(57)【要約】アンテナアレイを含む移動通信装置および方法が開示される。この装置は、基地局から伝送された信号から下向き特性を測定し、測定された下向き特性から物理空間情報および近似長期情報を検出し、近似長期情報および下向き特性から短期情報を生成し、短期情報および物理空間情報を帰還信号に変換して基地局に伝送する移動局および、受信した帰還信号から復元した短期情報および物理空間情報から加重情報を抽出し、専用物理チャンネル信号を加重情報でビームフォーミングし、ビームフォーミングされた結果にパイロットチャンネル信号を結合し、結合された結果をアンテナアレイを通じて移動局に伝送する基地局を具備し、物理空間情報は基地局を基準に移動局の位置に関する空間情報であり、近似長期情報はアンテナ別チャンネルの相関特性を反映した長期情報と最も近い長期情報に該当することを特徴とする。したがって、ビームフォーミングによる利得を維持しつつも帰還させねばならない多量の情報によって引き起こされる通信性能の低下を防止できる効果を持つ。
2005518710.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動局と、アンテナアレイを含む基地局と、を有する移動通信装置において、
前記基地局から受信した信号から個々のアンテナ別チャンネルの下向き特性を測定し、測定された前記下向き特性から物理空間情報および近似長期情報を検出し、前記近似長期情報および前記下向き特性から短期情報を生成し、前記短期情報および前記物理空間情報を帰還信号に変換して前記基地局に伝送する移動局と、
前記帰還信号を受信し、受信した前記帰還信号から復元した前記短期情報および前記物理空間情報から加重情報を抽出し、専用物理チャンネル信号を前記加重情報でビームフォーミングし、ビームフォーミングされた結果にパイロットチャンネル信号を結合し、結合された結果を前記アンテナアレイを通じて前記移動局に伝送する基地局と、を具備し、
前記物理空間情報は前記基地局を基準にしたときの前記移動局の位置に関する空間情報であり、前記近似長期情報は前記アンテナ別チャンネルの相関特性を反映した長期情報に最も近い長期情報に該当することを特徴とする移動通信装置。
【請求項２】
前記移動局は、
前記基地局から伝送された信号を受信し、前記受信された信号から前記下向き特性を測定し、測定された前記下向き特性を出力するチャンネル特性測定部と、
前記下向き特性から前記近似長期情報および前記物理空間情報を生成する長期空間情報生成部と、
前記下向き特性および前記近似長期情報から前記短期情報を生成する短期情報生成部と、
生成された前記短期情報および前記物理空間情報を前記帰還信号に変換する移動局信号変換部と、を具備することを特徴とする請求項１に記載の移動通信装置。
【請求項３】
前記移動局は、
測定された前記下向き特性から固有ベクトルを生成し、生成された前記固有ベクトルのうち有効な固有ベクトルを選択し、選択された前記有効な固有ベクトルを前記長期情報として決定し、決定された前記長期情報を出力する長期情報決定部をさらに具備し、前記長期空間情報生成部は、前記長期情報から前記物理空間情報を検出して前記近似長期情報を生成することを特徴とする請求項２に記載の移動通信装置。
【請求項４】
前記長期空間情報生成部は、
前記長期情報に該当する前記近似長期情報を検出し、前記近似長期情報に該当するアドレスを生成するアドレス生成部と、
前記アドレスに対応する前記物理空間情報を読み出す第１ルックアップテーブルと、を具備することを特徴とする請求項３に記載の移動通信装置。
【請求項５】
前記アドレス生成部は、
少なくとも一つの前記有効な固有ベクトルそれぞれと所定の有効な固有ベクトル間の差のノルムを求め、前記ノルムの自乗をとってベクトル間距離として出力する距離計算部と、
前記有効な固有ベクトルそれぞれに対して、前記ベクトル間距離のうち最大値の順番を前記アドレスとして決定し、そのアドレスを前記ルックアップテーブルに出力し、前記最大値に該当する所定の有効な固有ベクトルを前記近似長期情報として出力する最大値検索部と、を具備することを特徴とする請求項４に記載の移動通信装置。
【請求項６】
前記短期情報生成部は、
所定のあらゆる加重定数と前記長期空間情報生成部から入力した前記近似長期情報とを組合わせ、組合わせられた結果を加重値ベクトルとして出力するベーシスベクトル組合わせ部と、
前記ベーシスベクトル組合わせ部から入力した前記加重値ベクトルそれぞれと前記チャンネル特性測定部から入力した前記下向き特性とを乗算し、乗算された結果にノルムの自乗をとった結果である受信電力を出力する受信電力計算部と、
前記受信電力計算部から入力した前記受信電力のうち最も大きい受信電力を最大受信電力として検出し、前記最大受信電力を計算する時に使われた加重値を求める時に使われた係数が位置したインデックスを前記短期情報として決定する最大電力発見部と、を具備することを特徴とする請求項２に記載の移動通信装置。
【請求項７】
前記移動局信号変換部は、
前記長期空間情報生成部から入力した前記物理空間情報を帰還できる形にフォーマットし、フォーマットした結果を出力する物理空間情報フォーマット部と、
前記短期情報生成部から入力した前記短期情報をフォーマットし、フォーマットした結果を出力する移動局短期情報フォーマット部と、
前記物理空間情報フォーマット部から入力したフォーマットされた結果および前記移動局短期情報フォーマット部から入力したフォーマットした結果を時分割多重化し、時分割多重化した結果を前記帰還信号として出力する時分割多重化部と、を具備し、
前記物理空間情報フォーマット部から入力したフォーマットされた結果を多重化する頻度数より、前記移動局短期情報フォーマット部から入力したフォーマットした結果を多重化する頻度数のほうが大きいことを特徴とする請求項２に記載の移動通信装置。
【請求項８】
前記基地局は、
前記帰還信号から前記短期情報および前記物理空間情報を復元し、前記復元した物理空間情報を前記近似長期情報に変換し、前記変換された近似長期情報と前記復元された短期情報とを組合わせて前記加重情報を生成する加重情報生成部と、
前記専用物理チャンネル信号を前記加重情報と乗算し、乗算された結果を前記ビームフォーミングされた結果として出力する第１乗算部と、
前記ビームフォーミングされた結果に前記パイロットチャンネル信号を加算し、加算された結果を前記結合された結果として出力する第１加算部と、を具備し、
前記第１加算部で加算された結果は前記アンテナアレイを通じて前記移動局に伝送されることを特徴とする請求項１ないし４のうちいずれか１項に記載の移動通信装置。
【請求項９】
前記加重情報生成部は、
前記帰還信号から前記短期情報および前記物理空間情報を復元する情報復元部と、
前記復元された物理空間情報を前記近似長期情報に変換する情報変換部と、
前記変換された近似長期情報と前記復元された短期情報とを組合わせ、組合わせた結果を前記加重情報として出力する情報組合わせ部と、を具備することを特徴とする請求項８に記載の移動通信装置。
【請求項１０】
前記情報変換部は、
前記復元された物理空間情報をアドレスとして用いて該当する前記近似長期情報を読み出す第２ルックアップテーブルを具備し、
前記第１ルックアップテーブルの入力／出力は前記第２ルックアップテーブルの出力／入力にそれぞれ該当することを特徴とする請求項９に記載の移動通信装置。
【請求項１１】
前記情報組合わせ部は、
前記変換された近似長期情報に該当する有効な固有ベクトルと、復元された短期情報に該当する復元された所定加重定数とをそれぞれ乗算し、乗算された結果を出力する第２乗算部と、
