(57)【要約】  送信モードを考慮して、異なるダウンチルト角を有する２種類のアレーアンテナをセルの外側と内側とで使い分ける。基地局装置は、移動局装置と無線通信を行なう基地局装置であって、ダウンチルト角θ１を有し、ＭＩＭＯ（Multiple Input Multiple Output）送信を行なう第１のアレーアンテナ２０１と、第１のアレーアンテナ２０１よりも小さいダウンチルト角θ２を有し、ビームフォーミングを行なう第２のアレーアンテナ２０２と、を備える。
2010055749.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＭＩＭＯ（Multiple Input Multiple Output）送信を行なう第１のアレーアンテナと、
前記第１のアレーアンテナよりも小さいダウンチルト角を有し、ビームフォーミングを行なう第２のアレーアンテナと、を備えることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項２】
複数のアンテナ素子を有する第１のアレーアンテナと、
前記第１のアレーアンテナよりも小さいダウンチルト角を有すると共に、前記第１のアレーアンテナよりもアンテナ素子間の空間相関値が大きい第２のアレーアンテナと、を備えることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項３】
前記第２のアレーアンテナのアンテナ素子間の距離は、前記第１のアレーアンテナのアンテナ素子間の距離よりも小さいことを特徴とする請求項２記載のアンテナ装置。
【請求項４】
移動局装置と無線通信を行なう基地局装置であって、
ＭＩＭＯ（Multiple Input Multiple Output）送信を行なう第１のアレーアンテナと、
前記第１のアレーアンテナよりも小さいダウンチルト角を有し、ビームフォーミングを行なう第２のアレーアンテナと、を備えることを特徴とする基地局装置。
【請求項５】
移動局装置に対して、
前記第１のアレーアンテナから共通参照信号を送信し、
前記第２のアレーアンテナから個別参照信号を送信することを特徴とする請求項４記載の基地局装置。
【請求項６】
移動局装置と無線通信を行なう基地局装置であって、
複数のアンテナ素子を有する第１のアレーアンテナと、
前記第１のアレーアンテナよりも小さいダウンチルト角を有すると共に、前記第１のアレーアンテナよりもアンテナ素子間の空間相関値が大きい第２のアレーアンテナと、を備えることを特徴とする基地局装置。
【請求項７】
移動局装置に対して、
前記第１のアレーアンテナから共通参照信号を送信し、
前記第２のアレーアンテナから個別参照信号を送信することを特徴とする請求項６記載の基地局装置。
【請求項８】
移動局装置に対して、伝送レートが異なる複数の送信モードを用いて送信データを送信する請求項６記載の基地局装置であって、
前記第１のアレーアンテナを用いて第１の送信モードで送信データを送信し、
前記第２のアレーアンテナを用いて、前記第１の送信モードよりも伝送レートが低い第２の送信モードで送信データを送信することを特徴とする基地局装置。
【請求項９】
移動局装置に対して、伝送レートが異なる複数の送信モードを用いて送信データを送信する基地局装置であって、
第１のアレーアンテナと、
前記第１のアレーアンテナよりも小さいダウンチルト角を有する第２のアレーアンテナと、を備え、
前記第１のアレーアンテナを用いて、第１の送信モードで送信データを送信し、
前記第２のアレーアンテナを用いて、前記第１の送信モードよりも伝送レートが低い第２の送信モードで送信データを送信することを特徴とする基地局装置。
【請求項１０】
移動局装置に対して、物理制御チャネルと物理共用チャネルとを送信する基地局装置であって、
第１のアレーアンテナと、
前記第１のアレーアンテナよりも小さいダウンチルト角を有する第２のアレーアンテナと、を備え、
前記第１のアレーアンテナを用いて、前記物理制御チャネルを送信し、
前記第２のアレーアンテナを用いて、前記物理共用チャネルを送信することを特徴とする基地局装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数種類のアレーアンテナを有するアンテナ装置および基地局装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、携帯電話システムにおいて、基地局装置が、異なるダウンチルト角を有する２種類のアレーアンテナをセルの外側と内側とで使い分ける技術が提案されている。すなわち、この技術では、基地局装置は、セルの外側に強い電力で送信するビームと、セルの内側に弱い電力で送信するビームとの双方を個別に制御する。
