(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線通信ネットワーク用のリピータであって、受信アンテナと第１および第２の送信アンテナとを含み、
前記第１および第２の送信アンテナとそれぞれ結合された第１および第２の送信パスの第１および第２の信号のうちの少なくとも一方に重みを付ける重み付け回路と、
適応アルゴリズムに従って前記重み付け回路を制御して、前記受信アンテナと結合された受信パスと前記第１および第２の送信パスとの間のアイソレーションを向上させるように構成された制御回路と、
前記第１および第２の送信パスで自己発生信号を送信する送信機と、
パケット受信中に受信信号強度を測定する受信機と、
を備え、
前記制御回路はさらに、少なくとも前記測定された受信信号強度に基づいて前記受信パスと前記第１および第２の送信パスとの間の初期アイソレーションメトリックを決定し、かつ、前記適応アルゴリズムに従って前記重み付け回路を制御して前記重みを調節するように構成されており、前記適応アルゴリズムは前記自己発生信号の前記受信信号強度を最小化することを含む、
リピータ。
【請求項２】
前記重み付け回路は、前記第１および第２の信号のうちの前記少なくとも一方の位相を調節する可変移相器を含む、請求項１に記載のリピータ。
【請求項３】
前記コントローラは、前記重み回路の重み値を設定するディジタルアナログ変換器と、前記適応アルゴリズムに基づいて前記ディジタルアナログ変換器を制御するマイクロプロセッサと、を含む、請求項１に記載のリピータ。
【請求項４】
前記リピータは第１および第２の周波数での送信および受信が可能な周波数変換リピータであり、前記リピータはさらに、前記重み付け回路と結合され、前記第１および第２の周波数のいずれが送信されているかに応じて前記重み付け回路を第１の重み設定と第２の重み設定との間で切り替えるアナログ多重化装置を備える、請求項１に記載のリピータ。
【請求項５】
前記リピータは第１および第２の周波数での送信および受信が可能な周波数変換リピータであり、前記コントローラは、前記第１および第２の周波数のいずれが送信されているかに応じて、前記重み付け回路を第１の重み設定と第２の重み設定との間で切り替える、請求項１に記載のリピータ。
【請求項６】
前記リピータはＴＤＤ（時分割複信）リピータであって、前記無線通信ネットワークは、Ｗｉ−Ｆｉ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ−Ｆｉｄｅｌｉｔｙ）ネットワーク、およびＷｉ−ＭＡＸ（Ｗｏｒｌｄｗｉｄｅ  Ｉｎｔｅｒｏｐｅｒａｂｉｌｉｔｙ  ｆｏｒ  Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ  Ａｃｃｅｓｓ）ネットワークのうちのいずれかである、請求項１に記載のリピータ。
【請求項７】
前記リピータはＦＤＤ（周波数分割複信）リピータであって、前記無線通信ネットワークは、セルラー方式ネットワーク、ＧＳＭ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ  ｆｏｒ  Ｍｏｂｉｌｅ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ）ネットワーク、ＣＤＭＡ（符号分割多元接続）ネットワーク、および３Ｇ（第３世代）ネットワークのうちのいずれかである、請求項１に記載のリピータ。
【請求項８】
前記受信アンテナはダイポールアンテナであり、前記第１および第２の送信アンテナは第１および第２のパッチアンテナである、請求項１に記載のリピータ。
【請求項９】
前記リピータは同じ周波数で、前記第１および第２の送信パスで送信を行い、前記受信パスで受信を行う同一周波数リピータである、請求項１に記載のリピータ。
【請求項１０】
送信機と、
前記送信機と結合されて、前記送信機の出力を、前記第１および第２の送信パスの前記第１および第２の信号に分割する無線周波数（ＲＦ）スプリッタと、
をさらに備える、請求項１に記載のリピータ。
【請求項１１】
前記重み付け回路は、前記第１および第２の信号のうちの前記少なくとも一方の利得を調節する可変減衰器を含む、請求項１に記載のリピータ。
【請求項１２】
前記送信機は、前記送信機と結合されて、前記送信機の出力を前記第１および第２の送信パスの前記第１および第２の信号に分割する無線周波数（ＲＦ）スプリッタと、前記重み付け回路と、を含む、請求項１に記載のリピータ。
【請求項１３】
無線通信ネットワーク用のリピータであって、第１および第２の受信アンテナと、送信アンテナとを含み、
前記第１および第２の受信アンテナとそれぞれ結合された第１および第２の受信パスの第１および第２の信号のうちの少なくとも一方に重みを付ける重み付け回路と、
前記第１および第２の信号のうちの少なくとも一方に前記重みが付けられた後に、前記第１および第２の信号を結合して複合信号にする結合器と、
適応アルゴリズムに従って前記重み付け回路を制御して、前記第１および第２の受信パスと前記送信アンテナと結合された送信パスとの間のアイソレーションを向上させるコントローラと、
自己発生信号を送信する送信機と、
を備え、
前記結合器はさらに、パケット受信中に前記複合信号の受信信号強度を測定するように構成され、
前記制御回路はさらに、前記測定された受信信号強度に基づいて前記結合器の出力と前記送信機との間のアイソレーションメトリックを決定することと、連続する重み設定に対して測定された初期アイソレーションメトリックに従って前記重み付け回路を制御することとを行うように構成され、
前記適応アルゴリズムは、前記自己発生信号の前記受信信号強度と前記アイソレーションメトリックとを最小化するように前記重みを調節することを含む、
リピータ。
【請求項１４】
前記重み付け回路は、前記第１および第２の信号のうちの前記一方の位相を調節する可変移相器と、前記第１および第２の信号のうちの前記一方の利得を調節する可変減衰器と、のうちの一方を含む、請求項１３に記載のリピータ。
【請求項１５】
前記コントローラは、前記重み付け回路によって付けられる前記重みの重み値を設定するディジタルアナログ変換器と、前記適応アルゴリズムに基づいて前記ディジタルアナログ変換器を制御するマイクロプロセッサと、を含む、請求項１３に記載のリピータ。
【請求項１６】
前記自己発生信号は、既に受信された信号から導出される、請求項１に記載のリピータ。
【請求項１７】
前記自己発生信号は、既に受信された信号と関連しない、請求項１に記載のリピータ。
【請求項１８】
前記自己発生信号は、既に受信された信号から導出される、請求項１３に記載のリピータ。
【請求項１９】
前記自己発生信号は、既に受信された信号と関連しない、請求項１３に記載のリピータ。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の相互参照】
【０００１】
