JP5662437B2

JP5662437B2 - アクセスポイント及び端末の通信

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Publication number: JP5662437B2
Application number: JP2012517986A
Authority: JP
Inventors: マ，ジャンレイ; ジャン，ハン; トン，ウェン; ジア，ミン; ジュウ，ペイイン
Original assignee: Apple Inc
Current assignee: Apple Inc
Priority date: 2009-07-02
Filing date: 2010-07-02
Publication date: 2015-01-28
Anticipated expiration: 2030-07-02
Also published as: RU2548667C2; CA2767118C; BR112012000027B1; EP2449807A4; WO2011000090A1; JP2013527630A; KR20120054010A; KR101720816B1; BR112012000027A2; RU2012102479A; CN102714801A; EP2449807A1; CN102714801B; CA2767118A1

Description

この出願は、2009年7月2日に出願された米国仮特許出願第61/222,680号の優先権を主張する。この全内容を援用する。

本発明は、無線通信技術に関する。

図１は、複数のセル2内で無線通信を制御する基地局コントローラ（BSC：base station controller）1を示している。各セルは、対応する基地局（BS：base station）4によりサービス提供される。一般的に、各基地局4は、対応する基地局4に関連するセル内に存在する移動端末及び／又は無線端末6との無線インタフェースを使用して通信を実現する。無線端末はまた、セル内の構造物に出入りする。無線端末がネットワークとの接続を維持することが望ましい。

通常の無線ネットワークは、室内及び室外の双方の用途について単一のRF周波数帯域に基づいて構築され得る。しかし、このような無線ネットワークでは、低電力消費でギガビットレートのサービスを提供することは困難である。現在では、免許を受けたセルラ（GSM及びCDMA）のためのPCSや、WiFi、電子レンジ、コードレス電話等の2.4GHzの無免許の帯域のように、一般的に特定の用途に使用される免許を受けた帯域及び無免許の帯域におけるスペクトルが存在する。光までを含む全ての利用可能な無線周波数を利用し得るシステムに、非常に大きい可能性が存在する。

本発明の一態様によれば、１つ以上の低電力分散アンテナ（distributed antenna）と構造物の外部の少なくとも１つの室外アクセスポイントと構造物の内部の少なくとも１つの室内アクセスポイントとを介して、基地局と構造物内に存在する端末との間で通信信号を送信することを有する方法が提供され、通信信号は、基地局と端末との間のリンクで送信され、リンクは、少なくとも１つの無線周波数（RF：radio frequency）リンクを含み、少なくとも１つの電波リンクは、規制された帯域と規制されていない帯域との双方を含む。

或る実施例では、少なくとも１つのRFリンクは、ミリメートル波帯域リンク又はマイクロ波帯域リンクを含む。

或る実施例では、１つ以上の低電力分散アンテナの間の少なくとも１つのリンクは、光帯域リンクである。

或る実施例では、低電力分散アンテナと室外アクセスポイントとの間のリンクは、光帯域リンクである。

或る実施例では、２つの室内アクセスポイントの間のリンクは、光帯域リンクである。

或る実施例では、室内アクセスポイントと端末との間のリンクは、光帯域リンクである。

或る実施例では、光波リンクは、可視波長リンクと赤外線波長リンクとのうち１つを有する。

或る実施例では、少なくとも１つの室内アクセスポイントのうち少なくとも１つは、光波通信信号を受信するように構成された端末に通信信号を再送信するように構成された少なくとも１つの白色光LEDソースに結合される。

或る実施例では、少なくとも１つの白色LEDソースは、i)併せて白色光を生成する赤色LED、緑色LED及び青色LEDと、ii)白色光を生成するように構成された単一のLEDとのうち少なくとも１つを有する。

或る実施例では、少なくとも１つの白色光LEDソースは、周波数分割双方向動作モード又は時分割双方向動作モードで使用されるように構成される。

或る実施例では、少なくとも１つの室内アクセスポイントのうち少なくとも１つは、光波通信信号を送信するように構成された端末から通信信号を受信するように構成された少なくとも１つの光検出器に結合される。

或る実施例では、少なくとも１つの室内アクセスポイントのうち少なくとも１つと端末との間に、RFリンクにより通信信号を受信し、通信信号を再送信するように構成された中継ノードが存在する。

或る実施例では、中継ノードは、１つ以上の白色光LEDソースを使用して通信信号を再送信する。

或る実施例では、中継ノードは、フロアランプと卓上ランプとのうち１つである。

或る実施例では、通信信号は、異なるRF周波数リンク及び光波帯域リンクで送信された場合、ユニバーサル無線インタフェース（universal air-interface）を有する。

或る実施例では、ユニバーサル無線インタフェースは、直交周波数分割多重（OFDM：orthogonal frequency division multiplexing）又はシングルキャリア周波数分割多重（SC-FDM：single carrier frequency division multiplexing）に従う。

或る実施例では、基地局と端末との間で通信信号を送信することは、基地局と１つ以上の低電力分散アンテナのうち少なくとも１つとの間で通信信号を送信し、少なくとも１つの低電力分散アンテナと少なくとも１つの室外アクセスポイントのうち少なくとも１つとの間で通信信号を送信し、少なくとも１つの室外アクセスポイントと少なくとも１つの室内アクセスポイントのうち少なくとも１つとの間で通信信号を送信し、少なくとも１つの室内アクセスポイントと端末との間で通信信号を送信することを有する。

或る実施例では、基地局と構造物内に存在する端末との間で通信信号を送信することは、i)基地局から端末への方向に通信信号を送信することと、ii)端末から基地局への方向に通信信号を送信することとのうち１つを有する。

或る実施例では、少なくとも１つの室外アクセスポイント及び少なくとも１つの室内アクセスポイントは、低電力装置である。

本発明の第２の態様によれば、構造物の内部の少なくとも１つの室内アクセスポイントを介して、構造物内に存在する端末に有線接続で通信信号を送信することを有する方法が提供され、通信信号は、少なくとも１つの室内アクセスポイントと端末との間のリンクで送信され、リンクは、少なくとも１つの無線周波数（RF：radio frequency）リンクを含み、少なくとも１つの電波リンクは、規制された帯域と規制されていない帯域との双方を含む。

或る実施例では、基地局と構造物内に存在する端末との間で通信信号を送信することは、i)室内アクセスポイントから端末への方向に通信信号を送信することと、ii)端末から室内アクセスポイントへの方向に通信信号を送信することとのうち１つを有する。

或る実施例では、少なくとも１つの室内アクセスポイントは、低電力装置である。

本発明の第３の態様によれば、構造物内で、構造物の内部の少なくとも１つの室内アクセスポイントを介して、構造物内に存在する端末に通信信号を送信することを有する方法が提供され、通信信号は、少なくとも１つの室内アクセスポイントと端末との間のリンクで送信され、リンクは、少なくとも１つの無線周波数（RF：radio frequency）リンクを含み、少なくとも１つのRFリンクは、規制された帯域と規制されていない帯域との双方を含む。

或る実施例では、室内アクセスポイントと構造物内に存在する端末との間で通信信号を送信することは、i)室内アクセスポイントから端末への方向に通信信号を送信することと、ii)端末から室内アクセスポイントへの方向に通信信号を送信することとのうち１つを有する。

本発明の第４の態様によれば、構造物内で、構造物の内部の少なくとも１つの室内アクセスポイントを介して、構造物内に存在する端末に通信信号を送信することを有する方法が提供され、通信信号は、少なくとも１つの室内アクセスポイントと端末との間のリンクで送信され、少なくとも１つの室内アクセスポイントのうち少なくとも１つは、端末に通信信号を送信するように構成された少なくとも１つの白色光LEDソースに結合される。

或る実施例では、少なくとも１つの室内アクセスポイントと端末との間の少なくとも１つのリンクは、無線周波数（RF：radio frequency）リンクであり、RFリンクは、規制されたRF帯域と規制されていないRF帯域とのうち少なくとも１つである。

