(57)【要約】  回路の実施形態について説明する。この回路において、送信回路が、取得モード中、信号をアンテナ要素に提供し、所与のアンテナ要素への所与の信号は、関連する位相を有する少なくとも２つの周波数成分を含み、所与の信号内の所与の周波数成分の位相は、その他のアンテナ要素のその所与の周波数成分の位相と異なる。さらに、出力ノードが、送信回路を、信号を送信するアンテナ要素に結合する。これらの信号が、回路と別の回路との通信路の角度を確立することに留意する。
2011524093.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
集積回路であって、
取得モード中、信号をアンテナ要素に提供する送信回路を備え、
所与のアンテナ要素への所与の信号は、関連する位相を有する少なくとも２つの周波数成分を含み、前記所与の信号内の所与の周波数成分の前記位相は、その他のアンテナ要素の前記所与の周波数成分の位相と異なり、前記信号は、前記集積回路と別の集積回路との通信路の角度を確立するものであり、
前記送信回路を、前記信号を送信する前記アンテナ要素に結合する出力ノードをさらにを備える、集積回路。
【請求項２】
前記アンテナ要素を含むアンテナをさらに備える、請求項１に記載の集積回路。
【請求項３】
前記アンテナ要素を含むフェーズドアレイアンテナをさらに備える、請求項１に記載の集積回路。
【請求項４】
前記信号は同時に送信される、請求項１に記載の集積回路。
【請求項５】
前記所与のアンテナ要素からの送信は無指向性である、請求項１に記載の集積回路。
【請求項６】
前記所与の信号は複数の周波数成分を含み、前記周波数成分のそれぞれは関連する異なる位相を有し、
その他のアンテナ要素の信号内の所与の周波数成分に関連する位相は、前記所与の信号内の前記所与の周波数成分の前記位相と異なる、請求項１に記載の集積回路。
【請求項７】
前記信号は、直交周波数分割多重方式を使用して符号化される、請求項１に記載の集積回路。
【請求項８】
前記所与の周波数成分は、前記集積回路と前記他の集積回路との通信チャネル内のサブチャネルに関連付けられる、請求項１に記載の集積回路。
【請求項９】
前記通信路は視線通信路である、請求項１に記載の集積回路。
【請求項１０】
前記角度は、前記集積回路と前記別の集積回路との通信の同期前に確立される、請求項１に記載の集積回路。
【請求項１１】
前記アンテナ要素のうちの１つであり得る少なくとも１つのアンテナ要素に結合し、前記別の集積回路から追加の信号を受信する、入力ノードと、
前記入力ノードに結合されかつ前記追加の信号を検出する受信器回路であって、前記追加の信号は、前記角度を指定する、前記別の集積回路からのフィードバックを含む、受信器回路と、
前記角度に基づいて、前記アンテナ要素を使用して送信される後続信号の送信角度を調整する制御論理と
をさらに備える、請求項１に記載の集積回路。
【請求項１２】
前記アンテナ要素の前記信号内の前記周波数成分の振幅は、互いに異なる、請求項１に記載の集積回路。
【請求項１３】
取得モード中、信号をアンテナ要素に提供する送信回路を備え、
所与のアンテナ要素への所与の信号は、関連する位相を有する少なくとも２つの周波数成分を含み、前記所与の信号内の所与の周波数成分の前記位相は、その他のアンテナ要素の前記所与の周波数成分の位相と異なり、前記信号は、集積回路と別の集積回路との通信路の角度を確立するものであり、
前記送信回路を、前記信号を送信する前記アンテナ要素に結合する出力ノードをさらに備える、回路。
【請求項１４】
集積回路であって、
取得モード中、信号をアンテナ要素に提供する手段を備え、
所与のアンテナ要素への所与の信号は、関連する位相を有する少なくとも２つの周波数成分を含み、前記所与の信号内の所与の周波数成分の前記位相は、その他のアンテナ要素の前記所与の周波数成分の位相と異なり、前記信号は、前記集積回路と別の集積回路との通信路の角度を確立するものであり、
前記手段を、前記信号を送信する前記アンテナ要素に結合する出力ノードをさらに備える、集積回路。
【請求項１５】
取得モード中にアンテナ要素により送信される信号を生成するステップを含み、
所与のアンテナ要素への所与の信号は、関連する位相を有する少なくとも２つの周波数成分を含み、前記所与の信号内の所与の周波数成分の前記位相は、その他のアンテナ要素の前記所与の周波数成分の位相と異なり、前記信号は、第１の装置と第２の装置との通信路の角度を確立するものであり、
前記アンテナ要素を使用して信号を前記第１の装置から前記第２の装置に送信するステップをさらにを含む、信号を送信する方法。
【請求項１６】
少なくとも１つのアンテナ要素に結合しており、取得モード中、信号を別の集積回路から受信する、入力ノードを備え、
前記受信信号は、少なくとも２つの周波数成分の複数のインスタンスを含み、所与の周波数成分の所与のインスタンスは、前記所与の周波数成分のその他のインスタンスの前記位相と異なる位相を有し、
前記受信信号を検出し、前記受信信号に対応するスペクトル内のピークの存在に基づいて、前記受信信号の到来角を特定する、受信器回路をさらに備える、集積回路。
【請求項１７】
前記到来角は、前記集積回路と別の集積回路との通信路の角度である、請求項１６に記載の集積回路。
【請求項１８】
前記通信路は視線通信路である、請求項１７に記載の集積回路。
【請求項１９】
前記通信路は、前記集積回路と別の集積回路との唯一の通信路である、請求項１８に記載の集積回路。
【請求項２０】
前記角度は、前記集積回路と別の集積回路との通信の同期前に特定される、請求項１７に記載の集積回路。
【請求項２１】
少なくとも１つのアンテナ要素を含むアンテナをさらに備える、請求項１６に記載の集積回路。
【請求項２２】
少なくとも１つのアンテナ要素を含むフェーズドアレイアンテナをさらに備える、請求項１６に記載の集積回路。
【請求項２３】
前記受信信号は、複数の周波数成分の複数のインスタンスを含み、
所与の周波数成分の各インスタンスは、その他のインスタンスに関連する位相と異なる、関連位相を有する、請求項１６に記載の集積回路。
【請求項２４】
前記受信信号は、直交周波数分割多重方式を使用して符号化される、請求項１６に記載の集積回路。
【請求項２５】
前記周波数成分は、前記集積回路と別の集積回路との通信チャネル内のサブチャネルに関連付けられる、請求項１６に記載の集積回路。
【請求項２６】
前記複数のインスタンス内の前記周波数成分の振幅は、互いに異なる、請求項１６に記載の集積回路。
【請求項２７】
追加の信号を他の集積回路に送信する送信回路であって、前記追加の信号は前記到来角に関連する情報を含む、送信回路と、
前記送信回路に結合され、前記追加の信号を送信する少なくとも１つのアンテナ要素に結合される出力ノードであって、少なくとも前記アンテナ要素は少なくとも１つの前記アンテナ要素であり得る、出力ノードと
をさらに備える、請求項１６に記載の集積回路。
【請求項２８】
前記到来角は、前記受信信号に関連するスペクトルの搬送周波数に対する前記ピークのシフトに対応する、請求項１６に記載の集積回路。
【請求項２９】
前記到来角を特定することは、前記スペクトルを計算することを含む、請求項１６に記載の集積回路。
【請求項３０】
前記スペクトル内の前記ピークは１つまたは複数のフィルタを使用して特定される、請求項１６に記載の集積回路。
【請求項３１】
前記スペクトル内の複数のピークの存在は、前記受信信号内の１つまたは複数の多経路信号の存在を示す、請求項１６に記載の集積回路。
【請求項３２】
少なくとも１つのアンテナ要素に結合しており、取得モード中、別の集積回路から信号を受信する入力ノードを備え、
前記受信信号は、少なくとも２つの周波数成分の複数のインスタンスを含み、所与の周波数成分の所与のインスタンスは、前記所与の周波数成分の他のインスタンスの位相と異なっており、
前記信号を検出し、かつ、前記受信信号に対応するスペクトル内のピークの存在に基づいて前記受信信号の到来角を特定する、受信器回路をさらに備える、回路。
【請求項３３】
取得モード中、装置において少なくとも１つのアンテナを使用して信号を受信するステップを含み、
前記受信信号は少なくとも２つの周波数成分の複数のインスタンスを含み、所与の周波数成分の所与のインスタンスは、前記所与の周波数成分の他のインスタンスの位相と異なる位相を有し、
前記受信信号に対応するスペクトル内のピークの存在に基づいて、前記受信信号の到来角を特定するステップをさらに含み、
前記到来角は、前記装置と別の装置との通信路の角度である、信号を受信する方法。
【請求項３４】
信号を第２の装置に送信する第１の装置を備えるシステムであって、
前記第１の装置は、取得モード中、信号をアンテナ要素に提供する送信回路を含み、