【非特許文献１】3GPP, TSG-RAN1, #53bis, R1-082520, “An Overview of Opportunistic Space Time Multiple Access”, Nortel, June 30-July 4, 2008
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、非特許文献１では、送信モードに関しては何ら考慮されていない。すなわち、異なるダウンチルト角を有する２種類のアレーアンテナをセルの外側と内側とで使い分ける際に、送信モードをどのように考慮すべきであるかが明らかにされていない。【０００４】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、送信モードを考慮して、異なるダウンチルト角を有する２種類のアレーアンテナをセルの外側と内側とで使い分けることが可能なアンテナ装置および基地局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】
【０００５】
（１）上記の目的を達成するために、本発明は、以下のような手段を講じた。すなわち、本発明のアンテナ装置は、ＭＩＭＯ（Multiple Input Multiple Output）送信を行なう第１のアレーアンテナと、前記第１のアレーアンテナよりも小さいダウンチルト角を有し、ビームフォーミングを行なう第２のアレーアンテナと、を備えることを特徴としている。【０００６】
ＭＩＭＯ送信は、受信品質が比較的良好な移動局装置に対して用いられる。このような移動局装置は、セルの中で送信装置（基地局装置）に近い位置に存在する可能性が高いため、第１のアレーアンテナのダウンチルト角を、相対的に第２のアレーアンテナよりも大きくすることにより、そのような移動局装置に対して高いゲインを与えることが可能となる。また、ＭＩＭＯ送信では、方位角方向に比較的広範囲なビームを送信するため、隣接セルに対して干渉を与える可能性が高いが、ダウンチルト角を大きくすることにより、与干渉を低減することができる。一方、ビームフォーミングは、セルの外側に存在する移動局装置に対して有効である。第２のアレーアンテナのダウンチルト角を、第１のアレーアンテナのダウンチルト角よりも小さくすることにより、そのような移動局装置に対して高いゲインを与えることができる。また、ビームフォーミングでは、方位角方向に比較的狭いビームを送信するため、隣接セルに対して干渉を与える可能性が低く、小さいチルト角を用いても、与干渉は小さくすることができる。このように、ＭＩＭＯ送信とビームフォーミングとでダウンチルト角を異ならせることによって、効率的なデータ送信を行なうことが可能となる。【０００７】
（２）また、本発明のアンテナ装置は、複数のアンテナ素子を有する第１のアレーアンテナと、前記第１のアレーアンテナよりも小さいダウンチルト角を有すると共に、前記第１のアレーアンテナよりもアンテナ素子間の空間相関値が大きい第２のアレーアンテナと、を備えることを特徴としている。【０００８】
このように、空間相関値が相対的に小さい第１のアレーアンテナと、第１のアレーアンテナよりも小さいダウンチルト角を有すると共に、第１のアレーアンテナよりもアンテナ素子間の空間相関値が大きい第２のアレーアンテナと、を備えるので、効率的なデータ送信を行なうことが可能となる。【０００９】
（３）また、本発明のアンテナ装置において、前記第２のアレーアンテナのアンテナ素子間の距離は、前記第１のアレーアンテナのアンテナ素子間の距離よりも小さいことを特徴としている。【００１０】
このように、第２のアレーアンテナのアンテナ素子間の距離は、前記第１のアレーアンテナのアンテナ素子間の距離よりも小さいので、第２のアレーアンテナのアンテナ素子間の空間相関値を相対的に大きくすることが可能となる。その結果、第１のアレーアンテナと第２のアレーアンテナのダウンチルト角を異ならせることによって、効率的なデータ送信を行なうことが可能となる。【００１１】
（４）また、本発明の基地局装置は、移動局装置と無線通信を行なう基地局装置であって、ＭＩＭＯ（Multiple Input Multiple Output）送信を行なう第１のアレーアンテナと、前記第１のアレーアンテナよりも小さいダウンチルト角を有し、ビームフォーミングを行なう第２のアレーアンテナと、を備えることを特徴としている。【００１２】
