(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
マルチセクタ多入力多出力(MIMO)アクティブ・アンテナ・システムであって、
N列のデュアル偏波アンテナを含み、各列のデュアル偏波アンテナは、第１の偏波方向にある１列のアンテナユニットおよび第２の偏波方向にある１列のアンテナユニットを含み、前記第１の偏波方向と前記第２の偏波方向は異なり、前記第１の偏波方向にあるアンテナユニットおよび前記第２の偏波方向にあるアンテナユニットの各々は、M個のアンテナアレイ素子を含み、Nは２以上の自然数であり、Mは２以上の自然数であり、
各列のデュアル偏波アンテナにおいて、前記第１の偏波方向にあるアンテナユニットおよび前記第２の偏波方向にあるアンテナユニットは、個々に１個のトランシーバに接続され、前記第１の偏波方向にあるアンテナユニット内のアンテナアレイ素子は、第１のアンテナ下方傾斜を有し、第１のセクタを提供するように設定され、前記第２の偏波方向にあるアンテナユニット内のアンテナアレイ素子は、第２のアンテナ下方傾斜を有し、第２のセクタを提供するように設定され、前記第１のアンテナ下方傾斜と前記第２のアンテナ下方傾斜は異なる、マルチセクタMIMOアクティブ・アンテナ・システム。
【請求項２】
第１の無線制御ユニット(RCU)および第２のRCUをさらに含み、
前記第１の偏波方向にあるアンテナユニットは前記第１のRCUに接続され、前記第２の偏波方向にあるアンテナユニットは前記第２のRCUに接続され、前記第１のRCUは前記第１のアンテナ下方傾斜に対応し、前記第２のRCUは前記第２のアンテナ下方傾斜に対応する、請求項１に記載のマルチセクタMIMOアクティブ・アンテナ・システム。
【請求項３】
前記第１の偏波方向は＋４５°であり、前記第２の偏波方向は−４５°である、請求項１または２に記載のマルチセクタMIMOアクティブ・アンテナ・システム。
【請求項４】
前記第１のセクタは前記第１の偏波方向においてN個のビームを有し、前記第２のセクタは前記第２の偏波方向においてN個のビームを有する、請求項１から３のいずれか一項に記載のマルチセクタMIMOアクティブ・アンテナ・システム。
【請求項５】
通信デバイスであって、マルチセクタ多入力多出力(MIMO)アクティブ・アンテナ・システムとベースバンド・ユニット(BBU)を含み、
前記マルチセクタMIMOアクティブ・アンテナ・システムは、
N列のデュアル偏波アンテナを含み、各列のデュアル偏波アンテナは、第１の偏波方向にある１列のアンテナユニットおよび第２の偏波方向にある１列のアンテナユニットを含み、前記第１の偏波方向と前記第２の偏波方向は異なり、前記第１の偏波方向にあるアンテナユニットおよび前記第２の偏波方向にあるアンテナユニットの各々は、M個のアンテナアレイ素子を含み、Nは２以上の自然数であり、Mは２以上の自然数であり、
各列のデュアル偏波アンテナにおいて、前記第１の偏波方向にあるアンテナユニットおよび前記第２の偏波方向にあるアンテナユニットは、個々に１個のトランシーバに接続され、前記第１の偏波方向にあるアンテナユニット内のアンテナアレイ素子は、第１のアンテナ下方傾斜を有し、第１のセクタを提供するように設定され、前記第２の偏波方向にあるアンテナユニット内のアンテナアレイ素子は、第２のアンテナ下方傾斜を有し、第２のセクタを提供するように設定され、前記第１のアンテナ下方傾斜と前記第２のアンテナ下方傾斜は異なり、
前記マルチセクタMIMOアクティブ・アンテナ・システム内の各々のトランシーバは、光ファイバーを使用することによって前記BBUに接続され、
前記BBUは、前記マルチセクタMIMOアクティブ・アンテナ・システムを使用することによって前記第１のセクタ内のユーザ機器(UE)および前記第２のセクタ内のUEと個々にMIMO通信を行う、通信デバイス。
【請求項６】
前記マルチセクタMIMOアクティブ・アンテナ・システムは、第１の無線制御ユニット(RCU)および第２のRCUをさらに含み、