所与のアンテナ要素への所与の信号は、関連する位相を有する少なくとも２つの周波数成分を含み、前記所与の信号内の所与の周波数成分の位相は、その他のアンテナ要素の前記所与の周波数成分の位相と異なり、前記信号は、前記第１の装置と前記第２の装置との通信路の角度を確立するものであり、
前記第１の装置は、前記送信回路を、前記信号を送信する前記アンテナ要素に結合する出力ノードをさらに含む、システム。
【請求項３５】
前記第２の装置は、少なくとも１つのアンテナ要素に結合しておりかつ取得モード中、前記第１の装置から信号を受信する入力ノードを含み、
前記受信信号は、少なくとも２つの周波数成分の複数のインスタンスを含み、所与の周波数成分の所与のインスタンスは、前記所与の周波数成分のその他のインスタンスの位相と異なる位相を有するものであり、
前記第２の装置は、前記信号を検出し、かつ、前記受信信号に対応するスペクトル内のピークの存在に基づいて前記受信信号の到来角を特定する、受信器回路をさらに含む、請求項３４に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本実施形態は、情報を通信する技法に関する。より詳細には、本実施形態は、無線通信システムにおいて通信路に関連する角度を特定する回路および方法に関する。
【図面の簡単な説明】
【０００２】
【図１Ａ】通信システムの実施形態を示すブロック図である。
【図１Ｂ】通信システムの実施形態を示すブロック図である。
【図２Ａ】通信回路の実施形態を示すブロック図である。
【図２Ｂ】通信回路の実施形態を示すブロック図である。
【図３Ａ】フェーズドアレイ変調器の実施形態を示すブロック図である。
【図３Ｂ】フェーズドアレイ変調器の実施形態を示すブロック図である。
【図４Ａ】通信回路の実施形態を示すブロック図である。
【図４Ｂ】通信回路の実施形態を示すブロック図である。
【図５Ａ】通信回路の実施形態を示すブロック図である。
【図５Ｂ】通信回路の実施形態を示すブロック図である。
【図６Ａ】周波数スペクトルの例を示すグラフである。
【図６Ｂ】周波数スペクトルの例を示すグラフである。
【図７Ａ】異なる到来角に関連する周波数スペクトルの例を示すグラフである。
【図７Ｂ】異なる到来角に関連する周波数スペクトルの例を示すグラフである。
【図８】信号を送信するプロセスの実施形態を示すフローチャートである。
【図９】信号を受信するプロセスの実施形態を示すフローチャートである。
【図１０】システムの実施形態を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０００３】
表１は、到来角を特定する際に使用される複数の周波数成分の説明を提供する。
【０００４】
図面全体を通して、同様の参照符号が対応する部分を指すことに留意する。
【０００５】
以下の説明は、当業者が開示される実施形態を作成し使用できるようにするために提示され、特定の用途およびその要件の文脈の中で提供される。開示される実施形態に対する様々な変更が、当業者には容易に明らかになり、本明細書において定義される一般的な原理は、本説明の主旨および範囲から逸脱せずに、他の実施形態および他の用途に適用可能である。したがって、本説明は、示される実施形態に限定されることは意図されず、本明細書に開示される原理および特徴と一貫した最も広い範囲に一致することが意図される。
【０００６】
通信システムにおいて装置間で信号を通信する、回路、当該回路を含む集積回路および技法につき実施形態を説明する。これらの回路、集積回路および技法は、１つもしくは複数の信号またはビーコンを同報通信することにより、通信システム内の１つまたは複数の通信路の特徴を素早く特定するために使用されてもよい。この信号は、少なくとも２つの周波数成分の複数のインスタンスを含み、所与の周波数成分の所与のインスタンスは、その所与の周波数成分のその他のインスタンスの位相と異なる位相を有する。さらに、信号は、通信システム内の所与の受信器において信号の到来角を高速に特定することを容易にする。特に、信号に関連する周波数スペクトルのピーク（最大等）のロケーションが到来角に対応する。
【０００７】
回路のいくつかの実施形態では、第１の送信回路が、取得モード中、信号をアンテナ要素に提供し、所与のアンテナへの所与の信号は、関連する位相を有する少なくとも２つの周波数成分を含み、所与の信号内の所与の周波数成分の位相は、その他のアンテナ要素の所与の周波数成分の位相と異なる。さらに、第１の出力ノードが、第１の送信回路を信号を送信するアンテナ要素に結合する。これらの信号が、回路と別の回路との通信路の角度を確立することに留意する。
【０００８】
いくつかの実施形態では、回路は、アンテナ要素および／またはアンテナ要素を含むフェーズドアレイアンテナを備えるアンテナを含む。
【０００９】
いくつかの実施形態では、信号は同時に送信される。さらに、所与のアンテナ要素からの送信は無指向性であってもよい。
【００１０】
いくつかの実施形態では、所与の信号は複数の周波数成分を含み、各周波数成分は関連する異なる位相を有し、その他のアンテナ要素の信号内の所与の周波数成分に関連する位相は、その所与の信号内のその所与の周波数成分の位相と異なる。
【００１１】
いくつかの実施形態では、信号は、直交周波数分割多重方式（ＯＦＤＭ）を使用して符号化される。さらに、所与の周波数成分を、回路と他の回路との通信チャネル内のサブチャネルに関連付けてもよい。
【００１２】
いくつかの実施形態では、通信路は視線通信路である。
【００１３】
いくつかの実施形態では、角度は、回路と他の回路との通信の同期前に確立される。
【００１４】
いくつかの実施形態では、回路は、第１のアンテナ要素に結合され、他の回路から追加の信号を受信する第１の入力ノードを含む。第１のアンテナ要素がアンテナ要素のうちの１つであってもよいことに留意する。さらに、第１の受信器回路が第１の入力ノードに結合され、第１の受信器回路は追加の信号を検出し、追加の信号は、角度を指定する他の回路からのフィードバックを含む。さらに、回路は、角度に基づいて、アンテナ要素を使用して送信された後続信号の送信角度を調整する制御論理を含む。
【００１５】
いくつかの実施形態では、アンテナ要素の信号内の周波数成分の振幅は、互いに異なる。
【００１６】
別の実施形態は、他の回路および他の回路を含む別の集積回路を提供する。この他の回路内では、第２の入力ノードが第２のアンテナ要素に結合され、第２のアンテナ要素は、取得モード中、回路から信号を受信する。受信信号が、少なくとも２つの周波数成分の複数のインスタンスを含み、所与の周波数成分の所与のインスタンスが、その所与の周波数成分のその他のインスタンスの位相と異なる位相を有することに留意する。さらに、第２の受信器回路は、受信信号を検出し、受信信号のスペクトル内のピークの存在に基づいて、受信信号の到来角を特定する。
【００１７】
いくつかの実施形態では、到来角は、回路と他の回路との通信路の角度である。通信路が回路と他の回路との間の唯一の通信路であってもよいことに留意する。
【００１８】
いくつかの実施形態では、他の回路は、少なくとも第２のアンテナ要素および／または少なくとも第２のアンテナ要素を含むフェーズドアレイアンテナを含むアンテナを含む。
【００１９】
いくつかの実施形態では、受信信号は、複数の周波数成分の複数のインスタンスを含み、所与の周波数成分について、各インスタンスは他のインスタンスに関連する位相と異なる関連位相を有する。
【００２０】
いくつかの実施形態では、受信信号は、ＯＦＤＭを使用して符号化される。さらに、周波数成分は、回路と他の回路との通信路内のサブチャネルに関連付けてもよい。
【００２１】
いくつかの実施形態では、第２の送信回路が、追加の信号を回路に送信し、追加の信号は、到来角に関連する情報を含む。さらに、第２の出力ノードが第２の送信回路に結合され、少なくとも、追加の信号を送信する第３のアンテナ要素に結合され、少なくとも第３のアンテナ要素は、少なくとも第２のアンテナ要素であってもよい。
【００２２】
いくつかの実施形態では、到来角は、受信信号に関連するスペクトルの搬送周波数に対するピークのシフトに対応する。到来角の特定は、スペクトルの計算を含んでもよいことに留意する。
【００２３】
さらに、スペクトル内のピークは、１つまたは複数のフィルタを使用して特定してもよい。さらに、スペクトル内の複数のピークの存在は、受信信号内の１つまたは複数の多経路信号の存在を示してもよい。
【００２４】
別の実施形態は、装置および別の装置を含むシステムを提供する。装置は回路を含み、他の装置は他の回路を含む。さらに、他の装置は信号を受信し、追加の信号を装置に提供する。
【００２５】
