(57)【要約】本開示の態様は、例えば、通信信号を受信し、通信信号から電磁波を生成し、導体の少なくとも一部を覆うテーパー付き端部を備える絶縁層を有する伝送媒体の部分上に電磁波を誘導するためのシステムを含むことができる。他の実施形態も開示される。【選択図】図１９
2018519730.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導波路構造を含む導波路システムによって、第１の通信信号を受信することと、
前記導波路システムによって、前記第１の通信信号に従って電磁波を送出することと、
前記導波路システムによって、前記電磁波に従って、テーパー付き端部を有する絶縁層の外面上に第１の被導波電磁波を誘導することであって、前記絶縁層の一部分は実質的に均一の外径を有し、前記絶縁層の前記部分は前記導波路構造内にあり、前記テーパー付き端部は前記導波路構造の外部にあり、前記絶縁層は導体の第１の部分を覆い、前記絶縁層は、前記第１の被導波電磁波が前記導体の第２の部分に向かって前記テーパー付き端部に沿って長手方向に伝搬するにつれて、前記第１の被導波電磁波の第１の径方向寸法が増加できるようにし、前記導波路システムは前記絶縁層の前記外面上に前記第１の被導波電磁波を前記誘導するのを容易にするための送信機を備え、前記絶縁層はスリットを有し、該スリットは、該スリットを通して前記絶縁層の中に前記導体を挿入することによって、前記絶縁層を前記導体上に配置できるようにし、前記第１の被導波電磁波は前記第１の通信信号で変調されることと、
前記導波路システムによって、前記第１の被導波電磁波とは異なる第２の被導波電磁波を受信することと、
前記導波路システムによって、前記第２の被導波電磁波を第２の通信信号に変換することと、
を含み、
前記導波路システムは、前記第２の被導波電磁波を前記第２の通信信号に前記変換するのを容易にするための受信機を備え、前記第２の被導波電磁波の第２の径方向寸法は、前記絶縁層によって、前記第２の被導波電磁波が前記導波路構造に向かって前記絶縁層の前記テーパー付き端部に沿って伝搬するにつれて減少できるようになる、方法。
【請求項２】
前記導波路構造は円錐形構造を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記導波路構造は円筒形構造を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記第１の被導波電磁波の前記第１の径方向寸法は、前記第１の被導波電磁波が前記導波路構造の開口部内に位置するときに、前記開口部の第３の径方向寸法以下である、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記第１の被導波電磁波は基本波動伝搬モードを有する、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記第２の被導波電磁波の前記第２の径方向寸法は、前記第２の被導波電磁波が前記導波路構造の開口部内に位置するときに、前記導波路構造の前記開口部の第３の径方向寸法以下である、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記導体の外面上に前記絶縁層を配置することを更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記導体の前記第２の部分は前記絶縁層の別の部分を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記導体の前記第２の部分は絶縁材を有しない、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記導波路構造はテーパー付き構造を有する、請求項１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５月２７日に出願された米国特許出願第１４／７２２，２８５号の優先権を主張する。上記の特許出願の内容は、本明細書において全て記載されるかのように、引用することにより本明細書の一部をなす。
【０００２】
本開示は、被導波電磁波（guided electromagnetic wave）通信に関する。
【背景技術】
【０００３】
スマートフォン及び他のポータブルデバイスが次第に普及し、データ使用量が増えるにつれ、マクロセル基地局デバイス及び既存のワイヤレスインフラストラクチャは、増加する需要に対処するために、これまで以上に、より高い帯域幅容量を必要としている。更なるモバイル帯域幅を与えるために、スモールセルの展開が推進されつつあり、この展開において、マイクロセル及びピコセルがこれまでのマクロセルよりはるかに小さいエリアのためのカバレッジを提供している。
【０００４】
さらに、大部分の住宅及び企業は、音声、ビデオ及びインターネットブラウジング等のサービスのためにブロードバンドデータアクセスに頼るようになってきた。ブロードバンドアクセスネットワークは、衛星、４Ｇ又は５Ｇワイヤレス、電力線通信、ファイバー、ケーブル及び電話網を含む。
【０００５】
ここで添付の図面が参照されることになるが、図面は必ずしも縮尺どおりに描かれていない。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】本明細書において説明される種々の態様による、導波通信システムの一例の非限定的な実施形態を示すブロック図である。
【図２】本明細書において説明される種々の態様による、伝送デバイスの一例の非限定的な実施形態を示すブロック図である。
【図３】本明細書において説明される種々の態様による、電磁場分布の一例の非限定的な実施形態を示すグラフィック図である。
【図４】本明細書において説明される種々の態様による、電磁場分布の一例の非限定的な実施形態を示すグラフィック図である。
【図５Ａ】本明細書において説明される種々の態様による、周波数応答の一例の非限定的な実施形態を示すグラフィック図である。
【図５Ｂ】本明細書において説明される種々の態様による、種々の動作周波数における被導波電磁波の場を示す絶縁電線の長手方向の断面の一例の非限定的な実施形態を示すグラフィック図である。
【図６】本明細書において説明される種々の態様による、電磁場分布の一例の非限定的な実施形態を示すグラフィック図である。
【図７】本明細書において説明される種々の態様による、弧状結合器の一例の非限定的な実施形態を示すブロック図である。
【図８】本明細書において説明される種々の態様による、弧状結合器の一例の非限定的な実施形態を示すブロック図である。
【図９Ａ】本明細書において説明される種々の態様による、スタブ結合器の一例の非限定的な実施形態を示すブロック図である。
【図９Ｂ】本明細書において説明される種々の態様による、電磁分布の一例の非限定的な実施形態を示す図である。
【図１０Ａ】本明細書において説明される種々の態様による、結合器及び送受信機の一例の非限定的な実施形態を示すブロック図である。
【図１０Ｂ】本明細書において説明される種々の態様による、結合器及び送受信機の一例の非限定的な実施形態を示すブロック図である。
【図１１】本明細書において説明される種々の態様による、デュアルスタブ結合器の一例の非限定的な実施形態を示すブロック図である。
【図１２】本明細書において説明される種々の態様による、リピーターシステムの一例の非限定的な実施形態を示すブロック図である。
【図１３】本明細書において説明される種々の態様による、双方向リピーターの一例の非限定的な実施形態を示すブロック図である。
【図１４】本明細書において説明される種々の態様による、導波路システムの一例の非限定的な実施形態を示すブロック図である。
【図１５】本明細書において説明される種々の態様による、導波通信システムの一例の非限定的な実施形態を示すブロック図である。
【図１６Ａ】本明細書において説明される種々の態様による、送電網通信システムを管理するためのシステムの一例の非限定的な実施形態を示すブロック図である。
【図１６Ｂ】本明細書において説明される種々の態様による、送電網通信システムを管理するためのシステムの一例の非限定的な実施形態を示すブロック図である。
【図１７Ａ】図１６Ａ及び図１６Ｂのシステムの通信ネットワークにおいて生じる外乱を検出し、軽減するための方法の一例の非限定的な実施形態の流れ図である。
【図１７Ｂ】図１６Ａ及び図１６Ｂのシステムの通信ネットワークにおいて生じる外乱を検出し、軽減するための方法の一例の非限定的な実施形態の流れ図である。
【図１８Ａ】本明細書において説明される種々の態様による、導波通信システムの一例の非限定的な実施形態を示すブロック図である。
【図１８Ｂ】本明細書において説明される種々の態様による、導波通信システムの一例の非限定的な実施形態を示すブロック図である。
【図１９】本明細書において説明される種々の態様による、導波通信システムの一例の非限定的な実施形態を示すブロック図である。
【図２０Ａ】本明細書において説明される種々の態様による、方法の一例の非限定的な実施形態の流れ図である。
【図２０Ｂ】本明細書において説明される種々の態様による、方法の一例の非限定的な実施形態の流れ図である。
【図２１】本明細書において説明される種々の態様による、コンピューティング環境の一例の非限定的な実施形態のブロック図である。
【図２２】本明細書において説明される種々の態様による、モバイルネットワークプラットフォームの一例の非限定的な実施形態のブロック図である。
【図２３】本明細書において説明される種々の態様による、通信デバイスの一例の非限定的な実施形態のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
ここで、１つ以上の実施形態が図面を参照しながら説明され、図面では、同じ参照符号が、全体を通して同じ要素を指すために用いられる。以下の説明では、説明の目的上、種々の実施態様を完全に理解してもらうために、多数の細部が記載される。しかしながら、これらの細部を用いることなく（そして、任意の特定のネットワーク化された環境又は標準規格に適用することなく）種々の実施形態を実施できることは明らかである。
【０００８】
一実施形態において、被導波電磁波を介してデータ又は他のシグナリングのような通信信号を送信及び受信するための導波通信システムが提示される。被導波電磁波は、例えば、伝送媒体に結合されるか、又は伝送媒体によって導波される表面波又は他の電磁波を含む。例示的な実施形態から逸脱することなく、導波通信において、種々の伝送媒体を利用することができることは理解されよう。そのような伝送媒体の例は、単体、１つ以上の組み合わせのいずれかにおいて以下の伝送媒体、すなわち、絶縁されるか否か、単線又はより線のいずれかの電線；電線束、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；誘電体パイプ、ロッド、レール又は他の誘電体部材のような非導体；導体及び誘電体材料の組み合わせ；又は他の導波伝送媒体のうちの１つ以上を含むことができる。
【０００９】
伝送媒体上の被導波電磁波の誘導は、電気回路の一部としての伝送媒体を通して注入されるか、又は別の方法で伝送される任意の電位、電荷又は電流から独立していることができる。例えば、伝送媒体が電線である場合に、電線に沿って導波が伝搬するのに応答して、電線内に小さな電流が形成される場合があるが、これは、電線表面に沿った電磁波の伝搬に起因する可能性があり、電気回路の一部としての電線の中に注入される電位、電荷又は電流に応答して形成されないことは理解されたい。それゆえ、電線上を進行する電磁波は、電線表面に沿って伝搬するために回路を必要としない。それゆえ、電線は、回路の一部でない単線伝送線路である。また、幾つかの実施形態において、電線は不要であり、電磁波は、電線でない単線伝送媒体に沿って伝搬することができる。
【００１０】
より一般的には、本開示によって説明されるような、「被導波電磁波」又は「導波」は、伝送媒体（例えば、裸電線若しくは他の導体、誘電体、絶縁電線、導管若しくは他の中空の要素、誘電体若しくは絶縁体によってコーティング、被覆若しくは取り囲まれた絶縁電線の束若しくは他の電線束、又は固体、液体若しくは別様に非ガスの形態の別の伝送媒体）の少なくとも一部である物理的物体に少なくとも部分的に結合されるか、又はこの物理的物体によって導波されるために、また、物理的物体の伝送経路に沿って伝搬するために、この物理的物体の存在によって影響を及ぼされる。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、伝送媒体の外面、内面、この外面と内面との間の内部の部分又は要素間の他の境界）によって、被導波電磁波の伝搬を導波する伝送媒体の少なくとも一部として動作することができ、これにより、エネルギー、データ及び／又は他の信号を、送信側デバイスから受信側デバイスに、伝送経路に沿って搬送することができる。
【００１１】
導波されない電磁波が進行する距離の二乗に反比例して強度が減少する、導波されない（又は結合されない）電磁波のようなワイヤレス信号の自由空間伝搬とは異なり、被導波電磁波は、導波されない電磁波が受ける単位距離当たりの損失の大きさより少ない損失で、伝送媒体に沿って伝搬することができる。
【００１２】
電気信号とは異なり、被導波電磁波は、送信側デバイスから受信側デバイスへ、送信側デバイスと受信側デバイスとの間に別個の電気的なリターンパスを必要とすることなく伝搬することができる。結果として、被導波電磁波は、導電性構成要素（例えば、誘電体ストリップ）を有しない伝送媒体に沿って、又は単一の導体（例えば、単一の裸電線又は絶縁電線）のみを有する伝送媒体を介して、送信側デバイスから受信側デバイスに伝搬することができる。伝送媒体が１つ以上の導電性構成要素を含み、伝送媒体に沿って伝搬する被導波電磁波が、被導波電磁波の方向において１つ以上の導電性構成要素内に流れる電流を生成する場合であっても、そのような被導波電磁波は、送信側デバイスから受信側デバイスへ伝送媒体に沿って、送信側デバイスと受信側デバイスとの間の電気的なリターンパス上の対向する電流の流れを必要とすることなく伝搬することができる。
【００１３】
非限定的な例示において、導電性媒体を介して送信側デバイスと受信側デバイスとの間で電気信号を送信及び受信する電気システムを考える。そのようなシステムは一般的に、電気的に別個のフォワードパス及びリターンパスに頼る。例えば、中心導体と、絶縁体によって分離された接地シールドとを有する同軸ケーブルを考える。通常、電気システムにおいて、送信側（又は受信側）デバイスの第１の端子は中心導体に接続することができ、送信側（又は受信側）デバイスの第２の端子は接地シールドに接続することができる。送信側デバイスが第１の端子を介して中心導体内に電気信号を注入する場合には、電気信号は中心導体に沿って伝搬し、それにより、中心導体内に順方向電流を、また、接地シールド内に戻り電流を引き起こす。２端子受信側デバイスにも同じ条件が当てはまる。
【００１４】
対照的に、本開示において説明されるような導波通信システムを考える。その導波通信システムは、電気的なリターンパスを用いることなく、被導波電磁波を送信及び受信するのに伝送媒体（とりわけ同軸ケーブルを含む）の異なる実施形態を利用することができる。一実施形態において、例えば、本開示の導波通信システムは、同軸ケーブルの外面に沿って伝搬する被導波電磁波を誘導するように構成することができる。被導波電磁波は接地シールド上に順方向電流を引き起こすが、被導波電磁波は、この被導波電磁波が同軸ケーブルの外面に沿って伝搬するのを可能にするために戻り電流を必要としない。被導波電磁波の送信及び受信のために導波通信システムによって使用される他の伝送媒体に対しても同じことを述べることができる。例えば、裸電線又は絶縁電線の外面上に導波通信システムによって誘導される被導波電磁波は、電気的なリターンパスを用いることなく、裸電線又は絶縁裸電線に沿って伝搬することができる。
【００１５】
したがって、送信側デバイスによって注入される電気信号の伝搬を可能にするために、別個の導体上に順方向電流及び逆方向電流を搬送するための２つ以上の導体を必要とする電気システムは、伝送媒体のインターフェースに沿って、被導波電磁波の伝搬を可能にするために電気的なリターンパスを必要とすることなく、伝送媒体のインターフェース上に被導波電磁波を誘導する導波システムとは異なる。
【００１６】
本開示において説明される被導波電磁波は、伝送媒体に結合されるか又は伝送媒体によって導波されるために、また、伝送媒体の外面上を又は外面に沿って短くない距離を伝搬するために、伝送媒体の主に又は実質的に外側に存在する電磁場構造を有することができることに更に留意されたい。他の実施形態では、被導波電磁波は、伝送媒体に結合されるか又は伝送媒体によって導波されるために、また、伝送媒体内の短くはない距離を伝搬するために、伝送媒体の主に又は実質的に内側に存在する電磁場構造を有することができる。他の実施形態では、被導波電磁波は、伝送媒体に結合されるか又は伝送媒体によって導波されるために、また、伝送媒体に沿って短くはない距離を伝搬するために、一部が伝送媒体の内側に、一部が伝送媒体の外側に存在する電磁場構造を有することができる。所望の電磁場構造は、一実施形態において、所望の伝送距離、伝送媒体自体の特性、及び伝送媒体の外部の環境条件／特性（例えば、雨、霧の存在、大気条件等）を含む、様々な要因に基づいて異なる場合がある。
【００１７】
本明細書において説明される種々の実施形態は、ミリメートル波周波数（例えば、３０ＧＨｚ〜３００ＧＨｚ）において、又は３００ＭＨｚ〜３０ＧＨｚのような低いマイクロ波周波数において、被導波電磁波を伝送媒体に送出し、及び／又は被導波電磁波を伝送媒体から抽出するための、「導波路結合デバイス」、「導波路結合器」、より簡単には「結合器」、「結合デバイス」又は「送出器」と呼ぶことができる結合デバイスに関し、ミリメートル波周波数の場合に、波長は、電線の外周のような、結合デバイス及び／又は伝送媒体の１つ以上の寸法、又は他の断面寸法に比べて短くすることができる。ストリップ、弧又は他の長さの誘電体材料、ホーン、モノポール、ロッド、スロット又は他のアンテナ、アンテナのアレイ、磁気共振空洞又は他の共振結合器、コイル、ストリップ線路、導波路又は他の結合デバイスのような、結合デバイスによって導波される波として伝搬するように、伝送を引き起こすことができる。動作時に、結合デバイスは、送信機又は伝送媒体から電磁波を受信する。電磁波の電磁場構造は、結合デバイスの内側で、結合デバイスの外側で、又はその何らかの組み合わせで搬送することができる。結合デバイスが伝送媒体に極めて近接しているとき、電磁波の少なくとも一部が、伝送媒体に結合するか、又は結合され、被導波電磁波として伝搬し続ける。それとは逆に、結合デバイスは、伝送媒体から導波を抽出し、これらの電磁波を受信機に伝達することができる。
【００１８】
一例示的な実施形態によれば、表面波は、電線の外部又は外面のような伝送媒体の表面によって、又は異なる特性（例えば、誘電特性）を有する別のタイプの媒体に隣接若しくは露出する電線の別の表面によって導波されるタイプの導波である。実際には、一例示的な実施形態において、表面波を導波する電線の表面は、２つの異なるタイプの媒体間の移行表面を表すことができる。例えば、裸線又は非絶縁電線の場合、電線の表面は、空気又は自由空間に露出している、裸線又は非絶縁電線の外側又は外部導電性表面とすることができる。別の例として、絶縁電線の場合、電線の表面は、電線の絶縁体部分に接する電線の導電性部分とすることができるか、そうでなければ、空気又は自由空間に露出している電線の絶縁体表面とすることができるか、そうでなければ、電線の絶縁体表面と電線の絶縁体部分に接する電線の導電性部分との間にある任意の材料領域とすることができ、それは、絶縁体、空気及び／又は導体の特性（例えば、誘電特性）の相対的な違いによって、更には、導波の周波数及び単数又は複数の伝搬モードによって決まる。
【００１９】
例示的な実施形態によれば、導波とともに使用される電線又は他の伝送媒体の「周り」という用語は、円形若しくは実質的に円形の場分布、対称な電磁場分布（例えば、電場、磁場、電磁場等）、又は電線若しくは他の伝送媒体を少なくとも部分的に取り囲む他の基本モードパターンを有する導波のような、基本導波伝搬モードを含むことができる。さらに、導波が、電線又は他の伝送媒体の「周り」を伝搬するとき、導波は、基本波動伝搬モード（例えば、０次モード）だけでなく、それに加えて、又はその代わりに、高次導波モード（例えば、１次モード、２次モード等）、非対称モード、及び／又は電線若しくは他の伝送媒体の周囲に非円形場分布を有する他の導波（例えば、表面波）のような非基本波動伝搬モードを含む、導波伝搬モードに従って伝搬することができる。本明細書において使用されるときに、「導波モード」という用語は、導波通信システムの伝送媒体、結合デバイス又は他のシステム構成要素の導波伝搬モードを指している。
【００２０】
例えば、このような非円形場分布は、相対的に高い場強度によって特徴付けられる１つ以上の軸周りローブ、及び／又は相対的に低い場強度、零場強度又は実質的な零場強度によって特徴付けられる１つ以上のヌル又はヌル領域を伴う片側又は多方向とすることができる。さらに、場分布は、一例示的な実施形態に従って、電線の周囲の１つ以上の角度領域が、方位角方向の１つ以上の他の角度領域より高い電場強度又は磁場強度（又はその組み合わせ）を有するように、別の方法で、電線周囲の方位角方向の関数として変化することができる。高次モード又は非対称モードの導波の相対的方位又は位置は、電線に沿って導波が進行するにつれて変化する可能性があることは理解されよう。
【００２１】
本明細書において使用されるときに、「ミリメートル波」という用語は、３０ＧＨｚ〜３００ＧＨｚの「ミリメートル波周波数帯」内に入る電磁波／信号を指すことができる。「マイクロ波」という用語は、３００ＭＨｚ〜３００ＧＨｚの「マイクロ波周波数帯」に入る電磁波／信号を指すことができる。「無線周波数」又は「ＲＦ」という用語は、１０ｋＨｚ〜１ＴＨｚの「無線周波数帯域」内に入る電磁波／信号を指すことができる。本開示において説明されるような、ワイヤレス信号、電気信号及び被導波電磁波は、例えば、ミリメートル波及び／又はマイクロ波周波数帯域内、その帯域より上、又は下の周波数のような、任意の所望の周波数範囲において働くように構成できることは理解されたい。詳細には、結合デバイス又は伝送媒体が導電性要素を含むとき、結合デバイスによって搬送され、及び／又は伝送媒体に沿って伝搬する被導波電磁波の周波数は、導電性要素内の電子の平均衝突頻度未満とすることができる。さらに、結合デバイスによって搬送され、及び／又は伝送媒体に沿って伝搬する被導波電磁波の周波数は、非光学周波数、例えば、１ＴＨｚから開始する光学周波数の範囲未満の無線周波数とすることができる。
【００２２】
本明細書において使用されるときに、「アンテナ」という用語は、ワイヤレス信号を送信／放射又は受信する、送信又は受信システムの一部であるデバイスを指すことができる。
【００２３】
ここで図１を参照すると、導波通信システムの一例の非限定的な実施形態を示すブロック図１００が示される。動作時に、伝送デバイス１０１は、通信ネットワーク又は他の通信デバイスから、データを含む１つ以上の通信信号１１０を受信し、伝送媒体１２５を介して伝送デバイス１０２にデータを搬送するために導波１２０を生成する。伝送デバイス１０２は導波１２０を受信し、導波を通信信号１１２に変換し、その通信信号は、通信ネットワーク又は他の通信デバイスに送信するためのデータを含む。位相変調、周波数変調、直交振幅変調、振幅変調、直交周波数分割多重のようなマルチキャリア変調のような変調技法によって、周波数分割多重、時分割多重、符号分割多重、異なる波動伝搬モードによる多重のような多元接続技法によって、そして他の変調及びアクセス方式によって、導波１２０を変調してデータを搬送することができる。
【００２４】
単数又は複数の通信ネットワークは、モバイルデータネットワーク、セルラー音声及びデータネットワーク、ワイヤレス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ワイヤレスネットワークのような、ワイヤレス通信ネットワークを含むことができる。また、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、インターネットのような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、光ファイバーネットワーク又は他の有線ネットワークのような、有線通信ネットワークを含むこともできる。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、電話アダプター、アクセスポイント、基地局、若しくは他の固定通信デバイス、車載ゲートウェイ若しくは自動車、ラップトップコンピューター、タブレット、スマートフォン、セルラー電話のようなモバイル通信デバイス、又は他の通信デバイスを含むことができる。
【００２５】
一例示的な実施形態において、導波通信システム１００は、双方向動作することができ、伝送デバイス１０２は、通信ネットワーク又はデバイスから、他のデータを含む１つ以上の通信信号１１２を受信し、伝送媒体１２５を介して他のデータを伝送デバイス１０１に搬送する導波１２２を生成する。この動作モードにおいて、伝送デバイス１０１は、導波１２２を受信し、その導波を、通信ネットワーク又はデバイスに伝送するための、他のデータを含む通信信号１１０に変換する。位相変調、周波数変調、直交振幅変調、振幅変調、直交周波数分割多重のようなマルチキャリア変調のような変調技法によって、周波数分割多重、時分割多重、符号分割多重、異なる波動伝搬モードによる多重のような多元接続技法によって、そして他の変調及びアクセス方式によって、導波１２２を変調してデータを搬送することができる。
