(57)【要約】  ホストユニットと、共通のカバレッジエリアを画定するために配置された複数の遠隔ユニットとを備える分散アンテナシステム（ＤＡＳ）を提供する。複数の遠隔ユニットの各々はホストユニットに通信可能に接続され、共通のカバレッジエリアの方を少なくとも部分的に向き、かつホストユニットからのデータを同報する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
分散アンテナシステム（ＤＡＳ）であって、
ホストユニットと、
共通のカバレッジエリアを画定するように配置された複数の遠隔ユニットとを備え、前記複数の遠隔ユニットは対にされ、かつ対である各遠隔ユニットは、
前記ホストユニットに通信可能に接続され、
対にされる前記遠隔ユニットの方を少なくとも部分的に向き、
対にされる前記遠隔ユニットと同一の周波数帯で前記ホストユニットからのデータを同報する、分散アンテナシステム（ＤＡＳ）。
【請求項２】
前記ホストユニットが、
処理装置であって、
前記ホストユニットから各対の遠隔ユニットの第１の遠隔ユニットへの信号経路の第１の遅延を計算し、
前記ホストユニットから各対の遠隔ユニットの第２の遠隔ユニットへの信号経路の第２の遅延を計算し、
前記信号が前記第１の遠隔ユニットに到着してから少なくとも１チップの送信時間後に、前記遅延された信号が前記第２の遠隔ユニットに到着するように、前記ホストユニットから前記第２の遠隔ユニットへの前記信号を遅延させ、かつ
前記信号および前記遅延された信号をほぼ同時に放送する
ように動作可能である処理装置と、
該処理装置に接続されたメモリと、をさらに備える請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
モバイルユニットのレイク受信機が前記信号と前記信号の遅延バージョンとを分離することができるように、前記信号の前記遅延バージョンのタイミングが十分である、請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記複数の遠隔ユニットは、前記共通のカバレッジエリアの方である内側を向いている、請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記ホストユニットが、基地局トランシーバに通信可能に接続するためのネットワークインタフェース、
をさらに備える請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記複数の遠隔ユニットは同一の周波数帯で動作する、請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
各遠隔ユニット対はもう一方の遠隔ユニット対の周波数帯とは異なる周波数帯にある、請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
前記共通のカバレッジエリア全体の信号強度がほぼ一定となるように、各対の遠隔ユニットは前記共通のカバレッジエリアにわたって送信する、請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
前記ホストユニットからの同報データは、
信号を遅延Ｘで送信する第１の遠隔ユニットと、
Ｙが単一チップの送信時間より大きい場合、前記信号を遅延Ｘ＋Ｙで送信する第２の遠隔ユニットと、をさらに備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項１０】
前記遠隔ユニットは、ほぼ曲線、矩形、正方形、菱形、六角形、八角形、ドーナツ形、および円形から成るグループから選択された形状で配置される、請求項１に記載のシステム。
【請求項１１】
前記ＤＡＳは前記カバレッジエリアに高速ダウンリンクパケットアクセス（ＨＳＤＰＡ）を提供している、請求項１に記載のシステム。
【請求項１２】
前記ＤＡＳは時空間符号化（ＳＴＣ）を使用する、請求項１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記ＤＡＳは空間多重化（ＳＭ）を使用する、請求項１に記載のシステム。
【請求項１４】
前記複数の遠隔ユニットは建物の周囲に配置される４つの遠隔ユニットを有する、請求項１に記載のシステム。
【請求項１５】
前記ホストは、同軸ケーブル、光ファイバ接続、ツイストペア、自由空間光通信、ケーブル、ミリ波（ｍｍＷａｖｅ）、および無線周波数（ＲＦ）リンクから成るグループから選択された伝送媒体を使用して、前記基地局トランシーバに通信可能に接続される、請求項１に記載のシステム。
【請求項１６】
前記複数のアンテナは、同軸ケーブル、光ファイバ接続、ツイストペア、自由空間光通信、ケーブル、ミリ波（ｍｍＷａｖｅ）、および無線周波数（ＲＦ）リンクから成るグループから選択された伝送媒体を使用して、前記ホストに通信可能に接続される、請求項１に記載のシステム。
【請求項１７】
共通のカバレッジエリアで信号を送信する方法であって、
ホストユニットから１対の遠隔ユニットの第１の遠隔ユニットへの信号経路の第１の遅延を計算することと、
前記ホストユニットから前記１対の遠隔ユニットの第２の遠隔ユニットへの信号経路の第２の遅延を計算することと、
前記ホストユニットから前記第２の遠隔ユニットへの前記信号を遅延させて、前記信号が前記第１の遠隔ユニットに到着してから少なくとも１チップの送信時間後に、前記遅延された信号が前記第２の遠隔ユニットに到着するようにすることと、
前記信号および前記遅延された信号をほぼ同時に放送すること、を含む方法。
【請求項１８】
前記信号および前記遅延された信号を放送することは、前記信号および前記遅延された信号を共通の周波数帯を通して放送することをさらに含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記信号および前記遅延された信号をほぼ同時に放送することは、時空間符号化（ＳＴＣ）を使用することをさらに含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項２０】
前記信号および前記遅延された信号をほぼ同時に放送することは、空間多重化（ＳＭ）を使用することをさらに含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項２１】
共通のカバレッジエリアで信号を送信する方法のための命令がその上に保存されているコンピュータ可読媒体を備えるコンピュータプログラム製品であって、
前記方法が、
ホストユニットから１対の遠隔ユニットの第１の遠隔ユニットへの信号経路の第１の遅延を計算することと、
前記ホストユニットから１対の遠隔ユニットの第２の遠隔ユニットへの信号経路の第２の遅延を計算することと、
前記信号が前記第１の遠隔ユニットに到着してから少なくとも１チップの送信時間後に、前記遅延された信号が前記第２の遠隔ユニットに到着するように、前記ホストユニットから前記第２の遠隔ユニットへの前記信号を遅延させることと、
前記信号および前記遅延された信号をほぼ同時に放送すること、を含む、コンピュータプログラム製品。
【請求項２２】
前記信号および前記遅延された信号を放送することは、前記信号および前記遅延された信号を共通の周波数帯を通して放送することをさらに含む、請求項２１に記載のコンピュータプログラム製品。
【請求項２３】
前記信号および前記遅延された信号をほぼ同時に放送することは、（時空間符号化ＳＴＣ）を使用することをさらに含む、請求項２１に記載のコンピュータプログラム製品。
【請求項２４】
前記信号および前記遅延された信号をほぼ同時に放送することは、（空間多重化ＳＭ）を使用することをさらに含む、請求項２１に記載のコンピュータプログラム製品。
【請求項２５】
分散アンテナシステム（ＤＡＳ）であって、
ホストユニットと、
共通のカバレッジエリアを画定するために配置された複数の遠隔ユニットとを備え、前記複数の遠隔ユニットは、
前記共通のカバレッジエリアの方である内側を少なくとも部分的に向き、
互いから大きく離間され、かつ
（マルチ入力・マルチ出力ＭＩＭＯ）技術を使用するために対にされている、分散アンテナシステム（ＤＡＳ）。
【請求項２６】
前記ホストユニットは直交周波数分割多元接続（ＯＦＤＭＡ）の信号を配信するように構成される、請求項２５に記載のシステム。
【請求項２７】
前記ＭＩＭＯネットワークは時空間符号化（ＳＴＣ）を使用する、請求項２５に記載のシステム。
【請求項２８】
時空間符号化を使用することは、時空間符号を使用して各遠隔ユニットに前記信号のコピーを送信するチャネル符号化のＡｌａｍｏｕｔｉ法をさらに含む、請求項２７に記載のシステム。
【請求項２９】
前記ＭＩＭＯネットワークは空間多重化（ＳＭ）を使用する、請求項２５に記載のシステム。
