(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
伝送デバイスであって、
データを含む通信信号を受信する通信インターフェース、
前記通信インターフェースに結合され、少なくとも１つの選択された電磁（ＥＭ）モードに応じて前記データを搬送するように前記通信信号に基づいて電磁波を生成する送受信機、及び
前記送受信機に結合され、前記電磁波を受信して表面を有する伝送媒体に結合するように構成されたカプラであって、該カプラが、導電リング及び前記伝送媒体を囲むテーパカラーを含み、前記導電リングが前記電磁波を前記テーパカラーに誘導し、前記テーパカラーが、前記少なくとも１つの選択されたＥＭモードを介して前記伝送媒体に沿う伝搬のために前記伝送媒体によって誘導されるように前記電磁波を結合し、前記少なくとも１つの選択されたＥＭモードが、前記伝送媒体の外表面によって誘導される非基本ＥＭモードを含み、前記非基本ＥＭモードが、水滴形成の予想される向きに対応する前記伝送媒体に対するアジマス配向において極小を有するＥＭ界パターンを生成する、カプラ
を備える伝送デバイス。
【請求項２】
前記カプラが、前記導電リングと誘電体を含む前記伝送媒体との間にギャップを形成する、請求項１に記載の伝送デバイス。
【請求項３】
前記テーパカラーが誘電体を含む、請求項１に記載の伝送デバイス。
【請求項４】
前記非基本ＥＭモードがカットオフ周波数を有し、前記電磁波のキャリア周波数が前記カットオフ周波数に基づいて選択される、請求項１に記載の伝送デバイス。
【請求項５】
前記キャリア周波数がマイクロ波周波数帯域内にある、請求項４に記載の伝送デバイス。
【請求項６】
前記少なくとも１つの選択されたＥＭモードが、前記非基本ＥＭモード、基本ＥＭモード並びに前記非基本ＥＭモード及び前記基本ＥＭモードを含む合成モードを含む複数のＥＭモードから選択される、請求項１に記載の伝送デバイス。
【請求項７】
前記伝送媒体が絶縁ジャケットを含み、前記電磁波が前記絶縁ジャケットの外表面に沿う伝搬のために前記伝送媒体によって誘導される、請求項１に記載の伝送デバイス。
【請求項８】
通信インターフェースを介して、データを含む通信信号を受信するステップ、
送受信機によって、少なくとも１つの選択された電磁（ＥＭ）モードに応じて前記データを搬送するように前記通信信号に基づいて電磁波を生成するステップ、及び
前記送受信機に結合されたカプラを介して、前記電磁波を受信して表面を有する伝送媒体に結合するステップであって、前記カプラが、導電リング及び前記伝送媒体を囲むテーパカラーを含み、前記導電リングが前記電磁波を前記テーパカラーに誘導し、前記テーパカラーが、前記少なくとも１つの選択されたＥＭモードを介して前記伝送媒体に沿う伝搬のために前記伝送媒体によって誘導されるように前記電磁波を結合し、前記少なくとも１つの選択されたＥＭモードが、前記伝送媒体の外表面によって誘導される非基本ＥＭモードを含み、前記非基本ＥＭモードが、水滴形成の予想される向きに対応する前記伝送媒体に対するアジマス配向において極小を有するＥＭ界パターンを生成する、ステップ
を備える方法。
【請求項９】
前記カプラが、前記導電リングと誘電体を含む前記伝送媒体との間にギャップを形成する、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記テーパカラーが誘電体を含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
前記非基本ＥＭモードがカットオフ周波数を有し、前記電磁波のキャリア周波数が前記カットオフ周波数に基づいて選択される、請求項８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、２０１５年２月２０日出願の米国特許出願第１４／６２７３２２号の優先権を主張する。上記の内容が、ここにすべて説明されるかのように本願に参照によりここに取り込まれる。
【０００２】
本開示は、通信ネットワークにおけるマイクロ波伝送を介した通信に関する。
【背景技術】
【０００３】
スマートフォン及び他の可搬デバイスがますます偏在的となるにつれて、データ使用量は増加し、同様に、マクロセル基地局デバイス及び既存の無線インフラは、増加した要求に対処するのに高い帯域幅を必要とする。更なる移動体帯域幅を提供するために、マイクロセル及びピコセルが従来のマクロセルよりも一層小さな領域にカバレッジを与えつつ、スモールセルの配備が進んでいる。
【図面の簡単な説明】
【０００４】
【図１】図１は、ここに記載される種々の形態による誘導波通信システムの例示の非限定的な実施形態を示すブロック図である。
【図２】図２は、ここに記載される種々の形態による誘電体導波路カプラの例示の非限定的な実施形態を示すブロック図である。
【図３】図３は、ここに記載される種々の形態による誘電体導波路カプラの例示の非限定的な実施形態を示すブロック図である。
【図４】図４は、ここに記載される種々の形態による誘電体導波路カプラの例示の非限定的な実施形態を示すブロック図である。
【図５ａ】図５ａは、ここに記載される種々の形態による誘電体導波路カプラ及び送受信機の例示の非限定的な実施形態を示すブロック図である。
【図５ｂ】図５ｂは、ここに記載される種々の形態による誘電体導波路カプラ及び送受信機の例示の非限定的な実施形態を示すブロック図である。
【図６】図６は、ここに記載される種々の形態によるデュアル誘電体導波路カプラの例示の非限定的な実施形態を示すブロック図である。
【図７】図７は、ここに記載される種々の形態による双方向誘電体導波路カプラの例示の非限定的な実施形態を示すブロック図である。
【図８】図８は、ここに記載される種々の形態による双方向誘電体導波路カプラの例示の非限定的な実施形態を示すブロック図を示す。
【図９】図９は、ここに記載される種々の形態による双方向中継器システムの例示の非限定的な実施形態を示すブロック図を示す。
【図１０】図１０は、ここに記載される誘電体導波路カプラを用いた送波の送信のための方法の例示の非限定的な実施形態のフロー図を示す。
【図１１】図１１は、ここに記載される種々の形態によるコンピューティング環境の例示の非限定的な実施形態のブロック図である。
【図１２】図１２は、ここに記載される種々の形態によるモバイルネットワークプラットフォームの例示の非限定的な実施形態のブロック図である。
【図１３】図１３は、ここに記載される種々の形態によるカプラの例示の非限定的な実施形態を示す図である。
【図１４】図１４は、ここに記載される種々の形態によるカプラの例示の非限定的な実施形態を示す図である。
【図１５】図１５は、ここに記載される種々の形態による誘導波通信システムの例示の非限定的な実施形態を示すブロック図である。
【図１６】図１６は、ここに記載される種々の形態による伝送デバイスの例示の非限定的な実施形態を示すブロック図である。
【図１７】図１７は、ここに記載される種々の形態による電磁分布の例示の非限定的な実施形態を示す図である。
【図１８】図１８は、ここに記載される種々の形態による種々の電磁分布の例示の非限定的な実施形態を示す図である。
【図１９】図１９は、ここに記載される種々の形態による種々の電磁分布の例示の非限定的な実施形態を示す図である。
【図２０ａ】図２０ａは、ここに記載される種々の形態による伝送媒体の例示の非限定的な実施形態を示す図である。
【図２０ｂ】図２０ｂは、ここに記載される種々の形態による伝送媒体の例示の非限定的な実施形態を示す図である。
【図２１】図２１は、ここに記載される種々の形態による伝送デバイスの例示の非限定的な実施形態のブロック図である。
【図２２】図２２は、ここに記載されるキャリア周波数を選択する方法の例示の非限定的な実施形態のフロー図を示す。
【発明を実施するための形態】
【０００５】
図面を参照して１以上の実施形態がここに記載され、全体を通じて同様の要素に言及するのに同様の符号が使用される。以降の説明において、説明の便宜上、種々の実施形態の完全な理解を与えるために多数の詳細を説明する。しかし、種々の実施形態がこれらの詳細なしに（そして何らかの特定のネットワーク化された環境又は標準に適用することなしに）実施され得ることは明らかである。
【０００６】
ネットワーク接続を追加の基地局デバイスに与えるために、コアネットワークセル（例えば、マイクロセル及びマクロセル）をコアネットワークのネットワークデバイスにリンクさせるバックホールネットワークがそれに対応して拡張する。同様に、ネットワーク接続を分散アンテナシステムに与えるために、基地局デバイス及びそれらの分散アンテナをリンクする拡張された通信システムが望ましい。代替、増設又は追加のネットワーク接続を可能とするのに誘導波通信システムが提供されてもよいし、単一配線伝送配線（例えば、電線）として動作し、導波路として動作し、及び／又はあるいは電磁波の伝送を誘導するように動作する配線などの配線上で誘導波（例えば、表面波）通信を送信及び／又は受信するのに導波路結合システムが提供されてもよい。
【０００７】
一実施形態では、導波路結合システムにおいて利用される導波路カプラは誘電体材料又は他の低損失絶縁体（例えば、テフロン（登録商標）、ポリエチレンなど）から構成されていてもよいし、導電性（例えば、金属、非金属など）材料又は前述の材料の任意の組合せで構成されていてもよい。詳細な説明全体を通じて「誘電体導波路」への言及は、説明の目的のためであり、実施形態が専ら誘電体材料で構成されることを限定するものではない。他の実施形態では、他の誘電体又は絶縁材料が可能である。例示の実施形態から逸脱することなく様々な伝送媒体が誘導波通信で利用され得ることが分かるはずである。そのような伝送媒体の例は、以下の：単独又は１以上の組合せのいずれかにおいて、絶縁若しくは非絶縁及び単線撚り若しくは複線撚りの配線；配線束、ケーブル、ロッド、レール、パイプを含む他の形状若しくは構成の導体；誘電体パイプ、ロッド、レール若しくは他の誘電体部材などの非導体；導体及び誘電体材料の組合せ；又は他の誘導波伝送媒体の１以上を含み得る。
【０００８】
本開示の一実施形態は、伝送配線を囲むテーパカラーを含むカプラを含む。同軸出射器が、伝送配線を囲み、テーパカラーに電磁波を誘導する。テーパカラーは、伝送配線の外表面に沿って伝搬するように電磁波を結合する。
【０００９】
本開示の一実施形態は、データを含む通信信号を受信する通信インターフェースを含む伝送デバイスを含む。送受信機が、少なくとも１つの選択電磁（ＥＭ）モードに応じてデータを搬送するように第１の通信信号に基づいて電磁波を生成する。カプラが、電磁波を受信して外表面を有する伝送媒体に結合するように構成される。カプラは、伝送媒体を囲む導電リング及びテーパカラーを含む。導電リングは、電磁波をテーパカラーに誘導する。テーパカラーは、少なくとも１つの選択ＥＭモードを介して伝送媒体の外表面に沿って伝搬するように電磁波を結合する。
【００１０】
本開示の一実施形態は、アジマス配向において極小となる電磁（ＥＭ）界パターンを有する非基本モードに応じてデータを搬送するように電磁波を生成するステップを含む方法に向けられる。方法は、伝送媒体の水滴形成の予想される向きに配列する所望の向きなどの、伝送媒体に対して所望の向きで伝送媒体の外表面を伝搬するように電磁波を結合するステップをさらに含む。
【００１１】
ここに開示される種々の実施形態は、配線から誘導波（例えば、電磁波である表面波通信）の送波を出射及び抽出するための導波路結合システムに関する。波長が機器のサイズと比較して小さいものとなり得るミリ波周波数（例えば、３０〜３００ＧＨｚ）又は低いマイクロ波周波数（例えば、３〜３０ＧＨｚ）において、送波は、一片若しくは一本の誘電体材料又は他のカプラなどの導波路によって誘導される波動として伝搬することができる。誘導波の電磁界構造は、導波路の内部及び／又は外部に存在し得る。この導波路が配線（例えば、電線又は他の伝送線）に近接されると、誘導波の少なくとも一部分が導波路から分離して配線に結合し、配線の表面に対する表面波などの誘導波として伝搬し続ける。
【００１２】
例示の実施形態によると、表面波は、配線の表面によって誘導される誘導波の一種であり、配線の外部若しくは外表面、又は異なる特性（例えば、誘電特性）を有する他のタイプの媒体に隣接若しくは露出した配線の他の表面を含み得る。実際に、例示の実施形態では、表面波を誘導する配線の表面は、２つの異なるタイプの媒体間の転移表面となり得る。例えば、裸配線又は非絶縁配線の場合、配線の表面は、空気又は自由空間に露出した裸配線又は非絶縁配線の外側又は外部導電表面となり得る。他の例として、配線の表面は、絶縁配線の場合、絶縁体、空気及び／又は導電体の特性（例えば、誘電特性）の相対差に応じて、さらに誘導波の周波数及び単数又は複数の伝搬モードに応じて、配線の絶縁体部分に対応する配線の導体部分であってもよいし、あるいは空気又は自由空間に露出した配線の絶縁体表面であってもよいし、あるいは配線の絶縁体表面と配線の絶縁体部分に対応する配線の導電部分との間の任意の材料領域であってもよい。
【００１３】
例示の実施形態によると、表面波などの誘導波は、自由空間／空気を介した無線送波又は配線の導電体を介した電力若しくは信号の従来的な伝搬と対比され得る。実際に、例示の実施形態によると、ここに記載される表面波又は誘導波システムとともに、従来の電力又は信号は依然として配線の導電体を介して伝搬又は伝送可能であるものの、誘導波（表面波及び他の電磁波を含む）が配線の表面を伝搬し、又はそれに対して伝送され得る。実施形態では、表面波は、表面波を誘導するよう作用する線、配線又は伝送媒体の主に又は実質的に外部にある電場構造（例えば、電磁界構造）を有し得る。
【００１４】
例示の実施形態によると、配線に沿ってかつ配線の外表面周辺で伝搬する電磁波が、配線付近の導波路に沿って伝搬する他の電磁波によって誘起される。電磁波の誘起は、電気回路の一部として配線を介して投入あるいは伝送される何らかの電位、電荷又は電流から独立していてもよい。配線における小電流が配線に沿う電磁波の伝搬に応じて形成され得るが、これは配線表面に沿う電磁波の伝搬に起因し得るものであり、電気回路の一部として配線に投入された電位、電荷又は電流に応じて形成されないことが分かるはずである。したがって、配線上を伝搬する電磁波は、配線表面に沿って伝搬するのに回路を必要としない。したがって、配線は、回路の一部ではない単一配線伝送線である。また、ある実施形態では、配線は必要ではなく、電磁波は配線ではない単一線伝送媒体に沿って伝搬し得る。
【００１５】
例示の実施形態によると、誘導波（例えば、表面波）に関連して使用される用語である配線に「対して」とは、配線又は他の伝送媒体の少なくとも部分的に周囲に円形又は略円形電場分布（例えば、電界、磁界、電磁界など）を有する基本波伝搬モード及び他の誘導波を含み得る。さらに、誘導波が配線又は他の伝送媒体に「対して」伝搬する場合、それは、基本波伝搬モード（例えば、０次モード）だけでなく、追加的又は代替的に、高次誘導波モード（例えば、１次モード、２次モードなど）、配線若しくは他の伝送媒体の周囲の非円形電場分布を有する非対称モード及び／又は他の誘導（例えば、表面）波などの他の非基本波伝搬モードを含む波動伝搬モードに従ってそうすることができる。
【００１６】
例えば、そのような非円形電場分布は、比較的高い電場強度によって特徴付けられる１以上の軸ローブ及び／又は比較的低い電場強度、ゼロ電場強度若しくは実質的にゼロの電場強度によって特徴付けられる１以上のヌル若しくは極小を有するヌル領域の片側又は両側となり得る。また、あるいは、例示の実施形態によると、配線の周囲のアジマス配向の１以上の領域がアジマス配向の１以上の他の領域よりも高い電界又は磁界強度（又はその組合せ）を有するように、電場分布が、配線の周囲のアジマス配向の関数として変化し得る。誘導波が配線に沿って伝搬するにつれて波動高次モード又は非対称モードの相対位置が変化し得ることが分かるはずである。
【００１７】
ここで図１に、誘導波通信システム１００の例示の非限定的な実施形態のブロック図を示す。誘導波通信システム１００は、伝送デバイス、カプラ又は結合モジュールが使用され得る例示の環境を示す。
【００１８】
誘導波通信システム１００は、マクロセルサイト１０２又は他のネットワーク接続に通信可能に結合された１以上の基地局デバイス（例えば、基地局デバイス１０４）を含む分散アンテナシステムであればよい。基地局デバイス１０４は、有線（ファイバ及び／又はケーブル）によって、又は無線（例えば、マイクロ波無線）接続によってマクロセルサイト１０２に接続されることができる。マクロセルサイト１０２などのマクロセルはモバイルネットワークへの専用接続を有し、基地局デバイス１０４はマクロセルサイト１０２の接続を共有及び／あるいは使用することができる。基地局デバイス１０４は、電柱１１６に搭載され、又は取り付けられることができる。他の実施形態では、基地局デバイス１０４は、変圧器の付近及び／又は電力線付近の他の適した場所にあればよい。
【００１９】
基地局デバイス１０４は、移動体デバイス１２２及び１２４に対するモバイルネットワークへの接続を促進することができる。電柱１１８及び１２０上又はその付近にそれぞれ搭載されたアンテナ１１２及び１１４は、基地局デバイス１０４からの信号を受信し、それらの信号を移動体デバイス１２２及び１２４に対して、アンテナ１１２及び１１４が基地局デバイス１０４又はその付近に位置していたとした場合よりも一層広い領域にわたって伝送することができる。
