(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
セルラー方式の通信システムにおける基地局のアンテナ装置であって、  低周波デジタル信号（２１２Ａ、２１２Ｂ）と無線周波数電磁場（２０６Ａ、２０６Ｂ）との間で変換を実行する少なくとも一つのアクティブアンテナ（２００Ａ、２００Ｂ）であって、無線周波数信号（２０４Ａ、２０４Ｂ）と前記無線周波数電磁場（２０６Ａ、２０６Ｂ）との間で変換を実行するアンテナ素子（２０２Ａ、２０２Ｂ）を備える少なくとも一つのアクティブアンテナ（２００Ａ、２００Ｂ）と、  前記低周波デジタル信号（２１２Ａ、２１２Ｂ）と前記無線周波数信号（２０４Ａ、２０４Ｂ）との間で変換を実行する前記アンテナ素子（２０２Ａ、２０２Ｂ）に結合され、かつ該アンテナ素子と少なくとも部分的に一体化された送信器（２０８Ａ、２０８Ｂ）とを備え、  前記送信器（２０８Ａ、２０８Ｂ）は、前記少なくとも一つのアクティブアンテナ（２０２Ａ、２０２Ｂ）を制御情報（２４４Ａ、２４４Ｂ）により制御する制御ユニットを有し、該制御情報は、前記無線周波数信号の線型化、前記無線周波数信号の前置歪補償、時間基準、電力制御、位相制御、信号分割化のうちの少なくとも一つに対するものであり、前記制御ユニットは、前記送信器によるフィードバック情報を集め、デジタル前置歪補償及び位相調整を含む制御タスクを実行し、前記フィードバック情報は、前記送信器の送信分岐又は受信分岐からの電気信号として測定される、アンテナ装置。
【請求項２】
前記少なくとも一つのアクティブアンテナ（２０２Ａ、２０２Ｂ）は、該アクティブアンテナ（２０２Ａ、２０２Ｂ）の信号特性を制御することにより、所望の出力電力レベル、所望の感度、所望のアンテナ放射パターン（１１６、１２４、１３０）のうちの少なくとも一つに寄与する、請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項３】
前記送信器（２０８Ａ、２０８Ｂ）は、前記低周波デジタル信号（２１２Ａ、２１２Ｂ）と前記無線周波数信号（２０４Ａ、２０４Ｂ）との間で周波数変換を実行する無線モデム（２３０Ａ、２３０Ｂ）を備える、請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項４】
前記送信器（２０８Ａ、２０８Ｂ）は、前記無線周波数信号（２０４Ａ、２０４Ｂ）を増幅する前記アンテナ素子（２０２Ａ、２０２Ｂ）に接続された増幅器ユニット（２２６Ａ、２２６Ｂ）を備える、請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項５】
前記送信器（２０８Ａ、２０８Ｂ）は、前記無線周波数信号（２０２Ａ、２０２Ｂ）の周波数スペクトルを制限するアンテナ素子（２０２Ａ、２０２Ｂ）に接続されるフィルタユニット（２２４Ａ、２２４Ｂ）を備える、請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項６】
前記送信器（２０８Ａ、２０８Ｂ）は、前記低周波デジタル信号（２１２Ａ、２１２Ｂ）を処理する信号処理ユニット（２３２Ａ、２３２Ｂ）を備える、請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項７】
前記信号処理ユニット（２３２Ａ、２３２Ｂ）は、デジタルフィルタ、信号特性調整、電力増幅器線型化、信号成形機能実施、デジタル前置歪補償、動作および保守、デジタルフィルタリング、予備位相調整を含む前記信号処理ユニット（２３２Ａ、２３２Ｂ）のタスクを処理するデジタル信号プロセッサを含む、請求項６に記載のアンテナ装置。
【請求項８】
前記少なくとも一つのアクティブアンテナ（２００Ａ、２００Ｂ）にデジタルリンクを供給するため、該少なくとも一つのアクティブアンテナ（２００Ａ、２００Ｂ）に接続されるアンテナアダプタ（２１４）を備える、請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項９】
前記少なくとも一つのアクティブアンテナ（２００Ａ、２００Ｂ）に接続されるインターフェース信号処理ユニット（２２２）と、該少なくとも一つのアクティブアンテナ（２００Ａ、２００Ｂ）と前記アンテナアダプタ（２１４）との間で送信された信号（２１２Ａ、２１２Ｂ）を処理する前記アンテナアダプタ（２１４）とを備える、請求項８に記載のアンテナ装置。
【請求項１０】
前記インターフェース信号処理ユニット（２２２）は、  所望の放射パターンによる各アンテナ素子（２０２Ａ、２０２Ｂ、３００）に対する位相と電力を設定するタスクと、  位相設定データを各信号処理ユニット（２３２Ａ、２３２Ｂ、３１８）に配布するタスクと、  前記アクティブアンテナ（２００Ａ、２００Ｂ、３４０）に操作と保守の命令を配布するタスクと、  個々のアクティブアンテナ（２００Ａ、２００Ｂ、３００）から入力されるｎ個のデータストリームを一つの共通データストリームに減少させるタスクと、  位相トラッキングするタスクと、  ノイズと干渉をキャンセルするタスクと、を含むタスクを実行する、請求項６または９に記載のアンテナ装置。
【請求項１１】
前記少なくとも一つのアクティブアンテナ（２００Ａ、２００Ｂ）は、該少なくとも一つのアクティブアンテナ（２００Ａ、２００Ｂ）を制御するための、前記送信器（２０８Ａ、２０８Ｂ）に接続された制御ユニット（２４２Ａ、２４２Ｂ）を備える、請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項１２】
前記制御ユニット（２４２Ａ、２４２Ｂ）は、前記制御ユニット（２４２Ａ、２４２Ｂ）と少なくとも一つのアクティブアンテナ（２００Ａ、２００Ｂ）に接続されるアンテナアダプタ（２１４）との間で制御情報（２４４Ａ、２４４Ｂ）を送信するために該アンテナアダプタ（２１４）に接続される、請求項８または１１に記載のアンテナ装置。
【請求項１３】
前記制御ユニット（２４２Ａ、２４２Ｂ）は、前記アクティブアンテナに送信された制御情報にしたがって少なくとも一つのアクティブアンテナ（２００Ａ、２００Ｂ）を制御するよう構成され、該制御情報は電力制御または位相制御に関連づけられ該アクティブアンテナの個別の電力制御および位相制御を提供する、請求項１１に記載のアンテナ装置。
【請求項１４】
前記送信器（２０８Ａ、２０８Ｂ）は、  アップコンバータ（４１０Ａ）および該アップコンバータの周波数を制御する第１局部発振器と、  ダウンコンバータ（４１０Ｂ）および該ダウンコンバータの周波数を制御する第２局部発振器と、を備える請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項１５】