【請求項３０】
前記複数の遠隔ユニットは、第１の遠隔ユニットを、第２の遠隔ユニットと対にすることをさらに含み、各対の遠隔ユニットが共通の周波数帯を通して放送する、請求項２５に記載のシステム。
【請求項３１】
カバレッジエリアで信号を送信する方法であって、
ホストユニットから複数の遠隔ユニットの各々への信号経路の遅延を計算することと、
前記ホストユニットから前記複数の遠隔ユニットの各々に信号を送信することと、
マルチ入力・マルチ（出力ＭＩＭＯ）技術を使用して、前記計算された信号経路の遅延に基づき、広く離間される前記複数の遠隔ユニットの各々からの前記信号を共通のカバレッジエリアにほぼ同時に放送すること、を含む方法。
【請求項３２】
信号を放送することは直交周波数分割多元接続（ＯＦＤＭＡ）を使用することをさらに含む、請求項３１に記載の方法。
【請求項３３】
前記信号を放送することは時空間符号化（ＳＴＣ）を使用することをさらに含む、請求項３１に記載の方法。
【請求項３４】
時空間符号化を使用することは、時空間ブロック符号を使用して各遠隔ユニットに前記信号のコピーを送信するチャネル符号化のＡｌａｍｏｕｔｉ法をさらに含む、請求項３３に記載のネットワーク。
【請求項３５】
前記信号を放送することは空間多重化（ＳＭ）を使用することをさらに含む、請求項３１に記載のネットワーク。
【請求項３６】
分散アンテナシステム（ＤＡＳ）であって、
ホストユニットと、
共通のカバレッジエリアを画定するために配置された複数の遠隔ユニットとを備え、前記複数の遠隔ユニットの各々は、
前記ホストユニットに通信可能に接続され、
前記共通のカバレッジエリアの方を少なくとも部分的に向き、
前記ホストユニットからのデータを同報する、分散アンテナシステム（ＤＡＳ）。
【請求項３７】
前記ホストユニットからのデータを同報することは、少なくとも第１の遠隔ユニットが第２の遠隔ユニットと同一の周波数帯で同報することをさらに含む、請求項３６に記載のシステム。
【請求項３８】
前記ホストユニットからのデータを同報することは、前記複数の遠隔ユニットの各々が、前記複数の遠隔ユニットの互いによって受信されたデータとは異なるタイミングのずれを持つデータを受信することと、
各遠隔ユニットによって受信された前記データ間の前記タイミングのずれは、他のすべての遠隔ユニットによって受信されたデータから少なくとも１チップ離れていること、をさらに含む請求項３６に記載のシステム。
【請求項３９】
前記タイミングのずれは、デジタル遅延、アナログ遅延、またはそれらの組み合わせのうちの１つによって達成される、請求項３８に記載のシステム。
【請求項４０】
前記ホストユニットが、
処理装置であって、
前記ホストユニットから前記複数の遠隔ユニットの第１の遠隔ユニットへの信号経路の第１の遅延を計算し、
前記ホストユニットから前記複数の遠隔ユニットの第２の遠隔ユニットへの信号経路の第２の遅延を計算し、
前記信号が前記第１の遠隔ユニットに到着してから少なくとも１チップの送信時間後に、前記遅延された信号が前記第２の遠隔ユニットに到着するように前記ホストユニットから前記第２の遠隔ユニットへの前記信号を遅延させ、かつ
前記信号および前記遅延された信号をほぼ同時に放送する
ように動作可能である処理装置と、
前記処理装置に接続されたメモリと、をさらに備える請求項３６に記載のシステム。
【請求項４１】
モバイルユニットのレイク受信機が前記信号と前記信号の遅延バージョンとを分離することができるように、前記信号の前記遅延バージョンのタイミングが十分である、請求項４０に記載のシステム。
【請求項４２】
前記複数の遠隔ユニットは同一の周波数帯で動作する、請求項３６に記載のシステム。
【請求項４３】
各遠隔ユニット対は、もう一方の遠隔ユニット対の周波数帯とは異なる周波数帯にある、請求項３６に記載のシステム。
【請求項４４】
前記共通のカバレッジエリアの全体を通した信号強度がほぼ一定となるように、複数の遠隔ユニットの各々は前記共通のカバレッジエリアで送信する、請求項３６に記載のシステム。
【請求項４５】
前記ＤＡＳは前記カバレッジエリアに高速ダウンリンクパケットアクセス（ＨＳＤＰＡ）を提供している、請求項３６に記載のシステム。
【請求項４６】
前記ＤＡＳは時空間符号化（ＳＴＣ）と空間多重化（ＳＭ）のうちの１つを使用する、請求項３６に記載のシステム。
【請求項４７】
共通のカバレッジエリア内に信号を送信する方法であって、
ホストユニットから複数の遠隔ユニットの第１の遠隔ユニットへの信号経路の第１の遅延を計算することと、
前記ホストユニットから前記複数の遠隔ユニットの第２の遠隔ユニットへの信号経路の第２の遅延を計算することと、
前記信号が前記第１の遠隔ユニットに到着してから少なくとも１チップの送信時間後に、前記遅延された信号が前記第２の遠隔ユニットに到着するように前記ホストユニットから前記第２の遠隔ユニットへの前記信号を遅延させることと、
前記信号および前記遅延された信号をほぼ同時に放送すること、を含む方法。
【請求項４８】
前記信号および前記遅延された信号を放送することは、前記信号および前記遅延された信号を共通の周波数帯を通して放送することをさらに含む、請求項４７に記載の方法。
【請求項４９】
前記信号および前記遅延された信号をほぼ同時に放送することは、時空間符号化（ＳＴＣ）と空間多重化（ＳＭ）とのうちの１つを使用することをさらに含む、請求項４７に記載の方法。
【請求項５０】
第１の遠隔ユニットおよび第２の遠隔ユニットにデータ信号を提供するホストユニットと、
放射ケーブルであって、
前記放射ケーブルの第１の端部は前記第１の遠隔ユニットに接続され、かつ前記放射ケーブルの第２の端部は前記第２の遠隔ユニットに接続され、
前記第１の遠隔ユニットは前記放射ケーブルの順経路で前記データ信号を送り、かつ
前記第２の遠隔ユニットは前記放射ケーブルの逆経路で、タイミングのずれを持つ前記データ信号である遅延されたデータ信号を送る、
放射ケーブルと、を備える分散アンテナシステム（ＤＡＳ）。
【請求項５１】
前記タイミングのずれは少なくとも１チップである、請求項５０に記載のＤＡＳ。
【請求項５２】
前記放射ケーブルは、トンネル、建物、および大量輸送鉄道線路のうちの１つに設置される、請求項５０に記載のＤＡＳ。
【請求項５３】
第２の放射ケーブルをさらに備え、
前記第１の放射ケーブルは空間的に多重化されたデータ信号の第１の成分を放射し、第２の放射ケーブルは前記空間的に多重化されたデータ信号の第２の成分を放射する、請求項５０に記載のＤＡＳ。
【請求項５４】
共通のカバレッジエリア内に信号を送信するためのプログラム製品であって、前記プログラム製品はプログラム命令がその上に具体化されるプロセッサ可読媒体を備え、前記プログラム命令はホストユニットに含まれる少なくとも１つのプログラマブルプロセッサによって実行されると動作可能であり、前記ホストユニットに、
ホストユニットから複数の遠隔ユニットの第１の遠隔ユニットへの信号経路の第１の遅延を計算させ、
前記ホストユニットから複数の遠隔ユニットの第２の遠隔ユニットへの信号経路の第２の遅延を計算させ、
前記信号が前記第１の遠隔ユニットに到着してから少なくとも１チップの送信時間後に、前記遅延された信号が前記第２の遠隔ユニットに到着するように前記ホストユニットから前記第２の遠隔ユニットへの前記信号を遅延させ、かつ
前記信号および前記遅延された信号をほぼ同時に放送させる、プログラム製品。
【請求項５５】
前記信号および前記遅延された信号を放送することは、前記信号および前記遅延された信号を共通の周波数帯を通して放送することをさらに含む、請求項５４に記載のコンピュータプログラム製品。
【請求項５６】
前記信号および前記遅延された信号をほぼ同時に放送することは、時空間符号化（ＳＴＣ）を使用することをさらに含む、請求項５４に記載のコンピュータプログラム製品。
【請求項５７】
前記信号および前記遅延された信号をほぼ同時に放送することは、空間多重化（ＳＭ）を使用することをさらに含む、請求項５４に記載のコンピュータプログラム製品。
【請求項５８】
少なくとも１つの送信機と、
複数のフィンガを備えるレイク受信機とを備え、前記複数のフィンガは第２のデータ信号から第１のデータ信号を分離し、前記第１および第２のデータ信号はバックファイア分散アンテナシステムのカバレッジエリア内で受信される、モバイル装置。
【請求項５９】
前記第１のデータ信号および前記第２のデータ信号は、少なくとも１チップのタイミングのずれを持つ同一の信号を含む、請求項５８に記載のモバイル装置。
【請求項６０】
前記第１および第２データ信号は第１の周波数帯内にあり、かつ偏波ダイバーシチを有する、請求項５８に記載のモバイル装置。
【請求項６１】
前記バックファイア分散アンテナシステムは同報モードで動作する複数の基地局を備える、請求項５８に記載のモバイル装置。
