(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワイヤレス通信のための装置であって、
基板と、
前記基板に配設された複数の第１のアンテナと、
前記基板に配設された複数の第２のアンテナと
を備え、
前記複数の第１のアンテナの各々は、前記基板に実質的に垂直な１つまたは複数の第１の方向においてピーク利得を有するように構成され、前記複数の第２のアンテナの各々は、前記第１の方向から実質的にそれた１つまたは複数の第２の方向においてピーク利得を有するように構成され、前記複数の第２のアンテナは、アンテナの第１のグループと、アンテナの第２のグループとを備え、前記アンテナの第１のグループの前記アンテナは、前記アンテナの第２のグループの前記アンテナと異なり、前記複数の第２のアンテナのうちの前記アンテナの前記第１のグループは、ショート半波長パッチアンテナを備え、前記複数の第２のアンテナのうちの前記アンテナの第２のグループは、ダイポールアンテナを備える、
装置。
【請求項２】
前記第２の方向のうちの１つと前記基板の横平面との間の角度は、０度から４５度の間にある、
請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記複数の第２のアンテナは、前記複数の第１のアンテナを囲む、
請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記複数の第１のアンテナのうちの少なくとも１つは、パッチアンテナを備える、
請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記複数の第１のアンテナと前記複数の第２のアンテナとに関連する複数の利得増幅器と、
通信セッションに寄与する、前記複数の第１のアンテナと前記複数の第２のアンテナとのサブセットを決定することと、前記サブセットに関連しないそれらの利得増幅器の電力を低減することとを行うように構成される処理システムと
をさらに備える、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記処理システムは、前記サブセットに関連しないそれらの利得増幅器への全電力を周期的に回復することと、前記決定と前記低減とを繰り返すこととを行うようにさらに構成される、
請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記処理システムは、前記通信セッションのための受信された信号を少なくとも１つのしきい値と比較することに基づいて前記サブセットを選択することによって、前記サブセットを決定することを行うようにさらに構成される、
請求項５に記載の装置。
【請求項８】
前記処理システムは、前記通信セッションのための受信された信号の統計的分析に基づいて前記サブセットを選択することによって、前記サブセットを決定するようにさらに構成される、
請求項５に記載の装置。
【請求項９】
請求項５に記載の装置によって遂行される、ワイヤレス通信のための方法であって、
前記通信セッションに寄与する、前記複数の第１のアンテナと前記複数の第２のアンテナとのサブセットを決定することと、
前記サブセットに関連しないそれらの利得増幅器のための電力を低減することと
を備える、方法。
【請求項１０】
前記サブセットに関連しないそれらの利得増幅器への全電力を周期的に回復することと、前記決定することおよび前記低減することを繰り返すこととをさらに備える、
請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記サブセットを前記決定することは、前記通信セッションのための受信された信号を少なくとも１つのしきい値と比較することに基づいて前記サブセットを選択することを備える、
請求項９に記載の方法。
【請求項１２】
前記サブセットを前記決定することは、前記通信セッションのための受信された信号の統計的分析に基づいて前記サブセットを選択することを備える、
請求項９に記載の方法。
【請求項１３】
請求項１乃至９のいずれか１項に記載の前置装置を備える、ワイヤレスノード。
【請求項１４】
請求項５に記載の前記装置の前記処理システムによって実行されると、請求項９乃至１２のいずれ１項に記載の方法を実行する命令を備える、コンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の相互参照】
【０００１】
[0001]本出願は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる、２０１５年８月２６日に米国特許商標庁に出願された仮出願第６２／２１０，１３１号、および２０１６年８月１８日に米国特許商標庁に出願された非仮出願第１５／２４０，６８５号の優先権および利益を主張する。
【技術分野】
【０００２】
[0002]本開示の態様は、一般にワイヤレス通信デバイスに関し、より詳細には、ワイヤレス通信デバイスのためのアンテナアレイ設計に関する。
【背景技術】
【０００３】
[0003]６０ＧＨｚ無線帯域通信デバイスでは、無線モジュールは、典型的には、振幅および位相シフタを含むサポート回路によって供給されている一連のプリントアンテナからなる。動作中、サポート回路中のこれらの振幅および位相シフタは、６０ＧＨｚ無線帯域における高データレート通信に必要とされるビームフォーミングを与えるように、すなわち、デバイス間の集束ビームを作成するように制御される。
【０００４】
[0004]したがって、６０ＧＨｚ通信におけるビームフォーミングの必要により、最良のアンテナ利得のための最適アンテナ構成を見つけることが重要になる。たとえば、アクセスポイント（ＡＰ）または他のそのようなシステムの場合、通信デバイスに対するＡＰの位置にかかわらず高データレート通信がサポートされることを保証するために、最適照明（optimal illumination）が必要とされる。さらに、通信デバイスが、典型的にＡＰよりも著しい弱い信号を与えることになり、典型的にＡＰのアンテナサイズよりも著しく小さいアンテナサイズを有することになるとき、高利得が典型的に必要とされる。したがって、ＡＰは、異なるロケーションにおいて使用されるべき広範囲の電力レベルをサポートし、必要とされる高い送信および受信利得を与える必要があり得る。
【０００５】
[0005]旧来、ＡＰまたは同様のデバイスにおける利得を最大にするための方法は、アレイの面に直角な最大利得を与えるために大きい単一向き（single facing）アンテナアレイを有するようにＡＰを構成することである。しかしながら、ＡＰまたは同様の適用例の場合、そのような構成は非効率的である。特に、そのような構成は、アレイの面に直角な角度において最も大きく、より大きいオフ角度において急速に低下する、アンテナ利得を生じる。
【発明の概要】
【０００６】
[0006]以下は、１つまたは複数の実施形態の基本的理解を与えるために、そのような実施形態の簡略化された概要を提示する。この概要は、すべての企図された実施形態の包括的な概観ではなく、すべての実施形態の主要または重要な要素を識別するものでも、いずれかまたはすべての実施形態の範囲を定めるものでもない。その唯一の目的は、後で提示されるより詳細な説明の導入として、１つまたは複数の実施形態のいくつかの概念を簡略化された形で提示することである。
【０００７】
[0007]本開示の態様は、ワイヤレス通信のための装置を提供する。本装置は、概して、基板と、基板に配設された複数の第１のアンテナと、基板に配設された複数の第２のアンテナとを含む。本装置では、複数の第１のアンテナの各々は、基板に実質的に垂直な１つまたは複数の第１の方向においてピーク利得を有するように構成され、複数の第２のアンテナの各々は、第１の方向から実質的にそれた１つまたは複数の第２の方向においてピーク利得を有するように構成される。本装置は、複数の第１のアンテナと複数の第２のアンテナとに関連する複数の利得増幅器と、少なくとも１つの処理システムとをも含み得る。処理システムは、通信セッションに寄与する、複数の第１のアンテナと複数の第２のアンテナとのサブセットを決定するように構成され、サブセット中にない複数の利得増幅器のための電力を低減し得る。
【０００８】
[0008]本開示の態様は、ワイヤレス通信のための方法を提供する。本方法は、概して、基板を設けるステップと、基板に複数の第１のアンテナを配設するステップと、基板に複数の第２のアンテナを配設するステップとを含む。本方法は、基板に実質的に垂直な１つまたは複数の第１の方向においてピーク利得を有するように複数の第１のアンテナの各々を構成することと、第１の方向から実質的にそれた１つまたは複数の第２の方向においてピーク利得を有するように複数の第２のアンテナの各々を構成することとをも含む。本方法は、複数の第１のアンテナと複数の第２のアンテナとに関連する複数の利得増幅器を設けるステップと、通信セッションに寄与する、複数の第１のアンテナと複数の第２のアンテナとのサブセットを決定するステップと、サブセットに関連しないそれらの利得増幅器のための電力を低減するステップとを含み得る。
【０００９】
[0009]本開示の態様は、ワイヤレス通信のための装置を提供する。本装置は、概して、基板と、電磁信号を放射および受信するための複数の第１の手段とを含み、複数の第１の手段の各々は基板に配設され、基板に実質的に垂直な１つまたは複数の第１の方向においてにおいてピーク利得を与えるように構成される。本装置は、概して、電磁信号を放射および受信するための複数の第２の手段をも含み、複数の第２の手段の各々は基板に配設され、第１の方向から実質的にそれた１つまたは複数の第２の方向においてピーク利得を与えるように構成される。本装置は、複数の第１の手段と複数の第２の手段とに関連する複数の増幅手段と、通信セッションに寄与する、複数の第１の手段と複数の第２の手段とのサブセットを決定するための手段と、サブセットに関連しない増幅手段のための電力を低減するための手段とをも含み得る。
【００１０】
[0010]本開示の態様はワイヤレスノードを提供する。本ワイヤレスノードは、概して、基板と、基板に配設された複数の第１のアンテナと、基板に配設された複数の第２のアンテナとを含む。本ワイヤレスノードは、概して、データを生成するように構成される処理システムと、複数の複数の第１のアンテナのいずれかまたは複数の複数の第２のアンテナのいずれかを介してデータを送信するように構成される送信機とをも含む。本ワイヤレスノードでは、複数の第１のアンテナの各々は、基板に実質的に垂直な１つまたは複数の第１の方向においてピーク利得を有するように構成され、複数の第２のアンテナの各々は、第１の方向から実質的にそれた１つまたは複数の第２の方向においてピーク利得を有するように構成される。
【００１１】
[0011]上記および関連する目的を達成するために、１つまたは複数の実施形態は、以下で十分に説明され、特に特許請求の範囲で指摘される特徴を備える。以下の説明および添付の図面は、１つまたは複数の実施形態のいくつかの例示的な態様を詳細に示す。ただし、これらの態様は、様々な実施形態の原理が採用され得る様々な方法のうちのほんのいくつかを示すものであり、説明される実施形態は、すべてのそのような態様およびそれらの均等物を含むものとする。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本開示のいくつかの態様による、例示的なワイヤレス通信ネットワークの図。