【００２６】
伝送媒体１２５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のような誘電体材料によって取り囲まれる少なくとも１つの内側部分を有するケーブルを含むことができ、誘電体材料は、外面と、対応する外周とを有する。一例示的な実施形態において、伝送媒体１２５は、電磁波の伝送を導波する単線伝送線路として動作する。伝送媒体１２５が単線伝送システムとして実現されるとき、それは電線を含むことができる。電線は絶縁又は非絶縁、及び単線又はより線（例えば、編組線）とすることができる。他の実施形態において、伝送媒体１２５は、電線束、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むことができる。さらに、伝送媒体１２５は、誘電体パイプ、ロッド、レール又は他の誘電体部材のような非導体；導体及び誘電体材料の組み合わせ、誘電体材料を有しない導電体、又は他の導波伝送媒体を含むことができる。伝送媒体１２５は、別の状況では、上記で論じられた伝送媒体のいずれかを含むことができることに留意されたい。
【００２７】
さらに、上記で論じられたように、導波１２０及び１２２は、自由空間／空気を介しての無線伝送、又は電気回路を介する電線の導体を通しての電力若しくは信号の従来の伝搬と対比することができる。導波１２０及び１２２の伝搬に加えて、伝送媒体１２５は、任意選択で、１つ以上の電気回路の一部として従来通りに電力又は他の通信信号を伝搬する１つ以上の電線を含むことができる。
【００２８】
ここで図２を参照すると、伝送デバイスの一例の非限定的な実施形態を示すブロック図２００が示される。伝送デバイス１０１又は１０２は、通信インターフェース（Ｉ／Ｆ）２０５、送受信機２１０、及び結合器２２０を含む。
【００２９】
動作の一例において、通信インターフェース２０５は、データを含む通信信号１１０又は１１２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２０５は、ＬＴＥ若しくは他のセルラー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、超広帯域プロトコル、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈプロトコル、Ｚｉｇｂｅｅプロトコル、直接放送衛星（ＤＢＳ）若しくは他の衛星通信プロトコル、又は他のワイヤレスプロトコルのような、ワイヤレス標準プロトコルに従ってワイヤレス通信信号を受信するためのワイヤレスインターフェースを含むことができる。それに加えて、又はその代わりに、通信インターフェース２０５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、ケーブルによるデータサービスインターフェース標準（ＤＯＣＳＩＳ）プロトコル、デジタル加入者線（ＤＳＬ）プロトコル、ファイヤウォール（ＩＥＥＥ１３９４）プロトコル、又は他の有線プロトコルに従って動作する有線インターフェースを含む。標準規格に基づくプロトコルに加えて、通信インターフェース２０５は、他の有線プロトコル又は無線プロトコルとともに動作することができる。さらに、通信インターフェース２０５は、任意選択で、ＭＡＣプロトコル、トランスポートプロトコル、アプリケーションプロトコル等を含む、複数のプロトコルレイヤを含むプロトコルスタックとともに動作することができる。
【００３０】
動作の一例において、送受信機２１０は、データを搬送する通信信号１１０又は１１２に基づいて、電磁波を生成する。電磁波は、少なくとも１つの搬送波周波数と、少なくとも１つの対応する波長とを有する。搬送波周波数は、６０ＧＨｚ、若しくは３０ＧＨｚ〜４０ＧＨｚの範囲内の搬送波周波数のような、３０ＧＨｚ〜３００ＧＨｚのミリメートル波周波数帯域内、又は２６ＧＨｚ〜３０ＧＨｚ、１１ＧＨｚ、６ＧＨｚ若しくは３ＧＨｚのようなマイクロ波周波数範囲内の３００ＭＨｚ〜３０ＧＨｚの低い周波数帯域内に存在することができるが、他の実施形態では他の搬送波周波数が可能であることは理解されよう。１つの動作モードにおいて、送受信機２１０は、伝送媒体１２５によって導波されるか、又は伝送媒体１２５に結合される被導波電磁波としてマイクロ波又はミリメートル波帯域内の電磁信号を送信するために、単数又は複数の通信信号１１０又は１１２を単にアップコンバートする。別の動作モードにおいて、通信インターフェース２０５は、通信信号１１０若しくは１１２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１１０若しくは１１２からデータを抽出し、送受信機２１０は、送信するために、データ、ベースバンド信号又は近ベースバンド信号で高周波数搬送波を変調する。送受信機２１０は、異なるプロトコルのペイロード内にカプセル化することによって、又は単に周波数シフトすることによって、通信信号１１０又は１１２の１つ以上のデータ通信プロトコルを保存するために、通信信号１１０又は１１２を介して受信されたデータを変調することができることは理解されたい。代替形態において、送受信機２１０は、別の方法で、通信信号１１０又は１１２を介して受信されたデータを、通信信号１１０又は１１２の単数又は複数のデータ通信プロトコルとは異なるプロトコルに変換することができる。
【００３１】
１つの動作例において、結合器２２０は、電磁波を、被導波電磁波として伝送媒体１２５に結合し、単数又は複数の通信信号１１０又は１１２を搬送する。これまでの説明は送信機としての送受信機２１０の動作に焦点を合わせてきたが、送受信機２１０は、他のデータを搬送する電磁波を、結合器２２０を介して単線伝送媒体から受信し、通信インターフェース２０５を介して、他のデータを含む通信信号１１０又は１１２を生成するように動作することもできる。同じく伝送媒体１２５に沿って伝搬する付加的な被導波電磁波が、他のデータを搬送する実施形態を考える。また、結合器２２０は、受信するために、この付加的な電磁波を伝送媒体１２５から送受信機２１０に結合することもできる。
【００３２】
伝送デバイス１０１又は１０２は、オプションのトレーニングコントローラー２３０を含む。例示的な実施形態において、トレーニングコントローラー２３０は、スタンドアローンのプロセッサによって、又は伝送デバイス１０１若しくは１０２の１つ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現される。トレーニングコントローラー２３０は、被導波電磁波を受信するために結合される少なくとも１つの遠隔伝送デバイスから送受信機２１０によって受信されたフィードバックデータに基づいて、被導波電磁波のための搬送波周波数、変調方式及び／又は導波モードを選択する。
【００３３】
例示的な実施形態において、同じく伝送媒体１２５に沿って伝搬する、遠隔伝送デバイス１０１又は１０２によって送信される被導波電磁波がデータを搬送する。遠隔伝送デバイス１０１又は１０２からのデータは、フィードバックデータを含むように生成することができる。また、動作時に、結合器２２０は被導波電磁波を伝送媒体１２５から結合し、送受信機は電磁波を受信し、電磁波を処理して、フィードバックデータを抽出する。
【００３４】
例示的な実施形態において、トレーニングコントローラー２３０は、フィードバックデータに基づいて、複数の候補周波数、変調方式及び／又は伝送モードを評価し、スループット、信号強度のような性能を高める、伝搬損失を削減する等のために、搬送波周波数、変調方式及び／又は伝送モードを選択する。
【００３５】
以下の例を考える：伝送デバイス１０１が、トレーニングコントローラー２３０の制御下で、伝送媒体１２５に結合される遠隔伝送デバイス１０２に向けられる対応する複数の候補周波数及び／又は候補モードにおいてパイロット波又は他のテスト信号のようなテスト信号として複数の導波を送信することによって動作を開始する。導波は、それに加えて、又はその代わりにテストデータを含むことができる。テストデータは、信号の特定の候補周波数及び／又は導波モードを示すことができる。一実施形態において、遠隔伝送デバイス１０２におけるトレーニングコントローラー２３０は、適切に受信された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／又は導波モード、許容可能な候補周波数及び／又は導波モードの組、又は候補周波数及び／又は導波モードのランク順序付けを判断する。候補周波数（複数の場合もある）又は／及び導波モード（複数の場合もある）のこの選択は、受信信号強度、ビット誤り率、パケット誤り率、信号対雑音比、伝搬損失等の１つ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ー２３０によって生成される。トレーニングコントローラー２３０は、候補周波数（複数の場合もある）又は／及び導波モード（複数の場合もある）の選択を示すフィードバックデータを生成し、伝送デバイス１０１に送信するために、フィードバックデータを送受信機２１０に送信する。伝送デバイス１０１及び１０２は、その後、候補周波数（複数の場合もある）又は／及び導波モード（複数の場合もある）の選択に基づいて、互いにデータを通信することができる。
【００３６】
他の実施形態において、テスト信号及び／又はテストデータを含む被導波電磁波は、これらの波を開始した伝送デバイス１０１のトレーニングコントローラー２３０によって受信及び解析するために、遠隔伝送デバイス１０２によって伝送デバイス１０１に、反射により返送されるか、再現により返送されるか、又は別の方法でループバックされる。例えば、伝送デバイス１０１は、遠隔伝送デバイス１０２に、テストモードを開始する信号を送信することができ、テストモードでは、物理的な反射体が線路上に切り替えられ、反射を引き起こすように終端インピーダンスが変更され、電磁波を発信元伝送デバイス１０２に戻すように結合するループバックモードがオンに切り替えられ、及び／又は発信元伝送デバイス１０２に戻すために電磁波を増幅し、再送するリピーターモードが有効にされる。発信元伝送デバイス１０２におけるトレーニングコントローラー２３０は、適切に受信された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、候補周波数（複数の場合もある）又は／及び導波モード（複数の場合もある）の選択を判断する。
【００３７】
上記の手順は、起動又は初期化動作モードにおいて説明されてきたが、各伝送デバイス１０１又は１０２は、通常の送信のような非テストを介して、テスト信号を送信し、候補周波数若しくは導波モードを評価することができるか、又は別の状況では、他の時点に若しくは連続して候補周波数若しくは導波モードを評価することもできる。例示的な実施形態において、伝送デバイス１０１と１０２との間の通信プロトコルは、要求時テストモード又は定期テストモードを含むことができ、その場合、候補周波数及び導波モードのフルテスト又は、そのサブセットのより限定されたテストが実施され、評価される。他の動作モードでは、外乱、気象条件等に起因する性能の劣化によって、そのようなテストモードへの再エントリをトリガーすることができる。例示的な実施形態において、送受信機２１０の受信機帯域幅は、全ての候補周波数を受信するほど十分に広いか、若しくは全ての候補周波数を受信するように掃引されるか、又はトレーニングコントローラー２３０によってトレーニングモードに選択的に調整することができ、トレーニングモードにおいて、送受信機２１０の受信機帯域幅は、全ての候補周波数を受信するほど十分に広いか、又は全ての候補周波数を受信するように掃引される。
【００３８】
ここで図３を参照すると、電磁場分布の一例の非限定的な実施形態を示すグラフィック図３００が示される。この実施形態において、空気内にある伝送媒体１２５は、断面において示されるように、内側導体３０１と、誘電体材料の絶縁被覆３０２とを含む。図３００は、非対称な非基本導波モードを有する導波の伝搬によって生成される異なる電磁場強度を表す異なるグレースケールを含む。
【００３９】
詳細には、その電磁場分布は、絶縁伝送媒体に沿った被導波電磁波伝搬を高め、終端間伝送損失を低減するモーダル「スイートスポット」に対応する。この特定のモードにおいて、電磁波は、伝送媒体１２５によって導波され、伝送媒体の外面、この場合には、絶縁被覆３０２の外面に沿って伝搬する。電磁波は、絶縁体内に部分的に埋め込まれ、絶縁体の外面上に部分的に放射する。このようにして、電磁波は、少ない伝搬損失で長い距離にわたって電磁波を伝搬できるように、絶縁体に「わずかに」結合される。
【００４０】
図示するように、導波は、電磁波を導波する役割を果たす伝送媒体１２５の主に又は実質的に外部に存在する場構造を有する。導体３０１の内部の領域は、ほとんど、又は全く場を有しない。同様に、絶縁被覆３０２内部の領域は、低い場強度を有する。電磁場強度の大部分は、絶縁被覆３０２の外面にあり、それに極めて近接しているローブ３０４内に分布する。非対称導波モードの存在は、（図の方位における）絶縁被覆３０２の外面の上部及び下部における高い電磁場強度によって示され、絶縁被覆３０２の他の側の非常に小さな場強度とは対照的である。
【００４１】
図示される例は、１．１ｃｍの直径を有する電線と、０．３６ｃｍの厚さの誘電体絶縁材とによって導波される３８ＧＨｚ電磁波に対応する。電磁波は伝送媒体１２５によって導波され、場強度の大部分が、外面内の限られた距離内の絶縁被覆３０２の外部にある空気内に集中するので、導波は、非常に低い損失で、伝送媒体１２５の下流に向かって長手方向に伝搬することができる。図示される例において、この「限られた距離」は、伝送媒体１２５の最も大きな断面寸法の半分未満である、外面からの距離に対応する。この場合、電線の最も大きな断面寸法は、１．８２ｃｍの全径に対応するが、この値は、伝送媒体１２５のサイズ及び形状によって異なる可能性がある。例えば、伝送媒体１２５が０．３ｃｍの高さ及び０．４ｃｍの幅を有する長方形の形状からなる場合には、最も大きな断面寸法は、０．５ｃｍの対角線になり、対応する限られた距離は０．２５ｃｍになる。また、場強度の大部分を含むエリアの寸法は、周波数によっても異なり、一般に、搬送波周波数が減少するにつれて増加する。
【００４２】
また、結合器及び伝送媒体のような、導波通信システムの構成要素は、導波モードごとに自らのカットオフ周波数を有することができることに留意されたい。カットオフ周波数は一般に、特定の導波モードがその特定の構成要素によってサポートされるように設計される最も低い周波数を表す。例示的な実施形態において、図示される特定の非対称伝搬モードは、この特定の非対称モードの場合の下側カットオフ周波数Ｆｃの限られた範囲（Ｆｃ〜２Ｆｃ等）内に入る周波数を有する電磁波によって、伝送媒体１２５上に誘導される。下側カットオフ周波数Ｆｃは、伝送媒体１２５の特性に特有である。絶縁被覆３０２によって包囲される内側導体３０１を含む図示されるような実施形態の場合、このカットオフ周波数は、絶縁被覆３０２の寸法及び特性、潜在的には、内側導体３０１の寸法及び特性に基づいて異なる可能性があり、所望のモードパターンを有するように実験によって決定することができる。しかしながら、内側導体を備えない中空の誘電体又は絶縁体の場合にも同様の効果を見いだすことができることに留意されたい。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異なる可能性がある。
【００４３】
下側カットオフ周波数より低い周波数では、非対称モードは、伝送媒体１２５内に誘導するのは難しく、わずかな距離を除けば、伝搬することができない。カットオフ周波数付近の限られた周波数範囲を超えて周波数が高くなるにつれて、非対称モードは、絶縁被覆３０２の更に内側に向かってシフトする。カットオフ周波数よりはるかに高い周波数では、場強度はもはや絶縁被覆の外部に集中するのではなく、絶縁被覆３０２の主に内部に存在する。伝送媒体１２５が電磁波に強い導波をもたらし、依然として伝搬は可能ではあるが、周囲空気とは対照的に、絶縁被覆３０２内の伝搬に起因して損失が増加することによって、範囲が更に限られる。
【００４４】
ここで図４を参照すると、電磁場分布の一例の非限定的な実施形態を示すグラフィック図４００が示される。詳細には、図３に類似の断面図４００は、類似の要素を指すために共通の参照符号を用いて示される。図示される例は、直径１．１ｃｍ、誘電体絶縁厚０．３６ｃｍの電線によって導波される６０ＧＨｚ波に対応する。導波の周波数は、この特定の非対称モードのカットオフ周波数の限られた範囲より高いので、場強度の多くは絶縁被覆３０２の内側にシフトした。詳細には、場強度は、絶縁被覆３０２の主に内部に集中する。伝送媒体１２５は電磁波に強い導波をもたらし、依然として伝搬は可能であるが、絶縁被覆３０２内の伝搬に起因して損失が増加することによって、図３の実施形態と比べると、範囲が更に限られる。
【００４５】
ここで図５Ａを参照すると、周波数応答の一例の非限定的な実施形態を示すグラフィック図が示される。詳細には、図５００は、２００ｃｍの絶縁媒体電圧線の場合の３点における電磁場分布５１０、５２０及び５３０を重ね合わせた、周波数の関数としての終端間損失（ｄＢ単位）のグラフを提示する。絶縁体と周囲空気との間の境界は、各電磁場分布において参照符号５２５によって表される。
【００４６】
図３に関連して論じられたように、図示される所望の非対称伝搬モードの例は、この特定の非対称モードの場合の伝送媒体の下側カットオフ周波数Ｆｃの限られた範囲（Ｆｃ〜２Ｆｃ等）内に入る周波数を有する電磁波によって、伝送媒体１２５上に誘導される。詳細には、６ＧＨｚにおける電磁場分布５２０は、絶縁伝送媒体に沿って電磁波伝搬を高め、終端間伝送損失を低減するこのモーダル「スイートスポット」内に入る。この特定のモードにおいて、導波は、絶縁体内に部分的に埋め込まれ、絶縁体の外面上に部分的に放射する。このようにして、電磁波は、少ない伝搬損失で長い距離にわたって被導波電磁波を伝搬できるように、絶縁体に「わずかに」結合される。
【００４７】
３ＧＨｚにおける電磁場分布５１０によって表されるより低い周波数において、非対称モードは、より大きく放射し、より大きな伝搬損失を引き起こす。９ＧＨｚにおける電磁場分布５３０によって表されるより高い周波数において、非対称モードはますます絶縁被覆の内側にシフトし、過剰な吸収を与え、再びより高い伝搬損失を引き起こす。
【００４８】
ここで図５Ｂを参照すると、種々の動作周波数における被導波電磁波の場を表す、絶縁電線のような伝送媒体１２５の長手方向断面の一例の非限定的な実施形態を示すグラフィック図５５０が示される。図５５６に示されるように、被導波電磁波が、概ね、モーダル「スイートスポット」に対応するカットオフ周波数（ｆｃ）にあるとき、被導波電磁波は、吸収が低減されるように絶縁電線に疎結合され、被導波電磁波の場は、環境内に（例えば、空中）に放射される量を削減するほど十分に結合される。被導波電磁波の場の吸収及び放射が少ないので、伝搬損失は結果として少なく、被導波電磁波は、より長い距離にわたって伝搬できるようになる。
【００４９】
図５５４に示されるように、被導波（正：guided）電磁波の動作周波数が、カットオフ周波数（ｆｃ）の約２倍以上に、すなわち、上記のように、「スイートスポット」の範囲以上に増加するときに伝搬損失が増加する。電磁波の場強度のより多くが絶縁層の中に追い込まれ、伝搬損失が増加する。カットオフ周波数（ｆｃ）よりはるかに高い周波数において、被導波電磁波は、図５５２に示されるように、被導波電磁波によって放出される場が電線の絶縁層内に集中する結果として、絶縁電線に強く結合される。これにより、絶縁層による被導波電磁波の吸収に起因して、伝搬損失が更に上昇する。同様に、図５５８に示されるように、被導波電磁波の動作周波数が実質的にカットオフ周波数（ｆｃ）未満であるときに伝搬損失が増加する。カットオフ周波数（ｆｃ）よりはるかに低い周波数において、被導波電磁波は絶縁電線に弱く（又は名目的に）結合され、それにより、環境内（例えば、空中）に放射する傾向があり、それにより、被導波電磁波の放射に起因して伝搬損失を上昇させる。
【００５０】
ここで図６を参照すると、電磁場分布の一例の非限定的な実施形態を示すグラフィック図６００が示される。この実施形態において、伝送媒体６０２は、断面において示されるような、裸電線である。図３００は、単一の搬送波周波数において対称な基本導波モードを有する導波の伝搬によって生成される異なる電磁場強度を表す異なるグレースケールを含む。
【００５１】
この特定のモードにおいて、電磁波は伝送媒体６０２によって導波され、伝送媒体の外面、この場合には、裸電線の外面に沿って伝搬する。電磁波は、少ない伝搬損失で長い距離にわたって電磁波を伝搬できるように、電線に「わずかに」結合される。図示されるように、導波は、電磁波を導波する役割を果たす伝送媒体６０２の実質的に外側に存在する場構造を有する。導体６２５内の領域はほとんど、又は全く場を有しない。
【００５２】
ここで図７を参照すると、弧状結合器の一例の非限定的な実施形態を示すブロック図７００が示される。詳細には、図１に関連して提示された伝送デバイス１０１又は１０２のような、伝送デバイス内で使用するための結合デバイスが提示される。結合デバイスは、送信機回路７１２及び終端又はダンパー７１４に結合される弧状結合器７０４を含む。弧状結合器７０４は、誘電体材料若しくは他の低損失絶縁体（例えば、テフロン、ポリエチレン等）から形成することができるか、又は導電性（例えば、金属、非金属等）材料から形成することができるか、又は上記の材料の任意の組み合わせから形成することができる。図示されるように、弧状結合器７０４は導波路として動作し、弧状結合器７０４の導波路表面の周りを導波として伝搬する波７０６を有する。図示される実施形態において、電線上に導波７０８を送出するために本明細書において説明されるように、弧状結合器７０４と電線７０２又は他の伝送媒体との間の結合を容易にするために、弧状結合器７０４の少なくとも一部を電線７０２又は他の伝送媒体（伝送媒体１２５等）付近に配置することができる。弧状結合器７０４は、湾曲した弧状結合器７０４の一部が電線７０２に対して接線方向にあり、かつ平行又は実質的に平行であるように配置することができる。電線に対して平行である弧状結合器７０４の部分は、曲線の頂点とすることができるか、又は曲線の接線が電線７０２に対して平行である任意の点とすることができる。弧状結合器７０４がそのように位置決めされるか、又は配置されるとき、弧状結合器７０４に沿って進行する波７０６は、電線７０２に少なくとも部分的に結合し、電線７０２の電線表面の周囲又は周りを、電線７０２に沿って長手方向に導波７０８として伝搬する。導波７０８は、電線７０２若しくは他の伝送媒体によって導波されるか、又は電線７０２若しくは他の伝送媒体に結合される表面波又は他の電磁波として特徴付けることができる。
【００５３】
電線７０２に結合されない波７０６の部分が、弧状結合器７０４に沿って波７１０として伝搬する。弧状結合器７０４は、電線７０２に対する波７０６の所望のレベルの結合又は非結合を達成するために、電線７０２に対して様々な位置において構成し、配置できることは理解されよう。例えば、電線７０２に対して平行若しくは実質的に平行である弧状結合器７０４の曲率及び／又は長さ、並びにその離間距離（一実施形態において０の離間距離を含むことができる）は、例示的な実施形態から逸脱することなく変更することができる。同様に、電線７０２に対する弧状結合器７０４の配置は、電線７０２及び弧状結合器７０４のそれぞれの固有の特性（例えば、厚さ、組成、電磁特性等）、並びに波７０６及び７０８の特性（例えば、周波数、エネルギーレベル等）を考慮することに基づいて異なる場合がある。
【００５４】
導波７０８は、電線７０２が曲がり、可撓性であっても、電線７０２に対して平行、又は実質的に平行のままである。電線７０２内の曲がりは伝送損失を増加させる可能性があり、その損失は、電線径、周波数及び材料にも依存する。効率的な電力伝達のために弧状結合器７０４の寸法が選択される場合には、波７０６内の電力の大部分が電線７０２に伝達され、波７１０内に電力はほとんど残らない。基本伝搬モードを使用して、又は使用することなく、電線７０２に対して平行、又は実質的に平行である経路に沿って進行しながら、導波７０８は依然として、実際に、非基本又は非対称であるモードを有することを含む、マルチモードにすることができる（本明細書において論じられる）ことは理解されよう。一実施形態において、非基本モード又は非対称モードを利用して、伝送損失を最小化し、及び／又は長い伝搬距離を得ることができる。
【００５５】
平行という用語は、一般に、実際のシステムにおいて多くの場合に厳密には達成できない幾何学的構成であることに留意されたい。したがって、本開示において利用されるような平行という用語は、本開示において開示される実施形態を説明するために使用されるときに、厳密な構成ではなく、近似を表す。一実施形態において、「実質的に平行」は、全ての次元において真の平行の３０度以内にある近似を含むことができる。
【００５６】