【請求項６２】
少なくとも１つのデータ信号を同報するように構成されたホストユニットと、
前記ホストユニットに接続された複数の遠隔ユニットであって、
前記複数の遠隔ユニットの各々は少なくとも１つのアンテナを有し、
前記複数の遠隔ユニットの第１の組は第１のデータ信号を受信し、かつ
前記複数の遠隔ユニットの第２の組は第２のデータ信号を受信する、
複数の遠隔ユニットと、を備える分散アンテナシステムであって、
前記第１および第２のデータ信号は、前記複数の遠隔ユニットの各々の前記少なくとも１つのアンテナからほぼ同時に放送される、分散アンテナシステム。
【請求項６３】
前記ホストユニットに接続された複数のデジタル／アナログ変換無線周波数トランシーバ（ＤＡＲＴ）モジュールをさらに備える分散アンテナシステムであって、各ＤＡＲＴモジュールは前記ホストユニットに異なるチャネルで信号を提供する、請求項６２に記載の分散アンテナシステム。
【請求項６４】
前記複数の遠隔ユニットの各々は、マルチ入力・マルチ出力機能を採用するために離間された第１アンテナおよび第２のアンテナを備え、
前記複数の遠隔ユニットの前記第１の組は第３のデータ信号を受信し、前記第１のデータ信号は、前記複数の遠隔ユニットの前記第１の組の各遠隔ユニットの前記第１のアンテナによって送信され、かつ前記第３のデータ信号は、前記複数の遠隔ユニットの前記第１の組の各遠隔ユニットの前記第２のアンテナによって送信され、かつ
前記複数の遠隔ユニットの前記第２の組は第４のデータ信号を受信し、前記第２のデータ信号は、前記複数の遠隔ユニットの前記第２の組の各遠隔ユニットの前記第１のアンテナによって送信され、かつ前記第４のデータ信号は、前記複数の遠隔ユニットの前記第２の組の各遠隔ユニットの前記第２のアンテナによって送信される、請求項６２に記載の分散アンテナシステム。
【請求項６５】
前記第１のデータ信号は、前記複数の遠隔ユニットの前記第１の組の前記遠隔ユニットの各々からほぼ同時に放送されることと、
前記第２のデータ信号は、前記複数の遠隔ユニットの前記第２の組の前記遠隔ユニットの各々からほぼ同時に放送されること、をさらに備える請求項６２に記載の分散アンテナシステム。
【請求項６６】
前記第１のデータ信号は、第１のタイミングのずれを持つ前記複数の遠隔ユニットの前記第１の組の前記遠隔ユニットの各々から放送されることと、
前記第２のデータ信号は、第２のタイミングのずれを持つ前記複数の遠隔ユニットの前記第２の組の前記遠隔ユニットの各々から放送されること、をさらに備える請求項６２に記載の分散アンテナシステム。
【請求項６７】
前記複数の遠隔ユニットの前記第２の組からの遠隔ユニットは、前記複数の遠隔ユニットの前記第１の組からの第１の遠隔ユニットと、前記複数の遠隔ユニットの前記第１の組からの第２の遠隔ユニットとの間に位置する、請求項６２に記載の分散アンテナシステム。
【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、２００９年２月１２日出願の「ペアアンテナに対する遅延伝送を持つ分散アンテナシステム（ＤＡＳ）」と題する米国特許出願整理番号１２／３７０４７４の一部継続出願であり、かつこれに対し優先権を主張し、これは参照により本明細書に組み込まれる。
【背景技術】
【０００２】
音声携帯電話のユーザの約８０％が屋内に位置するのにともない、ユニバーサルモバイルテレコミュニケーションシステム（ＵＭＴＳ）などのようなセルラネットワークおよびセルラシステムは、安定した屋内カバレッジを提供することを目指している。データモバイルセルラのユーザの約９５％は建物の中にいて、一般的に、高速ダウンリンクパケットアクセス（ＨＳＤＰＡ）を使用している。ＨＳＤＰＡは、ＵＭＴＳ層の上に配置することができる高速のデータサービスである。建物内でのＨＳＤＰＡの性能により、特に、従来の戦略に対してカバレッジの課題が生じている。
【０００３】
建物は、高い侵入損失とユーザ１人当たりの高い電力負荷を生み出し、かつＵＭＴＳの容量を消耗させてしまう。建物内では単一セルの優位性が欠如することが非常に多く、その結果、より大きなソフトハンドオーバゾーンが必要となる。主としていくつかの提供セル間の分離が欠如しているために、ＨＳＤＰＡの性能は限定されている。ＵＭＴＳ／ＨＳＤＰＡは雑音高感度システムであり、そのため、ＨＳＤＰＡの性能、すなわちデータ速度は、信号対雑音比（ＳＮＲ）および信号対妨害比（ＳＩＲ）に左右される。ＨＳＤＰＡの性能の改善は、以下のように与えられる幾何学的要因Ｇに左右される。
【数１】
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【０００４】
干渉はネットワークトラフィックおよび他のセルによって生じる。より速い速度を生み出す優れた地理的要因には、セル間の優れたセル分離が必要である。ＨＳＤＰＡにはソフトハンドオーバはなく、セルは同一のチャネルで動作する。したがって、隣接セルはＨＳＤＰＡユーザに対する潜在的な雑音源である。
【０００５】
従来、マイクロセルは都心の利用率の高い地域に配置されることが多い。マクロセルが意図した地域を十分にカバーしない場合には、マイクロセルを配置してその地域にカバレッジを提供する。交通量の多い市街地に配置されたマイクロセルは、一般的に、低周波とスクランブリングコードの再使用という要因によって、優れた深度の大きな屋内カバレッジを提供し、かつ容量を高める。各マイクロセルアンテナは、約３００〜５００メートルの一般的なサイト間距離を持つ分離セルを放射する。しかしながら、標準的な配置では隣接セル間の分離は乏しくなる。ソフトハンドオーバゾーンは、一般的に、従来のマイクロセルロールアウトの地域の３０−４０％をカバーする。これらのソフトハンドオーバゾーンはバックホールをロードし、ネットワークの容量に影響を与える。また、隣接するＨＳＤＰＡセル間のＳＮＲは、重複する地域のデータスループットを低下させるだろう。マイクロセルに関する他の困難には、脱落呼、ＵＭＴＳへの高い電力負荷、およびオペレータに対する高い生産コストが含まれる。
【０００６】
別の通信サービスプロトコルは、多重アクセスが個々のユーザに副搬送波のサブセットを割り当てることにより達成されるデジタル変調方式である、直交周波数分割多元接続（ＯＦＤＭＡ）であり、これにより、数人のユーザから同時に低データ速度送信ができるようになる。使用してもよい他のプロトコルは、ワールドワイドインターオペラビリティフォーマイクロウェーブアクセス（ＷｉＭＡＸ）およびロングタームエボリューション（ＬＴＥ）を含むが、これらに限定されない。これらのプロトコルはマルチ入力・マルチ出力（ＭＩＭＯ）ネットワークで使用することができる。一般的なＭＩＭＯネットワークでは、複数のアンテナは互いに近づけて配置される。しかしながら、安定した信号カバレッジは近づけて配置されたＭＩＭＯネットワークでは達成されないので、（ソフトハンドオーバを持たないＷｉＭＡＸとＬＴＥのシステムを除いて、）より頻繁なソフトハンドオーバ、より低い平均データ速度、より低いバッテリ品質、およびより低い音声品質をもたらすことになる。
【発明の概要】
【０００７】
実施形態は、ホストユニットと、共通のカバレッジエリアを画定するために配置された複数の遠隔ユニットとを備える分散アンテナシステム（ＤＡＳ）を提供する。各遠隔ユニットはホストユニットに通信可能に接続され、該カバレッジエリアの方を少なくとも部分的に向き、かつ該ホストユニットからのデータを同報する。
【０００８】
特許請求された発明の種々の実施形態の詳細は、添付の図面および以下の説明に記載している。他の特徴および利点は、説明、図面、および特許請求の範囲から明白になるだろう。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】基地局トランシーバ１１０に接続された２つの遠隔ユニット１２５を持つバックファイア分散アンテナシステム（ＤＡＳ）１００の一実施形態のブロック図である。
【図２Ａ】建物の周囲にあるバックファイア分散アンテナシステムの実施形態の構成を示すブロック図である。
【図２Ｂ】建物の周囲にあるバックファイア分散アンテナシステムの実施形態の構成を示すブロック図である。
【図２Ｃ】建物の周囲にあるバックファイア分散アンテナシステムの実施形態の構成を示すブロック図である。
【図３Ａ】曲線路に沿ったバックファイア分散アンテナシステムの実施形態の構成を示すブロック図である。
【図３Ｂ】曲線路に沿ったバックファイア分散アンテナシステムの実施形態の構成を示すブロック図である。
【図４Ａ】競技場内のバックファイア分散アンテナシステムの実施形態の構成を示すブロック図である。
【図４Ｂ】競技場内のバックファイア分散アンテナシステムの実施形態の構成を示すブロック図である。