【図２】本開示のいくつかの態様による、例示的なアクセスポイントおよびユーザ端末のブロック図。
【図３】本開示のいくつかの態様による、例示的なワイヤレスデバイスのブロック図。
【図４Ａ】本開示の一態様による、ワイヤレス通信のための装置の部分断面側面図。
【図４Ｂ】本開示の一態様による、ワイヤレス通信のための装置の底面図。
【図５】本開示の一態様による、アンテナ要素の第１の例示的な配置を示す図。
【図６】本開示の一態様による、アンテナ要素の第２の例示的な配置を示す図。
【図７】本開示の一態様による、アンテナ要素の第３の例示的な配置を示す図。
【図８】本開示の一態様による、アンテナ要素の第４の例示的な配置を示す図。
【図９】本開示の一態様による、ワイヤレス通信のための装置においてアレイを動作させるための例示的な構成の概略図。
【図１０】本開示の一態様による、第１の例示的な方法におけるステップのフローチャート。
【図１１】図１０の方法を実装するための例示的な装置を示す図。
【図１２】前向き（forward facing）アンテナのみを実装する装置のための放射パターンを示す図。
【図１３】本開示の一態様に従って実装される装置のための放射パターンを示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
[0025]添付の図面を参照しながら本開示の様々な態様が以下でより十分に説明される。ただし、本開示は、多くの異なる形態で実施され得、本開示全体にわたって提示される任意の特定の構造または機能に限定されるものと解釈されるべきではない。むしろ、これらの態様は、本開示が周到で完全になり、本開示の範囲を当業者に十分に伝えるように与えられる。本明細書の教示に基づいて、本開示の範囲は、本開示の他の態様とは無関係に実装されるにせよ、本開示の他の態様と組み合わせられるにせよ、本明細書で開示される本開示のいかなる態様をもカバーするものであることを、当業者は諒解されたい。たとえば、本明細書に記載の態様をいくつ使用しても、装置は実装され得、または方法は実施され得る。さらに、本開示の範囲は、本明細書に記載の本開示の様々な態様に加えてまたはそれらの態様以外に、他の構造、機能、または構造および機能を使用して実施されるそのような装置または方法をカバーするものとする。本明細書で開示される本開示のいずれの態様も、請求項の１つまたは複数の要素によって実施され得ることを理解されたい。
【００１４】
[0026]本開示は、以下で示されているように、アクセスポイント（ＡＰ）デバイスおよび他の同様のデバイスのためのアンテナアレイ設計に関係する。便宜上、この改善されたパッチアンテナ設計は、このアンテナ設計のＡＰデバイス実装形態のコンテキストにおいて説明されることになる。しかしながら、本明細書で説明される技法は、さらに以下で説明されるように、他の適用例を有し得ることを理解されたい。
【００１５】
[0027]本明細書では特定の態様が説明されるが、これらの態様の多くの変形および置換は本開示の範囲内に入る。好適な態様のいくつかの利益および利点が説明されるが、本開示の範囲は特定の利益、使用、または目的に限定されるものではない。むしろ、本開示の態様は、様々なワイヤレス技術、システム構成、ネットワーク、および伝送プロトコルに広く適用可能であるものとし、それらのうちのいくつかが例として、図および好適な態様についての以下の説明において示される。発明を実施するための形態および図面は、本開示を限定するものではなく説明するものにすぎず、本開示の範囲は添付の特許請求の範囲およびそれの均等物によって定義されている。
【００１６】
[0028]本明細書の教示は、様々なワイヤードまたはワイヤレス装置（たとえば、ノード）に組み込まれ得る（たとえば、その装置内に実装されるか、またはその装置によって実行され得る）。いくつかの態様では、本明細書の教示に従って実装されるワイヤレスノードはアクセスポイントまたはアクセス端末を備え得る。ワイヤレスノードは、たとえば、ワイヤードまたはワイヤレス通信リンクを介した、ネットワーク（たとえば、インターネットまたはセルラーネットワークなど、ワイドエリアネットワーク）のための、またはネットワークへの接続性を与え得る。
【００１７】
[0029]アクセスポイント（「ＡＰ」）は、ノードＢ、無線ネットワークコントローラ（「ＲＮＣ」）、発展型ノードＢ（ｅＮＢ）、基地局コントローラ（「ＢＳＣ」）、基地トランシーバ局（「ＢＴＳ」）、基地局（「ＢＳ」）、トランシーバ機能（「ＴＦ」）、無線ルータ、無線トランシーバ、基本サービスセット（「ＢＳＳ」）、拡張サービスセット（「ＥＳＳ」）、無線基地局（「ＲＢＳ」）、または何らかの他の用語を備えるか、それらのいずれかとして実装されるか、あるいはそれらのいずれかとして知られていることがある。
【００１８】
[0030]アクセス端末（「ＡＴ」）は、加入者局、加入者ユニット、移動局（ＭＳ）、リモート局、リモート端末、ユーザ端末（ＵＴ）、ユーザエージェント、ユーザデバイス、ユーザ機器（ＵＥ）、ユーザ局、または何らかの他の用語を備えるか、それらのいずれかとして実装されるか、あるいはそれらのいずれかとして知られていることがある。いくつかの実装形態では、アクセス端末は、セルラー電話、コードレス電話、セッション開始プロトコル（「ＳＩＰ」）電話、ワイヤレスローカルループ（「ＷＬＬ」）局、携帯情報端末（「ＰＤＡ」）、ワイヤレス接続機能を有するハンドヘルドデバイス、局（「ＳＴＡ」）、またはワイヤレスモデムに接続された何らかの他の好適な処理デバイスを備え得る。したがって、本明細書で教示される１つまたは複数の態様は、電話（たとえば、セルラーフォンまたはスマートフォン）、コンピュータ（たとえば、ラップトップ）、タブレット、ポータブル通信デバイス、ポータブルコンピューティングデバイス（たとえば、個人情報端末）、エンターテインメントデバイス（たとえば、音楽もしくはビデオデバイス、または衛星ラジオ）、全地球測位システム（ＧＰＳ）デバイス、あるいはワイヤレスまたはワイヤード媒体を介して通信するように構成される他の好適なデバイスに組み込まれ得る。
例示的なワイヤレス通信システム
[0031]本明細書で説明される技法は、直交多重化方式に基づく通信システムを含む様々なブロードバンドワイヤレス通信システムのために使用され得る。そのような通信システムの例としては、空間分割多元接続（ＳＤＭＡ）システム、時分割多元接続（ＴＤＭＡ）システム、直交周波数分割多元接続（ＯＦＤＭＡ）システムおよびシングルキャリア周波数分割多元接続（ＳＣ−ＦＤＭＡ）システムがある。ＳＤＭＡシステムは、複数のユーザ端末に属するデータを同時に送信するために十分に異なる方向を利用し得る。ＴＤＭＡシステムは、送信信号を異なるタイムスロットに分割することによって、複数のユーザ端末が同じ周波数チャネルを共有することを可能にし得、各タイムスロットは異なるユーザ端末に割り当てられる。ＯＦＤＭＡシステムは、全システム帯域幅を複数の直交サブキャリアに区分する変調技法である、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）を利用する。これらのサブキャリアは、トーン、ビンなどと呼ばれることもある。ＯＦＤＭでは、各サブキャリアは独立してデータで変調され得る。ＳＣ−ＦＤＭＡシステムは、システム帯域幅にわたって分散されたサブキャリア上で送信するためのインターリーブＦＤＭＡ（ＩＦＤＭＡ）、隣接するサブキャリアのブロック上で送信するための局所ＦＤＭＡ（ＬＦＤＭＡ）、または隣接するサブキャリアの複数のブロック上で送信するための拡張ＦＤＭＡ（ＥＦＤＭＡ）を利用し得る。概して、変調シンボルは、ＯＦＤＭでは周波数領域で、ＳＣ−ＦＤＭでは時間領域で送られる。
【００１９】
[0032]本明細書の教示は、様々なワイヤードまたはワイヤレス装置（たとえば、ノード）に組み込まれ得る（たとえば、その装置内に実装されるか、またはその装置によって実行され得る）。いくつかの態様では、本明細書の教示に従って実装されるワイヤレスノードはアクセスポイントまたはアクセス端末を備え得る。ワイヤレスノードは、たとえば、ワイヤードまたはワイヤレス通信リンクを介した、ネットワーク（たとえば、インターネットまたはセルラーネットワークなど、ワイドエリアネットワーク）のための、またはネットワークへの接続性を与え得る。
【００２０】
[0033]アクセスポイント（「ＡＰ」）は、ノードＢ、無線ネットワークコントローラ（「ＲＮＣ」）、発展型ノードＢ（ｅＮＢ）、基地局コントローラ（「ＢＳＣ」）、基地トランシーバ局（「ＢＴＳ」）、基地局（「ＢＳ」）、トランシーバ機能（「ＴＦ」）、無線ルータ、無線トランシーバ、基本サービスセット（「ＢＳＳ」）、拡張サービスセット（「ＥＳＳ」）、無線基地局（「ＲＢＳ」）、または何らかの他の用語を備えるか、それらのいずれかとして実装されるか、あるいはそれらのいずれかとして知られていることがある。
【００２１】
[0034]アクセス端末（「ＡＴ」）は、加入者局、加入者ユニット、移動局（ＭＳ）、リモート局、リモート端末、ユーザ端末（ＵＴ）、ユーザエージェント、ユーザデバイス、ユーザ機器（ＵＥ）、ユーザ局、または何らかの他の用語を備えるか、それらのいずれかとして実装されるか、あるいはそれらのいずれかとして知られていることがある。いくつかの実装形態では、アクセス端末は、セルラー電話、コードレス電話、セッション開始プロトコル（「ＳＩＰ」）電話、ワイヤレスローカルループ（「ＷＬＬ」）局、携帯情報端末（「ＰＤＡ」）、ワイヤレス接続機能を有するハンドヘルドデバイス、局（「ＳＴＡ」）、またはワイヤレスモデムに接続された何らかの他の好適な処理デバイスを備え得る。したがって、本明細書で教示される１つまたは複数の態様は、電話（たとえば、セルラーフォンまたはスマートフォン）、コンピュータ（たとえば、ラップトップ）、タブレット、ポータブル通信デバイス、ポータブルコンピューティングデバイス（たとえば、個人情報端末）、エンターテインメントデバイス（たとえば、音楽もしくはビデオデバイス、または衛星ラジオ）、全地球測位システム（ＧＰＳ）デバイス、あるいはワイヤレスまたはワイヤード媒体を介して通信するように構成される他の好適なデバイスに組み込まれ得る。
【００２２】
[0035]図１は、本開示の態様が実施され得る例示的なワイヤレス通信システムを示す。たとえば、ＡＰ１１０は、ネットワーク中で通信するための最小帯域幅と最大帯域幅の両方を示す１つまたは複数のビットを有するフレームを生成し、送信するように構成され得る。ＵＴ１２０は、フレームを取得（たとえば、受信）し、フレーム中の１つまたは複数のビットに基づいて、ネットワーク中で通信するための最小帯域幅と最大帯域幅の両方を決定するように構成され得る。
【００２３】
[0036]図１は、アクセスポイントとユーザ端末とをもつ多元接続多入力多出力（ＭＩＭＯ）システム１００を示している。簡単のために、図１にはただ１つのアクセスポイント１１０が示されている。アクセスポイントは、概して、ユーザ端末と通信する固定局であり、基地局または何らかの他の用語で呼ばれることもある。ユーザ端末は、固定また移動であり得、移動局、ワイヤレスデバイス、ユーザ機器、または何らかの他の用語で呼ばれることもある。アクセスポイント１１０は、ダウンリンクおよびアップリンク上で所与の瞬間において１つまたは複数のユーザ端末１２０と通信し得る。ダウンリンク（すなわち、順方向リンク）はアクセスポイントからユーザ端末への通信リンクであり、アップリンク（すなわち、逆方向リンク）はユーザ端末からアクセスポイントへの通信リンクである。ユーザ端末はまた、別のユーザ端末とピアツーピアで通信し得る。
