特許 7459144 受信信号チャネル品質指標に基づいて、送信信号チャネル品質指標を推定する方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-03-22

(45)【発行日】2024-04-01

(54)【発明の名称】受信信号チャネル品質指標に基づいて、送信信号チャネル品質指標を推定する方法

(51)【国際特許分類】

   H04B 7/06 20060101AFI20240325BHJP

   H04B 7/10 20170101ALI20240325BHJP

   H01Q 1/28 20060101ALI20240325BHJP

   H01Q 1/50 20060101ALI20240325BHJP

【ＦＩ】

H04B7/06 956

H04B7/10 B

H01Q1/28

H01Q1/50

【請求項の数】 15

(21)【出願番号】P 2021574952

(86)(22)【出願日】2020-08-12

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2022-10-20

(86)【国際出願番号】 US2020045884

(87)【国際公開番号】W WO2021034562

(87)【国際公開日】2021-02-25

【審査請求日】2022-06-08

(31)【優先権主張番号】62/888,013

(32)【優先日】2019-08-16

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】519006872

【氏名又は名称】エイブイエックス・アンテナ・インコーポレーテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100118902

【弁理士】

【氏名又は名称】山本 修

(74)【代理人】

【識別番号】100106208

【弁理士】

【氏名又は名称】宮前 徹

(74)【代理人】

【識別番号】100196508

【弁理士】

【氏名又は名称】松尾 淳一

(74)【代理人】

【識別番号】100173565

【弁理士】

【氏名又は名称】末松 亮太

(72)【発明者】

【氏名】ローソン，セバスチャン

(72)【発明者】

【氏名】シン，アビシェーク

【審査官】大野 友輝

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１８／２０３３７８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特表２０１６－５２７７５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１７－５０２５３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１９－５０９６７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１７－５２３７４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－２０７６２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１９／０８９５１３（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１７／０１１１８２７（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０４Ｂ ７／０６

Ｈ０４Ｂ ７／１０

Ｈ０１Ｑ １／２８

Ｈ０１Ｑ １／５０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

高度変更物体上に装備され、駆動エレメントおよび１つ以上の寄生エレメントを含んで、複数のモードに構成可能なマルチモード・アンテナの動作を制御する方法であって、各モードが異なる放射パターンまたは偏波に関連付けられ、
前記高度変更物体が、前記マルチモード・アンテナを前記複数のモードで動作させるために、前記寄生エレメントに伴う電気特性を制御するように構成された同調回路と、前記１つ以上の寄生エレメントおよび前記同調回路の間に結合された調整可能なコンポーネントとを含み、前記方法が、
前記高度変更物体が、第１の高度から、該第1の高度とは異なる第２の高度に自律的に飛行している間に、前記高度変更物体上に装備された前記マルチモード・アンテナにおいて、第１無線周波数（ＲＦ）信号を受信するステップと、
前記高度変更物体上に装備された１つ以上の制御デバイスによって、前記第１ＲＦ信号に対する受信信号チャネル品質指標（ＣＱＩ）を示すデータを得るステップと、
前記高度変更物体が前記第１の高度から前記第２の高度に自律的に飛行している間に、前記１つ以上の制御デバイスによって、少なくとも部分的に、前記第１ＲＦ信号に対する前記受信信号ＣＱＩを示すデータに基づいて、第２ＲＦ信号に対する送信信号ＣＱＩを推定するステップと、
前記１つ以上の制御デバイスによって、少なくとも部分的に、前記第２ＲＦ信号に対して前記推定された送信信号ＣＱＩに基づいて、前記複数のモードのうちの１つを、前記複数のモードから選択されたモードとして決定するステップと、
前記１つ以上の制御デバイスによって、前記複数のモードから前記選択されたモードに前記マルチモード・アンテナを構成するステップと、
前記マルチモード・アンテナが前記選択されたモードに構成されている間に、前記マルチモード・アンテナによって、前記第２ＲＦ信号を送信するステップと、
を含む、方法。

【請求項2】

請求項１記載の方法において、前記受信信号ＣＱＩを示すデータが、受信信号強度指標（ＲＳＳＩ）、信号対ノイズ比（ＳＮＲ）、および信号対干渉＋ノイズ比（ＳＩＮＲ）の内少なくとも１つを示すデータを含む、方法。

【請求項3】

請求項１記載の方法において、前記送信信号ＣＱＩが、受信信号強度指標（ＲＳＳＩ）、信号対ノイズ比（ＳＮＲ）、および信号対干渉＋ノイズ比（ＳＩＮＲ）の内少なくとも１つを含む、方法。

【請求項4】

請求項１記載の方法において、前記マルチモード・アンテナが前記選択されたモードに構成されている間に前記第２ＲＦ信号を送信するステップが、前記第２ＲＦ信号を通信ネットワークを通じて１つ以上のリモート・デバイスに送信するステップを含む、方法。