前記第１の偏波方向にあるアンテナユニットは前記第１のRCUに接続され、前記第２の偏波方向にあるアンテナユニットは前記第２のRCUに接続され、前記第１のRCUは前記第１のアンテナ下方傾斜に対応し、前記第２のRCUは前記第２のアンテナ下方傾斜に対応する、請求項５に記載の通信デバイス。
【請求項７】
前記第１の偏波方向は＋４５°であり、前記第２の偏波方向は−４５°である、請求項５または６に記載の通信デバイス。
【請求項８】
前記第１のセクタは前記第１の偏波方向においてN個のビームを有し、前記第２のセクタは前記第２の偏波方向においてN個のビームを有する、請求項５から７のいずれか一項に記載の通信デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、アンテナ技術、詳細には、マルチセクタMIMOアクティブ・アンテナ・システムおよび通信デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
多入力多出力(Multiple-Input Multiple-Output, MIMO)技術は、送信端および受信端において、それぞれ、複数の送信アンテナおよび受信アンテナが使用され、それによって送信端および受信端において複数のアンテナを通して信号が伝送および受信され、それにより通信品質を改善することを意味する。MIMO技術は、空間リソースを十分に利用して、複数のアンテナを使用することによって複数送信・複数受信を実現することができ、これはスペクトルリソースおよびアンテナ送信電力を増加させずにシステムチャネル容量を多数倍に増加させることができる。アクティブ・アンテナ・システム(Active Antenna System, AAS)は、アンテナおよび無線周波数モジュールを一緒に統合する無線周波数構成要素である。物理的な局に関して、AASは遠隔無線ユニット(Remote Radio Unit, RRU)およびアンテナの統合として理解されることが可能であり、元のRRU機能およびアンテナ機能を結合する。
【０００３】
AASは、MIMO技術の重要な担体であり、MIMO技術を使用して基地局側において多次数送信を実現することができる。しかし、与えられた数のアンテナアレイがある場合、MIMO技術単独では限られた程度まで容量を増加させる。加えて、MIMOの利得は、送信端の次数(すなわち、アンテナポートの数)がより高いとき、利得がより高い、として単純に理解されることが可能であるが、送信端の次数がより高いとき、対応する端末はより高い次数の受信能力をサポートする必要がある。そして、より高い要求条件が端末に課される。しかし、端末が定期的にアップグレードされ、多数の既存の端末はより高い次数の受信能力をサポートしない。従って、基地局端におけるMIMO送信端の次数は、自由裁量なしで増加されることができない。
【０００４】
通信技術の発達とともに、端末の数は大量に増える。従って、システム容量は緊急に増加される必要がある。ダウンリンクに関して、基地局側におけるアンテナ数を増加させずにシステム容量をどのように増加させるかが現在緊急に解決される必要がある問題である。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の実施形態は、スペクトル利用を改善し、ネットワーク容量を増加させるために使用される、マルチセクタMIMOアクティブ・アンテナ・システムおよび通信デバイスを提供する。
【０００６】
第１の態様は、マルチセクタMIMOアクティブ・アンテナ・システムであって、
N列のデュアル偏波アンテナを含み、各列のデュアル偏波アンテナは、第１の偏波方向にある１列のアンテナユニットおよび第２の偏波方向にある１列のアンテナユニットを含み、第１の偏波方向と第２の偏波方向は異なり、第１の偏波方向にあるアンテナユニットおよび第２の偏波方向にあるアンテナユニットの各々は、M個のアンテナアレイ素子を含み、Nは２以上の自然数であり、Mは２以上の自然数であり、