【００２４】
[0037]システムコントローラ１３０は、これらのＡＰおよび／または他のシステムのために協調および制御を行い得る。ＡＰは、たとえば、無線周波数電力、チャネル、認証、およびセキュリティに対する調整を扱い得るシステムコントローラ１３０によって管理され得る。システムコントローラ１３０は、バックホールを介してＡＰと通信し得る。ＡＰはまた、たとえば、ワイヤレスバックホールまたはワイヤラインバックホールを介して直接または間接的に互いに通信し得る。
【００２５】
[0038]以下の開示の部分は、空間分割多元接続（ＳＤＭＡ）によって通信することが可能なユーザ端末１２０について説明するが、いくつかの態様では、ユーザ端末１２０は、ＳＤＭＡをサポートしないいくつかのユーザ端末をも含み得る。したがって、そのような態様では、ＡＰ１１０は、ＳＤＭＡユーザ端末と非ＳＤＭＡユーザ端末の両方と通信するように構成され得る。この手法は、好都合なことに、より新しいＳＤＭＡユーザ端末が適切と見なされるときに導入されることを可能にしながら、より古いバージョンのユーザ端末（「レガシー」局）が企業において展開されたままであることを可能にし、それらの有効寿命を延長し得る。
【００２６】
[0039]システム１００は、ダウンリンクおよびアップリンク上でのデータ送信のために複数の送信アンテナと複数の受信アンテナとを採用する。アクセスポイント１１０は、Ｎap個のアンテナを装備し、ダウンリンク送信では多入力（ＭＩ）を表し、アップリンク送信では多出力（ＭＯ）を表す。Ｋ個の選択されたユーザ端末１２０のセットは、ダウンリンク送信では多出力をまとめて表し、アップリンク送信では多入力をまとめて表す。純粋なＳＤＭＡの場合、Ｋ個のユーザ端末のためのデータシンボルストリームが、何らかの手段によって、コード、周波数または時間において多重化されない場合、Ｎap≧Ｋ≧１が成り立つことが望まれる。ＴＤＭＡ技法、ＣＤＭＡを用いた異なるコードチャネル、ＯＦＤＭを用いたサブバンドの独立セットなどを使用してデータシンボルストリームが多重化され得る場合、ＫはＮapよりも大きくなり得る。各選択されたユーザ端末は、アクセスポイントにユーザ固有データを送信し、および／またはアクセスポイントからユーザ固有データを受信する。概して、各選択されたユーザ端末は、１つまたは複数のアンテナを装備し得る（すなわち、Ｎut≧１）。Ｋ個の選択されたユーザ端末は同じまたは異なる数のアンテナを有することができる。
【００２７】
[0040]ＳＤＭＡシステムは時分割複信（ＴＤＤ）システムまたは周波数分割複信（ＦＤＤ）システムであり得る。ＴＤＤシステムの場合、ダウンリンクとアップリンクは同じ周波数帯域を共有する。ＦＤＤシステムの場合、ダウンリンクとアップリンクは異なる周波数帯域を使用する。ＭＩＭＯシステム１００はまた、送信のために単一のキャリアまたは複数のキャリアを利用し得る。各ユーザ端末は、（たとえば、コストを抑えるために）単一のアンテナを装備するか、または（たとえば、追加コストがサポートされ得る場合）複数のアンテナを装備し得る。システム１００はまた、送信／受信を異なるタイムスロットに分割することによって、ユーザ端末１２０が同じ周波数チャネルを共有する場合、ＴＤＭＡシステムであり得、各タイムスロットは異なるユーザ端末１２０に割り当てられる。
【００２８】
[0041]図２は、本開示の態様を実装するために使用され得る、図１に示されているＡＰ１１０とＵＴ１２０との例示的な構成要素を示す。ＡＰ１１０とＵＴ１２０との１つまたは複数の構成要素は、本開示の態様を実施するために使用され得る。たとえば、アンテナ２２４、Ｔｘ／Ｒｘ２２２、プロセッサ２１０、２２０、２４０、２４２、および／またはコントローラ２３０は、本明細書で説明される動作を実行するために使用され得る。同様に、アンテナ２５２、Ｔｘ／Ｒｘ２５４、プロセッサ２６０、２７０、２８８、および２９０、ならびに／またはコントローラ２８０は、本明細書で説明される動作を実行するために使用され得る。
【００２９】
[0042]図２は、ＭＩＭＯシステム１００におけるアクセスポイント１１０と２つのユーザ端末１２０ｍおよび１２０ｘとのブロック図を示す。アクセスポイント１１０はＮt個のアンテナ２２４ａ〜２２４ａｐを装備する。ユーザ端末１２０ｍはＮut,m個のアンテナ２５２ｍａ〜２５２ｍｕを装備し、ユーザ端末１２０ｘはＮut,x個のアンテナ２５２ｘａ〜２５２ｘｕを装備する。アクセスポイント１１０は、ダウンリンクでは送信エンティティであり、アップリンクでは受信エンティティである。各ユーザ端末１２０は、アップリンクでは送信エンティティであり、ダウンリンクでは受信エンティティである。本明細書で使用される「送信エンティティ」は、ワイヤレスチャネルを介してデータを送信することが可能な独立動作型の装置またはデバイスであり、「受信エンティティ」は、ワイヤレスチャネルを介してデータを受信することが可能な独立動作型の装置またはデバイスである。以下の説明では、下付き文字「ｄｎ」はダウンリンクを示し、下付き文字「ｕｐ」はアップリンクを示し、Ｎup個のユーザ端末がアップリンク上での同時送信のために選択され、Ｎdn個のユーザ端末がダウンリンク上での同時送信のために選択され、ＮupはＮdnに等しいことも等しくないこともあり、ＮupおよびＮdnは、静的値であり得るか、またはスケジューリング間隔ごとに変化することがある。ビームステアリングまたは何らかの他の空間処理技法がアクセスポイントおよびユーザ端末において使用され得る。
【００３０】
[0043]アップリンク上で、アップリンク送信のために選択された各ユーザ端末１２０において、送信（ＴＸ）データプロセッサ２８８は、データソース２８６からトラフィックデータを受信し、コントローラ２８０から制御データを受信する。コントローラ２８０はメモリ２８２と結合され得る。ＴＸデータプロセッサ２８８は、ユーザ端末のために選択されたレートに関連するコーディングおよび変調方式に基づいてユーザ端末のためのトラフィックデータを処理（たとえば、符号化、インターリーブ、および変調）し、データシンボルストリームを与える。ＴＸ空間プロセッサ２９０は、データシンボルストリームに対して空間処理を実行し、Ｎut,m個の送信シンボルストリームをＮut,m個のアンテナに与える。各送信機ユニット（ＴＭＴＲ）２５４は、アップリンク信号を生成するために、それぞれの送信シンボルストリームを受信し、処理（たとえば、アナログ変換、増幅、フィルタ処理、および周波数アップコンバート）する。Ｎut,m個の送信機ユニット２５４は、Ｎut,m個のアンテナ２５２からアクセスポイントへの送信のためのＮut,m個のアップリンク信号を与える。
【００３１】
[0044]Ｎup個のユーザ端末が、アップリンク上での同時送信のためにスケジュールされ得る。これらのユーザ端末の各々は、それのデータシンボルストリームに対して空間処理を実行し、アップリンク上で送信シンボルストリームのそれのセットをアクセスポイントに送信する。
【００３２】
[0045]アクセスポイント１１０において、Ｎap個のアンテナ２２４ａ〜２２４ａｐは、アップリンク上で送信するすべてのＮup個のユーザ端末からアップリンク信号を受信する。各アンテナ２２４は、受信信号をそれぞれの受信機ユニット（ＲＣＶＲ）２２２に与える。各受信機ユニット２２２は、送信機ユニット２５４によって実行される処理を補足する処理を実行し、受信シンボルストリームを与える。ＲＸ空間プロセッサ２４０は、Ｎap個の受信機ユニット２２２からのＮap個の受信シンボルストリームに対して受信機空間処理を実行し、Ｎup個の復元アップリンクデータシンボルストリームを与える。受信機空間処理は、チャネル相関行列反転（ＣＣＭＩ：channel correlation matrix inversion）、最小平均２乗誤差（ＭＭＳＥ：minimum mean square error）、ソフト干渉消去（ＳＩＣ：soft interference cancellation）、または何らかの他の技法に従って実行される。各復元アップリンクデータシンボルストリームは、それぞれのユーザ端末によって送信されたデータシンボルストリームの推定値である。ＲＸデータプロセッサ２４２は、復号データを取得するために、各復元アップリンクデータシンボルストリームのために使用されたレートに応じてそのストリームを処理（たとえば、復調、デインターリーブ、および復号）する。各ユーザ端末のための復号データは、記憶のためにデータシンク２４４に与えられ、および／またはさらなる処理のためにコントローラ２３０に与えられ得る。コントローラ２３０はメモリ２３２と結合され得る。
【００３３】
[0046]ダウンリンク上では、アクセスポイント１１０において、ＴＸデータプロセッサ２１０は、ダウンリンク送信のためにスケジュールされたＮdn個のユーザ端末のためのデータソース２０８からトラフィックデータを受信し、コントローラ２３０から制御データを受信し、場合によってはスケジューラ２３４から他のデータを受信する。様々なタイプのデータが異なるトランスポートチャネル上で送られ得る。ＴＸデータプロセッサ２１０は、各ユーザ端末のために選択されたレートに基づいてそのユーザ端末のためのトラフィックデータを処理（たとえば、符号化、インターリーブ、および変調）する。ＴＸデータプロセッサ２１０はＮdn個のダウンリンクデータシンボルストリームをＮdn個のユーザ端末に与える。ＴＸ空間プロセッサ２２０は、Ｎdn個のダウンリンクデータシンボルストリームに対して（本開示で説明されるプリコーディングまたはビームフォーミングなどの）空間処理を実行し、Ｎap個の送信シンボルストリームをＮap個のアンテナに与える。各送信機ユニット２２２は、ダウンリンク信号を生成するために、それぞれの送信シンボルストリームを受信し、処理する。Ｎap個のアンテナ２２４からユーザ端末への送信のためのＮap個のダウンリンク信号を与えるＮap個の送信機ユニット２２２。
【００３４】
[0047]各ユーザ端末１２０において、Ｎut,m個のアンテナ２５２はアクセスポイント１１０からＮap個のダウンリンク信号を受信する。各受信機ユニット２５４は、関連するアンテナ２５２からの受信信号を処理し、受信シンボルストリームを与える。ＲＸ空間プロセッサ２６０は、Ｎut,m個の受信機ユニット２５４からのＮut,m個の受信シンボルストリームに対して受信機空間処理を実行し、復元ダウンリンクデータシンボルストリームをユーザ端末に与える。受信機空間処理は、ＣＣＭＩ、ＭＭＳＥ、または何らかの他の技法に従って実行される。ＲＸデータプロセッサ２７０は、ユーザ端末のための復号データを取得するために、復元ダウンリンクデータシンボルストリームを処理（たとえば、復調、デインターリーブおよび復号）する。各ユーザ端末のための復号データは、記憶のためにデータシンク２７２に与えられ、および／またはさらなる処理のためにコントローラ２８０に与えられ得る。
【００３５】