【請求項5】

請求項４記載の方法において、前記通信ネットワークがセルラ・ネットワークを含む、方法。

【請求項6】

請求項４記載の方法において、前記通信ネットワークが８０２．１１ネットワークを含む、方法。

【請求項7】

システムであって、
高度変更物体上に装備され、駆動エレメントおよび１つ以上の寄生エレメントを含んで、複数のモードで動作するように構成可能なマルチモード能動アンテナであって、前記複数のモードの中の各モードが別個の放射パターンを有し、
前記高度変更物体が、前記マルチモード能動アンテナを前記複数のモードで動作させるために、前記寄生エレメントに伴う電気特性を制御するように構成された同調回路と、前記１つ以上の寄生エレメントおよび前記同調回路の間に結合された調整可能なコンポーネントとを含む、マルチモード能動アンテナと、
前記高度変更物体上に装備される１つ以上の制御デバイスと、
を備え、前記１つ以上の制御デバイスが、
前記高度変更物体が、第１の高度から、該第１の高度とは異なる第２の高度に自律的に飛行している間に、前記マルチモード能動アンテナが受信した第１無線周波数（ＲＦ）信号に対する受信信号チャネル品質指標（ＣＱＩ）を示すデータを得て、
前記高度変更物体が前記第１の高度から前記第２の高度に自律的に飛行している間に、少なくとも部分的に、前記受信信号ＣＱＩを示すデータに基づいて、第２ＲＦ信号に対する送信信号ＣＱＩを推定し、
少なくとも部分的に、前記送信信号ＣＱＩに基づいて、前記複数のモードのうちの１つを、前記マルチモード能動アンテナの選択されたモードとして決定し、
前記選択されたモードで前記マルチモード能動アンテナを構成し、
前記マルチモード能動アンテナが前記選択されたモードに構成されている間に、前記マルチモード能動アンテナによって、前記第２ＲＦ信号を、通信ネットワークを通じてワイヤレス・デバイスに送信する、
ように構成される、システム。

【請求項8】

請求項７記載のシステムにおいて、前記受信信号ＣＱＩを示すデータが、受信信号強度指標（ＲＳＳＩ）、信号対ノイズ比（ＳＮＲ）、および信号対干渉＋ノイズ比（ＳＩＮＲ）の内少なくとも１つを示すデータを含む、システム。

【請求項9】

請求項７記載のシステムにおいて、前記マルチモード能動アンテナが前記選択されたモードに構成されるとき、前記マルチモード能動アンテナが、前記第２ＲＦ信号を通信ネットワークを通じて１つ以上のリモート・デバイスに送信するように構成される、システム。

【請求項10】

請求項９記載のシステムにおいて、前記通信ネットワークがセルラ・ネットワークを含む、システム。

【請求項11】

請求項９記載のシステムにおいて、前記通信ネットワークが８０２．１１ネットワークを含む、システム。

【請求項12】

高度変更物体であって、
該高度変更物体上に装備され、駆動エレメントおよび１つ以上の寄生エレメントを含んで、複数のモードで動作するように構成可能なマルチモード・アンテナであって、前記複数のモードの中の各モードが別個の放射パターンを有し、
当該高度変更物体が、前記マルチモード・アンテナを前記複数のモードで動作させるために、前記寄生エレメントに伴う電気特性を制御するように構成された同調回路と、前記１つ以上の寄生エレメントおよび前記同調回路の間に結合された調整可能なコンポーネントとを含む、マルチモード・アンテナと、
前記高度変更物体上に装備される１つ以上の制御デバイスと、
を備え、前記１つ以上の制御デバイスが、
前記高度変更物体が、第１の高度から、該第１の高度とは異なる第２の高度に自律的に飛行している間に、前記マルチモード・アンテナが受信した第１無線周波数（ＲＦ）信号に対する受信信号チャネル品質指標（ＣＱＩ）を示すデータを得て、
前記高度変更物体が前記第１の高度から前記第２の高度に自律的に飛行している間に、少なくとも部分的に、前記受信信号ＣＱＩを示すデータに基づいて、第２ＲＦ信号に対する送信信号ＣＱＩを推定し、
少なくとも部分的に、前記送信信号ＣＱＩに基づいて、前記複数のモードのうちの１つを、前記マルチモード・アンテナの選択されたモードとして決定し、
前記選択されたモードに前記マルチモード・アンテナを構成し、
前記マルチモード・アンテナが前記選択されたモードに構成されている間に、前記マルチモード能動アンテナによって、前記第２ＲＦ信号を、通信ネットワークを通じてワイヤレス・デバイスに送信する、
ように構成される、高度変更物体。

【請求項13】

請求項１２記載の高度変更物体において、前記受信信号ＣＱＩを示すデータが、受信信号強度指標（ＲＳＳＩ）、信号対ノイズ比（ＳＮＲ）、および信号対干渉＋ノイズ比（ＳＩＮＲ）の内少なくとも１つを示すデータを含む、高度変更物体。

【請求項14】

請求項１２記載の高度変更物体において、前記マルチモード・アンテナが前記選択されたモードに構成されるとき、前記マルチモード・アンテナが、前記第２ＲＦ信号を通信ネットワークを通じて１つ以上のリモート・デバイスに送信するように構成される、高度変更物体。

【請求項15】

請求項１２記載の高度変更物体において、前記通信ネットワークがセルラ・ネットワークを含む、高度変更物体。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

優先権主張
[0001] 本願は、“Method for Estimating a Transmit Signal Channel Quality Indicator Based on a Receive Signal Channel Quality Indicator”（受信信号チャネル品質指標に基づいて、送信信号チャネル品質指標を推定する方法）と題し、２０１９年８月１６日の出願日を有する米国仮特許出願第６２／８８８，０１３号の優先権を主張する。この特許出願をここで引用したことにより、その内容全体が本願にも含まれるものとする。

【0002】

分野
[0002] 本開示は、一般的に、マルチモード・アンテナを有するデバイスに関し、更に特定すれば、少なくとも部分的に、受信ＲＦ信号に関連する受信信号ＣＱＩに基づいて、送信無線周波数（ＲＦ）信号を送信するように、マルチモード・アンテナを構成する方法に関する。