ＭＩＭＯ送信は、受信品質が比較的良好な移動局装置に対して用いられる。このような移動局装置は、セルの中で基地局装置に近い位置に存在する可能性が高いため、第１のアレーアンテナのダウンチルト角を、相対的に第２のアレーアンテナよりも大きくすることにより、そのような移動局装置に対して高いゲインを与えることが可能となる。また、ＭＩＭＯ送信では、方位角方向に比較的広範囲なビームを送信するため、隣接セルに対して干渉を与える可能性が高いが、ダウンチルト角を大きくすることにより、与干渉を低減することができる。一方、ビームフォーミングは、セルの外側に存在する移動局装置に対して有効である。第２のアレーアンテナのダウンチルト角を、第１のアレーアンテナのダウンチルト角よりも小さくすることにより、そのような移動局装置に対して高いゲインを与えることができる。また、ビームフォーミングでは、方位角方向に比較的狭いビームを送信するため、隣接セルに対して干渉を与える可能性が低く、小さいチルト角を用いても、与干渉は小さくすることができる。このように、ＭＩＭＯ送信とビームフォーミングとでダウンチルト角を異ならせることによって、効率的なデータ送信を行なうことが可能となる。【００１３】
（５）また、本発明の基地局装置は、移動局装置に対して、前記第１のアレーアンテナから共通参照信号を送信し、前記第２のアレーアンテナから個別参照信号を送信することを特徴としている。【００１４】
このように、移動局装置に対して、第１のアレーアンテナから共通参照信号を送信し、第２のアレーアンテナから個別参照信号を送信するので、個別参照信号を、遠い位置に存在する移動局装置に対して送信することが可能となる。【００１５】
（６）また、本発明の基地局装置は、移動局装置と無線通信を行なう基地局装置であって、複数のアンテナ素子を有する第１のアレーアンテナと、前記第１のアレーアンテナよりも小さいダウンチルト角を有すると共に、前記第１のアレーアンテナよりもアンテナ素子間の空間相関値が大きい第２のアレーアンテナと、を備えることを特徴としている。【００１６】
このように、空間相関値が相対的に小さい第１のアレーアンテナと、第１のアレーアンテナよりも小さいダウンチルト角を有すると共に、第１のアレーアンテナよりもアンテナ素子間の空間相関値が大きい第２のアレーアンテナと、を備えるので、効率的なデータ送信を行なうことが可能となる。【００１７】
（７）また、本発明の基地局装置は、移動局装置に対して、前記第１のアレーアンテナから共通参照信号を送信し、前記第２のアレーアンテナから個別参照信号を送信することを特徴としている。【００１８】
このように、第１のアレーアンテナから共通参照信号を送信し、第２のアレーアンテナから個別参照信号を送信するので、遠方の移動局装置にも個別参照信号を送信することができる。【００１９】
（８）また、本発明の基地局装置は、移動局装置に対して、伝送レートが異なる複数の送信モードを用いて送信データを送信する請求項６記載の基地局装置であって、前記第１のアレーアンテナを用いて第１の送信モードで送信データを送信し、前記第２のアレーアンテナを用いて、前記第１の送信モードよりも伝送レートが低い第２の送信モードで送信データを送信することを特徴としている。【００２０】
このように、第２のアレーアンテナを用いて、第１の送信モードよりも伝送レートが低い第２の送信モードで送信データを送信するので、遠方の移動局装置に対して、第１の送信モードよりも伝搬路の変動の影響を受けにくい送信を行なうことが可能となる。【００２１】
（９）また、本発明の基地局装置は、移動局装置に対して、伝送レートが異なる複数の送信モードを用いて送信データを送信する基地局装置であって、第１のアレーアンテナと、前記第１のアレーアンテナよりも小さいダウンチルト角を有する第２のアレーアンテナと、を備え、前記第１のアレーアンテナを用いて、第１の送信モードで送信データを送信し、前記第２のアレーアンテナを用いて、前記第１の送信モードよりも伝送レートが低い第２の送信モードで送信データを送信することを特徴としている。【００２２】
このように、第２のアレーアンテナを用いて、第１の送信モードよりも伝送レートが低い第２の送信モードで送信データを送信するので、遠方の移動局装置に対して、第１の送信モードよりも伝搬路の変動の影響を受けにくい送信を行なうことが可能となる。【００２３】