別の実施形態は信号を送信する方法を提供し、この方法は装置により実行してもよい。動作中、装置は、取得モード中、アンテナ要素により送信する信号を生成し、所与のアンテナ要素への所与の信号は、関連する位相を有する少なくとも２つの周波数成分を含み、その所与の信号内の所与の周波数の位相は、他のアンテナ要素のその所与の周波数成分の位相と異なる。次に、装置は、アンテナ要素を使用して信号を他の装置に送信する。信号が、装置と他の装置との通信路の角度を確立することに留意する。
【００２６】
別の実施形態は信号を受信する方法を提供し、この方法は他の装置により実行してもよい。動作中、他の装置は、取得モード中、少なくとも第２のアンテナを使用して信号を受信し、受信信号は、少なくとも２つの周波数成分の複数のインスタンスを含み、所与の周波数成分の所与のインスタンスは、その所与の周波数成分のその他のインスタンスの位相と異なる位相を有する。次に、他の装置は、受信信号に対応するスペクトル内のピークの存在に基づいて、受信信号の到来角を特定し、到来角は、装置と他の装置との通信路の角度である。
【００２７】
上記実施形態は、直列または並列の無線リンク、無線メトロポリタンエリアネットワーク（ＷｉＭａｘ等）、無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）、無線パーソナルエリアネットワーク（ＷＰＡＮ）、ならびに、１つもしくは複数のアンテナまたはアンテナ要素を含むシステムおよび装置を含め、広範囲の用途で使用可能である。例えば、実施形態は、超広帯域（ＵＷＢ）通信および／またはマルチバンドＯＦＤＭアライアンス（ＭＢＯＡ）に関連する通信規格と併せて使用可能である。さらに、上記実施形態は、デスクトップもしくはラップトップコンピュータ、ハンドヘルドもしくはポータブル装置（個人情報端末および／またはセルラ電話等）、セットトップボックス、ホームネットワーク、および／または、テレビゲーム装置に使用可能である。
【００２８】
次に、回路、無線通信装置、これらの回路または装置を含むシステム、ならびに、装置およびシステム内に使用される通信技法の実施形態について説明する。多くの無線通信システムは、１つまたは複数の狭ビームを使用して、装置間で情報を通信する。しかし、互いに通信する前に、装置はこれら狭ビームを見つける必要がある。不都合なことに、これは時間のかかるプロセスである場合がある。以下の考察では、特別な信号またはビーコンが、取得モード中、無線通信システム内の送信器により同報通信される。この信号は、無線通信システム内の１つまたは複数の受信器における到来角の高速特定、ひいては送信器とこれら受信器のうちの所与の１つとの通信路の角度の高速特定を容易にする。この技法をポイントツーポイント通信システムおよびポイントツーマルチポイント通信システムに使用可能なことに留意する。
【００２９】
図１Ａは、通信システム１００を示すブロック図を提示する。このシステムでは、装置１１０−１が、無線通信を使用して通信チャネル１１８を介して装置１１０−２と通信する。さらに、装置１１０間の通信は同時または逐次であってもよい。いくつかの実施形態では、装置１１０−１が、オプションの装置１１０−３等の１つまたは複数の追加の装置と情報を通信することに留意する。以下の考察では、装置１１０−１と装置１１０−２との通信が説明のための例として使用される。
【００３０】
いくつかの実施形態では、装置１１０間の通信は、同時であってもよく（すなわち、少なくとも一対の装置１１０が情報を同時に送受信できる全二重通信）、または通信方向が交互になってもよい（すなわち、所与のときに、一方の装置が情報を送信し、別の装置が情報を受信する半二重通信）。
【００３１】
装置１１０−１は、フェーズドアレイアンテナ１１２−１等のアンテナ回路を含むかまたはアンテナ回路に結合して、信号を生成しおよび／または受信することができ、装置１１０−２は、フェーズドアレイアンテナ１１２−２等のアンテナ回路を含むかまたはアンテナ回路に結合して、信号を生成しおよび／または受信することができる。例示的な実施形態では、フェーズドアレイアンテナ１１２は、６０ＧＨｚ（または５０〜９０ＧＨｚの周波数）を中心とした７ＧＨｚ周波数帯において信号を出力しおよび／または受信するように構成されるマイクロストリップ線路を含む。これらのフェーズドアレイアンテナは、整形ビームを送受信してもよい。例えば、整形ビームは１５〜２５°のビーム幅を有していてもよい。
【００３２】
フェーズドアレイアンテナ１１２が、高搬送周波数（６０ＧＨｚ等）に変調された信号を使用する装置１１０間の情報の通信、または、送信電力が制限され（１０ｍＷ未満等）および通信が１０ｍ程度の距離にわたる通信システムにおける情報の通信を容易にし得ることに留意する。特に、装置１１０のうちの１つにより送信される信号は、装置１１０の近傍にあるオプションの物体１１６から反射されてもよい。多経路通信（および多経路信号）にオプションの物体１１６からの散乱が関連してもよいことに留意する。
【００３３】
したがって、装置１１０間の通信は、直接的（視線）または間接的（多経路または非視線と呼ばれる）な通信路１１４（視線通信または略視線通信を含んでもよい）を介して行われてもよい。例えば、通信路１１４は、直接通信路１１４−１ならびにオプションの間接的通信路１１４−２および／または１１４−３を含んでもよい。しかし、いくつかの実施形態では、装置１１０−１と１１０−２との間等の所与の一対の装置間に、通信路１１４−１等の１つのみの通信路があってもよい。以下の考察では、装置１１０−２における直接通信路１１４−１に関連する信号の到来角１２０の特徴が、説明のための例として使用される。
【００３４】
特に、装置１１０−１から受信する１つまたは複数の信号内の複数の周波数成分間の位相関係は、到来角１２０ひいては通信路１１４−１に関連する角度の決定を容易にする。例えば、図６および図７を参照してさらに後述するように、１つまたは複数の信号に関連する周波数領域または周波数スペクトル内のピークのロケーションが、到来角１２０に対応してもよい。
【００３５】
したがって、装置１１０−１は、１つまたは複数の信号を送信してもよく、装置１１０−２は、これらの信号を受信して使用し、到来角１２０を特定してもよい。次に、装置１１０−２は、到来角１２０についてのフィードバック情報を装置１１０−１に提供してもよく、装置１１０−１は、この情報を使用して、装置１１０−２との通信を向上させるように、整形ビームまたはアンテナパターンの送信角度を調整してもよい。
【００３６】
１つもしくは複数の信号を装置１１０−１から装置１１０のうちの１つもしくは複数に同時に送信してもよく、および／または、１つもしくは複数の信号を無指向的に送信してもよいことに留意する。これらの属性は、到来角１２０の高速特定ひいては通信路１１４−１等の主通信路（最良の性能を提供する通信路）に関連する角度の高速特定を容易にしてもよい。さらに、到来角１２０は、取得モード中、装置１１０間の時間同期前に特定してもよい。いくつかの実施形態では、１つまたは複数の信号が取得モード中に送受信されることに留意する。しかし、他の実施形態では、１つまたは複数の信号は、通常動作モード中に送受信される。
【００３７】
さらに、取得モードまたは通常動作モードでの装置１１０間の通信中、装置１１０−２は、通信路１１４−１に関連する性能の特徴（信号状態とも呼ばれる）を特定することにより、フィードバックを装置１１０−１に提供してもよい。例えば、特徴は、信号強度（信号振幅または信号強度等）、目標（閾値、位相図内の点、および／または位相図内の一連の点等）に対する平均二乗誤差（ＭＳＥ）、信号対雑音比（ＳＮＲ）、ビットエラーレート（ＢＥＲ）、タイミングマージン、および／または電圧マージンの特定または測定を含んでもよい。いくつかの実施形態では、通信路１１４−１の特徴は、通信路の前の特徴からある時間間隔が経過した後に、連続しておよび／または必要に応じて、実行される。
【００３８】
データ、フィードバック情報および／または制御情報の通信が、帯域内または帯域外の（通信路１１４−１内で使用される周波数範囲および／または周波数帯に対して）シグナリングを使用してもよいことに留意する。さらに、いくつかの実施形態では、装置１１０間のフィードバック情報および／または制御情報の通信は、通信路１１４−１のデータレートよりも低いデータレートを有し、および／または通信路１１４−１上の信号の１つまたは複数の搬送周波数と異なる搬送周波数または変調技法を使用する無線リンク等の別個のリンクを介して行われてもよい。例えば、このリンクはＷＬＡＮ（ＩＥＥＥ８０２．１１またはBluetooth（登録商標）等）を含んでもよい。
【００３９】
