(57)【要約】  ホストプロセッサ及び一つ以上のホスト無線通信モジュールを有するホスト装置のための集約化された無線通信システムは、制御器と、一つ以上のアンテナ素子と、一つ以上のアンテナ素子に接続されたＲＦマルチプレクサとを含む。ＲＦマルチプレクサは、一つ以上のポートを含み、制御器からの命令に基づき、一つ以上のポートと一つ以上のアンテナ素子との間でＲＦ通信を確立するよう構成される。集約化された無線通信システムは、適応的ノイズ消去を提供し、及び／又は能動位相アレイの一部としてアンテナ素子を動作できる。
2010506465.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ホストプロセッサ及び一つ以上のホスト無線通信モジュールを有するホスト装置に関する集約化された無線通信システムであって、
制御器と、
一つ以上のアンテナ素子と、
一つ以上のアンテナ素子に接続され、一つ以上のポートを含み、制御器からの命令に基づき一つ以上のポートと一つ以上のアンテナ素子との間にＲＦ通信経路を確立するよう構成される、ＲＦマルチプレクサと
を具備することを特徴とする集約化された無線通信システム。
【請求項２】
制御器からの命令は、ホスト無線通信モジュールに固有な無線通信サービスの機能であることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
制御器は、ホストプロセッサからの通信に基づき無線通信サービスに関連付けられるアンテナ構成を確立することを特徴とする請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
無線通信サービスは、２．４ＧＨｚ帯域の周波数を利用することを特徴とする請求項２に記載のシステム。
【請求項５】
無線通信サービスは、５．８ＧＨｚ帯域の周波数を利用することを特徴とする請求項２に記載のシステム。
【請求項６】
無線通信サービスは、２．５ＧＨｚ帯域の周波数を利用することを特徴とする請求項２に記載のシステム。
【請求項７】
無線通信サービスは、８００ＭＨｚ帯域の周波数を利用することを特徴とする請求項２に記載のシステム。
【請求項８】
無線通信サービスは、１．９ＧＨｚ帯域の周波数を利用することを特徴とする請求項２に記載のシステム。
【請求項９】
ＲＦマルチプレクサの一つ以上のポートに接続される常駐無線通信モジュールをさらに具備し、制御器からの命令は、常駐無線通信モジュールに固有な無線通信サービスの機能であることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１０】
ポートは、標準化されたインピーダンス値を提供するよう構成されることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１１】
前記インピーダンス値は、約５０オームであることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１２】
制御器は、受動アンテナ素子として、及び能動アンテナ素子として、交互に、アンテナ素子のうち少なくとも一つを動作するよう構成されることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１３】
制御器は、一つ以上のアンテナを動作して適応的ノイズ消去を提供するよう構成されることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１４】
少なくとも一つのアンテナ素子は、
アンテナ周波数制御回路と、
利得制御回路と、
位相制御回路と、
インピーダンス整合回路と
を含むことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１５】
アンテナ周波数制御回路は、２重周波数帯域アンテナとして少なくとも一つのアンテナ素子を構成するよう動作可能であることを特徴とする請求項１４に記載のシステム。
【請求項１６】
利得制御回路は、可変利得大きさを提供するよう動作可能であることを特徴とする請求項１４に記載のシステム。
【請求項１７】
位相制御回路は、可変位相シフトを提供するよう動作可能であることを特徴とする請求項１４に記載のシステム。
【請求項１８】
制御器は、少なくとも一つのアンテナを能動位相アレイの一部として動作するために、アンテナ周波数制御回路、利得制御回路、位相制御回路、及びインピーダンス整合回路のうち一つ以上を制御するよう構成されることを特徴とする請求項１４に記載のシステム。
【請求項１９】
制御器は、ビーム及び／又はヌル操作を提供するために、アンテナ周波数制御回路、利得制御回路、位相制御回路、及びインピーダンス整合回路のうち一つ以上を制御するよう構成されることを特徴とする請求項１４に記載のシステム。
【請求項２０】
制御器は、少なくとも一つのアンテナを能動位相アレイの一部として動作するよう構成されることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項２１】
制御器は、サービス品質（ＱｏＳ）メトリクスに従って動作するよう構成されることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項２２】
ＱｏＳメトリクスは、ホストプロセッサによって提供されることを特徴とする請求項２１に記載のシステム。
【請求項２３】
ホストプロセッサと、
一つ以上のホスト無線通信モジュールと、
集約化された無線通信システムであって、
制御器、
一つ以上のアンテナ素子、及び
一つ以上のアンテナ素子と通信し、一つ以上のポートを含み、制御器からの命令に基づき一つ以上のポートに一つ以上のアンテナ素子を選択的に接続するよう構成され、前記選択的な接続は、ホスト無線通信モジュールに固有な無線サービスの機能である、ＲＦマルチプレクサを含む、集約化された無線通信システムと
を具備することを特徴とするホスト装置。
【請求項２４】
制御器からの命令は、ホスト無線通信モジュールに固有な無線通信サービスの機能であることを特徴とする請求項２３に記載の装置。
【請求項２５】
制御器は、ホストプロセッサからの通信に基づき無線通信サービスに関連付けられるアンテナ構成を確立することを特徴とする請求項２３に記載の装置。
【請求項２６】
無線通信サービスは、２．４ＧＨｚ帯域の周波数を利用することを特徴とする請求項２４に記載の装置。
【請求項２７】
無線通信サービスは、５．８ＧＨｚ帯域の周波数を利用することを特徴とする請求項２４に記載の装置。
【請求項２８】
無線通信サービスは、２．５ＧＨｚ帯域の周波数を利用することを特徴とする請求項２４に記載の装置。
【請求項２９】
無線通信サービスは、８００ＭＨｚ帯域の周波数を利用することを特徴とする請求項２４に記載の装置。
【請求項３０】
無線通信サービスは、１．９ＧＨｚ帯域の周波数を利用することを特徴とする請求項２４に記載の装置。
【請求項３１】
ＲＦマルチプレクサの一つ以上のポートに接続される常駐無線通信モジュールをさらに具備し、制御器からの命令は、常駐無線通信モジュールに固有な無線通信サービスの機能であることを特徴とする請求項２３に記載の装置。
【請求項３２】
ポートは、標準化されたインピーダンス値を提供するよう構成されることを特徴とする請求項２３に記載の装置。
【請求項３３】
前記インピーダンス値は、約５０オームであることを特徴とする請求項２３に記載の装置。
【請求項３４】
制御器は、受動アンテナ素子として、及び能動アンテナ素子として、交互に、アンテナ素子のうち少なくとも一つを動作するよう構成されることを特徴とする請求項２３に記載の装置。
【請求項３５】
制御器は、一つ以上のアンテナを動作して適応的ノイズ消去を提供するよう構成されることを特徴とする請求項２３に記載の装置。
【請求項３６】
少なくとも一つのアンテナ素子は、
アンテナ周波数制御回路と、
利得制御回路と、
位相制御回路と、
インピーダンス整合回路と
を含むことを特徴とする請求項２３に記載の装置。
【請求項３７】
周波数制御回路は、２重周波数帯域アンテナとして少なくとも一つのアンテナ素子を構成するよう動作可能であることを特徴とする請求項３６に記載の装置。
【請求項３８】
利得制御回路は、可変利得大きさを提供するよう動作可能であることを特徴とする請求項３６に記載の装置。
【請求項３９】
位相制御回路は、可変位相シフトを提供するよう動作可能であることを特徴とする請求項３６に記載の装置。
【請求項４０】
制御器は、少なくとも一つのアンテナを能動位相アレイの一部として動作するために、アンテナ周波数制御回路、利得制御回路、位相制御回路、及びインピーダンス整合回路のうち一つ以上を制御するよう構成されることを特徴とする請求項３６に記載の装置。
【請求項４１】
制御器は、ビーム及び／又はヌル操作を提供するために、アンテナ周波数制御回路、利得制御回路、位相制御回路、及びインピーダンス整合回路のうち一つ以上を制御するよう構成されることを特徴とする請求項３６に記載の装置。
【請求項４２】
制御器は、少なくとも一つのアンテナを能動位相アレイの一部として動作するよう構成されることを特徴とする請求項２３に記載の装置。
【請求項４３】
制御器は、サービス品質（ＱｏＳ）メトリクスに従って動作するよう構成されることを特徴とする請求項２３に記載の装置。
【請求項４４】
ＱｏＳメトリクスは、ホストプロセッサによって提供されることを特徴とする請求項４３に記載の装置。
【請求項４５】
一つ以上のホスト無線通信モジュールを有するホスト装置によってＲＦ通信を可能にするための方法であって、
ホスト無線通信モジュールのうち第１のモジュールを選択する過程と、
第１のホスト無線通信モジュールに固有なアンテナ構成を決定する過程と、
決定された構成に基づき一つ以上のアンテナ素子に第１のホスト無線通信モジュールを接続する過程と
を具備することを特徴とする方法。
【請求項４６】
第２の無線通信モジュールを選択する過程と、
第２の無線通信モジュールに固有なアンテナ構成を決定する過程と、
決定された構成に基づき一つ以上のアンテナ素子に第２の無線通信モジュールを接続する過程と
をさらに具備することを特徴とする請求項４５に記載の方法。
【請求項４７】
一つ以上のアンテナ素子は、プリント回路基板（ＰＣＢ）上に提供され、その上に第２の無線通信モジュールが配置されることを特徴とする請求項４５に記載の方法。
【請求項４８】
一つ以上のアンテナを用いて適応的ノイズ消去を提供することをさらに具備することを特徴とする請求項４５に記載の方法。
【請求項４９】
受動アンテナ素子として、及び能動アンテナ素子として、交互に、一つ以上のアンテナ素子を動作する過程をさらに具備することを特徴とする請求項４５に記載の装置。
【請求項５０】
一つ以上のアンテナ素子を受動位相アレイの一部として動作する過程をさらに具備することを特徴とする請求項４５に記載の方法。
【請求項５１】
アンテナ構成は、２．４ＧＨｚ帯域の無線通信に固有であることを特徴とする請求項４５に記載の方法。
【請求項５２】
アンテナ構成は、５．８ＧＨｚ帯域の無線通信に固有であることを特徴とする請求項４５に記載の方法。
【請求項５３】
アンテナ構成は、２．５ＧＨｚ帯域の無線通信に固有であることを特徴とする請求項４５に記載の方法。
【請求項５４】
アンテナ構成は、８００ＭＨｚ帯域の無線通信に固有であることを特徴とする請求項４５に記載の方法。
【請求項５５】
アンテナ構成は、１．９ＧＨｚ帯域の無線通信に固有であることを特徴とする請求項４５に記載の方法。
【請求項５６】
サービス品質（ＱｏＳ）メトリクスに従ってホスト無線通信モジュールを動作する過程をさらに具備することを特徴とする請求項４５に記載の方法。
【請求項５７】
ＱｏＳメトリクスは、ホスト装置のホストプロセッサによって提供されることを特徴とする請求項４５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２００６年１０月２日に出願された米国仮特許出願Ｎｏ．６０／８４９１４６、名称“Wireless Computer Subsystem”の利益を主張する。
【０００２】
本発明は、ラップトップ又は個人デジタル補助装置（ＰＤＡ）のようなホスト装置に埋め込まれた無線通信システムに関する。
【背景技術】
【０００３】
ラップトップ、デスクトップ、個人デジタル補助装置等のようなコンピューティングプラットフォームのための無線通信は、普遍的であり、多様な技術がその実装のために存在する。これらは、例えばBluetooth、WiFi、WLANを含み、特定のプラットフォームは、一つ以上のこれら技術に適合された一つ以上の通信モジュールを含むことができる。その技術は、異なるアンテナ構成を要求する各種無線周波数帯域通信を含む、いくつかの関係において異なることがある。
【０００４】
アンテナサブシステムは、ラップトップコンピュータの電子機器又はＰＤＡのような小型の要素に近接して配置されるので、これらプラットフォームのデジタル電子機器によって生成される電磁干渉（ＥＭＩ）を受けやすい。
【０００５】