一実施形態において、波７０６は、１つ以上の波動伝搬モードを示すことができる。弧状結合器モードは、結合器７０４の形状及び／又は設計に依存することができる。波７０６の１つ以上の弧状結合器モードは、電線７０２に沿って伝搬する導波７０８の１つ以上の波動伝搬モードを生成するか、波動伝搬モードに影響を与える（influence）か、又は強い影響を及ぼす（impact）ことができる。しかしながら、導波７０６内に存在する導波モードは、導波７０８の導波モードと同じであるか、又は異なる場合があることに特に留意されたい。このようにして、導波７０６の１つ以上の導波モードは導波７０８に伝達されない場合があり、さらに、導波７０８の１つ以上の導波モードは導波７０６内に存在していない場合がある。また、特定の導波モードの場合の弧状結合器７０４のカットオフ周波数は、その同じモードの場合の電線７０２又は他の伝送媒体のカットオフ周波数とは異なる場合があることにも留意されたい。例えば、電線７０２又は他の伝送媒体は特定の導波モードの場合にカットオフ周波数よりわずかに高い周波数において動作する場合があるが、弧状結合器７０４は、低損失のためにその同じモードの場合にカットオフ周波数より十分に高い周波数において動作する場合があるか、又は例えば、より大きな結合及び電力伝達を誘導するために、その同じモードの場合にカットオフ周波数よりわずかに低い周波数において動作する場合があるか、又はそのモードの場合に弧状結合器のカットオフ周波数に対する何らかの他の点において動作する場合がある。
【００５７】
一実施形態において、波７０６及び７０８はいずれも、それぞれ弧状結合器７０４及び電線７０２の外面の周りを伝搬するので、電線７０２上の波動伝搬モードは弧状結合器モードに類似である可能性がある。幾つかの実施形態において、波７０６が電線７０２に結合するとき、弧状結合器７０４と電線７０２との間の結合に起因して、モードが形を変える可能性があるか、又は新たなモードが生み出されるか若しくは生成される可能性がある。例えば、弧状結合器７０４と電線７０２とのサイズ、材料及び／又はインピーダンスの違いが、弧状結合器モードにおいて存在しない更なるモードを生み出す場合があり、及び／又は弧状結合器モードのうちの幾つかを抑圧する場合がある。波動伝搬モードは基本横電磁モード（擬似ＴＥＭ００）を含むことができ、そのモードでは、導波が電線に沿って伝搬する間に、わずかな電場及び／又は磁場のみが伝搬方向に延在し、電場及び磁場が径方向外向きに延在する。この導波モードは、ドーナツの形状をなすことができ、弧状結合器７０４又は電線７０２内に電磁場はほとんど存在しない。
【００５８】
波７０６及び７０８は、場が径方向外向きに延在する基本ＴＥＭモードを含むことができ、他の非基本（例えば、非対称、高次等）モードも含むことができる。特定の波動伝搬モードがこれまでに論じられてきたが、利用される周波数、弧状結合器７０４の設計、電線７０２の寸法及び組成、また同様に、その表面特性、存在する場合にはその絶縁、周囲環境の電磁的特性等に基づいて、横電場（ＴＥ）モード及び横磁場（ＴＭ）モード等の他の波動伝搬モードも同様に可能である。周波数、電線７０２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、導波７０８は、酸化した非絶縁電線、酸化していない非絶縁電線、絶縁電線の導電性表面に沿って、及び／又は絶縁電線の絶縁表面に沿って、進行することができることに留意されたい。
【００５９】
一実施形態において、弧状結合器７０４の直径は、電線７０２の直径より小さい。ミリメートル波帯波長が使用される場合、弧状結合器７０４は、波７０６を構成する単一導波路モードをサポートする。この単一導波路モードは、導波７０８として電線７０２に結合するときに変化する可能性がある。弧状結合器７０４がそれより大きい場合、２つ以上の導波路モードをサポートすることができるが、これらの更なる導波路モードは、電線７０２に効率的に結合しない場合があり、結果として、より高次の結合損失が生じるおそれがある。しかしながら、幾つかの代替の実施形態では、弧状結合器７０４の直径は、例えば、より高次の結合損失が望ましい場合、又は別の方法（例えば、テーパー処理によるインピーダンス整合等）で結合損失を低減するために他の技法とともに使用されるとき、電線７０２の直径以上にすることができる。
【００６０】
一実施形態において、波７０６及び７０８の波長は、弧状結合器７０４及び電線７０２の外周のサイズと同程度であるか、又はそれより小さい。一例において、電線７０２が０．５ｃｍの直径を有し、約１．５ｃｍの対応する外周を有する場合には、伝送の波長は約１．５ｃｍ以下であり、それは７０ＧＨｚ以上の周波数に対応する。別の実施形態において、伝送及び搬送波信号の適切な周波数は、３０ＧＨｚ〜１００ＧＨｚの範囲内にあり、おそらく、約３０ＧＨｚ〜６０ＧＨｚであり、１つの例では、約３８ＧＨｚである。一実施形態において、弧状結合器７０４及び電線７０２の外周が、伝送の波長のサイズと同程度であるか、又はそれより大きいとき、波７０６及び７０８は、本明細書において説明される種々の通信システムをサポートするのに十分な距離にわたって伝搬する基本モード及び／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すことができる。それゆえ、波７０６及び７０８は、２つ以上のタイプの電場及び磁場構成を含むことができる。一実施形態において、導波７０８が電線７０２を下流に伝搬するとき、電場及び磁場構成は、電線７０２の端点間で同じままとなる。他の実施形態では、導波７０８が干渉（歪み又は障害物）に直面するか、又は伝送損失若しくは散乱に起因してエネルギーを失うとき、導波７０８が電線７０２を下流に伝搬するにつれて、電場及び磁場構成が変化する可能性がある。
【００６１】
一実施形態において、弧状結合器７０４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から構成することができる。他の実施形態では、他の誘電体材料が可能である。電線７０２の電線表面は、むき出しの金属表面を有する金属とすることができるか、又はプラスチック、誘電体、絶縁体若しくは他のコーティング、被覆、若しくは被覆材料を用いて絶縁することができる。一実施形態において、誘電体導波路又は別の方法により非導電性の／絶縁された導波路は、裸電線／金属電線又は絶縁電線と対にすることができる。他の実施形態では、金属及び／又は導電性導波路を裸電線／金属電線又は絶縁電線と対にすることができる。また、一実施形態において、電線７０２のむき出しの金属表面上の酸化層（例えば、むき出しの金属表面を酸素／空気に露出させることから生じる）が、幾つかの絶縁体又は被覆材料によって与えられる特性と類似の絶縁特性又は誘電特性を与えることができる。
【００６２】
波７０６、７０８及び７１０のグラフィック表示は、波７０６が、例えば、単線伝送線路として動作する電線７０２上に導波７０８を誘導するか、又は別の方法で送出する原理を例示するために提示されるにすぎないことに留意されたい。波７１０は、導波７０８の生成後に弧状結合器７０４上に残存する波７０６の部分を表す。そのような波動伝搬の結果として生成される実際の電場及び磁場は、利用される周波数、単数又は複数の特定の波動伝搬モード、弧状結合器７０４の設計、電線７０２の寸法及び組成、また同様に、その表面特性、その任意選択の絶縁、周囲環境の電磁的特性等に応じて異なる場合がある。
【００６３】
弧状結合器７０４は、弧状結合器７０４の端部において、波７１０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７１４を含むことができることに留意されたい。終端回路又はダンパー７１４は、波７１０からの残りの放射又はエネルギーが反射して送信機回路７１２に向かって戻るのを防ぐことができ、及び／又は最小化することができる。一実施形態において、終端回路又はダンパー７１４は、終端抵抗器、及び／又は反射を減衰させるようにインピーダンス整合を実行する他のコンポーネントを含むことができる。幾つかの実施形態において、結合効率が十分に高い場合には、及び／又は波７１０が十分に小さい場合には、終端回路又はダンパー７１４を使用する必要がない場合がある。簡潔にするために、他の図では、これらの送信機７１２及び終端回路又はダンパー７１４は示されてはいない場合があるが、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使用される場合がある。
【００６４】
さらに、単一の導波７０８を生成する単一の弧状結合器７０４が提示されるが、電線７０２に沿った異なる点に、及び／又は電線の周りの異なる方位角方向に配置される複数の弧状結合器７０４を利用して、同じ又は異なる周波数において、同じ又は異なる位相において、同じ又は異なる波動伝搬モードにおいて、複数の導波７０８を生成し、受信することができる。
【００６５】
図８を参照すると、弧状結合器の一例の非限定的な実施形態を示すブロック図８００が示される。図示される実施形態において、本明細書において説明されるように、導波８０６の一部を導波８０８として抽出するために、弧状結合器７０４と電線７０２又は他の伝送媒体との間の結合を容易にするために、弧状結合器７０４の少なくとも一部を電線７０２又は他の伝送媒体（伝送媒体１２５等）付近に配置することができる。弧状結合器７０４は、湾曲した弧状結合器７０４の一部が電線７０２に対して接線方向にあり、かつ平行又は実質的に平行であるように配置することができる。電線に対して平行である弧状結合器７０４の部分は、曲線の頂点とすることができるか、又は曲線の接線が電線７０２に対して平行である任意の点とすることができる。弧状結合器７０４がそのように位置決めされるか、又は配置されるとき、電線７０２に沿って進行する波８０６は、弧状結合器７０４に少なくとも部分的に結合し、導波８０８として弧状結合器７０４に沿って受信側デバイス（明確に図示されない）に伝搬する。弧状結合器に結合しない波８０６の部分は、電線７０２又は他の伝送媒体に沿って波８１０として伝搬する。
【００６６】
一実施形態において、波８０６は１つ以上の波動伝搬モードを示すことができる。弧状結合器モードは、結合器７０４の形状及び／又は設計によって決まる可能性がある。導波８０６の１つ以上のモードは、弧状結合器７０４に沿って伝搬する導波８０８の１つ以上の導波モードを生成するか、１つ以上の導波モードに影響を及ぼすか、又は強い影響を及ぼす可能性がある。しかしながら、導波８０６内に存在する導波モードは、導波８０８の導波モードと同じであるか、又は異なる場合があることに特に留意されたい。このようにして、導波８０６の１つ以上の導波モードは導波８０８に伝達されない場合があり、さらに、導波８０８の１つ以上の導波モードは導波８０６内に存在していない場合がある。
【００６７】
ここで図９Ａを参照すると、スタブ結合器の一例の非限定的な実施形態を示すブロック図９００が示される。詳細には、図１に関連して提示される伝送デバイス１０１又は１０２のような伝送デバイスにおいて使用するためのスタブ結合器９０４を含む結合デバイスが提示される。スタブ結合器９０４は、誘電体材料若しくは他の低損失絶縁体（例えば、テフロン、ポリエチレン等）から形成することができるか、導電性（例えば、金属、非金属等）材料から形成することができるか、又は上記の材料の任意の組み合わせから形成することができる。図示されるように、スタブ結合器９０４は導波路として動作し、スタブ結合器９０４の導波路表面の周りを導波として伝搬する波９０６を有する。図示される実施形態において、電線上に導波９０８を送出するために本明細書において説明されるように、スタブ結合器９０４と電線７０２又は他の伝送媒体との間の結合を容易にするために、スタブ結合器９０４の少なくとも一部を電線７０２又は他の伝送媒体（伝送媒体１２５等）付近に配置することができる。
【００６８】
一実施形態において、スタブ結合器９０４は湾曲し、スタブ結合器９０４の端部は、電線７０２に束ねられるか、締結されるか、又は別の方法で機械的に結合され得る。スタブ結合器９０４の端部が電線７０２に締結されるとき、スタブ結合器９０４の端部は、電線７０２に対して平行又は実質的に平行である。代替的には、締結又は結合された部分が電線７０２に平行又は実質的に平行であるように、端部を越える誘電体導波路の別の部分を電線７０２に締結又は結合することができる。締結具９１０は、スタブ結合器９０４とは別であるか、又はスタブ結合器９０４の一体の構成要素として構成されるナイロン製ケーブルタイ又は他のタイプの非導電性／誘電体材料とすることができる。スタブ結合器９０４は、電線７０２を包囲することなく、電線７０２に隣接することができる。
【００６９】
図７に関連して説明された弧状結合器７０４と同様に、スタブ結合器９０４が、端部が電線７０２と平行になるように配置されるとき、スタブ結合器９０４に沿って進行する導波９０６は電線７０２に結合し、電線７０２の電線表面の周りを導波９０８として伝搬する。一例示的な実施形態において、導波９０８は、表面波又は他の電磁波として特徴付けることができる。
【００７０】
９０６及び９０８のグラフィック表示は、波９０６が、例えば、単線伝送線路として動作する電線７０２上に導波９０８を誘導するか、又は別の方法で送出する原理を例示するために提示されるにすぎないことに留意されたい。そのような導波伝搬の結果として生成される実際の電場及び磁場は、結合器の形状及び／又は設計、電線に対する誘電体導波路の相対的位置、利用される周波数、スタブ結合器９０４の設計、電線７０２の寸法及び組成、並びに、その表面特性、その任意選択の絶縁、周囲環境の電磁的特性等のうちの１つ以上に応じて異なる場合がある。
【００７１】
一実施形態において、スタブ結合器９０４の端部は、結合効率を高めるために電線７０２に向かって先細りにする（taper）ことができる。実際には、本開示の例示的な一実施形態によれば、スタブ結合器９０４の端部のテーパー処理は、電線７０２とのインピーダンス整合を与えることができる。例えば、スタブ結合器９０４の端部は、図９Ａに示されるような波９０６と９０８との間の所望の結合レベルを得るために、徐々に先細りにすることができる。
【００７２】
一実施形態において、締結具９１０は、締結具９１０とスタブ結合器９０４の端部との間のスタブ結合器９０４の長さが短いように配置することができる。この実施形態では、締結具９１０を越えるスタブ結合器９０４の端部の長さが、どの周波数が伝送している場合でも少なくとも数波長だけ長いときに、最大の結合効率が実現される。
【００７３】
ここで図９Ｂを参照すると、本明細書において説明される種々の態様による、電磁分布の一例の非限定的な実施形態を示す図９５０が示される。詳細には、誘電体材料から構成される一例のスタブ結合器内で示される、結合器９５２を含む伝送デバイスの場合の２次元の電磁分布が提示される。結合器９５２は、電線７０２又は他の伝送媒体の外面に沿って導波として伝搬するための電磁波を結合する。
【００７４】
結合器９５２は、電磁波を、対称導波モードによってｘ０において接合部に導波する。結合器９５２に沿って伝搬する電磁波のエネルギーのうちの或る量が結合器９５２の外部にあるが、この電磁波のエネルギーの大部分は結合器９５２内に含まれる。ｘ０における接合部は、伝送媒体の底部に対応する方位角において電磁波を電線７０２又は他の伝送媒体に結合する。この結合は、方向９５６において少なくとも１つの導波モードによって電線７０２又は他の伝送媒体の外面に沿って伝搬するように導波される電磁波を誘導する。導波される電磁波のエネルギーの大部分は、電線７０２又は他の伝送媒体の外部にあるが、その外面に極めて近接している。図示される例では、ｘ０における接合部は、図３に関連して提示された１次モードのような、対称モード及び少なくとも１つの非対称表面モードの両方によって伝搬し、電線７０２又は他の伝送媒体の表面をかすめるように進む電磁波を形成する。
【００７５】
導波のグラフィック表現は、導波の結合及び伝搬の一例を単に示すために提示されることに留意されたい。そのような波動伝搬の結果として生成される実際の電場及び磁場は、利用される周波数、結合器９５２の設計及び／又は構成、電線７０２又は他の伝送媒体の寸法及び組成、並びにその表面特性、あるならその絶縁性、周囲環境の電磁的特性等に応じて異なる場合がある。
【００７６】
ここで図１０Ａを参照すると、本明細書において説明される種々の態様による、結合器及び送受信機システムの一例の非限定的な実施形態のブロック図１０００が示される。そのシステムは、伝送デバイス１０１又は１０２の一例である。詳細には、通信インターフェース１００８は、通信インターフェース２０５の一例であり、スタブ結合器１００２は結合器２２０の一例であり、送信機／受信機デバイス１００６、ダイプレクサ１０１６、電力増幅器１０１４、低雑音増幅器１０１８、周波数混合器１０１０及び１０２０、並びに局部発振器１０１２は合わせて、送受信機２１０の一例を形成する。
【００７７】
動作時に、送信機／受信機デバイス１００６は波を送出し、受信する（例えば、スタブ結合器１００２上の導波１００４）。導波１００４を用いて、通信インターフェース１００８を経由してホストデバイス、基地局、モバイルデバイス、建物又は他のデバイスから受信された信号、及びそれらのデバイスに送信される信号を搬送することができる。通信インターフェース１００８は、システム１０００の一体部分とすることができる。代替的には、通信インターフェース１００８は、システム１０００にテザリングすることができる。通信インターフェース１００８は、赤外線通信協会（ＩｒＤＡ）プロトコルのような赤外線プロトコル又は他の見通し線光プロトコルを含む、種々のワイヤレスシグナリングプロトコル（例えば、ＬＴＥ、ＷｉＦｉ、ＷｉＭＡＸ、ＩＥＥＥ８０２．ｘｘ等）のいずれかを利用して、ホストデバイス、基地局、モバイルデバイス、建物又は他のデバイスとのインターフェースを構成するためのワイヤレスインターフェースを含むことができる。また、通信インターフェース１００８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仕様（ＤＯＣＳＩＳ）プロトコル、デジタル加入者線（ＤＳＬ）プロトコル、ファイヤワイヤ（ＩＥＥＥ１３９４）プロトコル、又は他の有線若しくは光プロトコルのようなプロトコルを介してホストデバイス、基地局、モバイルデバイス、建物又は他のデバイスと通信するための光ファイバー線、同軸ケーブル、ツイストペア、カテゴリ５（ＣＡＴ−５）ケーブル又は他の適切な有線若しくは光媒体のような有線インターフェースを含むこともできる。システム１０００がリピーターとして機能する実施形態の場合、通信インターフェース１００８は必要でない場合がある。
【００７８】
通信インターフェース１００８の出力信号（例えば、Ｔｘ）は、周波数混合器１０１０において局部発振器１０１２によって生成された搬送波（例えば、ミリメートル波搬送波）と合成することができる。周波数混合器１０１０は、ヘテロダイン技法又は他の周波数シフト技法を用いて、通信インターフェース１００８からの出力信号を周波数シフトすることができる。例えば、通信インターフェース１００８に／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）ワイヤレスプロトコル若しくは他のワイヤレス３Ｇ、４Ｇ、５Ｇ若しくはより高次の音声及びデータプロトコル、Ｚｉｇｂｅｅ、ＷＩＭＡＸ、超広帯域若しくはＩＥＥＥ８０２．１１ワイヤレスプロトコルか、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仕様（ＤＯＣＳＩＳ）プロトコル、デジタル加入者線（ＤＳＬ）プロトコル、ファイヤワイヤ（ＩＥＥＥ１３９４）プロトコルのような有線プロトコルか、又は他の有線若しくはワイヤレス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）信号のような被変調信号とすることができる。一例示的な実施形態において、この周波数変換はアナログ領域において行うことができ、結果として、周波数シフトは、基地局、モバイルデバイス又は建物内デバイスによって使用される通信プロトコルのタイプを考慮することなく行うことができる。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１００８は、アップグレード（例えば、ソフトウェア、ファームウェア、及び／又はハードウェアのアップグレード）又は交換することができるが、周波数シフト及び伝送装置はそのままであり、アップグレードを簡単にすることができる。その後、搬送波は電力増幅器（「ＰＡ」）１０１４に送ることができ、ダイプレクサ１０１６を経由して、送信機／受信機デバイス１００６を介して送信することができる。
【００７９】
送信機／受信機デバイス１００６から受信され、通信インターフェース１００８に向けられる信号は、ダイプレクサ１０１６を介して他の信号から分離することができる。その後、その受信された信号は増幅するために低雑音増幅器（「ＬＮＡ」）１０１８に送ることができる。周波数混合器１０２０が、局部発振器１０１２からの助けを借りて、その受信された信号（それは幾つかの実施形態において、ミリメートル波帯又は約３８ＧＨｚにある）を本来の周波数まで下方にシフトすることができる。その後、通信インターフェース１００８は、入力ポート（Ｒｘ）において、その伝送を受信することができる。
【００８０】
一実施形態において、送信機／受信機デバイス１００６は、円筒形若しくは非円筒形の金属（例えば、一実施形態において中空とすることができるが、必ずしも縮尺どお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むことができ、スタブ結合器１００２の端部を導波路若しくは送信機／受信機デバイス１００６内に、又は導波路若しくは送信機／受信機デバイス１００６に近接して配置し、それにより、送信機／受信機デバイス１００６が伝送を生成するときに、導波がスタブ結合器１００２に結合し、導波１００４としてスタブ結合器１００２の導波路表面の周りを伝搬するようにすることができる。幾つかの実施形態において、導波１００４は、一部はスタブ結合器１００２の外面上を、一部はスタブ結合器１００２の内部を伝搬することができる。他の実施形態において、導波１００４は、スタブ結合器１００２の外面上を実質的に又は完全に伝搬することができる。更に別の実施形態において、導波１００４は、スタブ結合器１００２の内部を実質的に又は完全に伝搬することができる。この後者の実施形態において、導波１００４は、図７の電線７０２等の伝送媒体に結合するために、スタブ結合器１００２の端部（図４に示されるテーパー付き端部等）において放射することができる。同様に、導波１００４が到来しつつある（電線７０２からスタブ結合器１００２に結合される）場合には、導波１００４は送信機／受信機デバイス１００６に入り、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１００６は、別個の導波路を含むように示されるが、別個の導波路を用いて又は用いることなく、アンテナ、空洞共振器、クライストロン、マグネトロン、進行波管又は他の放射素子を利用して、結合器１００２上に導波を誘導することができる。
【００８１】
一実施形態において、スタブ結合器１００２は、いかなる金属又はそれ以外の導電性材料を使用することなく、完全に誘電体材料（又は別の適切な絶縁材料）から構成することができる。スタブ結合器１００２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、又は非導電性であり、そのような材料の外面上の少なくとも一部において電磁波の伝送を容易にするのに適している他の材料から構成することができる。別の実施形態において、スタブ結合器１００２は、導電性／金属製であるコアを含み、外側誘電体表面を有することができる。同様に、スタブ結合器１００２によって誘導された電磁波を伝搬させるために、又はスタブ結合器１００２に電磁波を供給するためにスタブ結合器１００２に結合する伝送媒体は、裸電線又は絶縁電線であることに加えて、いかなる金属又はそれ以外の導電性材料も使用することなく、完全に誘電体材料（又は別の適切な絶縁材料）から構成することができる。
【００８２】
図１０Ａは、送信機／受信機デバイス１００６の開口部がスタブ結合器１００２よりはるかに広いことを示すが、これは縮尺どおりでないこと、そして、他の実施形態においてスタブ結合器１００２の幅は、中空の導波路の開口部と同程度であるか、又はわずかに小さいことに留意されたい。また、図示されないが、一実施形態において、送信機／受信機デバイス１００６の中に挿入される結合器１００２の端部は、反射を少なくし、結合効率を高めるために、先細りになる。
【００８３】
スタブ結合器１００２に結合する前に、送信機／受信機デバイス１００６によって生成された導波の１つ以上の導波路モードは、スタブ結合器１００２に結合し、導波１００４の１つ以上の波動伝搬モードを誘導することができる。導波１００４の波動伝搬モードは、中空の金属導波路と誘電体導波路との特性の違いに起因して、中空の金属導波路モードとは異なる可能性がある。例えば、導波１００４の波動伝搬モードは、基本横電磁モード（擬似ＴＥＭ００）を含むことができ、そのモードでは、導波がスタブ結合器１００２に沿って伝搬する間に、わずかな電場及び／又は磁場のみが伝搬方向に延在し、電場及び磁場がスタブ結合器１００２から径方向外向きに延在する。基本横電磁モード波動伝搬モードは、中空である導波路内部に存在する場合もあるし、存在しない場合もある。それゆえ、送信機／受信機デバイス１００６によって使用される中空の金属導波路モードは、スタブ結合器１００２の波動伝搬モードに実効的、かつ効率的に結合することができる導波路モードである。
【００８４】
送信機／受信機デバイス１００６及びスタブ結合器１００２の他の構成又は組み合わせが可能であることが理解されよう。例えば、図１０Ｂの参照符号１０００’で示されているように、スタブ結合器１００２’は、送信機／受信機デバイス１００６’（対応する回路部は図示せず）の中空の金属導波路の外面に対して接線方向又は平行に（間隙の有無にかかわらず）配置することができる。参照符号１０００’では示されていない別の実施形態では、スタブ結合器１００２’は、送信機／受信機デバイス１００６’の中空の金属導波路の内側に配置することができ、スタブ結合器１００２’の軸を送信機／受信機デバイス１００６’の中空の金属導波路の軸と同軸上に位置合わせすることを要しない。これらの実施形態のいずれにおいても、送信機／受信機デバイス１００６’によって生成された導波は、スタブ結合器１００２’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、スタブ結合器１００２’上の導波１００４’の１つ以上の波動伝搬モードを誘導することができる。
