(57)【要約】  方法と装置は、ＣＡＴＶシステムを、無線通信システムをサポートする分散アンテナをもつ基地局として構成するために記述される。該ＣＡＴＶシステムは該ＣＡＴＶ分配ネットワーク内の複数の分配ポイントのそれぞれにおいて周波数変換リピータ（２３０）を実装するよう構成され得る。逆方向リンク信号はデバイス（２３０）で検知される（３５０）逆方向リンク信号電力に基づきリモート無線アクセスデバイス（２３０）によって選択的に送信される（３７０）。【選択図】  図３
2011525072.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
信号分配の方法であって、該方法は、
集約順方向リンク信号を生成するために、無線通信順方向リンク信号を有線通信システムコンテンツと多重化すること、
前記集約順方向リンク信号を有線分配システムを通じて複数の無線アクセスデバイスへ分配すること、および
前記複数の無線アクセスデバイスのサブセットのそれぞれで受信された逆方向リンク信号電力に一部基づき、前記複数の無線アクセスデバイスの前記サブセットによって選択的に送信された周波数変換された無線通信逆方向リンク信号のサブセットを、前記有線分配システムから受信すること、
を含む方法。
【請求項２】
前記無線通信順方向リンク信号は、周波数オフセット無線通信順方向リンク信号を含む請求項１の方法。
【請求項３】
前記無線通信順方向リンク信号を有線通信システムコンテンツと多重化することは、前記周波数オフセット無線通信順方向リンク信号をテレビ信号と周波数分割多重化することを含む請求項２の方法。
【請求項４】
前記集約順方向リンク信号を分配することは、前記集約順方向リンク信号をケーブル分配システムを通じて分配することを含む請求項１の方法。
【請求項５】
前記複数の無線アクセスデバイスの前記サブセットによって選択的に送信された前記周波数変換された無線通信逆方向リンク信号を受信することは、前記受信された逆方向リンク信号が予め定められた閾値を予め定められた量だけ超える前記複数の無線アクセスデバイスの前記サブセットのそれぞれから、周波数変換された逆方向リンク信号を受信すること、を含む請求項１の方法。
【請求項６】
前記予め定められた閾値は、熱雑音閾値を含む請求項５の方法。
【請求項７】
信号分配の方法であって、該方法は、
有線分配システムから集約順方向リンク信号を受信すること、
アンテナを使用して、前記集約順方向リンク信号の少なくとも一部分に基づき、順方向リンク信号を無線送信すること、
前記アンテナによって、逆方向リンク信号を受信すること、および
前記逆方向リンク信号に基づき、周波数変換された逆方向リンク信号を前記有線分配システムへ選択的に連結すること、
を含む方法。
【請求項８】
前記周波数変換された逆方向リンク信号を選択的に連結することは、
前記逆方向リンク信号に基づく信号メトリック値を予め定められた閾値と比較すること、
前記信号メトリック値が前記予め定められた閾値を超えることを決定すること、
前記逆方向リンク信号を前記周波数変換された逆方向リンク信号に周波数変換すること、および
前記有線分配システムの逆方向リンクで前記周波数変換された逆方向リンク信号を送信すること、
を含む請求項７の方法。
【請求項９】
前記逆方向リンク信号に基づく前記信号メトリック値を前記予め定められた閾値と比較することは、逆方向リンク信号電力を熱雑音値と比較すること、およびＲＯＴ（rise over thermal）値を決定すること、を含む請求項８の方法。
【請求項１０】
合成アップリンク信号を生成するために、前記周波数変換された逆方向リンク信号をアップリンクケーブルテレビ信号と混合することをさらに含み、前記周波数変換された逆方向リンク信号を送信することは、前記合成アップリンク信号を送信することを含む、請求項８の方法。
【請求項１１】
前記周波数変換された逆方向リンク信号を選択的に連結することは、
前記逆方向リンク信号に基づく信号メトリック値を予め定められた閾値と比較すること、
前記信号メトリック値が前記予め定められた閾値を超えていないと決定すること、および
前記有線分配システムの逆方向リンクで前記逆方向リンク信号の送信を抑止すること、
を含む請求項７の方法。
【請求項１２】
前記集約順方向リンク信号を受信することは、
ケーブルテレビ信号を受信すること、および
前記ケーブルテレビ信号と周波数分割多重化された周波数オフセット順方向リンク無線通信信号を受信すること、
を含む請求項７の方法。
【請求項１３】
前記順方向リンク信号を無線送信することは、
ケーブルテレビ信号から周波数オフセット順方向リンク無線通信信号を逆多重化すること、
前記周波数オフセット順方向リンク無線通信信号を前記順方向リンク信号に周波数変換すること、および
前記順方向リンク信号をアンテナに連結すること、
を含む請求項７の方法。
【請求項１４】
信号分配システムであって、該システムは、
各無線アクセスデバイスは逆方向リンク信号を受信するように構成される無線受信機を備える複数の無線アクセスデバイスと、
前記逆方向リンク信号に基づく信号メトリック値を予め定められた閾値と比較するように構成される比較器と、
合成アップリンク信号を受信し、ヘッドエンドに該信号を分配するように構成される有線分配システムと、
前記無線アクセスデバイスに連結され、前記逆方向リンク信号に基づく信号を前記合成アップリンク信号に選択的に連結するように構成されるスイッチと、
を備えるシステム。
【請求項１５】
各無線アクセスデバイスはさらに、前記無線受信機に連結され、受信電力を前記信号メトリック値として決定するように構成される検出器を備える請求項１４のシステム。
【請求項１６】
各無線アクセスデバイスはさらに、前記有線分配システムによって分配される集約ダウンリンク信号から周波数オフセット順方向リンク信号を逆多重化するように構成される順方向リンクデマルチプレクサを備える請求項１４のシステム。
【請求項１７】
前記集約ダウンリンク信号は、前記周波数オフセット順方向リンク信号と周波数分割多重化されたケーブルテレビコンテンツを備える請求項１６のシステム。
【請求項１８】
各無線アクセスデバイスはさらに、
