(57)【要約】  無線通信を提供するシステムが提供される。本システムは、複数の設定可能な受信機と送信機とを有するラジオトランシーバと、指定されたカバレッジエリアとキャパシティとの少なくとも１つに係る動作モードを用いて動作するよう前記複数の受信機と送信機との少なくとも一部を設定するよう動作可能なプログラマブルプロセッサとを有する。
2011517529.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線通信を提供するシステムであって、
複数の設定可能な受信機と送信機とを有するラジオトランシーバと、
指定されたカバレッジエリアとキャパシティとの少なくとも１つに係る動作モードを用いて動作するよう前記複数の受信機と送信機との少なくとも一部を設定するよう動作可能なプログラマブルプロセッサと、
を有するシステム。
【請求項２】
モデムを介し前記プログラマブルプロセッサにプログラム入力が提供される、請求項１記載のシステム。
【請求項３】
前記プログラマブルプロセッサは、ＦＰＧＡ、ＡＳＩＣ、ＣＰＬＤ及びＤＳＰの少なくとも１つである、請求項１記載のシステム。
【請求項４】
命令が、前記設定可能なラジオトランシーバの動作モードを選択する、請求項１記載のシステム。
【請求項５】
前記動作モードは、前記ラジオトランシーバのキャパシティを低下させ、レンジを増大させる、請求項４記載のシステム。
【請求項６】
前記動作モードは、前記ラジオトランシーバのレンジを低下させ、キャパシティを増大させる、請求項４記載のシステム。
【請求項７】
前記動作モードは、ビームフォーミングとＭＩＭＯの１つを利用する、請求項４記載のシステム。
【請求項８】
前記ラジオトランシーバは、少なくとも２つの送信チェーンを有する、請求項４記載のシステム。
【請求項９】
ラジオヘッドを設定する方法であって、
前記ラジオヘッドに係る複数の送信機と受信機との少なくとも一部について所定の動作モード又は動作パラメータのセットから前記ラジオヘッドの動作モードを選択するステップと、
ラジオヘッドのキャパシティ、レンジ又は送信モードの１以上の変更を指示するため、前記動作モードを前記ラジオヘッドに入力するステップと、
を有する方法。
【請求項１０】
動作状態の変化を特定し、前記動作状態の変化に基づき前記ラジオヘッドのキャパシティ、レンジ又は送信タイプを変更するステップをさらに有する、請求項９記載の方法。
【請求項１１】
前記動作状態の変化は、キャパシティ需要の増大である、請求項１０記載の方法。
【請求項１２】
前記動作モードは、ソフトウェアキーを用いて予めプログラムされた動作モードをアクティブ化することによって前記ラジオヘッドに入力される、請求項９記載の方法。
【請求項１３】
前記動作モードは、前記ラジオヘッドの少なくとも１つのプログラマブル装置をプログラムすることによって前記ラジオヘッドに入力される、請求項９記載の方法。
【請求項１４】
前記ラジオヘッドの動作モードを選択するステップはさらに、リアルタイムの動作状態に基づき前記ラジオヘッドの動作モードを選択することからなる、請求項９記載のシステム。
【請求項１５】
ラジオヘッドを設定する方法であって、
第１レンジと第１カバレッジエリアとを有する第１動作モードにより第１ラジオヘッドを動作させるステップと、
動作状態の変化を検出するステップと、
第２レンジと第２カバレッジエリアとを有する第２動作モードを選択することによって前記動作状態の変化を補償するステップと、
前記第１ラジオヘッドを前記第２動作モードにより動作させるステップと、
を有する方法。
【請求項１６】
前記動作状態の変化は、第２ラジオヘッドの故障である、請求項１５記載の方法。
【請求項１７】
前記動作状態の変化は、前記第１ラジオヘッドの使用の変更によるものである、請求項１５記載の方法。
【請求項１８】
前記動作状態の変化の検出は、前記第２ラジオヘッドにより提供される通知を介して実行される、請求項１６記載の方法。
【請求項１９】
前記動作状態の変化の補償は、前記第１ラジオヘッドのキャパシティを増大させることにより実行される、請求項１５記載の方法。
【請求項２０】
前記動作状態の変化の補償は、前記第１ラジオヘッドのレンジを増大させることによって実行される、請求項１５記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般にラジオヘッドに関し、より詳細にはアジャイルラジオヘッド（ａｇｉｌｅ  ｒａｄｉｏ  ｈｅａｄ）のキャパシティ及びレンジを変更するための装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ワイドバンドトランシーバは、典型的には、送信機と受信機との双方を含む。送信機は、通信装置から信号を取得し、通信装置から送信先に送信可能な高電力信号を生成し（信号を増幅するなど）、その後に信号を送信機から送信先に伝搬するのに利用される。受信機は、送信先から送信された信号を取得し、当該信号を通信装置にわたす。
【０００３】