本出願は、２００６年９月１日に出願された、同時係属中の米国特許仮出願第６０／８４１，５２８号に関連し、かつ、この出願の優先権を主張するものであり、さらに、米国特許第７，２００，１３４号（Ｐｒｏｃｔｏｒら、件名「ＷＩＲＥＬＥＳＳ  ＡＲＥＡ  ＮＥＴＷＯＲＫ  ＵＳＩＮＧ  ＦＲＥＱＵＥＮＣＹ  ＴＲＡＮＳＬＡＴＩＯＮ  ＡＮＤ  ＲＥＴＲＡＮＳＭＩＳＳＩＯＮ  ＢＡＳＥＤ  ＯＮ  ＭＯＤＩＦＩＥＤ  ＰＲＯＴＯＣＯＬ  ＭＥＳＳＡＧＥＳ  ＦＯＲ  ＥＮＨＡＮＣＩＮＧ  ＮＥＴＷＯＲＫ  ＣＯＶＥＲＡＧＥ」）と、米国特許出願公開第２００６／００９８５９２号（米国特許出願第１０／５３６，４７１号）（Ｐｒｏｃｔｏｒら、件名「ＩＭＰＲＯＶＥＤ  ＷＩＲＥＬＥＳＳ  ＮＥＴＷＯＲＫ  ＲＥＰＥＡＴＥＲ」）と、米国特許出願公開第２００６／００５６３５２号（米国特許出願第１０／５３３，５８９号）（Ｇａｉｎｅｙら、件名「ＷＩＲＥＬＥＳＳ  ＬＯＣＡＬ  ＡＲＥＡ  ＮＥＴＷＯＲＫ  ＲＥＰＥＡＴＥＲ  ＷＩＴＨ  ＤＥＴＥＣＴＩＯＮ」）と、米国特許出願公開第２００７／０１１７５１４号（米国特許出願第１１／６０２，４５５号）（Ｇａｉｎｅｙら、件名「ＤＩＲＥＣＴＩＯＮＡＬ  ＡＮＴＥＮＮＡ  ＣＯＮＦＩＧＵＲＡＴＩＯＮ  ＦＯＲ  ＴＤＤ  ＲＥＰＥＡＴＥＲ」）とに関連し、以上のすべての内容が、参照により本明細書に組み込まれる。
【技術分野】
【０００２】
本技術分野は、主として、無線通信ネットワーク用リピータに関し、特に、リピータに関連付けられたアンテナ構成に関する。
【背景技術】
【０００３】
従来、たとえば、ＴＤＤ（時分割複信）、ＦＤＤ（周波数分割複信）、Ｗｉ−Ｆｉ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ−Ｆｉｄｅｌｉｔｙ）、Ｗｉ−ＭＡＸ（Ｗｏｒｌｄｗｉｄｅ  Ｉｎｔｅｒｏｐｅｒａｂｉｌｉｔｙ  ｆｏｒ  Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ  Ａｃｃｅｓｓ）、セルラー方式、ＧＳＭ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ  ｆｏｒ  Ｍｏｂｉｌｅ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ）、ＣＤＭＡ（符号分割多元接続）、または３Ｇをベースとする無線ネットワークのような無線通信ネットワークのカバレージエリアは、リピータによって広げられることが可能である。代表的なリピータとして、たとえば、ＯＳＩモデル（開放型システム間相互接続の基本参照モデル）で定義されている物理層またはデータリンク層で動作する周波数変換リピータまたは同一周波数リピータがある。
【０００４】
たとえば、Ｗｉ−ＭＡＸのようなＴＤＤベースの無線ネットワークにおいて動作するように設計された物理層リピータは、一般に、ＴＤＤパケットの送信および受信を同時に行うためのアンテナモジュールおよびリピータ回路を含む。好ましくは製造コストの低減、設置しやすさなどを実現するために、送受信用アンテナおよびリピータ回路は、同一パッケージに含まれる。このことは特に、フォームファクタおよび設置しやすさが重要検討事項となる住宅用や小規模事業所用の装置のように民生用として企図されたリピータの場合に当てはまる。このような装置では、通常、アンテナまたはアンテナ群が、たとえば、基地局、アクセスポイント、ゲートウェイ、または（契約者端末と向き合う）別のアンテナまたはアンテナ群と向き合う。
【０００５】
受信および送信を同時に行うリピータの場合、受信アンテナと送信アンテナとのアイソレーションは、リピータの全体性能における重要な要因である。この問題は、同じ周波数でリピートするか、異なる周波数でリピートするかに関係しない。すなわち、受信機アンテナと送信機アンテナとが適正に隔離されていないと、リピータの性能が著しく低下する可能性がある。一般に、リピータの発振または初期感度低下（initial de-sensitization）を防ぐために、リピータの利得をアイソレーションより大きくすることができない。アイソレーションは、一般に、物理的分離、アンテナパターン、または分極によって達成される。周波数変換リピータの場合、帯域通過フィルタリングを利用してアイソレーションを向上させることが可能であるが、不要雑音および送信機からの帯域外発射が受信アンテナの帯域内周波数レンジで受信されるために、アンテナアイソレーションは、一般に、リピータの性能における限定要因として残る。受信機から送信機へのアンテナアイソレーションは、同一周波数で動作するリピータの場合にはいっそう重大な問題であり、帯域通過フィルタリングは、アイソレーション向上に寄与しない。
【０００６】
大抵のセルラー方式システムは、ライセンスされた利用可能なスペクトルが限定されており、周波数変換によるリピート方式を利用することができないため、同一の受信周波数チャネルおよび送信周波数チャネルを利用するリピータを使用しなければならない。このようなセルラーシステムの例として、ＩＳ−２０００、ＧＳＭ、またはＷＣＤＭＡのようなＦＤＤシステムや、Ｗｉ−Ｍａｘ（ＩＥＥＥ８０２．１６）、ＰＨＳ、またはＴＤＳ−ＣＤＭＡのようなＴＤＤシステムがある。
【０００７】
前述のように、民生用として企図されたリピータの場合は、さらなるコスト低減、設置しやすさなどを達成するために、フォームファクタが物理的に小さくなるようにリピータを製造することが好ましい。しかしながら、フォームファクタが小さいと、アンテナ同士が近接配置される可能性があり、これによって、前述のアイソレーションの問題が悪化する可能性がある。
【０００８】
同じ問題は、国際出願ＰＣＴ／ＵＳ０３／１６２０８号で開示されていて、かつ、本出願の譲受人によって共同所有されている周波数変換リピータのような周波数変換リピータに関連しており、このような周波数変換リピータでは、受信チャネルと送信チャネルとが、周波数検出変換（frequency detection and translation）方法によりアイソレートされており、これによって、第１の周波数チャネルにおいて、２つのＷＬＡＮ（ＩＥＥＥ  ８０２．１１）装置のうちの一方の装置に関連付けられているパケットを、他方の装置で使用されている第２の周波数チャネルに変換することにより、これら２つの装置同士が通信することが可能になる。周波数変換リピータは、両方のチャネルの送信を監視することと、送信が検出された場合には、第１の周波数で受信された信号を、第２の周波数で送信が行われている他方のチャネルに変換することとを行うように構成されることが可能である。問題が発生する可能性があるのは、受信機のフロントエンドに入射した送信機からの電力レベルが高すぎるために、相互変調ひずみが発生し、これがいわゆる「スペクトル再成長」をもたらす場合である。この相互変調ひずみは、場合によっては所望の受信信号の帯域内に入る可能性があり、これによって受信機のジャミング効果または感度低下が引き起こされる可能性がある。これは、周波数変換およびフィルタリングによって達成されるアイソレーションを実質的に低下させる。
【発明の概要】
【０００９】
前述の問題に鑑み、リピータの種々の実施形態は、アイソレーションを向上させ、それによって受信機感度を高め送信電力を増やすことのできる受信機、送信機、または両方の適応アンテナ構成(adaptive antenna configuration)を含む。
【００１０】
第１の実施形態によれば、リピータは、受信アンテナと、第１および第２の送信アンテナと、第１および第２の送信アンテナとそれぞれ結合された第１および第２の送信パスの第１および第２の信号のうちの少なくとも一方に重みを付ける重み付け回路と、適応アルゴリズム(adaptive algorithm)に従って重み付け回路を制御して、受信アンテナと結合された受信パスと第１および第２の送信パスとの間のアイソレーションを向上させるように構成された制御回路とを含む。
【００１１】