各列のデュアル偏波アンテナにおいて、第１の偏波方向にあるアンテナユニットおよび第２の偏波方向にあるアンテナユニットは、個々に１個のトランシーバに接続され、第１の偏波方向にあるアンテナユニット内のアンテナアレイ素子は、第１のアンテナ下方傾斜を有し、第１のセクタを提供するように設定され、第２の偏波方向にあるアンテナユニット内のアンテナアレイ素子は、第２のアンテナ下方傾斜を有し、第２のセクタを提供するように設定され、第１のアンテナ下方傾斜と第２のアンテナ下方傾斜は異なり、それによって基地局がマルチセクタMIMOアクティブ・アンテナ・システムを使用することによって第１のセクタ内のユーザ機器UEおよび第２のセクタ内のUEと個々にMIMO通信を行う、マルチセクタMIMOアクティブ・アンテナ・システムを提供する。
【０００７】
第１の態様を参照して、第１の態様の第１の可能な実現方式において、マルチセクタMIMOアクティブ・アンテナ・システムは、第１のRCUおよび第２のRCUをさらに含み、
第１の偏波方向にあるアンテナユニットは第１のRCUに接続され、第２の偏波方向にあるアンテナユニットは第２のRCUに接続され、第１のRCUは第１のアンテナ下方傾斜に対応し、第２のRCUは第２のアンテナ下方傾斜に対応する。
【０００８】
第１の態様または第１の態様の第１の可能な実現方式を参照して、第１の態様の第２の可能な実現方式において、第１の偏波方向は＋４５°であり、第２の偏波方向は−４５°である。
【０００９】
第１の態様のいずれかの可能な実現方式から第１の態様の第２の可能な実現方式を参照して、第１の態様の第３の可能な実現方式において、第１のセクタは第１の偏波方向においてN個のビームを有し、第２のセクタは第２の偏波方向においてN個のビームを有する。
【００１０】
第２の態様は、通信デバイスであって、マルチセクタMIMOアクティブ・アンテナ・システムとBBUを含み、
マルチセクタMIMOアクティブ・アンテナ・システムは、
N列のデュアル偏波アンテナを含み、各列のデュアル偏波アンテナは、第１の偏波方向にある１列のアンテナユニットおよび第２の偏波方向にある１列のアンテナユニットを含み、第１の偏波方向と第２の偏波方向は異なり、第１の偏波方向にあるアンテナユニットおよび第２の偏波方向にあるアンテナユニットの各々は、M個のアンテナアレイ素子を含み、Nは２以上の自然数であり、Mは２以上の自然数であり、
各列のデュアル偏波アンテナにおいて、第１の偏波方向にあるアンテナユニットおよび第２の偏波方向にあるアンテナユニットは、個々に１個のトランシーバに接続され、第１の偏波方向にあるアンテナユニット内のアンテナアレイ素子は、第１のアンテナ下方傾斜を有し、第１のセクタを提供するように設定され、第２の偏波方向にあるアンテナユニット内のアンテナアレイ素子は、第２のアンテナ下方傾斜を有し、第２のセクタを提供するように設定され、第１のアンテナ下方傾斜と第２のアンテナ下方傾斜は異なり、
マルチセクタMIMOアクティブ・アンテナ・システム内の各々のトランシーバは、光ファイバーを使用することによってBBUに接続され、
BBUは、マルチセクタMIMOアクティブ・アンテナ・システムを使用することによって第１のセクタ内のユーザ機器UEおよび第２のセクタ内のUEと個々にMIMO通信を行う、通信デバイスを提供する。
【００１１】
第２の態様を参照して、第２の態様の第１の可能な実現方式において、マルチセクタMIMOアクティブ・アンテナ・システムは、第１のRCUおよび第２のRCUをさらに含み、
第１の偏波方向にあるアンテナユニットは第１のRCUに接続され、第２の偏波方向にあるアンテナユニットは第２のRCUに接続され、第１のRCUは第１のアンテナ下方傾斜に対応し、第２のRCUは第２のアンテナ下方傾斜に対応する。
【００１２】
第２の態様または第２の態様の第１の可能な実現方式を参照して、第２の態様の第２の可能な実現方式において、第１の偏波方向は＋４５°であり、第２の偏波方向は−４５°である。
【００１３】
第２の態様のいずれかの可能な実現方式から第２の態様の第２の可能な実現方式を参照して、第２の態様の第３の可能な実現方式において、第１のセクタは第１の偏波方向においてN個のビームを有し、第２のセクタは第２の偏波方向においてN個のビームを有する。
【００１４】
