(57)【要約】【課題】構成部品のコストと電力消費を低減。【解決手段】固定又は殆ど固定使用のスマートアンテナに対し性能変更のタイミング、例えば走査開始、又は事前記憶の通常最良性能の構成又は最後だけの構成の使用開始のタイミングをイベントが決定。故にモニタリングが下の条件即ちイベント発生の認識まで、アンテナのビーム形状を決定する様なパラメータをシステムが不変に保つ：装置が他装置と最初に通信；装置の再起動又は起動；受信信号が所定ビットエラーレートＢＥＲを上回る；受信信号強度表示ＲＳＳＩが所定ＲＳＳＩより小；受信信号が所定信号対雑音比ＳＮＲより小；ユーザが要求。パラメータ変更で性能が変更：前の測定構成データが走査領域及び時間を低減；装置送信電力を制御し性能又は品質を保つ；チャネルを選択し送信中の衝突を最小；他アンテナに転換；データレートを変更；変調方式を変更。アンテナ走査中に他アンテナとの通信維持は他の重要点。【選択図】　　図１
2004015800.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
装置間での無線通信用のスマートアンテナシステムであって、
空間的に操縦されるように変更され、複数の指向性アンテナ要素のアンテナアレイを含み、さらにビーム形成装置を含むスマートアンテナサブシステムと、
無線通信装置と、
ベースバンドユニットと、
性能モニタと、
メモリと、
前記スマートアンテナサブシステムの構成を走査し、前記スマートアンテナサブシステムのビームを形成するための信号処理ユニットとを備え、
前記性能モニタがビットエラーレート（ＢＥＲ）および／または受信信号強度表示（ＲＳＳＩ）および／または信号対雑音の比（ＳＮＲ）を測定し、
前記メモリが、測定された前記ＢＥＲおよび／またはＲＳＳＩおよび／またはＳＮＲを表示する機械可読コードを備えた機械可読媒体を有し、測定された前記ＢＥＲおよび／またはＲＳＳＩおよび／またはＳＮＲが、前記スマートアンテナサブシステムの異なる過去の構成に関連されていることを特徴とするスマートアンテナシステム。
【請求項２】
装置間での無線通信用のスマートアンテナシステムであって、
空間的に操縦されるように変更され、複数の指向性アンテナ要素のアンテナアレイとビーム形成装置とを含むスマートアンテナサブシステムユニットと、
無線通信ユニットと、
性能モニタと、
メモリと、
前記スマートアンテナサブシステムユニットの構成を走査し、前記スマートアンテナサブシステムユニットのビームを形成する信号処理ユニットとを備え、
前記性能モニタが、前記スマートアンテナサブシステムユニットとの正規の有効データ無線通信の間で、ビットエラーレート（ＢＥＲ）および／または受信信号強度表示（ＲＳＳＩ）および／または信号対雑音の比（ＳＮＲ）を測定し、
前記メモリが、ＢＥＲおよび／またはＲＳＳＩおよび／またはＳＮＲ用の性能基準値を表示する機械可読コードを備えた機械可読媒体を有し、
前記性能モニタが、有効データの通信中にほぼ連続的なベース上で、測定された前記ＢＥＲおよび／またはＲＳＳＩおよび／またはＳＮＲを、ＢＥＲおよび／またはＲＳＳＩおよび／またはＳＮＲ用の性能基準値とそれぞれ比較し、および、前記比較が性能の所定劣化を示す時に信号を発生させ、
前記性能モニタが、前記ユニットの少なくとも１つに接続され、前記信号に応答して前記ユニットの前記少なくとも１つに、前記スマートアンテナサブシステムユニットのビーム形状を変更する命令を出したことを特徴とするスマートアンテナシステム。
【請求項３】
請求項２に記載のスマートアンテナシステムにおいて、
前記無線通信ユニットが、前記スマートアンテナサブシステムユニットとの通信用のチャネルを複数有し、変更制御された前記ユニットが、前記命令に応じて操作チャネルを変更したことを特徴とするスマートアンテナシステム。
【請求項４】
請求項２に記載のスマートアンテナシステムにおいて、
他のアンテナと、
前記スマートアンテナサブシステムユニットと前記他のアンテナとの一方を前記無線通信ユニットに選択的に接続するアンテナスイッチとをさらに備え、
前記アンテナスイッチが、前記命令に応答して、アンテナを前記他のアンテナに変更し、空間ダイバーシチおよび／または偏波ダイバーシチを利用する最良性能を得たことを特徴とするスマートアンテナシステム。
【請求項５】
請求項２に記載のスマートアンテナシステムにおいて、
前記性能モニタが、前記命令に応答して送信電力を調節し、最良性能を得たことを特徴とするスマートアンテナシステム。
【請求項６】
相対的に固定された位置間での無線通信用のアンテナシステムであって、
空間的に操縦されるように変更され、アンテナ要素のアレイと、前記アレイのビームを走査および形成するビーム形成装置とを含むスマートアンテナサブシステムと、
信号処理装置に接続されて無線通信性能を測定する性能モニタと、
前記スマートアンテナサブシステムにおける過去の構成を複数記憶するメモリとを備え、
前記性能モニタが、前記スマートアンテナサブシステムに、所定のイベントの発生時に前記過去の構成のうち１つに変更する命令を出したことを特徴とするアンテナシステム。
【請求項７】
請求項６に記載のシステムにおいて、
前記イベントが、機器に由来する起動イベントであることを特徴とするアンテナシステム。
【請求項８】
請求項６に記載のシステムにおいて、
通信性能が所定量劣化した時に、前記性能モニタが前記イベントを発生させたことを特徴とするアンテナシステム。
【請求項９】
相対的に固定された環境用の無線データ通信システムであって、
空間的に操縦されるように変更されたスマートアンテナサブシステムと、
通信中に有効データを連続的に受信し、更新された性能データを連続的に発生させるために接続されたモニタとを備え、
前記モニタが、性能の所定劣化を表示する所定の性能基準と、更新された前記性能データとの比較に応答して、ビーム形状の変更命令を発生するコンパレータを有することを特徴とする無線データ通信システム。
【請求項１０】
請求項９に記載のシステムにおいて、
前記スマートアンテナサブシステムが通信用のチャネルを複数有し、前記モニタが前記命令に応答して操作チャネルを変更したことを特徴とする無線データ通信システム。
【請求項１１】
請求項９に記載のシステムにおいて、
他のアンテナと、
前記スマートアンテナサブシステムとシステム通信用の前記他のアンテナとを選択的に接続するアンテナスイッチとをさらに備え、
前記アンテナスイッチが、前記命令に反応してアンテナを前記他のアンテナに変更したことを特徴とする無線データ通信システム。
【請求項１２】
請求項１１に記載のシステムにおいて、
ビーム形状を走査および最適化してより良好な性能を得るために、前記命令に応答する走査ユニットをさらに備え、
前記アンテナスイッチが、前記命令と所定量の前記走査との両方の発生に応答して、アンテナを前記他のアンテナに変更し、空間ダイバーシチおよび／または偏波ダイバーシチを利用する最良性能を得たことを特徴とする無線データ通信システム。
【請求項１３】
請求項９に記載のシステムにおいて、
ビーム形状を走査および最適化してより良好な性能を得るために、前記命令に応答する走査ユニットをさらに備えることを特徴とする無線データ通信システム。
【請求項１４】
請求項９に記載のシステムにおいて、
前記モニタが、前記命令に応答して前記スマートアンテナサブシステムの電力を調節したことを特徴とする無線データ通信システム。
【請求項１５】
相対的に固定された環境内でスマートアンテナシステムとの無線通信用の機器によって実行される方法であって、
前記スマートアンテナシステム用の起動操作を実行する工程と、
前記起動操作に応答して、前記起動操作より前にメモリ内に記憶された構成にスマートアンテナを構成する工程とを有することを特徴とする無線通信方法。
【請求項１６】
請求項１５に記載の方法において、
前記起動操作が、他のアンテナを用いた装置との最初の無線通信であることを特徴とする無線通信方法。
【請求項１７】
請求項１５に記載の方法において、
前記起動操作が、システムの起動と再起動とのうち一方であることを特徴とする無線通信方法。
【請求項１８】
請求項１５に記載の方法において、
スマートアンテナを走査する工程をさらに有し、
前記起動操作が前記走査工程の開始であることを特徴とする無線通信方法。
【請求項１９】
請求項１８に記載の方法において、
前記走査によって、前の走査から達成され、かつ、前記走査工程より前にメモリに記憶された複数の最良性能の構成の中から選択される各構成に、スマートアンテナを連続的に構成する工程と、
前記走査のうち最良性能の構成にスマートアンテナを構成する工程とをさらに有することを特徴とする無線通信方法。
【請求項２０】
請求項１５に記載の方法において、
前記起動操作が、人に由来するユーザ要求イベントに応答することを特徴とする無線通信方法。
【請求項２１】
請求項１５に記載の方法において、
前記起動操作が、機器に由来するイベントに応答することを特徴とする無線通信方法。
【請求項２２】
相対的に固定された環境内でスマートアンテナシステムとの無線通信用の機器によって達成される方法であって、
ビーム形状を有する固定されたスマートアンテナ構成に有効データを無線通信する工程と、
性能の所定劣化用に前記無線通信をモニタリングする工程と、
前記所定劣化に応答して、前記スマートアンテナの前記ビーム形状を変更する工程とを有することを特徴とする無線通信方法。
【請求項２３】
請求項２２に記載の方法において、
前記スマートアンテナにおける過去の走査から複数の最良性能の構成を記憶装置内に保持する工程をさらに有し、
前記変更が、記憶された前記複数の最良性能の構成のうち選択された１つに従って前記スマートアンテナを構成することを含むことを特徴とする無線通信方法。
【請求項２４】
請求項２２に記載の方法において、
前記変更が、最良性能と所定劣化を持たない性能とのうち一方の構成を達成するまで、前記スマートアンテナを走査することを含むことを特徴とする無線通信方法。
【請求項２５】
請求項２２に記載の方法において、
前記スマートアンテナを走査する工程と、
前記走査によって、前の走査から達成され、かつ、前記走査工程より前にメモリに記憶された複数の最良性能の構成の中から選択される各構成に、前記スマートアンテナを連続的に構成する工程と、
前記走査のうち前記最良性能の構成に前記スマートアンテナを構成する工程とをさらに有することを特徴とする無線通信方法。