既存の通信システムによる問題点の１つは、通信システムが固定的なキャパシティとレンジとを有することである。通信システムのキャパシティ又はレンジの変更は、通信システムに対するハードウェアの変更を必要とするかもしれない。これらのハードウェア変更は、特に基地局のハードウェアの変更に関するときは、基地局のタワーの危険な上昇及び／又は重たいリフトの装置が必要となりうるため、コストと時間のかかるものとなる。
【０００４】
通信システムが最初に設置されるとき、通信システムのカバレッジエリアを最大化することが求められる。加入者数が増加し、さらなる通信システムが設置されるに従って、カバレッジエリアの要求からキャパシティの増加要求へのシフトが起きる可能性がある。これらの変更される要求をサポートするようシステムを適合させることは、一般によりコストのかかるハードウェアの設置、ネットワークダウン時間及びリースの再交渉を必要とする。同様に、同じネットワークインフラストラクチャ配置段階においてさえ、一部の場所ではより大きなレンジよりより大きなキャパシティがより要求される可能性がある。
【発明の概要】
【０００５】
一実施例では、システムが開示される。本システムは、複数の設定可能な受信機と送信機とを有するラジオトランシーバと、指定されたカバレッジエリアとキャパシティとの少なくとも１つに係る動作モードを用いて動作するよう前記複数の受信機と送信機との少なくとも一部を設定するよう動作可能なプログラマブルプロセッサとを有する。
【０００６】
他の実施例では、ラジオヘッドを設定する方法が開示される。本方法は、前記ラジオヘッドに係る複数の送信機と受信機との少なくとも一部について所定の動作モード又は動作パラメータのセットから前記ラジオヘッドの動作モードを選択するステップと、ラジオヘッドのキャパシティ、レンジ又は送信モードの１以上の変更を指示するため、前記動作モードを前記ラジオヘッドに入力するステップとを有する。
【０００７】
他の実施例では、ラジオヘッドを設定する方法が開示される。本方法は、第１レンジと第１カバレッジエリアとを有する第１動作モードにより第１ラジオヘッドを動作させるステップと、動作状態の変化を検出するステップと、第２レンジと第２カバレッジエリアとを有する第２動作モードを選択することによって前記動作状態の変化を補償するステップと、前記第１ラジオヘッドを前記第２動作モードにより動作させるステップとを有する。
【０００８】
上記及び他の特徴が、添付された図面と請求項に関する以下の詳細な説明からより明確に理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、アジャイルラジオヘッドを有するシステムの一実施例のブロック図である。
【図２】図２は、２つの動作モードを示すアジャイルラジオヘッドを有するシステムのブロック図である。
【図３】図３は、３つのアジャイルラジオヘッドを有する通信タワーの平面図である。
【図４】図４は、複数のアジャイルラジオヘッドを使用したシステムのブロック図である。
【図５】図５は、周波数分割二重を利用して動作するアジャイルラジオヘッドのブロック図である。
【図６】図６は、時分割二重を利用して動作するアジャイルラジオヘッドのブロック図である。
【図７】図７は、アジャイルラジオヘッドの動作のフローチャートである。
【図８】図８は、基地局装置のブロック図である。
【図９】図９は、汎用コンピュータのブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本開示の一実施例の一例となる実現形態が以下で示されるが、本システムは、現在既知であるか又は存在しているかに関わらず、何れかの技術を用いて実現可能であることがまず理解されるべきである。本開示は、ここに図示及び記載される一例となる設計及び実現形態を含む、後述される一例となる実現形態、図面及び技術に限定されるべきでなく、添付した請求項とその均等の完全な範囲内で変更可能である。さらに、ここで用いられる“結合される”、“接続される”、“電気接続される”、“信号通信する”などの用語は、特定の実施例の全体に関して明らかなように、構成要素間の直接的な接続、構成要素間の間接的な接続又はその両方を含むものであってもよいことが理解される。“結合される”という用語は、限定されることなく、直接的又は間接的な接続を含むことが意図される。“わたす”、“送信する”、“送信される”は、限定されることなく１つの装置から他の装置への信号の電気的送信を含むことが意図される。一部の実施例では、本開示はまた、位相シフトキーイング（ｍＰＳＫ）や直交振幅変調（ｍＱＡＭ）など（ここで、ｍＰＳＫ及びｍＱＡＭにおける“ｍ”は任意の整数である）、デジタル変調方式で通常用いられるような複素性（実数成分と虚数成分）の波形に関する実施例を含む。他の実施例では、本開示はまた、スカラー信号を用いるシステムに関する実施例を含む。
【００１１】