いくつかの実施形態では、通信路１１４−１は複数のサブチャネルを含む。これらサブチャネルで搬送される信号は、時間多重化され、周波数多重化され、および／または符号化される。したがって、いくつかの実施形態では、通信チャネル１１８上の情報の通信は、時分割多元接続（ＴＤＭＡ）、周波数分割多元接続（ＦＤＭＡ）および／または符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）を使用する。
【００４０】
いくつかの実施形態では、通信路１１４−１上の信号は、複数のサブチャネルを含む離散マルチトーン通信（直交周波数分割多重方式またはＯＦＤＭ等）を使用する。周波数範囲、周波数帯または周波数帯の群を所与のサブチャネルまたは周波数帯に関連付けてもよい。サブチャネルを調整する周波数帯は、部分的または全体的に重複してもよく、または重複しなくてもよい。例えば、隣接する周波数帯の部分的な重複があってもよく、これは、いわゆる概略的ビットローディング（approximate bit loading）の際に発生する。さらに、隣接するサブチャネル上の信号は直交であってもよい。
【００４１】
いくつかの実施形態では、信号状態が低下した場合、通信路１１４−１を復元または回復させるために、様々な技法が使用される。例えば、通信路１１４−１上の信号は静的または動的に構成可能である。したがって、信号状態の低下または劣化がある場合、通信路１１４−１内のサブチャネルのうちの１つまたは複数を調整してもよい。例えば、サブチャネル数を変更してもよく、またはデータレートを変更してもよい。
【００４２】
いくつかの実施形態では、通信路１１４−１を復元または回復させようとして、オートネゴシエーション技法が装置１１０間で使用される。このオートネゴシエーション技法中、装置１１０−２は、通信路１１４−１上の信号に対する任意の変更（以下、改善措置と呼ぶ）の有効性についてのフィードバックを装置１１０−１に提供してもよい。このフィードバックに基づいて、装置１１０−１は、送信信号をさらに変更してもよく、および、通信路１１４−１上の通信を再確立または維持しようとしてもよい。改善措置が、前のデータの再送信、前の送信で使用された送信電力よりも大きな送信電力を使用しての前または新しいデータ（以下、データと呼ぶ）の送信、前の送信に使用されたデータレートからのデータレートの低減、符号間干渉を低減した状態（例えば、ブランク間隔をデータの前および／または後に挿入した状態）でのデータの送信、単一クロックエッジでのデータ送信（ダブルデータレート通信とは対照的に）、データの少なくとも部分が誤り訂正符号（ＥＣＣ）もしくは誤り検出符号（ＥＤＣ）を含む状態でのデータの送信、前の送信で使用された符号化とは異なる符号化もしくは変調符号を使用してのデータの送信、所定のアイドル時間でのデータの送信、装置１１０−２内の異なる受信器へのデータの送信、および／または、装置１１０−２へのデータ転送を試み得る装置１１０−３等の別の装置へのデータの送信を含んでもよいことに留意する。
【００４３】
ＥＣＣデータおよび／またはＥＤＣデータの少なくとも部分が動的に生成してもよく（すなわち、リアルタイムで）、および／または前に生成されてもよい（すなわち、既存）ことに留意する。いくつかの実施形態では、ＥＣＣは、巡回符号のサブクラスであるBose-Chaudhuri-Hochquenghem（ＢＣＨ）符号を含む。例示的な実施形態では、ＥＣＣおよび／またはＥＤＣデータは、巡回冗長符号（ＣＲＣ）、パリティ符号、ハミング符号、リード−ソロモン符号、および／または別の誤りチェック・訂正符号を含む。
【００４４】
いくつかの実施形態では、装置１１０間の通信は、複数の通信路１１４を使用して行われる。例えば、装置１１０のうちの一方または両方は、信号状態に基づいて、通信路１１４−１等の主通信路を選択してもよい。この主通信路がその後、劣化または一時不通になった場合、代替の通信路を使用してもよい（すなわち、装置１１０を代替の通信路に切り替えてもよい）。この代替の通信路は、装置１１０により事前に決定されてもよく、または主通信路が劣化または一時不通になった場合、装置１１０のうちの一方または両方により識別されてもよい。代替の通信路の使用は補足であってもよく、または上述した改善措置から独立して使用してもよいことに留意する。
【００４５】
通信システム１００が、より少数または追加の構成要素を含んでもよいことに留意する。さらに、２つ以上の構成要素を組み合わせて単一の構成要素にしてもよく、１つまたは複数の構成要素の位置を変更してもよい。例えば、装置１１０のうちの１つまたは複数は、少なくとも部分的に、位置決めシステム（局所、差動、および／または全地球測位システム等）に関連する情報に基づいて通信路１１４−１を選択してもよい。この技能により、装置１１０が、相対移動がある場合に適応できるようにしてもよい。したがって、装置１１０−１は、相対移動についての情報に基づいて１つまたは複数の整形ビームに適応してもよい。あるいは、測位システムに関連する情報により、装置１１０−２等の近傍の別の装置の存在を装置１１０−１に警告してもよい。
【００４６】
いくつかの実施形態では、フェーズドアレイアンテナ１１２内のアンテナ要素は別個のアンテナ内に含まれる。これを、通信システム１５０の実施形態を示すブロック図を表す図１Ｂに示す。このシステムでは、装置１１０−３は、アンテナ１４０（それぞれが１つまたは複数のアンテナ要素を含む）等のアンテナ回路を含むかまたはアンテナ回路に結合して、信号を生成しおよび／または受信してもよい。さらに、装置１１０−４は、アンテナ１４２（それぞれが１つまたは複数のアンテナ要素を含む）等のアンテナ回路を含むかまたはアンテナ回路に結合して、信号を生成しおよび／または受信してもよい。
【００４７】
次に、装置１１０のうちの１つまたは複数に使用し得る通信回路について説明する。図２Ａは、送信回路を構成し得る通信回路２１０の実施形態２００を示すブロック図を提示する。この通信回路は、到来角１２０（図１Ａ）の特定を容易にする１つまたは複数の信号に対応する電気信号を生成しおよび／または提供するために使用でき、これら電気信号を送信するために使用できる。１つまたは複数の信号は、通常動作モード中に送信してもよいが、以下の考察では、取得モード中の１つまたは複数の信号の送信が、説明のための例として使用される。
【００４８】
取得モード中、１つまたは複数の電気信号に関連するデータｘ（ｎ）２１２が受信される。あるいは、データｘ（ｎ）２１２の少なくとも部分がメモリ２２２に記憶される。通信回路２１０への送信前に、データｘ（ｎ）２１２をオプションのエンコーダ２１４内で符号化し、および／または少なくとも部分的に符号化または変調してもよい。この符号化は、変調符号化および／またはスペクトル拡散符号化、例えば、疑似ランダムバイナリシーケンス（最大長シーケンスまたはｍシーケンス）に基づく符号化、ゴールド符号、および／またはカサミシーケンスを含むものと理解されたい。
【００４９】
特に、変調符号化後、フェーズドアレイアンテナ２２６内の所与のアンテナ要素への所与の電気信号内の２つ以上の周波数成分の位相を設定してもよい。例えば、メモリ２２２内のルックアップテーブルに基づいて、制御論理２２０は、データ信号制御回路２１８に、フェーズドアレイ変調器２１６のうちの１つを使用して、これら位相を設定するように命令してもよい。図３Ａは、フェーズドアレイ変調器３１０の実施形態３００を示すブロック図を提示する。このフェーズドアレイ変調器は、遅延要素３１２−１（図２Ａ中のデータ信号制御回路２１８により提供される係数のうちの１つに基づいて調整可能な遅延を提供する）およびミキサまたはヘテロダインミキサ等の周波数変換要素３１４−１を含む。一般に、係数は、所与の電気信号内の異なる周波数成分に対して異なることに留意する。さらに、フェーズドアレイ変調器３６０の実施形態３５０を示すブロック図を提示する図３Ｂに示すように、周波数変換要素３１４−２を遅延要素３１２−２の前に配置してもよい。
【００５０】
再び図２Ａを参照して、所与の信号内の所与の周波数成分の位相が、フェーズドアレイアンテナ２２６内のその他のアンテナ要素の電気信号内のその所与の周波数成分の位相と異なることに留意する。（一般に、所与の信号内の周波数成分の位相は、互いとも異なる）。アンテナ要素の電気信号内の周波数成分の位相のうちのいくつかまたはすべてを同時に設定してもよいことに留意する。
【００５１】
一般に、特定される到来角１２０（図１Ａ）の角度分解能は、電気信号内の周波数成分の数が増大するにつれて、および／またはアンテナ要素の数が増大するにつれて、向上する。例示的な実施形態では、７つの周波数成分が、フェーズドアレイアンテナ２２６内の４つのアンテナ要素のそれぞれに対して電気信号内で使用される。さらに、これら電気信号は、ＯＦＤＭを使用して符号化してもよい。例えば、所与の周波数成分を、装置１１０−１と１１０−２（図１Ａおよび図１Ｂ）との、通信チャネル１１８（図１Ａおよび図１Ｂ）等の通信チャネル内の所与のサブチャネルに関連付けてもよい。