かなりの無線ノイズが、個人コンピュータ（ＰＣ）及び他の個人コンピューティング装置によって生成される。これら装置によって生成されるノイズは、無線広域ネットワークアダプタのような装置による信号の受信にインタフェースすることにより、アダプタの感度を低減し、故に基地局への範囲を狭めることがある。
【０００６】
干渉は、ノイズ放射電子装置の改善された設計を介してソースでノイズを抑制することによって低減されることができる。代わりに、ノイズは、距離（即ち、遠隔ケーブル接続）又は他の手段を用いてアンテナをコンピュータから隔離する受信装置のためのアンテナを選択することによって低減されることができる。しかし、これら解決策は、製品コストの上昇に対する装置製造者の嫌気、及び遠隔ケーブルアンテナの使用に対するユーザの嫌気により、効率的ではなかった。
【０００７】
ＰＣＭＣＩＡ及びＯＥＭ無線モジュールに対する共通の問題は、ホスト生成ノイズが無線データサービスの一つ以上のチャネル上でモデムの感度抑圧（desense）をもたらしうることである。感度抑圧は、ノイズフロアの有効レベルを上げ、受信器の有効感度を下げるホスト生成電磁干渉（ＥＭＩ）に言及する。ＰＣＳ帯域のラップトップ環境における感度抑圧は、１９ｄＢと同一の場合があり、８５０ＭＨＺに関しては３０ｄＢと同一の場合がある、という測定が示される。
【０００８】
感度抑圧は通常、コンピューティング装置によって生成されたデジタルクロックノイズから生ずる。クロックノイズは、使用されている無線チャネルの帯域内にある高調波及び他のスペクトル要素を生成する。これらスペクトル放射がデータ通信に使用されているチャネル内で発生する場合、その後干渉の問題が発生することがある。放射は、たとえその強度が調整された放射要件を満たすのに十分低くても、受信器の入力感度をかなり低下させるのに十分強い。
【０００９】
電子装置（個人コンピュータ等）内の最も共通的な電流経路は、Ｉ／Ｏケーブル、プリント回路基板（ＰＣＢ）信号トレース、電源ケーブル、及び電力−接地ループ（power-to-ground loop）からなる。これら電流経路の各々は、電場及び磁場を放射するアンテナとして機能することができる。これら電磁場と他の信号との相互作用は、ＥＭＩである。ＥＭＩの大きさは、周波数、デューティサイクル、及び電圧スイング（即ち、振幅）のような送信信号のいくつかの特性の機能である。
【００１０】
信号が非周期的な場合（RAM、Flash、I/O装置、制御ライン、LCDのようなディスプレイ等を時変様式で参照するマイクロコントローラを備えたハードウェア等）、時間領域デジタル信号ｆ（ｔ）に対するフーリエ級数表現は、基本周波数及び全てのその高調波のような広範囲の基本要素に関する項を含む。
【００１１】
通常のＰＣＭＣＩＡ又はＯＥＭの設置において、ロジックボード近隣の信号スペクトルは、事実上均等に広帯域として表れ、多数の個々のスペクトルピークを含み、その振幅は、機能がボードのデジタル論理によって実行されるのに合わせて変化する。
【００１２】
現在のデジタル装置における高クロック速度及びクロックの鋭いエッジによって生成される周波数スペクトルは、ギガヘルツ領域にまで達することがある。そのように、これら信号は、商用通信サービスの割り当てられた帯域幅内にありうる。上記の通り、これら信号は、調整された放射レベルの要件を満たすために振幅において比較的低いことがある。しかし、これら信号は、無線ネットワーク送信の受信信号強度表示（ＲＳＳＩ）と比較するとかなり強い。例えば、基地局からのＲＳＳＩは、約−８５ｄＢｍオーダでありうるが、デジタル生成ノイズ近隣からの干渉レベルは、−８０ｄＢｍオーダでありうる。これから明らかなように、−５ｄＢｍの信号対ノイズ比は、この例をもたらし、全体の無線ネットワーク性能を下げる。
【００１３】
２００２年６月４日に出願され、２００５年１１月２２日に発行された米国特許６９６８１７１、及び２００６年２月９日に出願された継続中の米国特許出願２００６００３０２８７において、適応的なノイズ消去方法が開示されている。これら参照の開示は、その全体を参照することによって本明細書中に組込まれている。
【００１４】
参照された特許及び特許出願によると、近隣のノイズを有する所望の信号を検出するよう構成された広範囲の受信セクションを有する低減された近隣ノイズを備えた受信器が提供される。受信器はまた、近隣ノイズ参照信号を検出するよう構成された近隣受信セクションを含む。受信器の適応的ノイズ消去機能（ＡＮＣ）は、広範囲の受信セクションから誤りベクトルの大きさを検出し、それに応答して、近隣ノイズ参照信号の位相及び利得を調整するよう構成される。従って、ＡＮＣは、加算器を用いて所望の信号に追加される修正された近隣ノイズ参照信号を生成するよう構成される。近隣ノイズは、修正された近隣ノイズ信号の追加によって消去される。ＡＮＣは、最小２乗平均技術を使用して、必要な修正量を決定する。
【００１５】
広範囲の受信セクションは、広範囲のアンテナ、広範囲の帯域通過フィルタ、及び広範囲の増幅器を含み、それらは、近隣ノイズを有する所望の広域信号を検出するよう動作可能である。同様に、近い範囲の受信セクションは、近い範囲のアンテナ、近い範囲の帯域通過フィルタ、及び近い範囲の増幅器を含み、それらは、近隣ノイズ参照信号を検出するよう動作可能である。修正された近隣参照信号を生成するために、受信器はさらに、ＡＮＣに電気的に接続され、誤りベクトルの大きさに応答して、近隣ノイズ参照信号の位相を修正するよう動作可能な位相修正器を含む。また、受信器は、ＡＮＣに電気的に接続され、近隣参照信号の利得を修正するよう動作可能な利得修正器を含む。
【００１６】
参照された特許及び特許出願によると、受信器はさらに、ＡＮＣに電気的に接続され、そこから信号を復調するよう動作可能な復調器を含むことができる。広範囲のアンテナから信号をさらに処理するために、受信器はさらに、同相経路及び直交位相経路を含むことができる。同相経路は、広範囲の帯域通過フィルタからの信号と、９０°だけ位相シフトされた局部発振器信号とを混合するよう動作可能な混合器を有する。同相経路はさらに、混合器及びデジタル−アナログ変換器（ＤＡＣ）間に電気的に接続された低域通過フィルタを含む。低域通過フィルタ及びＤＡＣは、ＡＮＣによって処理する前に受信信号のデジタル表示を生成するよう動作可能である。同様に、直交位相経路は、広範囲の帯域通過フィルタからの信号と、局部発振信号とを混合するために混合器を含む。直交位相経路の混合器からの信号はその後、ＡＮＣに入力される前に、もう一つの低域通過フィルタ及びもう一つのＤＡＣを通過する。
【００１７】
参照された特許及び特許出願によると、ＡＮＣから相殺係数信号を受信するタップ遅延ライン（ＴＤＬ）を用いて近隣ノイズ参照信号の位相及び利得を修正することができる。特に、ＡＮＣは、広範囲の受信セクションからの誤りの大きさに応答して、利得相殺係数信号及び位相相殺係数信号を生成する。利得相殺係数信号は、近隣ノイズ参照信号と混合され、利得相殺された近隣ノイズ参照信号を生成する。位相相殺係数信号は、近隣ノイズ参照信号と混合され、位相相殺された近隣ノイズ参照信号を生成する。次に、利得相殺された近隣ノイズ参照信号及び位相相殺された近隣ノイズ参照信号は、共に加算され、修正された近隣ノイズ参照信号を生成する。
【００１８】
参照された特許及び特許出願によると、所望の信号において近隣ノイズを低減するための方法が提供されている。方法は、近隣ノイズを有する所望の信号を検出することによって開始する。次に、近隣ノイズ参照信号が検出される。相殺信号はその後、広範囲の受信セクションからの誤りベクトルの大きさを検出することによって適応的ノイズ消去機能を用いて生成される。近隣ノイズ参照信号の位相及び利得はその後、相殺信号を用いて適合され、修正された近隣ノイズ参照信号を生成する。最後に、修正された近隣ノイズ参照信号は、所望の信号に加算され、近隣ノイズを消去する。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本明細書の説明の通り、ホストプロセッサ及び一つ以上のホスト無線通信モジュールを有するホスト装置のための集約化された無線通信システムは、制御器、一つ以上のアンテナ素子、及び一つ以上のアンテナ素子に接続されたＲＦマルチプレクサを含む。ＲＦマルチプレクサは、一つ以上のポートを含み、制御器からの命令に基づき、一つ以上のポートと一つ以上のアンテナ素子との間にＲＦ通信経路を確立するよう構成される。
【００２０】
本明細書の説明の通り、ホスト装置は、ホストプロセッサ、一つ以上のホスト無線通信モジュール、及び集約化された無線通信システムを含む。集約化された無線通信システムは、制御器、一つ以上のアンテナ素子、及び一つ以上のアンテナ素子に接続されたＲＦマルチプレクサを含む。ＲＦマルチプレクサは、一つ以上のポートを含み、制御器からの命令に基づき、一つ以上のポートと一つ以上のアンテナ素子との間にＲＦ通信経路を確立するよう構成される。
【００２１】
本明細書の説明の通り、一つ以上のホスト無線通信モジュールを有するホスト装置によってＲＦ通信を確立するための方法である。方法は、ホスト無線通信モジュールのうち第１のモジュールを選択し、第１のホスト無線通信モジュールに固有なアンテナ構成を決定し、決定された構成に基づき、第１のホスト無線通信モジュールを一つ以上のアンテナ素子に接続することを含む。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】図１は、集約化された無線通信システムのハイレベルブロック図である。
【図２】図２は、ホスト装置に埋め込まれた集約化された無線通信システムの概略図である。
【図３】図３は、ラップトップコンピュータ２００の各種要素と協働する集約化された無線通信システム１００の一部構造図である。
【図４】図４は、個々のアンテナ素子の概略図である。
【図４Ａ】図４Ａは、電気的に調整可能な帯域アンテナ用回路の概略である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、MA-COM AT-255 GaAs MMIC電圧可変減衰器の概略図である。
【図４Ｃ】図４Ｃは、ＰＩＮダイオード減衰器用ＰＩ回路構成の概略図である。
【図４Ｄ】図４Ｄは、ＰＩＮダイオード減衰器の概略である。
【図４Ｅ】図４Ｅは、可変リアクタンス反射タイプ位相シフタの概略図である。
【図４Ｆ】図４Ｆは、９０°カプラであるLangeカプラの概略である。
【図４Ｇ】図４Ｇは、追加のライン長さ２をスイッチイン又はアウトするために２つのＰＩＮダイオードを用いる反射位相シフタの図である。
【図５】図５は、能動位相アレイアンテナの概略図である。
【図５Ａ】図５Ａは、単一の半波アンテナ素子及び対応する放射パターンの概略図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、線形位相アレイアンテナの概略図である。
【図５Ｃ】図５Ｃは、単一の２つの素子位相アレイアンテナの概略描写である。
【図５Ｄ】図５Ｄは、均一な利得ブランチで離間するγ／２アンテナを備えた２つの素子位相アレイアンテナパターンの図である。
【図５Ｅ】図５Ｅは、均一な利得ブランチ及び９０°のスキャン角度で離間するγ／２アンテナ素子を備えた２つの素子位相アレイアンテナパターンの図である。
【図５Ｆ】図５Ｆは、均一な利得ブランチ及び４５°のスキャン角度で離間するγ／２アンテナ素子を備えた２つの素子位相アレイアンテナパターンの図である。
【図５Ｇ】図５Ｇは、均一な利得ブランチ及び９０°のスキャン角度で離間するγ／４アンテナ素子を備えた２つの素子位相アレイアンテナパターンの図である。
【図６】図６は、能動素子を備えた位相アレイアンテナの概略図である。
【図７】図７は、ビーム中央で０ｄＢに正規化された利得を備える、均一に重み付けされた位相アレイアンテナ及びハミングブランチ重みを有するアンテナの比較を示す。
【図８】図８は、広い接地平面を全アンテナ素子に提供する単一のプリント回路基板上に全アンテナサブシステム素子が位置するシステムの概略図である。
【図９】図９は、１ｘ４及び１ｘ２ＲＦスイッチの電気的概略図である。
【図１０】図１０は、３ｉｎ／４ｏｕｔマルチプレクサの概略図である。
【図１１】図１１は、ＲＦスイッチマトリクス論理テーブルである。
【図１２】図１２は、低いＥＶＭを備えた８−ＰＳＫベースバンド信号のプロットである。
【図１３】図１３は、高いＥＶＭを備えた８−ＰＳＫベースバンド信号のプロットである。
【図１４】図１４は、太陽誘電ブルートゥースモデムの形状因子を示す。
【図１５】図１５は、Quatech 802.11/bgモデムの形状因子を示す。
【図１６】図１６は、Sierra Wireless（登録商標）MC8755 PCI Express Mini Cardを示す。
【図１７】図１７は、各種アンテナ素子を組込むシステムの概略図である。
【図１８】図１８は、３つの素子ビームスイッチマルチバンド位相アレイの電気的概略図である。
【図１９】図１９は、６つのＷＬＡＮアンテナモードに関するスイッチ論理を示すテーブルである。
【図２０】図２０は、８５０／９００ＭＨｚ帯域の０°位相シフト及び均一利得に関する図１７のアンテナＡ１Ｖ及びＡ３Ｖを用いたブロードサイドビームに関する２つの素子位相アレイアンテナパターンの描写である。
