(57)【要約】データ送信を空間的に多重化するための高速無線周波（ＲＦ）リンクシステムおよび方法が提示される。本システムは、光ファイバを用いてなど、中央処理所在他への既知待ち時間接続と相互接続される独立チャネルを有する第１のアンテナ集合体を特徴とする共通通信ポイントと；第２の同様に構成される集合的エンドポイントすなわちエンドポイントのセットとを含むことができ、ここで、第１の集合体と第２の集合体の間のマルチパスが無視できる。独立チャネルの間の信号の脱相関が、空間分離と信号処理の組み合わせによって達成される。一態様では、脱相関は、近似最大尤度多重入出力（near-maximum likelihood Multiple-Input Multiple-Output）信号処理を使用して実施される。
2014512706.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
データ送信を空間的に多重化するための高速無線周波（ＲＦ）リンクシステムであって、
独立チャネルを有する第１のアンテナ集合体および中央処理所在他への既知待ち時間接続を有する第１の共通通信ポイントと、
独立チャネルを有する第２のアンテナ集合体および前記中央処理所在他への別の既知待ち時間接続を有する第２の共通通信ポイントであって、前記第１の共通通信ポイントと前記第２の共通通信ポイントの間のマルチパスが無視できる第２の共通通信ポイントと
を備え、
前記第１のアンテナ集合体からの信号が前記第２のアンテナ集合体で受信されたとき、近似最大尤度多重入出力信号処理を使用して前記信号の脱相関を実施する、ＲＦリンクシステム。
【請求項２】
前記第１のアンテナ集合体と前記第２のアンテナ集合体の少なくとも１つが、幾つかの個々のパネルからなる、請求項１に記載のＲＦリンクシステム。
【請求項３】
前記既知待ち時間接続は、光ファイバ、同軸接続および定義済の無線接続の１つである、請求項２に記載のＲＦリンクシステム。
【請求項４】
前記第１のアンテナ集合体および前記第２のアンテナ集合体は、１度より大きい広い視野を有する低利得性を有する、請求項１に記載のＲＦリンクシステム。
【請求項５】
独立チャネルを有する第１のアンテナ集合体および中央処理所在他への既知待ち時間接続を有する第１の共通通信ポイントと、独立チャネルを有する第２のアンテナ集合体および前記中央処理所在他への別の既知待ち時間接続を有する第２の共通通信ポイントであって、前記第１の共通通信ポイントと前記第２の共通通信ポイントの間のマルチパスが無視できる第２の共通通信ポイントとを備える高速無線周波（ＲＦ）リンクシステムにおいて、データ送信を空間的に多重化するための方法であって、
前記第１のアンテナ集合体からの信号が前記第２のアンテナ集合体で受信されたとき、近似最大尤度多重入出力信号処理を使用して信号を脱相関させるステップを含む、方法。
【請求項６】
前記第１のアンテナ集合体および前記第２のアンテナ集合体の少なくとも１つが、幾つかの個々のパネルからなる、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記既知待ち時間接続は、光ファイバ、同軸接続および定義済の無線接続の１つである、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記第１のアンテナ集合体および前記第２のアンテナ集合体は、１度より大きい広い視野を有する低利得性を有する、請求項５に記載の方法。
【請求項９】
マシンにより実行可能な命令からなるプログラムであって高速無線周波（ＲＦ）リンクシステムにおいてデータ送信を空間的に多重化するための方法を実施するためのプログラムを格納するコンピュータ可読記憶媒体であって、該ＲＦリンクシステムが、独立チャネルを有する第１のアンテナ集合および中央処理所在他への既知待ち時間接続を有する第１の共通通信ポイントと、独立チャネルを有する第２のアンテナ集合体および前記中央処理所在他への別の既知待ち時間接続を有する第２の共通通信ポイントであって前記第１の通信ポイントと前記第２の通信ポイントの間のマルチパスが無視できる第２の共通通信ポイントとを有する、コンピュータ可読記憶媒体において、