前記第２乗算部で乗算された結果を互いに加算する第２加算部と、を具備することを特徴とする請求項９に記載の移動通信装置。
【請求項１２】
前記第１ルックアップテーブルに含まれる所定の有効な固有ベクトルは下記のように生成されることを特徴とする請求項４に記載の移動通信装置：
2005518710.tif 000033
ここで、ＥＶＤｅｆｆは固有値分析結果のうち前記有効な固有ベクトルおよび固有値を探
2005518710.tif 000034
ように前記物理空間情報に該当するＤＯＡ（θ）およびＡＳ（θ）で生成されたチャンネル相関マトリックスである；
2005518710.tif 000035
ｊ（Ｂ−１）Ψ）］、Ψ＝πｓｉｎ（θ）と定義される。
【請求項１３】
移動局と、アンテナアレイを含む基地局と、を有する移動通信装置で行われる移動通信方法において、
（ａ）前記基地局から受信した信号から個々のアンテナ別チャンネルの下向き特性を測定し、測定された前記下向き特性から物理空間情報および近似長期情報を検出し、前記近似長期情報および前記下向き特性を利用して前記短期情報を生成し、前記短期情報および前記物理空間情報を帰還信号に変換して前記基地局に伝送する段階と、
（ｂ）前記帰還信号を受信し、受信した前記帰還信号から復元した前記短期情報および前記物理空間情報から加重情報を抽出し、専用物理チャンネル信号を前記加重情報でビームフォーミングし、ビームフォーミングされた結果にパイロットチャンネル信号を結合し、結合された結果を前記アンテナアレイを通じて前記移動局に伝送する基地局と、を具備し、
前記物理空間情報は前記基地局を基準にしたときの前記移動局の位置に関する空間情報であり、前記近似長期情報は前記アンテナ別チャンネルの相関特性を反映した長期情報に最も近い長期情報に該当することを特徴とする移動通信方法。
【請求項１４】
前記（ａ）段階は、
（ａ１）前記基地局から伝送された信号を受信し、前記受信された信号から前記下向き特性を測定する段階と、
（ａ２）前記下向き特性から前記近似長期情報および前記物理空間情報を生成する段階と、
（ａ３）前記下向き特性および前記近似長期情報を利用して前記短期情報を生成する段階と、
（ａ４）生成された前記短期情報および前記物理空間情報を前記帰還信号に変換する段階と、を具備することを特徴とする請求項１３に記載の移動通信方法。
【請求項１５】
前記（ａ）段階は、
（ａ５）前記下向き特性から固有ベクトルを生成し、生成された前記固有ベクトルのうち有効な固有ベクトルを選択し、選択された前記有効な固有ベクトルを前記長期情報として決定する段階をさらに具備し、
前記（ａ３）段階は、前記長期情報から前記物理空間情報を検出して前記近似長期情報を生成することを特徴とする請求項１４に記載の移動通信方法。
【請求項１６】
前記（ａ３）段階は、
（ａ３１）前記長期情報に該当する前記近似長期情報を検出して、前記近似長期情報に該当するアドレスを生成する段階と、
（ａ３２）前記生成されたアドレスに保存された前記物理空間情報を読み出す段階と、を具備することを特徴とする請求項１５に記載の移動通信方法。
【請求項１７】
前記（ａ３１）段階は、
前記決定された長期情報である少なくとも一つの前記有効な固有ベクトルそれぞれと所定の有効な固有ベクトル間の差のノルムを求め、前記ノルムの自乗をとってベクトル間距離を求める段階と、
前記決定された長期情報の前記有効な固有ベクトルそれぞれに対して、前記ベクトル間距離のうち最大値の順番を前記アドレスとして決定し、前記最大値に該当する所定の有効な固有ベクトルを前記近似長期情報として決定し、前記（ａ３２）段階に進む段階と、を具備することを特徴とする請求項１６に記載の移動通信方法。
【請求項１８】
前記（ａ３）段階は、
所定のあらゆる加重定数と前記近似長期情報とを組合わせ、組合わせられた結果を加重値ベクトルとして決定する段階と、
前記加重値ベクトルそれぞれと前記下向き特性とを乗算し、乗算された結果にノルムの自乗をとって受信電力を求める段階と、
前記受信電力のうち最も大きい受信電力を最大受信電力として検出し、前記最大受信電力を計算する時に使われた加重値を求める時に使われた係数が位置したインデックスを前記短期情報として決定する段階と、を具備することを特徴とする請求項１４に記載の移動通信方法。
【請求項１９】
前記（ｂ）段階は、
（ｂ１）前記帰還信号から前記短期情報および前記物理空間情報を復元し、前記復元した物理空間情報を前記近似長期情報に変換し、前記変換された近似長期情報と前記復元された短期情報とを組合わせて前記加重情報を生成する段階と、
（ｂ２）前記専用物理チャンネル信号を前記加重情報と乗算し、乗算された結果を前記ビームフォーミングされた結果として決定する段階と、
（ｂ３）前記ビームフォーミングされた結果に前記パイロットチャンネル信号を加算し、加算された結果を前記結合された結果として決定する段階と、を具備し、
前記加算された結果は前記アンテナアレイを通じて前記移動局に伝送されることを特徴とする請求項１３または１４に記載の移動通信方法。
【請求項２０】
前記（ｂ１）段階は、
（ｂ１１）前記帰還信号から前記短期情報および前記物理空間情報を復元する段階と、
（ｂ１２）前記復元された物理空間情報を前記近似長期情報に変換する段階と、
（ｂ１３）前記変換された近似長期情報と前記復元された短期情報とを組合わせ、組合わせた結果を前記加重情報として決定する段階と、を具備することを特徴とする請求項１９に記載の移動通信方法。
【請求項２１】
前記（ｂ１２）段階は、前記復元された物理空間情報をアドレスとして該当する前記近似長期情報を読み出すことを特徴とする請求項２０に記載の移動通信方法。
【請求項２２】
前記（ｂ１３）段階は、
前記変換された近似長期情報に該当する有効な固有ベクトルと、復元された短期情報に該当する復元された所定加重定数とをそれぞれ乗算する段階と、
前記乗算された結果を互いに加算し、加算された結果を前記加重情報として決定する段階と、を具備することを特徴とする請求項２０に記載の移動通信方法。
【請求項２３】
前記物理空間情報は到着角（ＤＯＡ）および拡散角（ＡＳ）を含むことを特徴とする請求項１３に記載の移動通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、移動通信環境におけるフェージングや干渉や雑音の影響を最小化するために、伝送する信号のビームをユーザ別に集中させることによりユーザ間受信信号の干渉を除去することができる、アンテナアレイ含む移動通信装置、および、この移動通信装置において実行される移動通信方法に係り、特に、ジーメンス（Ｓｉｅｍｅｎｓ）が提案したアイガン（Ｅｉｇｅｎ）ビームフォーミング方法が固有ベクトルを直接量子化して移動局から基地局に帰還させているのに対し、帰還情報量を減少させて帰還エラーや帰還遅延などの影響を受けにくくすることにより移動通信システムの性能を向上させることができる移動通信装置、および、この移動通信装置において実行される方法に関する。
【背景技術】