【図２１】図２１は、８５０／９００ＭＨｚ帯域の＋９０°位相シフト及び均一利得に関する図１７のアンテナＡ１Ｖ及びＡ２Ｖを用いたブロードサイドビームに関する２つの素子位相アレイアンテナパターンの描写である。
【図２２】図２２は、１８００／１９００ＭＨｚ帯域の０°位相シフト及び均一利得に関する図１７のアンテナＡ１Ｖ及びＡ２Ｖを用いたブロードサイドビームに関する２つの素子位相アレイアンテナパターンの描写である。
【図２３】図２３は、１８００／１９００ＭＨｚ帯域の＋９０°位相シフト及び均一利得に関する図１７のアンテナＡ１Ｖ、Ａ２Ｖ及びＡ２Ｖを用いたブロードサイドビームに関する２つの素子位相アレイアンテナパターンの描写である。
【図２４】図２４は、ＱｏＳアプリケーションモード選択基準の例に関するグラフである。
【図２５】図２５は、ＭＣ８７５５受信信号強度静的感度メトリクスを示すテーブルである。
【図２６】図２６は、ホスト装置によるＲＦ通信を可能にするための方法を示すフロー図である。
【図２７】図２７は、誤りベクトル及びその要素を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
集約化された無線通信制御器について説明する。当業者であれば、以下の詳細な説明は、単に説明目的であって、決して限定が意図ではないことが分かる。他の実施形態は、本開示の恩恵を有するそのような当業者にとって直ちに提案される。参照は、添付図面で示した実装に対して以下詳細になされる。同一の参照指示子は、同一又は類似の部分に言及するために、図面及び以下の詳細な説明全体で使用される。
【００２４】
明確性のため、本明細書で説明する実装の一般的な特徴の全てが示され説明されるわけではない。勿論、任意のそのような実際的な実装の開発において、実装に特有な多くの決定は、アプリケーション及びビジネスに関する制限に準拠するような開発者の特定の目標を達成するためになされる必要があり、このような特定の目標は、一つの実装からもう一つの実装で、及び一人の開発者からもう一人の開発者で異なることが分かる。また、そのような開発努力は、複雑で時間がかかることがあるが、本開示の利点を有する当業者であれば、決して一般的な技術の取組みでないことが分かる。
【００２５】
図１は、集約化された無線通信システム１００のハイレベルブロック図である。一般に、システム１００の要素は、アンテナモジュール１０４、接地／接続モジュール１０６、無線周波数（ＲＦ）通信管理モジュール１０８、及び常駐無線通信モジュール１１０へ接続する制御器１０２を含む。これらモジュールの機能及び動作は、部分的又は全体的に重複しうるので、特に都合及び理解を容易にするために分離したモジュールについて説明されることが分かる。
【００２６】
図２に示す通り、集約化された無線通信システム１００は、ホスト装置又はプラットフォームに埋め込まれる。本明細書の例では、ホスト装置は、ラップトップコンピュータ２００であるが、ＰＤＡ（個人デジタル補助装置）及びデスクトップコンピュータのような他のホスト装置も考慮される。ラップトップコンピュータ２００は、メインハウジング２０２及びトップカバー２０４を含む。一般に、ディスプレイは、トップカバー２０４に提供される（図示せず）。２０４にさらに提供されるのは、システム１００の全体又は一部である。システムの１００の要素のうち一部又は全ては、単一の専用プリント板回路基板（ＰＣＢ）上に統合されてもよく（例えば図８及び１７参照）、それは、固体又は柔軟でもよく、この例ではトップカバー２０４に搭載される。
【００２７】
ラップトップコンピュータ２００のメインボディ２０２は、ホスト無線モジュール２０６、２０８及び２１０を含む。これらホスト無線モジュールは、ブルートゥース（登録商標）、Ｗｉｆｉ（登録商標）、ＷＬＡＮ等のような技術に基づき無線装置からなる任意の組合せでもよい。各ホスト無線モジュール２０６、２０８及び２１０は、ＲＦ（無線周波数）インタフェース又はケーブル２１２、例えば同軸ケーブルを用いてシステム１００に接続される一つ以上のアンテナポート２１１を有する。ケーブル２１２は、図２の比較的細い接続ラインによって描かれ、図１の接地／接続モジュール１０６に対応する。ホスト無線モジュール２０６は、システム１００に接続される２つのアンテナポート２１１を有するよう示され；ホスト無線モジュール２０８は、一つのそのようなアンテナポートを有するよう示され（図示せず）；ホスト無線モジュール２１０は、２つのそのようなアンテナポートを有するよう示される（図示せず）。システム１００及びケーブル２１２は、ホスト装置２００内で他の無線サービスから高い効率の接続を保証するよう動作する。システム１００は、ホストｍＰＣＩｅスロット（図示せず）領域に接地システムを特定し、ホスト無線モジュール２０６、２０８及び２１０は、システムに入る共通モード及び各種ノイズを最小化するために配置される。システム１００は、同一の結果を達成するためにシステムに適切に接地される。システム１００の仕様は、放射性又は伝導性ソースに対して、挿入損失を改善するために、及びホストノイズ嵌入を最小化するために、ケーブルタイプの推薦を含む特定の同軸ケーブル仕様を含むことができる。ケーブル及び接地システム２１２は、システムの干渉を最小化する一方で最大効率を可能にするアンテナ平衡システムを支援する。能動的に送信しているアンテナシステムは、過剰ＲＦＩに起因してメインシステムの性能に影響を与えない。
【００２８】
ラップトップコンピュータ２００はまた、集約化された無線通信システム１００、ホスト無線モジュール２０６、２０８及び２１０、ホストプロセッサ２１６、及びラップトップコンピュータの可能な他の要素（図示せず）間でデータ及び電力インタフェース又はケーブル２１４を有する。システム１００を含む、ホスト無線モジュール２０６、２０８及び２１０及びラップトップ２００の他の要素間におけるデータ及び電力インタフェース又はケーブル２１４は、無線モジュールの特性に依存して、例えばUniversal Serial Bus又はＵＳＢ接続の並列又は直列タイプの接続でもよい。
【００２９】
以下にさらに説明すると、集約化された無線通信システム１００は一般に、ホスト無線モジュール２０６、２０８及び２１０のアンテナポート２１１とアンテナモジュール１０４（図１）の任意数のアンテナサブシステムとの間でマトリクススイッチ機能を含む、いくつかの機能を提供するよう動作する。また、好ましくはラップトップコンピュータ２００のトップカバー２０４内に、効率的な共通のＲＦ接地を提供するよう動作する。マトリクススイッチ機能により各種アンテナサブシステムは、動作帯域、アンテナ極性、指向性アレイ又はＭＩＭＯ（multiple-input multiple-output）接続のような複数のアンテナ要件、ノイズのあるホスト要素の近隣に必要なノイズ低減、改善された性能等に基づき、任意のホスト無線モジュール２０６、２０８及び２１０に関して選択されることができる。アンテナモジュール１０４の各アンテナサブシステムは、選択的な中央周波数、特定の極性（水平、垂直、右回転、左回転等）を有してもよく、能動素子又は受動素子／放射器として動作するよう構成されてもよい。また、各素子の利得（倍率）及び位相は、適応的なアレイがアンテナ素子又はサブシステムのサブセットから形成されるように調整されてもよい。アンテナモジュール１０４は、広範囲の無線通信規格に関するアンテナ機能だけでなく、高いアンテナ機能、及び検出手段を提供し、以下に詳述する適応的なノイズ消去機能（ＡＮＣ）を実装する。適応的ノイズ消去（ＡＮＣ）は、さらに一般のノイズを抑制する機能に対する特定例であり、図１のＲＦ通信管理モジュール１０８の、分離したモジュール又はサブモジュール１０９（図３）によって提供されてもよいことが分かる。他の特定タイプのノイズ抑制が考えられることが分かるが、本明細書における検討は、ＡＮＣに向けられる。
【００３０】
ホストプロセッサ２１６は、ラップトップコンピュータ２００のようなプラットフォームに通常見られる全てのユーザアプリケーションを支援する。また、ホスト無線モジュール２０６、２０８及び２１０にソフトウェア及びデジタルインタフェースを提供する。また、特定のアプリケーションは、システム１００の制御器１０２（図１）にインタフェースするホストプロセッサ２１６上で動作する。ホストプロセッサ２１６及び／又は制御器１０２上で動作するソフトウェアは例えば、特定のホスト無線モジュール２０６、２０８及び２１０の動作に関して適切なアンテナ構成を選択する。これは通常、特定のアプリケーション要件及び／又は無線ネットワーク利用性及び他の条件に依存する。
【００３１】
図３は、ラップトップコンピュータ２００の各種要素に関連する、集約化された無線通信システム１００の一部に対する構造図である。アンテナモジュール１０４（図１）のアンテナ（Ａ１−Ａｎ）のアレイ１０５は、ＲＦインタフェース又はケーブル２１２を用いてホスト無線モジュール２０６、２０８及び２１０に接続される無線周波多重回路（ＲＦ  ＭＵＸ）３０４によって選択的に与えることができる。図３に示されないが、アンテナモジュール１０４のアンテナ（Ａ１−Ａｎ）のアレイ１０５はまた、そのような常駐モジュールが存在する時、無線周波多重回路（ＲＦ  ＭＵＸ）３０４を用いて常駐無線モジュール１１０（図１）に接続される。ＲＦインタフェース又はケーブル２１２は、システム１００ＰＣＢに標準接続インタフェースを提供するだけでなく、各連結器に標準インピーダンス（例えば、５０オーム）を提供するよう機能する。データ及び電力インタフェース又はケーブル２１４は、各種要素間で適切な情報交換媒体を提供するよう機能する。多重回路３０４は、適応的ノイズ消去（ＡＮＣ）モジュール１０９に、及び制御器１０２に通信する。上記例の通り、ＡＮＣ１０９は、考えられる、さらにノイズを抑制する機能に対する特定例である。ＡＮＣ１０９はとりわけ、以下に説明する高いアンテナスキームによって対処されることができないローカルインタフェースを消去する機能を提供する。これは、ホストラップトップコンピュータプラットフォーム２００に、又はその近隣に生成されるインタフェースの特性に依存して必要とされるか、又は必要とされなくてもよい。
【００３２】
集約化された無線通信システム１００は、ラップトップコンピュータ２００のメインボディ２０２のベイスロットに位置する、例えばｍＰＣＩｅ無線サービスカードから各種入力を受けるよう構成される。システム１００は、損失を最小化することによって最大シグナリング効果を維持するために、これらサービスに公称整合インピーダンス（即ち、５０オーム）を提供する。システム１００は、ベイスロットから単一の外部送信入力を受け、この信号レベルが制御器、電源又はアンテナシステムを損傷させないことを保証する。制御器は、ディスプレイのような敏感要素に対する周辺温度又はスポット温度がシステムの性能に影響しないことを保証するために熱的シグネチャ（thermal signature）の平衡をとるよう動作する。
【００３３】
システム１００は、規制及び産業（ＧＣＦ／ＰＴＣＲＢ／ＣＴＩＡ／ＣＤＧ）要件に従って動作し、アンテナシステムへ接続する責任を負い、コンピュータシステム２００オペレーティングシステムからコマンドを受けることができ、能動サービスを調停する。また、サービスプリファレンスを支援又は無効にするためにサービスメトリクスの独自品質を決定できる。システム１００は、他のＲＦ入力及びアンテナシステム接続に対するソリッドステート入力を用いる。これら接続は、最大インピーダンス負荷スタビリティ及び最小挿入損失を提供する。システム１００は、他の入力だけでなくｍＰＣＩｅ入力の接続サービスのために信号レベル及び品質を測定及びバッファする機能を有する。システム１００は、“ノースタッフ”オプションを可能にし、プラットフォーム、例えばラップトップ２００は、その不在時に全機能を有する。このように、プラットフォームは、システム１００なしで販売及び動作されることができる。システム１００は、アップグレードとして引続きインストールされることができる。
【００３４】
一般に、アレイ１０５のアンテナ（Ａ１−Ａｎ）は、単一基板（図８及び１７）上に、又は複数の基板（図示せず）上に提供されてもよい。アンテナモジュール１０４は、アレイ１０５のアンテナ（Ａ１−Ａｎ）を含み、ラップトップコンピュータ２００のような任意のプラットフォームに適用可能な周知の多用途物理要素で設計される。それは、複数のサービスを整理するよう機能し、多数の分離したアンテナシステムを単一のエンドユーザ装置に設計する複雑性を低減する。アンテナモジュール１０４は、常駐無線通信モジュール１１０に接続するが、そこへ排他的に向けられるのではなく、むしろホスト無線モジュール２０６、２０８及び２１０へ接続し、これらにアンテナ機能を提供する。アンテナモジュール１０４は、性能を最大化し、ホストプラットフォーム２００からの電磁ノイズによる影響を最小にする一方で、サイズ及び重さを最小にするよう設計される。それは、以下にさらに説明するように、制御器１０２によって運転、供給及び制御されることができる受動素子でもよい。
【００３５】