前記第１のアンテナ集合体からの信号が前記第２のアンテナ集合体で受信されたとき、近似最大尤度多重入出力信号処理を使用して信号を脱相関させることを含む、コンピュータ可読記憶媒体。
【請求項１０】
前記第１のアンテナ集合体および前記第２のアンテナ集合体の少なくとも１つが、幾つかの個々のパネルからなる、請求項９に記載のコンピュータ可読記憶媒体。
【請求項１１】
前記既知待ち時間接続は、光ファイバ、同軸接続および定義済の無線接続の１つである、請求項１０に記載のコンピュータ可読記憶媒体ＲＦリンクシステム。
【請求項１２】
前記第１のアンテナ集合体および前記第２のアンテナ集合体は、１度より大きい広い視野を有する低利得性を有する、請求項９に記載のコンピュータ可読記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［背景技術］
関連出願の相互参照
本発明は、２０１０年１１月２２日出願の米国特許仮出願第６１／４１６，１０８号の利益を主張するものであり、その内容および開示のすべては、参照によって本明細書に完全に述べられているかのように、本明細書に組み込まれる。
【０００２】
本発明は、一般に無線通信に関し、詳細には、大容量無線データ配信に関する。
【０００３】
無線通信は、様々な専門的技術を使用して実施されている。その方法は、１〜１０ＧＨｚの範囲内のマイクロ波通信システム、自由空間光（ＦＳＯ：Free Space Optical）通信システムおよび通常２０〜９４ＧＨｚの範囲内で動作するポイントツウポイントのミリ波（point-to-point millimeter wave）通信システムを含んでいる。マルチアンテナに関する専門的技術、および５０〜７５ＧＨｚにおける空間多重化レジームが、実施されている。これらの専門的技術には、通常、アンテナが入念にアライメントされて配列される、固定された厳格なシステムが要求される。
【０００４】
これまで、もっとも容量が大きい無線システムは、専門的な光学技術を利用している。これらの方法は、自然環境の悪化、さらにまた困難である狙いを定めて(point)トラッキングさせる問題に悩まされている。一般に、光システムの長期間の利用可能性は、霧、雲、雨、並びに砂、枝葉およびほこりなどの光をぼかすものが存在する中での挙動のために、専門的な無線周波（ＲＦ）技術の場合に比べて、より低いことがよく知られている。
【０００５】
様々な技術は、用途に依存して、様々な欠点に苦しむ。これらは、不十分な速度、範囲または利用可能性、および／またはサイズ、重量およびパワーにおける欠点、または高利得アンテナに狙いを定めてトラッキングさせることが困難であることを含む。さらにまた、このタイプのリンクは、ほとんど例外なく、性質がポイントツウポイントのものである。光の代わりにＲＦを使用し、かつ高利得アンテナを入念にアライメントして配列することを必要としない、高速無線データ配信システムが必要である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許第５，５９３，４８９号公報
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、専門的な信号処理技術を用いてデータ送信を空間的に多重化するＲＦアンテナの分散アレイを使用し、それによって、他の方法に比べてかなりの容量増加を獲得する。
【０００８】
