(57)【要約】  中継器環境の実施形態は、信号の完全性及び増幅を向上させることを目的として、アンテナアレイと適応可能な形で結合されるフィードバックキャンセルループを配備し従って選択されたメトリックを前記アンテナアレイとフィードバックキャンセルループの組み合わせに適用できるような形で動作可能であることができる。例として、前記典型的中継器の前記フィードバックキャンセルループは、選択された線形代数法を実行することによって提供される重みを動作可能な形で前記フィードバックキャンセルループに適応させるメトリックによって適応させることができ、前記メトリックは、受信機において存在する送信機信号のレベルを示すことができ、及び前記送信された信号と前記受信機信号との間における相関化を行うことに基づいて導き出すことができる。さらに、動作可能な形で、前記典型的中継器は、好ましいことに送信された信号が希望される受信機信号と無相関化され、時間的に整合され、前記フィードバック漏れ信号と相関化されるようにする上で十分な遅延を維持することができる。【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線通信ネットワークに関する中継器であって、フィードバックキャンセルを提供するために動作可能であり、
１つ以上のアンテナ要素を備えるアンテナアレイと、
前記アンテナアレイに動作可能な形で結合され、入力信号に対して動作して信号の分離及び信号利得を増大させるために採用されるメトリックを導き出すように構成された等化フィードバックキャンセルループと、を備え、
前記メトリックは、受信機において存在する送信機信号のレベルを示し、送信された信号と希望される受信機信号を含む受信された信号との間の相関関係の関数であり、
前記中継器は、前記送信された信号を前記希望される受信機信号と無相関化するのを可能にする遅延を有し、前記送信された信号は時間的に整合され、及び前記送信された信号は、フィードバック漏れ信号と相関化される、中継器。
【請求項２】
前記等化フィードバックキャンセルループにおける等化器をさらに備える請求項１に記載の中継器。
【請求項３】
前記中継器は、プロセッサが前記メトリックに基づいて重みの適応を制御する無線周波数中継器である請求項１に記載の中継器。
【請求項４】
前記中継器は、デジタル中継器である請求項１に記載の中継器。
【請求項５】
前記中継器は、ビーム形成器を用いること、入力及び出力信号サンプルを用いる閉形式解法を用いて前記メトリックとともに適用するための重みを計算すること、及び相関化メトリックを用いてフィードバックキャンセルの実行を決定することから成るグループから選択された１つ以上の動作を実行することによってフィードバックキャンセルを行うように構成される請求項５に記載の中継器。
【請求項６】
前記中継器は、前記送信された信号を前記受信された信号と相関化することによって前記送信機信号のレベルの表示を決定するように構成される請求項１に記載の中継器。
【請求項７】
前記遅延は、新しい受信された信号が現在の送信信号と相関化されないような遅延が選択される請求項１に記載の中継器。
【請求項８】
前記フィードバックキャンセルループによって生成された前記漏れ信号は、前記送信機信号と相関化される請求項７に記載の中継器。
【請求項９】
マルチパス遅延スプレッドは、前記中継器を通じての遅延よりも小さく、前記送信機信号は、新しい受信された信号と無相関化される請求項７に記載の中継器。
【請求項１０】
前記アンテナアレイの送信機アンテナと受信機アンテナとの間の時間遅延スプレッドは、中継中の信号の帯域幅の逆数よりも小さい請求項７に記載の中継器。
【請求項１１】
前記時間遅延は、前記フィードバックキャンセルループの出力から協力デジタル処理構成要素を通り、デジタル−アナログ変換構成要素を通り、送信及び伝搬を通じての前記アンテナアレイの受信アンテナまでの時間遅延が中継中の信号の帯域幅の逆数と等しいか又はそれよりも大きくなるような時間遅延が選択される請求項７に記載の中継器。
【請求項１２】
前記時間遅延は、先入れ先出し（ＦＩＦＯ）遅延ラインによって提供される前記フィードバックキャンセルループの出力からの時間遅延が中継中の信号の帯域幅の逆数と等しいか又はそれよりも大きくなるような時間遅延が選択される請求項７に記載の中継器。
【請求項１３】
前記中継器は、前記フィードバックキャンセルループの動作に後続するキャンセル後相関化動作を行ってキャンセル後相関化メトリックを決定するように構成され、及び前記中継器は、前記アンテナアレイの１つ以上の構成要素に重みを適用することによって前記キャンセル後相関化メトリックの値を実質的に最小にするように構成される請求項１に記載の中継器。
【請求項１４】
前記中継器は、最小平均二乗アルゴリズム、再帰最小二乗アルゴリズム、及びBussgangアルゴリズムから成るグループから選択された少なくとも１つ以上の適応アルゴリズムを実行することによって前記キャンセル後相関化メトリックの値を実質的に最小にするように構成される請求項１３に記載の中継器。
【請求項１５】
前記中継器は、前記中継器信号の出力がデジタルでサンプリングされ、前記メトリックがデジタル遅延を用いて決定されるように構成される請求項１に記載の中継器。
【請求項１６】
前記中継器は、時分割複信中継器であり、前記無線通信ネットワークは、ワイヤレス−フィデリティ（Ｗｉ−Ｆｉ）、及び全世界マイクロ波アクセス相互運用性（Ｗｉ−ｍａｘ）ネットワークのうちの１つである請求項１に記載の中継器。
【請求項１７】
前記中継器は、周波数分割複信中継器であり、前記無線通信ネットワークは、セル方式のグローバル移動体通信システム（ＧＳＭ）、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）、及び第３世代（３Ｇ）ネットワークのうちの１つである請求項１に記載の中継器。
【請求項１８】
前記アンテナアレイは、少なくとも１つのダイポールアンテナ、少なくとも１つのパッチアンテナ、又はその組み合わせを含む請求項１に記載の中継器。
【請求項１９】
中継器環境におけるフィードバックループキャンセルを容易にする方法であって、
中継器送信機漏れ信号及び受信信号をＭの数の受信機において受信することと、
前記Ｍの数の受信機においてＭの数の複素空間受信重みを適用して重み付き受信機信号を生成することと、
前記重み付き受信機信号を結合して複合重み付き信号を生成することと、
前記受信信号を前記送信機漏れ信号と無相関化して無相関化された送信信号を生成するために用いられる選択された時間遅延を前記キャンセル後漏れ信号に提供することと、
相関化メトリック及び選択された収束時間を利用する適応アルゴリズムを用いて新しい受信機及び送信機複素空間重みを生成することと、
Ｎの数の重み付き中継器信号をＮの送信機によって送信すること、とを備える、方法。
【請求項２０】
前記複合重み付き信号を漏れキャンセル構成要素によって処理してキャンセル後受信信号を生成することをさらに備える請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
複合重み付き信号と、前記キャンセル後受信信号と、遅延された送信機信号とを備える１つ以上の値に基づいてフィードバックキャンセルループに関して前記漏れキャンセル構成要素によって更新値を計算することをさらに備え、
前記フィードバック値と関連づけられた時定数は、Ｔｃの時定数を有する請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記キャンセル後受信信号をフィルタリング構成要素によってフィルタリングしてフィルタリングされたキャンセル後受信信号を生成することをさらに備える請求項２０に記載の方法。
【請求項２３】
相関化前漏れメトリックと、残存漏れ相関化メトリックと、電力インと、電力アウトと、分離マージンとを備える１つ以上の値を利用して前記フィルタリングされたキャンセル後受信信号の自動利得制御を行って自動利得制御（ＡＧＣ）出力信号を生成することをさらに備える請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
Ｎの数の複素空間送信機重みをＡＧＣ出力信号のＮの数のコピーに適用することをさらに備える請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
Ｎの数の中継器送信信号を前記Ｍの数の受信機において受信してＭの数の中継器送信漏れ信号を識別することと、前記受信されたＭの数の識別された送信漏れ信号をＭの数の希望される受信信号と合計すること、とをさらに備える請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
中継器環境におけるフィードバックループキャンセルを容易にする方法であって、
中継器送信機漏れ信号及び受信信号を受信機において受信して複合受信信号として分類することと、
漏れキャンセルブロックによってキャンセル後受信信号を生成することと、
前記受信信号を前記送信機漏れ信号と無相関化して無相関化された送信信号を生成するために用いられる選択された時間遅延を前記キャンセル後漏れ信号に提供することと、
前記無相関化された送信信号を送信すること、とを備える、方法。
【請求項２７】
複合信号と、前記キャンセル後受信信号と、遅延された送信機信号とを備える１つ以上の値に基づいてフィードバックキャンセルループに関して前記漏れキャンセル構成要素によって更新値を計算することをさらに備え、前記フィードバック値と関連づけられた時定数は、Ｔｃの時定数を有する請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記キャンセル後受信信号をフィルタリング構成要素によってフィルタリングしてフィルタリングされたキャンセル後受信信号を生成することをさらに備える請求項２６に記載の方法。
【請求項２９】
相関化前漏れメトリックと、残存漏れ相関化メトリックと、電力インと、電力アウトと、分離マージンとを備える１つ以上の値を利用して前記フィルタリングされたキャンセル後受信信号の自動利得制御を行って自動利得制御（ＡＧＣ）出力信号を生成することをさらに備える請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
Ｎの数の中継器送信信号を前記Ｍの数の受信機において受信してＭの数の中継器送信漏れ信号を識別することと、前記受信されたＭの数の識別された送信漏れ信号をＭの数の希望される受信信号と合計すること、とをさらに備える請求項２６に記載の方法。
【請求項３１】
コンピュータによって読み取り可能な媒体であって、
少なくとも以下の動作、すなわち、
中継器送信機漏れ信号及び受信信号をＭの数の受信機において受信すること、
前記Ｍの数の受信機においてＭの数の複素空間受信重みを適用して重み付き受信機信号を生成すること、
前記重み付き受信機信号を結合して複合重み付き信号を生成すること、
前記受信信号を前記送信機漏れ信号と無相関化して無相関化された送信信号を生成するために用いられる選択された時間遅延を前記キャンセル後漏れ信号に提供すること、
相関化メトリック及び選択された収束時間を利用する適応アルゴリズムを用いて新しい受信機及び送信機複素空間重みを生成すること、及び
Ｎの数の重み付き中継器信号をＮの送信機によって送信すること、を行うためのコンピュータによって実行可能な命令を格納している、コンピュータによって読み取り可能な媒体。
【請求項３２】
プロセッサであって、少なくとも以下の動作、すなわち、
中継器送信機漏れ信号及び受信信号を受信機において受信して複合受信信号として分類すること、
漏れキャンセルブロックによってキャンセル後受信信号を生成すること、
前記受信信号を前記送信機漏れ信号と無相関化して無相関化された送信信号を生成するために用いられる選択された時間遅延を前記キャンセル後漏れ信号に提供すること、及び
前記無相関化された送信信号を送信することを前記プロセッサに行わせるためのコンピュータによって実行可能な命令を格納しているメモリを備える、プロセッサ。
【請求項３３】
中継器環境におけるフィードバックループキャンセルを容易にするシステムであって、
中継器送信機漏れ信号及び受信信号をＭの数の受信機において受信するための手段と、
前記Ｍの数の受信機においてＭの数の複素空間受信重みを適用して重み付き受信機信号を生成するための手段と、
前記重み付き受信機信号を結合して複合重み付き信号を生成するための手段と、
前記受信信号を前記送信機漏れ信号と無相関化して無相関化された送信信号を生成するために用いられる選択された時間遅延を前記キャンセル後漏れ信号に提供するための手段と、
相関化メトリック及び選択された収束時間を利用する適応アルゴリズムを用いて新しい受信機及び送信機複素空間重みを生成するための手段と、