図１に示されるように、本開示は、通信タワー１４に搭載され、境界又はレンジ１８により画定されたサービスエリアを有するアジャイルラジオヘッド１２を有するアジャイルリモートラジオヘッドシステム１０を想定する。アジャイルラジオヘッド１２は、可動的又は固定的な通信装置２０とモデム１６と通信する。アジャイルラジオヘッド１２はまた複数の移動及び／又は固定装置と通信してもよく、複数の移動及び／又は固定装置がここに開示される各種実施例において利用可能であることを理解することによって、単一の移動通信装置２０が例示的に示されることが理解される。アジャイルラジオヘッド１２の革新的特徴の１つは、アジャイルラジオヘッド１２がアジャイルラジオヘッド１２とモデム１６とによりサポート可能なキャパシティ（アジャイルラジオヘッドと通信可能な移動及び／又は固定装置の個数など）を向上させ、又はレンジ１８を拡張するようソフトウェアを介し再設定可能であることである。アジャイルラジオヘッド１２の動作はソフトウェアを介し調整されてもよいため、再設定は、ラジオヘッド１２との間の伝送セルラーインフラストラクチャ、追加的なハードウェア又はリース再交渉に対するタワークライム、レンタル又はインフラストラクチャリフト装置の配備を必要としない。
【００１２】
本発明のアジャイルラジオヘッド１２は、複数の送信機と受信機とによるソフトウェア再設定可能なラジオヘッドである。アジャイルラジオヘッド１２は任意数の送信機と受信機とを有してもよいことが明示的に理解される。これらの送信機と受信機とは、ここに開示される何れかの方法により設定されてもよく、ここに記載される設定又はコンフィギュレーションの具体例は単なる例示のためのものである。簡単化のため、３つのアジャイルラジオヘッド１２の動作プロファイル又はモードが説明される。アジャイルラジオ動作モード１は、最大カバレッジエリアモードである。アジャイルラジオ動作モード２は、最大キャパシティモードである。アジャイルラジオ動作モード３は、特殊なＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｉｎｐｕｔ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｏｕｔｐｕｔ）又はビームフォーミング構成である。何れかの動作モードがアジャイルラジオヘッドにプログラムされ、ラジオヘッドのカバレッジ及び／又はキャパシティを変更するようラジオヘッドの再プログラミングが本開示の意図する範囲内に属することが明示的に理解される。さらに、対称的なカバレッジエリアが示されているが、非対称的なカバレッジエリアが本発明により想定されることが明らかに理解される。
【００１３】
通信タワー１４はタワーとして示されているが、通信タワー１４はアジャイルラジオヘッド１２が搭載可能な何れかの構成とすることが可能であることが明らかに理解される。アジャイルラジオヘッド１２が搭載可能な他の位置の具体例として、限定されることなく、ビルディング、他のタイプのタワー（給水塔など）又はアジャイルラジオヘッド１２を搭載するのに適した他の位置があげられる。通信タワー１４は、例えば、ワイヤ又はケーブルなどを介しアジャイルラジオヘッド１２とモデム１６の電力と共に、モデム１６とアジャイルラジオヘッド１２との間の通信を提供するものであってもよい。
【００１４】
通信装置２０は、アナログ信号とデジタル信号とを含む、何れかのタイプの信号を送受信可能な何れかの装置である。通信装置２０は信号を生成、変更又は送受信可能な移動端末若しくはハンドセット、携帯電話基地局、コンピュータ又は他の何れかの装置において見られるものと実質的に同様のコンポーネントを有することが明らかに想定される。さらに、１以上の通信装置が通信装置２０と一致して存在することが想定される。例えば、通信装置２０は、実際に信号生成装置や信号受信機などの２以上の独立した装置からなるものであってもよい。
【００１５】
アジャイルラジオヘッド１２、通信タワー１４及びモデム１６は独立した装置として示されているが、それらが単一の装置に一体化されてもよいことは明らかに理解されるであろう。例えば、通信タワーは、単一のハウジングに一体化されたアジャイルラジオヘッド１２、通信タワー１４及びモデム１６を有してもよい。本開示の範囲は、アジャイルラジオヘッド１２、通信タワー１４及びモデム１６を別々の装置とした例示的な表現により限定されるべきでない。
【００１６】
図２は、第１カバレッジレンジ３０を有する第１動作モードと、第２カバレッジレンジ３２を有する第２動作モードとの２つの動作モードを有するアジャイルラジオヘッド１２を示す。本例は、アジャイルラジオヘッドのレンジがアジャイルラジオヘッド１２のソフトウェア設定に応じて異なるカバレッジエリアを有するよう設定可能であることを示す。図２に示される例では、通信装置２０は、第１カバレッジレンジ３０の範囲外であるが、第２カバレッジレンジ３２の範囲内である。カバレッジエリアはアジャイルラジオヘッド１２の動作モードを介し変更可能であることが理解されるであろう。
【００１７】
