JP2017500826A - レシーバ方法によるビーム形成重みのセットの決定をサポートするためのトランスミッタ方法、レシーバ方法、トランスミッタ装置、レシーバ装置、およびそのネットワーク・ノード - Google Patents
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Abstract
本発明の実施形態は、レシーバ方法によるビーム形成重みのセットの決定をサポートするためのトランスミッタ方法に関する。トランスミッタ方法は、第1のアンテナ・アレイと、第2のアンテナ・アレイとの間の送信チャネルの無線リソース・ユニット(RRU−G1a、RRU−G2a)の少なくとも1つのグループに対して、所定の基準信号(REF−SIG−1a、REF−SIG−2a)を割り付けるステップと、第1のアンテナ・アレイから第2のアンテナ・アレイへと送信チャネルを経由して、前記所定の基準信号(REF−SIG−1a、REF−SIG−2a)を送信するステップとを含む。本発明の実施形態は、さらに、ビーム形成重みのセットの決定のためのレシーバ方法に関する。レシーバ方法は、第1のアンテナ・アレイから送信チャネルを経由して、第2のアンテナ・アレイの第1のアンテナ要素と、第2のアンテナ・アレイの少なくとも1つのさらなるアンテナ要素において、送信チャネルの無線リソース・ユニット(RRU−G1a、RRU−G2a)の少なくとも1つのグループに割り付けられた所定の基準信号(REF−SIG−1a、REF−SIG−2a)を受信するステップと、受信された所定の基準信号(REF−SIG−1a、REF−SIG−2a)に基づいて、第1のアンテナ要素についての送信チャネルの第1のチャネル推定値と、少なくとも1つのさらなるアンテナ要素についての送信チャネルの少なくとも1つのさらなるチャネル推定値とを決定するステップと、第1のチャネル推定値と、少なくとも1つのさらなるチャネル推定値とに基づいて、第2のアンテナ・アレイからの送信および/または第2のアンテナ・アレイにおける受信のためのビーム形成重みのセットを決定するステップとを含む。本発明の実施形態は、さらに、トランスミッタ装置とレシーバ装置とを含むトランスミッタ装置と、レシーバ装置と、ネットワーク・ノードとに関する。
Description
本発明は、複数のアンテナ要素を経由した無線送信に関し、より詳細には、それだけに限らないが、アンテナ・アレイの多数のアンテナ要素によりミリメートル波を送信し、かつ/または受信するためのビーム形成重みのセットを決定することに関する。
本節は、本発明のよりよい理解を容易にする際に助けになり得る態様を導入するものである。したがって、本節で述べることは、この観点から読まれるべきであり、また先行技術に何があるかについて承認するものと理解されるべきではない。
アンテナ・アレイのビーム形成重みについての推定のために、通常、チャネル推定が、各アンテナ要素のために個々に実行される。チャネル推定値に基づいて、次いで、ビーム形成重みは、受信電力を最大にするために、適切なアルゴリズム、例えばよく知られているMRCアルゴリズム(MRC=最大比合成(Maximum Ratio Combining))を使用して算出される。
例えばスモール・セル・バックホール、またはアクセス・アプリケーションのいずれかのために、mm波(mm=ミリメートル(millimeter))を使用するときに、経路損失は、セルラー方式モバイル通信システムの、例えば2.6GHzにおける通常の動作周波数よりも遙かに高い。それゆえに、適切な努力によりmm波長範囲におけるより高い経路損失を補償するために、またmm波リンクを成功するように動作させるために、30から45dBの範囲、さらにはこの範囲よりも上の利得を有する高利得アンテナが、トランスミッタ側において、またレシーバ側において必要とされる。高利得アンテナは、mm波リンクのためのアンテナが、多数の(例えば、50個より多い、さらには100個より多い)アンテナ要素を有するアレイとして実現されることになり、またそれによって狭いビーム幅が取得され得ることを意味している。しかしながら、正しい重みを用いてビーム・パターンをセットアップすることは、2.6GHzの周波数におけるのと同じやり方では不可能である。個別のアンテナ要素の利得が極めて低く、またmm波周波数における経路損失が高くなるために、それぞれの個別のアンテナ要素によって提供される信号は、知られている基準の信号またはパイロット、および関連した重みの導出に基づいて十分に正確なチャネル推定を保証するには小さすぎる。
そのようなリンクをセットアップする直截な問題解決手法は、トランスミッタ・ロケーションと、レシーバ・ロケーションとの周囲ですべての空間方向をスキャンすることであろう。アンテナ・アレイを有する実用的なシステムにおいては、そのようなスキャンは、送信ビーム・パターンと、受信ビーム・パターンとの適切な組合せが見出されるまで逐次的に適用されるすべての可能な空間方向をカバーする複数のあらかじめ算出されたビームを用いて実行され得る。トランスミッタにおける各方向について、すべての可能なレシーバ方向がスキャンされる必要があるので、この方法の短所は、比較的長いトライアル・アンド・エラー・フェーズである。したがって、この方法は、チャネル調査のためには適しているが、柔軟で動的な通信システムのオペレーションには非常に不利である。
S.S.Jeon、Y.Wang、Y.QianおよびT.Itoh、「A novel planar array smart antenna system with hybrid analogue−digital beamforming」、IEEE MTT−S Int. Microwave Symp. Dig.、vol.1、121〜124頁、2001年、5月
したがって、本発明の実施形態の一目的は、特に、mm波アプリケーションのための、トランスミッタ・アンテナ・アレイにおける、またレシーバ・アンテナ・アレイにおける高利得アンテナ・パターンを取得するための柔軟な、また動的な方法を提供することである。
この目的は、レシーバ方法によるビーム形成重みのセットの決定をサポートするためのトランスミッタ方法によって達成される。トランスミッタ方法は、第1のアンテナ・アレイと、第2のアンテナ・アレイとの間の送信チャネルの無線リソース・ユニットの少なくとも1つのグループに対して所定の基準信号を割り付けるステップを含む。トランスミッタ方法は、第1のアンテナ・アレイから第2のアンテナ・アレイへと送信チャネルを経由して所定の基準信号を送信するステップをさらに含む。所定の基準信号は、第1のアンテナ・アレイの単一のアンテナ要素を経由して送信されることもあることが好ましい。代わりに、所定の基準信号は、準無指向性ビーム・パターンによって送信されることもあり、この準無指向性ビーム・パターンでは、第1のアンテナ・アレイにおいて適用されるべきビーム形成重みは、第1のアンテナ・アレイが、既に較正されている場合には、先験的に知られていることもある。
目的は、さらに、ビーム形成重みのセットを決定するためのレシーバ方法によって達成される。レシーバ方法は、第1のアンテナ・アレイから送信チャネルを経由して、第2のアンテナ・アレイの第1のアンテナ要素と、第2のアンテナ・アレイの少なくとも1つのさらなるアンテナ要素とにおいて、所定の基準信号を受信するステップを含み、この所定の基準信号は、送信チャネルの無線リソース・ユニットの少なくとも1つのグループに対して割り付けられる。レシーバ方法は、受信された所定の基準信号に基づいて、第1のアンテナ要素についての送信チャネルの第1のチャネル推定値と、少なくとも1つのさらなるアンテナ要素についての送信チャネルの少なくとも1つのさらなるチャネル推定値とを決定するステップをさらに含む。レシーバ方法は、第1のチャネル推定値と、少なくとも1つのさらなるチャネル推定値とに基づいて、第2のアンテナ・アレイからの送信、および/または第2のアンテナ・アレイにおける受信についてのビーム形成重みのセットを決定するステップをさらに含む。
目的は、レシーバ装置によるビーム形成重みのセットの決定をサポートするためのトランスミッタ装置によってさらに達成される。トランスミッタ装置は、第1のアンテナ・アレイと、第2のアンテナ・アレイとの間の送信チャネルの無線リソース・ユニットの少なくとも1つのグループに対して所定の基準信号を割り付けるための手段を含む。トランスミッタ装置は、第1のアンテナ・アレイから第2のアンテナ・アレイへと送信チャネルを経由して所定の基準信号を送信するための手段をさらに含む。
実施形態においては、所定の基準信号を割り付けるための手段は、任意の割り付けユニット、割り付けモジュール、スケジューラ・ユニット、スケジューラ・モジュールなどに対応することができる。それゆえに、実施形態においては、所定の基準信号を割り付けるための手段は、所定の基準信号の送信のために必要とされる無線リソース・ユニットの数についての情報のための入力と、無線リソース・ユニットの少なくとも1つのグループを選択し、また無線リソース・ユニットの少なくとも1つのグループに対して所定の基準信号を割り付けるアルゴリズムと、無線リソース・ユニットの割り付けられた少なくとも1つのグループについての情報のための出力とを含むことができる。いくつかの実施形態においては、所定の基準信号を割り付けるための手段は、コンピュータ・プログラムと、その上でコンピュータ・プログラムが実行されるDSP(DSP=デジタル信号プロセッサ(Digital Signal Processor))、ASIC(ASIC=特定用途向け集積回路(Application−Specific Integrated Circuit))、FPGA(FPGA=フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ(Field−Programmable Gate Array))、任意の他のプロセッサなどのハードウェア・コンポーネントとの観点から、実施される可能性がある。
実施形態においては、所定の基準信号を送信するための手段は、無線トランスミッタや無線トランシーバの電力増幅器を有するアナログ部分など、任意のトランスミッタ・ユニット、トランスミッタ・モジュールなどに対応することができる。それゆえに、実施形態においては、所定の基準信号を送信するための手段は、所定の基準信号のための入力と、所定の基準信号をアナログ信号へと変換し、また所定の基準信号を増幅するコンポーネントと、増幅された所定の基準信号のための出力とを含むことができる。いくつかの実施形態においては、所定の基準信号を送信するための手段は、コンピュータ・プログラムと、その上でコンピュータ・プログラムが実行される、DSP、ASIC、FPGA、任意の他のプロセッサなどのハードウェア・コンポーネントとの観点から、部分的に実施される可能性がある。
目的は、ビーム形成重みのセットを決定するためのレシーバ装置によってさらに達成される。レシーバ装置は、第1のアンテナ・アレイから送信チャネルを経由して、第2のアンテナ・アレイの第1のアンテナ要素と、第2のアンテナ・アレイの少なくとも1つのさらなるアンテナ要素とにおいて、所定の基準信号を受信するための手段を含み、この所定の基準信号は、送信チャネルの無線リソース・ユニットの少なくとも1つのグループに対して割り付けられる。レシーバ装置は、受信された所定の基準信号に基づいて、第1のアンテナ要素についての送信チャネルの第1のチャネル推定値と、少なくとも1つのさらなるアンテナ要素についての送信チャネルの少なくとも1つのさらなるチャネル推定値とを決定するための手段をさらに含む。レシーバ装置は、第1のチャネル推定値と、少なくとも1つのさらなるチャネル推定値とに基づいて、第2のアンテナ・アレイからの送信、および/または第2のアンテナ・アレイにおける受信についてのビーム形成重みのセットを決定するための手段をさらに含む。
実施形態においては、所定の基準信号を受信するための手段は、無線レシーバや無線トランシーバの前置増幅器を有するアナログ部分など、任意のレシーバ・ユニット、レシーバ・モジュールなどに対応することができる。それゆえに、実施形態においては、所定の基準信号を受信するための手段は、所定の基準信号を含む受信無線周波数信号のための入力と、受信無線周波数信号を前置増幅し、また前置増幅された受信無線周波数信号をデジタル信号へと変換するコンポーネントと、前置増幅されたデジタル化無線周波数信号のための出力とを含む。いくつかの実施形態においては、所定の基準信号を受信するための手段は、コンピュータ・プログラムと、その上でコンピュータ・プログラムが実行される、DSP、ASIC、FPGA、任意の他のプロセッサなどのハードウェア・コンポーネントとの観点から、部分的に実施される可能性がある。