前記少なくとも一つのアクティブアンテナ（２００Ａ、２００Ｂ）は、少なくとも二つの無線システムを支持するよう構成される、請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項１６】
前記アンテナ素子（５１０）および前記送信器（５０２）は、第１共通電気機械構造体（５０４）に一体化される、請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項１７】
前記第１共通電気機械構造体（５０４）は、前記第１共通電気機械構造体（５０４）を外部並行バス（５０８）に内部接続する前記送信器（５０２）に接続される平行バス（５０６）を備える、請求項１６に記載のアンテナ装置。
【請求項１８】
前記第１共通電気機械構造体（５０４）は、前記並行バス（５０６）を予め決定された精度で外部並行バス（５０８）内に取り付ける調整手段を備えることで、ビームの形成を可能にする、請求項１６に記載のアンテナ装置。
【請求項１９】
前記調整手段は、少なくとも一つのアクティブアンテナ（２００Ａ、２００Ｂ、３４０）の取り付けおよび取り外しを可能にするように構成された、請求項１８に記載のアンテナ装置。
【請求項２０】
前記アンテナ装置は、第２共通電気機械構造体（６１４、６１６）に取り付けられた複数のアクティブアンテナ（６００Ａ、６００Ｂ、６００Ｃ、６０２Ａ、６０２Ｂ、６０２Ｃ）を備える、請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項２１】
前記共通電気機械構造体（６１４、６１６）は、少なくと一つのアクティブアンテナ（６００Ａ、６００Ｂ、６００Ｃ、６０２Ａ、６０２Ｂ、６０２Ｃ）を接続されたスロット（６２０Ａ、６２０Ｂ、６２０Ｃ、６２２Ａ、６２２Ｂ、６２２Ｃ）を備える、請求項２０に記載のアンテナ装置。
【請求項２２】
前記請求項１に記載のアンテナ装置と、  セルラー方式の通信システムのネットワークに接続され、デジタル信号を処理する局地ユニット（２３４）と、を備えることを特徴とするセルラー方式の通信システムの基地局。
【請求項２３】
前記基地局は、前記局地ユニット（２３４）に接続されたインターフェース（２３６）と、  前記局地ユニット（２３４）と少なくとも一つのアクティブアンテナ（２００Ａ、２００Ｂ）との間にデータリンクを提供する該少なくとも一つのアクティブアンテナ（２００Ａ、２００Ｂ）と、を備える、請求項２２に記載の基地局。
【請求項２４】
前記インターフェース（２３６）は、前記局地ユニット（２３４）と前記少なくとも一つのアクティブアンテナ（２００Ａ、２００Ｂ）との間で前記無線周波数信号（２０４Ａ、２０４Ｂ）の信号特性を送信するよう構成される、請求項２３に記載の基地局。
【請求項２５】
前記インターフェース（２３６）は、前記局地ユニット（２３４）と前記少なくとも一つのアクティブアンテナ（２００Ａ、２００Ｂ）との間で制御情報を送信するよう構成される、請求項２３に記載の基地局。
【請求項２６】
前記インターフェース（２３６）は、前記局地ユニット（２３４）と前記少なくとも一つのアクティブアンテナ（２００Ａ、２００Ｂ）との間で光学リンクを提供するよう構成される、請求項２３に記載の基地局。
【請求項２７】
前記基地局は、  前記少なくとも一つのアクティブアンテナ（２００Ａ、２００Ｂ）に接続されるインターフェース信号処理ユニット（２２２）と、  前記少なくとも一つのアクティブアンテナ（２００Ａ、２００Ｂ）と前記インタフェース（２３６）との間で送信された信号（２１２Ａ、２１２Ｂ、２１０Ａ、２１０Ｂ）を処理する前記インターフェース（２３６）と、を備える請求項２３に記載の基地局。
【請求項２８】
前記インターフェース信号処理ユニット（２２２）は、  所望の放射パターンによる各アンテナ素子（２０２Ａ、２０２Ｂ、３００）に対する位相と電力を設定するタスクと、  位相設定データを前記信号処理ユニット（２３２Ａ、２３２Ｂ、３１８）の各々に配布するタスクと、  前記アクティブアンテナ（２００Ａ、２００Ｂ、３４０）に操作と保守の命令を配布するタスクと、  個々のアクティブアンテナ（２００Ａ、２００Ｂ、３００）から入力されるｎ個のデータストリームを一つの共通データストリームに減少するタスクと、  位相トラッキングするタスクと、  ノイズと干渉をキャンセルするタスクと、を含むタスクを実行する、請求項２７に記載の基地局。
【請求項２９】
前記局地ユニット（２３４）は、少なくとも二つの無線システムを支持する、請求項２２に記載の基地局。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信システムの基地局におけるアンテナ装置およびセルラー方式の通信システムの基地局に関する。
【背景技術】
【０００２】
基地局におけるアンテナ素子の位置が、送受信される無線信号の品質において重要な役割を演じ、それゆえ基地局および全セルラー方式通信システムの能力に強い影響を与えることは知られている。
【０００３】
基地局のセルのカバレージ（送受信）がセル範囲内でできる限り良好となるようにアンテナ素子を設置することは通常行われている。良好な送受信は、例えばアンテナ素子をビルディングのようなワイヤレス通信建造物または他の高い建造物に専用のマストを用いることにより高い場所に設置し、一方、他の部品、例えば基地局の無線周波数部品およびベースバンド部品をそのアンテナ素子から遠く離れた地面（ground）に設置することにより得られる。
【０００４】
基地局におけるアンテナ素子と他の部品との間の物理的距離は、基地局におけるアンテナ素子と他の部品との間で電気信号を中継する電力分配システムを含む。この電力分配システムは、アンテナグループが利用される場合には複数のアンテナ素子への分岐を含むことができる。この電力分配システムは、基地の送信器とアンテナ素子、場合によってはプリアンプとして使用されるマスト増幅器との間に同軸ケーブル等のケーブルを含む。マルチアンテナ技術は、アンテナグループによって供給される所望の放射パターン（radiation pattern：アンテナ指向性図）が達成されるように異なるアンテナ素子のアンテナ信号間で位相や増幅度等の通常正確な相対信号特性を要求する。
【０００５】