サービス品質（ＱｏＳ）モジュール３０６は、制御器１０２と通信し、ホストラップトップコンピュータプラットフォーム２００及び／又はシステム１００に常駐してもよい。ＱｏＳモジュール３０６は、例えばラップトップコンピュータプラットフォーム２００上で動作するソフトウェアでもよく、ホストコンピュータへホスト無線モジュール２０６、２０８及び２１０をインタフェースし、システム１００へ制御インタフェースを提供する。それはまた、ＱｏＳアプリケーションで使用されるホスト無線モジュール２０６、２０８及び２１０から各種メトリクスを収集し、以下に詳述するようにアンテナモジュール１０４ビーム形成機能及び適応的ノイズ消去機能を駆動してもよい。
【００３６】
図４は、アンテナモジュール１０４（図１）の個々のアンテナ素子４００を示す。アレイ１０５の一つ以上のアンテナ（Ａ１−Ａｎ）は、普遍的なアンテナ素子として機能するためにこの方法で構成されてもよい。図４の例において、アンテナ素子４００は、アンテナ（Ａ１）４０２及びインピーダンス整合回路（Ｚ１）４０４を含み、アンテナインピーダンスをアンテナ入／出力４０６に整合させ、アンテナ入／出力インピーダンスは、標準入力インピーダンス（例えば、５０オーム）として現れる。インピーダンス整合回路（Ｚ１）４０４は、各種回路素子からなり、システムのＲＦポートをＲＦ  ＭＵＸ３０４（図３）に整合させ、アンテナモジュール１０４が一定の５０オームインピーダンスに見えるようにし、常駐無線モジュール１１０（図１）又はホスト無線通信モジュール２０６、２０８及び２１０（図２）を整合させる必要性を除去する。
【００３７】
アンテナ周波数制御器Ｉ／Ｆ４０８は、ＤＣ制御信号をアンテナ周波数制御ブロック（Ｆ１）４１０に提供し、アンテナ中央周波数は、この制御信号を介して制御されてもよい。ＤＣ制御信号は、一つのアンテナ中央周波数又はもう一つの周波数を選択する論理レベルとして機能することができ、又はそれは、アンテナ中央周波数が周波数範囲にわたって連続的にスイープされるように連続的に可変でもよい。キャパシタ（Ｃ１）４１２は、アンテナ（Ａ１）４０２とアンテナ周波数制御ブロック（Ｆ１）４１０との間でＤＣブロックとして機能し、Ｌ１／Ｃ１は、ＤＣ制御ラインからＲＦを接続解除するためにＲＦブロックとして機能する。
【００３８】
アンテナの周波数制御は、ＵＳ６６９７０３０に記載され、その内容は、その全体が参照によって本明細書中に組込まれている。図４に詳細に示す通り、二重帯域同調回路の形式である周波数制御回路（Ｆ１）４１０は、送受信器４２０、整合ネットワーク４２２、及びアンテナ４２４を含む。整合ネットワーク４２２は、第１及び第２周波数の両方で送受信器にアンテナ４２４を同調するよう動作可能である。従って、整合ネットワーク４２２は、可変キャパシタ（ＣＶＡＲ）４２６、インダクタ（Ｌ）４２８、及び第２キャパシタ（Ｃ）４３０を有する。可変キャパシタ（ＣＶＡＲ）４２６の値は、第１周波数及び第２周波数でアンテナ４２４を同調するよう選択され、システムは、２つの帯域幅上で電磁エネルギーを送受信するよう使用されることができる。可変キャパシタ（ＣＶＡＲ）４２６、インダクタ（Ｌ）４２８及び第２キャパシタ（Ｃ）４３０の値は、第１周波数及び第２周波数の両方でシステムの定在波比を最小化するよう選択される。
【００３９】
図４の個々のアンテナ素子４００は、アンテナＩ／Ｏポート４０６とアンテナ（Ａ１）４０２との間の可変利得大きさを提供するために利得制御又は修正回路（Ｇ１）４１４を含む。この大きさは、固定又は可変でもよい。例えば、固定ステップの減衰モードにおいて、利得修正は、０、１、２、３、４、．．．、１０ｄＢの選択可能な減衰ステップからなることができる。連続的可変モードにおいて、利得は例えば、アナログ制御電圧を用いて約０ｄＢから約１０ｄＢまで調整されることができる。
【００４０】
利得制御ブロックを実装するための多くの方法がある。本明細書で提供される例において、利得制御ブロック又は回路（Ｇ１）４１４は、約１．０未満又はそれに等しい調整可能な利得を備えるのが好ましい。これは、調整可能な減衰器で達成され、ＰＩＮダイオード減衰器又はＧａＡｓＭＥＳＦＥＴ減衰器のような複数の形式で実現可能である。ＦＥＴベースの減衰器は、Skyworks(AV 108-59 GaAs IC 35dB Voltage Variable Attenuation an MSOP-8 package)、AM-COM(AT 225 GaAs MMIC Voltage Variable Attenuator)その他のような、複数のベンダーから小さい表面搭載パッケージで入手可能である。それらはまた、別個のＧａＡｓＭＥＳＦＥＴ装置から製造されてもよい。ＭＡ＿ＣＯＭによって商業的に利用可能な減衰器の例は、図４Ｂに示される。整合ブロードバンドアプリケーションに関して、特に１ＧＨｚより大きい周波数を介して低ＲＦ周波数（５ＭＨｚまで）をカバーするそれらに関して、ＰＩＮダイオード設計は、一般的に採用される。最も普及している回路構成は、ＴＥＥ、ブリッジＴＥＥ及びＰＩである。全てのこれら設計は、電流制御ＲＦレジスタとしてＰＩＮダイオードを使用し、その抵抗値は、ＡＧＣ（自動利得制御）ループによって確立されるＤＣ制御によって設定される。
【００４１】
ＰＩ構成は、複数の構成で実装されることができ、これらのうち２つは、図４Ｃに示される３−ダイオード及び４−ダイオード構成である。４−ダイオード回路の利点は、その対称性であり、それにより一連のダイオードの連続した構成における単純なバイアスネットワーク及びハーモニック信号の消去に起因したひずみの低減を可能にする。Avago TechnologiesによるモデルＨＳＭＰ−３８１６は、５−ピン、無鉛ＳＯＴ−２５表面搭載パッケージに格納されたダイオードクワッドである。ＰＩＮダイオードが減衰素子として使用される時、それらは、等価のＧａＡｓＭＥＳＦＥＴより高い線形性を提供する。低い減衰において、ほとんどのＲＦエネルギーは、単に減衰器の入力から出力ポートに送信される。しかし、比較的高い減衰レベルにおいて、ほとんどのＲＦエネルギーは、減衰器に放出され、引続き、ひずみレベルが上がる。Ｖｃの値がゼロに近づく時、電流はほとんど２連のダイオードを介して流れない。これら２つのダイオードがゼロバイアス状態に近接して動作する間、その接合キャパシタは、ＲＦ電圧に同期して変化する。幸運にも、ＲＦ搭載キャパシタによって生成されるいくつかのひずみは、２つのダイオードの反直列接続（anti-series connection）のために相殺される。１つのパッケージコンセプトにおける４つのダイオードは、２つの反直列ダイオードが２つの無作為に抽出したダイオードを使用した場合よりも近接して整合される時、ひずみ消去が最適になることを保証する。ＨＳＭＰ−３８１６クワッドＰＩＮダイオードパッケージを用いる４−ダイオードＰＩ減衰器の概略図は、図４Ｄに示される。
【００４２】
図４を再び参照すると、個々のアンテナ素子４００はまた、図４Ｅにより詳細に示される、位相制御ブロック又は回路４１６を含むことができる。位相制御ブロック又は回路４１６は、アンテナＩ／Ｏポート４０６及びアンテナ（Ａ１）４０２間の可変位相シフトを提供するよう構成される。この位相シフトは、固定又は可変でもよい。例えば、固定ステップの位相シフトモードにおいて、位相シフトは、約０°、１０°、２０°、３０°、４０°、．．．、１８０°のステップの選択可能な位相遅延からなってもよい。連続的に可変なモードにおいて、シフトは、アナログ制御電圧を用いて約０°から約１８０°まで調整されることができる。
【００４３】
位相制御は、位相シフタなど複数の方法で実現できる。位相シフタは、２−ポートのネットワークであり、入力ポート及び出力ポート間の位相差は、制御信号によって制御されてもよい。この位相シフトは、２２．５°、４５°、６７．５°、９０°等のように所定の離散値のみが選択されることができる意味で“デジタル”とみなすことができ、又は範囲（０°から１８０°）にわたって連続的に可変であるという意味でアナログでもよい。位相シフタの設計は、周知であり、Inder Bahl and Prakash Bhartia, John Wiley and Sons, Inc., 1988, ISBN 0471831891の“Microwave Solid State Circuit Design”のような各種文献において詳細に説明される。この文献で、反射及び送信タイプの位相シフタの検討が提供される。この例で使用され、及び図４Ｅで概略的に示される位相シフタのタイプは、Variable Reactance Reflection Type Phase Shifterである。それは、９０°ハイブリッドカプラ（Lange又はRat-Race等）４３２及び可変リアクタンス、この場合では、バラクタダイオード又はバラクタ（Ｃ１、Ｃ２）４３４を用いて、可変キャパシタンスを提供する。ハイブリッドカプラ４３２は、２−ポートネットワーク及びバラクタ（Ｃ１、Ｃ２）４３４を提供し、連続的な可変リアクタンスを提供し、実際には約１８０°の位相シフトを提供する。インダクタＬ１及びＬ２は、バラクタダイオード４３４からバイアス制御電圧を隔離する。それらはまた、広帯域動作が可能である。９０°ハイブリッドカプラ４３２は、複数形式で実現可能であり、これら多くは、プリント回路基板上のマイクロ−ストリップ実装に適する。一つの例は、図４Ｆに示されるLangeカプラである。当業者であれば、動作帯域等、特定のアプリケーション実装の検討に依存して選択可能な多くの他のハイブリッドカプラの選択があることが分かる。
【００４４】
位相シフタモジュールはまた、Mini-Circuits, MA-COM等のような複数のベンダーから商用的に入手可能である。一例は、Mini-Circuits of Brooklyn, New YorkによるJSPHS-1000 180° Voltage Variable位相シフタである。また、図４Ｇを参照して記載されているスイッチライン反射位相シフタを使用することができる。反射位相シフタは、スイッチ可能な係数を生成するスイッチ可能な端子を有することによって作動する。主な反射位相シフタのタイプは、ＰＩＮスイッチ又は可変リアクタンス（例えば、バラクタ）の何れかによってスイッチライン長さを用いて、電気的長さを変える。両方の場合において、信号は、反射して戻る時、２倍の余分な電気的長さをもたらす。最も単純な例は、９０°ハイブリッド（例えば、Lange又はRat-race）及び２つのＰＩＮダイオードを使用し、ショートツーグラウンドバイパスライン長さ（short to ground bypassing line length）２又はスイッチアウトの何れかを行い、故にライン長さ２を追加し、信号を伝達するために比較的長い経路を追加する。
【００４５】
デジタルに選択される離散位相シフトを用いる位相シフタも使用できることに留意すべきである。離散位相シフトが位相アレイの３ｄＢビーム幅未満の場合、その後効率的なビーム操作は、これら離散位相シフトにより達成できる。離散位相シフタは、スイッチライン位相シフタ、負荷ライン位相シフタ、スイッチライン反射位相シフタ等のような複数の手段によって実装されることができる。それらは、Mini-Circuits, MA-COM等のような複数の商用ベンダーから入手可能である。
【００４６】
アンテナモジュール１０４のアレイ１０５の複数のアンテナＡｎは、図５を参照して記載され、能動位相アレイとして動作可能である。アンテナＡ１−Ａ５は、利得係数Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４及びＧ５を有する“能動”アンテナ素子として選択される。能動により、個々のアンテナブランチは、加算器／分配器接合部５０２に接続される。位相遅延は、θ１、θ２、θ３、θ４及びθ５である。その極性形式で与えられるアンテナ重みは
【００４７】
【数１】
2010506465.tif 000003
である。
【００４８】
各個々のアンテナ素子の重み係数を適切に選択することによって、メインローブ及び／又はヌルは、特定の方向に操作されることができる。図５Ａを参照すると、単一素子の半波双極子が円形で対照的な放射パターンを有することが分かる。Ｚ軸に半波素子を置くと、放射パターンは、ｘ−ｙ平面で方向付けられたドーナツ型になる。単一の半波双極素子は、線形アレイを形成するよう編成することができる。各アンテナ素子は、例えば図４に示す通り、個々に調整可能な利得及び位相素子を有する。先ず、各素子に対する利得は、均等な利得を有するよう見なされ、各ブランチで位相調整のみがある。各素子に対する調整可能な利得の利点は、以下に説明される。
【００４９】
単一の線形アンテナアレイの図は、図５Ｂに示される。図示の通り、Ｎ個の半波双極アンテナ素子は、距離ｄだけ離間され、個々の位相シフタ素子ΦＮは、各ブランチに提供され、均等な利得重みは、各ブランチに提供される。アンテナ素子は、同一の線形順序（co-linear）である。
【００５０】