Ｎの数の重み付き中継器信号をＮの送信機によって送信するための手段と、を備える、システム。
【請求項３４】
中継器であって、
希望される受信された信号と受信された送信機漏れとを含む信号を受信するように構成された受信機と、
現在のキャンセルパラメータを用いて前記受信された信号を修正して前記受信された送信機漏れの少なくとも一部を除去するように構成されたフィードバックキャンセラと、
前記フィードバックキャンセラの出力及び前記フィードバックキャンセラの遅延された出力を受け取るように及び前記フィードバックキャンセラの前記出力を前記フィードバックキャンセラの前記遅延された出力と相関化することによって相関化メトリックを出力するように構成された相関器と、
少なくとも前記相関化メトリックを用いて更新されたキャンセルパラメータを決定するための制御論理と、を備える。中継器。
【請求項３５】
前記フィードバックキャンセラは、時間等化器を含み、前記現在のキャンセルパラメータは、１つ以上の時間等化器重みを含む請求項３４に記載の中継器。  
【請求項３６】
前記時間等化器は、Ｎタップ等化器を備え、Ｎは１よりも大きく、前記１つ以上の時間等化器重みは、Ｎタップ等化器重みを含む請求項３５に記載の中継器。
【請求項３７】
前記受信機と通信する第１のアンテナアレイをさらに備え、前記第１のアンテナアレイは、Ｍのアンテナ要素を含み、Ｍは２つ以上である請求項３５に記載の中継器。
【請求項３８】
Ｍの空間重みを決定するように構成された空間等化器をさらに備える請求項３７に記載の中継器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
優先権の主張
本特許出願は、“ADAPTIVE SAME FREQUENCY REPEATER TECHNIQUES”（適応同一周波数中継器技法）という題名を有し、参照されることによって全体がここに組み入れられている、米国仮特許出願一連番号６０／９０４，３６８（出願日：２００７年３月２日）に対する優先権を主張するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来は、無線通信ネットワーク、例えば、時分割複信（ＴＤＤ）、周波数分割複信（ＦＤＤ）ワイヤレス−フィデリティ（Ｗｉ−Ｆｉ）、全世界マイクロ波アクセス相互運用性（Ｗｉ−ｍａｘ）、セル方式グローバル移動体通信システム（ＧＳＭ）、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）、３Ｇに基づく無線ネットワーク等、のカバレッジエリアは、中継器によって拡大することができる。典型的中継器は、例えば、開放型システム間相互接続基本参照モデル（ＯＳＩモデル）によって定義された物理層又はデータリンク層において動作する周波数変換中継器又は同一周波数中継器を含む。
【０００３】
物理層中継器は、“同一周波数”又は“周波数変換”デバイスに分類することができる。中継器がどこに配備されることになるかということに関連するネットワークアーキテクチャが、使用される中継器の型を大きく左右する。同一周波数中継器が用いられる場合は、中継器が同じ周波数において同時並行して受信及び送信することを要求する。従って、中継器は、様々なアンテナ及びデジタル／アナログキャンセル技法を用いて受信機と送信機との間の分離を達成させなければならない。周波数変換中継器が用いられる場合は、中継器は、第１の周波数チャネルにおいて信号を受信し、次に同時並行して送信するためにその信号を第２の周波数チャネルに変換する。この方法により、周波数分離を通じて送信機と受信機との間の分離がある程度達成される。好ましいことに、製造コストの低減、設置しやすさ、等を達成するために中継器回路に加えて受信及び送信用のアンテナも同じパッケージに含められる。これは、中継器を、形状要因及び設置しやすさが重要な考慮事項である住宅又は小さい事務所用のデバイスとして用いることが消費者によって意図されている場合に特に当てはまる。該デバイスにおいては、通常は１本のアンテナ又は一組のアンテナが基地局、アクセスポイント、ゲートウェイの方を向き、他のアンテナ又は他の一組のアンテナが加入者デバイスの方を向く。
【０００４】
同時並行して受信及び送信する中継器の場合は、受信アンテナと送信アンテナを分離することが、中継器の全体的性能における１つの重要要因であり、これは、同じ周波数に中継するか又は異なる周波数に中継するかにかかわらず当てはまる。より具体的には、受信機アンテナ及び送信機アンテナが適切に分離されていない場合は、中継器の性能が有意な量だけ低下する可能性がある。一般的には、中継器の発振又は初期感度低下を防止するために中継器の利得は分離よりも大きくすることはできない。分離は、一般的には、物理的分離、アンテナパターン、又は偏波によって達成される。周波数変換中継器の場合は、帯域通過フィルタリングを利用して追加の分離を達成することができるが、アンテナ分離は、一般的には、望ましくない雑音及び送信機からの帯域外放出が受信アンテナの帯域内周波数範囲内おいて受信されることに起因して中継器の性能における１つの制限要因になっている。受信機と送信機との間のアンテナ分離は、中継器が同じ周波数において動作中でありさらに帯域通過フィルタリングが追加の分離を提供しない場合はさらに重大な問題である。
【０００５】
セル方式のシステムは、利用可能な認可スペクトルが制限されており、周波数変換中継手法を利用することができず、従って同じ受信及び送信周波数チャネルを利用する中継器を用いることがしばしばある。
【０００６】
上述されるように、消費者とともに用いられることが意図される中継器の場合は、さらなるコスト低減、設置しやすさ、等を達成させるために物理的に小型の形状を有する中継器を製造するのが好ましい。しかしながら、小型形状は、アンテナが非常に近接して配置されそれによって上述される分離問題を悪化させる可能性がある。
【０００７】
現在の中継器は、自己の送信機からの漏れを中継したい信号から分離することができないという点でさらなる重要な欠点を有する。その結果、従来の中継器は、典型的には、システム分離及び性能をリアルタイムで最適化することができず、その結果動作不良になるか又は全体的ネットワーク性能に対して破壊的影響を及ぼすことになる。具体的には、現在の方法は、中継器が一般的に動作するのを可能にする一方で中継器環境における望ましくない信号の適応キャンセルを考慮してない。その代わりに、現在の中継器配備は、コスト及び複雑さに起因してキャンセルループが制限されており、個別の実装であり、一般的にはサブバンドフィルタリングのない単一帯域システムにおいて配備される。さらに、現在の干渉キャンセルループ配備は、マルチパス遅延を想定しており、散乱信号における過度の又は整合性のない遅延、信号における遅延変化（例えば、ドップラー）、及び広帯域信号（例えば、ＩＣ帯域幅）に関する制限されたキャンセルを被る。
【０００８】
上記により、既存の方法の欠点を克服するためのシステム及び方法の必要性が存在することが直ちに明確になる。
【発明の概要】
【０００９】
この概要は、以下の発明を実施するための形態においてさらに詳細に説明される一組の概念を簡略化された形で紹介することを目的として提供される。この概要は、請求される主題の重要な特徴又は不可欠な特徴を特定することは意図されておらず、さらに請求される主張の適用範囲を制限するために用いられることも意図されていない。
【００１０】
ここにおいて説明されるシステム及び方法は、信号の完全性と増幅を向上させることを目的として、アンテナアレイに動作可能な形で結合されるフィードバックキャンセルループを配備するために動作可能であり従って選択されたメトリックをアンテナアレイとフィードバックキャンセルループの組み合わせに適用できる中継器環境を提供する。例示される実装においては、典型的中継器環境は、送信機と、受信機と、動作可能な形でアンテナアレイに結合される等化フィードバックキャンセルループ回路と、を備える。前記例示的実装においては、前記フィードバックキャンセルループは、協力アンテナアレイから入力として信号を受け取り、フィードバック漏れ信号等の出力信号を協力アンテナアレイに提供することができる。
【００１１】
例示的動作において、前記フィードバックキャンセルループは、前記フィードバックキャンセルループに重みを適応させるメトリックによって適応させることができ、前記メトリックは、受信機において存在する送信機信号のレベルを示すことができ及び前記送信された信号と前記受信機信号との間において相関化を行うことに基づいて導き出すことができる。さらに、前記典型的中継器は、前記送信された信号が希望される受信機信号と無相関化され、時間的に整合され、前記フィードバック漏れ信号と相関化されるようにする上で十分な遅延を動作可能な形で維持することができる。例示的動作においては、前記メトリックによって提供される重みは、選択された線形代数技法（例えば、最小平均二乗誤差−ＭＭＳＥ）を実行することによって提供することができる。
【００１２】
例示的動作においては、前記典型的中継器環境は、適応可能な形で結合された等化フィードバックキャンセルループ及びアンテナアレイを配備する方法を実行することができ、前記方法は、中継器送信機漏れ信号及び希望される受信信号を１つ以上の受信機（例えば、Ｍの受信機）によって受信できることと、前記Ｍの受信機信号にＭ複素空間受信重みを代表する重みを適用できることと、前記重み付き受信機信号を結合して複合重み付き信号にすることができることと、前記複合重み付き信号を典型的漏れキャンセルブロックによって処理してキャンセル後受信信号を生成できることと、前記漏れキャンセルブロックが前記複合重み付き信号、前記キャンセル後受信信号、及び前記遅延された送信機信号のうちの１つ以上に基づいてフィードバックキャンセルループに関する更新値を計算できること、とを備え、前記フィードバック値の前記更新と関連づけられた時定数は、Ｔｃとみなすことができる。
【００１３】
さらに、前記例示される方法において、ベースバンドフィルタリングブロックは、前記キャンセル後受信信号を動作可能な形でフィルタリングしてフィルタリングされたキャンセル後受信信号を生成することができ、自動利得制御（ＡＧＣ）ブロックは、相関化前漏れメトリック、残存漏れ相関化メトリック、電力イン、電力アウト、及び分離マージンのうちの１つ以上を利用して前記フィルタリングされたキャンセル後受信信号に対する自動利得制御を行ってＡＧＣ出力信号を生成することができ、前記空間重み付けブロックは、残存漏れ相関化メトリック及び（例えば、Ｔｃの１０倍よりも大きい）選択された収束時間を利用するＬＭＳアルゴリズム又はその他の適応アルゴリズムに基づいて新しい受信機及び送信機複素空間重みを計算することができ、前記空間重み付けブロックは、Ｎの複素空間送信機重みをＡＧＣ出力信号のＮのコピーにそれぞれ適用し、前記Ｎの送信機は、Ｎの重み付き中継器送信信号を送信することができ、及び前記Ｎの中継器送信信号は、Ｍの受信機によって受信してＭの希望される受信信号と合計されたＭの中継器送信漏れ信号を形成することができる。
【００１４】
一側面により、無線通信ネットワークに関する中継器であって、フィードバックキャンセルを提供するために動作可能な前記中継器は、１つ以上のアンテナ要素を備えるアンテナアレイと、前記アンテナアレイに動作可能な形で結合され、入力信号に関して動作して信号分離及び信号利得を向上させるために採用されるメトリックを導き出すように構成された等化フィードバックキャンセルループと、を備え、前記メトリックは、受信機において存在する送信機信号のレベルを示し、送信された信号と受信機信号との間の相関関係に基づいて導き出され、前記中継器は、前記送信された信号を前記希望される受信機信号と無相関化するのを可能にする遅延を有し、前記送信された信号は、時間的に整合され、前記送信された信号は、フィードバック漏れ信号と相関化される。
【００１５】
さらに他の側面により、中継器環境におけるフィードバックループキャンセルを容易にする方法は、中継器送信機漏れ信号及び受信信号をＭの数の受信機において受信することと、前記Ｍの数の受信機においてＭの数の複素空間受信重みを適用して重み付き受信機信号を生成することと、前記重み付き受信機信号を結合して複合重み付き信号を生成することと、前記受信信号を前記送信機漏れ信号と無相関化して無相関化された送信信号を生成するために用いられる選択された時間遅延を前記キャンセル後漏れ信号に提供することと、相関化メトリック及び選択された収束時間を利用する適応アルゴリズムを用いて新しい受信機及び送信機複素空間重みを生成することと、Ｎの数の重み付き中継器信号をＮの送信機によって送信すること、とを備える。
【００１６】