【００２０】
なお、図１は簡略化のために１つの基地局デバイスを有する３本の電柱を示す。他の実施形態では、電柱１１６がより多くの基地局デバイスを有していてもよく、分散アンテナとともに１以上の電柱が可能である。
【００２１】
誘電体導波路結合デバイス１０６などの伝送デバイスは、信号を基地局デバイス１０４からアンテナ１１２及び１１４に、電柱１１６、１１８及び１２０を接続する電線又は電力線を介して伝送することができる。信号を伝送するために、無線源及び／又はカプラ１０６は、基地局デバイス１０４からの（周波数混合を介した）信号をアップコンバートし、あるいは基地局デバイス１０４からの信号を、マイクロ波又はミリ波周波数帯域における少なくとも１つのキャリア周波数を有するマイクロ波又はミリ波帯域信号に変換し、誘電体導波路結合デバイス１０６は、電線又は他の配線に沿って伝搬する誘導波（例えば、表面波又は他の電磁波）として伝搬するミリ波帯域波を出射する。電柱１１８において、誘電体導波路結合デバイス１０８などの他の伝送デバイスは、誘導波を受信し（選択的に、それを必要に応じて又は所望により増幅して、それを受信してそれを再生成するデジタル中継器として動作することができ）、それを誘導波（例えば、表面波又は他の電磁波）として電線又は他の配線に転送することができる。誘電体導波路結合デバイス１０８はまた、ミリ波帯域誘導波からの信号を抽出し、それを元のセルラ帯域周波数（例えば、１．９ＧＨｚ又は他の規定セルラ周波数）又は他のセルラ（又は非セルラ）帯域周波数まで周波数低減あるいは変換することができる。アンテナ１１２は、低減された信号を移動体デバイス１２２に伝送する（例えば、無線送信する）ことができる。処理は、必要に応じて又は所望により、誘電体導波路結合デバイス１１０、アンテナ１１４及び移動体デバイス１２４などの他の伝送デバイスによって反復可能である。
【００２２】
移動体デバイス１２２及び１２４からの送波はまた、それぞれアンテナ１１２及び１１４によって受信され得る。誘電体導波路結合デバイス１０８及び１１０上の中継器はセルラ帯域信号をマイクロ波又はミリ波帯域に周波数上昇し、あるいは変換し、その信号を誘導波（例えば、表面波又は他の電磁波）の送波として電力線を介して基地局デバイス１０４に伝送することができる。
【００２３】
例示の実施形態では、システム１００はダイバシティ経路を採用することができ、電柱１１６、１１８及び１２０の間に２以上の電線又は他の配線（例えば、電柱１１６と電柱１２０の間の２以上の配線）が架橋され、基地局１０４からの冗長送波が誘導波として電線又は他の配線の表面を伝送される。電線又は他の配線は絶縁されていても絶縁されていなくてもよく、結合デバイスは、伝送損失をもたらす環境条件に応じて絶縁若しくは非絶縁の電線又は他の配線から選択的に信号を受信することができる。選択は、配線の信号対ノイズ比の測定値に基づき、又は特定される気象／環境条件（例えば、湿度計、天気予報など）に基づいていればよい。システム１００でのダイバシティ経路の使用によって、代替の経路付け能力、負荷バランス、増加した負荷の取扱い、同時双方向又は対称通信、拡散スペクトル通信などが可能となる（より詳細については図８を参照）。
【００２４】
なお、図１における誘電体導波路結合デバイス１０６、１０８及び１１０の使用は例示のみのものであり、他の実施形態では他の使用が可能である。例えば、誘電体導波路結合デバイスは、バックホール通信システムにおいて使用され、基地局デバイスにネットワーク接続を与えることができる。誘電体導波路結合デバイスは、誘導波通信を絶縁又は非絶縁の配線上で伝送することが望ましい多くの環境で使用されることができる。誘電体導波路結合デバイスは、高電圧を搬送し得る配線との接触がなく、又は物理的及び／若しくは電気的接触が限られているため、他の結合デバイスよりも改善されたものとなる。誘電体導波路結合デバイスがあれば、装置は、それが配線に電気的に接触しない限り、配線から離して配置され（例えば、配線から離隔され）及び／又は配線上に配置されることができ、誘電体が絶縁体として作用し、安価、容易及び／又は簡素な設置が可能となる。一方、前述のように、特に、配線が電話網、ケーブルテレビネットワーク、ブロードバンドデータサービス、ファイバ光通信システム、又は低電圧を採用し若しくは絶縁された伝送線を有する他のネットワークに対応する構成では、導電性又は非誘電カプラが採用され得る。
【００２５】
また、例示の実施形態では基地局デバイス１０４及びマクロセルサイト１０２を示すが、他のネットワーク構成が同様に可能である。例えば、アクセスポイント又は他の無線ゲートウェイなどのデバイスが同様の態様で採用されて、無線ローカルエリアネットワーク、無線パーソナルエリアネットワーク、又は８０２．１１プロトコル、ＷＩＭＡＸプロトコル、ＵｌｔｒａＷｉｄｅｂａｎｄプロトコル、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）プロトコル、Ｚｉｇｂｅｅプロトコル若しくは他の無線プロトコルなどの通信プロトコルによって動作する他の無線ネットワークなどの他のネットワークの範囲を拡張することができる。
【００２６】
ここで図２に、ここに開示される種々の形態による誘電体導波路結合システム２００の例示の非限定的な実施形態のブロック図を示す。システム２００は、誘電体導波路２０４の導波路表面に対して誘導波として伝搬する波動２０６を有する誘電体導波路２０４を備える。例示の実施形態では、誘電体導波路２０４は湾曲しており、ここに記載するように誘電体導波路２０４と配線２０２の間の結合を促進するために誘電体導波路２０４の少なくとも一部分が配線２０２の付近に配置され得る。誘電体導波路２０４は、湾曲した誘電体導波路２０４の一部分が配線２０２に平行又は実質的に平行となるように配置され得る。配線に平行となる誘電体導波路２０４の部分が、曲線の頂点に、又は曲線の接線が配線２０２に平行となる任意の点となり得る。誘電体導波路２０４がそれにより位置決め又は配置される場合、誘電体導波路２０４に沿って伝搬する波動２０６は、配線２０２に少なくともある程度結合し、配線２０２の配線表面の周囲に又はそれを中心にかつ配線２０２に沿って長手方向に誘導波２０８として伝搬する。他のタイプの誘導波２０８も例示の実施形態を逸脱することなく同様に対応可能であるが、誘導波２０８は表面波又は他の電磁波として特徴付けられ得る。配線２０２に結合しない波動２０６の一部は、誘電体導波路２０４に沿って波動２１０として伝搬する。誘電体導波路２０４は、配線２０２に対する波動２０６の結合又は非結合の所望レベルを実現するように配線２０２に関して様々な位置において構成及び配置され得ることが分かるはずである。例えば、ワイヤ２０２に平行又は実質的に平行で誘電体導波路２０４の曲率及び／又は長さ、そしてその離隔距離（例示の実施形態では離隔距離なしを含み得る）は、例示の実施形態から逸脱することなく変化し得る。同様に、配線２０２に対する誘電体導波路２０４の配置は、配線２０２及び誘電体導波路２０４のそれぞれの内在的特性（例えば、厚さ、組成、電磁特性など）、そして波動２０６及び２０８の特性（例えば、周波数、エネルギーレベルなど）を考慮して変わり得る。
【００２７】
誘導波２０８は、配線２０２が湾曲及び屈曲したとしても配線２０２に平行又は実質的に平行な方向に伝搬する。配線２０２における曲げによって伝送損失が増加し、それは配線径、周波数及び材料にも依存する。誘電体導波路２０４の寸法が有効な電力伝達のために選択される場合、電力は波動２１０にはほとんど残らずに、波動２０６の電力の大部分が配線２０２に伝達される。誘導波２０８は（ここに記載される）性質上それでも複数モードとなり、基本伝送モードを伴って又は伴わずに、配線２０２に平行又は実質的に平行な経路に沿って伝搬しつつ、非基本又は非対称となるモードを有することが分かるはずである。例示の実施形態では、非基本又は非対称のモードは、伝送損失を最小化させ、及び／又は増加した伝搬距離を得るのに利用され得る。
【００２８】
なお、平行という用語は、一般に現実のシステムにおいて厳密に実現可能ではないこともある幾何学的構成概念である。したがって、本開示で利用される平行という用語は、本開示で開示される実施形態を説明するのに使用される場合に、厳密な構成ではなく、近似を表す。例示の実施形態では、実質的に平行とは、全ての寸法において真の平行の３０度以内である近似を含み得る。
【００２９】
例示の実施形態では、波動２０６は、１以上の波動伝搬モードを示し得る。誘電体導波路モードは、誘電体導波路２０４の形状及び／又は設計に依存し得る。波動２０６の１以上の誘電体導波路モードは、配線２０２に沿って伝搬する誘導波２０８の１以上の波動伝搬モードを生成し、それに影響を及ぼし、又はそれに悪影響を与え得る。例示の実施形態では、配線２０２上の波動伝搬モードは、波動２０６及び２０８の双方がそれぞれ誘電体導波路２０４及び配線２０２の外側に対して伝搬するので、誘電体導波路モードと同様となり得る。ある実施形態では、波動２０６が配線２０２に結合するので、誘電体導波路２０４と配線２０２の間の結合に起因して、モードが形態を変化させ得る。例えば、誘電体導波路２０４及び配線２０２のサイズ、材料及び／又はインピーダンスにおける相違が、誘電体導波路モードに存在しない追加のモードを形成し、及び／又は誘電体導波路モードの一部を抑制し得る。波動伝搬モードは、小さな電界及び／又は電磁界しか伝搬の方向に拡がらず、誘導波が配線に沿って伝搬しつつ電界及び磁界が放射状に外向きに拡がる基本横電磁モード（準ＴＥＭ００）を備え得る。この誘導波モードはドーナツ状となり、誘電体導波路２０４又は配線２０２内には少しの電磁界しか存在しない。波動２０６及び２０８は、電場が放射状に外向きに拡がる基本ＴＥＭモードを備え、他の非基本（例えば、非対称、高次レベルなどの）モードも備え得る。特定の波動伝搬モードを上述したが、採用される周波数、誘電体導波路２０４の設計、配線２０２の寸法及び組成、そしてその表面特性、その選択的絶縁、周囲環境の電磁特性などに基づいて、横電界（ＴＥ）及び縦磁界（ＴＭ）モードなどの他の波動伝搬モードも同様に可能である。なお、周波数、配線２０２の電気的及び物理的特性並びに生成される特定の波動伝搬モードに応じて、誘導波２０８は、酸化非絶縁配線、非酸化非絶縁配線、絶縁配線の導電表面に沿って、及び／又は絶縁配線の絶縁表面に沿って伝搬し得る。
【００３０】
例示の実施形態では、誘電体導波路２０４の直径は、配線２０２の直径よりも小さい。使用されるマイクロ波又はミリ帯域波長について、誘電体導波路２０４は、波動２０６を構成する単一の導波路モードに対応する。この単一の導波路モードは、それが配線２０２に表面波２０８として結合するにつれて変化し得る。誘電体導波路２０４がより大きいとした場合、２以上の導波路モードが支持され得るが、これら追加の導波路モードは配線２０２に効率的には結合することはなく、より高い結合損失が生じ得る。ただし、ある代替の実施形態では、例えば、より高い結合損失が望ましい場合、あるいは結合損失を低減する他の技術（例えば、テーパとのインピーダンス整合など）と併用される場合に、誘電体導波路２０４の直径は配線２０２の直径以上であってもよい。
【００３１】
例示の実施形態では、波動２０６及び２０８の波長は、誘電体導波路２０４及び配線２０２の外周と同等かそれ未満である。一例において、配線２０２が０．５ｃｍの直径及び対応する約１．５ｃｍの外周を有する場合、送波の波長は約１．５ｃｍ以下であり、これは２０ＧＨｚ以上の周波数に対応する。他の実施形態では、送波及び搬送波信号の適切な周波数は、３０〜１００ＧＨｚの範囲、おそらくは約３０〜６０ＧＨｚ、一例では約３８ＧＨｚである。例示の実施形態では、誘電体導波路２０４及び配線２０２の外周が送波の波長と同等かそれより大きい場合、波動２０６及び２０８は、ここに記載する種々の通信システムに対応する充分な距離を介して伝搬する基本及び／又は非基本（対称及び／又は非対称）モードを含む複数の波動伝搬モードを示し得る。したがって、波動２０６及び２０８は、２以上のタイプの電界及び磁界構成を備え得る。例示の実施形態では、誘導波２０８が配線２０２を伝搬しても、電界及び磁界構成は配線２０２の端部から端部まで同じとなる。他の実施形態では、誘導波２０８が干渉に衝突し、又は伝送損失に起因してエネルギーを失うので、誘導波２０８が配線２０２を伝搬するにつれて電界及び磁界構成が変化し得る。
【００３２】
例示の実施形態では、誘電体導波路２０４は、ナイロン、テフロン、ポリエチレン、ポリアミド又は他のプラスチックで構成され得る。他の実施形態では、他の誘電体材料が可能である。配線２０２の配線表面は、無被覆の金属表面による金属製であってもよいし、プラスチック、誘電体、絶縁体又は他のシースを用いて絶縁されていてもよい。例示の実施形態では、誘電体あるいは非導電性／絶縁導波路は、無被覆／金属製配線又は絶縁配線のいずれかと対とされていてもよい。他の実施形態では、金属製及び／又は導電性の導波路が、無被覆／金属製配線又は絶縁配線と対とされていてもよい。例示の実施形態では、配線２０２の無被覆金属表面上の（例えば、酸素／空気への無被覆金属表面の露出からもたらされる）酸化層はまた、絶縁体又はシースによって提供されるものと同様の絶縁又は誘電特性を与えることができる。
【００３３】
なお、波動２０６、２０８及び２１０の図示は、例えば単一配線伝送線として動作する配線２０２において波動２０６が誘導波２０８を誘起あるいは出射する原理を単に説明するために開示される。波動２１０は、誘導波２０８の生成後に誘電体導波路２０４に残る波動２０６の部分を示す。そのような波動伝搬の結果として生成される実際の電界及び磁界は、採用される周波数、特定の単一又は複数の波動伝搬モード、誘電体導波路２０４の設計、配線２０２の寸法及び組成、そしてその表面特性、その選択的絶縁、周囲環境の電磁特性などに応じて変化し得る。
【００３４】
なお、誘電体導波路２０４は、誘電体導波路２０４の終端に、波動２１０からの残りの放射又はエネルギーを吸収することができる終端回路又はダンパー２１４を含み得る。終端回路又はダンパー２１４は、送信機回路２１２に反射して戻る波動２１０からの残存の放射を防止及び／又は最小化することができる。例示の実施形態では、終端回路又はダンパー２１４は、インピーダンス整合を行って反射を減衰させる終端抵抗及び／又は他の構成要素を含み得る。ある実施形態では、結合効率が充分に高く及び／又は波動２１０が充分に小さい場合、終端回路又はダンパー２１４を使用しなくてもよい。簡略化のために、これらの送信機及び終端回路又はダンパー２１２及び２１４は他の図面には図示されていないが、それらの実施形態において、送信機及び終端回路又はダンパーがおそらくは使用され得る。
【００３５】
また、単一の誘導波２０８を生成する単一の誘電体導波路２０４が提示されるが、配線２０２に沿う異なる点に及び／又は配線に対して異なる軸配向で配置された複数の誘電体導波路２０４が同一若しくは異なる周波数で、同一若しくは異なる位相で、及び／又は同一若しくは異なる波動伝搬モードで複数の誘導波２０８を生成及び受信するのに採用され得る。単一又は複数の誘導波２０８は、位相シフトキーイング、周波数シフトキーイング、直交振幅変調、振幅変調、マルチキャリア変調などの変調技術を介して、及び周波数分割多重化、時分割多重化、符号分割多重化、波動伝搬モードを異ならせること並びに他の変調及びアクセス戦略を介する多重化などのマルチアクセス技術を介してデータを伝達するように変調され得る。
【００３６】
ここで図３に、ここに記載される種々の形態による誘電体導波路結合システム３００の例示の非限定的な実施形態のブロックを示す。システム３００は、誘電体導波路３０４、及び配線３０２の配線表面に対して誘導波として伝搬する波動３０６を有する配線３０２を備えるカプラを実装する。例示の実施形態では、波動３０６は、表面波又は他の電磁波として特徴付けられ得る。
【００３７】
例示の実施形態では、誘電体導波路３０４は、湾曲し、あるいは曲率を有し、湾曲誘電体導波路３０４の一部分が配線３０２に平行又は実質的に平行となるように配線３０２付近に配置され得る。配線に平行な誘電体導波路３０４の一部分は、曲線の頂点又は曲線の接線が配線３０２に平行となる任意の点となり得る。誘電体導波路３０４が配線付近にある場合、配線３０２に沿って伝搬する誘導波３０６は誘電体導波路３０４に結合して誘電体導波路３０４に対して誘導波３０８として伝搬し得る。誘電体導波路３０４に結合しない誘導波３０６の一部は、配線３０２に沿って誘導波３１０（例えば、表面波又は他の電磁波）として伝搬する。
【００３８】
配線３０２及び誘電体導波路３０４が湾曲及び屈曲したとしても、誘導波３０６及び３０８は、それぞれ配線３０２及び誘電体導波路３０４に平行なままである。曲げによって伝送損失が増加し、それは配線径、周波数及び材料にも依存する。誘電体導波路３０４の寸法が有効な電力伝達のために選択される場合、誘導波３０６のエネルギーの大部分が誘電体導波路３０４に結合され、誘導波３１０にほとんど残らない。
【００３９】
例示の実施形態では、受信機回路は波動３０８を受信するために誘電体導波路３０４の端部に配置され得る。終端回路は、誘電体導波路３０４に結合する誘導波３０６と反対方向に伝搬する誘導波を受信するために、誘電体導波路３０４の対向端部に配置され得る。したがって、終端回路は、受信機回路によって受信される反射を防止及び／又は最小化することになる。反射が小さい場合には、終端回路はなくてもよい。
【００４０】