実施形態においては、第1のチャネル推定値と、少なくとも1つのさらなるチャネル推定値とを決定するための手段は、任意の推定ユニット、推定モジュール、チャネル推定器などに対応することができる。それゆえに、実施形態においては、第1のチャネル推定値と、少なくとも1つのさらなるチャネル推定値とを決定するための手段は、受信された所定の基準信号のための入力と、第1のアンテナ要素や少なくとも1つのさらなるアンテナ要素に関する送信チャネルのインパルス応答などの送信チャネル・パラメータを決定するアルゴリズムと、送信チャネル・パラメータのための出力とを含むことができる。いくつかの実施形態においては、第1のチャネル推定値と、少なくとも1つの第2のチャネル推定値とを決定するための手段は、コンピュータ・プログラムと、その上でコンピュータ・プログラムが実行される、DSP、ASIC、FPGA、任意の他のプロセッサなどのハードウェア・コンポーネントとの観点から実施される可能性がある。
実施形態においては、ビーム形成重みのセットを決定するための手段は、任意の決定ユニット、決定モジュールなどに対応することができる。それゆえに、実施形態においては、ビーム形成重みのセットを決定するための手段は、送信チャネル・パラメータのための入力と、送信チャネル・パラメータに基づいて、ビーム形成重みのセットを決定するアルゴリズムと、ビーム形成重みのセットのための出力とを含むことができる。いくつかの実施形態においては、ビーム形成重みのセットを決定するための手段は、コンピュータ・プログラムと、その上でコンピュータ・プログラムが実行される、DSP、ASIC、FPGA、任意の他のプロセッサなどのハードウェア・コンポーネントとの観点から実施される可能性がある。
目的は、トランスミッタ装置および/またはレシーバ装置を含むネットワーク・ノードによってさらに達成される。ネットワーク・ノードは、例えば、基地局、マクロ基地局、マイクロ基地局、または移動局とすることができる。
実施形態は、特にmm波長のリンクが、初期のビーム形成重みを見出し、またこれらのビーム形成重みを動的に追跡し、また高い利得を有するアンテナ・パターンを実現するための問題解決手法を提供しており、この高い利得は、それぞれの個別のアンテナ要素の利得よりもかなり高い。アンテナ・パターンに基づいて、ビーム形成のためのよく知られている追跡アルゴリズムと、最適化アルゴリズムとが、適用されることもあり、これらのアルゴリズムは、本発明の実施形態に従って生成される高利得アンテナ・パターンによって提供されるような十分に高いSNR(SNR=信号対雑音比(Signal to Noise Ratio))を有する無線周波数信号に依存している。実施形態は、特に、極めて高い経路損失の場合に、無線リンク調整と、無線リンク適応とのための高速で信頼できる柔軟なメカニズムを提案する利点を提供している。それらの実施形態は、トライアル・アンド・エラー・フェーズを必要としないというさらなる利点を提供している。
本発明の実施形態についてのさらなる有利な特徴は、従属請求項の中で規定され、また以下の詳細な説明において説明される。
本発明の実施形態は、以下の詳細な説明の中で明らかになり、また非限定的な例証として与えられる添付の図面によって示される。
本説明と、図面とは、単に本発明の原理を示しているにすぎない。したがって、当業者なら、本明細書において、明示的に説明されても、または示されてもいないが、本発明の原理を実施し、またその精神と範囲との内部に含まれる様々な構成を考案することができるようになることが、理解されるであろう。さらに、本明細書において列挙されるすべての例は、主として、本発明の原理と、当技術分野を推進するために本発明者等によって寄与される概念とを理解する際に、読者を支援する教育上の目的のためだけであることを明示的に意図しており、またそのように具体的に列挙された例および状態だけに限定することのないように解釈されるべきである。さらに、本発明の原理と、態様と、実施形態とを列挙した本明細書におけるすべての陳述、ならびにその特定の例は、その同等形態を包含することを意図している。
図1は、本発明の実施形態についての第1のアプリケーション・シナリオを有する無線通信システムRCSを概略的に示すものである。簡単にするためだけに、無線通信システムRCSの単一の基地局BS1−1と、2つの移動局UE1、UE2とが、示されている。
用語「基地局」は、基地トランシーバ局、アクセス・ポイント基地局、アクセス・ポイント、マクロ・セル、マイクロ・セル、スモール・セル、フェムト・セル、ピコ・セルなどに対する同義語と考えられることもあり、かつ/または基地トランシーバ局、アクセス・ポイント基地局、アクセス・ポイント、マクロ・セル、マイクロ・セル、スモール・セル、フェムト・セル、ピコ・セルなどと称されることもあり、また1つまたは複数の移動局に対して1つまたは複数の無線リンクを経由してワイヤレス接続を提供する機器を説明することができる。基地局BS1−1は、例えば、LTEノードB(LTE Node B))、IEEE802.11アクセス・ポイント、WiMAX基地局などとすることができる。
用語「移動局」は、モバイル・ユニット、モバイル・ユーザ、アクセス端末、ユーザ機器、加入者、ユーザ、リモート局、モバイル・スモール・セル、モバイル・ピコ・セル、モバイル・フェムト・セルなどに対する同義語と考えられることもあり、またモバイル・ユニット、モバイル・ユーザ、アクセス端末、ユーザ機器、加入者、ユーザ、リモート局、モバイル・スモール・セル、モバイル・ピコ・セル、モバイル・フェムト・セルなどと以降で時に称されることもある。移動局UE1、UE2のそれぞれは、例えば、セルラー方式電話、スマートフォン、ポータブル・コンピュータ、ポケット・コンピュータ、ハンドヘルド・コンピュータ、スマート・ウォッチ、スマート・グラス(例えば、グーグル・グラス)、携帯情報端末、移動基地局、あるいはバス、列車、または自動車の中のリピータやリレーなど、乗り物に取り付けられたモバイル・デバイスとすることができる。
無線通信システムRCSは、LTEもしくはLTE進化型(LTE=ロング・ターム・エボリューション(Long Term Evolution))、WiMAX(WiMAX=マイクロ波アクセスのためのワールドワイド・インターオペラビリティ(Worldwide Interoperability for Microwave Access))、WLAN(WLAN=ワイヤレス・ローカル・エリア・ネットワーク(Wireless Local Area Network))などの無線アクセス技術を適用することができる。
基地局BS1−1は、2つ以上のアンテナ要素BS1−AE1、BS1−AE2を有するアンテナ・アレイBS1−ASを含むことができる。特にmm波の送信では、アンテナ・アレイBS1−ASは、例えば、8×8のアンテナ要素(8行および8列に配列されている)、または極めて高い利得と、狭い、いわゆる、HPWBビーム(HPWB=電力半値幅)のための100×100までのアンテナ要素さえも含むことができる。アンテナ・アレイBS1−ASは、無線セルCについてのワイヤレス・アクセスを提供することができる。
用語「無線セル」は、無線セル、セル、無線セクタ、セクタなどに対する同義語と考えられることもあり、かつ/または無線セル、セル、無線セクタ、セクタなどと称されることもある。
第1の移動局UE1と、第2の移動局UE2とは、無線セルCの内部に位置していることができ、また基地局BS1−1によってサービスされることもある。第1の移動局UE1は、2つ以上のアンテナ要素UE1−AE1、UE1−AE2を有するアンテナ・アレイUE1−ASを含むことができる。同様にして、第2の移動局UE2は、2つ以上のアンテナ要素UE2−AE1、UE2−EA2を有するアンテナ・アレイUE2−ASを含むことができる。特にmm波の送信では、アンテナ・アレイUE1−AS、UE2−ASは、例えば、64個の(8×8構成の形の)アンテナ要素を、256個の(16×16構成の形の)アンテナ要素を、またはより多くのアンテナ要素さえも含むことができる。
基地局BS1−1から移動局UE1、UE2へのダウンリンク方向においては、第1の移動局UE1と、基地局BS1−1との間の第1のアクセス・リンクAL1と、第2の移動局UE2と、基地局BS1−1との間の第2のアクセス・リンクAL2とについての無線リソース・ユニットの少なくとも1つのグループを通してそれぞれ配信される、1つまたはいくつかの所定のダウンリンク基準信号は、移動局UE1、UE2のアンテナ・アレイUE1−AS、UE2−ASのためのビーム形成重みの決定および適応を可能にするために、第1のアクセス・リンクAL1と、第2のアクセス・リンクAL2とを経由して、移動局UE1、UE2に対して送信されることもある。
移動局UE1、UE2から基地局BS1−1へのアップリンク方向においては、第1のアクセス・リンクAL1についての無線リソース・ユニットの少なくとも1つの第1のグループを通してそれぞれ配信される、1つまたはいくつかの第1の所定のアップリンク基準信号と、第2のアクセス・リンクAL2についての無線リソース・ユニットの少なくとも1つの第2のグループを通して配信される、1つまたはいくつかの第2の所定の基準信号とは、基地局BS1−1のアンテナ・アレイBS1−ASのためのビーム形成重みの決定および適応を可能にするために、基地局BS1−1に対して送信されることもある。
用語「基準信号」は、基準シンボル、CSI−基準シンボル(CSI=チャネル状態情報(Channel State Information))、パイロット、パイロット信号、パイロット・シンボル、ビーコン、ビーコン信号などに対する同義語と考えられることもあり、かつ/または基準シンボル、CSI−基準シンボル、パイロット、パイロット信号、パイロット・シンボル、ビーコン、ビーコン信号などと称されることもある。
第1のアクセス・リンクAL1と、第2のアクセス・リンクAL2とは、例えば、120dBというかなり高い経路損失(80GHzと300mの距離とにおける、自由空間経路損失)を有するアクセス・リンクとすることができる。そのような高い経路損失は、特にmm波のリンクに関して存在している。より多くの詳細は、図3から9に関する以下の説明の中で与えられるであろう。
図2は、本発明の実施形態についての第2のアプリケーション・シナリオを有する異機種無線アクセス・ネットワーク、またはHetNet HET−RANを概略的に示すものである。簡単にするためだけに、異機種無線アクセス・ネットワークHET−RANの単一のマクロ基地局BS1−2と、2つのマイクロ基地局BS2、BS3とが、示されており、また移動局は示されていない。
用語「異機種無線アクセス・ネットワーク」または「HetNet」は、ワイヤレス・ネットワークにおける複数のタイプのアクセス・ノードの使用に対する同義語と考えられることもあり、かつ/またはワイヤレス・ネットワークにおける複数のタイプのアクセス・ノードの使用と称されることもある。ワイヤレス・ネットワークは、マクロ・セルと、マイクロ・セルとの混合物を使用して、オープンな屋外環境からオフィス・ビルディング、住居、地下エリアへと広がっている多種多様なワイヤレス・カバレッジ・ゾーンを環境の中のワイヤレス・カバレッジに提供することができる。
用語「マクロ基地局」は、数百メートルから数キロメートルまでの範囲におけるサイズを有する無線セルを提供する基地局に対する同義語と考えられることもあり、かつ/または数百メートルから数キロメートルまでの範囲におけるサイズを有する無線セルを提供する基地局と称されることもある。マクロ基地局は、通常、一般的に、数十ワットの最大出力電力を有している。
用語「マイクロ基地局」は、数十メートルから数百メートルまでの範囲におけるサイズを有する無線セルを提供する基地局に対する同義語と考えられることもあり、かつ/または数十メートルから数百メートルまでの範囲におけるサイズを有する無線セルを提供する基地局と称されることもある。マイクロ基地局は、通常、一般的に、数ワットの最大出力電力を有している。
用語「マクロ・セル」は、すべての無線セル・サイズのうちで最も広い範囲を提供する無線セルに対する同義語と考えられることもあり、かつ/またはすべての無線セル・サイズのうちで最も広い範囲を提供する無線セルと称されることもある。マクロ・セルは、通常、田舎エリアにおいて、またはハイウェイに沿って見出される。