或る実施例では、RFリンクは、ミリメートル波帯域リンク又はマイクロ波帯域リンクを含む。

或る実施例では、２つの室内アクセスポイントの間のリンクは、RFリンク又は光帯域リンクのうち１つである。

或る実施例では、通信信号は、様々なリンクで異なる帯域で送信された場合、ユニバーサル無線インタフェース（universal air-interface）を有する。

或る実施例では、構造物は、複数の部屋のビル、複数のフロアのビル、複数のフロア且つ複数の部屋のビル、乗物のうち１つである。

或る実施例では、通信信号を送信することは、ユニキャスト、マルチキャスト及びブロードキャストの手法で通信信号を送信することを有する。

本発明の第５の態様によれば、基地局と、１つ以上の低電力分散アンテナと、構造物の外部に取り付けられた少なくとも１つの室外アクセスポイントと、構造物の内部に取り付けられた少なくとも１つの室内アクセスポイントとを有するシステムが提供され、システムは、１つ以上の低電力分散アンテナと少なくとも１つの室外アクセスポイントと少なくとも１つの室内アクセスポイントとを介して、基地局と構造物内に存在する端末との間で通信信号を送信するように構成され、通信信号は、基地局と端末との間のリンクで送信され、リンクは、少なくとも１つの無線周波数（RF：radio frequency）リンクを含み、少なくとも１つの電波リンクは、規制された帯域と規制されていない帯域との双方を含む。

或る実施例では、システムは、光波通信信号を受信するように構成された端末に通信信号を再送信するように構成された少なくとも１つの白色光LEDソースを更に有し、少なくとも１つの白色光LEDソースは、室内アクセスポイントに結合される。

或る実施例では、システムは、光波通信信号を送信するように構成された端末から通信信号を受信するように構成された少なくとも１つの光検出器を更に有し、少なくとも１つの光検出器は、室内アクセスポイントに結合される。

或る実施例では、システムは、室内アクセスポイントと端末との間に存在する中継ノードを更に有し、RFノードは、RFリンクにより通信信号を受信し、通信信号を再送信するように構成される。

或る実施例では、システムは、異なるRF周波数リンク及び光波帯域リンクで通信信号を送信するためのユニバーサル無線インタフェース（universal air-interface）を更に有する。

本発明の第６の態様によれば、構造物の内部に取り付けられた少なくとも１つの室内アクセスポイントを有するシステムが提供され、システムは、少なくとも１つの室内アクセスポイントと構造物内に存在する端末との間で通信信号を送信するように構成され、通信信号は、少なくとも１つの室内アクセスポイントと端末との間の通信リンクで送信され、リンクは、少なくとも１つの無線周波数（RF：radio frequency）リンクを含み、少なくとも１つの電波リンクは、規制された帯域と規制されていない帯域との双方を含む。

或る実施例では、システムは、光波通信信号を受信するように構成された端末に通信信号を再送信するように構成された少なくとも１つの白色光LEDソースを更に有し、少なくとも１つの白色LEDソースは、室内アクセスポイントに結合される。

本発明の第７の態様によれば、構造物の内部に取り付けられた少なくとも１つの室内アクセスポイントを有するシステムが提供され、システムは、少なくとも１つの室内アクセスポイントを介して、構造物内に存在する端末に通信信号を送信するように構成され、通信信号は、少なくとも１つの室内アクセスポイントと端末との間のリンクで送信され、少なくとも１つの室内アクセスポイントのうち少なくとも１つは、端末に通信信号を送信するように構成された少なくとも１つの白色光LEDソースに結合される。

無線ネットワークの概略図本発明の実施例による例示的なネットワークの概略図ネットワークへの無線接続を有する構造物であるネットワークのエンドポイントで光波及び無線周波数（RF）波リンクが利用される本発明の実施例による例示的なネットワークの概略図ネットワークへの無線接続を有する構造物であるネットワークのエンドポイントでRF波リンクが利用される本発明の実施例による例示的なネットワークの概略図ネットワークへの有線接続を有する構造物であるネットワークのエンドポイントで光波及び無線周波数（RF）波リンクが利用される本発明の実施例による例示的なネットワークの概略図ネットワークへの無線接続を有する構造物であるネットワークのエンドポイントでRF波リンクが利用される本発明の実施例による例示的なネットワークの概略図ネットワークへの無線接続を有する構造物であるネットワークのエンドポイントで光波及びRF波リンクが利用される本発明の実施例による他の例示的なネットワークの概略図ネットワークへの無線接続を有する構造物であるネットワークのエンドポイントでRF波リンクが利用される本発明の実施例による他の例示的なネットワークの概略図ネットワークへの無線接続を有する構造物であるネットワークのエンドポイントでRF波リンクが利用される本発明の実施例による更に他の例示的なネットワークの概略図光波及びRF波リンクが利用される本発明の実施例による複数の部屋の構造物内のネットワークの概略図本発明の或る実施例に従ってネットワークで通信信号を送信する例示的な方法のフローチャート本発明の或る実施例に従ってネットワークで通信信号を送信する他の例示的な方法のフローチャート本発明の或る実施例に従ってネットワークで通信信号を送信する更に他の例示的な方法のフローチャート本発明の或る実施例に従ってネットワークで通信信号を送信する更に別の例示的な方法のフローチャート

本発明の他の態様及び特徴は、添付図面と共に本発明の詳細な実施例の以下の説明を読むことにより、当業者に明らかになる。

本発明の実施例について、添付図面を参照して説明する。

本発明の態様は、複数の異なる相補的なアクセス技術により可能になる複数帯域のハイブリッド型ギガビット無線通信システムを提供し、ユビキタスな超接続性、真のブロードバンド、シームレスな動作及び低電力消費を実現する。システムは、固定のシナリオ、ノマディック（nomadic）のシナリオ及び移動体のシナリオにサービス提供可能である。

或る実施例では、複数帯域の無線システムは、規制された帯域幅及び規制されていない帯域幅の双方を利用することにより、電波から光波（optical wave）までのスペクトルをカバーする異なる周波数帯域で動作する低電力無線システムである。低電力分散アンテナ（distributed antenna）と低電力室内及び室外アンテナとを使用することにより、信号の低電力の性質が信号の規制された使用（例えば、デジタルテレビチャネル周波数の間の空白）との干渉の可能性を低減するため、規制されていない帯域幅と規制された帯域幅との双方を使用することが可能になる。

無線周波数（RF：radio frequency）帯域の周波数は、マイクロ波及びミリメートル波帯域を含んでもよく、光波帯域の周波数は、赤外線及び可視帯域を含んでもよい。

異なる周波数帯域（RF又は光）は、異なる配置環境（例えば、室内又は室外、長距離又は短距離、見通し線（LOS：line of sight）又は非LOS、及び移動又は固定／ノマディック）に適している。

或る実施例では、無線ネットワークは、マイクロ波から光波までに及ぶ複数の周波数帯域で動作する。ネットワークの各リンク（例えば、室内／室外バックホール又は室内／室外リンク）は、異なる周波数帯域で個々に最適化されてもよい。

或る実施例では、端末装置が同じフレーム構造と同じ変調方法と同じベースバンド処理機能とを用いて複数の周波数帯域で動作することを可能にするため、同じ無線インタフェース（例えば、直交周波数分割多重アクセス（OFDMA：orthogonal frequency division multiplexing access）又はシングルキャリア周波数分割多重アクセス（SC-FDMA：single carrier frequency division multiplexing access）が、異なる周波数帯域に利用されてもよい。

或る実施例では、室内無線リンクは、照明にも使用され得る白色発光ダイオード（LED：light emitting diode）により生成されてもよい。

或る実施例では、前述の概念は、異なる種類の無線ネットワークに適用されてもよい。或る実施例では、無線ネットワークは、セルラネットワークとエンタープライズネットワークとを含んでもよい。

＜白色無線ネットワークの対策＞
白色無線ネットワーク（white wireless network）は、RF及び光帯域をカバーする（すなわち、マイクロ波より下から光波までに及ぶ）複数の周波数帯域で動作してもよい。或る実施例では、白色無線ネットワークという用語は、ネットワークに関連する広い帯域幅によるネットワークを記述するために使用され、どちらかというと、白色雑音が無限の帯域幅を含むため白色雑音に沿ってこのように呼ばれる
図２を参照して、本発明の態様を実装するように構成されたネットワークの例について説明する。図２は、基地局10と、３つの低電力分散アンテナ20と、複数の端末が存在する構造物30とを含む。図２に示す特定の端末は、携帯電話36と、ラップトップコンピュータ37と、デスクトップコンピュータ38とを含む。端末の更なる例は、PDAと、タブレットと、ビデオゲーム機とを含むが、これらに限定されない。構造物30は、室外アクセスポイント32と、２つの室内アクセスポイント34とを有する。

動作中に、基地局10は、構造物30内の端末に渡される通信を、ネットワークのソース（送信元）から受信する。基地局10は、通信を低電力分散アンテナ20に送信する。低電力分散アンテナ20は、構造物30の室外アクセスポイント32に通信を転送する。室外アクセスポイント32は、通信を室内アクセスポイント34に転送する。室内アクセスポイント34は、通信を端末に転送する。この送信方向は、下りリンク（DL）として知られる。端末から基地局10に戻る他の方向に進む通信は、逆の順序で実質的に同じルートに従い、上りリンク（UL）として知られる。

