(57)【要約】  チャネル推定の方法は、通信装置に至る一次送信パスを有する主送信ポイントの位置情報、ならびに主送信ポイントと、通信装置との間にある少なくとも1つの二次送信パスによって主送信ポイントに関連付けられる、少なくとも1つのミラー送信ポイントの位置情報を決定するステップと、主送信ポイント、および少なくとも1つのミラー送信ポイントの位置情報と、通信装置のアンテナアレイのアンテナの位置情報とに従って、主送信ポイントと通信装置との間にある一次チャネル、ならびに少なくとも1つのミラー送信ポイントと、通信装置との間にある、少なくとも1つの二次チャネルとを推定するステップと、推定した一次チャネル、および少なくとも1つの推定した二次チャネルの使用を指示するステップとを含む。
2019505147.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
チャネル推定の方法であって、前記方法は、
通信装置によって、前記通信装置に至る一次送信パスを有する主送信ポイントの位置情報、ならびに前記主送信ポイントと、前記通信装置との間にある少なくとも1つの二次送信パスによって前記主送信ポイントに関連付けられる、少なくとも1つのミラー送信ポイントの位置情報を決定するステップと、
前記主送信ポイント、および前記少なくとも1つのミラー送信ポイントの前記位置情報と、前記通信装置のアンテナアレイのアンテナの位置情報とに従って、前記通信装置によって、前記主送信ポイントと前記通信装置との間にある一次チャネル、ならびに前記少なくとも1つのミラー送信ポイントと、前記通信装置との間にある、少なくとも1つの二次チャネルとを推定するステップと、
前記通信装置によって、前記推定した一次チャネル、および前記少なくとも1つの推定した二次チャネルの使用を指示するステップと
を含む、方法。
【請求項２】
前記主送信ポイントの前記位置情報を決定するステップが、メッセージ内にある前記主送信ポイントの前記位置情報を受信することを含む、請求項1に記載の方法。
【請求項３】
前記主送信ポイントの前記位置情報を決定するステップが、前記主送信ポイントの前記位置情報を決定するために、取得手順を実行することを含む、請求項1または2に記載の方法。
【請求項４】
前記少なくとも1つのミラー送信ポイントの前記位置情報を決定するステップが、前記主送信ポイントの前記位置情報と、前記通信装置、および前記主送信ポイントを含む通信システムの物理的配置に関する、物理環境的配置（PED）情報とに従って、前記少なくとも1つのミラー送信ポイントの前記位置情報を導き出すことを含む、請求項1から3のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記PED情報が、送信を反射する面の数、位置、種類、形状、反射特性、透過特性、および配向と、送信を吸収する面の数、位置、種類、形状、吸収特性、透過特性、および配向とのうちの少なくとも1つについての情報を含む、請求項1から4のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記推定した一次チャネル、および前記少なくとも1つの推定した二次チャネルの前記使用を指示する前記ステップが、前記推定した一次チャネル、および前記少なくとも1つの推定した二次チャネルに関する情報を保存することと、前記推定した一次チャネル、および前記少なくとも1つの推定した二次チャネルを表示する信号を発信することのうちの少なくとも1つを含む、請求項1から5のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記推定した一次チャネル、および前記少なくとも1つの推定した二次チャネルの前記使用を指示する前記ステップが、
前記推定した一次チャネル、および前記少なくとも1つの推定した二次チャネルと、前記アンテナアレイの前記アンテナの前記位置情報とに従って、ビームフォーミング係数を生成することと、
前記アンテナアレイの前記アンテナに、前記ビームフォーミング係数を提供することと
を含む、請求項1から6のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記通信装置が、前記送信ポイントの近接場にある、請求項1から7のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
他の通信装置からの、前記一次チャネル、および前記少なくとも1つの二次チャネルの推定に従って、前記推定した一次チャネル、および前記少なくとも1つの推定した二次チャネルを調整するステップ
をさらに含む、請求項1から8のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記推定した一次チャネル、および前記少なくとも1つの推定した二次チャネルを、前記他の通信装置と交換するステップ
をさらに含む、請求項1から9のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
前記推定した一次チャネル、および前記少なくとも1つの推定した二次チャネルを、データベースに記憶するステップ
をさらに含む、請求項1から10のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
複数入力複数出力（MIMO）通信装置であって、
アンテナアレイと、
プロセッサと、
前記プロセッサで実行するためのプログラムを記憶する、コンピュータ可読記憶媒体であって、前記プログラムは、
前記MIMO通信装置に至る一次送信パスを有する、主送信ポイントの位置情報、ならびに前記主送信ポイントと、前記MIMO通信装置との間にある少なくとも1つの二次送信パスによって前記主送信ポイントに関連付けられる、少なくとも1つのミラー送信ポイントの位置情報を決定し、
前記主送信ポイント、および前記少なくとも1つのミラー送信ポイントの前記位置情報と、前記アンテナアレイのアンテナの位置情報とに従って、前記送信ポイントと、前記MIMO通信装置との間にある一次チャネル、ならびに前記少なくとも1つのミラー送信ポイントと、前記MIMO通信装置との間にある、少なくとも1つの二次チャネルとを推定し、
前記推定した一次チャネル、および前記少なくとも1つの推定した二次チャネルの使用を指示する
ように前記MIMO通信装置を構成する命令を含む、コンピュータ可読記憶媒体と
を備える、複数入力複数出力（MIMO）通信装置。
【請求項１３】
前記プログラムが、メッセージ内にある前記主送信ポイントの前記位置情報を受信する命令を含む、請求項12に記載のMIMO通信装置。
【請求項１４】
前記プログラムが、前記主送信ポイントの前記位置情報を決定するために、取得手順を実行する命令を含む、請求項12または13に記載のMIMO通信装置。
【請求項１５】
前記プログラムが、前記主送信ポイントの前記位置情報と、前記通信装置、および前記主送信ポイントを含む、通信システムの物理的配置に関する、物理環境的配置（PED）情報とに従って、前記少なくとも1つのミラー送信ポイントの前記位置情報を導き出す命令を含む、請求項12から14のいずれか一項に記載のMIMO通信装置。
【請求項１６】
前記プログラムが、前記推定した一次チャネル、および前記少なくとも1つの推定した二次チャネルに関する情報を保存することと、前記推定した一次チャネル、および前記少なくとも1つの推定した二次チャネルを表示する信号を発信することのうちの少なくとも1つを行う命令を含む、請求項12から15のいずれか一項に記載のMIMO通信装置。
【請求項１７】
前記プログラムが、前記推定した一次チャネル、および前記少なくとも1つの推定した二次チャネルと、前記アンテナアレイの前記アンテナの前記位置情報とに従って、ビームフォーミング係数を生成し、前記アンテナアレイの前記アンテナに、前記ビームフォーミング係数を提供する命令を含む、請求項12から16のいずれか一項に記載のMIMO通信装置。
【請求項１８】
前記MIMO通信装置が、大規模MIMO通信装置である、請求項12から17のいずれか一項に記載のMIMO通信装置。
【請求項１９】
前記プログラムが、他の通信装置からの、前記一次チャネル、および前記少なくとも1つの二次チャネルの推定に従って、前記推定した一次チャネル、および前記少なくとも1つの推定した二次チャネルを調整する命令を含む、
請求項12から18のいずれか一項に記載のMIMO通信装置。
【請求項２０】
複数入力複数出力（MIMO）通信システムであって、
主送信ポイントと、
直交基準信号を送信するように構成された、位置決めシステムと、
MIMO通信装置であって、
複数のアンテナユニットを有するアンテナアレイと、
プロセッサと、
前記プロセッサで実行するためのプログラムを記憶する、コンピュータ可読記憶媒体であって、前記プログラムは、
前記位置決めシステムが送信した前記直交基準信号に従って、前記アンテナアレイのアンテナの位置情報を決定し、
前記MIMO通信装置に至る一次送信パスを有する、前記主送信ポイントの位置情報、ならびに前記主送信ポイントと、前記MIMO通信装置との間にある少なくとも1つの二次送信パスによって前記主送信ポイントに関連付けられる、少なくとも1つのミラー送信ポイントの位置情報を決定し、
前記主送信ポイント、および前記少なくとも1つのミラー送信ポイントの前記位置情報と、前記アンテナアレイのアンテナの前記位置情報とに従って、前記主送信ポイントと、前記MIMO通信装置との間にある一次チャネル、ならびに前記少なくとも1つのミラー送信ポイントと、前記MIMO通信装置との間にある、少なくとも1つの二次チャネルとを推定し、
前記推定した一次チャネル、および前記少なくとも1つの推定した二次チャネルと、前記アンテナアレイの前記アンテナの前記位置情報とに従って、ビームフォーミング係数を生成し、
前記アンテナアレイの前記アンテナに、前記ビームフォーミング係数を提供し、
前記アンテナアレイを用いて、前記主送信ポイント、および前記少なくとも1つのミラー送信ポイントと通信する
ように前記MIMO通信装置を構成する命令を含む、コンピュータ可読記憶媒体と