（１０）また、本発明の基地局装置は、移動局装置に対して、物理制御チャネルと物理共用チャネルとを送信する基地局装置であって、第１のアレーアンテナと、前記第１のアレーアンテナよりも小さいダウンチルト角を有する第２のアレーアンテナと、を備え、前記第１のアレーアンテナを用いて、前記物理制御チャネルを送信し、前記第２のアレーアンテナを用いて、前記物理共用チャネルを送信することを特徴としている。【００２４】
このように、第２のアレーアンテナを用いて、前記物理共用チャネルを送信するので、遠い位置にいる移動局装置に対してビームを向けることができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、ＭＩＭＯ送信とビームフォーミングとでダウンチルト角を異ならせることによって、効率的なデータ送信を行なうことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本実施形態において想定するセルの一例を示す図である。
【図２Ａ】本実施形態に係る基地局装置の送信アンテナ装置（アンテナ装置）２００の一例を示す図である。
【図２Ｂ】本実施形態に係る基地局装置の送信アンテナ装置（アンテナ装置）２００の一例を示す図である。
【図３Ａ】本実施形態に係るアンテナ素子の構成の一例を示す図である。
【図３Ｂ】本実施形態に係るアンテナ素子の構成の一例を示す図である。
【図４Ａ】本実施形態に係る送信アンテナ装置４００の一例を示す図である。
【図４Ｂ】本実施形態に係る送信アンテナ装置４００の一例を示す図である。
【図５】下りリンクのサブフレーム構成の一例を示す図である。
【図６】ＭＩＭＯモードの移動局装置宛のＰＲＢの構成の一例を示す図である。
【図７】ＢＦモードの移動局装置宛のＰＲＢの構成の一例を示す図である。
【図８】ＢＦモードの移動局装置宛のＰＲＢの構成の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００２７】
１０１  基地局装置
１０２、１０３、１０４、１０５  移動局装置
２００  送信アンテナ装置
２０１  ＭＩＭＯアレー
２０１−１〜２０１−４  アンテナ素子
２０２  ＢＦアレー
２０２−１〜２０２−８  アンテナ素子
３０１  アンテナ素子
３０１−１〜３０１−３  アンテナ素子
３０２  給電線
４００  送信アンテナ装置
４０１  ＭＩＭＯアレー
４０２  ＢＦアレー
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
次に、本発明に係る実施形態について、図面を参照しながら説明する。本発明では、ＭＩＭＯ（Multiple Input Multiple Output）を用いるモード（以下、「ＭＩＭＯモード」と呼称する。）と、ビームフォーミング（Beam Forming）を用いるモード（以下、「ＢＦモード」と呼称する。）とにおいて、異なる送信アンテナを用いる。そして、それぞれのモードで用いる送信アンテナのチルト角（ダウンチルト角）を異ならせることにより、効率的なデータ送信を可能にする。【００２９】
図１は、本実施形態において想定するセルの一例を示す図である。このセルでは、基地局装置（送信装置）１０１と、複数の移動局装置（受信装置）である移動局装置１０２、移動局装置１０３、移動局装置１０４、移動局装置１０５が通信を行なっている。セルの内側、すなわち、弱い送信電力で信号を送信する領域１０６に存在する移動局装置である移動局装置１０２と移動局装置１０３は、ＭＩＭＯモードで通信を行なう。一方、セルの外側、すなわち、強い送信電力で信号を送信する領域１０７に存在する移動局装置である移動局装置１０４と移動局装置１０５は、ＢＦモードで通信を行なう。【００３０】
ＭＩＭＯモードでは、方位角方向に比較的ブロードなアンテナパターン（１０８、１０９）で送信する。一方、ＢＦモードでは方位角方向に狭いビーム（１１０、１１１）を生成する。ＢＦモードにより、基地局装置から遠距離に位置する移動局装置であっても十分なゲインを得ることが可能となる。【００３１】
（第１の実施形態）
第１の実施形態では、送信モードにより、異なるアレーアンテナを用いる場合に適したアンテナチルトの一例に関して説明する。図２Ａおよび図２Ｂは、本実施形態に係る基地局装置の送信アンテナ装置（アンテナ装置）２００の一例を示す図である。送信アンテナ装置２００は、ＭＩＭＯモード送信用アレーアンテナ（ＭＩＭＯアレー）２０１とＢＦモード送信用アレーアンテナ（ＢＦアレー）２０２を有する。ＭＩＭＯアレー２０１には仰角方向にθ１のチルト角を付加し、ＢＦアレー２０２には仰角方向にθ２のチルト角（ダウンチルト角）を付加する。このとき、θ１をθ２よりも大きい値（絶対値）に設定する（θ２は０でもよい）。これにより、ＭＩＭＯアレー２０１から送信されるビーム２０３は、ＢＦアレー２０２から送信されるビーム２０４に比べて、送信装置に近い位置にいる移動局装置に対してビームを向けることができる。なお、本実施形態では、チルト角を付加する際に、物理的にアンテナを仰角方向に傾ける例を示している。【００３２】