【図５】背中合わせで取り付けられた２つの分散アンテナ間の分離のグラフである。
【図６】バックファイア構成を持つ分散アンテナシステムで同報を使用する方法の実施形態である。
【図７】バックファイア構成を持つ分散アンテナシステムで同報を使用する方法の実施形態である。
【図８Ａ】バックファイア分散アンテナシステムのカバレッジ内の３つのフィンガを備えるレイク受信機を持つモバイル装置の実施形態のブロック図である。
【図８Ｂ】バックファイア分散アンテナシステムのカバレッジ内の３つのフィンガを備えるレイク受信機を持つモバイル装置の実施形態のブロック図である。
【図８Ｃ】バックファイア分散アンテナシステムのカバレッジ内の３つのフィンガを備えるレイク受信機を持つモバイル装置の実施形態のブロック図である。
【図９】モバイル装置の一実施形態のブロック図である。
【図１０】放射ケーブルを使用するバックファイア分散アンテナシステムの一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】
【００１０】
種々の図面における同様の参照番号および指示は同様の要素を示している。
【００１１】
図１は、トランシーバ基地局１１０に接続された２つの遠隔ユニット１２５を持つバックファイア分散アンテナシステム（ＤＡＳ）１００の一実施形態のブロック図である。分散アンテナシステムは、地理的領域または構造（本明細書では、セルまたはカバレッジエリアとも呼ぶ）内に無線サービスを提供する伝送媒体を介して共通ソースに通信可能に接続された、空間的に分離された遠隔ユニットのネットワークである。伝送媒体は、同軸ケーブルまたは光ファイバ接続、ツイストペア、自由空間光通信、ケーブル、ｍｍＷａｖｅ（ミリ波）、無線周波数（ＲＦ）リンク、等であってもよい。ＤＡＳでは、単一のアンテナが要求するであろうよりも少ない送信出力を用いて大きなカバレッジエリアを提供するように、送信出力は分散された位置にあるいくつかのアンテナ間に分割される。
【００１２】
ＤＡＳシステム１００は、トランシーバ基地局（ＢＴＳ）１１０とインターフェース接続するホスト１２０を有している。ＢＴＳ１１０は、モバイル加入者に通信サービスを供給する１つまたは複数のサービスプロバイダと関連している。ＢＴＳ１１０を使用する通信サービスは、広帯域符号分割多元接続（ＷＣＤＭＡ）または直交周波数分割多元接続（ＯＦＤＭＡ）などのようなプロトコルを使用することができる。ＯＦＤＭＡは個々のユーザに対して副搬送波のサブセットを割り当てることにより多重アクセスを達成するデジタル変調方式であり、数人のユーザからの同時の低データ速度送信を可能にし、または副搬送波を集約してより少ないユーザ向けの高データ速度を可能にする。ＢＴＳ１１０が提供してもよい他のプロトコルは、ワールドワイドインターオペラビリティフォーマイクロウェーブアクセス（ＷｉＭＡＸ）および（ロングタームエボリューションＬＴＥ）を含むが、これらに限定されない。ホスト１２０は、ＢＴＳ１１０が提供する任意のプロトコルからの信号を搬送するように動作可能である。
【００１３】
ホスト１２０は、次に、１つまたは複数の遠隔ユニット１２５−１および１２５−２（本明細書では、遠隔ユニット１２５と呼ぶ）に（同軸ケーブル、光ファイバ接続、ＲＦリンク、等を介して）通信可能に接続される。第１の遠隔ユニット１２５−１は第１のアンテナ１３０−１を含み、第２の遠隔ユニット１２５−２は第２のアンテナ１３０−２（本明細書では、アンテナ１３０と呼ぶ）を含んでいる。遠隔ユニット１２５は、サービスプロバイダの加入者に対する音声、および／またはデータ通信を無線で送信および受信するために使用される電子的なアンテナシステム１３０を収容している。遠隔ユニットの一例は、ＡＤＣ  Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ，  Ｉｎｃ．が作製したラジオヘッド（ＲＨ）である。ＡＤＣ  Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ，  Ｉｎｃ．が作製したＦｌｅｘｗａｖｅ  Ｐｒｉｓｍも使用してもよい。分散アンテナシステムをセルラシステムで使用して、（ホスト１２０などのような）ベースバンドリソースを中央の位置に保持しながら、最も望ましい位置に遠隔ユニットを配置する。
【００１４】
ＤＡＳ１００はマルチ入力・マルチ出力（ＭＩＭＯ）技術を採用することができる。ＭＩＭＯ無線ネットワークは、通信リンクの送信機と受信機の端部両方に複数のアンテナを持つ通信システムである。ＭＩＭＯは、ＷＣＤＭＡ、高速パケットアクセス（ＨＳＰＡ＋）、ＷｉＭＡＸ、およびＬＴＥなどのようなサービスプロバイダ技術で使用することができる。使用可能なＭＩＭＯには、時空間符号化（ＳＴＣ）および空間多重化（ＳＭ）を含め種々の形態がある。
【００１５】
時空間符号化は、複数のアンテナにわたってデータストリームの複数のコピーを送信し、かつ種々のデータの受信バージョンを利用して信頼性と到達範囲を改善するために使用される技術である。ＳＴＣは、信号対雑音比（ＳＮＲ）を最大にするように受信信号のすべてのコピーを結合する。ＳＴＣで使用される１つの符号化法はＡｌａｍｏｕｔｉ法であり、それは時空間ブロック符号を利用する一種のチャネル符号化である。ＳＴＣでは、各アンテナからの信号強度は等しくなくてもよい。しかしながら、１つの信号が他の信号よりもはるかに弱ければ（例えば、１０ｄＢ分）、ダイバーシチ利得は実現されないだろう。弱い信号を持つアンテナからその他のアンテナよりもはるかに遠い地域では、または信号が陰になる場合、１つの信号は他の信号よりもはるかに弱くなるだろう。
【００１６】
空間多重化（ＳＭ）ＭＩＭＯ技術は複数の信号ストリームに信号を分割することを含み、複数の信号ストリームの各々は同一の周波数帯の異なる送信アンテナから送信される。ＳＭは、カバレッジエリア１０５全体の帯域幅を２倍にするが、カバレッジエリア１０５の範囲や信号利得は増やさない。アンテナ１３０のカバレッジエリアが重複しない領域では、容量は２倍にならないだろう。しかしながら、共通のカバレッジエリア内では、信号はアンテナの１つの近くでは重複しない。ＳＮＲが高く、かつより効率的な変調を使用するので、信号強度は容量が既に高いアンテナの１つの近くで最も高くなる。各アンテナからの信号強度はほぼ等しい必要があるので、空間多重化は重複領域でしか生じない。２つのアンテナを持つ大きく離間して配置されたバックファイアＭＩＭＯについては、ＭＩＭＯの利点は、単一入力・単一出力（ＳＩＳＯ）のネットワークと同数のアンテナを使用して達成される。
【００１７】
ホスト１２０は処理装置１２２およびメモリ１２４を備える。処理装置１２２は遠隔ユニット１２５−１および１２５−２に信号を送信するように構成される。処理装置１２２は、ホスト１２０の内部に設置されるか、またはホスト１２０の外部に設置されてもよい。アンテナ１３０−１および１３０−２はそれぞれ、遠隔ユニット１２５−１、１２５−２とホスト１２０との間の送信時間に起因して遅延された信号を受信する。処理装置１２２はホストユニット１２０から各遠隔ユニット１２５への信号経路に対応する遅延を計算する。ホスト１２０から遠隔ユニット１２５へのデータの送信は、プロセッサ１２２によってさらに遅れる可能性がある。ホスト１２０から遠隔ユニット１２５へのデータ送信を遅らせる他の手段は、（例えば、遅延線または巻いたワイヤまたは光ファイバーケーブルを追加することにより）ホスト１２０を接続するケーブルを遠隔ユニット１２５まで延長すること、または信号に対して遅延を追加する任意の他の公知の方法を含んでいる。
【００１８】
処理装置１２２は、当業者に公知のものとして、ソフトウェア、ファームウェア、ハードウェア、またはそれらの任意の適切な組み合わせを用いて実装することができる。制限としてではなく例示として、ハードウェアコンポーネントは、１つまたは複数のマイクロプロセッサ、記憶素子、デジタル信号処理（ＤＳＰ）素子、インターフェースカード、および当該技術分野において公知の他の標準コンポーネントを含むことができる。前述のいずれも、特別に設計された特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）またはフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）により補足されるか、またはこれらに組み込まれてもよい。本例示的な実施形態において、処理装置１２２は、ホストから遠隔ユニットへのデータを遅らせて送信するのに用いられる種々の方法、プロセスタスク、計算、および制御機能を実行するための、ソフトウェアプログラム、ファームウェア、またはコンピュータ可読命令を含むか、またはこれらと共に機能する。これらの命令は、一般的には、コンピュータ可読命令またはデータ構造の記憶装置に使用される任意の適切な媒体上に明確に具体化される。特に、本実施形態においては、該命令はメモリ１２４に保存される。