【０００２】  個人用通信サービス（ＰＣＳ：Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｅｒｖｉｃｅｓ）などの既存の移動通信システムより高速に情報を伝送するために、次世代移動通信システムが要請されている。既に、ヨーロッパおよび日本は広帯域符号分割多重接続（Ｗ−ＣＤＭＡ：Ｗｉｄｅｂａｎｄ−Ｃｏｄｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ）方式を、北米は多重搬送波符号分割多重接続（ｃｄｍａ−２０００）方式を無線接続標準規格として採用している。【０００３】  一般的に移動通信システムは、一つの基地局を通じていろいろな移動局が通信する形に構成される。移動通信システムでデータを高速に伝送するためにはフェージングなどの移動通信チャンネルの特性による損失およびユーザの干渉を最小化する必要がある。特に、フェージングにより通信が不安定になることを防止するためにダイバーシティ方式が使用される。ダイバーシティ方式の一種である空間ダイバーシティ方式は、多重アンテナ、すなわちアンテナアレイを使用する。【０００４】  高速にデータを伝送するためには、移動通信システムのいろいろなチャンネル特性のうち移動通信システムの性能に最も深刻な影響を及ぼすフェージングを克服しなければならない。なぜなら、フェージングは受信信号の振幅を数ｄＢから数十ｄＢまで減少させるためである。前記のように、様々なダイバーシティ技術によりフェージングを克服することができる。ダイバーシティ技術の代表的な例としてはＣＤＭＡにおいてチャンネルの遅延および分散を利用してダイバーシティを行うレイク受信器がある。レイク受信器は、多重経路信号を受信する受信ダイバーシティ技術である。しかし、このダイバーシティ技術は、遅延分散が小さい場合にはダイバーシティを行えない。【０００５】  ダイバーシティ技術のさらに他の例であるインターリービングおよびコーディングを利用する時間ダイバーシティ方式は、ドップラースプレッドチャンネルで使われる。しかし、この時間ダイバーシティ方式は低速のドップラーチャンネルでは使用し難い。遅延分散の小さな室内チャンネルおよび低速のドップラーチャンネルである歩行者チャンネルではフェージングを克服するために空間ダイバーシティが用いられる。空間ダイバーシティは２つ以上のアンテナを使用する方式であって、一つのアンテナにより伝えられた信号がフェージングにより減衰した場合、他のアンテナを利用してその信号を受信するものである。空間ダイバーシティは、受信アンテナを利用する受信アンテナダイバーシティと送信アンテナを利用する伝送アンテナダイバーシティとに大別される。移動局の場合、面積とコストの側面から受信アンテナダイバーシティを設置し難いため、基地局が送信アンテナダイバーシティを使用することが薦められる。【０００６】  送信アンテナダイバーシティには、移動局からダウンリンクチャンネル情報を基地局が帰還される閉ループ送信アンテナダイバーシティと、移動局から基地局に帰還されない開ループ送信アンテナダイバーシティとがある。送信アンテナダイバーシティでは、移動局が、基地局から移動局に形成される下向きチャンネルの位相および大きさを測定して最適の加重値を探索し、その探索され���情報を基地局に送る。この時、基地局は、移動チャンネルの大きさおよび位相を測定できるように、送信アンテナ別に直交性質を持つ（ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ）パイロット信号を送る必要がある。移動局は前記のパイロット信号を受信して、その受信したパイロット信号を利用してチャンネルの位相および大きさを測定し、測定されたチャンネルの位相および大きさから送信アンテナダイバーシティのための最適の加重値を探索する。【０００７】  一方、送信アンテナダイバーシティでは、基地局の送信アンテナ数が増加すればダイバーシティ効果および信号対雑音の比は向上し続けるが、ダイバーシティ効果が向上する程度／速度はどんどん低下していく。したがって、高コストをかけてほんの少し改善されたダイバーシティ効果を得ることが必ずしも望ましい方法であるとはいえない。したがって、ダイバーシティ効果を改善することより、干渉信号の電力を最小化させて内部信号の信号対雑音比を最大化させるように、基地局で使用するアンテナの数を増加させることが望ましい。【０００８】  ダイバーシティ効果だけでなく干渉および雑音により内部信号が受ける影響を最小化させるビームフォーミング効果を考慮した伝送適応アレイアンテナシステムを、ダウンリンクビームフォーミングシステムという。この時、送信ダイバーシティと同様に帰還情報を利用するシステムを、閉ループダウンリンクビームフォーミングシステムという。移動局から基地局に帰還される情報を利用する閉ループダウンリンクビームフォーミングシステムは、帰還チャンネルの帯域幅が十分に確保されていないと、チャンネル情報の変化をよく反映できずに通信性能が劣化する。【０００９】  ヨーロッパ方式ＩＭＴ−２０００であるＷ−ＣＤＭＡ方式において標準化されたＴｘＡＡ第１モードおよび第２モードは、アンテナ数と時空間チャンネルの特性が変わる時に次のような問題点を有する。まず、アンテナ数が増加すればそれぞれのアンテナ毎に加重値を帰還させなければならず、帰還させなければならない情報が多くなってしまうので、移動局の移動速度によっては、前記ＴｘＡＡ第１モードおよび第２モードは、通信性能を劣化させる。すなわち、一般に、フェージングチャンネルで移動局の移動速度が速くなれば時空間チャンネルの変化は深刻化するので、チャンネル情報の帰還速度を高速化させなければならない。したがって、帰還速度が限定されている場合には、アンテナ数の増加につれて増加する帰還情報は通信性能を低下させる結果を招く。また、アンテナ間の距離が十分に確保されていない場合には、各アンテナのチャンネル間相関値が増加する。このようにチャンネル間相関値が増加すればチャンネルマトリックスの情報量が減少し、効率的に帰還方式を利用すればアンテナ数が増加しても高速移動体環境で性能劣化が起きない。しかし、ＴｘＡＡ第１モードおよび第２モードは、時空間チャンネルを構成する両アンテナの各チャンネルが完全に独立的であるという前提の下で構成されているので、アンテナ数および時空間チャンネルの特性が変わる場合には効率的に利用することができない。さらに、ＴｘＡＡ第１モードおよび第２モードは、アンテナを２個より多く使用する環境に適用された例はなく、３個���上のアンテナを使用したとしても優秀な性能を提供することができるとはいえない。【００１０】  前記のような理由のために、３個以上のアンテナを使用する場合にはビームフォーミングアンテナシステムを構成する。ビームフォーミング技術は各ユーザの方向差を利用するものであって、各送受信アンテナのチャンネル間における相関関係の大きい環境に適した方式である。特に、ジーメンスは、ダイバーシティとビームフォーミングとを結合したアイガンビームフォーミング方式を採用することを３ＧＰＰに提案している。しかし、このアイガンビームフォーミング方式はビームフォーミングのための固有ベクトルを単純に量子化して、それを送信器に帰還させる方式になっており、帰還情報が多いという短所がある。このように帰還される情報の量が多くなると、帰還情報が伝送中に発生するエラーおよび遅延などの影響を受けやすくなって移動通信システムの性能を低下させてしまう。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】  本発明は、ビームフォーミングする時に必要な、移動局から基地局に帰還される情報の量を低減させることで、通信性能を向上させる、アンテナアレイを含む移動通信装置を提供する。