[0048]各ユーザ端末１２０において、チャネル推定器２７８は、ダウンリンクチャネル応答を推定し、チャネル利得推定値、ＳＮＲ推定値、雑音分散などを含み得る、ダウンリンクチャネル推定値を与える。同様に、アクセスポイント１１０において、チャネル推定器２２８は、アップリンクチャネル応答を推定し、アップリンクチャネル推定値を与える。各ユーザ端末のためのコントローラ２８０は、一般に、そのユーザ端末のためのダウンリンクチャネル応答行列Ｈdn,mに基づいてユーザ端末のための空間フィルタ行列を導出する。コントローラ２３０は、有効アップリンクチャネル応答行列Ｈup,effに基づいてアクセスポイントのための空間フィルタ行列を導出する。各ユーザ端末のためのコントローラ２８０は、フィードバック情報（たとえば、ダウンリンクおよび／またはアップリンク固有ベクトル、固有値、ＳＮＲ推定値など）をアクセスポイントに送り得る。コントローラ２３０およびコントローラ２８０はまた、それぞれ、アクセスポイント１１０およびユーザ端末１２０における様々な処理ユニットの動作を制御する。
【００３６】
[0049]図３は、本開示の態様を実装するためにＡＰ１１０および／またはＵＴ１２０中で利用され得る例示的な構成要素を示す。たとえば、送信機３１０、（１つまたは複数の）アンテナ３１６、プロセッサ３０４および／またはＤＳＰ３２０は、ＡＰによって実装される本開示の態様を実施するために使用され得る。さらに、受信機３１２、（１つまたは複数の）アンテナ３１６、プロセッサ３０４および／またはＤＳＰ３２０は、ＵＴによって実装される本開示の態様を実施するために使用され得る。
【００３７】
[0050]図３は、ＭＩＭＯシステム１００内で採用され得るワイヤレスデバイス３０２において利用され得る様々な構成要素を示す。ワイヤレスデバイス３０２は、本明細書で説明される様々な方法を実装するように構成され得るデバイスの一例である。ワイヤレスデバイス３０２はアクセスポイント１１０またはユーザ端末１２０であり得る。
【００３８】
[0051]ワイヤレスデバイス３０２は、ワイヤレスデバイス３０２の動作を制御するプロセッサ３０４を含み得る。プロセッサ３０４は中央処理ユニット（ＣＰＵ）と呼ばれることもある。読取り専用メモリ（ＲＯＭ）とランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）の両方を含み得るメモリ３０６は、命令とデータとをプロセッサ３０４に与える。メモリ３０６の一部分は不揮発性ランダムアクセスメモリ（ＮＶＲＡＭ）をも含み得る。プロセッサ３０４は、一般に、メモリ３０６内に記憶されたプログラム命令に基づいて論理演算および算術演算を実行する。メモリ３０６中の命令は、本明細書で説明される方法を実装するために実行可能であり得る。
【００３９】
[0052]ワイヤレスデバイス３０２はまた、ワイヤレスデバイス３０２とリモートノードとの間のデータの送信および受信を可能にするために送信機３１０と受信機３１２とを含み得るハウジング３０８を含み得る。送信機３１０と受信機３１２とは組み合わせられてトランシーバ３１４になり得る。単一または複数の送信アンテナ３１６が、ハウジング３０８に取り付けられ、トランシーバ３１４に電気的に結合され得る。ワイヤレスデバイス３０２はまた、複数の送信機、複数の受信機、複数のトランシーバを含み得る（図示せず）。
【００４０】
[0053]ワイヤレスデバイス３０２はまた、トランシーバ３１４によって受信された信号のレベルを検出し、定量化するために使用され得る信号検出器３１８を含み得る。信号検出器３１８は、そのような信号を、総エネルギー、シンボルごとのサブキャリア当たりのエネルギー、電力スペクトル密度および他の信号として検出し得る。ワイヤレスデバイス３０２は、信号を処理する際に使用するためのデジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）３２０をも含み得る。
【００４１】
[0054]ワイヤレスデバイス３０２の様々な構成要素は、データバスに加えて、電力バスと、制御信号バスと、ステータス信号バスとを含み得る、バスシステム３２２によって互いに結合され得る。  
アンテナアレイ設計
【００４２】
[0055]本開示の様々な態様を理解するためのより良い基礎を与えるために、最初に、本開示の一態様による、アンテナアレイ設計の一実装形態を示す図４Ａおよび図４Ｂへの参照が行われる。
【００４３】
[0056]図４Ａおよび図４Ｂは、それぞれ、本開示の一態様による、無線モジュールまたは他のワイヤレス通信デバイスなど、ワイヤレス通信のための装置４００の部分断面側面図および底面図を示す。図４Ａおよび図４Ｂに示されているように、ワイヤレス通信のための装置４００は、基板４０２と、以下でより詳細に説明されるように、前向きである第１のアレイを画定する第１のアンテナ４０４と、以下でさらに詳細に説明されるように、横向き（side facing）である第２のアレイを画定する第２のアンテナ４０６とを含む。第１のアンテナ４０４と第２のアンテナ４０６とを使用する通信をサポートするための（図示しないが、以下でさらに詳細に説明される）他の構成要素は、ワイヤレス通信のための装置４００に、またはワイヤレス通信のための装置４００に接続された別のモジュールに組み込まれ得る。いくつかの態様では、プリント回路板（ＰＣＢ：printed circuit board）技法を使用して要素４０２、４０４、および４０６が形成され、すなわち、プリントされ得る。したがって、これらの構成要素は、ＰＣＢ技法に従って、ビア、ライン、トレースなどを形成することによってプリントされ得る。非ＰＣＢ技術の場合など、他の態様では、そのような特徴は、そのような非ＰＣＢ技術に適した技法を使用して形成され得る。
【００４４】
[0057]図４Ａに示されているように、基板４０２は、実質的に平面構造であるものとして示されている。別段に明記されていない限り、本明細書で使用される「実質的に平面の基板」という用語は、基板のための横平面に対して基板にわたって２０％以下だけ高さが変動する横面または主面をもつ基板を意味する。したがって、基板４０２は、横表面または主面が、基板のための横平面に対して５％、１０％、１５、さらには２０％だけ高さが変動する場合でも「実質的に平面」になる。しかしながら、他の態様では、基板４０２は、実質的に平面である必要はない。したがって、基板４０２は、単に平たい形になるように構成され得る。すなわち、横平面に平行である空間において主に横または水平方向において延在する構造。したがって、いくつかの態様では、基板４０２は、完全にまたは部分的に湾曲していることがあるか、あるいは基板４０２から突出するかまたは張り出す特徴を含み得る。しかしながら、いくつかの態様では、基板４０２のための実質的に平面の構成は、構成要素のための限られた空間をもつデバイス中に含めるために有利であり得る。
【００４５】
[0058]上述のように、ワイヤレス通信のための装置は少なくとも２つのアンテナアレイを含む。第１のアンテナ４０４は、前向きである第１のアンテナアレイを画定する。すなわち、これらのアンテナは、基板４０２に実質的に垂直である方向４１０においてピーク利得をもつ放射パターン４０８を有するように構成される。本明細書で使用される「実質的に垂直な方向」という用語は、識別された垂直方向の約２０％内にあることを意味する。したがって、方向４１０は、基板４０２の表面または基板４０２に関連する横平面に完全に垂直である必要があるとは限らない。そうではなく、方向は、たとえば、垂直方向に対して５度、１０度、１５度、さらには２０度だけオフセットされるか、またはその角度であり、依然として、実質的に垂直と見なされ得る。本開示はまた、アンテナ４０４のうちの異なるアンテナが、異なる量オフセットを有し得ることを企図する。
【００４６】
[0059]いくつかの態様では、第１のアンテナ４０４のための放射パターン４０８は第１のアンテナ４０４の配置および／または設計によって選択され得る。たとえば、いくつかの態様では、第１のアンテナ４０４の各々は、パッチアンテナであり得、基板に形成され、パッチおよび接地平面が基板４０２に平行に配向され得る。そのようなパッチアンテナは、パッチに実質的に垂直な、したがって、基板に実質的に垂直な方向においてピーク利得をもつ放射パターンを与えることになる。しかしながら、本開示は、他のタイプのアンテナも第１のアンテナ４０４のために使用され得ることを企図することに留意されたい。たとえば、いくつかの例を挙げれば、所望の放射パターンをもつダイポールアンテナ、折り畳みモノポールアンテナ、スロットアンテナ、ホーンアンテナ、または反転Ｆアンテナが使用され得る。さらに、本開示は、第１のアンテナが同等である必要がないことを企図する。むしろ、好適なアンテナの任意の組合せが使用され得る。
【００４７】
[0060]さらに、第２のアンテナ４０６は、横向きである第２のアンテナアレイを画定する。すなわち、これらのアンテナは、方向４０８から実質的にそれるかまたはオフセットされた方向４１４においてピーク利得をもつ放射パターン４１２を有するように構成される。すなわち、方向４１４は基板４０２に実質的に垂直でない。したがって、これは、垂直方向に対して４５度さらには９０度のオフセットまたは角度を含む、垂直方向に対して２０度よりも大きい角度だけオフセットされるか、またはその角度にある方向を含むことになる。代替的に述べると、方向４１４は、基板４０２の横平面に実質的に平行であり、すなわち、横平面に対して０度〜２０度を有するだけオフセットされるか、またはその角度であることがあるか、あるいは、たとえば、２５度、４５度、６５度、さらには７５度など、さらに大きい角度だけ横平面からオフセットされ得る。本開示はまた、アンテナ４０４のうちの異なるアンテナが、異なる量オフセットを有し得ることを企図する。
【００４８】
[0061]さらなる方向４１４は基板４０２のエッジのほうを指す。いくつかの態様では、方向４１４は基板に実質的に平行であり得る。第１のアンテナ４０４の場合と同様に、第２のアンテナ４０６のための放射パターン４１２は第２のアンテナ４０６の配置および／または設計によって選択され得る。たとえば、いくつかの態様では、第２のアンテナ４０６の各々は、基板に形成された半波長パッチアンテナであり、パッチおよび接地平面が基板４０２に平行に配向され得る。そのようなパッチアンテナは、パッチに垂直な方向のみでなく、基板に平行な方向においてもピーク利得をもつ放射パターンを与えることになる。別の態様では、ダイポールアンテナが使用され得る。しかしながら、本開示は、他のタイプのアンテナも第２のアンテナ４０６のために使用され得ることを企図することに留意されたい。たとえば、いくつかの例を挙げれば、所望の放射パターンをもつダイポールアンテナ、折り畳みモノポールアンテナ、スロットアンテナ、ホーンアンテナ、または反転Ｆアンテナが使用され得る。さらに、本開示は、第２のアンテナ４０６が同等である必要がないことを企図する。むしろ、好適なアンテナの任意の組合せが使用され得る。
【００４９】
[0062]この構成の最終結果は、前向き放射パターン４０８を与えることに加えて、ワイヤレス通信のための装置４００が横向き放射パターン４１２をも与えるということである。したがって、ワイヤレス通信のための装置４００が、前向き放射パターンのみを使用してエリアを照射することにもはや限定されないので、より広いエリアの照射が可能である。
【００５０】