線形アレイのスキャン角度θ０は、単一の２つの素子位相アレイアンテナを示す図５Ｃの通り、アレイからの均等な位相面の法線である。角度θは、線形アレイ軸に関して測定される。各ブランチの均等な遅延を用いて、スキャン角度は、線形アレイに対して直角である。均等なブランチ重み、調整可能なブランチ位相、素子離間ｄ、ＲＦ波長λ、及び公称スキャン角度θ０を備えたＮ−素子線形位相アレイアンテナの一般的な場合に関するR.C. Hansen, John Wiley & Sons, Inc., 1998, ISBN 047153076による“Phased Array Antennas”では、アンテナパターンＦ（ｕ）は以下により与えられることが示される。
【００５１】
【数２】
2010506465.tif 000004
【００５２】
アレイ素子が均一励起（即ち、均等な利得）を有する場合、式は以下のようになる。
【００５３】
【数３】
2010506465.tif 000005
【００５４】
独自の各アンテナ素子は、先に説明した通り、ｘ−ｙ平面で均一な円形放射パターンを有する。そのようなアンテナは、ラップトップコンピュータ２００のようなプラットフォームに組込まれる時、どのようにラップトップがｘ−ｙ平面で方向付けられたのかに関して無関心な全方向放射パターンを提供する。しかし、そのような全方向放射パターンが望まれない時にその状況が生じる点に留意すべきである。これら状況のいくつかは以下の通りである。
（１）ラップトップ２００は、受信信号レベルが限界に対して不足である環境に位置するので低い性能（ドロップパケット、低スループット等）をもたらす。
（２）無線通信リンクが維持できない点でも、低い性能となる同一チャネル干渉をもたらす帯域内ノイズソースが近隣にありうる。
【００５５】
ケース（１）では、位相アレイアンテナを使用して、アンテナ放射パターンの形状を修正し、ラップトップ２００内の無線装置（１１０、２０６、２０８及び２１０）に関連する基地局の方向における比較的高い利得を提供することができる。これは、RF MUX304によって２つ以上のアンテナ素子を選択して組合せることで線形アレイを形成することによってなされる。素子が均一な利得（このケースで推測される均一な利得）を有し、各アンテナサブシステム素子の位相を変更する場合、アレイのメインローブは、最も高い信号レベルの方向に向けられて操作されることができ、又はいくつかの他のメトリックは、例えば基本帯域信号の誤りベクトル大きさ（ＥＶＭ）に関して最適化されることができる。このケースを説明するため、以下のことを仮定する。
２つのアンテナサブシステム素子
各アンテナサブシステム素子の均一利得
半波双極アンテナ素子
素子の間を０．５波長だけ離間
アンテナアレイサブシステムの可変パラメータのみがスキャン角度θ０
【００５６】
θ０＝０°の場合が図５Ｄに示される。この場合、アンテナ軸に対して直角な対称ローブを備えたブロードサイドパターンが確立される。この位相アレイは、単一双極子よりもメインローブで高い利得（約３ｄＢ）を有するが、特にメインローブに対して直角でかなり低減された軸外利得を有する。
【００５７】
これらメインローブの何れかは、ラップトップ内の無線装置に関連付けられた基地局に向けられる点ではないかもしれないが、ブランチの位相は、基地局に向けられたメインローブを“操作”するよう変更可能である。各ブランチで位相を電気的に変更することによって、スキャン角度θ０は、この操作を達成するよう調整可能である。一例は、図５Ｅに示され、スキャン角度θ０は、９０°に電気的に調整されている。これにより、位相アレイアンテナは、ブロードサイドアンテナに反してエンドファイアアンテナとして機能し、アンテナ素子の軸に沿って最も高い利得を有する。
【００５８】
スキャン角度がθ０＝４５°になるよう電気的に調整される場合、その後非対称ビームは、ピーク利得が＋４５°及び＋１２５°で発生する場合に生成される。これは、図５Ｆに示される。各アンテナサブシステム素子の可変位相遅延を用いて、制御器１０２（図１）は、メインローブを＋９０°から−９０°まで電気的にスキャンして、調整される無線チャネルに対して最も高い信号強度及び／又は最良の誤りベクトル大きさ（ＥＶＭ）を達成することができる。
【００５９】
これらスキームに対する追加の利点は、ホストプラットフォームにおける他の電気的な伝導表面の破壊的存在を補間する機能であり、即ち、ラップトップコンピュータ２００は、アンテナモジュール１０４の実際のアンテナ素子と相互作用可能であり、これら伝導表面は、非励振素子のように機能し、アンテナモジュールの放射パターンを妨害し、性能を実質的に低下させる。各種角度を介して能動素子を操作することによって、基地局へ向けてメインローブを操作して、信号品質を改善することができる。
【００６０】
先に言及した通り、もう一つの破壊的力は、ラップトップコンピュータ２００の近隣に、又はコンピュータの要素によって生成される電磁干渉である。これらは、所望の受信信号を低下しうる同一チャネル干渉をもたらすことがある。このような場合、基地局へ向けてメインローブを操作して信号強度を改善するよりも、ビームパターンヌル（複数）は、干渉のソースに向けて操作され、その効果が抑制されることができる。上記説明した構成において、単一の２つの素子位相アレイは、メインローブ利得を下回る４０ｄＢオーダでヌルを操作することができる。これにより、通常不可能な環境での通信を支援することができる。
【００６１】
代替の手法において、以下の特徴を備えたアンテナアレイは、異なる放射パターンを達成することができる。
・２つのアンテナ素子
・各アンテナサブシステム素子の均一利得
・半波双極アンテナ素子
・素子間をλ／４（４分の１波長）離間
・アンテナアレイサブシステムにおける唯一の可変なパラメータがスキャン角度θ０
【００６２】
上記の通り、素子離間は、上記検討した１／２波長に反して１／４波長である。θ０＝９０°のスキャン角度を備えた場合の放射パターンは、一方向であり、図５Ｇに示される。パターンは、クラシックカードイドパターン（classic cardiod pattern）であり、アンテナアレイに対して一方向エンドファイア応答を提供する。アンテナは、２７０°にスキャン角度を変更することによって反対方向に向けることができる。
【００６３】
上記に基づき、アンテナサブシステムが線形で配列された十分な数のアンテナ素子からなる場合、その後かなり柔軟なアンテナシステムが達成されることが分かる。それにより、単一のアンテナ素子は、常駐モジュール１０６又はホスト無線モジュール２０６、２０８及び２１０のような無線モジュールに接続され、従来の全方向放射パターンが達成される。代わりに、各種素子が組み合わされ、位相アレイパターンは、高い指向性の放射パターンを達成するよう構成され、特定方向に比較的高い利得メインローブを提供し、又は所望ではない干渉子（interferer）に向けたビームパターンでヌルを操作することができる。
【００６４】
位相アレイに一つの能動素子のみ有し、残りの素子を事実上受動又は寄生にすることもできる。この構成は、図６に示される。能動アンテナＡ３は、受動素子Ａ１−Ａ２及びＡ４−Ａ５を含むアレイで示される。受動放射器又は寄生素子は、無線アンテナ素子であり、任意の有線入力を有さない。代わりに、それは、近隣の他の能動アンテナ素子から放射された無線波を吸収し、能動素子と同調して再放射し、それは、全送信信号へ追加される。これは、アンテナパターン及びビーム幅を変更する。寄生素子もさらに使用して、近隣の能動素子の放射パターンを変えることができる。この例は、寄生マイクロストリップパッチアンテナを他の駆動パッチアンテナ上に設置することである。このアンテナの組合せは、オリジナル素子より僅かに低い周波数で共鳴する。しかし、主な効果は、アンテナのインピーダンス帯域幅をかなり増やすことである。いくつかの例で、帯域幅は、１０倍だけ増加することができる。図６の例で、アンテナ素子Ａ１−Ａ２及びＡ４−Ａ５は、接地に接続され、その実際の利得及び位相は、未だに調整可能であり（ｗｎ入力）、全体のアレイは、未だに位相アレイアンテナとして動作する。
【００６５】
本明細書で検討された通り、個々の素子に対する調整可能な位相及び利得制御も、アレイのどの素子が能動であり受動であるかを選択する機能も、複数の個々の素子を“位相アレイ構成”へ組み合わせることを可能にし、それは、個々の素子の利得及び位相が調整され、特定方向でメインローブ又はビームヌルを操作し、さらに個々の素子ビームパターンを、有利な特徴を備えた異なるパターンに成型及び形成する。そのようなアンテナ構成は一般に、“位相アレイアンテナ”として記載され、能動素子を用いて実装可能であり、又はそれは、能動及び受動素子の組合せで実装されることができる。
【００６６】
ビーム形成の最も単純な方法のうち一つは、加算前に位相アレイアンテナの個々のブランチを単に“重み付け”することである。これは、メインローブを形成してサイドローブを抑制する機能を提供する。全ての場合において、形成ビームのメインローブは、均一に重み付けされたアレイと比べて広いが、サイドローブは、かなり抑制されうる。これを図示するために、全ての素子において０位相シフトを備えた５個の素子位相アレイの例を考える。これは、対称ブロードサイドアンテナパターンを生成する。均一なブランチ重みの場合、これは、クラシックsin(x)/xビームパターンを生成し、第１のサイドローブは、−１３．２だけメインローブから下がる。次に、中央ブランチについて対称なハミング窓によってブランチ重みが重み付けされる場合を考える。即ち、ブランチ重み付け関数は、以下の通りである。
【００６７】
【数４】
2010506465.tif 000006
５つの素子位相アレイアンテナに対して、これは、ブランチ重みが以下であることを意味する。
【００６８】
【数５】
2010506465.tif 000007
【００６９】
均一重み付け位相アレイアンテナとハミング重み付け位相アレイアンテナとに対する位相アレイアンテナビームパターンの比較は、図７に示される。例えば均一な重み付けアレイについて、３ｄＢビーム幅は、約３５°であり、第１のサイドローブは、−１３．２ｄＢだけメインローブから下がる。ハミング重み付け位相アレイにおいて、メインローブは、約５０°広く、第１のサイドローブは、約−３１ｄＢだけメインローブから下がる。この場合におけるビーム形成の利点は、４０°を超える軸外にある干渉子をかなり良好に抑制することである。この例は、ビーム操作をすることなくビーム形成することを示すが；ビーム操作はまた、ビーム形成に追加して適用可能であり、両方の利点が達成されうる。また、利得制御モジュールの許容範囲が取組まれ、Blackman、kaiser、Kaiser-Besselのような他のビーム重み付け選択も利用可能である。均一な重み付けアレイは、ビーム形成アレイよりも利得を有することに留意すべきである。上記例において、５つの素子アレイは、７ｄＢの利得を有する一方、ビーム形成アレイは、約５ｄＢの利得を有する。“全利得”における低減が減少するが；いくつかのアプリケーションに対する主な利点は、サイドローブが実質的に低減されることである。故に、特定のアプリケーションに依存して、改善されたサイドローブ性能に対するいくつかの利得を通常交換する利点があってもよい。
【００７０】
位相アレイアンテナ概念を記述すると、特定例を説明するのに役立つ。いくつかの共通の無線サービスが動作する帯域は、以下の通りである。
【００７１】
【数６】
2010506465.tif 000008
【００７２】
これら離散帯域を考慮すると、位相アレイアンテナは、十分な数のアンテナ素子及びアンテナ素子離間を有し、アレイは、広い範囲の動作周波数にわたって十分な柔軟性がある。言及された帯域に対する公称動作周波数は、その対応する波長に沿って、表１に示される。
【００７３】
【表１】
2010506465.tif 000009
【００７４】
上記表によると、Ｎ個の素子アレイは、全体の長さが９．３７５ｃｍ（８００ＭＨｚでλ／４）であり、選択されることができる。
【００７５】
【数７】
2010506465.tif 000010
【００７６】
これにより、全体のアレイ長さが約１２ｃｍとすることができる。素子は、指向性／ヌル操作が必要な場合に位相アレイとして動作可能であり、又はアンテナ素子は、ＭＩＭＯ（multiple-input multiple-output）送受信器に単に直接接続されてもよい。アレイのサイズにより、実現すべき実質的に接地平面を可能にし、各個々のアンテナサブシステム素子の性能を最大化するために重要な要素である。２つの素子が８００ＭＨｚの構成である場合、６ｄＢのサイドローブの抑制が達成されるだけでなく、ヌルの操作機能ももたらす。良好な一方向のエンドファイア性能がさらに実現され、２つの素子からの追加のメインローブ利得も実現される。３つの素子が１９００ＭＨｚ構成の場合、１０ｄＢのサイドローブ抑制が達成され、さらにヌルの操作機能もたらす。良好な一方向のエンドファイア性能がさらに実現され、３つの素子からの追加のメインローブ利得も実現される。４つの素子が２４００／２５００ＭＨｚ構成の場合、約１２ｄＢのサイドローブ抑制が達成され、さらにヌルの操作機能ももたらす。良好な一方向のエンドファイア性能がさらに実現され、４つの素子からの追加のメインローブ利得も実現される。
【００７７】
上記を達成するために、単一のプリント回路基板にエッチングされた全部で９個のアンテナ素子を有する構成が使用される。要求される位相制御は、線形アレイにわたって最大で１８０°オーダである。