【００１９】
メモリ１２４は、汎用あるいは専用のコンピュータもしくはプロセッサ、または任意のプログラマブル論理装置によってアクセスすることができる任意の利用可能な媒体として実装することができる。適切なプロセッサ可読媒体は、磁気媒体または光学媒体などのような記憶装置または記憶媒体を含んでいてもよい。例えば、記憶装置または記憶媒体は、従来のハードディスク、コンパクトディスク読み取り専用メモリＣＤ−ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）（同期ダイナミックランダムアクセスメモリ（ＳＤＲＡＭ）、ダブルデータレート（ＤＤＲ）ＲＡＭ、ＲＡＭＢＵＳダイナミックＲＡＭ（ＲＤＲＡＭ）、静的ＲＡＭ（ＳＲＡＭ）、等を含むが、これらに限定されない）、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）、電気的消去書き込み可能ＲＯＭ（ＥＥＰＲＯＭ）、およびフラッシュメモリ、等などのような揮発性または不揮発性の媒体を含んでいてもよい。適切なプロセッサ可読媒体は、ネットワークおよび／または無線リンクなどのような通信媒体を介して運ばれる電気信号、電磁信号、またはデジタル信号などのような送信媒体も含んでいてもよい。
【００２０】
ＤＡＳ１００は、同報を使用して両方のアンテナ１３０からほぼ同時に信号を送信する。同報は、それにより、単一の基地局１１０からの信号が複数のＤＡＳシステムで複製される、ギャップ充填に必要なＲＦ信号トランシーバを供給するためのＤＡＳで使用されることが多い。しかしながら、同一の周波数帯上の２つのマルチキャスト遠隔ユニット１２５が、それらの信号が重複する可能性がある（すなわち、各アンテナ１３０のカバレッジエリアが重複する）場所に配置されると、マルチパス干渉が生じるだろう。信号がほぼ同一の出力レベルである場合、マルチパス干渉は特に問題である。大きなリップルが周波数帯の通過帯域の深いヌルによって生じる場合がある。ＯＦＤＭＡはこれらの問題に対処するのに十分適しているが、ＯＦＤＭＡ副搬送波の多くは回復できないまでに減衰され、かつ性能の低下を引き起こす場合があり、これらの問題はＡｌａｍｏｕｔｉ  ＳＴＣ法を用いることにより克服することができる。ＨＳＤＰＡシステムを用いた場合、以下に説明するように、この問題は、少なくともチップ遅延を利用してレイク受信機がマルチパス信号を分離できるようにすることにより克服される。
【００２１】
アンテナ１３０が送信する地理的領域はカバレッジエリア１０５である。図１に示すように、アンテナ１３０−１および１３０−２は離間して配置され、カバレッジエリア１０５を作る。他の実施形態において、アンテナ１３０は、カバレッジが望ましい地域（例えば、建物の周囲、競技場内、住宅街の通り沿い、鉄道沿い、等）の周囲に配置される。カバレッジエリア１０５は建物内であっても、建物外であってもよい。ＤＡＳアンテナ１３０−１および１３０−２は、どちらも同一の周波数帯上で送信するように構成されている。無線装置１５０は、モバイルユーザ（例えば、電話またはラップトップコンピュータを使っている人）が使用してもよいカバレッジエリア１０５内に示している。無線装置１５０は、フィンガと呼ばれるいくつかの副受信機を使用するレイク受信機を持つＤＡＳ１００と通信している。各フィンガは受信信号のマルチパスコンポーネントを復号する。
【００２２】
通常、分散アンテナシステムでは、信号がアンテナ１３０によってほぼ同時に送信されるように信号を遅延させなければならない。（伝播遅延に関して）ホスト１２０の近くにあるアンテナの信号は、該信号が最も遠いアンテナに到達するのと同時に、該信号がホスト１２０の近くにあるアンテナに到達するような量だけ遅延される。しかしながら、信号は１チップを超えて離して送信されてもよい。１チップは、直接シーケンススペクトラム拡散（ＤＳＳＳ）符号の１パルスであり、このＤＳＳＳという用語は変調された信号のセグメントを表すものである。言いかえれば、チップは送信の１単位である。信号遅延が１チップ未満の場合、フェージング問題が生じる。しかしながら、信号が少なくとも１チップ離れて送信されれば、レイク受信機は遅延を解釈することができる。例えば、２つのアンテナシステムにおいて、レイク受信機の１つのフィンガは遅延していない信号を受信し、もう１つのフィンガは少なくとも１チップ遅延した信号を受信する。信号を１チップ遅らせるので、レイク受信機は干渉の領域の信号を解放することができる。したがって、コピー間での時間差が１チップを超える場合、レイク受信機によってＤＡＳは信号ストリームの２つ以上のコピーを使用することができる。大きく離間したＭＩＭＯバックファイアシステムのＯＦＤＭＡでは、信号は少なくとも１チップ離れている必要はない。しかしながら、遅延は必要ではないが、ＤＡＳの遅延時間を等しくするために、信号を可変的に遅延させることができる。遅延が使用さた場合、遅延は（データシンボルの初めにデータシンボルの終わりを繰り返す）ＯＦＤＭＡの周期的なプレフィックスより小さくなければならない。
【００２３】
アンテナ１３０は、バックファイア構成では大きく離間している。バックファイアＤＡＳ構成では、アンテナは、互いから離れる（セルから離れる向き）のではなく、互いの方を（すなわち、セルに対して内側向きに）向いている。大きく離間したトランシーバは、近くに離間された（すなわち、カバレッジエリアの同一の区域内に）トランシーバを有する一般的なＭＩＭＯシステムよりも、大きい距離離れて（例えば、カバレッジエリアの対向する区域に）配置される。大きく離間されたＤＡＳ構成の一実施形態において、遠隔ユニットは、各遠隔ユニットの近くで他の遠隔ユニットからの信号が無視できるように、互いに離間される。大きく離間して配置されたトランシーバを持つことにより、ＤＡＳはより大きな地域一帯により安定した信号を持つことができる。バックファイア構成はさらにシャドーイングという利点をもたらす。（例えば、樹木または壁によって）一般的なシステムよりもシャドーイングされる場合、無線装置１５０はより多くのカバレッジエリアを持つだろう。また、ＬＴＥまたはＷｉＭＡＸなどのようなプロトコルを持つＭＩＭＯを使用することにより、信号間に大きくて低い相関関係を持つことから利点がもたらされる。アンテナが近くに離間される場合、信号間の相関関係は高くなり、その結果、ＭＩＭＯの性能が低くなる。
【００２４】
バックファイア構成におけるＤＡＳについては、一対のアンテナにおけるアンテナは、少なくとも部分的に互いに対して向けられるように構成されている。アンテナは、（図１に示すように）真っ直ぐに互いに対して向けられるか、またはアンテナの送信領域のいずれかの部分が重複するように、ある角度だけずらすことができる。バックファイアリングは、より安定したレベルでＤＡＳソース間でＲＦ出力を維持し、かつ同一の周波数帯上のバックファイアリングはセルを飽和させる。この単一セルの優位性は、より安定した信号をもたらし、かつアンテナ間の干渉を低減する。複数の対の遠隔ユニットを持つバックファイア構成では、各遠隔ユニット対のセルは互いからかなり分離される。信号対雑音比および信号対妨害比は優れたセルの分離により低減される。これにより、ＤＡＳの総合的な性能を増大する幾何学的要因（Ｇ）が改善される。特に、ＨＳＤＰＡの性能は、とりわけ増加したデータ速度を通して増大される。
【００２５】
ＳＴＣとＳＭは、大きく離間しているＤＡＳアンテナノード１３０に対して、およびバックファイア構成において適している。無線装置１５０が（アンテナ１３０のうちの１つの近くなどのような）セル１０５の周囲近くにある場合、信号は強く干渉がないので、信号は不平衡であり、時空間符号化と空間多重化は必要ではない。しかしながら、ＤＡＳノード１３０間の境界で（セル１０５の中心近くで）は、信号はほぼ等しい強度である。ＳＴＣはこの条件に対応するように設計され、干渉は一般に問題ではない。同様に、信号がとる経路が空間多重化の必要条件と相関しないので、空間多重化は境界領域でも十分に機能するだろう。アンテナ１３０の１つの近くでは、無線装置１５０は他のアンテナ１３０からの信号を受信しない傾向がある。しかしながら、無線装置１５０は１つのアンテナの近くにあることにより優れた信号品質を持つだろう。
【００２６】