ＭＩＭＯモードは、受信品質が比較的良好な移動局装置に対して用いられるモードである。このような移動局装置は、セルの中で送信装置に近い位置に存在する可能性が高いため、ＭＩＭＯアレー２０１のビームのチルト角を大きくすることにより、これらの移動局装置に対して高いゲインを与えることができる。また、ＭＩＭＯモードでは方位角方向に比較的ブロードなビームを送信するため、隣接セルに対して干渉を与える可能性が高いが、チルト角を大きくすることにより、与干渉を低減することができる。【００３３】
一方、ＢＦモードはセルの外側に存在する移動局装置に対して有効なモードである。ＢＦアレー２０２のビームのチルト角を小さくすることにより、これらの移動局装置に対して高いゲインを与えることができる。また、ＢＦモードでは方位角方向に比較的狭いビームを送信するため、隣接セルに対して干渉を与える可能性が低くが、小さいチルト角を用いても、与干渉は小さくすることができる。さらに好ましくは，隣接セルに対して与える干渉を抑制するようなビームを形成する。【００３４】
なお、ここでは、ＢＦモードはセルの外側に存在する移動局装置に対して有効なモードであると説明したが、セル間協調通信を行なうモードも含まれる。すなわち、隣接セルに存在する移動局装置に対してビームを形成し、協調して信号を送信する場合も含む。この場合、セルの外側とはＢＦアレーにより移動局装置を収容する領域であり、隣接セルも含む。【００３５】
次に、図２Ａを用いて、ＭＩＭＯアレー２０１とＢＦアレー２０２の構成の一例を説明する。ＭＩＭＯアレー２０１は、４つのアンテナ素子２０１−１〜２０１−４を有する。アンテナ素子間は距離ｄ1だけ離されて配置する。ｄ１の値としては、アンテナ素子間の空間相関値が小さくなるものを用いることが好ましい。【００３６】
なお、ここではリニアアレー構成を取るＭＩＭＯアレーを用いて説明したが、本発明は、これに限るものではない。例えばアンテナ素子間隔を大きく取った環状アレーや偏波アレーなど、アンテナ素子間の空間相関値が比較的大きいような他のアレー構成を取っても良い。【００３７】
ＢＦアレー２０２は、８つのアンテナ素子２０２−１〜２０２−８を有する。アンテナ素子間は距離ｄ２だけ離されて配置する。ｄ２の値としては、アンテナ素子間の空間相関値が比較的大きく（ｄ１に比べて小さく）なるものを用いることが好ましく、さらに好ましくは搬送波周波数に対して半波長程度の距離に設定する。【００３８】
なお、ここではリニアアレー構成を取るＢＦアレーを用いて説明したが、本発明は、これに限るものではない。例えば、アンテナ素子間隔を小さく取った環状アレーなど、アンテナ素子間の空間相関値が比較的大きいような他のアレー構成を取っても良い。ただし、アンテナ素子の数に関しては、ここで示した値は一例であり、他の値でもよい。【００３９】
このように、ＭＩＭＯを用いるモード（ＭＩＭＯモード）とビームフォーミングを用いるモード（ＢＦモード）で、異なる送信アンテナを用い、それぞれのモードで用いる送信アンテナ（空間相関値が小さいアレーアンテナおよび空間相関値が比較的大きいアレーアンテナ）のチルト角を異ならせることにより、効率的なデータ送信を行なうことができる。【００４０】
（第２の実施形態）
第１の実施形態では、ダウンチルト角を付加する際に、物理的にアンテナを仰角方向に傾ける例について説明した。本実施形態では、各アンテナ素子が更に複数の素子から構成される。そして、物理的にアンテナを仰角方向に傾ける代わりに、これらの素子に対する給電時に位相差を与えることにより、チルト角を設定する。【００４１】
図３Ａおよび図３Ｂは、本実施形態に係るアンテナ素子の構成の一例を示す図である。アンテナ素子３０１は、さらに複数の素子（３０１−１〜３０１−３）を有する。給電線３０２を介して素子（３０１−１〜３０１−３）に給電する際、遅延素子（３０３、３０４）を用いることにより、３０１−１と３０１−２の間および３０１−２と３０１−３の間に位相差をつける。これにより、アンテナ素子３０１の仰角方向のアンテナパターン３０５にチルト角を付加することができる。素子間の間隔は固定であるが、遅延素子によって与える位相差を制御することにより、チルト角を制御することができる。より具体的には、遅延素子による位相差を大きく設定する（あるいは単に遅延の大きい遅延素子を用いる）ことにより、チルト角の大きさを大きく設定することができる。【００４２】