を含む、MIMO通信装置とを備える、
複数入力複数出力（MIMO）通信システム。
【請求項２１】
前記位置決めシステムが、複数の基準信号発信機を備え、各基準信号発信機が、直交基準信号を送信するように構成される、請求項20に記載のMIMO通信システム。
【請求項２２】
前記アンテナアレイが、不規則なアンテナユニット間隔を有する、非平面アンテナアレイである、請求項20または21に記載のMIMO通信システム。
【請求項２３】
前記プログラムが、メッセージ内にある前記送信ポイントの前記位置情報を受信する命令を含む、請求項20から22のいずれか一項に記載のMIMO通信システム。
【請求項２４】
前記プログラムが、前記送信ポイントの前記位置情報と、前記主送信ポイントおよび前記MIMO通信装置を含む、通信システムの物理的配置に関する、物理環境的配置（PED）情報とに従って、前記少なくとも1つのミラー送信ポイントの前記位置情報を導き出す命令を含む、請求項20から23のいずれか一項に記載のMIMO通信システム。
【請求項２５】
前記プログラムが、アンテナに関する前記ビームフォーミング係数を前記アンテナに提供する命令を含む、請求項20から24のいずれか一項に記載のMIMO通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本願は「System and Method for Multi−Source Channel Estimation」という名称の、2015年11月17日に出願された、出願番号が14／944，013の米国非仮出願の優先権を主張し、この出願は、参照することによって本願に組み込まれる。
【０００２】
本開示は一般にデジタル通信に関し、より詳細には、マルチソースチャネル推定のためのシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
一般に、複数入力複数出力（MIMO）は、複数の送信アンテナと、複数の受信アンテナとを使用することによって、無線リンクの容量を増加させる。MIMOは、無線リンクの容量を増加させるために、マルチパス伝播を利用する。MIMOは、無線リンクの容量を増加させるのに有効なことが証明されており、WiFi、または無線LANのIEEE 802．11n、およびIEEE 802．11ac、HSPA＋（Evolved High−Speed Packet Access）、WiMAX（Worldwide Interoperability for Microwave Access）、ならびに3GPP（Third Generation Partnership Project）LTE（Long Term Evolution）Advancedを含む、様々な技術基準に受け入れられている。
【０００４】
送信アンテナ、および受信アンテナの数を、比較的少数（約10以下）から、かなり大きい数（約100、1000、10000以上）まで増やせば、無線リンクの容量をさらに大きく増加させることができる。このようなMIMO通信システムは、大規模MIMO通信システムと呼ばれる。
【０００５】
チャネル推定は、複雑で時間がかかる作業である。マルチパスモデルでは、チャネル推定は、各アンテナのマルチパスごとに行われ、かつ各マルチパスを介して送信された基準信号を、送信機と受信機との各対ごとに個別に受信することを含む。したがって、大規模MIMO通信装置などのMIMO通信装置では、チャネル推定の数が非常に大きくなる場合がある。例えば、3つのマルチパスを有する、10000アンテナのMIMO通信装置では、1つのアンテナを装備したユーザに対してであっても、30000のチャネル推定が存在することになる。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
例示的な実施形態は、マルチソースチャネル推定のためのシステムおよび方法を提供する。
【０００７】
例示的な実施形態によれば、チャネル推定の方法が提供される。本方法は、通信装置によって、通信装置に至る一次送信パスを有する主送信ポイントの位置情報、ならびに主送信ポイントと、通信装置との間にある少なくとも1つの二次送信パスによって主送信ポイントに関連付けられる、少なくとも1つのミラー送信ポイントの位置情報を決定するステップと、主送信ポイント、および少なくとも1つのミラー送信ポイントの位置情報と、通信装置のアンテナアレイのアンテナの位置情報とに従って、通信装置によって、主送信ポイントと通信装置との間にある一次チャネル、ならびに少なくとも1つのミラー送信ポイントと、通信装置との間にある、少なくとも1つの二次チャネルとを推定するステップと、通信装置によって、推定した一次チャネル、および少なくとも1つの推定した二次チャネルの使用を指示するステップとを含む。
【０００８】
別の例示的な実施形態によれば、複数入力複数出力（MIMO）通信装置が提供される。MIMO通信装置は、アンテナアレイと、プロセッサと、プロセッサが実行するためのプログラムを記憶する、コンピュータ可読記憶媒体とを備える。プログラムは、MIMO通信装置に至る一次送信パスを有する主送信ポイントの位置情報、ならびに主送信ポイントと、MIMO通信装置との間にある少なくとも1つの二次送信パスによって主送信ポイントに関連付けられる、少なくとも1つのミラー送信ポイントの位置情報を決定し、主送信ポイント、および少なくとも1つのミラー送信ポイントの位置情報と、アンテナアレイのアンテナの位置情報とに従って、送信ポイントとMIMO通信装置との間にある一次チャネル、ならびに少なくとも1つのミラー送信ポイントと、MIMO通信装置との間にある、少なくとも1つの二次チャネルとを推定し、推定した一次チャネル、および少なくとも1つの推定した二次チャネルの使用を指示するようにMIMO通信装置を構成する命令を含む。
【０００９】
別の例示的な実施形態によれば、複数入力複数出力（MIMO）通信システムが提供される。MIMO通信システムは、主送信ポイントと、直交基準信号を送信するように構成された位置決めシステムと、MIMO通信装置とを備える。MIMO通信装置は、複数のアンテナユニットを含むアンテナアレイと、プロセッサと、プロセッサが実行するためのプログラムを記憶する、コンピュータ可読記憶媒体とを備える。プログラムは、位置決めシステムが送信した直交基準信号に従って、アンテナアレイのアンテナの位置情報を決定し、MIMO通信装置に至る一次送信パスを有する、主送信ポイントの位置情報、ならびに主送信ポイントと、MIMO通信装置との間にある少なくとも1つの二次送信パスによって主送信ポイントに関連付けられる、少なくとも1つのミラー送信ポイントの位置情報を決定し、主送信ポイント、および少なくとも1つのミラー送信ポイントの位置情報と、アンテナアレイのアンテナの位置情報とに従って、主送信ポイントと、MIMO通信装置との間にある一次チャネル、ならびに少なくとも1つのミラー送信ポイントと、MIMO通信装置との間にある、少なくとも1つの二次チャネルとを推定し、推定した一次チャネル、および少なくとも1つの推定した二次チャネルと、アンテナアレイのアンテナの位置情報とに従って、ビームフォーミング係数を生成し、アンテナアレイのアンテナに、ビームフォーミング係数を提供し、アンテナアレイを用いて、主送信ポイント、および少なくとも1つのミラー送信ポイントと通信するようにMIMO通信装置を構成する命令を含む。
【００１０】
前述の実施形態を実施して、信号ソース位置を決定し、信号ソースおよびアンテナの位置情報を用いて、信号ソースと個別のアンテナとの間のチャネルを推定することによって、大規模MIMO通信装置において複雑性の低いチャネル推定を行うことが可能になる。
【００１１】
本開示、およびその利点をより完全に理解するために、ここで以下の説明を添付の図面と併せて参照する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本明細書で説明する例示的な実施形態による、MIMO受信を強調表示した、例示的な通信システムを示す。
【図２】本明細書で説明する例示的な実施形態による、MIMO送信を強調表示した、例示的な通信システムを示す。
【図３】本明細書で説明する例示的な実施形態による、遠場ソースおよび近接場ソースを強調表示した、例示的な通信システムを示す。
【図４】本明細書で説明する例示的な実施形態による、一次パスおよび二次パスを強調表示した、例示的な通信システムを示す。
【図５】本明細書で説明する例示的な実施形態による、二次パスを通って平面で反射する送信のモデルを強調表示した、例示的な通信システムを示す。
【図６】本明細書で説明する例示的な実施形態による、二次パスを通って破面で反射する送信のモデルを強調表示した、例示的な通信システムを示す。
【図７】本明細書で説明する例示的な実施形態による、二次パスを通って曲面で反射する送信のモデルを強調表示した、例示的な通信システムを示す。
【図８】本明細書で説明する例示的な実施形態による、遮断物を有する二次パスを通る送信のモデルを強調表示した、例示的な通信システムを示す。
【図９Ａ】本明細書で説明する例示的な実施形態による、アンテナアレイを有する通信装置で生じる、例示的な動作の流れ図を示す。
【図９Ｂ】本明細書で説明する例示的な実施形態による、チャネル推定の使用を指示することで生じる、例示的な動作の流れ図を示す。
【図１０】本明細書で説明する例示的な実施形態による、一次パスおよび二次パスと、関連するミラーソースとを強調表示した、例示的な通信システムを示す。
【図１１】本明細書で説明する例示的な実施形態による、長方形の部屋のモデル図を示す。
【図１２】本明細書で説明する例示的な実施形態による、主ソースおよびミラーソースの位置を強調表示した、長方形の部屋の二次元視を示す。
【図１３】本明細書で説明する例示的な実施形態による、通信システムの第1の例示的な配置を示す。
【図１４Ａ】本明細書で説明する例示的な実施形態による、通信システムの第2の例示的な配置を示す。
【図１４Ｂ】本明細書で説明する例示的な実施形態による、図14Aの通信システムにおけるアクセスポイントの配置を示す。