この電力分配システムの電気特性は、基地局のアンテナ素子と他の部品間で送信される信号において電気的障害を発生する。特に、マルチアンテナ技術が利用される場合、電力分配システムは異なる電気特性を有する分岐を含むことができ、それゆえアンテナ信号の相対信号特性は歪まされ、基地局の送受信品質は低下する。この送受信信号の品質の低下は、さらに基地局および全セルラー方式通信システムの能力を低下させる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、基地局とその基地局のアンテナ素子との間の電力分配システムに付随する問題を減少するため改善されたアンテナ装置および基地局を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１形態によればセルラー方式の通信システムのアンテナ装置および基地局が提供される。このアンテナ装置は、低周波デジタル信号と無線周波数電磁場との間で変換を実行する少なくとも一つのアクティブアンテナを備え、この少なくとも一つのアクティブアンテナは、無線周波数信号と無線周波数電磁場との間で変換を実行するアンテナ素子を備え、上記アンテナ装置は、低周波デジタル信号と無線周波数信号との間で変換を実行する、該アンテナ素子に結合され少なくとも部分的に一体化された送信器を備える。
【０００８】
本発明の第２形態によればセルラー方式の通信システムの基地局が提供される。この基地局は、デジタル信号処理するセルラー方式の通信システムのネットワークに接続された局地ユニットと、低周波デジタル信号と無線周波数電磁場との間で変換を実行するため前記局地ユニットに接続された少なくとも一つのアクティブアンテナとを備え、この少なくとも一つのアクティブアンテナは、無線周波数信号と無線周波数電磁場との間で変換を実行するアンテナ素子を備え、上記基地局は、低周波デジタル信号と無線周波数信号との間で変換を実行する前記アンテナ素子に結合され少なくとも部分的に一体化された送信器を備える。  本発明の一形態によるアンテナ装置は、  セルラー方式の通信システムにおける基地局のアンテナ装置であって、  低周波デジタル信号（２１２Ａ、２１２Ｂ）と無線周波数電磁場（２０６Ａ、２０６Ｂ）との間で変換を実行する少なくとも一つのアクティブアンテナ（２００Ａ、２００Ｂ）であって、無線周波数信号（２０４Ａ、２０４Ｂ）と前記無線周波数電磁場（２０６Ａ、２０６Ｂ）との間で変換を実行するアンテナ素子（２０２Ａ、２０
２Ｂ）を備える少なくとも一つのアクティブアンテナ（２００Ａ、２００Ｂ）と、  前記低周波デジタル信号（２１２Ａ、２１２Ｂ）と前記無線周波数信号（２０４Ａ、２０４Ｂ）との間で変換を実行する前記アンテナ素子（２０２Ａ、２０２Ｂ）に結合され、かつ該アンテナ素子と少なくとも部分的に一体化された送信器（２０８Ａ、２０８Ｂ）とを備え、  前記送信器（２０８Ａ、２０８Ｂ）は、前記少なくとも一つのアクティブアンテナ（２０２Ａ、２０２Ｂ）を制御情報（２４４Ａ、２４４Ｂ）により制御する制御ユニットを有し、該制御情報は、前記無線周波数信号の線型化、前記無線周波数信号の前置歪補償、時間基準、電力制御、位相制御、信号分割化のうちの少なくとも一つに対するものであり、前記制御ユニットは、前記送信器によるフィードバック情報を集め、デジタル前置歪補償及び位相調整を含む制御タスクを実行し、前記フィードバック情報は、前記送信器の送信分岐又は受信分岐からの電気信号により評価される、アンテナ装置である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明による上記アンテナ装置および基地局は、いくつかの利点を有する。基地局のアクティブ部品およびベースバンド部品との間で送信器とアンテナ素子の一体構成とともに送信される低周波デジタル信号のデジタル形式は、低損失電力分配システムを基地局のベースバンド部品から比較的遠くに設置することを可能とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、添付図面を参照しつつ本発明の実施形態を詳細に説明する。
図１は本発明が適用可能な通信システムの簡略構成の具体例を示す図である。
【００１１】
セルラー方式の通信システムは、例えばグローバル・システム・フォー・モバイル・コミュニケーションズ（ＧＳＭＣ：Global System for Mobile Communications）無線アクセス工学または広帯域符号分割多元接続（ＷＣＤＭＡ：Wideband Code Division Multiple Access）工学に基づいている。セルラー方式の通信システムの構成と機能は、当業者に知られているので本発明に関連するネットワーク素子についてのみ以下に記す。
【００１２】
図１に示す例において、ネットワーク素子は、ＧＳＭシステムへの本発明の適用を制限することなく回路交換ネットワーク素子を用いてＧＳＭ用語で提示されている。
【００１３】
セルラー方式通信システムは、セルラー方式通信システムにおいて回路交換信号伝達を可能にするモバイル交換センター（ＭＳＣ）１０４を有する。
【００１４】
セルラー方式の通信システムは、ゲートウェイモバイルサービス交換センター（ＧＭＳＣ）１０２を含むこともできる。ＧＳＭＣは、ＭＳＣおよびＧＭＳＣを含むコアネットワークと公衆陸上モバイルネットワーク（ＰＬＭＮ：Public Land Mobile Network）または公衆交換電話ネットワーク（ＰＴＳＮ：Public Switched Telephone Network）のような外部ネットワーク（ＥＸＴ：External Network）１００との間で回路交換接続に加わる。
【００１５】
ＭＳＣ１０４は、少なくとも一つの基地局コントローラ（ＢＳＣ）１０６およびＢＳＣ１０６により制御される基地局（ＢＴＳ）１０８、１１８を有する無線アクセスネットワークを制御する。基地局コントローラ１０６は、通常コアネットワークと無線アクセスネットワーク間のインターフェースとして作用する無線ネットワークコントローラ（ＲＮＣ）のようなネットワーク素子に相当する。基地局１０８、１１８は、セルラー方式の通信システムにおける無線インターフェースを遂行するノードＣのようなネットワーク素子に相当する。本発明は、しかしながら、セルラー方式の通信システムの提示した構成に限定されず、何れのセルラー方式の通信システム、例えばＣＤＭＡ２０００システムにも適用できる。
【００１６】
上記通信システムは、さらにユーザにセルラー方式通信システムへのアクセスを可能とするユーザ機器１１０、１２０、１２８を有する。ユーザ機器１１０、１２０、１２８は、ワイヤレスモデム、ソフトウェア付きプロセッサ、メモリ、ユーザインターフェースおよびディスプレイを含む従来技術のコンポーネントを有することができる。ユーザ機器１１０、１２０、１２８の構成と機能は、当業者に知られている。
【００１７】
図１は、例示したセルラー方式通信システムのサービス区域の構成とその実施形態を示す。基地局１０８は、ユーザ機器１１０にサービス区域が数百〜数千キロメータの範囲のマクロセル１１６を提供する。このような広範囲のサービス区域を得るため、アンテナ素子１１２は、マストの頂上のような高い位置に設置可能である。マクロセル１１６は、また、ユーザ機器１１０の一般的位置および能力要求にしたがいユーザ機器１１０で精力的に導かれる適応性（adaptive）セルに相当し得る。
【００１８】