【背景技術】

【0003】

背景
[0003] マルチモード・アンテナは、種々の用途に使用することができる。例えば、マルチモード・アンテナは、ラップトップにおいて、他のラップトップのような他のデバイスとの通信を容易にするために、使用することができる。他の例として、ドローンのような高度変更物体(altitude-changing object)が１つ以上のマルチモード・アンテナを含み、この高度変更物体とネットワーク（例えば、セルラ・ネットワーク）内にある１つ以上のノードとの間の通信を容易にすることができる。マルチモード・アンテナを有するデバイス（例えば、スマートフォン、ドローン等）がネットワークにおける他のノードに対して移動すると、このデバイスの移動により、ネットワークにおける１つ以上のノードに信号を送信するためにマルチモード・アンテナを構成しなければならないモードを決定することが困難になる可能性がある。したがって、ある実例では、ネットワーク上の１つ以上のデバイスに伴う干渉を効果的に最小限に抑えることができないアンテナ放射パターンを有するモードに、デバイスのマルチモード・アンテナが構成される可能性がある。

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0004】

概要
[0004] 本開示の実施形態の態様および利点は、部分的に以下の説明において明記され、またはその説明から学習することができ、もしくは実施形態の実施を通じて習得することができる。

【0005】

[0005] 一態様例では、マルチモード・アンテナの動作を制御する方法を提供する。マルチモード・アンテナは、複数のモードに構成することができ、各モードには異なる放射パターンまたは偏波が関連付けられる。この方法は、マルチモード・アンテナにおいて第１ＲＦ信号を受信するステップを含む。この方法は、更に、１つ以上の制御デバイスによって、第１ＲＦ信号に対する受信信号チャネル品質指標を示すデータを得るステップを含む。この方法は、１つ以上の制御デバイスによって、少なくとも部分的に受信信号ＣＱＩを示すデータに基づいて、第２ＲＦ信号を送信するために、複数のモードから選択されたモードにマルチモード・アンテナを構成するステップを含む。この方法は、更に、マルチモード・アンテナが選択されたモードに構成されている間に、マルチモード・アンテナによって、第２ＲＦ信号を送信するステップを含む。

【0006】

[0006] 他の態様例では、システムを提供する。このシステムは、複数のモードで動作するように構成可能なマルチモード・アンテナを含む。複数のモードの中の各モードは、別個の放射パターンを有する。このシステムは、更に、１つ以上の制御デバイスを含む。１つ以上の制御デバイスは、マルチモード・アンテナにおいて受信される第１ＲＦ信号に対する受信信号チャネルＣＱＩを示すデータを得るように構成することができる。１つ以上の制御デバイスは、更に、少なくとも部分的に受信信号ＣＱＩを示すデータに基づいて、第２ＲＦ信号を送信するために、複数のモードから選択されたモードにマルチモード・アンテナを構成するように構成することができる。

【0007】

[0007] 更に他の態様例では、高度変更物体(altitude changing object)を提供する。高度変更物体は、複数のモードで動作するように構成可能なマルチモード・アンテナを含む。複数のモードの各々は、別個の放射パターンを有する。高度変更物体は、更に、１つ以上の制御デバイスも含む。１つ以上の制御デバイスは、マルチモード・アンテナにおいて受信された第１ＲＦ信号に対する受信信号ＣＱＩを示すデータを得るように構成される。１つ以上の制御デバイスは、更に、少なくとも部分的に受信信号ＣＱＩを示すデータに基づいて、第２ＲＦ信号を送信するために、複数のモードから選択されたモードにマルチモード・アンテナを構成するように構成される。

【0008】

[0008] 種々の実施形態のこれらおよびその他の特徴、態様、ならびに利点は、以下の説明および添付する請求項を参照することにより、一層深く理解されよう。添付図面は、本明細書に組み込まれその一部を構成する。これらの添付図面は、本開示の実施形態を、説明と共に例示し、関係する原理を説明する役割を果たす。

【0009】

[0009] 当業者を対象とした実施形態の詳細な説明を、添付する図を参照しながら、本明細書において明記する。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本開示の実施形態例によるシステムを示す。

【図2】本開示の実施形態例によるマルチモード・アンテナを示す。

【図3】本開示の実施形態例によるマルチモード・アンテナに伴う二次元放射パターンを示す。

【図4】本開示の実施形態例によるマルチモード・アンテナの周波数プロットを示す。

【図5】本開示の実施形態例による、図１のシステムのデバイスのコンポーネントのブロック図を示す。

【図6】本開示の実施形態例によるマルチモード・アンテナの動作を制御する方法の流れ図を示す。

【図7】本開示の実施形態例による、ネットワークにおける高度変更物体の一例を示す。

【図8】本開示の実施形態例による、ネットワーク内の複数の高度における高度変更物体の一例を示す。

【発明を実施するための形態】

【0011】

[0018] これより実施形態について詳しく説明し、その１つ以上の例を図面に示す。各例を提示するのは、本開示の限定ではなく、実施形態の説明のためである。実際、本開示の範囲からも主旨からも逸脱せずに、実施形態に種々の変更および変形が可能であることは、当業者には明白であろう。実例をあげると、一実施形態の一部として例示または記載された特徴が、他の実施形態と共に使用されて、更に他の実施形態を生み出すことができる。つまり、本開示の態様はこのような変更および変形もその範囲内に含むことを意図している。

【0012】

[0019] 本開示の態様例は、マルチモード・アンテナを有するデバイスを対象とする。ある実施態様では、デバイス（例えば、スマートフォン、高度変更物体、車両、ウェアラブル・デバイス）は、ネットワーク（例えば、セルラ・ネットワーク、８０２．１１ネットワーク等）における他のデバイス（例えば、ルータ、移動通信用鉄塔等）に対して移動することができる。デバイスのマルチモード・アンテナは、複数の異なるモードに構成可能にすることができる。複数のモードの各々は、別個の放射パターンまたはアンテナ偏波を有することができる。以下で論ずるように、デバイスは、マルチモード・アンテナの動作を制御するように構成された１つ以上の制御デバイスを含むことができる。

