(57)【要約】  無線通信装置が、複数のアンテナ素子を含む第１アンテナ素子群を備えアナログ可変移相器を備えないフルデジタルアレーと、複数のアンテナ素子を含む第２アンテナ素子群とアナログ可変移相器とを備えるハイブリッドビームフォーマとを備える。
2017135389.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のアンテナ素子を含む第１アンテナ素子群を備えアナログ可変移相器を備えないフルデジタルアレーと、
複数のアンテナ素子を含む第２アンテナ素子群とアナログ可変移相器とを備えるハイブリッドビームフォーマと
を備える無線通信装置。
【請求項２】
前記フルデジタルアレーは、フルデジタルビームフォーミングを施した第１信号を送信し、
前記ハイブリッドビームフォーマは、デジタルプリコーディングとアナログビームフォーミングとを組み合わせたハイブリッドビームフォーミングを施した第２信号を送信する
請求項１の無線通信装置。
【請求項３】
前記フルデジタルアレーは、前記フルデジタルビームフォーミングにおいて、前記第１アンテナ素子群に含まれる前記アンテナ素子と同数の次元のデジタルプリコーディングを実行する
請求項２の無線通信装置。
【請求項４】
前記フルデジタルアレーは、前記フルデジタルビームフォーミングにおいて、前記第１アンテナ素子群に含まれる前記アンテナ素子よりも少ない数の次元のデジタルプリコーディングを実行した後、デジタルビームフォーミングを実行する
請求項２の無線通信装置。
【請求項５】
前記第１アンテナ素子群は、水平方向の長さが垂直方向の長さよりも長い矩形状の領域に配置される
請求項１ないし４のいずれかの無線通信装置。
【請求項６】
前記第２アンテナ素子群に含まれる前記アンテナ素子の各々は、複数のサブアレーのいずれかに属する
請求項１ないし５のいずれかの無線通信装置。
【請求項７】
前記フルデジタルアレー及び前記ハイブリッドビームフォーマは、デジタルプリコーディングを実行するデジタルプリコーダを共有する
請求項１ないし６のいずれかの無線通信装置。
【請求項８】
前記第１アンテナ素子群が受信した無線信号に基づいて、前記無線信号の到来方向を推定する到来方向推定部を備え、
前記ハイブリッドビームフォーマは、
前記到来方向推定部が推定した前記到来方向に対してアナログビームフォーミングを実行することにより前記無線信号を受信する
請求項１ないし７のいずれかの無線通信装置。
【請求項９】
前記フルデジタルアレーは、
前記無線通信装置が送信すべきストリームのうち、所定の閾値を上回る信頼度で送信すべきストリームを前記第１信号として送信する
請求項２ないし８のいずれかの無線通信装置。
【請求項１０】
前記ハイブリッドビームフォーマの前記第２アンテナ素子群から送信された第２キャリブレーション信号に基づいて前記フルデジタルアレーのキャリブレーションを実行した後、前記フルデジタルアレーの前記第１アンテナ素子群から送信された第１キャリブレーション信号に基づいて前記ハイブリッドビームフォーマのキャリブレーションを実行する
請求項１ないし９のいずれかの無線通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信の分野において、近年、送信機側と受信機側との双方で複数のアンテナを用いて送受信を実行することにより、信号伝送の高速化及び高品質化を実現するＭＩＭＯ（Multiple-Input and Multiple-Output）技術が活用されている。また、信号伝送の更なる高速化と干渉低減とを図るために、アンテナの小型化と広い帯域幅の確保とが可能な高周波数帯（例えば、10 GHz以上）において、大量のアンテナ素子（例えば、100素子以上）を使用したＭａｓｓｉｖｅ−ＭＩＭＯ伝送方式が検討されている（例えば、特許文献１）。図１に、通常のＭＩＭＯ及びＭａｓｓｉｖｅ−ＭＩＭＯを概略的に示す。【０００３】