図２Ａから図２Ｃは、建物の周囲にあるバックファイア分散アンテナシステムの実施形態の構成を示すブロック図である。図２Ａは、２つのトランシーバ２１０−Ａおよび２１０−Ｂを持つバックファイアＤＡＳ２００の一実施形態のブロック図である。ＤＡＳ２００は建物２０５をカバーしている。トランシーバ２１０のカバレッジが重複する重複領域２１５を示す。トランシーバ２１０−Ａおよび２１０−Ｂは同一の周波数帯にある。一実施形態において、ＤＡＳ２００はＨＳＤＰＡを送信している。トランシーバ２１０は、トランシーバ２１０により送信された信号が少なくとも１つの信号チップ分だけ時間的に分離されるように、トランシーバ２１０に対し信号を送るホスト（図示せず）に通信可能に接続されている。代替的な実施形態では、ＤＡＳ２００はＳＴＣまたはＳＭのいずれかを使用する２×２のＭＩＭＯシステムである。
【００２７】
上記の技術は別個の周波数帯と結合されてもよい。例えば、ＤＡＳは４つのトランシーバを有する可能性があり、各トランシーバはバックファイアリングパートナと対になって、互いから大きく分離し、かつ干渉の低い２つのチャネルセルを作っている。図２Ｂは、４つのトランシーバ２４０−Ａ、２４０−Ｂ、２４５−Ａ、および２４５−Ｂを持つバックファイアＤＡＳ２３０の一実施形態のブロック図である。アンテナ２４０−Ａおよび２４０−Ｂは第１の周波数帯にあり、かつバックファイアリングパートナとなっている。アンテナ２４５−Ａおよび２４５−Ｂは第２の周波数帯にあり、かつバックファイアリングパートナとなっている。
【００２８】
バックファイアＤＡＳの代替的な実施形態は複数のアンテナを備え、該アンテナの少なくとも１つは対にされない。図２Ｃは、１対のアンテナ２６０−Ａおよび２６０−Ｂと、対ではないアンテナ２６５とを持つバックファイア分散アンテナシステム２５０の一実施形態のブロック図である。アンテナ２６０−Ａおよび２６０−Ｂは第１の周波数帯にあり、かつバックファイアリングパートナとなっている。第３のアンテナ２６５も第１の周波数帯にあり、第３のアンテナ２６５によって放射された信号は、アンテナ２６０−Ａおよび２６０−Ｂから少なくとも１チップ離して遅延される。分散アンテナシステムの他の実施形態は、例えば、４つの対ではないアンテナ、そのうちの２つが対である４つのアンテナ、または５つのアンテナなどのような任意の適切な数のアンテナを持っている。これらの実施形態は、任意の数の内側を向いたアンテナを利用してセル領域のはずれのカバレッジを改善する、内側を向いたセル構造を提供する。この配置は、信号損失の機会が改善されたデータスループットおよびセル間での副搬送波の分散を通して減少するため、特にＬＴＥに適している。
【００２９】
図３Ａおよび図３Ｂは、曲線路に沿ったバックファイア分散アンテナシステムの実施形態の構成を示すブロック図である。図３Ａは、線形バックファイアＤＡＳ３００の一実施形態のブロック図である。ＤＡＳ３００は、街路、幹線道路、鉄道、トンネル、等に沿って配置されてもよい。３つのセル領域３０２−Ａ、３０２−Ｂ、および３０２Ｃ（本明細書では、セル３０２と呼ぶ）を示す。トランシーバ３１０は、アンテナ塔３２０−１〜３２０−４に背中合わせで取り付けられている。タワー３２０−１はトランシーバ３１０−Ａ１を支持している。タワー３２０−２はトランシーバ３１０−Ａ２と３１０−Ｂ１を支持している、等々となる。トランシーバ３１０−Ａ１および３１０−Ａ２はバックファイア構成であり、３１０−Ｂ１と３１０−Ｂ２、および３１０−Ｃ１と３１０−Ｃ２と同様にバックファイアリングパートナである。
【００３０】
セル３０２はそれぞれ別個の周波数帯にある。一実施形態において、隣接セルのみが別個の周波数帯にある（例えば、セル３０２−Ａおよび３０２−Ｃは第１の周波数帯を使用しており、セル３０２−Ｂは第２の周波数帯を使用している）。別の実施形態において、セル３０２はすべて同一の周波数帯にある。背中合わせに取り付けられたセクタアンテナを持つＤＡＳ配置を用いると、セル３０２−Ａ、３０２−Ｂ、および３０２−Ｃの間の分離が壊れるかもしれない。しかしながら、グリッド線３３０（セル間の境界）にはなおハンドオーバゾーンがあるが、これらはアンテナのすぐそばの限られた領域にある。グリッド線３３０は、セル３０２−Ｂと３０２Ｃとの間と同様にセル３０２−Ａと３０２−Ｂとの間にもある。カバレッジエリアの至る所で、信号はこの構成においては従来のセルによるよりもはるかに安定している。したがって、ソフトハンドオーバはそれほど頻繁には生じず、その結果、セルの至る所でより大きな容量ができる。ユーザがＤＡＳの中を通って移動中であれば（例えば、鉄道車両に乗っている乗客）、ユーザの装置は、より大きなセルの分離と低減されたハンドオーバによって、より大きな帯域幅およびより少ない電力消費を経験するだろう。
【００３１】
図３Ｂは、街路３５２に沿った線形バックファイアＤＡＳ３５０の一実施形態のブロック図である。（オフィスや住宅などのような）建物３５４および遠隔ユニット３６２−１〜３６２−４は街路３５２に沿って位置している。遠隔ユニット３６２はホスト（図示せず）に接続され、トランシーバ（図示せず）を備える。トランシーバは、バックファイア構成のカバレッジエリア３６０−１〜３６０−４にわたって放送する（図３Ｂの矢印はトランシーバのビーム形成の方向を示している）。セル３６０間のグリッド線３７０は、異なるセル３６０間の信号重複の地域を示している。
【００３２】
トランシーバ３６５はマクロアンテナである。マクロアンテナはトランシーバ基地局に直接接続されている。トランシーバ３６５は遠隔ユニット３６２−４と同一の周波数帯で動作していてもよい。他の実施形態において、トランシーバ３６５は分散アンテナシステムの別の遠隔ユニットである。セル３６０はすべてが同一の周波数帯にあっても、または異なる周波数帯にあってもよい。
【００３３】
図４Ａおよび図４Ｂは、競技場内のバックファイア分散アンテナシステムの実施形態の構成を示すブロック図である。図４Ａは、異なる周波数帯における４つのセル４１０−Ａ〜４１０−Ｄを持つ競技場４００を示している。競技場４００には、競技場４００の下部デッキ、中部デッキ、および上部デッキに対応する１階から３階までがある。各セル４１０は各階に対応するバックファイアアンテナ４２０を有する。例えば、セル４１０−Ａは、１階の４２０−Ａ４でバックファイアされたアンテナ４２０−Ａ１、２階の４２０−Ａ５でバックファイアされたアンテナ４２０−Ａ２、および３階の４２０−Ａ６でバックファイアされたアンテナ４２０−Ａ３を有する。アンテナ対は互いに対して垂直に向けられているが、アンテナ対は共通のカバレッジエリアを作っている。
【００３４】
図４Ｂは、同一の周波数帯における４つのセル４４０−Ａ〜４４０−Ｄを持つ競技場４３０を示している。言いかえれば、同一のセル（周波数帯）はＤＡＳのすべての遠隔ユニットにより同報される。この構成は容量の低いネットワークをもたらす。他のセル構成および周波数帯が意図される。
【００３５】
図５は、背中合わせで取り付けられた２つの分散アンテナ５０２間の分離のグラフである。２つのセル間は、グリッド線５１０沿いを除いて、アンテナ５０２−Ａとアンテナ５０２−Ｂとの間の地域に対応して良好に分離されている
【００３６】
図６は、バックファイア構成を持つＤＡＳで同報を使用する方法６００の一実施形態である。基地局から１対のアンテナの第１のアンテナへの信号遅延が計算される（６１０）。また、基地局から１対のアンテナの第２のアンテナへの信号遅延が計算される（６２０）。第２のアンテナは、通常、より短い信号経路を持つアンテナであるだろう。基地局から１対のアンテナの第２のアンテナへの信号を遅延して、第１の信号（該「信号」）が第１のアンテナに到達してから少なくとも１チップ遅延して第２の信号（該「遅延信号」）が第２のアンテナに到達するようにする（６３０）。設定された遅延を用いて、信号は１対のアンテナから同報される（６４０）。
【００３７】
方法６００は、任意数のアンテナ対に対して実行することができる。方法６００は、アンテナがアンテナ対であるかどうかにかかわらず、任意数のアンテナに対して実施することができる。方法６００は、ＭＩＭＯシステムではＨＳＤＰＡおよびＨＳＰＡ＋で使用することができる。また、方法６００はＳＴＣまたはＳＭなどのようなＭＩＭＯ技術を用いて、ＯＦＤＭＡで使用することができる。
【００３８】
図７は、バックファイア構成を持つＤＡＳで同報を使用する方法７００の一実施形態である。ホストユニットから複数の遠隔ユニットの各々への信号遅延が計算される（７１０）。信号はホストユニットから複数の遠隔ユニットの各々に送信される（７２０）。ＭＩＭＯ技術を使用して、計算された信号経路の遅延に基づき、大きく離間される複数の遠隔ユニットの各々からの信号を共通のカバレッジエリアにほぼ同時に放送する（７３０）。方法７００は、任意数のアンテナまたはアンテナ対に対して実施することができる。方法７００はＳＴＣまたはＳＭなどのようなＭＩＭＯ技術を用いて、ＯＦＤＭＡで使用することができる。ＳＴＣを使用する場合、時空間ブロック符号を用いて各遠隔ユニットに信号のコピーを送信するチャネル符号化のＡｌａｍｏｕｔｉ法を使用することができる。