前記周波数オフセット順方向リンク信号を、無線通信システムのRF送信帯域内の順方向リンク信号に周波数変換するように構成される順方向リンク周波数変換器、および
前記順方向リンク信号を無線で送信するように構成される送信機、
を備える請求項１６のシステム。
【請求項１９】
各無線アクセスデバイスはさらに、前記逆方向リンク信号を前記合成アップリンク信号の周波数帯域内の周波数帯域へ周波数変換するように構成される逆方向リンク周波数コンバータを備える請求項１４のシステム。
【請求項２０】
雑音閾値を決定するように構成される熱雑音較正器をさらに含み、前記予め定められた閾値は前記雑音閾値に基づく、請求項１４のシステム。
【請求項２１】
信号分配システム中の無線アクセスデバイスであって、該無線アクセスデバイスは、
ヘッドエンドから、有線分配システムによって分配される集約ダウンリンク信号を受信するように構成されるマルチプレクサ／デマルチプレクサ、前記デマルチプレクサは、前記集約ダウンリンク信号中のケーブルテレビコンテンツから周波数オフセット順方向リンク信号を逆多重化するように構成される、
前記周波数オフセット順方向リンク信号を、無線通信システムのRF送信帯域内の順方向リンク信号に周波数変換するように構成される順方向リンク周波数変換器、
前記順方向リンク周波数変換器に連結され、前記順方向リンク信号を無線送信するように構成される送信機、
無線逆方向リンク信号を受信するように構成される受信機、
前記受信機の出力に連結され、前記逆方向リンク信号に基づき信号メトリック値を生成するように構成される信号メトリックモジュール、
前記信号メトリック値を予め定められた閾値と比較するように構成される比較器、および、
前記受信機の前記出力に連結され、前記逆方向リンク信号を比較器出力に基づきアップリンクパスに選択的に連結するように構成されるスイッチ、
を備える無線アクセスデバイス。
【請求項２２】
前記スイッチに連結され、前記アップリンクパスに連結された前記逆方向リンク信号を周波数変換された逆方向リンク信号に周波数変換するように構成され、前記周波数変換された逆方向リンク信号を前記マルチプレクサ／デマルチプレクサへ連結するように構成される逆方向リンク周波数変換器；および
ケーブルシステムアップリンク信号を前記マルチプレクサ／デマルチプレクサへ連結するように構成されるケーブルアップリンクプロセッサ、
ここで前記マルチプレクサ／デマルチプレクサは前記周波数変換された逆方向リンク信号を前記ケーブルシステムアップリンク信号と多重化し、多重化されたアップリンク信号を前記有線分配システムのアップリンクパスで送信する、
をさらに備える請求項２１の無線アクセスデバイス。
【請求項２３】
前記信号メトリックモジュールは、電力検出器を備える請求項２１の無線アクセスデバイス。
【請求項２４】
前記予め定められた閾値は、ＲＯＴ（rise-over-thermal）に基づく閾値を備える請求項２１の無線アクセスデバイス。
【請求項２５】
信号分配システムであって、該システムは、
集約順方向リンク信号を生成するために、周波数オフセット無線通信順方向リンク信号を有線通信システムコンテンツと多重化する手段、
前記集約順方向リンク信号を有線分配システムを通じて複数の無線アクセスデバイスへ分配する手段、および
前記複数の無線アクセスデバイスのサブセットのそれぞれで受信された逆方向リンク信号電力に一部基づき、前記複数の無線アクセスデバイスの前記サブセットによって選択的に送信された周波数変換された無線通信逆方向リンク信号のサブセットを、前記有線分配システムから受信する手段、
を備えるシステム。
【請求項２６】
信号分配システムにおける無線アクセスデバイスであって、該無線アクセスデバイスは、
集約順方向リンク信号を有線分配システムから受信する手段、
アンテナを使用して、前記集約順方向リンク信号の少なくとも一部分に基づき、順方向リンク信号を無線送信する手段、
前記アンテナによって、逆方向リンク信号を受信する手段、および
前記逆方向リンク信号に基づき、周波数変換された逆方向リンク信号を前記有線分配システムへ選択的に連結する手段、
を備える無線アクセスデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
発明は無線通信に関する。より詳しくは、発明は、有線信号分配システムに基づく分散アンテナを用いる無線通信に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信システムには、高品質通信リンクが確立されるための広範囲の厳しい動作状態が与えられる。ポイントツーポイント無線リンクでは、限定された双方向通信リンクがチャネル状態のために最適化され得る。しかし、ほとんどの携帯電話通信システムのように、ポイントツーマルチポイントであるシステムにおいて、広範囲の動作状態および様々なチャネル状態を適応させる各通信リンクの最適化は不可能であろう。
【０００３】
物理的な障害は、基地局または加入者局の最適化レンジを超えるチャネル状態の劣化を招くことがある。劣化を招くか、そうでなければ通信を不明瞭にする物理的な障害は、実際の地形、建物、風景および壁を含む。屋内のユーザに高品質の通信を提供しようとする場合、無線通信システムには特に重い負担が要求され得る。質の悪いカバレッジエリア（coverage area）内のユーザはカバレッジホール（coverage hole）にいるとみなすことができる。
【０００４】
無線通信システムのパフォーマンスを改善し、カバレッジホールを除去する試みは、追加のハードウェアを配置することにより達成された。例えば、追加の携帯電話電波塔は、カバレッジ（coverage）の改善を与える。代替として、または、さらに、リピータ（repeater）はカバレッジエリアを増加させるために使用され得るが、しばしば、効果がないこともある。フェムトセル（femtocell）と呼ばれる、小規模基地局ハードウェアが提案されているが、これらは、各フェムトセルについて専用のシリコン（処理）が必要なので、高価になり得る。
【０００５】
宅内または建物内のカバレッジ、そうでなければカバレッジホール内でサポートする通信を提供する問題が残る。フェムトセルおよび無線リピータは特に費用効率が高くなく、専用ハードウェアの配置を要求する。