用語「マイクロ・セル」は、モール、ホテル、交通ハブなどの限られたエリア(マクロ・セルのエリアよりも小さい)をカバーする、低電力セルラー方式基地局によってサービスされるセルラー方式ネットワークの中の無線セルに対する同義語と考えられることもあり、かつ/またはモール、ホテル、交通ハブなどの限られたエリア(マクロ・セルのエリアよりも小さい)をカバーする、低電力セルラー方式基地局によってサービスされるセルラー方式ネットワークの中の無線セルと称されることもある。マイクロ・セルは、ピコ・セルと、フェムト・セルとを含む無線セルのグループと称される。
用語「ピコ・セル」は、ビルディングの中(オフィス、ショッピング・モール、列車の駅、証券取引所など)や、より最近では航空機の中などの小規模エリアを一般的にカバーするスモール・セルラー方式基地局に対する同義語と考えられることもあり、かつ/またはビルディングの中(オフィス、ショッピング・モール、列車の駅、証券取引所など)や、より最近では航空機の中などの小規模エリアを一般的にカバーするスモール・セルラー方式基地局と称されることもある。セルラー方式ネットワークにおいては、ピコ・セルを一般的に使用して、屋外信号がうまく到達しない屋内エリアへとカバレッジを拡張し、または列車の駅など非常に密度の高い電話の使用を伴うエリアにおいて、ネットワーク容量を追加する。
用語「フェムト・セル」は、一般的に、住居または小企業における使用のために設計された小規模の、低電力セルラー方式基地局に対する同義語と考えられることもあり、かつ/または一般的に、住居または小企業における使用のために設計された小規模の、低電力セルラー方式基地局と称されることもある。業界においてより広く行き渡っているより広い用語は、サブセットとしてフェムト・セルを用いた、スモール・セルである。
異機種無線アクセス・ネットワークHET−RANは、LTEもしくはLTE進化型、WiMAX、WLANなどの無線アクセス技術を適用することができる。
マクロ基地局BS1−2は、移動局(簡単にするために図示されず)に対するワイヤレス・カバレッジを提供するための2つ以上のアンテナ要素を有する第1のアンテナ・アレイBS1−AS1を含むことができ、これらの移動局は、マクロ・セルC1の内部に位置している。マクロ基地局BS1−2は、第1のマイクロ基地局BS2に対する第1のバックホール・リンクBL1を可能にするために、また第2のマイクロ基地局BS3に対する第2のバックホール・リンクBL2を可能にするために、2つ以上のアンテナ要素を有する第2のアンテナ・アレイBS1−AS2を含むことができる。特にmm波の送信のために、第2のアンテナ・アレイBS1−AS2は、64個のアンテナ要素を、256個のアンテナ要素を、またはより多くのアンテナ要素さえも含むことができる。第1の無線周波数信号は、第1の周波数範囲において第1のバックホール・リンクBL1を経由して送信され、また第2の無線周波数信号は、第1のアンテナ・アレイBS1−AS1と、移動局との間の第2の周波数範囲において送信されることが好ましく、これらの移動局は、マクロ基地局BS1−2によってサービスされる。第1のバックホール・リンクBL1と、第2のバックホール・リンクBL2とは、例えば、120dBのかなり高い経路損失(80GHzと300mの距離とにおける、自由空間経路損失)を有するアクセス・リンクとすることができる。そのような高い経路損失は、特に、mm波のリンクに関して存在している。より多くの詳細は、図3から9に関する以下の説明の中で与えられるであろう。
同様にして、第1のマイクロ基地局BS2は、第2の周波数範囲におけるワイヤレス・カバレッジを移動局(簡単にするために図示されず)に対して提供するための2つ以上のアンテナ要素を有する第1のアンテナ・アレイBS2−AS1を含むことができ、これらの移動局は、第1のマイクロ・セルC2の内部に位置している。第1のマイクロ基地局BS2は、マクロ基地局BS1−2に対する、第1の周波数範囲の中の第1のバックホール・リンクBL1を可能にするための、2つ以上のアンテナ要素を有する第2のアンテナ・アレイBS2−AS2を含むことができる。特にmm波の送信のために、第2のアンテナ・アレイBS2−AS2は、64個のアンテナ要素を、256個のアンテナ要素を、またはより多くのアンテナ要素さえも含むことができる。同様にして、第2のマイクロ基地局BS3は、第2の周波数範囲におけるワイヤレス・カバレッジを移動局(簡単にするために図示されず)に対して提供するための2つ以上のアンテナ要素を有する第1のアンテナ・アレイBS3−AS1を含むことができ、これらの移動局は、第2のマイクロ・セルC3の内部に位置している。第2のマイクロ基地局BS3は、マクロ基地局BS1−2に対する、第1の周波数範囲の中の第2のバックホール・リンクBL2を可能にするための、2つ以上のアンテナ要素を有する第2のアンテナ・アレイBS3−AS2を含むことができる。特にmm波の送信のために、第2のアンテナ・アレイBS3−AS2は、64個のアンテナ要素を、256個のアンテナ要素を、またはより多くのアンテナ要素さえも含むことができる。
代替的な一実施形態によれば、この実施形態は、図2においては示されていないが、マクロ基地局BS1−2と、第1のマイクロ基地局BS2と、第2のマイクロ基地局BS3とは、それぞれ、単一のアンテナ・アレイだけを含むことができ、このアンテナ・アレイは、バックホール・リンクBL1、BL2のうちの一方のために、また移動局に対する直接アクセス・リンクのために同時に適用される可能性がある。
図1に関して上記で説明されるのと同様にして、マクロ基地局BS1−2からマイクロ基地局BS2、BS3への方向において、それぞれ、第1のバックホール・リンクBL1の無線リソース・ユニットと、第2のバックホール・リンクBL2の無線リソース・ユニットとの少なくとも1つのグループを通して配信される、1つまたはいくつかの所定の基準信号は、マクロ基地局BS1−2に対する無線周波数信号の送信と、マクロ基地局BS1−2からの無線周波数信号の受信とのために、マイクロ基地局BS2、BS3のアンテナ・アレイBS2−AS2、BS3−AS2についてのビーム形成重みの決定および適応を可能にするために、マイクロ基地局BS2、BS3に対して送信されることもある。
マイクロ基地局BS2、BS3からマクロ基地局BS1−2への方向においては、それぞれ、第1のバックホール・リンクBL1の無線リソース・ユニットの少なくとも1つの第1のグループを通して配信される1つまたはいくつかの第1の所定の基準信号と、それぞれ、第2のバックホール・リンクBL2の無線リソース・ユニットの少なくとも1つの第2のグループを通して配信される1つまたはいくつかの第2の所定の基準信号とは、マイクロ基地局BS2、BS3に対する無線周波数信号の送信と、マイクロ基地局BS2、BS3からの無線周波数信号の受信とのために、マクロ基地局BS1−2のアンテナ・アレイBS1−AS2についてのビーム形成重みの決定および適応を可能にするために、マクロ基地局BS1−2に対して送信されることもある。
図3は、レシーバ方法によるビーム形成重みのセットの決定をサポートするためのトランスミッタ方法MET−TRAの流れ図を示すものである。方法MET−TRAを実行するためのステップの数は、クリティカルなものではなく、また当業者によって理解され得るように、ステップの数と、ステップのシーケンスとは、添付の特許請求の範囲において規定されるように、本発明の実施形態の範囲を逸脱することなく、変化することができる。
方法MET−TRAは、ネットワーク・ノードBS1−1、UE1、UE2、BS1−2、BS2、BS3のうちの1つによって実行され、または遂行されることもあり、これらのネットワーク・ノードは、図1および図2に関して上記で説明される。方法MET−TRAは、例えば、対応するネットワーク・ノードが、オンに切り替えられるとき、またはアクセス・リンクAL1、AL2、またはバックホール・リンクBL1、BL2のうちの1つについてのビーム形成重みの微調整が、必要とされるときに、開始されることもある。
第1のオプションのステップTRA−S1においては、トランスミッタ装置TRA−APP(図8参照)は、少なくとも1つの所定の基準信号の送信が、開始される前に、1つまたはいくつかの所定の基準信号の送信のための1つまたはいくつかの送信パラメータをレシーバ装置REC−APP(図9を参照)とネゴシエイトすることができる。送信パラメータは、例えば、少なくとも1つの所定の基準信号のために適用されるべき、周波数サブキャリアの数、周波数範囲、時間範囲、および/またはタイム・スロットの数など、無線リソース・ユニットの識別情報とすることができる。さらなる送信パラメータは、例えば、トランスミッタ装置において、かつ/またはレシーバ装置において必要とされるべき処理利得とすることができる。さらに多くの送信パラメータは、例えば、少なくとも1つの所定の基準信号のために適用されるべき拡散コードとすることができる。
ネゴシエイションは、トランスミッタ装置TRA−APP(例えば、第1の移動局UE1の一部分、またはマイクロ基地局BS2の一部分として)が、少なくとも1つのさらなる所定の基準信号から区別可能な少なくとも1つの所定の基準信号を送信する命令を取得するようにして行われることもあり、この少なくとも1つのさらなる所定の基準信号は、少なくとも1つのさらなるトランスミッタ装置(例えば、第2の移動局UE2の一部分、またはマイクロ基地局BS3の一部分として)から送信される。差別化は、例えば、異なるコードを有する少なくとも1つの所定の基準信号と、少なくとも1つのさらなる所定の基準信号とを送信することにより、または無線リソース・ユニットの異なるグループにより(すなわち、異なるタイム・スロットおよび/または異なる周波数サブキャリアにより)達成されることもある。
ネゴシエイションは、トランスミッタ装置と、レシーバ装置との間のメッセージ交換に基づいたものとすることができる。メッセージ交換は、第1の波長範囲の中に、または第1の周波数範囲の中に存在するよりもかなり低い経路損失を有する第2の波長範囲において、または第2の周波数範囲において実行されることもあることが好ましく、この第1の波長範囲、またはこの第1の周波数範囲は、少なくとも1つの所定の基準信号の送信のために適用される。第2の波長範囲は、第1の波長範囲の波長よりも長い波長から構成されることが好ましいこともある。第1の波長範囲は、例えば、mm波長範囲とすることができ、また第2の波長範囲は、例えば、センチメートル波長範囲とすることができる。第2の波長範囲は、例えば、GSM/GPRSランダム・アクセス・チャネル(GSM=移動通信用グローバル・システム(Global System for Mobile Communication)、GPRS=汎用パケット無線サービス(General Packet Radio Service))、UMTSランダム・アクセス・チャネル(UMTS=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(Universal Mobille Telecommunication Systems))、またはLTEランダム・アクセス・チャネルによって提供されることもある。
代替的な一実施形態によれば、1つまたはいくつかの送信パラメータはまた、基地局機器および/または移動局機器の製造またはインストール中に、いくつかのデフォルト設定を用いて構成されることもある。
ステップTRA−S2の次のサブステップTRA−S2−1においては、トランスミッタ装置TRA−APPは、例えば、図4においてスケッチされるような無線リソース割り付けモードを使用することにより、アクセス・リンクAL1、AL2(図1を参照)のうちの一方を経由して、またはバックホール・リンクBL1、BL2(図2を参照)のうちの一方を経由して、送信するために、無線リソース・ユニットの1つのグループに対して1つの所定の基準信号を割り付け、または無線リソース・ユニットのいくつかのグループに対していくつかの所定の基準信号を割り付ける。この図は、アクセス・リンクAL1、AL2またはバックホール・リンクBL1、BL2についての無線リソース・ユニットのグリッドRRG1を示すものである。時間方向(グリッドRRG1のx座標)に、いくつかのタイム・スロットTS1、...、TSMが、示されている。タイム・スロットTS1、...、TSMは、例えば、いわゆるタイプ1のLTEフレーム構造のために適用されるような例えば、0.5msの持続時間を有することができる。グリッドRRG1のy座標は、いくつかの周波数サブキャリアFS1、...、FSNを示している。周波数サブキャリアFS1、...、FSNは、例えば、LTEにおいて適用されるなど、15kHzの間隔を有することができる。すべての周波数サブキャリアは、例えば、LTEにおいて、合計して1.4MHz、3MHz、5MHz、10MHz、15MHzまたは20MHzのチャネル帯域幅になる。LTEの場合には、信号データまたはユーザ・データのための1つのOFDMデータ・シンボルDATA−S1は、各無線リソース・ユニットに対して割り付けられる可能性がある。