【図１５】本明細書で説明する例示的な実施形態による、例示的な低エントロピー環境を示す。
【図１６】本明細書で説明する例示的な実施形態による、例示的な高エントロピー環境を示す。
【図１７】本明細書で説明する例示的な実施形態による、MIMO通信装置のアーキテクチャを強調表示した、例示的なMIMO通信装置を示す。
【図１８】本明細書で説明する例示的な実施形態による、例示的な大規模MIMO通信システムを示す。
【図１９】本明細書で説明する方法を実行するための、処理システムの実施形態のブロック図を示す。
【図２０】本明細書で説明する例示的な実施形態による、通信ネットワークを介して信号を送受信するように適合された、送受信機のブロック図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
現行の例示的な実施形態の動作、およびその構造について、以下で詳細に説明する。しかしながら、本開示は、多種多様な特定の状況で具体化され得る、多くの適用可能な発明の概念を提供するものであることを理解されたい。説明される特定の実施形態は、単に、本明細書で開示される実施形態の特定の構造、および実施形態の動作方法を例示するものであり、本開示の範囲を限定するものではない。
【００１４】
一実施形態は、マルチソースチャネル推定に関する。例えば、MIMO通信装置は、通信装置に至る一次送信パスを有する主送信ポイントの位置情報、ならびに主送信ポイントと、通信装置との間にある少なくとも1つの二次送信パスによって主送信ポイントに関連付けられる、少なくとも1つのミラー送信ポイントの位置情報を決定し、主送信ポイント、および少なくとも1つのミラー送信ポイントの位置情報と、通信装置のアンテナアレイのアンテナの位置情報とに従って、主送信ポイントと通信装置との間にある一次チャネル、ならびに少なくとも1つのミラー送信ポイントと、通信装置との間にある、少なくとも1つの二次チャネルを推定し、推定した一次チャネル、および少なくとも1つの推定した二次チャネルの使用を指示する。
【００１５】
本実施形態は、特定の状況にある例示的な実施形態、すなわち多数の送信アンテナおよび受信アンテナを有するアンテナアレイで非常に大規模なビームフォーミングを支援する、MIMO通信システムに対して説明される。本実施形態は、3GPP、IEEE 802．11、WiMAX、HSPAなどの技術標準に準拠したものなどの、標準に準拠した通信システム、ならびに非常に多数の送信アンテナ、および受信アンテナを有するアンテナアレイを用いたビームフォーミングを支援する、標準非準拠のMIMO通信システムに適用されてもよい。
【００１６】
図1は、MIMO受信を強調表示した、例示的な通信システム100を示す。通信システム100は、ユーザ＃1 120、ユーザ＃2 122、およびユーザ＃K 124などのK個のユーザにサービスを提供するMIMO基地局105を含み、ここでKは、1以上の整数である。MIMO基地局105は、アンテナ＃1 110、アンテナ＃2 112、およびアンテナ＃M 114などのM個の受信アンテナを含み、ここでMは、1以上の整数である。大規模MIMOの実装において、Mはおよそ数百、数千、数万、またはさらに多くてもよい。大規模MIMOの特殊な事例は、マッシブMIMO（massive MIMO）と呼ばれる。マッシブMIMOは、100000個以上の極めて多数のアンテナを含み得る。基地局は、アクセスポイント、NodeB、eNodeB（eNB）、通信コントローラなどと呼ばれてもよく、ユーザは、移動局、モバイル、端末、加入者、ユーザ機器（UE）などと呼ばれてもよい。MIMO基地局105は、ユーザが送信し、MIMO基地局105が受信した信号を推定するように構成された、中央処理ユニット130をさらに含む。
【００１７】
通信システムは、いくつかのユーザと通信できる複数の基地局を使用し得ることは理解されているが、簡略化するために、1つの基地局と、いくつかのユーザのみを示す。
【００１８】
通信システム100では、K個のユーザが、同じ通信システムリソース（例えば、時間周波数リソース）を共有している。説明を簡単にするために、各ユーザは、アンテナを1つのみ装備している。しかしながら、本明細書で示す例示的な実施形態は、任意の数のアンテナを有するユーザに対して動作可能である。MIMO基地局105のM個の受信アンテナはそれぞれ、独自の無線周波数（RF）ハードウェア（フィルタ、増幅器、ミキサ、変調器、復調器、コンステレーションマッパ（constellation mapper）、コンステレーションデマッパ（constellation demapper）など）、アナログデジタル（A／D）変換器、デジタルアナログ変換器（D／A）、ならびに限られた量の処理を行える、ローカル処理ユニットを備えている。ローカル処理ユニット、アンテナ、および関連ハードウェアは、アンテナユニット（AU）と呼ばれてもよい。ローカル処理ユニットは、本明細書ではAU処理ユニットとも呼ばれる。
【００１９】
通信システム100は、以下の数式で表現できる、数学モデルとして表されてもよい。
【数１】
2019505147.tif 000003
または
Y＝A・X＋N
ここでXは、長さKの送信シンボルベクトルであり、各要素xkは、ユーザkに関連付けられたデータシンボルを表し、Yは、長さMの受信サンプルベクトルであり、各要素ymは、受信アンテナmのサンプルを表し、Nは、長さMの受信機雑音サンプルベクトルであり、各要素nmは、受信アンテナで受信した雑音を表し、Nは加算性白色ガウス雑音（AWGN）と想定され、Aは大きさM×Kのチャネル行列であって、各要素am，kは、ユーザkと受信アンテナmとの間のチャネル伝達関数を表し、KはMIMO基地局105によってサービスを提供されるユーザの数であり、MはMIMO基地局105の受信アンテナの数である。一般に、MIMO受信機は、前記の数式を解いて、受信サンプルベクトルYを与えられ、送信シンボルベクトルXに可能な限り近い、送信シンボルベクトルXの推定（
【数２】
2019505147.tif 000004
で示す）を求めなければならない。
【００２０】
図2は、MIMO送信を強調表示した、例示的な通信システム200を示す。通信システム200は、ユーザ＃1 220、ユーザ＃2 222、およびユーザ＃K 224などのK個のユーザにサービスを提供するMIMO基地局205を含み、ここでKは、1以上の整数である。MIMO基地局205は、アンテナ＃1 210、アンテナ＃2 212、およびアンテナ＃M 214などのM本の送信アンテナを含み、ここでMは、2以上の整数である。大規模MIMOの実装において、Mはおよそ数百、数千、数万、またはさらに多くてもよい。MIMO基地局205は、ユーザKへのプリコーディング送信を補助するように構成された、中央処理ユニット230をさらに含む。中央処理ユニット230は、チャネル推定を補助するようにさらに構成される。
【００２１】
通信システム200は、以下の数式で表現できる、数学モデルとして表されてもよい。
【数３】
2019505147.tif 000005
または
R＝A・W・X＋N
ここでXは、長さKの送信シンボルベクトルであり、各要素xkは、ユーザkのシンボルを表し、Rは、長さKの受信サンプルベクトルであり、各要素rkは、ユーザkが受信したサンプルを表し、Nは、長さKの受信機雑音ベクトルであり、各要素nkは、ユーザkが受信した雑音を表し（NはAWGNと想定される）、Aは大きさM×Kのチャネル行列であって、各要素am，kは、ユーザkと送信アンテナmとの間のチャネル伝達関数を表し、Wは、大きさM×Kのプリコーディング行列である。
【００２２】
前述したように、ビームフォーミングは、指向性通信（信号送信および／または受信）に用いられる、信号処理技術である。ビームフォーミングは、いくつかの方向が強め合う干渉を経る一方で、他の方向が弱め合う干渉を経ることによって、意図した方向に通信ビームを生成するように、アンテナ素子を結合することを含む。したがって、ビームフォーミングを使用するために、通信装置は、通信している他の通信装置に関する方向情報を取得する必要がある。通信装置は方向情報からアンテナ係数を生成して、他の通信装置に導かれる通信ビームを生成することができる。
【００２３】
遠場では、大規模MIMO通信装置のアンテナアレイと、UEとの間の距離は十分に大きく（一般に、大規模MIMO通信装置と、UEとの間の距離は、アンテナアレイの寸法の10倍よりも大きい）、その結果、UEからアンテナアレイに到達する通信ビームは、平行とみなされる。しかしながら、近接場では、大規模MIMO通信装置と、UEとの間の距離がそれほど大きくないために、通信ビームが平行になるという前提は維持されない。
【００２４】
図3は、遠場ソースおよび近接場ソースを強調表示した、例示的な通信システム300を示す。通信システム300は、アンテナ307、およびアンテナ309などの複数のアンテナを含む、アンテナアレイ305を備える。通信システム300は、遠場ソース310と、近接場ソース315とをさらに備える。遠場ソース310は、アンテナアレイ305の寸法よりも少なくとも10倍遠い距離に、アンテナアレイ305から離して配置され、近接場ソース315は、アンテナアレイ305の寸法の10倍よりも近い場所に、アンテナアレイ305から離して配置される。
【００２５】
通信ビーム312、および314などの、遠場ソース310からの通信ビームは、アンテナアレイ305に到達する際は平行（またはほぼ平行）である。通信ビームが平行なので、到着方向が同じになる。その一方で、通信ビーム317、および319などの、近接場ソース315からの通信ビームは、アンテナアレイ305に到達する際に平行ではない。したがって、近接場ソース315からの通信ビームの到達方向は異なる。
【００２６】