マクロセル１１６により提供されるサービス区域を広くするため、または高い能力を有するサイトを形成するため、より小さいセルのサイズが使用できる。例えばマイクロセル１２４やピコセル１３０を含むこのようなより小さいセルの例が示されている。基地局１１８は、数マイクロおよび／または数ピコのセルを提供できる。マイクロセル１２４の大きさは、数百メータ〜数十メータにすることができ、一方ピコセル１３０の大きさは数メートル〜数センチメートルにすることができる。
【００１９】
マイクロセルおよびピコセル内のアンテナ素子の配置は変化し得る。マイクロセルアンテナ素子１２２は、ビルディング内またはビルディングの壁部に配置でき、一方ピコセルアンテナ素子１２６は、通常直接見えるようにするためユーザの近接部に通常配置される。
【００２０】
セルの実施は、アンテナ素子１１２、１２２、１２６が基地局１０８、１１８の他の部品から離れて配置される基地局構成を利用する。それゆえ、接続手段１３２が、アンテナ素子１１２と基地局１０８、１１８の他の部品との間に要求される。
【００２１】
図２は本発明の第１形態によるアンテナ装置２１６の実施形態および本発明の第２形態による基地局２５０の実施形態の具体例を示す図である。基地局２５０およびアンテナ装置２１６は、無線信号の送受信を行なうことができる。簡略化のため、送信信号および受信信号を一組の参照番号を用いて示す。
【００２２】
アンテナ装置２１６は少なくとも一つのアクティブアンテナ２００Ａ、２００Ｂを有する。アクティブアンテナ２００Ａ、２００Ｂは、アンテナ素子２０２Ａ、２０２Ｂに結合され、アンテナ素子２０２Ａ、２０２Ｂに少なくとも部分的に一体化された送信器２０８Ａ、２０８Ｂを有する。
【００２３】
伝送において、アンテナ素子２０２Ａ、２０２Ｂは、送信器２０８Ａ、２０８Ｂから無線周波数送信信号２０４Ａ、２０４Ｂを受信し、無線周波数送信信号２０４Ａ、２０４Ｂを無線周波数電磁場２０６Ａ、２０６Ｂに変換し、すなわちそれ自体放射パターンを組み立て、または他のアンテナ素子と重なって生成される全電磁場内の基本コンポーネントを生成する。電磁場２０６Ａ、２０６Ｂは、ユーザ機器１１０、１２０、１３０と基地局１０８、１１８、２５０との間のダウンリンク接続を可能にする。
【００２４】
受信において、アンテナ素子２０２Ａ、２０２Ｂは、ユーザ機器１１０、１２０、１３０等の無線信号源によって生成される電磁場２０６Ａ、２０６Ｂの空間サンプリングを実行する。したがって、無線周波数電磁場２０６Ａ、２０６Ｂの一部は、受信機２０８Ａ，２０８Ｂに送られるように無線周波数受信信号２０４Ａ、２０４Ｂに変換される。受信において、電磁場２０６Ａ、２０６Ｂは、ユーザ機器１１０、１２０、１３０と基地局１０８、１１８、２５０との間でアップリンク接続を可能にする。アンテナ素子２０２Ａ、２０２Ｂは、例えばパッチアンテナまたはダイポールアンテナでよい。無線周波数電磁場２０６Ａ、２０６Ｂの発振周波数は、例えばＧＳＭ８５０システム周波数に対応する８５０ＭＨｚからＧＳＭ１９００システム周波数に対応する１９００ＭＨｚまでの範囲とすることができる。本発明は、しかしながら上記周波数に制限されることなく、セルラー方式の通信システムで利用される何れの周波数にも適用できる。
【００２５】
送信において、低周波デジタル送信信号２１２Ａ、２１２Ｂが送信器２０８Ａ、２０８Ｂに入力される。低周波デジタル送信信号２１２Ａ、２１２Ｂは、送信器２０８Ａ、２０８Ｂにより無線周波数送信信号２０４Ａ、２０４Ｂに変換される。
【００２６】
受信において、送信器２０８Ａ、２０８Ｂは、受信無線周波数受信信号２０４Ａ、２０４Ｂを低周波デジタル出力信号２１２Ａ、２１２Ｂに変換し、低周波デジタル出力信号２１２Ａ、２１２Ｂを出力する。
【００２７】
実施形態において、低周波デジタル出力信号２１２Ａ、２１２Ｂは、基地局におけるベースバンド部品に使用されるベースバンド信号に類似の信号を示す。低周波数デジタル出力信号２１２Ａ、２１２Ｂの形式は、しかしながら従来技術のベースバンド部品に使用されるものとは異なる。
【００２８】
実施形態において、アンテナ装置は、少なくとも一つのアクティブアンテナ２００Ａ、２００Ｂに対しデジタルリンクを提供する少なくとも一つのアクティブアンテナ２００Ａ、２００Ｂに接続されるアンテナアダプタ２１４を有する。デジタルリンクは、アンテナアダプタ２１４と基地局の他の部品との間にデジタルリンク信号２１８を送信することにより実施される。送信において、アンテナアダプタ２１４は、デジタルリンク信号２１８を受信し、送信器２０８Ａ、２０８Ｂに入力されるように、デジタルリンク信号２１８を低周波デジタル送信信号２１２Ａ、２１２Ｂに変換する。
【００２９】
受信において、アンテナアダプタ２１４は、低周波デジタル出力信号２１２Ａ、２１２Ｂをアクティブアンテナ２００Ａ、２００Ｂから受信し、低周波デジタル出力信号２１２Ａ、２１２Ｂをデジタルリンク信号２１８に変換する。
【００３０】
デジタルリンクは、アナログリンクに対し数個の利点を提供する。デジタルリンクにより可能とされる情報のビット形式は、デジタルリンクの損失がデジタルリンクにより転送された情報の内容に対し小さな影響を及ぼすので例えば信頼性と自在性ある情報を転送可能とする。
【００３１】
実施形態において、デジタルリンク信号２１８は、デジタルリンク信号２１８により伝送される情報が光学的放射の強度変化にしたがってデジタルで符号化されるように光学的放射を用いることにより実施される。
【００３２】
送信において、アンテナアダプタ２１４は、デジタルリンク信号２１８を伝送する光学的放射を受信し、光検出器で光学的放射を検出し、光学的放射を電気形式に変換する。光学的放射の電気形式は増幅されフィルターされ得る。光学的放射の電気形式はサンプリングでき、低周波デジタル送信信号２１２Ａ、２１２Ｂはサンプリングに基づいて形成される。
【００３３】
受信において、アンテナアダプタ２１４は、低周波デジタル出力信号２１２Ａ、２１２Ｂの情報内容がデジタルリンク信号２１８に転送されるように光学的放射を変調できる。光学的放射は、発光半導体等の公知の技術を用いることにより生成できる。
【００３４】
デジタルリンク信号２１８は、デジタルリンク信号２１８の実施に用いられる光学的放射の偏光または光学波長等の光学的特性に基づいて光学チャンネルを用いることにより実施できる。光学的チャンネルの実施に使用される光学的コンポーネントおよび方法は、当業者に知られている。
【００３５】
デジタルリンク信号２１８の光学的形式は、例えばデジタルリンク信号２１８に対する高い情報転送能力を可能とする。
【００３６】
一実施形態において、データリンク信号２１８は、予め決定されたフレーム構成を有し、各フレームおよび／またはフレームの部分がペイロードデータや制御情報等のフレーム特定の情報を有する。
【００３７】
図３は本発明によるアクティブアンテナ３４０の構成の具体例を示す図である。アンテナ素子３００および送信器３０２が示されている。
