(57)【要約】  本開示は、不等間隔アンテナアレイ及びその信号処理に関する。垂直方向に沿って配置された複数のアンテナ素子を含む送信端装置が開示されている。複数のアンテナ素子の少なくとも一部のアンテナ素子のうち、隣接アンテナ素子間のピッチは、第１の方向に次第に増加する。【選択図】図１Ｂ
2019508988.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
垂直方向に沿って配置された複数のアンテナ素子を含み、
前記複数のアンテナ素子の少なくとも一部のアンテナ素子のうち、隣接アンテナ素子間のピッチは第１の方向に次第に増加する
ことを特徴とする送信端装置。
【請求項２】
前記複数のアンテナ素子間の垂直方向に沿うピッチを調整するためのアンテナ調整回路を更に含む、請求項１に記載の送信端装置。
【請求項３】
前記ピッチは、非線形関数に基づいて確定される、請求項１に記載の送信端装置。
【請求項４】
前記非線形関数は、冪関数ｆ（ｎ）＝Ｄ（ｎ−１）α／（Ｎ−１）α−１であり、
但し、ｎはアンテナ素子の番号であり、ｆ（ｎ）は前記少なくとも一部のアンテナ素子におけるｎ個目のアンテナ素子と１個目のアンテナ素子との距離であり、Ｄは定数であり、Ｎは前記少なくとも一部のアンテナ素子の総数であり、αは指数ファクターであり且つ０より大きい、請求項３に記載の送信端装置。
【請求項５】
前記ピッチは、アンテナ素子の数に基づいて確定される、請求項１に記載の送信端装置。
【請求項６】
前記ピッチは、動作パラメータに基づいて動的に変化し、
前記動作パラメータは、アンテナ素子の数と、前記送信端装置のカバー範囲と、前記送信端装置がサービスするユーザの数と、チャネル状態と、ユーザ分布に関するパラメータの少なくとも一つを含む、請求項１に記載の送信端装置。
【請求項７】
前記ピッチは、到達角に基づいて確定され、
前記到達角は、受信端装置から受信された信号とアンテナ平面の法線との角度である、請求項１に記載の送信端装置。
【請求項８】
前記指数ファクターは、2.4より小さい、請求項４に記載の送信端装置。
【請求項９】
前記隣接アンテナ素子間のピッチが第１の方向に次第に増加することは、
前記隣接アンテナ素子間のピッチが受信端装置或いは地面に近い方向に次第に増加すること、及び
前記隣接アンテナ素子間のピッチが受信端装置或いは地面から離れる方向に次第に増加すること、
の少なくとも一つを含む、請求項１に記載の送信端装置。
【請求項１０】
前記ピッチに基づいてプリコーディングマトリックスを生成して、送信されるデータに対するプリコーディングに用いる処理回路を更に含む、請求項１に記載の送信端装置。
【請求項１１】
水平方向に沿って等間隔に分布された複数のアンテナ素子を更に含む、請求項１に記載の送信端装置。
【請求項１２】
前記非線形関数は、指数関数、正接関数の少なくとも一つである、請求項３に記載の送信端装置。
【請求項１３】
送信端装置からの参照信号を取得し、
前記参照信号に基づいてチャネル推定を行い、
チャネル推定の結果及び送信端装置に関連する複数のアンテナ素子の不等間隔分布の情報に基づいて、チャネル状態情報を確定して送信端装置へのフィードバックに用いる、
ように配置された処理回路を含み、
送信端装置に関連する前記複数のアンテナ素子の少なくとも一部のアンテナ素子のうち、垂直方向に、隣接アンテナ素子間のピッチは、受信端装置或いは地面に近い方向に次第に増加し、または、受信端装置或いは地面から離れる方向に次第に増加する
ことを特徴とする受信端装置。
【請求項１４】
前記処理回路は、更に、送信端装置から取得された前記不等間隔分布の情報に基づいて、前記不等間隔分布に対応するコードブックを確定するように配置された、請求項１３に記載の受信端装置。
【請求項１５】
前記処理回路は、更に、送信端装置から更新された不等間隔分布の情報が取得されたことに応じて、更新されたチャネル状態情報を確定して送信端装置へのフィードバックに用いるように配置された、請求項１３に記載の受信端装置。
【請求項１６】
前記チャネル状態情報を確定することは、
前記コードブックにおける前記チャネル推定の結果にマッチするコードワードを確定すること、及び
前記マッチしたコードワードに基づいてチャネル方向を指示する情報を確定することを含む、請求項１４に記載の受信端装置。
【請求項１７】
前記の前記コードブックにおける前記チャネル推定の結果にマッチするコードワードを確定することは、
前記チャネル推定の結果を示すチャネル導向ベクトルとコードブックにおけるコードワード毎との相関運算を行うこと、及び
相関度が最も大きいコードワードをマッチしたコードワードとして選択することを含む、請求項１６に記載の受信端装置。
【請求項１８】
前記コードブックにおけるコードワード毎は、異なる到達角に対応し、
前記到達角は、送信端装置が前記受信端装置から受信された信号とアンテナ平面の法線との角度である、請求項１４に記載の受信端装置。
【請求項１９】
前記コードワードは、非ＤＦＴ形態のベクトルである、請求項１８に記載の受信端装置。
【請求項２０】
送信端装置に関連する複数のアンテナ素子の不等間隔分布状態を指示する不等間隔分布情報を生成し、
受信端装置からのチャネル状態情報を取得し、
前記チャネル状態情報と前記不等間隔分布情報に基づいてチャネル状態を確定する
ように配置された処理回路を含み、
送信端装置に関連する前記複数のアンテナ素子の少なくとも一部のアンテナ素子のうち、垂直方向に、隣接アンテナ素子間のピッチは、受信端装置或いは地面に近い方向に次第に増加し、または、受信端装置或いは地面から離れる方向に次第に増加する
ことを特徴とする送信端装置。
【請求項２１】
前記処理回路は、更に、受信端装置に前記不等間隔分布情報を送信することを制御するように配置された、請求項２０に記載の送信端装置。
【請求項２２】
前記チャネル状態情報は、到達角を指示する情報を含み、
前記到達角は、受信端装置から受信された信号とアンテナ平面の法線との角度である、請求項２０に記載の送信端装置。
【請求項２３】
前記の到達角を指示する情報は、受信端がコードブックにおけるコードワードを選択する選択情報であり、且つ、前記コードブックは、不等間隔分布情報に基づいて確定され、前記コードブックにおけるコードワード毎は、異なる到達角に対応する、請求項２２に記載の送信端装置。
【請求項２４】
前記の前記チャネル状態情報と前記不等間隔分布情報に基づいてチャネル状態を確定することは、前記の到達角を指示する情報と前記不等間隔分布情報に基づいてチャネルの方向を確定することを含む、請求項２２に記載の送信端装置。
【請求項２５】
前記チャネルの方向は、非ＤＦＴ形態のチャネル導向ベクトルによって指示される、請求項２４に記載の送信端装置。
【請求項２６】
前記処理回路は、更に、
受信端装置からの更新された到達角の情報を取得し、
前記更新された到達角の情報に基づいて更新された不等間隔分布情報を計算し、
更新された不等間隔分布情報をアンテナ調整回路に送信して前記複数のアンテナ素子の不等間隔分布状態を調整する
ように配置された、請求項２２に記載の送信端装置。
【請求項２７】
前記の更新された不等間隔分布情報を計算することは、
前記複数のアンテナ素子の複数の種類の不等間隔分布を生成すること、
更新された到達角を指示する情報に基づいて、異なる不等間隔分布における最適化の目標の値を計算すること、
最適化された不等間隔分布を選択すること、及び
前記最適化された不等間隔分布が対応する不等間隔分布情報を更新された不等間隔分布情報として取得すること
を含む、請求項２６に記載の送信端装置。
【請求項２８】
前記最適化された不等間隔分布は、平均スペクトル効率、スループット、信号対雑音比、最悪スペクトル効率、最適スペクトル効率の少なくとも一つを最大化させる不等間隔分布である、請求項２７に記載の送信端装置。
【請求項２９】
前記の前記チャネル状態情報と前記不等間隔分布情報に基づいてチャネル状態を確定することは、
前記チャネル状態情報に基づいて、チャネル方向を示すチャネル導向ベクトルを推定することを含む、請求項２０に記載の送信端装置。
【請求項３０】
前記処理回路は、更に、確定されたチャネル状態に基づいてプリコーディングを行うように配置された、請求項２０に記載の送信端装置。
【請求項３１】
垂直方向に沿って複数のアンテナ素子を配置することを含み、
前記複数のアンテナ素子の少なくとも一部のアンテナ素子のうち、隣接アンテナ素子間のピッチは、第１の方向に次第に増加する
ことを特徴とする無線通信ための方法。
【請求項３２】
送信端装置からの参照信号を取得すること、
前記参照信号に基づいてチャネル推定を行うこと、及び
チャネル推定の結果及び送信端装置に関連する複数のアンテナ素子の不等間隔分布の情報に基づいて、チャネル状態情報を確定して送信端装置へのフィードバックに用いることを、含み
送信端装置に関連する前記複数のアンテナ素子の少なくとも一部のアンテナ素子のうち、垂直方向に、隣接アンテナ素子間のピッチは、受信端装置或いは地面に近い方向に次第に増加し、または、受信端装置或いは地面から離れる方向に次第に増加する
ことを特徴とする無線通信ための方法。
【請求項３３】
送信端装置に関連する複数のアンテナ素子の不等間隔分布状態を指示する不等間隔分布情報を生成すること、
受信端装置からのチャネル状態情報を取得すること、及び
前記チャネル状態情報と前記不等間隔分布情報に基づいてチャネル状態を確定することを含み、
送信端装置に関連する前記複数のアンテナ素子の少なくとも一部のアンテナ素子のうち、垂直方向に、隣接アンテナ素子間のピッチは、受信端装置或いは地面に近い方向に次第に増加し、または、受信端装置或いは地面から離れる方向に次第に増加する
ことを特徴とする無線通信ための方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、一般的にアンテナ及びその信号処理に関しており、具体的に不等間隔アンテナアレイ及びその信号処理に関する。
【背景技術】
【０００２】
大規模な多入力多出力（Ｍａｓｓｉｖｅ  ｍｕｌｔｉｐｌｅ−ｉｎｐｕｔ  ｍｕｌｔｉｐｌｅ−ｏｕｔｐｕｔ，ＭＩＭＯ）技術は、近年に、学術分野と産業分野において広く注目されており、大幅にスペクトル効率とエネルギー効率を向上することができる。伝統的なＭＩＭＯ技術において、通常に、基地局側に線形等間隔アンテナアレイ（ＵＬＡ）が配置されている。しかし、大規模なＭＩＭＯ技術において、アンテナの数が大きいので、基地局側に大規模な線形等間隔アンテナアレイ（ＵＬＡ）を配置することが難しい。
【０００３】
近年、３Ｄ  ＭＩＭＯ技術が開示されており、基地局に二次元等間隔アンテナアレイ（ＵＲＡ）を配置することで、伝統的な大規模なＭＩＭＯの空間制限の問題点を解決する。図１Ａには、従来の３Ｄ  ＭＩＭＯのアンテナアレイを例示的に示している。図１Ａにおいて、ブロック毎が一つのアンテナ素子（ａｎｔｅｎｎａ  ｅｌｅｍｅｎｔ）を代表している。図１Ａに示すように、従来の３Ｄ  ＭＩＭＯのアンテナアレイには、等間隔アンテナアレイが踏襲されており、即ち、水平方向及び垂直方向においても、アンテナ素子が等間隔に排列されている。
【０００４】
Ｙ．  Ｈ．  Ｎａｍ，  Ｂ．  Ｌ．  Ｎｇ，  Ｋ．  Ｓａｙａｎａ，  Ｙ．  Ｌｉ，  Ｊ．  Ｚｈａｎｇ，  Ｙ．  ＫｉｍとＪ．  Ｌｅｅの文章  「Ｆｕｌｌ−ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ  ＭＩＭＯ  （ＦＤ−ＭＩＭＯ）  ｆｏｒ  ｎｅｘｔ  ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ  ｃｅｌｌｕｌａｒ  ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ」，  ＩＥＥＥ  Ｃｏｍｍｕｎ．  Ｍａｇ．，  ｖｏｌ．  ５１，  ｎｏ．  ６，  ｐｐ．１７２−１７９，  ２０１３年６月における研究によって、大規模な３Ｄ  ＭＩＭＯシステムは、簡単な線形プリコーディングと検出アルゴリズムを利用して、スペクトル効率とエネルギー効率を大幅に向上することができる。Ｙ．  Ｓｏｎｇ，  Ｓ．  Ｎａｇａｔａ，  Ｈ．  ＪｉａｎｇとＬ．  Ｃｈｅｎの文章「ＣＳＩ−ＲＳ  ｄｅｓｉｇｎ  ｆｏｒ  ３Ｄ  ＭＩＭＯ  ｉｎ  ｆｕｔｕｒｅ  ＬＴＥ−ａｄｖａｎｃｅｄ」，  Ｐｒｏｃ．  ＩＣＣ  ２０１４，ｐｐ．  ５１０１−５１０６，２０１４年６月において、三次元チャネルマトリックスのクロネッカー積構造を利用して、アンテナの増える時の伝統信号処理アルゴリズムの複雑さを効率的に減らすことができることが提出されている。クロネッカー積構造に基づいて、３Ｄ  ＭＩＭＯに対する二次元ビームフォーミング方案と二次元プリコーディング方案が既にある。
【０００５】