送信ポイント（例えば、ダウンリンク送信中のAP、またはアップリンク送信中のUE）から、受信ポイント（例えば、ダウンリンク送信中のUE、またはアップリンク送信中のAP）に至る送信が行われるときは、送信は、送信ポイントから受信ポイントに至る一次パスをとる。しかしながら、送信ポイントおよび受信ポイントの近傍に物体がある場合、送信はこのような物体で反射して、送信ポイントから受信ポイントまで、二次パスをとる場合がある。一般に、一次パスは、送信ポイントと受信ポイントとの間の直接パスである。また、送信ポイントを離れた後に、1つ以上の表面で反射してから、受信ポイントに到達する送信を含む、二次パスがある。受信ポイントまで、一次パスと二次パスとをとる送信は、マルチパスと呼ばれてもよい。二次パスをとる送信は、パスが長いために、一次パスをとる送信よりも遅延が大きくなる。二次パスでの送信は、通信性能を向上させるために利用されてもよく、利用しない場合は、干渉が起きる、または性能が低下する場合がある。（一次および二次の）各パスは、チャネル推定技術を用いて、モデル化されてもよい。しかしながら、受信ポイントが大規模MIMOのアンテナアレイを有する場合は、チャネル推定が各パス（一次および二次）の各アンテナで行われるために、チャネル推定のために多くの計算をしなければならない場合がある。
【００２７】
図4は、一次パスおよび二次パスを強調表示した、例示的な通信システム400を示す。通信システム400は、通信装置であるUE405と、AP410とを備える。図4に示すように、UE405は、AP410へのアップリンク送信を行っている。言い換えれば、UE405は送信ポイントであり、AP410は受信ポイントである。通信システム400は、第1の壁415と、第2の壁417との間に配置される。一例として、通信システム400は、屋内に配置される。
【００２８】
UE405が、AP410に送信を行うと、送信は一次パス420を通り得る。また送信は、例えば、AP410に到達する前に送信が第1の壁415で反射する、第1の二次パス425、またはAP410に到達する前に送信が第2の壁417と、第1の壁415とで反射する、第2の二次パス430などの、いくつかの二次パスを通ってもよい。一般に、通信装置の近傍により多くの物体があれば、通信装置間のパスも多くなる。しかしながら、含まれる物体の種類によっては、各反射においてかなりの電力が失われる。したがって、3つまたは4つより多い反射を含むパスを介した送信は、電力が非常に低い場合があるため重要ではなく、無視することができる。
【００２９】
例示的な実施形態によれば、二次パスをとる送信は、その主ソースから発して中間にある物体で反射するのではなく、ミラーソースから発するものとしてモデル化される。1つ以上の反射を含む、二次パスを通る送信は、主ソースから発して二次パスを通るのではなく、ミラーソースから発して一次パスを通るものとしてモデル化されてもよい。
【００３０】
図5は、二次パスを通って平面で反射する、送信のモデルを強調表示した、例示的な通信システム500を示す。通信システム500では、送信は主ソース505から発し、反射面510で反射して宛先515に向かう。送信範囲520は、宛先515に向かう配向を維持しながら、反射面510で反射する。反射面510で反射する送信を、ミラーソース525から発するものとしてモデル化することが可能である。ミラーソース525からの送信は、反射面510を通過して、宛先515に向かう。放射セクタ530は、送信範囲520に対応する、送信角度の範囲と一致する。図5に示すように、反射面510に起因する二次パスは、反射面510に対して主ソース505と対称を成す、ミラーソース525としてモデル化されてもよい。反射面515のサイズが大きくなると、複数の宛先が、ミラーソース525からの送信を受信する可能性も大きくなる。
【００３１】
図6は、二次パスを通って破面で反射する送信のモデルを強調表示した、例示的な通信システム600を示す。通信システム600では、送信は主ソース605から発し、反射面610で反射する。送信が反射面610のどこで反射するかによって、反射面610で反射する送信を、複数のミラーソースのうちの1つから発するものとして、モデル化することが可能である。図示されている例のように、第1の副表面612で反射する送信は、対応するソース1放射セクタ620を伴う、ミラーソース1 615から発するものとしてモデル化されてもよい。同様に、第2の副表面613で反射する送信は、対応するソース2放射セクタ630を伴う、ミラーソース2 625から発するものとしてモデル化されてもよく、第3の副表面614で反射する送信は、対応するソース3放射セクタ640を伴う、ミラーソース3 635から発するものとしてモデル化されてもよい。破面から生じたミラーソースの放射セクタは、小さくなる傾向があるため、複数の宛先が、破面で反射した送信を受信する可能性は小さくなる。
【００３２】
図7は、二次パスを通って曲面で反射する送信のモデルを強調表示した、例示的な通信システム700を示す。湾曲した表面は、無数の小さい平面としてモデル化されてもよい。通信システム700では、送信は主ソース705から発し、反射面710で反射する。送信が反射面710のどこで反射するかによって、反射面710で反射する送信を、複数のミラーソース（ミラーソース715）のうちの1つから発するものとして、モデル化することが可能である。反射面710は、無数の小さい平面としてモデル化されるため、複数の宛先が、曲面で反射した送信を受信する可能性は0になる。
【００３３】
一般に、通信システムの配置において面積の大きい平面が多く存在するほど、放射セクタの広いミラーソースがより多く存在し、これによって多くの宛先が、平面で反射した送信を受信する可能性が高くなる。通常の屋内配置では、壁、天井、屋根、ドア、窓、画面、机、写真、器具、家具などを含む、このような表面が多数ある。このような表面は、より多くの宛先が受信可能な、複数のミラーソースを提供し得る。写真、鏡などの小さい物体は、大きい放射セクタを有する主ソースを、小さい放射セクタに分割するほどには大きくないが、付加的なミラーソースを追加し得る。
【００３４】
図8は、遮断物を有する二次パスを通る、送信のモデルを強調表示した、例示的な通信システム800を示す。通信システム800では、送信は主ソース805から発し、反射面810で反射する。反射面810上には、塗装815がある。塗装815は、反射面810ほど反射しない可能性があり、遮断物とみなされてもよい。反射面810で反射する送信を、壁ミラーソース812から発するものとして、かつ塗装815で反射する送信を、塗装ミラーソース817から発するものとして、モデル化することが可能である。壁ミラーソース812は放射セクタ814を有し、塗装ミラーソース817は、放射セクタ819と、遮断セクタ821とを有する。
【００３５】
例示的な実施形態によれば、受信ポイントにおけるチャネル推定は、受信ポイントが受信する送信の主ソース、およびミラーソースの位置に基づいて行われる。受信ポイントが受信した送信の主ソース、およびミラーソースの位置に基づいてチャネル推定することによって、受信ポイントは、送信の主ソースと、受信ポイントのアンテナアレイの各アンテナとの間で、マルチパスの一次および二次パスを介して送信された基準信号を受信して処理する必要がなくなり、チャネル推定プロセスが簡素化される。したがって、チャネル推定の複雑さが低減される。また、送信の主ソースおよびミラーソースの位置に基づいて推定したチャネルに関して記憶される情報量は、チャネル推定が、受信した基準信号の処理から導き出されたときに記憶される情報量よりも少ない。したがって、チャネル推定の記憶、および／または（チャネル推定の通信時などの）通信のオーバーヘッドが低減される。
【００３６】
図9Aは、アンテナアレイを有する通信装置で生じる、例示的な動作900の流れ図を示す。動作900は、例えば、他の通信装置と通信する通信装置としてアンテナアレイを有する、送信ポイントおよび／または受信ポイントなどの通信装置で生じる動作を示し得る。
【００３７】
動作900は、通信装置が、通信装置が受信した、送信の主ソースおよび／またはミラーソースの位置を決定するステップ（ブロック905）から始まる。通信装置が受信した送信の主ソースの位置は、主ソース自身によって、通信装置に提供されてもよい。図示されている例のように、主ソースは、位置を決定するために、全地球測位システム（GPS）などの位置決めシステム、または直交基準信号に基づいて位置を決定する位置決めシステムを用いた、位置決めユニットを備えてもよい。主ソースは、その位置を通信装置に発信してもよい。あるいは、送信の主ソースの位置は、通信システムによって提供されてもよい。通信システムは、主ソースの送信から主ソースの位置を決定して、主ソースの位置を通信装置に提供することができる。
【００３８】
通信装置は、主ソースの位置から、ならびに通信装置と主ソースとが配置される環境の物理的配置に関する、物理的環境配置（physical environmental deployment、PED）情報から、ミラーソースの位置を決定し得る。PED情報には、電磁ビームを反射または吸収する表面（壁、ドア、天井、床など）、電磁ビームを反射または吸収する、影響が大きい物体（大型家具、大型家電、大型の鏡、書類整理棚、コンピュータサーバ、大型テレビなど）、電磁ビームを反射または吸収する、影響が小さい物体（小型家具、工芸品、小型家電、小型コンピュータ、ディスプレイ、小型テレビ、プリンタ、スキャナ、コピー機など）の数および種類（反射または吸収特性、透過特性など）についての情報が含まれ得る。PED情報には、信号通信範囲に関連する情報がさらに含まれてもよく、これは、信号通信範囲が、どの受信ポイントがどのミラーソースを参照するかを決定する役割を持つためである。主ソースおよびミラーソースの位置を決定する、例示的な技術の詳細な説明は、以下で提供される。
【００３９】