マルチパスが存在しない場合、１つのチャネルと別のチャネルを区別する能力が、アレイの幾何形状によって排他的にもたらされる。（送信および受信のアレイの）アンテナ要素が、よく知られるレイリー間隔（Rayleigh spacing）だけ互いに分離されたとき、完全なチャネル分離が達成される。レイリー間隔では、チャネルは互いに完全に直交する。しかし、レイリー間隔に基づくアレイは極めて大きい。アンテナ間隔がより小さいと、チャネルは、もう互いに直交せず、その結果、受信機でもう分解することができない。本発明では、チャネルが完全に直交していないときでさえ個々のアンテナから信号を分離するために、近似ＭＬ（最大尤度：maximum likelihood）多重入出力（ΜＩＭＯ：Multiple-Input Multiple-Output）検波といわれる、ある種類の信号処理アプローチを提案する。それゆえ、本明細書に提示する新規のアプローチを使用すると、マルチパスが存在しない場合でも、直交化を達成するためにアンテナ間隔だけに依存するアレイに比べて、より小さいアレイを用いて、ΜＩＭＯの利点を実現することができる。
【０００９】
データ送信を空間的に多重化するための高速無線周波（ＲＦ）リンクシステムが提示される。システムは、独立チャネルを有する第１のアンテナ集合体（collection of antennas）および中央処理所在他（central process location）への既知待ち時間接続（known latency connection）を有する第１の共通通信ポイント（common communications point）と、独立チャネルを有する第２のアンテナ集合体および中央処理所在他への別の既知待ち時間接続を有する第２の共通通信ポイントとを備え、第１の通信ポイントと第２の通信ポイントの間のマルチパスが無視でき、ここで、第１のアンテナ集合体からの信号が第２のアンテナ集合体で受信されたとき、信号の脱相関(decorrelation)を近似最大尤度多重入出力（near-maximum likelihood Multiple-Input Multiple-Output）信号処理を使用して実施し、複数のアンテナが独立チャネルを有し、アンテナが１つまたは複数の集団アレイ中に集められ、１つまたは複数パネルが、それぞれ、集団アレイの１つまたは複数を備え、そして信号がパネルの間で送信され、その信号は、独立チャネルを使用して送信される。
【００１０】
一態様では、第１のアンテナ集合体および第２のアンテナ集合体の少なくとも１つが、幾つかの個々のパネルからなる。一態様では、既知待ち時間接続は、光ファイバ、同軸接続および定義済の無線接続の１つである。一態様では、第１のアンテナ集合体および第２のアンテナ集合体は、１度より大きい広い視野を有する低利得性を有する。
【００１１】
独立チャネルを有する第１のアンテナ集合体および中央処理所在他への既知待ち時間接続を有する第１の共通通信ポイントと、独立チャネルを有する第２のアンテナ集合体および中央処理所在他への別の既知待ち時間接続を有する第２の共通通信ポイントとを備え、第１の通信ポイントと第２の通信ポイントの間のマルチパスが無視できる高速無線周波（ＲＦ）リンクシステムにおいて、第１のアンテナ集合体からの信号が、第２のアンテナ集合体で受信されたとき、近似最大尤度多重入出力信号処理を使用して、信号を脱相関させるステップを含む、データ送信を空間的に多重化するための方法を提示する。
【００１２】
本発明の方法の一態様では、第１のアンテナ集合体および第２のアンテナ集合体の少なくとも１つが、幾つかの個々のパネルからなる。一態様では、既知待ち時間接続は、光ファイバ、同軸接続および定義済の無線接続の１つである。一態様では、第１のアンテナ集合体および第２のアンテナ集合体は、１度より大きい広い視野を有する低利得性を有する。
【００１３】
また、本明細書に述べる１つまたは複数の方法を実施するために、マシンが実行可能な命令からなるプログラムを格納するコンピュータ可読記憶媒体を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
本発明は、注を加えた図面を参照し、本発明の非限定の例示的な実施形態によって、次に続く詳細な明細書本文でさらに述べ、その図面では、同様の番号が、図面のすべてにわたって同様の要素を表す。しかし、理解すべきことであるが、本発明は、示した正確な配列および手段に限定されない。