なお、表面波３０６の選択された偏波が誘導波２０８として誘電体導波路３０４に結合されるように構成され得る。例えば、誘導波３０６がそれぞれの偏波とともに誘導波又は波動伝搬モードから構成される場合、誘電体導波路３０４は、選択された偏波の１以上の誘導波を受信するように構成され得る。したがって、誘電体導波路３０４に結合する誘導波３０８は、選択された偏波の１以上に対応する誘導波の組であり、さらに誘導波３１０は選択された偏波に一致しない誘導波を備え得る。
【００４１】
誘電体導波路３０４は、誘電体導波路３０４が配置された配線３０２の周囲の角度／回転（カプラの軸配向）及び誘導波の電場構造の軸パターンに基づいて特定の偏波の誘導波を受信するように構成され得る。例えば、カプラが誘導波を水平アクセスに沿って供給するように配向され、かつ誘導波３０６が水平に偏向される（すなわち、誘導波の電場構造が水平軸に集中する）場合、誘導波３０６の大部分は波動３０８として誘電体導波路に伝達する。他の事例では、誘電体導波路３０４が配線３０２の周りに９０度回転される場合、誘導波３０６からのエネルギーの大部分は誘導波３１０として配線に結合されたままとなり、わずかな部分しか波動３０８として配線３０２に結合されないことになる。
【００４２】
なお、波動３０６、３０８及び３１０は、明細書において図３及び他の図面において３個の丸印を用いて示される。これらの印は、概略的な誘導波を示すのに使用され、波動３０６、３０８及び３１０が必ずしも円偏波あるいは円配向されることを示唆するものではない。実際に、波動３０６、３０８及び３１０は、電場が放射状に外向きに拡がる基本ＴＥＭモードを備えることも、他の非基本（例えば、高次レベルなどの）モードを備えることもある。これらのモードは、同様に性質上、非対称（例えば、放射状、左右対称、三角形、四角形）となり得る。
【００４３】
また、配線を介した誘導波通信は全二重であってもよく、双方向に同時の通信が可能となる。一方向に伝搬する波動は、反対方向に伝搬する波動を通過し得る。電磁界は、波動に適用される重ね合せの原理によって特定の点で短時間に打ち消され得る。反対方向に伝搬する波動は、他方の波動がそこに存在しないかのように伝搬するが、観察者に対する合成効果は定在波パターンとなり得る。誘導波が相互に通過して重ね合せの状態ではなくなると、干渉が弱まる。誘導波（例えば、表面波又は他の電磁波）が導波路に結合して配線から離れるにつれて、他の誘導波（例えば、表面波又は他の電磁波）に起因するいずれの干渉も減少する。例示の実施形態では、誘導波３０６（例えば、表面波又は他の電磁波）が誘電体導波路３０４に近づくにつれて、配線３０２上を左から右に伝搬する他の誘導波（例えば、表面波又は他の電磁波）（不図示）が通過して局部的干渉をもたらす。誘導波３０６が波動３０８として誘電体導波路３０４に結合して配線３０２から離れるにつれて、通過する誘導波のいずれの干渉も弱まる。
【００４４】
なお、電磁波３０６、３０８及び３１０の図示は、誘導波３０６が誘電体導波路３０４上に波動３０８を誘起あるいは出射する原理を単に示すように提示される。誘導波３１０は、波動３０８の生成後に配線３０２に残存する誘導波３０６の部分を示す。そのような誘導波伝搬の結果として生成される実際の電界及び磁界は、誘電体導波路の形状及び／又は設計、配線に対する誘電体導波路の相対位置、採用される周波数、誘電体導波路３０４の設計、配線３０２の寸法及び組成、そしてその表面特性、その選択的絶縁、周囲環境の電磁特性などの１つ以上に応じて変化し得る。
【００４５】
ここで図４に、ここに記載される種々の形態による誘電体導波路結合システム４００の例示の非限定的な実施形態のブロック図を示す。システム４００は、誘電体導波路４０４の導波路表面に対して誘導波として伝搬する波動４０６を有する誘電体導波路４０４を備えるカプラを実装する。例示の実施形態では、誘電体導波路４０４は湾曲し、誘電体導波路４０４の一端は配線４０２に緊結、固定あるいは機械的に結合され得る。誘電体導波路４０４の端部が配線４０２に固定される場合、誘電体導波路４０４の端部は配線４０２に平行又は実質的に平行となる。代替的に、固定又は結合部が配線４０２に平行又は実質的に平行となるように、端部を超える誘電体導波路の他の部分が配線４０２に固定又は結合され得る。結合デバイス４１０は、誘電体導波路４０４から分離され、又は誘電体導波路４０４の一体化された構成要素として構成されるナイロンケーブル紐又は他のタイプの非導電性／誘電体材料であればよい。他の実施形態では、誘電体導波路４０４は、カプラと配線４０２の間のエアギャップを残し、配線４０２から機械的に結合されなくてもよい。誘電体導波路４０４は、配線４０２を囲むことなく配線４０２に隣接し得る。
【００４６】
誘電体導波路４０４が端部を配線４０２に平行にして配置される場合、誘電体導波路４０４に沿って伝搬する誘導波４０６は配線４０２に結合し、配線４０２の配線表面に対して誘導波４０８として伝搬する。例示の実施形態では、誘導波４０８は、表面波又は他の電磁波として特徴付けられ得る。
【００４７】
なお、波動４０６及び４０８の図示は、波動４０６が、例えば単一配線伝送線として動作する配線４０２上で誘導波４０８を誘起あるいは出射する原理を単に示すように提示される。そのような波動伝搬の結果として生成される実際の電界及び磁界は、誘電体導波路の形状及び／又は設計、配線に対する誘電体導波路の相対位置、採用される周波数、誘電体導波路４０４の設計、配線４０２の寸法及び組成、そしてその表面特性、その選択的絶縁、周囲環境の電磁特性などの１つ以上に応じて変化し得る。
【００４８】
例示の実施形態では、結合効率を増加させるために、誘電体導波路４０４の端部は、配線４０２に向かってテーパ状となる。実際に、本開示の例示の実施形態によると、誘電体導波路４０４の端部のテーパ化は、インピーダンス整合を配線４０２に与えることができる。例えば、図４に示すように波動４０６と波動４０８の間の所望のレベルの結合を得るために、誘電体導波路４０４の端部は徐々にテーパ状となっていてもよい。
【００４９】
例示の実施形態では、結合デバイス４１０は、結合デバイス４１０と誘電体導波路４０４の端部との間に短い誘電体導波路４０４が存在するように配置され得る。最大結合効率は、結合デバイス４１０を超える誘電体導波路４０４の端部の長さが、どのような周波数が伝送されていても、少なくとも数波長分の長さである場合に実現されるが、より短い長さも可能である。
【００５０】
ここで図５Ａに、ここに記載される種々の形態による誘電体導波路カプラ及び送信機システム５００（ここではまとめてシステム５００という）の例示の非限定的な実施形態のブロック図を示す。システム５００は、波動（例えば、誘電体導波路５０２への誘導波５０４）を出射及び受信する送信機／受信機デバイス５０６を備える。誘導波５０４は、通信インターフェース５０１によって基地局５２０、移動体デバイス５２２又は建造物５２４に対して送受信される信号を搬送するのに使用され得る。通信インターフェース５０１は、システム５００の一体化部分となり得る。代替的に、通信インターフェース５０１は、システム５００に繋ぎ留められてもよい。通信インターフェース５０１は、種々の無線シグナリングプロトコル（例えば、ＬＴＥ，ＷｉＦｉ、ＷｉＭＡＸ、ＩＥＥＥ８０２．ｘｘなど）のいずれかを利用して基地局５２０、移動体デバイス５２２又は建造物５２４とインターフェースするための無線インターフェースを備え得る。通信インターフェース５０１はまた、基地局５２０又は建造物５２４に信号を送信するためのファイバ光学線、同軸ケーブル、撚線対又は他の適切な有線媒体などの有線インターフェースを備え得る。システム５００が中継器として機能する実施形態については、通信インターフェース５０１はなくてもよい。
【００５１】
通信インターフェース５０１の出力信号（例えば、Ｔｘ）は、周波数ミキサ５１０において局部発振器５１２によって生成されたミリ波搬送波に合成され得る。周波数ミキサ５１０は、ヘテロダイン技術又は通信インターフェース５０１からの出力信号を周波数シフトする他の周波数シフト技術を用いることができる。例えば、通信インターフェース５０１及びそこから送信される信号は、ロングタームエボリューション（ＬＴＥ）無線プロトコル又は他の無線３Ｇ、４Ｇ、５Ｇ若しくはより高いレベルの音声及びデータプロトコル、Ｚｉｇｂｅｅ、ＷＩＭＡＸ、ＵｌｔｒａＷｉｄｅｂａｎｄ若しくはＩＥＥＥ８０２．１１無線プロトコル又は他の無線プロトコルに従ってフォーマットされた直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）信号などの変調信号であればよい。例示の実施形態では、この周波数変換はアナログ領域で実行可能であり、結果として周波数シフトは、基地局５２０、移動体デバイス５２２又は建造物内デバイス５２４が用いる通信プロトコルのタイプにかかわらず実行可能である。新たな通信技術が開発されるにつれて、通信インターフェース５０１はアップグレード又は交換され、周波数シフト及び送信装置が残り、アップグレードを簡略化することができる。そして、搬送波は、電力増幅器（「ＰＡ」）５１４に送信され、ダイプレクサ５１６を介して送信機／受信機デバイス５０６を介して送出され得る。
【００５２】
通信インターフェース５０１に向けられた送信機／受信機デバイス５０６からの受信信号は、ダイプレクサ５１６を介して他の信号から分離され得る。そして、送波は、増幅のための低ノイズ増幅器（「ＬＮＡ」）５１８に送出され得る。周波数ミキサ５２１は、局部発振器５１２からの補助とともに、（ある実施形態ではミリ波帯域又は約３８ＧＨｚである）送波を本来の周波数に低下させることができる。そして、通信インターフェース５０１は入力ポート（Ｒｘ）において送波を受信することができる。
【００５３】
一実施形態では、送信機／受信機デバイス５０６は円筒形若しくは非円筒形金属（例えば、一実施形態では空洞であるが、必ずしも寸法通りに描かれていない）又は他の導電性若しくは非導電性導波路を含み、誘電体導波路５０２の端部は、送信機／受信機デバイス５０６が送波を生成する場合に誘導波が誘電体導波路５０２に結合して誘電体導波路５０２の導波路表面に対して誘導波５０４として伝搬するように、導波路又は送信機／受信機デバイス５０６内又はその付近に配置されていればよい。ある実施形態では、誘導波５０４は、ある程度は誘電体導波路５０２の外表面上を、ある程度は誘電体導波路５０２の内部を伝搬し得る。他の実施形態では、誘導波５０４は、実質的又は完全に誘電体導波路５０２の外表面を伝搬し得る。さらに他の実施形態では、誘導波５０４は、実質的又は完全に誘電体導波路５０２の内部を伝搬し得る。この後者の実施形態では、誘導波５０４は、図４の配線４０２などの伝送媒体に結合するための誘電体導波路５０２の端部（図４に示すテーパ状端部など）で放射し得る。同様に、誘導波５０４が（配線から誘電体導波路５０２に結合されて）入来する場合には、誘導波５０４は送信機／受信機デバイス５０６に入射して円筒形導波路又は導電性導波路に結合する。送信機／受信機デバイス５０６は独立した導波路を含むものとして示されるが、独立した導波路なしに、導波路５０２上の誘導波を誘起するのに、アンテナ、キャビティ共振器、クライストロン、マグネトロン、進行波管又は他の照射要素が採用され得る。
【００５４】
一実施形態では、誘電体導波路５０２は、そこに金属あるいは導電性材料を有することなく、全体として誘電体材料（又は他の適切な絶縁材料）で構成され得る。誘電体導波路５０２は、ナイロン、テフロン、ポリエチレン、ポリアミド、他のプラスチック、又は非導電性であってそのような材料の外表面上に少なくともある程度電磁波の伝送を促進するのに適した他の材料で構成され得る。他の実施形態では、誘電体導波路５０２は、導電性／金属のコアを含み、外部誘電体表面を有し得る。同様に、誘電体導波路５０２によって誘起される電磁波を伝搬するために、又は誘電体導波路５０２に電磁波を供給するために誘電体導波路５０２に結合する伝送媒体は、全体としてそこに金属あるいは導電性材料を有しない誘電体材料（又は他の適切な絶縁材料）から構成され得る。
【００５５】
なお、図５Ａは送信機／受信機デバイス５０６の開口が誘電体導波路５０２よりも非常に広いことを示すが、これは寸法通りではなく、他の実施形態では、誘電体導波路５０２の幅は空洞の導波路の開口と同等であるか又は若干小さい。また、図示していないが、一実施形態では、送信機／受信機デバイス５０６に挿入される導波路５０２の端部は、反射を減少させて結合効率を増加させるためにテーパ化される。
【００５６】
送信機／受信機デバイス５０６は通信インターフェース５０１に通信可能に結合されてもよいし、代替的に、送信機／受信機デバイス５０６は図１に示す１以上の分散アンテナ１１２及び１１４に通信可能に結合されてもよい。他の実施形態では、送信機／受信機デバイス５０６は、バックホールネットワークのための中継器システムの部分を備え得る。
【００５７】
誘電体導波路５０２への結合の前に、送信機／受信機デバイス５０６によって生成される誘導波の１以上の導波路モードは、誘導波５０４の１以上の波動伝搬モードを誘起する誘電体導波路５０２に結合し得る。誘導波５０４の波動伝搬モードは、中空金属導波路と誘電体導波路との特性の相違に起因して中空金属導波路モードとは異なり得る。例えば、誘導波５０４の波動伝搬モードは基本横電磁モード（準ＴＥＭ００）を備え、小さな電界及び／又は磁界しか伝搬方向に拡がらず、誘導波は誘電体導波路５０２に沿って伝搬しながら電界及び磁界は誘電体導波路５０２から放射状に外向きに拡がる。基本横方向電磁モード波動伝搬モードは、中空の導波路内部には存在しないこともある。したがって、送信機／受信機デバイス５０６によって用いられる中空金属導波路モードは、誘電体導波路５０２の波動伝搬モードに効果的かつ効率的に結合し得る導波路モードである。
【００５８】
送信機／受信機デバイス５０６及び誘電体導波路５０２の他の構成又は組合せが可能であることが分かるはずである。例えば、誘電体導波路５０２’が、図５Ｂの符号５００’によって図示される送信機／受信機デバイス５０６’（不図示の対応する回路）の中空金属導波路の外表面に関して接して、又は（ギャップを有して、又はギャップなく）平行に配置され得る。符号５００’によって示されない他の実施形態では、誘電体導波路５０２’が、誘電体導波路５０２’の軸が送信機／受信機デバイス５０６’の中空金属導波路の軸に同軸配列されずに、送信機／受信機デバイス５０６’の中空金属導波路の内部に配置され得る。これらの実施形態のいずれかにおいて、送信機／受信機デバイス５０６’によって生成された誘導波は、誘電体導波路５０２’の表面に結合して、基本モード（例えば、対称モード）及び／又は非基本モード（例えば、非対称モード）を含む誘電体導波路５０２’上で誘導波５０４’の１以上の波動伝搬モードを誘起することができる。
【００５９】
一実施形態では、誘導波５０４’は、誘電体導波路５０２’の外表面の一部及び誘電体導波路５０２’の内部の一部を伝搬することができる。他の実施形態では、誘導波５０４’は、実質的又は完全に誘電体導波路５０２’の外表面上を伝搬することができる。さらに他の実施形態では、誘導波５０４’は、実質的又は完全に誘電体導波路５０２’の内部を伝搬することができる。この後者の実施形態では、誘導波５０４’は、図４の配線４０２などの伝送媒体に結合するために（図４に示すテーパ端などの）誘電体導波路５０２’の端部で放射し得る。
【００６０】
他の構成の送信機／受信機デバイス５０６が可能であることがさらに分かるはずである。例えば、符号５００’’として図５Ｂに示す送信機／受信機デバイス５０６’’（不図示の対応する回路）の中空金属導波路は、誘電体導波路５０２を用いることなく図４の配線４０２などの伝送媒体の外表面に対して接して、又は（ギャップを有して、又はギャップなく）平行に配置され得る。この実施形態では、送信機／受信機デバイス５０６’’によって生成された誘導波は、配線４０２の表面に結合して、基本モード（例えば、対称モード）及び／又は非基本モード（例えば、非対称モード）を含む配線４０２上の誘導波４０８の１以上の波動伝搬モードを誘起することができる。他の実施形態では、配線４０２は、誘電体導波路５０２を用いることなく配線４０２の軸が中空金属導波路の軸に対して同軸に（又は同軸でなく）配列されるように、送信機／受信機デバイス５０６’’’（不図示の対応する回路）の中空金属導波路の内部に位置決めされ得る−図５Ｂの符号５００’ ’ ’を参照。この実施形態では、送信機／受信機デバイス５０６’’’によって生成される誘導波が配線４０２の表面に結合して、基本モード（例えば、対称モード）及び／又は非基本モード（例えば、非対称モード）を含む配線上の誘導波４０８の１以上の波動伝搬モードを誘起することができる。
【００６１】
５００’’及び５００’’’の実施形態では、誘導波４０８は、配線４０２の外表面上の一部及び配線４０２の内部の一部を伝搬することができる。他の実施形態では、誘導波４０８は、実質的に又は完全に配線４０２の外表面上を伝搬し得る。配線４０２は、素導体又は絶縁外表面を有する導体であればよい。
【００６２】