【００５２】
変調後、増幅器２２４等の１つまたは複数の電力増幅器が、電気信号を増幅してもよい。いくつかの実施形態では、増幅器２２４は可変または調整可能な利得を有する。したがって、いくつかの実施形態では、所与の電気信号内の２つ以上の周波数成分の振幅は互いに異なる。
【００５３】
この増幅の前、最中、または後に、デジタル／アナログ変換器（ＤＡＣ）を使用して変調電気信号をアナログ電気信号に変換し、１つまたは複数のサブチャネルに関連する１つまたは複数の搬送周波数ｆｉを使用して１つまたは複数の適切な周波数帯にＲＦアップコンバートしてもよい。例えば、アップコンバートは、１つまたは複数のヘテロダインミキサまたは変調器等の周波数変換要素を使用してもよい（図３Ａおよび図３Ｂに示すように）。
【００５４】
次に、電気信号に対応する信号は、フェーズドアレイアンテナ２２６内のアンテナ要素により送信してもよい。これらの信号は無指向性であってもよく、および／またはある範囲の方向もしくは角度に関連付けられてもよい（整形ビームもしくは指向性アンテナが送信中に使用される場合等）ことに留意する。
【００５５】
上述したように、通信回路２１０により送信される信号は、装置１１０−２（図１Ａ）内等の別の回路により受信してもよく、受信した装置は次に、これらの信号から到来角１２０（図１Ａ）を特定する。（受信器回路について図４および図５を参照してさらに後述することに留意する）。次に、この情報を通信回路２１０にフィードバックしてもよい。例えば、フィードバック情報は、リンク２２８を使用して受信してもよい。あるいは、通信回路２６０の実施形態２５０を示すブロック図を提示する図２Ｂに示すように、フィードバック情報は、少なくとも１つのアンテナ要素２６２および増幅器２６４等の受信器を使用して受信してもよい。いくつかの実施形態では、アンテナ要素２６２はフェーズドアレイアンテナ２２６内に含まれる。
【００５６】
このフィードバック情報に基づいて、通信回路２１０は、送信信号の送信角度を変更してもよい。例えば、取得モード中、通信回路２１０は、フェーズドアレイ変調器２１６により設定される相対位相を変更することにより、無指向性信号の送信から整形ビームの送信に切り替えてもよい。いくつかの実施形態では、通信路１１４−１（図１Ａ）に関連する角度が特定されると、装置１１０−１と１１０−２（図１Ａ）との間の時間同期を実行してもよい。さらに、いくつかの実施形態では、角度の特定に使用されたものと同じ信号が使用されて、装置１１０−１および１１０−２（図１Ａ）を時間同期させてもよい。
【００５７】
取得が完了した（角度が特定され、装置が時間同期した）後、装置１１０−１と１１０−２（図１Ａ）とのデータの指向性通信中に、角度を通常動作モードで使用してもよいことに留意する。例えば、ビーム形成技法を使用して、指向性アンテナパターンおよび／または１つもしくは複数の整形ビームを提供してもよい。
【００５８】
いくつかの実施形態では、フェーズドアレイアンテナ２２６等のアンテナ要素および／または１つもしくは複数のアンテナは、通信回路２１０および２６０（図２Ｂ）の外部にあってもよく、チップ、パッケージ、もしくはチップキャリア上にあってもよく、および／または、別の集積回路上（例えば、チップスタック内）にあってもよい。さらに、いくつかの実施形態では、異なるアンテナおよび／またはアンテナ要素により送信される信号のうちの少なくともいくつかは、符号化（ＴＤＭＡ、ＦＤＭＡ、および／またはＣＤＭＡ等）、空間ダイバーシチ（多入力多出力通信等）、および／または偏波ダイバーシチ（例えば、異なるアンテナおよび／またはアンテナ要素により送信される信号のうちの少なくともいくつかに異なる偏波があってもよい）に基づいて互いに区別される。
【００５９】
通信回路２１０および２６０（図２Ｂ）により送信される信号は、通信チャネル１１８（図１Ａおよび図１Ｂ）内で（線形重畳により）結合してもよい。（受信器回路を構成し得る）通信回路４０２の実施形態４００を示すブロック図である図４Ａに示すように、これらの信号を受信し、これらの信号の到来角を特定し、この情報を通信回路２１０（図２Ａ）および／または２６０（図２Ｂ）にフィードバックしてもよい。
【００６０】
特に、信号は、１つまたは複数のアンテナ（アンテナ４１０等）および／またはアンテナ要素を使用して受信される。アンテナおよび／またはアンテナ要素が、通信回路４０２の外部にあってもよく、チップ、パッケージ、もしくはチップキャリア上にあってもよく、および／または、別の集積回路上（例えば、チップスタック内）にあってもよいことに留意する。
【００６１】
上述したように、受信信号は、少なくとも２つの周波数成分の複数のインスタンスを含み、所与の周波数成分の所与のインスタンスは、その所与の周波数成分のその他のインスタンスの位相と異なる位相を有する。さらに、図６および図７を参照してさらに後述するように、これら周波数成分および関連する位相により、受信信号に関連する周波数領域または周波数スペクトル内にピークが生じ、このピークは受信信号の到来角１２０（図１Ａ）に対応する。
【００６２】
したがって、増幅器４１２−１（可変利得または固定利得を有し得る）内での増幅後、検出回路４１４は、取得モード中に到来角１２０（図１Ａ）（より一般には、通常動作中にデータｘ（ｎ）４１６）を特定してもよい。特に、検出回路４１４は、受信信号に関連する周波数領域または周波数スペクトル内のピークのロケーションを特定してもよい。
【００６３】
さらに、検出回路４１４は、（例えば、高速フーリエ変換またはＦＦＴを使用する）ベースバンド復調、（線形等化または非線形等化等）等化、（スライサおよび／またはシーケンス検出を使用する）データシンボル検出、およびベースバンド復号化を実行してもよい。例えば、ベースバンド復号化は、信号の送信前に実行されるビット−シンボル符号化の反対または逆であるシンボル−ビット符号化を含んでもよい。いくつかの実施形態では、通信回路４０２は、誤り検出および／または訂正を実施する。例えば、誤りは、送信信号内の１つまたは複数のパリティビットと併せて、マルチビットＸＯＲ演算を実行することにより検出してもよい。
【００６４】
増幅器４１２−１による増幅の前、最中、または後、受信信号は、アナログ／デジタル変換器（ＡＤＣ）を使用してデジタル電気信号に変換し、１つまたは複数のサブチャネルに関連する１つまたは複数の搬送周波数ｆｉを使用して、１つまたは複数の適切な周波数帯からベースバンドにＲＦダウンコンバートしてもよい。例えば、ダウンコンバートは、１つまたは複数のヘテロダインミキサまたは変調器等の周波数変換要素を使用してもよい。さらに、いくつかの実施形態では、増幅器４１２−１は、例えば、自動利得制御（ＡＧＣ）ループに基づいて、通信回路４０２の利得を調整してもよい。
【００６５】
次に、制御論理４１８は、この到来角情報をオプションのメモリ４２０に記憶する（後で使用する場合）か、または、リンク４２２を使用して通信回路２１０（図２Ａ）にフィードバックする。より一般的には、通信回路４０２は、フィードバックを通信回路２１０（図２Ａ）および／または２６０（図２Ｂ）に提供し、このフィードバックは、通信チャネル１１８（図１Ａおよび図１Ｂ）の性能の特徴、すなわち、信号状態等の性能指標に基づいていてもよい。
【００６６】
あるいは、通信回路４６０の実施形態４５０を示すブロック図を提示する図４Ｂに示すように、電力増幅器４６２は、アンテナ要素４６４を使用して到来角１２０（図１Ａ）についての情報をフィードバックしてもよい。いくつかの実施形態では、アンテナ要素４１０を使用して、フィードバック情報が送信される。
【００６７】
（データブロックに関連するもの等の）時間間隔後、および／または、（１つまたは複数の改善措置を使用して適宜復元できない信号状態の劣化がある場合等）必要に応じて、到来角１２０（図１Ａ）を特定してもよいことに留意する。例えば、到来角１２０（図１Ａ）は、通常動作中、および／または取得動作モード中に特定してもよい。
【００６８】
いくつかの実施形態では、信号は、フェーズドアレイアンテナ内の１つまたは複数のアンテナ要素を使用して受信される。これを、通信回路５０２の実施形態５００を示すブロック図を提示する図５Ａに示す。特に、信号は、フェーズドアレイアンテナ５１０内の１つまたは複数のアンテナ要素を使用して受信され、その結果得られる電気信号は、１つまたは複数の増幅器４１２を使用して増幅される。メモリ５２０（ルックアップテーブル等）に記憶された係数に基づいて、制御論理５１８は、データ信号制御回路５１６に、フェーズドアレイ変調器５１４を使用してこれら電気信号の相対位相を調整するように命令してもよい。