Ｍａｓｓｉｖｅ−ＭＩＭＯにおいては、従来のＭＩＭＯと比較して、大量のアンテナ素子を用いた高度なビームフォーミング（Beam Forming，ＢＦ）が実現される。ビームフォーミングは、複数のアンテナにおいて、それぞれの信号に対して振幅及び位相を制御することにより、ビーム（送信アンテナに対応する送信ビーム、または受信アンテナに対応する受信ビーム）の指向性及び／または形状を制御する技術である。図２にビームフォーミングなしの場合のビームを、図３にビームフォーミングありの場合のビームを、それぞれ模式的に示す。【０００４】
ＭＩＭＯでは、各アンテナ素子について位相及び振幅を制御することが可能であるので、使用されるアンテナ素子の数が多いほどビーム制御の自由度が高まり、ひいては高度な制御が可能となる。【０００５】
Ｍａｓｓｉｖｅ−ＭＩＭＯでは、様々な態様のビームフォーミングが想定されている。以下、アナログビームフォーミング（ＡＢＦ）、デジタルビームフォーミング（ＤＢＦ）、デジタルプリコーディング（ＤＰ）・フルデジタルＭａｓｓｉｖｅ−ＭＩＭＯ、及びハイブリッドビームフォーミング（ＨＢＦ）の概略を例示的に示す。【０００６】
アナログビームフォーミングにおいては、アナログ回路である可変移相器を用いてビームを形成する。以上のアナログ回路は、無線周波数（Radio Frequency，ＲＦ）または中間周波数（Intermediate Frequency，ＩＦ）にて動作する回路である。アナログビームフォーミングにより形成されるビームは、全周波数帯域幅で共通のビームである。以上のビームは無線信号の到来方向に向けられるのが一般的である。アナログビームフォーミングでは、ビーム間の干渉が発生することに起因して特性の劣化が発生する可能性がある。一方で、アナログビームフォーミングは、デジタルビームフォーミングと比較して、アップコンバータ、ダウンコンバータ、及びベースバンド処理回路の数を低減することが可能であるため、より簡易な回路構成で実現可能であるという利点がある。【０００７】
デジタルビームフォーミングは、ビームフォーミングをデジタル信号処理により実行するビーム形成技術であり、可変移相器ではなくベースバンド処理回路がビームを形成する。デジタルビームフォーミングにより形成されるビームは、全周波数帯域幅で共通のビームである。デジタルビームフォーミングでは、デジタル信号処理の実行は、ビーム間の干渉を低減できる可能性がある。一方で、デジタルビームフォーミングは、アップコンバータ、ダウンコンバータ、及びベースバンド処理回路の数を低減することができないため、回路構成がより複雑になる。【０００８】
デジタルプリコーディング・フルデジタルＭａｓｓｉｖｅ−ＭＩＭＯ（フルデジタルアレー）においては、各周波数においてビームを別個に形成することで、チャネルに対して最適化を行うことが可能である。デジタルプリコーディング・フルデジタルＭａｓｓｉｖｅ−ＭＩＭＯでは、デジタル信号処理の実行は、ビーム間の干渉を低減できる可能性がある。デジタルプリコーディング・フルデジタルＭａｓｓｉｖｅ−ＭＩＭＯの制御においては、各周波数のチャネル情報（ＣＳＩ）が必要となる。デジタルプリコーディング・フルデジタルＭａｓｓｉｖｅ−ＭＩＭＯの回路規模は、デジタルビームフォーミングの回路規模と同じである。【０００９】
ハイブリッドビームフォーミングは、アナログビームフォーミングとデジタルプリコーディングとの組合せである。ハイブリッドビームフォーミングでは、ビームの形成にアナログビームフォーミングを採用する。よって、回路規模をより小さくすることが可能である。また、アナログビームフォーミングに起因して生じるビーム間の干渉は、デジタルプリコーディングを用いて低減することが可能である。ハイブリッドビームフォーミングでは、アップコンバータ、ダウンコンバータ、及びベースバンド処理回路の数を最適化することにより、デジタルプリコーディングと同等の特性を実現することが可能である。図４及び図５に、ハイブリッドビームフォーミングを行うためのハイブリッドビームフォーマの構成例を示す。図４はフルアレー型構成であり、図５はサブアレー型構成である。いずれの構成においても、ＲＦ回路及びベースバンド処理回路のチェーン数はＬ個であり、送信アンテナ素子数はＮＴ個である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２０１３−２３２７４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ハイブリッドビームフォーマにおいては、Ｌ個（例えば、３２個）のコンバータ（アップコンバータ及びダウンコンバータ）とＮＴ個（例えば、２５６個）のアンテナ素子とをどのように接続するかに応じて、無線性能が変動する。また、以上の接続を変更することは、伝搬チャネルの性質にも依存し、概して困難である。【００１２】