【０００６】
開示の実施形態の特徴、オブジェクト（object）および利点は、同じエレメントは同じ参照番号をもつ（同じエレメントには同じ参照番号が与えられている）図面と関連させて以下に説明される詳細な説明からより明白となろう。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】無線通信用の分散アンテナを備えたケーブルテレビシステムの実施形態の簡略化された機能ブロック図である。
【図２】分散アンテナを備えた有線システムの実施形態の簡略化された機能ブロック図である。
【図３】無線アクセスデバイスの実施形態の簡略化された機能ブロック図である。
【図４】分散アンテナを使用した無線アクセスの実施形態の簡略化されたフローチャートである。
【図５】分散アンテナでの逆方向リンク信号処理の実施形態の簡略化されたフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
分散アンテナの形態は、建物内、宅内、または戸外のマクロセルラーシステム（macro cellular system）からのカバレッジを持たない地域内にカバレッジを提供するためにここに記述される。ここに記述された無線通信信号の信号分配のための方法および装置は、エリア内のコストおよびトランキング（trunking）効率の以前の解決法とは異なる。処理が宅内で最小限に維持されるので、ここに開示された方法、装置、およびシステムはより低コストである。信号分配システムは、（任意の帯域割り当てを備えたセルラーシステム、８００、ＰＣＳ、２１００などのような）無線通信システムの周波数を、ケーブルＴＶ設備（ＣＡＴＶ）またはファイバ・トゥ・ザ・ホーム（fiber to the home）設備（ＦＴＴＨ）で運ぶことができる帯域へ変換するために、無線アクセスデバイスの形で、宅内に十分なハードウェアを含む。宅内のハードウェアを単純な周波数変換のままにし、基地局にはヘッドエンド（headend)のように、中央集中型配置における複雑さを持たせることにより、宅内コスト（in-home cost）は最小限に抑えられる。ホームまたは建物での需要は通常低く、そのため、ホームまたは建物内に専用呼処理リソースを持つことは、コスト効率が良くない。中央集中型基地局へ戻る呼を集約するためにＣＡＴＶかＦＴＴＨシステムを使用することによって、システムのトランキング効率は増加され、それにより、全体的なシステムコストを低下させる。それは、受信機アンテナでＲＯＴ（rise-over-thermal）に基づき呼を検知する符号分割多元接続（CDMA）システムにおいて可能である。多くの受信機が合計されるとき、受信機で雑音の累積を制限することは望ましい。従って、ＲＯＴは、ユーザ信号を処理している基地局への逆方向リンクすなわちアップリンクパスをアクティブするために使用されることができる。ＲＯＴスイッチングは、逆方向リンクパスのトランキング効率を増加させるだろう。
【０００９】
図１は、無線通信用の分散アンテナを備えたケーブルテレビシステムの実施形態の簡略化された機能ブロック図である。衛星信号アンテナ１０および１２は、通常、ＫｕまたはＣ帯域周波数範囲内のテレビ（ＴＶ）信号を、ヘッドエンド４で受信する。ヘッドエンド４内のＴＶ受像機１４は、信号を、ケーブルシステム全体での送信のためにより低いＲＦ周波数に変換する。通常、ダウンストリームＴＶ信号は、５４メガヘルツ（ＭＨｚ）から５５０ＭＨｚの周波数範内で運ばれる。
【００１０】
ヘッドエンド４は基地局４４を含むこともできる。基地局４４は無線通信ネットワークと公衆電話交換回線網（ＰＳＴＮ）３０とのインタフェースをとる。さらに、基地局４４は、ダウンストリームリンク上で分配されるパイロットおよび他のオーバヘッド信号のみならず符号分割多元接続（CDMA）呼信号のような、順方向リンク信号の生成を提供する。基地局４４はまた、逆方向リンクCDMA呼信号、およびアップストリームリンクで受信されるようなオーバヘッド信号の選択または組合せを提供する。
【００１１】
基地局４４は、いくつかの例外はあるものの、従来の無線通信システムで展開される基地局（図示せず）と同様に動作し得る。基地局は、無線（over-the-air）通信と直接インタフェースをとるというよりは、有線分配システムおよび有線分配システムの末端におけるいくつかの無線アクセスデバイスを含むことができる分散アンテナを使用して、無線通信信号とのインタフェースをとる。さらに、基地局４４は、基地局４４によってサポートされる無線通信システムにおいて特定される周波数帯域とは異なる周波数帯の有線分配システムに対し、信号を連結するように構成され得る。
【００１２】
ＴＶ受信機１４からの電気的なRF信号出力は、中央位置に置かれた基地局４４から順方向リンク信号と混合されることができ、また、集約順方向リンク信号は、電気／光（electrical to optical）信号コンバータ１６Ａ−１６Ｉのバンクへ渡されることができる。電気／光信号コンバータ１６Ａ−１６Ｉのそれぞれは、電気的なRF信号を、複数のファイバノード２０Ａ−２０Ｉによってサービスされる地理的なカバレッジエリアのサブセットへの光ファイバ送信用光信号に変換する。例えば、ファイバ２は、電気／光信号コンバータ１６Ａからファイバノード２０Ａへ光信号を運ぶ。ファイバノード２０Ａ−２０Ｉ、ファイバ２からの信号によってサービスされる地理的エリア中に配置される。ファイバノード２０Ａ−２０Ｉのそれぞれは、電気的信号ケーブルを通して、家、アパートおよび会社のような複数の送り先２４Ａ−２４Ｉへ信号を提供する。複数の送り先２４Ａ−２４Ｉのそれぞれは、無線通信信号とのローカルインタフェースを提供する終端ハードウェアを含むことができる。
【００１３】
分岐増幅器とも呼ばれる、複数の双方向増幅器２２Ａ−２２Ｉが、電気的信号ケーブルの長さに沿って配置される。電気信号ケーブルおよび増幅器も、図１に示される直列構成よりも、パラレルおよび／またはスター構成に配置され得る。
【００１４】