[0063]図４Ａおよび図４Ｂでは、第２のアンテナ４０６のための方向４１４は、基板４０２が延びる横方向に対してオフセットの実質的に同じ量を有するものとして示されている。しかしながら、他の態様では、第２のアンテナのうちの異なるアンテナは、そのようなオフセットの異なる量を有し得る。そのような構成は、アンテナに関連する方向の数を増加させることによってエリアの照射を改善し得る。同様の様式で、横向きアンテナの追加のアレイが、同様の結果を達成するために異なる方向を備え得る。
【００５１】
[0064]図４Ａに示されているように、第１のアンテナ４０４および第２のアンテナ４０６は、基板４０２内の異なるレベルにあるものとして示されている。しかしながら、他の態様では、これらのアンテナは、作製を可能にし、共通接地平面などの共通の要素を利用するために基板の同じレベル内にあり得る。
【００５２】
[0065]さらに、図４Ｂに示されているように、ワイヤレス通信のための装置４００は、いくつかの態様では、第１のアンテナ４０４が、第２のアンテナ４０６によって囲まれた基板４０２の一部分中にあるように構成され得る。そのような構成は、全体的利得を改善するために、干渉なしに、第１のアンテナ４０４の放射パターン４０８と第２のアンテナ４０６の放射パターン４１２との間の重複を与えるために与えられ得る。しかしながら、本開示は、第１のアンテナ４０４と第２のアンテナ４０６との他の配置が、互いに対して与えられ得ることを企図する。
【００５３】
[0066]次に図５、図６、図７、および図８を参照すると、いくつかの態様による、ワイヤレス通信のための装置のためのいくつかの例示的な配置が与えられる。図５、図６、図７、および図８は、特定の実装形態詳細を用いて説明されるが、これらの例示的な配置は、本開示の様々な態様を示すためにのみ与えられる。すなわち、本開示は、示されているものよりも多くの構成要素、示されているものよりも少ない構成要素、または示されているものと異なる構成要素を含む、他の配置を企図する。
【００５４】
[0067]図５は、本開示の一態様による、ワイヤレス通信のための装置５００のための第１の例示的な配置を示す。図５に示されているように、ワイヤレス通信のための装置５００は、アンテナの他のグループ５０４、５０６、５０８および５１０によって囲まれたアンテナのグループ５０２からなる。これらのアンテナは、実質的に平面の基板５１２上に形成される。図４Ａおよび図４Ｂ中の構成と同様に、アンテナの囲まれたグループ５０２は、アンテナの前向きグループとして構成される。特に、図５に示されているように、アンテナのグループ５０２からの各アンテナはパッチアンテナである。さらに、アンテナのグループ５０２は、基板５１２上にアンテナの４×４パターンで配置される。アンテナの他のグループ５０４、５０６、５０８、および５１０の各々は、それらのそれぞれの放射パターンが、アンテナのグループ５０２から離れた方向において、たとえば、基板５１２に実質的に平行な方向においてピーク利得を有するように、横向きアンテナとして構成される。特に、図５に示されているように、グループ５０４、５０６、５０８、および５１０からの各アンテナは半波長パッチアンテナである。図５に示されているように、グループ５０４、５０６、５０８、および５１０の各々は、アンテナのグループ５０２に隣接するアンテナの単一の列として配置される。
【００５５】
[0068]図４Ａおよび図４Ｂに関して上述したように、横向きアンテナのすべてが同等であることが必要であるとは限らない。これは、本開示の一態様による、ワイヤレス通信のための装置６００の第２の例示的な配置を示す図６に示されている。ワイヤレス通信のための装置６００は、ワイヤレス通信のための装置５００と実質的に同じに構成され、したがって、図５に関する上記の構成要素５０２、５０４、５０６、５０８、５１０、および５１２の説明は、後述されるものを除いて、図６中の構成要素６０２、６０４、６０６、６０８、６１０、および６１２について説明するのに十分である。図５とは対照的に、図６の横向きアンテナは同等でない。特に、アンテナのグループ６０４および６０６は、ショート１／２パッチ（shorted half patch）としても知られる、１／４波長パッチとして構成されるが、アンテナのグループ６０８および６１０はダイポールアンテナとして構成される。そのような構成は、アンテナのすべてが、最大利得のためのコヒーレント組合せを可能にするように遠距離場において共偏波される（co-polarized）ことになるように与えられる。
【００５６】
[0069]また、図４Ａおよび図４Ｂに関して上述したように、前向きアンテナの配置は変動し得る。これは、本開示の一態様による、ワイヤレス通信のための装置７００の第２の例示的な配置を示す図７に示されている。ワイヤレス通信のための装置７００は、ワイヤレス通信のための装置６００と実質的に同じに構成され、したがって、図６中の構成要素６０２、６０４、６０６、６０８、６１０、および６１２の説明は、後述されるものを除いて、図７中の構成要素７０２、７０４、７０６、７０８、７１０、および７１２について説明するのに十分である。図６とは対照的に、図７の前向きアンテナはＮ×Ｍパターンで配置されない。特に、アンテナのグループ７０２は、２倍幅クロスパターンで配置される。すなわち、クロスパターンの各ラインまたはリム（limb）は、２つのアンテナの幅である。そのような構成は、低減された数の前向きアンテナが、当該のエリアを照射するのに十分であるか、および／または電力のより低い使用が選好される、ワイヤレス通信のための装置において使用され得る。
【００５７】
[0070]いくつかの態様では、アンテナの数は、図８に示されているように、さらに低減され得る。図８は、本開示の一態様による、ワイヤレス通信のための装置８００の第４の例示的な配置を示す。ワイヤレス通信のための装置８００は、ワイヤレス通信のための装置７００と実質的に同じに構成され、したがって、図７中の構成要素７０２、７０４、７０６、７０８、７１０、および７１２の説明は、後述されるものを除いて、図８中の構成要素８０２、８０４、８０６、８０８、８１０、および８１２について説明するのに十分である。図７とは対照的に、図８の前向きアンテナの数は、さらに低減される。特に、アンテナのグループ８０２は、単一幅クロスパターンで配置される。すなわち、クロスパターンの各ラインまたはリムは、１つのアンテナの幅である。そのような構成は、低減された数の前向きアンテナが、当該のエリアを照射するのに十分であるか、および／または電力のより低い使用が選好される、ワイヤレス通信のための装置において使用され得る。
【００５８】
[0071]図４Ａおよび図４Ｂに関して上述したように、それらにおいて説明されるアンテナは、サポート構成要素に関連し得る。アンテナアレイおよびサポート構成要素の例示的な構成が図９に示されている。図９は、本開示の一態様による、それのサポート構成要素を含む、アンテナアレイ９００の例示的な構成の概略図である。図９および図１〜図３は実質的に重複するが、図９は、説明しやすいように提示される。したがって、図１、図２、図３、および図９は、同じまたは異なるワイヤレス通信デバイスの様々な特徴を提示するものとして解釈されるべきである。一態様では、アンテナアレイは、図４Ａ〜図８に関して上記で説明されたように、前向きアレイまたは（１つまたは複数の）横向きアレイのいずれかであり得る。別の態様では、アンテナアレイは、図４Ａ〜図８に関して上記で説明されたように、前向きアレイと（１つまたは複数の）横向きアレイの両方を含んでいることがある。
【００５９】
[0072]アンテナアレイ９００は、それらの各々が信号を受信および送信するように設計されたＮ個のアンテナまたは放射要素９１０−１〜９１０−Ｎを含む。たとえば、ｍｍ波は９０ＧＨｚ周波数帯域上でシグナリングする。図１Ａ〜図５に関して上述したように、放射要素９１０−１〜９１０−Ｎは、異なるタイプのアンテナ要素を使用して構築され得る。たとえば、放射要素の第１のセットはダイポールであり得るが、放射要素の第２のセットはパッチアンテナであり得る。
【００６０】
[0073]受信方向において、放射要素９１０−１〜９１０−Ｎは、それぞれ、低雑音増幅器（ＬＮＡ）９２０−１〜９２０−Ｎ（単に簡単のためにおよび開示される態様に対する制限なしに、以下、総称してＬＮＡ９２０と呼ばれるか、または個々にＬＮＡ９２０と呼ばれる）と、位相シフタ９２５−１〜９２５−Ｎ（単に簡単のためにおよび開示される態様に対する制限なしに、以下、総称して位相シフタ９２５と呼ばれるか、または個々に位相シフタ９２５と呼ばれる）とに接続され、受信信号を加算し、処理のためにそれらをＲＦ回路９８０にフォワーディングする加算器構成要素９５０にさらに接続される。
【００６１】
[0074]送信方向において、放射要素９１０−１〜９１０−Ｎは、それぞれ、電力増幅器（ＰＡ）９４０−１〜９４０Ｎ（単に簡単のためにおよび開示される態様に対する制限なしに、以下、総称して電力増幅器９４０と呼ばれるか、または個々に電力増幅器９４０と呼ばれる）と、位相シフタ９４５−１〜９４５−Ｎ（以下、総称して位相シフタ９４５と呼ばれるか、または個々に位相シフタ９４５と呼ばれる）とに接続され、着信ＲＦ信号をＲＦ回路９８０から放射要素に分配する分配器９６０にさらに接続される。
【００６２】
[0075]開示される態様によれば、各位相シフタ９２５または９４５の位相θiは、信号の受信または送信中に個々にまたは独立して制御される。さらに、ＬＮＡ９２０またはＰＡ９４０の各々の利得Ａiは信号の受信または送信中に独立して制御される。したがって、開示される態様によれば、要素への信号フィードの利得および位相（Ａi；θi、ｉ＝１、．．．、Ｎ）は個別制御される。
【００６３】
[0076]一態様では、制御可能な構成要素、すなわち、増幅器９２０および９４０ならびに位相シフタ９２５および９４５は、処理システム９７０によって制御される。処理システム９７０は、要素９１０から受信され、それに送信される信号のフィード利得およびフィード位相を調整することによってアンテナ９００を動作させるように構成され得る。
【００６４】
[0077]処理システム９７０は、１つまたは複数のプロセッサとともに実装されたより大きい処理システムを備えるか、またはそれの構成要素であり得る。１つまたは複数のプロセッサは、汎用マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、プログラマブル論理デバイス（ＰＬＤ）、コントローラ、状態機械、ゲート論理、個別ハードウェア構成要素、専用ハードウェア有限状態機械、あるいは情報の計算または他の操作を実行し得る任意の他の好適なエンティティの任意の組合せを用いて実装され得る。
【００６５】
[0078]処理システム９７０は、ソフトウェアを記憶するためのコンピュータ可読または機械可読媒体をも含み得る。ソフトウェアは、ソフトウェア、ファームウェア、ミドルウェア、マイクロコード、ハードウェア記述言語などの名称にかかわらず、任意のタイプの命令を意味すると広く解釈されたい。命令は、（たとえば、ソースコード形式、バイナリコード形式、実行可能コード形式、または任意の他の好適なコード形式の）コードを含み得る。命令は、１つまたは複数のプロセッサによって実行されたとき、本明細書で説明される様々な機能を処理システムに実行させる。
【００６６】
