"高い位置にある高所設置部用アンテナシステムであって、M×N個のアンテナ要素のアレイを備え、高い位置に配置されるように構成されるアンテナアレイと、高い位置における前記アンテナアレイと、地上ベース設備の間でデジタル信号を送受信するための逆送リンクであって、当該デジタル信号が、デジタルベースバンド及びデジタルIFフォーマットの少なくとも1つであり、前記アレイの前記アンテナ要素に対する位相及び振幅における調整を伴ったビーム形成のためのデジタル信号を含むものと、前記アンテナアレイと逆送リンクの間で無線周波数通信信号を処理する、高い位置にある前記アンテナアレイに近接する無線周波数回路とを備え、前記無線周波数回路は以下の、前記逆送リンクと前記アンテナアレイの間に配置されて、前記デジタル信号を処理する、多重化回路であって、当該多重化回路が、前記デジタル信号を、M個の別個の信号部分に分離するように構成され、当該信号部分の各々が、前記アンテナアレイのM個の別個の部分に対する位相及び振幅における調整を含むものと、前記M個の別個の信号部分の、アナログとデジタル信号表現の間を変換するために動作可能な、前記M個の別個の信号部分の各々に対するアナログ/デジタル変換回路と、前記M個の別個の信号部分の各々に対応し、前記アンテナアレイの前記通信信号のための無線周波数通信信号フォーマットと他の信号フォーマットの間を変換するために動作可能な、周波数変換回路と、前記アンテナ要素への信号の送信を取り扱うために、各アンテナ要素に結合された電力増幅回路と、前記アンテナ要素からの信号の受信を取り扱うために、各アンテナ要素に結合されたLNA回路と、各アンテナ要素に対応し、前記アンテナ要素の送信信号と受信信号を分離するために、前記電力増幅回路とLNA回路を、前記アンテナ要素に結合するように構成される周波数ダイプレキサ回路と、を備え、前記無線周波数回路は、前記デジタルベースバンド及びデジタルIFフォーマットのうちの少なくとも1つで前記地上ベース装置と通信信号を送受信するための、前記アンテナアレイと前記逆送リンクとの間で無線周波数通信信号の処理を行うように構成される、塔頂部設備用アンテナシステム。Nが1より大きい、請求項1に記載のアンテナシステム。Mが1より大きい、請求項1に記載のアンテナシステム。前記デジタル信号を、光信号と電気信号の間で変換するためのファイバー変換回路を更に含む、請求項1に記載のアンテナシステム。前記周波数変換回路が、IF信号とRF信号の間で変換する回路を含む、請求項1に記載のアンテナシステム。前記M個の別個の信号の各々に対する、前記周波数変換回路が、共通のLO信号を共有する、請求項1に記載のアンテナシステム。前記M個の別個の信号部分が、前記アンテナアレイからの送信のためのM個の送信信号を含む、請求項1に記載のアンテナシステム。前記M個の別個の信号部分が、前記アンテナアレイによって受信されるM個の受信信号を含む、請求項1に記載のアンテナシステム。前記M個の別個の信号部分が、M個の送信信号と、M個の受信信号の双方を含む、請求項1に記載のアンテナシステム。前記多重化回路が、更に、M個の別個の信号部分を、逆送リンクのためのデジタル信号に結合するために動作可能である、請求項1に記載のアンテナシステム。前記アナログ/デジタル変換回路及び周波数変換回路が、前記アンテナアレイからのRF信号を、デジタルベースバンド信号に変換するために作動可能な回路に結合されるcombinedinacircuit、請求項1に記載のアンテナシステム。