或る実施例では、基地局10により送信された通信は、複数の低電力分散アンテナ20により受信され、低電力分散アンテナ20のそれぞれは、通信の最終宛先である１つ以上の端末が存在する構造物30の１つ以上の室外アクセスポイント32に通信信号を転送する。或る実施例では、２つ以上の室外アクセスポイント32は、低電力分散アンテナ20からの通信を合成してもよい。複数の室外アクセスポイント32のそれぞれは、同じ合成処理を実行してもよい。或る実施例では、通信は、例えば、ダイバーシチ合成を使用して合成されてもよい。同様に、複数の室外アクセスポイント32は、通信を再送信してもよく、１つ以上の室内アクセスポイント34のそれぞれは、複数の室外アクセスポイント32から通信を受信してもよい。複数の室内アクセスポイント34のそれぞれは、前述と同様の合成処理を実行してもよい。同様に、室内アクセスポイント34と端末との間の中継ノードは、通信を再送信してもよく、１つ以上の端末のそれぞれは、複数の中継ノードから通信を受信してもよい。端末はまた、１つ以上の室内アクセスポイント34又は１つ以上の中継ノードのそれぞれから通信を受信し、復号化の前に通信を合成してもよい。

或る実施例では、通信を送信するために使用される無線インタフェースに基づいて、基地局10は、ユニキャスト（ネットワークの単一の端末向けへの通信）、マルチキャスト（ネットワークの複数の端末向けへの通信）及びブロードキャスト（ネットワークの全ての端末向けへの通信）が可能である。

或る実施例では、ネットワークは、通信信号を動的に再ルーティングすることができる。特定の例として、２つのポイントの間で全体のリンクを形成するリンクの集合グループのうち１つのリンクが、適切な接続を提供されていないと判定された場合、ネットワークは、補うために異なる帯域に変更してもよい（すなわち、何らかの理由で白色LEDソースを使用する光リンクが室内アクセスポイントと端末との間で有効に動作することを停止した場合、そのリンクは、室内アクセスポイントと端末との間のRFリンクに変換されてもよい）。

図２は、ネットワークの選択部分の特定の例を示している。一般的には、ネットワークは、記載した特定の実施例に限定されないことが分かる。特に、単一より多くの基地局が存在する可能性があり、３つより多く又は３つより小さい低電力分散アンテナが存在してもよく、１つ以上の室外アクセスポイント及び複数の室内アクセスポイントをそれぞれ有する基地局の範囲内の複数の構造物が存在する可能性がある。或る実施例では、構造物は、複数のフロア（非限定的に、アパート、オフィスビル又は病院等）を有してもよい。或る実施例では、“構造物”は、ビルでなくてもよく、乗物（非限定的に、飛行機、電車又はバス等）でもよい。このような実施例では、乗物は、移動体でもよく、このような乗物の端末が低電力分散アンテナの間でハンドオフされ得るように又は異なる基地局によりサービス提供される異なるセルの基地局の間でハンドオフされ得るように移動してもよい。

図２は、第１の室内アクセスポイントと通信する２つの端末と、第２の室内アクセスポイントと通信する単一の端末とを示しているが、これらは、ネットワークに接続された端末の数の単なる例であり、一般的には、各室内アクセスポイントによりサポート可能な端末の数まで、如何なる数の端末が室内アクセスポイントと通信してもよい。

低電力分散アンテナ20はまた、中継局としても知られる。基地局と室外アクセスポイントとの間に単一より多くの低電力分散アンテナが存在してもよい。

或る実施例では、基地局の間又は基地局とネットワークの残りとの通信を提供するノードとの間の無線バックホールリンクは、マイクロ波リンク又はポイント・ツー・ポイント超短パルス光波リンクである。

或る実施例では、基地局と低電力分散アンテナとの間の無線接続は、マイクロ波リンクである。

或る実施例では、低電力分散アンテナの間の無線接続は、マイクロ波リンク、ミリメートル波リンク又は自由空間光波リンク（free space optical wave link）である。或る実施例では、低電力分散アンテナは、送信電力を低減するため又は集中させるためにビームフォーミングを利用する指向性アンテナである。

或る実施例では、低電力分散アンテナと室外無線アクセスポイントとの間の無線接続は、マイクロ波リンク、ミリメートル波リンク又は自由空間光波リンクを含んでもよい。或る実装では、室外無線アクセスポイントは、低電力分散アンテナとして動作してもよい。或る実施例では、低電力分散アンテナは、送信電力を低減するためにビームフォーミングを利用する指向性アンテナである。

或る実施例では、基地局と端末が存在する構造物との間の距離は、通信が基地局と構造物との間で複数の低電力分散アンテナにより受信及び再送信されるほど十分に大きくてもよい。

或る実施例では、室外アクセスポイントと室内アクセスポイントとの間の無線接続は、低電力マイクロ波リンクである。或る実施例では、低電力分散アンテナは、送信電力を低減するためにビームフォーミングを利用する指向性アンテナである。

或る実施例では、室外アクセスポイントと室内アクセスポイントとの間の無線接続は、未使用のデジタルTVチャネルの空白帯域を使用してもよい。

或る実施例では、室内アクセスポイントの間の無線接続は、マイクロ波リンク、ミリメートル波リンク又は光波リンクである。このような種類のリンクは、より良いセキュリティ及びかなり低減した電磁気干渉を無線ネットワークに提供してもよい。或る実施例では、非見通し線（LOS：line of sight）リンクは、ポイント・ツー・ポイント・ミリメートル波リンクを利用してもよい。或る実施例では、見通し線（LOS）リンクは、ポイント・ツー・ポイント光波リンクを利用してもよい。

或る実施例では、室内アクセスポイントと端末との間の無線接続は、ミリメートル波リンク又は無線光リンクにより提供されてもよい。

室内アクセスポイントのカバレッジの近くの全ての端末が必ずしも室内アクセスポイントと同時に通信している必要はないことが分かる。

現在、低電力通信用途に利用可能な膨大な量の規制されていない帯域幅が存在する。室内アクセスポイントの間で低電力リンクを使用することは、各室内アクセスポイントによりサービス提供される周辺領域（家若しくはビルの中の部屋又は電車の車輌等）で動作するリンクの間の干渉を低減する。低電力リンクは、領域間干渉を低減し、周波数再利用を可能にする。

或る実施例では、無線光リンクは、電磁気干渉が禁止されている実装（非限定的に、病院及び飛行機等）で使用されてもよい。

或る実施例では、室内アクセスポイントと端末とを有する無線室内ネットワークは、構造物に通信を提供する際に使用される有線アクセス技術と共に実装されてもよい。例えば、基地局と室外アクセスポイントとの間の無線リンクを有する代わりに、有線リンク（非限定的に、家庭までの光ファイバ、同軸ケーブル、導線等）が、構造物への通信を提供してもよく、有線リンクと室内アクセスポイントとの間にインタフェースが存在する。或る実施例では、有線リンクは、無線リンクと共に使用されてもよい。

＜ユニバーサル無線インタフェース＞
異なる周波数帯域を使用して複数のリンクで基地局と端末装置との間の通信を可能にするために、共通又はユニバーサルの無線インタフェース（例えば、OFDMA又はSC-FDMA）が、異なる周波数帯域を通じて実装されてもよい。従って、或る実施例では、同じ共通の無線インタフェースを使用することは、通信が同じ又は実質的に同様のフレーム構造、同じ又は実質的に同様の変調方法、及び同じ又は実質的に同様のベースバンド処理機能を使用することを確保する。

マイクロ波及びミリメートル波リンクでは、OFDMAは、マルチパスフェージングに耐性がある。光波リンクでは、OFDMAは、複数ソースの受信をサポートし得る。特定の例では、無線リンクシステムの室内部分は、白色発光ダイオード（LED）照明を利用する。LEDは、構造物内での通信と、構造物内での照明とに使用されてもよい。

無線インタフェースは、異なるフロントエンド受信機を使用してもよい。マイクロ波及びミリメートル波帯域の例では、受信機は、無線周波数（RF：radio frequency）受信機である。光波帯域の例では、受信機は、光検出器受信機（非限定的に、光ダイオード受信機等）である。

様々な実施例では、ネットワークの各リンクに適した異なるアンテナ技術を使用してもよい。

無線インタフェース（例えば、フーリエ変換が利用され得る無線インタフェース）のフォーマットに応じて、異なるFFTサイズ及びサンプリング周波数値が利用されてもよい。或る実施例では、FFTサイズ及びサンプリング周波数値は、異なる周波数帯域の間で必要に応じて拡張可能（スケーラブル）である。