図４Ａおよび図４Ｂは、本実施形態に係る送信アンテナ装置４００の一例を示す図である。送信アンテナ装置４００は、ＭＩＭＯアレー（空間相関値の小さいアレー）４０１とＢＦアレー（空間相関値の比較的大きいアレー）４０２を有する。ＭＩＭＯアレー４０１は、図３Ａおよび図３Ｂに示したようなアンテナ素子を複数（４０１−１〜４０１−４）有する。遅延素子による位相差を比較的大きい値に設定して仰角方向にθ１のチルト角を付加する。ＢＦアレー４０２も、図３Ａおよび図３Ｂに示したようなアンテナ素子を複数（４０２−１〜４０２−８）有し、遅延素子による位相差を比較的小さい値に設定（あるいは位相差を与えない）して、仰角方向にθ２のチルト角を付加する。このとき、位相差を適切に設定することによりθ１をθ２よりも大きい値に設定する。これにより、ＭＩＭＯアレー４０１から送信されるビーム４０３は、ＢＦアレー４０２から送信されるビーム４０４に比べて、送信装置に近い位置にいる移動局装置に対してビームを向けることができる。【００４３】
このように、ＭＩＭＯを用いるモード（ＭＩＭＯモード）とビームフォーミングを用いるモード（ＢＦモード）で、異なる送信アンテナを用い、それぞれのモードで用いる送信アンテナ（空間相関値が小さいアレーアンテナおよび空間相関値が比較的大きいアレーアンテナ）のチルト角を異ならせることにより、効率的なデータ送信を行なうことができる。【００４４】
なお、上記各実施形態では、２つのアレーアンテナに異なるチルト角をつける際に、物理的にチルトさせる方法と、電気的にチルトさせる方法を示したが、本発明は、これに限るものではない。例えば、ＭＩＭＯモードとＢＦモードで、仰角方向の指向性パターンが異なるアンテナを用いるなど、その他の方法により、２つのアレーアンテナに異なるチルト角をつける場合であっても、本発明を適用することができる。【００４５】
（第３の実施形態）
第１の実施形態および第２の実施形態では、送信アンテナ装置の構成の例を示した。本実施形態では、ＭＩＭＯモードとＢＦモードのサブフレーム構成の一例を用いて、ＭＩＭＯアレーとＢＦアレーから送信する信号に関して説明する。図５は、下りリンクのサブフレーム構成の一例を示す図である。サブフレームは、データチャネル（ＰＤＳＣＨ（Physical Downlink Shared CHannel）あるいはＰＭＣＨ（Physical Multimedia broadcast multicast service CHannel））、制御チャネル（ＰＣＦＩＣＨ（Physical Control Format Indication CHannel）、ＰＨＩＣＨ（Physical Hybrid automatic repeat request Indicator CHannel）、ＰＤＣＣＨ（Physical Downlink Control CHannel））および同期信号と参照信号を含む。【００４６】
各サブフレームは、時間方向に複数（図５では２つ）のスロットを含み、さらに周波数方向に所定数（図５では１２本）のサブキャリア毎にまとめられている。時間方向に１スロット、周波数方向に所定数のサブキャリアをまとめた領域はＰＲＢ（Physical Resource Block）と呼ばれ、ＰＲＢが移動局装置を割り当てる単位である。図６は、ＭＩＭＯモードの移動局装置宛のＰＲＢの構成の一例を示す図である。なお、図６には複数のＭＩＭＯのポート（論理ポート、アンテナポート）に対応するＰＲＢ構成のうち、ひとつのポート（ここではポート＃０とする）に対応するＰＲＢ構成のみを示している。図６のＰＲＢは、物理制御チャネル、物理共用チャネル、共通参照信号を含む。共通参照信号は、ＭＩＭＯの各ポート間で時間あるいは周波数分割多重されており、一つのポートから共通参照信号がマッピングされている位置では、その他のポートではヌル信号がマッピングされ、直交化されている。すなわち、このポートのヌル信号の位置では、他のポートのいずれかの共通参照信号が送信されている。物理制御チャネルは、複数のＭＩＭＯポートを用いて、ダイバーシチ送信されている。【００４７】