高い位置にある高所設置部用アンテナシステムであって、M×N個のアンテナ要素のアレイを備え、高い位置に配置されるように構成されるアンテナアレイと、高い位置における前記アンテナアレイと、地上ベース設備の間でデジタル信号を送受信するための逆送リンクであって、当該デジタル信号が、デジタルベースバンドフォーマットであり、前記アレイの前記アンテナ要素に対する位相及び振幅における調整を伴ったビーム形成のための信号を含むものと、前記アンテナアレイと逆送リンクの間で無線周波数通信信号を処理する、高い位置にある前記アンテナアレイに近接する無線周波数回路とを備え、前記無線周波数回路は以下の、前記逆送リンクと前記アンテナアレイの間に配置されて、前記デジタル信号を処理する、多重化回路であって、当該多重化回路が、前記デジタル信号を、M個の別個の信号部分に分離するように構成され、当該信号部分の各々が、M個の別個の部分に対する位相及び振幅における調整を含むものと、前記M個の別個の信号部分の、アナログとデジタル信号表現の間を変換するために動作可能な、前記M個の別個の信号部分の各々に対するアナログ/デジタル変換回路と、前記M個の別個の信号部分の各々に対応し、前記アンテナアレイの前記通信信号のための無線周波数通信信号フォーマットと他の信号フォーマットの間を変換するために動作可能な、周波数変換回路と、前記アンテナ要素への信号の送信を取り扱うために、各アンテナ要素に結合された電力増幅回路と、前記アンテナ要素からの信号の受信を取り扱うために、各アンテナ要素に結合されたLNA回路と、各アンテナ要素に対応し、前記アンテナ要素の送信信号と受信信号を分離するために、前記電力増幅回路とLNA回路を、前記アンテナ要素に結合するように構成される周波数ダイプレキサ回路と、を備え、前記無線周波数回路は、前記デジタルベースバンドフォーマットで前記地上ベース装置と通信信号を送受信するための、前記アンテナアレイと前記逆送リンクとの間で無線周波数通信信号の処理を行うように構成される、塔頂部設備用アンテナシステム。前記デジタル信号を、光信号と電気信号の間で変換するためのファイバー変換器を更に含む、請求項12に記載のアンテナシステム。前記周波数変換回路が、IF信号とRF信号の間で変換する回路を含む、請求項12に記載のアンテナシステム。前記M個の別個の信号部分が、前記アンテナアレイからの送信のためのM個の送信信号を含む、請求項12に記載のアンテナシステム。前記M個の別個の信号部分が、前記アンテナアレイによって受信されるM個の受信信号を含む、請求項12に記載のアンテナシステム。前記アナログ/デジタル変換回路及び周波数変換回路が、前記アンテナアレイからのRF信号を、デジタルベースバンド信号に変換するために作動可能な回路に結合されるcombinedinacircuit、請求項12に記載のアンテナシステム。全ての処理及びソフトウエア、並びにディジタルハードウエアを、種々のセルサイトの間に分配されるよりむしろ単一の場所に設置するのを可能にし、それにより、初期設置コスト、並びにメンテナンス及びグレードアップのコストを低減したアンテナシステム及び方法を提供する。本発明の一局面に従ったアンテナシステムアーキテクチャは、RF電子機器を塔頂部でアンテナと共に、又はアンテナハウジング内に設けることに基づいている。本発明のアンテナシステムアーキテクチャの別の局面は、-塔頂部電子機器と、-分配型distributed増幅器システムと、-塔頂部での周波数及びディジタル変換と、-アンテナ/アレイの入力/出力が時分割多重化すること、-最後の多重化されたディジタル信号が光ファイバに変換されること、及び-逆送backhaulのため単一の又は複数の光ファイバ供給ケーブル、又は逆送のためマイクロ波に変換することを含む。その上、このアプローチは、以下のように、機能の基本的分割を可能にする。-RF信号処理は、塔頂部に実行されること、及び-ビーム形成DSP及びチャネル符号化は、次のような別の場所で実行されること。a塔基地局又はBTSベース送受信器システムの底部、又はbMSC移動切り替えセンター、又はcCO中央切り替え局。このアプローチは、全ての処理及びソフトウエア、並びにディジタルハードウエアを、種々のセルサイトの間に分配されるよりむしろ単一の場所に設置するのを可能にする。それは、初期設置コスト、並びにメンテナンス及びグレードアップのコストを低減する筈である。