【００１２】  また、本発明は、アンテナアレイを含む移動通信装置で行われ、ビームフォーミングする時に必要な、移動局から基地局に帰還される情報の量を低減させることで、通信性能を向上させる、移動通信方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１３】  本発明の一側面によって、移動局と、アンテナアレイを含む基地局と、を有する移動通信装置を提供する。前記移動局は、前記基地局から受信した信号から個々のアンテナ別チャンネルの下向き特性を測定し、測定された前記下向き特性から物理空間情報および近似長期情報を検出し、前記近似長期情報および前記下向き特性から短期情報を生成し、前記短期情報および前記物理空間情報を帰還信号に変換して前記基地局に伝送する。前記基地局は、前記帰還信号を受信し、受信した前記帰還信号から復元した前記短期情報および前記物理空間情報から加重情報を抽出し、専用物理チャンネル信号を前記加重情報でビームフォーミングし、ビームフォーミングされた結果にパイロットチャンネル信号を結合し、結合された結果を前記アンテナアレイを通じて前記移動局に伝送する。前記物理空間情報は前記基地局を基準にしたときの前記移動局の位置に関する空間情報であり、前記近似長期情報は前記アンテナ別チャンネルの相関特性を反映した長期情報に最も近い長期情報に該当する。【００１４】  本発明の他の側面により、移動局と、アンテナアレイを含む基地局と、を有する移動通信装置で行われる移動通信方法を提供する。この移動通信方法は、前記基地局から受信した信号から個々のアンテナ別チャンネルの下向き特性を測定し、測定された前記下向き特性を利用して物理空間情報および短期情報を検出し、近似長期情報および前記下向き特性を利用して短期情報を生成し、前記短期情報および前記物理空間情報を帰還信号に変換して前記基地局に伝送する段階と、前記帰還信号を受信し、受信した前記帰還信号から復元した前記短期情報および前記物理空間情報から加重情報を抽出し、専用物理チャンネル信号を前記加重情報でビームフォーミングし、ビームフォーミングされた結果にパイロットチャンネル信号を結合し、結合された結果を前記アンテナアレイを通じて前記移動局に伝送する基地局とで構成される。前記物理空間情報は前記基地局を基準にしたときの前記移動局の位置に関する空間情報であり、前記近似長期情報は前記アンテナ別チャンネルの相関特性を反映した長期情報と最も近い長期情報に該当する。
【発明の効果】
【００１５】  従来の移動通信装置および従来の移動通信方法では、多重の伝送アンテナにより生成されるチャンネルの下向き特性を表す情報のうち長期情報を表す固有ベクトルを、直接、量子化して、その量子化結果を、移動局から基地局に帰還させる。それによって、移動局から基地局に帰還させねばならない情報量が増加し、かつ、情報を帰還させる時間が長くなってしまう。したがって、チャンネルが変わる速度が長期情報の更新される速度より速い場合に、移動通信性能が低下し、移動局から基地局に形成される逆方向チャンネルでの負荷が増加し、その結果、実際に逆方向チャンネルを通じて伝送されるべきデータの量が減少してしまう。一方、本発明によるアンテナアレイを含む移動通信装置および方法では、長期情報の代りに物理空間情報を移動局２０，２２，…または２４から基地局１０に帰還させるため、帰還させなければならない情報の量が、５０％以上減少する。したがって、長期情報の更新を高速化することができ、高速移動する移動体が経験する速いチャンネル変化に適応でき、すなわち、速度によるチャンネルの変化にさらに速くかつ柔軟に適応できる。また、帰還される情報の量が減少するために逆方向チャンネルでデータ伝送に使用できるチャンネルの容量が増加し、アンテナアレイを含む従来の移動通信装置および従来の移動通信方法のように移動局に要求される受信信号対雑音の比を大幅に低減することができる。したがって、本発明による移動通信装置および方法は、ビームフォーミングによる利得を維持しつつも帰還させなければならない情報の量が多いことが原因となって引き起こされる通信性能の低下を防止できるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】  以下、本発明によるアンテナアレイを含む移動通信装置およびその移動通信装置において実行される移動通信方法の、実施例の構成および動作を、添付した図面を参照して説明する。【００１７】  図１は、本発明によるアンテナアレイを含む移動通信装置の概略的なブロック図である。この移動通信装置は、基地局１０と、第１、第２、…および第Ｋ移動局２０，２２，…および２４とから構成される（ここで、Ｋは１以上の正の整数）。【００１８】  図２は、図１に示す移動通信装置で行われる、本発明による移動通信方法の一実施例を説明するためのフローチャートである。この移動通信方法は、帰還信号を求める第３０段階および帰還信号から加重情報を抽出する第３２段階よりなる。【００１９】  第３０段階において、図１に示す第１、第２、…および第Ｋ移動局２０，２２，…および２４のうちの一つである第ｋ（１≦ｋ≦Ｋ）移動局は、基地局１０から受信した信号か
2005518710.tif 000003
下、太い字体に表示されたものはベクトルを意味し、普通の字体に表示されたものはスカ
2005518710.tif 000004
短期情報を生成し、物理空間情報および短期情報を帰還信号に変換して、基地局１０に伝
2005518710.tif 000005
時間に対して求められる。物理空間情報とは、基地局１０を基準にしたときの第ｋ移動局２０，２２，…または２４の位置に関する空間情報を意味し、例えば、到着角（ＤＯＡ：Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ  Ｏｆ  Ａｒｒｉｖａｌ）および拡散角（ＡＳ：Ａｎｇｌｅ  Ｓｐｒｅａｄ）とすることができる。また、近似長期情報とは、アンテナ別チャンネルの相関特性を反映した長期情報に最も近い長期情報を意味する。【００２０】  以下、第３０段階および第ｋ移動局２０，２２，…または２４に対する本発明による実施例を、添付した図面を参照して説明する。【００２１】  図３は、図２に示す第３０段階に対する本発明による望ましい一実施例である第３０Ａ段階を説明するためのフローチャートである。第４０段階では、チャンネルの下向き特性
2005518710.tif 000006
情報と近似長期情報とチャンネルの短期情報とを決定し、第４８段階では、決定された物理空間情報および短期情報を帰還信号に変換する。【００２２】  図４は、図１に示す第ｋ移動局２０，２２，…または２４の本発明による実施例のブロック図である。図４に示すように、第ｋ移動局２０，２２，…または２４は、アンテナ６０と、チャンネル特性測定部６２と、長期情報決定部６４と、長期空間情報生成部６６と、短期情報生成部６８と、移動局信号変換部７０とにより構成される。【００２３】  第４０段階において、図４に示すチャンネル特性測定部６２は、基地局１０から伝送された信号をアンテナ６０を通じて受信し、受信された信号から個々のアンテナ別チャンネ
2005518710.tif 000007
６８に出力する一方、長期情報決定部６４または長期空間情報生成部６６にも出力する。
2005518710.tif 000008
たは２４に伝送されるチャンネルの位相および大きさを意味する。【００２４】  本発明の一実施例によれば、図３および図４に示すように、第４２段階において、長期情報決定部６４は、チャンネル特性測定部６２で時空間的に測定されたチャンネルの下向
2005518710.tif 000009