【００３８】
低周波デジタル信号３２６Ａは、図２に示す低周波デジタル信号２１２Ａ、２１２Ｂの送信部を示す。低周波デジタル信号３２６Ｂは、図２に示す低周波デジタル信号２１２Ａ、２１２Ｂの受信部を示す。
【００３９】
無線周波数送信信号３２２Ａは、無線周波数信号２０４Ａ、２０４Ｂの送信部を示す。無線周波数受信信号３２２Ｂは、無線周波数信号２０４Ａ、２０４Ｂの受信部を示す。
【００４０】
実施形態において、送信器２０８Ａ、２０８Ｂ、３０２は、低周波デジタル信号２１２Ａ、２１２Ｂ、３２８Ａ、３２８Ｂと無線周波数信号２０４Ａ、２０４Ｂ、３２２Ａ、３２２Ｂとの間で周波数変換を実行する無線モデム（ＲＭ）２３０Ａ、２３０Ｂ、３１４を有する。無線モデム２３０Ａ、２３０Ｂ、３１４は、直接変換または中間周波数を利用する１以上のステップにおいて低周波デジタル信号２１２Ａ、２１２Ｂ、３２８Ａ、３２８Ｂと無線周波数信号２０４Ａ、２０４Ｂ、３２２Ａ、３２２Ｂとの間で変換を実行することができる。
【００４１】
図４は直接変換を用いた無線モデム２３０Ａ、２３０Ｂ、３１４の構成の具体例を示す図である。
無線モデム２３０Ａ、２３０Ｂ、３１４は、低周波デジタル信号４１４Ａ、４１４Ｂ、４１４Ｃ、４１４Ｄと低周波数電気アナログ信号４１８Ａ、４１８Ｂ、４１８Ｃ、４１８Ｄとの間で変換を実行するアナログ／デジタル変換ユニット４００を有してもよい。
【００４２】
無線モデム２３０Ａ、２３０Ｂ、３１４は、さらに低周波数電気アナログ信号４１８Ａ、４１８Ｂ、４１８Ｃ、４１８Ｄと無線周波数信号４１６Ａ、４１６Ｂとの間で周波数変換を実行する変調ユニット４０８を有してもよい。
【００４３】
送信において、無線モデム２３０Ａ、２３０Ｂ、３１４は、アップコンバータ４１０Ａに低周波デジタル送信信号３２８Ａ、４１４Ａ、４１４Ｂを受信し、低周波デジタル送信信号３２８Ａ、４１４Ａ、４１４Ｂを無線周波数送信信号３２２Ａ、４１６Ａにアップコンバートする。低周波デジタル送信信号３２２Ａ、４１６Ａは、第１デジタル送信コンポーネント４１４Ａと第２デジタル送信コンポーネント４１４Ｂに分割できる。２つのデジタル送信コンポーネント４１４Ａおよび４１４Ｂは、無線周波数送信信号４１６Ａの電力および位相特性等の信号特性を含むことができる。アップコンバータ４１０Ａの周波数は、局地発振器４２０Ａにより制御される。
【００４４】
アナログ／デジタル変換ユニット４００は、低周波デジタル送信信号４１４Ａ、４１４Ｂを低周波電気アナログ信号４１８Ａ、４１８Ｂに変換するためのデジタル／アナログコンバータ（ＡＤＣ）４０２Ａを有することができる。実施形態において、デジタル／アナログコンバータ（ＡＤＣ）４０２Ａは、第１デジタル送信コンポーネント４１４Ａと第２デジタル送信コンポーネント４１４Ｂに対する個別のコンバータを有し、それゆえ第１アナログ送信コンポーネント４１８Ａと第２アナログ送信コンポーネント４１８Ｂを形成する。
【００４５】
受信において、無線モデム２３０Ａ、２３０Ｂ、３１４は、無線周波数受信信号３２２Ｂ、４１６Ｂを変調ユニット４０８のダウンコンバータ４１０Ｂに受信し、無線周波数受信信号３２２Ｂ、４１６Ｂを低周波アナログ電気受信信号４１８Ｃ、４１８Ｄにダウンコンバートする。次に、低周波アナログ電気受信信号４１８Ｃ、４１８Ｄは、低周波アナログ電気受信信号４１８Ｃ、４１８Ｄを低周波デジタル信号２２８Ｂ、４１４Ｃ、４１４Ｄに変換するアナログ／デジタル変換ユニット４００のアナログ／デジタル変換器４０２Ｂに送られる。アップコンバータ４１０Ｂの周波数は、局地発信器４２０Ｂにより制御される。
【００４６】
第１アナログ受信コンポーネント４１８Ｃおよび第２アナログ受信コンポーネント４１８Ｄは、２つのアナログ受信コンポーネント４１８Ｃ、４１８Ｄをサンプリングするアナログ／デジタルユニット４００内のアナログ／デジタルコンバータ４０２Ｂに送られ、それゆえアンテナアダプタ２１４に送られる低周波デジタル受信信号２２６Ｂ、４１４Ｃ、４１４Ｄを生成する。
【００４７】
実施形態において、無線モデム２３０Ａ、２３０Ｂ、３１４は、アンテナユニット２０２Ａ、２０２Ｂ、３００と分け合ってプリント板を用いて実施される。無線モデム２３０Ａ、２３０Ｂ、３１４は、さらに、プリント板上に配置される集積回路を用いて実施してもよい。このように実施することで、アクティブアンテナ２００Ａ、２００Ｂ、３４０の一体化した構成を可能とする。これは、ユーザ機器の実施に関連した教えと電気的コンポーネントを用いてもよい。
【００４８】
実施形態において、送信器２０８Ａ、２０８Ｂ、３０２は、無線周波数信号２０４Ａ、２０４Ｂ、３２２Ａ、３２２Ｂの周波数スペクトルを制限するためのアンテナ素子２００に接続されたフィルタユニット（ＤＰＸ）２２４Ａ、２２４Ｂ、３１０を有する。フィルタユニット２２４Ａ、２２４Ｂ、３１０は、ダウンリンク方向に使用される搬送周波数に対応する送信パスバンドを有する送信フィルタを有することができる。フィルタユニット２２４Ａ、２２４Ｂ、３１０は、さらにアップリンク方向に使用される搬送周波数に対応する受信パスバンドを有する受信フィルタ３３４Ｂを含むことができる。送信フィルタ３３４Ａおよび受信フィルタ３３４Ｂは、選択でき、および／またはフィルタユニット２２４Ａ、２２４Ｂ、３１０がダウンリンク周波数とアップリンク周波数を互いに分離するダイプレクサ（diplexer）を構成するように調整できる。
【００４９】
実施形態において、フィルタユニット２２４Ａ、２２４Ｂ、３１０は、無線モデム２３０Ａ、２３０Ｂ、３１４に接続される。この実施は、低電力レベルが送信にあるいは受信に十分であるとき、例えばピコセル１３０形式において好ましい。
【００５０】
実施形態において、フィルタユニット２２４Ａ、２２４Ｂ、３１０は、アンテナ素子２０２Ａ、２０２Ｂ、３００と分け合ってプリント板上で実装される。このように、アクティブアンテナ２００Ａ、２００Ｂ、３４０に対する一体化構成が提供される。一体化構成は、ユーザ機器実装と関連して従来技術で使用されるフィルタ技術とコンポーネントを利用可能にする。
【００５１】
実施形態において、送信器２０８Ａ、２０８Ｂ、３０２は、無線周波数信号２０４Ａ、２０４Ｂ、３２２Ａ、３２２Ｂを増幅する増幅ユニット（ＡＭＰ）２２６Ａ、２２６Ｂ、３１２を有する。実施形態において、増幅ユニット２２６Ａ、２２６Ｂ、３１２は、無線モデム２３０Ａ、２３０Ｂ、３１４に接続される。
【００５２】
実施形態において、増幅ユニット２２６Ａ、２２６Ｂ、３１２は、アンテナ素子３００に方向付けられるように送信無線周波数信号３２２Ａを増幅するリニア電力増幅器のような送信増幅器３１６Ａを有する。送信増幅器３１６Ａは、電磁場の強度が所望のレベルとなるように無線周波数送信信号３２２Ａを増幅可能にする。
【００５３】