第２の実施形態によれば、リピータは、第１および第２の受信アンテナと、送信アンテナと、第１および第２の受信アンテナとそれぞれ結合された第１および第２の受信パスの第１および第２の信号のうちの少なくとも一方に重みを付ける重み付け回路とを含む。リピータはさらに、第１および第２の信号のうちの少なくとも一方に重みが付けられた後に、第１および第２の信号を結合して複合信号にする結合器と、適応アルゴリズムに従って重み付け回路を制御して、第１および第２の受信パスと送信アンテナと結合された送信パスとの間のアイソレーションを向上させるコントローラとを含む。
【００１２】
第３の実施形態によれば、リピータは、第１および第２の受信アンテナと結合された第１および第２の受信機と、送信アンテナと結合された送信機とを含み、第１および第２の受信機は、最初のパケット検出までは第１および第２の周波数で受信を行い、最初のパケット検出の後は同じ周波数で受信を行う。リピータはさらに、第１および第２の受信アンテナから第１および第２の信号をそれぞれ受信し、第１および第２の信号の異なる代数結合（algebraic combination）を第１および第２の受信機へ出力する方向性結合器と、第１および第２の受信機と結合されて、重み付けされた結合信号の複数の結合を計算し、計算された複数の結合から特定の結合を選択して第１および第２の受信機に付けるべき第１および第２の重みを決定するベースバンド処理モジュールとを含む。ベースバンド処理モジュールは、最適な品質メトリックを有する結合を第１および第２の重みを決定する特定の結合として選択する。この品質メトリックは、信号強度、信号対雑音比、および遅延分散のうちの少なくとも１つを含む。
【００１３】
第４の実施形態によれば、リピータは、第１および第２の受信アンテナを介して第１および第２の受信信号を受信する第１および第２の受信機と、第１および第２の送信アンテナを介して第１および第２の送信信号を送信する第１および第２の送信機と、第１および第２の受信機ならびに第１および第２の送信機と結合されたベースバンド処理モジュールとを含むことが可能である。ベースバンド処理モジュールは、重み付けされた結合受信信号の複数の結合を計算し、計算された複数の結合から特定の結合を選択して、第１および第２の受信信号に付けるべき第１および第２の受信重みを決定することと、第１および第２の送信信号に付けるべき第１および第２の送信重みを決定することとを行うように構成される。
【００１４】
ベースバンド処理モジュールはさらに、パケット受信中に受信信号強度を測定することと、測定された受信信号強度に基づいて、第１および第２の受信機と第１および第２の送信機との間のアイソレーションメトリックを決定することと、連続する重み設定に従って、第１および第２の送信重みと第１および第２の受信重みとを決定することと、適応アルゴリズムに従って、第１および第２の送信重みと第１および第２の受信重みとを調節して、第１および第２の受信機と第１および第２の送信機との間のアイソレーションメトリックを向上させることとを行うように構成される。
【００１５】
添付図面は、種々の実施形態を詳細に図示し、本発明による種々の原理および利点を説明する役割を果たす。添付図面において、類似の参照符号は各図面を通して同一要素または機能的に同等の要素を示す。添付図面は、以下の詳細説明とともに本明細書に組み込まれ、本明細書の一部をなす。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１Ａ】図１Ａは、ダイポールデュアルパッチアンテナ構成の例示的な格納器を示す図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、図１Ａの格納器の内部を示す図である。
【図２】図２は、例示的デュアルダイポールデュアルパッチアンテナ構成を示す図である。
【図３Ａ】図３Ａは、一例示的実施形態による、送信機ベースの適応アンテナ構成のブロック図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、他の例示的実施形態による、送信機ベースの適応アンテナ構成のブロック図である。
【図４】図４は、種々の例示的実施形態による、受信機ベースの適応アンテナ構成のブロック図である。
【図５】図５は、送信機ベースの適応アンテナ構成の試験に用いられた試験装置のブロック図である。
【図６】図６は、第１の試験の結果である、適応が行われないアンテナの場合の、周波数に対する利得、ならびに、周波数に対する移相を示すグラフである。
【図７】図７は、第１の試験の結果である、適応が行われたアンテナの場合の、周波数に対する利得、ならびに、周波数に対する移相を示すグラフである。
【図８】図８は、第２の試験の結果である、適応が行われないアンテナの場合の、周波数に対する利得、ならびに、周波数に対する移相を示すグラフである。
【図９】図９は、第２の試験の結果である、適応が行われたアンテナの場合の、周波数に対する利得、ならびに、周波数に対する移相を示すグラフである。
【図１０】図１０は、種々の例示的実施形態による、例示的適応アンテナ構成のブロック図である。
【発明の詳細な説明】
【００１７】
本明細書では、リピータのような無線通信ノードのための適応アンテナ構成が開示され、説明される。リピータは、たとえば、米国特許第７，２００，１３４号（Ｐｒｏｃｔｏｒら）または米国特許出願公開第２００６／００９８５９２号（Ｐｒｏｃｔｏｒら）で開示されているような周波数変換リピータ、米国特許出願公開第２００７／０１１７５１４号（Ｇａｉｎｅｙら）および米国特許第７，２３３，７７１号（Ｐｒｏｃｔｅｒら）で開示されているようなＴＤＤ（時分割複信）リピータ、ならびにＦＤＤ（周波数分割複信）リピータなどの同一周波数変換アンテナ（same frequency translation antenna）であってよい。
【００１８】
適応アンテナ構成としては、デュアル受信アンテナ、デュアル送信アンテナ、またはデュアル受信アンテナとデュアル送信アンテナの両方を含むことができる。さらに、各アンテナは、パッチアンテナ、ダイポール、または他のアンテナタイプを含む、様々なタイプであってもよい。たとえば、１つの構成の中で、１つまたは２つのダイポールアンテナと２つのパッチアンテナとを使用することが可能であり、一方のグループを無線受信に使用し、他方のグループを無線送信に使用することが可能である。この２つのパッチアンテナを、互いに平行な関係になるように配置し、それらの間に地板を配置することが可能である。この地板の一部を、パッチアンテナの一方または両方の側部より外まで延ばすことが可能である。さらに、リピータ回路を、パッチアンテナ間の地板上に配置して、このようにして雑音が最大限に除去されるように構成することが可能である。たとえば、地板またはリピータ回路基板を通る一般化結合（generalized coupling）を低減するために、別のアンテナのフィード構造への信号結合のどの部分もコモンモード結合になるようにアンテナを平衡駆動して、相殺量（cancellation）を最大化することが可能である。アイソレーションをさらに向上させ、リンク効率をさらに高めるために、パッチアンテナとダイポールアンテナとの間でアイソレーションフェンスを使用することが可能である。別の方法として、４つのアンテナをすべてパッチアンテナにして、基板の各側部に２つずつ配置することが可能である。
【００１９】