実施形態において提供されるマルチセクタMIMOアクティブ・アンテナ・システムおよび通信デバイスにおいて、N列のデュアル偏波アンテナが配置され、各列のデュアル偏波アンテナは、第１の偏波方向にある１列のアンテナユニットおよび第２の偏波方向にある１列のアンテナユニットを含み、第１の偏波方向にあるアンテナユニットおよび第２の偏波方向にあるアンテナユニットの各々は、M個のアンテナアレイ素子を含み、各列のデュアル偏波アンテナにおいて、第１の偏波方向にあるアンテナユニットおよび第２の偏波方向にあるアンテナユニットは、個々に１個のトランシーバに接続され、第１の偏波方向にあるアンテナユニットは、垂直面内の第１のアンテナ傾斜に対応し、第１のセクタを形成し、第２の偏波方向にあるアンテナユニットは、垂直面内の第２のアンテナ傾斜に対応し、第２のセクタを形成する。２つの異なる偏波方向にあるMIMOが、アンテナ・システムを使用することによって実現されることが可能であり、これはスペクトル利用効率を改善し、それによってネットワーク容量を増加させる。
【００１５】
本発明の実施形態における技術的解決策をより明確に説明するために、以下は、実施形態を説明するために要求される添付図面を簡単に説明する。明らかに、以下の説明における添付図面は本発明のいくつかの実施形態を表わし、この技術分野の当業者は創作的な努力なしでこれらの添付図面から依然として他の図面を導き出し得る。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態によるマルチセクタMIMOアクティブ・アンテナ・システムの実施形態１の概略構成図である。
【図２】本発明の実施形態によるマルチセクタMIMOアクティブ・アンテナ・システムの実施形態２の概略構成図である。
【図３】本発明の実施形態による通信デバイスの実施形態１の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明の実施形態の目的、技術的解決策、および利点をより明確にするために、以下は、本発明の実施形態における添付図面を参照して、本発明の実施形態における技術的解決策を明確に説明する。明らかに、説明される実施形態は、本発明の実施形態のいくつかであるがすべてではない。本発明の実施形態に基づいてこの技術分野の当業者によって創作的な努力なしで得られる他のすべての実施形態は、本発明の保護範囲内にあるものである。
【００１８】
マルチセクタ技術は、元のセクタを複数のセクタに分割するためにマルチアンテナアレイが使用され、それによって帯域幅を増加させずに容量を増加させる技術である。すなわち、マルチセクタ技術は、１つのアンテナビームに対応する元のセクタを複数のビームに対応するセクタに分割することである。現在、マルチセクタ技術は、主に、２つのカテゴリに区分される。１つのカテゴリにおいて、バトラーマトリックス技術が使用され、N×Nバトラーマトリックスが使用され、入力信号はN個の出力ポートを通して出力され、それによってアンテナビームはN個のビームに分割される。しかし、分割のためにバトラーマトリックスが使用されるとき、N個のビームの間の角度が固定され、調整されることが可能でない。他のカテゴリのマルチセクタ技術は、デジタルドメインにおいてベースバンド信号に重み付け処理を行い、それによってアンテナビームが分割されることである。しかし、この方式での分割を通して得られるセル間の干渉は比較的高い。
【００１９】
AASおよびMIMO技術の特性を参照して、本発明の実施形態は、新しいマルチセクタ分割方式が使用されるMIMOアンテナ・システムを提案する。
【００２０】
図１は、本発明の実施形態によるマルチセクタMIMOアクティブ・アンテナ・システムの実施形態１の概略構成図である。図１に表わされたように、この実施形態におけるマルチセクタMIMOアクティブ・アンテナ・システムは、
４列のデュアル偏波アンテナを含むアンテナ１０を含み、各列のデュアル偏波アンテナ１１は、第１の偏波方向にある１列のアンテナユニット１２および第２の偏波方向にある１列のアンテナユニット１３を含み、第１の偏波方向と第２の偏波方向は異なり、例えば、第１の偏波方向と第２の偏波方向は直交し、第１の偏波方向は＋４５°であり、第２の偏波方向は−４５°であり、第１の偏波方向にあるアンテナユニット１２および第２の偏波方向にあるアンテナユニット１３の各々は、４個のアンテナアレイ素子を含む。