基地局１０に含まれるアレイアンテナの数を意味する。］を固有分析法（ＥＶＤ：ＥｉｇｅｎＶａｌｕｅ  Ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ  ｍｅｔｈｏｄ）を通じて生成し、生成された固有ベクトルのうち、有効な（すなわち、使用可能な）固有ベクトルを選択し、選択された有効な固有ベクトル
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として決定し、決定された長期情報を長期空間情報生成部６６に出力する。ここで、固有分析法は“マトリックスコンピュテーション（Ｍａｔｒｉｘ  Ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎ）”という書名で‘Ｇ．Ｇｏｌｕｂ’および‘Ｃ．Ｖａｎ．Ｌｏａｎ’により著述され、ロンドン所在のジョンズホプキンス大学出版社で１９９６年に出刊された本に開示されている。次に、第４４段階において、長期空間情報生成部６６は、長期情報決定部６４から入力した長期情報、す
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報を生成し、検出された物理空間情報を移動局信号変換部７０に出力する一方、生成された近似長期情報を短期情報生成部６８に出力する。【００２５】  本発明の他の実施例によれば、図３に示す第３０Ａ段階は第４２段階を含まないこともあり、図４に示す移動局は長期情報決定部６４を備えないものであってもよい。この場合、第４０段階後に、長期空間情報生成部６６は、第４４段階において、チャンネル特性測
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生成する。【００２６】  以下、第３０Ａ段階が図３に示すように第４２段階を含み、移動局が図４に示すように長期情報決定部６４を備える場合の、第４４段階および長期空間情報生成部６６の本発明による望ましい実施例を説明する。【００２７】  図５は、図３に示す第４４段階に対する本発明による望ましい一実施例である第４４Ａ段階を説明するためのフローチャートである。第４４Ａ段階は、物理空間情報を検出して近似長期情報を生成する段階（第８０段階および第８２段階）よりなる。【００２８】  図６は、図４に示す長期空間情報生成部６６の本発明による望ましい一実施例である長期空間情報生成部６６Ａのブロック図である。長期空間情報生成部６６Ａは、アドレス生成部８４および第１ルックアップテーブル（ＬＵＴ：ＬｏｏｋＵｐ  Ｔａｂｌｅ）８６から構成される。【００２９】  第４２段階後に、図６に示すアドレス生成部８４は、入力端子ＩＮ１を通じて長期情報
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最も近い近似長期情報を検出し、検出された近似長期情報を出力端子ＯＵＴ１を通じて短期情報生成部６８に出力する一方、近似長期情報に該当するアドレスを生成して第１ＬＵＴ８６に出力する（第８０段階）。その後、第８２段階において、第１ＬＵＴ８６はアドレス生成部８４から入力したアドレスに保存された物理空間情報を出力端子ＯＵＴ２を通じて移動局信号変換部７０に出力する。【００３０】  図７は、図６に示す第１ＬＵＴ８６の本発明による一実施例を表すテーブルであり、ＤＯＡと、ＡＳと、所定の有効な固有ベクトルと、インデックス（アドレス）とで構成される。【００３１】  図７に示す第１ＬＵＴ８６は、ＤＯＡ（θ）の最小単位およびＡＳ（φ）が発生する可能性を制限する場合、総計６０個の所定の有効な固有ベクトルを、数式１に示すようにして生成する。【００３２】
【数１】
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【００３３】ここで、ＥＶＤｅｆｆは固有値分析（ＥＶＤ）の結果から有効な固有ベクトルおよび固有
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）は次の数式２を用いてＤＯＡ（θ）とＡＳ（θ）により生成されたチャンネル相関マトリックスである。【００３４】
【数２】
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【００３５】
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ｊ（Ｂ−１）Ψ）］、Ψ＝πｓｉｎ（θ）と定義される。【００３６】  図７に示すような第１ＬＵＴ８６から物理空間情報が読み出される場合、移動局信号変換部７０は、６ビットの帰還信号として第１ＬＵＴ８６から読み出される物理空間情報上のあらゆる固有ベクトルを表すことができる。【００３７】  もし、ＤＯＡ（−８０°＜θ＜８０°）を１０°単位［すなわち、解像度１０°単位］で量子化して、ＡＳ（φ）を０°、５°、１０°、２０°で表示するならば、１個の固有ベクトルを基地局に帰還させるのに必要な情報は総８ビットであり、２個の固有ベクトルを帰還させるのに必要な情報は総１６ビットあれば十分である。図７に示すように、第１ＬＵＴ８６を利用する場合、第ｋ移動局２０，２２，…または２４から基地局１０に帰還される情報の量はジーメンスが提案した５４ビット長期情報の３０％しかならない。【００３８】  図８は、図５に示す第８０段階に対する本発明による望ましい一実施例第８０Ａ段階を説明するフローチャートである。第８０Ａ段階は、ベクトル間距離を求める第９０段階およびアドレスと近似長期情報を求める第９２段階よりなる。【００３９】  図９は、図６に示すアドレス生成部８４の本発明による望ましい一実施例である、アドレス生成部８４Ａのブロック図である。アドレス生成部８４Ａは、距離計算部１００および最大値検索部１０２で構成される。【００４０】  第４２段階後に、距離計算部１００は図４に示す長期情報決定部６４で決定された長期
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ノルムを求め、ノルムそれぞれの自乗をとり、自乗をとった結果をベクトル間距離として決定する（第９０段階）。【００４１】  その後、第９２段階において、最大値検索部１０２は、決定された長期情報である有効な固有ベクトルそれぞれに対して、距離計算部１００から入力したベクトル間距離のうち最大値の順番（ｏｒｄｅｒ）をアドレスとして決定して出力端子ＯＵＴ３を通じて第１ＬＵＴ８６に出力し、最大値に該当する所定の有効な固有ベクトルを、決定された有効な固有ベクトルに近似した近似長期情報として決定し、出力端子ＯＵＴ４を通じて短期情報生成部６８に出力する。【００４２】  以下、本発明の理解を助けるために、ｘ＝２と仮定して、図９に示すアドレス生成部８４Ａの構成および動作を説明する。【００４３】  図１０は、図９に示すアドレス生成部８４Ａの本発明による望ましい実施例のブロック図であり、距離計算部１００Ａおよび最大値検索部１０２Ａで構成される。【００４４】  第９０段階を行うために、距離計算部１００Ａは、第１〜第ｙ減算器１１０、１１２、…および１１４と、第ｙ＋１〜第２ｙ減算器１１６、１１８、…および１２０と、第１〜第２ｙ演算部１２２、１２４、…および１３２とから構成される。【００４５】  図１０に示す第１〜第ｙ減算器１１０、１１２、…および１１４は、所定の有効な固有
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出力する。この時、第１〜第ｙ演算部１２２、１２４、…および１２６は、第１〜第ｙ減算器１１０、１１２、…および１１４からそれぞれ入力した減算結果のノルムを求めて自乗し、自乗した結果をベクトル間距離として第１最大値検索器１３４に出力する。図１０で、‖‖はノルムを表す。同様に、第ｙ＋１〜第２ｙ減算器１１６、１１８、…および１