別の例として、種々の実施形態による適応アンテナ構成を実装することが可能なリピータ用ダイポールデュアルパッチアンテナ構成を、図１Ａ〜１Ｂに示す。図１Ａに示されるように、ダイポールデュアルパッチアンテナ構成を、リピータ電子回路とともに、コンパクトな格納器１００に効率的に収容することが可能である。格納器１００の構造は、二方向のうちの一方に自然に方向づけられるものであることが可能であるが、信号受信を最大化する格納器の配置方法を指示書によってユーザに伝えることも可能である。例示的ダイポールデュアルパッチアンテナ構成を図１Ｂに示す。ここでは、リピータ電子回路のプリント回路基板（ＰＣＢ）と一体であることが好ましい地板１１３を、（たとえば、隔離碍子１２０を用いて）２つのパッチアンテナ１１４および１１５の間に平行に配置する。前述のように、多くの場合のアイソレーションを向上させるために、アイソレーションフェンス１１２を使用する。
【００２０】
パッチアンテナ１１４および１１５のそれぞれは、地板１１３と平行に配置されていて、配線板などに印刷されるか、プラスチックハウジングに埋め込まれた打ち抜き金属部分から構築される。地板１１３と関連付けられたＰＣＢの平坦部分が、たとえば、ＰＣＢ上の埋め込みパターンとして構成されたダイポールアンテナ１１１を収容する。典型的には、パッチアンテナ１１４および１１５は、垂直方向に分極され、ダイポールアンテナ１１１は、水平方向に分極されている。
【００２１】
種々の実施形態による適応アンテナ構成を実装することが可能なリピータ用の例示的デュアルダイポールデュアルパッチアンテナ構成を図２に示す。デュアルダイポールデュアルパッチアンテナ構成２００は、第１および第２のパッチアンテナ２０２、２０４と、これらに挟まれたリピータ電子回路ＰＣＢ２０６とを含む。このＰＣＢの平坦部分の対向する両側部に（たとえば、隔離ガイシによって）第１および第２のダイポールアンテナ２０８、２１０が配置される。前述のアンテナ構成１００と同様に、ダイポールアンテナ２０８、２１０を、ＰＣＢ２０６上の埋め込みパターンとして構成することが可能である。
【００２２】
重ならないアンテナパターンと、対向する分極とを組み合わせることにより、デュアルダイポールデュアルパッチアンテナの受信アンテナと送信アンテナとの間で約４０ｄＢのアイソレーションを達成することが可能である。具体的には、送信機および受信機の一方が、垂直分極を有する２つのデュアル切替式パッチアンテナの１つをアクセスポイントとの通信に使用し、送信機および受信機の他方が、水平分極を有するダイポールアンテナを使用する。この方式は特に、屋内ネットワークから屋内クライアントへのリピートを企図されたリピータの場合に適切である。この場合、クライアントの方向が未知であることから、クライアントへの送信を行うアンテナのアンテナパターンは、主として全方向性であることが必要であり、そのためには、デュアルダイポールアンテナの使用が必要である。
【００２３】
代替実施形態として、構造物の外側から内側へネットワークをリピートすることを企図されたリピータの場合には、ＰＣＢの各側部でパッチアンテナを２つずつ使用する。図２において、デュアルダイポールアンテナ２０８および２１０のそれぞれを、追加のパッチアンテナに置き換える。この実施形態では、ＰＣＢの各側部にパッチアンテナが２つずつ配置され、これらの新しいパッチアンテナのそれぞれは、パッチアンテナ２０２および２０４に隣接する。この場合には、６０ｄＢを超えるアイソレーションが達成可能である。この実施形態では、２つのパッチアンテナが受信に使用され、２つのパッチアンテナが送信に使用される。この実施形態は特に、リピータが窓に配置され、「外側から内側への」リピータおよび／または「内側から外側への」リピータとして動作する状況に適している。この場合には、クライアントへの送信を行うアンテナは、クライアントの方向が一般に既知であることから指向性であり、構造物の内部の方を向くアンテナに限定される。
【００２４】
周波数変換およびチャネル選択性フィルタリングにより、さらなるアイソレーションを達成することが可能である。しかしながら、前述のように、相互変調ひずみが所望の受信信号の帯域内に入る可能性があり、これによって、受信機のジャミング効果または感度低下が引き起こされる可能性がある。これは、周波数変換およびフィルタリングによって達成されるアイソレーションを実質的に低下させる。
【００２５】
図３Ａを参照して、図２に示されたデュアルダイポールデュアルパッチアンテナ構成に実装されることが可能な送信機ベースの適応アンテナ構成３００について説明する。構成３００は、送信機３０２と、送信機出力を第１のパス３０６および第２のパス３０８に分割する無線周波数（ＲＦ）スプリッタ３０４（たとえば、ウィルキンソン分配器など）とを含む。第１のパス３０６は第１のダイポールアンテナ３１０を駆動し、第２のパス３０８は重み付け回路３１２を通る。重み付け回路３１２の出力３０９は第２のダイポールアンテナ３１４を駆動する。さらに、第１および第２のパス３０６、３０８のそれぞれのダイポールアンテナの直前に、第１および第２の電力増幅器３１６、３１８をそれぞれ配置する。代替として、スプリッタ３０４の前に電力増幅器を１つだけ配置することが可能であるが、この構成は、重み付け回路３１２での損失に起因する送信電力および効率の低下につながる可能性がある。
【００２６】
重み付け回路３１２は、第１のパス３０６の信号と比較すると、主として、第２のパス３０８の信号の重み（利得および位相）を修正する回路である。重み付け回路３１２は、たとえば、移相器３２０および可変減衰器３２２を含む。重み付け回路３１２と結合された制御回路３２４が重み付け回路３１２の適切な重み値を決定して設定する。制御回路３２４は、重み値を設定するディジタルアナログ変換器（Ｄ／Ａ）３２６と、適応アルゴリズムを実行して重み値を決定するマイクロプロセッサ３２８とを含む。
【００２７】
マイクロプロセッサ３２８で実行される適応アルゴリズムは、通常動作時にリピータから送信されるビーコンのようなメトリックを用いて重み値を決定する。たとえば、２つの周波数チャネルで動作する周波数変換リピータの場合、受信機（図示せず）は、一方のチャネルの受信信号強度を測定し、２つの送信アンテナはビーコンのような自己発生信号を送信する。この信号は、リピートされた信号が漏れて同じ受信機に戻ってきた送信信号と区別可能であるように、自己発生でなければならない。初期の、送信機から受信機へのアイソレーションの量は、（リピート中ではない）自己発生送信の間に測定される。重みは、任意の数の既知の最急降下法のような最小化適応アルゴリズム、またはＬＭＳアルゴリズムのような統計勾配（statistical gradient）ベースのアルゴリズムを用いてその後の送信の合間に調節され、これによって、初期の送信機から受信機へのアイソレーションに基づいて、送信機と受信機との間の結合を最小化する（アイソレーションを向上させる）。他の、（本明細書では重みとしている）所与のパラメータを調節し、結果として得られるメトリックを最小化する従来の適応アルゴリズムを使用することも可能である。この例では、最小化されるべきメトリックは、ビーコン信号の送信時の受信電力である。
【００２８】
代替として、送信機ベースの適応アンテナ構成３００は、図１に示されたダイポールデュアルパッチアンテナに実装される。ここで、２つのダイポールアンテナではなく２つのパッチアンテナが、電力増幅器と結合される、受信機が、１つのダイポールと結合される。重み付け回路は、図３Ａに示されたものと同様である。
【００２９】