【請求項２６】
請求項２５に記載の方法において、
前記走査工程の後に、前記走査工程における前記最良性能の構成にアンテナを構成し、前記通信を妨害することなく前記モニタリング工程に戻る工程をさらに有することを特徴とする無線通信方法。
【請求項２７】
請求項２６に記載の方法において、
前記走査工程の後に、前記無線通信工程の符号化を変更して、設定されたビットエラーレート（ＢＥＲ）を保持する工程をさらに有することを特徴とする無線通信方法。
【請求項２８】
請求項２２に記載の方法において、
前記モニタリング工程が、ビットエラーレート（ＢＥＲ）および信号対雑音の比（ＳＮＲ）を測定し、前記所定劣化を決定するためのそれぞれの所定データと前記ＢＥＲおよびＳＮＲを比較することを含むことを特徴とする無線通信方法。
【請求項２９】
請求項２２に記載の方法において、
前記変更が、前記無線通信工程を他のアンテナに切り替えることを含むことを特徴とする無線通信方法。
【請求項３０】
請求項２２に記載の方法において、
前記変更が、前記無線通信工程のチャネルを切り替えることを含むことを特徴とする無線通信方法。
【請求項３１】
請求項２２に記載の方法において、
前記変更が、前記無線通信工程の電力を調節することを含むことを特徴とする無線通信方法。
【請求項３２】
請求項２２に記載の方法において、
前記変更が、前記変更工程より前にメモリに記憶された構成に、前記スマートアンテナを構成することを含むことを特徴とする無線通信方法。
【請求項３３】
請求項２２に記載の方法において、
前記変更が、前の走査から達成され、かつ、走査工程より前にメモリに記憶された複数の最良性能の構成の中から選択された構成に、前記スマートアンテナを構成することを含むことを特徴とする無線通信方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般的に無線通信システムに関し、更に詳細にはアダプティブセクタアンテナ、すなわちスマートアンテナに関する。
【０００２】
【従来の技術】
スマートアンテナシステムを備えた無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ　Ａｒｅａ　Ｎｅｔｗｏｒｋ、ローカルエリアネットワーク）およびデジタルＴＶシステムは、その機器の大部分が固定されているため、または、ユーザの少なくとも大部分が操作中にあまり早くまたはあまり頻繁に移動しないため、はるかに容易に実現可能であり、そして屋内環境によりマルチパス（多重通路伝送）の低下がもたらされる。このことは、特に、ＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ　Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ　Ｄｉｖｉｓｉｏｎ　Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ、直交周波数分割多重）システムに当てはまる。そのＯＦＤＭシステムは、マルチパスの低下に対して固有の優位性と、モバイル機器にとって一般的に不適切な大電力消費とのために、屋内無線通信用に頻繁に利用される。スマートアンテナシステムは、性能を低下させずにビームの形状を狭めることによって消費電力を大幅に低減できること、および、システム容量を増大させることに有用である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
家庭または職場での無線通信に対する要求が増加している。例えば、携帯用ラップトップコンピュータのユーザは、特定の机または仕事場所に拘束されたくないし、それよりむしろ、携帯用機器（例えば、ラップトップまたはＰＤＡ）の融通性を要求している。消費者は、家庭または職場で見られる電子機器間に必要な物理的配線および接続の数を減らすことを要求している。そして、マルチメディアデータ用の単一アクセスポイント（例えば、ケーブルテレビ接続）を要望し、および、そのアクセスポイントとそのようなデータを再生または記録する消費機器との間の無線接続を要望している。
【０００４】
電子機器は好適に速いデータ速度で他の機器と無線通信する。しかし、そのような高速度によりシステムが、容易に不十分になる所で、システムの通信性能に影響を及ぼす妨害物に敏感になる。例えば、各家庭は同じ周波数帯を主として用いているので、隣接する家庭内の通信システム（例えば、近隣の家庭内の通信システム）が互いに干渉する可能性が高い。
【０００５】
１９９９年１２月２８日付けで交付されたＳｍｉｔｈ等による米国特許第６，００９，１２４号では、アダプティブセクタアンテナを用いた高速データ通信ネットワークが述べられ、そして、トレーニング信号と所定のＢＥＲおよびＲＳＳＩしきい値とを比較することでスマートアンテナの構成を最適化する方法が述べられている。
【０００６】
Ｓｍｉｔｈ等によれば、ステーションが通信を開始または通信を要求することを決定すると、その方法がトレーニングシーケンスの送信を開始する。トレーニング信号用に測定されたＢＥＲ値およびＲＳＳＩ値が共にしきい値を上回るまで、走査が実行される。
【０００７】
Ｓｍｉｔｈ等によれば、集束命令をステートマシンに周期的に送ってトレーニング信号を再取得するプロトコルにより、走査が時々連続的に実行される。
【０００８】
上記の走査を達成するため、Ｓｍｉｔｈ等の特許では第１のコンパレータおよび第２のコンパレータが開示されている。第１のコンパレータは、ＢＥＲ信号と所定のＢＥＲ信号とを受信し、ＢＥＲ信号と所定のＢＥＲ信号とを比較し、ＢＥＲ信号が所定のＢＥＲ信号よりも小さい時にＢＥＲ　ＰＡＳＳ信号を選択的に発生する。第２のコンパレータは、ＲＳＳＩ信号と所定のＲＳＳＩ信号とを受信し、ＲＳＳＩ信号と所定のＲＳＳＩ信号とを比較し、ＲＳＳＩ信号が所定のＲＳＳＩ信号よりも大きい時にＲＳＳＩ　ＰＡＳＳ信号を選択的に発生する。ＢＥＲ　ＰＡＳＳ信号と　ＲＳＳＩ　ＰＡＳＳ信号とが同時に存在することは、有効データが、使用に適している高品質でうまく受信また送信され続けることを示す。ＢＥＲ信号が所定のＢＥＲ信号よりも大きい、または、ＲＳＳＩ信号が所定のＲＳＳＩ信号よりも小さい場合には、ビームステアリングステートマシンは、アンテナアレイを空間的に所定量進め、それから、所定のＢＥＲしきい値と所定のＲＳＳＩしきい値とが共に得られるまでトレーニング信号を受信してアンテナアレイを進める間に、ＢＥＲ信号およびＲＳＳＩ信号を継続的にチェックする。そのため、その後に、有効データ（非トレーニング信号）を受信または送信できる。Ｓｍｉｔｈ等の特許における開示は、本明細書内に全体として包含され、特に、走査の実施とコンパレータによる走査の制御との点では包含されている。
【０００９】
２００１年５月２２日付けで交付されたＧｕ等による米国特許第６，２３６，８３９　Ｂ１号では、トレーニング信号を用いることによってスマートアンテナアレイを校正することが述べられている。
【００１０】
１９９３年１１月９日付けで交付されたＧａｒｄｎｅｒ等による米国特許第５，２６０，９６８号では、ブラインドセクタ空間フィルタリングを通過した多重通信信号が述べられている。アンテナアレイ用のビーム形成アルゴリズムは他の通信機器で受信パターンに基づいている。重み付け要素が利用されている。Ｇａｒｄｎｅｒ等の特許における開示は、本明細書内に全体として包含され、特に、重み付け要素の実施の点では包含されている。
【００１１】
２００１年４月１９日に発行されたＭａｓｅｎｔｅｎ等による国際公開第０１／２８０３７　Ａ１号には、デジタルモジュラーアダプティブアンテナとその方法が述べられ、そこでは事前のアレイエレメントモジュール内で、各アンテナの要素と重み付け回路および事前の重み付け回路とを鎖状に結合することが必要とされている。
【００１２】
２０００年１０月３１日付けで交付されたＹｏｕｓｓｅｆｍｉｒ等による米国特許第６，１４１，５６７号では、処理と重みとの調節を２セットの測定データを用いて、干渉の変動する環境内でスマートアンテナ受信装置のビーム形成が述べられている。２セットのうち一方が既知の特性情報に関し、他方が未知の特性情報に関しているので、その変動環境内では計算リソースがあまり必要でない。
【００１３】
２０００年９月１９日付けで交付されたＬｉｕ等による米国特許第６，１２２，２６０号では、無線通信の容量および品質を増大させるために特定の特性を利用したスマートアンテナのＣＤＭＡ無線通信システムが述べられている。アップリンクビーム形成ベクトルを設定してビットエラーレート（ＢＥＲ）を最小にしている。
【００１４】
２００１年４月１７日付けで交付されたＲａｌｅｉｇｈ等による米国特許第６，２１９，５６１　Ｂ１号では、適応性のある空間的な等価と適応性のあるイクワライザとに対して時間的に変化するベクトルチャネル等価を用いた無線通信ネットワーク内でアンテナの配列が述べられている。
【００１５】
２００１年５月８日付けで交付されたＫｒｉｌｅ等による米国特許第６，２２９，４８６　Ｂ１号では、選択されたアンテナ構成と全ての構成との両方を同時に監視する加入者中心スマートアンテナが述べられている。アレイのアンテナ要素は迅速かつ個々に走査され、その結果得られる信号対雑音の比がしきい値と比較されて、アレイを再構成するかどうかが決定される。
【００１６】
２００１年５月３１日に発行されたＲｅｕｄｉｎｋ等による国際公開第０１／３９３２０　Ａ１号では、スマートアンテナシステムを備えたリモートステーションとビームの方向を制御する方法とが述べられている。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明の一部として発明者によって明らかにされているように、本発明は、起動直後に必要とされる走査をなくし、有効データを送信する際にこのような遅延をなくす上で利点があり、特に、移動通信環境よりも走査の必要性があまり頻繁でなく、および、走査量が一般的にあまり厳しくない相対的に固定された環境に対して利点がある。例えば、本明細書内で理解されるように、無線通信ＰＣまたはＴＶを起動するたびに走査する必要がなく、そして頻繁に、事前のアンテナの構成を用いることも十分可能である。
【００１８】