【００６９】
次に、検出回路４１４は、取得モード中に到来角１２０（図１Ａ）（より一般には、通常動作中にデータｘ（ｎ）４１６）を特定してもよい。制御回路５１８は、この到来角情報をメモリ５２０に記憶する（後で使用する場合）か、またはリンク４２２を使用して通信回路２１０（図２Ａ）にフィードバックする。
【００７０】
あるいは、通信回路５６０の実施形態５５０を示すブロック図を提示する図５Ｂに示すように、電力増幅器４６２は、アンテナ要素４６４を使用して到来角１２０（図１Ａ）についての情報をフィードバックしてもよい。いくつかの実施形態では、フェーズドアレイアンテナ５１０内の１つまたは複数のアンテナ要素を使用して、フィードバック情報が送信される。
【００７１】
通信回路２１０（図２Ａ）、２６０（図２Ｂ）、４０２（図４Ａ）、４６０（図４Ｂ）、５０２（図５Ａ）、および／または５６０が、より少数の構成要素または追加の構成要素を含んでもよいことに留意する。例えば、追加のアンテナ（またはアンテナ要素）があってもよく、または構成要素を互いに結合する信号線が、複数の信号線（またはバス）を示してもよい。いくつかの実施形態では、通信回路２１０（図２Ａ）および／または２６０（図２Ｂ）は、通信チャネル１１８（図１Ａおよび図１Ｂ）に関連する損失および／または分散を補償するプレエンファシスを含む。同様に、いくつかの実施形態では、通信回路４０２（図４Ａ）、４６０（図４Ｂ）、５０２（図５Ａ）、および／または５６０は等化を含む。プレエンファシスおよび／または等化が、フィードフォワードフィルタおよび／または判定帰還等化回路を使用して実施してもよいことに留意する。
【００７２】
さらに、通信回路２１０（図２Ａ）、２６０（図２Ｂ）、４０２（図４Ａ）、４６０（図４Ｂ）、５０２（図５Ａ）、および／または５６０に明示してはいないが、これら回路は、電気信号のメモリバッファを含んでもよい。さらに、クロック回路は、通信回路２１０（図２Ａ）、２６０（図２Ｂ）、４０２（図４Ａ）、４６０（図４Ｂ）、５０２（図５Ａ）、および／または５６０には明示されていない。それにも関わらず、電気信号は、１つまたは複数のクロック信号の片方または両方のエッジに基づいて送信し、および／または受信してもよい。いくつかの実施形態では、送受信が同期されてもよく、および／または非同期であってもよいことに留意する。
【００７３】
通信回路２１０（図２Ａ）、２６０（図２Ｂ）、４０２（図４Ａ）、４６０（図４Ｂ）、５０２（図５Ａ）、および／または５６０内に示される構成要素および／または機能は、アナログ回路および／またはデジタル回路を使用して実装してもよい。さらに、これら通信回路の構成要素および／または機能は、ハードウェアおよび／またはソフトウェアを使用して実装してもよい。いくつかの実施形態では、制御論理２２０（図２Ａおよび図２Ｂ）、４１８（図４Ａおよび図４Ｂ）、および／または５１８（図５Ａおよび図５Ｂ）は、ベースバンド処理構成要素からの情報を使用せずに、これら通信回路内の物理層構造（ＲＦフロントエンド等）上で動作する。
【００７４】
通信回路２１０（図２Ａ）、２６０（図２Ｂ）、４０２（図４Ａ）、４６０（図４Ｂ）、５０２（図５Ａ）、および／または５６０内の１つまたは複数の構成要素を単一の構成要素に組み合わせてもよく、および／または１つもしくは複数の構成要素の位置を変更してもよいことに留意する。いくつかの実施形態では、通信回路２１０（図２Ａ）、２６０（図２Ｂ）、４０２（図４Ａ）、４６０（図４Ｂ）、５０２（図５Ａ）、および／または５６０は、１つまたは複数の半導体ダイ上の１つまたは複数の集積回路内に含まれる。
【００７５】
上述したように、取得モード中に装置１１０−１（図１）により送信される１つまたは複数の信号は、装置１１０−２（図１Ａ）において異なる方向で受信された場合、異なる周波数スペクトルを有してもよい。特に、受信信号に関連する周波数スペクトル内の最大または大域ピークのロケーションのシフト（搬送周波数に対する）は、到来角１２０（図１Ａ）に対応してもよい。したがって、受信信号に関連する周波数領域または周波数スペクトル内のこのピークのロケーションを使用して、到来角１２０（図１Ａ）ひいては通信路１１４−１（図１Ａ）の角度を特定してもよい。
【００７６】
いくつかの実施形態では、到来角１２０（図１Ａ）は、（例えば、図４および図５の検出回路４１４により）、１つまたは複数の受信信号のＦＦＴを計算すること、一連の狭帯フィルタまたはノッチフィルタを使用して、ピークのロケーションを特定すること、ならびに／または、ミキサ、周波数合成器、およびノッチフィルタを使用して、ピークのロケーションを特定することにより特定される。装置１１０（図１Ａおよび図１Ｂ）の時間同期またはロックの前に実行し得るスペクトル電力測定または計算を使用して、ピークのロケーションを特定してもよいことに留意する。したがって、スペクトル電力測定または計算は、受信信号を復調せずに実行してもよい。
【００７７】
図６Ａは、周波数６１２の関数としての信号強度６１０としてプロットされた周波数スペクトルを示すグラフ６００を提示する。この周波数スペクトルは、ゼロ度の到来角で受信される信号に関連する。したがって、ピーク６１４−１は、周波数スペクトルの搬送周波数にある。
【００７８】
これとは対照的に、図６Ｂは、非ゼロの到来角で受信される信号に関連する周波数スペクトルを示すグラフ６５０を提示する。したがって、ピーク６１４−２は、周波数スペクトルの搬送周波数にはなく、特に、周波数シフト６６０がある。
【００７９】
図７Ａおよび図７Ｂを参照して以下に示すように、一般に、所与の到来角で受信する信号に関連する周波数スペクトルは、最大または大域ピークを中心とした平滑な曲線を有する。局所ピーク等の複数の極大の存在は、受信信号内の１つまたは複数の多経路信号の存在を示し得ることに留意する。この場合、到来角１２０（図１Ａ）は、系統的探索（例えば、象限毎）等の逐次的手法を使用して特定してもよい。
【００８０】
図７Ａは、周波数トーンまたは周波数成分７１２の関数としての大きさ７１０としてプロットされる異なる到来角７１４に関連する周波数スペクトルを示すグラフ７００を提示する。到来角７１４の範囲が３０°の増分で−７５°（７１４−１）〜７５°（７１４−６）であることに留意する。さらに、これら周波数スペクトルは、２つのアンテナ要素またはアンテナを使用して送信される７つの周波数成分を含む信号に対応することに留意する。
【００８１】
上述したように、角度分解能は、アンテナ要素の数が増大するにつれて向上する。これは、周波数トーンまたは周波数成分７１２の関数としての大きさ７１０としてプロットされる異なる到来角７６０に関連する周波数スペクトルを示すグラフ７５０を提示する図７Ｂに示される。到来角７６０の範囲が３０°の増分で−７５°（７６０−１）〜７５°（７６０−６）であることに留意する。さらに、これら周波数スペクトルが、４つのアンテナ要素またはアンテナを使用して送信される７つの周波数成分を含む信号に対応することに留意する。表１は、グラフ７５０内の周波数スペクトルを生じさせる送信信号内の複数の周波数成分および関連する位相の図を提供する。
【００８２】
【表１】
2011524093.tif 000003
【００８３】
一般に、所与の送信器アンテナ要素またはアンテナの所与の電気信号は、所定の位相（または等しい遅延）を有するいくつかの周波数成分または正弦曲線（トーン）が重なったものとして、すなわち、
【数１】
2011524093.tif 000004
として表現することができる。但し、Ａｎは振幅であり、ｎは整数であり、ωｎは周波数成分であり、φｎは関連する所定の位相である。いくつかの実施形態では、振幅Ａｎは、異なる周波数成分で同じである。表１に示すように、アンテナ要素またはアンテナのうちの１つを、その他のアンテナ要素またはアンテナの周波数成分の位相を特定する際の参照として使用してもよい。
【００８４】
上述したように、受信器において、周波数スペクトル内のピークが、最良の到来角１２０（図１Ａ）である角度を示す。例えば、到来角が０°である場合、周波数成分（またはトーン）０は、異なるアンテナ要素からの他の正弦曲線が同相で到来しないため、最大電力（その他の周波数成分に対して）を有する。同様に、到来角がＰであって、距離ｔだけ隔てられ、距離ｄだけ離れた２つの送信アンテナまたはアンテナ要素からの信号の位相差が、２ｔｄｓｉｎ（Ｐ）／Ｐは０に等しいため、０であるようなＰの場合、周波数成分１は最大電力を有し、その他の周波数成分はより低い電力を有する。
【００８５】