他の側面は、中継器環境におけるフィードバックループキャンセルを容易にするための方法を提供し、前記方法は、中継器送信機漏れ信号及び受信信号を受信機において受信して複合受信信号として分類することと、漏れキャンセルブロックによってキャンセル後受信信号を生成することと、前記受信信号を前記送信機漏れ信号と無相関化して無相関化された送信信号を生成するために用いられる選択された時間遅延を前記キャンセル後漏れ信号に提供することと、前記無相関化された送信信号を送信すること、とを備える。
【００１７】
一側面により、コンピュータによって読み取り可能な媒体は、少なくとも次の動作、すなわち、中継器送信機漏れ信号及び受信信号をＭの数の受信機において受信すること、前記Ｍの数の受信機においてＭの数の複素空間受信重みを適用して重み付き受信機信号を生成すること、前記重み付き受信機信号を結合して複合重み付き信号を生成すること、前記受信信号を前記送信機漏れ信号と無相関化して無相関化された送信信号を生成するために用いられる選択された時間遅延を前記キャンセル後漏れ信号に提供すること、相関化メトリック及び選択された収束時間を利用する適応アルゴリズムを用いて新しい受信機及び送信機複素空間重みを生成すること、及びＮの数の重み付き中継器信号をＮの送信機によって送信することを実行するためのコンピュータによって実行可能な命令を格納している。
【００１８】
他の側面においては、プロセッサであって、少なくとも次の動作、すなわち、中継器送信機漏れ信号及び受信信号を受信機において受信して複合受信信号として分類すること、漏れキャンセルブロックによってキャンセル後受信信号を生成すること、前記受信信号を前記送信機漏れ信号と無相関化して無相関化された送信信号を生成するために用いられる選択された時間遅延を前記キャンセル後漏れ信号に提供すること、及び前記無相関化された送信信号を送信することを前記プロセッサに行わせるためのコンピュータによって実行可能な命令を格納しているメモリを備える、プロセッサ。
【００１９】
さらに他の側面において、中継器環境におけるフィードバックループキャンセルを容易にするシステムは、中継器送信機漏れ信号及び受信信号をＭの数の受信機において受信するための手段と、前記Ｍの数の受信機においてＭの数の複素空間受信重みを適用して重み付き受信機信号を生成するための手段と、前記重み付き受信機信号を結合して複合重み付き信号を生成するための手段と、前記受信信号を前記送信機漏れ信号と無相関化して無相関化された送信信号を生成するために用いられる選択された時間遅延を前記キャンセル後漏れ信号に提供するための手段と、相関化メトリック及び選択された収束時間を利用する適応アルゴリズムを用いて新しい受信機及び送信機複素空間重みを生成するための手段と、Ｎの数の重み付き中継器信号をＮの送信機によって送信するための手段と、を備える。
【００２０】
以下の説明及び添付図は、主題の一定の例示的側面について詳細に説明するものである。しかしながら、これらの側面は、主題を採用できる様々な方法のうちの幾つかを示すにすぎず、請求される主題は、すべてのこれらの側面及びその同等の側面を含むことが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】ここにおいて説明されるシステム及び方法による例示的中継器の典型的エンクロージャのブロック図である。
【図２】ここにおいて説明されるシステム及び方法によるフィードバックキャンセルを行う典型的ＲＦ中継器に関する典型的信号伝搬のブロック図である。
【図３】ここにおいて説明されるシステム及び方法による典型的アンテナ中継器構成要素のブロック図である。
【図４】ここにおいて説明されるシステム及び方法による典型的なその他の中継器構成要素のブロック図である。
【図５】ここにおいて説明されるシステム及び方法による例示的ＲＦ中継器の典型的構成要素の協力のブロック図である。
【図６】ここにおいて説明されるシステム及び方法による例示的ＲＦ中継器の典型的構成要素の協力の他のブロック図である。
【図７】ここにおいて説明されるシステム及び方法によるデュアルバンドアレイを有する周波数分割複信（ＦＤＤ）中継器のブロック図である。
【図８】ここにおいて説明されるシステム及び方法によるアナログ等化器及びアナログ等化器のプロセッサ制御を有する典型的ＦＤＤ単一帯域中継器のブロック図である。
【図９】ここにおいて説明されるシステム及び方法によるアナログ等化器及び送信／受信アレイを有し等化器及びアレイのプロセッサ制御を有する典型的ＦＤＤ単一帯域中継器のブロック図である。
【図１０】ここにおいて説明されるシステム及び方法によるデジタル干渉キャンセルシステムを有する典型的ＦＤＤ単一帯域中継器のブロック図である。
【図１１】ここにおいて説明されるシステム及び方法によるデジタル干渉キャンセルシステム及びアレイを有する典型的ＦＤＤ単一帯域中継器のブロック図である。
【図１２】ここにおいて説明されるシステム及び方法によるフィードバックキャンセル及びメトリック適用機構を有する典型的構成要素の相互関係を示したブロック図である。
【図１３】ここにおいて説明されるシステム及び方法による選択された１つ以上のメトリックの適用と関係させて用いるための重みの適用を示したブロック図である。
【図１４】ここにおいて説明されるシステム及び方法による典型的な配備されたフィードバックキャンセル及びメトリック適用機構の影響を示したグラフ図である。
【図１５】中継器に関する信号の完全性及び増幅を向上させるためにメトリックを展開するための１つの典型的方法の流れ図である。
【図１６】中継器環境におけるフィードバックループキャンセルを容易にする典型的システムを示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本開示は、２００８年３月３日に出願された次の米国特許出願、すなわち、“CLOSED FORM CALCULATION OF TEMPORAL EQUALIZER WEIGHTS USED IN A REPEATER TRANSMITTER LEAKAGE CANCELLATION SYSTEM”（中継器送信機漏れキャンセルシステムにおいて用いられる時間等化器重みの閉形式計算）、Ａｔｔｏｒｎｅｙ  Ｄｏｃｋｅｔ  Ｎｏ．０８０６０３Ｕ２、一連番号ＸＸ／ＸＸＸ，ＸＸＸ；“USE OF A FILTERBANK IN AN ADAPTIVE ON-CHANNEL REPEATER UTILIZING ADAPTIVE ANTENNA ARRAYS”（適応アンテナアレイを利用する適応オンチャネル中継器におけるフィルタバンクの使用）、ＡｔｔｏｒｎｅｙＤｏｃｋｅｔ  Ｎｏ．０８０６０３Ｕ３、一連番号ＸＸ／ＸＸＸ，ＸＸＸ；“USE OF ADAPTIVE ANTENNA ARRAY IN CONJUNCTION WITH AN ON-CHANNEL REPEATER TO IMPROVE SIGNAL QUALITY”（信号品質を向上させるためのオンライン中継器と連携した適応アンテナアレイの使用）、Ａｔｔｏｒｎｅｙ Ｄｏｃｋｅｔ  Ｎｏ．０８０６０３Ｕ４、一連番号ＸＸ／ＸＸＸ，ＸＸＸ；“AUTOMATIC GAIN CONTROL AND FILTERING TECHNIQUES FOR USE IN ON-CHANNEL REPEATER”（オンチャネル中継器において用いるための自動利得制御及びフィルタリング技法）、Ａｔｔｏｒｎｅｙ Ｄｏｃｋｅｔ  Ｎｏ．０８０６０３Ｕ５、一連番号ＸＸ／ＸＸＸ，ＸＸＸ；“CONFIGURATION OF A REPEATER”（中継器構成）、Ａｔｔｏｒｎｅｙ Ｄｏｃｋｅｔ  Ｎｏ．０８０６０３Ｕ６、一連番号ＸＸ／ＸＸＸ，ＸＸＸ、及び“SUPERIMPOSED COMPOSITE CHANNEL FILTER”（スーパーインポーズされた複合チャネルフィルタ）、Ａｔｔｏｒｎｅｙ Ｄｏｃｋｅｔ  Ｎｏ．０８０６０３Ｕ７、一連番号ＸＸ／ＸＸＸ，ＸＸＸ、
に関連し、各々の特許出願の内容は、その全体が参照されることによってここによって組み入れられている。
【００２３】
次に、図面を参照して様々な実施形態が説明され、同一のものについては全図面に渡って同一の参照数字を付すこととする。以下では、説明の目的上、１つ以上の実施形態について徹底的に理解できるようにするために数多くの具体的な詳細が示される。しかしながら、該実施形態は、これらの具体的な詳細なしで実践できることが明確であろう。その他の事例においては、１つ以上の実施形態に関する説明を容易にするためによく知られた構造及びデバイスがブロック図形で示される。
【００２４】
さらに、本発明の様々な側面が以下において説明される。ここにおける教示は非常に様々な形態で具現化できること及びここにおいて開示される特定の構造及び／又は機能は単なる代表例であるにすぎないことが明確なはずである。ここにおける教示に基づき、当業者は、ここにおいて開示される側面はその他の側面と無関係に実装できること及びこれらの側面のうちの２つ以上を様々な方法で組み合わせることができることを明確に理解すべきである。例えば、ここにおいて詳述される側面のうちのあらゆる数の側面を用いて装置を実装することができ及び／又は方法を実践することができる。さらに、ここにおいて詳述される側面のうちの１つ以上に加えての又はそれ以外のその他の構造及び／又は機能を用いて装置を実装でき及び／又は方法を実践することができる。一例として、ここにおいて説明される方法、デバイス、システム及び装置の多くは、Ｗ−ＣＤＭＡ通信システムにおいてアップリンクパイロット信号をブーストすることに関して説明される。当業者は、同様の技法をその他の通信環境に適用可能であることを明確に理解すべきである。
【００２５】
この出願において用いられる“構成要素”、“モジュール”、“システム”、等の用語は、ハードウェア、ファームウェア、ハードウェアとソフトウェアの組み合わせ、ソフトウェア、実行中のソフトウェア、ファームウェア、ミドルウェア、マイクロコード、及び／又はその組み合わせ、のいずれであるかにかかわらず、コンピュータに関連するエンティティを指すことが意図される。例えば、構成要素は、プロセッサ上で実行中のプロセス、プロセッサ、オブジェクト、エクセキュータブル、実行スレッド、プログラム、及び／又はコンピュータであることができるが、これらに限定されない。例として、制限することなしに、計算デバイスにおいて実行中のアプリケーション及びその計算デバイスの両方が構成要素であることができる。プロセス及び／又は実行スレッド内には１つ以上の構成要素が常駐することができ、構成要素は、１つのコンピュータ上に局在化する及び／又は２つ以上のコンピュータ間で分散させることができる。さらに、これらの構成要素は、様々なデータ構造が格納されている様々なコンピュータによって読み取り可能な媒体から実行可能である。これらの構成要素は、ローカル及び／又は遠隔プロセスによって、例えば１つ以上のデータパケット（例えば、ローカルシステム又は分散型システム内の他の構成要素と対話中の及び／又はインターネット等のネットワークを通じて信号を用いてその他のシステムと対話中の構成要素からのデータ）を有する信号に従って通信することができる。さらに、当業者によって明確に理解されるように、ここにおいて説明されるシステムの構成要素は、それに関して説明される様々な側面、目標、利点、等を達成するのを容易にするために再配置すること及び／又は追加の構成要素によって補完することができ、さらに、所定の図において示される精密な構成に限定されない。
【００２６】
さらに、ここにおいては、様々な実施形態が無線端末又はユーザー装置（ＵＥ）と関係させて説明される。無線端末又はＵＥは、システム、加入者ユニット、加入者局、移動局、モバイル、モバイルデバイス、遠隔局、遠隔端末、ＵＥ、ユーザー端末、端末、無線通信デバイス、ユーザーエージェント、ユーザーデバイスと呼ぶことも可能である。無線端末又はＵＥは、携帯電話、コードレスフォン、セッション開始プロトコル（ＳＩＰ）フォン、ワイヤレスローカルループ（ＷＬＬ）局、パーソナルデジタルアシスタント（ＰＤＡ）、無線接続能力を有するハンドヘルドデバイス、計算デバイス、又は無線モデムに接続されたその他の処理デバイスであることができる。さらに、ここにおいては様々な実施形態が基地局と関係させて説明される。基地局は、無線端末と通信するために利用することができ、アクセスポイント、ノードＢ、又はその他の用語で呼ぶことも可能である。
【００２７】