【００２１】
各列のデュアル偏波アンテナ１１において、第１の偏波方向にあるアンテナユニット１２および第２の偏波方向にあるアンテナユニット１３は、個々に１個のトランシーバ(transceiver, TRX)１４に接続される。第１の偏波方向にあるアンテナユニット１２内の４個のアンテナアレイ素子は、第１のアンテナ下方傾斜を有し、第１のセクタを提供するように設定され、第２の偏波方向にあるアンテナユニット１３内の４個のアンテナアレイ素子は、第２のアンテナ下方傾斜を有し、第２のセクタを提供するように設定される。第１のアンテナ下方傾斜および第２のアンテナ下方傾斜は、水平線と、水平線に垂直な方向にあるアンテナアレイ素子によって放射されるビームとの間の角度を指す。第１のアンテナ下方傾斜と第２のアンテナ下方傾斜は異なり、例えば、第１のアンテナ下方傾斜は８°であり、第２のアンテナ下方傾斜は１２°である。
【００２２】
第１の偏波方向にある各列のアンテナユニット１２および第２の偏波方向にある各列のアンテナユニット１３は、個々に１個のトランシーバ１４に接続される。従って、この実施形態において提供されるマルチセクタMIMOアクティブ・アンテナ・システムは、８個のトランシーバ１４を含む。このようにして、この実施形態において提供されるマルチセクタMIMOアクティブ・アンテナ・システムは、８送信８受信(8T8R)のアンテナ送信および受信能力を実現することができ、２つの異なる下方傾斜に対応するセクタの各々は、4T4Rのアンテナ送信および受信能力、すなわち、4T4RのMIMO送信および受信能力を実現することができる。
【００２３】
各列のデュアル偏波アンテナ１１において、第１の偏波方向にあるアンテナユニット１２は第１のアンテナ下方傾斜に対応し、第２の偏波方向にあるアンテナユニット１３は第２のアンテナ下方傾斜に対応し、第１のアンテナ下方傾斜と第２のアンテナ下方傾斜は異なる。すなわち、同じ偏波方向にあるアンテナは、同じ下方傾斜に対応する。そして、全体のマルチセクタMIMOアクティブ・アンテナ・システムについて、第１のアンテナ下方傾斜に対応する第１のセクタおよび第２のアンテナ下方傾斜に対応する第２のセクタが形成される。第１のアンテナ下方傾斜が第２のアンテナ下方傾斜より小さいならば、第２のセクタは内側の円内に位置するリング型領域を包含し、第１のセクタは外側の円内に位置するリング型領域を包含することが、マルチセクタMIMOアクティブ・アンテナ・システムの垂直放射パターンから理解できる。このようにして、４列のデュアル偏波アンテナ１１は、垂直方向において２つのセクタ、すなわち、外側のセクタと内側のセクタに分割される。加えて、内側の円内のセクタおよび外側の円内のセクタの各々は、４つの共偏波ビームを含み、内側の円内のセクタにおけるビームの偏波方向と外側の円内のセクタにおけるビームの偏波方向は異なる。
【００２４】
加えて、各々の偏波方向について４個のTRXドライバがあり、これは４送信４受信(4T4R)アンテナ、すなわち、ダウンリンクにおける４送信およびアップリンクにおける４受信と等価である。従って、端末デバイスの能力に従ってダウンリンクにおいて4×4 MIMOまたは4×2 MIMOが実現されることが可能である。このようにして、全体のマルチセクタMIMOアクティブ・アンテナ・システムは、内側の円および外側の円内の異なる偏波方向において２セットの4×4 MIMOまたは4×2 MIMOを実現することができる。加えて、内側の円内のビームの偏波方向と外側の円内のビームの偏波方向は異なるので、内側の円と外側の円が互いに重なる位置で相互干渉は生成されない。従って、内側の円および外側の円内の２つの異なる偏波方向にあるアンテナは、同じスペクトルリソースを再利用することができる。すなわち、この実施形態において提供されるマルチセクタMIMOアクティブ・アンテナ・システムにおいてセクタ分割技術とMIMO技術がマージされ、従って、スペクトルリソースの再利用に加えて、分割を通して得られる各々のセクタのスペクトル効率はビームフォーミング技術を使用することによって改善され、それによりネットワーク容量を増加させる。