＜照明及び通信用の白色LED＞
或る実施例では、白色LEDは、照明目的と光無線通信リンクとの双方のために使用されてもよい。LEDを使用して“白色”を生成する複数の方法が存在する。第１の方法は、合成された場合に白色光を生成する３つのLED（赤色、緑色及び青色のLED等）の虹色（rainbow）グループを合成することを含む。第２の方法は、LEDが白色光を放射するように、単一のLEDで周波数シフトを生成することを含む。

LEDにより放射された光は、白熱電球又は蛍光灯より指向性があると考えられる。従って、LEDを使用することは、所定の指向性を有する照明を提供する。或る実施例では、前述の白色光を生成する第１又は第２の方法のいずれかを使用して、LEDの集中配列により広い領域の部屋の照明を提供することが可能である。

或る実施例では、光無線通信は、周波数分割双方向（FDD：frequency division duplexing）又は時分割双方向（TDD：time division duplexing）のいずれかで白色LEDを使用して提供されてもよい。

或る実装では、FDDは、３つの色が３つの独立した搬送波として使用され得る３つのLEDの虹色グループについて実装されてもよい。搬送波は下りリンク（DL）及び上りリンク（UL）に割り当てられてもよい。

FDDでは、DLとULとの間で搬送波を割り当てる複数の方法が存在する。或る実施例では、ULに対するDLの搬送波の比が固定される。例えば、ULに１つの搬送波に対して、DLに２つの搬送波である。或る実施例では、ULに対するDLの搬送波の比は、DL及びUL送信に割り当てられた搬送波の数を動的に変更することにより、変更可能である。

特定の例では、赤色及び緑色の波長はDLに使用され、青色の波長はULに使用される。或る実施例では、所与の部屋での通信システムの一部としてLEDを有することに加えて、端末又は端末から通信を受信して通信を光検出器に転送する端末又は中継ノードからUL情報を受信するために、１つ以上の光検出器も室内アクセスポイントに結合される。或る実施例では、光検出器は、UL用の固定の単独の波長に使用されるように、特定の波長に最適化される。或る実施例では、光検出器は、UL搬送波波長が動的に変更され得るように、広い範囲の波長を受信可能である。

或る実施例では、端末は、光及びRF通信の一方又は双方を送信するように構成される。端末は、UL光検出器と通信するために、赤外線又はカラーに基づくLEDを有してもよい。或る実装では、端末は、赤外線又は可視光波長範囲でDL通信を受信可能な光検出器を有するように構成される。

或る実装では、自然光の干渉を低減するために、単一波長光フィルタが使用されてもよい。

或る実装では、TDDは、LEDが上りリンクについて時間の一部で使用され、下りリンクについて時間の一部で使用されるように、周波数シフトLEDについて実装されてもよい。

或る実施例では、LEDの指向性は、異なるリンクの間の干渉を低減するために使用されてもよい。

或る実施例では、室内アクセスポイントの間のリンクの指向性送信は、通常では、部屋の照明及び通信に利用されるLED配列より、部屋で物理的に高い位置に存在する。

指向性の小さい範囲の照明（例えば、卓上ランプ（desk lamp）又はフロアランプ（floor lamp））のみが存在する場合、異なるリンク間の干渉は最小化され得る。

スペクトル効率は、２つの直線偏光放射の直交性を利用することにより、更に改善されてもよい。

或る実施例では、部屋の中の移動及び部屋の間の移動を可能にするために、例えば、アクティブなデジタルテレビチャネルの間の空白を使用して、低レートRFリンクが同時に提供されてもよい。或る実施例では、空白はまた、室内バックホールに使用されてもよい。

或る実施例では、白色LEDは、部屋を照らすために使用される天井照明に使用されてもよい。或る実施例では、白色LEDは、部屋の局所照明に使用される卓上ランプ若しくはフロアランプ又は双方に含まれる。或る実施例では、白色LEDを備えた卓上ランプ及びフロアランプはまた、DL通信が天昇照明から受信されること及び／又は卓上及びフロアランプと通信するためにUL通信が卓上ランプ及びフロアランプに十分近くにある端末から受信されることを可能にする光検出器を含む。

或る実施例では、卓上ランプ及びフロアランプは、DL通信が室内アクセスポイントから受信されること及び／又はRF帯域通信を介して卓上及びフロアランプと通信するためにUL通信が卓上及びフロアランプに十分近くにある端末から受信されることを可能にするRF受信機若しくは送信機又は双方を備える。或る実装では、卓上又はフロアランプは、室内アクセスポイントからRF通信を受信し、ランプの白色LEDを使用して通信を端末に再送信してもよい。或る実装では、卓上又はフロアランプは、端末からRF通信を受信し、ランプの白色LEDを使用して通信を室内アクセスポイントに再送信してもよい。

或る実施例では、ビームフォーミングは、例えばTV放送サービスとの干渉を低減するために適用される。

家庭環境への無線及び有線通信で使用される家庭環境における無線リンクの配置、オフィスビル環境への無線通信で使用されるオフィスビル環境における無線リンクの配置、及び病院環境への無線通信で使用される病院環境における無線リンクの配置の詳細な例について、図３〜１０を参照して説明する。

図３は、図２と実質的に同じネットワークの一部を示しているが、構造物内の通信要素は、RF及び光波リンクの組み合わせの特定の例について示されている。

図３は、基地局110と、３つの低電力分散アンテナ120と、複数の端末が存在する構造物130とを含む。図３に示す特定の端末は、携帯電話136と、ラップトップコンピュータ137と、デスクトップコンピュータ138とを含む。端末の更なる例は、PDAと、タブレットと、ビデオゲーム機とを含むが、これらに限定されない。構造物130は、室外アクセスポイント132と、第１の室内アクセスポイント134と、第２の室内アクセスポイント135とを有する。室内アクセスポイント134、135の間の通信のために、室内アクセスポイントの間に指向性リンクが存在する。指向性リンクは、RFリンク、光波リンク又は双方で通信を可能にするように構成されてもよい。図３では、第１の室内アクセスポイント134は、３つの別個のLED白色ソース140の配列に結合されるように示されている。LED白色ソース140のそれぞれは、１つ以上の白色LED又は白色光を生じるカラー付きのLEDのグループを含んでもよい。第１の室内アクセスポイント134は、部屋の中の端末装置により若しくは端末装置からの信号を送信する光中継ノード（卓上又はフロアランプ等）から又は双方から送信された光信号を検出する２つの光検出器配列145に結合されるように示されている。

図３では、第２の室内アクセスポイント135は、単一の別個のLED白色ソース140に結合されるように示されている。LED白色ソース140は、１つ以上の白色LED又は白色光を生じるカラー付きのLEDのグループを含んでもよい。第２の室内アクセスポイント135は、部屋の中の端末装置若しくは端末装置からの信号を送信する光中継ノード（卓上若しくはフロアランプ等）又は双方により送信された光信号を検出する１つの光検出器配列145に結合されるように示されている。

図３は、１つの部屋に３つの白色LEDソース135と２つの光検出器145とを有し、他の部屋に１つの白色LEDソース140と１つの光検出器145とを有し、複数の端末を有する構造物130の中の２つの部屋を示しているが、構造物内の部屋の数、白色LEDソースの数、光検出器の数、及び端末の数は実装特有であることが分かる。

動作中に、DL動作では、基地局110は、構造物130内の端末に渡される通信を、ネットワークのソースから受信する。基地局110は、通信を１つ以上の低電力分散アンテナ120に送信する。低電力分散アンテナ120は、構造物130に取り付けられた室外アクセスポイント132に通信を転送する。室外アクセスポイント132は、通信を室内アクセスポイント134、135に転送する。室内アクセスポイント134、135は、白色LEDを使用した光波リンクを介して又はRF送信機を介したRFリンクを介して、通信を端末に転送し、又はRF中継ノード175に転送し、そこから、白色LEDを使用した光波リンクを介して又はRF送信機を介したRFリンクを介して端末に転送する。

UL動作では、端末は、RFリンクを介して直接に又は室内アクセスポイント134、135又はRF中継ノード175及び室内アクセスポイント135への白色LEDを介して、室内アクセスポイント134、135と通信する。或る実装では、端末装置は、室内アクセスポイントのRF受信機と通信するRFアンテナを有する。或る実施例では、端末が通信する室内アクセスポイントの外部にあり、室内アクセスポイントと通信するRF受信機が存在してもよい。DL通信の動作について前述したものと逆の順序で、室内アクセスポイント134、135は室外アクセスポイント132と通信し、室外アクセスポイント132は１つ以上の低電力分散アンテナ120と通信し、低電力分散アンテナ120は基地局110と通信する。