【００７８】
図３を参照すると、多重回路（ＭＵＸ）３０４が提供され、ラップトップコンピュータ又は類似の小さな形式のコンピューティング装置（ＰＤＡ等）の常駐及びホスト無線通信モジュール（１１０、２０６、２０８及び２１０）に使用される全ての技術に関する送受信性能を改善する。これは、単一のアンテナシステムを用いて達成される（図１のアンテナモジュール１０４）。好ましくは図８から分かる通り、モジュール１０４の全てのアンテナサブシステム素子は、単一のプリント回路８００基板上に設置され、全アンテナ素子に大きな接地平面８０２を提供する。全てのアンテナ素子及び関連ハードウェアが単一基板８００に統合されるので、それは、プラットフォーム、即ちラップトップ２００又はそれに類するものへの組込みをかなり単純化するだけでなく、プラットフォームの機能性への統合も単純化する。接地平面８０２は、集約化された無線通信システム１００の一部として提供されるので、プラットフォーム自身（ラップトップ２００）がアンテナ素子に対して効率的な接地平面を提供することを保証する必要がない。
【００７９】
実現可能なもう一つの利点は、プライマリ無線エンジン及びその各アンテナシステム間の隔離、経路損失及び位相損失の制御である。これは、先に説明した標準ＲＦインタフェース特性、即ち公称５０オームの抵抗負荷を提供することによって取組まれる。これにより、無線モジュールが５０オームインピーダンスを有する限り、全無線モジュールに対して共通のインタフェースインピーダンスを可能にし、モジュールのＲＦポートの整合の必要性を削除する。このように、インピーダンスの不整合に起因した損失は、かなり低減され、無線モジュールをプラットフォームに統合するのに必要な努力がかなり低減される。
【００８０】
さらにもう一つの利点は、プラットフォーム（ラップトップ２００）内のアンテナシステムの改善された再使用及び制御である。アレイ１０５のアンテナ素子Ａ１−Ａｎは、電気帯域スイッチ機能を提供する。例えば、１９００ＭＨｚ動作に用いる同一の素子は、１９００、２４００及び２５００ＭＨｚの間で電気的にスイッチ可能でもよい。このように、上記表１における４つの帯域動作に必要なアンテナ素子の全数は、９から５素子に低減されることができる。１９００、２４００及び２５００ＭＨｚの位相アレイを製造するのに用いる３つの素子間の離間が最適でなくても、全体のアンテナ性能における実質的な上昇が達成される。
【００８１】
もう一つの利点は、広範囲のアンテナモードを選択するためにシステム１００の機能に起因した一つのサブシステムにおける複数の無線技術に対する改善された制御である。これらは以下の通りである。
・無線モジュールが単一のアンテナ素子に接続される単純なケース
・位相アレイ構成は、改善されたアンテナ性能を介して、改善された無線モジュール性能を達成するために選択されるケース。
・ＭＩＭＯを支援できる無線モジュールは、個々のアンテナ素子にルートされた各ＭＩＭＯポートを有することができるケース。
【００８２】
もう一つの利点は、市場に対して比較的早い時間で、比較的低い技術開発リスクで、複数の無線技術を実装するために、ラップトップ２００の製造者のようなプラットフォーム製造者に対する比較的良好なリファレンス設計フレームワークである。これは、単一の集約化された無線通信システム１００が、ほぼ無限数の組合せで、複数の無線技術で動作できるという事実によって容易にされる。
【００８３】
もう一つの利点は、ラップトップ２００に対するアンテナサブシステムプラットフォームの組込み／統合の単純化、又は柔軟で完全に統合されたアンテナモジュール１０４を提供することによる小さな形状因子装置であり、プラットフォーム（ラップトップ２００）製造者によって必要とされる努力及び知識を最小化する。これは、完全に統合されたアンテナシステムの生成を介して取組まれ、ＯＥＭは、集約化された無線通信システム１００上のコネクタへの（複数の）無線モジュールを接続することのみ必要であり、コネクタから適切なアンテナへの全ルーティングは、集約化された無線通信システム１００の機能性及びオンボード制御器１０２によって内蔵及び実行される。個々のアンテナ素子、インピーダンスマッチング及びその他を扱う必要がない。集約化された無線通信システム１００は故に、複数の無線技術を支援できる完全モジュラープラグインアンテナシステムを基本的に提供する。
【００８４】
ＲＦ  ＭＵＸ３０４のスイッチ機能を実装するよう設定された単極４重スロー及び単極２重スローＲＦスイッチは、図９に示される。これらスイッチは、ＰＩＮダイオードを用いてアンテナスイッチのための単純な手段を示す。他の方法は、リレー、ＧａＡｓ  ＦＥＴトランジスタ等を使用することができる。類似の手段を使用して、Ｍ個のアンテナでＮ個の無線モジュールを相互接続できるマトリクススイッチ又はＭＵＸを実装することができる。そのような構成は、ＭｘＮスイッチ又はＭＵＸを達成する。以下の例の目的のために、各種態様で接続することを望む３つの無線モジュール及び４つのアンテナサブシステムを有する状態を用いる。
【００８５】
図１０は、３つの無線モジュール及び４つのアンテナサブシステムを各種態様で接続する状態に適応する３in/４out ＲＦスイッチマトリクス又はＭＵＸ１０００の一例を提供する。スイッチマトリクス１０００は、６つのデジタル制御ビット（ｂ０−ｂ５）を有し、入力から出力への各種ルーティングを選択する。入力及び出力という用語が使用されるが、ＭＵＸは、実際には双方向性である。故に、無線送受信器の送受信機能の両方を支援する。複数のルーティングが可能であることに留意すべきである。６デジタル制御ビットが１０１１０１の場合、入力Ｉ１は、Ａ１にルートされ、入力Ｉ２は、Ａ２にルートされ、Ｉ３は、Ａ３にルートされる。
【００８６】
図１１は、図１０に示すＭＵＸ１０００の論理テーブルを提供する。異なるスイッチングマルチプレクサを使用して、位相アレイアンテナ実装を実装することができ、それは、かなり複雑なスイッチング及び可能な電力分配器／コンバイナを要求する。
【００８７】
ＱｏＳモジュール３０６（図３）に戻ると、集約化された無線通信システム１００の制御器１０２上でそれを動作可能であるが、ホストコンピュータ２００上で動作できるソフトウェア及び／又はファームウェアアプリケーションの形式をとることができる。ソフトウェア／ファームウェアアプリケーションは、プラットフォーム２００で動作する無線モジュール（１１０、２０６、２０８及び２１０）から各種情報を抽出し、アンテナサブシステム又はモジュール１０４を構成し、必要に応じて達成する。例えば、アンテナモジュール１０４を構成し、任意の以下の、又は以下の組合せを実行することができる。
・プラットフォーム２００上で動作するアプリケーションを支援できる最小エネルギーを消費する無線モジュールを選択することによって無線モジュール（１１０、２０６、２０８及び２１０）の電力消費を最小化する。
・いくつかの最小正味（net）データ速度の必要性のようなユーザアプリケーション要件を満たすのに必要な特定性能レベルを有する無線モジュール（１１０、２０６、２０８及び２１０）を選択する。
・単一のアンテナＡｎが無線モジュール（１１０、２０６、２０８及び２１０）に使用され、一つ以上の性能パラメータがアンテナモード選択によって最適化されるようにアンテナモジュール１０４を構成し、最良の全体性能を生む。これは、例えば以下を介して達成される。
・垂直偏向アンテナ及び水平偏向アンテナを選択し、動作周波数をプログラミングし、無線モジュールの公称動作周波数にし、その後垂直及び水平偏向アンテナ間をスイッチし、どのアンテナが最も高い信号強度を生むかを選択する。
・垂直偏向アンテナ及び水平偏向アンテナを選択し、動作周波数をプログラミングし、無線モジュールの公称動作周波数にし、その後垂直及び水平偏向アンテナ間をスイッチし、どのアンテナが最も低い誤りベクトル大きさ（ＥＶＭ）を生むかを選択する。
・垂直偏向アンテナ及び水平偏向アンテナを選択し、動作周波数をプログラミングし、無線モジュールの公称動作周波数にし、その後垂直及び水平偏向アンテナ間をスイッチし、どのアンテナが最も低いフレーム誤り率を生むかを選択する。
・垂直偏向アンテナ及び水平偏向アンテナを選択し、動作周波数をプログラミングし、無線モジュールの公称動作周波数にし、その後垂直及び水平偏向アンテナ間をスイッチし、どのアンテナが最も低いビット誤り率を生むかを選択する。
・位相アンテナアレイが無線モジュール（１１０、２０６、２０８及び２１０）に使用されるようにアンテナモジュール１０４を構成し、一つ以上の性能パラメータは、アンテナメインローブを操作し（スキャン角度をスイープし）、最良の全体性能を生むスキャン角度を選択することによって最適化される。これは、以下によって達成できる。
・ＭＵＸ３０４を用いて位相アレイアンテナを構成し、動作周波数をプログラミングし、無線モジュール（１１０、２０６、２０８及び２１０）の公称動作周波数にし、その後角度をスキャンし、最も高い信号強度を生む角度を選択する。これは、アレイ１０５で２、３、又はさらに素子Ａｎを選択し、各種素子の離間を選択することを含んでもよい。素子の数、素子の離間、及び最も高い信号強度を生むスキャン角度は、その後選択される。
・ＭＵＸ３０４を用いて位相アレイアンテナを構成し、動作周波数をプログラミングし、無線モジュール（１１０、２０６、２０８及び２１０）の公称動作周波数にし、その後角度をスキャンし、最も高い信号強度を生むスキャン角度を選択する。これは、アレイ１０５で２、３、又はさらに素子Ａｎを選択し、各種素子の離間を選択することを含んでもよい。素子の数、素子の離間、及び最も低い誤りベクトル大きさ（ＥＶＭ）を生むスキャン角度は、選択される。
・ＲＦ  ＭＵＸ３０４を用いて位相アレイアンテナを構成し、動作周波数をプログラミングし、無線モジュール（１１０、２０６、２０８及び２１０）の公称動作周波数にし、その後角度をスキャンし、最も高い信号強度を生むスキャン角度を選択する。これは、アレイで２、３、又はさらに素子Ａｎを選択し、各種素子の離間を選択することを含んでもよい。素子の数、素子の離間、及び最も低いフレーム誤り率を生むスキャン角度は、選択される。
・ＲＦ  ＭＵＸ３０４を用いて位相アレイアンテナを構成し、動作周波数をプログラミングし、無線モジュール（１１０、２０６、２０８及び２１０）の公称動作周波数にし、その後角度をスキャンし、最も高い信号強度を生むスキャン角度を選択する。これは、アレイで２、３、又はさらに素子Ａｎを選択し、各種素子の離間を選択することを含んでもよい。素子の数、素子の離間、及び最も低いビット誤り率を生むスキャン角度は、選択される。
【００８８】
３ＧＰＰのような規格は、参照波形及び測定波形間の差の測定としてＥＶＭ（誤りベクトル大きさ）の定義を提供する。この差は、誤りベクトルと呼ばれる。両方の波形は、帯域幅３．８４ＭＨｚ及びロールオフα＝０．２２で、整合されたルートレイズドコサインフィルタ（Root Raised cosine filter）を通過する。両方の波形はその後、周波数、絶対位相、絶対振幅、及びチップクロックタイミング（chip clock timing）を選択することによって修正され、誤りベクトルを最小化する。ＥＶＭの結果は、パーセンテージとして表現される平均参照電力に対する平均誤りベクトル電力の比における平方根として定義される。測定間隔は、ＣＰＩＣＨ（提供する時）によって定義される一つのタイムスロットであり；そうでなければ、測定間隔は、ＳＣＨの開始時に始まる一つのタイムスロットである。要件は、全電力動的範囲にわたって有効である。図２７は、誤りベクトル及びその要素を示す。実際的な通信システムにおいて、ＥＶＭメトリックは、貧弱な信号強度のような複数の要素によって下げられ、低ＳＮＲ、他の無線通信装置からの同一チャネル／近隣チャネル干渉、及び近隣の電気装置からの電磁干渉をもたらす。
【００８９】
低ＥＶＭを備えた８−ＰＳＫベースバンド信号の一例は、図１２に示され、シンボル毎に８つのサンプルがあり、それらは、理想的な８−ＰＳＫコンステレーションの点周りに集中する。高ＥＶＭを備えた８−ＰＳＫベースバンド信号の一例は、図１３に示される。この場合、ＥＶＭは、例えば低ＥＶＭのそれの１．５倍である。
【００９０】
