はまた、ＤＣ電圧４４０によって表されることも可能である。そのようなプロセスは、連続した波の信号と、また被変調信号との両方について有効である。結果として、信号４１０、４２０が、変調されるが、同一であり、また一定の位相および振幅のオフセットを示す場合に、位相振幅におけるオフセットは、２つの一定のＤＣ出力電圧によって表されることが可能である。
【００５９】
位相および振幅の差を表す２つの独立した出力電圧４３０、４４０は、クローズド・フィードバック・ループの中で使用されて、実際の送信された信号が、意図されるものと同じ位相および振幅を有するようになるまで、各トランシーバ・モジュールに対して送信される信号についての位相および振幅を調整することができる。もちろん、位相および振幅の比較が、例えば、２つの入力信号４１０、４２０をサンプリングすること、およびデジタル化すること、ならびにデジタル・ドメインにおいて位相および振幅のオフセットを決定することにより、様々な他のコンフィギュレーションにおいて実装され得ることが、理解されるであろう。
【００６０】
図５は、一実施形態による較正可能なトランシーバ・モジュールと、アクティブなアレイ・アーキテクチャとを概略的に示すものである。図５に示されるキャリブレーション装置５００は、動作中にそれ自体の被変調信号の複製を使用して較正されるように動作可能である。キャリブレーション装置５００は、処理ユニット４と、トランシーバ・モジュール７と、基準トランスミッタ５１０と、スプリッタ５２０と、位相テーブル参照配信要素５３０とを備える。中央処理ユニット４は、ベース・バンド・プロセッサ５５０と、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ｆｉｅｌｄ  ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  ｇａｔｅ  ａｒｒａｙ）（ＦＰＧＡ）５６０と、キャリブレーション・プロセッサ５７０とを備える。トランシーバ・モジュール７は、トランシーバ・チェーン５８０と、アンテナ要素１１と、位相および振幅のコンパレータ・ユニット４００とを備える。トランシーバ・モジュール７は、信号サンプリング・カプラ５９０をさらに備える。
【００６１】
中央処理ユニット４の中に設けられるベース・バンド・プロセッサ５５０は、使用可能なリソースに応じて、例えば、選択された伝送スキーム、例えば、Ｗ−ＣＤＭＡに応じて、周波数帯域、コード・ドメイン、およびタイム・スロットに従って、送信されるべきデータを割り付けるように動作する。その割付けを実行した後に、ベース・バンド・プロセッサ５５０は、データをＦＰＧＡ５６０に対して渡す。ＦＰＧＡ５６０は、ベース・バンド・データ・ストリームから、おのおのの個々のトランシーバ・モジュールについてのデータ・ストリームを生成するように動作する。
【００６２】
図５においては、１つのトランシーバ・モジュール７だけが、明確にするために示されている。１からＮまでの任意の数のトランシーバ・モジュール７が、存在することができることが、理解されるであろう。ＦＰＧＡ５６０は、トランシーバ・モジュール７による伝送のためのデータ・ストリームをそのトランシーバ・モジュールに対して送信する。データ・ストリームは、図５においてデジタル信号５６５として概略的に示されている。ひとたびデジタル信号５６５が、トランシーバ・モジュール７に到達した後に、それは、トランシーバ５８０によってアナログ無線周波数信号へと変換される。結果として生ずる無線周波数信号５６５は、アンテナ要素１１へと供給される。アンテナ要素１１の直前に、カプラ５９０が、設けられる。無線周波数伝送信号５８５は、カプラ５９０によってサンプリングされる。そのサンプルは、位相および振幅のコンパレータ４００に対して渡される。サンプル信号は、キャリブレーションの目的のための第１の入力４１０であることが、理解されるであろう。
【００６３】