さらに、ここにおいて説明される様々な側面又は特徴は、標準的なプログラミング及び／又はエンジニアリング技法を用いて製造方法、製造装置、又は製造品として実装することができる。ここにおいて用いられる“製造品”という表現は、コンピュータによって読み取り可能なデバイス、キャリヤ、又は媒体からアクセス可能なコンピュータプログラムを包含することが意図される。例えば、コンピュータによって読み取り可能な媒体は、磁気記憶装置（例えば、ハードディスク、フロッピー（登録商標）ディスク、磁気ストリップ）と、光学ディスク（例えば、コンパクトディスク（ＣＤ）、デジタルバーサタイルディスク（ＤＶＤ））と、スマートカードと、フラッシュメモリデバイス（例えば、ＥＰＲＯＭ、カード、スティック、キードライブ）と、を含むことができるが、これらに限定されない。さらに、ここにおいて説明される様々な記憶媒体は、情報を格納するための１つ以上のデバイス及び／又はその他の機械によって読み取り可能な媒体を表すことができる。さらに、音声メールを送信及び受信する際、セルラーネットワーク等のネットワークにアクセスする際、又は指定された機能を果たすようにデバイスに命令する際に用いられるようなコンピュータによって読み取り可能な電子データ又は命令を搬送するために搬送波を採用できることが明確に理解されるべきである。従って、“機械によって読み取り可能な媒体”という表現は、命令及び／又はデータを格納、内蔵、及び／又は搬送することができる様々な物理的媒体を意味する（ただし、真空は意味しない）。さらに、ここにおいて説明されるシステム及び方法は、命令及び／又はデータを格納、内蔵、及び／又は搬送することができる無線チャネルの一部として機械によって読み取り可能な媒体として採用することができる。当然のことであるが、当業者は、ここにおいて説明されて請求される発明の適用範囲又は精神を逸脱せずに開示される実施形態に対して数多くの変更を行うことが可能であることを認識するであろう。
【００２８】
さらに、“典型的な”という表現は、ここでは、“１つの例、事例、又は実例”を意味するために用いられる。ここにおいて“典型的な”として説明されるいずれの側面又は設計も、その他の側面又は設計よりも好ましい又は有利であるとは必ずしも解釈すべきではない。むしろ、典型的という表現の使用は、概念を具体的に提示することが意図される。この出願において用いられる表現“又は”は、排他的“又は”ではなく包含的“又は”を意味することが意図される。すなわち、その他の規定がない限り、又は文脈から明らかでない限り、“ＸはＡ又はＢを採用する”は、自然の包含的置換のうちのいずれかを意味することが意図される。すなわち、ＸがＡを採用する、ＸがＢを採用する、又はＸがＡ及びＢの両方を採用する場合は、上記の事例のうちのいずれかに基づいて“ＸはＡ又はＢを採用する”が満たされる。さらに、この出願及び添付される請求項において用いられる冠詞“ａ”又は“ａｎ”は、一般的には、その他の規定がない限り又は単数形であることが示されることが文脈から明らかでない限り、“１つ以上”を意味すると解釈されるべきである。
【００２９】
ここにおいて用いられる“推論する”又は“推論”という表現は、一般的には、システム、環境、及び／又はユーザーの状態をイベント及び／又はデータを介して取得された一組の観察事項から推量するか又は推論するプロセスを指す。推論は、特定の状況又は行動を識別するために採用することができるか、又は例えば状態に関する確率分布を生成することができる。推論は、確率論的、すなわち、データ及びイベントの考慮に基づいた対象状態に関する確率分布の計算であることができる。推論は、より高いレベルのイベントを一組のイベント及び／又はデータから組み立てるために採用される技法を指すこともできる。該推論の結果として、新しいイベント又は行動が一組の観察されたイベント及び／又は格納されたイベントデータから構築されることになり、これらのイベントが時間的に接近した形で相互に関連しているかどうか、及びこれらのイベント及びデータが１つ又は幾つかのイベント及びデータ源からのものであるかどうかを問わない。
【００３０】
ここにおいて説明される技法は、様々な無線通信ネットワーク、例えば、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）ネットワーク、時分割多元接続（ＴＤＭＡ）ネットワーク、周波数分割多元接続（ＦＤＭＡ）ネットワーク、直交ＦＤＭＡ（ＯＦＤＭＡ）ネットワーク、単搬送波ＦＤＭＡ（ＳＣ−ＦＤＭＡ）ネットワーク、等に関して用いることができる。用語“ネットワーク”及び“システム”は、しばしば互換可能な形で用いられる。ＣＤＭＡネットワークは、ユニバーサル地上無線アクセス（ＵＴＲＡ）、ｃｄｍａ２０００、等の無線技術を実装することができる。ＵＴＲＡは、広帯域−ＣＤＭＡ（Ｗ−ＣＤＭＡ）と、ＴＤ−ＳＣＤＭＡと、ＴＤ−ＣＤＭＡと、を含む。ｃｄｍａ２０００は、ＩＳ−２０００、ＩＳ−９５、及びＩＳ−８５６基準を網羅する。ＴＤＭＡネットワークは、グローバル移動体通信システム（ＧＳＭ）等の無線技術を実装することができる。ＯＦＤＭＡネットワークは、Ｅｖｏｌｖｅｄ  ＵＴＲＡ（Ｅ−ＵＴＲＡ）、ＩＥＥＥ８０２．１１、ＩＥＥＥ８０２．１６、ＩＥＥＥ８０２．２０、Ｆｌａｓｈ−ＯＦＤＭ（登録商標）、等の無線技術を実装することができる。ＵＴＲＡ、Ｅ−ＵＴＲＡ、及びＧＳＭは、ユニバーサル移動体通信システム（ＵＭＴＳ）の一部である。ロング・ターム・エボリューション（ＬＴＥ）は、近い将来リリースされる予定のＥ−ＵＴＲＡを用いるＵＭＴＳである。ＵＴＲＡ、Ｅ−ＵＴＲＡ、ＧＳＭ、ＵＭＴＳ、及びＬＴＥは、“第３世代パートナーシッププロジェクト”（３ＧＰＰ）という名称の組織から発行された文書において説明されている。ｃｄｍａ２０００は、“第３世代パートナーシッププロジェクト２”（３ＧＰＰ２）という名称の組織から発行された文書において説明されている。これらの様々な無線技術及び基準は、当業において知られている。説明を明確化するため、以下においては、上記の技法の一定の側面は、ＬＴＥに適用されるときのアップリンクパイロット多重化に関して説明することができ、その結果、以下の説明の多くにおいては３ＧＰＰ技術を適宜用いることができる。
【００３１】
フィードバックキャンセル及びメトリックに関する概要
ここにおいて説明されるシステム及び方法は、フィードバックキャンセル回路（例えば、キャンセラ）に合わせてまとめて適合化された１つ以上のアンテナアレイを備える物理層中継器を提供することによって既存の方法の欠点を改善する。例示的動作においては、アンテナアレイ重み設定を適応させるための手段として、好ましいことにアレイ後にカスケード化された、中継器の処理のキャンセル段階後に相関化メトリックを測定することができる。
【００３２】
例として、キャンセラは、幾つかの環境においては、典型的中継器の送信アンテナから典型的中継器受信機のアンテナへの伝搬チャネルの特定のインパルス応答に依存してその他の環境と比較してより良い性能を発揮することができる。インパルス応答は、典型的中継器の近隣における散乱又はローカル反射物の関数であることができる。これらの反射は空間的に分散され、及び複合インパルス応答は全体的なインパルス応答に対するこれらの個々の寄与の和であるとみなすことができるため、チャネルインパルス応答はアレイを適応させることに基づいて修正することができる。この適応は、時間的フィードバックキャンセラにとって都合の良い又は時間的フィードバックキャンセラにとって不都合なインパルス応答になる可能性がある。
【００３３】
アレイを適応させるためにアレイとカスケード方式で時間的フィードバックキャンセラの性能を用いることによって、組み合わせがより良く機能するようにすることができる。従って、アレイは、キャンセラにとって有益である“空間等化器”とみなすことができる。フィードバックキャンセラは、受信機における信号の送信機漏れの部分にマッチするように（例えば、キャンセラの出力部において）送信信号のコピーを修正するために利用される時間等化器を含むこともできる。正味の結果として、この漏れ信号を実質的に除去することができる。図２に関して、中継器において受信された信号は、中継される弱い信号（２２０、ここにおいては希望される受信信号と呼ぶことができる）及び、中継器の送信機からの何らかの漏れの両方を含むことができる。（２２５）。フィードバックキャンセラは、（以下においてさらに詳細に説明されるように、時間等化器に関する等化器重みであることができる）現在のキャンセルパラメータに従って、受信された信号に対して作用して受信された信号から漏れをキャンセルする。しかしながら、このキャンセルは不完全なことがあるため、ここにおける技法は、適応型である。すなわち、キャンセラは経時で適応してキャンセル結果を向上させる。既存のキャンセルパラメータが良好である場合は、現在のパラメータは送信機漏れの（すべてではないが）ほとんどを除去しているため、相関化動作の結果は小さくなる。しかしながら、現在のキャンセルパラメータの有効性が低下するのに従い、送信機漏れと遅延された送信信号との間の相関関係が強くなる。従って、現在の技法は、送信機漏れのキャンセルを向上させるためにキャンセルパラメータの適応化を提供する。
【００３４】
例示的実施形態においては、キャンセラの出力（すなわち、現在のキャンセルパラメータを用いたフィードバックキャンセル後の受信信号）と典型的基準信号との間において相関化動作を行って１つ以上の相関化メトリックを生成することができる。典型的基準信号は、キャンセラの出力（例えば、送信されるべき信号）であるが遅延させることができる。遅延量は、基準信号とキャンセラの出力が時間的に実質的に整合されるような遅延量を選択することができる。遅延量は、信号が送信アンテナから受信アンテナまで伝搬する時間を示す伝搬時間と、中継器自体における処理遅延を示す処理時間（伝搬時間よりも大幅に長くなることができる）とを含むことができる。幾つかの実施形態においては、遅延量は、時間的整合性を向上させるために予測的に決定することができ、校正／セットアップ動作において決定することができ、又は決定してのちに更新することができる。既存のキャンセルパラメータが良好である場合は、現在のパラメータは送信機漏れの（すべてではないが）ほとんどを除去しているため、相関化動作の結果は小さくなる。しかしながら、現在のキャンセルパラメータの有効性が低下するのに従い、送信機漏れと遅延された送信信号との間の相関関係が強くなる。従って、現在の技法は、送信機漏れのキャンセルを向上させるためにキャンセルパラメータの適応化を提供する。キャンセルパラメータは、以下において概説されるように適応させることができ、例えば、１つ以上のアルゴリズムは、相関化メトリックを用いて等化器に関する新しいキャンセルパラメータを決定することができる。新しいキャンセルパラメータは、等化器の１つ以上のタップに関する重みであることができる。用語“等化器”は、当業における用途に従って用いられ、完全な等化は意味しないことに注意すること。
【００３５】
キャンセラを調整するために用いられる制御ループは、内ループと呼ぶことができ、アレイ又は空間等化器の設定を調整する制御ループは、外ループとみなすことができる。キャンセラ内の時間等化器重みを適応させるか又は設定するために用いられる内ループは、制御重みを直接計算することができる最小平均二乗誤差（ＭＭＳＥ）アルゴリズムによって、又は勾配に基づく最急降下クラス（ｓｔｅｅｐｅｓｔ  ｄｅｃｅｎｔ  ｃｌａｓｓ）手法を利用する適応アルゴリズム、例えば、メトリックを用いてアルゴリズムを適応させることができるＬＭＳ、再帰最小二乗（ＲＬＳ）、摂動に基づく、又はその他の同様のアルゴリズムによって制御することができる。
【００３６】
一例においては、空間的重みを適応させるために配備された外ループ（例えば、外制御ループ）は、最急降下アルゴリズム、例えばＬＭＳ、ＲＬＳ、摂動に基づく、等、に基づくことができる。幾つかの実施形態においては、内ループ及び外ループが有害な相互作用をせずに共存するようにするため、内ループは、外ループの速度の少なくとも５乃至１０倍の有効時定数又は適応速度を有するべきである。ここにおいて説明されるシステム及び方法は、希望される受信信号及び送信された中継信号が互いに関してより長い時間だけ遅延できるような形で動作可能な典型的デジタル中継器を提供する。
【００３７】
受信機は、希望される受信信号、及び再送信された中継器信号の両方を受信することができる。この中継された信号は、平均して、希望される受信信号と送信機からの漏れの相関関係が弱くなるように十分に遅延させることができる。送信信号は、送信前に典型的デジタル・アナログ（Ｄ／Ａ）変換器にデジタル形式で提供することができるため、送信信号は、サンプルを送信機漏れの受信と時間的に整合させるようにベースバンドにおいて遅延させることも可能である。ベースバンドにおいて課せられる遅延は、追加のベースバンド処理、デジタル−アナログ変換器遅延、アナログ／ＲＦフィルタリング遅延、伝搬遅延、受信処理遅延、Ａ／Ｄ変換器遅延、及びベースバンドキャンセルブロック前に要求されるその他のデジタル処理に起因するその他の遅延を補償することができる。この遅延は、漏れ信号及び格納／遅延された送信機信号の時間的整合を可能にする。漏れ信号及び格納／遅延された送信機信号は、例として時間的に整合されるため、これらの信号は相互に強く関連することができ、他方、希望される受信信号は相互に強く関連しない。格納／遅延された送信機信号と希望される受信信号との間の相関関係は弱いため、相関化動作の出力は、現在のキャンセルパラメータを用いたキャンセル後における送信機漏れの存在を実質的に示す。