本発明は、スマートアンテナを走査するためのトレーニング信号の追加的な送信を必要とせず、データを送信する余地を確保する上で利点がある。トレーニング信号は、本発明に、例えば、エラー訂正に用いられることもある。本発明の一部として発明者によって明らかにされているように、本発明は、移動通信環境よりも走査の必要性があまり頻繁でなく、および、走査量が一般的にあまり厳しくない相対的に固定された環境に対して、スマートアンテナ技術を採用する際に特に有益である。
【００１９】
本発明の一部として発明者によって明らかにされているように、本発明は、必要とされる連続的な走査をなくし、有効データを送信する際にこのような遅延をなくす上で利点があり、特に、移動通信環境よりも走査の必要性があまり頻繁でなく、および、走査量が一般的にあまり厳しくない相対的に固定された環境に対して利点がある。
【００２０】
従って、本発明は、有効データの送信を中断または遅延せずに、従来技術における中断および遅延の程度まで干渉を低減する高性能かつ高速データ通信システムの必要性に向けられ、特に、相対的に固定された環境内での無線通信用のスマートアンテナに有益である。
【００２１】
さらに、本発明は、一般にエネルギー不変のために、携帯用バッテリーを動力とする環境からあらゆる環境へ広がっている電力消費を低減する必要性に向けられている。
【００２２】
本発明は、構成部品のコストおよび電力消費を低減するために、固定無線通信環境での特定の利点を使ってスマートアンテナの動作、例えばアダプティブセクタアンテナの動作を詳述する。
【００２３】
本発明の態様は、特に、良好な通信品質を維持するため走査の回数および時間を減らすことによって、走査すること、および、必要とされる走査時間と良好な通信性能を維持しようとする労力とを最小限にすることを行う。
【００２４】
本発明の一部として理解されることは、固定された環境内では全ての送信に先行してスマートアンテナを走査することが重要でないことである。これを理解することによって発明者は、アンテナ性能が一定量だけ劣化した時に走査を実行することを本発明の一部として考え出すに至った。その態様のシステムは、アンテナ性能が一定量だけ劣化した時に事前のアンテナ構成を再利用し、それにより相対的に固定された環境のために実用的である。
【００２５】
従来技術では、本態様でなされているように、将来の利用のために事前のアンテナ構成を記憶していない。本態様の記憶装置は、好適には、アンテナ構成を測定性能に結びつけ、特に、有効データの送信に関して結びつける表の形式であり、その表は、好適には全ての走査に対して更新および記憶される事前の測定を用いて生成および更新される。
【００２６】
本発明によれば、無線通信に用いられるビーム形状は、以下のイベントのうち１つまたはそれ以上の発生に基づいて変更される：
スマートアンテナシステムの再起動または起動；起動イベント。再起動または起動の直後に、事前のアンテナ構成が初期動作のためにロードされる。
【００２７】
ビーム形成装置が最初に他の装置と通信する；起動イベント。事前のアンテナ構成が、最初に他の装置と通信する無線にロードされる。
【００２８】
ビーム形成装置の受信信号が所定のビットエラーレート（ＢＥＲ）より小さい；有効データモニタリング応答イベント。本態様のシステムは、モニタリングされたアンテナの性能が一定量だけ劣化した際に、例えば、最後の変化を前のアンテナ構成に再利用した状態で、変化の連続と変化の評価とを実行する。
【００２９】
ビーム形成装置の受信信号強度表示（ＲＳＳＩ）が所定のＲＳＳＩより小さい；有効データモニタリング・応答イベント。本態様のシステムは、モニタリングされたアンテナの性能が一定量だけ劣化した際に、例えば、最後の変化を前のアンテナ構成に再利用した状態で、変化の連続と変化の評価とを実行する。
【００３０】
ビーム形成装置の受信信号が所定信号対雑音の比（ＳＮＲ）より小さい；有効データモニタリング・応答イベント。本態様のシステムは、モニタリングされたアンテナの性能が一定量だけ劣化した際に、例えば、最後の変化を前のアンテナ構成に再利用した状態で、変化の連続と変化の評価とを実行する。
【００３１】
ビーム形成装置の受信信号が所定有効データの転送速度（ボー、ｂａｕｄ）より小さい；有効データモニタリング・応答イベント。本態様のシステムは、モニタリングされたアンテナの性能が一定量だけ劣化した際に、例えば、最後の変化を前のアンテナ構成に再利用した状態で、変化の連続と変化の評価とを実行する。
【００３２】
ユーザが変更を要求する；起動イベント。ユーザが変更を要求すると、本態様のシステムが事前のアンテナ構成を再使用する。
【００３３】
事前のアンテナ構成への変更が上述の起動イベントに応じて所望のアンテナ性能を生み出さないと、さらなる変更が、それぞれを性能評価に従わせた状態で、連続してなされることもある。連続した変更が、例えば、送信出力の変更、走査、独自のアンテナへの変更、または、チャネルの変更であることもある。これらの変更は、時間効率、労力効率、または電力消費効率などの特定使用要因の重要性に依存して望まれるような異なる順番で試されることもある。
【００３４】
その変更が、走査によるスマートアンテナサブシステムにおけるビーム形状の再構成を伴うと、スマートアンテナアレイの回転開始方向のような走査パラメータが、記憶された表から選択されることもあり、選択されたパラメータは表中で、パラメータの選択肢のうち最良の事前性能に、または、最後のアンテナ構成に関連される。こうして、走査は、その時点の不充分な構成よりむしろ最良の事前構成から開始する；これにより、十分な性能を得るのに必要な走査時間を節約するべきである；または、従来方法でなされたように、連続して単に走査するべきである。
【００３５】
その変更が電力の増大を伴うと、その電力は、一定のしきい値まで増分増加に設定されることもあり、または、記憶された表から選択された増加に設定され、選択された電力が表中で最良の事前性能に関連されることもあり、または、減少に設定されて電力を節約することもある。時には、要求が、電力を節約するように（または、他の装置を干渉しないように）送信電力の低減であることがある。最高電力のうち高い方のしきい値は、電波管理、無線通信規格、または装置によって制限されることがある。ここで述べられる送信電力は、他の端子からの電力である。すなわち、受信端子でより良好なＲＳＳＩ等を得るように、受信端子が他の端子に要求を出して電力を変更（ブースト）する。
【００３６】
他の端子が同様な問題を有したので、受信端子も類似の方法で送信電力を変更することがあった；その受信は良好でない。
【００３７】
その変更が独自のアンテナへの変更を伴い、かつ、新しいアンテナの選択が１つより多く存在すると、好ましくは、記憶された表中で事前の性能データに関して決定されるように、最良の事前性能を備えた利用可能な新しいアンテナを使うことにより、新しいアンテナが選択される。これにより、選択されたアンテナは、表中で、新しいアンテナの選択肢の中でそのアンテナの最良の事前性能に関連される。アンテナのばらつき（空間ダイバーシチまたは偏波ダイバーシチなど）またはビームパターンのために、新しいアンテナがより良好な受信を有することがあった。
【００３８】
その変更が新しい利用可能な通信チャネルへの変更を伴うと、チャネルは、記憶された表から選択され、選択されたチャネルは表中で最良の事前性能に関連される。最後のチャネルと比較すると、新しいチャネルはあまり混雑せず、または、あまり干渉しない。アンテナおよびチャネルを変更することを伴う変更は、事前のデータに必ずしも基づかないことがある。
【００３９】
このように、本発明の態様によれば、スマートアンテナのビーム形状を作り出す構成を含めた性能に影響を及ぼす変更が、イベント毎になされ、有効データの送信に関して生じ、および、好ましくは記憶された事前の有効データの送信における性能の測定結果に基づかれる。
【００４０】
従って、問題およびその原因に関しての従来技術システムにおける本発明の分析により、スマートアンテナ用の相対的に固定された環境に対して、より効果的およびより効率的なシステムの必要性と解決法とが導き出された。
【００４１】
本発明のさらに他の形態、特徴および利点は、本発明を実施するために発明者により考え出された最良の形態を含めて多数の特定の態様および方法を説明することよって、以下の詳細な説明から容易に明らかになる。本発明はその他の異なる態様にも可能であり、そして、その幾つかの詳細が、本発明の趣旨および範囲を逸脱しない範囲の全てで、種々の明らかな点において変更可能である。従って、図面および説明は、本質的な説明であって限定的でないと見なされ得る。
【００４２】
本発明は、添付図面の図では一例として説明され、限定として説明されていない。その図面の中では、同じ参照番号は同じ要素を示す。
【００４３】
【発明の実施の形態】
スマートアンテナ、例えばアダプティブセクタアンテナは、効率的な無線通信に対して狭いビーム形状を得るための、または、ビーム形状を具体化するための公知技術であり、それ故に、スマートアンテナのサブシステムにおける構成の詳細は、発明の組合せにおける新規な部分を不明瞭にすることを避けるために、詳細に説明されないだろう。スマートアンテナは、電気的および／または機械的に環境に順応する。
【００４４】
好適な実施の形態では、スマートアンテナに関する上述の問題点、特に、相対的に固定された環境内で利用される問題点を解決することにより、前述の要求が満たされる。
【００４５】
図１は、本発明を実施する一実施の形態および最良の形態によるスマートアンテナ無線通信システムの概要を示している。図１は、特別な一例としてＷＬＡＮに特に合わせられている。走査を行うための手段の一例として、ビーム形成装置は、重み付けされた電力および／または位相を、アンテナアレイ（ＡＮＴＥＮＮＡ　　ＡＲＲＡＹ）の個々のアンテナ要素に変更して、最良の利用可能な受信を得る。また、ビーム形成装置を機械的な回転装置と組み合わせて用いて、ビーム形状をより柔軟に設定することもある；別の例として、機械的な回転装置をデジタルＴＶ用に単独で用いることもある。図１はまた、モニタリング・コンピュータシステムのメモリ内に、すなわち、モニタおよびメモリ（ＭＯＮＩＴＯＲ　（　ＭＥＭＯＲＹ）内に記憶された実例表を示す。
【００４６】