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１２８、１３０、…および１３２に出力する。この時、第ｙ＋１〜第２ｙ演算部１２８、１３０、…および１３２は、第ｙ＋１〜第２ｙ減算器１１６、１１８、…および１２０からそれぞれ入力した減算結果のノルムを求めて自乗し、自乗した結果をベクトル間距離として第２最大値検索器１３６に出力する。【００４６】  第９２段階を行うために、最大値検索部１０２Ａは、第１最大値検索器１３４および第２最大値検索器１３６で構成される。ここで、第１最大値検索器１３４は、決定された長
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び１２６から入力したベクトル間距離のうち最大値を検索し、最大値の順番（ｏｒｄｅｒ）をアドレスとして決定して、このアドレスを、出力端子ＯＵＴ５を通じて第１ＬＵＴ８６に出力する。また、第１最大値検索器１３４は、最も大きいベクトル間距離を求める時に使われた所定の有効な固有ベクトルを、決定された長期情報に対する近似長期情報として、出力端子ＯＵＴ６を通じて短期情報生成部６８に出力する。例えば、第１〜第ｙ演算部１２２、１２４、…および１２６のうち二番目の演算部、すなわち、順番２の第２演算部１２４から出力されるベクトル間距離がベクトル間距離のうち最も長い場合、順番２をアドレスとして決定して出力端子ＯＵＴ５を通じて第１ＬＵＴ８６に出力する。この時、
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る近似長期情報として出力端子ＯＵＴ６を通じて短期情報生成部６８に出力される。【００４７】  同様に、第２最大値検索器１３６は、決定された長期情報である有効な固有ベクトル
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クトル間距離のうち最大値を検索し、最大値の順番をアドレスとして決定して出力端子ＯＵＴ７を通じて出力する。また、第２最大値検索器１３６は最も大きいベクトル間距離を求める時に使われた所定の有効な固有ベクトルを、決定された長期情報に対する近似長期情報として、出力端子ＯＵＴ８を通じて短期情報生成部６８に出力する。例えば、第ｙ＋１〜第２ｙ演算部１２８、１３０、…および１３２のうちｙ番目の演算部、すなわち、順番ｙの第２ｙ演算部１３２から出力されるベクトル間距離が第ｙ＋１〜第２ｙ演算部１２８、１３０、…および１３２から出力されるベクトル間距離のうち最も長い場合、順番ｙをアドレスとして決定して出力端子ＯＵＴ７を通じて第１ＬＵＴ８６に出力する。この
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８に出力される。【００４８】  一方、第４４段階後に、短期情報生成部６８は、チャンネル特性測定部６２から入力し
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期情報を生成し、生成された短期情報を移動局信号変換部７０に出力する（第４６段階）。【００４９】  以下、第４６段階および短期情報生成部６８の本発明による実施例を、添付した図面を参照して説明する。【００５０】  図１１は、図３に示す第４６段階に対する本発明による望ましい一実施例である第４６Ａ段階を説明するためのフローチャートである。第４６Ａ段階は、決定した加重値ベクトルを利用して受信電力を求める段階（第１４０および第１４２段階）および受信電力のうち最大の電力を利用して短期情報を決定する段階（第１４４段階）よりなる。【００５１】  図１２は、図４に示す短期情報生成部６８の本発明による望ましい一実施例である短期情報生成部６８Ａのブロック図である。短期情報生成部６８Ａは、ベーシスベクトル組合わせ部１５０と、受信電力計算部１５２と、最大電力発見部１５４とから構成される。【００５２】  第４４段階後に、ベーシスベクトル組合わせ部１５０は、入力端子１Ｎ３を通じて入力した所定のあらゆる加重定数ａ１，ａ２，…ａＮＢ（ここで、ＮＢは有効な固有ベクトルの数であって、前述したＮｂｅａｍと同一である。）と、入力端子ＩＮ４を通じて長期空間情報生成部６
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計算部１５２に出力する（第１４０段階）。【００５３】  その後、第１４２段階において、受信電力計算部１５２は、ベーシスベクトル組合わせ
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をとった結果である受信電力を最大電力発見部１５４に出力する。【００５４】  受信電力計算部１５２は第２ｙ＋１〜第２ｙ＋Ｂ′演算部１６０、１６２、…および１６４で構成される。ここで、第２ｙ＋１〜第２ｙ＋Ｂ′演算部１６０、１６２、…および
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し、乗算された結果のノルムをとり、ノルムをとった結果を自乗し、自乗した結果を受信電力として最大電力発見部１５４に出力する。【００５５】  第１４２段階後に、最大電力発見部１５４は、受信電力計算部１５２から入力した受信電力のうち最も大きい受信電力を最大受信電力として検出し、最大受信電力を計算する時に使われた加重ベクトルを求める時に使われた係数が位置したインデックスを短期情報として決定し、決定された短期情報ｂを移動局信号変換部７０に出力する（第１４４段階）。【００５６】  一方、第４６段階後に、移動局信号変換部７０は、短期情報生成部６８で生成された短期情報および長期空間情報生成部６６で検出された物理空間情報を帰還信号に変換する（第４８段階）。この時、変換された帰還信号は、アンテナ６０を通じて基地局１０に伝送される。このために、移動局信号変換部７０は、物理空間情報フォーマット部７２と、移動局短期情報フォーマット部７４と、時分割多重化部７６とから構成される。ここで、物理空間情報フォーマット部７２は、長期空間情報生成部６６から入力した物理空間情報を帰還できる形態、すなわち、基地局１０に伝送するのに適当な形態にフォーマットし、フォーマットした結果を時分割多重化部７６に出力する。一方、移動局短期情報フォーマット部７４は短期情報生成部６８から入力した短期情報をフォーマットし、フォーマットした結果を時分割多重化部７６に出力する。時分割多重化部７６は、物理空間情報フォーマット部７２から入力したフォーマットされた結果と移動局短期情報フォーマット部７４から入力したフォーマットした結果とを時分割多重化し、時分割多重化した結果を帰還信号としてアンテナ６０に出力する。【００５７】  本発明によれば、移動局短期情報フォーマット部７４から入力したフォーマットした結果を多重化する頻度数よりも、物理空間情報フォーマット部７２から入力したフォーマットされた結果を多重化する頻度数のほうが小さい。【００５８】  一方、第３０段階後に、基地局１０は、第ｋ移動局２０，２２，…または２４から伝送された帰還信号を受信し、受信した帰還信号から復元した短期情報および物理空間情報から加重情報を抽出し、専用物理チャンネル信号を加重情報でビームフォーミングし、ビームフォーミングされた結果にパイロットチャンネル信号ＣＰＩＣＨ１、ＣＰＩＣＨ２、ＣＰＩＣＨ３、…およびＣＰＩＣａｎｔを結合し、結合された結果をアンテナアレイを通じて移動局に伝送する（第３２段階）。