【００８５】
１つの実施形態において、導波１００４’は、部分的にはスタブ結合器１００２’の外面上を伝搬し、かつ部分的にはスタブ結合器１００２’の内側を伝搬することができる。別の実施形態では、導波１００４’は、実質的に又は完全にスタブ結合器１００２’の外面上を伝搬することができる。更に別の実施形態では、導波１００４’は、実質的に又は完全にスタブ結合器１００２’の内側を伝搬することができる。この後者の実施形態において、導波１００４’は、図９の電線７０２等の伝送媒体に結合するために、スタブ結合器１００２’の端部（図９に示されているテーパー付き端部等）において放射することができる。
【００８６】
送信機／受信機デバイス１００６の他の構成が可能であることが更に理解されよう。例えば、図１０Ｂにおいて参照符号１０００’’として示されているように、送信機／受信機デバイス１００６’’（対応する回路部は図示せず）の中空の金属導波路は、スタブ結合器１００２を使用することなく、図４の電線７０２等の伝送媒体の外面に対して接線方向又は平行に（間隙の有無にかかわらず）配置することができる。この実施形態において、送信機／受信機デバイス１００６’’によって生成される導波は、電線７０２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、非対象モード）を含む、電線７０２上の導波９０８の１つ以上の波動伝搬モードを誘導することができる。別の実施形態では、電線７０２は、スタブ結合器１００２を使用することなく、送信機／受信機デバイス１００６’’’（対応する回路部は図示せず）の中空の金属導波路の内側に位置決めすることができ、電線７０２の軸が中空の金属導波路の軸と同軸上に（又は同軸にならないように）位置合わせされるようになっている。図１０Ｂの参照符号１０００’’’も参照されたい。この実施形態において、送信機／受信機デバイス１００６’’’によって生成された導波は、電線７０２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、電線上の導波９０８の１つ以上の波動伝搬モードを誘導することができる。
【００８７】
１０００’’及び１０００’’’の実施形態において、絶縁された外面を有する電線７０２の場合に、導波９０８は、一部が絶縁体の外面上を、一部が絶縁体の内部を伝搬することができる。実施形態において、導波９０８は、絶縁体の外面上を実質的に、若しくは完全に、又は絶縁体の内部を実質的に、若しくは完全に伝搬することができる。１０００’’及び１０００’’’の実施形態において、裸導体である電線７０２の場合、導波９０８は、一部が導体の外面上を、一部が導体の内部を伝搬することができる。別の実施形態において、導波９０８は、導体の外面上を実質的に、又は完全に伝搬することができる。
【００８８】
ここで図１１を参照すると、デュアルスタブ結合器の一例の非限定的な実施形態を示すブロック図１１００が示される。詳細には、図１に関連して提示された伝送デバイス１０１又は１０２のような、伝送デバイスにおいて使用するためのデュアル結合器設計が提示される。一実施形態において、導波１１０８を受信するために、電線１１０２の周囲に２つ以上の結合器（スタブ結合器１１０４及び１１０６等）を位置決めすることができる。一実施形態において、導波１１０８を受信するのに１つの結合器で十分である。その場合、導波１１０８は、結合器１１０４に結合し、導波１１１０として伝搬する。導波１１０８の場構造が特定の導波モード（複数の場合もある）又は種々の外部要因に起因して電線１１０２の周囲において振動又は波動する場合には、導波１１０８が結合器１１０６に結合するように、結合器１１０６を配置することができる。幾つかの実施形態において、異なる方位角方向において誘導されたか、又は例えば、方位に依存するローブ及び／又はヌル又は他の非対称性を有する非基本又はより高次のモードを有する、電線１１０２の周囲で振動又は回転する場合がある導波を受信するために、４つ以上の結合器を、電線１１０２の一部の周囲に、例えば、９０度間隔、又は互いに対する別の間隔で配置することができる。しかしながら、例示的な実施形態から逸脱することなく、電線１１０２の一部の周囲に３つ以下、又は５つ以上の結合器を配置できることは理解されよう。
【００８９】
結合器１１０６及び１１０４はスタブ結合器として示されるが、弧状結合器、アンテナ又はホーン結合器、磁気結合器等を含む、本明細書において説明される結合器設計の任意の他の設計を同様に使用できることに留意されたい。また、幾つかの例示的な実施形態は、電線１１０２の少なくとも一部の周囲にある複数の結合器を提示してきたが、この複数の結合器は、複数の結合器サブ構成要素を有する単一の結合器システムの一部と見なすこともできる。例えば、結合器が単一のシステムに従って互いに対して（手動で、又はモーター若しくは他のアクチュエーターのような制御可能な機構を用いて自動的に）あらかじめ位置決めされるか、又は調整可能であるように、２つ以上の結合器を一度の設置で電線の周囲に配置することができる単一のシステムとして製造することができる。
【００９０】
結合器１１０６及び１１０４に結合される受信機は、信号品質を最大化するために、ダイバーシティ合成を用いて、両方の結合器１１０６及び１１０４から受信された信号を合成することができる。他の実施形態において、結合器１１０４及び１１０６のいずれか一方が所定の閾値より高い伝送を受信する場合には、受信機は、どちらの信号を使用するかを決定するときに、選択ダイバーシティを使用することができる。さらに、複数の結合器１１０６及び１１０４による受信が示されるが、同じ構成において結合器１１０６及び１１０４による送信も同様に行うことができる。詳細には、図１に関連して提示された伝送デバイス１０１又は１０２のような伝送デバイスが複数の送受信機及び複数の結合器を含む場合、伝送のために広範な多入力多出力（ＭＩＭＯ）送信及び受信技法を利用することができる。
【００９１】
波１１０８及び１１１０のグラフィック表示は、導波１１０８が結合器１１０４上に波１１１０を誘導するか、又は別の方法で送出する原理を例示するために提示されるにすぎないことに留意されたい。そのような波動伝搬の結果として生成される実際の電場及び磁場は、利用される周波数、結合器１１０４の設計、電線１１０２の寸法及び組成、並びに、その表面特性、存在する場合にはその絶縁、周囲環境の電磁的特性等に応じて異なる場合がある。
【００９２】
ここで図１２を参照すると、リピーターシステムの一例の非限定的な実施形態を示すブロック図１２００が示される。詳細には、図１に関連して提示された伝送デバイス１０１又は１０２のような伝送デバイスにおいて使用するためのリピーターデバイス１２１０が提示される。このシステムにおいて、電線１２０２に沿って伝搬する導波１２０５が結合器１２０４によって波１２０６として（例えば、導波として）抽出され、その後、リピーターデバイス１２１０によって昇圧又は再現され、波１２１６として（例えば、導波として）結合器１２１４上に送出されるように、電線１２０２又は他の伝送媒体付近に２つの結合器１２０４及び１２１４を配置することができる。その後、波１２１６を、電線１２０２上に送出し、導波１２１７として電線１２０２に沿って伝搬し続けることができる。一実施形態において、リピーターデバイス１２１０は、例えば、電線１２０２が電力線であるか、又は別の方法で電力搬送導体を含むときに、電線１２０２との磁気結合を通して昇圧又は再現するために利用される電力の少なくとも一部を受信することができる。結合器１２０４及び１２１４はスタブ結合器として示されるが、弧状結合器、アンテナ又はホーン結合器、磁気結合器等を含む、本明細書において説明される結合器設計の任意の他の設計を同様に使用できることに留意されたい。
【００９３】
幾つかの実施形態において、リピーターデバイス１２１０は、波１２０６に関連付けられる伝送を再現することができ、他の実施形態において、リピーターデバイス１２１０は通信インターフェース２０５を含むことができ、通信インターフェース２０５は、別のネットワークに及び／又は１つ以上の他のデバイスに通信信号１１０又は１１２としてデータ又は信号を供給するために、波１２０６からそのようなデータ又は他の信号を抽出し、及び／又は別のネットワーク及び／又は１つ以上の他のデバイスから通信信号１１０又は１１２を受信し（正：receives）、受信された通信信号１１０又は１１２をその中に埋め込んだ導波１２１６を送出する（正：launches）。リピーター構成において、受信機導波路１２０８は、結合器１２０４から波１２０６を受信することができ、送信機導波路１２１２は、導波１２１６を結合器１２１４上に導波１２１７として送出することができる。受信機導波路１２０８と送信機導波路１２１２との間で、導波１２０６及び／又は導波１２１６自体に埋め込まれた信号を増幅し、信号損失又は導波通信に関連付けられる他の非効率性を補正することができるか、又は信号を受信し、その中に含まれるデータを抽出するために処理し、送信するために再生することができる。一実施形態において、受信機導波路１２０８は、信号からデータを抽出し、データを処理して、例えば、誤り訂正符号を利用してデータ誤りを訂正し、訂正されたデータを用いて、更新された信号を再生するように構成することができる。その後、送信機導波路１２１２が、更新された信号をその中に埋め込んだ導波１２１６を送信することができる。一実施形態において、導波１２０６内に埋め込まれた信号を伝送から抽出し、通信インターフェース２０５を介して通信信号１１０又は１１２として別のネットワーク及び／又は１つ以上の他のデバイスと通信するために処理することができる。同様に、通信インターフェース２０５によって受信された通信信号１１０又は１１２を、生成された導波１２１６の伝送の中に挿入し、送信機導波路１２１２によって結合器１２１４上に送出することができる。
【００９４】
図１２は、それぞれ左から入る導波伝送１２０６及び右に出る導波伝送１２１６を示すが、これは簡単にするためにすぎず、限定することは意図していないことに留意されたい。他の実施形態において、受信機導波路１２０８及び送信機導波路１２１２はそれぞれ、送信機及び受信機としての役割も果たすことができ、それにより、リピーターデバイス１２１０を双方向にできるようにする。
【００９５】
一実施形態において、リピーターデバイス１２１０は、電線１２０２又は他の伝送媒体上に断絶又は障害物が存在する場所に配置することができる。電線１２０２が電力線である場合、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むことができる。リピーターデバイス１２１０は、導波（例えば、表面波）が線路上のこれらの障害物を飛び越え、同時に伝送電力を昇圧するのを助けることができる。他の実施形態において、結合器を用いて、リピーターデバイスを使用することなく、障害物を飛び越えることができる。その実施形態において、結合器の両端を電線につなぐか、又は固定して、それにより、導波が障害物によって阻止されることなく進行するための経路を与えることができる。
【００９６】
ここで図１３を参照すると、本明細書において説明される種々の態様による、双方向リピーターの一例の非限定的な実施形態のブロック図１３００が示される。詳細には、図１に関連して提示された伝送デバイス１０１又は１０２のような伝送デバイスにおいて使用するための双方向リピーターデバイス１３０６が提示される。結合器はスタブ結合器として示されるが、弧状結合器、アンテナ又はホーン結合器、磁気結合器等を含む、本明細書において説明される結合器設計の任意の他の設計を同様に使用できることに留意されたい。双方向リピーター１３０６は、２つ以上の電線又は他の伝送媒体が存在する場合に、ダイバーシティパスを利用することができる。導波伝送は、絶縁電線、非絶縁電線又は他のタイプの伝送媒体のような異なるタイプの伝送媒体の場合に異なる伝送効率及び結合効率を有し、さらに、要素に露出される場合には、気象条件及び他の大気条件によって影響を及ぼされる可能性があるので、特定の時点において異なる伝送媒体上で選択的に送信することが有利な可能性がある。種々の実施形態において、種々の伝送媒体を１次、２次、３次等と指定することができるが、そのような指定が、或る伝送媒体が別の伝送媒体より好ましいことを示すか否かは無関係である。
【００９７】
図示される実施形態において、伝送媒体は、絶縁又は非絶縁電線１３０２と、絶縁又は非絶縁電線１３０４とを含む（本明細書において、それぞれ電線１３０２及び１３０４と呼ばれる）。リピーターデバイス１３０６は、受信機結合器１３０８を用いて、電線１３０２に沿って進行する導波を受信し、送信機導波路１３１０を用いて、その伝送を電線１３０４に沿った導波として再現する。他の実施形態において、リピーターデバイス１３０６は、電線１３０４から電線１３０２に切り替えることができるか、又はその伝送を同じ経路に沿って再現することができる。リピーターデバイス１３０６は、伝送に影響を及ぼす可能性がある条件を示すセンサーを含むか、又はそのようなセンサー（又は図１６Ａに示すネットワーク管理システム１６０１）と通信することができる。センサーから受信されるフィードバックに基づいて、リピーターデバイス１３０６は、その伝送を同じ電線に沿って維持するか、その伝送を他の電線に転送するかについての判断を行うことができる。
【００９８】
ここで図１４を参照すると、双方向リピーターシステムの一例の非限定的な実施形態を示すブロック図１４００が示される。詳細には、図１に関連して提示された伝送デバイス１０１又は１０２のような伝送デバイスにおいて使用するための双方向リピーターシステムが提示される。双方向リピーターシステムは、分散アンテナシステム又はバックホールシステム内に位置する他の結合デバイスからの伝送を受信し、送信する導波路結合デバイス１４０２及び１４０４を含む。
【００９９】
種々の実施形態において、導波路結合デバイス１４０２は、別の導波路結合デバイスから伝送を受信することができ、その伝送は複数の副搬送波を有する。ダイプレクサ１４０６が他の伝送からその伝送を分離し、その伝送を低雑音増幅器（「ＬＮＡ」）１４０８に送ることができる。周波数混合器１４２８が、局部発振器１４１２の助けを借りて、その伝送（それは幾つかの実施形態において、ミリメートル波帯又は約３８ＧＨｚにある）を、分散アンテナシステムの場合のセルラー帯（約１．９ＧＨｚ）、本来の周波数、又はバックホールシステムの場合の他の周波数のようなより低い周波数まで下方にシフトすることができる。抽出器（又はデマルチプレクサ）１４３２が、副搬送波上の信号を抽出し、通信インターフェース２０５に結合するための電力増幅器１４２４によるオプションの増幅、バッファリング又はアイソレーションのために、その信号を出力構成要素１４２２に向けることができる。通信インターフェース２０５は更に、電力増幅器１４２４から受信された信号を処理することができるか、又は別の状況では、そのような信号を、ワイヤレス又は有線インターフェースを介して、基地局、モバイルデバイス、建物等の他のデバイスに送信することができる。この位置において抽出されていない信号の場合、抽出器１４３２は、それらの信号を別の周波数混合器１４３６にリダイレクトすることができ、別の周波数混合器において、それらの信号を用いて、局部発振器１４１４によって生成された搬送波を変調する。搬送波は、その副搬送波とともに、電力増幅器（「ＰＡ」）１４１６に送られ、ダイプレクサ１４２０を介して、導波路結合デバイス１４０４によって別のシステムに再送される。
【０１００】
ＬＮＡ１４２６を用いて、通信インターフェース２０５によって受信された信号を増幅、バッファリング又はアイソレートし、その後、その信号をマルチプレクサ１４３４に送信することができ、マルチプレクサは、その信号を導波路結合デバイス１４０４から受信された信号と融合させる。結合デバイス１４０４から受信された信号は、ダイプレクサ１４２０によって分割されており、その後、ＬＮＡ１４１８に通され、周波数混合器１４３８によって周波数に関して下方にシフトされている。信号がマルチプレクサ１４３４によって合成されるとき、それらの信号は周波数混合器１４３０によって周波数に関して上方にシフトされ、その後、ＰＡ１４１０によって昇圧され、導波路結合デバイス１４０２によって別のシステムに送信される。一実施形態において、双方向リピーターシステムは、出力デバイス１４２２を備えない単なるリピーターとすることができる。この実施形態において、マルチプレクサ１４３４は利用されず、ＬＮＡ１４１８からの信号は、上記で説明されたように、混合器１４３０に向けられることになる。幾つかの実施形態において、双方向リピーターシステムは、２つの異なる別々の一方向リピーターを用いて実現することもできることは理解されよう。代替の実施形態において、双方向リピーターシステムはブースターとすることもできるか、又は別の方法で下方シフト及び上方シフトを行うことなく再送を実行することもできる。実際には、例示的な実施形態において、再送は、信号又は導波を受信することと、信号又は導波の再送前に、幾つかの信号又は導波処理又は整形、フィルタリング及び／又は増幅を実行することとに基づくことができる。
【０１０１】
ここで図１５を参照すると、導波通信システムの一例の非限定的な実施形態を示すブロック図１５００が示される。この図は、図１に関連して提示された導波通信システムのような導波通信システムを使用することができる例示的な環境を表す。
【０１０２】
更なる基地局デバイスへのネットワーク接続を提供するために、通信セル（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するバックホールネットワークがそれに応じて拡大する。同様に、分散アンテナシステムへのネットワーク接続を提供するために、基地局デバイス及びその分散アンテナをリンクする拡張通信システムが望まれる。代替のネットワーク接続、増設のネットワーク接続、又は付加的なネットワーク接続を可能にするために、図１５に示されるような導波通信システム１５００を設けることができ、単線伝送線路（例えば、送電線）として動作し、導波路として使用することができ、及び／又は別の状況において電磁波の伝送を導波するように動作する電線のような伝送媒体上で導波（例えば、表面波）通信を送信し、及び／又は受信するために、導波路結合システムを設けることができる。
【０１０３】
導波通信システム１５００は、第１の事例の分散システム１５５０を含むことができ、それは中央局１５０１及び／又はマクロセルサイト１５０２に通信可能に結合される１つ以上の基地局デバイス（例えば、基地局デバイス１５０４）を含む。基地局デバイス１５０４は、有線（例えば、ファイバー及び／又はケーブル）接続によって、又はワイヤレス（例えば、マイクロ波ワイヤレス）接続によってマクロセルサイト１５０２及び中央局１５０１に接続することができる。第２の事例の分散システム１５６０を用いて、モバイルデバイス１５２２に、並びに住宅及び／又は商業施設１５４２に（これ以降、施設１５４２と呼ばれる）にワイヤレス音声及びデータサービスを提供することができる。システム１５００は、図１５に示されるようなモバイルデバイス１５２２〜１５２４及び施設１５４２に音声サービス及び／又はデータサービスを提供するための更なる事例の分散システム１５５０及び１５６０を有することができる。
【０１０４】
マクロセルサイト１５０２等のマクロセルは、モバイルネットワーク及び基地局デバイス１５０４への専用接続を有することができるか、又は別の接続を共有し、及び／又は別の方法で使用することができる。中央局１５０１を用いて、モバイルデバイス１５２２〜１５２４及び施設１５４２に、メディアコンテンツを配信し、及び／又はインターネットサービスプロバイダー（ＩＳＰ）サービスを提供することができる。中央局１５０１は、一群の衛星１５３０（その１つが図１５に示される）又は他のコンテンツ発生源からメディアコンテンツを受信することができ、そのようなコンテンツを、第１の事例の分散システム１５５０及び第２の事例の分散システム１５６０を介してモバイルデバイス１５２２〜１５２４及び施設１５４２に配信することができる。また、中央局１５０１は、モバイルデバイス１５２２〜１５２４及び施設１５４２にインターネットデータサービスを提供するために、インターネット１５０３に通信可能に結合することができる。
【０１０５】
基地局デバイス１５０４は、電柱１５１６上に設置することができるか、又は電柱１５１６に取り付けることができる。他の実施形態において、基地局デバイス１５０４は、変圧器付近に存在することができ、及び／又は電力線の近くに位置する他の場所に存在することができる。基地局デバイス１５０４は、モバイルデバイス１５２２及び１５２４のモバイルネットワークへの接続を容易にすることができる。電柱１５１８及び１５２０上に、又はその付近にそれぞれ設置されるアンテナ１５１２及び１５１４は、基地局デバイス１５０４から信号を受信することができ、アンテナ１５１２及び１５１４が基地局デバイス１５０４に、又はその付近に位置していた場合よりはるかに広いエリアにわたって、それらの信号をモバイルデバイス１５２２及び１５２４に送信することができる。
【０１０６】
図１５は、簡潔にするために、各事例の分散システム１５５０及び１５６０において、１つの基地局デバイスとともに３つの電柱を示すことに留意されたい。他の実施形態において、電柱１５１６は、より多くの基地局デバイスを有することができ、分散アンテナ及び／又は施設１５４２へのテザリング接続（tethered connection）を伴う、より多くの電柱を有することができる。
【０１０７】
図１に関連して提示された伝送デバイス１０１又は１０２のような伝送デバイス１５０６は、電柱１５１６、１５１８及び１５２０を接続する送電線又は電力線（複数の場合もある）を介して、基地局デバイス１５０４からアンテナ１５１２及び１５１４に信号を送信することができる。信号を送信するために、無線発信源及び／又は伝送デバイス１５０６は、基地局デバイス１５０４からの信号を（例えば、周波数混合を介して）アップコンバートするか、又は別の方法で、基地局デバイス１５０４からの信号をマイクロ波帯信号に変換し、伝送デバイス１５０６はマイクロ波帯波を送出し、その波は、先行する実施形態において説明されたように、送電線又は他の電線に沿って進行する導波として伝搬する。電柱１５１８において、別の伝送デバイス１５０８が導波を受信し（そして、必要に応じて、若しくは所望によりオプションで導波を増幅することができるか、又は導波を受信し、再生するリピーターとして動作することができ）、その導波を、送電線又は他の電線上の導波として前方に送信する。また、伝送デバイス１５０８は、マイクロ波帯導波から信号を抽出し、その信号を周波数に関して下方にシフトするか、又は別の方法で元のセルラー帯周波数（例えば、１．９ＧＨｚ又は他の規定されたセルラー周波数）、又は別のセルラー（又は非セルラー）帯周波数に変換することができる。アンテナ１５１２が、下方にシフトされた信号をモバイルデバイス１５２２にワイヤレスで送信することができる。そのプロセスは、必要に応じて、又は所望により、伝送デバイス１５１０、アンテナ１５１４及びモバイルデバイス１５２４によって繰り返すことができる。
【０１０８】
また、モバイルデバイス１５２２及び１５２４からの送信はそれぞれ、アンテナ１５１２及び１５１４によって受信することができる。伝送デバイス１５０８及び１５１０が、セルラー帯信号をマイクロ波帯に上方にシフトするか、又は別の方法で変換し、その信号を導波（例えば、表面波又は他の電磁波）伝送として電力線（複数の場合もある）を介して基地局デバイス１５０４に送信することができる。
【０１０９】
中央局１５０１によって受信されたメディアコンテンツは、モバイルデバイス１５２２及び施設１５４２に配信するために、基地局デバイス１５０４を介して、第２の事例の分散システム１５６０に供給することができる。伝送デバイス１５１０は、１つ以上の有線接続又はワイヤレスインターフェースによって、施設１５４２にテザリングすることができる。１つ以上の有線接続は、限定はしないが、電力線、同軸ケーブル、ファイバーケーブル、ツイストペアケーブル、導波伝送媒体、又はメディアコンテンツの配信のために、及び／又はインターネットサービスを提供するのに適した他の有線媒体を含むことができる。例示的な実施形態において、伝送デバイス１５１０からの有線接続は、１つ以上の対応するサービスエリアインターフェース（ＳＡＩ、図示せず）又はペデスタルに位置する１つ以上の超高速ビットレートデジタル加入者線（ＶＤＳＬ：very high bit rate digital subscriber line）モデムに通信可能に結合することができ、各ＳＡＩ又はペデスタルは施設１５４２の一部にサービスを提供する。ＶＤＳＬモデムを用いて、施設１５４２内に位置するゲートウェイ（図示せず）に選択的に、メディアコンテンツを配信し、及び／又はインターネットサービスを提供することができる。また、ＳＡＩ又はペデスタルは、電力線、同軸ケーブル、ファイバーケーブル、ツイストペアケーブル、導波伝送媒体又は他の適切な有線媒体のような有線媒体を介して施設１５４２に通信可能に結合することができる。他の例示的な実施形態において、伝送デバイス１５１０は、ＳＡＩ又はペデスタルのような介在するインターフェースを用いることなく、施設１５４２に直接、通信可能に結合することができる。
【０１１０】