図4に示されるように、例えば、DS−スペクトル拡散またはDS−CDMA(DS=直接シーケンス(Direct Sequence)、CDMA=符号分割多元接続(Code Division Multiple Access))の場合に、隣接する無線リソース・ユニットのグループRRU−G1aに対してOFDMシンボルの数を割り付ける代わりに、所定のDS−スペクトル拡散基準信号REF−SIG−1aが、隣接する無線リソース・ユニットのグループRRU−G1aに対して割り付けられることもある。これは、所定のDS−スペクトル拡散基準信号REF−SIG−1aが、OFDMシンボルのグリッドの内部で送信されることになることを意味している。それによって、所定のDS−スペクトル拡散基準信号REF−SIG−1aは、隣接する無線リソース・ユニットのグループRRU−G1aを通して配信される。
OFDM送信中に、OFDMシンボルのシンボル持続時間Tシンボルは、例えば、以下の式、すなわち、
Tシンボル=N・Tサンプル (1)
によって与えられることもあり、式中で、
N:巡回プレフィックスのないOFDMシンボルの時間サンプルの数に対応するFFTサイズ(FFT=高速フーリエ変換(Fast Fourier Transformation))であり、
Tサンプル:OFDMサンプル期間
である。
Tシンボル=N・Tサンプル (1)
によって与えられることもあり、式中で、
N:巡回プレフィックスのないOFDMシンボルの時間サンプルの数に対応するFFTサイズ(FFT=高速フーリエ変換(Fast Fourier Transformation))であり、
Tサンプル:OFDMサンプル期間
である。
サブキャリア間隔と、サンプル期間との間の関係は、例えば、以下の式、すなわち、
Δfサブキャリア=1/(Tサンプル・N) (2)
によって与えられることもあり、式中で、
Δfサブキャリア:周波数サブキャリアの帯域幅
である。
Δfサブキャリア=1/(Tサンプル・N) (2)
によって与えられることもあり、式中で、
Δfサブキャリア:周波数サブキャリアの帯域幅
である。
所定のDS−スペクトル拡散基準信号REF−SIG−1aを挿入するときに、所定の基準信号は、例えば、以下の式、すなわち、
Tチップ=1/fチップ=Tサンプル (3)
に従って、チップ周波数fチップを用いて、周波数において拡散されることもあり、式中で、
Tチップ:チップの持続時間
である。
Tチップ=1/fチップ=Tサンプル (3)
に従って、チップ周波数fチップを用いて、周波数において拡散されることもあり、式中で、
Tチップ:チップの持続時間
である。
これは、OFDMシンボルの代わりに、DS−スペクトル拡散基準信号REF−SIG−1aが、OFDMサンプリング周波数と同一のチップ・レートで送信される可能性があり、このようにして、Nのファクタによる拡散を実現していることを意味している。
レシーバ装置REC−APPにおける処理利得PGは、そのような場合に、例えば、以下の式、すなわち、
PG=10・log(N) (4)
によって与えられることもある。
PG=10・log(N) (4)
によって与えられることもある。
全体的なシステム設計に応じて、パラメータNは、数百から千または2千までの範囲の中にあることが好ましいこともある。これは、およそ30dBまたはそれより多くさえもある処理利得をもたらすことになる。
いくつかの可能性が、パラメータNを選択するために存在している(図4および5を参照)。
所定のDS−スペクトル拡散基準信号REF−SIG−1aだけが、単一のタイム・スロットTSmと、Nという数の周波数サブキャリアFS1、...、FSNとを通して配信され、また信号データまたはユーザ・データのためのOFDMシンボルは、単一のタイム・スロットTSmと、Nという数の周波数サブキャリアFS1、...、FSNとに対して割り付けられることはない。周波数サブキャリアFS1、...、FSNは、1.4MHz、3MHz、5MHz、10MHz、15MHzまたは20MHzの全体のチャネル帯域幅をカバーすることができる。代わりに、周波数サブキャリアFS1、...、FSNは、1.4MHz、3MHz、5MHz、10MHz、15MHzまたは20MHzのチャネル帯域幅の一部分だけをカバーすることもできる。そのような無線リソースの割り付けは、レシーバ装置REC−APPにおいて既にビーム形成重みのセットについての初期の決定および較正のために適用されることが好ましいこともある。
さらなる所定のDS−スペクトル拡散基準信号REF−SIG−2aは、必要とされるときに、またはレシーバ装置REC−APPにおいてビーム形成重みのセットについての定期的な微調整のために、初期の決定および較正のさらなるサポートのために、または不規則的な微調整のためのいずれかで、時々隣接する無線リソース・ユニットのさらなるグループRRU−G2aによって送信されることもある。そのような場合には、さらなる所定のDS−スペクトル拡散基準信号REF−SIG−2aと、OFDMデータ・シンボルとは、隣接する無線リソース・ユニットのさらなるグループRRU−G2aに対して割り付けられることもある。代わりに、微調整オペレーションでは、さらなる所定のDS−スペクトル拡散基準信号REF−SIG−2aは、OFDMデータ・シンボルにオーバーレイされることもある。
図5は、無線リソース・ユニットのさらなる例示のグリッドRRG2の隣接する無線リソース・ユニットのグループRRU−G1b、RRU−G2bに対して、それぞれ所定のDS−スペクトル拡散基準信号REF−SIG−1b、REF−SIG−2bを割り付けるためのさらなる一実施形態を示すものである。グリッドRRG2は、タイム・スロットTS1、...、TSN+2の数TSN+2と、周波数サブキャリアFS1、...、FSOの数FSOとを示している。グリッドRRG2は、例えば、グリッドRRG1(図4を参照)に関して説明されるようなLTE無線リソース・ユニットのグリッドとすることもできる。LTEの場合には、信号データまたはユーザ・データのための1つのOFDMデータ・シンボルDATA−S2が、各無線リソース・ユニットに対して割り付けられる可能性がある。
所定のDS−スペクトル拡散基準信号REF−SIG−1bは、単一の周波数サブキャリアFSo1の上だけであるが、N個のタイム・スロットTS1、...、TSNのグループの上で、第1の所定のDS−スペクトル拡散基準信号REF−SIG−1bを拡散させることにより、隣接する無線リソース・ユニットのグループRRU−G1bに対して割り付けられる。
既にレシーバ装置REC−APPにあるビーム形成重みのセットについての初期の決定および較正を改善するために、さらなる所定のDS−スペクトル拡散基準信号REF−SIG−2bは、さらなる単一の周波数サブキャリアFSo2の上だけであるが、N個のタイム・スロットTS1、...、TSNのグループの上でもまた、さらなる所定のDS−スペクトル拡散基準信号REF−SIG−2bを拡散させることにより、隣接する無線リソース・ユニットのさらなるグループRRU−G2bに対して割り付けられることもある。
レシーバ装置REC−APPにおけるビーム形成重みのセットについての不規則的な微調整のために、または定期的な微調整のために、さらなる所定のDS−スペクトル拡散基準信号は、さらなる単一の周波数サブキャリアの上だけであるが、N個のタイム・スロット(簡単にするために図5の中には示されていない)のさらなるグループの上で、さらなる所定のDS−スペクトル拡散基準信号を拡散させることにより、隣接する無線リソース・ユニットのさらなるグループに対して割り付けられることもある。
さらなる代替的な一実施形態(簡単にするために、図4および図5の中には示されていない)によれば、所定のDS−スペクトル拡散基準信号は、いくつかの隣接する周波数サブキャリアの上で、また合計して無線リソース・ユニットの数Nをカバーするいくつかのタイム・スロットの上で、所定のDS−スペクトル拡散基準信号を拡散させることにより、隣接する無線リソース・ユニットのグループに対して割り付けられることもある。そのような実施形態は、既にレシーバ装置REC−APPにあるビーム形成重みのセットについての初期の決定および較正のために適用されることが好ましいこともある。
さらなる一実施形態においては、時間における、かつ/または周波数における少なくとも1つの所定の基準信号を拡散させる代わりに、所定のビット・シーケンスが、反復されることもあり、またその全体の反復されたビット・シーケンスは、少なくとも1つの所定の基準信号の拡散のために、図4および図5の中に示されるのと類似したやり方で、隣接する無線リソース・ユニットのグループに対して割り付けられることもある。
レシーバ装置REC−APPにおけるビーム形成重みのセットについての不規則的な微調整を、または定期的な微調整を可能にする所定の基準信号を拡散するために必要とされ、あるいは時間において、または周波数においてビット・シーケンスを反復するために必要とされる無線リソース・ユニットの数Nは、アクセス・リンクAL1、AL2、またはバックホール・リンクBL1、BL2の変化する経路損失に適合されることもあることが、好ましい。
図3に戻ると、さらなるステップTRA−S3において、ユーザ・データおよび/または信号データが、送信される必要があるかどうかが、検証されることもある。ユーザ・データも、信号データも送信される必要がないときに、ステップTRA−S2は、次のステップとすることができる。ユーザ・データおよび/または信号データが、送信される必要があるときに、ステップTRA−S4は、さらなるステップとすることができる。
さらなるステップTRA−S4により、トランスミッタ装置TRA−APPは、レシーバ装置REC−APPにおけるビーム形成重みのセットの初期較正のための少なくとも1つの所定の基準信号を送信するか、またはレシーバ装置REC−APPにおけるビーム形成重みのセットの微調整のための少なくとも1つの所定の基準信号を送信するかが、検証されることもある。
少なくとも1つの所定の基準信号が、レシーバ装置REC−APP(初期較正のない)におけるビーム形成重みのセットの微調整のために送信されることになるとき、ステップTRA−S2のサブステップTRA−S2−2が、次のステップになることができる。ステップTRA−S2−2により、少なくとも1つのOFDMデータ信号など、少なくとも1つのデータ信号が、少なくとも1つの所定の基準信号のために適用されるように無線リソース・ユニットの同じグループに対して割り付けられることもある。それによって、少なくとも1つの所定の基準信号は、少なくとも1つのOFDMデータ信号にオーバーレイされる。そのようなオーバーレイは、各リソース・ユニットの上の所定の基準信号の送信電力が、OFDMデータ信号の十分に高い信号対雑音比を保証するために十分に小さい場合に、無線リソースを節約し、また行われる可能性がある。所定の基準信号が、複数のリソース・ユニットの上で拡散させられるので、逆拡散は、処理利得を使用することができ、その結果、基準信号は、基礎となるOFDMデータ信号によって混乱させられることはない。
少なくとも1つの所定の基準信号が、レシーバ装置REC−APPにおけるビーム形成重みのセットの初期較正のために送信されることになるときに、ステップTRA−S2のサブステップTRA−S2−3は、次に実行される可能性がある。サブステップTRA−S2−3は、少なくとも1つの無線リソース・ユニットに対して、少なくとも1つのOFDMデータ信号など、少なくとも1つのデータ信号を割り付け、この少なくとも1つの無線リソース・ユニットは、無線リソース・ユニットの少なくとも1つのグループとは異なり、この無線リソース・ユニットの少なくとも1つのグループは、少なくとも1つの所定の基準信号のために適用される。これは、少なくとも1つの所定の基準信号と、少なくとも1つのOFDMデータ信号との間にオーバーレイが存在していないことを意味している。