３Ｄ  ＭＩＭＯアンテナシステムは、水平方向と垂直方向の自由度を提供している。余分な垂直ドメインの自由度は、ユーザ間干渉を減らし、システム性能を向上することができる。二次元ビームフォーミング及び二次元プリコーディング方案は、先ず垂直方向にビームフォーミングとプリコーディングを行い、後に水平等価チャネルにプリコーディングを行っている。垂直方向のビームフォーミングベクトル或いはプリコーディングベクトルと水平方向のプリコーディングベクトルを利用して、クロネッカー乘法を行って、異なるユーザに対するプリコーディングマトリックスを得て、ユーザ間干渉を効率的に減らし、且つ、アルゴリズムの複雑さが比較的に低く、比較的に良い性能を獲得する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、本開示の発明者は、伝統３Ｄ  ＭＩＭＯアンテナシステムに欠陥が存在することを見付けた。一般的に、ユーザの水平到達角は、比較的に大きい範囲内に等間隔分布となっており、水平方向アンテナは、異なるユーザの水平到達角によって区分することができる。しかし、ユーザが同様に地面に近い高さに位置する時、異なるユーザの垂直到達角は、比較的に小さい範囲内だけに不等間隔に分布しており、ユーザ間干渉が大きく、垂直方向等間隔分布のアンテナアレイの、異なるユーザについての区分度が悪く、ＵＲＡの垂直方向上の分解能が悪くなってしまう。そのため、実際の研究によって、同様のアンテナの数を採用すれば、空間条件が許可する場合に、アンテナを線形アンテナアレイとすると、最も良い性能を獲得することができる。一方、アンテナを３Ｄ  ＭＩＭＯアンテナアレイとする時、垂直方向のアンテナの数の増加による性能利得が低く、水平方向のアンテナの数の減少による性能損失を補償することができない。
【０００７】
なお、伝統的な３Ｄ  ＭＩＭＯアンテナシステムの垂直方向の等間隔アンテナアレイ分布と信号処理方法は、一般的なセル環境に適用されておらず、一定の空間制約下、更に適合のアンテナアレイ排布モード設計と更に３Ｄ  ＭＩＭＯに適用する信号処理方法を提出する必要がある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
よって、前述問題点の少なくとも一つの問題点を解決するために、本開示に次の技術案が開示されている。
【０００９】
本開示の一つの技術案によると、送信端装置は、垂直方向に沿って配置された複数のアンテナ素子を含み、前記複数のアンテナ素子の少なくとも一部のアンテナ素子のうち、隣接アンテナ素子間のピッチは、第１の方向に次第に増加することを特徴とする。
【００１０】
本開示の一つの技術案によると、受信端装置は、送信端装置からの参照信号を取得し、前記参照信号に基づいてチャネル推定を行い、チャネル推定の結果及び送信端装置に関連する複数のアンテナ素子の不等間隔分布の情報に基づいて、チャネル状態情報を確定して送信端装置へのフィードバックに用いる、ように配置された処理回路を含み、送信端装置に関連する前記複数のアンテナ素子の少なくとも一部のアンテナ素子のうち、垂直方向に、隣接アンテナ素子間のピッチは、受信端装置或いは地面に近い方向に次第に増加し、または、受信端装置或いは地面から離れる方向に次第に増加することを特徴とする。
【００１１】
本開示の一つの技術案によると、送信端装置であって、送信端装置に関連する複数のアンテナ素子の不等間隔分布状態を指示する不等間隔分布情報を生成し、受信端装置からのチャネル状態情報を取得し、前記チャネル状態情報と前記不等間隔分布情報に基づいてチャネル状態を確定するように配置された処理回路を含み、送信端装置に関連する前記複数のアンテナ素子の少なくとも一部のアンテナ素子のうち、垂直方向に、隣接アンテナ素子間のピッチは、受信端装置或いは地面に近い方向に次第に増加し、または、受信端装置或いは地面から離れる方向に次第に増加することを特徴とする。
【００１２】
本開示の一つの技術案によると、無線通信ための方法は、垂直方向に沿って複数のアンテナ素子を配置することを含み、前記複数のアンテナ素子の少なくとも一部のアンテナ素子のうち、隣接アンテナ素子間のピッチは、第１の方向に次第に増加することを特徴とする。
【００１３】
本開示の一つの技術案によると、無線通信ための方法は、送信端装置からの参照信号を取得すること、前記参照信号に基づいてチャネル推定を行うこと、及びチャネル推定の結果及び送信端装置に関連する複数のアンテナ素子の不等間隔分布の情報に基づいて、チャネル状態情報を確定して送信端装置へのフィードバックに用いることを、含み、送信端装置に関連する前記複数のアンテナ素子の少なくとも一部のアンテナ素子のうち、垂直方向に、隣接アンテナ素子間のピッチは、受信端装置或いは地面に近い方向に次第に増加し、或いは受信端装置或いは地面から離れる方向に次第に増加することを特徴とする。
【００１４】
本開示の一つの技術案によると、無線通信ための方法は、送信端装置に関連する複数のアンテナ素子の不等間隔分布状態を指示する不等間隔分布情報を生成すること、受信端装置からのチャネル状態情報を取得すること、及び前記チャネル状態情報と前記不等間隔分布情報に基づいてチャネル状態を確定することを含み、送信端装置に関連する前記複数のアンテナ素子の少なくとも一部のアンテナ素子のうち、垂直方向に、隣接アンテナ素子間のピッチは、受信端装置或いは地面に近い方向に次第に増加し、或いは受信端装置或いは地面から離れる方向に次第に増加することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本開示において、３Ｄ  ＭＩＭＯアンテナシステムの垂直方向のアンテナアレイの分布を不等間隔に設計し、新たな分布モードに基づいて新たな信号処理方法を設計することで、３Ｄ  ＭＩＭＯアンテナシステムの垂直方向の自由度をより良く利用して、更に良いアンテナ性能を実現する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１Ａ】図１Ａは、従来技術における３Ｄ  ＭＩＭＯアンテナアレイの等間隔分布を示す模式図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、一つの実施例に係るアンテナアレイの不等間隔分布を示す模式図である。
【図１Ｃ】図１Ｃは、もう一つの実施例に係るアンテナアレイの不等間隔分布を示す模式図である。
【図２】図２は、一つの実施例に係る送信端装置と受信端装置との間の通信を示すフローチャートである。
【図３】図３は、一つの実施例に係る送信端装置の配置の例を示すブロック図である。
【図４】図４は、一つの実施例に係る通信システムを示す模式図である。
【図５Ａ】図５Ａは、一つの実施例に係る送信端装置の処理を示すフローチャートである。
【図５Ｂ】図５Ｂは、一つの実施例に係る送信端装置を示す構成ブロック図である。
【図６Ａ】図６Ａは、一つの実施例に係る受信端装置の処理を示すフローチャートである。
【図６Ｂ】図６Ｂは、一つの実施例に係る受信端装置を示す構成ブロック図である。
【図７Ａ】図７Ａは、一つの実施例に係る送信端装置の処理を示すフローチャートである。
【図７Ｂ】図７Ｂは、一つの実施例に係る送信端装置を示す構成ブロック図である。
【図８】図８は、異なる方案における平均スペクトル効率の累積分布関数を示すシミュレーション図である。
【図９Ａ】図９Ａは、アンテナアレイ規模が８＊８である時に異なる指数ファクターを採用する時のユーザの平均スペクトル効率を示すシミュレーション図である。
【図９Ｂ】図９Ｂは、アンテナアレイ規模が３２＊３２である時に異なる指数ファクターを採用する時のユーザの平均スペクトル効率を示すシミュレーション図である。
【図１０】図１０は、異なる大きさのアンテナアレイにおいて、等間隔アンテナアレイと不等間隔アンテナアレイの平均スペクトル効率の累積分布関数を示すシミュレーション図である。
【図１１】図１１は、ｅＮＢの模式的な配置の第１の例を示すブロック図である。
【図１２】図１２は、ｅＮＢの模式的な配置の第２の例を示すブロック図である。
【図１３】図１３は、スマートフォンの模式的な配置の例を示すブロック図である。
【図１４】図１４は、カーナビゲーション設備の模式的な配置の例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照して、本開示内容の好ましい実施例を詳細に説明する。なお、本明細書と図面において、同一の図面符号を用いて基本的に同じ機能と構造を有する構成要素を示し、且つこれら構成要素についての重複の説明を省略する。
【００１８】
以下の順序に従って説明する。
１．システム概要
２．２送信端装置のアンテナアレイ
３．受信端装置の処理
４．送信端装置の処理
５．シミュレーション結果
６．応用例
７．結論
【００１９】
＜１．  システム概要＞
図２は、実施例に係る送信端装置（例えば基地局、Ｎｏｄｅ  Ｂ、ｅ−Ｎｏｄｅ  Ｂ）と受信端装置（例えばユーザ設備と端末設備）との間の概要の通信処理を示すフローチャートである。
【００２０】
２１００において、送信端装置は、送信端装置に関連する複数のアンテナ素子の不等間隔分布状態を指示する不等間隔分布情報を生成する。
【００２１】
２２００において、送信端装置は、受信端装置に参照信号を送信する。２２００において、参照信号に加えて、送信端は、不等間隔分布情報を送信してもよく、参照信号と不等間隔分布情報は、通常にそれぞれに送信されており、例えば異なるチャネルにベアされる。具体的に、ＬＴＥ通信システムの例において、不等間隔分布の情報は、例えば高層の無線資源制御に関するセル、例えばＡｎｔｅｎｎａＩｎｆｏセルに含まれている。
【００２２】
AntennaInfoCommon ::= SEQUENCE {
antennaPortsCount  ENUMERATED {an1,
an2, an4, spare1},
AntennaNon-uniformFactor  ENUMERATED {α1, α2, α3,…αn, sparem,sparem-1,…,spare 1 }
}
【００２３】
言い換えると、通信プロトコル内に、n個の選択可能のαが予め定義されており、送信端装置によってそれらの一つを指定し、送信端装置は、幾つかのビートを事前に確保して、将来の選択可能のα、即ちｓｐａｒｅｍに提供してもよい。例えば、送信端装置は、トラバース検索によって、予め定義された複数のαの中から、最も良いαを選択することができる。αの候補値は限定されているので、このようにすればαの選択の複雑さを減らすことができ、且つ検索速度を向上することができる。また、静的値或いは準静的値となるようにαの値を配置する時、前述n個の選択可能のαは、それぞれ、様々なアンテナアレイの寸法に対応する好ましいαの数値に対応することができ、送信端装置側（例えばキャリア側）は、現在のアンテナアレイ寸法に基づいて、対応するαを選択し、その後送信端装置によって適時に受信端装置に通知することができる。
【００２４】
もう一つの実例において、αは、予定された静的な集合の中から選択されるものではなく、送信端装置によって動的に決定するものであり、この場合に、下のようにαを指示することができる。
【００２５】
AntennaNon-uniformFactor BIT STRING
(SIZE (n))
【００２６】
もちろん、アンテナ情報セルにアンテナ素子の総個数情報を加入してもよく、不等間隔のアンテナ個数Ｎが全てのアンテナ素子の個数と異なれば、Ｎの情報も更に加入してもよく、BIT STRINGで指示することができる。
【００２７】
送信端装置が動的にαを決定する場合に、αの値の区間を階層量子化する方法を用いてαを確定することができる。両層の量子化を例とすると、先ず、αの大体範囲を位置合わせるように、大きいステップでαの値の区間を量子化することができ、これは第１の層の量子化と呼ばれる。αの大体範囲を確定した後、より小さいステップでその大体範囲を更に精細に量子化することで、最終的にαの量子化値を確定し、それは第２の層の量子化と呼ばれる。このような量子化方式を採用することで、量子化ステップの計算複雑さを減らすことができる。更に、システム環境が緩慢的に変化して改めにαを確定する必要がある時、改めに第２の層の量子化のみを行って、αの量子化値を検索することができ、この時、αは前回確定された量子化値と大幅の変化がないので、そうすると、改めてαを確定する時間及び計算複雑さを非常に減らすことができる。更に多い層の量子化方式を採用してもよく、その原理は両層の量子化と類似している。
【００２８】
また、アンテナアレイは、固定された不等間隔分布（例えば、αは１．８と固定される）を採用しても良い、即ち、システムに等間隔と不等間隔の両種状態しかない：
AntennaInfoCommon
::= SEQUENCE {
antennaPortsCount
ENUMERATED {an1, an2, an4, spare1},
AntennaNon-uniformStatus