【００３９】
図８Ａ〜図８Ｃは、バックファイア分散アンテナシステムのカバレッジエリア内に３つのフィンガを備えるレイク受信機を持つモバイル装置の実施形態のブロック図である。図８Ａは、分散アンテナシステム８００のカバレッジエリア８０５内のモバイルユニット８１０の一実施形態を示す。ＤＡＳ８００は、ＬＴＥシステム、ＨＳＤＰＡシステム、または任意の他の適切な分散アンテナシステムとすることができる。ＤＡＳ８００は、ホスト８０２および８つの遠隔ユニット８０４−１〜８０４−８（本明細書では、まとめて遠隔ユニット８０４と呼ぶ）を備える。各遠隔ユニット８０４−１〜８０４−８は、それぞれ対応するアンテナ８０６−１〜８０６−８（本明細書では、まとめてアンテナ８０６と呼ぶ）を持っている。ホスト８０２は遠隔ユニット８０４の各々に信号を配信し、各トランシーバ８０６は、その他のアンテナ８０４の各々からの信号の送信から少なくとも１チップ分の時間差で信号を送信する。言いかえれば、アンテナ８０６によって送信された各信号間には少なくとも１チップの遅延が存在する。
【００４０】
ホストユニット８０２および遠隔ユニット８０４の実施形態は、米国特許出願整理番号１１／６２７，２５１で説明され、参照によって本明細書に組み込まれたように、コンポーネントをサービスプロバイダのニーズに適合するように取外しおよび設置ができるようにする画定されたモジュール設計、ならびにインターフェースを有する。ホスト８０２および遠隔ユニット８０４はいずれも、シリアル無線周波数（ＳｅＲＦ）通信機の周囲に設計され、異なる種類のデジタル／アナログ変換無線周波数トランシーバ（ＤＡＲＴ）モジュールを接続および切断することができる、画定されたインターフェースを有する。図８Ａに示すように、ホスト８０２はＤＡＲＴモジュール８１２を有している。ＤＡＲＴモジュール８１２には多くの異なる実施形態があり、各ＤＡＲＴモジュール８１２は特別な技術および周波数帯向けに設計されている。したがって、技術および周波数帯の調整は、単にホストユニット８０２または遠隔ユニット８０４のＤＡＲＴモジュール８１２を交換するだけで行うことができる。
【００４１】
モバイルユニット８１０は、３つのフィンガ８１５−１〜８１５−３（本明細書では、まとめてフィンガ８１５と呼ぶ）を持つレイク受信機を備える。各フィンガ８１５はアンテナ８０６の１つからの信号を分離する。図８Ａに示すように、フィンガ８１５−１はアンテナ８０６−１から信号を受信し、フィンガ８１５−２はアンテナ８０６−２から信号を受信し、フィンガ８１５−３はアンテナ８０６−３から信号を受信する。信号の各々は互いから少なくとも１チップ遅延されるので、モバイルユニット８１０は信号を分離することができる。アンテナ８０６はカバレッジエリア８０５に信号を同報する。
【００４２】
モバイルユニット８１０がカバレッジエリア８０５内を通って移動すると、３つの遠隔ユニット８０４のみがどの地点でも目に見えるだろう。これは、モバイルユニット８１０のレイク受信機で利用可能なフィンガ８１５の数が、モバイルユニット８１０が区別することができる信号の数を決定するからである。言いかえれば、受信することができる信号のレプリカの数の制限要因は、レイク受信機のフィンガの数である。
【００４３】
図８Ｂは、２×２のＭＩＭＯ構成を採用している分散アンテナシステム８２０のカバレッジエリア８２５内のモバイルユニット８１０の一実施形態を示す。モバイルユニット８１０は、２つの送信機および少なくとも３つのフィンガ８１５−１〜８１５−３を持つレイク受信機を備える。ホスト８２２は、同一の周波数帯でホスト８２２を介して信号を送るように各々が構成される２つのＤＡＲＴモジュール８２４−１および８２４−２を備える。遠隔ユニット８２６−１〜８２６−８はホスト８２２に接続され、ホスト８２２から信号を受信する。ホスト８２２は、ＤＡＲＴモジュール８２４−１から遠隔ユニット８２６−１、８２６−３、８２６−５、および８２６−７へ、ならびにＤＡＲＴモジュール８２４−２から遠隔ユニット８２６−２、８２６−４、８２６−５、および８２６−８へと信号を送る。
【００４４】
各遠隔ユニット８２６−１〜８２６−８（本明細書では、まとめて遠隔ユニット８２６と呼ぶ）の各々は、アンテナ８２８−１〜８２８−８（本明細書では、まとめてアンテナ８２８と呼ぶ）をそれぞれ備える。各遠隔ユニット８２６で受信された信号は、その他の遠隔ユニット８２６で受信された信号からのタイミングオフセット（すなわち、遅延）を有する。アンテナ８２８はカバレッジエリア８２５に信号を同時に送信する。モバイルユニット８１０がカバレッジエリア８２５内を通って移動すると、モバイルユニット８１０は、ＤＡＲＴモジュール８２４−１または８２４−２のうちの１つからの信号と、他のＤＡＲＴモジュール８２４−１または８２４−２からの１つの信号という２つのバージョンを受信する。２度受信された信号については、モバイルユニット８１０のいくつかの実施形態は、同一の信号の両方のバージョンを使用することはできないので、信号のうちの１つ（例えば、強い方の信号）だけを使用するだろう。
【００４５】
遠隔ユニット８２６で受信された信号の実施形態は、互いから遅延される。一実施形態において、遠隔ユニット８２６−１、８２６−３、８２６−５、および８２６−７から送信される信号は、互いに対して少なくとも１チップ分時間をずらされる。遠隔ユニット８２６−２、８２６−４、８２６−５、および８２６−８から送信される信号も、互いに対して少なくとも１チップ分時間をずらされる。しかしながら、例えば、遠隔ユニット８２６−１および遠隔ユニット８２６−２から送信される信号は異なる信号なので、互いからずらされない。モバイルユニット８１０は、信号間のタイミングのずれを必要とせずに、それらの２つの信号を分離することができる。信号をそれぞれの遠隔ユニット８２６から同報できるように、信号はすべて（デジタル方式またはアナログ方式のいずれかを用いて）遅延される。
【００４６】
図８Ｃは、２×４のＭＩＭＯ構成を採用している分散アンテナシステム８４０のカバレッジエリア８４５内のモバイルユニット８１０の一実施形態を示す。ＭＩＭＯ構成は、（例えば、基地局から受信された）ホスト８４２からの４つの異なる信号、およびモバイルユニット８１０からの２つの異なる信号から成る。この実施形態において、ホスト８４２は、各々がホスト８４２に信号を提供する４つのＤＡＲＴモジュール８４４−１〜８４４−４を備える。遠隔ユニット８５０−１〜８５０−８（まとめて遠隔ユニット８５０と呼ぶ）はホスト８４２に接続され、かつそれらの各々は２つのアンテナ８５２−１Ａと８５２−１Ｂ〜８５２−８Ａと８５２−８Ｂをそれぞれ備える。例えば、８５２−１Ａと８５２−１Ｂなどのアンテナの一実施形態は、ＭＩＭＯアンテナとして機能し、かつアンテナ間に偏波ダイバーシチを持つように、空間において離間される。遠隔ユニット８５０の各々の間に存在するタイミングのずれは、デジタル遅延方式、アナログ遅延方式、または両種の方式の組み合わせのいずれかを通して作られる。
【００４７】
各遠隔ユニット８５０は信号のうちの２つを受信する。例えば、遠隔ユニット８５０−１はＤＡＲＴモジュール８４４−１および８４４−２から信号を受信し、遠隔ユニット８５０−２はＤＡＲＴモジュール８４４−３および８４４−４から信号を受信する。したがって、各遠隔ユニット８５０は、遅延に固有の相違もなく同一のチャネルで２つの異なる情報ストリームを送信する。しかしながら、異なる遠隔ユニット８５０間の信号は、図８Ｂに関して上で説明した方法で互いからずらされ、かつアンテナ８５２から同報される。
【００４８】
モバイルユニット８１０はそのレイク受信機がフィンガ８１５をサポートするのと同数の信号を受信する。図８Ｃに示すように、モバイルユニット８１０は、カバレッジエリア８４５内にある間に６つの異なる信号を受信する。言いかえれば、モバイルユニット８１０は、大幅な距離による２つのずれおよび個々の遠隔ユニット８５０の位相差によるその他の２つのずれにより、４つの異なるＭＩＭＯ信号を受信し、かつそれらの組の信号は、同一の組の信号を送信する別の遠隔ユニット８５０から繰り返されるだろう。さらに、フィンガ８１５−１の信号経路が８１５−３とは異なるので、信号送信が繰り返されると、モバイルユニット８１０はそれらの信号を分離することができるだろう。モバイルユニット８１０は、（遠隔ユニット８５０−１のアンテナ８５２−１Ａと８５２−１Ｂなどのような）各遠隔ユニットの２つのアンテナによって放射された信号の偏波ダイバーシチを通して、および同一の信号を送信している２つの遠隔ユニット間の（遠隔ユニット８５０−１と遠隔ユニット８５０−３との間などのような）物理的な間隔を通して、信号を分離する。
【００４９】