【0013】

[0020] ネットワーク上におけるデバイスの他のデバイスに対する移動は、１つ以上の制御デバイスが、マルチモード・アンテナを介して送信される送信無線周波数（ＲＦ）信号に関連する送信信号チャネル品質指標（ＣＱＩ）を示すデータを得る機能(ability)に影響を及ぼす可能性がある。一例として、マルチモード・アンテナが高度変更物体（例えば、ドローン）上に実装され、この高度変更物体が飛行中で、ネットワークにおいて他のデバイスよりも上に位置付けられているとき、送信ＲＦ信号に関連する送信信号ＣＱＩを示すデータを得ることが困難になる可能性がある。以下で更に詳しく論ずるが、１つ以上の制御デバイスは、少なくとも部分的に、マルチモード・アンテナによって受信された受信無線周波数（ＲＦ）信号に対する受信信号チャネル品質指標（ＣＱＩ）を示すデータに基づいて、複数のモードから選択されるモードにマルチモード・アンテナを構成して、送信ＲＦ信号を送信することができる。

【0014】

[0021] 更に特定すれば、１つ以上の制御デバイスは、少なくとも部分的に受信ＲＦ信号に対する受信信号ＣＱＩに基づいて、送信ＲＦ信号に対する送信信号ＣＱＩを推定するように構成することができる。１つ以上の制御デバイスは、更に、少なくとも部分的に推定した送信信号ＣＱＩに基づいて、複数のモードから選択されるモードを決定するように構成することができる。ある実施態様では、選択されたモードのアンテナ放射パターンは、ネットワーク上の１つ以上のデバイスに伴う干渉を低減するまたは極力抑えることができる。例えば、選択されたモードのアンテナ放射パターンは、干渉を伴う１つ以上のデバイスに向けて誘導される(steer)１つ以上のヌルを含むことができる。このように、ネットワーク上の他のデバイスに伴う干渉によって影響される送信ＲＦ信号の発生を低減または排除することができる。ある実施態様では、選択されたモードのアンテナ放射パターンに伴う高利得のエリアを、送信ＲＦ信号を受信することを意図する１つ以上のリモート・デバイスに向けて誘導することができる。このようにして、１つ以上のリモート・デバイスとの通信を改善することができる。

【0015】

[0022] ある実施態様では、ＲＦ信号が同じ周波数で送信および受信される８０２．１１ネットワークにおいて、本開示によるデバイスを利用することができる(can be useful)。この方法では、８０２．１１ネットワークでは同じ周波数で信号が送信および受信されるので、少なくとも部分的に受信ＲＦ信号に対する受信信号ＣＱＩに基づいて、送信ＲＦ信号に対する送信信号ＣＱＩを推定する。

【0016】

[0023] 本開示の態様例によるデバイスは、多数の技術的便益および利点を提供することができる。実例をあげると、特に、送信ＲＦ信号を送信するように構成されたデバイスがネットワークにおいて他のノードに対して移動しているとき、送信ＲＦ信号に関連する送信信号ＣＱＩを得る際にレイテンシが発生する可能性がある。したがって、本開示による１つ以上の制御デバイスは、少なくとも部分的に受信ＲＦ信号に関連する受信信号ＣＱＩに基づいて、送信ＲＦ信号に関連する送信信号ＣＱＩを推定するように構成することができる。このように、１つ以上の制御デバイスは、少なくとも部分的に推定した送信信号ＣＱＩに基づいて、複数のモードから選択されるモードを決定するように構成することができる。したがって、本開示の実施形態例によるデバイスは、送信信号ＣＱＩに関連するデータを得るのが難しい状況において、送信ＲＦ信号を送信するために選択されるマルチモード・アンテナのモードを一層効率的に決定することができる。

【0017】

[0024] これより図面を参照する。図１は、本開示の実施形態例によるシステム例１００を示す。図示のように、システム１００は、マルチモード・アンテナ１２０を有するデバイス１１０を含むことができる。ある実施態様では、デバイス１１０は、スマートフォン、ラップトップ、タブレット、ウェアラブル・デバイス等のような、移動体コンピューティング・デバイスとすることができる。代替実施態様では、デバイス１１０は高度変更物体（例えば、ドローン）とすることもできる。しかしながら、デバイス１１０は、このデバイス１１０が通信している１つ以上のリモート・デバイスに対して移動することができる任意の適した種類のデバイス１１０を含むことができる。実例をあげると、ある実施態様では、デバイス１１０は車両とすることができる。

【0018】

[0025] マルチモード・アンテナ１２０は、デバイス１１０と、このデバイス１１０が通信している１つ以上のリモート・デバイス（例えば、ルータ、セル・タワー等）との間におけるリンク品質を改善するために、ビーム・ステアリング機能を設けるように構成することができる。更に特定すると、マルチモード・アンテナ１２０は複数のアンテナ・モードに構成可能にすることができる。複数のアンテナ・モードの中の各アンテナ・モードは、異なる放射パターンおよび／または偏波と関連付けることができる。尚、デバイス１１０は任意の適した数のマルチモード・アンテナ１２０を含んでもよいことは、理解されてしかるべきである。実例をあげると、ある実施態様では、デバイス１１０は２つ以上のマルチモード・アンテナを含むことができる。

【0019】

[0026] ある実施態様では、マルチモード・アンテナ１２０は、１つ以上のリモート・デバイスと通信するとき、異なるアンテナ・モードに構成することができる。実例をあげると、マルチモード・アンテナ１２０は、１つ以上のＲＦ信号を第１リモート・デバイス１６０（例えば、セルラ・タワー）から受信および／または送信するときには、第１アンテナ・モードＡＭ－１に構成することができる。マルチモード・アンテナ１２０は、１つ以上のＲＦ信号を第２リモート・デバイス１６２（例えば、セルラ・タワー）から受信および／または送信するためには、第２アンテナ・モードＡＭ－２に構成することができる。マルチモード・アンテナ１２０は、１つ以上のＲＦ信号を第３リモート・デバイス１６４から受信および／または送信するためには、第３アンテナ・モードＡＭ－３に構成することができる。尚、マルチモード・アンテナ１２０は、任意の適した数の異なるモードに構成できることは、認められてしかるべきである。