【図１】自由空間のＭＩＭＯを例示する図である。
【図２】リンクの両側の２つの要素構成に関し、ビーム形成と比べて、容量増加を例示する簡単な空間多重化構成を例示する図である。
【図３】Ｐ×Ｐアレイに関する容量見積もりを例示する図である。
【図４】ファイバ分散アパーチャの概念を例示する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
高速ＲＦリンク技術のためのシステムおよび方法を提示する。
【００１６】
図１に、個々のチャネルが、アナログまたはデジタルのビーム形成と対照的に、デジタル信号処理を用いてたたみ込まれる、別のアレイと独立に通信する幾つかのアパーチャの全体概念を例示する本発明の概略図を示す。独立チャネルを有するアンテナは、通常、互いに対して区別可能な情報を送ることができるアンテナと言われる。図１に、自由空間多重入出力（ΜＩＭＯ：Multiple-Input Multiple-Output）、すなわち、約１０キロメートルの見通し線（ＬＯＳ：line of sight）の環境下の大きい数、たとえば１６〜５０の独立した広く隔置されるアパーチャを示す。これらのアパーチャまたはアンテナ１０は、簡単な、またはより複雑なアンテナ構造からなることができる。図１に４要素のアンテナを例示するが、しかし、簡単なパッチ、またはもっと複雑な構造を同等に用いることができる。
【００１７】
図１に、アンテナ１０のモノリシックアレイ１２への集団化を示す。直観的に、理想的な場合では、対称的な（Ｎｔ＝Ｎｒ＝Ｎ）システム中で、アンテナカウント（antenna count）を用いて線形の容量のスケーリングが行われるはずである。形式的に、これは、容量方程式
【００１８】
【数１】
2014512706.tif 000003
【００１９】
を考慮することによって述べることができ、ただし、ρ＝信号対雑音比（ＳＮＲ）、Ｎｔ＝送信アンテナ数、Ｈ＝Ｎｔ×Ｎｒはチャネル行列であり、その要素（ｉ、ｊ）は、要素ｉから要素ｊまでのチャネルを定義する。それゆえ、容量は、ＳＮＲ、要素数およびチャネル行列Ｈに依存する。容量行列の各要素が互いに干渉せずに独立して互いに送信することができるとき、行列Ｈは対角化可能であり、要素数の正方行列として増大し、それによって、それを対数から導き出すことが可能になり、要素数につれて線形に容量が増加することに繋がる。これは、よく知られる、ρにつれて容量が対数関数的に増加することとは際立って対照的である。
【００２０】
そのような「空間多重化」は、マルチアンテナ技術の容量次元（capacity dimension）であり、対数関数的な容量のＳＮＲ（ρ）でのスケーリングとは対照的に、非対数関数的な容量のＮでのスケーリングをもたらす。送信および受信における多様性のために、つまり、個々のアンテナからの信号の間を区別する能力によって、チャネルの独立を得ることができる。この区別する能力は、根本的に、専門的な信号処理技術を使用して互いから分離することができる、信号の位相差から生じる。一般に、これらの位相差は、所与のアンテナからの幾つかの信号経路のマルチパス干渉または検波から生じる。
【００２１】
利用できる帯域幅が高い、通常、ミリ波（＞３０ＧＨｚ）の周波数帯中の周波数では、ＲＦ信号は、マルチパスが極めて限定されるという劣った伝播性質を有する。マルチパスが存在しない場合、信号多様性が排他的にアレイの幾何形状によってもたらされ、この容量のスケーリングは、あるチャネルと別のチャネルを区別する能力に依存する。言い換えると、空間分離を使用して脱相関させる。理想的な脱相関は、アパーチャの特定の分離のために（よく知られるレイリー間隔）、所与の範囲で達成することができるが、しかし、これは、極めて限定的であり、具体的な位置および範囲について極めてデリケートなバランスを表す。ＭＩＭＯ技術と言われる専門的な信号処理技術は、完全な信号の脱相関が得られないときでさえ、個々のアンテナから信号を分離するように適用することができる。物理的な配列中で要求される脱相関の程度は、用いるアルゴリズムの性能、およびそれらを実行するために利用できる計算リソースに依存する。高い程度に互いに相関している信号を分離することが可能なアルゴリズムの実施例が存在し、他のどこかで述べられている。具体的には、参照によって本明細書に組み込まれる特許文献１中の方法など、「近似最大尤度（near maximum-likelihood）」として知られる方法が、これを実施することができる。