実施形態において、増幅ユニット２２６Ａ、２２６Ｂ、３１２は、受信無線周波数信号３２２Ｂを増幅する低ノイズ増幅器のような受信増幅器３１６Ｂを有する。受信増幅器３１６Ｂは、増幅後に受信無線周波数信号３２２Ｂの電力が無線モデム２３０Ａ、２３０Ｂ、３１４のような送信器２０８Ａ、２０８Ｂ、３０２の他の部品に対し適切なレベルで受信無線周波数信号３２２Ｂが増幅されることを可能とする。
【００５４】
実施形態において、増幅ユニット２２６Ａ、２２６Ｂ、３１２は、アンテナ素子２０２Ａ、２０２Ｂ、３００、できれば無線モデム２３０Ａ、２３０Ｂ、３１４と共通のプリント板上に配置された集積回路と共に実装され、それゆえアクティブアンテナ２００Ａ、２００Ｂ、３４０に対する一体化構成が提供される。一体化構成は、増幅器技術や集積増幅回路等の電気コンポーネントがユーザ機器実装に関連して利用できるようにする。
【００５５】
実施形態において、送信器２０８Ａ、２０８Ｂ、３０２は、低周波デジタル信号２１２Ａ、２１２Ｂ、３２６Ａ、３２６Ｂを処理する信号処理ユニット（ＳＰＵ）２３２Ａ、２３２Ｂ、３１８を有する。
【００５６】
送信において、信号処理ユニット２３２Ａ、２３２Ｂ、３１８は、低周波デジタル送信信号２１２Ａ、２１２Ｂ、３２８Ｂを受信し、該信号の処理を実行する。信号処理ユニット２３２Ａ、２３２Ｂ、３１８が低周波デジタル送信信号２２６Ａに対して実行するタスクは、デジタルフィルタリング、信号特性調整、電力増幅線型化、信号成形機能の実施、デジタル前歪み（pre-distortion）を含む。タスクの数個は、信号処理ユニット２３２Ａ、２３２Ｂ、３１８とアンテナ素子２０２Ａ、２０２Ｂ、３００との間にコンポーネントを有するアンテナ信号パスからフィードバック情報を要求することができる。さらに、信号処理ユニット２３２Ａ、２３２Ｂ、３１８は、警報や制御のような操作および保守に関連するタスクを扱うことができる。デジタル信号プロセッサ２３２Ａ、２３２Ｂ、３１８は、処理された低周波デジタル信号３２８Ａを出力し、これは例えば無線モデム３１４により受信される。
【００５７】
受信において、デジタル信号処理ユニット２３２Ａ、２３２Ｂ、３１８は、例えば無線モデム３１４により生成された低周波デジタル受信信号２２８Ｂを受信し、低周波デジタル受信信号２２８Ｂを処理する。デジタル信号処理ユニット３１８が低周波デジタル受信信号３２８Ｂ上で実行するタスクは、デジタルフィルタリング、予備的位相調整、操作および保守を含む。
【００５８】
実施形態において、デジタル信号処理ユニット２３２Ａ、２３２Ｂ、３１８は、アンテナ素子２０２Ａ、２０２Ｂ、３００、あるいは無線モデム２３０Ａ、２３０Ｂ、３１４、増幅ユニット２２６Ａ、２２６Ｂ、３１２、およびフィルタユニット２２４Ａ、２２４Ｂ、３１０に共通なプリント板を用いて実施される。信号処理ユニット２３２Ａ、２３２Ｂ、３１８は、デジタル信号プロセッサ、メモリ手段およびリストされたタスクに適切なソフトウェアを含むことができる。信号処理ユニット２１８は、プリント回路上に配置されたデジタルコンピュータチップを用いて実装でき、それゆえアクティブアンテナ２００Ａ、２００Ｂ、３４０に対し一体化された構成を提供する。実施形態において、送信器２０８Ａ、２０８Ｂ、３０２は、セルラー方式の通信システムのマルチキャリア動作を支援する。マルチキャリア動作は、無線周波数の広範囲にわたって送信器２０８Ａ、２０８Ｂ、３０２を調整する能力を含み、一方低周波デジタル信号２１２Ａ、２１２Ｂ、３２６Ａ、３２６Ｂ、３２８Ａ、３２８Ｂは固定される。
【００５９】
実施形態において、アクティブアンテナ２００Ａ、２００Ｂ、３４０は、アクティブアンテナ２００Ａ、２００Ｂ、３４０を制御する送信器２０８Ａ、２０８Ｂ、３０２に接続された制御ユニット２４２Ａ、２４２Ｂ、３３２、４１２を有する。
【００６０】
実施形態において、制御ユニット２４２Ａ、２４２Ｂ、３３２は、制御ユニット２４２Ａ、２４２Ｂ、３３２とアンテナアダプタ２１４との間で制御情報２４４Ａ、２４４Ｂ、３２６Ｃを送信するためアンテナアダプタ２１４に接続される。制御情報は、以下のもの、すなわちビーム形成、無線周波数信号の線型化、無線周波数信号の前歪（pre-distorting）、時間参照、電力制御、位相制御、信号分割化、リモートアンテナ２３８の状態の情報に関連する。
【００６１】
制御ユニット２４２Ａ、２４２Ｂ、３３２は、ソフトウェア、できれば送信器２０８Ａ、２０８Ｂ、３０２からの電気信号を測定する手段を有するデジタルコンピュータと共に実装できる。
【００６２】
本発明の実施形態において、デジタルリンク信号２１８は、アクティブアンテナ２００Ａ、２００Ｂ、３４０を制御する制御情報を含む制御フレームを含む。
【００６３】
本発明の実施形態において、制御ユニット３３２は、フィードバック情報３３６、３３８を受信器３０２から集め、それに応じて制御タスクを実行するように構成されている。フィードバック情報３３６、３３８は、送信器分岐および／または送信器３０２の受信分岐からの電気信号を評価することにより得ることができる。フィードバック情報を要求する制御タスクは、例えばデジタル前歪と位相調整を含む。
【００６４】
制御ユニット２４２Ａ、２４２Ｂは、専用デジタル制御信号３２６Ａ、３２６Ｂが送信器２０８Ａ、２０８Ｂ、３０２とアンテナアダプタ２１４との間で受け継がれるようにアンテナアダプタ２１４に接続できる。低周波デジタル信号２１２Ａ、２１２Ｂ、３２６Ａ、３２６Ｂにおいて制御情報を多重化し、低周波デジタル信号２１２Ａ、２１２Ｂ、３２６Ａ、３２６Ｂからデジタルで制御情報を抽出することも可能である。
【００６５】
実施形態において、アンテナ装置２１６は、少なくとも一つのアクティブアンテナ２００Ａ、２００Ｂに接続されたインターフェース信号処理ユニット（ＩＳＰＵ）２２２と、アクティブアンテナ２００Ａ、２００Ｂとアンテナアダプタ２１４との間で送信された処理信号２１２Ａ、２１２Ｂ、２１０Ａ、２１０Ｂを処理するアンテナアダプタ２１４を有する。インターフェース信号処理ユニット２２２は、デジタルリンク信号２１８内の異なるフレームを分離でき、そのフレームを送信器２０８Ａ、２０８Ｂに適切なフォーマットに符号化し得る。分離は、例えばビットストリームからのペイロードデータや制御データの分離および異なる形式のデータを送信器２０８Ａ、２０８Ｂに適した接続部へのルーティングを含む。さらに、インターフェース信号処理ユニット２２２は、異なる光学チャンネルのデータの結合および／または異なる光学チャンネルへのデータの方向付けを行なうことができる。結合は、低周波デジタル受信信号２１２Ａ、２１２Ｂ、３２６Ｂからの、あるいはアンテナアダプタ２１４から送信されるデジタルリンク信号２１８があらかじめ決定したフレーム構成を有するように制御信号からの、ビットストリームの形成を含む。
【００６６】