【0020】

[0027] ある実施態様では、マルチモード・アンテナ１２０は、ネットワーク１７０を通じて、１つ以上のリモート・デバイスと通信することができる。尚、マルチモード・アンテナ１２０は、任意の適した種類のネットワーク１７０を通じて、１つ以上のリモート・デバイスと通信するように構成できることは認められてしかるべきである。例えば、ある実施態様では、ネットワーク１７０はセルラ・ネットワークとすることができる。代替実施態様では、ネットワーク１７０は、８０２．１１ネットワーク（例えば、Ｗｉ－Ｆｉネットワーク）または他のワイヤレス・ローカル・エリア・ネットワーク（ＷＬＡＮ）とすることができる。

【0021】

[0028] 図２は、本開示によるマルチモード・アンテナ例１２０を示す。図示のように、マルチモード・アンテナ１２０は、回路ボード１２２（例えば、接地面を含む）と、回路ボード１２２上に配置された被駆動アンテナ・エレメント１２４とを含むことができる。回路ボード１２２（例えば、接地面）と被駆動アンテナ・エレメント１２４との間に、アンテナ空間を定めることもできる。マルチモード・アンテナ１２０は、少なくとも部分的にアンテナ空間内に位置付けられた第１寄生エレメント１２６を含むことができる。マルチモード・アンテナ１２０は、更に、第１寄生エレメント１２６と結合された第１同調エレメント１２８も含むことができる。第１同調エレメント１２８は、受動または能動コンポーネントあるいは一連のコンポーネントとすることができ、可変リアクタンスまたは接地への短絡のいずれかによって、第１寄生エレメント１２６上のリアクタンスを変化させるように構成することができる。尚、第１寄生エレメント１２６のリアクタンスを変化させることによって、マルチモード・アンテナ１２０の周波数偏移を生じさせる結果が得られることは認められてしかるべきである。また、第１同調エレメント１２８は、調整可能なキャパシタ、ＭＥＭＳデバイス、調整可能なインダクタ、スイッチ、調整可能な移相器、電界効果トランジスタ、またはダイオードの内少なくとも１つを含んでもよいことも認められてしかるべきである。

【0022】

[0029] ある実施態様では、マルチモード・アンテナ１２０は、被駆動アンテナ・エレメント１２４に隣接し、アンテナ空間の外側に配置された第２寄生エレメント１３０を含むことができる。マルチモード・アンテナ１２０は、更に、第２同調エレメント１３２を含むことができる。ある実施態様では、第２同調エレメント１３２は、受動または能動コンポーネントあるいは一連のコンポーネントとすることができ、可変リアクタンスまたは接地への短絡のいずれかによって、第２寄生エレメント１３０上のリアクタンスを変化させるように構成することができる。尚、第２寄生エレメント１３０のリアクタンスを変化させることによって、マルチモード・アンテナ１２０の周波数偏移を生じさせる結果が得られることは認められてしかるべきである。また、第２同調エレメント１３２は、調整可能なキャパシタ、ＭＥＭＳデバイス、調整可能なインダクタ、スイッチ、調整可能な移相器、電界効果トランジスタ、またはダイオードの内少なくとも１つを含んでもよいことも認められてしかるべきである。

【0023】

[0030] 実施形態例では、被駆動アンテナ・エレメント１２４のアンテナ放射パターンを調節する（例えば、偏移させる）ために、第１同調エレメント１２８および第２同調エレメント１３２の内少なくとも１つの動作を制御することができる。例えば、被駆動アンテナ・エレメント１２４のアンテナ放射パターンを調節するために、第１同調エレメント１２８および第２同調エレメント１３２の内少なくとも１つのリアクタンスを制御することができる。アンテナ放射パターンの調節は、「ビーム・ステアリング」(beam steering)と呼ぶことができる。しかしながら、アンテナ放射パターンがヌルを含む実例では、一般に「ヌル・ステアリング」(null steering)と呼ばれる同様の動作を実行すると、被駆動アンテナ・エレメント１２４周囲における代わりの位置に、ヌルを偏移させることができる（例えば、干渉を低減するため）。

【0024】

[0031] 図３は、本開示の実施形態例による図１のマルチモード・アンテナ１２０に伴うアンテナ放射パターンを示す。尚、マルチモード・アンテナ１２０を複数のモードに構成するために、第１寄生エレメント１１４および第２寄生エレメント１１８の内少なくとも１つの動作を制御できることは認められてしかるべきである。また、マルチモード・アンテナ１２０は、複数のモードの各々に構成されると、別個のアンテナ放射パターンまたはアンテナ偏波を有することができることも認められてしかるべきである。

【0025】

[0032] ある実施態様では、マルチモード・アンテナ１２０は、このマルチモード・アンテナ１２０が複数のモードの内第１モードに構成されたときに、第１アンテナ放射パターン２００を有することができる。加えて、マルチモード・アンテナ１２０は、このマルチモード・アンテナ１２０が複数のモードの内第２モードに構成されたときに、第２アンテナ放射パターン２０２を有することができる。更に、マルチモード・アンテナ１２０は、このマルチモード・アンテナ１２０が複数のモードの内第３モードに構成されたときに、第３アンテナ放射パターン２０４を有することができる。図示のように、第１アンテナ放射パターン２００、第２アンテナ放射パターン２０２、および第３アンテナ放射パターン２０４は、互いに別個とすることができる。このように、マルチモード・アンテナ１２０は、第１モード、第２モード、および第３モードの各々に構成されたときに、別個の放射パターンを有することができる。