【００５９】  以下、第３２段階および基地局１０の本発明による実施例を、添付した図面を参照して説明する。【００６０】  図１３は、図２に示す第３２段階に対する本発明による望ましい一実施例である第３２Ａ段階を説明するためのフローチャートである。第３２段階は、加重情報を生成する段階（第２００段階）および加重情報を利用して求めたビームフォーミングされた結果をパイロットチャンネル信号と加算する段階（第２０２および第２０４段階）よりなる。【００６１】  図１４は、図１に示す基地局１０の本発明による望ましい一実施例である基地局１０Ａのブロック図である。基地局１０Ａは、第１乗算部２２０と、第１加算部２２２と、アンテナアレイ２���４と、加重情報生成部２２６とから構成される。【００６２】  第３０段階後に、加重情報生成部２２６は、第ｋ移動局２０，２２，…または２４から伝送された帰還信号を受信し、受信された帰還信号から短期情報および物理空間情報を復元し、復元した物理空間情報を近似長期情報に変換し、変換された近似長期情報と復元された短期情報とを組合わせて加重情報を生成する（第２００段階）。【００６３】  図１４に示すアンテナアレイ２２４は、ａｎｔ個のアンテナ２４８、２５０、２５２、…および２５４で構成される。本発明の一実施例によれば、各アンテナ２４８、２５０、２５２、…および２５４は、図１に示す第ｋ移動局２０，２２，…または２４から伝送された帰還信号を受信し、受信された帰還信号を加重情報生成部２２６に出力する。また、本発明の他の実施例によれば、加重情報生成部２２６は、図１４に示すアンテナアレイ２２４を通じて帰還信号を受信せず、図１４に示すアンテナアレイ２２４以外に別途の受信用アンテナ（図示せず）を通じて帰還信号を受信するものとしてもよい。【００６４】  以下、図１３に示す第２００段階および図１４に示す加重情報生成部２２６の本発明による実施例を、添付された図面を参照して説明する。【００６５】  図１５は、図１３に示す第２００段階に対する本発明による望ましい実施例である、第２００Ａ段階を説明するためのフローチャートである。第２００Ａ段階は、帰還信号から物理空間情報および短期情報を復元する段階（第２６０段階）および近似長期情報を求めて短期情報と組合わせる段階（第２６２および第２６４段階）よりなる。【００６６】  図１６は、図１４に示す加重情報生成部２２６の本発明による望ましい実施例である、加重情報生成部２２６Ａのブロック図である。加重情報生成部２２６Ａは、情報復元部２８０と、情報変換部２８２と、情報組合わせ部２８４とから構成される。【００６７】  第３０段階後に、情報復元部２８０は、入力端子ＩＮ５を通じて入力した帰還信号から短期情報および物理空間情報を復元して、復元された短期情報を情報組合わせ部２８４に出力し、復元された物理空間情報を情報変換部２８２に出力する（第２６０段階）。【００６８】  第２６０段階後に、第２６２段階において、情報変換部２８２は、情報復元部２８０から入力した復元された物理空間情報を近似長期情報に変換し、変換された近似定期情報を情報組合わせ部２８４に出力する。このために、情報変換部２８２は第２ＬＵＴ２８６として具現することができる。ここで、第２ＬＵＴ２８６は、情報復元部２８０から復元された物理空間情報を入力してアドレスとし、対応する近似長期情報を読み出して、情報組合わせ部２８４に出力する。第２ＬＵＴ２８６の出力／入力は、第１ＬＵＴ８６の入力／出力に該当する。このために、移動通信装置は、予め、前述した数式１および２を利用して、第１ＬＵＴ８６および第２ＬＵＴ２８６を生成する。すなわち、第２ＬＵＴ２８６は、情報復元部２８０で復元された物理空間情報をアドレスとして活用し、このアドレスに対応する近似長期情報を読み出すのである。【００６９】  第２６２段階後に、情報組合わせ部２８４は、情報変換部２８２から入力した変換された近似長期情報と情報復元部２８０から入力した復元された短期情報とを組合わせ、組合わせた結果を加重情報として出力端子ＯＵＴ９を通じて第１乗算部２２０に出力する（第２６４段階）。【００７０】  以下、図１５に示す第２６４段階および図１６に示す情報組合わせ部２８４の本発明による実施例を、添付された図面を参照して説明する。【００７１】  図１７は、図１５に示す第２６４段階に対する本発明による望ましい実施例である第２６４Ａ段階を説明するためのフローチャートである。第２６４Ａ段階は、近似する有効な固有ベクトルと所定加重定数とを乗算する第３００段階および乗算された結果を加算する第３０２段階よりなる。【００７２】  図１８は、図１６に示す情報組合わせ部２８４の本発明による望ましい実施例である、情報組合わせ部２８４Ａのブロック図である。情報組合せ部２８４Ａは、第２乗算部３１０および第２加算部３１２で構成される。【００７３】  第２６２段階後に、第２乗算部３１０は、情報変換部２８２により変換された近似長期2005518710.tif 000030
結果である。第３００段階を行うために、第２乗算部３１０はＮＢ個の乗算器３２０、３２２、…および３２４で具現することができる。この時、ＮＢＢの乗算器３２０、３２２
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【００７４】  第３００段階後に、第３０２段階において、第２加算部３１２は、第２乗算部３１０で乗算された結果を互いに加算し、加算した結果を加重情報として決定して、その決定した加重情報を出力端子ＯＵＴ１０を通じて第１乗算部２２０に出力する。【００７５】  一方、第２００段階後に、第１乗算部２２０は、専用物理チャンネル（ＤＰＣＨ：Ｄｅｄｉｃａｔｅｄ  Ｐｈｙｓｉｃａｌ  ＣＨａｎｎｅｌ）信号を、加重情報生成部２２６から入力した加重情報と乗算し、乗算された結果をビームフォーミングされた結果として第１加算部２２２に出力する（第２０２段階）。第２０２段階を実行するために、第１乗算部２２０は、ａｎｔ個の乗算器２３０、２３２、２３４、…および２３６で構成される。乗算器２３０、２３２、２３４、…および２３６は、加重情報生成部２２６から入力した加重情報に含まれる加重値
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【００７６】  第２０２段階後に、第１加算部２２２は、第１乗算部２２０から入力したビームフォーミングされた結果にパイロットチャンネル信号を結合、すなわち、加算し、加算された結果をアンテナアレイ２２４に出力する（第２０４段階）。第２０４段階を実行するために、第１加算部２２２は、ａｎｔ個の加算器２４０、２４２、２４４、…および２４６で具現することができる。加算器２４０、２４２、２４４、…および２４６は、ａｎｔ個の乗算器２３０、２３２、２３４、…および２３６から入力した乗算された結果とパイロットチャンネル信号とを加算する。ここで、パイロットチャンネル信号［Ｐｉ（ｋ）］（１≦ｉ≦ａｎｔ）は、図１４に示すように共通パイロットチャンネル（ＣＰＩＣＨ：Ｃｏｍｍｏｎ  ＰＩｌｏｔ  ＣＨａｎｎｅｌ）信号であるが、図１４と異なり、専用パイロットチャンネル（ＤＣＰＩＣＨ：Ｄｅｄｉｃａｔｅｄ  ＣＰＩＣＨ）信号または２次共通パイロットチャンネル（ＳＣＰＩＣＨ：Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ  ＣＰＩＣＨ）信号であってもよい。