図３Ｂを参照して、異なる２つの周波数での送受信が可能な周波数変換リピータの中に実装される送信機ベースの適応アンテナ構成３０１について簡単に説明する。このような周波数変換リピータでは、２つの周波数のいずれが送信に用いられているかに応じて、異なる重みを重み付け構造に使用しなければならない。したがって、構成３０１は、第１および第２の重みを付けるための、第１および第２のＤ／Ａ変換器３２６Ａ、３２６Ｂを含む。制御回路３２５（マイクロプロセッサ３２８）は、Ｄ／Ａ変換器３２６Ａ、３２６Ｂによる動作に先立って、どの重みを付けるかを決定する。より好ましくは、重み付け回路３１２と結合されたアナログ多重化装置３２９が、２つの周波数のいずれが送信されているかに応じて、２つの重み設定の間で、各制御電圧を切り替える。
【００３０】
図４を参照して、図２に示されたリピータ用アンテナ構成に実装される受信機ベースの適応アンテナ構成４００について説明する。構成４００は、第１および第２のパッチアンテナ４０２、４０４と方向性結合器４１０とを含み、方向性結合器４１０は、第１および第２のパッチアンテナ４０２、４０４からのパス４０６、４０８の信号Ａ、Ｂを方向性結合器４１０と結合された第１および第２の受信機４１６、４１８が信号Ａ、Ｂの異なる代数結合を受信するように結合する。この実施形態では、方向性結合器４１０は、第１および第２のパッチアンテナ４０２、４０４から信号Ａ、Ｂを受信する２つの入力ポートＡ、Ｂと、パス４１２、４１４の信号Ａ、Ｂの異なる代数結合を第１および第２の受信機４１６、４１８へ出力する２つの出力ポートＣ、Ｄを含む９０°ハイブリッド結合器である。第１および第２の受信機４１６、４１８の出力は、信号を結合して、ディジタルベースバンドでのビーム形成動作を実行するベースバンド処理モジュール４２０と結合されている。重要なのは、第１および第２の受信機４１６、４１８への結合出力が一意であることである。一意でない場合、受信機４１６、４１８の両方が同じ結合信号を受信し、検出後に、第３の一意のアンテナパターンを得る恩恵を２つの信号の代数結合から受けることがなくなる。この一意性は、指向性アンテナ（４０２、および４０４）と結合器４１０とを用いることによって確保される。この方式の利点は、第１の受信機４１６を１つの周波数に同調させ、他方の受信機４１８を別の周波数に同調させることが可能なことであるが、２つの指向性アンテナのいずれかからの信号が、信号の到来方向には関係なく、信号がどの周波数で動作しているかに応じて、いずれかの受信機で受信される。この方式には、前述のようにさらなる利点があり、それは、信号が２つの周波数の一方で検出されると、他方の受信機が、検出された周波数に戻ることである。この方式では、両方の受信機が信号検出後に同じ周波数に同調されてから、信号Ａ（４０６）およびＢ（４０８）の代数結合が信号Ｃ（４１２）およびＤ（４１４）から復元される。
【００３１】
このリピータはまた、第１および第２のダイポールアンテナ（図２を参照）と結合された第１および第２の送信機（図示せず）を含む。前述のように、パケットの検出およびリピートに先立つリピータ動作の間に、第１および第２の受信機４１６、４１８は、第１および第２の周波数で動作して、これら２つの周波数のいずれかで送信された信号の存在を検出する。たとえば、アクセスポイントからの信号パケットを検出した後、第１および第２の受信機４１６、４１８の両方が同じ周波数に同調される。ここで、第１および第２のパッチアンテナ４０２、４０４からの信号Ａ、Ｂは、方向性結合器４１０において結合されている。
【００３２】
適応アンテナ構成４００の動作を例を用いて説明する。この例では、９０°ハイブリッド結合器のポートＡの入力が−９０°移相されてポートＣから出力され、かつ、−１８０°移相されてポートＤから出力され、逆にポートＢの入力は−９０°移相されてポートＤから出力され、かつ、−１８０°移相されてポートＣから出力される。したがって、信号Ａ、Ｂが２つのポートＡおよびＢに入力された場合、出力はこれら２つの入力信号の一意の代数結合である。これら２つの出力は一意であるため、これらをベースバンド処理モジュール４２０で再結合することにより、元の信号Ａ、Ｂの任意の結合、または任意の混合を復元することが可能である。図４に示されるように、第１の受信機４１６への信号（Ｒｘ１）は、Ａを−９０°移相したものとＢを−１８０°移相したものとの和であり（これを、Ｒｘ１＝Ａ（−９０°）＋Ｂ（−１８０°）と表す）、第２の受信機４１８への信号（Ｒｘ２）は、Ａを−１８０°移相したものとＢを−９０°移相したものとの和である（これを、Ｒｘ２＝Ａ（−１８０°）＋Ｂ（−９０°）と表す）。ベースバンド処理モジュール４２０は、信号の再結合を、たとえば、式Ｒｘ１（＋９０°）＋Ｒｘ２に従って行う。この場合、再結合された信号は、Ａ（＋１８０°）＋Ｂ（−９０°）＋Ａ（−１８０°）＋Ｂ（−９０°）となり、最終的に２Ｂ（−９０°）となって、信号Ｂのアンテナパターンが実質的に復元される。
【００３３】
この構成４００は、第１および第２の受信機４１６、４１８が、リピータの検出フェーズの間に別々の周波数に同調された場合に、ほぼ全方向性のパターンを有することを可能にしている。そして、これらの受信機が検出後に同じ周波数に戻ってから、これらの信号がディジタルベースバンドでのビーム形成動作の実行のために結合される。
【００３４】
このようにして、第１および第２の受信機４１６、４１８は、その後、重み付けされ、受信機アンテナ適応を実行する。これらの重み付けは、好ましくはベースバンド処理モジュール４２０においてディジタル的に行われるが、受信機４１６および４１８においてアナログ的に行われることも可能である。適応が、ベースバンドでのディジタル重み付けとして実装されることが好ましい場合、重み付けの決定は、「ビーム形成」結合信号または重み付け結合信号を、複数の結合のかたちで同時に計算し、複数の結合のうちの最良の結合を選択することによって行われる。これは、高速フーリエ変換として、または一連の離散的重み付け（discrete weightings）のバトラーマトリックスとして、または他の任意の、一連の結合出力を生成して、これらの出力の中から「最良」のものを選択する手法として、実装されることが可能である。この「最良」は、信号強度、信号対雑音比（ＳＮＲ）、遅延分散、または他の品質メトリックに基づいてもよい。代替として、「ビーム形成」結合信号または重み付け結合信号の計算は、順次的に行われてもよい。さらに、結合は、第１および第２のパッチアンテナ４０２、４０４からの信号Ａ、Ｂの最良の結合が使用されるように、任意の重み付け比（利得および位相、等化）で行われてもよい。
【００３５】
リピータが２つの受信機および２つの送信機を使用する場合は、ある重みを受信機の１レグに付け、別の重みを送信機の１レグに付ける。この場合、送信機は、それぞれが、２つの印刷されたダイポールアンテナのいずれかに接続される。これにより、受信機から送信機へのアイソレーションを、アンテナ設計のみで可能なレベルをはるかに超えるほどに向上させるようにアンテナを適応させることによって、さらなる性能的利点を得ることが可能になる。
【００３６】
図１０は、別の適応アンテナ構成１０００のブロック図である。以下、これについて説明する。この構成１０００では、受信機パスと送信機パスの両方に重みを付けてアイソレーションを向上させる。構成１０００は、たとえば、図２に示されたアンテナ構成２００に用いられることが可能である。構成１０００は、第１および第２の受信アンテナ１００２、１００４を含み、これらはそれぞれ、受信信号を増幅する、第１および第２の低雑音増幅器（ＬＮＡ）１００６、１００８と結合されている。第１および第２の受信アンテナ１００２、１００４は、たとえば、パッチアンテナであってもよい。ＬＮＡ１００６、１００８の出力は、ハイブリッド結合器１０１０と結合されており、ハイブリッド結合器１０１０は図４に示されたハイブリッド結合器４１０と同様に構成される。ハイブリッド結合器１０１０は、第１および第２の受信機１０１２Ａ、１０１２Ｂと結合されており、これらは、ベースバンド処理モジュール１０１４と結合されている。２つの構成部分であってもよい送信機１０１６が、ベースバンド処理モジュール１０１４の出力と結合されている。送信機１０１６は、第１および第２の電力増幅器１０１８、１０２０を介して、第１および第２の送信アンテナ１０２２、１０２４と結合されている。第１および第２の送信アンテナ１０２２、１０２４は、たとえば、ダイポールアンテナであってもよい。