【００２５】
各々の偏波方向において、具体的に、4×4 MIMOアンテナが実装されるか、または4×2 MIMOアンテナが実装されるかは、端末の能力に依存することが留意されるべきである。端末が4×4 MIMOをサポートするならば、マルチセクタMIMOアクティブ・アンテナ・システムの各々の偏波方向について4×4 MIMOが構成設定され、端末が4×2 MIMOをサポートするならば、マルチセクタMIMOアクティブ・アンテナ・システムの各々の偏波方向について4×2 MIMOが構成設定される。
【００２６】
本発明のこの実施形態において提供されるマルチセクタMIMOアクティブ・アンテナ・システムを説明するためにこの実施形態において使用される例において、マルチセクタMIMOアクティブ・アンテナ・システムは４列のデュアル偏波アンテナ１１を含み、各列のデュアル偏波アンテナ１１は、第１の偏波方向にある１列のアンテナユニット１２および第２の偏波方向にある１列のアンテナユニット１３を含み、第１の偏波方向にあるアンテナユニット１２および第２の偏波方向にあるアンテナユニット１３の各々は、４個のアンテナアレイ素子を含む。しかし、本発明のこの実施形態において提供されるマルチセクタMIMOアクティブ・アンテナ・システムはそれに限定されない。アクティブ・アンテナ・システムはN列のデュアル偏波アンテナを含むことが可能であり、第１の偏波方向にあるアンテナユニット１２および第２の偏波方向にあるアンテナユニット１３の各々は、M個のアンテナアレイ素子を含むことが可能であり、Nは２以上の自然数であり、Mは２以上の自然数である。N列のデュアル偏波アンテナ１１を含むマルチセクタMIMOアクティブ・アンテナ・システムは、2N個のトランシーバ１４を含む。N列のデュアル偏波アンテナ１１を含むマルチセクタMIMOアクティブ・アンテナ・システムについて、前述の方法を使用することによって、マルチセクタMIMOアクティブ・アンテナ・システムは、内側の円および外側の円内の異なる偏波方向において２セットのMIMOを実現するために使用され得る。
【００２７】
この実施形態において提供されるマルチセクタMIMOアクティブ・アンテナ・システムにおいて、N列のデュアル偏波アンテナが配置され、各列のデュアル偏波アンテナは第１の偏波方向にある１列のアンテナユニットおよび第２の偏波方向にある１列のアンテナユニットを含み、第１の偏波方向にあるアンテナユニットおよび第２の偏波方向にあるアンテナユニットの各々は、M個のアンテナアレイ素子を含み、各列のデュアル偏波アンテナにおいて、第１の偏波方向にあるアンテナユニットおよび第２の偏波方向にあるアンテナユニットは、個々に１個のトランシーバに接続され、第１の偏波方向にあるアンテナユニットは、垂直面内の第１のアンテナ傾斜に対応し、第１のセクタを形成し、第２の偏波方向にあるアンテナユニットは、垂直面内の第２のアンテナ傾斜に対応し、第２のセクタを形成する。２つの異なる偏波方向にあるMIMOがアンテナ・システムを使用することによって実現されることが可能であり、これはスペクトル利用効率を改善し、それによってネットワーク容量を増加させる。
【００２８】
図２は、本発明の実施形態によるマルチセクタMIMOアクティブ・アンテナ・システムの実施形態２の概略構成図である。AASアンテナは、アンテナビーム調整を実現することができ、一般に、無線制御ユニット(Radio Control Unit, RCU)はビーム調整を実現するために使用される。従って、図１に表わされた実施形態に基づいて、この実施形態において提供されるマルチセクタMIMOアクティブ・アンテナ・システムは、第１のRCU２１および第２のRCU２２をさらに含む。第１の偏波方向にあるアンテナユニット１２は第１のRCUに接続され、第２の偏波方向にあるアンテナユニット１３は第２のRCUに接続され、第１のRCUは第１のアンテナ下方傾斜に対応し、第２のRCUは第２のアンテナ下方傾斜に対応し、それによって、第１のアンテナ下方傾斜および第２のアンテナ下方傾斜は、第１のRCUおよび第２のRCUを調整することによって調整されることが可能である。
【００２９】