通信装置は、そのアンテナアレイのアンテナの位置を測定する（ブロック910）。アンテナアレイのアンテナは、個々のアンテナの位置を自律的に決定できる、位置決めユニットを備えてもよい。位置決めユニットは、アンテナの位置を決定するために、GPSなどの位置決めシステムを使用してもよい。位置決めユニットは、アンテナの位置を決定するために、直交基準信号を送信する位置決めシステムを使用してもよい。アンテナアレイのアンテナの位置を決定する、例示的な技術の詳細な説明は、2015年11月4日に出願された、「System and Method for Large Scale Multiple Input Multiple Output Beamforming」という名称の、本願の譲受人に譲渡された米国特許出願公開第14／932849号明細書で提供され、その内容は参照することによって本明細書に組み込まれる。
【００４０】
通信装置は、主ソースおよび／またはミラーソースと、アンテナアレイのアンテナとの間のチャネルを推定する（ブロック915）。チャネルの推定は、一次チャネル（主ソースと、アンテナアレイのアンテナとの間のチャネル）の推定、ならびに二次チャネル（ミラーソースと、アンテナアレイのアンテナとの間のチャネル）の推定を含み得る。図示されている例のように、チャネル推定は、チャネル利得の形態をとる。一般的な状況において、アンテナアレイのアンテナPは、一組の座標（x，y，z）pに配置され、Pはアンテナアレイのアンテナの数、pはアンテナアレイのp番目のアンテナである。したがって、アンテナアレイのアンテナは、必ずしも平面である必要はなく、均一に離間される必要もない。方向（α，β）における主ソース（またはミラーソース）のアンテナの係数を決定するために、方向（α，β）は、主ソースおよびミラーソースの位置、ならびにアンテナアレイのアンテナの位置から導き出されてもよい。目標物の座標は、以下の式で表すことができる。
xT＝R・cos（α）・cos（β）、
yT＝R・cos（α）・sin（β）、
zT＝R・sin（α）、
ここでRは、任意のアンテナpに対し、
【数４】
2019505147.tif 000006
よりも少なくとも10倍大きい。つまり、各アンテナpの複素利得は、以下の式で表すことができる。
【数５】
2019505147.tif 000007
これは、以下のように正規化され得る。
【数６】
2019505147.tif 000008
また、
【数７】
2019505147.tif 000009
は、ベクトル（xp−x0，yp−y0，zp−z0）上の、単位ベクトル（α，β）の射影に収束し、これは以下の式で表すことができる。
【数８】
2019505147.tif 000010
したがって、（xm，ym，zm）に配置されたアンテナmのチャネルは、以下の式で表すことができ、
【数９】
2019505147.tif 000011
ここで、Gkはビームkの複素振幅であり、アンテナ0は基準ポイント（x0，y0，z0）に配置される。
【００４１】
時間tにおける、アンテナmの受信サンプルは、以下の式で表すことができ、
Ym（t）＝Hm・D（t）＋Noisem（t）
ここでNoisem（t）は、時間tにおけるアンテナmの熱雑音、D（t）は、時間tにおけるデータシンボルであり、これは、以下のように書き換えることもできる。
【数１０】
2019505147.tif 000012
【００４２】
マルチビーム最大比合成（MRC）デコードの使用において、MRCデコーダの時間tにおける出力は、以下の式で表すことができ、
【数１１】
2019505147.tif 000013
これは、以下のように書き換えることもでき、
【数１２】
2019505147.tif 000014
ここでRk（t，αk，βk）は、時間tにおける、ビームkに対するMRCデコーダ出力であり、これは、以下の式で表すことができる。
【数１３】
2019505147.tif 000015
【００４３】
前述のRk（t，αk，βk）およびYm（t）に対する式を使用し、ビームは互いに直交することから、時間tにおける、ビームkに対するMRCデコーダ出力は、時間tにおけるデータシンボルにビームkの複素振幅Rk（t，αk，βk）≒Gk・D（t）を乗じたものとほぼ等しいことが分かる。長さNのパイロット系列が分かっているとすると（すなわち、D（t）＝PLT（t）For（0≦t＜N））、最小2乗法（LMS）を用いた複素利得推定は、以下の式で表すことができる。
【数１４】
2019505147.tif 000016
【００４４】
前記のHp（α，β）および
【数１５】
2019505147.tif 000017
の式は、複素利得
【数１６】
2019505147.tif 000018
と一致する係数で構成され得る方向（α，β）に信号を送信し、かつ／または方向（α，β）から信号を受信するために、アンテナアレイを、空間（x，y，z）にある座標（x，y，z）p上のアンテナと同調させることが可能なことを示す。通信装置は、チャネル推定の使用を指示する（ブロック920）。チャネル推定の使用を指示するステップは、チャネル推定を記憶すること、他の通信装置にチャネル推定を示すこと、チャネル推定から導き出されたチャネル推定または値をアンテナアレイに提供すること、チャネル推定から、（アンテナビームフォーミング係数などの）情報を導き出すことなどを含んでもよい。
【００４５】
図9Bは、チャネル推定の使用を指示することで生じる、例示的な動作950の流れ図を示す。動作950は、例えば、チャネル推定の使用を指示する通信装置としてアンテナアレイを有する、送信ポイントおよび／または受信ポイントなどの通信装置で生じる動作を示し得る。
【００４６】
通信装置は、チャネル推定に従って、アンテナアレイのアンテナ用のビームフォーミング係数を生成する（ブロック955）。通信装置は、ビームフォーミング係数を適用する（ブロック960）。通信装置は、対応するアンテナアレイのアンテナに、ビームフォーミング係数を提供してもよい。ビームフォーミング係数は、
【００４７】
例示的な実施形態によれば、ミラーソースの位置は、主ソース、およびPED情報の位置情報から決定される。ミラーソースの位置は、単純な幾何学的関係を用いて、主ソース、およびPED情報の位置情報から決定されてもよい。複数の主ソースがある場合は、各主ソースのミラーソースの位置は、個別に決定されてもよい。
【００４８】
図10は、一次パスおよび二次パス、ならびに関連するミラーソースを強調表示した、例示的な通信システム1000を示す。通信システム1000は、通信装置と、主ソース1005と、AP1010とを備える。図10に示すように、主ソース1005は、AP1010へのアップリンク送信を行っている。言い換えれば、主ソース1005は送信ポイントであり、AP1010は受信ポイントである。通信システム1000は、第1の壁1015と、第2の壁1017との間に配置される。一例として、通信システム1000は、屋内に配置される。
【００４９】
主ソース1005が、AP1010に送信を行うと、送信は一次パス1020を通り得る。また送信は、例えば、AP1010に到達する前に送信が第1の壁1015で反射する、第1の二次パス1025、またはAP1010に到達する前に送信が第2の壁1017と、第1の壁1015とで反射する、第2の二次パス1030などの、いくつかの二次パスを通ってもよい。第1の二次パス1025は、単一の壁で反射するので、第1の二次パス1025に関連付けられる単一のミラーソースが存在し、これは図10では、第1の反射ソース1035として示されている。第2の二次パス1030は、2つの壁で反射するので、第2の二次パス1030に関連付けられる2つのミラーソースが存在し、これは図10では、第2のミラーソース1040、および第3のミラーソース1045として示されている。
【００５０】
図11は、長方形の部屋1100のモデルの図を示す。図11に示すように、長方形の部屋1100は、寸法（W、D、H）を有する。長方形の部屋1100の内部は、座標（x0，y0，z0）に位置するUE1105である。UE1105は、主ソースとみなされ、前述したように、座標（x0，y0，z0）に位置する。
【００５１】
基礎的な幾何学的関係を通して、1つの反射二次パスに対応する、6つのミラーソース（これらの特定のミラーソースは、一次反射ミラーソースと呼ばれてもよい）があることを示すことができる。6つの一次反射ミラーソースは、以下の座標に配置される。
（−x0，y0，z0），（2・W−x0，y0，z0）
（x0，−y0，z0），（x0，2・D−y0，z0）
（x0，y0，−z0），（x0，y0，2・H−z0）
【００５２】
さらに、6・（6−1）個の二次反射ミラーソースが存在し、これらは、二次パスの二次反射に対応するミラーソースである。また、6・（6−1）2個の三次反射ミラーソースが存在し、これらは、二次パスの三次反射に対応するミラーソースである。一般に、6・（6−1）（n−1）個の、n次反射ミラーソースが存在する。言い換えれば、例えば、主ソースは、（長方形の部屋1100の4つの壁と、天井と、床とに対応する）6つのミラーソースを有し、各ミラーソースは、それ自身の（6−1＝5）個のミラーソースを有する。
【００５３】
図12は、主ソースおよびミラーソースの位置を強調表示した、長方形の部屋1205の二次元視1200を示す。長方形の部屋1205の二次元視は、長方形の部屋1205を上から見た図であってもよく、または下から見た図であってもよい。あるいは、長方形の部屋1205が、放射線吸収材料で形成された天井および床を有する場合は、長方形の部屋1205を、二次元の部屋とみなしてもよい。
【００５４】
図12に示すように、主ソース1210は、長方形の部屋1205の内部に配置される。主ソース1210は、一次反射ミラーソース1215および1217などの4つの一次反射ミラーソースと、二次反射ミラーソース1220および1222などの8つの二次反射ミラーソースと、三次反射ミラーソース1225および1227などの12の三次反射ミラーソースとを有する。
【００５５】
電磁ビームに存在する一部のエネルギーは、反射面によって吸収される。さらに、伝播損失も存在する。したがって、反射の数が増加するほど、ミラーソースのエネルギーは減少する。最終的には、高次のミラーソースのエネルギーは、ゼロに近づく。したがって、有意なミラーソースの数は限定される。図示されている例のように、有意なミラーソースの数は、ミラーソースのエネルギー順位の蓄積が、全信号エネルギーの閾値（例えば、90％）と合致する、ミラーソースの数と等しい。