中央処理ユニット４の中に設けられるキャリブレーション・プロセッサ５７０は、設けられたトランシーバ・モジュールのうちのどれが、与えられた任意の瞬間に較正されるべきかを決定する。図５の中に示される較正において、キャリブレーション・プロセッサ５７０は、トランシーバ・モジュール７（この特定の構成における第１のモジュールとして知られてもいる）を較正することを選択する。キャリブレーション・プロセッサ５７０は、ＦＰＧＡ５６０と通信しており、またキャリブレーション・プロセッサ５７０が、第１の要素を較正したいと思うときに、ＦＰＧＡは、第１の要素に送信されるべき非修正信号の正確なデジタル・コピーを基準トランスミッタ５１０に対して送信するように指示される。信号５６５のデジタル・コピーは、図５においてデジタル信号５６６として概略的に示されている。デジタル基準信号５６６は、基準トランスミッタ５１０によって無線周波数信号へと変換される。アナログ基準信号５６７は、スプリッタ５２０において分割され、また位相安定基準配信５３０により、おのおのの個々のトランシーバ・モジュールに向かって搬送される。図５に示される実施形態においては、位相安定基準配信は、等しい長さのＮ本のケーブルを有するスター・ネットワークである。アナログ信号５６７は、ケーブル５３１によってトランシーバ・モジュール７に対して搬送される。スター配信ネットワークのケーブル５３２、５３５、および５３４は、トランシーバ・モジュール２、３および４に対してそれぞれ供給することになるが、これらのモジュールは、明確にする理由のために図５には示されていないことが、理解されるであろう。
【００６４】
様々な位相安定配信要素５３０を使用することが可能である。とりわけ、いくつかの実施形態においては、図７から１３に関連してより詳細に説明されるような位相安定配信要素を使用することが、可能である。
【００６５】
図５に示される実施形態に戻ると、信号５６７は、トランシーバ・モジュール７の中に設けられる位相振幅コンパレータ４００に対する第２の入力４２０として使用される。次いで、位相および振幅のコンパレータ４００は、図４に関連して説明されるように、位相差および振幅差の信号４３０、４４０を生成するように、動作する。これらの位相差信号は、キャリブレーション・プロセッサ５７０に対して伝えられる。位相差および振幅差の信号は、キャリブレーション・プロセッサによって使用されて、伝送のために信号５６５に対して適用されるべき位相および振幅のオフセットを決定する。キャリブレーション・プロセッサ５７０によって計算されるオフセット値は、ＦＰＧＡ５６０に対して伝えられ、ここで、出力信号５６５の位相および振幅のオフセットは、アンテナ・モジュールの測定された位相および振幅の変化が、望ましいしきい値に、一般的にはゼロに到達するまで適用される。
【００６６】
キャリブレーション・プロセッサ５７０は、アレイの一部分を形成するすべてのアンテナ・モジュールについてそのプロセスを反復することができることが、理解されるであろう。そのプロセスは、一般的に、各モジュールについて連続して起こる。
【００６７】
さらに、すべての初期の位相および振幅のオフセット（基準配信５３０のアンテナ・コネクタまたは回線長における差に起因したもの）は、工場のキャリブレーションを経由して決定されることが可能である。一般的に共通のオフセットの形態をとることになる、これらの工場のキャリブレーションのファクタは、アンテナ・アレイの処理ユニット４の内部に記憶されることが可能であり、またＦＰＧＡが、トランシーバ・モジュールのトランシーバ・チェーンにおける変化に起因して適用されるべき位相および振幅の補正を計算するときに、完全に考慮に入れられることが可能である。
【００６８】
図５に関連して説明されるような方法および装置の１つの利点は、テスト信号をサンプリングするために必要とされるスイッチが存在しないことである。さらに、アナログの位相および振幅のコンパレータが使用される場合には、専用のテスト・レシーバが、必要とされない。結果として、位相および振幅の比較は、２つの無線周波数信号の混合プロセスおよび総和プロセスを使用して、コスト効率の良いやり方で達成されることが可能である。図５に示されるようなキャリブレーション・プロセッサと装置とは、全体のデジタルから無線周波数へのアップ・コンバージョン・プロセスにおいて、すべての変化する静的シフトおよび遅延シフトを考慮に入れる。たとえ工場のキャリブレーションが実行されないとしても、位相および振幅の不確かさは、サンプル・カプラ５９０と、アンテナ要素１１との間の接続と、基準信号配信５３０における変化の結果である。
【００６９】