図７および図８は、ＢＦモードの移動局装置宛のＰＲＢの構成の一例を示す図である。ＢＦモードの移動局装置宛のＰＲＢにおいても、物理制御チャネル、共通参照信号はＭＩＭＯのポートから送信する。ここで、図７はＭＩＭＯのポート、図８はＢＦのポートから送信される信号を示しており、同じＰＲＢである。なお、図７には複数のＭＩＭＯポートに対応するＰＲＢ構成のうち、ひとつのポート（ここではポート＃０とする）に対応するＰＲＢ構成のみを示している。図７に示すＰＲＢは、物理制御チャネル、共通参照信号を含む。共通参照信号は、ＭＩＭＯの各ポート間で時間あるいは周波数分割多重されており、一つのポートから共通参照信号がマッピングされている位置では、その他のポートではヌル信号がマッピングされ、直交化されている。すなわち、このポートのヌル信号の位置では、他のポートのいずれかの共通参照信号が送信されている。【００４８】
また、ＢＦのポートで物理共用チャネルおよび個別参照信号がマッピングされている位置においても、ＭＩＭＯの全てのポートではヌル信号がマッピングされ、ＢＦのポートとＭＩＭＯの各ポートが直交化されている。物理制御チャネルは、複数のＭＩＭＯポートを用いて、ダイバーシチ送信されている。図８に示すＰＲＢは、物理共用チャネル、個別参照信号を含む。個別参照信号は、ＢＦのポートから送信されるＰＲＢのみに挿入される参照信号である。ＭＩＭＯの各ポートで物理制御チャネルおよび共通参照信号がマッピングされている位置では、ＢＦのポートではヌル信号がマッピングされ、直交化されている。【００４９】
なお、物理制御チャネルの送信の仕方として、ダイバーシチ送信するものとして説明したが、ＭＩＭＯの各ポートを用いて空間多重するなど、ＭＩＭＯのポートを用いる他の方法を採用することもできる。【００５０】
次に、論理ポートと送信アレーアンテナとの関連付けについて説明する。上記のＭＩＭＯのポートのそれぞれは、第１の実施形態におけるＭＩＭＯアレー２０１の各アンテナ素子２０１−１〜２０１−４に関連付けられる一方、上記のＢＦのポートは、第１の実施形態におけるＢＦアレー２０２全体に関連付けられる。このようにして、ＭＩＭＯモードの移動局装置宛のＰＲＢでは、物理制御チャネル、物理共用チャネル、共通参照信号がθ１のチルト角で送信される。また、ＢＦモードの移動局装置宛のＰＲＢでは、物理制御チャネル、共通参照信号がθ１のチルト角で送信され、物理共用チャネル、個別参照信号がθ２のチルト角で送信される。これにより、ＢＦモードでは、物理共用チャネル、個別参照信号は、物理制御チャネル、物理共用チャネル、共通参照信号に比べて、送信装置から遠い位置にいる移動局装置に対してビームを向けることができる。【００５１】
なお、ここでは、ＭＩＭＯのポートとＭＩＭＯアレーのアンテナ素子とを一対一対応で関連付けする場合について説明したが、本発明は、これに限るものではない。例えば、ＭＩＭＯのひとつのポート（仮想ポート）を複数のアンテナ素子に関連付けてもよい。【００５２】
また、ここでは、ＢＦのポートはセルの外側に存在する移動局装置に対して用いるポートであると説明したが、セル間協調通信を行うポートも含まれる。すなわち、隣接セルに存在する移動局装置に対してビームを形成し、協調して信号を送信するポートも含む。この場合、セルの外側とはＢＦアレーにより移動局装置を収容する領域であり、隣接セルも含む。【００５３】
このように、ＭＩＭＯを用いるモード（ＭＩＭＯモード）とビームフォーミングを用いるモード（ＢＦモード）で、異なる送信アンテナを用い、それぞれのモードで用いる送信アンテナ（空間相関値が小さいアレーアンテナおよび空間相関値が比較的大きいアレーアンテナ）のチルト角を異ならせることにより、効率的なデータ送信を行なうことができる。【００５４】
なお、上記各実施形態では、２つのアレーアンテナを用いて送信する例を用いて説明したが、本発明は、これに限るものではない。３つ以上のアレーアンテナを用いて送信する場合であっても、その中の任意の２つのアレーアンテナの組合せが、ＭＩＭＯモードとＢＦモードで用いられる場合についても、同様に適用することができる。【００５５】
なお、上記各実施形態では、送信の場合について説明したが、受信の場合においても本発明を適用することができる。すなわち、ＭＩＭＯ受信を行なう受信アレーアンテナとＢＦ受信を行なう受信アレーアンテナを有し、ＭＩＭＯ受信を行なう受信アレーアンテナのチルト角を、ＢＦ受信を行なう受信アレーアンテナのチルト角よりも大きく設定することにより、送信の場合と同様に効果を得ることができる。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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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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【手続補正書】