[0079]一態様では、処理システム９７０はＲＦ回路９８０に組み込まれ得る。別の態様では、処理システム９７０はＡＰデバイスまたは同様のデバイスのベースバンドモジュールの一部であり得る（図示せず）。同様に、加算器９５０および／または分配器９６０も、ＲＦ回路９８０、ベースバンドモジュール（図示せず）、他の構成要素に組み込まれ得る。
【００６７】
[0080]本開示の１つまたは複数の態様に従って構成された、ＡＰデバイスまたは他の同様のデバイスに関する１つの潜在的問題は、利用される電力量である。すなわち、図４Ａ〜図８に示されているように、多数のアンテナがＡＰ中に与えられた場合、通信セッションに実際に関わるアンテナの数が、これらのアンテナの小さいサブセットのみであり得るにもかかわらず、著しい電力量が利用され得る。したがって、本開示はまた、いくつかの態様では、アンテナによって利用される電力が電力要件全体を低減するように選択的に調整され得ることを企図する。特に、本開示は、いくつかの態様では、通信セッションに著しく寄与するアンテナが識別され得、他のアンテナのための電力、すなわち、利得が低減されるかさらには削減され得ることを企図する。これは、図１０に関してさらに詳細に以下で説明される。
【００６８】
[0081]図１０は、本開示の一態様による、第１の例示的な方法１０００におけるステップのフローチャートである。方法１０００はステップ１００２において開始し、ステップ１００４に進む。ステップ１００４において、前向きアンテナまたは横向きアンテナを使用して通信セッションを確立する。本開示は、２つまたはそれ以上のアンテナが通信セッションに関わり得ることを企図することに留意されたい。その後、ステップ１００６において、通信セッションに著しく寄与する、前向きアンテナと横向きアンテナとのサブセットを決定する。一態様では、ステップ１００４および１００６は、アンテナ９１０を介して受信されており、特定の通信セッションに関連する信号の相対強度を表す信号を処理システム９７０に通信するように加算器９５０を構成することを伴い得る。その後、処理システム９７０は、アンテナ９１０の各々が通信セッションに著しく寄与しているのか、わずかに寄与しているのかを決定し得る。たとえば、基準（たとえば、信号強度、信号対雑音比、エラーレートなど）に基づいてアンテナの寄与をカテゴリー分類するために、１つまたは複数のしきい値が指定され得る。別の例では、基準に基づいて通信セッションに著しくまたはわずかに寄与するアンテナを識別するために、クラスタまたは他の統計的分析が実行され得る。さらに別の例では、処理システム９７０は、通信セッションに著しくまたはわずかに寄与するアンテナを識別するために、電力増幅器９４０またはＬＮＡ９２０の動作を監視することができる。たとえば、高い量の利得を必要とするアンテナは、極めて弱い信号に関連するアンテナを示し得、したがって、通信セッションにわずかに寄与するアンテナを示し得る。したがって、通信セッションに著しくまたはわずかに寄与するアンテナは、利得のためのしきい値基準に基づいて識別され得る。ただし、本開示は、他の態様では、ステップ１００６における決定を実行するための様々な他の方法が使用され得ることを企図する。
【００６９】
[0082]ステップ１００６においてアンテナの寄与が決定されると、本方法はステップ１００８に進み得る。ステップ１００８において、次いで、通信セッションに著しく寄与していないアンテナのための利得を低減する。たとえば、電力増幅器９４０またはＬＮＡ９２０のための利得が、ステップ１００６において識別されたアンテナのために低減され得る。その後、本方法はステップ１０１２に進み、方法１０００を繰り返すことを含む前の処理を再開し得る。
【００７０】
[0083]いくつかの態様では、方法１０００を繰り返すことより前に、様々なアンテナのための利得を回復することは、有用であり得る。たとえば、ＡＰデバイスの場合、新しいデバイスは、ＡＰデバイスとの通信セッションを確立することを試みていることがある。しかしながら、アンテナのうちの１つまたは複数のための利得が低減された場合、通信リンクを確立することは困難であり得る。ＡＰデバイスを伴う別の例では、通信セッションに現在関与するデバイスは、ＡＰデバイスに対するそれの位置を変更し得る。したがって、前の利得構成は、ＡＰデバイスと他のデバイスとの間の信頼できる接続を維持するには不十分であり得る。したがって、いくつかの態様では、ステップ１００８において利得が選択的に低減された後、本方法はステップ１０１０に進み得る。ステップ１０１０において、ステップ１００８において低減された利得を、ある時間期間の後に、すなわち、周期的に回復する。方法１０００は、次いで、ステップ１００４に戻り、利得が通信セッションの現在のニーズに正しく合っていることを保証するために方法１０００を繰り返し得る。
【００７１】
[0084]図１１を参照すると、ＡＰデバイスまたは他の好適なエンティティなどのワイヤレスエンティティとして、あるいはワイヤレスエンティティなどの内部での使用のためのプロセッサ、構成要素または同様のデバイスとして構成され得る、例示的な装置１１００が与えられている。装置１１００は、図１０に記載された機能など、プロセッサ、ソフトウェア、またはそれらの組合せ（たとえば、ファームウェア）によって実装される機能を表し得る機能ブロックを含み得る。
【００７２】
[0085]図示のように、一実施形態では、装置１１００は、前向きアンテナまたは横向きアンテナのいずれかを使用して通信セッションを確立するための電気的構成要素またはモジュール１１０２を含み得る。装置１１００は、通信セッションに著しく寄与しない、前向きアンテナと横向きアンテナとのサブセットを決定するための電気的構成要素またはモジュール１１０４をも含み得る。装置１１００は、通信セッションにわずかに寄与する、前向きアンテナと横向きアンテナとのサブセットのための利得を低減するための電気的構成要素またはモジュール１１０６を含み得る。装置１１００は、ある時間期間の後に、通信にわずかに寄与する、前向きアンテナと横向きアンテナとのサブセットのための利得を回復するための電気的構成要素またはモジュール１１０８をも含み得る。
【００７３】
[0086]関係する態様では、ネットワークエンティティとして構成される装置１１００の場合、装置１１００は、少なくとも１つのプロセッサを有するプロセッサ構成要素１１１０を随意に含み得る。そのような場合、プロセッサ１１１０は、バス１１１２または同様の通信結合を介して構成要素１１０２〜１１０６または同様の構成要素との動作可能な通信であり得る。プロセッサ１１１０は、電気的構成要素またはモジュール１１０２〜１１０６によって実行されるプロセスまたは機能の起動とスケジューリングとを実施し得る。
【００７４】
[0087]さらなる関係する態様では、装置１１００は、他のネットワークエンティティと通信するためのネットワークインターフェース構成要素１１１４を含み得る。装置１１００は、たとえば、メモリデバイス／構成要素１１１６など、情報を記憶するための構成要素を随意に含み得る。コンピュータ可読媒体またはメモリ構成要素１１１６は、バス１１１２などを介して装置１１００の他の構成要素に動作可能に結合され得る。メモリ構成要素１１１６は、構成要素１１０２〜１１０６、およびそれらの副構成要素、またはプロセッサ１１１０のアクティビティを実行するための、コンピュータ可読命令とデータとを記憶するように適応され得る。メモリ構成要素１１１６は、構成要素１１０２〜１１０６に関連する機能を実行するための命令を保持し得る。メモリ１１１６の外部にあるものとして示されているが、構成要素１１０２〜１１０６はメモリ１１１６の内部に存在し得ることを理解されたい。
【００７５】
[0088]次に図１２および図１３を参照すると、従来の前向きアレイを利用することの結果と、本開示の一態様によるアンテナアレイとを利用することの結果とが比較される。図１２は、前向きアンテナのみを実装する装置のための放射パターンを示す。図１３は、本開示の一態様に従って実装される装置のための放射パターンを示す。
【００７６】
[0089]特に、図１２は、様々な角度（θ＝０°〜１８０°、Φ＝−１８０°〜１８０°）についての角度（θ、Φ）の関数としての強度の走査マップを示す。図１２からわかるように、角度のいくつかの組合せにおいて、強度は、０ｄＢｉまで即時に低下する（たとえば、図１２のエリア１２０２）。その結果、適切な照射は、そのような角度において与えられ得ない。対照的に、同じく、角度の関数としての強度の走査マップを示す、図１３に示されているように、本開示の一態様に従って実装された装置を利用するとき、そのような「デッドゾーン」は存在しない。すなわち、図１２中のエリア１２０２に対応する角度について、少なくとも、約６ｄＢｉにおける値が図１３中で観測される。したがって、本開示による構成は、実質的にすべての角度における照射を可能にする。
【００７７】
[0090]上記で説明された方法の様々な動作は、対応する機能を実行することが可能な任意の好適な手段によって実行され得る。それらの手段は、限定はしないが、回路、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、またはプロセッサを含む、様々な（１つまたは複数の）ハードウェアおよび／またはソフトウェア構成要素および／またはモジュールを含み得る。概して、図に示されている動作がある場合、それらの動作は、同様の番号をもつ対応するカウンターパートのミーンズプラスファンクション構成要素を有し得る。たとえば、図１０に示されている動作は、図１１に示されている手段に対応する。
【００７８】
[0091]生成するための手段は、図２に示されているアクセスポイント１１０のプロセッサ２１０、２４２、および／またはコントローラ２３０、あるいは図３に描かれているプロセッサ３０４および／またはＤＳＰ３２０など、１つまたは複数のプロセッサを含み得る、処理システムを含み得る。出力（たとえば、送信）するための手段は、図２に示されているアクセスポイント１１０の送信機（たとえば、送信機ユニット２２２）および／または（１つまたは複数の）アンテナ２２４、あるいは図３に示されている送信機３１０および／または（１つまたは複数の）アンテナ３１６を備え得る。
【００７９】
[0092]取得（たとえば、受信）するための手段は、図２に示されているＵＴ１２０の受信機（たとえば、受信機ユニット２５４）および／または（１つまたは複数の）アンテナ２５２、あるいは図３に示されている受信機３１２および／または（１つまたは複数の）アンテナ３１６を備え得る。決定するための手段は、ＵＴ１２０のプロセッサ２６０、２７０、２８８、および２９０、ならびに／またはコントローラ２８０、あるいは図３に描かれているプロセッサ３０４および／またはＤＳＰ３２０など、１つまたは複数のプロセッサを含み得る、処理システムを含み得る。
【００８０】
[0093]電磁信号を放射および受信するための手段は、図４Ａおよび図４Ｂに示されているアンテナ４０４または４０６、あるいは図１〜図３に関して説明されたアンテナのいずれかなど、ワイヤレス通信のための装置４００のためのいずれかのアンテナを備え得る。特に、そのようなアンテナは、いくつかの例を挙げれば、パッチアンテナ（完全または１／２）、ダイポールアンテナ、折り畳みモノポールアンテナ、スロットアンテナ、ホーンアンテナ、または反転Ｆアンテナであり得る。増幅手段は、アンテナに関連する、ＬＮＡまたは電力増幅器など、利得増幅器回路またはデバイスを備え得る。たとえば、図９に関して説明されたようにＬＮＡ９２０またはＰＡ９４０。任意の決定するための手段、低減するための手段、または電力を回復するための手段は、図２に示されているアクセスポイント１１０のプロセッサ２１０、２４２、および／またはコントローラ２３０、あるいは図３中に描かれたプロセッサ３０４および／またはＤＳＰ３２０など、１つまたは複数のプロセッサを含み得る処理システムを備え得る。