例えば、パイロットチャンネル信号［Ｐｉ（ｋ）］がＣＰＩＣＨである場合、Ｐｉ（ｋ）はＣＰＩＣＨｉとなる。【００７７】  アンテナアレイ２２４の各アンテナ２４８、２５０、２５２、…または２５４は、第１加算部２２２で該当する加算器２４０、２４２、２４４、…または２４６で加算された結果を、図１に示す第ｋ移動局２０，２２，…または２４に伝送する。【００７８】  この時、前述したように、アンテナアレイ２２４の各アンテナ２４８、２５０、２５２、…または２５４は、加算器２４０、２４２、２４４、…または２４６で加算された結果を伝送する信号送信の役割と、第ｋ移動局２０，２２，…または２４から伝送された帰還信号を受信する信号受信の役割とをいずれも担うものとすることができる。【００７９】  あるいは、アンテナアレイ２２４の各アンテナ２４８、２５０、２５２、…または２５４は、加算器２４０、２４２、２４４、…または２４６で加算された結果を伝送する信号送信の役割だけを行うものとしてもよい。この場合、第ｋ移動局２０，２２，…または２４から伝送された帰還信号を受信する信号受信の役割をになう別途のアンテナを基地局に設けることになる。【００８０】  結局、前述したように、本発明による移動通信装置および移動通信方法は、第ｋ移動局２０，２２，…または２４から基地局１０に長期情報を帰還させるのではなく、物理空間情報を帰還させるため、帰還される情報の量を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】  本発明によるアンテナアレイを含む移動通信装置の概略的なブロック図である。
【図２】  図１に示す移動通信装置で行われる、本発明による移動通信方法の一実施例を説明するためのフローチャートである。
【図３】  図２に示す第３０段階に対する本発明による望ましい一実施例を説明するためのフローチャートである。
【図４】  図１に示す第ｋ移動局の本発明による実施例のブロック図である。
【図５】  図３に示す第４４段階に対する本発明による望ましい一実施例を説明するためのフローチャートである。
【図６】  図４に示す長期空間情報生成部の本発明による望ましい一実施例のブロック図である。
【図７】  図６に示す第１ルックアップテーブルの本発明による一実施例を表すテーブルである。
【図８】  図５に示す第８０段階に対する本発明による望ましい一実施例を説明するフローチャートである。
【図９】  図６に示すアドレス生成部の本発明による望ましい一実施例のブロック図である。
【図１０】  図９に示すアドレス生成部の本発明による望ましい実施例のブロック図である。
【図１１】  図３に示す第４６段階に対する本発明による望ましい一実施例を説明するためのフローチャートである。
【図１２】  図４に示す短期情報生成部の本発明による望ましい一実施例のブロック図である。
【図１３】  図２に示す第３２段階に対する本発明による望ましい一実施例を説明するためのフローチャートである。
【図１４】  図１に示す基地局の本発明による望ましい一実施例のブロック図である。
【図１５】  図１３に示す第２００段階に対する本発明による望ましい実施例を説明するためのフローチャートである。
【図１６】  図１４に示す加重情報生成部の本発明による望ましい実施例のブロック図である。
【図１７】  図１５に示す第２６４段階に対する本発明による望ましい実施例を説明するためのフローチャートである。
【図１８】  図１６に示す情報組合わせ部の本発明による望ましい実施例のブロック図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【手続補正書】
【提出日】平成16年8月23日(2004.8.23)
【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】請求項５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項５】
前記アドレス生成部は、
少なくとも一つの前記有効な固有ベクトルそれぞれと所定の有効な固有ベクトル間の差のノルムを求め、前記ノルムの自乗をとってベクトル間距離として出力する距離計算部と、
前記有効な固有ベクトルそれぞれに対して、前記ベクトル間距離のうち最大値の順番を前記アドレスとして決定し、そのアドレスを前記第１ルックアップテーブルに出力し、前記最大値に該当する所定の有効な固有ベクトルを前記近似長期情報として出力する最大値検索部と、を具備することを特徴とする請求項４に記載の移動通信装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１２】
2005518710.tif 000054
【手続補正３】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１３】
移動局と、アンテナアレイを含む基地局と、を有する移動通信装置で行われる移動通信方法において、
（ａ）前記基地局から受信した信号から個々のアンテナ別チャンネルの下向き特性を測定し、測定された前記下向き特性から物理空間情報および近似長期情報を検出し、前記近似長期情報および前記下向き特性を利用して短期情報を生成し、前記短期情報および前記物理空間情報を帰還信号に変換して前記基地局に伝送する段階と、
（ｂ）前記帰還信号を受信し、受信した前記帰還信号から復元した前記短期情報および前記物理空間情報から加重情報を抽出し、専用物理チャンネル信号を前記加重情報でビームフォーミングし、ビームフォーミングされた結果にパイロットチャンネル信号を結合し、結合された結果を前記アンテナアレイを通じて前記移動局に伝送する段階と、を具備し、
前記物理空間情報は前記基地局を基準にしたときの前記移動局の位置に関する空間情報であり、前記近似長期情報は前記アンテナ別チャンネルの相関特性を反映した長期情報に最も近い長期情報に該当することを特徴とする移動通信方法。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
本発明の他の側面により、移動局と、アンテナアレイを含む基地局と、を有する移動通信装置で行われる移動通信方法を提供する。この移動通信方法は、前記基地局から受信した信号から個々のアンテナ別チャンネルの下向き特性を測定し、測定された前記下向き特性を利用して物理空間情報および近似長期情報を検出し、前記近似長期情報および前記下向き特性を利用して短期情報を生成し、前記短期情報および前記物理空間情報を帰還信号に変換して前記基地局に伝送する段階と、前記帰還信号を受信し、受信した前記帰還信号から復元した前記短期情報および前記物理空間情報から加重情報を抽出し、専用物理チャンネル信号を前記加重情報でビームフォーミングし、ビームフォーミングされた結果にパイロットチャンネル信号を結合し、結合された結果を前記アンテナアレイを通じて前記移動局に伝送する段階とで構成される。前記物理空間情報は前記基地局を基準にしたときの前記移動局の位置に関する空間情報であり、前記近似長期情報は前記アンテナ別チャンネルの相関特性を反映した長期情報と最も近い長期情報に該当する。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
2005518710.tif 000055
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３３】
2005518710.tif 000056
【国際調査報告】
2005518710.tif 000057