ヘッドエンド４から送り先２４Ａ−２４ＩへのＴＶ信号のパスはダウンストリームパスと呼ばれる。基地局４４から送り先２４Ａ−２４Ｉへの対応するパスは順方向リンクパスと呼ばれる。典型的には、約１００万人の人口を備えた都市には３個または４個のヘッドエンドがある。ファイバ２のようなファイバラインは、地中の導管（conduit）、または地上の柱（pole）上で長距離に延びている。各ファイバノード２０Ａ−２０Ｉから、電気信号ケーブルは、送信先の数によって、通常、約１マイル以下にわたる。双方向増幅器２２Ａ−２２Ｉは、電気的信号ケーブルに沿って１０００フィートごとに挿入され得る。典型的には、わずか５台の双方向増幅器が、各増幅器によって追加される相互変調歪みにより任意の１本の電気的信号ケーブルに沿ってカスケード接続される。
【００１５】
連邦通信委員会（ＦＣＣ：Federal Communication Commission）規定は、ケーブル設備が送信先との双方向通信を提供することを要求とする。そのため、送信先にＴＶ信号を提供するダウンストリームシステムに加えて、アップストリームシステムは、送信先２４Ａ−２４Ｉからヘッドエンド４へもどるアップリンクシグナリングパスを提供する。アップストリームパスは、通常、ダウンストリームパスよりずっと低い量のシグナリングトラフィックを運ぶことが意図される。アップストリームパスは、例えば、ユーザによるペイ・パー・ビュー（pay-per-view）オプションの選択を示すために使用され得る。
【００１６】
アップストリームリンクは本質的にダウンストリームリンクの逆と同様に動作する。典型的には、アップストリームリンクは、５−４０ＭＨｚのようにより制限された周波数範囲で動作する。送信先２４Ａ−２４Ｉからの信号は、電気的信号ケーブルおよびファイバノード２０Ａへの双方向増幅器２２Ａ−２２Ｉによって伝えられる。ファイバノード２０Ａ−２０Ｉでは、信号は電気的形式からファイバ２上での送信のための光学的形式に変換される。ヘッドエンド４では、アップストリーム信号は光／電気（optical to electrical）信号コンバータ１８Ａ−１８Ｉにより電気的形式に変換される。アップストリーム信号は、その後、ユーザ信号プロセッサ６によって処理される。
【００１７】
典型的な構成において、電気／光信号コンバータ１６Ａ−１６Ｉとファイバノード２０Ａ−２０Ｉとの間には１対１マッピングがある。ファイバ２内のユニークファイバは、各ダウンストリームおよびアップストリーム信号を別々に伝える。
【００１８】
図２は、分散アンテナをもつ有線システムを含む、信号分配システム２００の実施形態の簡略化された機能ブロック図である。信号分配システム２００は、例えば図１に示されたケーブルＴＶシステムである。図２に示された信号分配システム２００は、電話通信のような無線通信をサポートすることに関連するようなエレメントに限定されている。
【００１９】
信号分配システム２００は、ＰＳＴＮ（図示せず）のような、信号分配システム２００から外部の有線通信システムへのインタフェースとして動作する基地局２１０を含む。基地局２１０は、例えば、携帯電話標準またはパーソナル通信システム標準のような、実質的に無線通信標準に従う通信をサポートできる。
【００２０】
基地局２１０は、分散アンテナを用いて動作するためのいくつかの相違点はあるが、無線通信システム内に配置された他の基地局と実質的に同様である。基地局２１０は、例えば、基地局２１０をＰＳＴＮに接続し、基地局２１０から／への通信を管理するモバイルスイッチングセンタ（ＭＳＣ）またはいくつかの他のコントロールセンタまたはゲートウェイとのインタフェースをとる。
【００２１】
基地局２１０は、分散アンテナを実装していない他の基地局によって利用される動作周波数帯域と異なる順方向リンクおよび逆方向リンク周波数帯域で動作するように構成され得る。基地局２１０は順方向リンク信号を有線分配システム２２０に連結する。
【００２２】
有線分配システム２２０は、例えば、サービスエリア（service area）中に信号を分配するための銅線、光ファイバリンク等、またはそれらの組合せを含むことができる。有線分配システム２２０は、基地局２１０とのインタフェースをとる通信信号に加えて、信号を分配するように構成されることができる。例えば、有線分配システム２２０はケーブルテレビ分配システムであり得、基地局２１０から順方向リンク通信信号は合計されるか、またはそうでなければテレビ信号と混合され得る。同様に、有線分配システム２２０は双方向通信システムであり得、基地局２１０のために予定された逆方向リンク信号は合計されるか、またはそうでなければ有線分配システム２２０中のアップリンク信号と混合され得る。
【００２３】
有線分配システム２２０は、実質的には任意のタイプのサポートされた多重化技術または多重化技術の組合せを使用して、基地局信号をケーブルテレビ信号のような他の信号と多重化できる。例えば、有線分配システム２２０は、基地局信号をケーブルテレビ信号と周波数分割多重化する。
【００２４】
有線分配システム２２０は様々な送信先へ多重化信号を分配するように構成され得る。複数の送信先は、無線アクセスデバイス２３０および分散アンテナ中のエレメントとしてのアンテナ２３２を含むことができる。例えば、有線分配システムは、第１のアンテナ２３２−１とのインタフェースをとる第１の無線アクセスデバイス２３２−１、第２のアンテナ２３２−２とのインタフェースをとる第２の無線アクセスデバイス２３２−２、第（ｎ−１）のアンテナ２３２−（ｎ−１）とのインタフェースをとる第（ｎ−１）の無線アクセスデバイス２３２−（ｎ−１）および第ｎのアンテナ２３２−ｎとのインタフェースをとる第ｎの無線アクセスデバイス２３２−ｎへ、信号を連結することができる。
【００２５】
各無線アクセスデバイス２３０は順方向リンク基地局信号を抽出し、それらを順方向リンク動作帯域へ周波数変換するように構成することができる。各無線アクセスデバイス２３０は、送信用に、順方向リンク信号を対応するアンテナ２３２に連結することができる。逆方向リンクでは、アンテナ２３２は逆方向リンク動作帯域で無線信号を受信するように構成でき、基地局２１０への返送用に別の動作帯域に信号を周波数変換するように構成できる。各無線アクセスデバイス２３０も、周波数変換された逆方向リンク信号を、ケーブルテレビシステム中のユーザ制御およびフィードバックのようなアップリンクユーザ信号を含むアップリンクケーブル信号と多重化するように構成できる。