一般に、AASのデュアル偏波アンテナは、２つの偏波方向、すなわち＋４５°および−４５°における２セットのアンテナユニットを使用することによって実現される。従って、図１に表わされた実施形態において、第１の偏波方向は＋４５°であり、第２の偏波方向は−４５°である。
【００３０】
以下は、本発明のこの実施形態において提供されるマルチセクタMIMOアクティブ・アンテナ・システムのビーム生成方式を詳細に説明するために、図１に表わされた実施形態のマルチセクタMIMOアクティブ・アンテナ・システムが4×2 MIMOを実現する例を使用する。
【００３１】
第３世代パートナーシップ・プロジェクト(3rd Generation Partnership Project, 3GPP)プロトコルは、4×2 MIMOが16個のプリコーディング行列指標(Precoding Matrix Indication, PMI)を含むことを規定する。これらの16個のPMIに対応して、図１に表わされたマルチセクタMIMOアクティブ・アンテナ・システムの２つのセクタ、すなわち内側セクタおよび外側セクタの各々は16個のサブビームに対応する。
【００３２】
閉ループMIMOのために、端末に送信される各々の信号X(i)は、プリコーディング行列W(i)で乗算される必要があり、アンテナポート0から(P-1)のプリコードされた送信信号ベクトルY(i)は、
【００３３】
【数１】
0006504490.tif 000002
【００３４】
であり、X(i)は初期送信ベクトルであり、Y(i)はプリコードされた送信ベクトルであり、プリコーディング行列W(i)はプリコーディング・コードブックから生じ、Pはアンテナポートの数であり(１つのアンテナポートは、各列のデュアル偏波アンテナの１つの偏波として単純に解釈することができる)、この実施形態において、内側のセクタおよび外側のセクタの各々は４個のアンテナポートを有する。
【００３５】
3GPPプロトコルによれば、表１に表わされたように、4×2閉ループMIMOは16個のPMIを有し、unはプリコーディング行列
【００３６】
【数２】
0006504490.tif 000003
【００３７】
を生成するための基本ベクトルであり、Iは4×4単位行列を表現し、上付き文字「H」は共役転置演算を表現する。
【００３８】
共偏波アレイ素子の間に高い相関、および異なる偏波アレイ素子の間に低い相関がある。この特性のために、プリコーディング行列の重み付けベクトルが共偏波アンテナに作用するときのみ、ビームフォーミングが実現されることが可能である。
【００３９】
表１およびプリコーディング行列を計算するための数式によれば、表２に表わされたように、計算を通して16個の異なるコードブックWnが取得されることが可能である。
【００４０】
図１に表わされたマルチセクタ分割方法が適用されないデュアル偏波MIMOアンテナにおいて、各々の重み付けベクトルの４個の重み付け値のうちの２つが＋４５°の偏波に作用し、他の２つが−４５°の偏波に作用する。各々の偏波のための16個のコードブックの８個の重み付け値の組み合わせの最大値があり、従って16個のコードブックは８個のビームの最大値に対応することが可能である。各々の偏波、すなわち、コードブック内の４行における最初の２行または最後の２行について、次の重み付け値の組み合わせ、すなわち、[1, 1], [1, -1], [1, j], [1, -j], [1, (1+j)/sqrt(2)], [1, (-1+j)/sqrt(2)], [1, (1-j)/sqrt(2)], および[1, (-1-j)/sqrt(2)]が生じ得る。
【００４１】
図１に表わされたマルチセクタMIMOアクティブ・アンテナ・システムについて、各々のセクタは４列の共偏波アンテナによって形成された4*2閉ループMIMOを有するので、各々の重み付け値に対応する４個の重み付け値は、同時に、４個の共偏波アンテナに作用する。そして16個のコードブック、すなわち、16個の重み付け値の組み合わせは、16個のビームに対応する。
【００４２】