【００８１】
[0094]いくつかの態様によれば、そのような手段は、（たとえば、ハードウェアでまたはソフトウェア命令を実行することによって）上記で説明された様々なアルゴリズムを実装することによって、対応する機能を実行するように構成される処理システムによって実装され得る。
【００８２】
[0095]本明細書で使用される「決定すること」という用語は、多種多様なアクションを包含する。たとえば、「決定すること」は、計算すること、算出すること、処理すること、導出すること、調査すること、ルックアップすること（たとえば、テーブル、データベースまたは別のデータ構造においてルックアップすること）、確認することなどを含み得る。また、「決定すること」は、受信すること（たとえば、情報を受信すること）、アクセスすること（たとえば、メモリ中のデータにアクセスすること）などを含み得る。さらに、「決定すること」は、解決すること、選択すること、選定すること、確立することなどを含み得る。
【００８３】
[0096]本明細書で使用される「出力すること」という用語は、送信のためにあるエンティティ（たとえば、処理システム）から別のエンティティ（たとえば、ＲＦフロントエンドまたはモデム）への構造の実際の送信または出力を伴い得る。本明細書で使用される「取得すること」という用語は、オーバージエアで送信された構造の実際の受信、またはあるエンティティ（たとえば、処理システム）によって別のエンティティ（たとえば、ＲＦフロントエンドまたはモデム）から構造を取得することを伴い得る。
【００８４】
[0097]本明細書で使用される、項目のリスト「のうちの少なくとも１つ」を指す句は、単一のメンバーを含む、それらの項目の任意の組合せを指す。一例として、「ａ、ｂ、またはｃのうちの少なくとも１つ」は、ａ、ｂ、ｃ、ａ−ｂ、ａ−ｃ、ｂ−ｃ、およびａ−ｂ−ｃ、ならびに複数の同じ要素をもつ任意の組合せ（たとえば、ａ−ａ、ａ−ａ−ａ、ａ−ａ−ｂ、ａ−ａ−ｃ、ａ−ｂ−ｂ、ａ−ｃ−ｃ、ｂ−ｂ、ｂ−ｂ−ｂ、ｂ−ｂ−ｃ、ｃ−ｃ、およびｃ−ｃ−ｃ、またはａ、ｂ、およびｃの任意の他の順序）を包含するものとする。
【００８５】
[0098]本開示に関連して説明された様々な例示的な論理ブロック、モジュールおよび回路は、汎用プロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）または他のプログラマブル論理デバイス（ＰＬＤ）、個別ゲートまたはトランジスタ論理、個別ハードウェア構成要素、あるいは本明細書で説明された機能を実行するように設計されたそれらの任意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あり得るが、代替として、プロセッサは、任意の市販のプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、または状態機械であり得る。プロセッサはまた、コンピューティングデバイスの組合せ、たとえば、ＤＳＰとマイクロプロセッサとの組合せ、複数のマイクロプロセッサ、ＤＳＰコアと連携する１つまたは複数のマイクロプロセッサ、または任意の他のそのような構成として実装され得る。
【００８６】
[0099]本開示に関連して説明された方法またはアルゴリズムのステップは、ハードウェアで直接実施されるか、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で実施されるか、またはその２つの組合せで実施され得る。ソフトウェアモジュールは、当技術分野で知られている任意の形態の記憶媒体中に常駐し得る。使用され得る記憶媒体のいくつかの例としては、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読取り専用メモリ（ＲＯＭ）、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭメモリ、ＥＥＰＲＯＭ（登録商標）メモリ、レジスタ、ハードディスク、リムーバブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭなどがある。ソフトウェアモジュールは、単一の命令、または多数の命令を備え得、いくつかの異なるコードセグメント上で、異なるプログラム間で、および複数の記憶媒体にわたって分散され得る。記憶媒体は、プロセッサがその記憶媒体から情報を読み取ることができ、その記憶媒体に情報を書き込むことができるように、プロセッサに結合され得る。代替として、記憶媒体はプロセッサに一体化され得る。
【００８７】
[00100]本明細書で開示される方法は、説明された方法を達成するための１つまたは複数のステップまたはアクションを備える。方法のステップおよび／またはアクションは、特許請求の範囲から逸脱することなく、互いに交換され得る。言い換えれば、ステップまたはアクションの特定の順序が指定されていない限り、特定のステップおよび／またはアクションの順序および／または使用は、特許請求の範囲から逸脱することなく変更され得る。
【００８８】
[00101]説明された機能は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはそれらの任意の組合せで実装され得る。ハードウェアで実装される場合、例示的なハードウェア構成はワイヤレスノード中に処理システムを備え得る。処理システムは、バスアーキテクチャを用いて実装され得る。バスは、処理システムの特定の適用例および全体的な設計制約に応じて、任意の数の相互接続バスおよびブリッジを含み得る。バスは、プロセッサと、機械可読媒体と、バスインターフェースとを含む様々な回路を互いにリンクし得る。バスインターフェースは、ネットワークアダプタを、特に、バスを介して処理システムに接続するために使用され得る。ネットワークアダプタは、物理（ＰＨＹ）レイヤの信号処理機能を実装するために使用され得る。ユーザ端末１２０（図１参照）の場合、ユーザインターフェース（たとえば、キーパッド、ディスプレイ、マウス、ジョイスティックなど）もバスに接続され得る。バスはまた、タイミングソース、周辺機器、電圧調整器、電力管理回路などの様々な他の回路をリンクし得るが、それらは当技術分野でよく知られており、したがってこれ以上説明しない。
【００８９】
[00102]プロセッサは、機械可読媒体に記憶されたソフトウェアの実行を含む、バスおよび一般的な処理を管理することを担当し得る。プロセッサは、１つまたは複数の汎用および／または専用プロセッサを用いて実装され得る。例としては、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、ＤＳＰプロセッサ、およびソフトウェアを実行することができる他の回路がある。ソフトウェアは、ソフトウェア、ファームウェア、ミドルウェア、マイクロコード、ハードウェア記述言語などの名称にかかわらず、命令、データ、またはそれらの任意の組合せを意味すると広く解釈されたい。機械可読媒体は、例として、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）、フラッシュメモリ、ＲＯＭ（読取り専用メモリ）、ＰＲＯＭ（プログラマブル読取り専用メモリ）、ＥＰＲＯＭ（消去可能プログラマブル読取り専用メモリ）、ＥＥＰＲＯＭ（電気消去可能プログラマブル読取り専用メモリ）、レジスタ、磁気ディスク、光ディスク、ハードドライブ、または他の好適な記憶媒体、あるいはそれらの任意の組合せを含み得る。機械可読媒体は、本明細書で説明された動作を実行するために１つまたは複数のプロセッサによって実行可能である命令をその上に記憶した（および／または符号化した）コンピュータ可読媒体を備え、コンピュータプログラム製品中に組み込まれ得る。コンピュータプログラム製品は、消費者による購入のためにその中でコンピュータ可読媒体を広告するためのパッケージング材料を備え得る。
【００９０】
[00103]ハードウェア実装形態では、機械可読媒体は、プロセッサとは別個の処理システムの一部であり得る。しかしながら、当業者なら容易に諒解するように、機械可読媒体またはその任意の部分は処理システムの外部にあり得る。例として、機械可読媒体は、すべてがバスインターフェースを介してプロセッサによってアクセスされ得る、伝送線路、データによって変調された搬送波、および／またはワイヤレスノードとは別個のその上に記憶された命令をもつコンピュータ可読記憶媒体を含み得る。代替的に、または追加として、機械可読媒体またはその任意の部分は、キャッシュおよび／または汎用レジスタファイルがそうであり得るように、プロセッサに統合され得る。
【００９１】
[00104]処理システムは、すべて外部バスアーキテクチャを介して他のサポート回路と互いにリンクされる、プロセッサ機能を提供する１つまたは複数のマイクロプロセッサと、機械可読媒体の少なくとも一部分を提供する外部メモリとをもつ汎用処理システムとして構成され得る。代替的に、処理システムは、プロセッサをもつＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）と、バスインターフェースと、アクセス端末）の場合はユーザインターフェースと、サポート回路と、単一のチップに統合された機械可読媒体の少なくとも一部分とを用いて、あるいは１つまたは複数のＦＰＧＡ（フィールドプログラマブルゲートアレイ）、ＰＬＤ（プログラマブル論理デバイス）、コントローラ、状態機械、ゲート論理、個別ハードウェア構成要素、もしくは他の好適な回路、または本開示全体にわたって説明された様々な機能を実行することができる回路の任意の組合せを用いて、実装され得る。当業者は、特定の適用例と、全体的なシステムに課される全体的な設計制約とに応じて、どのようにしたら処理システムについて説明された機能を最も良く実装し得るかを理解されよう。
【００９２】
[00105]機械可読媒体はいくつかのソフトウェアモジュールを備え得る。ソフトウェアモジュールは、プロセッサなどの装置によって実行されたときに、処理システムに様々な機能を実行させる命令を含む。ソフトウェアモジュールは、送信モジュールと受信モジュールとを含み得る。各ソフトウェアモジュールは、単一の記憶デバイス中に常駐するか、または複数の記憶デバイスにわたって分散され得る。例として、トリガイベントが発生したとき、ソフトウェアモジュールがハードドライブからＲＡＭにロードされ得る。ソフトウェアモジュールの実行中に、プロセッサは、アクセス速度を高めるために、命令のうちのいくつかをキャッシュにロードし得る。次いで、１つまたは複数のキャッシュラインが、プロセッサによる実行のために汎用レジスタファイルにロードされ得る。以下でソフトウェアモジュールの機能に言及する場合、そのような機能は、そのソフトウェアモジュールからの命令を実行したときにプロセッサによって実装されることが理解されよう。
【００９３】