【提出日】平成22年9月9日(2010.9.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｉｎｐｕｔ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｏｕｔｐｕｔ）送信を行なう第１のアレーアンテナと、
前記第１のアレーアンテナよりも小さいダウンチルト角を有し、ビームフォーミングを行なう第２のアレーアンテナと、を備えることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項２】
複数のアンテナ素子を有する第１のアレーアンテナと、
前記第１のアレーアンテナよりも小さいダウンチルト角を有すると共に、前記第１のアレーアンテナよりもアンテナ素子間の空間相関値が大きい第２のアレーアンテナと、を備えることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項３】
前記第２のアレーアンテナのアンテナ素子間の距離は、前記第１のアレーアンテナのアンテナ素子間の距離よりも小さいことを特徴とする請求項２記載のアンテナ装置。
【請求項４】
移動局装置と無線通信を行なう基地局装置であって、
ＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｉｎｐｕｔ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｏｕｔｐｕｔ）送信を行なう第１のアレーアンテナと、
前記第１のアレーアンテナよりも小さいダウンチルト角を有し、ビームフォーミングを行なう第２のアレーアンテナと、を備えることを特徴とする基地局装置。
【請求項５】
移動局装置に対して、
前記第１のアレーアンテナから共通参照信号を送信し、
前記第２のアレーアンテナから個別参照信号を送信することを特徴とする請求項４記載の基地局装置。
【請求項６】
移動局装置と無線通信を行なう基地局装置であって、
複数のアンテナ素子を有する第１のアレーアンテナと、
前記第１のアレーアンテナよりも小さいダウンチルト角を有すると共に、前記第１のアレーアンテナよりもアンテナ素子間の空間相関値が大きい第２のアレーアンテナと、を備えることを特徴とする基地局装置
【請求項７】
移動局装置に対して、
前記第１のアレーアンテナから共通参照信号を送信し、
前記第２のアレーアンテナから個別参照信号を送信することを特徴とする請求項６記載の基地局装置。
【請求項８】
移動局装置に対して、伝送レートが異なる複数の送信モードを用いて送信データを送信する請求項６記載の基地局装置であって、
前記第１のアレーアンテナを用いて第１の送信モードで送信データを送信し、
前記第２のアレーアンテナを用いて、前記第１の送信モードよりも伝送レートが低い第２の送信モードで送信データを送信することを特徴とする基地局装置。
【請求項９】
移動局装置に対して、伝送レートが異なる複数の送信モードを用いて送信データを送信する基地局装置であって、
第１のアレーアンテナと、
前記第１のアレーアンテナよりも小さいダウンチルト角を有する第２のアレーアンテナと、を備え、
前記第１のアレーアンテナを用いて、第１の送信モードで送信データを送信し、
前記第２のアレーアンテナを用いて、前記第１の送信モードよりも伝送レートが低い第２の送信モードで送信データを送信することを特徴とする基地局装置。
【請求項１０】
移動局装置に対して、物理制御チャネルと物理共用チャネルとを送信する基地局装置であって、
第１のアレーアンテナと、
前記第１のアレーアンテナよりも小さいダウンチルト角を有する第２のアレーアンテナと、を備え、
前記第１のアレーアンテナを用いて、前記物理制御チャネルを送信し、
前記第２のアレーアンテナを用いて、前記物理共用チャネルを送信することを特徴とする基地局装置。
【請求項１１】
複数のアンテナ素子を有する第１のアレーアンテナと、
前記第１のアレーアンテナよりも小さいダウンチルト角を有すると共に、前記第１のアレーアンテナよりもアンテナ素子間隔が小さい第２のアレーアンテナと、を備えることを特徴とするアンテナ装置。
【国際調査報告】
2010055749.tif 000014
2010055749.tif 000015