本開示の実施例は、各種アンテナ技術に関連して利用可能である。これらの技術は、例えば、非限定的な具体例として、ＭＩＭＯ、ビームフォーミング及びダイバーシチ合成システムを含む。ＭＩＭＯシステムは、ラジオヘッド１２と通信装置２０との間に存在する直交空間モードにより異なるデータストリームを送信することによって、与えられたチャネル帯域幅におけるシステムキャパシティを増大させるものである。ビームフォーミングは、空間多重化を介しキャパシティを増大させる手段である。ビームフォーミングは、送受信機のグループがビームフォーマを介しアンテナアレイに接続される固定的なものであってもよいし、又は送受信機がラジオヘッド１２及び／又はモデム１６におけるベースバンド処理により適切に位相設定されるアダプティブなものであってもよい。ダイバーシチ合成は、共通する方向から受信する異なるアンテナからの入力信号を同相和をとることによって感度を向上させる手段である。ダイバーシチ合成の形態として、例えば、ＭＲＣ（Ｍａｘｉｍａｌ  Ｒａｔｉｏ  Ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ）などがあげられる。マルチキャリア動作は、単一の送信機によって実現されてもよいし、又は異なる周波数において２以上のキャリアを励起する複数の送信機により実現されてもよい。マルチキャリア動作はより多くの帯域幅を使用し、この結果、システムのキャパシティは使用されるキャリア数に比例する。
【００１８】
一実施例では、アジャイルラジオヘッドシステム１０は、ＭＩＭＯ、ビームフォーミング、マルチキャリア又はダイバーシチ方式及び／又はモードにより送受信機のグループを利用することによって、カバレッジ又はキャパシティを向上させるためにアジャイルリモートラジオヘッドシステム１０の動的な設定を推進することによって、より大きなキャパシティドライブのＭＩＭＯの要求としてさらなる送信機及び受信機を４Ｇラジオに含めることに対するトレンドを利用する。例えば、４×４ＭＩＭＯをサポート可能な４つの送信機と４つの受信機とを有するラジオが利用可能である場合、送信機は、より大きなダウンリンクパワーとカバレッジの向上を提供するため、そのパワーを４つ未満の出力にプーリングすることによって利用されてもよい。同様に、受信機がグループ化可能であり、異なる形態の合成が、アジャイルリモートラジオシステムヘッドシステム１０の感度を向上させるのに利用可能である。
【００１９】
複数のアジャイルラジオヘッドが通信タワー１４に設けられてもよいことが明らかに理解されるであろう。図３は、アジャイルラジオヘッド１２が第２アジャイルラジオヘッド４２と第３ラジオヘッド４４と一緒に示される構成４０を示す。この構成は、アジャイルラジオヘッドのカバレッジのレンジ及び／又は方向が独立に調整されることを可能にする。アジャイルラジオヘッド１２，４２，４４が本開示により動的に設定される方法に応じて、各セクタのレンジが変更される。
【００２０】
アジャイルラジオヘッドはソフトウェアを介し設定可能であるため、それらは複数の状況に基づき動的に設定可能である。これらの具体例として、需要の一時的な増大に基づくキャパシティの増加、１以上のタワーの故障の補償又は動作要求の他の何れかの変更があげられる。需要の増大はキャパシティ需要の増大と呼ばれてもよい。需要の一時的増大の具体例では、通信タワー１４がハイウェイに隣接する場合、通信タワー１４はラッシュアワー中の需要の増大を受ける。これらの期間中、通信タワー１４は極めて大きな需要を有する小さなエリアにサービス提供する必要がある。従って、通信タワー１４は、より大きなキャパシティを有するより小さなカバレッジエリアを可能にするよう設定されてもよい。
【００２１】
図４は、１つのアジャイルラジオヘッド（ラジオヘッド１２など）の設定が共通するエリア（１つのタワー上など）にある又は近傍の１以上の他のラジオヘッドと類似していない例である。この例では、通信タワー１４のカバレッジエリア５０は、特定の目的のためカスタマイズされてもよい。例えば、ハイウェイ５２が通信タワー１４の隣にある場合、アジャイルラジオヘッド１２はモード２の動作について設定される一方（道路近くで最大キャパシティなど）、ハイウェイから離れた方向のエリア（第２アジャイルラジオヘッド４２と第３アジャイルラジオヘッド４４など）はモード１により動作する（最大カバレッジエリアなど）ようにしてもよい。
【００２２】
当業者に理解されるように、複数の信号が同時に又は連続的に送信されるとき、信号が他の信号から生じる干渉を受けることを防ぐための動作方式が利用され、これにより、信号が正確かつ確実に送受信されることが可能になる。動作方式のタイプとして、限定されることなく、時分割二重方式や周波数分割二重方式があげられる。時分割二重では、信号は、２つの信号が互いに干渉することを回避するよう異なる時間で送受信される。周波数分割二重では、信号は、２つの信号が互いに干渉することを回避するように異なる周波数で送受信される。本開示では周波数分割二重と時分割二重処理が詳細に説明されるが、限定されることなく、周波数分割二重と時分割二重との組み合わせを含む何れかの動作方式が本開示に従って利用可能であることは明らかに理解されるであろう。図５及び６はそれぞれ、周波数分割二重と時分割二重とを用いたアジャイルラジオヘッドの設定の具体例である。