【0026】

[0033] 図４は、本開示のある態様による図１のマルチモード・アンテナ１２０の周波数プロット例を示す。尚、第１寄生エレメント１２４および第２寄生エレメント１２８の内少なくとも１つの電気特性（例えば、リアクタンス）を制御できることは理解されてしかるべきである。このように、第１寄生エレメント１２４および第２寄生エレメント１２８の内少なくとも１つの電気特性を調節すると、対応するマルチモード・アンテナが動作している周波数を偏移させることができる。

【0027】

[0034] ある実施態様では、第１寄生エレメント１２６および第２寄生エレメント１３０を不作動にする(deactivated)（例えば、オフに切り替えられる）と、マルチモード・アンテナ１２０を第１周波数ｆ_０に同調させることができる。代わりにおよび／または加えて、第２寄生エレメント１３０を接地に短絡させると、マルチモード・アンテナ１２０を周波数ｆ_Ｌおよびｆ_Ｈに同調させることができる。更に、第１寄生エレメント１２６および第２寄生エレメント１３０の双方を接地に短絡させると、マルチモード・アンテナ１２０を周波数ｆ_４に同調させることができる。更にまた、第１寄生エレメント１２６および第２寄生エレメント１３０を各々接地に短絡させると、マルチモード・アンテナ１２０を周波数ｆ_４およびｆ_０に同調させることができる。尚、他の構成も本開示の範囲に入ることは理解されてしかるべきである。例えば、もっと多いまたはもっと少ない寄生エレメントを採用することもできる。寄生エレメントの位置付けを変更することによって、異なる周波数および／または周波数の組み合わせを呈することができる追加のモードを達成することもできる。

【0028】

[0035] 図２～図４は、例示および論述の目的に限って、複数のモードを有するモーダル・アンテナの一例を示す。本明細書において提示する開示を使用すれば、本開示の範囲から逸脱することなく、他のモーダル・アンテナおよび／またはアンテナ構成も使用できることは、当業者には理解できよう。本明細書において使用する場合、「モーダル・アンテナ」(modal antenna)とは、複数のモードで動作することができるアンテナを意味し、各モードには別個の放射パターンと関連付けられる。

【0029】

[0036] これより図５を参照して、デバイス１１０の実施形態例を示す。図示のように、マルチモード・アンテナ１２０は、被駆動エレメント５１０と寄生エレメント５１２とを含むことができる。マルチモード・アンテナ１２０は、先に論じたように、複数の異なるモードで動作可能にすることができる。複数のモードの中の各モードは、実例をあげると、図２～図４を参照して先に説明したように、異なる放射パターンおよび／または偏波特性と関連付けることができる。更に、デバイス１１０は１つのマルチモード・アンテナ１２０だけを有するように図示されているが、デバイス１１０は任意の適した数のマルチモード・アンテナを含んでもよいことは認められてしかるべきである。実例をあげると、ある実施態様では、デバイス１１０は２つ以上のマルチモード・アンテナを含むことができる。

【0030】

[0037] デバイス１１０は、マルチモード・アンテナ１２０を複数の異なるモードで動作させるために、寄生エレメント５１２に伴う電気特性を制御するように構成された同調回路５２０を含むことができる。ある実施態様では、デバイス１１０は調整可能なコンポーネント５３０を含むことができる。図示のように、調整可能なコンポーネント５３０は、寄生エレメント５１２と同調回路５２０との間に結合することができる。同調回路５２０は、寄生エレメント５１２を電気接地に結合するというように、寄生エレメント５１２の電圧ソースまたは電圧シンクあるいは電流ソースまたは電流シンクとの電気接続を変化させるために、 調整可能なコンポーネント５３０の動作を制御するように構成することができる。

【0031】

[0038] デバイス１１０は、ＲＦ回路５４０を含むことができる。ある実施態様では、ＲＦ回路５４０はフロント・エンド・モジュールを含むことができる。フロント・エンド・モジュールは、実例をあげると、１つ以上の電力増幅器、ロー・ノイズ増幅器、インピーダンス整合回路等を含むことができる。このように、フロント・エンド・モジュールは、マルチモード・アンテナ１２０の被駆動エレメント５１０に送信されるＲＦ信号および／または被駆動エレメント５１０から受信されたＲＦ信号を増幅するように構成することができる。

【0032】

[0039] ある実施態様では、デバイス１１０は１つ以上の制御デバイス５５０を含むことができる。１つ以上の制御デバイス５５０は、同調回路５２０に動作可能に結合することができる。このように、１つ以上の制御デバイス５５０は、マルチモード・アンテナ１２０を複数の異なるモードに構成するために、同調回路５２０の動作を制御するように構成することができる。代わりにおよび／または加えて、１つ以上の制御デバイス５５０は、ＲＦ回路５４０と電気通信する状態になることができる。このように、ＲＦ回路５４０を介して、マルチモード・アンテナ１２０において受信されたＲＦ信号を１つ以上の制御デバイス５５０に供給することができる。加えて、１つ以上の制御デバイス５５０は、ＲＦ回路５４０を介して、マルチモード・アンテナ１２０の被駆動エレメント５１０に供給される送信ＲＦ信号上に変調されるデータを供給することができる。