ここで図６に、ここに記載される種々の形態によるデュアル誘電体導波路結合システム６００の例示の非限定的な実施形態を示すブロック図を示す。例示の実施形態では、結合モジュールが、誘導波６０８を受信するために配線６０２の周囲に位置決めされた２以上の誘電体導波路（例えば、６０４及び６０６）とともに示される。例示の実施形態では、誘導波６０８は、表面波又は他の電磁波として特徴付けられ得る。例示の実施形態では、誘導波６０８を受信するのに１つの誘電体導波路で充分である。その場合、誘導波６０８は、誘電体導波路６０４に結合し、誘導波６１０として伝搬する。誘導波６０８の電場構造が種々の外部要因に起因して配線６０２の周囲で振動又は波動する場合には、誘電体導波路６０６が、誘導波６０８が誘電体導波路６０６に結合するように配置され得る。ある実施形態では、配線６０２の周囲で振動又は回転し、異なる軸配向で誘起され、又は例えばローブ及び／若しくはヌル又は配向依存の他の非対称性を有する非基本モード若しくはより高次のモードを有する誘導波を受信するために、４本以上の誘電体導波路が配線６０２の一部分の周りに例えば９０度で又は相互に他の間隔で配置され得る。ただし、例示の実施形態から逸脱することなく配線６０２の一部分の周囲に配置される４本未満の又は４本より多い誘電体導波路があってもよいことが分かるはずである。また、ある例示の実施形態は配線６０２の少なくとも一部分の周囲にある複数の誘電体導波路を提示したが、この複数の誘電体導波路は、複数の誘電体導波路の部分的構成要素を有する単一の誘電体導波路システムの一部としてみることもできる。例えば、２以上の誘電体導波路が、誘電体導波路が単一のシステムによって（手動的又は自動的に）相互に事前に位置決めされ、又は調整可能となるように、単一の設備において配線の周囲に設置され得る単一のシステムとして製造されてもよい。誘電体導波路６０６及び６０４に結合された受信機は、信号品質を最大化するために誘電体導波路６０６及び６０４の双方から受信される信号を合成するダイバシティ合成を用いることができる。他の実施形態では、誘電体導波路６０４及び６０６の一方又は他方が所定の閾値以上の送波を受信する場合、受信機は使用する信号を決定する際に選択ダイバシティを用いることができる。
【００６３】
なお、波動６０８及び６１０の図示は、誘導波６０８が誘電体導波路６０４上で波動６１０を誘起あるいは出射する原理を単に示すように提示される。そのような波動伝搬の結果として生成される実際の電界及び磁界は、採用される周波数、誘電体導波路６０４の設計、配線６０２の寸法及び組成、そしてその表面特性、その選択的絶縁、周囲環境の電磁特性などに応じて変化し得る。
【００６４】
ここで図７に、ここに記載される種々の形態による双方向の誘電体導波路結合システム７００の例示の非限定的な実施形態のブロック図を示す。２本の誘電体導波路７０４及び７１４を含む結合モジュールを有する伝送デバイスを実装するそのようなシステム７００は、配線７０２に沿って伝搬する誘導波（例えば、表面波又は他の電磁波）が波動７０６として誘電体導波路７０４に結合され、その後中継器デバイス７１０によって昇圧又は中継されて誘電体導波路７１４上に誘導波７１６として出射されるように配線７０２付近に配置され得る。そして、誘導波７１６は、配線７０２に結合して配線７０２に沿って伝搬し続けることができる。例示の実施形態では、中継デバイス７１０は、電力線となり得る配線７０２との磁気結合を介して昇圧又は中継のために利用される電力の少なくとも一部を受信し得る。
【００６５】
ある実施形態では、中継器デバイス７１０は波動７０６に対応付けられた送波を中継することができ、他の実施形態では、中継器デバイス７１０は中継器デバイス７１０付近に配置された分散アンテナシステム及び／又は基地局デバイスに対応付けられ得る。受信機導波路７０８は誘電体導波路７１４から波動７０６を受信することができ、送信機導波路７１２は誘電体導波路７０４に誘導波７１６を出射することができる。受信機導波路７０８と送信機導波路７１２の間において、誘導波通信に関連する信号損失及び他の非効率性を補正するように、信号が増幅され、又はそこに含まれて送信用に再生成されるデータを抽出するように信号が受信及び処理され得る。例示の実施形態では、信号が、送波から抽出及び処理され、あるいは中継器デバイス７１０に通信可能に結合された分散アンテナを介して移動体デバイスの付近に放射され得る。同様に、分散アンテナによって受信される信号及び／又は通信が、送信機導波路７１２によって生成されて誘電体導波路７１４上に出射される送波に挿入され得る。したがって、図７に図示する中継器システム７００は、図１における誘電体導波路結合デバイス１０８及び１１０と機能において同等となり得る。
【００６６】
なお、図７は、それぞれ左側から入射して右側から出射する誘導波の送波７０６及び７１６を示すが、これは単なる簡略化であって限定することを意図するものではない。他の実施形態では、受信機導波路７０８及び送信機導波路７１２はまた、それぞれ送信機及び受信機として機能することができ、これにより、中継器デバイス７１０が双方向のものとなる。
【００６７】
例示の実施形態では、中継器デバイス７１０は、配線７０２上に不連続部又は障害物が存在する位置に配置され得る。これらの障害物は、変圧器、接続、電柱及び他のそのような電力線デバイスを含み得る。中継器デバイス７１０は、誘導（例えば、表面）波が線上のこれらの障害物を飛び越えて同時に送信電力を上昇させることを補助することができる。他の実施形態では、誘電体導波路は、中継器デバイスを使用することなく障害物を飛び越えるのに使用され得る。その実施形態では、誘電体導波路の両端が配線に緊結又は固定され、これにより誘導波が障害物に遮断されることなく伝搬するための経路が与えられる。
【００６８】
ここで図８に、ここに記載される種々の形態による双方向誘電体導波路カプラ８００の例示の非限定的な実施形態のブロック図を示す。双方向誘電体導波路カプラ８００は、２以上の配線が電柱間に架橋される場合にダイバシティ経路を採用することができる結合モジュールを有する伝送デバイスを実装する。誘導波の送波は天候、降雨及び大気状態に基づいて絶縁配線及び非絶縁配線に対して異なる伝送効率及び結合効率を有するので、時に応じて絶縁配線又は非絶縁配線のいずれかで選択的に送信することが有利となり得る。
【００６９】
図８に示す実施形態では、中継器デバイスは、非絶縁配線８０２に沿って伝搬する誘導波を受信するのに受信機導波路８０８を使用し、送信機導波路８１０を用いて送波を絶縁配線８０４に沿う誘導波として中継する。他の実施形態では、中継器デバイスは、絶縁配線８０４から非絶縁配線８０２に切り換えることができ、又は同じ経路に沿って送波を中継することができる。中継器デバイス８０６は、伝送に影響し得る条件を示すセンサを含み、又はセンサと通信状態となることができる。センサから受信されたフィードバックに基づいて、中継器デバイス８０６は、同じ配線に沿う送波を維持するのか、又は他の配線に送波を伝達するのかについての決定を下すことができる。
【００７０】
ここで図９に、双方向中継器システム９００の例示の非限定的な実施形態を示すブロック図を示す。双方向中継器システム９００は、分散アンテナシステム又はバックホールシステムに配置された他の結合デバイスと送波を受信及び送信する導波路結合デバイス９０２及び９０４を含む結合モジュールを有する伝送デバイスを実装する。
【００７１】
種々の実施形態では、導波路結合デバイス９０２は、複数の副搬送波を有する送波を他の導波路結合デバイスから受信することができる。ダイプレクサ９０６は、例えば、ろ過作用によって送波を他の送波から分離し、送波を低ノイズ増幅器（「ＬＮＡ」）９０８に方向付けることができる。局部発振器９１２に補助され、周波数ミキサ９２８は（ミリ波帯域又はある実施形態では約３８ＧＨｚの）送波を低い周波数に、それが分散アンテナシステムのためのセルラ帯域（１．９ＧＨｚ以下）、本来の周波数又はバックホールシステムのための他の周波数であるかにかからわらず、低下させることができる。抽出器９３２は、アンテナ又は他の出力構成要素９２２に対応する副搬送波上の信号を抽出し、その信号を出力構成要素９２２に方向付けることができる。このアンテナ位置で抽出されていない信号については、抽出器９３２は、それらを他の周波数ミキサ９３６に再方向付けすることができ、その信号は局部発振器９１４によって生成される搬送波を変調するのに使用される。搬送波は、その副搬送波とともに、電力増幅器（「ＰＡ」）９１６に方向付けられ、導波路結合デバイス９０４によって他の中継器システムにダイプレクサ９２０を介して再送信される。
【００７２】
出力デバイス９２２において、ＰＡ９２４は、移動体デバイスへの伝送のための信号を昇圧することができる。ＬＮＡ９２６は、移動体デバイスから受信される弱い信号を増幅してから、その信号を、その信号と導波路結合デバイス９０４から受信された信号とを合流させるマルチプレクサ９３４に送信するのに使用され得る。出力デバイス９２２は、例えば、図に明示しないダイプレクサ、デュプレクサ又は送受信スイッチを介して分散アンテナシステムにおけるアンテナ又は他のアンテナに結合され得る。結合デバイス９０４から受信された信号は、ダイプレクサ９２０によって分離されてから、ＬＮＡ９１８を通過し、周波数ミキサ９３８によって周波数低減される。信号がマルチプレクサ９３４によって合成される場合、それらは周波数ミキサ９３０によって周波数上昇されて、ＰＡ９１０によって昇圧され、導波路結合デバイス９０２によって出射器又は他の中継器に返送される。例示の実施形態では、双方向中継器システム９００は、アンテナ／出力デバイス９２２なしに単に中継器であってもよい。ある実施形態では双方向中継器システム９００は、２つの別個かつ独立した一方向中継器を用いて実施されてもよいことが分かるはずである。代替の実施形態では、双方向中継器システム９００は、ブースターであってもよいし、あるいは低下又は上昇なしに再送信を実行してもよい。実際に、例示の実施形態では、再送信は、信号若しくは誘導波の再送信前に、信号若しくは誘導波を受信すること、信号若しくは誘導波の処理若しくは再形成を実行すること、フィルタリング及び／又は増幅に基づくものとなり得る。
【００７３】
図１０は、上述したシステムとの関連における処理を示す。図１０における処理は、図１〜９にそれぞれ示すシステム１００、２００、３００、４００、５００、６００、７００、８００及び９００による例に対して実施され得る。説明の簡略化のため、方法を一連のブロックとして図示及び記載するが、あるブロックはここに図示及び記載されるものとは異なる順序で及び／又は他のブロックと同時に行われ得るので、特許請求の範囲に記載される事項はブロックの順序によっては限定されないことが理解及び把握されるべきである。さらに、以降に記載される方法を実施するのに、記載されたブロックがすべて必要とはならないこともある。
【００７４】
図１０は、ここに記載される誘電体導波路カプラを用いて送波を送信するための方法の例示の非限定的な実施形態のフロー図を示す。方法１０００は、第１の電磁波が導波路の導波路表面を少なくともある程度伝搬する伝送デバイスによって放射される１００２で始まり、導波路の導波路表面は配線の配線表面の全体又は大部分を囲んでいない。送信機によって生成される送波は、基地局デバイス、アクセスポイント、ネットワーク又は移動体デバイスから受信される信号に基づいていればよい。
【００７５】
１００４において、導波路を配線近傍に構成することに基づいて、誘導波は第１の電磁波の少なくとも一部を配線表面に結合して、少なくとも部分的に配線表面の周囲に伝搬する第２の電磁波（例えば、表面波）を形成し、配線は導波路の近傍にある。これは、誘電体導波路の一部分（例えば、誘電体導波路の曲線の接線）を配線付近又はそれに平行に位置決めすることに応じて行われればよく、電磁波の波長は配線及び誘電体導波路の外周未満である。配線が湾曲又は屈曲しても、誘導波又は表面波は配線に対して平行なままである。曲げによって伝送損失が増加し、これは配線径、周波数及び材料にも依存する。配線と導波路の間の結合インターフェースはまた、ここに記載するように、所望のレベルの結合を実現するように構成されることができ、これは導波路と配線の間のインピーダンス整合を向上させる導波路の端部のテーパ化を含み得る。
【００７６】
送信機によって放射される送波は、１以上の導波路モードを示し得る。誘導波モードは、導波路の形状及び／又は設計に依存し得る。配線上の伝搬モードは、導波路と配線との特性の相違に起因して導波路モードとは異なり得る。配線の外周が送波の波長と同等又はそれ以上の場合、誘導波は複数の波動伝搬モードを示す。したがって、誘導波は、２以上のタイプの電界及び磁界構成を備え得る。誘導波（例えば、表面波）が配線を伝搬する際に、電界及び磁界構成は配線の端部から端部まで実質的に同じであり、又は回転、分散、減衰又は他の効果によって送波が波動を移動するにつれて変化し得る。
【００７７】
ここで図１１に、ここに記載される種々の形態によるコンピューティング環境のブロック図を示す。ここに記載される実施形態の種々の実施形態に追加的な関連事項を与えるために、図１１及び以降の説明は、ここに記載される実施形態の種々の実施形態が実施され得る適切なコンピューティング環境１１００の簡単な概略説明を与えることを意図するものである。１以上のコンピュータで実行され得るコンピュータ実行可能な命令の一般的文脈で実施形態が上述されてきたが、当業者であれば、実施形態は他のプログラムモジュールとの組合せにおいて、及び／又はハードウェアとソフトウェアの組合せとしても実施され得ることを認識するはずである。
【００７８】
概略として、プログラムモジュールは、特定のタスクを実行し、又は特定の抽象データ型を実装するルーチン、プログラム、コンポーネント、データ構造体などを備える。さらに、当業者であれば、発明の方法が、各々が１以上の関連のデバイスに動作可能に結合され得る単一プロセッサ又は複数プロセッサコンピュータシステム、ミニコンピュータ、メインフレームコンピュータ、その他パーソナルコンピュータ、ハンドヘルドコンピューティングデバイス、マイクロプロセッサに基づく又はプログラム可能な民生電子機器などを備える他のコンピュータシステム構成で実施され得ることが分かるはずである。
【００７９】
用語「第１」、「第２」、「第３」などは、文脈からそうでないことが明らかでない限り、明瞭化のみを目的とするものであり、そうでない場合に時間的に何らかの順序を指示又は示唆するものではない。例えば、「第１の判定」、「第２の判定」及び「第３の判定」は、第１の判定が第２の判定よりも前に行われるべきこと、又はその逆などを指示又は示唆するものではない。
【００８０】
ここでの実施形態のうちの説明した実施形態はまた、通信ネットワークを介してリンクされた遠隔処理デバイスによって特定のタスクが実行される分散コンピューティング環境において実施され得る。分散コンピューティング環境では、プログラムモジュールは、ローカルメモリ記憶デバイス及びリモートメモリ記憶デバイスの双方に位置し得る。
【００８１】
コンピューティングデバイスは、通常は様々な媒体を備え、それはコンピュータ可読記憶媒体及び／又は通信媒体を備え、これらの２つの用語は、以下に示すように相互に異なるものとして用いられる。コンピュータ可読記憶媒体は、コンピュータによってアクセス可能な任意の利用可能な記憶媒体であればよく、揮発性及び不揮発性媒体、取り外し可能及び非取り外し可能媒体を備える。例示として、限定ではなく、コンピュータ可読記憶媒体は、コンピュータ可読命令、プログラムモジュール、構造化データ又は非構造化データなどの情報を記憶するための任意の方法又は技術との関係で実施され得る。
【００８２】
コンピュータ可読記憶媒体は、以下に限定されないが、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読出し専用メモリ（ＲＯＭ）、電子的に消去可能なプログラマブル読出し専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）、フラッシュメモリ若しくは他のメモリ技術、コンパクトディスク読出し専用メモリ（ＣＤ−ＲＯＭ）、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）若しくは他の光学ディスクストレージ、磁気カセット、磁気テープ、磁気ディスクストレージ若しくは他の磁気ストレージデバイス、又は所望の情報を記憶するのに使用され得る他の有体及び／若しくは非一時的媒体を備え得る。これに関して、ストレージ、メモリ又はコンピュータ可読媒体に対してここで適用される用語「有体」又は「非一時的」は、修飾子として、伝搬している一時的な信号自体のみを除外するものとして理解されるべきであり、伝搬している一時的な信号自体のみではない全ての標準的なストレージ、メモリ又はコンピュータ可読媒体に対する権利を放棄するものではない。
【００８３】
コンピュータ可読記憶媒体は、１以上のローカル又はリモートコンピューティングデバイスによって、媒体に記憶された情報に関する様々な動作について、例えば、アクセス要求、照会、又は他のデータ取得プロトコルを介してアクセス可能である。
【００８４】
通信媒体は、通常はコンピュータ可読命令、データ構造体、プログラムモジュール、又は変調データ信号、例えば、搬送波若しくは他の搬送機構などのデータ信号における他の構造化若しくは非構造化データを具現し、任意の情報配信又は搬送媒体を備える。用語「変調データ信号」又は信号とは、情報を１以上の信号に符号化するような態様で設定又は変更されたその特性の１以上を有する信号のことをいう。例示として、限定ではなく、通信媒体は、有線ネットワーク又は直接有線接続などの有線媒体、並びに音響、ＲＦ、赤外線及び他の無線媒体などの無線媒体を備える。
【００８５】