【００３８】
典型的中継器
図１は、ここにおいて説明される様々な側面による例示的中継器に関する典型的エンクロージャを示す。図１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は、中継器電子機器とともに、コンパクトなエンクロージャ１００内に効率的に収納することができる。エンクロージャ１００の構造は、２つの方法のうちの少なくとも１つで直感的に方位を定めることができるような構造であることができる。しかしながら、信号受信感度を最大にするためにエンクロージャの配置に関する取り扱い説明をユーザーに提供することができる。典型的ダイポールデュアルパッチアンテナ構成においては、中継器電子機器用プリント基板（ＰＣＢ）とともに組み入れられたグランド面は、例えばスタンドオフ１２０を用いて２つのパッチアンテナ１１４と１１５と平行に及びこれらのパッチアンテナ１１４と１１５の間に配置することができる。多くの場合は、分離を向上させるための分離フェンス１１２を採用することができる。
【００３９】
パッチアンテナ１１４及び１１５の各々は、例えば、グランド面１１３と平行に配置することができ、及び配線板、等の上にプリントすることができ、スタンプされた金属部分がプラスチックのハウジング内に埋め込まれる構造にすることができ、又は異なる方法で製造することができる。グランド面１１３と関連づけられたＰＣＢの平面部分は、例えばＰＣＢ上における埋め込まれたトレースとして構成されたダイポールアンテナ１１１を内蔵することができる。典型的には、パッチアンテナ1１４及び１１５は、垂直偏波することができ、ダイポールアンテナ１１１は、水平偏波されるが、その他の実施形態を用いることも可能である。
【００４０】
重なり合わないアンテナパターンと反対の偏波の組み合わせを利用して、デュアルダイポールデュアルパッチアンテナにおける受信アンテナと送信アンテナとの間において約４０ｄＢの分離を達成することができる。特に、送信機及び受信機のうちの１つは、アクセスポイントとの通信用の垂直偏波を有する２つのデュアル切り替えパッチアンテナのうちの１つを使用し、他方、送信機及び受信機のうちの他方は、水平偏波を有するダイポールアンテナを採用する。この手法は、中継器が屋内ネットワーク信号を屋内のクライアントに中継することを意味するときに特に適用可能である。この場合は、クライアントに送信するアンテナのパターンは、典型的には、クライアントへの方向が不明であるため、一般的に無指向性である必要があり、デュアルダイポールアンテナの使用を要求する。
【００４１】
図２は、例示する中継器環境２００内における典型的信号流の例示的ブロック図を描く。示されるように、弱い受信信号（希望される受信信号）２２０は、アンテナ要素２１０によって受信することができ、利得及び遅延構成要素２０５への入力として働くことができる。利得及び遅延構成要素２０５は、弱い受信信号２２０を処理して強い信号２３０をアンテナ要素２１５からの出力として生成することができる。さらに、受信機２２５内への送信信号漏れは、弱い受信信号２２０を処理して強い信号２３０を生成するときに用いるためにアンテナ要素２１０における利得及び遅延２０５への入力として働くこともできる。受信機２２５内への送信漏れ信号は、アンテナ要素２１０及び２１５に動作可能な形で結合されたフィードバックキャンセルループ（示されていない）によって生成することができる。すなわち、フィードバックキャンセルループは、中継器によって送信される信号を生成し、この信号の一部は、送信漏れ信号として受信機２２５によって受信される。
【００４２】
図３は、典型的中継器環境３００のアンテナ要素の相互作用を示す。典型的中継器環境３００は、ダイポールアンテナ３０５と３２０とを含むプリント基板３３０を備え、パッチアンテナ３１０と３１５とをさらに含む。例示的実装においては、ダイポール／パッチアンテナの組み合わせは、送信チャネルと受信チャネルとの間の選択された分離を達成して希望されるフィードバックキャンセルの実装を可能にすることができる。図３のアンテナ構成は、ここにおいて説明されるその他の実施形態において用いることができるアンテナアレイの構成例である（ここで、例えばパッチアンテナ３１０は、１方のアンテナアレイの一部であり、パッチアンテナ３１５は、他方のアンテナアレイの一部である）。
【００４３】
図４は、典型的中継器に関する選択された分離を提供する際に用いるための他のアンテナ構成の１つの側を示す。アンテナ構成４００は、１つ以上のパッチアンテナ４１０及び４１５が取り付けられたＰＣＢ板４０５を備える。典型的にはＰＣＢの反対側にも同様の数のアンテナパッチが存在することになり、典型的にはアンテナ４１０及び４１５の偏波と比較したときに反対の又は有利な偏波方向に向けられており、従って、ＰＣＢの反対側のアンテナ間において十分な量のさらには最大量の分離が達成されることに注目すること。例示的実装においては、ＰＣＢ板４０５は、様々な構成における１つ以上のパッチアンテナ４１０及び４１５を備えることができ、２対以上のパッチアンテナ及びスーパーセットを構成する不等な数の各々のパッチアンテナを有することができる。アンテナ構成４００は、ＰＣＢの反対側における同様の数のアンテナとともにパッチアンテナ４１０及び４１５を配備することで、典型的な協力するフィードバックキャンセルループ（例えば、アンテナアレイに動作可能な形で結合されたフィードバックキャンセルループ）によって提供される分離及び増幅に協力するために送信チャネルと受信チャネル（例えば、１つ以上のパッチアンテナに動作可能な形で結合された送信アンテナと１つ以上のパッチアンテナに動作可能な形で結合された受信チャネル）との間において選択された分離を提供することができる。図４の構成は、ここにおいて説明される実施形態において用いることができるアンテナアレイの他の例を示す。
【００４４】
図５は、１つ以上のアンテナアレイ用いて信号のコンディショニング及び増幅を行うために動作可能な典型的中継器環境５００を示す。典型的中継器環境５００は、アンテナ要素５１０及び５１５を有する第１のアンテナアレイ５０５と、アンテナ要素５３０及び５３５を有する第２のアンテナアレイと、多トランシーバ回路５２０を備える処理回路５４５と、コントローラ５２５と、を備える。アンテナアレイ５０５及び５４０は、多トランシーバ回路５２０と協力することができ、多トランシーバ回路５２０は、典型的中継器環境５００の動作の一部としてコントローラ５２５と協力する。信号は、アンテナアレイ５０５及び５４０によって受信して信号のコンディショニングと処理のために処理回路５４５に渡し、次に１つ以上の協力構成要素（例えば、ＣＤＭＡ無線通信ネットワークの基地局）と通信するためにアンテナアレイ５０５及び５４０に戻すことができる。
【００４５】
例示的実装においては、アンテナアレイ５０５及び５４０は、１つ以上のアンテナアレイの協力及び１つ以上のメトリック、例えば１つ以上の相関化結果、の適用によって実現される適応フィードバックキャンセルを達成するために以下において説明される方法を実行するために要求されるのに応じた追加のアンテナ要素を備えることができる。さらに、ここにおいて説明されるシステム及び方法は、様々な構成を有し及び様々な数のアンテナ要素を備える様々な数のアンテナアレイの使用を企図するため、ここにおいて説明されるアンテナアレイの数及び構成は単なる例であるにすぎない。
【００４６】
図６は、典型的中継器環境６００の相互関係を示す。典型的中継器環境６００は、第１のアンテナ６２５と第４のアンテナ６４０とを備えるアンテナアレイ６４５と、シールドされた多トランシーバ要素６３０と、第２のアンテナ要素６６０と第３のアンテナ要素６５５とを備えるアンテナアレイ６５０と、を備える処理回路６２０を備える。動作可能な形で、第１のネットワーク６０５から発生するダウンリンク信号６１０は、処理回路６２０によって処理して第２のネットワーク６７５に通信するための中継されたダウンリンク信号６５５を生成することができ、第２のネットワーク６７５から発生するアップリンク信号は、処理回路６２０によって処理して第１のネットワーク６０５に通信するための中継されたアップリンク信号６１５を生成することができる。アンテナアレイ６４５及び６５０の構成及び方位は、処理回路６２０に提供されるコンディショニングされていないアップリンク信号及びダウンリンク信号の選択された分離を促進し及び該信号の希望される増幅及び利得を促進する。
【００４７】
例示的実装においては、典型的中継器環境６００は、１つ以上のアンテナアレイの協力及び相関化されたメトリックの適用によって実現される適応フィードバックキャンセルを達成するためにここにおいて説明される方法を実行するために要求されるのに応じた追加のアンテナ要素を備えることができる。さらに、ここにおいて説明されるシステム及び方法は、様々な構成を有し及び様々な数のアンテナ要素を備える様々な数のアンテナアレイの使用を企図するため、ここにおいて説明されるアンテナアレイの数及び構成は単なる例であるにすぎないことが明確に理解される。
【００４８】
図７は、様々な例示的実装による複数の帯域において動作するように構成された４アンテナ、多トランシーバデバイス７００のブロック図である。このデバイス７００は、利用可能なアンテナの可変構成を用いて２つの異なる帯域間で自由に信号を送信することができる。
【００４９】
図７に示されるように、デバイス７００は、第１の側７１０と第２の側７１２とを有するシールドされた多トランシーバ要素７０１を含むことができる。シールドされた多トランシーバ要素７０１は、第１の帯域トランシーバ７３２及び７４８と、第１の帯域ベースバンド回路７３４と、第２の帯域トランシーバ７５０及び７５４と、第２の帯域ベースバンド回路７５２と、デュプレクサ７２４、７２６、７２８、７３０、７３８、７４０、７４４、及び７４６と、ダイプレクサ７２０、７２２、７３６、及び７４２と、を含み、第１の側７１０は、アンテナ７０６と７０８とを含み、前記第２の側７１２は、アンテナ７１４と７１６とを含む。示されていないが、デバイス７００は、上述されるように、少なくとも１つの電磁分離要素（例えば、図１に示されるような分離フェンス及び／又はその他の分離要素）を含み、第１の側７１０におけるアンテナ７０６及び７０８と、第２の側７１２におけるアンテナ７１４及び７１６との間において電磁（ＥＭ）分離を提供する。
【００５０】
例として、アンテナ７０６は、信号７０２を送信又は受信することができ、アンテナ７０８は、信号７０４を送信又は受信することができ、アンテナ７１４は、信号７５６を送信又は受信することができ、アンテナ７１６は、信号７１８を送信又は受信することができる。これらのアンテナ７０６、７０８、７１４、及び７１６は、平面（例えば、パッチ）アンテナ、又は互いに有効に分離することができるその他の望ましいアンテナ型であることができる。
【００５１】
第１の帯域トランシーバ７３２は、デュプレクサ７２４、７２６、７２８、及び７３０、及びダイプレクサ７２０、及び７２２を通じてアンテ７０６及び７０８に接続され、アンテナ７０６及び７０８を介してデータを送信又は受信する。第１の帯域トランシーバ７４８は、デュプレクサ７３８、７４０、７４４、及び７４６、及びダイプレクサ７３６、及び７４２を通じてアンテ７１４及び７４２に接続され、アンテナ７１４及び７１６を介してデータを送信又は受信する。第１の帯域ベースバンド回路７３４は、第１の帯域トランシーバ７３２と第１の帯域トランシーバ７４８との間に接続されてこれらの２つの回路間での通信を提供する。
【００５２】
第２の帯域トランシーバ７５０は、デュプレクサ７２８及び７３０、及びダイプレクサ７２０及び７２２を通じてアンテ７０６及び７０８に接続され、アンテナ７０６及び７０８を介してデータを送信又は受信する。第２の帯域トランシーバ７５４は、デュプレクサ７３８及び７４０、及びダイプレクサ７３６及び７４２を通じてアンテ７１４及び７１６に接続され、アンテナ７１４及び７１６を介してデータを送信又は受信する。第２の帯域ベースバンド回路７５２は、第２の帯域トランシーバ７５０と第２の帯域トランシーバ７５４との間に接続されてこれらの２つの回路間における通信を提供する。
【００５３】
ダイプレクサ７２０、７２２は、アンテナ７０６及び７０８と、デュプレクサ７２４、７２６、７２８、及び７３０との間に接続される。これらは、例えば、アンテナ７０６及び７０８と第１の帯域トランシーバ７３２との間で及びアンテナ７０６及び７０８と第２の帯域トランシーバ７５０との間でいずれの信号が渡されるかを決定するために動作する。