周知の通り、このタイプの典型的な無線通信システムはまた、周波数変換および電力ブーストの機能を有する送信機＋受信機（ＴＲＡＮＳＭＩＴＴＥＲ＋ＲＥＣＥＩＶＥＲ）であるＲＦ（無線周波数）と、信号処理の機能、例えば、変調および符号化を有するベースバンド（ＢＡＳＥ−ＢＡＮＤ（ＢＢ））と、送信管理（ＣＳＭＡ／ＣＡ，など）の機能を有するＭＡＣ（媒体アクセスコントローラＭｅｄｉｕｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）と、ＲＦ、ＢＢおよびＭＡＣの機能を実行することもあるプロセッサ（ＰＲＯＣＥＳＳＯＲ）と、ビーム形成用のスマートアンテナサブシステム（ＳＭＡＲＴ　ＡＮＴＥＮＮＡ　ＳＵＢＳＹＳＴＥＭ）とを有する。
【００４７】
モニタ（ＭＯＮＩＴＯＲ）は本発明によるアンテナ性能モニタであり、そのアンテナ性能モニタはＢＥＲ（ビットエラーレートＢｉｔ　Ｅｒｒｏｒ　Ｒａｔｅ）、ＲＳＳＩ（受信信号の強度表示Ｒｅｃｅｉｖｅｄ　Ｓｉｇｎａｌ　Ｓｔｒｅｎｇｔｈ　Ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ）およびＳＮＲ（信号対ノイズの比Ｓｉｇｎａｌ−ｔｏ−Ｎｏｉｓｅ−Ｒａｔｉｏ）の関数として通信性能をチェックする。ＲＳＳＩは受信信号の表示であり、電圧または対応電力（ｄＢｍまたはＷ）の単位を有することもある。ここで開示されるように、特に、フローチャートに関して説明されるように、特別な用途のコンピュータとなるようプログラムされた汎用コンピュータで、モニタが物理的に実施されることもある。今、ＲＳＳＩは、アンテナ構成の性能を判断するために、使用に対しての最良のパラメータであると思われ、そして、性能を判断するのに用いられるパラメータとしてＲＳＳＩが単独で十分である時に、ＳＮＲおよびＢＥＲのような他の物が、実際に使用されないかもしれない。異なったパラメータは、異なった環境にとって重要であることもある。例えば、「Ｄｅｇ．」が、デジタルＴＶ用のアンテナ構成の性能を判断する際に使用されるパラメータであることもある。
【００４８】
モニタ（ＭＯＮＩＴＯＲ）は、適切なインタフェースを用いてＢＢ、ビーム形成装置（ＢＥＡＭ　ＦＯＲＭＥＲ）、およびメモリ（ＭＥＭＯＲＹ）に周知の方法で接続されている。モニタ（ＭＯＮＩＴＯＲ）は、受信信号の電力を測定し、受信信号のビットエラーレート（ＢＥＲ）、通信ボーおよびＳＮＲ（ＲＳＳＩ）を算出し、それから、その結果と関連情報とをメモリ（ＭＥＭＯＲＹ）（例えば、ＲＯＭまたはＲＡＭ）内に記憶する。モニタ（ＭＯＮＩＴＯＲ）の信号処理ユニットは、最適な受信を獲得するために走査の際に使用されて、および、無線通信の最中に受信した有効データ信号に基づいて、アンテナ要素用の電力重みｗ１，ｗ２などを算出する。ｗ１，ｗ２，ｗ３およびｗ４とアンテナアレイ（ＡＮＴＥＮＮＡ　ＡＲＲＡＹ）の回転度（度（ｄｅｇ．））との構成パラメータは、ボー、ＢＥＲおよびＲＳＳＩのような性能パラメータの測定値に関連された関係で、メモリ（ＭＥＭＯＲＹ）に記憶される。記録された構成パラメータは、走査中のビットエラーレート（ＢＥＲ）と受信信号の強度表示（ＲＳＳＩ）とをモニタすることで最適化されたものであることが好ましい。このデータは、後述されるように、イベントの発生時には将来の利用のために永続的に記憶される。
【００４９】
モニタ（ＭＯＮＩＴＯＲ）は、その代わりとしてベースバンド（ＢＡＳＥ−ＢＡＮＤ）によってなされ得たＢＥＲ、ＲＳＳＩおよびＳＮＲを測定および算出する。モニタ（ＭＯＮＩＴＯＲ）は、有効データの送信中に継続して、メモリ（ＭＥＭＯＲＹ）に記憶された測定データと所定データ（しきい値または基準値）とを比較し、イベントの発生時には、モニタ（ＭＯＮＩＴＯＲ）が、スマートアンテナサブシステム（ＳＭＡＲＴ　ＡＮＴＥＮＮＡ　ＳＵＢＳＹＳＴＥＭ）に、構成を変更させて最良の性能を得られるように命令する。モニタ（ＭＯＮＩＴＯＲ）の命令は、ベースバンド（ＢＡＳＥ−ＢＡＮＤ）に対して、スマートアンテナを走査すること、アンテナを変更すること、送信チャネルを変更すること、送信電力を調節すること、または、その構成を以前に記憶された構成のうちの１つに変更することであった；さらに詳細には、この処理は、図２のステップ２００，２３５，２９０，２８０および２６５に従う実施の形態が、図２のステップ２４０および２１０により決定されるような最良または十分な構成を見つけ出すために、説明される。
【００５０】
メモリ（ＭＥＭＯＲＹ）は、性能パラメータ（例えば１０ｓｕｐ．−６のＢＥＲ）用の、および、事前走査の測定データ用の所定しきい値または基準値を記憶する。その事前走査は、構成を使って得られて、例えば、図１で示された表の形式で得られて測定されたスマートアンテナサブシステム（ＳＭＡＲＴ　ＡＮＴＥＮＮＡ　ＳＵＢＳＹＳＴＥＭ）の性能に関連されるスマートアンテナサブシステム（ＳＭＡＲＴ　ＡＮＴＥＮＮＡ　ＳＵＢＳＹＳＴＥＭ）の構成を特定する。このようにして、メモリ（ＭＥＭＯＲＹ）は、ソフトウェアと、様々な用途のためのしきい値の所定データと、過去のアンテナ構成のパラメータ、および、そのような構成などに関連される性能を特定する表とを記憶する。
【００５１】
スマートアンテナサブシステム（ＳＭＡＲＴ　ＡＮＴＥＮＮＡ　ＳＵＢＳＹＳＴＥＭ）は、データを送信および受信するためのアンテナアレイ（ＡＮＴＥＮＮＡ　ＡＲＲＡＹ）内に、多数の指向性アンテナ要素を有し、一例として４つアンテナ要素が示されている。ビームステアリングシステムは一例として前述の機械的な回転装置を備え、その回転装置は、ベースバンド（ＢＡＳＥ−ＢＡＮＤ）または性能モニタからの命令により作動してアンテナアレイ（ＡＮＴＥＮＮＡ　ＡＲＲＡＹ）を回転させると共に、アンテナ要素ｗ１，ｗ２，…，ｗｎの信号電力の重み付けを割り当る。アンテナアレイ（ＡＮＴＥＮＮＡ　ＡＲＲＡＹ）の一例はｎ個の要素を含んでいる；図１の例ではｎ＝４である。図６に示すように、ｎ個のアンテナからのｎ個の信号はそれぞれ、加算要素内で１つの信号に組合される。このように合計された信号は、受信機の残部への入力になる。アンテナアレイ（ＡＮＴＥＮＮＡ　ＡＲＲＡＹ）は、信号処理内で不必要なほど高度の複雑さを避けるために、相対的に少ないｎ個のアンテナ要素を有することが頻繁にある。
【００５２】
記憶装置内の典型的な表が代表的な数値とともに図１に示されている。表では、上述の回転度（ｄｅｇ．）は、アンテナアレイ（ＡＮＴＥＮＮＡ　ＡＲＲＡＹ）の回転の程度を示し、それぞれの構成に付与されている。その構成は例えば＃１，＃２，＃３，…，＃１０と索引をつけられている。また、各構成に対して、アンテナアレイ（ＡＮＴＥＮＮＡ　ＡＲＲＡＹ）の例で示された４つのアンテナ要素のそれぞれのために電力の重み付け値ｗ１，ｗ２，ｗ３およびｗ４を、その表が記憶している。ボー、ＢＥＲ、ＲＳＳＩおよびＳＮＲなどのような、送信中に測定された性能パラメータは、それぞれ測定中に用いられた構成の各々に関連された関係で記憶される。記憶された各構成は、それぞれ過去に実行された走査中に得られた最良性能の構成である。その表がアップデートまたは更新されて、各走査が、永続的な記憶の状態である過去の最良構成を複数収集し、そのために、送信が終わり、または、システムが再ブーストまたは運転停止などをする時でさえ、記憶装置内の構成は保持される。
【００５３】
スマートアンテナ、例えばセクタアンテナは、三角パターン、背中合わせ構成、または、一列に並んだ構成で設置されたアンテナ要素を有することもあるが、代替の装置もまた可能であり、環境レイアウトのような要因に依存する。アンテナ要素を設置するパターンとその具体的なアンテナ形状とは、適当なアンテナ有効範囲を提供できる限り、本発明にとって重要ではない。アンテナ要素は対称的な位置に配置されることが多い。
【００５４】
ＲＦ構成部品、送信機（ＴＲＡＮＳＭＩＴＴＥＲ）および受信機（ＲＥＣＥＩＶＥＲ）（トランシーバ）は、周波数を変換し、周知の方法で無線通信の電力をブーストするように主に機能する。ＲＦトランシーバは、データをアンテナサブシステムから受信し、および、データをアンテナサブシステムに送信する。ボー、ＢＥＲ、ＲＳＳＩおよびＳＮＲのようなアンテナ性能パラメータは、既知の方法で受信データから生成される。本発明を分かりにくくすることを避けるために、トランシーバに関するさらなる詳細は説明されないだろう。
【００５５】
図４は、図７におけるシステム内での受信機としてのスマートアンテナサブシステムの概略である。図５は、図７におけるシステム内での送信機としてのスマートアンテナサブシステムの概略である。図４および図５の構成要素は、既知の従来技術に基づいて容易に理解される。図５に示したサブシステムの送信機は、通常、電力重み（ｚ１，ｚ２，…，ｚｎ）とともに設定されて、最適な送信のためのビームを形成
（構成）する。図４に示すサブシステムの受信機は、通常、電力重み（ｗ１，ｗ２，…，ｗｎ）とともに設定されて、最適な受信のためのビームを形成
（構成）する。最適な送信および受信が同一経路を通して生じることができたので、１つのアンテナアレイ（ＡＮＴＥＮＮＡ　ＡＲＲＡＹ）が送信と受信との両方に対して機能できた。しかし、送信および受信用の設定は、２つのアンテナアレイ（ＡＮＴＥＮＮＡ　ＡＲＲＡＹ）が送信および受信用にそれぞれ用いられる時には、同一であることも、または、相違することもある。上述のように、図１のメモリ（ＭＥＭＯＲＹ）内の表は、対応する多くの過去の走査から、複数の過去の最良構成用にこれらの電力重み設定を保持する。
【００５６】
システムのステートマシン内のビームステアリング（効果のないステアリングとして従来公知である）は、ビットエラーレート（ＢＥＲ）比較ユニットを備えている。そのビットエラーレート比較ユニットは、有効データの最新通信に関して測定されたビットエラーレート（ＢＥＲ）信号を受信するための入力と、基準値の別入力とを含んでいる。その基準値は、性能が所定量劣化したか否かを決定するためのしきい値、または、事前測定値の劣化率などであることがあった。このようにＢＥＲ比較ユニットは、最新のＢＥＲ信号を所定の性能基準値と、例えばビットエラーレートしきい値と比較する。ビットエラーレートは、単に、受信されたエラー内でのビット数と、受信された正しいビット数との比である。
【００５７】