図５に示されるキャリブレーションの概念は、ブロードバンド被変調信号を伴う測定を実行するために適しているだけでなく、もちろん、ベース・バンド・プロセッサ５５０によって生成される正弦関数のテスト信号と共に使用され、またＦＰＧＡ５６０によって実装されることが可能である。そのような正弦関数の信号は、周波数においてスイープされることが可能であり、また伝送チェーンの位相長は、周波数にわたって測定されることが可能であることが、理解されるであろう。周波数スイープにわたって位相変化の偏差を計算することにより、信号チェーンのグループ遅延を決定することが可能である。そのような計算を使用して、デジタル・ドメインにおけるグループ遅延を補償して、アレイによって送信されるべき信号の信号品質を改善することができる。
【００７０】
図６は、一実施形態による４つのトランシーバ・モジュールのアレイと、アクティブなアレイ・アーキテクチャとを概略的に示すものである。図５において示される特徴の多くは、図６の実施形態においても存在していること、および同じ参照番号が、必要に応じて利用されていることが、理解されるであろう。コンポーネントが、図６において示される４つのモジュールのおのおのにおいて設けられるときに、参照番号は、修正されており、今や必要に応じて添え字ａ、ｂ、ｃを含んでいる。例えば、第１のモジュールのトランシーバ・ユニットは、５８０と称され、第２のモジュールのトランシーバ・ユニットは、５８０ａと称され、第３のモジュールのトランシーバ・ユニットは、５８０ｂと称され、また最後のモジュールのトランシーバ・ユニットは、５８０ｃと称される。さらに、図６に示される特定のアーキテクチャと、アレイの周囲で送信されている信号の性質は、以下のコードに従って示され、すなわち、実線は、アナログ信号を送信するアナログ回線を示す。図に示される特定の実施形態においては、そのアナログ信号は、一般的に、無線周波数信号になる。図６の破線は、デジタル信号を搬送するデジタル回線を表すものである。点線は、デジタル信号を示し、またとりわけ図６に示される実施形態においては、点線は、位相および振幅のコンパレータ・デバイス４００、４００ａ、４００ｂ、４００ｃからキャリブレーション・プロセッサ・ユニット５７０へと通じているデジタル・フィードバック・パスを示している。
【００７１】
図６は、より詳細に、ＦＰＧＡユニット５６０の特定の概略構造を示すものである。ＦＰＧＡユニット５６０は、信号生成ユニット５６１と、信号修正ユニット５６２とを備える。信号生成ユニット５６１は、各モジュールによって送信されるべき信号を生成するように動作し、また基準信号ジェネレータへと送信され、またアンテナ要素１１および１１ａから１１ｃにより、各トランシーバ・チェーンによって送信されるべき信号と比較されるものは、この信号５６６であることが、理解されるであろう。キャリブレーション・プロセッサ５７０は、関連のあるキャリブレーション・メッセージを信号修正ユニット５６２へと送信し、またその信号修正ユニットは、信号生成ユニットによって生成される信号を変更して、各モジュールのトランシーバ・チェーンによって引き起こされる収差を補償するように動作する。
【００７２】
図５および６に示される構成に類似した構成についての特定の利点は、実際の被変調信号が、基準として使用されることが可能であり、すなわち、受信されるか、または送信されるかのいずれかのデータ・トラフィック信号は、各トランシーバ・モジュールと、トランシーバ・モジュールのアレイとが、動作中に、また特定のテスト信号を送信し、または放出する必要なしに、較正されることが可能であるようなやり方で基準として使用されることが可能であることが、理解されるであろう。テスト信号の使用が可能であるが、通常のデータ・トラフィックに加えてのテスト信号の使用は、送信された信号の規格準拠を損ない、またはエンド・ユーザのための信号品質を低下させ、またかき乱すように動作する可能性があることが、理解されるであろう。
【００７３】
実際の被変調トラフィック信号の使用は、アンテナ・システムの規格準拠、および特別に高い信頼性、ならびに使用可能性が、セルにおけるユーザ装置に対するサービスを維持するために必要とされるモバイル電気通信システムに関連して、特に有利であることが、理解されるであろう。図５および６に関連して説明されるキャリブレーション・スキームに応じたキャリブレーション・スキームは、システムの使用可能性に対して影響があまりなく、またアクティブなアンテナ・アレイのダウンタイム（ｄｏｗｎｔｉｍｅ）が、キャリブレーションを達成するために必要とされないという利点を有する。