【００２２】
多数の独立のアパーチャは、独立チャネルを可能にするのに十分なように分離することができる。この構成によれば、数個の有益な態様を思い浮かべることができる。基本的な容量は、ビーム形成アレイを使用するときに比べて、より速く増加し、これは、すべてのアパーチャを協働的に使用して、１つのポイントから別のポイントに単一情報ストリームを送ることを意味する。さらなる利点が、そうでなければ使用されるはずである高利得アンテナの狙いを定めてトラッキングさせることを単純化したことによって生じる。動作周波数の範囲は、用途の要件に基づき選択することができる。たとえば、アパーチャのより大きい配列が可能である場合、より低いミリ波の搬送波周波数（たとえば、３０ＧＨｚ）での動作を使用することができ、ここで、より高い周波数におけるよりも伝播性能はいくらか良い。より小さい寸法が必要とされる場合、より高い動作周波数がより適切になる場合がある。専門的な技術および原理は、同じである。高性能デジタル信号処理は、高利得アパーチャまたはフェーズドアレイの高精度の機械的なトラッキングがデジタル信号処理と置き換えられるので、活用することができる。また、この高性能デジタル信号処理は、チャネル変動および環境変化をデジタル的にトラッキングするために、活用することができる。さらに、この構成は、広い領域にわたって、より大きいトータルの送信パワーを提供し、並びに優雅に劣化させ、要素当たりのコストを低下させ、および破壊に対する脆弱性を減少させる可能性をもたらす。しかし、この構成に関して、個々のアパーチャのアンテナ利得が低下する恐れがある、経路喪失の影響が著しく増加する恐れがあり、および／または大きいアレイが機械的な変位および変形を被ってデジタルトラッキングが要求されることになる（Ｒｘ）など、いくつかの困難な問題が生じる恐れがある。さらに、大きいアレイの物理的サイズ、たとえば５０ｃｍ〜２ｍによって、展開シナリオが限定される。
【００２３】
図２に、簡単な２つの要素の配列を用いる発明の概念を例示する。図２に、ビーム形成に比べて容量の増加を例示する、簡単な２×２のＭＩＭＯ構成の数学的解析を示す。図２に、１つのアンテナからの信号が他のアンテナで完全にヌルにされたとき、最大情報容量が生じることを示す。そのような場合、両方のアンテナは独立に使用することができ、２つのアンテナが協働的に使用されている場合に比べて、チャネル容量はほぼ倍になる。
【００２４】
図２に示すように、チャネル行列Ｈが特異である、すなわち行列式（Ｈ）＝０であるとき、極小条件が達成される。これは、２つのチャネルの間の経路差が半波長の整数の倍数であるとき、生じる。一方、容量の極大条件は、経路が直角位相であるとき、生じる。この簡単な場合、２つの別のアンテナに狙いを定める(point)２つのアンテナが存在する。容量は、要素間隔の関数として示される。干渉が全くない場合、各チャネルで異なる信号を送ることができ、たとえばＨ１１上のデータは、Ｈ１２上のデータと等しくない。図２の上部右側のグラフは容量対要素間隔を示す。極小条件および極大条件は矢印によって示す。図２の下部右側のグラフは極小条件対要素間隔を示す。
【００２５】