図４は、図２と実質的に同じネットワークの一部を示しているが、構造物内の通信要素は、RFリンクの特定の例について示されている。

図４は、基地局210と、３つの低電力分散アンテナ220と、複数の端末が存在する構造物230とを含む。図４に示す特定の端末は、携帯電話236と、ラップトップコンピュータ237と、デスクトップコンピュータ238とを含む。端末の更なる例は、PDAと、タブレットと、ビデオゲーム機とを含むが、これらに限定されない。構造物230は、室外アクセスポイント232と、室内アクセスポイント234と、RF中継ノード233とを有する。室内アクセスポイント234とRF中継ノード233との間に指向性リンクが存在する。指向性リンクは、RFリンクで通信を可能にするように構成される。図３では、室内アクセスポイント234は、室内アクセスポイント234が存在する部屋の端末との直接の通信を提供するように示されている。

図４では、RF中継ノード233は、デスクトップコンピュータ238との直接の有線通信を提供し、RF中継ノード233が存在する部屋にある端末236、237との無線通信を提供するように示されている。

図４は、単一の室内アクセスポイントと複数の端末とを有する構造物230の中の２つの部屋を示しているが、構造物内の部屋の数、室内アクセスポイントの数、及び端末の数は実装特有であることが分かる。

動作中に、DL動作では、基地局210は、構造物230内の端末に渡される通信を、ネットワークのソースから受信する。基地局210は、通信を１つ以上の低電力分散アンテナ220に送信する。低電力分散アンテナ220は、構造物230の室外アクセスポイント232に通信を転送する。室外アクセスポイント232は、通信を室内アクセスポイント234に転送する。室内アクセスポイントは、通信を端末に又は端末に転送するRF中継ノードに転送する。

UL通信では、端末装置は、RFリンクを介して直接に室内アクセスポイント234と通信する、或いはRF中継233に及び室内アクセスポイント234に通信する。或る実装では、端末装置は、室内アクセスポイントのRF受信機と通信するRFアンテナを有する。或る実施例では、端末が通信する室内アクセスポイントの外部にあり、室内アクセスポイントと通信するRF受信機が存在してもよい。DL通信の動作について前述したものと逆の順序で、室内アクセスポイント234は室外アクセスポイント232と通信し、室外アクセスポイント232は１つ以上の低電力分散アンテナ220と通信し、低電力分散アンテナ220は基地局210と通信する。

図５は、構造物内の通信要素が図３と実質的に同じであるネットワークの一部を示しているが、基地局と構造物との間の無線通信リンクの代わりに、構造物との通信を提供する有線接続が存在する。

図５は、複数の端末が存在する構造物330を含む。図５に示す特定の端末は、携帯電話336と、ラップトップコンピュータ337と、デスクトップコンピュータ338とを含む。端末の更なる例は、PDAと、タブレットと、ビデオゲーム機とを含むが、これらに限定されない。構造物330は、有線接続360と、第１の室内アクセスポイント334と、第２の室内アクセスポイント335とを有する。室内アクセスポイント334、335の間の通信のために、室内アクセスポイント334、335の間に指向性リンクが存在する。指向性リンクは、RFリンク、光波リンク又は双方で通信を可能にするように構成されてもよい。図５では、第１の室内アクセスポイント334は、３つの別個のLED白色ソース340の配列に結合されるように示されている。LED白色ソース340のそれぞれは、１つ以上の白色LED又は白色光を生じるカラー付きのLEDのグループを含んでもよい。第１の室内アクセスポイント334は、部屋の中の端末装置若しくは端末装置からの信号を送信する光中継ノード375（卓上又はフロアランプ等）又は双方により送信された光信号を検出する２つの光検出器配列345に結合されるように示されている。

図５では、第２の室内アクセスポイント335は、単一の別個のLED白色ソース340に結合されるように示されている。LED白色ソース340は、１つ以上の白色LED又は白色光を生じるカラー付きのLEDのグループを含んでもよい。第２の室内アクセスポイント335は、部屋の中の端末装置若しくは端末装置からの信号を送信する光中継ノード375（卓上若しくはフロアランプ等）又は双方により送信された光信号を検出する１つの光検出器配列345に結合されるように示されている。

図５は、１つの部屋に３つの白色LEDソース340と２つの光検出器345とを有し、他の部屋に１つの白色LEDソース340と１つの光検出器345とを有し、複数の端末を有する構造物330の中の２つの部屋を示しているが、構造物内の部屋の数、白色LEDソースの数、光検出器の数、及び端末の数は実装特有であることが分かる。

動作中に、DL動作では、有線接続360は、構造物330内の端末に渡される通信を、ネットワークのソースから配信する。室内アクセスポイント334、335は、有線接続360から通信を受信し、白色LEDを使用した光波リンクを介して又はRF送信機を介したRFリンクを介して、通信を端末に転送し、又は中継ノード375に転送し、そこから、白色LEDを使用した光波リンクを介して又はRF送信機を介したRFリンクを介して端末に転送する。

UL通信では、端末装置は、RFリンクを介して直接に又は室内アクセスポイント334、335への白色LEDを介して室内アクセスポイント334、335と通信する、或いはRF中継375に及び室内アクセスポイント335に通信する。或る実装では、端末装置は、室内アクセスポイントのRF受信機と通信するRFアンテナを有する。或る実施例では、端末が通信する室内アクセスポイントの外部にあり、室内アクセスポイントと通信するRF受信機が存在してもよい。室内アクセスポイント334、335は、有線接続でネットワークにUL通信を返信するために、有線接続360と通信する。

図６は、構造物内の通信要素が図４と実質的に同じであるネットワークの一部を示しているが、基地局と構造物との間の無線通信リンクの代わりに、構造物との通信を提供する有線接続が存在する。

図６は、複数の端末が存在する構造物430を含む。図６に示す特定の端末は、携帯電話436と、ラップトップコンピュータ437と、デスクトップコンピュータ438とを含む。端末の更なる例は、PDAと、タブレットと、ビデオゲーム機とを含むが、これらに限定されない。構造物430は、構造物430への有線接続460と、室内アクセスポイント434と、中継ノード433とを有する。室内アクセスポイント434と中継ノード433との間に指向性リンクが存在する。指向性リンクは、RFリンクで通信を可能にするように構成される。図６では、室内アクセスポイント434は、室内アクセスポイント433が存在する部屋の端末との直接の通信を提供するように示されている。

図６では、中継ノード433は、デスクトップコンピュータ438との直接の有線通信を提供し、中継ノード433が存在する部屋にある端末との無線通信を提供するように示されている。

図６は、単一の室内アクセスポイントと複数の端末とを有する構造物430の中の２つの部屋を示しているが、構造物内の部屋の数、室内アクセスポイントの数、及び端末の数は実装特有であることが分かる。

動作中に、DL動作では、有線接続460は、構造物430内の端末に渡される通信を、ネットワークのソースから配信する。室内アクセスポイント434は、有線接続460から通信を受信し、RF送信機を介したRFリンクを介して通信を端末に転送する、或いは中継ノード433に通信を転送し、中継ノードがRF送信機を介したRFリンクを介して端末に通信を転送する。

UL通信では、端末装置は、RFリンクを介して直接に又はRFリンクを介した室内アクセスポイント433への中継ノード433を介して室内アクセスポイント434と通信する。或る実装では、端末装置は、室内アクセスポイントのRF受信機と通信するRFアンテナを有する。或る実施例では、端末が通信する室内アクセスポイントの外部にあり、室内アクセスポイントと通信するRF受信機が存在してもよい。室内アクセスポイント433は、有線接続でネットワークにUL通信を返信するために、有線接続460と通信する。

図７は、図２と実質的に同じネットワークの一部を示しているが、構造物内の通信要素は、無線オフィスビルの配置のためのRF及び光波リンクの組み合わせの特定の例について示されている。

図７は、基地局510と、３つの低電力分散アンテナ520と、複数の端末が存在する構造物530とを含む。図７に示す特定の端末は、携帯電話536と、ラップトップコンピュータ537と、デスクトップコンピュータ538とを含む。端末の更なる例は、PDAと、タブレットと、ビデオゲーム機とを含むが、これらに限定されない。構造物530は、室外アクセスポイント532と、第１の室内アクセスポイント534と、第２の室内アクセスポイント535とを有する。室内アクセスポイント534、535の間の通信のために、室内アクセスポイント534、535の間に指向性リンクが存在する。指向性リンクは、RFリンク、光波リンク又は双方で通信を可能にするように構成されてもよい。第１及び第２の室内アクセスポイント534、535のうち１つ以上からRF通信を受信し、RFリンク又は白色LEDを介して端末に通信を再送信することが可能であり（DL方向）、光リンク又はRFリンクを介して端末から通信を受信し、通信を室内アクセスポイント534、535に再送信することが可能である（UL方向）複数のランプ575が部屋に存在する。