【００５６】
例示的な実施形態によれば、通信装置と、ソースとの関係を簡略化するために、主ソースおよび／またはミラーソースに至る通信装置（例えば、アクセスポイント）に関する情報が生成される。図示されている例のように、主ソースおよび／またはミラーソースに至る通信装置に関する情報は、通信装置が主ソースおよび／またはミラーソースから受信できることを示す第1の値と、通信装置が主ソースおよび／またはミラーソースから受信できないことを示す第2の値とを有する、表形式で示される。
【００５７】
図13は、通信システム1300の、第1の例示的な配置を示す。通信システム1300は、部屋の天井および床に放射線吸収材料を含む、理想的な立方体形状の部屋に配置される。主ソース1305は、部屋に配置され、4つのアクセスポイント（アクセスポイント1 1310、アクセスポイント2 1312、アクセスポイント3 1314、アクセスポイント4 1316）は、部屋の壁に沿って配置される。表1は、図13に示す配置における、主ソースおよび／またはミラーソースに至る通信装置（AP）に関する情報を提供し、ここで「＋」は、APが主ソース1305、またはミラーソースから信号を受信できることを示し、「−」は、APが主ソース1305、またはミラーソースから信号を受信できないことを示す。また、第1の反射ミラーソースのみが考慮される。
【００５８】
図14Aは、通信システム1400の、第2の例示的な配置を示す。通信システム1400は、天井、床、および壁に放射線吸収材料を含む、理想的な長方形形状の部屋に配置される。部屋は、反射性の柱1405を有する。したがって、反射性の柱1405から、唯一の反射が生じる。主ソース1410は、部屋に配置され、6つのアクセスポイント（図示せず）は、部屋の壁に沿って配置される。反射性の柱1405は、不感帯1425をもたらす。しかしながら、反射性の柱1405は、ミラー1反射領域1430（ミラーソース1 1415に対応する）、ミラー2反射領域1432（ミラーソース2 1417に対応する）、およびミラー3反射領域1434（ミラーソース3 1419に対応する）などの反射領域をさらにもたらす。図14Bは、図14Aの通信システム1400におけるアクセスポイントの配置を示す。通信システム1400は、部屋の壁に沿って配置された6つのアクセスポイント（アクセスポイント1 1455、アクセスポイント2 1457、アクセスポイント3 1459、アクセスポイント4 1461、アクセスポイント5 1463、およびアクセスポイント6 1465、）を備える。表2は、図14Bに示す配置における、主ソースおよび／またはミラーソースに至る通信装置（AP）に関する情報を提供し、ここで「＋」は、APが主ソース1410、またはミラーソースから信号を受信できることを示し、「−」は、APが主ソース1410、またはミラーソースから信号を受信できないことを示す。第1の反射ミラーソースのみが考慮される。
【００５９】
【表１】
2019505147.tif 000019
【００６０】
【表２】
2019505147.tif 000020
【００６１】
一般に、通信装置は、それ自体の主ソースとミラーソースとの組のみを参照することができる。さらに、いくつかの主ソースおよびミラーソースは、多くの通信装置から可視である。通信装置から可視の主ソースおよびミラーソースは、平坦な反射面の数、およびその寸法などの環境に依存する。大きい平面が少数ある場合、環境は、放射のセクタが広い主ソースとミラーソースとを、限られた数だけ重ね合わせたものとして表されてもよい。このような環境は、低エントロピー環境と呼ばれてもよい。図15は、例示的な低エントロピー環境1500を示す。小さい平面が多数ある場合、環境は、放射のセクタが狭い主ソースとミラーソースとを多数重ね合わせたものとして表されてもよい。このような環境は、高エントロピー環境と呼ばれてもよい。図16は、例示的な高エントロピー環境1600を示す。高エントロピー環境は、放射のセクタが狭い主ソースとミラーソースとを多数有する。
【００６２】
例示的な実施形態によれば、低エントロピー環境では多くの通信装置が、多くの共通した主ソースおよび／またはミラーソースを参照でき、座標アプローチは、以下によって大きな利点が得られる。
推定されるチャネルパラメータ数が削減される。各アンテナチャネルを個別に推定するのではなく、限られた数の主ソースおよびミラーソースを推定してもよい。異なる通信装置間で交換される必要がある、チャネル情報の量が削減される。
複数の通信装置が、主ソースとミラーソースとを相互に推定できるので、推定の質が向上する。
【００６３】
各通信装置が、主ソースとミラーソースとの固有の組を有する高エントロピー環境では、座標アプローチは、従来の個別の推定技術に収束してもよい。しかしながら、推定性能は低下しないので、損失はない。
【００６４】
図17は、MIMO通信装置1700のアーキテクチャを強調表示した、例示的なMIMO通信装置1700を示す。MIMO通信装置1700は、中央処理ユニット1705と、中央処理ユニット1705に結合された、アンテナのアレイ1710とを備える。アンテナのアレイ1710は、任意の数のアンテナを含んでもよいが、大規模MIMO実装については、アンテナのアレイ1710は、およそ数百本、数千本、数万本かまたはそれ以上の数のアンテナを含むことが予想される。中央処理ユニット1705は、単一プロセッサ、または複数プロセッサのシステムであってもよい。図17には、メモリ、ネットワークインターフェース、ユーザインターフェース、電源などの補助回路は示されていない。
【００６５】
図18は、例示的な大規模MIMO通信システム1800を示す。通信システム1800は、中央処理ユニット1810と、アンテナアレイ1815とを有する、大規模MIMO通信装置1805を備える。アンテナアレイ1815のアンテナは、アンテナの間隔が規則的、または不規則な、一次元、二次元、または三次元アレイに配置されてもよい。通信システム1800は、アンテナアレイ1815のアンテナの位置情報を決定するのを補助するために、直交基準信号を送信するように構成された、位置決めシステム1820をさらに含む。通信システム1800は、大規模MIMO通信装置1805と通信する、主送信ソース1825をさらに備える。
【００６６】
図19は、本明細書で説明する方法を実行するための、処理システム1900の実施形態のブロック図を示し、処理システム1900は、ホスト装置に取り付けられてもよい。示されているように、処理システム1900は、プロセッサ1904と、メモリ1906と、インターフェース1910〜1914とを備え、これらは図19に示すように配置されても（配置されなくても）よい。プロセッサ1904は、計算および／または他の処理関連タスクを実行するように適合された、任意の構成部品、または構成部品の集合であってもよく、メモリ1906は、プロセッサ1904が実行するプログラム、および／または命令を記憶するように適合された、任意の構成部品、または構成部品の集合であってもよい。一実施形態において、メモリ1906は、非一時的なコンピュータ可読媒体を含む。インターフェース1910、1912、1914は、処理システム1900が、他の装置／構成部品、および／またはユーザと通信できるようにする、任意の構成部品、または構成部品の集合であってもよい。例えば、インターフェース1910、1912、1914の1つ以上が、プロセッサ1904から、ホスト装置および／またはリモート装置にインストールされたアプリケーションに、データ、制御、または管理メッセージを通信するように適合されてもよい。別の例として、インターフェース1910、1912、1914の1つ以上は、ユーザまたはユーザ装置（パソコン（PC）など）が、処理システム1900と相互作用／通信できるように適合されてもよい。処理システム1900は、図19には示されていない、長期記憶（例えば、不揮発性メモリ）などの追加の構成部品を含んでもよい。
【００６７】
いくつかの実施形態において、処理システム1900は、通信ネットワークにアクセスする、あるいはその一部である、ネットワーク装置に含まれる。一例において、処理システム1900は、通信ネットワークの基地局、中継局、スケジューラ、コントローラ、ゲートウェイ、ルータ、アプリケーションサーバその他任意の装置などの、無線または有線通信ネットワークのネットワーク側装置にある。他の例において、処理システム1900は、移動局、ユーザ機器（UE）、パソコン（PC）、タブレット、身体装着型通信装置（スマートウォッチなど）その他通信ネットワークにアクセスするように適合された任意の装置などの、無線または有線通信ネットワークにアクセスする、ユーザ側装置にある。
【００６８】
いくつかの実施形態において、インターフェース1910、1912、1914の1つ以上は、処理システム1900を、通信ネットワークを介して信号を送受信するように適合された送受信機に接続する。図20は、通信ネットワークを介して信号を送受信するように適合された、送受信機2000のブロック図を示す。送受信機2000は、ホスト装置に取り付けられてもよい。示されているように、送受信機2000は、ネットワーク側インターフェース2002と、結合器2004と、送信機2006と、受信機2008と、信号プロセッサ2010と、装置側インターフェース2012とを備える。ネットワーク側インターフェース2002は、無線または有線の通信ネットワークを介して、信号を送信または受信するように適合された、任意の構成部品、または構成部品の集合を含んでもよい。結合器2004は、ネットワーク側インターフェース2002を介した双方向通信を容易にするように適合された、任意の構成部品、または構成部品の集合を含んでもよい。送信機2006は、ベースバンド信号を、ネットワーク側インターフェース2002を介して送信するのに適した、変調されたキャリア信号に変換するように適合された、任意の構成部品、または構成部品の集合（例えば、アップコンバータ、電力増幅器など）を含んでもよい。受信機2008は、ネットワーク側インターフェース2002を介して受信したキャリア信号を、ベースバンド信号に変換するように適合された、任意の構成部品、または構成部品の集合（例えば、ダウンコンバータ、低雑音増幅器など）を含んでもよい。信号プロセッサ2010は、ベースバンド信号を、（複数の）装置側インターフェース2012を介して通信するのに適したデータ信号に変換し、その逆も可能なように適合された、任意の構成部品、または構成部品の集合を含んでもよい。（複数の）装置側インターフェース2012は、信号プロセッサ2010と、ホスト装置内の構成部品（例えば、処理システム1900、ローカルエリアネットワーク（LAN）ポート）との間でデータ信号を通信するように適合された、任意の構成部品、または構成部品の集合を含んでもよい。