ENUMERATED {0,1},
}
【００２９】
AntennaNon-uniformStatusの値が１を取る時、受信端装置は、アンテナアレイが不等間隔であると確定することで、不等間隔分布に対応するコードブックからコードワードを選択して送信端装置にフィードバックすればよい。
【００３０】
具体的に、当該セルは対応する無線資源制御（ＲＲＣ）メッセージにベアされており、例えば変化が発生した場合に、送信端装置によってこの変化されたAntennaNon-uniformFactorを含むRRCConnectionReconfigurationメッセージを生成して、夫々の受信端装置に通知することができる。本発明は、ＬＴＥシステムに限定されておらず、他の通信システムにおいても本発明の示唆に基づいて他のシグナリングを設計して前述不等間隔分布情報、例えば報知シグナリングをベアラすることができる。ＲＲＣという専用シグナリングに比べて、報知シグナリングの通知効率が更に高い可能性がある、ことが明確されている。もう一つの角度から設計すると、幾つかの応用シーンについて、低層のＭＡＣ層シグナリング或いは物理層シグナリングにベアラされることで、頻繁なアンテナ分布変化に適用されても良い。
【００３１】
２３００において、受信端装置は参照信号を受信し、且つ参照信号に基づいて、チャネル推定を行う。
【００３２】
２４００において、受信端装置は、チャネル推定の結果及び送信端装置に関連する複数のアンテナ素子の不等間隔分布の情報に基づいて、チャネル状態情報を確定する。
【００３３】
２５００において、受信端装置は、送信端装置にチャネル状態情報をフィードバックする。
【００３４】
２６００において、送信端装置は、チャネル状態情報と不等間隔分布情報に基づいて、チャネル状態を確定する。
【００３５】
以下、送信端装置と受信端装置の角度から、夫々に具体的に本開示を説明する。
【００３６】
＜２．  送信端装置のアンテナアレイ＞
図３は、一つの実施例に係る送信端装置３０００の配置の例を示すブロック図である。この送信端装置３０００は、基地局、Ｎｏｄｅ  Ｂ、ｅ−Ｎｏｄｅ  Ｂ等、或いはその中のキー部材、例えば完全製品でなくその中の処理チップ、或いは例えば図１１に示す基地局設備８２０とアンテナ８１０であることができる。
【００３７】
図３に示すように、送信端装置３０００は、垂直方向に沿って配置された複数のアンテナ素子３１００１…３１００Ｎを含むことができる。前記複数のアンテナ素子３１００１…３１００Ｎの少なくとも一部のアンテナ素子のうち、隣接アンテナ素子間のピッチが第１の方向に次第に増加する。
【００３８】
例えば、図１Ｂは、一つの実施例に係るアンテナアレイの不等間隔分布を示す模式図である。図１Ｃは、もう一つの実施例に係るアンテナアレイの不等間隔分布を示す模式図である。図１Ｂと１Ｃにおいて、ブロック毎は一つのアンテナ素子を代表している。図１Ａ中のアンテナアレイと異なり、図１Ｂと１Ｃにおいて、アンテナアレイ全体の占める空間と、図１Ａにおいてアンテナアレイの占める空間との大きさが同じであるが、図１Ｂと１Ｃにおけるアンテナアレイのアンテナ素子は垂直方向に不等間隔分布であり、隣接アンテナ素子間のピッチが次第に増大する。具体的に、図１Ｂにおいて、隣接アンテナ素子間のピッチは、受信端装置或いは地面から離れる方向に次第に増加する。図１Ｃにおいて、隣接アンテナ素子間のピッチは、受信端装置或いは地面に近い方向に次第に増加する。説明の便利のために、図１Ｂと１Ｃの両方において、水平方向のアンテナ素子は等間隔分布であるが、水平方向のアンテナ素子は不等間隔分布であっても良い。
【００３９】
ここで用いる用語「水平方向」は、絶対の水平方向に限定されておらず、伝統的な線形アンテナアレイに平行な方向を指す。同様に、用語「垂直方向」は、３Ｄ  ＭＩＭＯアンテナアレイにおいて伝統的な線形アンテナアレイより増加された次元の方向を指すことができる。よって、実際に、アンテナアレイ実装の実際の状況によって、「垂直方向」は、３Ｄアンテナアレイのいずれか一つの次元を指すことができる。
【００４０】
図４は、一つの実施例に係る通信システムを示す模式図である。図４に示すように、ユーザ設備４２０、４３０、４４０、４５０は、基地局４１０の周囲に分布されている。基地局４１０は、図１Ｂに示すような３Ｄ  ＭＩＭＯアンテナアレイ４１１を有する。図４に、アンテナアレイ４１１におけるアンテナ素子の垂直方向における隣接アンテナ素子間のピッチｄ２−ｄ１が、アンテナ素子の地面からの高さが増加するにつれて増加することを示している。実例として、隣接アンテナ素子間のピッチが、受信端装置との距離が増加するにつれて増加することができる。例えば、隣接アンテナ素子間のピッチは、受信端装置との距離が増加するにつれて増加し、複数の受信端装置との平均高さの垂直距離が増加するにつれて増加し、アンテナ素子の高さ或いはアンテナ素子と地面との距離が増加するにつれて増加することができる。隣接アンテナ素子間のピッチは、地面或いは受信端装置との距離が増加するにつれて減少することができ、即ち、図１Ｃに示すように、地面或いは受信端装置に近い方向に、隣接アンテナ素子間のピッチが次第に増加することができる。
【００４１】
図１Ｂと１Ｃにおいて、夫々にアンテナアレイにおける垂直方向のアンテナ素子のピッチが次第に増加することと次第に減少することを示したが、それは一つの種類の例示性の場合だけである。幾つかの実施例において、アンテナアレイのすべての部分が不等間隔分布である必要がない。例えば、アンテナアレイの一部のみのアンテナ素子が不等間隔分布であっても良い。他に、更に複雑な場合があっても良い。例えば、前記複数のアンテナ素子３１００１…３１００Ｎは、複数の組｛３１００１…３１００ｇ１｝、｛３１００ｇ１…３１００ｇ２｝…｛３１００ｇｋ…３１００Ｎ｝（１≦ｇ１≦ｇ２≦…≦ｇｋ≦Ｎ）と分割することができ、組毎は、隣接アンテナ素子からなり、組毎のアンテナ素子の数は、一つ或いは複数であっても良い。組毎内のアンテナ素子は等間隔分布であるが、隣接アンテナ組の間のピッチは不等間隔分布である。また例えば、夫々のアンテナ組の間のピッチは等間隔分布であるが、少なくとも一つのアンテナ組におけるアンテナ素子のピッチは、不等間隔分布を採用する。同様に、アンテナ組の間のピッチと、アンテナ組内のアンテナ素子間のピッチとは、いずれも不等間隔分布であっても良い。また、アンテナアレイの一部のアンテナ素子は、第１の種類の不等間隔分布を採用し、アンテナアレイの他の一部のアンテナ素子は、第１の種類の不等間隔分布とは異なる第２の種類の不等間隔分布を採用することができる。
【００４２】
本開示の発明者は、実験とシミュレーションによって、アンテナ素子が垂直方向に等間隔分布である方案に比べて、垂直方向に、幾つかのアンテナアレイ規模或いは他の動作パラメータの場合、隣接アンテナ素子間のピッチが、受信端装置或いは地面との距離が増加するにつれて増加する時、アンテナアレイ全体が異なるユーザの到達角を更に良く区分することができることで、アンテナ素子の垂直方向に異なるユーザに対する区分度を増加することができ、３Ｄ  ＭＩＭＯアンテナシステムの性能利得を向上することができる、ことを見付けた。ところで、他の幾つかのアンテナアレイ規模或いは他の動作パラメータの場合、反対に、隣接アンテナ素子間のピッチが、受信端装置或いは地面との距離が増加するにつれて減少する時、３Ｄ  ＭＩＭＯアンテナシステムの性能利得が向上する。この過程において、アンテナアレイ規模は、アンテナ素子分布方式に影響を与える要因である。よって、主に具体的なアンテナアレイ規模に基づいてアンテナ素子の分布方式を選択する必要がある。
【００４３】
図３に戻り参照して、図３に示すように、送信端装置３０００は、アンテナ調整回路３２００を選択的に含んでも良い。アンテナ調整回路３２００は、複数のアンテナ素子３１００１…３１００Ｎ間の垂直方向に沿うピッチを調整することができる。例えば、アンテナ調整回路３２００を利用して、複数のアンテナ素子３１００１…３１００Ｎを実装する時、予めそれらの間のピッチを調整することができる。また例えば、アンテナ調整回路３２００は、複数のアンテナ素子３１００１…３１００Ｎの使用中において、動的或いは準静的にそれらの間のピッチを調整することができることで、複数のアンテナ素子３１００１…３１００Ｎの間のピッチをチャネルの動的変化或いはアンテナアレイ規模の変化に適応させることができ、それの垂直方向に異なるユーザに対する区分度を更に向上することができる。アンテナ調整回路３２００は、一端がアンテナ素子を実装するベースに接続し、他の一端が、自動にアンテナ素子間のピッチを調整するように操作可能に後段制御回路に結合し、或いは、操作者によって用いられて手動でアンテナ素子間のピッチを調整するようにユーザインターフェースに接続することができる。
【００４４】
先に述べたように、複数のアンテナ素子３１００１…３１００Ｎの少なくとも一部のアンテナ素子のうち、隣接アンテナ素子間のピッチは、いずれかの一つの方向に次第に増加し、例えば地面或いは受信端装置に近い方向に次第に増加し、或いは地面或いは受信端装置から離れる方向に次第に増加することができる。好ましくは、このピッチは、非線形関数ｆ（ｎ）に基づいて確定することができる。ｆ（ｎ）は、ｎ個目のアンテナ素子の１個目のアンテナ素子に対する位置を指す。当業者は、以下の説明を読んだ後、非線形関数ｆ（ｎ）が様々な適切な形態を採用することができることが分かる。例えば、非線形関数ｆ（ｎ）は、冪関数、指数関数、正接関数の少なくとも一つであってもよい。
【００４５】
以下、実例を参考して、ｆ（ｎ）が冪関数である好ましい実施例を説明する。しかしながら、当業者にとって、実際にはこれに限定されていないことが分かる。例えば、非線形関数ｆ（ｎ）は、
2019508988.tif 000003
の少なくとも一つと表しても良く、そのうちに、μ、υは夫々に指数関数と正接関数のパラメータを指し、その値は調整し、受信端装置に通知することができる。実験によって、ｆ（ｎ）が冪関数、指数関数、或いは正接関数の場合に、同一の３Ｄ  ＭＩＭＯアンテナアレイ規模について、獲得可能のアンテナアレイの平均スペクトル効率の曲線は、非常に似ていることが表れる。
【００４６】
以下の記述において、複数のアンテナ素子３１００１…３１００Ｎがいずれも同一の種類の不等間隔分布関数ｆ（ｎ）に沿うとする。しかしながら、当業者にとって、実際にはこれに限定されていないことが分かる。
【００４７】
前記複数のアンテナ素子３１００１…３１００Ｎの中で、１個目のアンテナ素子３１００１の位置はｆ（１）＝０であり、N個目のアンテナ素子３１００Ｎの位置はｆ（N）＝Ｄ（Ｎ−１）であり、但しＤは定数であるとする。好ましくは、Ｄは伝統の等間隔分布（ＵＲＡ）の場合の垂直方向のアンテナ素子のピッチであり、このような場合に、本開示の不等間隔分布のアンテナアレイの占める全体空間は、伝統の等間隔分布アンテナアレイの占める全体空間と同じようになる。
【００４８】
本実施例において、非線形関数ｆ（ｎ）は、式（１）に示す冪関数の形態と表すことができる。
【００４９】
【数１】
2019508988.tif 000004
【００５０】
但し、ｎはアンテナ素子の番号であり、ｆ（ｎ）はｎ個目のアンテナ素子と１個目のアンテナ素子との距離であり、αは調整可能の指数ファクターであり、且つ０よい大きい。
非線形関数ｆ（ｎ）を利用して前記複数のアンテナ素子３１００１…３１００Ｎの間のピッチを確定することの利点は、より簡単な方式で前記ピッチを確定することができるものである。例えば、冪関数を用いて前記複数のアンテナ素子３１００１…３１００Ｎの間のピッチを確定する場合に、簡単に指数ファクターαを調整することで前記ピッチを調整することができる。式（１）において、α＞１の時、アンテナ素子３１００１…３１００Ｎのピッチは、図１Ｂに示すように、地面或いは受信端装置から離れる方向に次第に増大し、且つαが大きいほど、アンテナ素子３１００１…３１００Ｎの分布の不等間隔程度が大きい。例えば、α＝２の時、冪関数は二次関数であり、アンテナ素子３１００１…３１００Ｎの分布は二次分布である。α＝１の時、関数ｆ（ｎ）は線形関数に退化し、この時にアンテナ素子３１００１…３１００Ｎの分布も等間隔分布となる。α＜１の時、アンテナ素子３１００１…３１００Ｎのピッチは、図１Ｃに示すように、地面或いは受信端装置に近い方向に次第に増大する。αがいずれかの値であっても、アンテナアレイは同じ空間を占めるが、異なるアンテナ素子分布状況を有する。
【００５１】
複数のアンテナ素子３１００１…３１００Ｎの間のピッチは、ユーザ分布、建物の高さと建物の分布、及びユーザの到達角分布に関する。
【００５２】