図７では、第１の室内アクセスポイント534は、３つの別個のLED白色ソース540の配列に結合されるように示されている。LED白色ソース540のそれぞれは、１つ以上の白色LED又は白色光を生じるカラー付きのLEDのグループを含んでもよい。第１の室内アクセスポイント534は、部屋の中の端末装置により若しくは端末装置からの信号を送信する光中継ノード（卓上又はフロアランプ等）又は双方により送信された光信号を検出する２つの光検出器配列545に結合されるように示されている。図７では、第１の室内アクセスポイント534もまた、２つの中継ノード533、575と通信するように示されている。中継ノード533の第１の例は、デスクトップコンピュータ538と直接の有線通信リンクを有するRFトランシーバである。特に図示しないが、RFトランシーバはまた、中継ノード533との何らかの所定の近さに存在する端末と無線通信するように構成されてもよい。中継ノード575の第２の例は、ランプと共に用いられるRFトランシーバである。RFトランシーバは、RFトランシーバにより受信されたRF通信が、ランプの白色LEDにより光検出可能な端末に渡されることを可能にするように構成される。特に図示しないが、ランプのRFトランシーバはまた、中継器との何らかの所定の近さに存在する端末と無線通信するように構成されてもよい。

図７では、第２の室内アクセスポイント535は、３つの別個のLED白色ソース540に結合されるように示されている。LED白色ソース540は、１つ以上の白色LED又は白色光を生じるカラー付きのLEDのグループを含んでもよい。第２の室内アクセスポイント535は、部屋の中の端末装置若しくは端末装置からの信号を送信する光中継ノード（卓上若しくはフロアランプ等）又は双方により送信された光信号を検出する２つの光検出器配列545に結合されるように示されている。第２の室内アクセスポイント534はまた、中継ノード（特に、ランプの中継ノード）と通信するように示されている。

図７は、オフィスビルの単一のフロアの単一の部屋のみを示しているが、単一のフロアの単一の部屋に適用される概念は、複数のフロアの複数の部屋にも拡張可能であることが分かる。更に、図７は、３つの白色LEDソース540、２つの光検出器545、２つの中継ランプ、デスクトップコンピュータ及び複数の端末に結合された単一の中継器のグループを示しているが、白色LEDソースの数、光検出器の数、中継器の種類及びそれぞれの数、並びに端末の数は、特定の実装に特有であることが分かる。

動作中に、DL動作では、基地局510は、構造物530内の端末に渡される通信を、ネットワークのソースから受信する。基地局510は、１つ以上の低電力分散アンテナ520に通信を送信する。低電力分散アンテナ520は、構造物530の室外アクセスポイント532に通信を転送する。室外アクセスポイント532は、通信を１つ以上の室内アクセスポイント534、535に転送する。室内アクセスポイント534、535は、白色LEDを使用した光波リンクを介して又はRF送信機を介したRFリンクを介して、通信を端末に転送し、又はRF中継ノード533、575に転送し、そこから、白色LEDを使用した光波リンクを介して又はRF送信機を介したRFリンクを介して端末に転送する。

UL通信では、端末装置は、RFリンクを介して直接に又は室内アクセスポイント又はRF中継ノード533、575及び室内アクセスポイント534、535への白色LEDを介して、室内アクセスポイント534、535と通信する。或る実装では、端末装置は、室内アクセスポイントのRF受信機と通信するRFアンテナを有する。或る実施例では、端末が通信する室内アクセスポイントの外部にあり、室内アクセスポイントと通信するRF受信機が存在してもよい。DL通信の動作について前述したものと逆の順序で、室内アクセスポイント534、535は室外アクセスポイント532と通信し、室外アクセスポイント532は１つ以上の低電力分散アンテナ520と通信し、低電力分散アンテナ520は基地局510と通信する。

図８は、全てのリンクがRF波リンクであり、光波リンクが存在しない点を除いて、図７と同様である。

図８は、基地局610と、３つの低電力分散アンテナ620と、複数の端末が存在する構造物630とを含む。図８に示す特定の端末は、携帯電話636と、ラップトップコンピュータ637と、デスクトップコンピュータ638とを含む。端末の更なる例は、PDAと、タブレットと、ビデオゲーム機とを含むが、これらに限定されない。構造物630は、室外アクセスポイント632と、第１の室内アクセスポイント634と、第２の室内アクセスポイント635とを有する。室内アクセスポイント634、635の間の通信のために、室内アクセスポイントの間に指向性リンクが存在する。指向性リンクは、RFリンクで通信を可能にするように構成される。図８では、第１の室内アクセスポイント634は、２つのRF中継ノード633と通信するように示されている。RF中継ノード633のそれぞれは、デスクトップコンピュータ638との直接の有線通信リンクを有するRFトランシーバである。RFトランシーバはまた、RF中継ノード633と何らかの所定の近さに存在する端末と無線通信するように示されている。

図８では、第２の室内アクセスポイント635は、単一のRF中継ノード633と通信するように示されている。単一のRF中継ノード633は、デスクトップコンピュータ638との直接の有線通信をを介して結合され、RF中継ノード633と何らかの所定の近さに存在する端末と無線通信する。

図８は、オフィスビルの単一のフロアの単一の部屋のみを示しているが、単一のフロアの単一の部屋に適用される概念は、複数のフロアの複数の部屋にも拡張可能であることが分かる。更に、図８は、有線リンクを介してデスクトップにそれぞれ結合された２つのRF中継器と通信する１つの室内アクセスポイントと、有線リンクを介してデスクトップに結合された単一のRF中継器のみと通信する第２の室内アクセスポイントと、複数の端末とを示しているが、いずれかの所与の室内アクセスノードが通信してもよい中継ノードの数、いずれか所与のRF中継器が通信してもよい室内アクセスノードの数、及び端末の数は、実装に特有であることが分かる。

動作中に、DL動作では、基地局610は、構造物630内の端末に渡される通信を、ネットワークのソースから受信する。基地局610は、１つ以上の低電力分散アンテナ620に通信を送信する。低電力分散アンテナ620は、構造物630の室外アクセスポイント632に通信を転送する。室外アクセスポイント632は、通信を室内アクセスポイント634、635に転送する。室内アクセスポイント634、635は、通信を中継ノード633に転送し、中継ノード633は、通信を端末に転送する。

UL通信では、端末装置は、中継ノード633と通信し、中継ノード633は、RFリンクを介して直接に室内アクセスポイント634、635と通信する。端末装置は、室内アクセスポイント634、635のRF受信機と通信するRFアンテナを有する。DL通信の動作について前述したものと逆の順序で、室内アクセスポイント634、635は室外アクセスポイント632と通信し、室外アクセスポイント632は１つ以上の低電力分散アンテナ620と通信し、低電力分散アンテナ620は基地局610と通信する。

図９は、第１及び第２の室内アクセスポイントが存在せず、室外アクセスポイントが部屋の中継ノードと直接通信する点を除いて、図８と同様である。

図９は、基地局710と、３つの低電力分散アンテナ720と、複数の端末が存在する構造物730とを含む。図９に示す特定の端末は、携帯電話736と、ラップトップコンピュータ737と、デスクトップコンピュータ738とを含む。端末の更なる例は、PDAと、タブレットと、ビデオゲーム機とを含むが、これらに限定されない。構造物730は、室外アクセスポイント732を有する。図９の例では、室外アクセスポイント732は、３つの中継ノード733と通信するように示されている。中継ノード733のそれぞれは、デスクトップコンピュータ738との直接の有線通信リンクを有するRFトランシーバである。RFトランシーバはまた、中継ノード733と何らかの所定の近さに存在する端末と無線通信するように示されている。

図９は、オフィスビルの単一のフロアの単一の部屋のみを示しているが、単一のフロアの単一の部屋に適用される概念は、複数のフロアの複数の部屋にも拡張可能であることが分かる。更に、図９は、有線リンクを介してデスクトップにそれぞれ結合された３つのRF中継器と通信する１つの室外アクセスポイントと、複数の端末とを示しているが、いずれかの所与の室外アクセスノードが通信してもよい中継ノードの数、及び端末の数は、実装に特有であることが分かる。