次に、通信データを処理する実施形態について説明する。図８は、装置（図１Ａおよび図１Ｂの装置１１０のうちの１つ等）により実行し得る、信号を送信するプロセス８００の実施形態を示すフローチャートを提示する。動作中、装置は、取得モード中、アンテナ要素により送信される信号を生成し（８１０）、所与のアンテナ要素への所与の信号は、関連する位相を有する少なくとも２つの周波数成分を含み、所与の信号内の所与の周波数成分の位相は、その他のアンテナ要素のその所与の周波数成分の位相と異なり、信号は、装置と別の装置との通信路の角度を確立する。次に、装置は、アンテナ要素を使用して、信号を他の装置に送信する（８１２）。
【００８６】
図９は、他の装置（図１Ａおよび図１Ｂの装置１１０のうちの１つ等）により実行し得る、信号を受信するプロセス９００の実施形態を示すフローチャートを提示する。動作中、この他の装置は、取得モード中に少なくとも１つのアンテナを使用して信号を受信し（９１０）、受信信号は、少なくとも２つの周波数成分の複数のインスタンスを含み、所与の周波数成分の所与のインスタンスは、所与の周波数成分のその他のインスタンスの位相と異なる位相を有する。次に、他の装置は、受信信号に対応するスペクトル内のピークの存在に基づいて、受信信号の到来角を特定し（９１２）、到来角は、装置と他の装置との通信路の角度である。
【００８７】
いくつかの実施形態では、プロセス８００（図８）および／またはプロセス９００内に追加の、またはより少数の動作があってもよいことに留意する。さらに、動作の順序を変更してもよく、２つ以上の動作を組み合わせて単一の動作にしてもよい。
【００８８】
本明細書において説明する装置および回路は、当分野において利用可能なコンピュータ支援設計ツールを使用して実装し、このような回路のソフトウェア記述を含むコンピュータ可読ファイルにより具現してもよい。これらソフトウェア記述は、動作記述、レジスタ転送記述、論理構成要素記述、トランジスタ記述、およびレイアウトジオメトリレベル記述（layout geometry-level description）であってもよい。さらに、ソフトウェア記述は、記憶媒体に記憶してもよく、または搬送波により通信してもよい。
【００８９】
このような記述を実装し得るデータフォーマットとしては、Ｃのような動作言語をサポートするフォーマット、VerilogおよびＶＨＤＬのようなレジスタ転送レベル（ＲＴＬ）言語をサポートするフォーマット、ジオメトリ記述言語（ＧＤＳＩＩ、ＧＤＳＩＩＩ、ＧＤＳＩＶ、ＣＩＦ、およびＭＥＢＥＳ等）、ならびに他の適したフォーマットおよび言語をサポートするフォーマットが挙げられるが、これらに限定されない。さらに、搬送波を含む機械可読媒体上のこのようなファイルのデータ転送は、インターネット上の装置媒体を介して、例えば、電子メールを介して電子的に行うことができる。４ｍｍ磁気テープ、８ｍｍ磁気テープ、３  １／２インチフロッピー（登録商標）媒体、ＣＤ、ＤＶＤ等の物理的なファイルを機械可読媒体に実装してもよいことに留意する。
【００９０】
図１０は、このようなコンピュータ可読ファイルを記憶するシステム１０００の実施形態を示すブロック図を提示する。このシステムは、少なくとも１つのデータプロセッサまたは中央演算処理装置（ＣＰＵ）１０１０と、メモリ１０２４と、これら構成要素を互いに結合する１つまたは複数の信号線または通信バス１０２２とを含んでもよい。メモリ１０２４は、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュ、１つもしくは複数のスマートカード、１つもしくは複数の磁気ディスク記憶装置、および／または１つもしくは複数の光学記憶装置等の高速ランダムアクセスメモリおよび／または不揮発性メモリを含んでもよい。
【００９１】
メモリ１０２４は、回路コンパイラ１０２６および回路記述１０２８を記憶してもよい。回路記述１０２８は、図１〜図５に関連して上述した回路または回路のサブセットの記述を含んでもよい。特に、回路記述１０２８は、１つまたは複数の通信回路（１つもしくは複数の送信器１０３０および／または１つもしくは複数の受信器１０３２を含む）、１つまたは複数の位相調整要素１０３４、１つまたは複数の増幅器１０３６、１つまたは複数の検出回路１０３８、１つまたは複数のエンコーダ１０４０、１つまたは複数のデコーダ１０４２、１つまたは複数の変調器１０４４、１つまたは複数のリンク１０４６、制御論理１０４８（または命令セット）、メモリ１０５０、１つまたは複数のアンテナ１０５２、ならびに／あるいは１つまたは複数のアンテナ要素１０５４の回路記述を含んでもよい。
【００９２】
いくつかの実施形態では、システム１０００はより少数または追加の構成要素を含む。さらに、２つ以上の構成要素を組み合わせて単一の構成要素することもでき、および／または１つもしくは複数の構成要素の位置を変更してもよい。
【００９３】
上記実施形態は、到来角１２０（図１Ａ）の確立および／または特定に、複数の周波数成分および関連する位相を有する電気信号を使用するが、他の実施形態では、単一の周波数成分または搬送周波数を使用する通信システムでのアンテナの調整に、この技法の変形を使用してもよい。
【００９４】
実施形態の上記説明は、例示および説明のためにのみ提示された。網羅的すなわち本説明を開示された形態に限定する意図はない。したがって、多くの変更および変形が当業者に明らかである。さらに、上記開示は本説明を限定する意図はない。本説明の範囲は添付の特許請求の範囲により規定される。
【図１Ａ】
2011524093.tif 000005
【図１Ｂ】
2011524093.tif 000006
【図２Ａ】
2011524093.tif 000007
【図２Ｂ】
2011524093.tif 000008
【図３Ａ】
2011524093.tif 000009
【図３Ｂ】
2011524093.tif 000010
【図４Ａ】
2011524093.tif 000011
【図４Ｂ】
2011524093.tif 000012
【図５Ａ】
2011524093.tif 000013
【図５Ｂ】
2011524093.tif 000014
【図６Ａ】
2011524093.tif 000015
【図６Ｂ】
2011524093.tif 000016
【図７Ａ】
2011524093.tif 000017
【図７Ｂ】
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【図８】
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【図９】
2011524093.tif 000020
【図１０】
2011524093.tif 000021
【手続補正書】
【提出日】平成21年8月21日(2009.8.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
集積回路であって、
取得モード中、信号をアンテナ要素に提供する送信回路を備え、
所与のアンテナ要素への所与の信号は、事前定義された関連する位相を有する少なくとも２つの周波数成分を含み、前記所与の信号内の所与の周波数成分の事前定義された位相は、その他のアンテナ要素の前記所与の周波数成分の事前定義された位相と異なり、前記事前定義された位相は、ビーム形成に使用されるものとは異なり、前記信号は、前記集積回路と別の集積回路との通信路の角度の特定を容易にするものであり、
前記送信回路を、前記信号を送信する前記アンテナ要素に結合する出力ノードをさらに備える、集積回路。
【請求項２】
前記アンテナ要素を含むアンテナをさらに備える、請求項１に記載の集積回路。
【請求項３】
前記アンテナ要素を含むフェーズドアレイアンテナをさらに備える、請求項１に記載の集積回路。
【請求項４】
前記信号は同時に送信される、請求項１に記載の集積回路。
【請求項５】
前記所与のアンテナ要素からの送信は無指向性である、請求項１に記載の集積回路。
【請求項６】
前記所与の信号は複数の周波数成分を含み、前記周波数成分のそれぞれは関連する異なる事前定義された位相を有し、
その他のアンテナ要素の信号内の所与の周波数成分に関連する事前定義された位相は、前記所与の信号内の前記所与の周波数成分の前記事前定義された位相と異なる、請求項１に記載の集積回路。
【請求項７】
前記信号は、直交周波数分割多重方式を使用して符号化される、請求項１に記載の集積回路。
【請求項８】
前記所与の周波数成分は、前記集積回路と前記他の集積回路との通信チャネル内のサブチャネルに関連付けられる、請求項１に記載の集積回路。
【請求項９】
前記通信路は視線通信路である、請求項１に記載の集積回路。
【請求項１０】
前記通信路の前記角度は、前記集積回路と前記別の集積回路との通信の同期前に確立される、請求項１に記載の集積回路。