【００２６】
図３は、無線アクセスデバイス２３０の実施形態の簡略化された機能ブロック図である。無線アクセスデバイス２３０は、例えば、図２の分散アンテナ構成における無線アクセスデバイスのうちの１つ、または図１のシステムでの無線アクセスデバイスであり得る。
【００２７】
無線アクセスデバイス２３０は、無線通信をサポートする無線インタフェースを含み、コンテンツを分配し制御およびフィードバックを受信するための有線インタフェースを含む。基地局から／への信号は、有線コンテンツと、有線分配システムによってサポートされる動作周波数にて多重化される。
【００２８】
無線アクセスデバイス２３０は、有線分配システムに連結されたマルチプレクサ／デマルチプレクサを含む。図３の実施形態では、マルチプレクサ／デマルチプレクサはダイプレクサ（diplexer）３１０として実装される。ダイプレクサ３１０は順方向リンクすなわちダウンリンク方向の中で周波数分割デマルチプレクサとして動作する。ダイプレクサ３１０は、例えば、ケーブルテレビコンテンツとなり得る有線コンテンツから順方向リンク信号を分離またはそうでなければ抽出することにより、集約順方向リンク信号を逆多重化する。ダイプレクサ３１０は、無線アクセスデバイス２３０の無線通信処理部分に順方向リンク信号を連結する。ダイプレクサ３１０は、さらに、分離されたケーブルテレビコンテンツを無線アクセスデバイス２３０のケーブルテレビ分配部分３８０に連結する。
【００２９】
ケーブルテレビ分配部分３８０はテレビの出力のためにダウンリンク信号を増幅およびフィルタリングするために動作することができる。ケーブルテレビ分配部分３８０は、有線分配システムによって、ユーザ入力、制御またはアップリンクデータを受信し、およびそれをヘッドエンドに返送するために動作する双方向デバイスであり得る。
【００３０】
逆方向またはアップリンク方向において、ダイプレクサ３１０は、ケーブルテレビシステムからのアップリンク制御情報と、アップリンク制御情報とは別の周波数帯域内に配置される逆方向リンク信号とを混合し、合成アップリング信号を生成するマルチプレクサとして動作する。従って、ダイプレクサ３１０は、アップリンク信号を逆方向リンク信号と周波数分割多重化するために、信号を混合する。
【００３１】
有線分配システム（図示せず）は、無線通信システムの動作周波数帯域をサポートしなくてもよい。従って、有線分配システムは、無線通信システムの周波数変換されたバージョン（version）を分配し得る。順方向リンク方向において、有線分配システムによって提供される順方向リンク信号は、周波数オフセット順方向リンク信号であり得る。ここで、周波数オフセットは、順方向リンク信号のＲＦ動作周波数と、有線分配システムによって伝送される順方向リンク信号の周波数との間の差を表わす。同様に、アップリンク方向において、有線分配システムは、無線通信システム中のＲＦ受信信号の周波数変換されたバージョンであり得る周波数変換された逆方向リンク信号を伝送することができる。
【００３２】
一実施形態において、周波数分割デュプレックス（ＦＤＤ）無線通信システムをサポートするとき、有線分配システムは順方向リンクと逆方向リンクＲＦ帯域との間の周波数分離を維持することができ、その結果、順方向リンクおよび逆方向リンク信号の両方が単一のローカル発振器周波数を使用して周波数変換され得る。ＦＤＤ無線通信システムをサポートする別の実施形態では、有線分配システムは、順方向リンクおよび逆方向リンクＲＦ帯域間のスペクトル間隔を維持する必要はない。そのような実施形態では、順方向リンク信号は、逆方向リンク信号の周波数変換で導入されるオフセット周波数とは異なるオフセット周波数によって周波数変換され得る。実際、一実施形態では、有線分配システムは十分な帯域幅をもち、順方向リンク無線通信信号は有線分配システム中の分配より前に周波数変換される必要はない。
【００３３】
周波数変換された無線通信信号は、ダイプレクサ３１０とデュプレクサ（duplexer）３２０との間で通信される。デュプレクサ３２０はダイプレクサ３１０からの周波数オフセット順方向リンク信号を順方向リンク処理パスへ連結するように動作し、デュプレクサ３２０は逆方向リンク処理パスからの周波数変換逆方向リンク信号を、有線分配システムに従った送信用にダイプレクサ３１０へ連結するように動作する。
【００３４】
順方向リンク処理パスは、周波数オフセット順方向リンク信号を無線通信システムによって使用されるＲＦ送信周波数に周波数変換するように構成される順方向リンク周波数変換器３３２を含む。順方向リンク周波数変換器３３２の出力は無線送受信機３４０に連結され、特に無線送受信機３４０内の送信機に連結される。一実施形態において、順方向リンク周波数変換器３３２は、ローカル発振器（ＬＯ）によって駆動されるミキサを用いて、周波数オフセット順方向リンク信号を無線通信システムによって使用されるＲＦ送信周波数に周波数変換する。別の実施形態では、有線分配システムによって分配される順方向リンク信号は、既にＲＦ送信周波数であり、順方向リンク周波数変換器３３２は省略できる。送信機はさらに、アンテナ２３２を使用する送信のために、順方向リンク信号を処理および増幅する。
【００３５】
逆方向リンク処理パスは、アンテナ２３２で開始する。アンテナ２３２は逆方向リンク信号を無線送受信機３４０に連結する。無線送受信機３４０内の受信機は逆方向リンク信号を受信するように構成される。受信機は、逆方向リンク信号を、スイッチ３７４と図３に検出器３５０として示される信号メトリックモジュールとに連結する。スイッチ３７４は、スイッチ制御入力に提供される制御に基づき、逆方向リンク信号をアップリンクパスに選択的に連結するように動作する。
【００３６】