或る実施例では、所与のビルに１つ以上の室外アクセスポイントが存在してもよく、ビルの異なるフロアは異なる構成を有してもよい（すなわち、いくつかのフロアは図８に示すように１つ以上の室内アクセスポイントを有し、他のフロアは室内アクセスポイントを有さないが、１つ以上の室外アクセスポイントが中継ノードと通信する）。或る実施例では、異なるフロアは、前述とは異なる構成を有してもよく、他のフロアは、図７に示すようにRFリンク若しくは光波リンク又は双方を使用してもよい。

動作中に、DL動作では、基地局710は、構造物730内の端末に渡される通信を、ネットワークのソースから受信する。基地局710は、１つ以上の低電力分散アンテナ720に通信を送信する。低電力分散アンテナ720は、構造物730の室外アクセスポイント732に通信を転送する。室外アクセスポイント732は、通信を中継ノード733に転送し、中継ノード733は、通信を端末に転送する。

UL通信では、端末装置は、中継ノード733と通信し、中継ノード733は、RFリンクを介して直接に室外アクセスポイント732と通信する。端末装置は、中継ノード733のRF受信機と通信するRFアンテナを有する。DL通信の動作について前述したものと逆の順序で、室外アクセスポイント732は１つ以上の低電力分散アンテナ720と通信し、低電力分散アンテナ720は基地局710と通信する。

図１０は、病院への有線接続とのRF及び光波リンクの組み合わせの特定の例について、病院又は診療所で使用される例示的なシナリオのネットワークの一部を示している。

図１０は、３つの別個の領域（すなわち、待合室、医者のオフィス及び診察室）を有する構造物830を示している。それぞれの領域は、複数の端末を含むように示されている。図１０に示す特定の端末は、携帯電話836と、ラップトップコンピュータ837と、デスクトップコンピュータ838とを含む。端末の更なる例は、PDAと、タブレットと、ビデオゲーム機とを含むが、これらに限定されない。構造物830は、有線接続860と、第１の室内アクセスポイント833と、第２の室内アクセスポイント834と、第３の室内アクセスポイント835とを有する。第１及び第２のアクセスポイント833、834の間に指向性リンクが存在し、第２及び第３の室内アクセスポイント834、835の間に指向性リンクが存在する。指向性リンクは、RFリンク、光波リンク又は双方で通信を可能にするように構成されてもよい。図１０では、第１の室内アクセスポイント833は、４つの別個のLED白色ソース840の配列に結合されるように示されている。LED白色ソース840のそれぞれは、１つ以上の白色LED又は白色光を生じるカラー付きのLEDのグループを含んでもよい。第１の室内アクセスポイント833は、部屋の中の端末装置若しくは端末装置からの信号を送信する中継ノード（卓上若しくはフロアランプ等）又は双方により送信された光信号を検出する２つの光検出器配列845に結合されるように示されている。

図１０では、第２の室内アクセスポイント834は、RFトランシーバであるように示されている。第２の室内アクセスポイント834は、２つの中継ノード875及び２つのデスクトップコンピュータ838と通信するように示されている。

図１０では、第３の室内アクセスポイント835は、単一の別個のLED白色ソース840に結合されるように示されている。LED白色ソース840は、１つ以上の白色LED又は白色光を生じるカラー付きのLEDのグループを含んでもよい。第３の室内アクセスポイント835は、部屋の中の端末装置若しくは端末装置からの信号を送信する中継ノード（卓上若しくはフロアランプ等）又は双方により送信された光信号を検出する１つの光検出器配列845に結合されるように示されている。

図１０は、異なる数の白色LED又は白色LEDのグループ、異なる部屋について異なる数の中継ノード及び複数の端末を備えた単一のフロアの構造物830内の３つの部屋を示しているが、構造物における部屋の数、フロアの数、白色LEDソースの数、光検出器の数、端末の数は、特定の実装に特有であることが分かる。

動作中に、DL動作では、有線接続860は、構造物830内の端末に渡される通信を、ネットワークのソースから配信する。室内アクセスポイント833、834、835のうち１つ以上は、有線接続860から通信を受信し、白色LEDを使用した光波リンクを介して又は室内アクセスポイント833、834、835のRF送信機を介したRFリンクを介して、通信を端末に転送し、或る場合には、室内アクセスポイント833、834、835から中継ノード875及び端末に転送する。

UL通信では、端末装置は、RFリンクを介して直接に、室内アクセスポイントへの白色LEDを介して、又は室内アクセスポイント833、834、835への中継ノード875を介したRFリンク若しくは光波リンクを使用して、室内アクセスポイント833、834、835と通信する。或る実装では、端末装置は、室内アクセスポイントのRF受信機と通信するRFアンテナを有する。室内アクセスポイント833、834、835は、有線接続でネットワークにUL通信を返信するために、有線接続860と通信する。

或る実施例では、１つ以上の低電力分散アンテナと構造物の外部の少なくとも１つの室外アクセスポイントと構造物の内部の少なくとも１つの室内アクセスポイントとを介して、基地局と構造物内に存在する端末との間で通信信号を送信することを含む方法が提供される。通信信号は、基地局と端末との間のリンク（特に、基地局と１つ以上の低電力分散アンテナとの間、低電力分散アンテナと少なくとも１つの室外アクセスポイントとの間、室外アクセスポイントと少なくとも１つの室内アクセスポイントとの間、室内アクセスポイントと端末との間のリンク）で送信され、リンクは、少なくとも１つの無線周波数（RF）リンクを含み、少なくとも１つの電波リンクは、規制された帯域と規制されていない帯域との双方を含む。

或る実施例では、基地局と端末との間で通信信号を送信することは、基地局と１つ以上の低電力分散アンテナのうち少なくとも１つとの間で通信信号を送信する第１のステップ11-1を含む。第２のステップ11-2は、少なくとも１つの低電力分散アンテナと少なくとも１つの室外アクセスポイントのうち少なくとも１つとの間で通信信号を送信することを含む。第３のステップ11-3は、少なくとも１つの室外アクセスポイントと少なくとも１つの室内アクセスポイントのうち少なくとも１つとの間で通信信号を送信することを含む。第４のステップ11-4は、少なくとも１つの室内アクセスポイントと端末との間で通信信号を送信することを含む。

或る実施例では、基地局と構造物内に存在する端末との間で通信信号を送信することは、基地局から端末への方向に通信信号を送信することを含む。或る実施例では、基地局と構造物内に存在する端末との間で通信信号を送信することは、)端末から基地局への方向に通信信号を送信することを含む。

或る実施例では、室内アクセスポイントと端末との間のリンクは、光帯域リンクである。或る実施例では、光波リンクは、可視波長リンクである。或る実施例では、室内アクセスポイントと端末との間のリンクは、赤外線波長リンクである。

或る実施例では、少なくとも１つの白色LEDソースは、併せて白色光を生成する赤色LED、緑色LED及び青色LEDである。或る実施例では、白色光を生成するように構成された単一のLEDである。

或る実施例では、少なくとも１つの室内アクセスポイントのうち少なくとも１つと端末との間に、RFリンクにより通信信号を受信し、通信信号を再送信するように構成された中継ノードが存在する。或る実施例では、中継ノードは、１つ以上の白色光LEDソースを使用して通信信号を再送信する。或る実施例では、中継ノードは、フロアランプと卓上ランプとのうち１つである。

或る実施例では、通信信号は、異なるRF周波数リンク及び光波帯域リンクで送信された場合、ユニバーサル無線インタフェースを有する。或る実施例では、ユニバーサル無線インタフェースは、直交周波数分割多重（OFDM）又はシングルキャリア周波数分割多重（SC-FDM）に従う。

或る実施例では、図１２に示すように、前述のものと同様であるが、基地局と構造物との間の無線リンクの代わりにネットワークから構造物まで有線リンクが存在する方法が提供される。しかし、ステップ12-1に示すように、少なくとも１つの室内アクセスポイントと端末との間のリンクで送信される通信信号は、少なくとも１つのリンクがRFリンクであり、少なくとも１つの電波リンクが規制された帯域と規制されていない帯域とを含むリンクで送信される。

一般的には、或る実施例では、図１３に示すように、ちょうど構造物の中間動作環境を考慮して、構造物内に存在する端末に通信信号を送信するステップ（13-1）を含む方法は、構造物の内部の少なくとも１つの室内アクセスポイントを介して通信信号を送信することを含み、通信信号は、少なくとも１つの室内アクセスポイントと端末との間のリンクで送信され、リンクは、少なくとも１つの無線周波数（RF）リンクを含み、少なくとも１つのRFリンクは、規制された帯域と規制されていない帯域との双方を含む。