一つの実施形態において、アンテナアレイの分布モード、即アンテナ素子間のピッチは、アンテナ素子の数に基づいて確定することができる。後に、表１を参照して、異なるアンテナ素子の数の場合に指数ファクターαの値の状況を表す。具体的に、アンテナ素子の数が特定の数の場合に、特定の最適化の目標、例えば平均スペクトル効率、スループット、信号対雑音比、最適スペクトル効率、最悪スペクトル効率等に対して最適化して、最適化の目標に最も合うアンテナアレイ分布モードを選択することができる。このような場合に、得られたアンテナアレイ分布モードは比較的に固定的であり、長時間内に安定し、伝送環境の変化に従ってリアルタイムに動的に変化しなく、静的或いは準静的になる。
【００５３】
もう一つの実施形態において、複数のアンテナ素子３１００１…３１００Ｎの間のピッチは、動作パラメータに基づいて動的に変化することもできる。例えば、送信端装置３０００は、アンテナ素子の数、前記送信端装置のカバー範囲、前記送信端装置がサービスするユーザの数、チャネル状態及びユーザ分布に関するパラメータの少なくとも一つに基づいて、複数のアンテナ素子３１００１…３１００Ｎの間のピッチを調整することができる。
【００５４】
例えば、複数のアンテナ素子３１００１…３１００Ｎの間のピッチは、到達角に基づき確定することができ、到達角は、受信端装置から受信された信号とアンテナ平面の法線との角度である。具体的に、送信端装置３０００は、夫々の受信端装置のフィードバックした信号から到達角情報とチャネル品質情報を取得し、次にこれらの情報に基づいて異なるアンテナアレイ分布モードにおける最適化の目標（例えば、ユーザ平均頻度効率）を計算し、且つ最適化の目標を最適化する時のアンテナアレイ分布モード、即ち、アンテナ素子間のピッチを選択することができる。本発明において、特定の到達角分布状況に対して、異なるアンテナアレイ分布モードの対応するチャネルプリコーディングのコードブックが異なることで、プリコーディング効率が異なるので、例えばユーザ平均スペクトル効率、スループット、信号対雑音比等の指標も異なる。よって、計算、シミュレーションによって、最も適切なアンテナアレイ分布モードを選択することができる。明細書の少し後の部分において、到達角に基づいてアンテナピッチを確定する方式を具体的に表す。
【００５５】
前述のように、アンテナピッチを表す非線形関数ｆ（ｎ）を式（１）に示す冪関数と表す場合に、指数ファクターα＝１の時、関数ｆ（ｎ）が線形関数に退化し、この時アンテナ素子３１００１…３１００Ｎの分布も等間隔分布となる。α＞１の時、αが大きいほど、アンテナ素子３１００１…３１００Ｎの分布の不等間隔程度が大きい。しかしながら、αが増大するにつれて、アンテナ素子３１００１…３１００Ｎの一部のアンテナ素子間のピッチが近すぎるとなり、この一部のアンテナ素子間の干渉が制限を超過し、全体のアンテナアレイ性能を減らしてしまう。よって、αの値は、アンテナアレイの性能利得を正に維持させることが好ましい。α＜１の時、似ている考慮が存在する。図９Ａは、アンテナアレイ規模が８＊８である場合に異なる指数ファクターαを採用する時のユーザの平均スペクトル効率を示すシミュレーション図である。Ｋはユーザ総数であり、Ｒはセル半径である。これから見えるように、セル半径Ｒが増大するにつれて、性能を減らせ（平均スペクトル効率が減り）、これは、より多いユーザが基地局から更に離れる位置に分布するためであり；ユーザの数が増加するにつれても、性能を減らせる（平均スペクトル効率が減り）、これは、ユーザ間の干渉が大きくなるためです。しかし、図９Ａに示すように、異なるＫと異なるＲについて、指数ファクターαが２．４より大きくなった後、ユーザの平均スペクトル効率は、いずれも指数ファクターα＝１の時のユーザの平均スペクトル効率より小さくなることを見付けることができる。言い換えると、α＞２．４の時、アンテナアレイの性能は、かえって等間隔分布におけるアンテナアレイの性能より悪くなる。よって、アンテナアレイ規模が８＊８である場合に、好ましくは、指数ファクターαが２．４より小さい。
【００５６】
また、指数ファクターの値が１．７程度である時、異なるＫと異なるＲについて、平均スペクトル効率は、いずれも最も高い値に近いことも見付けている。この時、静的なアンテナアレイであっても、相対に安定し且つ良い性能に到達することができる。よって、好ましくは、アンテナアレイ規模が８＊８である場合に、指数ファクターαは１．６〜１．９の間の数である。
【００５７】
図９Ｂは、アンテナアレイ規模が３２＊３２であり、セル半径が２５０mである場合に異なる指数ファクターαを採用する時のユーザの平均スペクトル効率を示すシミュレーション図である。Ｋはユーザ総数である。ユーザの数の増加は、同様に性能を減らせることを見付けることができる。しかし、図９Ａに示す場合と異なり、異なるＫについて、指数ファクターαの最適値が０．８５程度であることを見付けることができる。
【００５８】
実験によって、指数ファクターαの選択は、アンテナアレイ規模に支配され、他の指数ファクターαの値に影響を与えるパラメータは、サービスするユーザの数、セル半径、ユーザ分布状況等を含むが、アンテナアレイ規模が固定された場合に、他の因素の変動によるαの最適値の変化は大きくないことを見付けることができる。
【００５９】
表１に、異なるアンテナアレイ規模における指数ファクターαの値の状況を表す。
【００６０】
【表１】
2019508988.tif 000005
【００６１】
表１において、１列目は、アンテナアレイ規模であり、２列目中のＰ（αopt＞２）は、指数ファクターαの最適値が２より大きいである確率を示し、３列目中のσ2αoptは、指数ファクターαの他のパラメータが変化する時の値の間の分散を示し、４列目中のαs-optは、他のパラメータ変化の統計平均に基づいて得られた指数ファクターαの様々なアンテナアレイ規模における勧めの準最適値（真の最適値は動的に変化するため）を示す。これによって、異なるアンテナアレイ規模の場合、指数ファクターαは異なる最適値を持っていることを見付けた。
【００６２】
好ましくは、送信端装置３０００は、処理回路を含んでも良く、前記処理回路は、複数のアンテナ素子３１００１…３１００Ｎの間のピッチに基づいて、プリコーディングマトリックスを生成して、送信されるデータに対するプリコーディングに用いる。プリコーディングマトリックスを生成する過程は、後に述べる。
【００６３】
以上、垂直方向に不等間隔分布のアンテナアレイを持つ送信端装置を既に述べた。同様に、ある場合には、水平方向のアンテナアレイは、似ている不等間隔分布モードを持っても良い。しかしながら、簡単に説明するために、本開示の一つの実施例によると、送信端装置３０００のアンテナアレイは、水平方向の複数のアンテナ素子が等間隔分布のモードを採用する（図１Ｂ、１Ｃに示すように）。
【００６４】
図５Ａは、一つの実施例に係る送信端装置３０００の処理を示すフローチャートである。この処理は、主に送信端装置側にアンテナアレイを配置するために用いられる。
【００６５】
図５Ａに示すように、フロー５０００は、ステップ５１００から始める。ステップ５１００において、送信端装置に、垂直方向に沿って、複数のアンテナ素子３１００１…３１００Ｎを配置する。当該複数のアンテナ素子３１００１…３１００Ｎの少なくとも一部のアンテナ素子のうち、隣接アンテナ素子間のピッチは、受信端装置或いは地面に近い方向に次第に増加し、或いは受信端装置或いは地面から離れる方向に次第に増加することができる。アンテナ素子のピッチをどのように選択することを前の部分で既に細かく説明したので、ここでアンテナ素子３１００１…３１００Ｎをどうのように配置することを重複して説明しない。
図５Ａに示すように、フロー５０００は、オプショナルステップ５２００或いは５３００を含んでも良い。ステップ５２００と５３００の順序は変更することができ、或いは並列に行ってもよく、交互に行っても良く、本開示の実現に影響しない。
【００６６】
ステップ５２００において、複数のアンテナ素子間の垂直方向に沿うピッチを調整する。そのうちに、当該複数のアンテナ素子の少なくとも一部のアンテナ素子のうち、隣接アンテナ素子間のピッチは、受信端装置或いは地面に近い方向に次第に増加し、或いは受信端装置或いは地面から離れる方向に次第に増加する。
【００６７】
前記のようなアンテナ調整回路によって、人為的或いは自動にアンテナ素子間のピッチを調整することができる。一つの実施形態において、アンテナアレイを配置する時、アンテナ素子間のピッチを調整することができ、且つ運営に利用された後にこのピッチを変更しない。もう一つの実施形態において、必要に応じて、アンテナアレイを運営に利用した後に、動的にアンテナ素子間のピッチを変更することができる。
【００６８】
ステップ５３００において、アンテナ素子間のピッチに基づいて、プリコーディングマトリックスを生成して、送信されるデータに対するプリコーディングに用いる。前記のような処理回路によって、ステップ５３００を行うことができる。プリコーディングマトリックスを生成する過程は、後に述べる。
【００６９】
図５Ｂは、一つの実施例に係る送信端装置５４００を示す構成ブロック図である。
【００７０】
図５Ｂに示すように、送信端装置５４００は、ステップ５１００を行うためのアンテナ配置手段５４１０を含むことができる。選択的に、送信端装置５４００は、ステップ５２００を行うためのアンテナ調整手段５４２０及びステップ５３００を行うためのプリコーディングマトリックス生成手段５４３０を含むこともできる。
【００７１】
以上、図３〜５Ｂ及び図９Ａ〜９Ｂを参照して、不等間隔分布モードを有すアンテナアレイを持つ送信端装置を述べた。送信端装置が不等間隔分布のアンテナアレイを採用する時、従来技術において等間隔分布のアンテナアレイに対するコードブック設計、プリコーディング処理等は適用でない。同様に、不等間隔分布のアンテナアレイを正常に動作させるように、受信端と送信端装置の夫々の処理フロー及びこの両方の間の通信処理方式もそれに応じて変更すべきである。以下、本開示の実施例に関する受信端装置と送信端装置の処理を夫々に述べる。
【００７２】
＜３．受信端装置の処理＞
本開示の一つの実施例によると、ある受信端装置は一つ或いは複数の処理回路を含む。この一つ或いは複数の処理回路は、送信端装置からの参照信号を取得し、前記参照信号に基づいてチャネル推定を行い、及びチャネル推定の結果及び送信端装置に関連する複数のアンテナ素子の不等間隔分布の情報に基づいて、チャネル状態情報（ＣＳＩ）を確定して送信端装置へのフィードバックに用いるように配置されることができる。送信端装置に関連する前記複数のアンテナ素子の少なくとも一部のアンテナ素子のうち、垂直方向に、隣接アンテナ素子間のピッチは、受信端装置或いは地面に近い方向に次第に増加し、或いは受信端装置或いは地面から離れる方向に次第に増加する。
【００７３】
例えば、周波数分割複信（ＦＤＤ）通信システムにおいて、受信端装置の処理回路は、送信端装置から水平方向と垂直方向の夫々のチャネル状態情報参考符号（ＣＳＩ−ＲＳ）を取得する。次に、受信端装置は、水平方向と垂直方向のＣＳＩ−ＲＳに基づいて、夫々に推定された下りチャネルの方向ベクトルとチャネルのモジュラスを代表するチャネル品質指示（ＣＱＩ）を計算する。ＭＩＭＯシステムにおいて、ＣＳＩ−ＲＳに基づいてチャネル推定を行うことは、本分野の公知されている方式で行うことができる。
【００７４】
次に、受信端装置の処理回路は、推定された下りチャネルの方向ベクトル及び予め獲得された送信端装置側のアンテナアレイ分布状況に基づいて、採用されるプリコーディングのコードブックにおけるコードワードを確定し、且つＣＱＩと共にチャネル状態情報として送信端装置にフィードバックすることができる。以下、例示の形態で具体的に説明する。
【００７５】
アンテナ素子の分布を図１Ｂに示す形態とし、即水平方向を等間隔分布とし、垂直方向を不等間隔分布とし、且つ列毎のアンテナ素子は、同一の不等間隔分布ｆ（ｎ）に沿うとする。
【００７６】
水平方向のアンテナアレイは等間隔分布であるので、従来技術における伝統的な等間隔分布のアンテナアレイに対してチャネル推定を行う方法を採用することができるので、水平方向のプリコーディングマトリックス指示（ＰＭＩ）とＣＱＩを得て送信端装置にフィードバックする。
【００７７】
垂直方向は、従来技術において、垂直方向に等間隔分布のアンテナアレイについて、ＤＦＴベクトル（チャネル導向ベクトルとも呼ばれる）形態のベクトルからなるコードブックを採用して、プリコーディングを行う。与えられた一つの径ｐについて、ＤＦＴベクトル（即ち、コードワード）は、式（２）の形態と表すことができる。
【００７８】
【数２】
2019508988.tif 000006
【００７９】
2019508988.tif 000007
【００８０】
しかしながら、図１Ｂに示すように、本開示に関するアンテナアレイは、垂直方向に不等間隔分布に沿うので、垂直方向のチャネル導向ベクトルは式（２）に示すようなＤＦＴベクトル形態のコードワードで表すことができず、そうでなければチャネル推定の大幅の偏差とプリコーディング効率の大幅の低下が発生してしまう。よって、本開示は、新たなコードブックを用いて、伝統に使用するＤＦＴ形態のコードブックを代わることを提出した。この新たなコードブックにおいて、コードワード毎は、非ＤＦＴベクトル形態であり、例えば式（３）で表すことができる。