【００５４】
ダイプレクサ７２０、７２２は、周波数に基づいて信号を分割し、第１の周波数帯域の信号をデュプレクサ７２４及び７２６に／から渡し、第２の周波数帯域の信号をデュプレクサ７２８及び７３０に／から渡すように構成される。
【００５５】
デュプレクサ７２６、７２８は、ダイプレクサ７２０、７２２と第１の帯域トランシーバ７３２との間に接続され、デュプレクサ７２８、７３０は、ダイプレクサ７２０、７２２と第２の帯域トランシーバ７５０との間に接続される。これらのデュプレクサ７２４、７２６、７２８、７３０は、第１及び第２の帯域トランシーバ７３２及び７５０とダイプレクサ７２０、７２２との間において送信信号又は受信信号の方向を適切に示すために第１又は第２の帯域内においてわずかに異なる周波数の信号をそれぞれルーティングする働きをする。
【００５６】
ダイプレクサ７３８、７４２は、アンテナ７１６及び７１６と、デュプレクサ７３８、７４０、７４４、及び７４６との間に接続される。これらは、例えば、アンテナ７１４及び７１６と第１の帯域トランシーバ７４８との間で、及びアンテナ７１４及び７１６と第２の帯域トランシーバ７５４との間でいずれの信号が渡されるかを決定するために動作する。
【００５７】
ダイプレクサ７３８、７４２は、周波数に基づいて信号を分割し、第２の周波数帯域の信号をデュプレクサ７３８及び７４０に／から渡し、第１の周波数帯域の信号をデュプレクサ７４４及び７４６に／から渡すように構成される。
【００５８】
デュプレクサ７３８、７４０は、ダイプレクサ７３６、７４２と第２の帯域トランシーバ７５４との間に接続され、デュプレクサ７４４、７４６は、ダイプレクサ７３６、７４２と第１の帯域トランシーバ７４８との間に接続される。これらのデュプレクサ７３８、７４０、７４４、７４６は、第１及び第２の帯域トランシーバ７４８及び７５４とダイプレクサ７３６、７４２との間において送信信号又は受信信号の方向を適切に示すために第１又は第２の帯域内においてわずかに異なる周波数の信号をそれぞれルーティングする働きをする。
【００５９】
代替の例示的実施形態においては、幾つかの実施形態においては帯域及びアンテナの一定の置換を禁止することができるため、デュプレクサ７２４、７２６、７２８、７３０、７３８、７４０、７４４、及び７４６、又はダイプレクサ７２０、７２２、７３６、及び７４２の一部は取り除くことができる。
【００６０】
その他の例示的実施形態においては、異なる帯域からの信号を一定の送信方位に特に割り当てることができる。該実施形態においては、デュプレクサ７２４、７２６、７２８、７３０、７３８、７４，７４４、及び７４６の出力は、アンテナ７０６、７０８、７１４、又は７１６に直接接続することができる。例えば、第１の帯域は、水平方位を用いて送信／受信するように指定することが可能であり、第２の帯域は、垂直方位を用いて送信／受信するように指定することが可能である。
【００６１】
上記の例示的実装は、２つ又は４つのアンテナのみを２つのトランシーバとともに用いることを示すが、これは例であるにすぎない。異なるアンテナ数又はトランシーバ数を用いる多アンテナ、多トランシーバデバイスも使用可能である。
【００６２】
さらに、上記の例示的実装は、ＰＣＢから切り離されたアンテナを示すが、代替実施形態は、ＰＣＢの反対側において直接アンテナを形成することが可能である。該実施形態においては、ＰＣＢ内の絶縁層は、アンテナをグランド面から切り離すための要求される非伝導性支持物を形成することができる。さらに、該実施形態においては、トランシーバは、ＰＣＢから外れて形成し、ＰＣＢ上での配線によってアンテナに接続させることが可能である。この種の一体化構造は、よりコンパクトなデバイスを提供することができる。
【００６３】
図８は、ここにおいて説明される典型的方法を実行することによりＦＤＤ単一帯域を展開するために動作可能でありアナログ等化器及び同等化器のプロセッサ制御を有する典型的中継器環境８００を描く。示されるように、典型的中継器環境８００は、典型的基地局８０２への信号（例えば、アップリンク及びダウンリンク信号）を受信／送信するために動作可能な１つ以上のアンテナ要素に接続されたデュプレクサ８０４と、典型的加入者ユニット８２６への信号（例えば、アップリンク及びダウンリンク信号）を受信／送信するために動作可能な１つ以上のアンテナ要素に接続されたデュプレクサ８２４と、結合器８０６、８０８、８２０、及び８２と、等化器８１０及び８１２と、トランシーバ８１４及び８１８と、フィルタ構成要素８１６と、を備える。
【００６４】
例示的動作において、矢印線の方向によって示されるように、信号（例えば、ダウンリンク信号）は、基地局から発生し、Ｎタップ等化器８１０の出力と動作可能な形で結合される出力において受信信号（例えば、フィードバックキャンセル漏れ信号）を提供するデュプレクサ８０４に結合されたアンテナ要素において受信し、トランシーバ８１４への入力として提供することができ、トランシーバ８１４においてダウンコンバージョンされる。トランシーバ８１４の出力は、アナログ中間周波数（ＩＦ）及び処理構成要素８１６、及びＮタップ等化器８１０への入力として働く。構成要素８１６の出力は、トランシーバ８１８によって受信され、トランシーバ８１８においてアップコンバージョンされて結合器８２０に渡され、結合器８２０において信号が分割されてＮタップ等化器８１０及びデュプレクサ８２４への入力として働く。デュプレクサ８２４から、コンディショニングされた（例えば、増幅された）信号（例えば、アップリンク信号）が加入者局８２６（例えば、モバイルハンドセット）に通信される。例示的動作においては、Ｎタップ等化器８１０及びＮタップ等化器８１２は、信号を処理し、振幅／位相重み及び選択された遅延を受信信号に適用することによってこれらの信号に関する等化を行うことができる。
【００６５】
例示的動作においては、矢印の方向によって示されるように、信号（例えば、ダウンリンク信号）は、加入者局８２６から発生し、アンテナ要素、デュプレクサ８２４及び結合器８２２を通じて典型的中継器環境８２６のトランシーバ８１８に通信することができる。動作可能な形で、信号は、デュプレクサ８２４へのアンテナ要素によって受信して結合器８２２に渡し、結合器８２２において、加入者局からの受信信号がＮタップ等化器８１２の出力部に結合される。組み合わせされた結合された信号は、トランシーバ８１８への入力として働き、トランシーバ８１８において、信号ダウンコンバージョン技法に従って処理されてアナログ中間フィルタ及び処理構成要素８１６に渡され、アナログ中間フィルタ及び処理構成要素８１６において、ダウンコンバージョンされた信号がコンディショニングされてトランシーバ８１４に渡され、トランシーバ８１４においてその信号がアップコンバージョンされる。アップコンバージョンされた信号は、トランシーバ８１４の出力部において結合器８０８によって分割され、このためＮタップ等化器８１２及びデュプレクサ８０４への入力として働く。デュプレクサ８０４から、コンディショニングされた（すなわち、等化器８１２によって適用されるように、フィードバックキャンセル及びメトリックが適用された）信号は、協力アンテナを通じて基地局８０２に通信される。
【００６６】
典型的中継器環境８００は、ここにおいて説明される方法を実行するためのアナログ及びデジタルの両方の構成要素を含む状態が示されているが、等化器／キャンセルフィードバック構成要素はデジタル又はアナログ構成要素のみとして配備することができるため該説明は単なる例であることが明確に理解されるべきである。少なくとも幾つかのデジタル構成要素を採用する実施形態は、コスト及び／又は性能上の利益を提供することができる。
【００６７】
図９は、図１５に示されて関連する本文において説明される方法等の典型的方法を実行することによりＦＤＤ単一帯域を展開するために動作可能でありアナログ等化器及び送信／受信アンテナアレイを有し及びその等化器及びアンテナアレイのプロセッサ制御を有する典型的中継器環境９００を示す。示されるように、典型的中継器環境９００は、（例えば、アンテナアレイを形成するために）アンテナ要素とそれぞれ協力しており及び基地局９０２との間でデータ（例えば、アップリンクチャネルデータ及びダウンリンクチャネルデータ）を受信／送信するために動作可能なデュプレクサ  及び９０６を備える。さらに、典型的中継器環境９００は、（例えば、アンテナアレイを形成するために）アンテナ要素とそれぞれ協力しており及び加入者構成要素９４６との間でデータ（例えば、アップリンクチャネルデータ及びダウンリンクチャネルデータ）を受信／送信するために動作可能なデュプレクサ９４４及び９４６を備える。さらに、デュプレクサ９０４及び９０６は、結合器９１６及び９１８に動作可能な形でそれぞれ結合することができ、デュプレクサ９４４及び９４２は、結合器９３６及び９４０に動作可能な形で結合することができ、結合器９３６及び９４０は、デュプレクサ９０４及び９０５への振幅／位相重み９０８、９１０、９１２、及び９１４の通信、及びデュプレクサ９４４及び９４２への振幅／位相重み９３０、９３４、９３６、及び９４０の通信を可能にする。
【００６８】
さらに、示されるように、典型的中継器環境９００は、アナログ中間周波数及び処理構成要素９２２によって動作可能な形でまとめて結合され及び結合器９１６と９１８、９３６及び９４０にそれぞれ結合されたトランシーバ９２０及び９２４を備える。さらに、典型的中継器環境９００は、トランシーバ９２４及び９２０の出力部に動作可能な形で結合されて結合器９１６、９１８、９３２、及び９３８と協力するＮタップ等化器構成要素９２８、及び９２６を備える。例示的動作においては、矢印線（べた塗り線及びダッシュ線）によって示されるように、受信及び送信された信号は、典型的中継器環境９００によって処理することができ、従って、図１５において説明されるようなアンテナアレイ方法に適応可能な典型的フィードバックキャンセルを実現することができる。
【００６９】
図１０は、ここにおいて説明される典型的方法を実行することによりＦＤＤ単一帯域を展開する動作可能でありデジタル干渉キャンセルシステムを有する中継器環境１０００を描く。示されるように、典型的中継器環境１０００は、基地局１００２から信号を受信するために動作可能なアンテナ要素に動作可能な形で結合され及びトランシーバ１００６に入力信号を提供するデュプレクサ１００４を備え及び処理のためにトランシーバ１００６から信号を受信するために動作可能である。さらに、典型的中継器環境は、トランシーバ１００６及びデュプレクサ１０１２に動作可能な形で結合されるトランシーバ１０１０に動作可能な形で結合されるデジタル中継器ベースバンド構成要素１００８を備える。例示的実装においては、デュプレクサは、協力する加入者構成要素１０１４（例えば、モバイルハンドセット）への信号の通信を可能にするアンテナ要素に動作可能な形で結合される。
【００７０】
例示的動作においては、矢印線によって示されるように、受信及び送信された信号は、典型的中継器環境１０００によって処理することができ、従って、ここにおいて説明されるようなアンテナアレイ方法に適応可能な典型的フィードバックキャンセルを実現することができる。
【００７１】
図１１は、ここにおいて説明される典型的方法を実行することによりＦＤＤ単一帯域を展開するために動作可能でありデジタル干渉及びアンテナアレイを有する典型的中継器環境１１００を示す。示されるように、典型的中継器環境１１００は、デュプレクサ１１０４、１１０６、１１１４、及び１１６と、トランシーバ１１０８及び１１２と、デジタル中継器ベースバンド１１０と、を備える。示されるように、デュプレクサ１１０４、１１０６、１１４、及び１１６は、基地局１１０２及び加入者構成要素１１１８から信号を受信／送信できる１つ以上のアンテナ要素に動作可能な形で結合することができる。
【００７２】
例示的動作においては、矢印線によって示されるように、受信及び送信された信号は、典型的中継器環境１１００によって処理することができ、従って、図１５において説明されるようなアンテナアレイ方法に適応可能な典型的フィードバックキャンセルを実現することができる。
【００７３】