図１１を再度参照すると、基地局（例えば、基地局デバイス１０４又は５０８）及び中継器デバイス（例えば、中継器デバイス７１０、８０６及び９００）を介して信号を送信及び受信するための例示の環境１１００はコンピュータ１１０２を備えることができ、コンピュータ１１０２は処理装置１１０４、システムメモリ１１０６及びシステムバス１１０８を含む。システムバス１１０８は、以下に限定されないが、システムメモリ１１０６を含むシステムコンポーネントを処理装置１１０４に結合する。処理装置１１０４は、種々の市販のプロセッサのいずれかであればよい。デュアルマイクロプロセッサ及び他のマルチプロセッサアーキテクチャが処理装置１１０４として利用されてもよい。
【００８６】
システムバス１１０８は、様々な市販のバスアーキテクチャのいずれかを用いて（メモリコントローラ付きの、又はメモリコントローラなしの）メモリバス、周辺バス及びローカルバスにさらに相互接続可能な幾つかの種類のバス構造のいずれかであればよい。システムメモリ１１０６は、ＲＯＭ１１１０及びＲＡＭ１１１２を備える。基本入力／出力システム（ＢＩＯＳ）は、ＲＯＭ、消去可能プログラマブル読出し専用メモリ（ＥＰＲＯＭ）、ＥＥＰＲＯＭのような不揮発性メモリに記憶可能であり、起動中などにコンピュータ１１０２内の要素間で情報を転送することを補助する基本ルーチンを含む。ＲＡＭ１１１２は、データをキャッシュするためのスタティックＲＡＭなどの高速ＲＡＭを備えることもできる。
【００８７】
コンピュータ１１０２は内部ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）１１１４（例えば、ＥＩＤＥ、ＳＡＴＡ）をさらに備え、内部ハードディスクドライブ１１１４はまた、適切なシャーシ（不図示）、（例えば、取り外し可能ディスケット１１１８から読み出し、又はそこに書き込む）磁気フロッピディスクドライブ（ＦＤＤ）１１１６及び（例えば、ＣＤ−ＲＯＭディスク１１２２を読み、又はＤＶＤのような他の高容量光学媒体から読み出し、若しくはそこに書き込む）光学ディスクドライブ１１２０における外部的使用のために構成されることもできる。ハードディスクドライブ１１１４、磁気ディスクドライブ１１１６及び光学ディスクドライブ１１２０は、それぞれハードディスクドライブインターフェース１１２４、磁気ディスクドライブインターフェース１１２６及び光学ドライブインターフェース１１２８によってシステムバス１１０８に接続されることができる。外部ドライブ実装のためのインターフェースは、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）及び電気電子技術協会（ＩＥＥＥ）１３９４インターフェース技術の少なくとも一方又は両方を備える。他の外部ドライブ接続技術が、ここに記載される実施形態の検討事項内にある。
【００８８】
ドライブ及びそれらの関連のコンピュータ可読記憶媒体は、データ、データ構造体、コンピュータ実行可能な命令などの不揮発性の記憶を与える。コンピュータ１１０２について、ドライブ及び記憶媒体は、適切なデジタル形式で任意のデータのストレージを格納する。上記のコンピュータ可読記憶媒体の説明はハードディスクドライブ（ＨＤＤ）、取り外し可能磁気ディスケット及びＣＤ又はＤＶＤなどの取り外し可能光学媒体について言及するが、当業者であれば、ジップドライバ、磁気カセット、フラッシュメモリカード、カートリッジなど、コンピュータによって読取り可能な他の種類の記憶媒体も例示の動作環境において使用され得ること、また、そのような記憶媒体のいずれもここに記載される方法を実行するためのコンピュータ実行可能命令を含み得ることが分かるはずである。
【００８９】
オペレーティングシステム１１３０、１以上のアプリケーションプログラム１１３２、他のプログラムモジュール１１３４及びプログラムデータ１１３６を備える多数のプログラムモジュールが、ドライブ及びＲＡＭ１１１２に記憶され得る。オペレーティングシステム、アプリケーション、モジュール及び／又はデータの全部又は一部は、ＲＡＭ１１１２においてキャッシュされてもよい。ここに記載されるシステム及び方法は、種々の市販のオペレーティングシステム又はオペレーティングシステムの組合せを利用して実施可能である。処理装置１１０４によって実施及びあるいは実行され得るアプリケーションプログラム１１３２の例は、中継器デバイス８０６によって実行されるダイバシティ選択決定を含む。図５に示す基地局デバイス５０８はまた、この例示的コンピューティング環境１１００において処理装置１１０４によって実行され得る多数のアプリケーション及びプログラムをメモリに記憶している。
【００９０】
ユーザは、例えばキーボード１１３８などの１以上の有線／無線入力デバイス及びマウス１１４０などのポインティングデバイスを介してコマンド及び情報をコンピュータ１１０２に入力することができる。他の入力デバイス（不図示）として、マイクロフォン、赤外線（ＩＲ）リモートコントロール、ジョイスティック、ゲームパッド、スタイラスペン、タッチパネルなどを備えることができる。これら及び他の入力デバイスは、システムバス１１０８に結合され得るが、パラレルポート、ＩＥＥＥ１３９４シリアルポート、ゲームポート、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）ポート、ＩＲインターフェースなどの他のインターフェースによって接続され得る入力デバイスインターフェース１１４２を介して処理装置１１０４に接続されることが多い。
【００９１】
モニタ１１４４又は他の種類の表示デバイスも、ビデオアダプタ１１４６などのインターフェースを介してシステムバス１１０８に接続され得る。代替の実施形態では、モニタ１１４４は、インターネット及びクラウドベースのネットワークを介することを含む任意の通信手段を介してコンピュータ１１０２に関連する表示情報を受信するための任意のディスプレイデバイス（例えば、ディスプレイを有する他のコンピュータ、スマートフォン、タブレットコンピュータなど）であってもよいことも分かるはずである。モニタ１１４４に加えて、コンピュータは、通常はスピーカ、プリンタなどの他の周辺出力デバイス（不図示）を備える。
【００９２】
コンピュータ１１０２は、リモートコンピュータ１１４８などの１以上のリモートコンピュータへの有線通信及び／又は無線通信を介した論理接続を用いてネットワーク化環境で動作することができる。リモートコンピュータ１１４８は、ワークステーション、サーバコンピュータ、ルータ、パーソナルコンピュータ、可搬コンピュータ、マイクロプロセッサに基づくエンターテイメント機器、ピアデバイス又は他の一般的なネットワークノードであればよく、標準的には、コンピュータ１１０２に関して記載した要素の多く又は全てを備えるが、簡略化のために、メモリ／記憶デバイス１１５０のみを図示する。図示される論理接続は、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）１１５２及び／又はより大きなネットワーク、例えば、ワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）１１５４への有線／無線接続を備える。そのようなＬＡＮ及びＷＡＮネットワーキング環境は、オフィス及び会社では一般的であり、その全てがインターネットなどのグローバル通信ネットワークに接続することができるイントラネットなどの企業全体のコンピュータネットワークを促進する。
【００９３】
ＬＡＮネットワーキング環境で使用される場合、コンピュータ１１０２は、有線及び／又は無線通信ネットワークインターフェース又はアダプタ１１５６を介してローカルネットワーク１１５２に接続されることができる。アダプタ１１５６は、ＬＡＮ１１５２に対する有線又は無線通信を促進することができ、それは、無線アダプタ１１５６と通信するためにそこに配置される無線ＡＰを備えることもできる。
【００９４】
ＷＡＮネットワーキング環境で使用される場合、コンピュータ１１０２は、モデム１１５８を備えることができ、ＷＡＮ１１５４上の通信サーバに接続されることができ、又はインターネットなどによってＷＡＮ１１５４上で通信を確立するための他の手段を有する。モデム１１５８は、内部又は外部及び有線又は無線のデバイスであればよく、入力デバイスインターフェース１１４２を介したシステムバス１１０８に接続され得る。ネットワーク化された環境では、コンピュータ１１０２又はその部分に関して図示されるプログラムモジュールは、リモートメモリ／記憶デバイス１１５０に記憶され得る。図示されるネットワーク接続は例示であり、コンピュータ間の通信リンクを確立する他の手段が使用され得ることが分かるはずである。
【００９５】
コンピュータ１１０２は、無線通信において動作可能に配置される任意の無線デバイス又はエンティティ、例えば、プリンタ、スキャナ、デスクトップ及び／又は可搬コンピュータ、可搬データアシスタント、通信衛星、無線検出可能なタグに関連する任意の機器若しくは場所（例えば、キオスク、売店、休憩室）並びに電話機と通信するように動作可能である。これは、Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  Ｆｉｄｅｌｉｔｙ（Ｗｉ−Ｆｉ）及びＢｌｕｅｔｏｏｔｈ無線技術を備え得る。したがって、通信は、従来のネットワークにあるような所定構造のものであってもよいし、単に少なくとも２つのデバイス間のアドホック通信であってもよい。
【００９６】
Ｗｉ−Ｆｉによって、自宅におけるソファー、ホテルの部屋のベッド又は職場の会議室から配線なしにインターネットへの接続が可能となる。Ｗｉ−Ｆｉは、そのようなデバイス、例えばコンピュータがデータを屋内及び屋外、基地局の範囲内のいずれかの場所と送受信することを可能とする、携帯電話で使用されるものと同様の無線技術である。Ｗｉ−Ｆｉネットワークは、ＩＥＥＥ８０２．１１（ａ、ｂ、ｇ、ｎ、ａｃなど）といわれる無線技術を用いて安全で信頼性のある速い無線接続を提供する。Ｗｉ−Ｆｉネットワークは、コンピュータを相互に、インターネットに、及び（ＩＥＥＥ８０２．３又はイーサネット（登録商標）を用いることができる）有線ネットワークに接続するのに使用可能である。Ｗｉ−Ｆｉネットワークは、例えば、無認可の２．４及び５ＧＨｚ無線帯域において、又は両帯域（デュアルバンド）を含む製品とともに動作するので、ネットワークは多くのオフィスで使用される基本１０ＢａｓｅＴ有線イーサネットネットワークと同様の実世界性能を提供することができる。
【００９７】
図１２は、ここに記載される開示事項の１以上の形態を実施及び利用することができるモバイルネットワークプラットフォーム１２１０の例示の実施形態１２００を表す。１以上の実施形態において、モバイルネットワークプラットフォーム１２１０は、本開示事項に関連する基地局（例えば、基地局デバイス１０４及び５０８）及び中継器デバイス（例えば、中継器デバイス７１０、８０６及び９００）によって送信及び受信される信号を生成及び受信することができる。概略として、無線ネットワークプラットフォーム１２１０は、パケット交換（ＰＳ）トラフィック（例えば、インターネットプロトコル（ＩＰ）、フレームリレー、非対称転送モード（ＡＴＭ））及び回路交換（ＣＳ）トラフィック（例えば、音声及びデータ）の双方を促進し、ネットワーク化された無線電気通信の生成を制御するコンポーネント、例えば、ノード、ゲートウェイ、インターフェース、サーバ又は異種のプラットフォームを備え得る。非限定的な例として、無線ネットワークプラットフォーム１２１０は、電気通信搬送ネットワークに含まれることができ、他の箇所で述べたような搬送側コンポーネントとみなされ得る。モバイルネットワークプラットフォーム１２１０は、電話網１２４０（例えば、公衆電話交換網（ＰＳＴＮ）又は公衆携帯電話網（ＰＬＭＮ））又はシグナリングシステム＃７（ＳＳ７）ネットワーク１２６０のような旧来のネットワークから受信されたＣＳトラフィックをインターフェースすることができるＣＳゲートウェイノード１２１２を備える。回路交換ゲートウェイノード１２１２は、そのようなネットワークからの起こるトラフィック（例えば、音声）を許可及び認証することができる。さらに、ＣＳゲートウェイノード１２１２は、ＳＳ７ネットワーク１２６０を介して生成された移動性データ又はローミングデータ、例えば、メモリ１２３０に常駐できる訪問ロケーションレジスタ（ＶＬＲ）に記憶された移動性データにアクセスできる。さらに、ＣＳゲートウェイノード１２１２は、ＣＳに基づくトラフィック及びシグナリングとＰＳゲートウェイノード１２１８とをインターフェースする。一例として、３ＧＰＰ  ＵＭＴＳネットワークでは、ＣＳゲートウェイノード１２１２は、少なくともある程度ゲートウェイＧＰＲＳサポートノード（ＧＧＳＮ）において実現され得る。ＣＳゲートウェイノード１２１２、ＰＳゲートウェイノード１２１８及びサービングノード１２１６の機能及び具体的動作は、電気通信のためにモバイルネットワークプラットフォーム１２１０によって利用される無線技術によって提供及び支配されることが分かるはずである。
【００９８】
ＣＳ交換トラフィック及びシグナリングを受信及び処理することに加えて、ＰＳゲートウェイノード１２１８は、サービスされる移動体デバイスとのＰＳに基づくデータセッションを許可及び認証することができる。データセッションは、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）で具現されるとともにＰＳゲートウェイノード１２１８を介してモバイルネットワークプラットフォーム１２１０とインターフェースされることができるワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）１２５０、企業ネットワーク１２７０及びサービスネットワーク１２８０のような、無線ネットワークプラットフォーム１２１０の外部のネットワークと交換されるトラフィック又はコンテンツを備えることができる。なお、ＷＡＮ１２５０及び企業ネットワーク１２７０は、少なくともある程度ＩＰマルチメディアサブシステム（ＩＭＳ）のようなサービスネットワークを具現することができる。技術リソースで利用可能な無線技術レイヤに基づいて、パケット交換ゲートウェイノード１２１８は、データセッションが確立される場合にパケットデータプロトコルのコンテキストを生成することができ、パケット化されたデータのルーティングを促進する他のデータ構造体も生成され得る。その目的のため、一形態では、ＰＳゲートウェイノード１２１８は、Ｗｉ−Ｆｉネットワークなどの異種無線ネットワークとのパケット化通信を促進することができるトンネルインターフェース（３ＧＰＰ  ＵＭＴＳネットワーク（不図示）において、例えばトンネル終端ゲートウェイ（ＴＴＧ））を備えることができる。
【００９９】
実施形態１２００では、無線ネットワークプラットフォーム１２１０はまた、技術リソース内の利用可能な無線技術レイヤに基づいて、ＰＳゲートウェイノード１２１８を介して受信されるデータストリームの種々のパケット化フローを伝達するサービングノード１２１６を備える。なお、ＣＳ通信に主に依存する技術リソースに対して、サーバノードはＰＳゲートウェイノード１２１８に依存することなくトラフィックを配信することができ、例えば、サーバノードは、少なくともある程度モバイル交換センタを具現することができる。一例として、３ＧＰＰ  ＵＭＴＳネットワークにおいて、サービングノード１２１６は、サービングＧＰＲＳサポートノード（ＳＧＳＮ）で具現され得る。
【０１００】
パケット化通信を利用する無線技術について、無線ネットワークプラットフォーム１２１０におけるサーバ１２１４は、複数の異種のパケット化データストリーム又はフローを生成する多数のアプリケーションを実行し、そのようなフローを管理（例えば、スケジューリング、待ち行列処理、フォーマット・・・）することができる。そのようなアプリケーションは、無線ネットワークプラットフォーム１２１０によって提供される標準サービス（例えば、プロビジョニング、課金、カスタマーサポート・・・）に対するアドオン構成を備えることができる。データストリーム（例えば、音声呼又はデータセッションの部分であるコンテンツ）は、データセッションの許可／認証及び開始のためのＰＳゲートウェイノード１２１８へ、及びその後の通信のためのサービングノード１２１６に伝達されることができる。アプリケーションサーバに加えて、サーバ１２１４はユーティリティサーバを含み、ユーティリティサーバはプロビジョニングサーバ、運用及び保守サーバ、少なくともある程度、認証局及びファイアーフォールその他のセキュリティ機構を実装することができるセキュリティサーバなどを備えることができる。一形態では、セキュリティサーバは、無線ネットワークプラットフォーム１２１０を介してサービングされる通信を安全化して、ＣＳゲートウェイノード１２１２及びＰＳゲートウェイノード１２１８が規定することができる許可及び認証手順に加えてネットワークの動作及びデータ完全性を確実にする。さらに、プロビジョニングサーバは、ＷＡＮ１２５０又は全地球測位システム（ＧＰＳ）ネットワーク（不図示）など、異種のサービスプロバイダによって運用されるネットワークのような外部ネットワークからのサービスをプロビジョンすることができる。プロビジョニングサーバはまた、より多くのネットワークカバレッジを提供することによって無線サービスカバレッジを強化する図１に示す分散アンテナネットワークのような（例えば、同じサービスプロバイダによって配備及び運用される）無線ネットワークプラットフォーム１２１０に関連するネットワークを介してカバレッジをプロビジョンすることができる。図７、８及び９に示すような中継器デバイスはまた、ＵＥ１２７５によって加入者サービス体験を向上するためにネットワークカバレッジを改善する。