以上の事情を考慮して、本発明は、回路部分とアンテナ素子とを適切に構成した無線通信装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の無線通信装置は、複数のアンテナ素子を含む第１アンテナ素子群を備えアナログ可変移相器を備えないフルデジタルアレーと、複数のアンテナ素子を含む第２アンテナ素子群とアナログ可変移相器とを備えるハイブリッドビームフォーマとを備える。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、回路部分とアンテナ素子とが適切に構成された無線通信装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】Ｍａｓｓｉｖｅ−ＭＩＭＯ伝送方式の概要説明図である。
【図２】ビームフォーミングなしの場合のビームの模式図である。
【図３】ビームフォーミングありの場合のビームの模式図である。
【図４】フルアレー型のハイブリッドビームフォーマの構成図である。
【図５】サブアレー型のハイブリッドビームフォーマの構成図である。
【図６】実施形態にかかる無線通信システムの概略構成図である。
【図７】スモール基地局のアンテナ素子の分類例を示す図である。
【図８】フルデジタルアレーがデジタルプリコーダとして動作する場合のスモール基地局の構成図である。
【図９】フルデジタルアレーがデジタルプリコーダ及びデジタルビームフォーマとして動作する場合のスモール基地局の構成図である。
【図１０】到来方向推定を実行するスモール基地局の構成図である。
【図１１】フルデジタルアレーとハイブリッドビームフォーマとを適応割当てするスモール基地局の構成図である。
【図１２】フルデジタルアレーのキャリブレーションの説明図である。
【図１３】ハイブリッドビームフォーマのキャリブレーションの説明図である。
【図１４】スモール基地局のハードウェア構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
１．  実施形態
１（１）．  Ｍａｓｓｉｖｅ−ＭＩＭＯ伝送
本発明の実施形態に係るＭａｓｓｉｖｅ−ＭＩＭＯ伝送方式について説明する。基地局が多数のアンテナ素子ＡＴを用いて無線通信を実行するＭａｓｓｉｖｅ−ＭＩＭＯ伝送方式においては、データストリームが多重化されることで高い無線通信速度（データレート）が実現される。また、多数のアンテナ素子ＡＴが用いられることで、ビームフォーミングを行う際のアンテナ制御の自由度が高まるため、従来よりも高度なビームフォーミングが実現される。そのため、干渉量の低減及び／または無線リソースの有効利用が実現される。
【００１７】
なお、Ｍａｓｓｉｖｅ−ＭＩＭＯに適応した基地局が備えるアンテナ素子ＡＴの数ＮＴは、任意に選定される。アンテナ素子ＡＴの数ＮＴは、例えば、３２本以上、６４本以上、９６本以上、１００本以上、１２８本以上、１９２本以上、２００本以上、２５６本以上、５００本以上、５１２本以上、１０００本以上、または１０２４本以上であると好適である。
【００１８】
Ｍａｓｓｉｖｅ−ＭＩＭＯ伝送方式において、高周波数帯（例えば、10 GHz以上の周波数帯）が使用されると好適である。高周波数帯では、低周波数帯と比較して、広い帯域幅（例えば、200 MHz以上）の無線リソースが確保されやすい。また、アンテナ素子の大きさは信号の波長に比例することから、無線信号の波長が相対的に短い高周波数帯を用いる場合には、アンテナ装置（アレーアンテナ）をより小型化することが可能である。その一方で、周波数が高いほど伝搬損失が増大するため、仮に同じ送信電力で基地局から無線信号を送信しても、高周波数帯を用いた場合には、低周波数帯を用いる場合と比較して、移動局における受信信号強度が低下する結果となる。