【００７４】
さらに、キャリブレーションのための必要なハードウェア努力が、最小限であることが、理解されるであろう。図に示される実施形態においては、一般的に高価な追加のハードウェアと計算リソースとを必要とする専用のレシーバおよび／または信号プロセッサを必要とするいくつかの他のキャリブレーション技法とは対照的に、最小量のＲＦハードウェアが、必要とされる（すなわち、無線周波数コンパレータ・ユニット４００）。いくつかのキャリブレーション・スキームにおいては、特定の伝送周波数にチューニングされるレシーバが、必要とされる可能性があることが、理解されるであろう。
【００７５】
本実施形態に関連して説明されるような方法は、テスト信号をサンプリングし、または注入するために高度に較正されたスイッチの使用を必要としない。スイッチの使用の回避は、４、８またはより多くのポート（ｆｏｕｒ  ｅｉｇｈｔ  ｏｒ  ｍｏｒｅ  ｐｏｒｔｓ）を含むそのようなスイッチの位相精度が、測定精度に直接に影響を及ぼすので、方法の精度を高めることができる。スイッチの使用の回避はまた、正確なスイッチが、高価なコンポーネントであるので、システム・コストを低く保持する助けをすることもできる。
【００７６】
実施形態において説明されるキャリブレーション・システムは、各トランシーバ・モジュールが、最小の共通ユニットを有する、それ自体専用のキャリブレーション・ハードウェアを含むので、特にスケーラブルであるように理解されるであろう。
【００７７】
図７を参照すると、これは、アクティブなアンテナ・アレイの個々のトランシーバに対して位相および振幅の基準信号を配信する手段を示すものである。中央で生成された基準信号１０２０（ＶＣＯ  ＰＬＬ）は、Ｎ−方向−パワー分割器１０２２（１：Ｎ−スプリッタ）において分割され、また等しい長さＩのそれぞれの伝送回線１０２６によって各トランシーバ・ユニット１０２４の基準入力に接続される。長さＩは、名目上、アレイＩＡの半分の長さに等しい。これは、スター配信ネットワークを形成し、また回線長の任意の変化は、位相長の変化をもたらし、不利を引き起こす。これは、回線上の波の伝搬の進行する性質：位相変化Δφは、波が回線に沿って進行する長さΔｌに比例する：Δφ＝（３６０／λｌｉｎｅ（回線））Δｌに起因しており、式中でλは、伝送回線における放射線の波長である。人が、時間におけるある種のスナップ・ショットにおける進行波を見る場合、位相は、図８に示されるように、伝送回線に沿って位置と共に変化する。図８において、時間間隔ｔ１〜ｔ４において回線に沿って存在する電圧値が、示されている。よく知られているように、測定された電圧値は、電磁波の振幅Ａと位相φとに依存しており、また図８の進行波においては、測定された電圧は、時間と共に、＋Ａと−Ａとの間の回線の上の各ポイントにおいて変化することになる。図８において、回線の長さは、伝送回線のマッチング・インピーダンスを用いて終端され、その結果、進行波のすべてのエネルギーは、吸収されるようになる。しかしながら、回線の長さが、マッチング・インピーダンス以外のインピーダンスを用いて終端される場合、そのときには定在波システムが、作動されることが可能である。
【００７８】
定在波構成が、図９に示されている。そのような定在波は、一端からの信号１０４２をそれに供給すること、および他端１０４４において信号を短絡することにより、回線１０４０に沿って生成されることが可能である。この短絡は、回線の端部に電圧−ゼロを強制する。回線に沿って進行する同じエネルギーは、短絡部で完全に反射され、またソースに向かって逆方向に進行する。回線が、無損失（または妥当な低損失）である場合、これは、回線の上で定在波をもたらす。それゆえに、回線に沿った任意のポイントにおける電圧値は、時間に依存するが、波の位相は、回線に沿って変化することはなく、もっと正確に言えば、電磁波の振幅Ａは、極大値と極小値と（正のピークと負のピークと）の間で、複数の極大値が、図に示されるように波の１波長λだけ間隔を置かれて、回線の長さに沿って循環的に変化する。第１の極小値は、短絡された端部からλ／４の距離において生ずる。回線に沿った与えられた任意のポイント、例えば、ｘ１とｘ２とにおいて、振幅は異なっている。最大電圧は、最小と同じ時点で起こる。