【００２３】
図５は、周波数分割二重ラジオ処理を利用したアジャイルラジオヘッド１２の一実現形態のブロック図８０である。周波数分割二重ラジオ処理では、アップリンクとダウンリンクとは、異なる周波数スペクトルにおいて連続的に動作する。本例では、送信対象のデータはまず、プロトコルＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）９０に送信される。プロトコルＦＰＧＡ９０は、データを第１信号処理ＦＰＧＡ９４又は第２信号処理ＦＰＧＡ９６に送信する。データが何れの送信チェーンを介し送信されるかの選択は、アジャイルラジオヘッド１２の動作モードに依存する。マイクロプロセッサ９２は、アジャイルラジオヘッド１２の制御データを提供する。一部の実施例では、マイクロプロセッサ９２は、ＦＰＧＡとして実現されてもよいし、及び／又はＦＰＧＡと一体化されてもよい。他の実施例では、マイクロプロセッサ９２、第１信号処理ＦＰＧＡ９４及び第２信号処理ＦＰＧＡ９６により提供されるここに記載される機能は、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＣＰＬＤ（Ｃｏｍｐｌｅｘ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｌｏｇｉｃ  Ｄｅｖｉｃｅ）、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）及び当業者に既知の他のプロセッサを含む他のプロセッサタイプにより提供されてもよい。他の実施例では、ＦＰＧＡ、ＣＰＬＤ、ＤＳＰ及びマイクロプロセッサは、プログラマブル装置と呼ばれてもよい。
【００２４】
図５により示される一例となる実施例では、４つの可能な送信及び受信チェーンがある。送信チェーンは、信号処理ＦＰＧＡから信号を用意してアジャイルラジオヘッドから送信するのに使用されるデュプレクサまで延びる構成要素を含むことが意図される。送信チェーンは、デジタル・アナログコンバータ（ＤＡＣ）とアップコンバータ（図示せず）とを有する。送信チェーンの一例は、信号が第１アンプ９８から第１信号処理ＦＰＧＡ９４に送信され、増幅され、その後に第１アナログハイブリッドマトリックス（ＡＨＭ）１２０に送信される場合に見つけられる。アナログハイブリッドマトリックスは、第１アンプ９８から送信される信号を第２アンプ１００により送信される信号と合成するのに用いられる。第１ＡＨＭ１２０は、Ｎ×Ｎカプラ（Ｎは、合成可能な送信チェーンの個数を表す整数である）とすることができる。本例では、第１信号処理ＦＰＧＡ９４は、ＲＦ信号が第１ＡＨＭ１２０の適切なポートに到着し、適切なデュプレクサ８２，８４とアンテナに送信されるように、第１ＡＨＭ１２０の伝送機能の逆の処理をベースバンドデータに適用する。このシステムの説明は、参照することによりここに援用される米国特許第７，２０６，３５５号により完全に与えられている。このコンセプトは、独立した送信機として又はそれらのパワーを出力のサブセットに合成するよう動作するＮ送信機を利用する。図５に示される実施例では、第１ＡＨＭ１２０はアンプ９８，１００をリンクし、２×２カプラである。アンプ９８，１００を有する送信機は、独立したデータストリームを伝搬する独立した送信機として動作可能であるか、又はそれらのパワーが１つの出力ポートにプール可能である。さらに、ＲＦパワーの過半数を第１デュプレクサ８２などの第１出力に提供し、ＲＦパワーのより小さな部分を第２デュプレクサ８４などの第２出力に提供することが可能である。この信号は第１ＡＨＭ１２０から出力され、送信のため第１デュプレクサ８２に送信される。図５に示される他の送信チェーンは、第１信号処理ＦＰＧＡ９４、第２アンプ１００、第１ＡＨＭ１２０及び第２デュプレクサ８４を有する。図５に示される第３の送信チェーンは、第２信号処理ＦＰＧＡ９６、第３アンプ１０２、第２ＡＨＭ１２２及び第３デュプレクサ８６を有する。第４の送信チェーンは、第２信号処理ＦＰＧＡ９６、第４アンプ１０４、第２ＡＨＭ１２２及び第４デュプレクサ８８を有する。
【００２５】
図５はまた、４つの受信チェーンを含む。受信チェーンは、信号がアジャイルラジオヘッドにより受信される要素を含む。第１受信チェーンは、信号が第１デュプレクサ８２に入るところである。第１デュプレクサにより受信される信号は、増幅のため用意され、第１受信機１０６に送信される。第１受信機１０６は、信号を増幅、ダウン変換、フィルタリング及びデジタル化し、受信信号を第１信号処理ＦＰＧＡ９４に送信する。第１信号処理ＦＰＧＡ９４は、処理された信号をプロトコルＦＰＧＡ９０に送信する。同様の第２受信チェーンは、第２デュプレクサ８４、第２受信機１０８、第１信号処理ＦＰＧＡ９４及びプロトコルＦＰＧＡ９０から構成される。同様の第３受信チェーンは、第３デュプレクサ８６、第３受信機１１０、第２信号処理ＦＰＧＡ９６及びプロトコルＦＰＧＡ９０から構成される。同様の第４受信チェーンは、第４デュプレクサ８８、第４受信機１１２、第２信号処理ＦＰＧＡ９６及びプロトコルＦＰＧＡ９０から構成される。より多くの又はより少ない送信及び／又は受信チェーンが本開示の教示に従って提供可能であることが理解されるべきである。