無線モジュール（１１０、２０６、２０８及び２１０）は、ＵＳＢ、ＰＣカード（ＰＣＭＣＩＡ）等のような共通データバスアーキテクチャ２１４にわたってホストコンピュータ２００へ接続される。それらはまた、プラットフォーム（即ち、ＲＳ−２３２）上に個々のＩ／Ｏポートへ直接接続されてもよい。ＱｏＳアプリケーションは、データバス２１４を介して無線モジュール（１１０、２０６、２０８及び２１０）から各種情報（ＲＳＳＩ、ＥＶＭ、フレーム誤り率、ビット誤り率、電流消費等）にアクセスすることができる。この情報で、マネージャ３０６上のＱｏＳアプリケーションはその後、制御器１０２を介してアンテナアレイ１０５を構成することができる。この構成は、無線モジュール（１１０、２０６、２０８及び２１０）の特性に依存して、とても単純な範囲からかなり複雑な範囲に及ぶことができる。かなり単純な方法は、例えば一つの無線モジュールがブルートゥース装置であるのを知ることに依存し、単一のアンテナを選択し、アンテナの動作周波数をプログラムするほかは何も必要とされない。もう一つの場合、無線モジュール（１１０、２０６、２０８及び２１０）は、ＭＩＭＯ構成において２．４ＧＨｚで動作するために３つのアンテナ素子を必要としてもよい。この場合、制御器１０２は、ＲＦ  ＭＵＸ３０４を構成し、３つのアンテナＡｎが選択され、素子の動作帯域が２．４ＧＨｚに選択される。さらにもう一つの場合、無線モジュール３は、１．９ＧＨｚのＧＳＭ／ＧＰＲＳモードで初めに動作しうる。信号強度は、かなり高いが、貧弱なＥＶＭメトリックに直面することがある。この場合、ＱｏＳマネージャ３０６は、制御器１０２に問い合わせ、位相アレイモードで動作し、アレイアンテナＡｎを選択し、１．９ＧＨｚで動作する。その後、スキャン角度をスイープし、ＥＶＭメトリックを最小化する。これは、ブルートフォーススキャンアングルスイープを用いてなされ、又はスキャン角度は、最小二乗又はカルマンのような適応的なアルゴリズムを用いて順応的にスイープされ、最適なスキャン角度を選択してもよい。
【００９１】
制御器１０２は、複数の機能を達成するが、これらは一般に、ホストコンピュータの方向でRF MUX/Gain Control/Phase Control/ANC Controlの構成に関連付けられる。ＱｏＳマネージャ３０６からコントロールイン（control in）するこれら手段のうち一つが先に説明された。しかし、制御器１０２は、アンテナサブシステム又はモジュール１０４上でさらに初期制御を有することがこれらアプリケーションにとって有利である状態で、ホストラップトップコンピュータ２００上の他のアプリケーションに対する通信を確立することができる。この理由のため、アンテナサブシステム１０４が必要に応じて構成されるような制御器１０２に対するインタフェースプロトコルは、特にデバイスドライバインタフェースの形式で提供されてもよい。また、制御器１０２は、ホストコンピュータプラットフォーム２００上に任意の無線モジュール（２０６、２０８及び２１０）に対する通信を確立することができ、アンテナサブシステム１０４上にさらに初期制御を有することがこれらアプリケーションにとって有利である。これは、集約化された無線通信システム１００が、どの無線モジュール（１１０、２０６、２０８及び２１０）が利用可能か、及び何のアンテナがそのアンテナの機能性を満たすよう構成されていることが必要かを発見するよう試みるプラグアンドプレイモードで動作できる手段を提供することができる。また、ホストコンピュータオペレーティングシステム３０８（図３）は、プラグアンドプレイ様式で制御器１０２に対する通信を確立し、どのようにこのリソースがその制御下で他のハードウェア及び／又はソフトウェアによって利用されることができるかを決定することができる。
【００９２】
例
Lenovo（登録商標）は、プラットフォーム２００として使用され、３つの利用可能な無線技術：ブルートゥース（登録商標）埋め込みモジュール、ＷｉＦｉ（登録商標）モジュール、及びＳｉｅｒｒａ  Ｗｉｒｅｌｅｓｓ（登録商標）MC8775 HSDPA PCI Express Mini Cardを備える。ＰＩＦＡ（板状逆ｆアンテナ）及びストリップラインアンテナは、アンテナモジュール１０４として使用される。全ての３つの場合、無線モジュールは、５０オームＲＦインタフェースを仮定する。ブルートゥース（登録商標）は、太陽誘電、EYTF3CSTT Class2 Bluetooth OEM ModuleによるＯＥＭモジュールである。形状因子は、図１４に示される。それは、単一のアンテナコネクタを有し、動作周波数は、２．４０２−２．４８ＧＨｚである。それは、ＵＳＢインタフェースを使用する。使用されるWiFi（登録商標）802.11 b/gモジュールは、Quatech WLRG-RA-DP 101 OEMモジュールである。形状因子は、図１５に示される。動作周波数は、２．４−２．４８３５ＧＨｚであり、それは、コンパクトフラッシュ（登録商標）（ＣＦ）インタフェースを使用する。このモジュールは、受信ダイバーシチを支援する２つのアンテナポートを有する。Sierra Wireless(登録商標)MC8755 PCI Express MiniCardは、図１６に示される。
【００９３】
この例のアンテナモジュール１０４は、複数の可能な構成及び順列のうち一つをとることができる。これらのいくつかは、これらのその他が可能であるという理解で、単純なものから複雑なものまで、さらに以下説明される。アンテナモジュール１０４は、集約化された無線通信システム１００の一部として示され、図１７を参照して記載される、以下の重要な要素を有する。
・４ＲＦコネクタ（Ｊ１−Ｊ４）１７０２：一つは、8755 Sierra Wireless(登録商標) MC8755 PCI Express MiniCardであり、一つは、Bluetoothモジュールであり、２つは、Wi-Fiモジュールである。
・制御器１０２をホストプロセッサ２１６にインタフェースする一つのインタフェースコネクタ１７０４（図３）
・７アンテナ１７０６、これらは以下の通りである。
・Ａ１Ｖ−８７７５に対する垂直偏向素子
・Ａ２Ｖ−８７７５に対する垂直偏向素子
・Ａ３Ｖ−８７７５に対する垂直偏向素子
・Ａ４Ｈ−８７７５に対する水平偏向素子
・Ａ５Ｖ−802.11 b/gモジュールに対する垂直偏向素子
・Ａ６Ｖ−802.11 b/gモジュールに対する垂直偏向素子
・Ａ７Ｖ−Bluetoothモジュールに対する垂直偏向素子
・RF MUX３０４（図３）、ビーム形成回路（図示せず）、ＡＮＣ１０９（図３）及び制御器１０２を含む一つの制御サブシステム１７０８
【００９４】
集約化された無線通信システム１００は、ＲＦアプリケーションに用いる標準ＰＣＢ上に搭載されてもよく（即ち、Ｇ１０エポキシ）、又はそれは、柔軟なＰＣＢ材料で作成されてもよい。柔軟なＰＣＢは、ラップトップディスプレイのバックカバー上に設置されてもよく、接着剤で設置されてもよい利点がある。この例の目的のために、flex-PCBの実装は、フレックス(flex)上のストリップラインアンテナ素子で使用される。
【００９５】
図１７の集約化された無線通信システム１００の一動作モードは、ダムモード（dumb mode）であり、ビーム操作がない。RF MUX２０４及び制御器１０２の機能は、無線モジュールに適したアンテナ素子にＲＦコネクタ１７０２をスイッチすることである。それはまた、アンテナの帯域スイッチングを提供するよう動作することができる。ダムモードにおいて、ビーム形成又はビーム操作がない。このモードの１目標は、無線モデム積分器をアンテナ設置において幾分柔軟性にできるようにすることである。ＯＥＭモジュールがＭＩＭＯを支援する場合、このコードは、アンテナルーティングを選択することができる。
【００９６】
他のモードは、単一モードである。システムは、３つのチャネルを有し、これらは、ＷＬＡＮ、ＷｉＦｉ及びＢｌｕｅｔｏｏｔｈである。ＷｉＦｉチャネルは、そのＲｘダイバーシチ機能の一部として２つのアンテナを使用し、これらは、それぞれコネクタＪ２及びＪ３を介して垂直偏向アンテナＡ５及びＡ６にハードワイヤードされる。ブルートゥースモジュールは、コネクタＪ４を介してアンテナＡ７にハードワイヤードされる。無線ＬＡＮ（ＷＬＡＮ）アンテナは、４つの個々のアンテナ素子（Ａ１からＡ４）からなり、コネクタＪ１を介してアクセス可能である。アンテナ素子それ自体は、サブシステム１７０８の制御器１０２の制御下でスイッチ可能な帯域である。各種サブアセンブリ及びスイッチ（図示せず）は、以下を提供するためにチャネルで接続される。
・単一素子垂直偏向アンテナ
・単一素子水平偏向アンテナ
・ブロードサイド及びエンドファイア特性を達成するために素子の組み合わせからなる固定ビーム操作
【００９７】
図１８のブロック図を参照すると、６個のＷＬＡＮアンテナモードを選択するのに用いる４個のＰＩＮダイオードスイッチ（Ｓ１−Ｓ４）がある。これらスイッチは、位相シフタ（φ１−φ３）１８０２、インピーダンス整合ネットワーク（Ｚ）１８０４、バラン１８０６及び帯域スイッチ（ｆ１−ｆ４）１８０８を介してコネクタＪ１からの全信号ルーティングを達成し、所望のアンテナ構成をもたらす。スイッチブロック（Ｓ１−Ｓ４）は、制御器１０２の制御下にある。６モードに対する可能な構成は、図１９の表に示される。
【００９８】
帯域スイッチブロック（ｆ１−ｆ４）１８０８を使用し、アンテナ素子をスイッチし、それらは、ＭＣ８７５５無線モジュールに必要な適切な中央周波数で動作する。バランを使用し、この例で使用される双極アンテナ素子に対する不整合な供給を整合した供給に変換する。単一極の素子が使用される場合、その後バランは、使用されないが、平衡力（counterpoise）が素子に必要なことがある。帯域スイッチブロック（ｆ１−ｆ４）１８０８は、制御器１０２の制御下にある。
【００９９】
位相シフトブロック（φ１−φ３）１８０２は、特定のアンテナ素子に必要な位相遅延を選択し、位相アレイモードにブロードサイド又はエンドファイアモードをもたらす。位相遅延ブロック（φ１−φ３）１８０２は、制御器１０２の制御下にある。
【０１００】
制御器１０２自体は、単なる８ビット制御器であり、位相シフタ、帯域選択、及びスイッチを、ホストラップトップコンピュータ２００上で動作するＱｏＳマネージャ３０６アプリケーションの制御下で制御する。この場合、標準ＵＳＢバスインタフェースを使用して、ホストコンピュータ２００に対するシリアルデータ通信インタフェースを得るだけでなく、ホストプラットフォームから電力を得る。
【０１０１】
この単一モードにおいて、位相遅延は、０°及びプラスマイナス９０°に固定される。即ち、遅延は、スイッチ可能であり、連続的に可変でない。利得は、全ての素子について固定され、利得ブロックは故に、回路から除去されることができる。
【０１０２】
Sierra Wireless８７５５モジュールは、８５０、９００、１８００、１９００及び２１００ＭＨｚで動作する。
【０１０３】
８００／９００ＭＨｚ帯域
これら帯域において制御器１０２は、垂直偏向素子Ａ１Ｖ、Ａ２Ｖ及びＡ３Ｖを使用する。メインローブがアレイに対し直角であるブロードサイドモードにおいて、素子Ａ１Ｖ及びＡ３Ｖのみが使用される必要がある。それらは、１７．１ｃＭの離間を有する。それらは、同位相（０°遅延）であり、等しい利得で動作される。これは、図２０に示すアンテナパターンを提供する。
【０１０４】
エンドファイアモードにおいて、２つの隣接する素子だけが、９０°スキャン角度で使用され、Ａ１Ｖ／Ａ２Ｖ、又はＡ２Ｖ／Ａ３Ｖは、能動素子として使用される。それらは、８．５５ｃｍ離間される。９０°位相差及び均等利得が達成される。これは、図２１に示すアンテナパターンを提供する。エンドファイアビームは、９０°の位相シフトを用いて反対方向で方向付けることができる。
【０１０５】
１８００／１９００ＭＨｚ帯域
この場合、素子離間は、４分の１波長多重に対して全く効果がないが、それにもかかわらず、効率的であるのに十分近接している。ブロードサイドモードにおいて、メインローブは、アレイに対して直角であり、素子Ａ２Ｖ及びＡ３Ｖは均等に働くが、素子Ａ１Ｖ及びＡ２Ｖのみが使用される。離間は、８．５５ｃｍである。アンテナは、同位相（０°遅延）であり、同じ利得で動作される。これは、図２２に示すアンテナパターンを提供する。
【０１０６】
１８００／１９００ＭＨｚ帯域エンドファイアモードに関して、全ての３つのアンテナＡ１Ｖ、Ａ２Ｖ及びＡ３Ｖは、能動素子として使用される。ブロードサイドモードで９０°の操作角度を用いて、良好なヌルは、メインローブに対して９０°で得られる。１７．１ｃＭの全長は、０．５３波長の素子離間を生み、それは、正確に０．５でないことが望まれるが、それでもかなり良好な性能を生む。エンドファイアモードにおいて、全ての３つのアンテナＡ１Ｖ、Ａ２Ｖ及びＡ３Ｖは、９０スキャン角度で能動素子として使用される。それらは、８．５５ｃｍ離間され、望ましい０．５波長に代わり約０．５３波長である。９０°位相差及び均等利得がある。これは、図２３に示すアンテナパターンを提供する。この場合、エンドファイアは、何れの方向でもおおよそ対称であり、反対方向にそれを方向付ける必要がない。アンテナＡ４Ｈは、水平偏向アンテナが単一素子垂直偏向素子又は多重素子垂直偏向位相アレイ上で良好な性能を提供する場合に提供される。
【０１０７】
先に説明した通り、RF MUX３０４、ビーム形成器（図示せず）及び制御器１０２を含むサブシステム１７０８（図１７）は、スイッチマトリクスとして動作し、各種ＲＦコネクタを各種アンテナ素子に相互接続し、ビーム方向に影響する位相遅延、及びホストプラットフォーム２００上でＱｏＳマネージャ３０６アプリケーションの制御下でこれら機能を管理する制御器を制御する。サブシステム１７０８は、各種アプリケーション、及び意図されるプラットフォームに必要な複雑性の割合にカスタマイズ可能である。例えば、単一モードにおいて、それは、連続的に可変な遅延よりもむしろスイッチされる遅延で製造されることができ、可変利得素子を必要としない。ブルートゥース及び802.11 b/gモジュールに関して、ＲＦコネクタ１７０２は、インピーダンス整合ネットワーク（図示せず）に単に接続し、その後、それらが操作可能である必要がないので、対応するアンテナに直接的に接続する。MC8755 WLAN Wirelessモジュールは、以下の３つのモードのみ選択するスイッチメトリックに接続する。