【００７９】
回線の上の電圧が、次に、定在波と干渉しないようにするために、低いカップリング係数を有するカプラ１０４６によってサンプリングされる場合、そのときには各カプラ出力における最大値は、同じ時刻に起こる（たとえそれらが、振幅が異なる可能性があるとしても）。各カプラが、１λの距離だけ離れていることが保証されており、ここでλが、伝送回線における放射線の波長である場合、そのときには各カプラ出力における振幅が、等しいことも保証される。異なる振幅が望ましく、必ずしも等しいとは限らない場合、λ以外の距離が選択されることが可能である。
【００８０】
定在波を有する回線にアタッチされるカプラのそのような構成を使用して、アクティブなアレイ・システムの個々のアンテナ要素に対して振幅および位相の基準信号を送信することができる。各カプラが、正確に知られている長さの短い長さのケーブルによってそれぞれのトランシーバに対してアタッチされる。そのような構成の１つの利点は、それが、図７のスター配信構成の機械的精度の厳しい要件を回避することである。カップリング・ポイントまたはタッピング・ポイントの間の振幅差を最小にするために、カップリングは、短絡された端部からｄ＝（Ｎλ＋λ／４）の距離だけ間隔が置かれることができ、これは、定在波の電圧ピークに各カップリングを配置する。回線に沿った電圧分布が、正弦関数に従い、また最大／最小値の近くの正弦関数の微分係数が、ゼロであるので、カップリング・ポイントの物理的位置に対する結合された信号の振幅の感度は、最小限である。
【００８１】
そのような構成は、回線に沿ったカップリング・ポイントの物理的ロケーションの上の位相基準の低減された依存性が、スター・ネットワークに比べて、製造するコストを低下させ、また定在波回線を使用したシステムの精度を向上させるので、スター配信構成のいくつかの欠点を克服することができる。信号は、すっと短いケーブル（例えば、スター・ネットワークの数十ｃｍの代わりに数ｃｍの程度の）によってカップリング・ポートからそれぞれのトランシーバにおける基準コンパレータへと移送され、またそれによってずっとより正確に製造されることが可能である。より短いケーブル長に起因して、基準回線と、コンパレータとの間のケーブル／回線のコストも低減される。結合された信号の振幅の依存性は、距離ｄ＝（Ｎλ＋λ／４）にカップリング・ポートを配置することにより、最小にされる。例えば、２ＧＨｚと、テフロンを充てんされた回線では、＋／−５ｍｍの電圧最大値からのカップリング・ポイントについての間違った配置は、１６．８°のシフトに対応する。ｃｏｓ（１６．８°）＝０．９５を用いて、これは、２０＊ｌｏｇ（０．９５）＝０．３８ｄＢだけ結合された振幅を低減させ、これは、モバイル通信アンテナについての振幅精度における許容された許容誤差の約半分である。したがって、必要とされる機械的精度は、サブ−ｍｍ−レベルの許容誤差から数ｍｍのレベルの許容誤差へと低減されている。スター・ネットワークにおけるように、数桁分より長い（ｏｒｄｅｒｓ  ｏｆ  ｍａｇｎｉｔｕｄｅ  ｌｏｎｇｅｒ）回線の上よりも、定在波回線とトランシーバとの間の短い接続回線の上でサブ−ｍｍ−精度、またはｍｍ精度を達成することは、ずっと簡単である。
【００８２】
図１０ａ、１０ｂ、および１０ｃにおいては、同軸回線（ｃｏａｘｉａｌ  ｌｉｎｅ）の一形態が示されており、これは、振幅および位相の基準信号についての配信構成に組み込まれている。図１０ａにおいては、短絡された自由端１０５２を有する同軸回線１０５０である伝送回線が、基準源１０５４に結合される。回線は、一連の空間容量結合された同軸カップリング・ポートまたはタッピング・ポート１０５６を有する。カップリング・ポートの斜視図が、図１０ｂに示されている。図１０ｃにおいては、伝送回線の物理的実装の部分断面図が、示されており、これは、ある長さの空気で満たされた同軸回線１０６０を備えており、この同軸回線は、伝送信号の波長λに等しい長さを有する（２Ｇｈｚの信号は、自由空間においてほぼ１５ｃｍ程度の波長を有する）。同軸回線の同一の複数のセクションを結合して、望ましい長さの複合回線を提供するために、一端は、オスのカップリング・コネクタ１０６２を有し、他端は、メスのカップリング１０６４を有する。長さ１０６０は、中心の導体１０７０からのその間隔が調整可能である電極ピン１０６８を有する容量性カップリング・ポート１０６６を有する。カップリング係数は、定在波回線へと突き出しているカップリング・ピンの長さによって望ましい値にチューニングされることが可能である。