【００３７】
ベースバンド処理モジュール１０１４は、受信機１０１２Ａ、１０１２Ｂからのチャネルを結合する結合器１０２６(チャネル結合)と、信号をフィルタリングするディジタルフィルタ１０２８と、信号利得を調節する調節可能利得制御（ＡＧＣ）１０３０とを含む。ベースバンド処理モジュール１０１４はまた、信号レベルを検出する信号検出回路１０３２と、利得調節用パラメータを決定するＡＧＣメトリック１０３４と、マスタ制御プロセッサ１０３６を含む。ＡＧＣ１０３０からの信号は、重み素子１０４０、１０４２と、信号の変調または復調が必要であれば実行する復調器／変調器（復調  処理  変調）１０３８とに出力される。重み素子１０４０、１０４２は、重み回路３１２と同様のアナログ素子、またはディジタル素子であってもよい。重み素子１０４０、１０４２は、アップコンバート回路１０４４、１０４６と結合されており、これらの出力は、送信機１０１６と結合されている。
【００３８】
図３Ａ〜３Ｂに示された構成と比較すると、構成１０００は両方の送信機パスに対し、重み付け回路３１２によってアナログ的にのみ重みを付けるのではなく、ベースバンド処理モジュール１０１４によってディジタル的に重みを付ける。代替として、送信機パスはアナログ回路によって重みが付けられ、ベースバンド処理モジュール１０１４は受信機パスにディジタル的に重みを付ける。この場合、重み素子１０４０、１０４２は、アナログ素子であってもよい。プロセッサ１０３６は、重みを調節する適応アルゴリズムを実行することと、前述のように形成されたビームを計算することとを行うようにプログラムされることが可能である。
【００３９】
前述のように、アイソレーションを達成するためにアンテナを適応させるメトリックは、リピータが受信を行わずに送信を自己発生させている時間帯に、受信機（たとえば、信号検出回路１０３２）で送信信号を測定することに基づく。言い換えると、物理層のリピート動作は行われていなくて、信号は受信されていないが、送信機は自己発生送信を行っている。これにより、送信機から受信機へのアイソレーションの直接測定が可能になり、アイソレーションを最大化する重みの適応が可能となる。
【００４０】
本願発明者らは、いくつかの試験を実施して、種々の例示的実施形態の適応アンテナ構成によってアイソレーションの向上が達成されることを実証した。図５は、適応アンテナ構成の試験に用いられた試験装置のブロック図である。図１Ｂに示されたものと同様のダイポールパッチアレイ５０４の性能データを取得するために、ネットワークアナライザ５０２を使用した。具体的には、ネットワークアナライザ５０２の出力が、スプリッタ５０６と結合されている。スプリッタ５０６の第１の出力が、連続して直列に接続されている可変利得５０８および可変移相器５１０で構成される重み回路と結合されている。スプリッタ５０６の他方の出力は、遅延５１２および９ｄＢ減衰器５１４と結合され、これらは、第１のパスで発生した遅延および信号損失を補償して、パスを均衡させる。可変移相器５１０の出力は、ダイポールパッチアレイ５０４の第１のパッチアンテナを駆動し、９ｄＢ減衰器の出力は、ダイポールパッチアレイ５０４の第２のパッチアンテナを駆動する。ダイポールパッチアレイ５０４のダイポールアンテナが、結合された送信を受信し、ネットワークアナライザ５０２の入力と結合されている。
【００４１】
図６〜７は、アンテナアレイ５０４の物理的近傍であって信号散乱物体がほとんどない場所で、重み付け回路（適応）がないダイポールパッチアレイと、重み付け回路（適応）があるダイポールパッチアレイとについて、２．３６ＧＨｚ（マーカ１）および２．４０ＧＨｚ（マーカ２）におけるパス損失を測定した結果を示す。これらの結果は、位相および利得の設定を調節することにより、特定周波数におけるアイソレーションの実質的制御が達成されることを示している。具体的には、図６のマーカ１が、適応が行われていない場合のＳ２１のパス損失が−４５ｄＢであることを示しており、図７のマーカ１が、可変位相および可変利得の調節が行われた後のパス損失が−７１ｄＢであることを示している。結果として、アイソレーションが２６ｄＢ向上している。図６のマーカ２は、適応が行われていない場合のＳ２１のパス損失が−４７ｄＢであることを示しており、図７のマーカ２は、可変位相および可変利得の調節が行われた後のパス損失が−５７ｄＢであることを示している。結果として、アイソレーションが１０ｄＢ向上している。さらに、これら２つのマーカは、周波数が約４０ＭＨｚ離れているが、等化器を用いることにより、広帯域化されることが可能である。所望の信号の帯域幅が２〜４ＭＨｚしかない場合は、等化を行わなくても、２５ｄＢを超えるアイソレーションの向上を達成することが可能である。
【００４２】
図８〜９は、金属板の近くで、重み付け回路（適応）がないダイポールパッチアレイと、重み付け回路（適応）があるダイポールパッチアレイとについて、２．３６ＧＨｚ（マーカ１）および最初（first）２．４０ＧＨｚ（マーカ２）におけるパス損失を再度測定した結果を示す。この金属板は、信号散乱物体として動作することと、適応方式を用いない場合に達成されるアイソレーションの効果が信号反射によって減じられる最悪の動作環境を提供することを意図されている。これらの結果も、位相および利得の設定を調節することにより、特定周波数におけるアイソレーションの実質的制御が達成されることを示している。具体的には、図８のマーカ１および２が、適応が行われていない場合のＳ２１のパス損失が−４２ｄＢおよび−４１．９ｄＢであることを示している。図９のマーカ１および２は、可変位相および可変利得の調節が行われた後のパス損失が−５５ｄＢおよび−５１ｄＢであることを示している。結果として、アイソレーションが、２．３６ＧＨｚでは１３ｄＢ向上しており、２．４０ＧＨｚでは９ｄＢ向上している。さらに、２つのマーカの間では、アイソレーションが約２０ｄＢ向上している。
【００４３】
位相および利得の調節の過程および有限性により、相殺量が限定されることに留意されたい。より高い精度およびレンジを企図して設計された構成部分を用いれば、著しく大きな相殺量の達成が期待される。さらに、適応の実行にマイクロプロセッサを用いると、より最適な相殺量が可能になる。最後に、別々の調節が可能な周波数に依存する利得および位相の調節器（等化器）を用いると、より広い帯域幅の相殺が可能になる。
【００４４】
いくつかの実施形態によれば、たとえば、複数入力複数出力（ＭＩＭＯ）環境またはシステムで使用される前述の複数の指向性アンテナまたはアンテナペアと複数の全方向性または擬似全方向性アンテナのような、複数のアンテナモジュールを、同一リピータ内または同一装置内に構築することが可能である。これらと同じアンテナ手法を、ある周波数でダウンリンクが行われ、別の周波数でアップリンクが行われるＦＤＤベースのシステムのような、複数周波数のリピータに用いることが可能である。
【００４５】