さらに、インターフェース信号処理ユニット２２２が送信の際に実行するタスクは、以下のものを含む。
−ルックアップテーブルから、所望の放射パターンによる各アンテナ素子２０２Ａ、２０２Ｂ、３００の位相および電力の設定値を、計算するかまたは監視する。
−各アンテナ素子２０２Ａ、２０２Ｂ、３００に対する電力レベルを直接設定するか、または各信号処理ユニット２３２Ａ、２３２Ｂ、３１８への電力加重（power weight）情報を配布する。
−各信号処理ユニット２３２Ａ、２３２Ｂ、３１８への位相設定データの配布
−アクティブアンテナ２００Ａ、２００Ｂ、３４０への操作命令と保守命令の配布
【００６７】
インターフェース信号処理ユニット２２２が受信時に実行するタスクは、以下のものを含む。
−個々のアクティブアンテナ２００Ａ、２００Ｂ、３００から入って来るｎ個のデータストリームを一つの共通データストリームに減らす。
−位相を追跡する。
−個々のアクティブアンテナ２００Ａ、２００Ｂ、３４０から入って来る数個のデータストリームに対し、例えば関連または他の適切なアルゴリズムを用いてノイズおよびインターフェースのキャンセルを実行する。
−動作および保守命令を配布する。
【００６８】
インターフェース信号処理ユニット２２２は、ソフトウェアを備えたデジタル信号プロセッサを有する。広い解釈において、インターフェース信号処理ユニット２２２は、インターフェース処理ユニット２２２の専用タスク用に設計されたアプリケーション特定集積回路（ＡＳＩＣ）を有する。それゆえ、ｎ個のデータストリームを１つの共通データストリームに減少し、例えば実際の信号処理電力を要求しないかも知れないが、単に、アンテナ装置２１６により供給される照明機能の所望の位相コンポーネントをエミュレートするように入力されるデータストリームの位相を調整し、また上記照明関数の電力コンポーネントが正しくなるように合計するアンテナウェイトを設定する。実施形態において、インターフェース信号処理ユニット２２２は、受信の感度を増加することを目標にタスクを実行する。このインターフェース信号処理ユニット２２２の役割は、アクティブアンテナ２００Ａ、２００Ｂ、３４０のハードウェアコストの必要性を減少する。実施形態において、デジタルリンク信号２１８は、無線周波数信号２２２Ａ、２２２Ｂに関する電力情報および位相情報のような信号特性を含む。
【００６９】
実施形態において、少なくとも一つのアクティブアンテナ２００Ａ、２００Ｂは、ＧＳＭ９００、ＧＳＭ８５０、ＧＳＭ１８００、ＧＳＭ１９００、ＷＣＤＭＡおよびＣＤＭＡ２０００のような少なくとも二つの無線システムを支持するよう構成される。送信器２０８Ａ、２０８Ｂ、３０２は、無線モデム２３０Ａ、２３０Ｂ、３１２およびソフトウェアのような並列無線システム特定コンポーネントを含むことができる。しかしながら、アンテナ素子２０２Ａ、２０２Ｂ、３００のような数個のコンポーネントは、分け合うことができる。
【００７０】
図５Ａおよび図５Ｂは、アクティブアンテナ２０２Ａ、２０２Ｂ、３４０の構成の具体例を示す図であり、送信器５０２とアンテナ素子５１０を示す図である。
本発明の実施形態において、アンテナ素子５１０および送信器５０２は、共通の電気機械構造体５０４に一体化される。電気機械構造体５０４はプリント板または集積回路でよい。電気機械構造体５０４は、集積回路やアンテナ素子５１０のようなコンポーネントの内部接続用内部配線を含む。
【００７１】
本発明の実施形態において、アンテナ素子５１０および送信器５０２は、電気機械構造体５０４の反対側に置かれる。この構成は、アクティブアンテナ２００Ａ、２００Ｂ、３４０に対し小型構成を可能とする。
【００７２】
実施形態において、電気機械構造体５０４は、電気機械構造体５０４と外部平行バス５０８とを相互接続する送信器５０２に接続される平行バス５０６を有する。平行バス５０６は、平行バス５０６を予め決定された精度で外部平行バス５０８内に置くことができるようにする調整手段を有することができる。予め定義された精度は、例えばアクティブアンテナ２００Ａ、２００Ｂ、３４０がビーム形成に使用されるときに要求される。調整手段は、アクティブアンテナ２００Ａ、２００Ｂ、３４０の即座の設置および設置解体をまた可能にする。外部平行バスはアクティブアンテナ２００Ａ、２００Ｂ、３４０に対する動作電力を供給できる。
【００７３】
図６は本発明によるアクティブアンテナ装置の構成の具体例を示す図である。アクティブアンテナ装置は、アクティブアンテナ６００Ａ、６００Ｂ、６００Ｃ、６０２Ａ、６０２Ｂ、６０２Ｃ、アンテナアダプタ６０４およびアクティブアンテナ装置の本体６１８を有する。図２に示されるデジタルリンク信号２１８に対応するデジタルリンク信号６１０もまた示されている。低周波デジタル信号２１２Ａ、２１２Ｂに対応する低周波デジタル信号６０６、６０８もまた示されている。
【００７４】
本発明の実施形態において、複数のアクティブアンテナ６００Ａ、６００Ｂ、６００Ｃ、６０２Ａ、６０２Ｂ、６０２Ｃの少なくとも一部が共通の電気機械構造体６１４、６１６に付けられている。アクティブアンテナ６００Ａ、６００Ｂ、６００Ｃ、６０２Ａ、６０２Ｂ、６０２Ｃの構成は、図５Ａおよび図５Ｂに示される電気機械構造体５０４のものと類似したものでよい。図６に示す例において、コラム配置は、マクロセル形成を発生する。ここで、マトリクス配列は、ビーム形成および／またはピコセル形成を可能とする。
【００７５】
電気機械構造体６１４、６１６は、アクティブアンテナ６００Ａ、６００Ｂ、６００Ｃ、６０２Ａ、６０２Ｂ、６０２Ｃに接続するためのスロット６２０Ａ、６２０Ｂ、６２０Ｃ、６２２Ａ、６２２Ｂ、６２２Ｃを有するプリント板でよい。アクティブアンテナ６００Ａ、６００Ｂ、６００Ｃ、６０２Ａ、６０２Ｂ、６０２Ｃは、アンテナアダプタ６０４とアクティブアンテナ６００Ａ、６００Ｂ、６００Ｃ、６０２Ａ、６０２Ｂ、６０２Ｃとの間の接続が定着するようにスロット６２０Ａ、６２０Ｂ、６２０Ｃ、６２２Ａ、６２２Ｂ、６２２Ｃの中に押し込むことができる。
【００７６】
アクティブアンテナ６００Ａ、６００Ｂ、６００Ｃ、６０２Ａ、６０２Ｂ、６０２Ｃは、例えばアンテナ装置内の他のアクティブアンテナ６００Ａ、６００Ｂ、６００Ｃ、６０２Ａ、６０２Ｂ、６０２Ｃに対して相対的なアクティブアンテナ６００Ａ、６００Ｂ、６００Ｃ、６０２Ａ、６０２Ｂ、６０２Ｃの位置および極性を含む予め決定された物理的特性を有するアンテナ装置内に置くことができる。
【００７７】
本発明の第２形態によれば、本発明は、図２に例示する基地局２５０を提供する。基地局２５０は、例えば基地局コントローラ１０６を介してネットワークに接続される局地ユニット２３４を有する。局地ユニット２３４は、例えば基地局２５０のベースバンドユニット２４８を有する。ベースバンドユニット２４８は、従来技術のベースバンド部品を有し、かつ符号化、スプレッディング、電力制御、変調、復調、チャンネルイーコライジング、ＲＡＫＥ受信、および他の標準関連処理タスク等のタスクを実行できる。実施形態において、実質的に計算電力を要求するタスクがベースバンドユニット２４８内で実行される。