【００８１】
【数３】
2019508988.tif 000008
【００８２】
そのうちに、ｆ（ｎ）はアンテナアレイの分布関数であり、ｎ個目のアンテナ素子と１個目のアンテナ素子間の距離を代表する。他のパラメータは式（２）と同じである。垂直方向のチャネル方向は、例えば公式（３）で示す非ＤＦＴ形態のチャネル導向ベクトルによって指示されることができる。
【００８３】
式（３）から分かるように、式（２）に示すＤＦＴ形態のコードブックにおけるアンテナピッチＤは、アンテナアレイの分布関数ｆ（ｎ）に取り替えられる。よって、受信端装置は、送信端装置側のアンテナアレイの分布関数ｆ（ｎ）を分かってこそ、使用するコードブックを確定することができるので、その中から適切なコードワードを選択して送信端装置にフィードバックする。
【００８４】
よって、受信端装置は、予め様々な方式でこのアンテナアレイの分布関数ｆ（ｎ）を取得することができ、例えば、受信端装置は分布関数ｆ（ｎ）を受信することができる。或いは、受信端装置は、分布関数ｆ（ｎ）の少なくとも一部のパラメータを受信することができ、当地に予め記憶された分布関数ｆ（ｎ）の関数形態及び定数に基づいて、受信されたパラメータを結合して、分布関数ｆ（ｎ）を得ることができる。且つ好ましくは、受信端装置の処理回路は、送信端装置から取得されたアンテナアレイの不等間隔分布の情報、即分布関数ｆ（ｎ）に基づいて、この不等間隔分布に対応するコードブックを確定するように配置することができる。コードブックを確定する時、受信された不等間隔分布情報に基づいて例えば式（３）の形態に従ってリアルタイムにコードブックを生成しても良く、予め受信端装置の内或いは外のメモリに様々な分布関数に対応するコードブックを記憶し、且つ送信端装置が採用する分布関数が分かった後、対応するコードブックを選択して使用しても良い。
【００８５】
使用されるコードブックを確定した後、受信端装置の処理回路は、以下の方式によってチャネル状態情報を確定することができる。先ず、コードブックにおいてチャネル推定の結果にマッチするコードワードを確定し、次に、マッチしたコードワードに基づいてチャネル方向を指示する情報を確定する。
【００８６】
具体的に、例えば、コードブックにおいてチャネル推定の結果にマッチするコードワードを確定する時、推定された下りチャネルのチャネル方向ベクトルとコードブックにおけるコードワード毎との相関運算を行い、且つ相関度が最も大きいコードワードを選択してマッチしたコードワードとすることができる。
【００８７】
マッチしたコードワードを選択した後、コードブックにおけるコードワード毎は異なる到達角に対応し、且つ前記のように、到達角は送信端装置が受信端装置から受信された信号とアンテナ平面の法線との角度であり、チャネルの方向を表しているので、選択されたマッチしたコードワードに基づいてチャネルの方向を確定することができる。
【００８８】
2019508988.tif 000009
【００８９】
チャネル方向を送信端装置に通知するために、受信端装置の処理回路は、選択されたコードワード或いは確定された到達角を送信端装置に送信することができる。好ましくは、受信端装置は、トラフィックを減少させるように、コードワードの番号だけをＰＭＩとして送信端装置に送信する。好ましくは、従来技術と同様に、受信端装置の処理回路は更に推定されたチャネル品質をＣＱＩとして送信端装置にフィードバックする。
【００９０】
なお、送信端装置側のアンテナアレイの分布モードが変化する時、好ましくは、受信端装置の処理回路は、送信端装置から更新された不等間隔分布の情報を取得したことに応じて、更新されたチャネル状態情報を確定して送信端装置へのフィードバックに用いるように配置されても良い。一つの最適アルゴリズムにおいて、送信端装置側のアンテナアレイの分布モードは動的に変化している。例えば、送信端装置は、受信端装置がフィードバックしたチャネル状態情報によって通信環境の変化を検査し、アンテナアレイの様々な分布モードによる性能利得を評価することで、最適分布モードを選択して適応的にアンテナアレイの分布を変更することができる。送信端装置がアンテナ分布モードを調整する処理は、本開示の後の部分で述べる。
【００９１】
要するに、送信端装置側のアンテナアレイの分布関数ｆ（ｎ）が例えば通信環境の変化によって変化する時、受信端装置は更新された分布関数ｆ（ｎ）を取得した後、更新された分布関数ｆ（ｎ）に基づいて、以上に述べた方式に従って改めにチャネル推定を行い、新たなＰＭＩとＣＱＩを確定することで、更新されたチャネル状態情報を送信端装置にフィードバックする。
【００９２】
以上、本開示の一つの実施例の受信端装置を述べた。これに応じて、本開示は、前述受信端装置に用いることができる無線通信方法を提供する。図６Ａは、一つの実施例に係る受信端装置の処理６０００を示すフローチャートである。
【００９３】
図６Ａに示すように、ステップ６１００において、受信端装置は送信端装置からの参照信号を取得する。送信端装置に関連する前記複数のアンテナ素子の少なくとも一部のアンテナ素子のうち、垂直方向に、隣接アンテナ素子間のピッチは、受信端装置或いは地面に近い方向に次第に増加し、或いは受信端装置或いは地面から離れる方向に次第に増加する。ステップ６２００において、受信端装置は、この参照信号に基づいてチャネル推定を行う。ステップ６３００において、受信端装置は、チャネル推定の結果及び送信端装置に関連する複数のアンテナ素子の不等間隔分布の情報に基づいて、チャネル状態情報を確定して送信端装置へのフィードバックに用いる。ステップ６１００−６３００の具体的な実現方式は以上で例示の形態で説明したので、ここで省略する。
【００９４】
図６Ｂは、一つの実施例に係る受信端装置６４００を示す構成ブロック図である。
【００９５】
図６Ｂに示すように、受信端装置６４００は、ステップ６１００を行うための取得手段６４１０、ステップ６２００を行うためのチャネル推定手段６４２０、及びステップ６３００を行うための確定手段６４３０を含むことができる。
【００９６】
以上、本開示の一つの実施例の受信端装置及びその通信方法を述べた。以下、本開示の前述受信端装置との通信が可能であって不等間隔分布のアンテナアレイを採用する送信端装置及びその通信方法を述べる。
【００９７】
＜４．送信端装置の処理＞
本開示の一つの実施例によると、ある送信端装置は処理回路を含むことができ、この処理回路は、送信端装置に関連する複数のアンテナ素子の不等間隔分布状態を指示する不等間隔分布情報を生成し、受信端装置からのチャネル状態情報を取得し、及びチャネル状態情報と不等間隔分布情報に基づいてチャネル状態を確定するように配置される。そのうちに、送信端装置に関連する前記複数のアンテナ素子の少なくとも一部のアンテナ素子のうち、垂直方向に、隣接アンテナ素子間のピッチは、受信端装置或いは地面に近い方向に次第に増加し、或いは受信端装置或いは地面から離れる方向に次第に増加する。
【００９８】
前述実施例に関する送信端装置は、自体アンテナアレイを含んでも良く、アンテナアレイを含まないがアンテナアレイと通信可能に接続しても良い。生成された不等間隔分布情報は、夫々の種類の形態であることができる。例えば、不等間隔分布情報は、複数のアンテナ素子の不等間隔分布状態を表す関数ｆ（ｎ）或いはｆ（ｎ）中のパラメータであることができる。例えば、ｆ（ｎ）が指数関数である場合に、この不等間隔分布情報は、指数関数の指数ファクターαであることができる。また、例えば、送信端と受信端装置において予め確定された幾つかの種類の関数ｆ（ｎ）が既に記憶された場合に、不等間隔分布情報は単にｆ（ｎ）を代表するインデックスであっても良い。
【００９９】
アンテナアレイの配置が終わった後、或いは毎度アンテナアレイの分布モードが変更された後、対応する不等間隔分布情報を能動的に生成しても良く、受信端装置の請求に応してこの不等間隔分布情報を生成しても良い。
【０１００】
好ましくは、送信端装置の処理回路は、受信端装置に前記ように生成された不等間隔分布情報を送信するように制御するように配置されても良い。不等間隔分布情報の送信は、送信端装置によって能動的に行っても良く、受信端装置の要求に応じて行っても良い。送信端装置と受信端装置とが通信を建てる初期化の段階においてこの不等間隔分布情報を送信し、且つ通信中において重複送信を行わなくても良い。また、定期的或いは不等間隔分布情報が変化した後、受信端装置に更新された不等間隔分布情報を送信し、受信端装置にて改めにチャネル推定、プリコーディングコードブック選択等の処理を行うように用いても良い。ＦＤＤシステムにおいて、受信端装置がチャネル推定を行い、且つチャネル推定の結果及び送信端装置から受信された不等間隔分布情報に基づいて、コードブック選択を含むチャネル状態情報を確定して、送信端装置にフィードバックするので、受信端装置は送信端装置側のアンテナアレイの分布モードが分かる必要があることを注意すべきである。しかし、時分割複信（ＴＤＤ）システムにおいて、受信端装置は、送信端装置に上りチャネルのＣＳＩ−ＲＳ及びチャネル品質指示ＣＱＩだけを送信する必要があって、自分がチャネル方向を推定してコードワードに対する選択をフィードバックする必要がないので、送信端装置は、受信端装置にアンテナアレイの分布状況を通知しなくて良い。
【０１０１】
次に、送信端装置の処理回路は、受信端装置からのチャネル状態情報を取得するように配置されている。ＴＤＤシステムにおいて、受信端装置が送信したチャネル状態情報はＣＱＩを含むことができる。ＦＤＤ通信システムにおいて、ＣＱＩ以外に、このチャネル状態情報は、到達角を指示する情報を含んでも良い。前記のように、到達角は、受信端装置から受信された信号とアンテナ平面の法線との角度である。
【０１０２】
好ましくは、以上で受信端装置の説明のように、コードブックは不等間隔分布情報に基づいて確定されており、且つコードブックにおけるコードワード毎は異なる到達角に対応するので、到達角を指示する情報は、受信端がコードブックにおけるコードワードを選択する選択情報（例えば、プリコーディングマトリックス指示（ＰＭＩ））であることができる。受信端装置からのチャネル状態情報を取得した後、送信端装置の処理回路は、このチャネル状態情報とアンテナアレイの不等間隔分布情報に基づいてチャネル状態を確定するように配置されている。
【０１０３】
例えば、ＦＤＤシステムにおいて、受信端装置から取得されたチャネル状態情報が例えばＰＭＩのような到達角を指示する情報を含んでいるので、この時、送信端装置の処理回路は、この到達角を指示する情報（例えば、ＰＭＩ）とアンテナアレイの不等間隔分布情報に基づいて、チャネルの方向、例えば、チャネル導向ベクトルを確定することができる。
【０１０４】
2019508988.tif 000010
【０１０５】
ある好ましい実施形態において、送信端装置の処理回路は、動的にアンテナアレイの分布モードを調整することもできる。
【０１０６】
例えば、送信端装置の処理回路は、受信端装置からの更新された到達角の情報を取得し、この更新された到達角の情報に基づいて更新された不等間隔分布情報を計算し、及びアンテナアレイにおける複数のアンテナ素子の不等間隔分布状態を調整するように、更新された不等間隔分布情報をアンテナ調整回路に送信するように配置されても良い。例えば、送信端装置の処理回路は、最適アルゴリズム（Ｏｐｔｉｍａｌ  Ｓｃｈｅｍｅ，ＯＳ）を利用して、短時間ユーザ最大平均スペクトル効率ルールに基づいて、指数ファクターを動的に調整することで、垂直ドメインの不等間隔アンテナの配置を動的に調整することができる。或いは、送信端装置の処理回路は、準最適アルゴリズム（Ｓｕｂ−ｏｐｔｉｍａｌ  Ｓｃｈｅｍｅ，ＯＳ）を利用して、長時間ユーザ最大平均スペクトル効率ルールに基づいて、固定された指数ファクターを選択することで、垂直ドメインの不等間隔アンテナの配置を準静的に確定することができる。
【０１０７】
準最適アルゴリズムにおいて、アンテナ素子のピッチの調整頻度が低いので、シグナリング資源を節約し、且つコードブックの計算によって占めるＣＰＵ資源を避けることができる。最適アルゴリズムにおいて、アンテナ素子のピッチの調整頻度が高いことで、更に即刻にチャネルの動的変化に適応し、ユーザの垂直方向の区分度を増加することができる。
【０１０８】
好ましくは、更新された到達角の情報に基づいて更新された不等間隔分布情報を計算する具体的な過程は、次のように行う。先ず、複数のアンテナ素子の夫々の種類の不等間隔分布を生成する。次に、受信端装置から受信された更新された到達角を指示する情報に基づいて、異なる不等間隔分布における最適化の目標の値を計算する。その後、最適化された不等間隔分布を選択し、最適化された不等間隔分布が対応する不等間隔分布情報を更新された不等間隔分布情報として取得する。以下、具体的に説明する。