・単一素子垂直偏向帯域スイッチ
・単一素子水平偏向帯域スイッチ
・多重素子垂直偏向位相アレイ帯域スイッチ
・ブロードサイドモード
・エンドファイアモード
【０１０８】
アンテナに対する５０オームから特定インピーダンスへのインピーダンス整合は、同様に達成される。均等に単一のＱｏＳストラテジが使用されてもよい。制御器１０２は、以下のように信号品質を判断する。
（１）受信する特定チャネルに対するＥＶＭを判断
（２）受信するチャネルの受信信号強度インジケータを判断
（３）図２４のような情報を含むテーブル又はチャートを参照して、どのアンテナが受信信号性能を最大化するかを判断
図２４において、レターコーディング（letter coding）は以下のように割り当てられる。
・単一の垂直偏向アンテナ素子から離れないよう、単一の垂直素子に関しＡ−ＲＳＳＩを強く、ＥＶＭを弱くする。
・イシュー（issue）が低い信号強度であるよう、Ｂ−ＲＳＳＩを低く、ＥＶＭを低くする。水平偏向アンテナ素子を試す。
・増やすために位相アレイ構成を試すよう、C-Signal強度を低く、及び／又はＥＶＭを高くする。ブロードサイド又はエンドファイアモードを介してアンテナをステップ(step)し、最良のＲＳＳＩ及び／又はＥＶＭをもたらすモードを選択する。
【０１０９】
Sierra Wireless(登録商標) MC8744に対するいくつかの受信信号強度メトリクスは、図２５に提供される。
【０１１０】
もう一つの可能なモードは、スーパースマートモードであり、ブロードサイド及びエンドファイア位相アレイの選択を可能とするだけでなく、ビーム操作及びヌル操作を提供する。そのようなモードは、連続的に調整可能な位相遅延及び利得に依存する。ビーム操作は、ビーム形成を導入し、統合されたサイドローブ率に対して位相アレイビーム幅をトレードオフ（trade off）する。このモードはまた、上記のような適切なノイズ消去を含む。
【０１１１】
上記に基づき、一つ以上のホスト無線通信モジュールを有するラップトップ２００のようなホスト装置によってＲＦ通信を可能にするよう実装されることができる方法は、図２６を参照して説明される。方法２６００は、２６０２で、ホスト無線通信モジュールのうち第１のモジュールの選択を含む。選択が一度行われると、２６０４で、選択された無線通信モジュールに固有なアンテナ構成の決定がなされる。その後、２６０６で、第１のホスト無線通信モジュールは、決定された構成に基づき一つ以上のアンテナ素子に接続される。その後、第２の無線通信モジュールが選択される場合がある。その後、方法は、ループバックし、第２の無線通信モジュールに固有なアンテナ構成は、２６０４で決定され、第２の無線通信モジュールはその後、２６０６で、決定された構成に基づき、一つ以上のアンテナ素子に接続される。過程は、２６０８で、接続されるべき無線モジュールがこれ以上ない時に終了する。
【０１１２】
上記は、本発明を実行する例示的なモードであり、限定を意図していない。それに対する修正は、請求の範囲に記載されるような本発明の精神及び範囲から逸脱することなく可能であることが当業者にとって明らかである。
【符号の説明】
【０１１３】
１０２：制御器
２１６：ホストプロセッサ
３０６：ＱｏＳマネージャ
【図１】
2010506465.tif 000011
【図２】
2010506465.tif 000012
【図３】
2010506465.tif 000013
【図４】
2010506465.tif 000014
【図４Ａ】
2010506465.tif 000015
【図４Ｂ】
2010506465.tif 000016
【図４Ｃ】
2010506465.tif 000017
【図４Ｄ】
2010506465.tif 000018
【図４Ｅ】
2010506465.tif 000019
【図４Ｆ】
2010506465.tif 000020
【図４Ｇ】
2010506465.tif 000021
【図５】
2010506465.tif 000022
【図５Ａ】
2010506465.tif 000023
【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
2010506465.tif 000025
【図５Ｄ】
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【図５Ｅ】
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【図５Ｆ】
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【図５Ｇ】
2010506465.tif 000029
【図６】
2010506465.tif 000030
【図７】
2010506465.tif 000031
【図８】
2010506465.tif 000032
【図９】
2010506465.tif 000033
【図１０】
2010506465.tif 000034
【図１１】
2010506465.tif 000035
【図１２】
2010506465.tif 000036
【図１３】
2010506465.tif 000037
【図１４】
2010506465.tif 000038
【図１５】
2010506465.tif 000039
【図１６】
2010506465.tif 000040
【図１７】
2010506465.tif 000041
【図１８】
2010506465.tif 000042
【図１９】
2010506465.tif 000043
【図２０】
2010506465.tif 000044
【図２１】
2010506465.tif 000045
【図２２】
2010506465.tif 000046
【図２３】
2010506465.tif 000047
【図２４】
2010506465.tif 000048
【図２５】
2010506465.tif 000049
【図２６】
2010506465.tif 000050
【図２７】
2010506465.tif 000051
【手続補正書】
【提出日】平成21年5月29日(2009.5.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ホストプロセッサ及び一つ以上のホスト無線通信モジュールを有するホスト装置に関する集約化された無線通信システムであって、
制御器と、
一つ以上のアンテナ素子と、
一つ以上のアンテナ素子に接続され、一つ以上のポートを含み、制御器からの命令に基づき一つ以上のポートと一つ以上のアンテナ素子との間にＲＦ通信経路を確立するよう構成される、ＲＦマルチプレクサと
を具備することを特徴とする集約化された無線通信システム。
【請求項２】
制御器からの命令は、ホスト無線通信モジュールに固有な無線通信サービスの機能であることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
制御器は、ホストプロセッサからの通信に基づき無線通信サービスに関連付けられるアンテナ構成を確立することを特徴とする請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
無線通信サービスは、９００ＭＨｚ、１．９ＧＨｚ、２．４ＧＨｚ、２．５ＧＨｚ、及び５．８ＧＨｚ帯域のうち一つ以上の周波数を利用することを特徴とする請求項２に記載のシステム。
【請求項５】
ＲＦマルチプレクサの一つ以上のポートに接続される常駐無線通信モジュールをさらに具備し、制御器からの命令は、常駐無線通信モジュールに固有な無線通信サービスの機能であることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
ポートは、標準化されたインピーダンス値を提供するよう構成されることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記インピーダンス値は、約５０オームであることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
制御器は、受動アンテナ素子として、及び能動アンテナ素子として、交互に、アンテナ素子のうち少なくとも一つを動作するよう構成されることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
制御器は、一つ以上のアンテナを動作して適応的ノイズ消去を提供するよう構成されることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１０】
少なくとも一つのアンテナ素子は、
アンテナ周波数制御回路と、
利得制御回路と、
位相制御回路と、
インピーダンス整合回路と
を含むことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１１】
アンテナ周波数制御回路は、２重周波数帯域アンテナとして少なくとも一つのアンテナ素子を構成するよう動作可能であることを特徴とする請求項１０に記載のシステム。
【請求項１２】
利得制御回路は、可変利得大きさを提供するよう動作可能であることを特徴とする請求項１０に記載のシステム。
【請求項１３】
位相制御回路は、可変位相シフトを提供するよう動作可能であることを特徴とする請求項１０に記載のシステム。
【請求項１４】
制御器は、少なくとも一つのアンテナを能動位相アレイの一部として動作するために、アンテナ周波数制御回路、利得制御回路、位相制御回路、及びインピーダンス整合回路のうち一つ以上を制御するよう構成されることを特徴とする請求項１０に記載のシステム。
【請求項１５】
制御器は、ビーム及び／又はヌル操作を提供するために、アンテナ周波数制御回路、利得制御回路、位相制御回路、及びインピーダンス整合回路のうち一つ以上を制御するよう構成されることを特徴とする請求項１０に記載のシステム。
【請求項１６】
制御器は、少なくとも一つのアンテナを能動位相アレイの一部として動作するよう構成されることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１７】
制御器は、サービス品質（ＱｏＳ）メトリクスに従って動作するよう構成されることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１８】
ＱｏＳメトリクスは、ホストプロセッサによって提供されることを特徴とする請求項１７に記載のシステム。
【請求項１９】
請求項１に記載の集約化された無線通信システムを具備し、ホストプロセッサ、及び一つ以上のホスト無線通信モジュールをさらに含むことを特徴とするホスト装置。
【請求項２０】
一つ以上のホスト無線通信モジュールを有するホスト装置によってＲＦ通信を可能にするための方法であって、
ホスト無線通信モジュールのうち第１のモジュールを選択する過程と、
第１のホスト無線通信モジュールに固有なアンテナ構成を決定する過程と、
決定された構成に基づき一つ以上のアンテナ素子に第１のホスト無線通信モジュールを接続する過程と
を具備することを特徴とする方法。
【請求項２１】
第２の無線通信モジュールを選択する過程と、
第２の無線通信モジュールに固有なアンテナ構成を決定する過程と、
決定された構成に基づき一つ以上のアンテナ素子に第２の無線通信モジュールを接続する過程と
をさらに具備することを特徴とする請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
一つ以上のアンテナ素子は、プリント回路基板（ＰＣＢ）上に提供され、その上に第２の無線通信モジュールが配置されることを特徴とする請求項２０に記載の方法。
【請求項２３】
一つ以上のアンテナを用いて適応的ノイズ消去を提供することをさらに具備することを特徴とする請求項２０に記載の方法。
【請求項２４】
受動アンテナ素子として、及び能動アンテナ素子として、交互に、一つ以上のアンテナ素子を動作する過程をさらに具備することを特徴とする請求項２０に記載の装置。
【請求項２５】
一つ以上のアンテナ素子を受動位相アレイの一部として動作する過程をさらに具備することを特徴とする請求項２０に記載の方法。
【請求項２６】
アンテナ構成は、８００ＭＨｚ、１．９ＧＨｚ、２．４ＧＨｚ、２．５ＧＨｚ、又は５．８ＧＨｚ帯域のうち一つ以上の無線通信に固有であることを特徴とする請求項２０に記載の方法。
【請求項２７】
サービス品質（ＱｏＳ）メトリクスに従ってホスト無線通信モジュールを動作する過程をさらに具備することを特徴とする請求項２０に記載の方法。
【請求項２８】
ＱｏＳメトリクスは、ホスト装置のホストプロセッサによって提供されることを特徴とする請求項２０に記載の方法。
【国際調査報告】
2010506465.tif 000052
2010506465.tif 000053