また、ビームステアリングステートマシンは、受信信号強度表示（ＲＳＳＩ）の比較ユニットを備えている。その受信信号強度表示の比較ユニットは、有効データの最新通信に関して測定された受信信号強度表示（ＲＳＳＩ）の信号を受信するための入力と、基準値の別入力とを含んでいる。その基準値は、性能が所定量劣化したか否かを決定するためのしきい値、または、事前測定値の劣化率などであることがあった。受信信号強度表示の比較ユニットは、受信されたＲＳＳＩ信号を基準値と、例えば所定のＲＳＳＩしきい値と比較する。ＲＳＳＩは受信信号電力を表示するので、二次的な通信性能がＲＳＳＩを介して評価されることがあった。一例として、所定のＲＳＳＩしきい値は−２０ｄＢｍ（すなわち、電圧単位で２．０Ｖ程度であることがあった）に設定され、その値より大きい所で、かなり良いシステム性能が達成可能である。基準しきい値よりも低いＲＳＳＩしきい値は、信号が、あるシステムをサポートできないほど十分に弱いので、不十分なシステム結果をもたらす。
【００５８】
ＲＳＳＩ比較ユニットとＢＥＲ比較ユニットとは、迅速に連続して実行される２つの機能を有する単一の比較ユニットであることもある。２つの機能（ＢＥＲの比較およびＲＳＳＩの比較）の出力はブールＡＮＤ演算を受けて、アンテナアレイ（ＡＮＴＥＮＮＡ　ＡＲＲＡＹ）の新しい構成、新たなチャネル、より多くの電力、新たなアンテナ、走査などのような変更を命じる信号を発生させる。
【００５９】
好ましくは、ベースバンド（ＢＡＳＥ−ＢＡＮＤ）は、媒体アクセス制御（ＭＡＣ）プロトコルを用い、そして、デジタル信号処理、類似の符号化、および変調のためのプロセッサとデジタル回路とを有する。
【００６０】
この実施の形態が説明するイベントは、無線ローカルエリアネットワークおよびテレビシステムと同様に固定使用または殆ど固定使用の状態でのスマートアンテナに対して、いつ性能を変更するかのタイミング、例えば、いつ走査するのか、または、事前に記憶された最良性能の構成をいつ用いるかのタイミングを決定する。これにより、システムが不変に維持するパラメータは、以下の条件または以下のイベント発生のうち１つ、または、２つ以上の組合せ（例えば、ＢＥＲ比較ユニットおよびＲＳＳＩ比較ユニットの両方での性能失敗のブールＡＮＤ演算）をモニタ（ＭＯＮＩＴＯＲ）が見分けるまで、スマートアンテナのビーム形状を決定する：
装置が他の装置と最初に通信すること；
装置の再起動、または、装置が起動すること（例えば、システム装置を備えたホスト装置（ＰＣのような）を起動すること、システム装置自体を起動すること、および、システム装置を備えたホスト装置を再起動すること）；
受信信号が所定のビットエラーレート（ＢＥＲ）を越えること；
受信信号強度表示（ＲＳＳＩ）が特定のＲＳＳＩより小さくなること；
受信信号が所定信号対雑音の比（ＳＮＲ）より小さくなること；および
ユーザが要求すること。
【００６１】
本発明は通信パラメータの変更を利用している：例えば、走査範囲および走査時間を減少するための事前の測定値（図６は、走査終了時に、図１の表中に最良性能の構成のうち１つとして記憶されている最適なビーム形状を示す。）；性能および品質を維持するため通信装置における送信電力の制御；送信中の衝突を最小限にするためのチャネル選択；他のアンテナへの切り替え（例えば、空間ダイバーシチまたは偏波ダイバーシチ）；および、所望の性能を得るための、例えば、通信環境（例えば、６４ＱＡＭからＢＰＳＫまでの変更から）内での所定のＢＥＲを得るための変調方式またはデータレート（ボー）の変更。
【００６２】
従来技術と比較すると、本発明は、装置自体と無線条件とに関して殆ど固定されたシステムに対して、スマートアンテナの走査回数を大幅に減少させる。上述された選択肢は、通信品質を維持すること、および、最適な走査を得ることに役立つ。
【００６３】
動作の原理が、この実施の形態のシステム用に、図２のフローチャートに関して示される。そのシステムは、例えば、図８，図９および図１０で示されるように、付加的な独立アンテナを備えている。フローチャートについて言えば、フローチャート内で各ブロックは、方法ステップと、その方法ステップを実行するための装置部品との両方を表している。その実施に依存して、対応する装置部品は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、または、それらの組合せの中で構成されることもある。
【００６４】
図２のステップ２００：このステップより暫く前に、システムは動作し、そして、スマートアンテナシステムの最後に用いられた構成（例えば図１の＃１０）は、その他の事前の最良性能（例えば図１の＃１〜＃９）と一緒に、図１のメモリ（ＭＥＭＯＲＹ）に記憶されていた。無線装置間の最初の通信時に、または、ビーム形成装置または他のスタート機能の再起動時または起動時に、図１のスマートアンテナアレイ（ＡＮＴＥＮＮＡ　ＡＲＲＡＹ）における最後の構成、例えば、表中の構成＃１０が、メモリ（ＭＥＭＯＲＹ）からフェッチされる。そして、アンテナアレイ（ＡＮＴＥＮＮＡ　ＡＲＲＡＹ）が、フェッチされた構成に設定される。少ないけれども、その構成が、使用された最後の構成であったので、そのパラメータ設定の幾つかが変更を必要とすることもある。処理中に規則通りに連続してループを制御するカウンタＮが初期化され、例えば、Ｎが０に等しく設定される；何らかの他のループの制御、または、処理順番の制御が、例えば、ＩＦ，　ＴＨＥＮ文と等価なものが使用可能であった。
【００６５】
図２のステップ２０５：モニタ（ＭＯＮＩＴＯＲ）は、アンテナアレイ（ＡＮＴＥＮＮＡ　ＡＲＲＡＹ）の性能を測定し、ボーおよび／またはＢＥＲおよび／またはＲＳＳＩおよび／またはＳＮＲ用の最新の値を得るために計算する。それらの値は最新の性能値として一時的に記憶されて、ステップ２１０で性能モニタリングのために用いられる。
【００６６】
図２のステップ２１０：モニタ（ＭＯＮＩＴＯＲ）は、ステップ２０５からの測定されたデータと、所定の性能基準データ、例えば、ステップ２００より前にメモリ（ＭＥＭＯＲＹ）に記憶されたしきい値データとを比較する。この比較は、ボー、ＢＥＲ、ＲＳＳＩ、およびＳＮＲのうち１つまたはそれ以上に関して行われる。その比較によってステップ２０５の測定された性能が所望の最小性能の要求を満たすことが示れると、処理がステップ２１５に進む。そうでなければ、処理がステップ２２０に進む。性能基準を満たさないことが、ボー、ＢＥＲ、ＲＳＳＩ、およびＳＮＲのうち任意の１つ、または、２つ、または、それ以上を意味するように選択的に設定されることもある。その基準と基準数とは、特定の用途に対して通信を有効に保つのに必要とされる値に基づかれ、異なる使用に対して相違することもある。この実施の形態におけるしきい値は、データレート、ＢＥＲ、ＲＳＳＩおよびＳＮＲのうちの所定データである；それらは、ステップ２０５より以前にシステムのメモリ（ＭＥＭＯＲＹ）によって決定され、または、そのメモリ内に入り、そして、システムを効率的に作動するのに必要な値に基づかれる。
【００６７】
例えば、特定の無線データ通信システムは１０．ｓｕｐ．−６のしきい値ＢＥＲを必要とし、無線音声通信システムは１０．ｓｕｐ．−３などのしきい値ＢＥＲを必要とすることがあった。しきい値の他の例は１２Ｍｂｐｓのデータレート（ｂａｕｄ）である；および、より高いデータレートはＭＰＥＧ２、例えば２０Ｍｂｐｓ用に必要とされることもある。
【００６８】
作動しているＩＥＥＥ８０２．１１ａ準拠の無線通信が、ある値で劣化、または、ある値より小で劣化した場合には、それが性能基準値すなわち所定のデータになる。それらの値は、無線通信における特定の用途のために必要とされる性能に依存している。例えば、しきい値よりも大きなビットエラーレート（ＢＥＲ）は、そのようなＢＥＲでのデータが信頼できないので、受け入れられないシステムの性能をもたらす。メモリ（ＭＥＭＯＲＹ）に記憶されているような所定のデータ（ボー、ＢＥＲなど用のしきい値）は、パラメータに基づいている。所定のデータがユーザの要求であることもある（例えば、とても小さなスクリーンでの動画が、より小さなデータレートを必要とする）。
【００６９】
実例のしきい値は絶対値であるが、性能基準値はまた、測定されたデータに対して関係ある値、例えば、以前に測定されたデータからの１０％劣化であることもある。測定されたデータと所定のデータとを比較する比較式は、例えば、所定のＢＥＲが、測定されたＢＥＲより小さいまたは等しいもの、および／または、所定のＲＳＳＩが、測定されたＲＳＳＩより大きいまたは等しいもの、および／または、所定のＳＮＲが、測定されたＳＮＲより大きいまたは等しいものである。具体的な例として、検知されたＢＥＲおよびＲＳＳＩが同時に所定のしきい値を満たす場合には、ＹＥＳの決定がなされる。
【００７０】
図２のステップ２１５：アンテナの性能が十分であるので、電力を節約し、および、複雑さを省く構成は変更されず、通信が継続される。このステップは、後述されるようにアンテナの構成をうまく変更したループから到達されることもある。その場合には、変更がうまくいったので、カウンタＮは初期化される。処理がステップ２０５に戻ってアンテナの通信性能のモニタリングを続ける。
【００７１】
図２のステップ２２０：このステップは、アンテナ性能が性能基準に達していないとステップ２１０が判断した時に、到達される。カウンタＮが増加されて、十分な性能を得ようとするため変更の連続において次の変更がなされることを示す。
【００７２】
図２のステップ２２５：カウンタＮが１に等しい場合には、変更の連続において第１の変更を示すことがなされ、処理がステップ２３０に進む。そうでない場合には、処理がステップ２６０に進んで第２の変更またはそれ以降の変更を試す。変更の順序は、様々な目的に応じて調節されることもある；例えば、ステップ２１５およびステップ２００ではカウンタＮの初期化が４の値になる場合には、カウンタが各々の変更後に減少されて、変更の順番を逆にすることができた。
【００７３】
図２のステップ２３０：タイマーが、選択された値に初期化されて、十分または最良の性能構成を得るために、所望の回数だけ走査を繰り返すのに十分な時間が提供される。仮に一回の走査が望まれる場合には、Ａの値はゼロに設定されることもある。
【００７４】
図２のステップ２３５：例えば、アンテナアレイ（ＡＮＴＥＮＮＡ　ＡＲＲＡＹ）を回転させ、回転度（図１の表中のｄｅｇ．）を測定することにより、アンテナアレイ（ＡＮＴＥＮＮＡ　ＡＲＲＡＹ）が走査される。最良性能の構成を走査および決定することはスマートアンテナ用の公知な技術であるので、実施の形態における新規な構成要素を分かりづらくすることを避けるために、ここでは詳細に説明されないだろう。メモリ（ＭＥＭＯＲＹ）が、測定された性能の関数として最良性能のアンテナ構成を記憶する。例えば、図１の記憶表で示されるように、記憶装置は全ての走査に対して更新される。最良の性能とは、最小または最小限のＢＥＲと、最大または最大限のＲＳＳＩと、最大または最大限のＳＮＲと、使用に必要とされるデータレートとを言う。最良のＢＥＲ、ＲＳＳＩおよびＳＮＲが同一の構成で起こることもないので、これらのパラメータにおける相対的な重要性が、全般的な最良性能に関してのファジー論理評価などで、重み付けされることもある。