信号メトリックモジュールは、少なくとも一部を逆方向リンク信号に基づき、信号メトリック値を決定するように動作する。信号メトリック値は、逆方向リンク信号が信号コンテンツを含むかどうか、または、逆方向リンク信号が雑音および干渉かどうか、を決定するために使用される。有効な逆方向リンク信号はヘッドエンドで基地局へ送信されなくてはならない。基地局への雑音および干渉の分配は、逆方向リンクを共有する他のユーザによって経験される信号レベルを低下させるように作用するだけである。従って、無線アクセスデバイス２３０は、逆方向リンクで信号を送信するかどうかを信号メトリック値に基づいて選択的に決定し、また分散アンテナ中のアクティブエレメントであるかどうかを効果的動的に決定する。
【００３７】
図３の実施形態では、信号メトリックモジュールは検出器３５０として実装される。検出器３５０は逆方向リンク信号の受信電力を決定するように構成され得る。他の実施形態は、異なる信号メトリックモジュールを実装し、検出器３５０および信号メトリックとして受信電力の使用は説明のためのものであり限定ではない。
【００３８】
検出器３５０の出力は比較器３７０の第１の入力に連結される。予め定められた閾値は、比較器３７０の第２の入力に連結される。予め定められた閾値は固定できるか、または動的に決定される。図３の実施形態では、予め定められた閾値は、熱雑音較正器３６０によって動的に生成される。熱雑音較正器３６０は、逆方向リンク帯域中の雑音のレベルに基づく閾値を決定し、逆方向リンク帯域中の熱雑音に当該閾値の基礎を置くことができる。
【００３９】
一実施形態では、熱雑音較正器３６０は、比較器３７０が所望のＲＯＴ（rise-over-thermal）に基づき、信号存在決定を行うことを可能にするための閾値を決定する。無線アクセスデバイス２３０は、比較的小さな地理的エリアをサポートするよう構成でき、宅内の有線電話と同様に、少ない負荷（sparse loading）をもつ。
【００４０】
従って、熱雑音較正器３６０は比較的大きいＲＯＴ値に対応する雑音閾値を決定するように構成できる。例えば、熱雑音較正器は、約３ｄＢ、６ｄＢ、１０ｄＢ、２０、ｄＢと等しい閾値、または測定された熱雑音値より大きい閾値に設定できる。
【００４１】
ＲＯＴは、逆方向リンク中の総電力（Ｐｒ）と受信機で受信される熱雑音電力（Ｎ）との間の比である。雑音電力は、環境要因により、一日を通して変化する。従って、選択されたＲＯＴ特性を維持するために、ネットワーク中の雑音電力は一日中測定される必要がある。
【００４２】
例えば、一技術は、特定の無線アクセスデバイス２３０と通信する全ての移動局からの送信を無効にすることにより雑音電力を測定するよう動作し、それにより、無線アクセスデバイス２３０で受信される雑音電力は測定できる。雑音較正は、雑音電力変化として正確なＲＯＴ測定を得るために、１日当たり数回繰り返され得る。
【００４３】
そのため、比較器３７０は、逆方向リンク信号が有効な逆方向リンク信号を示すＲＯＴ値に達するかどうか決定するように構成される。そうであるなら、比較器３７０は、スイッチ３７４を閉じるように制御し、それにより逆方向リンク信号をアップリンクパスに連結する。
【００４４】
スイッチ３７４の出力は、逆方向リンク信号を、有線分配システムにサポートされるアップリンク周波数帯域内に周波数変換された逆方向リンク信号に周波数変換するように構成され得る逆方向リンク周波数変換器３３４に連結される。逆方向リンク周波数変換器３３４は、例えば、ＬＯによって起動されるミキサを使用して、周波数変換を実行できる。該ＬＯは、順方向リンク周波数変換器３３２によって使用されるＬＯと同じか、または異なることができる。逆方向リンク周波数変換器３３４の出力は、デュプレクサ３２０に連結され、それから有線分配システムに従ってヘッドエンドへ返送するためダイプレクサ３１０に連結される。
【００４５】
図４は、分散アンテナを使用した、無線アクセスの方法４００の実施形態の簡略化されたフローチャートである。方法４００は、例えば、図１のシステムで示されるように、基地局をもつＣＡＴＶシステムのヘッドエンドで実装され得る。
【００４６】
方法４００はブロック４１０で開始し、ここでは、ヘッドエンドは、例えば移動局コントローラから、順方向リンク情報を受信する。順方向リンク情報は、例えば、変調されていない順方向リンクデータ、または通常基地局によって送信される変調されたＲＦ順方向リンク信号であり得る。
【００４７】
ヘッドエンドはブロック４２０へ進み、受信された順方向リンク情報に基づき周波数オフセット順方向リンク信号を生成する。ヘッドエンド内の基地局は、例えば、出力周波数を除き、順方向リンク信号のために通常行なわれるのと同様の方法で周波数オフセット順方向リンク信号を生成する。ヘッドエンド中の基地局は、有線分配システムによりサポートされるダウンリンク周波数帯域と一致する周波数オフセット順方向リンク信号を生成できる。
【００４８】
ヘッドエンドはブロック４３０へ進み、周波数オフセット順方向リンク信号を有線通信コンテンツと多重化する。例えば、ヘッドエンドはＣＡＴＶシステムのヘッドエンドであり得、また、ヘッドエンドは、周波数オフセット順方向リンク信号をケーブルテレビコンテンツと多重化できる。ヘッドエンドは、例えば、周波数オフセット順方向リンク信号をケーブルテレビコンテンツと周波数分割多重化し、周波数オフセット順方向リンク信号をケーブルテレビコンテンツと時分割多重化するように構成でき、または他のタイプの多重化または多重化の組合せを実装するように構成できる。
【００４９】
集約ダウンリンク信号とも呼ばれる、集約順方向リンク信号を生成するために複数の信号を多重化した後、ヘッドエンドはブロック４４０へ進み、有線分配システムに集約信号を連結する。ヘッドエンドは、このようにして、集約順方向リンク信号を有線分配システムを通じて分配する。
【００５０】
有線分配システムは、例えば、銅線リンク、光ファイバリンク、またはそれら組合せを含むＣＡＴＶ分配システムであり得る。さらに、有線分配システムは、分配ネットワークを拡張するために、信号を増幅するように動作する１つまたは複数のブリッジ増幅器を含むことができる。図１で示されるように、有線分配システムは複数の無線アクセスデバイスで終端する。無線アクセスデバイスのそれぞれは、集約順方向リンク信号を処理することができ、また合成逆方向リンク信号を選択的に返すことができる。各無線アクセスデバイスは、アップリンクパスにその逆方向リンク信号を含むかどうかを独立して決定するため、各無線アクセスデバイスからの合成逆方向リンク信号は周波数変換された逆方向リンク信号を選択的に除外し得る。