【００１９】
しかしながら、以上のような、高周波数帯を用いることに起因する受信信号強度の低下は、ビームフォーミング利得により補償可能である。図１は、周波数に応じたビーム（無線信号）の到達範囲を模式的に示す図である。従来の基地局（マクロ基地局ＭｅＮＢ）は低周波数帯を用いて無線通信を行うので、幅の広い放射パターンのビームを用いてもより遠くまでビームが到達する。
【００２０】
他方、本実施形態のＭａｓｓｉｖｅ−ＭＩＭＯ伝送方式に対応する基地局（スモール基地局ＭＭＮＢ）は高周波数帯を用いて無線通信を行うので、幅の広い放射パターンのビームを用いる場合にはマクロ基地局ＭｅＮＢと比較してビームの到達する距離が短い。ところが、ビームフォーミングによってビームの放射パターンの幅を狭くする場合には、高周波数帯を用いるスモール基地局ＭＭＮＢであっても遠くまでビームを到達させることが可能である。
【００２１】
図６は、実施形態に係る無線通信システム１の概略構成図である。無線通信システム１は、マクロ基地局ＭｅＮＢ、スモール基地局ＭＭＮＢ、中央制御局ＭＭＥ、及びユーザ装置ＵＥを備える。スモール基地局ＭＭＮＢは、Ｍａｓｓｉｖｅ−ＭＩＭＯ伝送方式に対応する基地局である。
【００２２】
マクロ基地局ＭｅＮＢはその周囲にマクロセルＣｍを形成し、スモール基地局ＭＭＮＢはその周囲にＭａｓｓｉｖｅ−ＭＩＭＯセル（ＭＭセル）Ｃｍｍを形成する。スモール基地局ＭＭＮＢが用いる周波数帯（例えば、10 GHz帯）は、マクロ基地局ＭｅＮＢが用いる周波数帯（例えば、2 GHz帯）よりも周波数が高く伝搬損失も大きいので、ＭＭセルＣｍｍのセルサイズはマクロセルＣｍのセルサイズよりも小さい。そのため、スモール基地局ＭＭＮＢとユーザ装置ＵＥとの間の伝搬路は見通し（line-of-sight）伝搬環境となる可能性が高い。
【００２３】
図６に示されるように、ＭＭセルＣｍｍは、マクロセルＣｍなど他の無線アクセス技術（Radio Access Technology, ＲＡＴ）を用いた無線通信が可能なエリアとオーバーラップすることが可能である。結果として、オーバーラップする領域に位置するユーザ装置ＵＥに対しては、複数の無線アクセス技術を用いた同時接続（Multiple Connectivity）がサポートされる。
【００２４】
さらに、Ｍａｓｓｉｖｅ−ＭＩＭＯ伝送方式に対応するスモール基地局ＭＭＮＢと通信中のユーザ装置ＵＥに対して、異なる無線アクセス技術に対応するマクロ基地局ＭｅＮＢから制御信号を送信することも可能である。なお、他の無線アクセス技術として、公衆またはローカルの無線ＬＡＮが例示される。
【００２５】
前述の通り、高周波数帯域を用いるＭａｓｓｉｖｅ−ＭＩＭＯ伝送において、ビームフォーミングが実現する利得によって伝搬損失が補償されると好適である。また、さらなる高速無線通信を実現するために、複数のデータストリームが空間的に多重されて伝送されると好適である。以上のような多重伝送においては、ビームフォーミングを適用してビーム自体が制御され、且つ、プリコーディングを適用してストリーム間多重が補償されるとより好適である。
【００２６】
１（２）．  一部のサブアレーのデジタル化
前述の通り、ハイブリッドビームフォーマによれば、アナログビームフォーミングを用いることで実現される回路規模の低減と、デジタルプリコーディングを用いることで実現されるビーム間干渉の低減とを両立できる。一方で、フルデジタルアレーによれば、回路規模が増大するものの、より緻密なデジタル制御を実現することが可能である。したがって、ハイブリッドビームフォーマとフルデジタルアレーの双方の利点が両立されるとより好適である。
【００２７】
そこで、本実施形態では、図７に示すように、スモール基地局ＭＭＮＢにおいて、ＮＴ本のアンテナ素子ＡＴを有するアレーアンテナの一部（Ｑ本）のアンテナ素子ＡＴ（第１アンテナ素子群）をフルデジタルアレーＦＤＡ用とし、残り（ＮＴ−Ｑ本）のアンテナ素子ＡＴ（第２アンテナ素子群）をハイブリッドビームフォーマＨＢＦ用とする。
【００２８】