【００７５】
好ましくは、走査処理は、メモリ（ＭＥＭＯＲＹ）内に記憶された事前の性能表に基づいて、例えば、定期的に間隔を置いて走査を可能にし、ビーム形状と重みｗ１，ｗ２，…との間の関係がメモリ（ＭＥＭＯＲＹ）内に記憶される。すなわち、走査は、全ての可能な構成に関して従来の走査を実行する前に、メモリ（ＭＥＭＯＲＹ）の表からの記憶された最良の性能を最初に連続して試すこともある。さらなる一例として、全く異なった環境（例えば、職場および家庭など）に対し、走査が間隔を置いて定期的であることもある：０ｄｅｇ，１５ｄｅｇ，３０ｄｅｇ，４５ｄｅｇ，…，３４５ｄｅｇ。この場合には、表は、前もってメインローブの角度と電力重みパラメータとの関係を数種類具備することができる。同じであるが僅かに変更した環境（例えば、通信装置間の追加的な仕切り）に対し、走査は、事前に記憶された最良性能の構成の測定値３０ｄｅｇ，０ｄｅｇ（最良のもの），２７０ｄｅｇ，０ｄｅｇ（２番目に最良のもの）に基づかれることもある。０ｄｅｇの時には、走査処理が２８ｄｅｇ，３２ｄｅｇ，４０ｄｅｇ，２７０ｄｅｇなどであることもある。
【００７６】
通信は、近傍のセルから、または、セル内の源から生じ得る外部干渉の影響を受けやすい。従来技術において知られるように、ビームステアリングステートマシンは、そのような干渉を低減するための干渉低減回路を備えている。アダプティブセクタアンテナは、有効範囲の可動セクタを、またはビームを含んでいる（すなわち空間的に操縦可能である）。干渉低減回路を利用してアンテナのビームを操縦し、既知の方法で走査中に干渉を低減する。とりわけ、有効データの送信および／または受信の間に最良のＢＥＲおよびＲＳＳＩ性能を得るために、ビームステアリングステートマシンはアンテナを操縦する（すなわち第１の空間方向または第２の空間方向にアンテナを選択的に操縦することで走査する）。干渉低減回路は、有効範囲のセクタを、またはビームを代替の構成に選択的に移動させて、干渉指示信号に基づいて外部干渉を低減する。その外部干渉は走査であり、既知であるので、本発明の新規な部分を分かりづらくすることを避けるために、その走査のさらなる詳細は説明されない。
【００７７】
人が送信器の前で移動する一例では、信号劣化が、ステップ２３５に至るステップ２１０で検知された時に、アンテナが操縦（走査）されて物体により遮られている直接信号よりも高品質な反射信号を受信可能となる。
【００７８】
図２のステップ２４０：ｔ＝ｔ−１に設定することによりタイマーが低減される。次に、測定された最新の性能が、同一走査における事前の最良性能と比較されて、表を更新するのに用いられるステップ２３５の最良構成の性能を得る。その比較はステップ２１０の比較と同様である。処理はステップ２４５に進む。それによって、走査の時間または回数の制限内で、ＢＥＲ、ＲＳＳＩおよびＳＮＲによって測定されるように、最良の性能が利用可能になるまで走査が続く。性能が十分である場合には、処理がステップ２５０に進む。アンテナパラメータの走査のアンテナ構成のうち１つが所定のしきい値より優れた性能を達成した場合には、モニタ（ＭＯＮＩＴＯＲ）がアンテナパラメータとその関連データとをメモリに保存および／または更新し、最初にカウンタを０にセット（Ｎ＝０）した後で処理がステップ２５０に進む。それから、処理がステップ２５０に進む。
【００７９】
図２のステップ２４５：タイマーが切れておらず、そして、最良の性能が、好適にはステップ２１０と同じである性能基準を満たさない時に、ＮＯ結果を発生したステップ２４０によってステップ２３５とステップ２４０とが繰り返される。タイマーが切れた時に、処理がステップ２５０に進む。
【００８０】
図２のステップ２５０：このステップは、現在の走査における最良性能の構成がステップ２４０で性能の参照基準を満たす時に、到達される。ステップ２４０は、ステップ２３５における最後の走査であることもあり、または、最後の走査でないこともある。申し分のない構成を作り出した構成は、メモリ（ＭＥＭＯＲＹ）からフェッチされることによって選択され、それから、それに従ってアンテナアレイ（ＡＮＴＥＮＮＡ　ＡＲＲＡＹ）の最新の構成として用いられる。即ち、アンテナがセットされる。たとえ走査が所定の基準性能を満たしていなくても、その条件下で走査の最も利用可能な性能を用いてシステムが安定化される時に、ステップ２５０が到達され、それにより最も利用可能な構成の下で通信する。
【００８１】
図２のステップ２５５：符号化率および変調は、定められたＢＥＲ基準を維持するように、新たな構成を考慮して変更される。通信ボーもまた、新たな構成を考慮して変更されることもある。次に、処理がステップ２０５に進んで通信およびモニタリングを続ける。
【００８２】
図２のステップ２６０：Ｎが１と等しくないことをステップ２２５が決定すると（実施の形態では２，３または４と等しいこともある）、ステップ２６０が到達される。タイマーｔが、ステップ２３５の走査で、ここではステップ２４０のしきい値で性能基準を満たすのにうまくいかなった後に、切れてしまい、そして、ステップ２２０がカウンタＮを２に増加させた時に、ステップ２６０はＹＥＳに戻り、処理がステップ２６５に進む。そうでない時には、ステップ２７５に到達される。
【００８３】
図２のステップ２６５：満足のゆくアンテナ、すなわちより広域の通信または性能を達成しようとするための次の変更として、アンテナアレイへの送信電力（他の端子からの電力）が調節される。送信端子、すなわち他の端子が送信電力をブーストする場合には、受信端子は、より良好なＲＳＳＩ等を達成でき、送信電力の上限がシステム（装置）および無線規定（基準）に依存する。従って、受信端子は他の端子に要求して、そのようにする選択肢が存在する場合には電力を変更（ブースト）する。時には、その要求が、電力を節約するように、または、他の装置と干渉しないように、送信電力の低減であることがあった。他の端子が同様の問題、例えば、低い受信電力を有することがあったので、受信端子もまた送信電力を変更することがあった。
【００８４】
図２のステップ２７０：ステップ２７０は処理をステップ２０５に戻して、通信およびモニタリングを続ける。増大された送信電力を備える性能が、ステップ２０５で測定され、ステップ２１０でチェックされる；その性能が十分である場合には、ステップ２１５でカウンタが初期化される。しかし、もしそうでない場合には、カウンタがＮ＝３であるので、ステップ２２０、ステップ２２５、およびステップ２６０がその処理をステップ２７５に移動させる。図２は送信電力を一度だけ増加させるものであるが、代替の性能として、ループステップの追加をステップ２４０およびステップ２４５と同様にした状態で、その電力が、一定の期間に渡って徐々に増加されられることもあり、または、カウンタＮを増加させずにステップ２６５を介して設定回数だけループすると共にステップ２１０に戻すことによって、（他のカウンタによって決定されるように）設定された増大回数だけ増加させることもある。
【００８５】
図２のステップ２７５：Ｎが１に等しくないことをステップ２２５が決定し、かつ、Ｎが２に等しくない（実施の形態では、Ｎは３または４に等しい）ことをステップ２６０が決定した時に、ステップ２７５に到達される。Ｎが３である場合には処理がステップ２８０に進み、そうでない場合には処理がステップ２８５に進む。
【００８６】
図２のステップ２８０：モニタ（ＭＯＮＩＴＯＲ）またはベースバンド（ＢＡＳＥ−ＢＡＮＤ）が、満足する性能を生み出すこともある変更として、通信チャネルを変更する。家庭環境における他の問題は、通信チャネルが静止していないことである。家庭環境内で、ＢＥＲおよびＲＳＳＩが劣化され得るのは、１）送信機の前で移動する物体の、または、２）アンテナの取付け不良（例えば物理的な変位）のためである。簡単な例は、人が送信装置と受信装置との間の直接経路上に立つ時、または、他の無線装置が同一のチャネルを用いている時である。新たなチャネルが前のチャネルよりも良好な性能を提供しない場合には、モニタが前のチャネルに戻る。新たなチャネルが、前のチャネルほどあまり密集していないため、より良好な性能を提供することもある。その後、処理はステップ２７０に進む。ステップ２７０は処理をステップ２０５に戻して、送信および性能モニタリングを続ける。通信の新しいチャネルを備えた性能はステップ２０５で測定され、ステップ２１０でチェックされる；満足行く場合には、カウンタはステップ２１５で初期化される。しかし、そうでない場合には、カウンタがＮ＝４であるので、ステップ２２０、ステップ２２５、ステップ２６０およびステップ２７５はその処理をステップ２８５に移動させる。ＷＬＡＮが多数のチャネルを有しているので、使用されるチャネルが変更されることもある。しかし、デジタルＴＶに対して、周波数チャネルが変更されると、テレビ番組のチャネルと送信チャネルとが同一の周波数であるため、番組が、例えばＮＢＣからＡＢＣに変更される。従って、変更するチャネルは、ある環境では選択肢にならない。
【００８７】
図２はチャネル内での一回の変更であるが、代替の性能として、利用可能なチャネルが２つより多い時に、ループステップの追加をステップ２４０およびステップ２４５と類似にした状態で、利用可能なチャネルが連続して選択されることもある。ループが設定回数だけ行われる（他のカウンタによって決定されるように）。
【００８８】
図２のステップ２８５：Ｎが１に等しくないことをステップ２２５が決定し、Ｎが２に等しくないことをステップ２６０が決定し、かつ、Ｎが３に等しくないことをステップ２７５が決定した時に（実施の形態では、Ｎは４に等しいこともある）、ステップ２８５に到達される。Ｎが４に等しい時に処理がステップ２９０に移動し、そうでない時に処理はステップ２９５に移動する。
【００８９】