図３に、異なるアレイサイズ（Ｎｔ、Ｎｒ）およびパワーレベルに関してチャネル容量が考慮されている、全情報容量の計算を示す。また、これらのチャネル容量は、すべての要素が共同して単一情報ストリームを送るビーム形成の場合と比較されている。通知された送信機（ＩＴ：informed transmitter）および通知されていない送信機（ＵＴ：uninformed transmitter）の場合を例示する。通知された送信機は最適な場合を表し、送信機が、その情報伝達容量(information bearing capacity)を考慮して、各固有モードにおいて送信されるパワーおよび情報を適合させるが、それにはチャネルに関する先回り情報を必要とし、それは、通常、受信機からのフィードバックチャネルの形態で提供される。通知されていない送信機の場合、送信機は、たとえいくつかのモードが他のモードに比べてより高性能を有し、性能がいくぶん低下することになるとしても、すべての利用できるモードを対等に取り扱う。
【００２６】
図３に、Ｐ×Ｐアレイに関する容量見積もりを示し、通知された送信機（ＩＴ）と通知されていない送信機（ＵＴ）の両方の場合において、異なるアレイサイズ、および固定のトータルパワー（図３、右側）および要素当たりの固定パワー（図３、左側）について、ビーム形成（ＢＦ：beam-forming）の場合に比べて情報容量が大きいことを実証する。図における表記法は、（ｎ、ｍ）×（ｐ、ｑ）として、送信アレイのサイズおよび受信アレイのサイズをそれぞれ示す。それゆえ、送信アレイのサイズはｎ×ｍであり、受信アレイのサイズはｐ×ｑである。しかし、ｎ＝ｍおよびｐ＝ｑであるこれらのシミュレーションでは、これが実際には必要でない。図２の２×２のアレイに比べて大変より大きい、このＰ×Ｐのアレイは、中心周波数が３０ＧＨｚで、１０キロメートルのリンクにわたり通信する、１個から４９個の要素を含むことができる。そのリンクは、３ｍｍ／時の雨によって機能が損なわれる。
【００２７】
図３に示すように、ＭＩＭＯチャネルモデルでは、自由空間だけ要素間でリンクし、すべての空間多重化はレイリー間隔に由来する球面波効果によって得られる、と仮定する。ＭＩＭＯリンクに関する容量の式は、すべての要素を使用して、送信（ｔｘ）および受信（ｒｘ）において理想的なビーム成形器と比較される。パワーが１０Ｗの単一アンテナ（高利得＝４５ｄＢｉ）についての単一入力単一出力（１×１アレイ）を比較例として計算する。
【００２８】
図４に、大きいアレイを個々のサブアレイに分離する概念を描いて、全体アレイのサイズを減少させることの利点を提示する。これが働くために必要なものは、各アンテナと中央の処理システムの間のチャネル応答を知って、中央の処理システムが、アパーチャの全体集合体を、それが単一のモノリシックシステムであるかのように取り扱うことができることである。１つのアプローチでは、光ファイバ接続を使用することができるが、しかし、同軸接続または定義済の無線接続など、他の手段も使用することができる。
【００２９】
図４に、ファイバ分散アパーチャの概念を例示し、アンテナ４０の大きい６４個の要素アレイが、中央制御所在他４６から制御される大きいパネル４２中に分離されることを示す。上記パネルは、８×８アレイで、３ｍのアパーチャ分離のためにサイズが２５×２５メートル（ｍ）になるはずである。ＳＮＲを２０ｄＢとするアレイのシミュレーションによって、１０キロメートル（ｋｍ）の範囲にわたる情報容量が１５０Ｇｂ／秒であることが予測される。ファイバ中継処理によって、より小さいパネル４４を中央処理所在他４６から集団で使用することが可能になる。集中型アクセスによって、大きいアレイと同じ概念の動作（ＣＯＮＯＰｓ：concept of operation）が可能になる。この構成は、著しく視認性(visiblity)を減少させ、生存性を高める。具体的なシミュレーションによって、１０ｋｍの範囲にわたって３ｍの分離を有する単一８×８アレイ（６４要素）の一対の間の情報容量を、それぞれが０．５ｍの分離で４個のアンテナを有する１６個のサブパネル４４のファイバ分散集合体の情報容量と比較した。その結果は、一対のそのような分散アレイが、２つの大きいアレイの間の容量の３２％を達成することができること、および、そして１個の大きいパネルと分散アレイの間の通信が、その単一対の６０％であることを示す。その差は、主に、サブアレイの要素からの信号の間で相関がより高いことから生じている。異なるタイプのサブアレイ４４は、具体的な必要に応じて構築することができるはずである。