フルデジタルアレーＦＤＡは、第１アンテナ素子群（１番目のアンテナ素子ＡＴ〜Ｑ番目のアンテナ素子ＡＴ）を備える。フルデジタルアレーＦＤＡは、デジタル的に信号の位相及び振幅を調整するので、アナログ可変移相器を備えない。他方、ハイブリッドビームフォーマＨＢＦは、第２アンテナ素子群（（ＮＴ−Ｑ）番目のアンテナ素子ＡＴ〜ＮＴ番目のアンテナ素子ＡＴ）とアナログ可変移相器とを備える。
【００２９】
ハイブリッドビームフォーマＨＢＦは、複数のサブアレーを備えると好適である。複数のサブアレーの各々はアナログビームフォーミングを実行する。第２アンテナ素子群に含まれるアンテナ素子ＡＴの各々は、複数のサブアレーのいずれかに属すると好適である。以下に説明される構成では、ハイブリッドビームフォーマＨＢＦが複数のサブアレーを備える。
【００３０】
１（２）−１．  フルデジタルアレーがデジタルプリコーダとして動作する構成
図８に、フルデジタルアレーＦＤＡがデジタルプリコーダとして動作する場合のスモール基地局ＭＭＮＢの構成図を示す。スモール基地局ＭＭＮＢは、フルデジタルアレーＦＤＡとハイブリッドビームフォーマＨＢＦとを備える。
【００３１】
フルデジタルアレーＦＤＡは、１つのデジタルプリコーダ、Ｑ個の逆フーリエ変換部（ＩＦＦＴ）、Ｑ個のガードインターバル付与部（＋ＧＩ）、Ｑ個のＤＡ変換部（ＤＡＣ）、及びＱ個のアップコンバータ、並びにＱ本のアンテナ素子ＡＴ（第１アンテナ素子群）を備える。フルデジタルアレーＦＤＡは、フルデジタルビームフォーミングを施した信号（第１信号）を第１アンテナ素子群から送信する。フルデジタルアレーＦＤＡがデジタルプリコーダとして動作するので、各周波数においてＱ次元（アンテナ素子ＡＴ数と同数の次元）のデジタルプリコーディングを実行することが可能である。
【００３２】
ハイブリッドビームフォーマＨＢＦは、１つのデジタルプリコーダ、（Ｌ−Ｑ）個の逆フーリエ変換部、（Ｌ−Ｑ）個のガードインターバル付与部、（Ｌ−Ｑ）個のＤＡ変換部、及び（Ｌ−Ｑ）個のアップコンバータ、並びに（Ｌ−Ｑ）個のサブアレー及び（ＮＴ−Ｑ）本のアンテナ素子ＡＴ（第２アンテナ素子群）を備える。各サブアレーは（（ＮＴ−Ｑ）／（Ｌ−Ｑ））本のアンテナ素子ＡＴを備える。ハイブリッドビームフォーマＨＢＦは、デジタルプリコーディングとアナログビームフォーミングとを組み合わせたハイブリッドビームフォーミングを施した信号（第２信号）を第２アンテナ素子群から送信する。
【００３３】
以上の構成において、逆フーリエ変換部はフルデジタルアレーＦＤＡとハイブリッドビームフォーマＨＢＦとで合計Ｌ個必要である。この個数は通常のハイブリッドビームフォーマにおける逆フーリエ変換部の個数と同様である。
【００３４】
１（２）−２．  フルデジタルアレーがデジタルプリコーダ及びデジタルビームフォーマとして動作する構成
図９に、フルデジタルアレーＦＤＡがデジタルプリコーダ及びデジタルビームフォーマとして動作する場合のスモール基地局ＭＭＮＢの構成図を示す。前述と同様、スモール基地局ＭＭＮＢはフルデジタルアレーＦＤＡとハイブリッドビームフォーマＨＢＦとを備える。
【００３５】
フルデジタルアレーＦＤＡは、１つのデジタルプリコーダ、Ｑ’（＜Ｑ）個の逆フーリエ変換部、Ｑ’個のガードインターバル付与部、１つのデジタルビームフォーマ、Ｑ個のＤＡ変換部、及びＱ個のアップコンバータ、並びにＱ本のアンテナ素子ＡＴ（第１アンテナ素子群）を備える。フルデジタルアレーＦＤＡは、フルデジタルビームフォーミングを施した信号を第１アンテナ素子群から送信する。本構成では、各周波数においてＱ’次元（アンテナ素子ＡＴ数よりも少ない数の次元）のデジタルプリコーディングを実行することが可能である。デジタルプリコーディングの後、デジタルビームフォーミングが実行される。なお、デジタルビームフォーミングをデジタルプリコーディングに包含して一括処理する構成が採用されてもよい。
【００３６】
ハイブリッドビームフォーマＨＢＦの構成は、前述の項目１（２）−１の構成と同様である。フルデジタルアレーＦＤＡが有する逆フーリエ変換部はＱ’個であり、ハイブリッドビームフォーマＨＢＦが有する逆フーリエ変換部は（Ｌ−Ｑ）個であるから、逆フーリエ変換部の個数は全体で（Ｌ−Ｑ＋Ｑ’）個である。