図２のステップ２９０：十分な性能を作り出すこともある変更として、モニタ（ＭＯＮＩＴＯＲ）が通信アンテナを変更させる。新たなアンテナが以前のアンテナよりも良好な性能を提供しない場合には、モニタが以前のアンテナに戻る。その後、処理がステップ２７０に移動する。ステップ２７０は処理をステップ２０５に戻して、モニタリングを続ける。通信用の新しいアンテナでの性能はステップ２０５で測定され、ステップ２１０でチェックされる；満足する場合にはカウンタはステップ２１５で初期化される。しかし、そうでない場合には、カウンタが現在Ｎ＝５であるから、ステップ２２０、ステップ２２５、ステップ２６０、ステップ２７５およびステップ２８５がその処理をステップ２９５に移動する。
【００９０】
通信が他のアンテナに変更される前に、ステップ２９０が変更されて、他のアンテナでの性能チェックを含めることもある。それから、他のアンテナへの変更が、他のアンテナがしきい値よりも良好な性能を有している場合に、なされるだけである。さらなる変更として、たとえその性能がしきい値ほど良好ではない場合でさえも、その性能が、現在用いられているアンテナ構成よりも良好である時には、他のアンテナへの変更がなされることもある。ひとたびアンテナの変更がなされると、走査後の元のアンテナの性能が他のアンテナの性能を越える場合に、元のアンテナのビームを走査し、かつ、元のアンテナをスイッチバックするためのさらなる変更として、処理がステップ２３０に移動する；元のアンテナの走査中に、通信が他のアンテナで維持される。
【００９１】
図２はアンテナの一度だけの変更である。しかし、代替の性能として、利用可能なアンテナが２つある時には、利用可能なアンテナが、ループステップの追加をステップ２４０およびステップ２４５と類似した状態で、一定の期間に渡って連続的に選択されることもあるし、または、カウンタＮを初期化せずに、ステップ２８０を介してループすると共にステップ２１０に戻すことによって、設定回数だけ（他のカウンタによって決定されるように）ループされることもある。図８、図９および図１０は多数のアンテナを開示し、そして、これらの図中で２つのアンテナの図解入り実施に加えて、本発明は３つまたはそれより多くのアンテナの実施を含んでいる。
【００９２】
連続的に移動する場合には、全方向性アンテナがうまく働く。そのような状況では、スマートアンテナだけを有するシステムは、各移動で位置的関係に追従する。この場合には、「ワイド受信モード」と言われ、すなわち、スマートアンテナが機能しないので、システムが全方向性アンテナを用いる。
【００９３】
図２のステップ２９５：処理がステップ２００に移動して、たとえ通信が継続する場合でも、起動イベントとして以前の構成に戻る。図２は、メモリ（ＭＥＭＯＲＹ）に記憶された以前の構成（最後の最良性能の構成、例えば図１の構成＃１）への一回の戻りである。しかし、この実施の形態は、メモリ（ＭＥＭＯＲＹ）に記憶されたより多くの最良性能を有し（図１に示された実例表の構成＃１〜＃９）、利用可能で記憶された以前の構成は、ループステップの追加をステップ２４０およびステップ２４５と類似した状態で、一定の期間に渡って連続的に選択することもあり、または、カウンタＮを初期化せずに、ステップ２９５およびステップ２００を介してループすると共にステップ２１０に戻すことによって、設定回数だけループされることもある（他のカウンタによって決定されるように）；カウンタは４より大きな値まで増大されることがあり、ステップ２９５はこれから先もなお到達される。
【００９４】
ステップ２０５で測定されたシステムの性能データは符号化率／変調／データレートの関数であり、従って、利用可能な性能に基づいて符号化率／変調／データレートを変更することが検討される。例えば、ＢＥＲ＝１０　ｓｕｐ−６を得るために、ＳＮＲの１３．５ｄＢがＱＰＳＫ変調のために必要とされる。最も利用可能なデータが２０ｄＢである場合には、あるＢＥＲ（所定のＢＥＲ）を保つように、ＱＰＳＫへの変調方法が変更される。従って、そのような変更が、新たな検査ステップを使って、例えば、ステップ２８５とステップ２９５との間で達せられて、Ｎ−５であるか否か、それが、符号化率、変調およびデータレートのうち１つまたはそれより多くを変更するこのような変更ステップに進むか否か、および、Ｎが５でなくてステップ２９５に移動するか否かを確かめる。
【００９５】
以下のイベントのうち１つまたはそれより多くが発生すると、無線通信用に用いられるビーム形状が変更される。以前のアンテナの構成は、最初に、すなわち、図２の開始（ＳＴＡＲＴ）およびステップ２００で、他の装置に通信する無線にロードされている；起動イベント。ビーム形成装置の受信信号が、所定のビットエラーレート（ＢＥＲ）より上で、すなわち、図２のステップ２０５およびステップ２１０である；性能モニタリングイベント。この実施の形態のシステムは、モニタリングされたアンテナ性能が、ある量まで劣化する時に、すなわち、図２のステップ２９５およびステップ２００の時に、以前のアンテナの構成を再利用する；起動イベントと性能モニタリングイベントとの組合せ。ビーム形成装置の受信信号強度表示（ＲＳＳＩ）が、所定のＲＳＳＩよりも小で、すなわち、図２のステップ２０５およびステップ２１０である；性能モニタリングイベント。ビーム形成装置の受信信号が、所定の信号対雑音の比（ＳＮＲ）より小で、すなわち、図２のステップ２０５およびステップ２１０である；性能モニタリングイベント。前のアンテナ構成が、ユーザによる変更要求で、すなわち、図２の開始（ＳＴＡＲＴ）およびステップ２００でロードされる；起動イベント。
【００９６】
図２に関して、変更すること（ステップ２００に従って事前に記憶された最良性能の構成を用いること、ステップ２３５に従って走査すること、ステップ２６５に従って電力をブーストすること、ステップ２８０に従って他の使用可能なチャネルを選択すること、ステップ２９０に従って他の使用可能なアンテナを選択すること、ステップ２５５に従って符号化を変更すること、ステップ２５５に従って変調を変更すること、ボーを変更すること、など）によってアンテナが構成されて、ステップ２０５，ステップ２１０，ステップ２３５およびステップ２４０により決定されるように、十分または最良の性能が得られる。アンテナ構成は、モニタ（ＭＯＮＩＴＯＲ）が一定値で劣化を通知するまで、すなわちステップ２１０まで、固定されたものだった。ステップ２１０およびステップ２４０で所定のデータとして用いられるしきい値が変更可能であったし（例えば、時間経過後またはイベント時に最高基準に再設定することで事前の基準が満たされ得ない場合に、連続的に用いられる減少基準の連続の１つになることがあったし）、そして、例えば、基準（ＷＬＡＮ／ＷＰＡＮ／ＴＶ）、用途（音声もしくはデータ）、変調方式（ＢＰＳＫ／６４ＱＡＭ）、および、必要とされるデータレート（６Ｍｂｐｓ／５４Ｍｂｐｓ）に依存するように、ユーザによって選択的に、または、読み取られた使用によって自動的に特定されることがあった。
【００９７】
図１２の処理は、ステップ順序の他の例として、ステップ２０７が追加されたこと、および、ステップ２３５，ステップ２６５，ステップ２８０およびステップ２９０の実行順序が変更されたことを除いて、図２の処理と同じである。図１２の処理は、無線システムがバッテリーまたは他の制限された電力源を有する時に、そのために、ステップ２６５およびステップ２３５のような電力欠乏ステップが実行順序の最後の近傍に配置されている時に、有益であることもある。ステップ２０７は、性能の劣化が激しいかどうか、例えば、最後に測定されたＢＥＲの、すなわちしきい値の１０％劣化であるかどうかを決定する。劣化が激しい時に、システムは再び、ビーム形状を走査することを開始し、かつ、システムが所定の性能（または、最も利用可能な性能）を得るまで表を更新することを開始する。以前に測定された最良性能のデータを有する表を調べて、例えば、最も見込みのある開始走査の方向または全体的な開始構成を見つけることによって、ビーム走査の時間を減少できる。
【００９８】
図３は、さらに詳細に、図２における動作の一部を示すフローチャートであると共に、追加的な詳細をわかりづらくしないように、図２における他の動作を示さないフローチャートである。図３は、他の指向性応答パターンを有する他の利用可能なアンテナにスマートアンテナを変換することによって、より良好な性能を得る。この変換により、有効な空間ダイバーシチおよび指向性ダイバーシチを有するアンテナとして、より良好な性能を得ることができた。あるいはまた、ステップ３５０，ステップ３５５，ステップ３６０およびステップ３６５は、図２のステップ２９０の詳細である。また、ステップ３００およびステップ３０５は、図２のステップ２００の前に挿入されたステップの詳細である。また、ステップ３１５，ステップ３２０，ステップ３２５およびステップ３３０は、図２のステップ２１５の一部として実行される順序の詳細を示すものである。
【００９９】
図３の別の見方によれば、図２で具体的に説明された変更の全てではない程度まで限定された動作を図３は示し、すなわち、図３は、図８、図９および図１０における物理的な実施に適用可能なアンテナの変更に限定されている。
【０１００】
従って、図２および図３における特徴の全てであり、かつ、変更されることもある組合せが、本発明の範囲内に存在する；図１２で例示されるように、性能に影響を及ぼす変更の可能順番のどれかに、ステップの順番を変更すること；図３で例示されるように、ステップの１つまたはそれより多くを削除することによって簡略化すること。
【０１０１】
図２、図３および図１２のプロトコルは、メモリ（ＭＥＭＯＲＹ）の媒体での機械可読コードにおいて実行されるソフトウェアで実行されることもあるし、および、パーソナルコンピュータで実行されることもある。または、そのソフトウェアは、ゲートアレイすなわちプログラム可能論理回路において実行可能である。スマートアンテナの制御、例えば本発明のセクタアンテナを実行できるコンピュータシステムは、無線信号を送信および受信するためのアンテナを有する無線サブシステムと、その無線サブシステムから受信されたデータを、シリアルフォーマットにインタフェースするためのアンテナを備えた無線サブシステムに接続されるシリアルインタフェースと、シリアルインタフェースを有するデスクトップパーソナルコンピュータとを備えている。
【０１０２】