更に、或る実施例では、図１４に示すように、ちょうど構造物の中間動作環境を考慮して、構造物内に存在する端末に通信信号を送信するステップ（14-1）を含む方法は、構造物の内部の少なくとも１つの室内アクセスポイントを介して通信信号を送信することを含み、通信信号は、少なくとも１つの室内アクセスポイントと端末との間のリンクで送信され、少なくとも１つの室内アクセスポイントのうち少なくとも１つは、端末に通信信号を送信するように構成された少なくとも１つの白色光LEDソースに結合される。

或る実施例では、少なくとも１つの室内アクセスポイントと端末との間の少なくとも１つのリンクは、RFリンクであり、RFリンクは、規制されたRF帯域と規制されていないRF帯域とのうち少なくとも１つである。或る実施例では、RFリンクは、ミリメートル波帯域リンク又はマイクロ波帯域リンクを含む。或る実施例では、２つの室内アクセスポイントの間のリンクは、RFリンク又は光帯域リンクのうち１つである。或る実施例では、少なくとも１つの白色LEDソースは、併せて白色光を生成する赤色LED、緑色LED及び青色LEDである。或る実施例では、少なくとも１つの白色LEDソースは、白色光を生成するように構成された単一のLEDである。或る実施例では、少なくとも１つの白色光LEDソースは、周波数分割双方向動作モード又は時分割双方向動作モードで使用されるように構成される。

或る実施例では、通信信号は、様々なリンクで異なる帯域で送信された場合、ユニバーサル無線インタフェースを有する。或る実施例では、ユニバーサル無線インタフェースは、直交周波数分割多重（OFDM）又はシングルキャリア周波数分割多重（SC-FDM）に従う。

前述の様々な方法では、構造物は、複数の部屋のビル、複数のフロアのビル、複数のフロア且つ複数の部屋のビル、乗物のうち１つでもよい。

前述の様々な方法では、通信信号を送信することは、ユニキャスト、マルチキャスト及びブロードキャストの手法で通信信号を送信することを有する。

前述の教示を鑑みて、本発明の複数の変更及び変形が可能である。従って、特許請求の範囲内で、本発明が特に記載されたもの以外で実施されてもよいことが分かる。

Claims

１つ以上の低電力分散アンテナと構造物の外部の少なくとも１つの室外アクセスポイントと構造物の内部の少なくとも１つの室内アクセスポイントとを介して、基地局と構造物内に存在する端末との間で通信信号を送信する処理が実行される方法であって、
前記通信信号は、前記基地局と前記端末との間で複数のリンクを用いて送信され、
前記複数のリンクは、
(i)前記基地局と、前記１つ以上の低電力分散アンテナとの間に、規制された帯域をもつ無線周波数（RF）リンクを含む第１のリンクと、
(ii)前記１つ以上の低電力分散アンテナと、前記少なくとも１つの室外アクセスポイントとの間に、規制された帯域をもつRFリンクを含む第２のリンクと、
(iii)前記少なくとも１つの室外アクセスポイントと、前記少なくとも１つの室内アクセスポイントとの間にある、第３のリンクと、
(iv)前記少なくとも１つの室内アクセスポイントと、前記端末との間に、規制されていない帯域をもつRFリンクを含む第４のリンクと、
を含み、
２以上の前記低電力分散アンテナがある場合、複数の前記低電力分散アンテナ間に１つ以上の第５のリンクを更に有する、ことを特徴とする方法。
前記RFリンクのうち少なくとも１つは、ミリメートル波帯域リンク又はマイクロ波帯域リンクを含む、請求項１に記載の方法。
前記１以上の第５のリンクのうちの少なくとも１つは、光帯域リンクを含む、請求項１又は２に記載の方法。
低電力分散アンテナと室外アクセスポイントとの間で前記第２のリンク以外のリンクは、光帯域リンクである、請求項１ないし３のうちいずれか１項に記載の方法。
前記複数のリンクは、前記少なくとも１つの室内アクセスポイントのうちの第１室内アクセスポイント及び第２室内アクセスポイントとの間のリンクを更に含み、当該リンクは光帯域リンクを含む、請求項１ないし４のうちいずれか１項に記載の方法。
前記複数のリンクは、室内アクセスポイントと前記端末との間で前記第４のリンク以外のリンクを更に含み、当該リンクは光帯域リンクを含む、請求項１ないし５のうちいずれか１項に記載の方法。
前記少なくとも１つの室内アクセスポイントのうち少なくとも１つは、光波通信信号を受信するように構成された前記端末に前記通信信号を再送信するように構成された少なくとも１つの白色光LEDソースに結合される、請求項６に記載の方法。
前記少なくとも1つの白色LEDソースは、i)併せて白色光を生成する赤色LED、緑色LED及び青色LEDと、ii)白色光を生成するように構成された単一のLEDとのうち少なくとも１つを有する、請求項７に記載の方法。
前記少なくとも１つの室内アクセスポイントのうち少なくとも１つは、光波通信信号を送信するように構成された前記端末から通信信号を受信するように構成された少なくとも１つの光検出器に結合される、請求項７又は８に記載の方法。
前記少なくとも１つの室内アクセスポイントのうちの少なくとも１つと前記端末との間に、RFリンクにより通信信号を受信し、前記通信信号を再送信するように構成された中継ノードが存在する、請求項１に記載の方法。
前記中継ノードは、１つ以上の白色光LEDソースを使用して前記通信信号を再送信する、請求項１０に記載の方法。
基地局と端末との間で通信信号を送信することは、
基地局と前記１つ以上の低電力分散アンテナのうち少なくとも１つとの間で前記通信信号を送信し、
前記少なくとも１つの低電力分散アンテナと前記少なくとも１つの室外アクセスポイントのうち少なくとも１つとの間で前記通信信号を送信し、
前記少なくとも１つの室外アクセスポイントと前記少なくとも１つの室内アクセスポイントのうち少なくとも１つとの間で前記通信信号を送信し、
前記少なくとも１つの室内アクセスポイントと前記端末との間で前記通信信号を送信することを含む、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の方法。
１つ以上の低電力分散アンテナと構造物の外部の少なくとも１つの室外アクセスポイントと構造物の内部の少なくとも１つの室内アクセスポイントとを介して、基地局と構造物内に存在する端末との間で通信信号を送信する処理を実行する装置であって、
(i)前記基地局と、前記１つ以上の低電力分散アンテナとの間に、規制された帯域をもつ無線周波数（RF）リンクを含む第１のリンクと、
(ii)前記１つ以上の低電力分散アンテナと、前記少なくとも１つの室外アクセスポイントとの間に、規制された帯域をもつRFリンクを含む第２のリンクと、
(iii)前記少なくとも１つの室外アクセスポイントと、前記少なくとも１つの室内アクセスポイントとの間にある、第３のリンクと、
(iv)前記少なくとも１つの室内アクセスポイントと、前記端末との間に、規制されていない帯域をもつRFリンクを含む第４のリンクと、を含む複数のリンクであって、
２以上の前記低電力分散アンテナがある場合、複数の前記低電力分散アンテナ間に１つ以上の第５のリンクを更に有する前記複数のリンクを用いて、前記基地局と前記端末との間で前記通信信号を送信する装置。
前記１つ以上の低電力分散アンテナのうちの少なくとも２つの間に光帯域リンク、
前記第２のリンク以外に、前記１つ以上の低電力分散アンテナの１つと、室外アクセスポイントとの間に光帯域リンク、
前記少なくとも１つの室内アクセスポイントのうちの２つの間に光帯域リンク、
前記第４のリンク以外に、前記少なくとも１つの室内アクセスポイントのうちの少なくとも１つと、前記端末との間に光帯域リンク、
の少なくとも１つを更に含む、請求項１３に記載の装置。
前記少なくとも１つの室内アクセスポイントのうち少なくとも１つは、
(i)光波通信信号を受信するように構成された前記端末に前記通信信号を再送信するように構成された少なくとも１つの白色光LEDソースに結合される、又は
(ii)前記少なくとも１つの室内アクセスポイントのうち少なくとも１つは、光波通信信号を送信するように構成された前記端末から通信信号を受信するように構成された少なくとも１つの光検出器に結合される、
請求項１３又は１４に記載の装置。
基地局と端末との間で通信信号を送信することは、
基地局と前記１つ以上の低電力分散アンテナのうち少なくとも１つとの間で前記通信信号を送信し、
前記少なくとも１つの低電力分散アンテナと前記少なくとも１つの室外アクセスポイントのうち少なくとも１つとの間で前記通信信号を送信し、
前記少なくとも１つの室外アクセスポイントと前記少なくとも１つの室内アクセスポイントのうち少なくとも１つとの間で前記通信信号を送信し、
前記少なくとも１つの室内アクセスポイントと前記端末との間で前記通信信号を送信することを含む、請求項１３〜１５のいずれか１項に記載の装置。