【００６９】
送受信機2000は、任意の種類の通信媒体を介して、信号を送受信してもよい。いくつかの実施形態において、送受信機2000は、無線媒体上で信号を送受信する。例えば、送受信機2000は、セルラプロトコル（例えば、LTE）、無線ローカルエリアネットワーク（WLAN）プロトコル（例えば、Wi−Fi）、その他任意の種類の無線プロトコル（例えば、Bluetooth、近距離無線通信（NFC））などの無線通信プロトコルに従って通信するように適合された、無線送受信機であってもよい。このような実施形態において、ネットワーク側インターフェース2002は、1つ以上のアンテナ／放射素子を含む。例えば、ネットワーク側インターフェース2002は、単一のアンテナ、複数の個別のアンテナ、または単数入力複数出力（SIMO）、複数入力単数出力（MISO）、複数入力複数出力（MIMO）などの、多層通信用に構成された複数アンテナアレイを含んでもよい。他の実施形態において、送受信機2000は、撚り対線、同軸ケーブル、光ファイバなどの有線媒体を介して信号を送受信する。特定の処理システム、および／または送受信機が、示されている構成部品の全てに、あるいは構成部品のサブセットのみに使用されてもよく、統合のレベルが装置ごとに異なっていてもよい。
【００７０】
一実施形態において、送受信手段は、チャネル推定の手段を有する送受信機を含み、チャネル推定の手段は、通信装置に至る一次送信パスを有する主送信ポイントの位置情報、ならびに主送信ポイントと、通信装置との間の少なくとも1つの二次送信パスによって主送信ポイントに関連付けられる、少なくとも1つのミラー送信ポイントの位置情報を決定する手段をさらに含む。送受信手段は、主送信ポイント、および少なくとも1つのミラー送信ポイントの位置情報、ならびに通信装置のアンテナアレイのアンテナの位置情報に従って、主送信ポイントと通信装置との間の一次チャネル、ならびに少なくとも1つのミラー送信ポイントと、通信装置との間の、少なくとも1つの二次チャネルを推定する手段をさらに含む。送受信手段は、推定した一次チャネル、および少なくとも1つの推定した二次チャネルの使用を指示する手段をさらに含む。
【００７１】
一実施形態において、主送信ポイントの位置情報を決定する手段は、メッセージ内にある主送信ポイントの位置情報を受信する受信手段、ならびに主送信ポイントの位置情報を決定する取得手順を行うための取得手段を含む。
【００７２】
一実施形態において、決定する手段は、
主送信ポイントの位置情報と、通信装置、および主送信ポイントを備える通信システムの物理的配置に関する、物理環境的配置（PED）情報とに従って、少なくとも1つのミラー送信ポイントの位置情報を導き出すことを含む、少なくとも1つのミラー送信ポイントの位置情報を決定する手段を含む。
【００７３】
本開示、およびその利点について詳細に説明したが、添付の特許請求の範囲で定義される本開示の精神および範囲から逸脱することなく、本明細書において、様々な変更、置換、および代替が行われ得ることを理解されたい。
【符号の説明】
【００７４】
100  通信システム
105  MIMO基地局
110  アンテナ＃1
112  アンテナ＃2
114  アンテナ＃M
120  ユーザ＃1
122  ユーザ＃2
124  ユーザ＃K
130  中央処理ユニット
200  通信システム
205  MIMO基地局
210  アンテナ＃1
212  アンテナ＃2
214  アンテナ＃M
220  ユーザ＃1
222  ユーザ＃2
224  ユーザ＃K
230  中央処理ユニット
300  通信システム
305  アンテナアレイ
307  アンテナ
309  アンテナ
310  遠場ソース
312  通信ビーム
314  通信ビーム
315  近接場ソース
317  通信ビーム
319  通信ビーム
400  通信システム
405  UE
410  AP
415  第1の壁
417  第2の壁
420  一次パス
425  第1の二次パス
430  第2の二次パス
500  通信システム
505  主ソース
510  反射面
515  宛先
520  送信範囲
525  ミラーソース
530  放射セクタ
600  通信システム
605  主ソース
610  反射面
612  第1の副表面
613  第2の副表面
614  第3の副表面
615  ミラーソース1
620  ソース1放射セクタ
625  ミラーソース2
630  ソース2放射セクタ
635  ミラーソース3
640  ソース3放射セクタ
700  通信システム
705  主ソース
710  反射面
715  ミラーソース
800  通信システム
805  主ソース
810  反射面
812  壁ミラーソース
814  壁放射セクタ
815  塗装
817  塗装ミラーソース
819  放射セクタ
821  遮断セクタ
900  動作
950  動作
1000  通信システム
1005  主ソース
1010  AP
1015  第1の壁
1017  第2の壁
1020  一次パス
1025  第1の二次パス
1030  第2の二次パス
1035  第1の反射ソース
1040  第2のミラーソース
1045  第3のミラーソース
1100  長方形の部屋
1105  UE
1200  二次元視
1205  長方形の部屋
1210  主ソース
1215  一次反射ミラーソース
1217  一次反射ミラーソース
1220  二次反射ミラーソース
1222  二次反射ミラーソース
1225  三次反射ミラーソース
1227  三次反射ミラーソース
1300  通信システム
1305  主ソース
1310  アクセスポイント1
1312  アクセスポイント2
1314  アクセスポイント3
1316  アクセスポイント4
1400  通信システム
1405  反射性の柱
1410  主ソース
1415  ミラーソース1
1417  ミラーソース2
1419  ミラーソース3
1425  不感帯
1430  ミラー1反射領域
1432  ミラー2反射領域
1434  ミラー3反射領域
1455  アクセスポイント1
1457  アクセスポイント2
1461  アクセスポイント4
1463  アクセスポイント5
1465  アクセスポイント6
1500  低エントロピー環境
1600  高エントロピー環境
1700  MIMO通信装置
1705  中央処理ユニット
1710  アンテナアレイ
1800  通信システム
1805  大規模MIMO通信装置
1810  中央処理ユニット
1815  アレイ
1820  位置決めシステム
1825  主送信ソース
1900  処理システム
1904  プロセッサ
1906  メモリ
1910  インターフェース
1912  インターフェース
1913  インターフェース
1914  インターフェース
2000  送受信機
2002  ネットワーク側インターフェース
2004  結合器
2006  送信機
2008  受信機
2010  信号プロセッサ
2012  装置側インターフェース
【図１】
2019505147.tif 000021
【図２】
2019505147.tif 000022
【図３】
2019505147.tif 000023
【図４】
2019505147.tif 000024
【図５】
2019505147.tif 000025
【図６】
2019505147.tif 000026
【図７】
2019505147.tif 000027
【図８】
2019505147.tif 000028
【図９Ａ】
2019505147.tif 000029
【図９Ｂ】
2019505147.tif 000030
【図１０】
2019505147.tif 000031
【図１１】
2019505147.tif 000032
【図１２】
2019505147.tif 000033
【図１３】
2019505147.tif 000034
【図１４Ａ】
2019505147.tif 000035
【図１４Ｂ】
2019505147.tif 000036
【図１５】
2019505147.tif 000037
【図１６】
2019505147.tif 000038
【図１７】
2019505147.tif 000039
【図１８】
2019505147.tif 000040
【図１９】
2019505147.tif 000041
【図２０】
2019505147.tif 000042
【手続補正書】
【提出日】平成30年6月25日(2018.6.25)
【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】
チャネル推定の方法であって、前記方法は、
通信装置によって、前記通信装置に至る一次送信パスを有する主送信ポイントの位置情報、ならびに前記主送信ポイントと、前記通信装置との間にある少なくとも1つの二次送信パスによって前記主送信ポイントに関連付けられる、少なくとも1つのミラー送信ポイントの位置情報を決定するステップと、
前記主送信ポイント、および前記少なくとも1つのミラー送信ポイントの前記位置情報と、前記通信装置のアンテナアレイのアンテナの位置情報とに従って、前記通信装置によって、前記主送信ポイントと前記通信装置との間にある一次チャネル、ならびに前記少なくとも1つのミラー送信ポイントと、前記通信装置との間にある、少なくとも1つの二次チャネルとを推定するステップと、