別の例示的な実施形態において、システム１５００は、ダイバーシティパスを利用することができ、その場合、２つ以上の送電線又は他の電線が電柱１５１６、１５１８及び１５２０間に張り渡され（例えば、電柱１５１６と１５２０との間にある２つ以上の電線）、基地局／マクロセルサイト１５０２からの冗長伝送が、導波として、送電線又は他の電線の表面を下流に送信される。送電線又は他の電線は、絶縁又は非絶縁のいずれかとすることができ、伝送損失を引き起こす環境条件に応じて、結合デバイスは、絶縁又は非絶縁送電線又は他の電線から信号を選択的に受信することができる。その選択は、電線の信号対雑音比の測定値に基づくことができるか、又は特定された気象／環境条件（例えば、水分検出器、気象予報等）に基づくことができる。システム１５００とともにダイバーシティパスを使用することは、代替のルーティング能力、負荷バランシング、負荷取扱量の増加、同時の双方向又は同期通信、スペクトル拡散通信等を可能にすることができる。
【０１１１】
図１５の伝送デバイス１５０６、１５０８及び１５１０の使用は一例にすぎないこと、及び他の実施形態では、他の使用法が可能であることに留意されたい。例えば、伝送デバイスは、バックホール通信システムにおいて使用することができ、基地局デバイスにネットワーク接続を提供することができる。伝送デバイス１５０６、１５０８及び１５１０は、絶縁されるか否かにかかわらず、電線を介して導波通信を伝送することが望ましい数多くの状況において使用することができる。伝送デバイス１５０６、１５０８及び１５１０は、高い電圧を搬送する場合がある電線と物理的及び／又は電気的に接触しないか、又は接触が限られることに起因して、他の結合デバイスに比べて改善される。伝送デバイスは、電線から離れて位置する（例えば、電線から間隔を置いて配置する）ことができ、及び／又は誘電体が絶縁体としての役割を果たすので、電線と電気的に接触していない限り、電線上に位置することができ、それにより、安価で、容易で、及び／又は複雑でない設置を可能にする。しかしながら、上記で言及されたように、例えば、電線が電話網、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、光ファイバー通信システム又は低電圧を利用するか、若しくは絶縁伝送線路を有する他のネットワークに対応する構成では、導電性又は非誘電体結合器を利用することができる。
【０１１２】
一実施形態において基地局デバイス１５０４及びマクロセルサイト１５０２が例示されるが、他のネットワーク構成も同様に可能であることに更に留意されたい。例えば、アクセスポイント又は他のワイヤレスゲートウェイのようなデバイスを同様に利用して、ワイヤレスローカルエリアネットワーク、ワイヤレス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、超広帯域プロトコル、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈプロトコル、Ｚｉｇｂｅｅプロトコル若しくは他のワイヤレスプロトコル等の通信プロトコルに従って動作する他のワイヤレスネットワーク等の他のネットワークの通信範囲を拡張することができる。
【０１１３】
ここで図１６Ａ及び図１６Ｂを参照すると、送電網通信システムを管理するためのシステムの一例の非限定的な実施形態を示すブロック図が示される。図１６Ａを検討すると、図１５に関連して提示されたシステムのような、導波通信システムにおいて使用するための導波路システム１６０２が提示される。導波路システム１６０２は、センサー１６０４と、電力管理システム１６０５と、少なくとも１つの通信インターフェース２０５、送受信機２１０及び結合器２２０を含む伝送デバイス１０１又は１０２とを備えることができる。
【０１１４】
導波路システム１６０２は、本開示において説明される実施形態に従って導波通信を容易にするために電力線１６１０に結合することができる。例示的な実施形態において、伝送デバイス１０１又は１０２は、本開示において説明されたように、電力線１６１０の表面上に、電力線１６１０の表面に沿って長手方向に伝搬する電磁波を誘導するための結合器２２０を含む。また、伝送デバイス１０１又は１０２は、図１２及び図１３に示されるように、同じ電力線１６１０上で電磁波を再送するための、又は電力線１６１０間で電磁波をルーティングするためのリピーターとしての役割を果たすこともできる。
【０１１５】
伝送デバイス１０１又は１０２は、例えば、元の周波数範囲において運用される信号を、電力線１６１０の表面に沿って伝搬する対応する被導波電磁波を誘導するために、結合器に沿って伝搬する搬送波周波数において運用されるか、そのような搬送波周波数を示すか、又はそのような搬送波周波数に関連付けられる電磁波にアップコンバートするように構成される送受信機２１０を含む。搬送波周波数は、電磁波の帯域幅を規定する上側カットオフ周波数及び下側カットオフ周波数を有する中央周波数によって表すことができる。電力線１６１０は、導電性表面又は絶縁表面を有する電線（例えば、単線又はより線）とすることができる。また、送受信機２１０は、結合器２２０から信号を受信し、搬送波周波数において運用される電磁波を、その元の周波数にある信号にダウンコンバートすることもできる。
【０１１６】
アップコンバートするために伝送デバイス１０１又は１０２の通信インターフェース２０５によって受信される信号は、限定はしないが、通信インターフェース２０５の有線又はワイヤレスインターフェースを介して中央局１６１１によって供給される信号、通信インターフェース２０５の有線又はワイヤレスインターフェースを介して基地局１６１４によって供給される信号、通信インターフェース２０５の有線又はワイヤレスインターフェースを介して送達するためにモバイルデバイス１６２０によって基地局１６１４に送信されるワイヤレス信号、通信インターフェース２０５の有線又はワイヤレスインターフェースを介して建物内通信デバイス１６１８によって供給される信号、及び／又は通信インターフェース２０５のワイヤレス通信範囲においてローミングしているモバイルデバイス１６１２によって通信インターフェース２０５に供給されるワイヤレス信号を含むことができる。導波路システム１６０２が、図１２及び図１３において示されるようなリピーターとして機能する実施形態において、通信インターフェース２０５は、導波路システム１６０２に含まれる場合もあるし、含まれない場合もある。
【０１１７】
電力線１６１０の表面に沿って伝搬する電磁波は、データペイロードを含み、ネットワーキング情報（１つ以上の宛先導波路システム１６０２を識別するためのヘッダ情報等）を更に含む、データのパケット又はフレームを含むように変調し、フォーマットすることができる。ネットワーキング情報は、導波路システム１６０２によって、又は中央局１６１１、基地局１６１４、モバイルデバイス１６２０若しくは建物内デバイス１６１８等の発信元デバイスによって、又はその組み合わせによって与えられる場合がある。さらに、被変調電磁波は、信号外乱を軽減するための誤り訂正データを含むことができる。ネットワーキング情報及び誤り訂正データは、宛先導波路システム１６０２に送られた伝送を検出するために、及び宛先導波路システム１６０２に通信可能に結合される受信側通信デバイスに送られる音声信号及び／又はデータ信号を含む伝送をダウンコンバートし、誤り訂正データで処理するために、宛先導波路システム１６０２によって使用することができる。
【０１１８】
ここで、導波路システム１６０２のセンサー１６０４を参照すると、センサー１６０４は、温度センサー１６０４ａ、外乱検出センサー１６０４ｂ、エネルギー損失センサー１６０４ｃ、雑音センサー１６０４ｄ、振動センサー１６０４ｅ、環境（例えば、気象）センサー１６０４ｆ、及び／又はイメージセンサー１６０４ｇのうちの１つ以上を含むことができる。温度センサー１６０４ａを用いて、周囲温度、伝送デバイス１０１又は１０２の温度、電力線１６１０の温度、温度差（例えば、設定点又は基準値との比較、伝送デバイス１０１又は１０２と１６１０との間等）、又はその任意の組み合わせを測定することができる。１つの実施形態において、温度指標は、基地局１６１４によって、定期的に収集し、ネットワーク管理システム１６０１に報告することができる。
【０１１９】
外乱検出センサー１６０４ｂは、電力線１６１０上で測定を実行して、信号反射等の外乱を検出することができ、信号反射は、電力線１６１０上の電磁波の伝搬を妨げる場合がある下流外乱の存在を示すことができる。信号反射は、例えば、伝送デバイス１０１又は１０２によって電力線１６１０上に送信された電磁波が伝送デバイス１０１又は１０２から下流に位置する電力線１６１０における外乱から伝送デバイス１０１又は１０２に全体的に、又は部分的に後方反射することから生じる歪みを表すことができる。
【０１２０】
信号反射は、電力線１６１０上の障害物によって引き起こされる可能性がある。例えば、木の枝が電力線１６１０上に横たわっているか、又は電力線１６１０に極めて近接し、コロナ放電を引き起こす場合があるときに、木の枝が電磁波反射を引き起こす場合がある。電磁波反射を引き起こす可能性がある他の障害物は、限定はしないが、電力線１６１０上に絡まった物体（例えば、衣類、靴ひもによって電力線１６１０に巻き付いた靴等）、電力線１６１０上の腐食した蓄積物、又は、氷蓄積物を含むことができる。送電網コンポーネントも、電力線１６１０の表面上の電磁波の伝搬を妨げる又は遮る場合がある。信号反射を引き起こす場合がある送電網コンポーネントの例示は、限定はしないが、変圧器、及び、接合された電力線を接続するための接合部を含む。電力線１６１０上の鋭角部も、電磁波反射を引き起こす場合がある。
【０１２１】
外乱検出センサー１６０４ｂは、電磁波反射の大きさを、伝送デバイス１０１又は１０２によって送信された元の電磁波の大きさと比較する回路を備えて、電力線１６１０内の下流外乱が伝送をどの程度減衰させるかを判断することができる。外乱検出センサー１６０４ｂは、反射波に関するスペクトル分析を実行するためのスペクトルアナライザー回路を更に備えることができる。スペクトルアナライザー回路によって生成されたスペクトルデータは、パターン認識、エキスパートシステム、曲線当てはめ、マッチトフィルタリング、又は他の人工知能、分類又は比較技法によって、スペクトルプロファイルと比較して、例えば、スペクトルデータに最も厳密に一致するスペクトルプロファイルに基づいて、外乱のタイプを識別することができる。スペクトルプロファイルは、外乱検出センサー１６０４ｂのメモリに記憶することができるか、又は外乱検出センサー１６０４ｂによってリモートアクセス可能とすることができる。プロファイルは、電力線１６１０上で直面する場合がある異なる外乱をモデル化するスペクトルデータを含み、外乱検出センサー１６０４ｂが局所的に外乱を識別するのを可能にすることができる。外乱の識別は、わかった場合には、基地局１６１４を経由してネットワーク管理システム１６０１に報告することができる。また、外乱検出センサー１６０４ｂは、伝送デバイス１０１又は１０２を利用して、電磁波をテスト信号として送信し、電磁波反射に関するラウンドトリップ時間を特定することもできる。外乱検出センサー１６０４ｂによって測定されるラウンドトリップ時間を用いて、反射が起こる点まで電磁波が進行する距離を計算することができ、それにより、外乱検出センサー１６０４ｂが、伝送デバイス１０１又は１０２から電力線１６１０上の下流外乱までの距離を計算できるようになる。
【０１２２】
計算された距離は、基地局１６１４を経由してネットワーク管理システム１６０１に報告することができる。１つの実施形態において、電力線１６１０上の導波路システム１６０２の場所は、ネットワーク管理システム１６０１に既知である場合があり、ネットワーク管理システム１６０１は、その場所を用いて、送電網の既知のトポロジに基づいて、電力線１６１０上の外乱の場所を特定することができる。別の実施形態において、導波路システム１６０２は、ネットワーク管理システム１６０１に自らの場所を与え、電力線１６１０上の外乱の場所の特定を支援することができる。導波路システム１６０２の場所は、導波路システム１６０２のメモリに記憶された導波路システム１６０２のあらかじめプログラムされた場所から、導波路システム１６０２が入手することができるか、又は導波路システム１６０２は、導波路システム１６０２内に含まれるＧＰＳ受信機（図示せず）を用いて、自らの場所を特定することができる。
【０１２３】
電源管理システム１６０５は、導波路システム１６０２の上記のコンポーネントにエネルギーを与える。電源管理システム１６０５は、太陽電池から、又は電力線１６１０に結合される変圧器（図示せず）から、又は電力線１６１０若しくは別の近隣の電力線への誘導性結合によって、エネルギーを受信することができる。電源管理システム１６０５は、導波路システム１６０２に臨時電力を与えるために、バックアップ電池及び／又はスーパーキャパシター若しくは他のキャパシター回路を含むこともできる。エネルギー損失センサー１６０４ｃを用いて、導波路システム１６０２が電力損失条件及び／又は何らかの他の機能不全の発生を有する時点を検出することができる。例えば、エネルギー損失センサー１６０４ｃは、欠陥がある太陽電池に起因する電力損失がある時点、太陽電池が機能不全に陥る太陽電池上の障害物、電力線１６１０上の電力損失、及び／又はバックアップ電池の使用期限若しくはスーパーキャパシター内の検出可能な欠陥に起因してバックアップ電源システムが機能不全に陥る時点を検出することができる。機能不全及び／又は電力損失が生じるとき、エネルギー損失センサー１６０４ｃは、基地局１６１４を経由してネットワーク管理システム１６０１に通知することができる。
【０１２４】
雑音センサー１６０４ｄを用いて、電力線１６１０上の電磁波の伝送に悪影響を及ぼすおそれがある、電力線１６１０上の雑音を測定することができる。雑音センサー１６０４ｄは、予期しない電磁干渉、雑音バースト、又は電力線１６１０の表面上の被変調電磁波の受信を妨害するおそれがある他の外乱源を検知することができる。雑音バーストは、例えば、コロナ放電、又は他の雑音源によって引き起こされる可能性がある。雑音センサー１６０４ｄは、被測定雑音を、雑音プロファイルの内部データベースから、又はパターン認識、エキスパートシステム、曲線当てはめ、マッチトフィルタリング、又は他の人工知能、分類若しくは比較技法を介して雑音プロファイルを記憶する遠隔配置されたデータベースから、導波路システム１６０２によって入手された雑音プロファイルと比較することができる。比較から、雑音センサー１６０４ｄは、例えば、被測定雑音に対して最も厳密な一致を与える雑音プロファイルに基づいて、雑音源（例えば、コロナ放電等）を識別することができる。雑音センサー１６０４ｄは、ビット誤り率、パケット損失率、ジッタ、パケット再送要求等の伝送指標を測定することによって、雑音が伝送にいかに影響を及ぼすかを検出することもできる。雑音センサー１６０４ｄは、数ある中でも、雑音源の正体、発生時刻及び伝送指標を、基地局１６１４を経由してネットワーク管理システム１６０１に報告することができる。
【０１２５】
振動センサー１６０４ｅは、加速度計及び／又はジャイロスコープを含み、電力線１６１０上の２Ｄ又は３Ｄ振動を検出することができる。振動は、導波路システム１６０２内に局所的に記憶することができるか、又はパターン認識、エキスパートシステム、曲線当てはめ、マッチトフィルタリング、又は他の人工知能、分類若しくは比較技法を介してリモートデータベースから、導波路システム１６０２によって入手することができる振動プロファイルと比較することができる。振動プロファイルを用いて、例えば、被測定振動に対して最も厳密な一致を与える振動プロファイルに基づいて、例えば、倒木を突風から区別することができる。この解析の結果は、振動センサー１６０４ｅによって、基地局１６１４を経由してネットワーク管理システム１６０１に報告することができる。
【０１２６】
環境センサー１６０４ｆは、数ある中でも、大気圧、周囲温度（温度センサー１６０４ａが提供することができる）、風速、湿度、風向及び降雨を測定するためのバロメーターを含むことができる。環境センサー１６０４ｆは、生の情報を収集し、その情報を、導波路システム１６０２のメモリから、又はパターン認識、エキスパートシステム、知識ベースシステム又は他の人工知能、分類若しくは他の気象モデル化及び予測技法を介して、気象条件が生じる前に気象条件を予測するリモートデータベースから入手することができる環境プロファイルと比較することによって処理することができる。環境センサー１６０４ｆは、生データ及びその解析をネットワーク管理システム１６０１に報告することができる。
【０１２７】
イメージセンサー１６０４ｇは、導波路システム１６０２付近において画像を取り込むためのデジタルカメラ（例えば、電荷結合デバイス又はＣＣＤイメージャー、赤外線カメラ等）とすることができる。イメージセンサー１６０４ｇは、複数の視点（例えば、上面、底面、左面、右面等）から電力線１６１０を点検するためにカメラの動き（例えば、実際の位置又は焦点／ズーム）を制御する電気機械的機構を含むことができる。代替的には、イメージセンサー１６０４ｇは、複数の視点を得るために電気機械的機構を必要としないように設計することができる。イメージセンサー１６０４ｇによって生成されたイメージングデータの収集及び検索は、ネットワーク管理システム１６０１によって制御することができるか、又はイメージセンサー１６０４ｇが自律的に収集し、ネットワーク管理システム１６０１に報告することができる。
【０１２８】
電力線１６１０（又は電磁波の任意の他の形の伝送媒体）上の電磁波伝送を妨げる可能性がある外乱を検出、予測、及び／又は軽減するために導波路システム１６０２及び／又は電力線１６１０に関連付けられるテレメトリ情報を収集するのに適している場合がある他のセンサーが、導波路システム１６０２によって利用される場合がある。
【０１２９】
ここで図１６Ｂを参照すると、ブロック図１６５０は、本明細書において説明される種々の態様による、送電網１６５３と、その中に組み込まれるか又はそれに関連付けられる通信システム１６５５とを管理するためのシステムの一例の非限定的な実施形態を示す。通信システム１６５５は、送電網１６５３の電力線１６１０に結合される複数の導波路システム１６０２を備える。通信システム１６５５において使用される導波路システム１６０２の少なくとも一部が、基地局１６１４及び／又はネットワーク管理システム１６０１と直接通信することができる。基地局１６１４又はネットワーク管理システム１６０１に直接接続されない導波路システム１６０２は、基地局１６１４又はネットワーク管理システム１６０１に接続される他の下流の導波路システム１６０２を経由して、基地局１６１４又はネットワーク管理システム１６０１のいずれかとの通信セッションに参加することができる。
【０１３０】
ネットワーク管理システム１６０１は、各エンティティに、送電網１６５３及び通信システム１６５５に関連付けられるステータス情報を与えるために、それぞれ電力会社１６５２の機器及び通信サービスプロバイダー１６５４の機器に通信可能に結合することができる。ネットワーク管理システム１６０１、電力会社１６５２の機器及び通信サービスプロバイダー１６５４の機器は、送電網１６５３及び／又は通信システム１６５５を管理する際に、ステータス情報を与えるために、及び／又は要員に指示するために、電力会社要員１６５６によって利用される通信デバイス及び／又は通信サービスプロバイダー要員１６５８によって利用される通信デバイスにアクセスすることができる。
【０１３１】
図１７Ａは、図１６Ａ及び図１６Ｂのシステムの通信ネットワーク内で生じる外乱を検出し、軽減するための方法１７００の一例の非限定的な実施形態の流れ図を示す。方法１７００は、ステップ１７０２から開始することができ、ステップ１７０２において、導波路システム１６０２は、電力線１６１０の表面に沿って進行する被変調電磁波若しくは別のタイプの電磁波に埋め込まれるか、又はその一部を形成するメッセージを送信及び受信する。メッセージは、音声メッセージ、ストリーミングビデオ、及び／又は通信システム１６５５に通信可能に結合される通信デバイス間で交換される他のデータ／情報とすることができる。ステップ１７０４において、導波路システム１６０２のセンサー１６０４が検知データを収集することができる。一実施形態において、検知データは、ステップ１７０２におけるメッセージの送信及び／又は受信前に、又はその最中に、又はその後にステップ１７０４において収集することができる。ステップ１７０６において、導波路システム１６０２（又はセンサー１６０４自体）が、検知データから、導波路システム１６０２から発信する（例えば、導波路システム１６０２によって送信される）通信、又は導波路システム１６０２によって受信される通信に影響を及ぼす可能性がある、通信システム１６５５内の外乱の実際の発生又は予測される発生を判断することができる。導波路システム１６０２（又はセンサー１６０４）は、温度データ、信号反射データ、エネルギー損失データ、雑音データ、振動データ、環境データ又はその任意の組み合わせを処理して、この判断を行うことができる。また、導波路システム１６０２（又はセンサー１６０４）は、通信システム１６５５内の外乱源及び／又はその場所を検出、識別、推定、又は予測することもできる。ステップ１７０８において、外乱が検出／識別されず、予測／推定もされない場合には、導波路システム１６０２は、ステップ１７０２に進むことができ、電力線１６１０の表面に沿って進行する被変調電磁波に埋め込まれるか、又はその一部を形成するメッセージを送信及び受信し続ける。
【０１３２】
ステップ１７０８において、外乱が生じていると検出／識別されるか、又は生じると予測／推定される場合には、導波路システム１６０２はステップ１７１０に進み、外乱が通信システム１６５５内のメッセージの送信又は受信に悪影響を及ぼすか否か（又は代替的には、悪影響を及ぼす可能性があるか否か、又は及ぼされるおそれのある悪影響の程度）を判断する。１つの実施形態において、ステップ１７１０において持続時間閾値及び発生頻度閾値を用いて、外乱が通信システム１６５５内の通信に悪影響を及ぼす時点を判断することができる。例示のためにすぎないが、持続時間閾値が５００ｍｓに設定され、一方、発生頻度閾値が、１０ｓｅｃの観測期間内の５回の外乱発生に設定されると仮定する。したがって、５００ｍｓを超える持続時間を有する外乱が、持続時間閾値をトリガーすることになる。さらに、１０ｓｅｃの時間間隔内に６回以上の任意の外乱発生が、発生頻度閾値をトリガーすることになる。
【０１３３】
１つの実施形態において、持続時間閾値のみが超えられるときに、外乱が、通信システム１６５５内のシグナルインテグリティに悪影響を及ぼすと見なすことができる。別の実施形態において、持続時間閾値及び発生頻度閾値の両方が超えられるときに、外乱が、通信システム１６５５内のシグナルインテグリティに悪影響を及ぼすと見なすことができる。それゆえ、後者の実施形態は、通信システム１６５５内のシグナルインテグリティに悪影響を及ぼす外乱を分類する上で、前者の実施形態より控えめである。例示的な実施形態によれば、ステップ１７１０のために、数多くの他のアルゴリズム並びに関連するパラメーター及び閾値を利用できることは理解されよう。
【０１３４】
方法１７００を再び参照すると、ステップ１７１０において、ステップ１７０８において検出された外乱が、悪影響を及ぼされる通信に関する条件を満たさない（例えば、持続時間閾値も発生頻度閾値も超えない）場合には、導波路システム１６０２は、ステップ１７０２に進み、メッセージを処理し続けることができる。例えば、ステップ１７０８において検出された外乱が１ｍｓｅｃの持続時間を有し、１０ｓｅｃの期間内に一度だけ発生する場合には、いずれの閾値も超えられないことになる。結果として、そのような外乱は、通信システム１６５５内のシグナルインテグリティにわずかな影響しか及ぼさないと見なすことができ、それゆえ、軽減を必要とする外乱として警告されないことになる。警告されないが、外乱の発生、その発生時刻、その発生頻度、スペクトルデータ及び／又は他の有用な情報は、監視のためにテレメトリデータとしてネットワーク管理システム１６０１に報告される場合がある。
【０１３５】
ステップ１７１０を再び参照すると、一方、外乱が、悪影響を及ぼされる通信に関する条件を満たす（例えば、一方の又は両方の閾値を超える）場合には、導波路システム１６０２はステップ１７１２に進み、その事態をネットワーク管理システム１６０１に報告することができる。報告は、センサー１６０４によって収集された生検知データ、導波路システム１６０２によってわかる場合には、外乱の説明、外乱の発生時刻、外乱の発生頻度、外乱に関連付けられる場所、ビット誤り率、パケット損失率、再送要求、ジッタ、待ち時間等のパラメーター読み取り値を含むことができる。外乱が導波路システム１６０２の１つ以上のセンサーによる予測に基づく場合には、その報告は、予想される外乱のタイプ、そして予測可能な場合には、外乱の予想される発生時刻、そしてその予測が、導波路システム１６０２のセンサー１６０４によって収集された履歴検知データに基づくときに、予測される外乱の予想される発生頻度を含むことができる。
【０１３６】
ステップ１７１４において、ネットワーク管理システム１６０１は、軽減、迂回又は補正技法を決定することができ、その技法は、外乱の場所を特定できる場合には、導波路システム１６０２に、トラフィックを再ルーティングし、外乱を迂回するように指示することを含むことができる。１つの実施形態において、外乱を検出する結合デバイス１４０２は、導波路システム１６０２を、外乱によって影響を及ぼされる主電力線から、副電力線に接続するように、図１３及び図１４に示されるようなリピーターに指示して、導波路システム１６０２がトラフィックを異なる伝送媒体に再ルーティングし、外乱を回避できるようにすることができる。導波路システム１６０２がリピーターとして構成される実施形態では、導波路システム１６０２自体が、主電力線から副電力線へのトラフィックの再ルーティングを実行することができる。双方向通信（例えば、全二重又は半二重通信）の場合、リピーターは、導波路システム１６０２によって処理するために、トラフィックを副電力線から再ルーティングし、主電力線に戻すように構成できることに更に留意されたい。