次のステップTRA−S5においては、無線リソース・ユニットの少なくとも1つのグループRRU−G1a、RRU−G2a、RRU−G1b、RRU−G2bに対して割り付けられる少なくとも1つの所定の基準信号REF−SIG−1a、REF−SIG−2a、REF−SIG−1b、REF−SIG−2bは、アクセス・リンクAL1、AL2のうちの一方、またはバックホール・リンクBL1、BL2のうちの一方を経由して、送信される。ユーザ・データおよび/または信号データが、同時に送信される必要があるときに、ユーザ・データおよび/または信号データもまた、アクセス・リンクAL1、AL2のうちの一方、またはバックホール・リンクBL1、BL2のうちの一方を経由して、少なくとも1つの所定の基準信号REF−SIG−1a、REF−SIG−2a、REF−SIG−1b、REF−SIG−2bと一緒に送信されることもある。
少なくとも1つの所定の基準信号REF−SIG−1a、REF−SIG−2a、REF−SIG−1b、REF−SIG−2bは、基地局BS1−1など、2つのネットワーク・ノードと、第1の移動局UE1との間のビーム・パターン確立プロシージャの現在の状態に応じて、アンテナ・アレイBS1−AS、UE1−AS、UE2−AS、BS1−AS2、BS2−AS2、BS3−AS2のアンテナ要素BS1−AE1、BS1−AE2、UE1−AE1、UE1−AE2、UE2−AE1、UE2−AE2を経由して、異なるやり方で送信される可能性がある(図1を参照;類似したプロシージャが、アクセス・リンクAL2と、バックホール・リンクBL1、BL2とについての他のネットワーク・ノード対の間に適用されることもある)。
第1の移動局MS1のアンテナ・アレイUE1−ASにおけるビーム形成重みのセットの初期較正のためのビーム・パターン確立プロシージャの始めに、基地局BS1−1は、第1のフェーズにおいて、アンテナ・アレイBS1−ASの単一のアンテナ要素を経由して、実施形態に従って、第1の所定の基準信号を送信することができ、また第1の移動局MS1は、アンテナ要素UE1−AE1において、またアンテナ要素UE1−AE2において、第1の所定の基準信号を受信し、また第1の所定の基準信号に基づいて、アンテナ要素UE1−AE1についての第1のチャネル推定値と、送信チャネルAL1のアンテナ要素UE1−AE2についての第2のチャネル推定値とを決定し、またアンテナ・アレイUE1−ASについてのビーム形成重みのセットを決定する。
第2のフェーズにおいて、または基地局BS1−1のアンテナ・アレイBS1−ASにおけるビーム形成重みのさらなるセットの初期較正のための第1のフェーズと並行して、第1の移動局UE1は、アンテナ・アレイUE1−ASの単一のアンテナ要素を経由して、実施形態に従って、第2の所定の基準信号を送信することができる。基地局BS1−1は、アンテナ要素BS1−AE1において、またアンテナ要素BS1−AE2において、第2の所定の基準信号を受信し、また第2の所定の基準信号に基づいて、アンテナ要素BS1−AE1についての第1のチャネル推定値と、送信チャネルAL1のアンテナ要素BS1−AE2についての第2のチャネル推定値とを決定し、またアンテナ・アレイBS1−ASについてのビーム形成重みのさらなるセットを決定、これについては、図6および7に関してより詳細に以下で説明される。
ビーム形成重みのさらなるセットが決定されているときに、基地局BS1−1は、第3のフェーズにおいて、ビーム形成重みのさらなるセットを適用することにより、アンテナ・アレイBS1−ASのいくつかのアンテナ要素またはすべてのアンテナ要素からの指向性ビーム・パターンを用いて、実施形態に従って、さらなる第1の所定の基準信号を送信することができる。第3のフェーズ中に、さらなる第1の所定の基準信号は、初期較正のために適用されるよりも小さな送信電力で送信されることもあるか、またはさらに第1の送信電力を有するさらなる第1の所定の基準信号と、第1の送信電力よりも大きな第2の送信電力を有するデータ信号とを同時に同じ無線リソース・ユニットに対して、割り付けることができる。それによって、実施形態に従って所定の基準信号を送信することによる、基地局BS1−1と、第1の移動局UE1との間のユーザ・データおよび信号データの定期的な通信のひずみが、低減されることもある。
一実施形態においては、ビーム形成重みのさらなるセットが、初期較正によって決定されているときに、基地局BS1−1は、ビーム形成重みの第1のセットを適用することにより、また無線リソース・ユニットの少なくとも1つのさらなる第1のグループを適用することにより、アンテナ・アレイBS1−ASのいくつかのアンテナ要素またはすべてのアンテナ要素からの第1の指向性ビーム・パターンを用いて、実施形態に従って、第1のDS−CDMA信号など、さらなる第1の所定の基準信号を送信することができ、またビーム形成重みの第1のセットとは異なるビーム形成重みの少なくとも1つの第2のセットを適用することにより、また無線リソース・ユニットの少なくとも1つのさらなる第2のグループを適用することにより、アンテナ・アレイBS1−ASのいくつかのアンテナ要素またはすべてのアンテナ要素からの少なくとも1つの第2の指向性ビームを用いて、実施形態に従って、第2のDS−CDMA信号など、少なくとも1つのさらなる第1の所定の基準信号を同時に送信することができる。それによって、第1の移動局MS1のアンテナ・アレイUE1−ASにおけるビーム形成重みのセットの微調整が、改善され、また加速されて、最適なビーム形成重みを決定することができる。
さらなる一実施形態においては、基地局BS1−1は、無指向性のやり方で、アンテナ・アレイBS1−ASのアンテナ要素BS1−AE1、BS1−AE2のうちのそれぞれから実施形態に従って、区別可能な所定の基準信号を送信することができる。これは、例えば、実施形態による第1の所定の基準信号が、第1のコードを用いて符号化されることもあり、またアンテナ・アレイBS1−ASの第1のアンテナ要素BS1−AE1から送信されることもあり、また実施形態による第2の所定の基準信号は、差別化のために第2のコードを用いて符号化されることもあり、またアンテナ・アレイBS1−ASの第2のアンテナ要素BS1−AE2から送信されることもあることを意味している。代わりに、実施形態による第1の所定の基準信号と、第2の所定の基準信号とは、差別化のために、無線リソース・ユニットの別個のグループによって送信されることもある。そのような送信を使用して、基地局BS1−1と、第1の移動局UE1との間のMIMO送信スキームを較正し、かつ/また最適化し、かつ/または可能にすることができる。
トランスミッタ方法MET−TRAについての上記で説明される実施形態は、DS−スペクトル拡散またはDS−CDMAに基づいている。類似した原理が、MC−CDMA(MC=マルチ・キャリア(Multi Carrier))など、他のアクセス方法のために適用されることもある。当業者なら、直截的なやり方で上記で説明された実施形態を他のアクセス方法に適応させることができることになるので、これは、さらに詳細には、説明されないであろう。
図6は、ビーム形成重みのセットを決定するためのレシーバ方法MET−RECの流れ図を示すものである。方法MET−RECを実行するためのステップの数は、クリティカルではなく、また当業者によって理解され得るように、ステップの数と、ステップのシーケンスとは、添付の特許請求の範囲において規定されるように、本発明の実施形態の範囲を逸脱することなく変化することができる。
本方法MET−RECは、ネットワーク・ノードBS1−1、UE1、UE2、BS1−2、BS2、BS3のうちの1つにより、実行され、または遂行されることもあり、これらのネットワーク・ノードは、図1および図2に関して上記で説明される。方法MET−RECは、例えば、対応するネットワーク・ノードが、オンに切り替えられるときに、またはアクセス・リンクAL1、AL2、またはバックホール・リンクBL1、BL2のうちの1つについてのビーム形成重みの微調整が、必要とされるときに、開始されることもある。
第1のオプションのステップREC−S1においては、2つ以上の送信装置が、レシーバ装置REC−APPに対して同時に、実施形態に従って、所定の基準信号を送信することができるかどうかが、検証されることもあり、このレシーバ装置REC−APPは、レシーバ方法MET−RECを実行することができる。そのような同時の送信が、計画されるときに、ステップREC−S2は、次のステップとすることができる。他にそのような同時の送信が、必要とされないときには、ステップREC−S3は、さらなるステップとすることができる。
ステップREC−S2により、少なくとも1つの区別可能な送信パラメータが、少なくとも2つの送信装置からレシーバ装置REC−APPへの、実施形態による所定の基準信号の送信のために決定されることもある。少なくとも2つの送信装置のうちの第1のものからの第1の送信装置では、第1の送信コード、または無線リソース・ユニットの第1のグループが、決定されることもあり、また少なくとも2つの送信装置のうちの第2のものからの少なくとも1つの第2の送信では、第2の送信コード、または無線リソース・ユニットの第2のグループが、決定されることもある。
代替的な一実施形態によれば、送信コード、または無線リソース・ユニットのグループは、基地局機器および/または移動局機器の製造またはインストール中に、いくつかのデフォルトの設定を用いて構成されることもある。
さらなるステップREC−S3は、トランスミッタ方法MET−TRAのステップTRA−S1の相手のステップである。それによって、レシーバ装置REC−APPを含む、基地局BS1−1などのネットワーク・ノードは、トランスミッタ装置TRA−APPを含む、第1の移動局UEなど、さらなるネットワーク・ノードに対して、1つまたはいくつかの送信パラメータを送信することができ、この1つまたはいくつかの送信パラメータは、例えば、ステップREC−S2によって決定されていることもある。
次のステップREC−S4により、無線周波数信号RFSは、アンテナ・アレイのアンテナ要素において、個別に受信されることもあり、このアンテナ・アレイは、レシーバ装置REC−APPに接続されている。無線周波数信号RFSは、実施形態に従って、また少なくとも1つのデータ信号に加えてオプションとして、少なくとも1つの所定の基準信号を含むことができる。無線周波数信号RFSの受信は、図7に関して、より詳細に説明され、この図は、例示として、第1の移動局UEのアンテナ・アレイUE1−ASを示している。アンテナ・アレイUE1−ASは、Kという数のアンテナ要素を有することができる。
一実施形態においては、図7の中に示されるように、Kという数の相関器COR−1、COR−2、COR−3、...、COR−K−2、COR−K−1、COR−Kのうちのそれぞれ1つが、Kという数のアンテナ要素のうちの1つのアンテナ要素に接続されることもある。そのような場合には、実施形態による所定の基準信号は、アンテナ・アレイUE1−ASの各アンテナ要素において受信され、また評価される。
代替的な一実施形態によれば、各場合において、例えば、4つのアンテナ要素は、アンテナ要素のサブグループに対してグループ分けされ、また各サブグループは、専用の相関器に接続されていることもある。サブグループのうちの1つのサブグループAE−SG1だけが、簡単にするために、図7の中でスケッチされている。各サブグループAE−SG1が、較正される必要がある。これは、単一のサブグループのうちのアンテナ要素のうちの位相の関係が、知られる必要があり、その結果、サブグループは、特定の知られているビーム・パターンを有する1つの要素のように動作していることを意味しており(例えば、S.S.Jeon、Y.Wang、Y.QianおよびT.Itoh、「A novel planar array smart antenna system with hybrid analogue−digital beamforming」、IEEE MTT−S Int. Microwave Symp. Dig.、vol.1、121〜124頁、2001年、5月を参照)、またそれゆえに、さらに説明されることはない。代替的な実施形態に基づいて、実施形態による所定の基準信号は、アンテナ・アレイUE1−ASのアンテナ要素の各サブグループAE−SG1において、受信され、また評価される。
無線リソース・ユニットのグループを通して配信され、また例えば、最小でも、知られている変調を有する1ビットだけを含む所定の基準信号の処理利得のために、所定の基準信号は、各アンテナ要素において、またはアンテナ要素の各サブグループにおいて、個別に検出される可能性があり、また相関器COR−1、COR−2、COR−3、...、COR−K−2、COR−K−1、COR−Kに対して供給される可能性がある。相関器COR−1、COR−2、COR−3、...、COR−K−2、COR−K−1、COR−Kのうちのそれぞれ1つは、対応する位相値と振幅値とを有する時間ドメインにおいて、信号COR−OUTS−1、COR−OUTS−2、COR−OUTS−3、...、COR−OUTS−K−2、COR−OUTS−K−1、COR−OUTS−Kを出力する。これらの位相値と振幅値とは、基地局BS1−1のアンテナ・アレイBS1−ASと、第1の移動局UE1のアンテナ・アレイUE1−ASの各アンテナ要素との間のチャネル推定値を表すことができる。
