(57)【要約】【解決手段】多入力多出力（ＭＩＭＯ）無線送信を構成するための方法１０及び装置２０、３０を提供する。前記方法１０は、無線ネットワーク２０、３０の第１ネットワークノード２０と第２ネットワークノード３０の間のＭＩＭＯ無線送信に、第１ネットワークノード２０によって参加することであって、前記無線送信は空間チャネル行列４０に関連付けられている、参加すること１１と、前記ＭＩＭＯ無線送信に参加すること１１を行いながら、前記空間チャネル行列４０において、前記第１ネットワークノード２０により、フルランクを有する少なくとも１つの空間チャネル部分行列４１を識別すること１２と、識別された空間チャネル部分行列４１の各々に対して、前記第１ネットワークノード２０によって、前記第２ネットワークノード３０のための送信構成候補を決定すること１３と、前記決定した送信構成候補から、前記第１ネットワークノード２０によって、前記第２ネットワークノード３０のための送信構成を選択すること１４と、前記送信構成を使用するための前記第２ネットワークノード３０を、前記第１ネットワークノード２０によって構成すること１５と、を含む。【選択図】図４
2021519031.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線ネットワーク（２０、３０）の第１ネットワークノード（２０）と第２ネットワークノード（３０）の間の多入力多出力（Multiple  Input  Multiple  Output：ＭＩＭＯ）無線送信に、前記第１ネットワークノード（２０）によって参加することであって、前記無線送信は空間チャネル行列（４０）に関連付けられている、参加すること（１１）と、
前記ＭＩＭＯ無線送信に参加すること（１１）を行いながら、前記空間チャネル行列（４０）において、前記第１ネットワークノード（２０）により、フルランクを有する少なくとも１つの空間チャネル部分行列（４１）を識別すること（１２）と、
識別された前記空間チャネル部分行列（４１）の各々に対して、前記第１ネットワークノード（２０）によって、前記第２ネットワークノード（３０）のための送信構成候補を決定すること（１３）と、
前記決定した送信構成候補から、前記第１ネットワークノード（２０）によって、前記第２ネットワークノード（３０）のための送信構成を選択すること（１４）と、
前記送信構成を使用するための前記第２ネットワークノード（３０）を、前記第１ネットワークノード（２０）によって構成すること（１５）と、
を含む、方法（１０）。
【請求項２】
前記無線ネットワーク（２０、３０）の前記第１ネットワークノード（２０）と前記第２ネットワークノード（３０）の間の前記ＭＩＭＯ無線送信に参加すること（１１）は、前記ＭＩＭＯ無線送信において形成可能な、対応する送信ビームと受信ビームの対の間での各信号伝播により、前記空間チャネル行列（４０）の行列エントリにデータを入力することを含む、請求項１に記載の方法（１０）。
【請求項３】
前記少なくとも１つの空間チャネル部分行列（４１）の列の数は、前記第１ネットワークノード（２０）の受信チェーンの数に相当する、請求項１又は２に記載の方法（１０）。
【請求項４】
前記送信構成は、前記第２ネットワークノード（３０）が使用するために提案された送信ビームの振幅、位相、及び偏波のうち、少なくとも１つを含む、前記第２ネットワークノード（３０）のプリコーディング構成を表す、請求項１〜３のいずれか一つに記載の方法（１０）。
【請求項５】
前記ネットワークノードを構成すること（１５）は、前記第１ネットワークノード（２０）によって、前記第２ネットワークノード（３０）に前記送信構成を伝達すること（１５１）を、さらに含む、請求項１〜４のいずれか一つに記載の方法（１０）。
【請求項６】
前記送信構成を伝達すること（１５１）は、前記送信構成の明示的シグナリングを含む、請求項５に記載の方法（１０）。
【請求項７】
前記送信構成を伝達すること（１５１）は、前記第２ネットワークノード（３０）が使用するために提案された送信ビームの各方向への、前記第１ネットワークノード（２０）による、パイロット送信を用いる前記送信構成の暗黙的シグナリングを含む、請求項５に記載の方法（１０）。
【請求項８】
前記第１ネットワークノード（２０）の送信チェーンの数が前記第１ネットワークノード（２０）の受信チェーンの前記数より少ない場合、前記送信構成を伝達すること（１５１）は、前記パイロット送信を少なくとも部分的に連続して行うことをさらに含む、請求項７に記載の方法（１０）。
【請求項９】
前記送信構成を伝達すること（１５１）は、前記送信構成を伝達する各方法の明示的シグナリングをさらに含む、請求項６〜８のいずれか一つに記載の方法（１０）。
【請求項１０】
前記識別すること（１２）は、所与の有意な閾値を超える前記空間チャネル行列（４０）の行列エントリのみに基づく、請求項１〜９のいずれか一つに記載の方法（１０）。
【請求項１１】