[00106]ソフトウェアで実装される場合、機能は、１つまたは複数の命令またはコードとしてコンピュータ可読媒体上に記憶されるか、あるいはコンピュータ可読媒体を介して送信され得る。コンピュータ可読媒体は、ある場所から別の場所へのコンピュータプログラムの転送を可能にする任意の媒体を含む、コンピュータ記憶媒体とコンピュータ通信媒体の両方を含む。記憶媒体は、コンピュータによってアクセスされ得る任意の利用可能な媒体であり得る。限定ではなく例として、そのようなコンピュータ可読媒体は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭまたは他の光ディスクストレージ、磁気ディスクストレージまたは他の磁気ストレージデバイス、あるいは命令またはデータ構造の形態の所望のプログラムコードを搬送または記憶するために使用され得、コンピュータによってアクセスされ得る、任意の他の媒体を備えることができる。また、いかなる接続もコンピュータ可読媒体と適切に呼ばれる。たとえば、ソフトウェアが、同軸ケーブル、光ファイバーケーブル、ツイストペア、デジタル加入者回線（ＤＳＬ）、または赤外線（ＩＲ）、無線、およびマイクロ波などのワイヤレス技術を使用して、ウェブサイト、サーバ、または他のリモートソースから送信される場合、同軸ケーブル、光ファイバーケーブル、ツイストペア、ＤＳＬ、または赤外線、無線、およびマイクロ波などのワイヤレス技術は、媒体の定義に含まれる。本明細書で使用されるディスク（disk）およびディスク（disc）は、コンパクトディスク（disc）（ＣＤ）、レーザーディスク（登録商標）（disc）、光ディスク（disc）、デジタル多用途ディスク（disc）（ＤＶＤ）、フロッピー（登録商標）ディスク（disk）、およびＢｌｕ−ｒａｙ（登録商標）ディスク（disc）を含み、ディスク（disk）は、通常、データを磁気的に再生し、ディスク（disc）は、データをレーザーで光学的に再生する。したがって、いくつかの態様では、コンピュータ可読媒体は非一時的コンピュータ可読媒体（たとえば、有形媒体）を備え得る。さらに、他の態様では、コンピュータ可読媒体は一時的コンピュータ可読媒体（たとえば、信号）を備え得る。上記の組合せもコンピュータ可読媒体の範囲に含まれるべきである。
【００９４】
[00107]さらに、本明細書で説明された方法および技法を実施するためのモジュールおよび／または他の適切な手段は、適用可能な場合にユーザ端末および／または基地局によってダウンロードされ、および／または他の方法で取得され得ることを諒解されたい。たとえば、そのようなデバイスは、本明細書で説明された方法を実行するための手段の転送を可能にするためにサーバに結合され得る。代替的に、本明細書で説明された様々な方法は、ユーザ端末および／または基地局が記憶手段（たとえば、ＲＡＭ、ＲＯＭ、コンパクトディスク（ＣＤ）またはフロッピーディスクなどの物理記憶媒体など）をデバイスに結合するかまたは与えると様々な方法を得ることができるように、記憶手段によって提供され得る。その上、本明細書で説明された方法および技法をデバイスに与えるための任意の他の好適な技法が利用され得る。
【００９５】
[00108]特許請求の範囲は、上記で示された厳密な構成および構成要素に限定されないことを理解されたい。上記で説明された方法および装置の配置、動作および詳細において、特許請求の範囲から逸脱することなく、様々な改変、変更および変形が行われ得る。
以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［Ｃ１］
ワイヤレス通信のための装置であって、
基板と、
前記基板に配設された複数の第１のアンテナと、
前記基板に配設された複数の第２のアンテナと
を備え、
前記複数の第１のアンテナの各々は、前記基板に実質的に垂直な１つまたは複数の第１の方向においてピーク利得を有するように構成され、前記複数の第２のアンテナの各々は、前記第１の方向から実質的にそれた１つまたは複数の第２の方向においてピーク利得を有するように構成される、
装置。
［Ｃ２］
前記第２の方向のうちの１つと前記基板の横平面との間の角度は、０度から４５度の間にある、
［Ｃ１］に記載の装置。
［Ｃ３］
前記複数の第２のアンテナは、前記複数の第１のアンテナを囲む、
［Ｃ１］に記載の装置。
［Ｃ４］
前記複数の第１のアンテナのうちの少なくとも１つは、パッチアンテナを備える、
［Ｃ１］に記載の装置。
［Ｃ５］
前記複数の第２のアンテナのうちの少なくとも１つは、半波長パッチアンテナまたはダイポールアンテナのうちの１つを備える、
［Ｃ１］に記載の装置。
［Ｃ６］
前記複数の第１のアンテナと前記複数の第２のアンテナとに関連する複数の利得増幅器と、
通信セッションに寄与する、前記複数の第１のアンテナと前記複数の第２のアンテナとのサブセットを決定することと、前記サブセットに関連しないそれらの利得増幅器の電力を低減することとを行うように構成される処理システムと
をさらに備える、［Ｃ１］に記載の装置。
［Ｃ７］
前記処理システムは、前記サブセットに関連しないそれらの利得増幅器への全電力を周期的に回復することと、前記決定と前記低減とを繰り返すこととを行うようにさらに構成される、
［Ｃ６］に記載の装置。
［Ｃ８］
前記処理システムは、前記通信セッションのための受信された信号を少なくとも１つのしきい値と比較することに基づいて前記サブセットを選択することによって、前記サブセットを決定することを行うようにさらに構成される、
［Ｃ６］に記載の装置。
［Ｃ９］
前記処理システムは、前記通信セッションのための受信された信号の統計的分析に基づいて前記サブセットを選択することによって、前記サブセットを決定するようにさらに構成される、
［Ｃ６］に記載の装置。
［Ｃ１０］
ワイヤレス通信のための方法であって、
基板を設けることと、
前記基板に複数の第１のアンテナを配設することと、
前記基板に複数の第２のアンテナを配設することと、
前記基板に実質的に垂直な１つまたは複数の第１の方向においてピーク利得を有するように前記複数の第１のアンテナの各々を構成することと、
前記第１の方向から実質的にそれた１つまたは複数の第２の方向においてピーク利得を有するように前記複数の第２のアンテナの各々を構成することと
を備える、方法。
［Ｃ１１］
前記複数の第１のアンテナと前記複数の第２のアンテナとに関連する複数の利得増幅器を設けることと、
前記通信セッションに寄与する、前記複数の第１のアンテナと前記複数の第２のアンテナとのサブセットを決定することと、
前記サブセットに関連しないそれらの利得増幅器のための電力を低減することと
をさらに備える、［Ｃ１０］に記載の方法。
［Ｃ１２］
前記サブセットに関連しないそれらの利得増幅器への全電力を周期的に回復することと、前記決定することおよび前記低減することを繰り返すこととをさらに備える、
［Ｃ１１］に記載の方法。
［Ｃ１３］
前記サブセットを前記決定することは、前記通信セッションのための受信された信号を少なくとも１つのしきい値と比較することに基づいて前記サブセットを選択することを備える、
［Ｃ１１］に記載の方法。
［Ｃ１４］
前記サブセットを前記決定することは、前記通信セッションのための受信された信号の統計的分析に基づいて前記サブセットを選択することを備える、
［Ｃ１１］に記載の方法。
［Ｃ１５］
前記第２の方向と前記基板の横平面との間の角度を０度から４５度の間にあるように選択することをさらに備える、
［Ｃ１０］に記載の方法。
［Ｃ１６］
前記第１のアンテナを囲むように前記基板に配置されるように前記第２のアンテナを選択することをさらに備える、
［Ｃ１０］に記載の方法。
［Ｃ１７］
前記第１の複数のアンテナのうちの少なくとも１つをパッチアンテナとして選択することをさらに備える、
［Ｃ１０］に記載の方法。
［Ｃ１８］
前記第２の複数のアンテナのうちの少なくとも１つを半波長パッチアンテナまたはダイポールアンテナのうちの１つとして選択することをさらに備える、
［Ｃ１０］に記載の方法。
［Ｃ１９］
ワイヤレス通信のための装置であって、
基板と、
電磁信号を放射および受信するための複数の第１の手段、前記複数の第１の手段の各々は、前記基板に配設され、前記基板に実質的に垂直な１つまたは複数の第１の方向においてにおいてピーク利得を与えるように構成される、と、
電磁信号を放射および受信するための複数の第２の手段、前記複数の第２の手段の各々は、前記基板に配設され、前記第１の方向から実質的にそれた１つまたは複数の第２の方向においてピーク利得を与えるように構成される、と
を備える、装置。
［Ｃ２０］
前記第２の方向と前記基板の横平面との間の角度は、０度から４５度の間にある、
［Ｃ１９］に記載の装置。
［Ｃ２１］
前記複数の第２の手段は、前記複数の第１の手段を囲むように前記基板に配置される、
［Ｃ１９］に記載の装置。
［Ｃ２２］
前記複数の第１の手段と前記複数の前記第２の手段とに関連する複数の増幅手段と、
通信セッションに寄与する、前記複数の第１の手段と前記複数の第２の手段とのサブセットを決定するための手段と、
前記サブセットに関連しないそれらの増幅手段のための電力を低減するための手段と
をさらに備える、［Ｃ１９］に記載の装置。
［Ｃ２３］
前記サブセットに関連しないそれらの利得増幅器への全電力を周期的に回復するための手段をさらに備える、
［Ｃ２２］に記載の装置。
［Ｃ２４］
前記サブセットを前記決定するための手段は、前記通信セッションのための受信された信号を少なくとも１つのしきい値と比較することに基づいて前記サブセットを選択するためにさらに構成される、
［Ｃ２２］に記載の装置。
［Ｃ２５］
前記サブセットを前記決定するための手段は、前記通信セッションのための受信された信号の統計的分析に基づいて前記サブセットを選択するためにさらに構成される、
［Ｃ２２］に記載の装置。
［Ｃ２６］
基板と、
前記基板に配設された複数の第１のアンテナと、
前記基板に配設された複数の第２のアンテナと、
データを生成するように構成される処理システムと、
前記第１のアンテナおよび前記第２のアンテナのうちの少なくとも１つを介して、前記データを送信するように構成される送信機と
を備え、
前記第１のアンテナの各々は、前記基板に実質的に垂直な１つまたは複数の第１の方向においてピーク利得を有するように構成され、前記第２のアンテナの各々は、前記第１の方向から実質的にそれた１つまたは複数の第２の方向においてピーク利得を有するように構成される、
ワイヤレスノード。
【図１】
0006779983.tif 000002
【図２】
0006779983.tif 000003
【図３】
0006779983.tif 000004
【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
0006779983.tif 000006
【図５】
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【図６】
0006779983.tif 000008
【図７】
0006779983.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
0006779983.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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