【０１０９】
先ず、夫々の種類のアンテナアレイの不等間隔分布を生成して、最適分布の候補とする。例えば、この夫々の種類の不等間隔分布は、異なるタイプの分布関数（例えば指数関数、正接関数等）に従う分布でも良く、異なるパラメータを持つ同一の種類の分布関数（例えば異なる指数ファクターαを持つ指数関数）に従う分布であっても良い。
【０１１０】
2019508988.tif 000011
【０１１１】
異なる分布関数ｆ（ｎ）で生成されたアンテナアレイの分布モードにおける最適化の目標の値を計算した後、最適化された不等間隔分布として、最適化の目標の値を最適にする不等間隔分布を容易に選択し、且つ送信端装置側のアンテナアレイの分布状態を調整するように、この最適化された不等間隔分布が対応する不等間隔分布情報、例えば、分布関数ｆ（ｎ）或いはそのパラメータを、更新された不等間隔分布情報として、アンテナ調整回路に送信することができる。
【０１１２】
以上述べたＦＤＤシステム中の処理と異なり、ＴＤＤシステムにおいて、上りチャネルと下行チャネルは同一のスペクトル資源を占めるので、チャネルの対称性により、受信端装置が下行チャネルのチャネル導向ベクトルを推定してフィードバックする必要がない、或いはコードワードに対する選択をフィードバックしなくても良い。代わりに、送信端装置は、上り参考チャネルに基づいて、下行チャネル状態を推定することができる。
【０１１３】
例えば、ＴＤＤシステムにおいて、送信端装置の処理回路がチャネル状態情報と不等間隔分布情報に基づいてチャネル状態を確定する処理は、チャネル状態情報に基づいてチャネル方向を表すチャネル導向ベクトルを推定することを含むことができる。
【０１１４】
具体的に、ＴＤＤシステムにおいて、受信端装置は、上り参照信号例えばSoundingReferenceSignalを送信端装置に送信することができ、送信端装置は、ＴＤＤ上下行チャネルの対称性に基づいて、自分で下行チャネル状態情報を確定することができ、受信端は、チャネル状態をフィードバックする必要がなく、送信端装置の処理回路は、自分でチャネル推定を行う必要がある。前記の受信端装置の処理回路がチャネル推定を行う処理と似て、送信端装置の処理回路は、上り参照信号に基づいて、チャネル方向を表すチャネル導向ベクトルを推定することで、プリコーディングマトリックスを生成して次のプリコーディング処理を行う。
【０１１５】
一つの実施例によると、ＦＤＤシステムであってもＴＤＤシステムであっても、送信端装置の処理回路は、確定されたチャネル状態に基づいてプリコーディングを行うように配置されても良い。例えば、送信端装置の処理回路は、垂直方向の非ＤＦＴに基づくチャネル導向ベクトルと水平方向のＤＦＴに基づくチャネル導向ベクトルとのクロネッカー積、及びアンテナアレイの極化位相係数を利用して、全体のプリコーディングマトリックスを生成することができる。プリコーディング操作は、マッチフィルタリング（ｍａｔｃｈｅｄ  ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ）プリコーディング或いはゼロフォーシング（ｚｅｒｏ−ｆｏｒｃｉｎｇ）プリコーディングアルゴリズムを採用している。プリコーディングの具体的な方法は本分野でよく知られており、ここで具体的に説明しない。ビームフォーミングに比べて、プリコーディングの利点は、更に効率的にユーザの間の干渉を減少し、平均スペクトル効率を向上することである。
【０１１６】
以上、本開示に関する一つの実施例の送信端装置を説明した。これに応じて、本開示は、前述の送信端装置に用いることができる無線通信方法を提供する。図７Ａは、一つの実施例に係る送信端装置の処理７０００を示すフローチャートである。
【０１１７】
図７Ａに示すように、ステップ７１００において、送信端装置は、送信端装置に関連する複数のアンテナ素子の不等間隔分布状態を指示する不等間隔分布情報を生成する。送信端装置に関連する前記複数のアンテナ素子の少なくとも一部のアンテナ素子のうち、垂直方向に、隣接アンテナ素子間のピッチは、受信端装置或いは地面に近い方向に次第に増加し、或いは受信端装置或いは地面から離れる方向に次第に増加する。ステップ７２００において、送信端装置は、受信端装置からのチャネル状態情報を取得する。ステップ７３００において、送信端装置は、前記チャネル状態情報と前記不等間隔分布情報に基づいてチャネル状態を確定する。
【０１１８】
図７Ｂは、一つの実施例に係る送信端装置７４００を示す構成ブロック図である。
【０１１９】
図７Ｂに示すように、送信端装置７４００は、ステップ７１００を行うための生成手段７４１０、ステップ７２００を行うための取得手段７４２０、及びステップ７３００を行うための確定手段７４３０を含むことができる。
【０１２０】
＜５．シミュレーション結果＞
図４に示すような単セル多ユーザシミュレーション環境を考える。セル半径Ｒを２５０ｍとし、同じ時間周波数資源を共用するユーザの数Ｋを８とする。セル基地局毎は中心に位置し、高さは３５ｍであり、ユーザ位置はランダムに等間隔に分布する。水平方向の角度は１８０度に広がられており、垂直方向の角度は５度に広がられており、アンテナアレイ大きさは８×８であるとする。
【０１２１】
シミュレーションにおいて、次のような３Ｄナローバンドマルチパスチャネルモデルを採用し、且つ近似クロネッカー積の構造を利用する。
【０１２２】
【数４】
2019508988.tif 000012
【０１２３】
2019508988.tif 000013
【０１２４】
【数５】
2019508988.tif 000014
【０１２５】
そのうちに、ｄｋは基地局からｋ個目のユーザの距離であり、βはルート損耗係数であり、ｚｋは陰影減衰係数であり、且つ分散がσｚ２である対数正規分布に沿う。シミュレーションにおいて、β＝３．５、σｚ＝８ｄＢとする。
【０１２６】
図８は、異なる方案における平均スペクトル効率の累積分布関数のシミュレーション図である。図から分かるように、ビームフォーミング方案の性能は、プリコーディング方案より大幅に悪く、これは、垂直方向のアンテナの個数が有限である場合に、ビームフォーミングは垂直方向の自由度を効率的に利用していないためである。
【０１２７】
プリコーディング方案において、伝統的な等間隔アンテナアレイ（ＵＲＡ）に比べて、不等間隔アンテナアレイ（非ＵＲＡ）を採用することで、更に良いスペクトル効率性能を獲得することができる。プリコーディングと不等間隔アンテナアレイの組合を採用する場合に、最適アルゴリズムの性能は準最適アルゴリズムの性能より良い。例えば、プリコーディングと等間隔アンテナアレイの組合を採用する場合に、平均スペクトル効率が２ｂｐｓ／Ｈｚ以下である確率が約０．８４であり、プリコーディングと、不等間隔アンテナアレイと、準最適アルゴリズムの組合を採用する場合に、平均スペクトル効率が２ｂｐｓ／Ｈｚ以下である確率は約０．７９であり、プリコーディングと、不等間隔アンテナアレイと、最適アルゴリズムの組合を採用する場合に、平均スペクトル効率が２ｂｐｓ／Ｈｚ以下である確率は約０．６６である。これにより、プリコーディングと、不等間隔アンテナアレイと、最適アルゴリズムの組合を採用する場合に、高い平均スペクトル効率を獲得する確率がより大きい。
【０１２８】
図１０は、異なる大きさのアンテナアレイにおける等間隔アンテナアレイ（ＵＲＡ）と不等間隔アンテナアレイ（非ＵＲＡ）の平均スペクトル効率の累積分布関数を示すシミュレーション図である。これにより、不等間隔アンテナアレイは、異なる大きさのアンテナアレイの場合、性能がいずれも等間隔アンテナアレイより良い。更に、アンテナアレイが大きいほど、性能利得が大きい。例えば、４×４、８×８或いは３２×３２のアンテナアレイのいずれの場合に、不等間隔アンテナアレイ方案における平均スペクトル効率がある値以下である確率は、等間隔アンテナアレイ方案における平均スペクトル効率がある値以下である確率より小さい。一方、不等間隔アンテナアレイを採用する場合に、３２×３２のアンテナアレイ方案における平均スペクトル効率がある値以下である確率は、４×４と８×８のアンテナアレイ方案における平均スペクトル効率がある値以下である確率より小さい。言い換えると、不等間隔アンテナアレイ或いは更に大きいアンテナアレイを採用する場合に、高い平均スペクトル効率を獲得する確率が更に大きい。
【０１２９】
前述の結果のように、伝統的な等間隔アンテナアレイと比べて、垂直方向に不等間隔アンテナアレイを採用して更にユーザ間干渉を減少し、全体のスペクトル効率を向上して、３Ｄ  ＭＩＭＯの利点を発揮することができる。チャネル状態とアンテナアレイ分布モードに基づいて、垂直方向に最適アルゴリズムを採用して非ＤＦＴ形態のコードブックを選択することで、基地局アンテナのユーザに対する区分度を最適させることができ、３Ｄ  ＭＩＭＯの状況に更に適応するコードブック形態であるので、更に性能を向上する。
【０１３０】
＜６．応用例＞
本開示内容の技術は様々な製品に応用することができる。
【０１３１】
例えば、送信端装置は、いずれかのタイプの進化形ノードＢ（ｅＮＢ）、例えばマクロｅＮＢと小ｅＮＢと実現することもできる。小ｅＮＢは、マクロセルより小さいセルをカバーするｅＮＢ、例えばＰｉｃｏｅＮＢ、ＭｉｃｒｏｅＮＢとＨｏｍｅ（Ｆｅｍｔｏ）ｅＮＢであることができる。代わりに、送信端装置は、いずれかの他のタイプの基地局、例えばＮｏｄｅＢとベーストランシーバステーション（ＢＴＳ）と実現することもできる。送信端装置は、無線通信を制御するように配置された本体（基地局設備とも呼ばれる）、及び本体と異なる個所に設置された一つ或いは複数のリモートラジオヘッド（ＲＲＨ）を含むことができる。また、以下述べる様々なタイプの端末は、いずれも一時的に或いは半永久的に基地局機能を実行することで、送信端装置として動作することができる。
【０１３２】
例えば、受信端装置は、移動端末（例えばスマートフォン、タブレットパーソコン（ＰＣ）、ノートブックＰＣ、携帯式ゲーム端末、携帯式／ドングルタイプの移動ルーターとデジタル撮影装置）或いは車載端末（例えばカーナビ設備）と実現することもできる。受信端装置は、機器対機器（Ｍ２Ｍ）の通信を実行する端末（機器タイプ通信（ＭＴＣ）端末とも呼ばれる）と実現することもできる。なお、受信端装置は、各前述端末に実装された無線通信モジュール（例えばシングルチップの集積回路モジュールを含む）であることができる。
【０１３３】
［６−１．基地局についての応用例］
（第１の応用例）
図１１は、本開示内容の技術が応用できるｅＮＢの模式的な配置の第１の例を示すブロック図である。ｅＮＢ  ８００は、一つ或いは複数のアンテナ８１０、基地局設備８２０及びアンテナ調整回路８７０を含む。基地局設備８２０と各アンテナ８１０は、ＲＦケーブルを経由してそれぞれが接続される。
【０１３４】
アンテナ８１０の毎は、単数或いは複数のアンテナ素子（例えば多入力多出力（ＭＩＭＯ）アンテナに含まれる複数のアンテナ素子）を含み、且つ基地局設備８２０が無線信号を送信と受信するように用いられる。図１１に示すように、ｅＮＢ  ８００は、複数のアンテナ８１０を含むことができる。例えば、複数のアンテナ８１０は、ｅＮＢ  ８００が使用する複数の周波数帯と兼用することができる。図１１にｅＮＢ  ８００が複数のアンテナ８１０を含む例を示すが、ｅＮＢ  ８００は、単数のアンテナ８１０を含んでも良い。
【０１３５】
基地局設備８２０は、コントローラー８２１、メモリ８２２、ネットワークインターフェース８２３及び無線通信インターフェース８２５を含む。
【０１３６】
コントローラー８２１は、例えばＣＰＵ或いはＤＳＰであることができ、且つ基地局設備８２０の高層の様々な機能を操作する。例えば、コントローラー８２１は、無線通信インターフェース８２５によって処理された信号中のデータに基づいてデータパケットを生成し、ネットワークインターフェース８２３を経由して生成されたパケットを伝送する。コントローラー８２１は、複数のベースバンドプロセッサーからのデータを束ねて、束ねパケットを生成し、生成された束ねパケットを伝送することができる。コントローラー８２１は、例えば無線資源制御、無線ベアラ制御、移動性管理、受け入れ制御とスケジューリング等の制御を実行する論理機能を持つことができる。この制御は、付近のｅＮＢ或いはコアネットワークノードと結んで実行することができる。メモリ８２２はＲＡＭとＲＯＭを含み、且つコントローラー８２１によって実行されるプログラムと様々なタイプの制御データ（例えば端末リスト、伝送パワーデータ及びスケジューリングデータ）を記憶する。
【０１３７】
アンテナ調整回路８７０は、通信可能にコントローラー８２１とアンテナ８１０とに接続される。コントローラー８２１は、アンテナ調整回路８７０を制御して、アンテナ８１０における複数のアンテナ素子間のピッチを調整することができる。