前記決定すること（１３）は、前記空間チャネル部分行列（４１）の各々を特異値分解することを含む、請求項１〜１０のいずれか一つに記載の方法（１０）。
【請求項１２】
前記選択すること（１４）は、決定した各送信構成候補に対して、前記空間チャネル部分行列（４１）の各々に関連付けられている、２乗された特異値の各合計を算出すること（１４１）を含む、請求項１〜１１のいずれか一つに記載の方法（１０）。
【請求項１３】
前記選択すること（１４）は、２乗された特異値の各算出合計値のうち、最大の算出合計値により、前記決定した送信構成候補から、前記送信構成を識別すること（１４２）をさらに含む、請求項１〜１２のいずれか一つに記載の方法（１０）。
【請求項１４】
プロセッサ（２１、３１）を含む、ネットワークノード（２０、３０）であって、
前記プロセッサ（２１、３１）は、
無線ネットワーク（２０、３０）の前記ネットワークノード（２０）と第２ネットワークノード（３０）の間の多入力多出力（Multiple  Input  Multiple  Output：ＭＩＭＯ）無線送信に、前記ネットワークノード（２０、３０）によって参加することであって、前記無線送信は空間チャネル行列（４０）に関連付けられている、参加すること（１１）と、
前記ＭＩＭＯ無線送信に参加すること（１１）を行いながら、前記空間チャネル行列（４０）において、前記ネットワークノード（２０）により、フルランクを有する少なくとも１つの空間チャネル部分行列（４１）を識別すること（１２）と、
識別された各空間チャネル部分行列（４１）に対して、前記ネットワークノード（２０）によって、前記第２ネットワークノード（３０）のための送信構成候補を決定すること（１３）と、
前記決定した送信構成候補から、前記ネットワークノード（２０）によって、前記第２ネットワークノード（３０）のための送信構成を選択すること（１４）と、
前記送信構成を使用するための前記第２ネットワークノード（３０）を、前記ネットワークノード（２０）によって構成すること（１５）と、
を行うように配されている、
ネットワークノード（２０、３０）。
【請求項１５】
前記ネットワークノード（２０、３０）は、請求項２〜１３のいずれか一つに記載の方法（１０）を実施するように構成されている、請求項１４に記載のネットワークノード（２０、３０）。
【請求項１６】
前記ネットワークノード（２０、３０）は、無線モバイルネットワーク（２０、３０）のユーザ装置（User  Equipment：ＵＥ）である、請求項１４又は１５に記載のネットワークノード（２０、３０）。
【請求項１７】
前記ネットワークノード（２０、３０）は、無線モバイルネットワーク（２０、３０）の基地局（Base  Station：ＢＳ）（３０）である、請求項１４又は１５に記載のネットワークノード（２０、３０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の様々な実施形態は、多入力多出力（Multiple  Input  Multiple  Output：ＭＩＭＯ）無線送信を構成するための方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
６ＧＨｚ超などのミリ波範囲内のスペクトルバンドに関連する３ＧＰＰ（3rd  Generation  Partnership  Project）の５Ｇ標準化において、新たな挑戦に対処する必要がある。たとえば、前記スペクトルバンドでの送信には、経路損失が非常に大きいという問題がある。この問題は、ＭＩＭＯ無線送信によって克服しうる。無線周波数エネルギーに集束し、さらには、空間的再利用を可能にする指向性の高いビームが、このＭＩＭＯ無線送信によって可能となる。
【０００３】
関連する小さな波長が原因となって、小さな環境変化でさえ、送信性能を著しく変化させうる。よって、ビーム管理の重要性が強調される。ビーム管理は、ＭＩＭＯ無線送信のエンドポイントの指向性ビームを揃えることで送信性能を最適化しようとするものである。
【０００４】
率直に言えば、各エンドポイントが、最も強いチャネル応答をもたらす指向性ビームを選択することが期待される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
複数のビームを介して同時送信することができるエンドポイントに対して、性能をさらに向上することが可能である。
【０００６】
したがって、改良技術及びＭＩＭＯ無線送信において、送信性能をさらに最適化することが絶えず必要とされる。
【０００７】