【0033】

[0040] 図示のように、1つ以上の制御デバイス５５０は、１つ以上のプロセッサ５５２と１つ以上のメモリ・デバイス５５４を含むことができる。プロセッサ（１つまたは複数）５５２は、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、集積回路、論理デバイス、または他の適した処理デバイスのような、任意の適した処理デバイスを含むことができる。メモリ・デバイス（１つまたは複数）５５４は、１つ以上のコンピュータ読み取り可能媒体を含むことができる。１つ以上のコンピュータ読み取り可能媒体には、非一時的コンピュータ読み取り可能媒体、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ハード・ドライブ、フラッシュ・ドライブ、または他のメモリ・デバイスが含まれるが、これらに限定されるのではない。

【0034】

[0041] メモリ・デバイス（１つまたは複数）５５４は、プロセッサ（１つまたは複数）５５２によってアクセス可能な情報を格納することができ、この情報には、プロセッサ（１つまたは複数）５５２によって実行することができるコンピュータ読み取り可能命令が含まれる。コンピュータ読み取り可能命令は、プロセッサ（１つまたは複数）５５２によって実行されると、プロセッサ（１つまたは複数）５５２に動作を実行させる任意の１組の命令とすることができる。コンピュータ読み取り可能命令は、任意の適したプログラミング言語で書かれたソフトウェアとすることができ、またはハードウェアで実装することもできる。ある実施形態では、コンピュータ読み取り可能命令は、プロセッサ（１つまたは複数）５５２によって実行され、マルチモード・アンテナ１２０の動作を制御するというような動作を、プロセッサ（１つまたは複数）５５２に実行させることができる。

【0035】

[0042] これより図６を参照して、本開示の実施形態例にしたがってマルチモード・アンテナの動作を制御する方法６００の流れ図を示す。全体的に、ここでは図５を参照して先に説明したデバイス１１０を参照しながら、方法６００について論ずる。加えて、図６は、例示および論述の目的に限って、特定の順序で実行されるステップを示すが、本明細書において論ずる方法は、いずれの特定の順序にも配列にも限定されない。尚、本明細書において提示される開示を使用すれば、本開示の範囲から逸脱することなく、ここで開示する方法の種々のステップを省略する、並び替える、組み合わせる、および／または種々の方法で適応させることも可能であることは、当業者には理解されよう。

【0036】

[0043] （６０２）において、方法６００は、マルチモード・アンテナにおいて第１ＲＦ信号を受信するステップを含むことができる。（６０４）において、方法６００は、１つ以上の制御デバイスによって、（６０２）において受信した第１ＲＦ信号に対する受信信号ＣＱＩを示すデータを得るステップを含むことができる。尚、受信信号ＣＱＩを示すデータの例には、受信信号強度指標（ＲＳＳＩ）、信号対ノイズ比（ＳＮＲ）、信号対干渉＋ノイズ比（ＳＩＮＲ）、強度誤差比（ＭＥＲ：magnitude error ratio）、誤差ベクトル強度（ＥＶＭ：error vector magnitude）、ビット・エラー率（ＢＥＲ）、ブロック・エラー率（ＢＬＥＲ：block error rate）、およびパケット・エラー率（ＰＥＲ）、以上のものの組み合わせ、および／または種々の他のメトリックの内少なくとも１つを含めばよいことは認められてしかるべきである。ＣＱＩは、基地局とマルチモード・アンテナを有するデバイスとの間におけるアップリンク信号品質を特徴付けるために使用することができる。

【0037】

[0044] （６０６）において、方法６００は、１つ以上の制御デバイスによって、少なくとも部分的に、（６０４）において得られた受信信号ＣＱＩを示すデータに基づいて、第２ＲＦ信号を送信するために、複数のモードから選択されたモードにマルチモード・アンテナを構成するステップを含むことができる。ある実施態様では、第２ＲＦ信号を送信するためにマルチモード・アンテナを構成するステップは、（６０８）において、１つ以上の制御デバイスによって、少なくとも部分的に、（６０４）において得られた受信信号ＣＱＩを示すデータに基づいて、第２ＲＦ信号に対する送信信号ＣＱＩを推定するステップを含むことができる。更に、ある実施態様では、第２ＲＦ信号を送信するために、選択されたモードにマルチモード・アンテナを構成するステップは、（６１０）において、１つ以上の制御デバイスによって、少なくとも部分的に、（６０８）において推定した送信信号ＣＱＩに基づいて、複数のモードから選択されるモードを決定するステップを含むことができる。加えて、第２ＲＦ信号を送信するために選択されたモードにマルチモード・アンテナを構成するステップは、（６１２）において、マルチモード・アンテナを（６１０）において決定した選択モード(selected mode)に構成するステップを含むことができる。

【0038】

[0045] （６１４）において、方法６００は、（６１０）において決定した選択モードにマルチモード・アンテナが構成されている間に、マルチモード・アンテナによって、第２ＲＦ信号を送信するステップを含むことができる。実例をあげると、ある実施態様では、第２ＲＦ信号を送信するステップは、第２ＲＦ信号を１つ以上のリモート・デバイスに送信するステップを含むことができる。更に具体的には、マルチモード・アンテナは、第２ＲＦ信号を通信ネットワークを通じて１つ以上のリモート・デバイスに送信する動作を含むことができる。尚、ネットワークは、任意の適した種類のネットワークを含んでもよいことは認められてしかるべきである。例えば、ある実施態様では、ネットワークは、セルラ・ネットワークとすることができる。他の例として、ネットワークは８０２．１１ネットワークにすることもできる。