【０１３８】
ネットワークインターフェース８２３は、基地局設備８２０をコアネットワーク８２４に接続するための通信インターフェースである。コントローラー８２１は、ネットワークインターフェース８２３を経由して、コアネットワークノード或いは他のｅＮＢと通信することができる。この場合に、ｅＮＢ  ８００とコアネットワークノード或いは他のｅＮＢは、論理インターフェース（例えばＳ１インターフェース及びＸ２インターフェース）によって互いに接続することができる。ネットワークインターフェース８２３は、有線通信インターフェース或いは無線帰り線路に用いる無線通信インターフェースであっても良い。ネットワークインターフェース８２３が無線通信インターフェースであれば、無線通信インターフェース８２５によって使用される周波数帯と比べて、ネットワークインターフェース８２３は、比較的に高い周波数帯を使用して無線通信に用いることができる。
【０１３９】
無線通信インターフェース８２５は、いずれかのセルラー通信方案（例えば長期進化（ＬＴＥ）とＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄ）を支持し、且つアンテナ８１０を経由してｅＮＢ  ８００のセルに位置する端末への無線接続を提供する。無線通信インターフェース８２５は、通常に例えばベースバンド（ＢＢ）プロセッサー８２６とＲＦ回路８２７を含むことができる。ＢＢプロセッサー８２６は、例えばコーディング／デコーディング、変調／復調及び多重化／解多重化を実行することができ、且つ層（例えばＬ１、媒体アクセス制御（ＭＡＣ）、無線リンク制御（ＲＬＣ）とパケットデータコンバージェンスプロトコル（ＰＤＣＰ））の様々なタイプの信号処理を実行することができる。コントローラー８２１に代わりに、ＢＢプロセッサー８２６は、前述論理機能の一部或いは全部を含むことができる。ＢＢプロセッサー８２６は、通信制御プログラムを記憶するメモリ、或いはプログラムを実行するように配置されたプロセッサーと相関回路を含むモジュールであることができる。プログラムを更新することで、ＢＢプロセッサー８２６の機能を変更させることができる。このモジュールは、基地局設備８２０のスロットに挿入されるカード或いはブレードであることができる。その代わりに、このモジュールは、カード或いはブレードに実装されるチップであっても良い。同時に、ＲＦ回路８２７は、例えばミキサー、フィルターとアンプを含むことができ、且つアンテナ８１０を経由して無線信号を伝送と受信することができる。
【０１４０】
図１１に示すように、無線通信インターフェース８２５は、複数のＢＢプロセッサー８２６を含むことができる。例えば、複数のＢＢプロセッサー８２６は、ｅＮＢ  ８００が使用する複数の周波数帯と兼用することができる。図１１に示すように、無線通信インターフェース８２５は、複数のＲＦ回路８２７を含むことができる。例えば、複数のＲＦ回路８２７は、複数のアンテナ素子と兼用することができる。図１１に無線通信インターフェース８２５が複数のＢＢプロセッサー８２６と複数のＲＦ回路８２７を含む例を示したが、無線通信インターフェース８２５は、単数のＢＢプロセッサー８２６或いは単数のＲＦ回路８２７を含んでも良い。
【０１４１】
（第２の応用例）
図１２は、本開示内容の技術が応用できるｅＮＢの模式的な配置の第２の例を示すブロック図である。ｅＮＢ  ８３０は、一つ或いは複数のアンテナ８４０、基地局設備８５０、ＲＲＨ  ８６０とアンテナ調整回路８８０を含む。ＲＲＨ  ８６０と各アンテナ８４０は、ＲＦケーブルを経由して互いに接続することができる。基地局設備８５０とＲＲＨ  ８６０は、例えば光ファイバケーブルのような高速線路を経由して互いに接続することができる。
【０１４２】
アンテナ８４０の毎は、単数或いは複数のアンテナ素子（例えばＭＩＭＯアンテナに含まれる複数のアンテナ素子）を含み、且つＲＲＨ  ８６０が無線信号を送信と受信するように用いられる。図１２に示すように、ｅＮＢ  ８３０は、複数のアンテナ８４０を含むことができる。例えば、複数のアンテナ８４０は、ｅＮＢ  ８３０が使用する複数の周波数帯と兼用することができる。図１２にｅＮＢ  ８３０が複数のアンテナ８４０を含む例を示したが、ｅＮＢ  ８３０は、単数のアンテナ８４０を含んでも良い。
【０１４３】
基地局設備８５０は、コントローラー８５１、メモリ８５２、ネットワークインターフェース８５３、無線通信インターフェース８５５及び接続インターフェース８５７を含む。コントローラー８５１、メモリ８５２及びネットワークインターフェース８５３は、図１１を参照して説明したコントローラー８２１、メモリ８２２及びネットワークインターフェース８２３と同じである。
【０１４４】
無線通信インターフェース８５５は、いずれのセルラー通信方案（例えばＬＴＥとＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄ）を支持し、且つＲＲＨ  ８６０とアンテナ８４０を経由してＲＲＨ  ８６０に対応するセクターに位置する端末への無線通信を提供する。無線通信インターフェース８５５は、通常に例えばＢＢプロセッサー８５６を含むことができる。ＢＢプロセッサー８５６が接続インターフェース８５７を経由してＲＲＨ  ８６０のＲＦ回路８６４に接続するのほかに、ＢＢプロセッサー８５６は、図１１を参照して説明したＢＢプロセッサー８２６と同じである。図１２に示すように、無線通信インターフェース８５５は、複数のＢＢプロセッサー８５６を含むことができる。例えば、複数のＢＢプロセッサー８５６は、ｅＮＢ  ８３０が使用する複数の周波数帯と兼用することができる。図１２に無線通信インターフェース８５５が複数のＢＢプロセッサー８５６を含む例を示したが、無線通信インターフェース８５５は、単数のＢＢプロセッサー８５６を含んでも良い。
【０１４５】
接続インターフェース８５７は、基地局設備８５０（無線通信インターフェース８５５）をＲＲＨ  ８６０に接続するためのインターフェースである。接続インターフェース８５７は、基地局設備８５０（無線通信インターフェース８５５）をＲＲＨ  ８６０に接続する前述高速線路における通信に用いる通信モジュールであっても良い。
【０１４６】
ＲＲＨ  ８６０は、接続インターフェース８６１と無線通信インターフェース８６３を含む。
【０１４７】
接続インターフェース８６１は、ＲＲＨ  ８６０（無線通信インターフェース８６３）を基地局設備８５０に接続するためのインターフェースである。接続インターフェース８６１は、前述高速線路における通信に用いる通信モジュールであっても良い。
【０１４８】
無線通信インターフェース８６３は、アンテナ８４０を経由して無線信号を伝送と受信する。無線通信インターフェース８６３は、通常に例えばＲＦ回路８６４を含むことができる。ＲＦ回路８６４は、例えばミキサー、フィルターとアンプを含むことができ、且つアンテナ８４０を経由して無線信号を伝送と受信することができる。図１２に示すように、無線通信インターフェース８６３は、複数のＲＦ回路８６４を含むことができる。例えば、複数のＲＦ回路８６４は、複数のアンテナ素子を支持することができる。図１２に無線通信インターフェース８６３が複数のＲＦ回路８６４を含む例を示したが、無線通信インターフェース８６３は、単数のＲＦ回路８６４を含んでも良い。
【０１４９】
アンテナ調整回路８８０は、通信可能にコントローラー８５１とアンテナ８４０と接続される。コントローラー８５１は、アンテナ調整回路８８０を制御して、アンテナ８４０における複数のアンテナ素子間のピッチを調整することができる。
【０１５０】
［６−２．端末設備についての応用例］
（第１の応用例）
図１３は、本開示内容の技術が応用できるスマートフォン９００の模式的な配置の例を示すブロック図である。スマートフォン９００は、プロセッサー９０１、メモリ９０２、ストレージ９０３、外部接続インターフェース９０４、撮影装置９０６、センサ９０７、マイク９０８、入力装置９０９、表示装置９１０、スピーカー９１１、無線通信インターフェース９１２、一つ或いは複数のアンテナスイッチ９１５、一つ或いは複数のアンテナ９１６、バス９１７、電池９１８及び補助コントローラー９１９を含む。
【０１５１】
プロセッサー９０１は、例えばＣＰＵ或いはシステムオンチップ（ＳｏＣ）であり、且つスマートフォン９００の応用層と他の層の機能を制御する。メモリ９０２はＲＡＭとＲＯＭを含み、且つデータとプロセッサー９０１によって実行するプログラムを記憶する。ストレージ９０３は、記憶媒体、例えば半導体メモリとハードドライブを含むことができる。外部接続インターフェース９０４は、外部装置（例えば記憶カードと通用シリアルバース（ＵＳＢ）装置）をスマートフォン９００に接続するためのインターフェースである。
【０１５２】
撮影装置９０６は、画像センサ（例えば電荷カップリングデバイス（ＣＣＤ）と相補型金属酸化物半導体（ＣＭＯＳ））を含み、且つ捕獲画像を生成する。センサ９０７は、一組のセンサ、例えば計測センサ、ジャイロセンサ、地磁気センサと加速度センサを含むことができる。マイク９０８は、スマートフォン９００に入力された音声をオーディオ信号に変換する。入力装置９０９は、例えば表示装置９１０のスクリーン上のタッチを検出するように配置されたタッチセンサ、キーパッド、キーボード、ボタン或いはスイッチを含み、且つユーザから入力された操作或いは情報を受信する。表示装置９１０は、スクリーン（例えば液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）と有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）ディスプレイ）を含み、且つスマートフォン９００の出力画像を表示する。スピーカー９１１は、スマートフォン９００から出力されたオーディオ信号を音声に変換する。
【０１５３】
無線通信インターフェース９１２は、いずれのセルラー通信方案（例えばＬＴＥとＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄ）を支持し、且つ無線通信を実行する。無線通信インターフェース９１２は、通常に例えばＢＢプロセッサー９１３とＲＦ回路９１４を含むことができる。ＢＢプロセッサー９１３は、例えばコーディング／デコーディング、変調／復調及び多重化／解多重化を実行し、且つ無線通信に用いる様々なタイプの信号処理を実行することができる。同時に、ＲＦ回路９１４は、例えばミキサー、フィルターとアンプを含み、且つアンテナ９１６を経由して無線信号を伝送と受信することができる。無線通信インターフェース９１２は、ＢＢプロセッサー９１３とＲＦ回路９１４が集積された一つのチップモジュールであることができる。図１３に示すように、無線通信インターフェース９１２は、複数のＢＢプロセッサー９１３と複数のＲＦ回路９１４を含むことができる。図１３に無線通信インターフェース９１２が複数のＢＢプロセッサー９１３と複数のＲＦ回路９１４を含む例を示したが、無線通信インターフェース９１２は、単数のＢＢプロセッサー９１３或いは単数のＲＦ回路９１４を含んでも良い。
【０１５４】
なお、セルラー通信方案の他に、無線通信インターフェース９１２は他のタイプの無線通信方案、例えば短距離無線通信方案、ニアフィールド通信方案及び無線ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）方案を支持することができる。この場合に、無線通信インターフェース９１２は、種類毎の無線通信方案に対するＢＢプロセッサー９１３とＲＦ回路９１４を含むことができる。
【０１５５】
アンテナスイッチ９１５のそれぞれは、無線通信インターフェース９１２に含まれる複数の回路（例えば異なる無線通信方案に用いる回路）の間にアンテナ９１６の接続先を切換える。
【０１５６】
アンテナ９１６のそれぞれは、単数或いは複数のアンテナ素子（例えばＭＩＭＯアンテナに含まれる複数のアンテナ素子）を含み、且つ無線通信インターフェース９１２が無線信号を伝送と受信するように用いられる。図１３に示すように、スマートフォン９００は、複数のアンテナ９１６を含むことができる。図１３にスマートフォン９００が複数のアンテナ９１６を含む例を示したが、スマートフォン９００は、単数のアンテナ９１６を含んでも良い。
【０１５７】
なお、スマートフォン９００は、種類毎の無線通信方案に対するアンテナ９１６を含むことができる。この場合に、アンテナスイッチ９１５は、スマートフォン９００の配置から省略することができる。
【０１５８】