【０１３７】
別の実施形態において、導波路システム１６０２は、外乱の上流に位置する第１のリピーター及び外乱の下流に位置する第２のリピーターに、外乱を回避するように、トラフィックを主電力線から一時的に副電力線にリダイレクトし、その後、主電力線に戻すように命令することによって、トラフィックをリダイレクトすることができる。双方向通信（例えば、全二重又は半二重通信）の場合、リピーターは、トラフィックを副電力線から再ルーティングし、主電力線に戻すように構成できることに更に留意されたい。
【０１３８】
副電力線上で行われる既存の通信セッションを中断するのを回避するために、ネットワーク管理システム１６０１は、導波路システム１６０２に命じて、データトラフィック及び／又は音声トラフィックを主電力線から離れるようにリダイレクトして外乱を迂回するために、リピーター（複数の場合もある）に副電力線の未使用のタイムスロット（複数の場合もある）及び／又は周波数帯域（複数の場合もある）を利用するように命令することができる。
【０１３９】
ステップ１７１６において、外乱を回避するために、トラフィックが再ルーティングされている間に、ネットワーク管理システム１６０１は、電力会社１６５２の機器及び／又は通信サービスプロバイダー１６５４の機器に通知することができ、それらの機器が更に、電力会社の要員１６５６及び／又は通信サービスプロバイダーの要員１６５８に、外乱が検出されたこと、及び既知であるなら、その場所を通知することができる。いずれかの関係団体からの現地要員が、外乱の特定された場所において外乱の解決に応じることができる。電力会社の要員及び／又は通信サービスプロバイダーの要員によって外乱が除去されるか、又はそうでなくても軽減されると、そのような要員は、ネットワーク管理システム１６０１に及び／又は電力会社及び／又は通信サービスプロバイダーの機器に通信可能に結合される現場機器（例えば、ラップトップコンピューター、スマートフォン等）を利用して、それぞれ自らの会社及び／又はネットワーク管理システム１６０１に通知することができる。その通知は、外乱がいかに軽減されたかの説明、及び通信システム１６５５のトポロジを変更する場合がある電力線１６１０への任意の変更を含むことができる。
【０１４０】
外乱が（判断１７１８において特定されるように）解決されると、ネットワーク通信システム１６０１は、導波路システム１６０２によって使用された以前のルーティング構成を復旧するか、又は外乱を軽減するために使用された復旧方策の結果として、通信システム１６５５の新たなネットワークトポロジが生じた場合には、新たなルーティング構成に従ってトラフィックをルーティングするように、ステップ１７２０において導波路システム１６０２に指示することができる。別の実施形態において、導波路システム１６０２は、外乱が除去された時点を判断するために、電力線１６１０上でテスト信号を送信することによって外乱の軽減を監視するように構成することができる。導波路システム１６０２が、外乱がないことを検出すると、通信システム１６５５のネットワークトポロジが変更されていないと判断する場合には、又は検出された新たなネットワークトポロジに適応する新たなルーティング構成を利用できる場合には、導波路システム１６０２は、ネットワーク管理システム１６０１による支援を受けることなく、そのルーティング構成を自律的に復旧することができる。
【０１４１】
図１７Ｂは、図１６Ａ及び図１６Ｂのシステムの通信ネットワーク内で生じる外乱を検出し、軽減するための方法１７５０の一例の非限定的な実施形態の流れ図を示す。１つの実施形態において、方法１７５０はステップ１７５２から開始することができ、ステップ１７５２において、ネットワーク管理システム１６０１は、電力会社１６５２の機器又は通信サービスプロバイダー１６５４の機器から、メンテナンススケジュールに関連付けられるメンテナンス情報を受信する。ネットワーク管理システム１６０１は、ステップ１７５４において、メンテナンス情報から、メンテナンススケジュール中に実行されることになるメンテナンス活動を識別することができる。これらの活動から、ネットワーク管理システム１６０１は、メンテナンスから生じる外乱（例えば、電力線１６１０の予定された交換、電力線１６１０上の導波路システム１６０２の予定された交換、送電網１６５３内の電力線１６１０の予定された再構成等）を検出することができる。
【０１４２】
別の実施形態において、ネットワーク管理システム１６０１は、ステップ１７５５において、１つ以上の導波路システム１６０２からテレメトリ情報を受信することができる。テレメトリ情報は、数ある中でも、テレメトリ情報を発行する各導波路システム１６０２の識別情報、各導波路システム１６０２のセンサー１６０４によって取り込まれる測定値、各導波路システム１６０２のセンサー１６０４によって検出される、予測、推定又は実際の外乱に関連する情報、各導波路システム１６０２に関連付けられる場所情報、検出された外乱の推定場所、外乱の正体等を含むことができる。ネットワーク管理システム１６０１は、テレメトリ情報から、導波路の動作、電線表面に沿った電磁波の伝送、又はその両方にとって不都合な場合があるタイプの外乱を特定することができる。また、ネットワーク管理システム１６０１は、複数の導波路システム１６０２からのテレメトリ情報を用いて、外乱を分離し、識別することもできる。さらに、ネットワーク管理システム１６０１は、他の導波路システム１６０２からの類似のテレメトリ情報を受信することによって、外乱の場所を三角測量し、及び／又は外乱の正体を確認するために、影響を及ぼされる導波路システム１６０２付近にある導波路システム１６０２からテレメトリ情報を要求することができる。
【０１４３】
更に別の実施形態において、ネットワーク管理システム１６０１は、ステップ１７５６において、メンテナンス現地要員からの予定されない活動報告を受信することができる。予定されないメンテナンスは、計画外の現地訪問の結果として、又は現地訪問若しくは予定されたメンテナンス活動中に発見された予期しない現場の問題の結果として生じる場合がある。活動報告は、通信システム１６５５及び／又は送電網１６５３において発見された問題に対処する現地要員から生じる送電網１６５３のトポロジ構成に対する変更、１つ以上の導波路システム１６０２に対する変更（その交換又は修理等）、存在する場合には、実行される外乱の軽減等を識別することができる。
【０１４４】
ステップ１７５８において、ネットワーク管理システム１６０１は、外乱がメンテナンススケジュールに基づいて生じるか否か、又は外乱がテレメトリデータに基づいて生じたか、若しくは生じることが予測されるか否か、又は外乱が現地活動報告において識別される計画外のメンテナンスに起因して生じたか否かを、ステップ１７５２〜１７５６に従って受信された報告から判断することができる。これらの報告のいずれかから、ネットワーク管理システム１６０１は、検出又は予測された外乱が、通信システム１６５５の影響を及ぼされる導波路システム１６０２又は他の導波路システム１６０２によるトラフィックの再ルーティングを必要とするか否かを判断することができる。
【０１４５】
ステップ１７５８において外乱が検出又は予測されるとき、ネットワーク管理システム１６０１はステップ１７６０に進むことができ、ネットワーク管理システム１６０１は、外乱を迂回するために、トラフィックを再ルーティングするように、１つ以上の導波路システム１６０２に指示することができる。外乱が送電網１６５３の永久のトポロジ変化に起因して永久であるとき、ネットワーク管理システム１６０１はステップ１７７０に進み、ステップ１７６２、１７６４、１７６６及び１７７２をスキップすることができる。ステップ１７７０において、ネットワーク管理システム１６０１は、新たなトポロジに適応する新たなルーティング構成を使用するように、１つ以上の導波路システム１６０２に指示することができる。しかしながら、外乱が１つ以上の導波路システム１６０２によって供給されるテレメトリ情報から検出された場合には、ネットワーク管理システム１６０１は、電力会社のメンテナンス要員１６５６及び／又は通信サービスプロバイダーのメンテナンス要員１６５８に、外乱の場所、既知である場合には外乱のタイプ、及びそのような要員が外乱を軽減するのに有用な場合がある関連情報を通知することができる。メンテナンス活動に起因して外乱が予想されるとき、ネットワーク管理システム１６０１は、メンテナンススケジュール中にメンテナンス活動によって引き起こされる外乱を回避するために、所与のスケジュール（メンテナンススケジュールと一致する）においてトラフィックルートを再構成するように、１つ以上の導波路システム１６０２に指示することができる。
【０１４６】
ステップ１７６０を再び参照すると、その完了時に、プロセスはステップ１７６２で継続することができる。ステップ１７６２において、ネットワーク管理システム１６０１は、現地要員によって外乱（複数の場合もある）が軽減された時点を監視することができる。ステップ１７６２において、現場機器（例えば、ラップトップコンピューター、又はハンドヘルドコンピューター／デバイス）を利用して、通信ネットワーク（例えば、セルラー通信システム）を介して、現地要員によってネットワーク管理システム１６０１に対して提出された現地報告を解析することによって、外乱の軽減を検出することができる。現地要員が、外乱が軽減されたと報告した場合には、ネットワーク管理システム１６０１は、ステップ１７６４に進み、現場報告から、外乱を軽減するためにトポロジ変更が必要とされたか否かを判断することができる。トポロジ変更は、電力線１６１０を再ルーティングすること、異なる電力線１６１０を利用するように導波路システム１６０２を再構成すること、そうでなければ、外乱を迂回するために代替のリンクを利用すること等を含むことができる。トポロジ変更が行われた場合には、ネットワーク管理システム１６０１は、ステップ１７７０において、新たなトポロジに適応する新たなルーティング構成を使用するように、１つ以上の導波路システム１６０２に指示することができる。
【０１４７】
しかしながら、現地要員によってトポロジ変更が報告されなかった場合には、ネットワーク管理システム１６０１はステップ１７６６に進むことができ、テスト信号を送って、外乱（複数の場合もある）が検出される前に使用されていたルーティング構成をテストするように、１つ以上の導波路システム１６０２に指示することができる。テスト信号は、外乱付近にある影響を及ぼされた導波路システム１６０２に送ることができる。テスト信号を用いて、導波路システム１６０２のいずれかによって信号外乱（例えば、電磁波反射）が検出されるか否かを判断することができる。テスト信号が、以前のルーティング構成が、以前に検出された外乱（複数の場合もある）をもはや受けていないことを確認する場合には、ネットワーク管理システム１６０１は、ステップ１７７２において、以前のルーティング構成を復旧するように、影響を及ぼされた導波路システム１６０２に指示することができる。しかしながら、１つ以上の結合デバイス１４０２によって解析され、ネットワーク管理システム１６０１に報告されたテスト信号が、外乱（複数の場合もある）又は新たな外乱（複数の場合もある）が存在することを示す場合には、ネットワーク管理システム１６０１はステップ１７６８に進み、現場の問題に更に対処するために、現地要員にこの情報を報告する。ネットワーク管理システム１６０１は、この状況において、ステップ１７６２において外乱（複数の場合もある）の軽減を監視し続けることができる。
【０１４８】
上記の実施形態において、導波路システム１６０２は、送電網１６５３内の変更に、及び／又は外乱の軽減に自己適応するように構成することができる。すなわち、１つ以上の影響を及ぼされた導波路システム１６０２は、ネットワーク管理システム１６０１によって導波路システムに送られる命令を必要とすることなく、外乱の軽減を自ら監視し、トラフィックルートを再構成するように構成することができる。この実施形態において、自己構成可能である１つ以上の導波路システム１６０２は、ネットワーク管理システム１６０１が通信システム１６５５の通信トポロジのマクロレベルの観点を維持することができるように、ネットワーク管理システム１６０１に自らのルーティング選択を通知することができる。
【０１４９】
説明を簡単にするために、それぞれのプロセスが図１７Ａ及び図１７Ｂにおいてそれぞれ一連のブロックとして図示及び説明されるが、幾つかのブロックは、本明細書において図示及び説明されるのとは異なる順序において、及び／又は他のブロックと同時に行われる場合があるので、特許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を理解及び認識されたい。さらに、本明細書において説明される方法を実施するために、全ての例示されるブロックが必要とは限らない。
【０１５０】
図１８Ａ及び図１８Ｂは、本明細書において説明される種々の態様による、導波通信システムの一例の非限定的な実施形態を示すブロック図である。図１８Ａは、絶縁層１８０２及び導体１８０４を備える伝送媒体１８０１に結合される導波路システム１８０６を示す。導波路システム１８０６は、導波路システム１８０６及び伝送媒体１８０１が図１０Ｂの参照符号１０００’’’によって示されるのと同様に同軸に位置合わせされるように、伝送媒体１８０１上に配置することができる。導波路システム１８０６は、図１０Ｂに示されるような円筒形状、又は図１８Ａに示されるような円錐形状を有する導波路を含むことができる。導波路のための他の構造による構成も可能である（例えば、長方形、長円形等）。導波路システム１８０６が、図１８Ａの伝送媒体１８０１のような絶縁導体の外面上に被導波電磁波１８０８を送出するとき、被導波電磁波１８０６は、絶縁層１８０２に強く結合され、それにより、小さく（例えば、利用される周波数によるが、数センチメートルに）することができる径方向寸法を有する伝搬モードを有する。したがって、図１８Ａに示されるような円錐形（又はホーン）構造を有する導波路の直径も小さくすることができ、被導波電磁波１８０６の伝搬モードに類似のサイズの径方向寸法を有する。
【０１５１】
対照的に、非絶縁導体のみを使用する伝送媒体１８０３に結合される導波路システム１８０６’によって送出される被導波電磁波１８１０は、被導波電磁波１８１０の周波数によるが、結果として、図１８Ｂに示されるような大きい径方向場寸法（例えば、１メートル超）を有する伝搬モードになる場合がある。結果として、図１８Ｂに示されるような円錐形（又はホーン）構造を有する導波路の直径は、大きすぎて、実用性がない場合がある。
【０１５２】
図１８Ｂの導波システム１８０６’のサイズを図１８Ａの導波システム１８０６と概ね同様のサイズまで縮小するために、伝送媒体１８０１によって使用される絶縁材料１８０２に寸法（例えば、厚さ）が類似の誘電体（又は絶縁）材料１８０２’を図１９に示されるような伝送１８０３の導体１８０４に被着することができる。絶縁材料１８０２’は、テーパー付き領域１８０５を有するように構成することができる。上記で言及されたように、被導波電磁波１８０８は、その電磁場が伝送媒体１８０１の周りに、より密に集中する導波モードによって、絶縁材料１８０２’に強く結合される。結果として、相応に、より小さなサイズを有する導波システム１８０６を使用することができる。被導波電磁波１８０８が、導波システム１８０６から離れるように長手方向に伝搬するとき、被導波電磁波は、最終的に、絶縁材料１８０２’のテーパー付き領域１８０５を横断し始めることになる。テーパー付き領域１８０５の開始位置付近においてテーパー付き領域１８０５の絶縁層の厚さが減少するとき、被導波電磁波１８０８’の絶縁層１８０２への結合が弱くなる結果として、電磁波１８０８’の径方向寸法が増加する。テーパー付き領域１８０５の途中において、絶縁層１８０２’の厚さが減少し続けるにつれて、被導波電磁波１８０８’’の径方向寸法は拡大し続ける。テーパー付き領域１８０５が終了した後の移行点、又はその付近において、すなわち、絶縁されていない（すなわち、裸導体が存在する）場所において、被導波電磁波１８１０は、図１８Ｂに関連して上記で論じられたような径方向寸法を有する（電磁波１８０８の周波数によるが、例えば、１メートル）ことができる。裸導体に、テーパー付き領域１８０５を有する絶縁材料１８０２’を被着することによって、導波路システム１８０６の径方向寸法を、被導波電磁波１８１０のサイズではなく、被導波電磁波１８０８の径方向寸法程度のサイズ、例えば、被導波電磁波１８０８の径方向寸法よりわずかに大きいサイズになるように設計することができる。このようにして、効率的な伝送を保持しながら、導波路システム１９０６のサイズをはるかに小さくしておく（周波数によるが、１メール以上とは対照的に、例えば、数センチメートルのように、１桁以上小さくしておく）ことができる。
【０１５３】
図１９に示される構成によれば、上記で説明された利点を有する被導波電磁波を双方向で伝搬させることができるようになることに更に留意されたい。すなわち、被導波電磁波１８１０が導波システム１８０６に向かって伝搬するとき、一連の被導波電磁波１８０８’’、１８０８’及び１８０８によって示されるように、波がテーパー付き領域１８０５を横断するにつれて、そのような波の径方向寸法が減少し始める。この特性によれば、被導波電磁波を音声、ストリーミングコンテンツ、他のデータ等を含む通信信号で変調する導波路システム１８０６間で双方向通信できるようになる。図１９に示される実施形態は、伝送媒体が絶縁導体を有するが、絶縁材の厚さが非常に薄く、結果として径方向電磁場が大きくなる状況にも適用できることに更に留意されたい。
【０１５４】
図１９の導波路システム１８０６は、導波路システム１８０６が反対方向を向いている２つの導波路を備えるように左右対称にできることに更に留意されたい（例えば、一方が伝送媒体１８０３に沿って或る方向を向いており、他方が反対方向を向いている）。この構成では、絶縁層１８０２は２つのテーパー付き端部を有することができ、一方が或る方向を向いており、他方は、反対方向を向いているが、離間している。２つの導波路を有することによって、導波路システム１８０６は、上記で論じられた径方向特性を示す伝送媒体に沿って両方向において被導波電磁波を受信及び送信するように構成することができる。幾つかの実施形態において、導波路システム１８０６は、或る特定の被導波電磁波のためのリピーターとしての役割を果たすか、又は或る特定の被導波電磁波のためのバイパスモードを可能にするように構成することができる。したがって、西から東に伝搬する電磁波を再現する（例えば、受信し、再生するか、若しくは単に増幅する）ことができるか、又は導波路システム１８０６を或る方向にバイパスできるようになる。同様に、他の方向に伝搬する電磁波を再現する（例えば、受信する／増幅する）ことができるか、又は導波路システム１８０６を他の方向にバイパスできるようになる。オンラインの実施態様において上記で説明されたように、上記の導波路システムは、２つだけでなく、３つ以上の方向において波を送信し、受信し、及び／又は再現するために、幾つかの伝送媒体の接合部において同様に使用することができる。
【０１５５】
テーパー付き領域１８０５を有する絶縁層１８０２は、伝送媒体１８０３上にあらかじめ設置することができるか、又は手作業によって、若しくは機械的なデバイスを用いて配置することができる。例えば、テーパー付き領域１８０５を有する絶縁層１８０２は、裸導体又は薄く絶縁された導体上に配置することを可能にする底部スリットを有する、導波路システム１８０６の構成要素として構成することができるか、又は別の方法で適所に取り付けることができるか、若しくは成形することができる。代替的には、テーパー付き領域１８０５を有する絶縁層１８０２は、導波路１８０６と一体でない独立した部品とすることができる。この実施形態では、テーパー付き領域１８０５を有する絶縁層１８０２を、最初に裸導体又は薄く絶縁された導体上に配置することができ、その後、絶縁層１８０２上に導波路システム１８０６を配置することができる。絶縁層１８０２及びテーパー付き領域１８０５は、裸導体又は薄く絶縁された導体の外周を完全に覆う必要はないことに更に留意されたい。
【０１５６】
ここで図２０Ａを参照すると、方法２０００の一例の非限定的な実施形態の流れ図が示される。詳細には、図１〜図１９とともに提示された１つ以上の機能及び特徴とともに使用するための方法２０００が提示される。ステップ２００２において、導波路システムが第１の通信信号を受信し、本開示の実施形態に従って、本開示において説明されたような伝送媒体上を長手方向に伝搬する第１の電磁波を誘導する。ここで図２０Ｂを参照すると、方法２０２０の一例の非限定的な実施形態の流れ図が示される。詳細には、図１〜図１９とともに提示された１つ以上の機能及び特徴とともに使用するための方法２０２０が提示される。ステップ２０２２において、導波路システムが伝送媒体上を伝搬する第２の電磁波を受信し、本開示の実施形態に従って、第２の電磁波を第２の通信信号に変換する。方法２０００及び２０２０は、双方向通信システムを提供する。
【０１５７】
ここで図２１を参照すると、本明細書において説明される種々の態様による、コンピューティング環境のブロック図が示される。本明細書において説明される実施形態の種々の実施形態に関して更なる状況を与えるために、図２１及び以下の検討は、本開示の種々の実施形態を実施することができる適切なコンピューティング環境２１００の簡潔で全般的な説明を提供することを意図している。実施形態が１つ以上のコンピューター上で実行することができるコンピューター実行可能命令の一般的状況においてこれまで説明されてきたが、それらの実施形態を他のプログラムモジュールと組み合わせて、及び／又はハードウェア及びソフトウェアの組み合わせとして実施することもできることは、当業者は認識されよう。
【０１５８】
一般的に、プログラムモジュールは、特定のタスクを実行するか、又は特定の抽象データ型を実施するルーチン、プログラム、コンポーネント、データ構造等を含む。さらに、本発明の方法を、それぞれが１つ以上の関連するデバイスに動作可能に結合することができる、シングルプロセッサ若しくはマルチプロセッサコンピューターシステム、ミニコンピューター、メインフレームコンピューター及びパーソナルコンピューター、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か、若しくはプログラム可能な家庭用電化製品等を含む、他のコンピューターシステム構成とともに実施できることは、当業者は理解されよう。
【０１５９】
本明細書において使用されるときに、処理回路は、プロセッサ、並びに特定用途向け集積回路のような他の特定用途向け回路、デジタル論理回路、ステートマシン、プログラマブルゲートアレイ、又は入力信号若しくはデータを処理し、それに応答して、出力信号若しくはデータを生成する他の回路を含む。プロセッサの動作に関連して本明細書において説明された任意の機能及び特徴は同様に、処理回路によって実行できることに留意されたい。
【０１６０】
「第１の」、「第２の」、「第３の」等の用語は、特許請求の範囲において用いられるときに、文脈によって他に明記される場合を除いて、明確にすることのみを目的としており、他の点では時間に関するいかなる順序も示さず、暗示もしない。例えば、「第１の判断」、「第２の判断」及び「第３の判断」は、第１の判断が第２の判断の前に行われることを示すものでも暗示するものでもなく、その逆も同様である。
【０１６１】
本明細書における実施形態の例示される実施形態は、或る特定のタスクが通信ネットワークを通してリンクされる遠隔処理デバイスによって実行される分散コンピューティング環境において実施することもできる。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を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内の両方に配置することができる。
【０１６２】
コンピューティングデバイスは通常、種々の媒体を含み、それらの媒体はコンピューター可読記憶媒体及び／又は通信媒体を含むことができ、その２つの用語は、以下のように、本明細書において互いに異なるように使用される。コンピューター可読記憶媒体は、コンピューターによってアクセスすることができる任意の入手可能な記憶媒体とすることができ、揮発性及び不揮発性媒体、リムーバブル及び非リムーバブル媒体の両方を含む。例であって、限定はしないが、コンピューター可読記憶媒体は、コンピューター可読命令、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等の情報を記憶するための任意の方法又は技術に関連して実現することができる。
【０１６３】
コンピューター可読記憶媒体は、限定はしないが、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、電気的消去可能プログラマブルリードオンリーメモリ（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リードオンリーメモリ（ＣＤ−ＲＯＭ）、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）若しくは他の光ディスク記憶装置、磁気カセット、磁気テープ、磁気ディスク記憶装置若しくは他の磁気記憶デバイス、又は所望の情報を記憶するために用いることができる他の有形及び／又は非一時的媒体を含むことができる。この関連で、記憶装置、メモリ又はコンピューター可読媒体に適用されるような、本明細書における「有形」又は「非一時的」という用語は、修飾語（modifiers）として、一時的な伝搬信号それ自体のみを除外するものと理解されるべきであり、一時的な伝搬信号それ自体のみでない全ての標準的な記憶装置、メモリ又はコンピューター可読媒体に対する権利を放棄しない。