【００８３】
空気で満たされた定在波回線の図に示される場合には、ポート１０５６の間の距離は、λ０＝ｃ０／ｆであり、λ０は、自由空間における波長である。アンテナ・アレイにおいては、アンテナ要素の距離は、通常０．５λ０と１λ０との間にあり、その結果、格子ローブは、アレイ・パターンにおいて生じないようになる。モバイル通信アンテナ・アレイにおいては、この距離は、通常、ほぼ〜０．９λ０の程度である。基準信号についてのカップリング・ポートの間の距離が、要素の距離にマッチし、そのようにしてカップリング・ポートをコンパレータの入力と接続する導波路の長さが、最小にされることが有利である。これは、カップリングの間の物理的長さＩｃが、アンテナ要素の間の要素の距離：０．９λ０＝ｄ≒λ０／（平方根（εｅｆｆ））に近似的に等しくなるように、定在波回線において使用される実効的な誘電体の誘電率εｅｆｆを適合させることにより、本発明と共に可能である。これは、同軸回線において、例えば、発泡材料を誘電体として使用すること、およびその発泡体の密度によって誘電体の誘電率を調整することにより、可能である。
【００８４】
図１１は、アクティブなアンテナ・システムに対する振幅および位相の基準信号についての配信構成の一実施形態を示すものである。本実施形態は、図１０の同軸回線を組み込んでおり、また以前の図のこれらに対する類似した部分は、同じ参照番号によって示されている。この実施形態においては、カップリングまたはカップリング・ポート１０５６は、０．９λの実効距離によって分離され、またおのおののカップリング・ポート１０５６は、短い（ほぼ数ｃｍの程度の、また回線１０５０の長さに関して短い）柔軟な同軸ケーブル１０７２により、それぞれのトランシーバ（無線）要素４に接続され、このトランシーバ（無線）要素は、コンパレータ１０１００を含んでおり、またこのトランシーバ（無線）要素は、アンテナ要素１０１２に結合される。複数のケーブル１０７２の長さは、等しくなるように精密に製造される。
【００８５】
トランシーバ（無線）要素の内部の位相および振幅の基準信号を処理するための構成は、図１２の中に示されている。デジタル・ベースバンド・ユニット１０８０は、デジタル調整データを含む信号をＤＡＣ１０８１へと供給し、このＤＡＣは、低域通過フィルタ１０８２と、ＶＣＯ１０８４と、ミキサ１０８６と、帯域通過フィルタ１０８８とを備える構成においてアップ・コンバージョンのための伝送信号を供給する。アップ・コンバートされた信号は、電力増幅器１０９０によって増幅され、１０９２においてフィルタがかけられ、またＳＭＡコネクタ１０９６を経由してアンテナ要素１０９４へと供給される。位相のキャリブレーションと調整とを達成するために、指向性カプラ１０９８は、出力信号の位相および振幅Ａ、Φを検知する。これは、コンパレータ１０１００において、１０１０２における位相および振幅の基準Ａｒｅｆ、Φｒｅｆと比較されて、調整値１０１０４をベース・バンド・ユニット１０８０に対して供給する。代わりに、アナログ調整が、必要とされる場合には、ベクトル変調ユニット１０１０６が、伝送パスにおいて設けられることもある。それゆえに、コンパレータ出力１０１０４は、デジタル位相シフタおよび調整可能な利得ブロック１０８０、またはアナログ位相シフタおよび利得ブロック１０１０６のいずれかに対してフィードバックされて、その位相および振幅が、基準値とマッチするまで、送信された信号の位相および振幅を調整する。
【００８６】
定在波検出のための簡単な包絡線検出器である、図１０の容量性カップリング・ポイントの構成は、１８０°の位相のあいまいさを残す可能性がある。このあいまいさは、同じ周波数信号を用いて機能するが、例えば、９０°の位相差（すなわち、Ｔ／４の時間差）で供給される、２つの類似した定在波回線を使用することにより、解決されることが可能である。その場合には、検出は、グラウンドに対する２つの検出器を使用すること、または２つの回線の間で１つの検出器を使用することを備えることができる。