バス９１７は、プロセッサー９０１、メモリ９０２、ストレージ９０３、外部接続インターフェース９０４、撮影装置９０６、センサ９０７、マイク９０８、入力装置９０９、表示装置９１０、スピーカー９１１、無線通信インターフェース９１２及び補助コントローラー９１９を互いに接続する。電池９１８は、フィーダーラインを経由して、図１３に示すスマートフォン９００の各ブロックに電力を提供し、図においてフィーダーラインが部分的に点線と表現される。補助コントローラー９１９は、例えばスリープモードで、スマートフォン９００の最も少ない必要な機能を操作する。
【０１５９】
（第２の応用例）
図１４は、本開示内容の技術が応用できるカーナビ設備９２０の模式的な配置の例を示すブロック図である。カーナビ設備９２０は、プロセッサー９２１、メモリ９２２、全地球測位システム（ＧＰＳ）モジュール９２４、センサ９２５、データインターフェース９２６、コンテンツプレーヤー９２７、記憶媒体インターフェース９２８、入力装置９２９、表示装置９３０、スピーカー９３１、無線通信インターフェース９３３、一つ或いは複数のアンテナスイッチ９３６、一つ或いは複数のアンテナ９３７及び電池９３８を含む。
【０１６０】
プロセッサー９２１は、例えばＣＰＵ或いはＳｏＣであることができ、且つカーナビ設備９２０のナビゲーション機能と他の機能を制御する。メモリ９２２はＲＡＭとＲＯＭを含み、且つデータとプロセッサー９２１によって実行されるプログラムを記憶する。
【０１６１】
ＧＰＳモジュール９２４は、ＧＰＳ衛星から受信されたＧＰＳ信号を使用してカーナビ設備９２０の位置（例えば緯度、経度と高さ）を計測する。センサ９２５は、一組のセンサ、例えばジャイロセンサ、地磁気センサと空気圧力センサを含むことができる。データインターフェース９２６は、図示していない端末を経由して例えば車載ネットワーク９４１に接続し、且つ車両によって生成されたデータ（例えば車のスピードデータ）を取得する。
【０１６２】
コンテンツプレーヤー９２７は、記憶媒体（例えばＣＤとＤＶＤ）に記憶されたコンテンツを再現し、この記憶媒体は記憶媒体インターフェース９２８に挿入される。入力装置９２９は、例えば表示装置９３０のスクリーン上のタッチを検出するように配置されたタッチセンサ、ボタン或いはスイッチを含み、且つユーザから入力された操作或いは情報を受信する。表示装置９３０は、例えばＬＣＤ或いはＯＬＥＤディスプレイのスクリーンを含み、且つナビゲーション機能の画像を表示したり、再現したコンテンツを表示したりする。スピーカー９３１は、ナビゲーション機能の音声を出力したり、再現したコンテンツを出力したりする。
【０１６３】
無線通信インターフェース９３３は、いずれのセルラー通信方案（例えばＬＴＥとＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄ）を支持し、且つ無線通信を実行する。無線通信インターフェース９３３は、通常に例えばＢＢプロセッサー９３４とＲＦ回路９３５を含むことができる。ＢＢプロセッサー９３４は、例えばコーディング／デコーディング、変調／復調及び多重化／解多重化を実行し、且つ無線通信に用いる様々なタイプの信号処理を実行することができる。同時に、ＲＦ回路９３５は、例えばミキサー、フィルターとアンプを含み、且つアンテナ９３７を経由して無線信号を伝送と受信することができる。無線通信インターフェース９３３は、ＢＢプロセッサー９３４とＲＦ回路９３５が集積された一つのチップモジュールであっても良い。図１４に示すように、無線通信インターフェース９３３は、複数のＢＢプロセッサー９３４と複数のＲＦ回路９３５を含むことができる。図１４に無線通信インターフェース９３３が複数のＢＢプロセッサー９３４と複数のＲＦ回路９３５を含む例を示したが、無線通信インターフェース９３３は、単数のＢＢプロセッサー９３４或いは単数のＲＦ回路９３５を含んでも良い。
【０１６４】
なお、セルラー通信方案の他に、無線通信インターフェース９３３は、他のタイプの無線通信方案、例えば短距離無線通信方案、ニアフィールド通信方案と無線ＬＡＮ方案を支持することができる。この場合に、種類毎の無線通信方案に対して、無線通信インターフェース９３３は、ＢＢプロセッサー９３４とＲＦ回路９３５を含むことができる。
【０１６５】
アンテナスイッチ９３６の毎は、無線通信インターフェース９３３に含まれる複数の回路（例えば異なる無線通信方案に用いる回路）の間にアンテナ９３７の接続先を切換する。
【０１６６】
アンテナ９３７の毎は、単数或いは複数のアンテナ素子（例えばＭＩＭＯアンテナに含まれる複数のアンテナ素子）を含み、且つ無線通信インターフェース９３３が無線信号を伝送と受信するように用いられる。図１４に示すように、カーナビ設備９２０は、複数のアンテナ９３７を含むことができる。図１４にカーナビ設備９２０が複数のアンテナ９３７を含む例を示したが、カーナビ設備９２０は、単数のアンテナ９３７を含んでも良い。
【０１６７】
なお、カーナビ設備９２０は、種類毎の無線通信方案に対するアンテナ９３７を含むことができる。この場合に、アンテナスイッチ９３６は、カーナビ設備９２０の配置から省略することができる。
【０１６８】
電池９３８は、フィーダーラインを経由して図１４に示すカーナビ設備９２０の各ブロックに電力を提供し、図においてフィーダーラインは部分的に点線と表現される。電池９３８は、車両から提供された電力を累積する。
【０１６９】
本開示内容の技術は、カーナビ設備９２０、車載ネットワーク９４１及び車両モジュール９４２の一つ或いは複数のブロックを含む車載システム（或いは車両）９４０と実現しても良い。車両モジュール９４２は、車両データ（例えば車のスピード、エンジン速度と故障情報）を生成し、且つ生成されたデータを車載ネットワーク９４１に出力する。
【０１７０】
＜７．結論＞
図面を参照して、本開示に関する実施例の送信端装置と受信端装置及びそれが実行する通信処理を既に述べた。
【０１７１】
図面を参照して、本開示の好ましい実施例を細かく説明したが、本開示の技術範囲はこれに限定されていない。当業者は、付加の請求の範囲或いはその均等物を脱離しない範囲の場合に、設計の要求と他の因素に基づいて、様々な変形、組合、サブ組合及び取替えをすることができることを理解すべきである。
【０１７２】
前の実施例において、通信システムがＬＴＥ或いはＬＴＥ−Ａに符合するシステムである例を述べたが、本開示の実施例はこれに限定されていない。例えば、通信システムは、他の通信標準に符合するシステムであることができる。
【０１７３】
なお、本明細書中の通信処理における処理ステップは、フローチャートに示した順序に符合する時間順序に厳密に従って実行することに限定されるものではない。例えば、通信処理における処理ステップは、ここでフローチャートとして示す順序と異なる順序に従って実行しても良く、且つ並列に実行しても良い。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【手続補正書】
【提出日】平成30年7月27日(2018.7.27)
【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】
垂直方向に沿って配置された複数のアンテナ素子を含み、
前記複数のアンテナ素子の少なくとも一部のアンテナ素子のうち、隣接アンテナ素子間のピッチは、非線形関数に基づいて第１の方向に次第に増加する
ことを特徴とする送信端装置。
【請求項２】
前記複数のアンテナ素子間の垂直方向に沿うピッチを調整するためのアンテナ調整回路を更に含む、請求項１に記載の送信端装置。
【請求項３】
前記非線形関数は、冪関数ｆ（ｎ）＝Ｄ（ｎ−１）α／（Ｎ−１）α−１であり、
但し、ｎはアンテナ素子の番号であり、ｆ（ｎ）は前記少なくとも一部のアンテナ素子におけるｎ個目のアンテナ素子と１個目のアンテナ素子との距離であり、Ｄは定数であり、Ｎは前記少なくとも一部のアンテナ素子の総数であり、αは指数ファクターであり且つ０より大きい、請求項１に記載の送信端装置。
【請求項４】
前記ピッチは、アンテナ素子の数に基づいて確定される、請求項１に記載の送信端装置。
【請求項５】
前記ピッチは、動作パラメータに基づいて動的に変化し、
前記動作パラメータは、アンテナ素子の数と、前記送信端装置のカバー範囲と、前記送信端装置がサービスするユーザの数と、チャネル状態と、ユーザ分布に関するパラメータの少なくとも一つを含む、請求項１に記載の送信端装置。
【請求項６】
前記ピッチは、到達角に基づいて確定され、
前記到達角は、受信端装置から受信された信号とアンテナ平面の法線との角度である、請求項１に記載の送信端装置。
【請求項７】
前記指数ファクターは、2.4より小さい、請求項３に記載の送信端装置。
【請求項８】
前記隣接アンテナ素子間のピッチが第１の方向に次第に増加することは、
前記隣接アンテナ素子間のピッチが受信端装置或いは地面に近い方向に次第に増加すること、及び
前記隣接アンテナ素子間のピッチが受信端装置或いは地面から離れる方向に次第に増加すること、
の少なくとも一つを含む、請求項１に記載の送信端装置。
【請求項９】
前記ピッチに基づいてプリコーディングマトリックスを生成して、送信されるデータに対するプリコーディングに用いる処理回路を更に含む、請求項１に記載の送信端装置。
【請求項１０】
水平方向に沿って等間隔に分布された複数のアンテナ素子を更に含む、請求項１に記載の送信端装置。
【請求項１１】
前記非線形関数は、指数関数、正接関数の少なくとも一つである、請求項１に記載の送信端装置。
【請求項１２】
送信端装置からの参照信号を取得し、
前記参照信号に基づいてチャネル推定を行い、
チャネル推定の結果及び送信端装置に関連する複数のアンテナ素子の不等間隔分布の情報に基づいて、チャネル状態情報を確定して送信端装置へのフィードバックに用いる、
ように配置された処理回路を含み、
送信端装置に関連する前記複数のアンテナ素子の少なくとも一部のアンテナ素子のうち、垂直方向に、隣接アンテナ素子間のピッチは、受信端装置或いは地面に近い方向に次第に増加し、または、受信端装置或いは地面から離れる方向に次第に増加する
ことを特徴とする受信端装置。
【請求項１３】
前記処理回路は、更に、送信端装置から取得された前記不等間隔分布の情報に基づいて、前記不等間隔分布に対応するコードブックを確定するように配置された、請求項１２に記載の受信端装置。
【請求項１４】
前記処理回路は、更に、送信端装置から更新された不等間隔分布の情報が取得されたことに応じて、更新されたチャネル状態情報を確定して送信端装置へのフィードバックに用いるように配置された、請求項１２に記載の受信端装置。
【請求項１５】
前記チャネル状態情報を確定することは、
前記コードブックにおける前記チャネル推定の結果にマッチするコードワードを確定すること、及び
前記マッチしたコードワードに基づいてチャネル方向を指示する情報を確定することを含む、請求項１３に記載の受信端装置。
【請求項１６】
前記の前記コードブックにおける前記チャネル推定の結果にマッチするコードワードを確定することは、
前記チャネル推定の結果を示すチャネル導向ベクトルとコードブックにおけるコードワード毎との相関運算を行うこと、及び
相関度が最も大きいコードワードをマッチしたコードワードとして選択することを含む、請求項１５に記載の受信端装置。
【請求項１７】
前記コードブックにおけるコードワード毎は、異なる到達角に対応し、
前記到達角は、送信端装置が前記受信端装置から受信された信号とアンテナ平面の法線との角度である、請求項１３に記載の受信端装置。
【請求項１８】
前記コードワードは、非ＤＦＴ形態のベクトルである、請求項１７に記載の受信端装置。
【請求項１９】
送信端装置に関連する複数のアンテナ素子の不等間隔分布状態を指示する不等間隔分布情報を生成し、
受信端装置からのチャネル状態情報を取得し、
前記チャネル状態情報と前記不等間隔分布情報に基づいてチャネル状態を確定する
ように配置された処理回路を含み、
送信端装置に関連する前記複数のアンテナ素子の少なくとも一部のアンテナ素子のうち、垂直方向に、隣接アンテナ素子間のピッチは、受信端装置或いは地面に近い方向に次第に増加し、または、受信端装置或いは地面から離れる方向に次第に増加する
ことを特徴とする送信端装置。
【請求項２０】
送信端装置からの参照信号を取得すること、
前記参照信号に基づいてチャネル推定を行うこと、及び
チャネル推定の結果及び送信端装置に関連する複数のアンテナ素子の不等間隔分布の情報に基づいて、チャネル状態情報を確定して送信端装置へのフィードバックに用いることを、含み
送信端装置に関連する前記複数のアンテナ素子の少なくとも一部のアンテナ素子のうち、垂直方向に、隣接アンテナ素子間のピッチは、受信端装置或いは地面に近い方向に次第に増加し、または、受信端装置或いは地面から離れる方向に次第に増加する
ことを特徴とする無線通信ための方法。
【国際調査報告】
2019508988.tif 000035
2019508988.tif 000036
2019508988.tif 000037
2019508988.tif 000038
2019508988.tif 000039
2019508988.tif 000040