【００２６】
また図５において、マルチプレクサ（ＭＵＸ）１２４とフィードバック受信機（ＦＢＲＸ）１１４とが示される。ＭＵＸ１２４は、限定されることなく、第１ＡＨＭ１２０と第２ＡＨＭ１２２とを含む各種要素からのデータストリームをスイッチ又は選択するのに利用される。図５に示される例では、４つの信号が、第２信号処理ＦＰＧＡ９４に接続される信号パスと第１信号処理ＦＰＧＡ９０に接続される信号パスとの２つのフィードバック信号パスにスイッチ可能なＭＵＸ１２４の入力に接続される。選択された２つのフィードバック信号は、ＭＵＸ１２４からＦＢＲＸ１１４に送信される。ＦＢＲＸ１１４は、限定することなくベースバンドプリディストーションと１以上のＡＨＭユニットのモニタリングを含む複数の目的のため、フィードバック信号を利用する。ＦＢＲＸ１１４のより完全な説明は、参照することにより援用される上述した米国特許第７，２０６，３５５号に見つけられる。ＦＢＲＸ１１４は、第１ＡＨＭ１２０と第２ＡＨＭ１２２とからの信号をサンプリングすることによって、アジャイルラジオヘッド１２ないのパワー分散を向上させることが可能である。ＦＢＲＸ１１４は、本開示に関して利用されるとき、少なくとも１つのＡＨＭをモニタリングし、フィードバック信号処理を実行し、又はパワー分散を向上させることが可能な他の要素と置換可能であることは明らかに理解されるであろう。図５に示される例は２つのフィードバック信号を有するが、任意数の信号が開示されるＡＨＭユニット、ＭＵＸ１２４及びＦＢＲＸ１１４により利用されてもよいことが明らかに理解されるであろう。
【００２７】
アジャイルラジオヘッド１２がアジャイルラジオ動作モード１（最大カバレッジエリアなど）を用いて動作している場合、２つのアンプ（第１アンプ９８と第２アンプ１００又は第３アンプ１０２と第４アンプ１０４）からの出力パワーは、カバレッジエリアを増大させるため合成される。
【００２８】
アジャイルラジオヘッド１２は、単一の周波数を用いてさらなるキャパシティを提供し、又は異なる周波数を用いて複数のキャリアを可能にするため利用される動作モード２（最大キャパシティモードなど）を用いて動作してもよい。例えば、モード２では、各アンプから１つずつで４つの別々の送信があってもよい。これらの送信は、同じ周波数又は２つの別の周波数（第１周波数において第１デュプレクサ８２と第２デュプレクサ８４及び第２周波数において第３デュプレクサ８６と第４デュプレクサ８８）によるものであってもよい。これは、アジャイルラジオヘッド１２のキャパシティを２倍にする２つのキャリアラジオを生成する。２つのキャリアラジオを使用する実施例では、各キャリアは２つの送信機と２つの受信機（２×２ＭＩＭＯ）により提供される。さらに、電圧制御オシレータ（ＶＣＯ）が使用され、非連続チャネル割当てのために任意の周波数に調整されてもよいことが理解されるであろう。
【００２９】
アジャイルラジオヘッド１２がアジャイルラジオ動作モード３（カスタムカバレッジなど）を用いて動作する場合、特定のカバレッジプロファイルのためのビームフォーミングが利用される。モード３の送信チェーンと受信チェーンのそれぞれは同じ周波数を利用する。この動作モードは、当業者に知られるように、狭いエリアと通信し、又は特殊な通信リンクを確立するのに利用される。動作モード３を用いたビームフォーミングは、アジャイルラジオヘッド１２からの送信タイプの変更の一例である。
【００３０】
これらの動作モードはそれぞれ、モデム１６を介し設定されてもよい。コンピュータが、コンピュータは、マイクロプロセッサ９２及び／又はＦＰＧＡの１以上をプログラミングするためのソフトウェアキーによりモデム１６と接続し、本開示によるモードを用いて動作するようアジャイルラジオヘッドを再設定してもよい。マイクロプロセッサ及び／又はＦＰＧＡは各システムの動作モードを制御するため、モデムは何れか特定の動作モードをプログラムするのに利用されてもよいことは明らかに理解されるであろう。アジャイルラジオヘッドをプログラムする２つの方法は、ＦＰＧＡ内の予めプログラムされたスキームを選択するか、又は新たなスキームをＦＰＧＡにプログラムすることである。例えば、ここに開示される３つの動作モードのすべてがアジャイルラジオヘッド１２にプログラムされ、ＦＰＧＡに予めプログラムされた動作スキームを用いて動作するよう単に指示することによって選択されてもよい。さらに、ＦＰＧＡはモデム１６を用いて新たなスキームにより再プログラムされてもよい。本開示に関して利用可能なアジャイルラジオヘッド１２の動作をスイッチする方法は多数あることが想到されるであろう。