さらなるオプションのステップREC−S5においては、各アンテナ要素またはアンテナ要素の各サブグループの信号は、実施形態による所定の基準信号が、アクセス・リンクAL1の周波数帯域を完全にはカバーしないときに、相関器COR−1、COR−2、COR−3、...、COR−K−2、COR−K−1、COR−Kに対して供給される前に、スペクトル的にフィルタがかけられることもある。それによって、実施形態による所定の基準信号は、信号COR−OUTS−1、COR−OUTS−2、COR−OUTS−3、...、COR−OUTS−K−2、COR−OUTS−K−1、COR−OUTS−Kから抽出される可能性があり、これらの信号はまた、少なくとも1つのデータ信号を含むこともできる。
次のステップREC−S6においては、送信チャネルのチャネル推定値は、例えば、基地局BS1−1と、第1の移動局UE1との間のアクセス・リンクAL1は、各アンテナ要素ごとに決定されることが好ましい可能性がある。その目的のために、信号COR−OUTS−1、COR−OUTS−2、COR−OUTS−3、...、COR−OUTS−K−2、COR−OUTS−K−1、COR−OUTS−Kの位相値と振幅値とが、例えば、適用されることもある。そのような推定により、チャネル・インパルス応答などの送信チャネル・パラメータが、取得されることもあるが、これについては、当業者の一般的な知識であるために、ここでは、さらに詳細に説明されることはない。
さらなるステップREC−S7により、アンテナ・アレイUE1−ASにおいて適用されるべきビーム形成重みのセットは、送信チャネル・パラメータに基づいて決定されることもあり、これらの送信チャネル・パラメータは、先行ステップによって取得されている。ビーム形成重みのセットは、例えば、MRCビームフォーマ(MRC=最大/最高比合成(Maximum/Maximal Ratio Combining))によって決定されることもある。ビーム形成重みのセットは、アンテナ・アレイUE1−ASからのさらなる無線周波数信号の送信のために、またはアンテナ・アレイUE1−ASにおけるさらなる無線周波数信号さえの受信のために、以下において使用される可能性がある。
レシーバ方法MET−RECについての上記で説明された実施形態は、DS−スペクトル拡散またはDS−CDMAに基づいたものとすることができる。類似した原理が、MC−CDMA(MC=マルチ・キャリア(Multi Carrier))など、他のアクセス方法のために適用されることもある。当業者なら、直截的なやり方で、他のアクセス方法に対して上記で説明された実施形態を適応させることができるようになるので、これは、さらに詳細には説明されないであろう。
図8は、レシーバ装置REC−APP(図9を参照)によるビーム形成重みのセットの決定をサポートするためのトランスミッタ装置TRA−APPのブロック図を概略的に示すものである。図8の中で示される処理ユニットを通しての処理機能の分割は、クリティカルではなく、また当業者によって理解され得るように、処理ユニットの数と、処理機能の数と、それらの処理機能の処理ユニットに対する割り付けとは、添付の特許請求の範囲の中で規定されるように、本発明の実施形態の範囲を逸脱することなく、変化することができる。
例示的に示されたトランスミッタ装置TRA−APPは、デジタル・ベースバンド・ボードTRA−BBと、アナログ処理モジュールTRA−AN−Mとを含んでいる。デジタル・ベースバンド・ボードTRA−BBは、無線リソース割り付けモジュールRRAMを含んでおり、この無線リソース割り付けモジュールRRAMは、例えば、図5に従って、信号データまたはユーザ・データを周波数サブキャリアFS1、...、FSo1−1、FSo1+1、...、FSNに対して割り付ける。無線リソース割り付けモジュールRRAMは、信号データまたはユーザ・データを周波数サブキャリアFSo1に対して割り付けることはなく、これは、図8の中の×印CR1によって示される。無線リソース割り付けモジュールRRAMは、さらに、例えば、所定の基準信号REF−SIG−1bを周波数サブキャリアFSo1に対して割り付ける。
デジタル・ベースバンド・ボードTRA−BBは、変換モジュールIFFT−Mをさらに含んでおり、この変換モジュールIFFT−Mは、例えば、IFFT(IFFT=逆高速フーリエ変換(Inverse Fast Fourier Transformation))により、周波数サブキャリアFS1、...、FSo1−1、FSo1+1、...、FSNを時間ドメインの中の第1の信号TRA−TS−1へと変換する。
デジタル・ベースバンド・ボードTRA−BBは、符号化モジュールCOD−Mをさらに含むことができ、この符号化モジュールCOD−Mは、符号化された所定の基準信号REF−SIG−1b−CODを取得するために所定の基準信号REF−SIG−1bを符号化することができ、この符号化された所定の基準信号REF−SIG−1b−CODは、レシーバ装置REC−APPにおいて、さらなる所定の基準信号から区別可能であり、このさらなる所定の基準信号は、さらなるトランスミッタ装置から送信される。
デジタル・ベースバンド・ボードTRA−BBは、変調モジュールMOD−Mをさらに含んでおり、この変調モジュールMOD−Mは、周波数サブキャリアFSo1についての情報INFOを無線リソース割り付けモジュールRRAMから受信することができ、この周波数サブキャリアFSo1は、所定の基準信号REF−SIG−1bに対して割り付けられる。変調モジュールMOD−Mは、(符号化された)所定の基準信号REF−SIG−1bを変調し、また第2の信号TRA−TS−2が、周波数サブキャリアFSo1のスペクトル成分を有するにすぎないようなやり方で、時間ドメインにおいて第2の信号TRA−TS−2を供給する。
デジタル・ベースバンド・ボードTRA−BBは、デジタル加算器などの加算モジュールADD−Mをさらに含んでおり、この加算モジュールADD−Mは、第1の信号TRA−TS−1と、第2の信号TRA−TS−2とをオーバーレイし、また時間ドメインにおいて、全体信号TRA−TSを供給する。代わりに、第1の信号TRA−TS−1と、第2の信号TRA−TS−2とが、別々にアナログ信号へと変換されるときには、加算モジュールADD−Mは、能動的なアナログ加算器または受動的な抵抗回路網とすることもできる。
アナログ処理モジュールTRA−AN−Mは、入力信号として全体信号TRA−TSを取得し、またデジタル・アナログ変換、プリディストーション、無線周波数信号RFSを生成する増幅など、共通の処理機能を実行し、この無線周波数信号RFSは、トランスミッタ装置TRA−APPによって出力され、またアンテナ・アレイBS1−AS、UE1−AS、UE2−AS、BS1−AS2、BS2−AS2、BS3−AS2のうちの1つなど、接続されたアンテナ・アレイに対して供給される。
当業者は、図5の中に示される実施形態に関する説明に基づいて、デジタル・ベースバンド・ボードTRA−BBをさらなる実施形態に対して簡単に適応させることができ、この実施形態は、図4に関して説明されている。それゆえに、さらなる実施形態についてのデジタル・ベースバンド・ボードTRA−BBのバージョンは、簡単にするために説明されていない。
図9は、ビーム形成重みのセットを決定するためのレシーバ装置REC−APPのブロック図を概略的に示すものである。図9の中に示される処理ユニットを通しての処理機能の分割は、クリティカルではなく、また当業者によって理解され得るように、処理ユニットの数と、処理機能の数と、処理機能の処理ユニットに対する割り付けとは、添付の特許請求の範囲において規定されるような本発明の実施形態の範囲を逸脱することなく、変化することができる。
例示的に示されるレシーバ装置REC−APPは、各アンテナ要素と、ビーム形成重みのセットを決定するための決定モジュールBS−D−Mと、重み付けユニットWUと、変換モジュールFFT−Mと、データ回復モジュールDRMとについてのサブユニットSUB−1、...、SUB−Kを含んでいる。
第1のサブユニットSUB−1は、例えば、アナログ処理モジュールANMと、デジタル処理モジュールDIGMとを含むことができる。アナログ処理モジュールANMは、接続された受信アンテナ・アレイの第1のアンテナ要素から第1の無線周波数信号RS1を受信し、また前置増幅やアナログ・デジタル変換などの共通の処理機能を実行し、また時間ドメインにおいて信号REC−TSを出力する。デジタル処理モジュールDIGMは、アナログ・デジタル変換器ADCを含むことができ、このアナログ・デジタル変換器ADCは、信号REC−TSの第1のデジタル・コピーREC−TS−1と、信号REC−TSの第2のデジタル・コピーREC−TS−2とを出力することができる。
第1のデジタル・コピーREC−TS−1は、重み付けユニットWUの第1の重み付けサブユニットWSU1に対して提供される。第1の重み付けサブユニットWSU1は、第1の重み付けファクタに従って、第1のデジタル・コピーREC−TS−1を重み付けし、この重み付けファクタは、接続された受信アンテナ・アレイの第1のアンテナ要素のために適用される。第1の重み付けサブユニットWSU1は、第1の重み付けされた信号WS−1を出力し、この第1の重み付けされた信号WS−1は、重み付けユニットWUの加算器ADDに対して供給される。
同じやり方で、さらなる第1のデジタル・コピーREC−TS−Kなど、さらなる第1のデジタル・コピーが、重み付けユニットWUのさらなる重み付けサブユニットWSUKなど、さらなる重み付けサブユニットに対して提供される。さらなる重み付けサブユニットWSUKは、さらなる重み付けファクタに従ってさらなるデジタル・コピーREC−TS−Kを重み付けし、この重み付けファクタは、接続された受信アンテナ・アレイのK−番目のアンテナ要素のために適用される。さらなる重み付けサブユニットWSUKは、さらなる重み付けされた信号WS−Kを出力し、この重み付けされた信号WS−Kはまた、加算器ADDに対して供給される。加算器ADDは、重み付けされた信号WS−1、...、WS−Kを加算し、また合計信号SSを出力する。
合計信号SSは、変換モジュールFFT−Mに対して供給され、この変換モジュールFFT−Mは、例えば、FFT(FFT=高速フーリエ変換(Fast Fourier Transformation))により、合計信号SSを周波数サブキャリアFS1、...、FSo1−1、FSo1+1、...、FSNへと変換する。それによって、周波数サブキャリアFSNo1は、取得されず、これは、図9において、×印CR2によってスケッチされている。基準信号についての1つのOFDMシンボルの持続時間にわたって完全な周波数帯域を使用する場合には、そのOFDMシンボル中に、サブキャリアのうちのどれも、どのようなデータ信号も含んではいない。
周波数サブキャリアFS1、...、FSo1−1、FSo1+1、...、FSNは、データ回復モジュールDRMに対して供給され、それは、周波数サブキャリアFS1、...、FSo1−1、FSo1+1、...、FSNから信号データまたはユーザ・データを回復する。
第2のデジタル・コピーREC−TS−2に関して、デジタル処理モジュールDIGMは、スペクトル・フィルタリング・モジュールFIL−Mをさらに含むことができ、このスペクトル・フィルタリング・モジュールFIL−Mは、所定の基準信号が、アクセス・リンクAL1、AL2またはバックホール・リンクBL1、BL2のうちの1つについての全体の周波数帯域をカバーするわけではないときに、第2のデジタル・コピーREC−TS−2から実施形態によるフィルタがかけられた所定の基準信号REC−TS−2−Fを抽出することができる。
デジタル処理モジュールDIGMは、復調モジュールDEMOD−Mをさらに含んでおり、この復調モジュールDEMOD−Mは、フィルタがかけられた所定の基準信号REC−TS−2−Fを復調し、また復調され、またフィルタがかけられた所定の基準信号REC−TS−2−FDを供給する。
デジタル処理モジュールDIGMは、復号モジュールDECOD−Mをさらに含むことができ、この復号モジュールDECOD−Mは、所定の基準信号が、送信された装置TRA−APPによって符号化されており、また所定の基準信号REC−TS−2−FDDを出力するときに、復調され、またフィルタがかけられた所定の基準信号REC−TS−2−FDを復号することができる。