図１２は、ここにおいて説明される典型的方法を実行するために動作可能である例示的中継器環境１２００の典型的構成要素の相互作用を示すブロック図である。図１２は、フィードバックループキャンセル技法の一部として重み付け計算を展開し及びメトリックを適用する典型的中継器環境１２００の実装を示す。典型的中継器環境１２００は、デュアル受信機ダウンコンバータモジュール１２０２と、解析モジュール１２０４と、１つ以上のチャネル処理モジュール１２０６と、合成モジュール１２０８と、デュアル送信機１２１０と、復調モジュール１２３２と、プロセッサ１２３４と、変調モジュール１２３６と、を備える。さらに、デュアル受信機／ダウンコンバータモジュール１２０２は、アンテナ要素１２１２及び１２１４と、ダウンコンバータ１２１６及び１２１８と、自動利得制御モジュール１２２０と、を備える。解析モジュール１２０４は、アナログ−デジタル変換器１２２２及び１２２６と、信号検出モジュール１２３０と、１−Ｎダウンコンバート、フィルタ、デシメートモジュール１２２４及び１２２８と、を備える。１つ以上のチャネル処理モジュール１２０６は、相互運用可能部分１２３８受信空間的結合器と、キャンセラ結合器と、チャネルフィルタと、利得制御と、送信空間等化器と、フィードバック等化器と、相関化メトリックと、送信バッファと、受信信号バッファと、等化器重み適応と、を備えることができる。合成モジュール１２０８は、補間アップコンバート結合Ｎ−１モジュール１２４０及び１２４２と、を備える。デュアル送信機モジュール１２１０は、１つ以上のアンテナ要素と協力する、デジタル−アナログ変換器１２４４及び１２５０と、アップコンバータ１２４６及び１２５２と、電力増幅器１２４８及び１２５４と、を備える。
【００７４】
例示的動作においては、信号は、デュアル受信機／ダウンコンバータモジュール１２０２によって協力的通信ネットワーク（例えば、ＣＤＭＡ、ＧＳＭ、ＧＰＲＳ、ＷｉＭａｘ通信ネットワーク）から受信することができ、受信された信号は、一例として、選択された信号コンディショニング技法の一部としてダウンコンバータ１２１６及び１２１８によって処理される。ダウンコンバージョンされた信号は、アナログ−デジタル変換器１２２２及び１２２６によってアナログ信号からデジタル信号に変換される。その結果得られたデジタル信号は、１−Ｎダウンコンバ−ト、フィルタ、デシメートモジュール１２２４及び１２２８によって復調するためにさらにフィルタリングすることができる。フィルタリングされた信号は、復調モジュール１２３２によって復調してさらなる信号処理のためにプロセッサ１２３４に通信される。さらに、例示的実装の一部として、解析モジュール動作中に、信号は、１−Ｎダウンコンバート、フィルタ、デシメートモジュール１２２８及び１２２４によって信号検出モジュール１２３０に通信することができ、信号検出モジュール１２３０において、制御信号をフィードバックループの一部として自動利得制御モジュール１２２０に渡すことができる。自動利得制御モジュール１２２０の出力は、ダウンコンバート構成要素１２１６及び１２１８への入力として働くことができる。
【００７５】
例示的動作においては、１−Ｎダウンコンバート、フィルタ、デシメート構成要素１２２４及び１２２８の出力は、プロセッサ１２３４からの処理されたデータからの命令とともに、１つ以上のチャネル処理モジュール１２３８への入力として働くことができる。例示的動作においては、１つ以上のチャネル処理モジュール１２３８は、様々な信号処理及びコンディショニング動作を協力的に実行することができ、相関化メトリック、フィードバック等化、利得制御及びチャネルフィルタリングを含む。１つ以上のチャネル処理モジュール１２３８の出力は、合成モジュール１２０８に通信され、合成モジュール１２０８において、信号が補間、アップコンバージョンされ、変調器１２３６からの変調された信号とともにＮが１に結合される。合成された信号は、デュアル送信機モジュール１２１０に送られ、デュアル送信機モジュール１２１０において、デジタル−アナログ変換器１２４４及び１２５０は、電力増幅器及びアンテナ要素１２４４及び１２４８を通じての送信のためにアップコンバート構成要素１２４６及び１２５２によってアップコンバージョンするために処理／コンディショニングされたデジタル信号をアナログ信号に変換する。
【００７６】
図１３は、典型的中継器環境１３００によって実行されるとしてここにおいて説明される方法を実行するための典型的構成要素と典型的信号経路の相互関係を示すブロック図である。示されるように、典型的中継器環境は、アンテナ要素１３０２、１３０４、１３０８、及び１３２８（例えば、アンテナアレイ）と、適応アンテナ重みブロック１３１２と、遅延ブロックＴ  １３１４と、利得ブロック１３１６と、チャネル等化器１３１８と、遅延ブロックＴ  １３２４と、フィルタ１３２２と、プロセッサ１３２０と、適応アンテナ重みブロック１３２６と、を備える。
【００７７】
例示的動作においては、典型的基地局１３３０によって提供されるアンテナアレイ１３０２及び１３０４に入射する信号（例えば、受信信号）は、遅延Ｔブロック１３１４へのチャネル等化器１３１８の出力とともに、適応アンテナ重みブロック１３１２によって処理して受信信号に重みを適用して入力として働く複合信号を生成することができる。動作可能な形で、遅延ブロック１３１４は、利得ブロック１３１６による信号のコンディショニング（例えば、自動利得制御動作）の前に選択された時間遅延を導入する。利得ブロック１３１６の出力は、チャネル等化器１３１８、遅延Ｔブロック１３２４を備える幾つかの協力ブロックへの入力として、及び適応アンテナ重みブロック１３２６によって合計される出力として動作可能な形で働く。動作可能な形で、遅延Ｔブロックは、複素乗算器に時間遅延を提供し、複素乗算器は、利得ブロック１３１６からの入力をさらに受け取る。複素乗算器出力は、フィルタ１３２２への入力として働き、フィルタ１３２２の出力は、プロセッサ１３２０への入力として働く。プロセッサ１３２０は、１つ以上の選択された重み制御動作を行うことができる。例として、チャネル等化器１３１８は、追加の構成要素への入力を提供することができ、追加の構成要素は、遅延Ｔブロック１３１４への入力として働く重み付き複合受信信号を有するチャネル等化器１３１８の出力を追加する。ダッシュの矢印線（例えば、伝搬経路）によって示されるように、コンディショニングされた送信信号は、図１５において説明される典型的方法を実行する一部として受信機アンテナアレイ１３０２及び１３０４において受信することができる。
【００７８】
図１４は、異なる時間スケールにおけるＷＣＤＭＡ信号の自己相関を示す結果を描いた典型的グラフ作図１４０５及び１４２０を示すグラフ図である。グラフ作図１４０５においてわかるように、ＷＣＤＭＡ信号とそれ自体との間における時間遅延がゼロであるときには、相関化は、点１４１０において示されるように高い度合いで生じる。この場合は、作図は、最大の相関関係が０ｄＢｍに設定されて値１４１０において生じるような形で正規化される。同信号とそれ自体との間における異なる時間遅延において、点１４１５においてわかるように相関関係は劇的に低下する。グラフ作図１４２０は、前グラフ作図１４０５の拡大版である。Ｘ軸における時間増分は、ミリ秒である。例として、３．８４ＭＨｚの帯域幅を有するＷＣＤＭＡ信号に関して、信号をそれ自体と無相関化するためにこの帯域幅の逆数に等しい時間遅延を要求することができる。これは、点１４２５と１４３０との間の第１のヌルにおいてわかることができる。中継中の信号の帯域幅の逆数を超える遅延を中継器において提供することは、一般的には、この無相関化効果を提供し、相関化メトリックが有効に動作するのを可能にする。さらに、受信機送信機漏れ信号をキャンセルブロックにおいてフィードバックキャンセル等化器によって生成されたキャンセル信号と時間的に整合させることは、適切なキャンセル及びキャンセル重み付けの計算を可能にし、希望される受信機信号に対して不整合に起因する悪影響を及ぼさない。
【００７９】
図１５は、分離を向上させるための適用されたメトリックを有するアンテナアレイに適応可能な形で結合されたフィードバックキャンセルループを配備する典型的中継器環境によって実行される典型的方法の流れ図である。示されるように、処理はブロック１５００において開始し、ブロック１５００において、中継器送信機漏れ信号及び希望される受信信号がＭの数の受信機において受信される。処理はそこからブロック１５０５に進み、ブロック１５０５においては、Ｍの受信機信号は、Ｍ−複素−空間−受信重みをそれぞれ適用している（例えば、Ｍの受信機信号は、振幅及び／又は位相が修正されている）。処理はブロック１５１０に進み、ブロック１５１０において、重み付き受信機信号が結合されて複合重み付き信号になる。ブロック１５１５において複合重み付き信号が漏れキャンセルブロックによって処理されてキャンセル後受信信号が生成される。ブロック１５２０において、漏れキャンセルブロックが、複合重み付き信号、キャンセル後受信信号、及び遅延された送信機信号のうちの１つ以上に基づいてフィードバックループに関する更新値を計算する。例示的実装においては、フィードバック値の更新と関連づけられた時定数は、時定数Ｔｃを有するとみなすことができる。これで、先入れ先出し（ＦＩＦＯ）遅延ラインは、ブロック１５２２において、選択された時間遅延を、送信漏れ信号を受信信号と無相関化する際に用いるためにキャンセル後漏れ信号に提供することができる。例として、ＦＩＦＯ遅延は、代替として、フィルタ構成要素と、自動利得制御構成要素と、中継プロセスにおいて有益な動作を提供するその他の構成要素とを備える１つ以上の協力する中継器構成要素と協力する典型的フィードバックキャンセルループの動作から導き出された複合遅延として提供することができ、従って、合計された場合におけるこれらの構成要素のうちの１つ以上によって行われる処理は、信号再送信時に遅延が希望されるアンテナ要素内における送信機漏れ信号と受信信号との間を確実に無相関化するような十分な時間遅延を提供する。一般的には、この複合遅延は、中継中である信号の帯域幅の逆数の倍数である。
【００８０】
ベースバンドフィルタリングブロックは、１５２５においてキャンセル後受信信号をフィルタリングしてフィルタリングされたキャンセル後受信信号を生成する。１５３０において、自動利得制御ブロックは、相関化前漏れメトリック、残存漏れ相関化メトリック、電力イン、電力アウト、及び分離マージンのうちの１つ以上を利用してフィルタリングされたキャンセル後受信信号に対する自動利得制御を行い自動利得制御出力信号を生成する。次に、処理は１５４０に進み、１５４０において、空間重み付けブロックが、Ｎの複素空間送信機重みを自動利得制御（ＡＣＧ）出力信号のＮのコピーにそれぞれ適用する。次に、１５４５においてＮの重み付き中継器送信信号がＮの送信機によって送信され、１５５０においてＭの受信機の各々において受信されてＭの中継器送信漏れ信号が形成され、Ｍの希望される受信信号と合計されてフィードバックキャンセル動作が提供される。
【００８１】
図１６は、フィードバックループを用いる中継器環境におけるフィードバックループキャンセルを容易にするシステム１６００を示す。システムは、中継器送信機漏れ信号及び受信信号をＭの数の受信機において受信するための手段としてのモジュール１６１０と、Ｍの数の受信機においてＭの数の複素空間受信重みを適用して重み付き受信機信号を生成するためのモジュール１６２０と、重み付き受信機信号を結合して複合重み付き信号を生成するためのモジュール１６３０と、受信された信号を送信機漏れ信号と無相関化して無相関化された送信信号を生成するために用いられる選択された時間遅延をキャンセル後漏れ信号に対して提供するためのモジュール１６４０と、相関化メトリック及び選択された収束時間を利用する適応アルゴリズムを用いて新しい受信機及び送信機複素空間重みを生成するためのモジュール１６５０と、Ｎの数の重み付き中継器信号をＮの送信機によって送信するためのモジュール１６６０と、を含む。システム１６００は、複合重み付き信号、キャンセル後受信信号、及び遅延された送信機信号のうちの１つ以上に基づいてフィードバックループに関する更新値を計算するためのモジュール（示されていない）をさらに含む。ここにおいて説明されるモジュールは、ハードウェア、ソフトウェア、又はその組み合わせを備えることができることが明確に理解されるべきである。すなわち、各機能を実行するための構造は、ハードウェア、１つ以上の機械によって読み取り可能な媒体内に格納されたソフトウェア、又はハードウェアとソフトウェアの組み合わせであることができる。一般的には、ハードウェア、ソフトウェア、又はその組み合わせとして実装することができる構造は、“制御論理”と呼ぶことができる。
【００８２】
ここにおいて説明されるシステム及び方法の知識を効率的に表すためのシステム及び方法は、同じプロバイダにおいてメモリ内のデータを解決することに関して適用することもできる。該状況において、メモリ内データは、物理的記憶装置によってバックアップすることができず、例えばノードを同期化するためにＣＰＵにおけるグラフソルバーにおいて用いることができる。ここにおいて説明されるシステム及び方法は、シーングラフに関して適用することもでき、その理由は、特にこれらのシーングラフは多コアアーキテクチャにおいてより分散され、計算は体積テキスチャ等のメモリ内データ構造に直接書き込まれるためである。