簡潔には、前述に従った、塔頂部設備のためのアンテナシステムは、M×N個のアンテナ要素のアレイを備えるアンテナアレイ、地上ベース設備と通信するため前記アンテナ要素を逆送リンクと作動的に相互接続するための共同給電部、及び前記アンテナアレイと前記逆送リンクの間で無線周波数信号を処理する無線周波数回路を備え、前記無線周波数回路は、前記アレイと前記逆送リンクの間で無線周波数信号の処理を要求される実質的に全ての回路を含む。ここで図面を参照すると、図1は、全てのRF回路のため塔頂部に取り付けられた電子機器を用いたビーム形成器/スマートアンテナシステムのための送信器システム構成20を示す。図示された実施形態は、ディジタルIF中間周波数信号を光キャリアopticalcarrier又は光ファイバケーブル22から取り、ファイバ変換器FC24で光信号から高速ディジタル信号に変換し、そして高速時間マルチプレクサT-MUX26で高速ディジタル信号をM個のより低い速度のディジタル信号に多重化解除する。送信器20は、次に、アナログへ、ディジタル/アナログ変換器DAC28を介して変換し、そしてアップコンバータUC30でアナログIF信号をRFに周波数変換する。送信器20は、次いで、分配型アンテナ手法distibutedantennaapproachにより信号を増幅し、信号のビーム形成された集合をもたらす。この分配型アンテナ手法は、図1に図示された実施形態においては、パッチ/マイクロストリップアンテナ要素のようなアンテナ要素40のM×Nアレイと、例えば、各アンテナ要素40の給電点で各アンテナ要素40に密に結合された電力増幅器PA42とを備える。こうして、各アップコンバータ30は、M個の合成アンテナのうちの1つに給電する。なお、各合成アンテナは、全体でN個のアンテナ要素から成る。動作において、ファイバ光IFからディジタルへの変換後に、選択されたデータ速度Xでの高速ディジタル信号は、X/Mのデータ速度でのディジタル信号のM個のストリームに多重化解除される。これらの信号は、中央処理サイト-BTS、MSC又はCOで決定され且つ固定された位相及び振幅のためのディジタルビーム形成重み及び調整量を含む。ディジタルIF信号は、図1及び以降に説明の図面に示されるように、光ファイバケーブル及び変換器を用いるのとは異なる撚り合わせ対又は同軸ケーブルにより、T-MUXへ又はT-MUXから供給され得ることが注目されるであろう。また、DC電力を地上から塔頂部へ供給するDC電力ケーブル/システムは、単純化のため図面で省略されたが、そのようなシステムに含まれることが理解されるであろう。図1の図は、N個のアンテナ要素のM列がアンテナアレイ45を形成し、各アンテナ要素は直列の共同給電回路網を介して接続されていることを示す。並列の共同給電構成がまた、ここで及び以降で説明される実施形態の残りの部分全体にわたり用いることも可能である。共同給電回路網は、マイクロストリップ、ストリップライン又はRF同軸ケーブルであってよい。各アンテナ要素40は、上記で参照した同時係属出願で説明されている能動/分配型アンテナアーキテクチャと同様の要領で、電力増幅器PAモジュール42を用いて給電される。共通局部発振器LO32は、全てのアップコンバータ30のため用いられ、こうしてM個の経路の各々に対してコヒーレントな位相を保証する。このLO32は、固定の周波数の水晶発振器、又はシンセサイザーであってよい。ファイバ/ディジタル変換器FC24への光ファイバ入力22は、別個の線例えば、多モードファイバ又は単一の線例えば、単一モードファイバであってよい。図2は、機能ブロック形式の図1の塔頂部の構成要素図2の左手側に示される、及び地上ベースの中央処理サイトBTS、MSC又はCO図2の右手側に示されるを示す。図2において、音声及びデータチャネル50は、DSPブロック52に供給され、該DSPブロック52は、全てのチャネル処理ボコーダーvocoder、符合拡散/符合分割多元接続CDMA、時間多重化/時分割多元接続TDMA、等化等、及びビーム形成及び/又は空間的処理を実行する。