【００７８】
基地局２５０は、さらに、本発明の第１形態による複数のアクティブアンテナ２００Ａ、２００Ｂ、３４０を有する。
実施形態において、基地局２５０は、さらに局地ユニット２３４に接続されたインターフェース２３６と、局地ユニット２３４と少なくとも一つのアクティブアンテナ２００Ａ、２００Ｂとの間にデジタルリンクを提供する少なくとも一つのアクティブアンテナ２００Ａ、２００Ｂを有する。
【００７９】
インターフェース２３６は、本発明の第１形態によるアンテナアダプタ２１４を有する。インターフェース２３６は、さらに局地ユニット２３４にインターフェースを提供する局地ユニット２３４に接続されたベースバンドアダプタ２３８を有する。
【００８０】
ベースバンドアダプタ２３８は、局地ユニット２３４のベースバンド信号等の低周波デジタル信号と、ベースバンドアダプタ２３８とアンテナアダプタ２１４との間で送信されたデジタルリンク信号２１８との間で変換を実行する。ベースバンドアダプタ２３８は、デジタルリンクを用いることにより局地ユニット２３４とアクティブアンテナ２００Ａ、２００Ｂとの間で制御情報を中継するために基地局２５０の制御ユニット２４０に接続できる。
【００８１】
実施形態において、インターフェース２３６は、局地ユニット２３４と少なくとも一つのアクティブアンテナ２００Ａ、２００Ｂとの間で無線周波数信号２０４Ａ、２０４Ｂの信号特性を送信するよう構成される。
実施形態において、インターフェース２３６は、局地ユニット２３４と少なくとも一つのアクティブアンテナ２００Ａ、２００Ｂとの間で制御情報を送信するよう構成される。
【００８２】
本発明の実施形態において、基地局は、少なくとも一つのアクティブアンテナ２００Ａ、２００Ｂに接続されるインターフェース信号処理ユニット２２２と、少なくとも一つのアクティブアンテナ２００Ａ、２００Ｂとインターフェース２３６との間で送信された信号２１２Ａ、２１２Ｂ、２１０Ａ、２１０Ｂを処理するインターフェース２３６とを有する。
【００８３】
実施形態において、基地局２５０は、基地局２５０の動作を制御する制御ユニット２４０を有する。制御ユニット２４０は、アクティブアンテナ２００Ａ、２００Ｂに制御信号を送受信するためベースバンドアダプタ２３８に接続できる。
【００８４】
本発明の実施形態において、複数のアクティブアンテナ２００Ａ、２００Ｂは、アクティブアンテナ２００Ａ、２００Ｂの信号特性を制御することにより、所望の出力電力レベル、所望の感度、所望のアンテナ放射パターン１１６、１２４、１３０の内の少なくとも一つを提供するように構成される。本発明は、アクティブアンテナ２００Ａ、２００Ｂの個々の電力および位相制御を可能とする。放射パターンは、無線周波数信号２０４Ａ、２０４Ｂ、３２２Ａ、３２２Ｂの相対位相およびできれば増幅度を制御することにより、一つ以上のアクティブアンテナ２００Ａ、２００Ｂ、３４０を用いることにより実現できる。
【００８５】
実施形態において、インターフェース２３６は、光学的ユニット２３４と少なくとも一つのアクティブアンテナ２００Ａ、２００Ｂとの間でリンクを提供するように構成される。光学的リンクは、ベースバンドアダプタ２３８とアンテナアダプタ２１４とを光学的に接続する光学的ウェイブガイド２４６を用いることにより実施できる。光学的ウェイブガイド２４６は、例えば単一の光ファイバまたは複数の光ファイバでよい。
【００８６】
本発明の実施形態において、アクティブアンテナ２００Ａ、２００Ｂは、少なくとも二つの無線システムを支持するよう構成され、基地局は少なくとも二つの無線システムを支持するよう構成される。アクティブアンテナ構成は、本発明の第一形態により実施可能である。一つ以上の無線システムを支持する局地ユニット２３４の構成と作用は、当業者に知られている。
【００８７】
本発明によるアンテナ装置と基地局は、単一形式の一つのアクティブアンテナ２００Ａ、２００Ｂ、３４０を図１に示す種々のセル形式の実施においてビルディングブロックとして使用可能とする。ピコセル１３０の適用において、アクティブアンテナ２００Ａ、２００Ｂ、３４０は、アンテナ素子２０２Ａ、２０２Ｂ、３００とおそらく増幅器ユニット２２６Ａ、２２６Ｂ、３１２を必要としない基本送信器回路とから構成される。マイクロセル１２４の適用において、増幅器ユニット２２６Ａ、２２６Ｂ、３１２が送信器回路に必要とされ得る。
【００８８】
マクロセル１１６の適用は、マイクロセルの適用に使用されるものと同様に複数のアンテナ素子２００Ａ、２００Ｂ、３４０を用いることにより実施可能である。二次元アンテナ配列（アレイ）において、多数のアクティブアンテナ２００Ａ、２００Ｂ、３４０が他の増幅器無しで要求電力を供給できるので増幅器ユニット２２６Ａ、２２６Ｂ、３１２は必要でないであろう。
【００８９】
アクティブアンテナ２００Ａ、２００Ｂ、３４０の構成およびアンテナ装置のモジュール構成は、費用効果の工学を基地局における無線周波数部品の実施に使用できるようにする。コストは、一つのアクティブアンテナ２００Ａ、２００Ｂ、３４０に対するローコストの結果、高生産量により減少する。さらに、本発明は、信号処理や無線周波数のタスクが、個々のアクティブアンテナ２００Ａ、２００Ｂ、３４０に設定される技術的要求が移動電話工学の技術的要求に匹敵するように、アンテナ装置に分配されることを可能にする。工学的要求における減少は、商業的に利用可能なチップセットがアクティブアンテナ２００Ａ、２００Ｂ、３４０の実施に使用されることを可能にする。
【００９０】
以上、添付図面による具体例を参照して本発明を説明したが、本発明はこれに限定されることなく添付の特許請求の範囲における請求項の記載範囲内で変更可能であることは明白である。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】セルラー方式通信システムの構成の具体例を示す図である。
【図２】本発明による基地局の構成の具体例を示す図である。
【図３】本発明によるアクティブアンテナの構成の第１具体例を示す図である。
【図４】本発明による無線モデムの構成の具体例を示す図である。
【図５Ａ】本発明によるアクティブアンテナの構成の第２具体例を示す図である。
【図５Ｂ】本発明によるアクティブアンテナの構成の第３具体例を示す図である。
【図６】本発明によるアンテナ装置の構成の具体例を示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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