【００８３】
ここにおいて説明されるシステム及び方法を実装する複数の方法、例えば、アプリケーション及びサービスがここにおいて説明されるシステム及び方法に従って知識を表現及び交換するためのシステム及び方法を用いるのを可能にする適切なＡＰＩ、ツールキット、ドライバコード、オペレーティングシステム、制御、スタンドアロン又はダウンロード可能ソフトウェアオブジェクト、等が存在する。ここにおいて説明されるシステム及び方法は、ＡＰＩ（又はその他のソフトウェアオブジェクト）の観点から、及びここにおいて説明されるシステム及び方法に従って知識交換を行うソフトウェア又はハードウェアオブジェクトの観点から、ここにおいて説明されるシステム及び方法を用いることを企図する。従って、ここにおいて説明されるシステム及び方法の様々な実装は、全部がハードウェア内に、一部分がハードウェア内で一部分がソフトウェア内に、及びソフトウェア内に存在する側面を有することができる。
【００８４】
ここにおいて用いられる「典型的な」という表現は、1つの例、事例、又は実例を示すことを目的とするものである。疑念を回避するため、ここにおいて開示される主題は、該例に限定されない。さらに、ここにおいて“典型的な”として説明されるいずれの側面及び設計も、その他の側面又は設計よりも好ましい又は有利であるとは必ずしも解釈すべきではなく、さらに、当業者に知られている同等の典型的構造及び技法を除外することを意味しない。さらに、“含む”、“有する”、“内蔵する”、及びその他の類似の表現は、発明を実施するための形態又は請求項のいずれかにおいて用いられる限りにおいて、疑念を回避することを目的として、追加の又はその他の要素を除外することなしに、開放された移行語としての表現“備える”と同様の形での包含性を有することが意図される。
【００８５】
上述されるように、ここにおいて説明されるシステム及び方法の典型的実施形態は、様々な計算デバイス及びネットワークアーキテクチャと関係させて説明されている一方で、根本的な概念は、他の計算デバイス又はシステムとデータを同期化させることが望ましいあらゆる計算デバイス又はシステムに対して当てはめることができる。例えば、ここにおいて説明されるシステム及び方法の同期化プロセスは、計算デバイスにおける別個のオブジェクトとして、他のオブジェクトの一部として、再使用可能な制御として、サーバーからのダウンロード可能なオブジェクトとして、デバイス又はオブジェクトとネットワークとの間の“仲介者”として、分散されたオブジェクトとして、ハードウェアとして、メモリにおいて、上記のいずれかの組み合わせ、等として提供される、該計算デバイスのオペレーティングシステムに対して適用することができる。
【００８６】
上述されるように、ここにおいて説明される様々な技法は、ハードウェア又はソフトウェアと関係させて、又は、該当する場合は両方の組み合わせと関係させて実装することができる。ここにおいて用いられる“構成要素”、“システム”、等の用語は、ハードウェア、ハードウェアとソフトウェアの組み合わせ、ソフトウェア、実行中のソフトウェアのいずれであるかにかかわらず、コンピュータに関連するエンティティを指すことが意図される。例えば、構成要素は、プロセッサ上で実行中のプロセス、プロセッサ、オブジェクト、エクセキュータブル、実行スレッド、プログラム、及び／又はコンピュータであることができるが、これらに限定されない。一例として、コンピュータにおいて実行中のアプリケーション及びそのコンピュータの両方が構成要素であることができる。プロセス及び／又は実行スレッド内には１つ以上の構成要素が常駐することができ、構成要素は、１つのコンピュータ上に局在化する及び／又は２つ以上のコンピュータ間で分散させることができる。
【００８７】
従って、ここにおいて説明されるシステム及び方法の方法及び装置、又はその一定の側面又は一部分、は、有形の媒体、例えば、フロッピーディスケット、ＣＤ−ＲＯＭ、ハードドライブ、又はその他の機械によって読み取り可能な記憶媒体、において具現化されたプログラムコード（すなわち、命令）の形態をとることができ、プログラムコードが機械、例えばコンピュータ、内にローディングされて該機械によって実行されるときには、該機械は、ここにおいて説明されるシステム及び方法を実践するための装置になる。プログラミング可能なコンピュータにおけるプログラムコードの実行の場合は、計算デバイスは、一般的には、プロセッサと、プロセッサによって読み取り可能な記憶媒体（揮発性及び非揮発性メモリ及び／又は記憶要素を含む）と、少なくとも１つの入力デバイスと、少なくとも１つの出力デバイスと、を含む。例えばデータ処理ＡＰＩ、再使用可能な制御、等を用いてここにおいて説明されるシステム及び方法の同期化サービス及び／又はプロセスを実装又は利用することができる１つ以上のプログラムは、好ましいことに、コンピュータシステムと通信するための高位の手順指向又はオブジェクト指向のプログラミング言語で実装される。しかしながら、これらのプログラムは、希望される場合はアセンブリ言語又は機械語で実装することができる。いずれの場合においても、言語は、コンパイル又は解釈された言語であることができ、ハードウェア実装と組み合わせることができる。
【００８８】
ここにおいて説明されるシステム及び方法の方法及び装置は、何らかの通信媒体を通じて、例えば電気的配線又はケーブルを通じて、光ファイバを通じて、又はその他の送信形態を介して送信されるプログラムコードの形態で具現化された通信を介して実践することができ、ここで、プログラムコードが機械、例えばＥＰＲＯＭ、ゲートアレイ、プログラマブルロジックデバイス（ＰＬＤ）、クライアントコンピュータ、等によって受け取られてローディングされて実行されるときには、該機械は、ここにおいて説明されるシステム及び方法を実践するための装置になる。汎用プロセッサに実装されるときには、プログラムコードは、プロセッサと結合し、ここにおいて説明されるシステム及び方法の機能を呼び出すために動作する一意の装置を提供する。さらに、ここにおいて説明されるシステム及び方法と関係させて用いられる記憶技法は、不変的に、ハードウェアとソフトウェアの組み合わせであることができる。
【００８９】
さらに、開示される主題は、コンピュータ又はプロセッサに基づくデバイスがここにおいて詳述される側面を実装するのを制御するためのソフトウェア、ファームウェア、ハードウェア、又はその組み合わせを製造するための標準的なプログラミング及び／又はエンジニアリング技法を用いる製造システム、製造方法、製造装置、又は製造品として実装することができる。ここにおいて用いられる“製造品”（又は代替としての“コンピュータプログラム製品”）という表現は、コンピュータによって読み取り可能なデバイス、キャリヤ、又は媒体からアクセス可能なコンピュータプログラムを包含することが意図される。例えば、コンピュータによって読み取り可能な媒体は、磁気記憶装置（例えば、ハードディスク、フロッピーディスク、磁気ストリップ）と、光学ディスク（例えば、コンパクトディスク（ＣＤ）、デジタルバーサタイルディスク（ＤＶＤ））と、スマートカードと、フラッシュメモリデバイス（例えば、カード、スティック）と、を含むことができるが、これらに限定されない。さらに、音声メールを送信及び受信する際又はインターネット又はローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）等のネットワークにアクセスする際に用いられるようなコンピュータによって読み取り可能な電子データを搬送するために搬送波を採用できることが知られている。
【００９０】
上記のシステムは、幾つかの構成要素間における相互関係に関して説明されている。該システム及び構成要素は、それらの構成要素又は指定された副構成要素、指定された構成要素又は副構成要素の一部、及び／又は追加の構成要素を含むことができ、及び上記の様々な置換及び組み合わせによることができることを明確に理解することができる。副構成要素は、親構成要素（階層）内に含めるのではなくその他の構成要素に通信可能な形で結合される構成要素として実装することも可能である。さらに、１つ以上の構成要素を結合して単一の構成要素にすることで総合的な機能を提供するか又は幾つかの別個の副構成要素に分割することができ、及び統合された機能を提供するために該副構成要素に通信可能な形で結合するための１つ以上の中間層、例えば管理層、を提供できることが注目されるべきである。ここにおいて説明される構成要素は、ここにおいては具体的に説明されていないが当業者によって一般的に知られている１つ以上のその他の構成要素と相互に関係させることも可能である。
【００９１】
上述される典型的システムに関して、開示される主題に従って実装することができる方法が、図６の流れ図を参照することによってより良く理解されるであろう。説明を単純化する目的上、方法は、一連のブロックとして示されて説明されている一方で、幾つかのブロックは描かれてここにおいて説明されるのとは異なる順序で及び／又はその他のブロックと同時並行して生じることができるため、請求される主題はブロックの順序によって制限されないことが理解及び評価されるべきである。順次でない、又は分岐された流れが流れ図を介して示される場合は、同じ又は同様の結果を達成する様々なその他の分岐、流れ経路、及びブロックの順序を実装できることが明確に理解されるべきである。さらに、すべての例示されるブロックが以下において説明される方法を実装するために要求されるわけではない。
【００９２】
さらに、明確に理解されるように、上記の開示されるシステム及び下記の方法の様々な部分は、人工知能又は知識又は規則に基づく構成要素、副構成要素、プロセス、手段、方法、又は機構（例えば、サポートベクトルマシン、ニューラルネットワーク、エキスパートシステム、ベイジアン信念ネットワーク、ファジーロジック、データ融合エンジン、分類器、等）を含むか又はこれらから成ることができる。該構成要素は、特に、一定の機構又はそれによって実行されるプロセスを自動化してシステム及び方法の一部分を効率的及びインテリジェントであることに加えてより適応可能であるようにすることができる。
【００９３】
ここにおいて説明されるシステム及び方法は、様々な図の好まれる実施形態と関係させて説明されている一方で、逸脱することなしにその他の同様の実施形態を用いることができ又はここにおいて説明されるシステム及び方法の同じ機能を実行するための修正又は追加を説明される実施形態に対して行うことができる。例えば、ここにおいて説明されるシステム及び方法の典型的ネットワーク環境は、ネットワーク化された環境、例えばピア・ツー・ピアネットワーク化された環境、に関して説明される一方で、ここにおいて説明されるシステム及び方法はそれには限定されないこと、この出願において説明される方法は、有線であるか又は無線であるかにかかわらずあらゆる計算デバイス又は環境、例えばゲームコンソール、ハンドヘルドコンピュータ、ポータブルコンピュータ、等に対して適用できること、及び通信ネットワークを介して接続されてネットワークを通じて相互に関係しているあらゆる数の該計算デバイスに対して適用できることを当業者は認識するであろう。さらに、特に無線ネットワーク化されたデバイス数が急増するのに従ってハンドヘルドデバイスオペレーティングシステム及びその他の特定用途向けオペレーティングシステムを含む様々なコンピュータプラットフォームが企図されることが強調されるべきである。
【００９４】
典型的実施形態は、特定のプログラミング言語構造に関してここにおいて説明されるシステム及び方法を利用することに関するものである一方で、ここにおいて説明されるシステム及び方法はそれには限定されず、ここにおいて説明されるシステム及び方法に従って一組のノードに関する知識を表現及び交換するための方法を提供するためにあらゆる言語で実装することができる。さらに、ここにおいて説明されるシステム及び方法は、複数の処理チップ又はデバイスにおいて又は複数の処理チップ又はデバイス全体にわたって実装することができ、格納は、同様に複数のデバイスにわたることができる。従って、ここにおいて説明されるシステム及び方法は、単一の実施形態に限定されるべきでなく、むしろ添付される請求項に従った広さ及び範囲において解釈されるべきである。
【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５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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