前記通信装置によって、前記推定した一次チャネル、および前記少なくとも1つの推定した二次チャネルの使用を指示するステップと
を含む、方法。
【請求項２】
前記主送信ポイントの前記位置情報を決定するステップが、メッセージ内にある前記主送信ポイントの前記位置情報を受信することを含む、請求項1に記載の方法。
【請求項３】
前記主送信ポイントの前記位置情報を決定するステップが、前記主送信ポイントの前記位置情報を決定するために、取得手順を実行することを含む、請求項1または2に記載の方法。
【請求項４】
前記少なくとも1つのミラー送信ポイントの前記位置情報を決定するステップが、前記主送信ポイントの前記位置情報と、前記通信装置、および前記主送信ポイントを含む通信システムの物理的配置に関する、物理環境的配置（PED）情報とに従って、前記少なくとも1つのミラー送信ポイントの前記位置情報を導き出すことを含む、請求項1から3のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記PED情報が、送信を反射する面の数、位置、種類、形状、反射特性、透過特性、および配向と、送信を吸収する面の数、位置、種類、形状、吸収特性、透過特性、および配向とのうちの少なくとも1つについての情報を含む、請求項1から4のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記推定した一次チャネル、および前記少なくとも1つの推定した二次チャネルの前記使用を指示する前記ステップが、前記推定した一次チャネル、および前記少なくとも1つの推定した二次チャネルに関する情報を保存することと、前記推定した一次チャネル、および前記少なくとも1つの推定した二次チャネルを表示する信号を発信することのうちの少なくとも1つを含む、請求項1から5のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記推定した一次チャネル、および前記少なくとも1つの推定した二次チャネルの前記使用を指示する前記ステップが、
前記推定した一次チャネル、および前記少なくとも1つの推定した二次チャネルと、前記アンテナアレイの前記アンテナの前記位置情報とに従って、ビームフォーミング係数を生成することと、
前記アンテナアレイの前記アンテナに、前記ビームフォーミング係数を提供することと
を含む、請求項1から6のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記通信装置が、前記送信ポイントの近接場にある、請求項1から7のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
他の通信装置からの、前記一次チャネル、および前記少なくとも1つの二次チャネルの推定に従って、前記推定した一次チャネル、および前記少なくとも1つの推定した二次チャネルを調整するステップ
をさらに含む、請求項1から8のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記推定した一次チャネル、および前記少なくとも1つの推定した二次チャネルを、前記他の通信装置と交換するステップ
をさらに含む、請求項1から9のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
前記推定した一次チャネル、および前記少なくとも1つの推定した二次チャネルを、データベースに記憶するステップ
をさらに含む、請求項1から10のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
複数入力複数出力（MIMO）通信装置であって、
アンテナアレイと、
プロセッサと、
前記プロセッサで実行するためのプログラムを記憶する、コンピュータ可読記憶媒体であって、前記プログラムは、
前記MIMO通信装置に至る一次送信パスを有する、主送信ポイントの位置情報、ならびに前記主送信ポイントと、前記MIMO通信装置との間にある少なくとも1つの二次送信パスによって前記主送信ポイントに関連付けられる、少なくとも1つのミラー送信ポイントの位置情報を決定し、
前記主送信ポイント、および前記少なくとも1つのミラー送信ポイントの前記位置情報と、前記アンテナアレイのアンテナの位置情報とに従って、前記送信ポイントと、前記MIMO通信装置との間にある一次チャネル、ならびに前記少なくとも1つのミラー送信ポイントと、前記MIMO通信装置との間にある、少なくとも1つの二次チャネルとを推定し、
前記推定した一次チャネル、および前記少なくとも1つの推定した二次チャネルの使用を指示する
ように前記MIMO通信装置を構成する命令を含む、コンピュータ可読記憶媒体と
を備える、複数入力複数出力（MIMO）通信装置。
【請求項１３】
前記プログラムが、メッセージ内にある前記主送信ポイントの前記位置情報を受信する命令を含む、請求項12に記載のMIMO通信装置。
【請求項１４】
前記プログラムが、前記主送信ポイントの前記位置情報を決定するために、取得手順を実行する命令を含む、請求項12または13に記載のMIMO通信装置。
【請求項１５】
前記プログラムが、前記主送信ポイントの前記位置情報と、前記通信装置、および前記主送信ポイントを含む、通信システムの物理的配置に関する、物理環境的配置（PED）情報とに従って、前記少なくとも1つのミラー送信ポイントの前記位置情報を導き出す命令を含む、請求項12から14のいずれか一項に記載のMIMO通信装置。
【請求項１６】
前記プログラムが、前記推定した一次チャネル、および前記少なくとも1つの推定した二次チャネルに関する情報を保存することと、前記推定した一次チャネル、および前記少なくとも1つの推定した二次チャネルを表示する信号を発信することのうちの少なくとも1つを行う命令を含む、請求項12から15のいずれか一項に記載のMIMO通信装置。
【請求項１７】
前記プログラムが、前記推定した一次チャネル、および前記少なくとも1つの推定した二次チャネルと、前記アンテナアレイの前記アンテナの前記位置情報とに従って、ビームフォーミング係数を生成し、前記アンテナアレイの前記アンテナに、前記ビームフォーミング係数を提供する命令を含む、請求項12から16のいずれか一項に記載のMIMO通信装置。
【請求項１８】
前記MIMO通信装置が、大規模MIMO通信装置である、請求項12から17のいずれか一項に記載のMIMO通信装置。
【請求項１９】
前記プログラムが、他の通信装置からの、前記一次チャネル、および前記少なくとも1つの二次チャネルの推定に従って、前記推定した一次チャネル、および前記少なくとも1つの推定した二次チャネルを調整する命令を含む、
請求項12から18のいずれか一項に記載のMIMO通信装置。
【請求項２０】
複数入力複数出力（MIMO）通信システムであって、
主送信ポイントと、
直交基準信号を送信するように構成された、位置決めシステムと、
MIMO通信装置であって、
複数のアンテナユニットを有するアンテナアレイと、
プロセッサと、
前記プロセッサで実行するためのプログラムを記憶する、コンピュータ可読記憶媒体であって、前記プログラムは、
前記位置決めシステムが送信した前記直交基準信号に従って、前記アンテナアレイのアンテナの位置情報を決定し、
前記MIMO通信装置に至る一次送信パスを有する、前記主送信ポイントの位置情報、ならびに前記主送信ポイントと、前記MIMO通信装置との間にある少なくとも1つの二次送信パスによって前記主送信ポイントに関連付けられる、少なくとも1つのミラー送信ポイントの位置情報を決定し、
前記主送信ポイント、および前記少なくとも1つのミラー送信ポイントの前記位置情報と、前記アンテナアレイのアンテナの前記位置情報とに従って、前記主送信ポイントと、前記MIMO通信装置との間にある一次チャネル、ならびに前記少なくとも1つのミラー送信ポイントと、前記MIMO通信装置との間にある、少なくとも1つの二次チャネルとを推定し、
前記推定した一次チャネル、および前記少なくとも1つの推定した二次チャネルと、前記アンテナアレイの前記アンテナの前記位置情報とに従って、ビームフォーミング係数を生成し、
前記アンテナアレイの前記アンテナに、前記ビームフォーミング係数を提供し、
前記アンテナアレイを用いて、前記主送信ポイント、および前記少なくとも1つのミラー送信ポイントと通信する
ように前記MIMO通信装置を構成する命令を含む、コンピュータ可読記憶媒体と
を含む、MIMO通信装置とを備える、
複数入力複数出力（MIMO）通信システム。
【請求項２１】
前記位置決めシステムが、複数の基準信号発信機を備え、各基準信号発信機が、直交基準信号を送信するように構成される、請求項20に記載のMIMO通信システム。
【請求項２２】
前記アンテナアレイが、不規則なアンテナユニット間隔を有する、非平面アンテナアレイである、請求項20または21に記載のMIMO通信システム。
【請求項２３】
前記プログラムが、メッセージ内にある前記送信ポイントの前記位置情報を受信する命令を含む、請求項20から22のいずれか一項に記載のMIMO通信システム。
【請求項２４】
前記プログラムが、前記送信ポイントの前記位置情報と、前記主送信ポイントおよび前記MIMO通信装置を含む、通信システムの物理的配置に関する、物理環境的配置（PED）情報とに従って、前記少なくとも1つのミラー送信ポイントの前記位置情報を導き出す命令を含む、請求項20から23のいずれか一項に記載のMIMO通信システム。
【請求項２５】
前記プログラムが、アンテナに関する前記ビームフォーミング係数を前記アンテナに提供する命令を含む、請求項20から24のいずれか一項に記載のMIMO通信システム。
【請求項２６】
記録されたプログラムを有するコンピュータ可読記憶媒体であって、前記プログラムは、コンピュータに請求項1から11のいずれか一項に記載の方法を実行させる、コンピュータ可読記憶媒体。
【国際調査報告】
2019505147.tif 000043
2019505147.tif 000044