【００３１】
図６は、時分割二重ラジオ処理を利用したアジャイルラジオヘッド１２の一実現形態のブロック図１３０である。本実施例では、アップリンクとダウンリンクとが時間二重される（ダウンリンク及びアップリンク機能が異なる時間に使用される）。図６は、デュプレクサ８２と８４のペアがフィルタ１３２ａと１３２ｂのペアと置換され、デュプレクサ８６と８８の第２ペアがフィルタ１３４ａと１３４ｂの第２ペアと置換されていることを除いて、（上述した）図５と同様である。これは、通信分野でよく知られている時分割二重スキームを用いたアジャイルラジオヘッドの動作を可能にする。図６には示されていないが、送信機と受信機が時分割二重処理を利用するためスイッチ又はサーキュレータを介し接続されてもよいことが理解されるであろう。
【００３２】
図７は、アジャイルラジオヘッド１２の１つの動作方法のフローチャート１５０である。ブロック１５２では、アジャイルラジオヘッドの動作モードが選択される。ブロック１５４において、その動作モードがアジャイルラジオヘッドに送信される。ブロック１５６において、アジャイルラジオヘッド１２はこの新たな動作モードにより設定される。ブロック１５８において、アジャイルラジオヘッド１２は、新たな動作モードを用いて動作する。
【００３３】
図８は、開示されたアジャイルラジオヘッドと共に利用可能なベーストランシーバステーションの一実施例を示す。本実施例では、アジャイルラジオヘッド１２は、固定位置において中〜高のパワーマルチチャネルの双方向ラジオである。典型的には、それは、携帯電話、ポータブル電話、無線ルータなどの低パワーシングルチャネル双方向ラジオ又は無線装置により利用されてもよい。アジャイルラジオヘッド１２は、送信機２０２と受信機２０４とに接続される信号コントローラ２００を有する。送信機２０２と受信機２０４（又は合成されたトランシーバ）はさらに、アンテナ２０６に接続される。アジャイルラジオヘッド１２では、デジタル信号は信号コントローラ２００において処理される。デジタル信号は、移動端末（図示せず）用の音声又はデータを搬送する信号などの無線通信システムの信号であってもよい。アジャイルラジオヘッド１２は、２Ｇ、２．５Ｇ、３Ｇ、ＧＳＭ、ＩＭＴ−２０００、ＵＭＴＳ、ｉＤＥＮ、ＧＰＲＳ、１ｘＥＶ−ＤＯ、ＥＤＧＥ、ＤＥＣＴ、ＰＤＣ、ＴＤＭＡ、ＦＤＭＡ、ＣＤＭＡ、Ｗ−ＣＤＭＡ、ＬＴＥ、ＴＤ−ＣＤＭＡ、ＴＤ−ＳＣＤＭＡ、ＧＭＳＫ、ＯＦＤＭ、ＷｉＭＡＸ、ＩＥＥＥ８０２．１１規格のファミリー、ＩＥＥＥ８０２．１６規格のファミリー、ＩＥＥＥ８０２．２０などの何れか適切な無線技術又は規格を利用してもよい。その後、信号コントローラ２００は、デジタル信号をチャネル処理回路２０８を有する送信機２０２に送信する。チャネル処理回路２０８は各デジタル信号を符号化し、ラジオ周波数（ＲＦ）生成手段２１０が符号化された信号をＲＦ信号に変調する。生成される出力信号は、アンテナ２０６を介し移動端末に送信される。アンテナ２０６はまた、移動端末からアジャイルラジオヘッド１２に送信された信号を受信する。アンテナ２０６は、この信号を受信機２０４に送信し、受信機２０４はそれらをデジタル信号に復調し、外部ネットワーク２１２に中継される信号コントローラ２００に送信する。アジャイルラジオヘッド１２はまた、アジャイルラジオヘッド１２からの熱の除去のため、冷却ファン又は空気交換機などの補助装置を有してもよい。
【００３４】
上述されたシステムのコンポーネント（モデム１６、マイクロプロセッサ９２、通信装置２０など）は、必要なワークロードを処理するのに十分な処理パワー、メモリリソース及びネットワークスループット機能を有する何れかの汎用コンピュータ上で実現されてもよい。図９は、ここに開示された１以上の実施例を実現するのに適した典型的な汎用コンピュータシステムを示す。コンピュータシステム２２０は、セカンダリストレージ２２４を含む記憶装置、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）２２６、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）２２８、入出力（Ｉ／Ｏ）装置２３０及びネットワーク接続装置２３２と通信可能なプロセッサ２２２（中央処理ユニット又はＣＰＵとも呼ばれる）を有する。プロセッサは、１以上のＣＰＵチップとして実現可能である。
【００３５】
セカンダリストレージ２２４は、典型的には、１以上のディスクドライブ又はテープ装置から構成され、データの不揮発性ストレージのため、またＲＡＭ２２８がすべてのワーキングデータを保持するのに十分大きくない場合にはオーバフローデータ記憶装置として利用される。セカンダリストレージ２２４は、実行用のプログラムが選択されると、ＲＡＭ２２８にロードされる当該プログラムを格納するのに利用されてもよい。ＲＯＭ２２６は、プログラム実行中に読まれる命令及びデータを格納するのに利用される。ＲＯＭ２２６は、典型的には、セカンダリストレージのより大きなメモリキャパシティに対して小さなメモリキャパシティを有する不揮発性記憶装置である。ＲＡＭ２２８は、揮発性データと命令を格納するのに利用される。ＲＯＭ２２６とＲＡＭ２２８の双方へのアクセスは、典型的には、セカンダリストレージ２２４へのものより速い。