本開示は、本発明による種々の実施形態を作成および使用する方法を説明することを意図しており、本発明の真の、企図された、適正な範囲および精神を限定することを意図するものではない。前述の記載は、包括的であることも、本発明を開示された形態そのものに限定することも意図していない。前述の教示に照らして、修正または変形が可能である。以上の実施形態は、本発明の原理とこれの実用的応用の最良の例示を提供すること、ならびに、当業者が、本発明を、種々の実施形態において、かつ、考えられる具体的な用途に適した様々な修正を施して利用することを可能にすることのために選択され、記載されている。このような修正および変形のすべてが、本発明の範囲に含まれる。前述の各種回路は、実装の必要に応じて、ディスクリート回路として実装されたり、集積回路として実装されたりすることが可能である。さらに、本発明の一部が、当業者であれば理解されるようにソフトウェアなどのかたちで実装されることが可能であり、本明細書の記載内容に対応する方法として実施されることが可能である。
以下に本願発明の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［１］
無線通信ネットワーク用のリピータであって、受信アンテナと第１および第２の送信アンテナとを含み、
前記第１および第２の送信アンテナとそれぞれ結合された第１および第２の送信パスの第１および第２の信号のうちの少なくとも一方に重みを付ける重み付け回路と、
適応アルゴリズムに従って前記重み付け回路を制御して、前記受信アンテナと結合された受信パスと前記第１および第２の送信パスとの間のアイソレーションを向上させるように構成された制御回路と、
を備えるリピータ。
［２］
前記重み付け回路は、前記第１および第２の信号のうちの前記少なくとも一方の位相を調節する可変移相器を含む、［１］に記載のリピータ。
［３］
前記第１および第２の送信パスで自己発生信号を送信する送信機と、
パケット受信中に受信信号強度を測定する受信機と、
をさらに備え、
前記制御回路はさらに、少なくとも前記測定された受信信号強度に基づいて、前記受信パスと前記第１および第２の送信パスとの間の初期アイソレーションメトリックを決定し、前記適応アルゴリズムに従って、前記重み付け回路を制御して前記重みを調節するように構成され、前記適応アルゴリズムは、前記自己発生信号の前記受信信号強度を最小化することを含む、［１］に記載のリピータ。
［４］
前記コントローラは、前記重み回路の重み値を設定するディジタルアナログ変換器と、前記適応アルゴリズムに基づいて前記ディジタルアナログ変換器を制御するマイクロプロセッサと、を含む、［１］に記載のリピータ。
［５］
前記リピータは第１および第２の周波数での送信および受信が可能な周波数変換リピータであり、前記リピータはさらに、前記重み付け回路と結合され、前記第１および第２の周波数のいずれが送信されているかに応じて前記重み付け回路を第１の重み設定と第２の重み設定との間で切り替えるアナログ多重化装置を備える、［１］に記載のリピータ。
［６］
前記リピータは第１および第２の周波数での送信および受信が可能な周波数変換リピータであり、前記コントローラは、前記第１および第２の周波数のいずれが送信されているかに応じて、前記重み付け回路を第１の重み設定と第２の重み設定との間で切り替える、［１］に記載のリピータ。
［７］
前記リピータはＴＤＤ（時分割複信）リピータであって、前記無線通信ネットワークは、Ｗｉ−Ｆｉ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ−Ｆｉｄｅｌｉｔｙ）ネットワーク、およびＷｉ−ＭＡＸ（Ｗｏｒｌｄｗｉｄｅ  Ｉｎｔｅｒｏｐｅｒａｂｉｌｉｔｙ  ｆｏｒ  Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ  Ａｃｃｅｓｓ）ネットワークのうちのいずれかである、［１］に記載のリピータ。
［８］
前記リピータはＦＤＤ（周波数分割複信）リピータであって、前記無線通信ネットワークは、セルラー方式ネットワーク、ＧＳＭ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ  ｆｏｒ  Ｍｏｂｉｌｅ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ）ネットワーク、ＣＤＭＡ（符号分割多元接続）ネットワーク、および３Ｇ（第３世代）ネットワークのうちのいずれかである、［１］に記載のリピータ。
［９］
前記受信アンテナはダイポールアンテナであり、前記第１および第２の送信アンテナは第１および第２のパッチアンテナである、［１］に記載のリピータ。
［１０］
前記リピータは同じ周波数で、前記第１および第２の送信パスで送信を行い、前記受信パスで受信を行う同一周波数リピータである、［１］に記載のリピータ。
［１１］
送信機と、
前記送信機と結合されて、前記送信機の出力を、前記第１および第２の送信パスの前記第１および第２の信号に分割する無線周波数（ＲＦ）スプリッタと、
をさらに備える、［１］に記載のリピータ。
［１２］
前記重み付け回路は、前記第１および第２の信号のうちの前記少なくとも一方の利得を調節する可変減衰器を含む、［１］に記載のリピータ。
［１３］
送信機をさらに備え、前記送信機は、前記送信機と結合されて、前記送信機の出力を前記第１および第２の送信パスの前記第１および第２の信号に分割する無線周波数（ＲＦ）スプリッタと、前記重み付け回路と、を含む、［１］に記載のリピータ。
［１４］
無線通信ネットワーク用のリピータであって、第１および第２の受信アンテナと、送信アンテナとを含み、
前記第１および第２の受信アンテナとそれぞれ結合された第１および第２の受信パスの第１および第２の信号のうちの少なくとも一方に重みを付ける重み付け回路と、
前記第１および第２の信号のうちの少なくとも一方に前記重みが付けられた後に、前記第１および第２の信号を結合して複合信号にする結合器と、
適応アルゴリズムに従って前記重み付け回路を制御して、前記第１および第２の受信パスと前記送信アンテナと結合された送信パスとの間のアイソレーションを向上させるコントローラと、
を備えるリピータ。
［１５］
前記重み付け回路は、前記第１および第２の信号のうちの前記一方の位相を調節する可変移相器と、前記第１および第２の信号のうちの前記一方の利得を調節する可変減衰器と、のうちの一方を含む、［１４］に記載のリピータ。
［１６］
自己発生信号を送信する送信機をさらに備え、
前記結合器はさらに、パケット受信中に前記複合信号の受信信号強度を測定するように構成され、
前記制御回路はさらに、前記測定された受信信号強度に基づいて、前記結合器の出力と前記送信機との間のアイソレーションメトリックを決定することと、連続する重み設定に対して測定された初期アイソレーションメトリックに従って前記重み付け回路を制御することとを行うように構成され、前記適応アルゴリズムは、前記自己発生信号の前記受信信号強度と前記アイソレーションメトリックとを最小化するように前記重みを調節することを含む、［１４］に記載のリピータ。
［１７］
前記コントローラは、前記重み付け回路によって付けられる前記重みの重み値を設定するディジタルアナログ変換器と、前記適応アルゴリズムに基づいて前記ディジタルアナログ変換器を制御するマイクロプロセッサと、を含む、［１４］に記載のリピータ。
［１８］
無線通信ネットワーク用の周波数変換リピータであって、第１および第２の受信アンテナと結合されて、最初のパケット検出までは第１および第２の周波数で受信を行い、前記最初のパケット検出の後は同じ周波数で受信を行う、第１および第２の受信機と、送信アンテナと結合された送信機と、を含み、