【0039】

[0046] これより図７および図８を参照すると、デバイス１１０は、ある実施態様では、ネットワーク（例えば、セルラ・ネットワーク）における高度変更物体とすることができる。図示のように、デバイス１１０は、３つの分離したマルチモード・アンテナ１２０を含むことができる。しかしながら、デバイス１１０はもっと多いまたはもっと少ないマルチモード・アンテナ１２０を含んでもよいことは認められてしかるべきである。マルチモード・アンテナ１２０の各々は、第１通信リンク７１０を介して、コントローラ７００と通信することができる。このように、コントローラ７００は、デバイス１１０の動作を制御するために、１つ以上の制御信号を１つ以上のマルチモード・アンテナ１２０に伝達することができる。実例をあげると、ある実施態様では、コントローラ７００は、デバイス１１０の移動制御に関連する１つ以上の制御信号を伝達することができる。

【0040】

[0047] 図示のように、複数のノード８００（例えば、セルラ基地局端末）を含むネットワーク（例えば、セルラ・ネットワーク）が設けられている。この図示する実施形態例におけるネットワークは３つのノードのみを含むが、ネットワークは任意の適した数のノードを含んでもよいことは認められてしかるべきである。図示のように、複数のノード８００の各々は、第２通信リンク７１２を介して、デバイス１１０と通信することができる。加えて、ノード８００の各々は、第３通信リンク７１４を介して、コントローラ７００と通信することができる。このように、コントローラ７００は１つ以上の制御信号をネットワーク（例えば、ノード８００）を通じて、デバイス１１０の１つ以上のマルチモード・アンテナ１２０に伝達することができる。あるいは、コントローラ７００は、先に論じたように、１つ以上の制御信号を直接デバイス１１０に、第１通信リンク７１０を介して伝達することもできる。

【0041】

[0048] ある実施態様では、ネットワークは、デバイス１１０の場所を判定するように構成された汎地球測位システム（ＧＰＳ）衛星９００を含むことができる。尚、デバイス１１０の場所を判定するためには、他の適した形式の測位システムを実装できることは認められてしかるべきである。実例をあげると、ある実施態様では、デバイス１００の場所を判定するために、三角測量システムまたは推測航法システムを実装することができる。尚、デバイス１１０は、任意の適した通信リンクを介して、ＧＰＳ衛星９００と通信できることは理解されてしかるべきである。

【0042】

[0049] 尚、マルチモード・アンテナ１２０は、デバイス１１０が移動している間に、ＲＦ信号をノード８００の１つ以上から受信できることは理解されてしかるべきである。例えば、マルチモード・アンテナ１２０は、デバイス１１０が垂直方向に沿って地面Ｐ０から第１位置Ｐ１、第２位置Ｐ２、または第３位置Ｐ３に移動している間に、ＲＦ信号を受信することができる。尚、デバイス１１０が第１位置Ｐ１、第２位置Ｐ２、および第３位置Ｐ３の各々にあるとき、デバイス１１０は飛行中である（例えば、地面から離れている）ことは理解されてしかるべきである。

【0043】

[0050] このような実施態様では、コントローラ７００は、デバイス１１０のマルチモード・アンテナ１２０によって受信されたＲＦ信号に関連する受信信号ＣＱＩを示すデータを得ることができる。しかしながら、デバイス１１０はノード８００に対して移動しているので、コントローラ７００は、マルチモード・アンテナ１２０が１つ以上のノード８００に送信する送信ＲＦ信号の送信信号ＣＱＩを示すデータを得ることができないことは理解されてしかるべきである。このように、コントローラ７００は、ネットワーク上の干渉を最小限に抑えるように送信ＲＦ信号を１つ以上のノード８００に送信するときに、複数のモードの内どのモードに、マルチモード・アンテナ１２０を構成する必要があるか、正確に判定することができない。以下で更に詳しく論ずるように、コントローラ７００は、少なくとも部分的に、受信ＲＦ信号に関連する受信信号ＣＱＩを示すデータに基づいて、送信ＲＦ信号を１つ以上のノード８００に送信するために、複数のモードから１つのモードを選択し、１つ以上のマルチモード・アンテナのために決定するように構成することができる。

【0044】

[0051] ある実施態様では、コントローラ７００は、少なくとも部分的に、受信ＲＦ信号に関連する受信信号ＣＱＩを示すデータに基づいて、送信ＲＦ信号を送信するために、複数のモードから選択されたモードにマルチモード・アンテナ１２０を構成することができる。実例をあげると、コントローラ７００は、少なくとも部分的に、マルチモード・アンテナ１２０がノード８００の１つ以上から受信した受信ＲＦ信号に関連する受信信号ＣＱＩを示すデータに基づいて、送信ＲＦ信号に関連する送信信号ＣＱＩを推定することができる。更に、コントローラ７００は、更に、少なくとも部分的に、送信ＲＦ信号に関連する推定送信信号ＣＱＩに基づいて、複数のモードから１つを選択するように構成することができる。したがって、送信ＲＦ信号を１つ以上のノード８００に送信する間、複数のモードから選択されたモードにマルチモード・アンテナ１２０を構成することができる。このように、ネットワーク上の干渉を低減または排除することができる。何故なら、選択されたモードのアンテナ放射パターンに伴う１つ以上のヌルを、ネットワーク上において干渉を伴う１つ以上のデバイス（例えば、ノード８００）に向けて誘導することができるからである。ある実施態様では、選択されたモードのアンテナ放射パターンに伴う高利得のエリアを、送信ＲＦ信号を受信することを意図する１つ以上のリモート・デバイス（例えば、ノード８００）に向けて誘導することができる。このように、１つ以上のリモート・デバイスとの通信を改善することができる。

【0045】

[0052] 以上、本発明の主題を、その具体的な実施形態例に関して詳細に説明したが、以上のことの理解が得られれば、このような実施形態に対する変更、変形、および等価物も、当業者は容易に生み出せることは認められよう。したがって、本開示の範囲は、限定ではなく一例であり、当業者には容易に認められるように、本開示は、本発明の主題に対するこのような変更、変形、および／または追加の包含を除外することはない。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】