【０１０１】
なお、サーバ１２１４は、マクロネットワークプラットフォーム１２１０の機能を少なくともある程度与えるように構成された１以上のプロセッサを備えることができる。この目的のため、１以上のプロセッサは、例えば、メモリ１２３０に記憶されたコード命令を実行することができる。サーバ１２１４は、前述したのと実質的に同様の態様で動作するコンテンツマネージャを備え得ることが分かるはずである。
【０１０２】
例示の実施形態１２００では、メモリ１２３０は、無線ネットワークプラットフォーム１２１０の動作に関連した情報を記憶することができる。他の動作情報が、無線プラットフォームネットワーク１２１０を介してサービスされる移動体デバイスのプロビジョニング情報、加入者データベース、アプリケーションインテリジェンス、例えば、販促料金、定額プログラム、クーポンキャンペーンなどの価格付け手法、異種無線の動作のための電気通信プロトコルに準拠する技術仕様、又は無線技術レイヤなどを備え得る。メモリ１２３０はまた、電話網１２４０の少なくとも１つ、ＷＡＮ１２５０、企業ネットワーク１２７０又はＳＳ７ネットワーク１２６０からの情報を記憶することができる。一形態では、メモリ１２３０は、例えば、データストアコンポーネントの部分として、又は遠隔的に接続されたメモリストアとしてアクセスされ得る。
【０１０３】
開示事項の種々の形態に対する関連を与えるために、図１２及び以降の説明は、開示事項の種々の形態が実施され得る適切な環境の簡単な概略説明を与えることを意図するものである。１つのコンピュータ及び／又は複数のコンピュータで稼働するコンピュータプログラムのコンピュータ実行可能命令の一般的文脈で主題が上述されてきたが、当業者であれば、開示事項は他のプログラムモジュールとの組合せにおいても実施され得ることを認識するはずである。概略として、プログラムモジュールは、特定のタスクを実行し、及び／又は特定の抽象データ型を実装するルーチン、プログラム、コンポーネント、データ構造体などを備える。
【０１０４】
ここで図１３には、ここに記載される種々の形態によるカプラの例示の非限定的実施形態を示す図面を示す。特に、図示される絶縁媒体電圧配線１３０２などの伝送媒体の外表面上に電磁波を出射するための伝送デバイスの一部として実装されるカプラ１３１０の図１３００を示す。カプラ１３１０は、絶縁媒体電圧配線１３０２を囲むテーパカラー１３０４を含む（ただし、他の導電配線が同様に利用され得ることが分かる）。テーパカラー１３０４は、誘電体又は他の非導体材料で構成され得る。導電リング１３０６も、絶縁媒体電圧配線１３０２を全部、実質的に又はある程度囲み、導電リング１３０６と絶縁媒体電圧配線１３０２の間のエアギャップ又は他のギャップ（テーパカラー１３０４の部分、他の誘電体材料で充填されていてもいなくてもよい）などのギャップ１３０８を形成して、同軸出射器１３１２を形成する。例えば、導電リング１３０６は、同じ誘電体材料で構成されたテーパカラー１３０４の大径側端部で一体化する誘電体材料で充填され、又は実質的に充填され得る。この態様において、導電リング１３０６内部の誘電体材料及びテーパカラー１３０４を形成する誘電体材料は、単一の誘電体要素で構成され得る。導電リング１３０６は、金属リング、金属コーティングリング又は他の導電材料で構成され得る。
【０１０５】
動作において、カプラ１３１０は、送信機又は送受信機に結合して、電磁波を伝送デバイスの一部としての送信機又は送受信機から出射するとともに電磁波をテーパカラー１３０４に誘導する同軸出射器１３１２の導電リング１３０６の開放端又は他の構造において受信を行う。テーパカラー１３０４は、絶縁媒体電圧配線１３０２の外表面に沿って伝搬するように電磁波を結合する。導電リング１３０６はテーパ化されずに特定の形状を有するものとして示されるが、他の例では、導電リングはテーパ化され得る。また、導電リング１３０６及びテーパカラー１３０４は円形外周を有するものとして示されるが、楕円形、多角形又は他の形状などの形状が同様に採用されてもよい。カプラ１３１０は、上述のテーパ端で構成されたスプライシングデバイスを介してＭＶ配線１３０２上に設置され得る。代替的に、カプラ１３１０は、ＭＶ配線１３０２を囲むように共に接合された２以上の片を有するクラムシェル構成で構成されてもよいし、柔軟な材料で構成され、設置の容易化のためにＭＶ配線１３０２の周囲に開放及び巻回され得るスロット化された底を有していてもよいし、他の態様での設置のために構成されてもよい。
【０１０６】
ここで図１４に、ここに記載される種々の態様によるカプラの例示の非限定的実施形態を示す図面を示す。特に、図１４００において、図１３からのカプラ１３１０がここでも詳細に示される。図示するように、カプラ１３１０は、絶縁媒体電圧配線１３０２に同軸配列される。導電リング１３０６（金属リングとＭＶ配線１３０２の間のギャップに選択的な誘電体材料を有する）は、（ＴＥＭモード、ＴＥモード又はＴＭモードのような）選択されたＥＭモード構造で電磁波を受信及び／又は誘導するように、同軸出射器１３１２として作用する。この選択ＥＭモード構造は、基本モードのみであってもよいし、１以上の非基本モードのみを含んでもよいし、又は基本モードと１以上の非基本モードの合成であってもよい。テーパカラー１３０４は、選択されたモード構造で絶縁媒体電圧配線１３０２の外表面上に電磁波を出射するように、同軸出射器１３１２と絶縁媒体電圧配線１３０２の間のモード構造を保持する。
【０１０７】
選択的に所望のＥＭ波モードを出射することによって、カプラ１３１０は、絶縁伝送媒体に沿って電磁波伝搬を強化するとともにエンドトゥエンド伝送損失を低減するモードの「スウィートスポット」においてＥＭ波を出射するのに使用され得る。この特定のモードにおいて、ＥＭ波は、絶縁体に部分的に埋め込まれ、絶縁体の外表面上を部分的に進行する。この態様において、ＥＭ波は、長距離における低伝搬損失でのＥＭ波伝搬を可能とするように絶縁体に「軽く」結合される。いくつかの選択的な機能及び構成を含むこの伝搬モードに関する更なる詳細を図１７〜１９との関連で記載する。
【０１０８】
更なる例では、所望のＥＭ波モードを選択的に出射することによって、カプラ１３１０は、水滴の影響を軽減又は回避するＥＭ波を出射するのに使用され得る。特に、ＥＭ波モードは、電磁エネルギーの大部分は絶縁線上の乾燥した（又はより乾燥した）スポットに向けられる一方で、予想される雨滴形成の向きにおいて極小（又はヌル）を有するように選択され得る。いくつかの選択的な機能及び構成を含むこの例に関する更なる詳細を図２０ａ及び２０ｂとの関係で記載する。
【０１０９】
カプラ１３１０が絶縁媒体電圧配線１３０２との使用について示されるが、そのようなカプラはまた、他の伝送配線、他の単一配線伝送システム及び配線のない他の伝送媒体を含む他の伝送媒体との関係で使用され得る。特に、図１３及び１４は円形の絶縁媒体電圧配線１３０２及び対応する円形のカプラ１３１０を示すが、これは限定することを意味するものではない。他の実施形態では、配線及びカプラは、様々な形状、サイズ及び構成を有し得る。形状は、これに限定されないが、卵形又は他の楕円形状、八角形、四角形又は直線若しくは曲線の辺を有する他の多角形、又は他の形状を含み得る。さらに、ある実施形態では、伝送媒体は、螺旋状の撚り線、編組、束、又は単一配線若しくは配線束への個々の撚り線の他の結合手段などのより小さい標準寸法配線からなる撚り配線を含み得る。
【０１１０】
ここで図１５に、誘導波通信システム１５５０の例示の非限定的実施形態を説明するブロック図を示す。動作において、伝送デバイス１５００は、データを含む１以上の通信信号１５１０を通信ネットワーク又は他の通信デバイスから受信し、誘導波１５２０を生成して伝送媒体１５２５を介して伝送デバイス１５０２にデータを搬送する。伝送デバイス１５０２は誘導波１５２０を受信し、それらを通信ネットワーク又は他の通信デバイスへの伝送のためのデータを含む通信信号１５１２に変換する。単数又は複数の通信ネットワークは、移動体データネットワーク、セルラ音声及びデータネットワーク、無線ローカルエリアネットワーク（例えば、ＷｉＦｉ又は８０２．ｘｘネットワーク）、衛星通信ネットワーク、パーソナルエリアネットワーク又は他の無線ネットワークなどの無線通信ネットワークを含み得る。単数又は複数の通信ネットワークは、電話網、イーサネットネットワーク、ローカルエリアネットワーク、インターネットなどのワイドエリアネットワーク、ブロードバンドアクセスネットワーク、ケーブルネットワーク、ファイバ光ネットワーク又は他の有線ネットワークなどの有線通信ネットワークを含み得る。通信デバイスは、ネットワークエッジデバイス、ブリッジデバイス若しくはホームゲートウェイ、セットトップボックス、ブロードバンドモデム、電話アダプタ、アクセスポイント、基地局、又は他の固定の通信デバイス、自動車ゲートウェイなどの移動体通信デバイス、ラップトップコンピュータ、タブレット、スマートフォン、携帯電話、又は他の通信デバイスを含み得る。
【０１１１】
例示の実施形態では、誘導波通信システム１５５０は、伝送デバイス１５０２が、他のデータを含む１以上の通信信号１５１２を通信ネットワーク又はデバイスから受信し、誘導波１５２２を生成して伝送媒体１５２５を介して伝送デバイス１５００に他のデータを搬送するという双方向的な態様で動作し得る。この動作モードでは、伝送デバイス１５００は誘導波１５２２を受信し、それを通信ネットワーク又はデバイスへの伝送のための他のデータを含む通信信号１５１０に変換する。
【０１１２】
伝送媒体１５２５は、配線、他の導体、又は絶縁体若しくは他の誘電体被覆、コーティング又は他の誘電体材料などの誘電体材料によって囲まれた少なくとも１つの内側部分を有する内側部分を含み得るものであり、誘電体材料は外表面及び対応の外周を有する。例示の実施形態では、伝送媒体１５２５は、電磁波の伝送を誘導するように単一配線伝送線として動作する。伝送媒体１５２５が単一配線伝送システムとして実装される場合、それは配線を含み得る。配線は、絶縁されていても絶縁されていなくてもよいし、単数撚りであっても複数撚り（例えば、編み込まれたもの）であってもよい。他の実施形態では、伝送媒体１５２５は、配線束、ケーブル、ロッド、レール、パイプを含む他の形状又は構成の導体を含み得る。さらに、伝送媒体１５２５は、誘電体パイプ、ロッド、レール若しくは他の誘電体部材などの非導体、導体と誘電体材料、誘電体材料のない導体又は他の誘導波伝送媒体との組合せを含み得る。なお、あるいは、伝送媒体１５２５は、図１〜１４との関連で前述した伝送媒体のいずれかを含み得る。
【０１１３】
例示の実施形態によると、誘導波１５２０及び１５２２は、自由空間／大気を介した無線送波又は配線の導体を介した電力又は信号の従来的な伝搬と対比され得る。特に、誘導波１５２０及び１５２２は、伝送媒体の表面の全部又は一部を囲み、伝送デバイス１５００から伝送デバイス１５０２に、及びその逆に伝送媒体に沿って低損失で伝搬する表面波及び他の電磁波である。誘導波１５２０及び１５２２は、伝送媒体１５２５の外部に主に又は実質的に存在する電場構造（例えば、電磁界構造）を有し得る。誘導波１５２０及び１５２２の伝搬に加えて、伝送媒体１５２５は、１以上の電気回路の一部として従来的な態様で電力又は他の通信信号を伝搬する１以上の配線を選択的に含んでいてもよい。
【０１１４】
ここで図１６に、伝送デバイス１５００又は１５０２の例示の非限定的な実施形態を説明するブロック図を示す。伝送デバイス１５００又は１５０２は、通信インターフェース（Ｉ／Ｆ）１６００、送受信機１６１０及びカプラ１６２０を含む。
【０１１５】
動作の例において、通信インターフェース１６００は、データを含む通信信号１５１０又は１５１２を受信する。種々の実施形態において、通信インターフェース１６００は、ＬＴＥ又は他のセルラ音声及びデータプロトコル、ＷｉＦｉ若しくは８０２．１１プロトコル、ＷＩＭＡＸプロトコル、ＵｌｔｒａＷｉｄｅｂａｎｄプロトコル、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈプロトコル、Ｚｉｇｂｅｅプロトコル、直接ブロードキャスト衛星（ＤＢＳ）若しくは他の衛星通信プロトコル又は他の無線プロトコルなどの無線標準プロトコルによる無線通信信号を受信するための無線インターフェースを含み得る。これに加えて又は代替として、通信インターフェース１６００は、イーサネットプロトコル、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）プロトコル、データ・オーバー・ケーブル・サービス・インターフェース規格（ＤＯＣＳＩＳ）プロトコル、デジタル加入者線（ＤＳＬ）プロトコル、Ｆｉｒｅｗｉｒｅ（ＩＥＥＥ１３９４）プロトコル又は他の有線プロトコルによって動作する有線インターフェースを含む。標準に基づくプロトコルに加えて、通信インターフェース１６００は、他の有線又は無線プロトコルとの関連で動作し得る。さらに、通信インターフェース１６００は、多重プロトコルレイヤを含むプロトコルスタックとの関連で適宜動作し得る。
【０１１６】
動作の例において、送受信機１６１０は、通信信号１５１０又は１５１２に基づいて電磁波を生成してデータを搬送する。電磁波は、少なくとも１つのキャリア周波数及び少なくとも１つの対応する波長を有する。キャリア周波数は、３０ＧＨｚ〜３００ＧＨｚのミリ波周波数帯域内、又はマイクロ波周波数帯域内における３ＧＨｚ〜３０ＧＨｚのより低い周波数帯域内にあればよいが、他の実施形態では他のキャリア周波数が可能であることが分かるはずである。ある動作モードでは、送受信機１６１０は、マイクロ波又はミリ波帯域における電磁信号の伝送のための単数又は複数の通信信号１５１０又は１５１２を単にアップコンバートする。動作の他のモードでは、通信インターフェース１６００が通信信号１５１０若しくは１５１２をベースバンド若しくは近ベースバンド信号に変換するか、又は通信信号１５１０若しくは１５１２からデータを抽出し、送受信機１６１０がデータを有する高周波キャリア、ベースバンド又は近ベースバンド信号を変調して送信する。
【０１１７】
動作の例において、カプラ１６２０は、電磁波を伝送媒体１５２５に結合する。カプラ１６２０は、誘電体導波路カプラ、カプラ１３１０又は図１〜１４に関連して記載した他のカプラ及び結合デバイスのいずれかを介して実装され得る。例示の実施形態では、伝送媒体１５２５は、外表面を有する誘電体材料によって囲まれた配線又は他の内側要素を含む。誘電体材料は、絶縁ジャケット、誘電体コーティング又は伝送媒体１５２５の外表面上の他の誘電体を含み得る。内側部分は、誘電体若しくは他の絶縁体、導体、空気若しくは他の気体又は空隙、又は１以上の導体を含み得る。
【０１１８】
前述の説明では送信機としての送受信機１６１０の動作に着目したが、送受信機１６１０はまた、他のデータを単一配線伝送媒体からカプラ１６２０を介して搬送する電磁波を受信し、他のデータを含む通信信号１５１０又は１５１２を通信インターフェース１６００を介して生成するように動作し得る。伝送媒体１５２５の誘電体材料の外表面に沿っても伝搬する他のデータを追加の電磁波が搬送する実施形態を検討する。カプラ１６２０はまた、伝送媒体１５２５からのこの追加の電磁波を送受信機１６１０に結合して受信することができる。
【０１１９】
ここで図１７に、電磁界分布の例示の非限定的な実施形態を説明する図を示す。この実施形態では、大気中の伝送媒体１５２５は、内部導体１７００及び誘電体材料の絶縁ジャケット１７０２を含み、これを断面で示す。図面は、非対称モードを有する誘導波の伝搬によって生成される電磁界強度を異ならせて表す異なるグレースケールを含む。
【０１２０】
特に、電磁界分布は、絶縁伝送媒体に沿う電磁波伝搬を強化するとともにエンドトゥエンドの伝送損失を低減するモードの「スウィートスポット」に対応する。この特定のモードでは、ＥＭ波は伝送媒体１５２５によって誘導されて伝送媒体の外表面−この場合、絶縁ジャケット１７０２の外表面−に沿って伝搬する。ＥＭ波は、絶縁体に部分的に埋め込まれ、絶縁体の外表面上を部分的に放射している。この態様において、ＥＭ波は、長距離における低伝搬損失でのＥＭ波伝搬を可能とするように絶縁体に「軽く」結合され得る。
【０１２１】
図示するように、誘導波は、主に又は実質的に、波動を誘導するように作用する伝送媒体１５２５の外部にある電場構造を有する。導体１７００の内部の領域は、電場をほとんど又はまったく有さない。同様に、絶縁ジャケット１７０２の内部の領域は、低い電場強度を有する。電磁界強度の大部分は、絶縁ジャケット１７０２の外表面におけるローブ１７０４及びその近傍に分布する。非対称誘導波モードの存在は、絶縁ジャケット１７０２の外表面の上部及び下部において、絶縁ジャケット１７０２の両側の非常に小さい電場強度とは逆に、高い電磁界強度で示される。
【０１２２】
図示する例は、直径１．１ｃｍ及び誘電絶縁体の厚さ０．３６ｃｍの配線によって誘導される３８ＧＨｚ波に対応する。電磁波は伝送媒体１５２５によって誘導され、電場強度の大部分は外表面の制限距離内で絶縁ジャケット１７０２の外部の大気に集中するため、誘導波は非常に低損失で伝送媒体１５２５を長手方向に伝搬することができる。図示する例では、この「制限距離」は、伝送媒体１５２５の最大断面寸法の半分未満である外表面からの距離に対応する。この場合、配線の最大断面寸法は１．８２ｃｍの全体直径に対応するが、この値は伝送媒体１５２５のサイズ及び形状によって変化し得る。例えば、伝送媒体が高さ０．３ｃｍ及び幅０．４ｃｍの長方形であるとすると、最大断面寸法は対角線が０．５ｃｍとなり、対応する制限距離は０．２５ｃｍとなる。