DSPブロック52は、共通DSPブロックと呼ばれ得る。それは、各特定のタスクチャネル及び空間的処理に対してプログラムされたDSPプロセスの集合である。DSPブロック52からの出力はディジタルベースバンドI及びQ-同相及び直角位相又はディジタルIFのいずれかであるが、その出力は、光キャリアにディジタル光ファイバFO変換器54を介して変換される。本発明の一実施形態において、このDSPブロック52及びFO変換器54は、塔の基底部セルサイトBTS、MSC又はCO中央局に配置されることができる。次いで、ファイバ信号は、塔へ、参照番号22により示される、単一のケーブル又は多モード又は単一モード光ファイバの組合わせを介して搬送される。図3は、スマートアンテナ/ビーム形成サブシステム120のための受信のみのシステム構成を示す。RF信号は、ここではパッチ/マイクロストリップ要素の集合として示されるM×Nアレイのアンテナ要素140を介して受信される。アレイの中の各列は、直列の共同給電部を介して加えられる。なお、その直列の共同給電部は、代替として並列の共同給電部であってもよい。この特定の構成において、加えられた信号は、共同給電部の後で、低雑音増幅器LNA144を介して増幅される。各信号が増幅された後で、それは、ダウンコンバータDC160でIFに周波数変換され、そしてアナログ/ディジタル変換器ADC164によりディジタル化される。次いで、ディジタル化された信号は、T-MUX126により時分割多重化されて単一の高速ディジタル信号にされ、該単一の高速ディジタル信号は、ファイバ変換器FC124に供給され、該FC124は、高速ディジタル信号を光キャリア122上へ変換/変調する。この光キャリア122は、信号をBTS、MSC又はCOへ供給するための単一の又は複数の光ファイバケーブルであってよい。送信モード図1を参照に類似して、共通LO132を用いて、全ての列/アレイ信号をRFからIFへコヒーレントに変換する。図1及び図3のシステムは、送信/受信システムを形成するため組み合わされてもよく、それは、次いで、本発明の一実施形態に従ったアンテナシステムアーキテクチャを形成するため、図2の地上ベースの構成要素と組み合わされることができる。図4は、図3と同じ基本的アーキテクチャ受信のみのサブシステム120aであるが、各アンテナ要素140にLNA回路/増幅器モジュール142を有するものを示す。従って、信号は、共同給電部を介して加えられる前に増幅される。この構成は、追加のLNA構成要素のコストに関してより高価となるが、信号が共同給電部回路におけるいずれの損失の前に増幅されるので、感度の増大より低いシステム雑音指数を達成するであろう。図5は、送信/受信スマートアンテナ/ビーム形成サブシステム220の一実施形態を示す。このシステムは、図3の受信のみの構成に類似し、各分岐即ち、M×Nアレイの列に対して単一のLNA244を利用する。各アンテナ要素240で、周波数ダイプレクサD262を用いて、送信電力と受信電力とを別個の周波数帯域上に分離する。受信電力は、直列の共同給電部並列でもよいを介して加えられ、そして各分岐即ち、M×Nアレイの列の底部でLNA244に供給される。次いで、増幅されたRF信号は、IFにダウンコンバータDC260で周波数変換され、A/D変換器264でディジタル化され、そして高速T-MUX時間領域マルチプレクサ226に供給される。同様に、BTS、MSC又はCOからの送信モード信号は、FC224、T-MUX226、DAC228及びUC230で、それぞれ変換され、多重化解除され、ディジタルからアナログに変換され、そしてIFからRFへ周波数変換される。周波数変換された信号は、次いで、各分岐上の複数のアンテナ要素に共同給電部直列又は並列を介して分配され、そして各アンテナ要素240でPA242により増幅される。増幅された信号は、周波数ダイプレクサD262を介してアンテナ240に通り、空間に放射される。