【請求項１１】
アンテナ要素のうちの１つであり得る少なくとも１つのアンテナ要素に結合し、かつ、前記別の集積回路から追加の信号を受信する、入力ノードと、
前記入力ノードに結合されかつ前記追加の信号を検出する受信器回路であって、前記追加の信号は、前記通信路の前記特定された角度を指定する、前記別の集積回路からのフィードバックを含む、受信器回路と、
前記通信路の前記特定された角度に基づいて、前記アンテナ要素を使用して送信される後続信号の送信角度を調整する制御論理と
をさらに備える、請求項１に記載の集積回路。
【請求項１２】
前記アンテナ要素の前記信号内の前記周波数成分の振幅は、互いに異なる、請求項１１に記載の集積回路。
【請求項１３】
取得モード中、信号をアンテナ要素に提供する送信回路を備え、
所与のアンテナ要素への所与の信号は、事前定義された関連する位相を有する少なくとも２つの周波数成分を含み、前記所与の信号内の所与の周波数成分の事前定義された位相は、その他のアンテナ要素の前記所与の周波数成分の事前定義された位相と異なり、前記事前定義された位相は、ビーム形成に使用されるものとは異なり、前記信号は、前記集積回路と別の集積回路との通信路の角度の特定を容易にするものであり、
前記送信回路を、前記信号を送信する前記アンテナ要素に結合する出力ノードをさらに備える、回路。
【請求項１４】
集積回路であって、
取得モード中、信号をアンテナ要素に提供する手段を備え、
所与のアンテナ要素への所与の信号は、事前定義された関連する位相を有する少なくとも２つの周波数成分を含み、前記所与の信号内の所与の周波数成分の事前定義された位相は、その他のアンテナ要素の前記所与の周波数成分の事前定義された位相と異なり、前記事前定義された位相は、ビーム形成に使用されるものとは異なり、前記信号は、前記集積回路と別の集積回路との通信路の角度の特定を容易にするものであり、
前記手段を、前記信号を送信する前記アンテナ要素に結合する出力ノードをさらに備える、集積回路。
【請求項１５】
取得モード中、アンテナ要素により送信される信号を生成するステップを含み、
所与のアンテナ要素への所与の信号は、事前定義された関連する位相を有する少なくとも２つの周波数成分を含み、前記所与の信号内の所与の周波数成分の事前定義された位相は、その他のアンテナ要素の前記所与の周波数成分の事前定義された位相と異なり、前記事前定義された位相は、ビーム形成に使用されるものとは異なり、前記信号は、第１の装置と第２の装置との通信路の角度の特定を容易にするものであり、
前記アンテナ要素を使用して信号を前記第１の装置から前記第２の装置に送信するステップをさらに含む、信号を送信する方法。
【請求項１６】
少なくとも１つのアンテナ要素に結合しており、取得モード中、信号を別の集積回路から受信する入力ノードを備え、
前記受信信号は、少なくとも２つの周波数成分の複数のインスタンスを含み、所与の周波数成分の所与のインスタンスは、前記所与の周波数成分のその他のインスタンスの事前定義された位相と異なる、事前定義された位相を有し、前記事前定義された位相は、ビーム形成に使用されるものと異なるものであり、
前記受信信号を検出し、かつ、前記受信信号に対応する周波数スペクトル内のピークの周波数ロケーションに基づいて前記受信信号の到来角を特定する、受信器回路をさらに備える、集積回路。
【請求項１７】
前記到来角は、前記集積回路と別の集積回路との通信路の角度である、請求項１６に記載の集積回路。
【請求項１８】
前記通信路は視線通信路である、請求項１７に記載の集積回路。
【請求項１９】
前記通信路は、前記集積回路と別の集積回路との唯一の通信路である、請求項１８に記載の集積回路。
【請求項２０】
前記角度は、前記集積回路と別の集積回路との通信の同期前に特定される、請求項１７に記載の集積回路。
【請求項２１】
少なくとも１つのアンテナ要素を含むアンテナをさらに備える、請求項１６に記載の集積回路。
【請求項２２】
少なくとも１つのアンテナ要素を含むフェーズドアレイアンテナをさらに備える、請求項１６に記載の集積回路。
【請求項２３】
前記受信信号は、複数の周波数成分の複数のインスタンスを含み、
所与の周波数成分の各インスタンスは、その他のインスタンスに関連する事前定義された位相と異なる、事前定義された関連する位相を有する、請求項１６に記載の集積回路。
【請求項２４】
前記受信信号は、直交周波数分割多重方式を使用して符号化される、請求項１６に記載の集積回路。
【請求項２５】
前記周波数成分は、前記集積回路と別の集積回路との通信チャネル内のサブチャネルに関連付けられる、請求項１６に記載の集積回路。
【請求項２６】
前記複数のインスタンス内の前記周波数成分の振幅は、互いに異なる、請求項１６に記載の集積回路。
【請求項２７】
追加の信号を他の集積回路に送信する送信回路であって、前記追加の信号は前記到来角に関連する情報を含む、送信回路と、
前記送信回路に結合され、前記追加の信号を送信する少なくとも１つのアンテナ要素に結合される出力ノードであって、少なくとも前記アンテナ要素は少なくとも１つの前記アンテナ要素であり得る、出力ノードと
をさらに備える、請求項１６に記載の集積回路。
【請求項２８】
前記到来角は、前記受信信号に関連するスペクトルの搬送周波数に対する前記ピークのシフトに対応する、請求項１６に記載の集積回路。
【請求項２９】
前記到来角を特定することは、前記スペクトルを計算することを含む、請求項１６に記載の集積回路。
【請求項３０】
前記スペクトル内の前記ピークは１つまたは複数のフィルタを使用して特定される、請求項１６に記載の集積回路。
【請求項３１】
前記スペクトル内の複数のピークの存在は、前記受信信号内の１つまたは複数の多経路信号の存在を示す、請求項１６に記載の集積回路。
【請求項３２】
少なくとも１つのアンテナ要素に結合しており、取得モード中、別の集積回路から信号を受信する入力ノードを備え、
前記受信信号は、少なくとも２つの周波数成分の複数のインスタンスを含み、所与の周波数成分の所与のインスタンスは、前記所与の周波数成分のその他のインスタンスの事前定義された位相と異なる、事前定義された位相を有し、前記事前定義された位相は、ビーム形成に使用されるものと異なっており、
前記受信信号を検出し、かつ、前記受信信号に対応する周波数スペクトル内のピークの周波数ロケーションに基づいて、前記受信信号の到来角を特定する受信器回路をさらに備える、回路。
【請求項３３】
取得モード中、装置において少なくとも１つのアンテナを使用して信号を受信するステップを含み、
前記受信信号は、少なくとも２つの周波数成分の複数のインスタンスを含み、所与の周波数成分の所与のインスタンスは、前記所与の周波数成分のその他のインスタンスの事前定義された位相と異なる、事前定義された位相を有し、前記事前定義された位相は、ビーム形成に使用されるものと異なっており、
前記受信信号に対応する周波数スペクトル内のピークの周波数ロケーションに基づいて、前記受信信号の到来角を特定するステップをさらに含み、
前記到来角は、前記装置と別の装置との通信路の角度である、信号を受信する方法。
【請求項３４】
信号を第２の装置に送信する第１の装置を備えるシステムであって、
前記第１の装置は、取得モード中、信号をアンテナ要素に提供する送信回路を含み、
所与のアンテナ要素への所与の信号は、事前定義された関連する位相を有する少なくとも２つの周波数成分を含み、前記所与の信号内の所与の周波数成分の事前定義された位相は、その他のアンテナ要素の前記所与の周波数成分の事前定義された位相と異なり、前記事前定義された位相は、ビーム形成に使用されるものとは異なり、前記信号は、第１の装置と第２の装置との通信路の角度の特定を容易にするものであり、
前記第１の装置は、前記送信回路を、前記信号を送信する前記アンテナ要素に結合する出力ノードをさらに含む、システム。
【請求項３５】
前記第２の装置は、少なくとも１つのアンテナ要素に結合しておりかつ取得モード中、前記第１の装置から信号を受信する入力ノードを含み、
前記受信信号は、少なくとも２つの周波数成分の複数のインスタンスを含み、所与の周波数成分の所与のインスタンスは、前記所与の周波数成分のその他のインスタンスの事前定義された位相と異なる、事前定義された位相を有するものであり、
前記第２の装置は、前記信号を検出し、かつ、前記受信信号に対応する周波数スペクトル内のピークの周波数ロケーション基づいて前記受信信号の到来角を特定する、受信器回路をさらに含む、請求項３４に記載のシステム。
【国際調査報告】
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2011524093.tif 000023
2011524093.tif 000024