ＤＡＳ８４０の他の実施形態において、隣接する遠隔ユニット８５０は同一の組の信号を受信する。一実施形態において、ＤＡＲＴモジュール８４４−１〜８４４−４からの信号の各々は、異なる周波数帯を通して送信される。
【００５０】
図９はモバイル装置９００の一実施形態のブロック図である。モバイル装置９００は、レイク受信機９１０、少なくとも２つの送信機９２０−１および９２０−２、プロセッサ９３０、メモリ９３２、および記憶媒体２４０を備える。レイク受信機９１０は、複数のフィンガ９１２−１〜９１２−Ｎ（本明細書では、まとめてフィンガ９１２と呼ぶ）を備える。フィンガ９１２は、図８Ｃに関して上で説明したＭＩＭＯ信号などのような異なる信号を受信し、モバイル装置９００は、偏波ダイバーシチ、間隔、およびタイミングオフセットを通して信号を分離することができる。ソフトウェア９４２は、モバイル装置９００がレイク受信機９１０のフィンガによって受信された信号を分離できるようにするプロセッサ９３０によって実行可能なプログラマブル命令を含む。少なくとも２つの送信機９２０−１および９２０−２は、モバイルユニット９００が（例えば、図８Ｂの２×２のＭＩＭＯ構成、および図８Ｃの２×４のＭＩＭＯ構成において）２つの組の信号をダウンリンクできるようにする。
【００５１】
レイク受信機９０１は、そのフィンガ９１２の数と等しい数の信号または信号の組９５０−１〜９５０Ｎ（本明細書では、まとめて信号９５０と呼ぶ）を受信する。レイク受信機９１０は、モバイル装置９００の他のコンポーネントによって使用することができる１つまたは複数のコヒーレント信号にこれらの信号９５０を分離するか、または結合することができる（例えば、音声信号を信号９５０から分離することができ、かつスピーカを介してユーザに出力できる可能性がある）。例えば、信号９５０は、図８Ｂおよび図８Ｃのフィンガ８１５によって受信された信号に対応する可能性がある。
【００５２】
上記の概念も放射ケーブルを利用する分散アンテナシステムに適用することができる。図１０は、放射ケーブル１０１０を使用するバックファイア分散アンテナシステム１０００の一実施形態のブロック図である。ホスト１００２は遠隔ユニット１００４−１および遠隔ユニット１００４−２に通信可能に接続される。信号は遠隔ユニット１００４−１および遠隔ユニット１００４−２に配信される。遠隔ユニット１００４−１で受信された信号と比較して、遠隔ユニット１００４−２で受信された信号は遅延される。遅延は、デジタル遅延またはアナログ遅延のいずれかによって（例えば、ホスト１００２と遠隔ユニット１００４−２とを接続する配線にさらに長さを追加することによって）達成される。
【００５３】
放射ケーブル１０１０は、遠隔ユニット１００４−１に接続された第１の端部と、遠隔ユニット１００４−２に接続された第２の端部とを有する。放射ケーブル１０１０は、一般的には高い周波数で電磁放射を放射および受信する配線を備える。放射ケーブル１０１０の一実施形態は同軸ケーブルを有し、約３〜３０ＭＨｚの周波数範囲を使用する。しかしながら、例えば７００〜２６００ＭＨｚなどのような他の周波数および配線を使用してもよい。
【００５４】
遠隔ユニット１００４−１からの信号は、放射ケーブル１０１０の（矢印１００８−１によって表された）順経路に沿って送られる。遠隔ユニット１００４−２からの遅延された信号は、放射ケーブル１０１０の（矢印１００８−２によって表された）逆経路に沿って送られる。言いかえれば、同一の信号は放射ケーブル１０１０で２回同報され、１回は順経路１００８−１で、もう１回は信号の２つのインスタンス間でタイミングのずれを持つ逆経路１００８−２で同報される。ＲＣの近くにあるレイク受信機は、順経路１００８−１と逆経路１００８−２の両方を受信するだろう。
【００５５】
順経路１００８−１（本明細書では、順方向信号と呼ぶ）の信号と逆経路１００８−２（本明細書では、逆方向信号と呼ぶ）の信号との間のタイミングのずれは、少なくとも１チップ分遅延される。これにより、放射ケーブルのカバレッジエリア内のレイク受信機は順方向信号と逆方向信号の両方を分離することができる。いくつかの実施形態においては、順方向信号と逆方向信号との間のタイミングのずれは、順方向信号と逆方向信号が放射ケーブル１０１０のそれぞれの反対側の端部に到達するまでに要する時間よりも大きい。放射ケーブルは、一般的に、その長さに沿い、信号がフェージングされる地域（フェージングディップと呼ぶ）を有するだろう。放射ケーブル１０１０の順経路および逆経路で信号を送ることにより、信号に形成されるディップの可能性が低減される。２つの信号があり、１つは放射ケーブル１０１０の各端部からの供給を遅延させるので、両方の信号が同時にフェージングする可能性は少ない。放射ケーブル１０１０のカバレッジエリア内のモバイルユニットは、最も強い信号経路を選択することができるだろう。
【００５６】
ＤＡＳシステム１０００の実施形態は、アンテナ塔よりも放射ケーブルに対して導電性が高い地域に沿って放射ケーブル１０１０を設置する。例えば、放射ケーブル１０００は、トンネルに沿って（例えば、大量輸送鉄道線路または高速道路トンネルに沿って）、建物内に（例えば、廊下に沿って）、または任意の他の適切な位置に設置される。
【００５７】
ＭＩＭＯシステムも放射ケーブル１０１０を用いて使用することができる。このような実施形態では、例えば、２つ以上の放射ケーブルは互いにに隣接して敷設され、共通のカバレッジエリアを画定する。放射ケーブルの各々は他の放射ケーブルとは異なる信号を受信する。異なる信号は、例えば、単一信号の多重化されたバージョンであってもよい。ＤＡＳ１０００の他の実施形態は、信号を強化するために、放射ケーブル１０１０に沿って所定間隔で離間したラインアンプを備える。
【００５８】
本明細書に説明するような本発明のシステムおよび方法を実現するためには、いくつかの手段が利用可能である。上記のいずれかの手段に加えて、例えば、プロセッサ９３０について、これらの手段は、デジタルコンピュータシステム、マイクロプロセッサ、プログラマブルコントローラ、およびフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）を含むが、これらに限定されない。そのため、本発明の他の実施形態は、記憶媒体９４０などのようなコンピュータ可読媒体上にあるプログラム命令であり、このプログラム命令は、かかるコントローラによって実行されると、該コントローラが本発明の実施形態を実現できるようにする。コンピュータ可読媒体は、コンピュータメモリの任意の形式を含む物理デバイスであり、これは、パンチカード、磁気ディスクまたは磁気テープ、任意の光学データ記憶装置システム、フラッシュ読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）、不揮発性ＲＯＭ、プログラマブルＲＯＭ（ＰＲＯＭ）、消去可能なプログラマブルＲＯＭ（Ｅ−ＰＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、または永久、半永久、もしくは一時的な記憶装置システムもしくは装置の任意の他の形式を含むが、これらに限定されない。プログラム命令は、コンピュータシステムプロセッサ、および超高速集積回路（ＶＨＳＩＣ）、ハードウェア記述言語（ＶＨＤＬ）などのようなハードウェア記述言語によって実行されるコンピュータ実行可能命令を含むが、これらに限定されない。
【００５９】
バックファイア構成における分散アンテナシステムは、ＨＳＤＰＡおよびＨＳＰＡ＋のデータ速度を増加させる。セル全体にわたって信号がより安定しているので、セル間のより大きな分離は、一般的な無線システムによって生じるよりも少ないソフトハンドオーバにより達成される。建物へのより深い侵入も同様に達成される。制限されたソフトハンドオーバ領域は、１つのセル当たりより多くの容量をもたらす。シャドーイング効果が最小限にされる。遠隔ユニットは、ほぼ曲線、矩形、正方形、菱形、六角形、ドーナツ形、および円形などの任意の構成で配置できるが、これらに限定されない。ＳＴＣまたはＳＭによる大きく離間されたバックファイアＭＩＭＯを採用しているＤＡＳは、ネットワーク性能を増大させ、より高い平均データ速度、より優れた音声品質、より長いバッテリ寿命、およびセル間のより少ないソフトハンドオーバを提供している。
【００６０】
以下の請求項によって定義された本発明の多数の実施形態について説明した。しかしながら、説明した実施形態に対する種々の変更が、特許請求された発明の精神および範囲から逸脱することなく行われてもよいことが理解できよう。したがって、他の実施形態は以下の特許請求の範囲の範囲内にある。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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