【００５１】
合成逆方向リンク信号は、周波数変換された逆方向リンク信号、制御情報を含むことができるアップリンク情報、またはそれらのいくつかの組合せを含むことができる。有線分配システムは、各無線アクセスデバイスからの合成逆方向リンク信号を混合し、それをヘッドエンドに通信する。上述のように、各無線アクセスデバイスは、合成逆方向リンク信号からそのローカルに受信された逆方向リンク信号を除外するかどうかを独立して決定する。従って、無線アクセスデバイスのそれぞれからの合成逆方向リンク信号を混合することで得られる有線分配システムの出力での合成逆方向リンク信号は、分散アンテナを形成する複数の無線アクセスデバイスのサブセットからの周波数変換された逆信号（reverse signals）およびアップリンクシグナリングをもつのみであろう。いつでも、いくつかの無線アクセスデバイスは有線分配システムのアップリンクにローカルに生成された任意の信号を送信しないことがある。他の無線アクセスデバイスはアップリンク情報を持つことができるが、周波数変換された逆方向リンク信号を抑止し得る。さらに、他の無線アクセスデバイスは周波数変換される逆方向リンク信号を送信し得るが、ＣＡＴＶアップリンク信号を持たないことがある。さらに、他の無線アクセスデバイスは周波数変換される逆方向リンク信号とＣＡＴＶアップリンク信号との両方を提供するだろう。ブロック４５０では、ヘッドエンドは合成逆方向リンク信号を受信する。
【００５２】
ヘッドエンドはブロック４６０へ進み、信号を含む無線アクセスデバイスのサブセットから周波数オフセット逆方向リンク信号を抽出する。ヘッドエンドは、逆方向リンク処理のため、抽出された周波数変換された信号の組合せを基地局へ送る。基地局の容量は、分散アンテナのエレメントである様々な無線アクセスデバイスによる選択的な逆方向リンクシグナリングの使用を通じて改善される。
【００５３】
図５は、分散アンテナにおける逆方向リンク信号処理の方法５００の実施形態の簡略化されたフローチャートである。方法５００は、例えば、図３の無線アクセスデバイスのような無線アクセスデバイスに、実装されることができる。無線アクセスデバイスは、図１のシステムで示されるように、分散アンテナとして構成された複数の無線アクセスデバイスのうちの１つであり得る。
【００５４】
方法５００はブロック５１０で開始し、そこでは、無線アクセスデバイスは、それが接続される有線分配システムから集約順方向リンク信号を受信する。集約順方向リンク信号は、例えば、周波数オフセット順方向リンク信号である順方向リンク信号と、ケーブルテレビコンテンツを含むことができる。無線アクセスデバイスはブロック５１２へ進み、そこでは、それはケーブルテレビコンテンツから周波数オフセット順方向リンク信号を抽出、分離、またはそうでなければ逆多重化（demultiplex）する。一実施形態では、集約順方向リンク信号の信号コンポーネントは周波数分割多重化され、無線アクセスデバイスは、１つまたは複数のフィルタを用いてケーブルテレビコンテンツから周波数オフセット順方向リンク信号を分離する。別のＦＤＤ実施形態では、無線アクセスデバイスは、信号コンポーネントを逆多重化するためにダイプレクサを利用する。
【００５５】
無線アクセスデバイスはブロック５１４へ進み、ケーブルコンテンツを、例えば無線アクセスデバイスのケーブルテレビ処理部分に分配する。一実施形態では、無線アクセスデバイスはＣＡＴＶセットトップボックスとして実装されることができ、ケーブルテレビ処理部分は出力コネクタでテレビ信号またはテレビ信号の帯域を出力できる。
【００５６】
無線アクセスデバイスはブロック５２０へ進み、有線分配システムによって分配される順方向リンク信号の周波数変換が求められている場合、オフセット順方向リンク信号を、無線通信システムによって占有されるRF送信帯域に周波数変換する。一実施形態では、オフセット順方向リンク信号は、固定周波数ローカル発振器によって動作されるミキサを使用して、ＲＦ送信帯域にアップコンバート（upconvert）される。
【００５７】
順方向リンク信号を周波数変換した後、無線アクセスデバイスは無線アクセスデバイスによってサービスされるカバレッジエリアに信号を送信する。一実施形態では、無線アクセスデバイスは、ＣＡＴＶセットトップボックスが存在する家に非常に近い範囲のエリアのような制限されたサービスエリア内に順方向リンク信号を無線でブロードキャストするために、送信機およびアンテナを利用する。
【００５８】
無線アクセスデバイスはブロック５３０へ進み、逆方向リンクおよびアップリンク処理を実行する。無線アクセスデバイスは、無線通信システムのＲＦ受信帯域内の無線逆方向リンク信号を受信する。無線アクセスデバイスは、例えば、順方向リンクに使用される送信機と共有されるアンテナに連結される受信機を含むことができる。
【００５９】
無線アクセスデバイスはブロック５４０へ進み、受信された逆方向リンク信号から生成される信号メトリック値を予め定められた閾値と比較する。一実施形態では、信号メトリック値は受信された逆方向リンク信号の電力であり、予め定められた閾値は、雑音閾値に基づく。雑音閾値は、例えば熱雑音値であり、予め定められた閾値は熱雑音上の値である。
【００６０】
無線アクセスデバイスは判定ブロック５４２へ進み、信号メトリック値が予め定められた閾値を越えるかを決定する。そうでなければ、無線アクセスデバイスはブロック５６０へ進み、さらなる逆方向リンク処理を抑止する。例えば、無線アクセスデバイスは、スイッチが、逆方向リンク信号を無線アクセスデバイス中のアップリンク処理パスの残りと連結することを抑止するように設定する制御を行うことができる。別の例では、無線アクセスデバイスは逆方向リンク信号をブランク（blank）するかまたはそうでなければ減衰させることができる。無線アクセスデバイスはその後、５７０へ進む。
【００６１】