【００８７】
定在波回線の実施形態の配信手段についての利点は、それが、スケーラブルであることであり、すなわち、回線は、単一の機械的エンティティとして、または互いに接続され得るいくつかの類似した要素から成るモジュラー・システム（ｍｏｄｕｌａｒ  ｓｙｓｔｅｍ）として、設計されることが可能である。より多くのカップリング・ポイントが、必要とされる場合には、回線の長さは、単により多くのセグメントを加えることによって増大される。
【００８８】
修正形態においては、２次元アレイについての配信システムが、提供される。これは、図１３の中に示されており、ここでは、図１０に示されるような、第１の回線１０１１０が、各カップリング・ポイント１０１１２において、さらなる同軸回線１０１１４に結合されており、各回線１０１１４は、回線１０１１０に対して直角に配置され、また各回線１０１１４は、図１０に示されるようになっており、さらなるカップリング・ポイント１０１１６を有する。カップリング・ポイント１０１１６は、２次元のアクティブなアレイのそれぞれのトランシーバ要素に対して接続される。
【００８９】
さらなる修正形態においては、定在波回線の中間点についてのカップリング・ポイントの対称的な実装を選択することにより、精度が、さらに改善されることが可能である。位相または振幅において生ずる任意のエラーは、今やアレイの中心について対称的である。任意の位相または振幅のエラーが、次に基準のカップリング・ポイントに沿って（例えば、回線の経年変化効果に起因して）生ずる場合、生成されたビームの対称性は、それにもかかわらず保証され、また望ましくないビームの傾斜効果は起こらない。さらに、アクティブなアンテナ・アレイに沿った温度勾配は、それぞれのアンテナ・ラジエータ・モジュール（ａｎｔｅｎｎａ  ｒａｄｉａｔｏｒ  ｍｏｄｕｌｅｓ）に対して配信される信号の位相の精度に影響を及ぼさない。実際的な動作においては、最上部のアンテナは、最低部の要素の温度よりも２０〜３０度高い周囲温度を簡単に経験する可能性がある。これは、同軸ケーブルにおいては、電気的な数度の位相シフト差を引き起こす可能性がある。
【００９０】
したがって、定在波配信ネットワークは、以下の利点を提供することができる。
【００９１】
スケーラビリティ（１Ｄおよび２Ｄにおける）。スケーラビリティは、それゆえに、システムの必要とされる利得と、出力パワーと、ビーム幅とに応じて、変化するサイズのアンテナ・アレイの設計のために理想的とすることができる。
【００９２】
必要とされる機械的精度は、それが、位相基準の配信のために使用される場合に、完全に理論的に低下されることが可能である。それがまた、振幅基準としても使用される場合には、必要とされる機械的精度は、サブ−ｍｍ−レベルから数ｍｍのレベルへと低下される。
【００９３】
そのような基準配信のコスト、重さ、および体積は、低減される。
【００９４】
当業者は、様々な上記で説明された方法のステップが、プログラムされたコンピュータによって実行され得ることを簡単に認識するであろう。本明細書においては、いくつかの実施形態はまた、プログラム・ストレージ・デバイス、例えば、デジタル・データ・ストレージ媒体をカバーするようにも意図され、このプログラム・ストレージ・デバイスは、マシン読取り可能、またはコンピュータ読取り可能であり、また命令のマシン実行可能なプログラム、またはコンピュータ実行可能なプログラムを符号化し、そこで前記命令は、前記上記に説明された方法のステップの一部または全部を実行する。プログラム・ストレージ・デバイスは、例えば、デジタル・メモリ、磁気ディスクや磁気テープなどの磁気ストレージ媒体、ハード・ドライブ、または光学的に読取り可能なデジタル・データ・ストレージ媒体とすることができる。それらの実施形態はまた、上記で説明された方法の前記ステップを実行するようにプログラムされるコンピュータをカバーするようにも意図される。
【００９５】