【０１２３】
例示の実施形態では、この伝搬の特定の非対称モードは、非対称モードの低域側カットオフ周波数Ｆｃの制限範囲内（Ｆｃ〜Ｆｃ＋２５％など）に入る周波数、すなわち、特定の非対称又は基本モードがサポートされる最低周波数を有する電磁波によって伝送媒体１５２５上で誘起される。絶縁ジャケット１７０２によって囲まれた内部導体１７００を含む、図示する実施形態について、このカットオフ周波数は、絶縁ジャケット１７０２の寸法及び特性並びに潜在的に内部導体１７００の寸法及び特性に基づいて変化し得るものであり、所望のモードパターンを有するように実験的に決定され得る。なお、一方で、同様の効果が、内部導体のない中空の誘電体又は絶縁体においても見られる。この場合、カットオフ周波数は、中空の誘電体又は絶縁体の寸法及び特性に基づいて変化し得る。
【０１２４】
低域側カットオフ周波数よりも低い周波数においては、非対称モードが伝送媒体１５２５において誘起するのは難しく、わずかな距離を除いて伝搬しない。周波数がカットオフ周波数程度の周波数の制限範囲を上回るにつれて、非対称モードは絶縁ジャケット１７０２の内側に向かってより一層シフトする。カットオフ周波数よりも充分に高い周波数では、電場強度はもはや絶縁ジャケットの外部に集中せずに、主に絶縁ジャケット１７０２の内部に集中する。伝送媒体１５２５は電磁波に対する強い誘導を与えるのでそれでも伝搬が可能であるが、周囲の大気とは逆に、絶縁ジャケット１７０２内の伝搬に起因して増加した損失によって範囲がより制限される。
【０１２５】
ここで図１８に、種々の電磁界分布の例示の非限定的な実施形態を説明する図を示す。特に、同様の要素に言及するのに共通の参照符号を用いて図１７に類似の断面図１８００を示す。断面１８００で図示する例は、直径１．１ｃｍ及び誘電絶縁体の厚さ０．３６ｃｍの配線によって誘導される６０ＧＨｚ波に対応する。波動の周波数がカットオフ周波数の制限範囲よりも高いため、非対称モードは、絶縁ジャケット１７０２の内側に向かってシフトした。特に、電場強度は、主に絶縁ジャケット１７０２の内部に集中する。伝送媒体１５２５は電磁波に対する強い誘導を与えるのでそれでも伝搬が可能であるが、絶縁ジャケット１７０２内の伝搬に起因して増加した損失によって、図１７の実施形態と比較した場合に、範囲がより制限される。
【０１２６】
図１８０２、１８０４、１８０６及び１８０８も、図１８００と同様に、ただし、長手方向断面でより小さい縮尺で示す内部導体及び誘電体材料の絶縁ジャケットを含む大気中の伝送媒体１５２５の実施形態を示す。これらの図は、異なる周波数で非対称モードを有する誘導波の伝搬によって生成される電磁界強度を異ならせて表す異なるグレースケールを含む。
【０１２７】
図１８０８に示す低域側カットオフ周波数よりも低い周波数では、電界は、伝送媒体１５２５の表面に密には結合されない。非対称モードは、伝送媒体１５２５において誘起するのが難しく、伝送媒体に沿ってほんのわずかな距離を除いて伝搬しない。図１８０６に示すように、カットオフ周波数の制限範囲内の周波数では、電界強度の一部は絶縁ジャケット内にあるが、誘導波は、波動を誘導するように作用する絶縁ジャケットの外側及び伝送媒体１５２５の外側に主に又は実質的に存在する電場構造を有する。図１７との関連で記載するように、導体内部の領域１７００はほとんど又はまったく電場を有さず、伝搬は、他の周波数範囲と比べて、妥当な距離にわたってより低伝搬損失で保持される。図１８０４に示すように、周波数がカットオフ周波数程度の周波数の制限範囲を上回るにつれて、非対称モードは伝送媒体１５２５の絶縁ジャケットの内側に向かってより一層シフトし、伝搬損失が増加し、有効伝搬距離が減少する。図１８０２に示すように、カットオフ周波数よりも充分に高い周波数では、電場強度はもはや絶縁ジャケットの外部に集中せずに、主に絶縁ジャケット１７０２の内部に集中する。伝送媒体１５２５は電磁波に対する強い誘導を与えるのでそれでも伝搬可能であるが、周囲の大気とは逆に、絶縁ジャケット１７０２内の伝搬に起因して増加した損失によって範囲がより制限される。
【０１２８】
図１９は、ここに記載される種々の形態による種々の電磁分布の例示の非限定的実施形態を示す図である。特に、図１９００は、２００ｃｍの絶縁媒体電圧配線についての３点における電磁界分布１９１０、１９２０及び１９３０で重ね書きされた周波数の関数としての（ｄＢでの）エンドトゥエンド損失のグラフを示す。絶縁体と周囲の大気との間の境界は、各電磁界分布における符号１９２５によって表される。
【０１２９】
特に、６ＧＨｚにおける電磁界分布１９２０は、絶縁伝送媒体に沿う電磁波伝搬を強化するとともにエンドトゥエンド伝送損失を低減する前述のモードの「スウィートスポット」に入る。この特定のモードでは、ＥＭ波は、絶縁体に部分的に埋め込まれ、絶縁体の外表面で部分的に放射している。この態様において、ＥＭ波は、長距離における低伝搬損失でのＥＭ波伝搬を可能とするように絶縁体に「軽く」結合される。
【０１３０】
３ＧＨｚにおける電磁界分布１９１０によって表される低域側周波数では、非対称モードが放射してより高い伝搬損失をより重度に発生させる。９ＧＨｚにおける電磁界分布１９３０によって表される高域側周波数では、非対称モードがより一層導体の内向きにシフトし、過剰に吸収を与え、ここでもより高い伝搬損失を発生させる。
【０１３１】
図２０ａ及び２０ｂは、ここに記載される種々の形態による伝送媒体の例示の非限定的実施形態を示す図である。図２０Ａは、伝送媒体１５２５上で水滴２００２の蓄積を示す図２０００を示す。水滴２００２は、露、湿気、湿度若しくは雨のような気象条件又は灌漑システムのスプレーのしぶきなどの人為的条件から蓄積し得る。図示するように、水滴２００２は、重力に起因して、伝送線１５２５の底部側に対応する向きで蓄積するものと予想され得る。そのような水滴２００２の存在は、電力線１５２５の表面上の誘導電磁波の伝搬を干渉し得る。
【０１３２】
前述したように、伝送デバイスは、水滴の影響を軽減又は回避するＥＭ波を選択的に射出するカプラ１３１０などのカプラを含み得る。特に、電磁エネルギーの大部分が絶縁線上の乾燥した（又はより乾燥した）スポットに向けられる一方で、ＥＭ波モードは予想される雨滴形成の向きで極小（又はヌル）を有するように選択され得る。
【０１３３】
図２０ｂは、絶縁伝送媒体に沿う電磁波伝搬を強化するとともにエンドトゥエンド伝送損失を低減する前述のモードのスウィートスポット内で動作するＥＭ波などに対する電磁分布２０１０を示す。図示するように、電磁界分布２０１０は、裸配線又は絶縁配線などの伝送媒体１５２５の底部において、水滴形成２０１２の予想される向きで配列された極小点を含む。この態様において、ＥＭ界エネルギーの大部分は伝送媒体周囲の他の向きにあるので、水滴２００２の存在はＥＭ波伝搬にほとんど影響しない。なお、電磁界分布２０１０は左右対称であり、伝送媒体１５２５の上部にも極小点を含む。
【０１３４】
ここで図２１に、伝送デバイスの例示の非限定的な実施形態を説明するブロック図を示す。特に、同様の要素に言及するのに共通の参照符号を用いて図１６に類似の図を示す。伝送デバイス１５００又は１５０２は、データを含む通信信号１５１０又は１５１２を受信する通信インターフェース１６００を含む。送受信機１６１０は、通信信号１５１０又は１５１２に基づいて第１の電磁波を生成して第１のデータを搬送し、第１の電磁波は少なくとも１つのキャリア周波数を有する。カプラ１６２０は誘電体材料によって囲まれた少なくとも１つの内側部分を有する伝送媒体１５２５に第１の電磁波を結合し、誘電体材料は外表面及び対応の外周を有する。第１の電磁波は伝送媒体に結合されて、少なくとも１つの誘導波モードを介して誘電体材料の外表面に沿って伝搬するように誘導される第２の電磁波を形成する。
【０１３５】
伝送デバイス１５００又は１５０２は、光トレーニングコントローラ２１００を含む。例示の実施形態では、トレーニングコントローラ２１００は、スタンドアロンプロセッサ又は伝送デバイス１５００若しくは１５０２の１以上の他の構成要素と共有されるプロセッサによって実装される。トレーニングコントローラ２１００は、第２の電磁波を受信するように結合された少なくとも１つの遠隔の伝送デバイスから送受信機１６１０によって受信されたフィードバックデータに基づいて少なくとも１つのキャリア周波数を選択する。
【０１３６】
例示の実施形態では、遠隔の伝送デバイス１５００又は１５０２によって送信される第３の電磁波は、伝送媒体１５２５の誘電体材料の外表面に沿っても伝搬する第２のデータを搬送する。第２のデータは、フィードバックデータを含むように生成され得る。動作において、カプラ１６２０はまた、伝送媒体１５２５からの第３の電磁波を結合して第４の電磁波を形成し、送受信機は第４の電磁波を受信し、第４の電磁波を処理して第２のデータを抽出する。
【０１３７】
例示の実施形態では、トレーニングコントローラ２１００は、フィードバックデータに基づいて複数の候補周波数及び／又は伝送モードを評価して、スループット、信号強度などの性能を強化し、伝搬損失を低減するなどのキャリア周波数及び／又は伝送モードを選択するように動作する。
【０１３８】
以下の例：伝送デバイス１５００は、伝送媒体１５２５に結合された遠隔の伝送デバイス１５０２に向けられた対応の複数の候補周波数及び／又は候補モードで複数の１又はパイロット波などのテスト信号として複数の誘導波を送信することによってトレーニングコントローラ２１００の制御下での動作を開始する例を検討する。誘導波は、さらに又は代替において、テストデータを含み得る。テストデータは、信号の特定の候補周波数及び／又はＥＭモードを示すことができる。実施形態では、遠隔の伝送デバイス１５０２におけるトレーニングコントローラ２１００は、適切に受信された誘導波のいずれかからテスト信号及び／又はテストデータを受信し、最良の候補周波数及び／若しくはＥＭモード、許容可能な候補周波数及び／若しくはＥＭモードのセット又は候補周波数及び／若しくはＥＭモードのランク付けを特定する。この候補周波数及び／又はＥＭモードの選択は、受信信号強度、ビットエラーレート、パケットエラーレート、信号対ノイズ比、伝搬損失などの１以上の最適化基準に基づいてトレーニングコントローラ２１００によって生成される。トレーニングコントローラ２１００は、候補周波数及び／又はＥＭモードの選択を示すフィードバックデータを生成し、フィードバックデータを伝送デバイス１５００への送信のために送受信機１６１０に送信する。そして、伝送デバイス１５００及び１５０２は、候補周波数及び／又はＥＭモードの選択に基づいて相互にデータを通信することができる。
【０１３９】
他の実施形態では、テスト信号及び／又はテストデータを含む電磁波が、これらの波動を開始した伝送デバイス１５０２のトレーニングコントローラ２１００による受信及び解析のために、遠隔の伝送デバイス１５０２によって伝送デバイス１５０２に反射されて戻され、中継されて戻され、あるいはループバックされる。例えば、伝送デバイス１５０２は信号を遠隔の伝送デバイス１５０２に送信して、物理反射器が線上で切り換えられ、終端インピーダンスが変更されて反射をもたらし、ループバック回路が電磁波を送信元伝送デバイス１５０２に結合して戻すように切り換えられ、及び／又は中継器モードは電磁波を増幅して送信元伝送デバイス１５０２に再送信して戻すことが可能なテストモードを開始する。送信元伝送デバイス１５０２におけるトレーニングコントローラ２１００は、適切に受信された誘導波のいずれかからのテスト信号及び／又はテストデータを受信し、候補周波数及び／又はＥＭモードの選択を特定する。
【０１４０】
上記の手順を動作の起動又は初期化モードにおいて説明したが、各伝送デバイス１５００又は１５０２は、同様に他の時点でも又は連続的にでもテスト信号を送信し、候補周波数又はＥＭモードを通常の送波などの非テストを介して評価し、あるいは候補周波数又はＥＭモードを評価することができる。例示の実施形態では、伝送デバイス１５００及び１５０２間での通信プロトコルは、候補周波数及びＥＭモードのサブセットの完全な試験又はより限定的な試験がテスト及び評価される周期的テストモードを含み得る。動作の他のモードにおいて、そのようなテストモードへの再移行が、外乱、気象条件などに起因する性能の悪化によってトリガされ得る。例示の実施形態では、送受信機１６１０の受信機帯域幅は、すべての候補周波数を含むように充分に広いか、又は送受信機１６１０の受信機帯域幅がすべての候補周波数を含むようにトレーニングコントローラ２１００によって充分に広いトレーニングモードに適宜調整され得る。
【０１４１】
ここで図２２に、方法の例示の非限定的実施形態を示すフロー図２２００を示す。方法は、図１〜２１との関連で説明した１以上の機能及び構成との関連で使用され得る。ステップ２２０２は、アジマス配向において極小となるＥＭ界パターンを有する非基本モードに応じてデータを搬送するように電磁波を生成するステップを含む。ステップ２２０４は、極小のアジマス配向を変更せずに伝送媒体の外表面上を伝搬するように、あるいは、伝送媒体に対する所望の向きで極小を配列するように、電磁波を結合するステップを含む。例えば、伝送媒体の水滴形成の予想される向きでアジマス配向が配列するように、極小が生成及び／又は配列され得る。実施形態では、非基本モードはカットオフ周波数を有し、電磁波のキャリア周波数はカットオフ周波数に基づいて選択される。キャリア周波数は、マイクロ波周波数帯域内であればよい。電磁波は、電磁波の非基本モードを変更することなく、かつ電磁波の追加の伝搬電磁モード（基本又は非基本のいずれか）を導入することなく伝送媒体の外表面上を伝搬するように結合され得る。上述したように、伝搬モードは、伝送媒体に沿って長手方向におけるわずかな距離より長く伝搬するモードである。
【０１４２】
伝送媒体は絶縁ジャケットを含み、伝送媒体の外表面は絶縁ジャケットの外表面に対応し得る。伝送媒体は、単一の配線伝送媒体であればよい。
【０１４３】
本開示で記載されるような電磁波は物理的物体（例えば、裸配線若しくは他の導体、誘電体、絶縁配線、コンジット若しくは他の中空要素、誘電体若しくは絶縁体によってコーティングされ、被覆され、又は囲まれた絶縁配線束若しくは他の配線束、又は固体、液体若しくは非気体伝送媒体の他の形態）の存在に影響されることがあり、それによって、その物理的物体に少なくとも部分的に結合され、又はそれによって誘導されるように、かつその物理的物体の伝送経路に沿って伝搬する。そのような物理的物体は、伝送媒体のインターフェース（例えば、外表面、内表面、外表面と内表面の間の内部、又は伝送媒体の要素間の他の境界）によって、電磁波の伝搬（「誘導電磁波」）を誘導する伝送媒体として作用することができ、同様に、送信デバイスから受信デバイスへの伝送経路に沿ってエネルギー及び／又はデータを搬送することができる。
【０１４４】
非誘導電磁波によって伝搬される距離の二乗に反比例して強度が減少する非誘導の（又は非結合の）電磁波のような無線信号の自由空間伝搬とは異なり、誘導電磁波は、非誘導電磁波が受けるよりも単位距離当たりの損失の大きさが小さい伝送媒体に沿って伝搬することができる。
【０１４５】
電気信号とは異なり、誘導電磁波は、送信デバイスと受信デバイスの間の別個の電気戻り経路を要さずに送信デバイスから受信デバイスに伝搬することができる。結果として、誘導電磁波は、導電構成要素（例えば、誘電体ストリップ）を有さない伝送媒体に沿って、又は、単一の導体（例えば、単一の裸配線又は絶縁配線）以外を有さない伝送媒体を介して、送信デバイスから受信デバイスに伝搬することができる。たとえ伝送媒体が１以上の導電構成要素を含み、伝送媒体に沿って伝搬する誘導電磁波が１以上の導電構成要素を誘導電磁波の方向に流れる電流を生成したとしても、そのような誘導電磁波は、送信デバイスと受信デバイスの間の電気戻り経路上の対向電流の流れを要することなく送信デバイスから受信デバイスに伝搬することができる。
【０１４６】
非限定的説明において、導電媒体によって伝送デバイスと受信デバイスの間で電気信号を送信及び受信する電気的システムを検討する。そのようなシステムは一般に、電気的に分離した送り経路及び戻り経路で成り立つ。例えば、絶縁体によって分離された中心導体及び接地シールドを有する同軸ケーブルを検討する。通常、電気的システムでは、送信（又は受信）デバイスの第１の端子が中心導体に接続され、送信（又は受信）デバイスの第２の端子が接地シールドに接続され得る。送信デバイスが電気信号を中心導体に第１の端子を介して投入すると、電気信号は中心導体に沿って伝搬して中心導体における送り電流及び接地シールドにおける戻り電流をもたらす。同様のことが２端子受信デバイスにも当てはまる。
【０１４７】
これに対して、電気戻り経路なしに誘導電磁波を送信するために（とりわけ同軸ケーブルを含む）伝送媒体についての異なる実施形態を利用する本開示で記載されるような導波路システムを検討する。一実施形態では、例えば、本開示の導波路システムは、同軸ケーブルの外表面に沿って伝搬する誘導電磁波を誘起するように構成され得る。誘導電磁波は接地シールド上で送り電流をもたらすが、誘導電磁波が同軸ケーブルの外表面に沿って伝搬できるようにするのに戻り電流を必要としない。同じことが、誘導電磁波の伝送のための導波路システムに使用される他の伝送媒体にも言える。例えば、裸配線又は絶縁配線の外表面上に導波路システムによって誘起される誘導電磁波は、電気戻り経路なしに裸配線又は絶縁裸配線に沿って伝搬することができる。