【０１６４】
コンピューター可読記憶媒体は、媒体によって記憶される情報に関する種々の動作のために、例えば、アクセス要求、問い合わせ又は他のデータ検索プロトコルを介して、１つ以上のローカル若しくはリモートコンピューティングデバイスによってアクセスすることができる。
【０１６５】
通信媒体は通常、被変調データ信号、例えば、搬送波又は他の搬送機構等のデータ信号において、コンピューター可読命令、データ構造、プログラムモジュール又は他の構造化若しくは非構造化データを具現し、任意の情報送達又は搬送媒体を含む（正：comprise）。「被変調データ信号」又は信号という用語は、１つ以上の信号内に情報を符号化するように設定又は変更される特性のうちの１つ以上を有する信号を指している。例であって、限定はしないが、通信媒体は、有線ネットワーク又は直結される接続等の有線媒体、及び音響、ＲＦ、赤外線及び他のワイヤレス媒体等のワイヤレス媒体を含む。
【０１６６】
図２１を再び参照すると、基地局（例えば、基地局デバイス１５０４、マクロセルサイト１５０２、又は基地局１６１４）又は中央局（例えば、中央局１５０１又は１６１１）を介して信号を送信及び受信するか、又は少なくともその一部を形成するための例示的な環境２１００。例示的な環境２１００の少なくとも一部は、伝送デバイス１０１又は１０２のために使用することもできる。例示的な環境はコンピューター２１０２を備えることができ、コンピューター２１０２は処理ユニット２１０４、システムメモリ２１０６及びシステムバス２１０８を備える。システムバス２１０８は、限定はしないが、システムメモリ２１０６を含むシステムコンポーネントを処理ユニット２１０４に結合する。処理ユニット２１０４は種々の市販のプロセッサのうちのいずれかとすることができる。処理ユニット２１０４として、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も利用することができる。
【０１６７】
システムバス２１０８は、種々の市販のバスアーキテクチャのいずれかを用いて、メモリバス（メモリコントローラーを備えるか、又は備えない）、周辺機器用バス及びローカルバスに更に相互接続することができる幾つかのタイプのバス構造のいずれかとすることができる。システムメモリ２１０６は、ＲＯＭ２１１０及びＲＡＭ２１１２を含む。ＲＯＭ、消去可能プログラマブルリードオンリーメモリ（ＥＰＲＯＭ）、ＥＥＰＲＯＭ等の不揮発性メモリ内に基本入出力システム（ＢＩＯＳ）を記憶することができ、ＢＩＯＳは、起動中等に、コンピューター２１０２内の要素間で情報を転送するのを助ける基本ルーチンを含む。ＲＡＭ２１１２は、データをキャッシュするためのスタティックＲＡＭ等の高速ＲＡＭも含むことができる。
【０１６８】
コンピューター２１０２は、適切なシャーシ（図示せず）において外部で使用するように構成することもできる内部ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）２１１４（例えば、ＥＩＤＥ、ＳＡＴＡ）と、磁気フロッピーディスクドライブ（ＦＤＤ）２１１６（例えば、リムーバブルディスケット２１１８に対する読出し又は書込み用）と、光ディスクドライブ２１２０（例えば、ＣＤ−ＲＯＭディスク２１２２の読出し、又はＤＶＤのような他の大容量光学媒体に対する読出し若しくは書込み用）とを更に含む。ハードディスクドライブ２１１４、磁気ディスクドライブ２１１６及び光ディスクドライブ２１２０はそれぞれ、ハードディスクドライブインターフェース２１２４、磁気ディスクドライブインターフェース２１２６及び光ドライブインターフェース２１２８によって、システムバス２１０８に接続することができる。外部ドライブを実現するためのインターフェース２１２４は、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）及び米国電気技術者協会（ＩＥＥＥ）１３９４インターフェース技術のうちの少なくとも一方又は両方を含む。他の外部ドライブ接続技術も本明細書において説明される実施形態の考慮の範囲内にある。
【０１６９】
ドライブ及びその関連するコンピューター可読記憶媒体は、データ、データ構造、コンピューター実行可能命令等の不揮発性記憶を提供する。コンピューター２１０２の場合、ドライブ及び記憶媒体は、適切なデジタルフォーマットにおいて任意のデータの記憶に対応する。上記のコンピューター可読記憶媒体の説明はハードディスクドライブ（ＨＤＤ）、リムーバブル磁気ディスケット、及びＣＤ又はＤＶＤ等のリムーバブル光媒体を参照するが、ジップドライブ、磁気カセット、フラッシュメモリカード、カートリッジ等の、コンピューターによって読出し可能である他のタイプの記憶媒体も例示的な動作環境において使用できること、更に任意のそのような記憶媒体が、本明細書において説明される方法を実行するためのコンピューター実行可能命令を含むことができることは、当業者には理解されたい。
【０１７０】
ドライブ及びＲＡＭ２１１２内に、オペレーティングシステム２１３０、１つ以上のアプリケーションプログラム２１３２、他のプログラムモジュール２１３４及びプログラムデータ２１３６を含む、複数のプログラムモジュールを記憶することができる。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／又はデータの全て又は一部をＲＡＭ２１１２にキャッシュすることもできる。本明細書において説明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み合わせを利用して実施することができる。処理ユニット２１０４によって実施することができるか、又は別の方法で実行することができるアプリケーションプログラム２１３２の例は、伝送デバイス１０１又は１０２によって実行されるダイバーシティ選択決定を含む。
【０１７１】
ユーザーは、１つ以上の有線／ワイヤレス入力デバイス、例えば、キーボード２１３８及びマウス２１４０等のポインティングデバイスを通して、コンピューター２１０２にコマンド及び情報を入力することができる。他の入力デバイス（図示せず）は、マイクロフォン、赤外線（ＩＲ）遠隔制御、ジョイスティック、ゲームパッド、スタイラスペン、タッチスクリーン等を含むことができる。これらの入力デバイス及び他の入力デバイスは、多くの場合に、システムバス２１０８に結合することができる入力デバイスインターフェース２１４２を通して処理ユニット２１０４に接続されるが、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インターフェース等の他のインターフェースによって接続することもできる。
【０１７２】
モニター２１４４又は他のタイプのディスプレイデバイスも、ビデオアダプター２１４６等のインターフェースを介して、システムバス２１０８に接続することができる。また、代替の実施形態において、モニター２１４４は、インターネット及びクラウドベースネットワーク経由を含む、任意の通信手段を経由してコンピューター２１０２に関連付けられ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別のコンピューター、スマートフォン、タブレットコンピューター等）とすることもできることは理解されよう。モニター２１４４に加えて、コンピューターは通常、スピーカー、プリンター等の他の周辺出力デバイス（図示せず）を含む。
【０１７３】
コンピューター２１０２は、リモートコンピューター（複数の場合もある）２１４８等の１つ以上のリモートコンピューターとの有線及び／又はワイヤレス通信を介しての論理接続を用いてネットワーク化された環境において動作することができる。リモートコンピューター（複数の場合もある）２１４８は、ワークステーション、サーバーコンピューター、ルーター、パーソナルコンピューター、ポータブルコンピューター、マイクロプロセッサ内蔵娯楽機器、ピアデバイス又は他の共通ネットワークノードとすることができ、通常、コンピューター２１０２に関して説明される要素の多く又は全てを含むが、簡潔にするために、１つのメモリ／記憶デバイス２１５０のみが示される。図示される論理接続は、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）２１５２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）２１５４への有線／ワイヤレス接続を含む。そのようなＬＡＮ及びＷＡＮネットワーク化環境はオフィス及び企業では一般的であり、その全てがグローバル通信ネットワーク、例えば、インターネットに接続することができるイントラネット等の企業規模のコンピューターネットワークを容易にする。
【０１７４】
ＬＡＮネットワーク化環境において用いられるときに、コンピューター２１０２は、有線及び／又はワイヤレス通信ネットワークインターフェース又はアダプター２１５６を通して、ローカルネットワーク２１５２に接続することができる。アダプター２１５６は、ＬＡＮ２１５２との有線又はワイヤレス通信を容易にすることができ、ＬＡＮは、そこに配置され、無線アダプター２１５６と通信するためのワイヤレスＡＰも含むことができる。
【０１７５】
ＷＡＮネットワーク化環境において用いられるときに、コンピューター２１０２は、モデム２１５８を含むことができるか、ＷＡＮ２１５４上の通信サーバーに接続することができるか、又は例えばインターネットによって、ＷＡＮ２１５４を介して通信を確立するための他の手段を有する。モデム２１５８は、内部又は外部、及び有線又はワイヤレスデバイスとすることができ、入力デバイスインターフェース２１４２を介して、システムバス２１０８に接続することができる。ネットワーク化された環境では、コンピューター２１０２に関して図示されるプログラムモジュール又はその一部は、リモートメモリ／記憶デバイス２１５０に記憶することができる。図示されるネットワーク接続は例であり、コンピューター間に通信リンクを確立する他の手段を用いることができることは理解されよう。
【０１７６】
コンピューター２１０２は、ワイヤレス通信において動作可能に配置される任意のワイヤレスデバイス又はエンティティ、例えば、プリンター、スキャナー、デスクトップ及び／又はポータブルコンピューター、ポータブルデータアシスタント、通信衛星、ワイヤレスで検出可能なタグに関連付けられる任意の機器又は場所（例えば、キオスク、ニューススタンド、化粧室）、及び電話と通信するように動作可能にすることができる。これは、ワイヤレスフィデリティ（Ｗｉ−Ｆｉ）及びＢＬＵＥＴＯＯＴＨ（登録商標）ワイヤレス技術を含むことができる。このようにして、通信は、従来のネットワーク、又は単に少なくとも２つのデバイス間のアドホック通信の場合のような規定された構造とすることができる。
【０１７７】
Ｗｉ−Ｆｉによって、自宅の長椅子から、ホテルの部屋のベッドから、又は仕事中に会議室から、ワイヤレスでインターネットに接続できるようになる。Ｗｉ−Ｆｉは携帯電話において使用されるのに類似のワイヤレス技術であり、それにより、そのようなデバイス、例えば、コンピューターが、基地局の範囲内の屋内外いずれの場所にもデータを送信及び受信できるようになる。Ｗｉ−Ｆｉネットワークは、安全で、信頼性があり、高速のワイヤレス接続性を提供するために、ＩＥＥＥ８０２．１１（ａ、ｂ、ｇ、ｎ、ａｃ、ａｇ等）と呼ばれる無線技術を使用する。Ｗｉ−Ｆｉネットワークを用いて、コンピューターを互いに、インターネットに、そして有線ネットワーク（ＩＥＥＥ８０２．３又はイーサネットを使用することができる）に接続することができる。Ｗｉ−Ｆｉネットワークは、例えば、免許不要２．４ＧＨｚ及び５ＧＨｚ無線帯域において動作するか、又は両方の帯域（デュアルバンド）を含む製品を用いて動作するので、ネットワークは、多くのオフィスにおいて使用される基本１０ＢａｓｅＴ有線イーサネットネットワークに類似の実世界性能を提供することができる。
【０１７８】
図２２は、本明細書において説明される開示される主題の１つ以上の態様を実施し、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２２１０の一例示的な実施形態２２００を提示する。１つ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２２１０は、開示される主題に関連付けられる、基地局（例えば、基地局デバイス１５０４、マクロセルサイト１５０２、又は基地局１６１４）、中央局（例えば、中央局１５０１又は１６１１）又は伝送デバイス１０１若しくは１０２によって送信及び受信される信号を生成し、受信することができる。一般に、ワイヤレスネットワークプラットフォーム２２１０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、非同期転送モード（ＡＴＭ））及び回線交換（ＣＳ）トラフィック（例えば、音声及びデータ）の両方、並びにネットワーク化されたワイヤレス電気通信のための制御生成を容易に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、サーバー又は異種プラットフォームを備えることができる。非限定的な例として、ワイヤレスネットワークプラットフォーム２２１０は、電気通信キャリアネットワーク内に含めることが可能であり、本明細書の他の場所で論じられたように、キャリア側コンポーネントと見なすことができる。モバイルネットワークプラットフォーム２２１０は、電話網（複数の場合もある）２２４０（例えば、公衆交換電話網（ＰＳＴＮ）、又は公衆陸上移動ネットワーク（ＰＬＭＮ））、又はシグナリングシステム＃７（ＳＳ７）ネットワーク２２７０のような、レガシーネットワークから受信されるＣＳトラフィックとのインターフェースを有することができるＣＳゲートウェイノード（複数の場合もある）２２２２を備える。回線交換ゲートウェイノード（複数の場合もある）２２２２は、そのようなネットワークから生じるトラフィック（例えば、音声）を許可し、認証することができる。さらに、ＣＳゲートウェイノード（複数の場合もある）２２２２は、ＳＳ７ネットワーク２２７０を通して生成されるモビリティデータ又はローミングデータ、例えば、メモリ２２３０内に存在することができるビジターロケーションレジスタ（ＶＬＲ）に記憶されるモビリティデータにアクセスすることができる。さらに、ＣＳゲートウェイノード（複数の場合もある）２２２２は、ＣＳベーストラフィック及びシグナリング並びにＰＳゲートウェイノード（複数の場合もある）２２１８とのインターフェースを有する。一例として、３ＧＰＰ  ＵＭＴＳネットワークにおいて、ＣＳゲートウェイノード（複数の場合もある）２２２２は、ゲートウェイＧＰＲＳサポートノード（複数の場合もある）（ＧＧＳＮ）において少なくとも部分的に実現することができる。ＣＳゲートウェイノード（複数の場合もある）２２２２、ＰＳゲートウェイノード（複数の場合もある）２２１８及びサービングノード（複数の場合もある）２２１６の機能及び特定の動作は、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２２１０によって利用される無線技術（複数の場合もある）によって提供され、決定されることは理解されたい。
【０１７９】
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（複数の場合もある）２２１８は、サービングされるモバイルデバイスとのＰＳベースデータセッションを許可し、認証することができる。データセッションは、ワイドエリアネットワーク（複数の場合もある）（ＷＡＮ）２２５０、企業ネットワーク（複数の場合もある）２２７０及びサービスネットワーク（複数の場合もある）２２８０のようなワイヤレスネットワークプラットフォーム２２１０の外部にある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（複数の場合もある）を含むことができ、それらはローカルエリアネットワーク（複数の場合もある）（ＬＡＮ）において具現することができ、ＰＳゲートウェイノード（複数の場合もある）２２１８を通してモバイルネットワークプラットフォーム２２１０とインターフェース接続することもできる。ＷＡＮ２２５０及び企業ネットワーク（複数の場合もある）２２６０は、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（複数の場合もある）を少なくとも部分的に具現できることに留意されたい。技術リソース（複数の場合もある）２２１７において利用可能な無線技術レイヤ（複数の場合もある）に基づいて、パケット交換ゲートウェイノード（複数の場合もある）２２１８は、データセッションが確立されるときに、パケットデータプロトコル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をルーティングするのを容易にする他のデータ構造も生成することができる。そのために、一態様において、ＰＳゲートウェイノード（複数の場合もある）２２１８は、Ｗｉ−Ｆｉネットワークのような異種ワイヤレスネットワーク（複数の場合もある）とのパケット化された通信を容易にすることができるトンネルインターフェース（例えば、３ＧＰＰ  ＵＭＴＳネットワーク（複数の場合もある）（図示せず）におけるトンネル終端ゲートウェイ（ＴＴＧ））を備えることができる。
【０１８０】
実施形態２２００において、ワイヤレスネットワークプラットフォーム２２１０は、サービングノード（複数の場合もある）２２１６も備え、サービングノードは、技術リソース（複数の場合もある）２２１７内の利用可能な無線技術レイヤ（複数の場合もある）に基づいて、ＰＳゲートウェイノード（複数の場合もある）２２１８を通して受信されたデータストリームの種々のパケット化されたフローを搬送する。主にＣＳ通信に頼る技術リソース（複数の場合もある）２２１７の場合、サーバーノード（複数の場合もある）が、ＰＳゲートウェイノード（複数の場合もある）２２１８に頼ることなく、トラフィックを送達できることに留意されたい。例えば、サーバーノード（複数の場合もある）は、モバイル交換センターを少なくとも部分的に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（複数の場合もある）２２１６は、サービングＧＰＲＳサポートノード（複数の場合もある）（ＳＧＳＮ）において具現することができる。
【０１８１】
パケット化された通信を利用する無線技術の場合、ワイヤレスネットワークプラットフォーム２２１０内のサーバー（複数の場合もある）２２１４が、複数の異種のパケット化されたデータストリーム又はフローを生成し、そのようなフローを管理する（例えば、スケジューリングする、待ち行列に入れる、フォーマットする．．．）ことができる、数多くのアプリケーションを実行することができる。そのようなアプリケーション（複数の場合もある）は、ワイヤレスネットワークプラットフォーム２２１０によって提供される標準的なサービス（例えば、プロビジョニング、課金、顧客サポート．．．）に対するアドオン機構を含むことができる。データストリーム（例えば、音声通話又はデータセッションの一部であるコンテンツ（複数の場合もある））を、データセッションの許可／認証及び開始のためにＰＳゲートウェイノード（複数の場合もある）２２１８に搬送することができ、その後、通信のためにサービングノード（複数の場合もある）２２１６に搬送することができる。アプリケーションサーバーに加えて、サーバー（複数の場合もある）２２１４は、ユーティリティサーバー（複数の場合もある）を含むことができ、ユーティリティサーバーは、プロビジョニングサーバー、運用及びメンテナンスサーバー、認証局及びファイヤウォール並びに他のセキュリティ機構を少なくとも部分的に実現することができるセキュリティサーバー等を含むことができる。一態様において、セキュリティサーバー（複数の場合もある）は、ワイヤレスネットワークプラットフォーム２２１０を通してサービングされる通信を保護し、ＣＳゲートウェイノード（複数の場合もある）２２２２及びＰＳゲートウェイノード（複数の場合もある）２２１８が規定することができる許可及び認証手順に加えて、ネットワークの運用及びデータインテグリティを確保する。さらに、プロビジョニングサーバー（複数の場合もある）が、異種サービスプロバイダー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（複数の場合もある）からのサービス、例えば、ＷＡＮ２２５０又はグローバルポジショニングシステム（ＧＰＳ）ネットワーク（複数の場合もある）（図示せず）からのサービスをプロビジョニングすることができる。また、プロビジョニングサーバー（複数の場合もある）は、更なるネットワークカバレッジを提供することによりワイヤレスサービスカバレッジを向上させる図１（ｓ）に示される分散アンテナネットワーク等のワイヤレスネットワークプラットフォーム２２１０に関連付けられる（例えば、同じサービスプロバイダーによって展開され、運用される）ネットワークを通して、カバレッジをプロビジョニングすることもできる。図７、図８及び図９に示されるようなリピーターデバイスも、ＵＥ２２７５による加入者サービス体感を向上させるために、ネットワークカバレッジを改善する。
【０１８２】
サーバー（複数の場合もある）２２１４は、マクロネットワークプラットフォーム２２１０の機能を少なくとも部分的に与えるように構成される１つ以上のプロセッサを備えることができることに留意されたい。そのために、１つ以上のプロセッサは、例えば、メモリ２２３０に記憶されたコード命令を実行することができる。サーバー（複数の場合もある）２２１４は、上記で説明されたのと実質的に同様に動作する、コンテンツマネージャ２２１５を備えることができることは理解されたい。
【０１８３】
例示的な実施形態２２００において、メモリ２２３０は、ワイヤレスネットワークプラットフォーム２２１０の運用に関連する情報を記憶することができる。他の運用情報は、ワイヤレスプラットフォームネットワーク２２１０を通してサービングされるモバイル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、プライシングスキーム、例えば、販売促進料、定額プログラム、クーポン配布キャンペーン；異種無線、又はワイヤレス、技術レイヤの運用のための電気通信プロトコルと一致する技術仕様（複数の場合もある）等を含むことができる。また、メモリ２２３０は、電話網（複数の場合もある）２２４０、ＷＡＮ２２５０、企業ネットワーク（複数の場合もある）２２７０又はＳＳ７ネットワーク２２６０のうちの少なくとも１つからの情報を記憶することができる。一態様において、例えば、データストアコンポーネントの一部として、又は遠隔接続されるメモリストアとして、メモリ２２３０にアクセスすることができる。
【０１８４】
開示される主題の種々の態様に関する状況を提供するために、図２２及び以下の検討は、開示される主題の種々の態様を実現することができる適切な環境の簡潔で一般的な説明を提供することを意図している。主題は、単数及び／又は複数のコンピューター上で実行されるコンピュータープログラムのコンピューター実行可能命令の一般的な状況においてこれまで説明されてきたが、開示される主題を他のプログラムモジュールとの組み合わせにおいて実現することもできることは当業者には認識されよう。一般的に、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現するルーチン、プログラム、コンポーネント、データ構造等を含む。
【０１８５】
図２３は、通信デバイス２３００の一例示的な実施形態を示す。通信デバイス２３００は、本開示によって参照されるモバイルデバイス及び建物内デバイス（例えば、図１５、図１６Ａ及び図１６Ｂ）等のデバイスの例示的な実施形態としての役割を果たすことができる。
【０１８６】
通信デバイス２３００は、有線及び／又はワイヤレス送受信機２３０２（本明細書における送受信機２３０２）と、ユーザーインターフェース（ＵＩ）２３０４と、電源２３１４と、ロケーション受信機２３１６と、モーションセンサー２３１８と、方位センサー２３２０と、その動作を管理するためのコントローラー２３０６とを備えることができる。送受信機２３０２は、数例を挙げると、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）、ＷｉＦｉ、ＤＥＣＴ又はセルラー通信技術のような短距離及び長距離ワイヤレスアクセス技術をサポートすることができる（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）及びＺｉｇＢｅｅ（登録商標）はそれぞれ、Bluetooth（登録商標） Special Interest Group及びZigBee（登録商標） Allianceによる登録商標である）。セルラー技術は、例えば、ＣＤＭＡ１Ｘ、ＵＭＴＳ／ＨＳＤＰＡ、ＧＳＭ／ＧＰＲＳ、ＴＤＭＡ／ＥＤＧＥ、ＥＶ／ＤＯ、ＷｉＭＡＸ、ＳＤＲ、ＬＴＥ、並びにセルラー技術が現れるような他の次世代ワイヤレス通信技術を含むことができる。また、送受信機２３０２は、回線交換有線アクセス技術（ＰＳＴＮ等）、パケット交換有線アクセス技術（ＴＣＰ／ＩＰ、ＶｏＩＰ等）及びその組み合わせをサポートするように構成することもできる。