「プロセッサ」または「ロジック」とラベル付けされる任意の機能ブロックを含めて、複数の図に示される様々な要素の機能は、専用のハードウェア、ならびに適切なソフトウェアに関連してソフトウェアを実行することができるハードウェアの使用を通して提供されることが可能である。プロセッサによって提供されるときに、それらの機能は、単一の専用プロセッサにより、単一の共用プロセッサにより、またはそれらの一部が共用され得る複数の個々のプロセッサにより、提供されることが可能である。さらに、「プロセッサ」または「コントローラ」、あるいは「ロジック」という用語の明示的な使用は、ソフトウェアを実行することができるハードウェアだけを排他的に意味するようには解釈されるべきではなく、また暗黙のうちに、限定することなく、デジタル信号プロセッサ（ｄｉｇｉｔａｌ  ｓｉｇｎａｌ  ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）（ＤＳＰ）のハードウェアと、ネットワーク・プロセッサと、特定用途向け集積回路（ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  ｓｐｅｃｉｆｉｃ  ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  ｃｉｒｃｕｉｔ）（ＡＳＩＣ）と、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ｆｉｅｌｄ  ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  ｇａｔｅ  ａｒｒａｙ）（ＦＰＧＡ）と、ソフトウェアを記憶するためのリード・オンリー・メモリ（ｒｅａｄ  ｏｎｌｙ  ｍｅｍｏｒｙ）（ＲＯＭ）と、ランダム・アクセス・メモリ（ｒａｎｄｏｍ  ａｃｃｅｓｓ  ｍｅｍｏｒｙ）（ＲＡＭ）と、不揮発性ストレージとを含むことができる。他のハードウェアが、従来のものおよび／またはカスタムもまた、含まれることが可能である。同様に、図の中に示されるどのようなスイッチも、概念的なものにすぎない。それらの機能は、プログラム・ロジックの動作を通して、専用のロジックを通して、プログラム制御と専用のロジックとの相互作用を通して、または手動によってさえも実行されることが可能であり、特定の技法は、文脈からもっと詳細に理解されるように、実装者によって選択可能である。
【００９６】
本明細書における任意のブロック図は、本発明の原理を実施する例示の回路の概念図を表すものであることが、当業者によって理解されるべきである。同様に、任意のフロー・チャート、流れ図、状態遷移図、擬似コードなどは、そのようなコンピュータまたはプロセッサが、明示的に示されるか否かにかかわらず、コンピュータ読取り可能媒体において実質的に表され、またそのようにしてコンピュータまたはプロセッサによって実行され得る様々なプロセスを表すことが、理解されるであろう。
【００９７】
説明および図面は、単に、本発明の原理を示しているにすぎない。したがって、当業者は、本明細書において明示的に説明されても、または示されてもいないが、本発明の原理を実施し、またその精神および範囲に含まれる様々な構成を工夫することができるようになることが、理解されるであろう。さらに、本明細書において列挙されるすべての例は、主として、当技術を推進することに対して本発明者（単数または複数）によって寄与される本発明の原理と概念とを理解する際に読者を助ける教育上の目的のためにすぎないように明示的に意図され、またそのような具体的に列挙された例および状態だけには限定されることのないように解釈されるべきである。さらに、本発明の原理、態様、および実施形態を列挙している本明細書におけるすべての記述、ならびにそれらの特定の例は、その同等物を包含するように意図される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０ａ】
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【図１０ｂ】
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【図１０ｃ】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【国際調査報告】
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