【００３６】
Ｉ／Ｏ装置２３０は、プリンタ、ビデオモニタ、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、タッチスクリーンディスプレイ、キーボード、キーパッド、スイッチ、ダイアル、マウス、トラックボール、音声認識装置、カードリーダ、紙テープリーダ、又は他の周知な入力装置を含む。ネットワーク接続装置２３２は、モデム、モデムバンク、イーサネット（登録商標）カード、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｓｅｒｉａｌ  Ｂｕｓ）インタフェースカード、シリアルインタフェース、トークンリングカード、ＣＤＭＡ、ＧＳＭ及び／又はＷｉＭＡＸなどのラジオトランシーバカード及び他の周知なネットワーク装置の形態をとりうる。これらのネットワーク接続装置２３２は、プロセッサ２２２がインターネット又は１以上のイントラネットと通信することを可能にする。このようなネットワーク接続によって、プロセッサ２２２はネットワークから情報を受信し、又は上述した方法ステップの実行中に情報をネットワークに出力することが想定される。しばしばプロセッサ２２２を用いて実行される命令シーケンスとして表現されるこのような情報は、例えば、搬送波に実現されるコンピュータデータ信号の形態によりネットワークから受信され、ネットワークに出力される。
【００３７】
例えば、プロセッサ２２２を用いて実行される命令又はデータを含むこのような情報は、搬送波に実現される信号又はコンピュータデータベースバンド信号の形態などによりネットワークから受信され、ネットワークに出力される。ネットワーク接続装置２３２により生成される搬送波に実現される信号又はベースバンド信号は、電気コンダクタ、同軸ケーブル、導波路、光ファイバなどの光媒体、無線又はフリースペースの内部又は表面で伝搬される。搬送波に実現される信号又はベースバンド信号に含まれる情報は、情報の処理又は生成又は情報の送受信について所望されるように、異なるシーケンスに従って順序付けされてもよい。搬送波に実現される信号若しくはベースバンド信号又は現在使用され若しくは以降に開発される他のタイプの信号は、ここでは伝送媒体と呼ばれ、当業者に周知な複数の方法に従って生成される。
【００３８】
プロセッサ２２２は、ハードディスク、フロッピー（登録商標）ディスク、光ディスク（これら各種ディスクベースシステムはすべて、セカンダリストレージ２２４であってもよい）、ＲＯＭ２２６、ＲＡＭ２２８又はネットワーク接続装置２３２からアクセスされる命令、コード、コンピュータプログラム、スクリプトを実行する。１つのプロセッサ２２２しか示されていないが、複数のプロセッサが存在してもよい。各命令はプロセッサにより実行されるものとして説明されるが、これらの命令は、１以上のプロセッサにより同時に、順次的に又は他の方法により実行されてもよい。本発明の好適な実施例が説明及び図示されたが、本発明の趣旨及び教示から逸脱することなく、当業者には変更が可能である。ここに記載される実施例は単なる一例であり、限定するものでない。ここに開示される本発明の多数の変形及び変更が可能であり、本発明の範囲内である。数値範囲又は限定が明示的に述べられるが、このような明示的な範囲又は限定は、明示的に示される範囲又は限定の範囲内の同様の大きさの繰り返しの範囲又は限定を含むことが理解されるべきである（例えば、約１〜１０は２，３，４などを含み、０．１０より大きいものとして０．１１，０．１２，０．１３などを含むなど）。  “含む”、“有する”などの広範な用語の使用は、“構成される”、“実質的に構成される”などのより狭い用語のサポートを提供すると理解されるべきである。
【００３９】
従って、保護範囲は上記記載により限定されるものでなく、その範囲に請求項の主題のすべての均等を含む以下の請求項によってのみ限定される。各請求項は、本発明の実施例として明細書に含まれている。従って、請求項はさらなる記載であり、本発明の好適な実施例に追加される。関連技術の説明のリファレンスの説明は、特に本願の優先日後の公開日を有するリファレンスは、それが本発明の従来技術であることを自認するものでない。ここに引用されるすべての特許、特許出願及び刊行物の開示は、それらがここに与えられるものを補完する例示的、手続的又は他の詳細を提供する程度まで参照することによりここに援用される。
【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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【国際調査報告】
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