同じLO源232は、全ての分岐のため、高い周波数への変換及び低い周波数への変換の両方のため用いることができる。従って、光ファイバケーブル222は、ディジタルIFを光キャリア上で両方向に搬送する。これは、単一のFO光ファイバケーブル上に波長分割多重化を介して、又は各経路に対して1つ又はそれより多くのケーブル当てで複数のFOケーブル上に達成することができる。図6は、受信モード信号アップリンクが共同給電回路網で加えられる前に、アンテナ要素240でLNA244により増幅される点を除いて、送信/受信システム220aのための図5に類似するアーキテクチャを示す。これは、図4の受信のみの構成に類似している。図7は、図1から図6の全ての実施形態に対する、塔頂部のビーム形成器サブシステムのための基本的アーキテクチャを示す。ファイバ変換器FC324を有するパネルアンテナシステム300は、光ファイバ伝送線又はケーブル322を備えるよう示されている。サブシステム300は、FCファイバ変換器324までの、図1から図6のいずれのサブシステムの全ての構成要素を含み得る。この構成の利点は、全てのRF機能がただ一つの場所で、即ち塔の頂部で実行されることである。これは、システム全体にわたってRF伝送線の長さを最小にする。例えば、RFを基地局BTS、MSC又はCO310に戻すように送信する必要がない。これは、抵抗損及び電力損失を最小にし、並びにシステム全体の性能雑音指数等を増大することをもたらす。これはまた、静的のままで最もありそうである即ち、性能指向の変化を要求しないことが多いシステムの部分である。改善されたDSP可用性及びアルゴリズム、ソフトウエア更新等に起因して変化しそうであるビーム形成システムのセクションは、ただ一つの場所310例えば、BS/BTS、MSC又はCOにおいて集中化させることができる。このセクションは、図7において参照番号352により示されるようにビーム形成器、ディジタル信号処理DSP及びチャネル処理構成要素を含み得る。ファイバケーブル322の他方の端部に、ディジタルIFに変換するためのファイバ変換器FC354及びディジタルマルチプレクサ312があり、それらは基地局310の一部であってもよい。上述の構成は、ビーム形成器の高コストのディジタル処理セグメントを中央の場所に配置するのを可能にして、アルゴリズム及びソフトウエア更新、並びにハードウエアDSPの変更を容易にする。図8は、ファイバ接続22122,222,322を置換するためのマイクロ波逆送リンク用アーキテクチャ手法を示す。前の全ての実施形態は、高速逆送リンクが光ファイバケーブルを用いて実施されることを説明した。しかしながら、現在の多くのセルサイトは、中継trunking/逆送backhaulのためのマイクロ波2-40GHzリンクを用いていて、これは、本発明から離れることなく前述の実施形態で示された光ファイバに取って代わり得る。図8において、左上にRF回路と示されているブロック300がある。これは、前述の実施形態に示されたアンテナ要素、LNA、PA、共同給電回路網、RFアップコンバータ及びダウンコンバータ、並びにA/D及びDACを含む。従って、ディジタル信号は、前の実施形態に示されるような複合高速ディジタルT-MUX326に供給される。しかしながら、時分割ディジタル多重化された信号をファイバ変換器に供給するのとは異なり、信号は、直接に、塔頂部で、マイクロ波MW変換器送受信器313により変換され、PA電力増幅器317により増幅され、マイクロ波周波数ダイプレクサD321を通って放射逆送アンテナ323に供給される。この逆送アンテナ323は、地上マイクロ波アンテナ、又はLMDSローカルマルチポイント分配サービスアンテナシステムに類似している。同様に、アンテナ323から受信されたアップリンクマイクロ波信号は、周波数ダイプレクサD321を介して戻すよう供給され、マイクロ波LNA319を介して増幅され、そしてディジタルIF高速に周波数変換され、高速T-MUX326へ戻される。