デジタル処理モジュールDIGMは、チャネル推定モジュールCH−EST−Mをさらに含んでおり、このチャネル推定モジュールCH−EST−Mは、所定の基準信号REC−TS−2−FDDに基づいて、アクセス・リンクAL1、AL2のうちの一方、またはバックホール・リンクBL1、BL2のうちの一方の送信チャネルを推定し、上記で説明されるように対応する送信チャネル・パラメータを決定し、またそれらの送信チャネル・パラメータの対応する情報CH−P−1を出力する。
類似したやり方で、サブユニットSUB−Kなど、さらなるサブユニットは、接続された受信アンテナ・アレイのK−番目のアンテナ要素から受信されるさらなる無線周波数信号RSKなど、さらなる無線周波数信号についての類似した処理を実行する。サブユニットSUB−Kは、送信チャネル・パラメータのさらなる対応する情報CH−P−Kを出力する。
決定モジュールBSDMは、サブユニットSUB−1、...、SUB−Kから受信される送信チャネル・パラメータの情報CH−P−1、...、CH−P−Kに基づいて、ビーム形成重みのセットを決定する。
図7の中に示される相関器COR−1は、第1のサブユニットSUB−1の復調モジュールDEMOD−Mと、復号モジュールDECOD−Mとの一部分である。同様にして、相関器COR−2、COR−3、...、COR−K−2、COR−K−1、COR−Kは、サブユニットSUB−Kを含むさらなるサブユニットのさらなる復調モジュールと、復号モジュールとの一部分である。
実用的なシステムにおいては、信号処理は、所定の基準信号の特定の構造に適合されることもある。特定の構造が、スペクトル拡散信号またはCDMAである場合、復調は、逆拡散と、ピーク検出(相関関係による最も直截的なもの)とから構成される。相関器COR−1のピークから、位相と振幅とを使用して、チャネル推定モジュールCH−EST−Mにおいてチャネルを推定する。
CDMA信号以外の信号が適用される場合には、復調モジュールDEMODと、復号モジュールDECODとは、異なっている可能性があり、またレシーバ装置REC−APPは、詳細な実施形態の説明に基づいて、当業者によって簡単に適合されることもある。
図9の詳細な実施形態と比較すると、上記の図7は、主要な機能説明に関連している。レシーバ方法は、図9に関して説明されるようなデジタル相関関係を用いて、あるいはアナログ相関関係、およびピークのサンプリング、ならびにアナログ相関器のピーク出力のデジタル処理を用いてのいずれかで、機能する。その場合には、スペクトル・フィルタリング・モジュールFIL−Mもまた、相関器の前に位置しているアナログ・デバイスである必要がある。すべての機能は、アナログ・ベース、またはデジタル・ベースのいずれかとすることができることが、当業者にはよく知られている。これは、デジタル処理モジュールDIGMの一部分としてのアナログ・デジタル変換器ADCのロケーションが、デジタル処理モジュールDIGMが図9に関して位置している場合、あるいはデジタル処理モジュールDIGMが、それらの機能ブロックがアナログのやり方で実現されるか、またはデジタルのやり方で実現されるかに応じて、任意の他の内部インターフェースに位置している可能性がある場合のいずれかとすることができることを意味している。
当業者なら、図5に示される実施形態に関しての説明に基づいて、レシーバ装置REC−APPをさらなる実施形態に対して簡単に適合させることができ、このさらなる実施形態は、図4に関して説明されている。それゆえに、さらなる実施形態についてのレシーバ装置REC−APPのバージョンは、簡単にするために説明されてはいない。
図10は、ネットワーク・ノードNNのブロック図を示すものであり、このネットワーク・ノードNNは、トランスミッタ装置TRA−APPとレシーバ装置REC−APPとを含んでいる。トランスミッタ装置TRA−APPと、レシーバ装置REC−APPとは、トランシーバ装置TRANC−APPのコンポーネントとすることができる。ネットワーク・ノードNNは、基地局BS1−1、移動局UE1、UE2のうちの一方、マクロ基地局BS1−2、またはマイクロ基地局BS2、BS3のうちの一方とすることができる。
代わりに、アクセス・リンクAL1、AL2またはバックホール・リンクBL1、BL2が、単一指向性の送信チャネルとすることができるときに、ネットワーク・ノードNNは、トランスミッタ装置TRA−APPを含むだけであるか、またはレシーバ装置REC−APPを含むだけであるかのいずれかとすることができる。
一実施形態においては、基地局BS1−1やマクロ基地局BS1−2などのネットワーク・ノードNNは、第1の移動局UE1やマイクロ基地局BS2など、さらなるネットワーク・ノードのアンテナ・アレイBS2−AS2またはUE1−ASと、アンテナ・アレイBS1−AS、BS1−AS2との間の送信チャネルBL1、AL1の無線リソース・ユニットの第1のグループを通して配信される第1の所定の基準信号を受信すること、および送信チャネルBL1、AL1の無線リソース・ユニットの少なくとも1つの第2のグループを通して配信される第2の所定の基準信号をアンテナ・アレイBS1−AS、BS1−AS2からさらなるネットワーク・ノードのアンテナ・アレイBS2−AS2またはUE1−ASに送信することにより、アンテナ・アレイBS1−ASまたはBS1−AS2など、ネットワーク・ノードNNのアンテナ・アレイについてのビーム形成重みのセットの初期較正を同時に実行するように適合されていることもある。
さらなる一実施形態においては、レシーバ装置REC−TRAを適用することによるネットワーク・ノードNNのアンテナ・アレイについてのビーム形成重みのセットの初期較正が完了するときに、ネットワーク・ノードNNは、無指向性のやり方で、ネットワーク・ノードNNのアンテナ・アレイの1つのアンテナ要素を経由して、実施形態によるさらなる所定の基準信号を送信すること、あるいは指向性のやり方で、ビーム形成重みの較正されたセットを適用することにより、ネットワーク・ノードNNのアンテナ・アレイのいくつかのアンテナ要素またはすべてのアンテナ要素を経由して実施形態によるさらなる所定の基準信号を送信することにより、トランスミッタ装置TRA−APPを動作させるように適合されていることもある。
本説明および図面は、単に、本発明の原理を示しているものにすぎない。それゆえに、当業者なら、本明細書において明示的に説明されても、または示されてもいないが、本発明の原理を実施し、また本発明の精神および範囲の内部に含まれる様々な構成を考案することができるようになることが、理解されるであろう。さらに、本明細書において列挙されるすべての例は、主として、本発明の原理と、当技術分野を推進するために、本発明者(単数または複数)によって寄与される概念とを理解する際に、読者を助ける教育上の目的のためにすぎないことを明示的に意図しており、またそのように具体的に列挙された例および状態だけに限定することのないように、解釈されるべきである。さらに、本発明の原理、態様、および実施形態を列挙する、本明細書におけるすべての陳述、ならびにその特定の例は、その同等形態を包含することを意図している。
「送信するための手段」、「受信するための手段」、「決定するための手段」などとして示される(ある種の機能を実行する)機能ブロックは、それぞれ、ある種の機能を実行するように適合されている回路を備える機能ブロックとして、理解されるべきである。それゆえに、「第sのための手段」は、同様に「第sのために適合されており、または適している手段」として理解されることもある。ある種の機能を実行するように適合されている手段は、それゆえに、そのような手段が、必ずしも、(ある与えられた瞬間に)前記機能を実行していることを暗に伝えるものとは限らない。
任意の機能ブロックを含む、図面において示される様々な要素の機能は、例えば、プロセッサのような、専用のハードウェア、ならびに適切なソフトウェアに関連してソフトウェアを実行することができるハードウェアの使用を通して、提供されることもある。プロセッサによって提供されるときに、それらの機能は、単一の専用プロセッサにより、単一の共用プロセッサにより、またはそれらのうちのいくつかが共用され得る複数の個別のプロセッサにより提供されることもある。さらに、用語「プロセッサ」または「制御装置」の明示的な使用は、ソフトウェアを実行することができるハードウェアだけを排他的に意味するように解釈されるべきではなく、また限定することなしに、DSPハードウェアと、ネットワーク・プロセッサと、ASICと、FPGAと、ソフトウェアを記憶するためのリード・オンリー・メモリ(ROM:read only memory)と、ランダム・アクセス・メモリ(RAM:random access memory)と、不揮発性ストレージとを暗黙のうちに含むことができる。他のハードウェアが、従来のもの、および/またはカスタムもまた、含まれることもある。
本明細書における任意のブロック図が、本発明の原理を実施する実例となる回路の概念図を表すことが、当業者によって理解されるべきである。同様に、任意のフロー・チャート、流れ図、状態遷移図、擬似コードなどが、そのようなコンピュータまたはプロセッサが明示的に示されているか否かにかかわらず、コンピュータ読取り可能媒体の形で実質的に表され、またそのようにしてコンピュータまたはプロセッサによって実行され得る様々なプロセスを表すことが、理解されるであろう。
さらに、添付の特許請求の範囲は、これにより、詳細な説明に組み込まれており、ここで、各請求項は、別個の実施形態としてそれ自体に基づいたものとすることができる。各請求項は、別個の実施形態として、それ自体に基づいたものとすることができるが、従属請求項が、それらの請求項の中で、1つまたは複数の他の請求項との特定の組合せに対して言及することができ、他の実施形態はまた、それぞれの他の従属請求項の主題との、従属請求項の組合せを含むこともできることに、注意すべきである。そのような組合せは、特定の組合せが意図されていないことが述べられていない限り、本明細書において提案されている。さらに、たとえこの請求項が、独立請求項に直接に従属させられていないとしても、任意の他の独立請求項に対する請求項の特徴も含むことが、意図されている。
明細書の中で、または特許請求の範囲の中で開示される方法METは、これらの方法のそれぞれのステップのうちのそれぞれを実行するための手段を有するデバイスによって実施されることもあることに、さらに注意すべきである。コンピュータ・プログラム製品が、DSP、ASIC、FPGAなどのプログラマブル・ハードウェア・デバイスの上で実行されるときに、そのコンピュータ・プログラム製品は、方法METを実行するためのコンピュータ実行可能な命令を含むことができることが、好ましい。デジタル・データ・ストレージ・デバイスは、命令のマシン実行可能なプログラムを符号化して、トランスミッタ方法MET−TRAと、レシーバ方法MET−RECとのうちの一方を実行することができることが、好ましい。
さらに、明細書または特許請求の範囲の中で開示される複数のステップまたは機能についての開示は、特定の順序内にあるべきであるように解釈されなくてもよいことを理解すべきである。それゆえに、複数のステップまたは機能についての開示は、そのようなステップまたは機能が、技術的な理由のために交換可能でないことがない限り、特定の順序だけにこれらを限定しないであろう。さらに、いくつかの実施形態においては、単一のステップは、複数のサブステップを含むことができ、または複数のサブステップへと分解されることもある。明示的に除外されない限り、そのようなサブステップが、含まれることもあり、またこの単一ステップの開示についての一部分が、含まれることもある。
Claims (15)
- レシーバ方法(MET−REC)によるビーム形成重みのセットの決定をサポートするためのトランスミッタ方法(MET−TRA)であって、
第1のアンテナ・アレイ(BS1−AS2、BS1−AS)と、第2のアンテナ・アレイ(BS2−AS2、UE1−AS)との間の送信チャネル(BL1、AL1)の隣接する無線リソース・ユニット(RRU−G1a、RRU−G2a、RRU−G1b、RRU−G2b)の少なくとも1つのグループに対して、所定の基準信号(REF−SIG−1a、REF−SIG−2a、REF−SIG−1b、REF−SIG−2b)を割り付けるステップ(TRA−S2)と、