判定ブロック５４２において、信号メトリック値が予め定められた閾値を越えると無線アクセスデバイスが決定する場合、無線アクセスデバイスはブロック５５０へ進む。ブロック５５０において、無線アクセスデバイスは、受信信号のアップリンク処理を継続し、逆方向リンク信号を周波数変換して、有線分配システムによってサポートされるアップリンク帯域内の周波数変換された逆方向リンク信号を生成する。一実施形態では、無線アクセスデバイスは、逆方向リンク周波数変換器として順方向リンク信号を周波数変換するために使用されるのと同じ固定ローカル発振器によって駆動されるミキサを利用することができる。別の実施形態では、無線アクセスデバイスは、順方向リンク変換器によって使用されるローカル発振器とは異なる固定ローカル発振器によって駆動されるミキサを利用することができる。
【００６２】
無線アクセスデバイスはブロック５５４へ進み、周波数変換された逆方向リンク信号を有線アップリンクコンテンツと混合し、それは、ＣＡＴＶシステム内のアップリンク方向で通常通信されるアップリンクシグナリングおよび情報を含むことができる。無線アクセスデバイスは、例えば、周波数変換された逆方向リンク信号と有線アップリンクコンテンツとの和をとる、またはそうでなければコンテンツを多重化して、合成逆方向リンク信号または合成アップリンク信号を生成する。
【００６３】
無線アクセスデバイスはブロック５７０へ進み、有線分配システムに従って合成逆方向リンク信号を送信またはそうでなければ通信する。従って、無線アクセスデバイスは、４つの可能なアップリンク信号構成のうちの任意の１つを生成することができる。最も単純な構成は、ＣＡＴＶアップリンク信号も周波数変換された逆方向リンク信号も、アップリンク方向で無線アクセスデバイスによって通信されない状態である。別の状態では、ＣＡＴＶアップリンク信号または周波数変換された逆方向リンク信号のうちの１つは、アップリンク方向で無線アクセスデバイスによって通信される。別の状態では、ＣＡＴＶアップリンク信号および周波数変換された逆方向リンク信号の両方は、アップリンク方向で無線アクセスデバイスによって通信される。無線アクセスデバイスは、アップリンクシグナリング要求を反映するためにアップリンクシグナリングを動的に構成することができ、逆方向リンク信号が存在しないとき、不必要に無線通信信号の周波数帯域内の雑音の一因とはならない。
【００６４】
方法と装置は、有線通信システムに基づく分散アンテナを実装するためにここに記述される。基地局は、分散アンテナのエレメントを形成する複数の無線アクセスデバイスとのインタフェースをとる有線分配システムを利用することができる。各無線アクセスデバイスは、受信された逆方向リンク信号から決定される信号メトリック値と予め定められた閾値との比較に基づき、ローカルに受信された逆方向リンク信号を通信するかどうかを選択的に決定することができる。一実施形態では、無線アクセスデバイスは、予め定められたＲＯＴ（rise-over-thermal）閾値を超えることに基づき逆方向リンク決定を行う。
【００６５】
ここで使用されるように、連結された（coupled）または接続された（connected）、という語は、間接的に連結すること（coupling）と、直接的に連結することまたは接続することを意味するものとして使用される。２つまたはそれより多いブロック、モジュール、デバイスまたは装置が連結される場合、２つの連結されたブロック間に１つまたは複数のブロックが介在し得る。
【００６６】
ここに開示された実施形態に関して記述された様々な実例となる論理ブロック、モジュール、および回路は、汎用プロセッサ、ＤＳＰ（digital signal processor）、ＲＩＳＣ（Reduced Instruction Set Computer）プロセッサ、ＡＳＩＣ（application specific integrated circuit）、ＦＰＧＡ（field programmable gate array）または他のプログラム可能な論理デバイス、個別のゲート（gate）またはトランジスタロジック（transistor logic）、個別のハードウェアコンポーネントまたはここに記述された機能を実行するために設計された任意のそれらの組合せを用いて実装または実行され得る。汎用プロセッサはマイクロプロセッサでもよいが、代案では、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（state machine）でもよい。プロセッサも、例えば、ＤＳＰとマイクロプロセッサの組合せ、複数のマイクロプロセッサ、ＤＳＰコア（core）と連結した１つまたは複数のマイクロプロセッサ、または他のそのような構成のような、コンピュータデバイスの組合せとして実現できる。
【００６７】
ここに開示された実施形態に関連して記述された方法、処理、またはアルゴリズムのステップは、ハードウェア、プロセッサによって実行されるソフトウェアモジュール、またはその２つの組合せで直接的に具体化され得る。方法または処理の様々なステップまたは動作は示された順序で行なわれてもよいし、または別の順序で行なわれてもよい。さらに、１つまたは複数の処理または方法ステップが省略されてもよいし、または１つまたは複数の処理または方法ステップが方法および処理に追加されてもよい。さらなるステップ、ブロック、またはアクション（action）は、方法および処理の開始、終了または介在する既存のエレメントに追加され得る。
【００６８】
開示された実施形態の上記説明は任意の当業者がこの開示を作るまたは使用できるように提供される。これらの実施形態の様々な変更は当業者には容易に明白となり、また、ここで定義される一般的な原理は、開示の精神または範囲から逸脱せずに、他の実施形態に適用され得る。従って、この開示は、ここに示された実施形態に限定することを意図するものではなく、ここに開示された原理および新規な特徴と一致する最も広い範囲まで許容されることを意図する。
【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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【国際調査報告】
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