【００３０】
本発明のシステムおよび方法は、次に示すような多くの際立った特徴を含む。ファイバ分散アレイを使用すると、より小さい、それほど目障りでないパネルを分散させることによって、極めてより大きいモノリシックアレイの効果が得られる。アンテナ集合体には、ビーム形成の振る舞いを全く必要とせず、たとえば、信号処理を使用して個々の信号のすべてをデジタル的に導き出すことができる。既に述べた近似ＭＬのＭＩＭＯ信号処理によって、高度に相互に相関した信号を分離する能力のために、アンテナとパネルの両方の分離を減少させることができるという追加の恩恵がもたらされる。本発明のシステムは、容量が単一アンテナに比べて著しくより大きく、単一ビーム形成アンテナアレイに比べて著しくより大きい。
【００３１】
また、低利得の視野がより広い個々のアンテナを使用することによって、角視野が、高利得アンテナの集合体に比べて、著しくより大きい。より広い視野によって、幾つかのエンドポイントにアドレスする能力が高められ、アライメントが簡単化される。
【００３２】
さらに、本発明のシステムは、ミリ波が、マルチパスの欠如のために、実行可能なＭＩＭＯ技術として一般に考えられておらず、そして低利得ミリ波のアパーチャが、高リンク損失のために、高速通信に関して一般に評判が良くないということで直観と相容れない。さらに、フェーズドアレイアンテナがそれらを有効に使用することができず、その代わりに、アパーチャのぎっしりと詰まった集合体が効果的なビーム誘導のために一般に必要となることから、ファイバ分散アンテナレイは新規な概念である。さらに、この解決策を達成するためには、計算の複雑性がかなりなものになる恐れがあり、高性能を果たすためのリソースが最近まで得られなかった。具体的には、高性能グラフィックス志向のプロセッサの最近の進歩によって、必要な計算性能はちょっと前と比べてより広く利用できるようになった。
【００３３】
本発明のシステムは、ファイバ中継処理構成のために、モノリシックアレイに比べて、より小さなサイズでの解決策をもたらす。新規の解決策は、より低い利得の個々の要素を使用することによって、アライメントおよび収集をより易しくし、高利得システムの狙いを定めてトラッキングさせる問題を無くしている。さらに、高利得アンテナの狙いを定めてトラッキングさせることに関する問題は、重ね合わせたアンテナパターンからの既に述べた相関した信号のたたみ込みを解くというシリコン処理の課題に変形される。この交換は、将来の向上について、より良い可能性をもたらし、これはは、シリコン処理パワーが時間が経つにつれて指数関数的に増加し、一方機械的なアンテナのトラッキングの向上は、ほとんどそのように速くないからである。
【００３４】
また、本発明のシステムでは、同等の単一アンテナシステムに比べて、容量がより大きく、さらにまた単一ビーム形成フェーズドアレイに比べて、同じ距離で容量がより大きい。また、本発明のシステムは、より多くの数のアンテナにわたって放射パワーを分散させることによって、単一アンテナにおける高ＲＦパワーレベルに関連する問題を軽減する。
【００３５】
さらに、新規の解決策は、空間平行度（degree of spatial parallelism）を加えることによって、速度、範囲および分解能の間のトレードオフを、これまでのシステムに比べて、より良く行うことができるようになる。低損失で固定待ち時間の媒体、たとえば光ファイバを用いて接続される、分離されたサブパネルの上のアンテナ集合体のアレイの要素を分散させることで、大きな単一パネルの視認性および脆弱性は、それを一連のより小さいパネルに分割することによって減少する。
【００３６】