前記第1のアンテナ・アレイ(BS1−AS2、BS1−AS)から前記第2のアンテナ・アレイ(BS2−AS2、UE1−AS)へと前記送信チャネル(BL1、AL1)を経由して、前記所定の基準信号(REF−SIG−1a、REF−SIG−2a、REF−SIG−1b、REF−SIG−2b)を送信するステップ(TRA−S5)と
を含むトランスミッタ方法(MET−TRA)。 - 前記割り付けるステップ(TRA−S2)は、好ましくは、ビーム形成重みの前記セットについての初期調整のために、隣接する無線リソース・ユニット(RRU−G1a、RRU−G2a、RRU−G1b、RRU−G2b)の前記少なくとも1つのグループに対して前記所定の基準信号(REF−SIG−1a、REF−SIG−2a、REF−SIG−1b、REF−SIG−2b)だけを割り付け、あるいは前記割り付けるステップ(TRA−S2)は、好ましくはビーム形成重みの前記セットの微調整のために、前記データ信号に対する前記所定の基準信号(REF−SIG−1a、REF−SIG−2a、REF−SIG−1b、REF−SIG−2b)のオーバーレイのために、隣接する無線リソース・ユニット(RRU−G1a、RRU−G2a、RRU−G1b、RRU−G2b)の前記少なくとも1つのグループに対してデータ信号をさらに割り付ける、請求項1に記載のトランスミッタ方法(MET−TRA)。
- 前記割り付けるステップ(TRA−S2)は、周波数もしくは時間において、または周波数と時間とにおいて、基準シンボルを拡散するステップを含み、あるいは好ましくはビーム形成重みの前記セットの微調整のために、時間または周波数において、所定のビット・シーケンスを反復するステップを含む、請求項1または2に記載のトランスミッタ方法(MET−TRA)。
- 前記送信するステップ(TRA−S5)は、前記第2のアンテナ・アレイ(BS2−AS2、UE1−AS)についてのビーム形成重みの前記セットの前記決定のために、前記第1のアンテナ・アレイ(BS1−AS2、BS1−AS)の単一のアンテナ要素を経由して、前記所定の基準信号(REF−SIG−1a、REF−SIG−2a、REF−SIG−1b、REF−SIG−2b)を送信し、または前記送信するステップ(TRA−S5)は、前記第1のアンテナ・アレイ(BS1−AS2、BS1−AS)について決定されているビーム形成重みのさらなるセットを適用することにより、指向性ビーム・パターンを有する前記所定の基準信号(REF−SIG−1a、REF−SIG−2a、REF−SIG−1b、REF−SIG−2b)を送信し、あるいは前記送信するステップ(TRA−S5)は、前記第1のアンテナ・アレイ(BS1−AS2、BS1−AS)のすべてのアンテナ要素(BS1−AE1、BS1−AE2)を経由して、単一のアンテナ要素(BS1−AE1、BS1−AE2)について区別可能な前記所定の基準信号(REF−SIG−1a、REF−SIG−2a、REF−SIG−1b、REF−SIG−2b)を送信する、請求項1乃至3のいずれか1項に記載のトランスミッタ方法(MET−TRA)。
- 前記所定の基準信号(REF−SIG−1a、REF−SIG−2a、REF−SIG−1b、REF−SIG−2b)の前記送信するステップ(TRA−S11)の前に、前記第2のアンテナ・アレイ(BS2−AS2、UE1−AS)のネットワーク・ノード(BS2、UE1)と、前記所定の基準信号(REF−SIG−1a、REF−SIG−2a、REF−SIG−1b、REF−SIG−2b)の少なくとも1つの送信パラメータをネゴシエイトするステップ(TRA−S1)をさらに含む、請求項1乃至4のいずれか1項に記載のトランスミッタ方法(MET−TRA)。
- 前記送信するステップ(TRA−S5)は、第1の波長範囲、好ましくは、ミリメートル波長範囲において、前記所定の基準信号(REF−SIG−1a、REF−SIG−2a、REF−SIG−1b、REF−SIG−2b)を送信し、前記ネゴシエイトするステップ(TRA−S1)は、第2の波長範囲において、好ましくは、センチメートル波長範囲において、少なくとも1つの信号メッセージを送信するステップを含む、請求項5に記載のトランスミッタ方法(MET−TRA)。
- 前記送信するステップ(TRA−S5)は、さらなるトランスミッタ装置によって送信されているさらなる所定の基準信号に対して区別可能な、トランスミッタ装置(TRA−APP)からの前記所定の基準信号(REF−SIG−1a、REF−SIG−2a、REF−SIG−1b、REF−SIG−2b)を送信する、請求項1乃至6のいずれか1項に記載のトランスミッタ方法(MET−TRA)。
- ビーム形成重みのセットを決定するためのレシーバ方法(MET−REC)であって、
第1のアンテナ・アレイ(BS1−AS2、BS1−AS)から送信チャネル(BL1、AL1)を経由して、第2のアンテナ・アレイ(BS2−AS2、UE1−AS)の第1のアンテナ要素(UE1−AE1)において、また前記第2のアンテナ・アレイ(BS2−AS2、UE1−AS)の少なくとも1つのさらなるアンテナ要素(UE1−AE2)において、前記送信チャネル(BL1、AL1)の隣接する無線リソース・ユニット(RRU−G1a、RRU−G2a、RRU−G1b、RRU−G2b)の少なくとも1つのグループに割り付けられた所定の基準信号(REF−SIG−1a、REF−SIG−2a、REF−SIG−1b、REF−SIG−2b)を受信するステップ(REC−S4)と、
前記受信された所定の基準信号(REF−SIG−1a、REF−SIG−2a、REF−SIG−1b、REF−SIG−2b)に基づいて、前記第1のアンテナ要素(UE1−AE1)についての前記送信チャネル(BL1、AL1)の第1のチャネル推定値と、前記少なくとも1つのさらなるアンテナ要素(UE1−AE2)についての前記送信チャネル(BL1、AL1)の少なくとも1つのさらなるチャネル推定値とを決定するステップ(REC−S6)と、
前記第1のチャネル推定値と、前記少なくとも1つのさらなるチャネル推定値とに基づいて、前記第2のアンテナ・アレイ(BS2−AS2、UE1−AS)からの送信および/または前記第2のアンテナ・アレイ(BS2−AS2、UE1−AS)における受信のためのビーム形成重みの前記セットを決定するステップ(REC−S7)と
を含むレシーバ方法(MET−REC)。 - 隣接する無線リソース・ユニット(RRU−G1a、RRU−G2a、RRU−G1b、RRU−G2b)の前記少なくとも1つのグループが前記送信チャネル(BL1、AL1)の周波数帯域を完全にはカバーしないときに、受信信号から前記所定の基準信号(REF−SIG−1a、REF−SIG−2a、REF−SIG−1b、REF−SIG−2b)を抽出するために、前記所定の基準信号(REF−SIG−1a、REF−SIG−2a、REF−SIG−1b、REF−SIG−2b)を含む前記受信信号にスペクトル的にフィルタをかけるステップ(REC−S5)をさらに含む、請求項8に記載のレシーバ方法(MET−REC)。
- 前記第1のアンテナ・アレイ(BS1−AS2、BS1−AS)が、単一のアンテナ要素(BS1−AE1、BS1−AE2)により、前記所定の基準信号(REF−SIG−1a、REF−SIG−2a、REF−SIG−1b、REF−SIG−2b)を送信するときに、前記受信するステップ(REC−S4)は、前記第2のアンテナ・アレイ(BS2−AS2、UE1−AS)のすべてのアンテナ要素(UE1−AE1、UE1−AE2)において、または前記第2のアンテナ・アレイ(UE1−AS)のアンテナ要素のすべてのサブグループ(AE−SG1)において、前記所定の基準信号(REF−SIG−1a、REF−SIG−2a、REF−SIG−1b、REF−SIG−2b)を受信し、評価する、請求項8または請求項9に記載のレシーバ方法(MET−REC)。
- レシーバ装置(REC−APP)によるビーム形成重みのセットの決定をサポートするためのトランスミッタ装置(TRA−APP)であって、
第1のアンテナ・アレイ(BS1−AS2、BS1−AS)と、第2のアンテナ・アレイ(BS2−AS2、UE1−AS)との間の送信チャネル(BL1、AL1)の隣接する無線リソース・ユニット(RRU−G1a、RRU−G2a、RRU−G1b、RRU−G2b)の少なくとも1つのグループに対して、所定の基準信号(REF−SIG−1a、REF−SIG−2a、REF−SIG−1b、REF−SIG−2b)を割り付けるための手段(RRAM)と、
前記第1のアンテナ・アレイ(BS1−AS2、BS1−AS)から前記第2のアンテナ・アレイ(BS2−AS2、UE1−AS)へと前記送信チャネル(BL1、AL1)を経由して、前記所定の基準信号(REF−SIG−1a、REF−SIG−2a、REF−SIG−1b、REF−SIG−2b)を送信するための手段(TRA−AN−M)と
を備えるトランスミッタ装置(TRA−APP)。 - ビーム形成重みのセットを決定するためのレシーバ装置(REC−APP)であって、
第1のアンテナ・アレイ(BS1−AS2、BS1−AS)から送信チャネル(BL1、AL1)を経由して、第2のアンテナ・アレイ(BS2−AS2、UE1−AS)の第1のアンテナ要素(UE1−AE1)において、また前記第2のアンテナ・アレイ(BS2−AS2、UE1−AS)の少なくとも1つのさらなるアンテナ要素(UE1−AE2)において、前記送信チャネル(BL1、AL1)の隣接する無線リソース・ユニット(RRU−G1a、RRU−G2a、RRU−G1b、RRU−G2b)の少なくとも1つのグループに割り付けられた所定の基準信号(REF−SIG−1a、REF−SIG−2a、REF−SIG−1b、REF−SIG−2b)を受信するための手段(REC−AM−M)と、
前記受信された所定の基準信号(REF−SIG−1a、REF−SIG−2a、REF−SIG−1b、REF−SIG−2b)に基づいて、前記第1のアンテナ要素(UE1−AE1)についての前記送信チャネル(BL1、AL1)の第1のチャネル推定値と、前記少なくとも1つのさらなるアンテナ要素(UE1−AE2)についての前記送信チャネル(BL1、AL1)の少なくとも1つのさらなるチャネル推定値とを決定するための手段(Ch−EST−M)と、
前記第1のチャネル推定値と、前記少なくとも1つのさらなるチャネル推定値とに基づいて、前記第2のアンテナ・アレイ(BS2−AS2、UE1−AS)からの送信および/または前記第2のアンテナ・アレイ(BS2−AS2、UE1−AS)における受信のためのビーム形成重みの前記セットを決定するための手段(BS−D−M)と
を備えるレシーバ装置(REC−APP)。 - 請求項11に記載のトランスミッタ装置(TRA−APP)および/または請求項12に記載のレシーバ装置(REC−APP)を備えるネットワーク・ノード(NN)。
- さらなるネットワーク・ノードのアンテナ・アレイ(BS2−AS2、UE1−AS)と、前記アンテナ・アレイ(BS1−AS2、BS1−AS)との間の送信チャネル(BL1、AL1)の隣接する無線リソース・ユニットの第1のグループを通して配信される第1の所定の基準信号を受信すること、および前記送信チャネル(BL1、AL1)の隣接する無線リソース・ユニットの少なくとも1つの第2のグループを通して配信される第2の所定の基準信号を前記アンテナ・アレイ(BS1−AS2、BS1−AS)から前記さらなるネットワーク・ノードの前記アンテナ・アレイ(BS2−AS2、UE2−AS)に送信することにより、前記ネットワーク・ノード(NN)のアンテナ・アレイ(BS1−AS2、BS1−AS)についてのビーム形成重みの前記セットの初期較正を同時に実行するように適合されている、請求項13に記載のネットワーク・ノード(NN)。
- 前記レシーバ装置(REC−TRA)を適用することによる前記ネットワーク・ノード(NN)のアンテナ・アレイについてのビーム形成重みの前記セットの初期較正が完了するときに、無指向性のやり方で、前記ネットワーク・ノード(NN)の前記アンテナ・アレイの1つのアンテナ要素を経由して、隣接する無線リソース・ユニットの少なくとも1つのさらなるグループに割り付けられたさらなる所定の基準信号を送信すること、あるいは指向性のやり方で、ビーム形成重みの前記較正されたセットを適用することにより、前記ネットワーク・ノード(NN)の前記アンテナ・アレイの少なくとも2つのアンテナ要素またはすべてのアンテナ要素を経由して前記さらなる所定の基準信号を送信することにより、前記トランスミッタ装置(TRA−APP)を動作させるように適合されている、請求項13に記載のネットワーク・ノード(NN)。
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