【０１４８】
結果的に、送信デバイスによって投入される電気信号の伝搬を可能とするのに別個の導体上での送り電流及び戻り電流を搬送するための２以上の導体を必要とする電気的システムは、伝送媒体のインターフェースに沿う誘導電磁波の伝搬を可能とする電気戻り経路を必要とすることなく伝送媒体のインターフェース上で誘導電磁波を誘起する導波路システムとは区別される。
【０１４９】
なお、さらに、本開示で説明するような誘導電磁波は、伝送媒体に結合され、又はそれに誘導されるように、かつ伝送媒体の外表面上又はそれに沿って短くない距離を伝搬するように、伝送媒体の主に又は実質的に外部にある電磁界構造を有し得る。他の実施形態では、誘導電磁波は、伝送媒体に結合され、又はそれに誘導されるように、かつ伝送媒体内の短くない距離を伝搬するように、伝送媒体の主に又は実質的に内部にある電磁界構造を有し得る。他の実施形態では、伝送媒体に結合され、又はそれに誘導されるように、かつ伝送媒体に沿って短くない距離を伝搬するように、伝送媒体の部分的に内部及び部分的に外部にある電磁界構造を有し得る。
【０１５０】
本明細書において、「記憶する」、「ストレージ」、「データストア」、「データストレージ」、「データベース」並びに実質的にコンポーネントの動作及び機能に関する他の何らかの情報記憶コンポーネントなどの用語は、「メモリコンポーネント」、「メモリ」において具現されるエンティティ、又はメモリを備えるコンポーネントについて言及するものである。ここに記載されるメモリコンポーネントは、揮発性メモリ又は不揮発性メモリのいずれかであればよく、又は揮発及び不揮発性メモリ、例示として、限定ではなく、揮発性メモリ、不揮発性メモリ、ディスクストレージ及びメモリストレージを備え得ることが分かるはずである。また、不揮発性メモリは、読出し専用メモリ（ＲＯＭ）、プログラマブルＲＯＭ（ＰＲＯＭ）、電気的プログラマブルＲＯＭ（ＥＰＲＯＭ）、電気的消去可能ＲＯＭ（ＥＥＰＲＯＭ）又はフラッシュメモリに含まれ得る。揮発性メモリは、外部キャッシュメモリとして作用するランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）を備え得る。例示として、限定ではなく、ＲＡＭは、同期ＲＡＭ（ＳＲＡＭ）、ダイナミックＲＡＭ（ＤＲＡＭ）、同期ＤＲＡＭ（ＳＤＲＡＭ）、ダブルデータレートＳＤＲＡＭ（ＤＤＲ  ＳＤＲＡＭ）、ｅｎｈａｎｃｅｄＳＤＲＡＭ（ＥＳＤＲＡＭ）、ＳｙｎｃｈｌｉｎｋＤＲＡＭ（ＳＬＤＲＡＭ）及び直接ＲａｍｂｕｓＲＡＭ（ＤＲＲＡＭ（登録商標））など多数の形態で入手可能である。さらに、ここでのシステム又は方法の開示のメモリコンポーネントは、これら及び他の適切な種類のメモリを、それを備えることに限定されずに、備えるものである。
【０１５１】
さらに、開示事項は、単一のプロセッサ又は複数のプロセッサのコンピュータシステム、ミニコンピューティングデバイス、メインフレームコンピュータ、その他パーソナルコンピュータ、ハンドヘルドコンピューティングデバイス（例えば、ＰＤＡ、電話機、時計、タブレットコンピュータ、ネットブックコンピュータなど）、マイクロプロセッサに基づく又はプログラマブル民生用若しくは業務用電子機器などを備える他のコンピュータシステム構成で実施され得る。説明した形態はまた、通信ネットワークを介してリンクされた遠隔処理デバイスによってタスクが実行される分散コンピューティング環境で実施可能であるが、開示事項の全部でない場合には一部の形態がスタンドアロンコンピュータで実施され得る。分散コンピューティング環境では、プログラムモジュールは、ローカル及びリモートメモリ記憶デバイスの双方に配置され得る。
【０１５２】
ここに記載される実施形態の一部は、人工知能（ＡＩ）を採用してここに記載される１以上の構成の自動化を促進することもできる。例えば、伝達効率を最大化するために誘電体導波路６０４及び６０６が配置されるべき配線周囲の位置を決定するのに人工知能が用いられてもよい。実施形態は（例えば、既存の通信ネットワークへの付加の後に最大値／利益を与える取得セルサイトを自動的に識別することとの関係において）、その種々の実施形態を実施するための種々のＡＩに基づく手法を採用することができる。さらに、分類子が、取得ネットワークの各セルサイトの順位又は優先度を特定するのに採用され得る。分類子は、入力属性ベクトルｘ＝（ｘ１、ｘ２、ｘ３、ｘ４、・・・、ｘｎ）を、入力がクラスに属する信頼度、すなわちｆ（ｘ）＝信頼度（クラス）にマッピングする。そのような分類は、自動的に実行されることをユーザが望むアクションを予測又は推測するのに、確率的及び／又は統計に基づく解析（例えば、解析ユーティリティ及びコストを考慮に入れる）を利用することができる。サポートベクトル機械（ＳＶＭ）は、利用され得る分類子の一例である。ＳＶＭは、可能な入力の空間における超曲面を見出すことによって動作し、超曲面は非トリガイベントからトリガ基準を分離することを試行する。直感的に、これは、トレーニングデータに近いが同一ではないテストデータに対して分類を正す。他の有向及び無向モデル分類アプローチは、例えば、採用され得る様々なパターンの独立性を提供するｎａｉｖｅ  Ｂａｙｅｓ、Ｂａｙｅｓｉａｎネットワーク、決定ツリー、ニューラルネットワーク、ファジー論理モデル及び確率的分類モデルを備える。ここで使用される分類はまた、優先度のモデルを展開するのに利用される統計的逆行を含む。
【０１５３】
容易に分かるように、実施形態の１以上は、明示的に（例えば、包括的なトレーニングデータを介して）トレーニングされ、また、暗示的に（例えば、ＵＥの挙動を観察すること、操作者の選好、履歴情報、外部からの情報を受信することを介して）トレーニングされる分類子を採用することができる。例えば、ＳＶＭは、分類子コンストラクタ及び構成選択モジュール内の学習又はトレーニング段階を介して構成され得る。したがって、分類子は、以下に限定されないが、取得セルサイトのどれが最大数の加入者に利益をもたらすか、及び／又は取得セルサイトのどれが既存の通信ネットワークカバレッジに最小値を付加するのかなどの所定の基準に従う決定を含む多数の機能を自動的に学習及び実行するように使用され得る。
【０１５４】
本願におけるいくつかの文脈で使用するように、ある実施形態では、用語「コンポーネント」、「システム」などは、コンピュータ関連エンティティ、又は１以上の具体的機能を有する操作可能なデバイスに関連するエンティティのことをいい、又はそれを備え、エンティティは、ハードウェア、ハードウェア及びソフトウェアの組合せ、ソフトウェア、又は実行中ソフトウェアのいずれかであればよい。一例として、コンポーネントは、以下に限られないが、プロセッサ上で稼働している処理、プロセッサ、オブジェクト、実行可能なもの、実行のスレッド、コンピュータ実行可能命令、プログラム及び／又はコンピュータであればよい。例示であって限定ではなく、サーバ上で稼働しているアプリケーション及びサーバの双方はコンポーネントとなり得る。１以上のコンポーネントは、処理及び／又は実行のスレッド内に存在し、コンポーネントは１つのコンピュータに局所化され、及び／又は２以上のコンピュータ間で分散され得る。さらに、これらのコンポーネントは、そこに記憶された種々のデータ構造体を有する種々のコンピュータ可読媒体から実行可能である。コンポーネントは、１以上のデータパケットを有する信号によるなどして（例えば、ローカルシステムにおいて、分散システムにおいて、及び／又は信号を介して他のシステムとインターネットなどのネットワークを介して他のコンポーネントと相互作用する１つのコンポーネントからのデータ）、ローカル及び／又はリモートな処理を介して通信し得る。他の例として、コンポーネントは、プロセッサによって実行されるソフトウェア又はファームウェアアプリケーションによって作動される電気又は電子回路によって作動される機械部品によって提供される特定の機能を有するデバイスであればよく、プロセッサはデバイスの内部又は外部にあればよく、ソフトウェア又はファームウェアアプリケーションの少なくとも一部を実行する。さらに他の例として、コンポーネントは、機械的部品なしに電子コンポーネントを介して特定の機能を提供するデバイスであればよく、電子コンポーネントは、電子コンポーネントの機能を少なくともある程度与えるソフトウェア又はファームウェアを実行するプロセッサをそこに備えことができる。種々のコンポーネントを別個のコンポーネントとして示したが、例示の実施形態から逸脱することなく、複数のコンポーネントが単一のコンポーネントとして実装され得ること、又は単一のコンポーネントが複数のコンポーネントとして実装され得ることが分かるはずである。
【０１５５】
また、種々の実施形態が、方法、標準プログラミング及び／又はエンジニアリング技術を用いるデバイス又は製造物品として実施されて、開示事項を実施するようにコンピュータを制御するソフトウェア、ファームウェア、ハードウェア又はこれらの任意の組合せを生成することができる。ここで使用される用語「製造物品」は、コンピュータ可読デバイス又はコンピュータ可読記憶／通信媒体にアクセス可能な任意のコンピュータプログラムを包含するものである。例えば、コンピュータ可読記憶媒体は、以下に限定されないが、磁気記憶デバイス（例えば、ハードディスク、フロッピディスク、磁気ストリップ）、光学ディスク（例えば、コンパクトディスク（ＣＤ）、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ））、スマートカード、及びフラッシュメモリデバイス（例えば、カード、スティック、キードライブ）を含み得る。もちろん、当業者であれば、種々の実施形態の範囲又は趣旨を逸脱することなく、この構成に対して多数の変形がなされ得ることを認識するはずである。
【０１５６】
さらに、単語「例」及び「例示」は、例又は例示として作用することを意味するようにここで用いられる。「例」又は「例示」としてここに記載されるいずれの実施形態又は設計も、必ずしも他の実施形態又は設計に対して好適又は有利なものとして解釈されるわけではない。逆に、例又は例示という用語の使用は、具体的態様でコンセプトを提示することが意図されている。本願で使用されるように、用語「又は／若しくは」は、排他的な「又は／若しくは」ではなく、包含的な「又は／若しくは」を意味するものである。すなわち、特に断りがない限り、又は文脈から明らかでない限り、「ＸがＡ又はＢを採用する」は、自然な包含的順列のいずれかを意味するものである。すなわち、ＸがＡを採用する場合、ＸがＢを採用する場合、又はＸがＡ及びＢの双方を採用する場合、「ＸがＡ又はＢを採用する」は、前述の例のいずれかの下で満足される。さらに、本願及び付属の特許請求の範囲で使用される冠詞「ａ」及び「ａｎ」は、特に断りがない限り、又は文脈から単数形が指示されていることが明らかでない限り、「１以上の」を意味するものと一般に解釈されるべきである。
【０１５７】
さらに、「ユーザ機器」、「移動局」、「移動体」、「加入者局」、「アクセス端末」、「端末」、「ハンドセット」、「移動体デバイス」（及び／又は同様の語を表す用語）などの用語は、データ、制御、音声、映像、音、ゲーム又は実質的にあらゆるデータストリーム若しくはシグナリングストリームを受信又は伝達する無線通信サービスの加入者又はユーザによって利用される無線デバイスをいうものである。上述の用語は、ここで及び関係する図面を参照して互換可能に利用される。
【０１５８】
またさらに、用語「ユーザ」、「加入者」、「顧客／カスタマー」、「消費者」などは、文脈が用語間の特定の区別を保証しない限り、全体を通して相互に互換可能に採用される。そのような用語は、人間のエンティティ、又は模擬された視界、音認識などを提供できる人工知能（例えば、少なくとも複雑な数学的な式に基づいて推測を行う能力）によって援助される自動化されたコンポーネントのことをいうことが理解されるべきである。
【０１５９】
ここに採用されるように、用語「プロセッサ」とは、単一コアプロセッサ、ソフトウェアでマルチスレッド化された実行能力を有する単一プロセッサ、マルチコアプロセッサ、ソフトウェアでマルチスレッド化された実行能力を有するマルチコアプロセッサ、ハードウェアでマルチスレッド化された技術を有するマルチコアプロセッサ、並列プラットフォーム、及び分散共有メモリを有する並列プラットフォームを、備えることに限定されないが、備える実質的にあらゆるコンピューティング処理装置又はコンピューティング装置のことをいう。さらに、プロセッサは、ここに記載される機能を実行するように設計された集積回路、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、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・ロジック・コントローラ（ＰＬＣ）、コンプレックス・プログラマブル・ロジック・コントローラ（ＣＰＬＤ）、個々のゲート又はトランジスタロジック、個々のハードウェアコンポーネント、又はそれらの任意の組合せのことをいう。プロセッサは、スペース使用率を最適化し、又はユーザ機器の性能を高めるために、以下に限定されないが、分子及び量子ドットに基づくトランジスタ、スイッチ及びゲートなどのナノスケールアーキテクチャを利用することができる。プロセッサはまた、コンピューティング処理装置の組合せとして実施され得る。
【０１６０】
ここで使用する用語「ミリ波」とは、３０ＧＨｚ〜３００ＧＨｚの「ミリ波周波数帯域」内の電磁波ということができる。「マイクロ波」という用語は、３００ＭＨｚ〜３００ＧＨｚの「マイクロ波周波数帯域」内の電磁波ということができる。本開示で記載される無線信号、電気信号及び誘導電磁波は、例えば、ミリ波及び／又はマイクロ波周波数帯の中、上又は下の周波数などの任意の所望の周波数範囲で動作するように構成され得ることが分かる。
【０１６１】
ここで使用する用語「アンテナ」とは、無線信号を放射又は受信する送信又は受信システムの一部となるデバイスということができる。
【０１６２】
さらに、フロー図は、「開始」及び／又は「続く」の表示を含むことがある。「開始」及び「続く」は、表されたステップが他のルーチンとの関連で適宜含まれ、あるいは使用され得ることを反映する。この文脈において、「開始」は、表される最初のステップの開始を示し、具体的に図示されない他のアクティビティが先行し得る。また、「続く」は、表されるステップが複数回実行され得ること及び／又は具体的に図示されない他のアクティビティが継続し得ることを反映する。また、フロー図は、ステップの特定の順序を示すが、偶発性の原理が維持されることを条件として他の順序が同様に可能である。
【０１６３】
ここで使用され得る用語「〜に動作可能に結合され」、「〜に結合され」及び／又は「結合する」は、アイテム間を直接結合すること及び／又は１以上の介在アイテムを介してアイテム間を間接的に結合することを含む。そのようなアイテム及び介在アイテムは、これらに限定されないが、接合部、通信経路、構成部材、回路素子、回路、機能ブロック及び／又はデバイスを含む。間接的な結合の例として、信号における情報の形態、性質又は形式を修正することによって第１のアイテムから第２のアイテムに搬送される信号が１以上の介在アイテムによって修正され得るが、それでも信号における情報の１以上の要素が、第２のアイテムによって認識され得る態様で搬送される。間接的な結合の更なる例において、１以上の介在アイテムにおける行為及び／又は反応の結果として、第１のアイテムにおける行為は第２のアイテムに反応をもたらし得る。
【０１６４】
上述したものは、種々の実施形態の単なる例を含む。もちろん、これらの例を記載する目的のため、構成要素又は方法の全ての可能な組合せを記載することは可能ではないが、当業者であれば、本実施形態の多数の更なる組合せ及び順列が可能であることを認識することができる。したがって、ここに開示及び／又は特許請求される実施形態は、添付の特許請求の範囲の趣旨及び範囲内のものとなる全てのそのような変更例、変形例及びバリエーションを包含するものである。またさらに、用語「含む」が詳細な説明又は特許請求の範囲のいずれかで使用されるという点で、そのような用語は、特許請求の範囲において転換語として利用される場合に「備える」が解釈されるように、用語「備える」と同様に包含的であるものとする。
【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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【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０ａ】
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【図２０ｂ】
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【図２１】
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【図２２】
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