【００３７】
１（３）．  到来方向推定を実行する構成
図１０に、フルデジタルアレーＦＤＡが受信した上りリンクの無線信号に基づいて到来方向推定を実行するスモール基地局ＭＭＮＢの構成図を示す。フルデジタルアレーＦＤＡが備える第１アンテナ素子群（Ｑ個のアンテナ素子ＡＴ）は、上りリンク無線信号を受信する。受信された無線信号は、ダウンコンバータ及びＡＤ変換器を経てベースバンド信号処理部（BB Signal Processing）に供給される。ベースバンド信号処理部の到来方向推定部ＥＳは、受信された無線信号に基づいて、無線信号の到来方向を推定する。到来方向推定部ＥＳが到来方向を推定する際に用いる手法は任意である。例えば、ＭＶＤＲ（Minimum Variance Distortionless Response）、ＭＵＳＩＣ（Multiple Signal Classification）、ＥＳＰＲＩＴ（Estimation of Signal Parameter via Rotational Invariance Technique）が到来方向推定のために用いられてよい。
【００３８】
ハイブリッドビームフォーマＨＢＦは、到来方向推定部ＥＳが推定した到来方向に対してアナログビームフォーミングを実行することにより、上りリンクの無線信号を受信する。すなわち、以上の構成によれば、フルデジタルアレーＦＤＡが受信した無線信号の到来方向が推定されるので、ハイブリッドビームフォーマＨＢＦにおけるアナログビームフォーミングのビームサーチ範囲を狭める（好適には、ビームサーチを省略する）ことが可能である。
【００３９】
以上の構成において、フルデジタルアレーＦＤＡの第１アンテナ素子群の配置は、必要な到来方向推定の精度を実現可能な配置に決定されると好適である。例えば、方位角方向の推定精度を高めるために、第１アンテナ素子群が、水平方向の長さが垂直方向の長さよりも長い矩形状の領域に配置されると好適である。
【００４０】
１（４）．  フルデジタルアレーとハイブリッドビームフォーマとが適応割当てされる構成
図１１は、フルデジタルアレーＦＤＡとハイブリッドビームフォーマＨＢＦとを適応割当てするスモール基地局ＭＭＮＢの構成図である。第１アンテナ素子群に含まれるアンテナ素子ＡＴの数Ｑが多いほど、フルデジタルアレーＦＤＡが実行するデジタルプリコーディングの効果が大きい。そこで、スモール基地局ＭＭＮＢが送信すべきストリーム（＃１〜＃Ｍ）のうち、所定の閾値を上回る信頼度で送信すべきストリームをフルデジタルアレーＦＤＡが送信すると好適である。
【００４１】
また、無線送信の信頼度を高めるために、フルデジタルアレーＦＤＡ及びハイブリッドビームフォーマＨＢＦが、デジタルプリコーディングを実行するデジタルプリコーダを共有する構成も好適である。
【００４２】
１（５）．  フルデジタルアレーがキャリブレーションを実行する構成
スモール基地局ＭＭＮＢがＴＤＤ（Time Division Duplex，時分割複信）にて送受信を実行する構成においては、送信時の回路構成と受信時の回路構成とが相違する。以上の相違をＲＦキャリブレーションが補償することで、送受信時のチャネル相反性を利用することが可能となる。
【００４３】
ハイブリッドビームフォーマＨＢＦはアナログビームフォーミングの影響を受けるため、単独ではキャリブレーションを実行することが困難である。そこで、ハイブリッドビームフォーマＨＢＦとフルデジタルアレーＦＤＡとを組み合わせることで、キャリブレーションを容易に実行することが可能となる。
【００４４】
より具体的には、図１２に示すように、まず、ハイブリッドビームフォーマＨＢＦの第２アンテナ素子群から送信された第２キャリブレーション信号に基づいて、フルデジタルアレーＦＤＡのキャリブレーションが実行される。その後、図１３に示すように、フルデジタルアレーＦＤＡの第１アンテナ素子群から送信された第１キャリブレーション信号に基づいて、ハイブリッドビームフォーマＨＢＦのキャリブレーションが実行される。
【００４５】
１（６）．  ハードウェア構成