本開示の様々な態様は、プログラム、ソフトウェア、またはコンピュータ命令として実施することができ、それは、媒体を使用でき、またはそれを可読のコンピュータまたはマシンに実装されるまたは格納され、そして、それは、コンピュータ、プロセッサおよび／またはマシンで実行されたとき、コンピュータまたはマシンに本方法のステップを実施させる。また、本開示で述べた様々な機能性および方法を実施するために、マシンが実行可能な命令からなるプログラムを有形に実装するマシン可読プログラム記憶装置、たとえばコンピュータ可読媒体が提供される。
【００３７】
本開示の本システムおよび方法は、汎用コンピュータまたは専用コンピュータシステムに実装して実行することができる。コンピュータシステムは、どんなタイプの既知のシステムとすることができ、または既知のシステムであってよく、そして、通常、プロセッサ、メモリデバイス、記憶装置、入出力デバイス、内部のバスおよび／または通信ハードウェアおよびソフトウェアと協働して他のコンピュータシステムと通信するための通信インターフェースなどを含むことができる。また、本システムは、俗にクラウドとして知られる、仮想コンピュータシステムに実装することができる。
【００３８】
コンピュータ可読媒体は、コンピュータ可読記憶媒体またはコンピュータ可読信号媒体とすることができる。コンピュータ可読記憶媒体に関し、それは、たとえば、磁気、光、電子、電磁気、赤外線、もしくは半導体システム、装置またはデバイス、あるいは前述のいずれもの適切な組み合わせとすることができるが、しかし、コンピュータ可読記憶媒体は、これらの実施例に限定されない。コンピュータ可読記憶媒体の追加の具体的な実施例は、ポータブルコンピュータディスケット、ハードディスク、磁気記憶装置、ポータブルコンパクトディスクリードオンリメモリ（ＣＤ−ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）、消去可能プログラマブルリードオンリメモリ（ＥＰＲＯＭまたはフラッシュメモリ）、１つもしくは複数のワイヤを有する電気接続、光ファイバ、光記憶装置、または前述のいずれもの適切な組み合わせを含むことができるが、しかし、また、コンピュータ可読記憶媒体は、これらの実施例に限定されない。命令実行システム、装置またはデバイスによって使用される、またはそれと接続されるプログラムを含むまたは格納することができる、いずれの有形の媒体も、コンピュータ可読記憶媒体となることができる。
【００３９】
本用途で使用することができるような「コンピュータシステム」および「コンピュータネットワーク」という用語は、固定の、および／またはポータブルのコンピュータハードウェア、ソフトウェア、周辺機器および記憶装置の様々な組み合わせを含むことができる。コンピュータシステムは、ネットワークに接続される、またはそうでなければ共同して実施するようにリンクされる、複数の個々の構成要素を含むことができる、または、１つまたは複数の独立型の構成要素を含むことができる。本用途のコンピュータシステムのハードウェアおよびソフトウェアの構成要素は、デスクトップ、ラップトップ、および／またはサーバおよびサーバのネットワーク（クラウド）など、固定の、およびポータブルの装置を含むことができる、並びに、それらの中に含めることができる。ある「機能性」を実施する装置、ソフトウェア、プログラムまたはシステムの構成要素は、モジュールとすることができ、その機能性は、ソフトウェア、ハードウェア、ファームウェア、電子回路などとして実現することができる。
【００４０】
上記に述べた実施形態は例示的な実施例であり、本発明はこれらの具体的な実施形態に限定されるものと解釈すべきでない。それゆえ、当業者は、添付の特許請求の範囲で定義される本発明の趣旨または範囲から逸脱せずに様々な変更および修正を実施することができる。
【図１】
2014512706.tif 000004
【図２】
2014512706.tif 000005
【図３】
2014512706.tif 000006
【図４】
2014512706.tif 000007
【国際調査報告】
2014512706.tif 000008