前記第１および第２の受信アンテナから第１および第２の信号をそれぞれ受信し、前記第１および第２の信号の異なる代数結合を前記第１および第２の受信機へ出力する方向性結合器と、
前記第１および第２の受信機と結合されて、重み付けされた結合信号の複数の結合を計算し、前記計算された複数の結合から特定の結合を選択して、前記第１および第２の受信機に付けるべき第１および第２の重みを決定するベースバンド処理モジュールと、
を備えるリピータ。
［１９］
前記ベースバンド処理モジュールは、最適な品質メトリックを有する結合を前記第１および第２の重みを決定する特定の結合として選択し、前記品質メトリックは、信号強度、信号対雑音比、および遅延分散のうちの少なくとも１つを含む、［１８］に記載のリピータ。
［２０］
前記第１および第２の受信アンテナは、第１および第２のパッチアンテナであり、前記方向性結合器は、前記第１および第２のパッチアンテナから前記第１および第２の信号を受信する２つの入力ポートと、前記第１および第２の信号の前記異なる代数結合を出力する２つの出力ポートとを含む９０°ハイブリッド結合器であり、これによって、前記第１および第２の受信機は、それぞれが、実質的に全方向性である、結合されたアンテナパターンを有する、［１８］に記載のリピータ。
［２１］
前記第１および第２の受信アンテナは、第１および第２のパッチアンテナであり、前記ベースバンド処理モジュールは、前記第１および第２の受信機に付けるべき前記第１および第２の重みを決定する特定の結合を選択し、これによって、実質的に、前記第１および第２のパッチアンテナからの前記第１および第２の信号のうちの一方が前記第１および第２の受信機において受信され、前記第１および第２の信号のうちの他方が相殺される、［１８］に記載のリピータ。
［２２］
前記ベースバンド処理モジュールは、前記第１の信号または前記第２の信号の利得および位相を調節することによって前記第１および第２の重みを付ける、［１８］に記載のリピータ。
［２３］
無線通信ネットワーク用のリピータであって、
第１および第２の受信アンテナを介して第１および第２の受信信号を受信する第１および第２の受信機と、
第１および第２の送信アンテナを介して第１および第２の送信信号を送信する第１および第２の送信機と、
前記第１および第２の受信機、ならびに前記第１および第２の送信機と結合されたベースバンド処理モジュールと、
を備え、前記ベースバンド処理モジュールは、
前記第１および第２の受信信号に付けるべき第１および第２の受信重みを決定し、
前記第１および第２の送信信号に付けるべき第１および第２の送信重みを決定するように構成された、リピータ。
［２４］
前記ベースバンド処理モジュールはさらに、適応アルゴリズムに基づいて前記第１および第２の送信重みと前記第１および第２の受信重みとを決定するように構成された、［２３］に記載のリピータ。
［２５］
前記第１および第２の送信機は、自己発生信号を送信し、前記ベースバンド処理モジュールはさらに、
パケット受信中に自己発生信号の受信信号強度を測定し、
前記自己発生信号の前記測定された受信信号強度に基づいて、前記第１および第２の受信機と前記第１および第２の送信機との間のアイソレーションメトリックを決定し、
連続する重み設定に従って、前記第１および第２の送信重みと前記第１および第２の受信重みとを決定し、
前記第１および第２の受信機と前記第１および第２の送信機との間の前記アイソレーションメトリックを向上させるために、前記適応アルゴリズムに従って、前記第１および第２の送信重みと前記第１および第２の受信重みとを調節するように構成された、［２３］に記載のリピータ。
［２６］
前記ベースバンド処理モジュールはさらに、前記第１および第２の受信信号の一方の周波数と、前記第１および第２の送信信号の一方の周波数とに基づいて、前記第１および第２の送信重みを調節するように構成された、［２３］に記載のリピータ。
［２７］
前記第１および第２の送信アンテナは、プリント回路基板の同じ面の対向する側部に配置された第１および第２のダイポールアンテナであり、前記第１および第２の受信アンテナは、前記プリント回路基板の対向する面に配置された第１および第２のパッチアンテナである、［２３］に記載のリピータ。
［２８］
前記第１および第２の送信パスで自己発生信号を送信する送信機と、
パケット受信中に受信信号強度を測定する受信機と、をさらに備え、
前記制御回路はさらに、少なくとも前記測定された受信信号強度に基づいて、前記受信パスと前記第１および第２の送信パスとの間の初期アイソレーションメトリックを決定し、前記適応アルゴリズムに従って、前記重み付け回路を制御して前記重みを調節するように構成され、前記適応アルゴリズムは、前記自己発生信号の前記受信信号強度を最小化することを含み、前記自己発生信号は、既に受信された信号から導出される、［１］に記載のリピータ。
［２９］
前記第１および第２の送信パスで自己発生信号を送信する送信機と、
パケット受信中に受信信号強度を測定する受信機と、をさらに備え、
前記制御回路はさらに、少なくとも前記測定された受信信号強度に基づいて、前記受信パスと前記第１および第２の送信パスとの間の初期アイソレーションメトリックを決定し、前記適応アルゴリズムに従って、前記重み付け回路を制御して前記重みを調節するように構成され、前記適応アルゴリズムは、前記自己発生信号の前記受信信号強度を最小化することを含み、前記自己発生信号は、既に受信された信号と関連しない、［１］に記載のリピータ。
［３０］
自己発生信号を送信する送信機をさらに備え、
前記結合器はさらに、パケット受信中に前記複合信号の受信信号強度を測定するように構成され、
前記制御回路はさらに、前記測定された受信信号強度に基づいて、前記結合器の出力と前記送信機との間のアイソレーションメトリックを決定し、連続する重み設定に対して測定された初期アイソレーションメトリックに従って前記重み付け回路を制御するように構成され、前記適応アルゴリズムは、前記自己発生信号の前記受信信号強度と前記アイソレーションメトリックとを最小化するように前記重みを調節することを含み、前記自己発生信号は、既に受信された信号から導出される、［１４］に記載のリピータ。
［３１］
自己発生信号を送信する送信機をさらに備え、
前記結合器はさらに、パケット受信中に前記複合信号の受信信号強度を測定するように構成され、
前記制御回路はさらに、前記測定された受信信号強度に基づいて、前記結合器の出力と前記送信機との間のアイソレーションメトリックを決定し、連続する重み設定に対して測定された初期アイソレーションメトリックに従って前記重み付け回路を制御するように構成され、前記適応アルゴリズムは、前記自己発生信号の前記受信信号強度と前記アイソレーションメトリックとを最小化するように前記重みを調節することを含み、前記自己発生信号は、既に受信された信号と関連しない、［１４］に記載のリピータ。
［３２］
前記自己発生信号は、既に受信された信号から導出される、［２５］に記載のリピータ。
［３３］
前記自己発生信号は、既に受信された信号と関連しない、［２５］に記載のリピータ。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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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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