図１４に、スモール基地局ＭＭＮＢのハードウェア構成を示す。スモール基地局ＭＭＮＢは、デジタルプロセッサＤとメモリＭとアナログ処理部Ａとアンテナ素子ＡＴとを備える。デジタルプロセッサＤは、種々のデジタル信号処理を実行する要素であり、前述のデジタルプリコーダ、逆フーリエ変換部、ガードインターバル付与部、デジタルビームフォーマ、ベースバンド信号処理部、及び到来方向推定部ＥＳ等の機能要素（機能ブロック）を提供する。デジタルプロセッサＤは、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）であり、メモリＭに記憶されるコンピュータプログラムを実行することにより以上の機能要素を提供する。メモリＭは、ＲＡＭ及びＲＯＭを含み得る。アナログ処理部Ａは、種々のアナログ信号処理を実行する要素であり、前述のアップコンバータ、ダウンコンバータ、増幅器、及び可変移相器等を含む。デジタル信号とアナログ信号とを相互に変換する前述のＤＡ変換部及びＡＤ変換部もアナログ処理部Ａに含まれる。
【００４６】
１（７）．  本実施形態の効果
以上の本実施形態の構成、すなわち、フルデジタルアレーＦＤＡとハイブリッドビームフォーマＨＢＦとの双方を備える構成によれば、回路部分とアンテナ素子とが適切に構成されたスモール基地局ＭＭＮＢが提供される。
【００４７】
２．  変形例
以上の実施形態は多様に変形される。具体的な変形の態様が以下に例示される。以上の実施の形態及び以下の例示から任意に選択された２以上の態様は、相互に矛盾しない限り適宜に併合されてもよい。
【００４８】
２（１）．  変形例１
以上の実施形態においては、スモール基地局ＭＭＮＢがフルデジタルアレーＦＤＡとハイブリッドビームフォーマＨＢＦとを併せて備える。別の態様において、ユーザ装置ＵＥがフルデジタルアレーＦＤＡとハイブリッドビームフォーマＨＢＦとを併せて備えてもよい。すなわち、以上のフルデジタルアレーＦＤＡとハイブリッドビームフォーマＨＢＦとを備える構成は、任意の無線通信装置に適用可能である。
【００４９】
ハードウェア構成に関しても同様に、以上の実施形態のようにスモール基地局ＭＭＮＢがデジタルプロセッサＤとメモリＭとアナログ処理部Ａとアンテナ素子ＡＴとを備えてもよいし、ユーザ装置ＵＥがデジタルプロセッサＤとメモリＭとアナログ処理部Ａとアンテナ素子ＡＴとを備えてもよい。
【００５０】
２（２）．  変形例２
ハイブリッドビームフォーマＨＢＦは、以上の実施形態のように複数のサブアレーを備えてもよいし、１つのフルアレーを備えてもよい。
【００５１】
２（３）．  変形例３
ユーザ装置ＵＥは、ネットワーク内の基地局（マクロ基地局ＭｅＮＢ、及びスモール基地局ＭＭＮＢ）と無線通信が可能な任意の装置である。ユーザ装置ＵＥは、例えば、フィーチャーフォンまたはスマートフォン等の携帯電話端末でもよく、タブレット端末でもよく、デスクトップ型パーソナルコンピュータでもよく、ノート型パーソナルコンピュータでもよく、ＵＭＰＣ（Ultra-Mobile Personal Computer）でもよく、携帯用ゲーム機でもよく、その他の無線端末でもよい。
【符号の説明】
【００５２】
Ａ……アナログ処理部、ＡＴ……アンテナ素子、Ｃｍ……マクロセル、Ｃｍｍ……Ｍａｓｓｉｖｅ−ＭＩＭＯセル、Ｄ……デジタルプロセッサ、ＥＳ……到来方向推定部、ＦＤＡ……フルデジタルアレー、ＨＢＦ……ハイブリッドビームフォーマ、Ｍ……メモリ、ＭＭＥ……中央制御局、ＭＭＮＢ……スモール基地局、ＭｅＮＢ……マクロ基地局、ＵＥ……ユーザ装置。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2017135389.tif 000011
【図１０】
2017135389.tif 000012
【図１１】
2017135389.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【国際調査報告】
2017135389.tif 000017
2017135389.tif 000018
2017135389.tif 000019
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