内側の円内のセクタおよび外側の円内のセクタの各々は、16個のビームを有する。内側の円と外側の円の重なる領域は、水平面におけるビームドメインにおいてずらされ、これは重なる領域における干渉の問題を大きく解決し、協調の効果が重なる領域におけるビームドメインにおいて自然に生成される。従って、図１に表されたマルチセクタMIMOアクティブ・アンテナ・システムにおいて、垂直分割によるスペクトルリソース再利用、4*2 MIMOビームフォーミング、様々なビームを使用することによって内側の円と外側の円の重なる領域における干渉の協調、が実現され、これはシステムの性能を大きく改善する。
【００４３】
【表１】
0006504490.tif 000004
【００４４】
【表２】
0006504490.tif 000005
【００４５】
図３は、本発明の実施形態による通信デバイスの実施形態１の概略構成図である。図３に表わされたように、この実施形態における通信デバイスは、マルチセクタMIMOアクティブ・アンテナ・システム３１およびベースバンド・ユニット(baseband unit, BBU)３２を含む。
【００４６】
マルチセクタMIMOアクティブ・アンテナ・システム３１は、図１または図２に表わされたマルチセクタMIMOアクティブ・アンテナ・システムを含む。マルチセクタMIMOアクティブ・アンテナ・システム３１は、図１または図２に表わされたマルチセクタMIMOアクティブ・アンテナ・システムの処理を実行するために使用される。マルチセクタMIMOアクティブ・アンテナ・システム３１内の各々のトランシーバは、光ファイバーを使用することによってBBU３２に接続される。BBU３２は、マルチセクタMIMOアクティブ・アンテナ・システム３１を使用することによって、マルチセクタMIMOアクティブ・アンテナ・システム３１によって提供される第１のセクタ内のユーザ機器(User Equipment, UE)およびマルチセクタMIMOアクティブ・アンテナ・システム３１によって提供される第１のセクタ内のUEと個々にMIMO通信を行う。
【００４７】
マルチセクタMIMOアクティブ・アンテナ・システム３１が、図１に表わされたマルチセクタMIMOアクティブ・アンテナ・システムであり、4×2 MIMOを実現する例が使用される。マルチセクタMIMOアクティブ・アンテナ・システム３１において、MIMO通信のために使用される16個のPMIすべてがBBU３２内に記憶される。BBU３２は、送信される必要がある信号にプリコーディング処理を行って、MIMO通信のための各々の重み付け値を取得し、マルチセクタMIMOアクティブ・アンテナ・システム３１の各々のアンテナを通して重み付け値を使用することによって、送信される必要がある信号を送信し、それによりMIMO通信を実現する。マルチセクタMIMOアクティブ・アンテナ・システム３１は、２つの異なる偏波方向においてMIMOを実現し、２つの異なる偏波方向にあるMIMOは互いに干渉しない。従って、この実施形態において提供される通信デバイスは、スペクトル利用効率を改善し、それによりネットワーク容量を増加させる。
【００４８】
最後に、前述の実施形態は、本発明を限定するためでなく、単に本発明の技術的解決策を説明するために意図されることが留意されるべきである。本発明は前述の実施形態を参照して詳細に説明されているが、この技術分野の当業者は、彼らが、依然として、前述の実施形態において説明された技術的解決策に修正を行い、またはそれらのいくつかまたはすべての技術的特徴に等価な置換を行い得ることを理解すべきである。従って、本発明の保護範囲は請求項の保護範囲に従うものである。
【符号の説明】
【００４９】
１０  アンテナ
１１  デュアル偏波アンテナ
１２、１３  アンテナユニット
１４  トランシーバ
２１、２２  RCU
３１  マルチセクタMIMOアクティブ・アンテナ・システム
３２  BBU
【図１】
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【図２】
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【図３】
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