ビーム形成器/スマートアンテナサブシステム320からの高速ディジタル多重化信号が、IF信号をマイクロ波伝送に対してより効率的なフォーマットに変調する中間変調器MOD315破線で示すに供給され、次いでマイクロ波変換器313に供給され得ることは任意である。図9から図13はそれぞれ、図1及び図3から図6に類似しているが、図9から図13は、第3世代PCS及びUMTS汎用移動通信サービス3Gシステムを示す。CDMA-2000及びW-CDMAとして示される2つの標準は、現在、音声及びデータ移送のための全世界ローミング又は移動セル化されたシステムとして使用のため開発されつつある。図1及び図3から図6における図とアーキテクチャ的に非常に類似しているが、図9から図13は、それらが図9から図13に示されるQPSK横軸位相偏移変調変調器及びRFアップコンバータブロックを3G第3世代CDMA変調器ブロック410及びそれに対応する3G復調器ブロック510及び610として用いる点で異なる。この変調器ブロックは、ディジタルベースバンドI及びQを入力出力上に仮定する。従って、ディジタルベースバンドI及びQ信号を送ることsignalingが、光ファイバ信号の中に埋め込まれていて、それは時分割多重化されているとする。図9は、3G送信モードスマートアンテナ/ビーム形成器サブシステム420を示す。高速ストリーム上を搬送されるディジタル多重化されたベースバンドI及びQ信号は、ファイバからディジタルにFC424で変換され、そしてT-MUX426でM個のより低速なストリームに多重化解除される。3G変調器ブロック410は、各分岐上で、信号をディジタルからアナログに変換し、QPSK変調を実行し、キャリアを適切なCDMA拡散符合を介して拡散し、RFに周波数変換する。図9の残りの部分は、図1に類似している。また、全ての3GMブロック410は、同じ局部発振器432を用いて、全ての分岐へ高い周波数の方にコヒーレントに変換する。図10は、各分岐に対する共同給電部の出力にLNA544を有する受信モード構成520を示す。3G復調器ブロック510は、2つのブロック、即ち復調器DEMODダウンコンバータ、CDMA符号デスプレッダ及びQPSK復調器560とA/D564とに分かれている。従って、ディジタルベースバンドI及びQ出力は、T-MUX526で時分割多重化され、そしてディジタル対ファイバ変換器FC524に供給され、該ディジタル対ファイバ変換器FC524は、多重化されたディジタルベースバンド信号をファイバキャリア522上で送る。図11は、各分岐上で、共同給電回路網より前において、各アンテナ要素540にLNA544を有し、そしてその他は図10と同じである第2の受信モード構成520aを示す。図12及び図13は、各分岐上の各経路双方向上に3G復調器ブロック610及び3G変調器ブロック612を有する、送信/受信3Gビーム形成器/スマートアンテナシステムのための2つの構成620、620aを示す。図12は、各受信分岐上に単一のLNA644を有する構成を示す。図13は、共同給電回路網より前の各アンテナ要素にLNA644を有する構成を示す。図12及び図13において、前述の実施形態に用いられた構成要素と類似の構成要素は、参照番号の先頭に6を有する類似の参照番号により示される。また、図12及び図13において、3G復調器ブロック610及び3G変調器ブロック612は、それぞれ前述のように、図10の3G復調器ブロック510及び図9の3G変調器ブロック410の構成要素を含む。図9から図13のシステムはファイバキャリア422、522及び622を図示するが、それぞれは、代替として図8に示されるタイプのマイクロ波逆送リンクを用いることができる。本発明の特定の実施形態及び応用が図示され説明されたが、本発明は本明細書に開示された正確な構成に限定されず、種々の修正、変更及び変化が、特許請求の範囲において規定された本発明の趣旨及び範囲から離れることなく上記の記載から明らかであることを理解すべきである。"