【０１８７】
ＵＩ２３０４は、通信デバイス２３００の動作を操作するための、ローラーボール、ジョイスティック、マウス又はナビゲーションディスク等のナビゲーション機構を備える押下可能又はタッチセンシティブキーパッド２３０８を含むことができる。キーパッド２３０８は、通信デバイス２３００のハウジングアセンブリの一体部分とすることができるか、又はテザリング有線インターフェース（ＵＳＢケーブル等）若しくは例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）をサポートするワイヤレスインターフェースによって通信デバイスに動作可能に結合される独立したデバイスとすることができる。キーパッド２３０８は、電話によって一般的に使用される数字キーパッド、及び／又は英数字キーを有するＱＷＥＲＴＹキーパッドを表すことができる。ＵＩ２３０４は、通信デバイス２３００のエンドユーザーに画像を搬送するための、白黒又はカラーＬＣＤ（液晶ディスプレイ）、ＯＬＥＤ（有機発光ダイオード）又は他の適切なディスプレイ技術等のディスプレイ２３１０を更に含むことができる。ディスプレイ２３１０がタッチセンシティブである一実施形態において、キーパッド２３０８の一部又は全てを、ナビゲーション機構を備えるディスプレイ２３１０によって提示することができる。
【０１８８】
ディスプレイ２３１０は、タッチスクリーン技術を用いて、ユーザー入力を検出するためのユーザーインターフェースの役割も果たすことができる。タッチスクリーンディスプレイとして、通信デバイス２３００は、ユーザーが指で触ることによって選択することができるグラフィカルユーザーインターフェース（ＧＵＩ）要素を有するユーザーインターフェースを提示するように構成することができる。タッチスクリーンディスプレイ２３１０は、タッチスクリーンディスプレイの一部にユーザーの指の表面積がどの程度置かれたかを検出するために、容量性、抵抗性又は他の形態の検知技術を備えることができる。この検知情報を用いて、ユーザーインターフェースのＧＵＩ要素又は他の機能の操作を制御することができる。ディスプレイ２３１０は、通信デバイス２３００のハウジングアセンブリの一体部分とすることができるか、又はテザリング有線インターフェース（ケーブル等）若しくはワイヤレスインターフェースによって通信デバイスに通信可能に結合される独立したデバイスとすることができる。
【０１８９】
また、ＵＩ２３０４は、低音量の可聴音（人の耳の近くで聞こえる可聴音等）及び高音量の可聴音（ハンズフリー動作の場合のスピーカーフォン等）を搬送するためにオーディオ技術を利用するオーディオシステム２３１２を含むことができる。オーディオシステム２３１２は、エンドユーザーの可聴信号を受信するためのマイクロフォンを更に含むことができる。また、オーディオシステム２３１２は、音声認識アプリケーションのために使用することもできる。ＵＩ２３０４は、静止画又は動画を取り込むための電荷結合デバイス（ＣＣＤ）カメラのようなイメージセンサー２３１３を更に含むことができる。
【０１９０】
電源２３１４は、通信デバイス２３００のコンポーネントにエネルギーを供給し、長距離又は短距離のポータブル通信を容易にするために、交換式及び充電式電池、電源レギュレーション技術及び／又は充電システム技術等の一般的な電源管理技術を利用することができる。代替的には、又は組み合わせて、充電システムは、ＵＳＢポート又は他の適切なテザリング技術等の物理インターフェースを介して供給されるＤＣ電力等の外部電力源を利用することができる。
【０１９１】
ロケーション受信機２３１６は、ナビゲーション等のロケーションサービスを容易にするために使用することができる、一群のＧＰＳ衛星によって生成される信号に基づいて通信デバイス２３００の場所を特定するために、補助ＧＰＳの能力を有するグローバルポジショニングシステム（ＧＰＳ）受信機等のロケーション技術を利用することができる。モーションセンサー２３１８は、加速度計、ジャイロスコープ又は他の適切な運動検知技術等の運動検知技術を利用して、３次元空間内の通信デバイス２３００の運動を検出することができる。方位センサー２３２０は、磁力計等の方位検知技術を利用して、通信デバイス２３００の方位（北、南、西及び東、並びに度、分若しくは他の適切な方位指標の複合方位）を検出することができる。
【０１９２】
通信デバイス２３００は、送受信機２３０２を用いて、受信電界強度インジケーター（ＲＳＳＩ）及び／又は信号到達時間（ＴＯＡ）又は飛行時間（ＴＯＦ）測定値を利用する等の検知技法によって、セルラー、ＷｉＦｉ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）又は他のワイヤレスアクセスポイントへの近接性も判断することができる。コントローラー２３０６は、コンピューター命令を実行するために、制御するために、そして通信デバイス２３００の上記のコンポーネントによって供給されるデータを処理するために、フラッシュ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＳＲＡＭ、ＤＲＡＭ又は他のストレージ技術等の関連する記憶装置メモリとともに、マイクロプロセッサ、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）、プログラマブルゲートアレイ、特定用途向け集積回路及び／又はビデオプロセッサ等のコンピューティング技術を利用することができる。
【０１９３】
図２３に示されない他のコンポーネントを、本開示の１つ以上において使用することができる。例えば、通信デバイス２３００は、加入者識別モジュール（ＳＩＭ）カード又は汎用集積回路カード（ＵＩＣＣ）等の識別モジュールを追加するか、又は取り出すためのスロットを含むことができる。ＳＩＭカード又はＵＩＣＣカードは、加入者サービスを識別する、プログラムを実行する、加入者データを記憶する等のために使用することができる。
【０１９４】
本明細書において、「ストア」、「ストレージ」、「データストア」、「データ記憶装置」、「データベース」という用語、並びにコンポーネントの動作及び機能に関連する実質的に任意の他の情報記憶コンポーネントは、「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を指している。本明細書において説明されるメモリコンポーネントは、揮発性メモリ若しくは不揮発性メモリのいずれかとすることができるか、又は揮発性及び不揮発性両方のメモリを含むことができ、例示であって、限定はしないが、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含むことができることは理解されよう。さらに、リードオンリーメモリ（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おいて、不揮発性メモリを含むことができる。揮発性メモリは、外部キャッシュメモリとしての役割を果たすランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）を含めることができる。例示であって、限定はしないが、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）、エンハンストＳＤＲＡＭ（ＥＳＤＲＡＭ）、ＳｙｎｃｈｌｉｎｋＤＲＡＭ（ＳＬＤＲＡＭ）及びｄｉｒｅｃｔ  ＲａｍｂｕｓＲＡＭ（ＤＲＲＡＭ）等の数多くの形において入手することができる。さらに、本明細書におけるシステム又は方法の開示されるメモリコンポーネントは、限定されないが、これらの、そして任意の他の適切なタイプのメモリを含むことを意図している。
【０１９５】
さらに、開示される主題は、シングルプロセッサ若しくはマルチプロセッサコンピューターシステム、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ー、並びにパーソナルコンピューター、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、スマートフォン、腕時計、タブレットコンピューター、ネットブックコンピューター等）、マイクロプロセッサベース又はプログラマブル家電製品又は産業用電子機器等を含む、他のコンピューターシステム構成で実践できることに留意されたい。例示される態様は、通信ネットワークを通してリンクされる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において実践することもできる。しかしながら、本開示の、全てではないが、幾つかの態様は、スタンドアローンコンピューター上で実践することができる。分散コンピューティング環境において、プログラムモジュールは、ローカルメモリ記憶装置及びリモートメモリ記憶装置の双方の中に位置することができる。
【０１９６】
本明細書において説明される実施形態の幾つかは、本明細書において説明される１つ以上の特徴を自動化するのを容易にするために人工知能（ＡＩ）を利用することもできる。例えば、伝達効率を最大化するために、オプションのトレーニングコントローラー２３０において人工知能を用いて、候補周波数、変調方式、ＭＩＭＯモード及び／又は導波モードを評価し、選択することができる。複数の実施形態（例えば、既存の通信ネットワークに追加した後に最大の価値／利益を提供する取得セルサイトを自動的に識別することに関連する）は、種々の実施形態を実行するために、ＡＩに基づく種々の方式を利用することができる。さらに、分類器を用いて、取得ネットワークの各セルサイトのランク付け又は優先順位を決定することができる。分類器は、入力属性ベクトルｘ＝（ｘ１，ｘ２，ｘ３，ｘ４，．．．，ｘｎ）を、入力が１つのクラスに属する信頼度にマッピングする関数であり、すなわち、ｆ（ｘ）＝信頼度（クラス）である。そのような分類は、ユーザーが自動的に実施されることを望む動作を予測又は推論するために、（例えば分析の有用性及びコストを計算に入れる）確率的解析及び／又は統計に基づく解析を利用することができる。サポートベクトルマシン（ＳＶＭ：support vector machine）は、利用できる分類器の一例である。ＳＶＭは、取り得る入力の空間内で超曲面を見つけることによって動作し、超曲面は非トリガーイベントからトリガー基準を分離しようとする。直観的には、これは、トレーニングデータに近いが、同一ではないデータをテストするために、分類を正確にする。他の有向及び無向モデル分類手法は、例えば、ナイーブベイズ、ベイジアンネットワーク、決定木、ニューラルネットワーク、ファジー論理モデルを含み、独立した異なるパターンを提供する確率的分類モデルを利用することができる。本明細書において用いられるときに、分類は、優先順位のモデルを開発するために利用される統計的回帰も包含する。
【０１９７】
容易に理解されるように、実施形態のうちの１つ以上は、暗黙的にトレーニングされる（例えば、ＵＥ挙動を観察すること、運用者の好み、履歴情報、外部情報を受信することによる）だけでなく、明確にトレーニングされる（例えば、汎用トレーニングデータによる）分類器を利用することができる。例えば、ＳＶＭは、分類器コンストラクター及び特徴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することができる。したがって、分類器（複数の場合もある）を用いて、限定はしないが、所定の基準に従って、取得セルサイトのうちのどの取得セルサイトが最大数の加入者に利益を与えることになり、及び／又は取得セルサイトのうちのどの取得セルサイトが既存の通信ネットワークカバレッジに最小値を追加することになるか等を判断することを含む、複数の機能を自動的に学習し、実行することができる。
【０１９８】
本出願における幾つかの状況において使用されるように、幾つかの実施形態において、「コンポーネント」、「システム」等の用語は、コンピューター関連エンティティ、又は１つ以上の特定の機能を有する使用可能な装置に関連するエンティティを指すか、又は含むことを意図しており、そのエンティティは、ハードウェア、ハードウェア及びソフトウェアの組み合わせ、ソフトウェア又は実行中ソフトウェアのいずれかとすることができる。一例として、コンポーネントは、限定はしないが、プロセッサ上で実行されるプロセス、プロセッサ、オブジェクト、実行ファイル、実行のスレッド、コンピューター実行可能命令、プログラム及び／又はコンピューターとすることができる。例示であって、限定はしないが、サーバー上で実行されるアプリケーション及びサーバーの両方をコンポーネントとすることができる。１つ以上のコンポーネントは、プロセス及び／又は実行のスレッド内に存在する場合があり、コンポーネントは、１つのコンピューター上に局在し、及び／又は２つ以上のコンピューター間に分散される場合がある。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を有する種々のコンピューター可読媒体から実行することができる。コンポーネントは、例えば、１つ以上のデータパケット（例えば、ローカルシステム内、分散システム内の別のコンポーネントとインタラクトするコンポーネントからのデータ、及び／又はインターネット等のネットワークにわたって、信号を介して他のシステムとインタラクトするコンポーネントからのデータ）を有する信号に従って、ローカル及び／又はリモートプロセスを介して通信することができる。別の例として、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運用される電気回路又は電子回路によって操作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装置とすることができ、プロセッサはその装置の内部又は外部に存在することができ、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。更に別の例として、コンポーネントは、機械部品を用いることなく、電子コンポーネントを通して特定の機能を提供する装置とすることができ、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部分的に与えるソフトウェア又はファームウェアを実行するために、その中にプロセッサを備えることができる。種々のコンポーネントが別々のコンポーネントとして例示されてきたが、例示的な実施形態から逸脱することなく、複数のコンポーネントを単一のコンポーネントとして実現できるか、単一のコンポーネントを複数のコンポーネントとして実現できることは理解されよう。
【０１９９】
さらに、種々の実施形態は、開示される主題を実現するために、コンピューターを制御するソフトウェア、ファームウェア、ハードウェア又は任意のその組み合わせを作製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て、方法、装置又は製品として実現することができる。本明細書において使用されるときに、「製品」という用語は、任意のコンピューター可読デバイス、又はコンピューター可読記憶／通信媒体からアクセス可能なコンピュータープログラムを含むことを意図している。例えば、コンピューター可読記憶媒体は、限定はしないが、磁気記憶デバイス（例えば、ハードディスク、フロッピーディスク、磁気ストリップ）、光ディスク（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）を含むことができる。当然、種々の実施形態の範囲又は趣旨から逸脱することなく、この構成に対して数多くの変更を加えることができることは、当業者は認識されよう。
【０２００】
さらに、「例」及び「例示的」という言葉は、事例又は例示としての役割を果たすことを意味するために本明細書において使用される。本明細書において「例」又は「例示的」として説明されたいかなる実施形態又は設計も、必ずしも、他の実施形態又は設計より好ましいか、又は有利であると解釈されるべきではない。むしろ、例又は例示的という言葉を使用することは、概念を具体的に提示することを意図している。本出願において使用されるときに、「又は」という用語は、排他的な「又は」ではなく、包含的な「又は」を意味することを意図している。すなわち、別段の指示がない限り、又は文脈において明らかでない限り、「ＸがＡ又はＢを利用する」は、自然な包含的置換のいずれかを意味することを意図している。すなわち、ＸがＡを利用する、ＸがＢを利用する、又はＸがＡ及びＢの両方を利用する場合には、上記の事例のうちのいずれのもとにおいても、「Ｘが、Ａ又はＢを利用する」が満たされる。さらに、本出願及び添付の特許請求の範囲において用いられる冠詞「一（"a" and "an"）」は、一般に、別段の指示がない限り又は単数形を対象とす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。
【０２０１】
さらに、「ユーザー機器」、「移動局」、「モバイル加入者局」、「アクセス端末」、「端末」、「ハンドセット」、「モバイルデバイス」のような用語（及び／又は類似の専門用語を表す用語）は、データ、制御、音声、ビデオ、サウンド、ゲーム又は実質的に任意の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搬送するために、ワイヤレス通信サービスの加入者又はユーザーによって利用されるワイヤレスデバイスを指すことができる。上記の用語は、本明細書において、そして関連する図面を参照しながら、交換可能に利用される。
【０２０２】
さらに、「ユーザー」、「加入者」、「顧客」、「消費者」等の用語は、その用語間の特定の差異が文脈において正当化されない限り、全体を通して交換可能に利用される。そのような用語は、実在する人間、又はシミュレートされた視覚、音声認識等を提供することができる、人工知能（例えば、複雑な数学的な形式に少なくとも基づいて推論する能力）を通してサポートされる自動化されたコンポーネントを指すことができることは理解されたい。
【０２０３】
本明細書において用いられるときに、「プロセッサ」という用語は、限定はしないが、シングルコアプロセッサ、ソフトウェアマルチスレッド実行能力を有するシングルプロセッサ、マルチコアプロセッサ、ソフトウェアマルチスレッド実行能力を有するマルチコアプロセッサ、ハードウェアマルチスレッド技術を用い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含む、実質的に任意のコンピューティング処理ユニット又はデバイスを指すことができる。さらに、プロセッサは、集積回路、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、デジタルシグナルプロセッサ（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ー（ＰＬＣ）、コンプレックスプログラマブルロジックデバイス（ＣＰＬＤ）、ディスクリートゲート若しくはトランジスタロジック、ディスクリートハードウェアコンポーネント、又は本明細書において説明される機能を実行するように設計されたそれらの任意の組み合わせを指すことができる。プロセッサは、ユーザー機器の空間利用を最適化するか、又は性能を向上させるために、限定はしないが、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等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。また、プロセッサは、コンピューティング処理ユニットの組み合わせとして実現することもできる。
【０２０４】
本明細書において用いられるときに、「データ記憶装置」、「データベース」、並びにコンポーネントの動作及び機能に関連する実質的に任意の他の情報記憶コンポーネントのような用語は、「メモリコンポーネント」、又は「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を指している。本明細書において説明される、メモリコンポーネント又はコンピューター可読記憶媒体は、揮発性メモリ若しくは不揮発性メモリのいずれかとすることができるか、又は揮発性及び不揮発性両方のメモリを含むことができることは理解されよう。
【０２０５】
これまでに説明されてきたことは、種々の実施形態の単なる例を含む。当然、これらの例を説明するために、コンポーネント又は方法の考えられるありとあらゆる組み合わせを説明することはできないが、当業者は、本実施形態の数多くの更なる組み合わせ及び置換が可能であることを認識することができる。したがって、本明細書において開示され、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に入る全てのそのような改変、変更及び変形を含むことを意図している。さらに、「備える、含む（includes）」という用語が詳細な説明又は特許請求の範囲のいずれかにおいて使用される限りにおいて、そのような用語は、「備える、含む（comprising）」という用語が特許請求の範囲において移行語（transitional word）として利用されるときに解釈されるのと同様に、包括的であることを意図している。
【０２０６】
さらに、流れ図が、「開始」及び／又は「継続」表示を含む場合がある。「開始」及び「継続」表示は、提示されたステップを、任意選択で、他のルーチンに組み込むことができるか、又は他の方法で、他のルーチンとともに使用できることを表す。この関連において、「開始」は、提示される最初のステップの先頭を示し、具体的に図示されない他の活動が先行する場合がある。さらに、「継続」表示は、提示されたステップが、複数回実行される場合があり、及び／又は具体的に図示されない他の活動によって引き継がれる場合があることを表す。さらに、流れ図が、ステップの特定の順序を示すが、因果関係の原則が維持される場合には、他の順序も同様に可能である。
【０２０７】
また、本明細書において使用される場合があるとき、「〜に動作可能に結合される」、「〜に結合される」、及び／又は「結合する」という用語は、アイテム間の直接の結合、及び／又は１つ以上の介在するアイテムを介してのアイテム間の間接的な結合を含む。そのようなアイテム及び介在するアイテムは、限定はしないが、接合部、通信パス、構成要素、回路要素、回路、機能ブロック及び／又はデバイスを含む。間接的な結合の一例として、第１のアイテムから第２のアイテムに搬送される信号は、１つ以上の介在するアイテムによって、信号内の情報の形態、性質又はフォーマットを変更することによって変更される場合があるが、それにもかかわらず、信号内の１つ以上の情報要素は、第２のアイテムが認識することができるように搬送される。間接的な結合の更なる例において、１つ以上の介在するアイテム内の作用及び／又は反応の結果として、第１のアイテムにおける作用が第２のアイテムにおける反応を引き起こす可能性がある。
【０２０８】
具体的な実施形態が本明細書において例示され、説明されてきたが、本開示によって説明又は図示される実施形態の代わりに、同じ、又は類似の目的を果たす任意の構成を用いることができることは理解されたい。本開示は、種々の実施形態のありとあらゆる改変又は変形を含むことを意図している。本明細書において具体的に説明されない、上記の実施形態の組み合わせ及び他の実施形態を本開示において使用することができる。例えば、１つ以上の実施形態からの１つ以上の特徴を、１つ以上の他の実施形態の１つ以上の特徴と組み合わせることができる。１つ以上の実施形態において、積極的に列挙される特徴は、別の構造的及び／又は機能的特徴によって置き換えて、又は置き換えることなく、消極的に列挙し、実施形態から除外することもできる。本開示の実施形態に関して説明されたステップ又は機能は、任意の順序において実行することができる。本開示の実施形態に関して説明されるステップ又は機能は、単独で、又は本開示の他のステップ若しくは機能と組み合わせて実行することができ、本開示において説明されていない他の実施形態から、又は他のステップからの他のステップ若しくは機能と組み合わせて実行することができる。さらに、一実施形態に関して説明された全ての特徴より多くの特徴、又は少ない特徴を利用することもできる。
【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９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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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１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【図１７Ａ】
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【図１７Ｂ】
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【図１８Ａ】
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【図１８Ｂ】
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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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【図２３】
2018519730.tif 000032
【国際調査報告】
2018519730.tif 000033
2018519730.tif 000034
2018519730.tif 000035