図６は、他の詳細とともに、図１のアダプティブアレイのスマートアンテナサブシステム（ＳＭＡＲＴ　ＡＮＴＥＮＮＡ　ＳＵＢＳＹＳＴＥＭ）におけるビーム形状と構成要素とを示している。この実施の形態におけるアンテナ要素を用いて、アンテナ要素中の全ての送信電力に比例して割り当てられた重みｗ１，ｗ２など、および、アンテナ要素中の全ての受信電力に比例して割り当てられた重みｚ１，ｚ２など、および、アンテナアレイ（ＡＮＴＥＮＮＡ　ＡＲＲＡＹ）の回転度（図１のｄｅｇ．）により、ビーム形状が決定される。図２のステップ２３５における走査は、重みｗ１，ｗ２など、重みｚ１，ｚ２など、および、回転度（ｄｅｇ．）に対する様々な組合せまたは値で、実行される。ビーム形状におけるメインローブの方向は、各アンテナの重み付け電力（ｗ１，ｗ２，ｚ１，ｚ２など）と位置情報（ｄｅｇ．）と相互に関係される。
【０１０３】
図８は、この実施の形態におけるシステムの一例であり、図２の処理におけるステップ２９０と、図３の処理におけるステップ３５０との付加的な独立アンテナは指向性アンテナである。
【０１０４】
図９は、この実施の形態におけるシステムの一例であり、図２の処理におけるステップ２９０と、図３の処理におけるステップ３５０との付加的な独立アンテナは全方向性アンテナである。
【０１０５】
図１０は、この実施の形態におけるシステムの一例であり、図２の処理におけるステップ２９０と、図３の処理におけるステップ３５０との付加的な独立アンテナはアダプティブスマートアンテナアレイサブシステムである。
【０１０６】
図１１は、位相アレイスマートアンテナサブシステムのビーム形状と構成要素とを示し、この位相アレイスマートアンテナサブシステムは、図２の処理のステップ２９０と図３の処理のステップ３５０とにおける独立した次使用のアンテナであることもあり、または、図１のメインスマートアンテナサブシステムとして用いることもある。
【０１０７】
実験結果が示していることは、無線ローカルエリアネットワークシステムまたは無線テレビシステムと同様に、固定された端子を用いて、空間シグナチャーが長時間期間に渡ってほぼ一定のままであることである。長時間期間を構成するものがモニタリングシステムの計算速度に関連し、適用可能なコンピュータが毎年より高速になる。従って、本発明が有効に利用される長時間期間は、従来の連続的な走査システムが多くの走査を達成する時間期間である。その多くの走査が達成されるのは、図２のステップ２１０に対してＮＯの不満足な性能結果を確認するのに十分な劣化を示すだろう性能を、本発明のシステムが具備しない間であった。このように、本システムは、そのような長時間期間の間にステップ２３５，ステップ２６５，ステップ２８０およびステップ２９０に従って構成のパラメータなどを変更することはなかった。それ故に、本発明は、連続的でない走査などによって、ネットワーク上の計算オーバーヘッドを低減し、および、電力オーバーヘッドを低減して、無用であるが最良の構成を短い間隔で見つけ出す。
【０１０８】
アンテナシステムのユーザは、アンテナシステムのメモリ内にアンテナシステムのモードを指定する情報を設定できる。そのモードは以下である：
（ａ）　アンテナシステムは、過去の通信に用いられたアンテナセットアップ情報を読出し、そのアンテナセットアップ情報を用いてアンテナシステムがセットアップされる。このセットアップはシステムの起動時に実行される。
【０１０９】
（ｂ）　アンテナシステムがセットアップ処理（ａ）　を実行する。その後に、通信品質が低下すると、システムがアンテナのセットアップ用の値を変更する。
【０１１０】
また、モードは、性能パラメータに基づいて、例えば、ここで言及されているもの、または、装置の電力消費パラメータに基づいて、自動的に指定されることもある。
【０１１１】
ユーザによるセットまたは自動的なセットであっても、これらのモードは、固定された状況と可動性の状況との両方の下で、用いられる可能性のある装置において有効である。
【０１１２】
本発明は、相対的に固定された環境で、ビーム形成技術を利用することの実現可能性を示している。
【０１１３】
本発明によるビームステアリングは、携帯電話システムまたはその他の従来技術システムでなされるような全ての送信毎にまたは受信毎に起こる必要がない。
【０１１４】
本発明は、従来技術よりも僅かな走査労力、電力、費用、および計算オーバーヘッドを備えた良好な無線通信性能を保持する。
【０１１５】
この発明の主な用途は、無線ネットワーク（例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、ＨｏｍｅＲＦ準拠）のＷＬＡＮ（無線ローカルエリアネットワーク）およびＷＰＡＮ（無線パーソナルエリアネットワーク）のような固定された無線通信システムと、スマートアンテナを利用したデジタルテレビシステムとに、最適なスマートアンテナ構成を提供することである。
【０１１６】
本発明は、固定された無線ネットワークにスマートアンテナ技術を適用している。また、本発明は、可動性システムで動作するスマートアンテナに適用可能である。そこでは、実質的に固定されたローカルシステムとして可動性システムが制御され得るほど十分に、処理速度が速い。例えば、ラップトップコンピュータは、無線通信を備えた携帯コンピュータシステムとして考えられるが、動作中に殆ど移動されない。携帯電話での無線通信が、本発明を使って制御されることもある。その制御がなされるのは、ユーザがゆっくり移動する場合でさえも、または、ユーザが長時間静止している場合でさえも、走査が連続的である必要がないように処理速度を有する時である。自動車での無線通信が、本発明を使って制御されることもある。その制御がなされるのは、自動車が移動している場合でさえも走査が連続的である必要がないように処理速度を有する時、または、密集してゆっくり移動する交通で長時間静止する場合に本発明が使用される時である。従って、本発明によって、スマートアンテナが固定通信システムと移動通信システムとの両方で動作可能となり、および、スマートアンテナが、ビーム散乱の効果と性能に影響を及ぼす他の要因とをモニタリングすることにより任意の地形で作動可能となる。
【０１１７】
無線通信に対する現在の問題の解決法は、データ処理能力のない全方向性アンテナを用いている。本発明は、スマートアンテナの走査が実際的な方法で、例えば、相対的に固定された無線ＬＡＮにどのように適用可能であるのかを詳述している。
【０１１８】
本発明を用いることにより、電力消費が低減され、構成部品のコストが低減されるだろう。
【０１１９】
本発明が多くの実施の形態と実例とに関連して説明されたが、本発明はそのように限定されるのではなくて、添付された請求項の範囲に収まる種々の明白な変更と等価な配置とに及ぶ。
【０１２０】
【発明の効果】
本発明によって、スマートアンテナが固定通信システムと移動通信システムとの両方で動作可能となり、および、スマートアンテナが、ビーム散乱の効果と性能に影響を及ぼす他の要因とをモニタリングすることにより任意の地形で作動可能となる。
【０１２１】
本発明を用いることにより、電力消費が低減され、構成部品のコストが低減されるだろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】アレイ用の機械回転装置とモニタリング・コンピュータシステムのメモリ内に記憶された実例表とを使って、本発明の一実施の形態によるスマートアンテナの無線通信システムにおける単純化されたブロック図の概要を示す図である。
【図２】図１の一実施の形態のシステムであって、図８、９および１０に示されるように追加的な独立アンテナを含めたシステムの動作を示すフローチャートである。
【図３】図２の動作の幾らかを詳細に示すが、追加された詳細を曖昧にしないように図２の他の動作を示さないフローチャートである。
【図４】図７のシステムにおける受信機の概略図である。
【図５】図７のシステムにおける送信機の概略図である。
【図６】図１のアダプティブアレイスマートアンテナのサブシステムの一例におけるビームの形状と構成要素とを示す図である。
【図７】通信の両端子（各端子は送信機および／または受信機である）に対して一実施の形態によるスマートアンテナを使って、および、散乱ビームに関して放射角および到来角を示して、図１の無線通信システムの概要を示す図である。
【図８】典型的な指向性アンテナである追加的な独立アンテナを含めて、図１の実施の形態におけるシステムの一例を示す図である。
【図９】典型的な全方向アンテナである追加的な独立アンテナを含めて、図１の実施の形態におけるシステムの一例を示す図である。
【図１０】典型的なアダプティブスマートアンテナアレイサブシステムである追加的な独立アンテナを含めて、図１の実施の形態におけるシステムの一例を示す図である。
【図１１】図１０における主要なまたは追加的なスマートアンテナサブシステムであることもある位相アレイスマートアンテナサブシステムのビーム形状と構成要素とを示す図である。
【図１２】図２と類似するが、イベント促進変更を実行するための異なった順番を示すフローチャートである。
【符号の説明】
２００　最後の構成をフェッチ、アンテナを最後の構成に設定；Ｎ＝０
２０５　性能を測定：ＢＥＲ／ＲＳＳＩ／ＳＮＲ
２０７　急激な劣化？
２１０　測定値＞しきい値？
２１５　Ｎ＝０；　通信
２３５　スマートアンテナを走査、および、最良性能の発見
２４０　ｔ＝ｔ−１；　最良の値＞しきい値？
２５０　測定された最良性能の構成を選択：および、アンテナを設定
２５５　符号化／変調を変更して設定されたＢＥＲを維持
２６５　送信電力をブースト
２７０　ステップ２０５に進む
２８０　チャネルを変更
２９０　アンテナを変更
２９５　ステップ２００に進む
３００　最初のスマートアンテナ構成のパラメータとしてＢＥＲ／ＲＳＳＩを測定
３０５　構成パラメータ（例えばｗ１，ｗ２，…，ｗａ）とＢＥＲ／ＲＳＳＩとに関連される表を作成
３１０　測定されたＢＥＲ／ＲＳＳＩ＞基準値？
３１５　最良構成のパラメータを記憶
３２０　最良の測定された構成に第１のアンテナを設定
３２５　最良構成を選択
３３０　表をアップデートおよび更新
３３５　無線通信を確立
３４０　通信中にＢＥＲ／ＲＳＳＩをモニタリング
３４５　ＢＥＲ／ＲＳＳＩが所定量劣化したか？
３５０　第２のアンテナ？
３５５　第２のアンテナを用いてＢＥＲ／ＲＳＳＩを測定
３６０　第１と第２のアンテナとのうち最良のものを選択
３６５　選択されたアンテナとシステムとを構成
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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