本発明の根底にあるこれらの目的はそれぞれ、独立請求項によって定義されるような方法及び装置によって解決される。本発明の好ましい実施形態は、従属請求項に記載する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１の態様により、方法を提供する。前記方法は、無線ネットワークの第１ネットワークノードと第２ネットワークノードの間の多入力多出力（Multiple  Input  Multiple  Output：ＭＩＭＯ）無線送信に、第１ネットワークノードによって参加するステップであって、前記無線送信は空間チャネル行列に関連付けられている、ステップと、前記ＭＩＭＯ無線送信に前記参加するステップを行いながら、空間チャネル行列において、第１ネットワークノードにより、フルランクを有する少なくとも１つの空間チャネル部分行列を識別するステップと、識別された各空間チャネル部分行列に対して、第１ネットワークノードによって、第２ネットワークノードのための送信構成候補を決定するステップと、決定した送信構成候補から、第１ネットワークノードによって、第２ネットワークノードのための送信構成を選択するステップと、前記送信構成を使用するための第２ネットワークノードを、第１ネットワークノードによって構成するステップと、を含む。
【０００９】
有利には、前記方法は、第１ネットワークノードによって、ダイバーシティ受信に最適な送信構成を第２ネットワークノードに付与することによって、ＭＩＭＯ無線送信の性能を最適化する。たとえば、第１ネットワークノードは、ユーザ装置であってもよく、第２ネットワークノードは、無線モバイルネットワーク内の基地局であってもよい。
【００１０】
特に、フルランクを有する空間チャネル部分行列４１によって、ＭＩＭＯ無線送信を、その最大可能送信容量で実施することが可能となる。空間チャネル部分行列４１がランク不足の場合には、他のＭＩＭＯ無線送信モードへの既知の復帰方法を適用してもよい。
【００１１】
本明細書において使用する用語「多入力多出力」又は「ＭＩＭＯ」は、無線送信における複数の送受信アンテナ間での多重波伝播を利用することを意味しうる。
【００１２】
ＭＩＭＯ無線送信を使用して、データを、同じエアインターフェースにわたって同時に送信される別個のストリームに分割することによって、送信容量を増加してもよい。個々のストリームを異なるネットワークノードに割り当てることを、マルチユーザＭＩＭＯ、ＭＵ−ＭＩＭＯと称する。個々のストリームを単一ネットワークノードに割り当てることを、シングルユーザＭＩＭＯ及びＳＵ−ＭＩＭＯと称し、送信容量を増加するために、送信フェーズドアンテナアレイと受信フェーズドアンテナアレイの間で単一リンクで多重波伝播を利用することを意味しうる。
【００１３】
本明細書において使用する用語「フェーズドアンテナアレイ」は、アンテナを動かすことなく、強め合う干渉と弱め合う干渉のパターンが、指向性波面、つまり、特定の伝播方向を有するビームを形成するようにして、相対的な振幅と位相を有する複数の電波を送受信するアンテナを有するアンテナアレイを意味しうる。
【００１４】
本明細書において使用する用語「空間チャネル行列」は、複素数値の表形式配置を意味しうる。前記複素数値はそれぞれ、ＭＩＭＯ無線送信において形成可能な、対応する送信ビームと受信ビームの対の間での信号伝播を表す。たとえば、空間チャネル行列ＨＭ×Ｎにおける行列エントリｈｍｎは、送信ビームｎ及び受信ビームｍに関連する相対的な利得及び位相を表しうる。
【００１５】
本明細書において使用する用語「部分行列」は、そのサイズが、２×２以上、かつ、下層行列のサイズ以下である行列を意味しうる。
【００１６】
本明細書において使用する用語「送信構成」は、送信ビームと、それに対応するプリコーディング構成とのセットを含む情報を意味しうる。
【００１７】
いくつかの実施形態によれば、無線ネットワークの第１ネットワークノードと第２ネットワークノードの間のＭＩＭＯ無線送信に参加する前記ステップは、ＭＩＭＯ無線送信において形成可能な、対応する送信ビームと受信ビームの対の間での各信号伝播により、空間チャネル行列の行列エントリにデータを入力することを含んでもよい。
【００１８】
たとえば、第１ネットワークノードが、対応する受信ビーム掃引を実施し、いかなるビーム対をも検出することができるような方法で、第２ネットワークノードが送信ビーム掃引を行ってもよい。
【００１９】
いくつかの実施形態によれば、前記少なくとも１つの空間チャネル部分行列の列の数は、前記第１ネットワークノードの受信チェーンの数に相当してもよい。
【００２０】
いくつかの実施形態によれば、前記少なくとも１つの空間チャネル部分行列の列の数は、前記第１ネットワークノードの送信チェーンの数に相当してもよい。
【００２１】
本明細書において使用する用語「チェーン」は、フェーズドアンテナアレイの特定アンテナ専用の一連の無線周波数（Radio  Frequency：ＲＦ）信号処理機能を意味しうる。
【００２２】
有利には、上述した空間チャネル行列の定義に基づき、かつ、ＭＩＭＯ無線送信の配向により、第１ネットワークノードの受信又は送信チェーンの数と同じ数の列を有する、前記少なくとも１つの空間チャネル部分行列によって、ＭＩＭＯ無線送信を最大スループットで実施することができる。
【００２３】
いくつかの実施形態によれば、前記送信構成は、第２ネットワークノードが使用するために提案された送信ビームの振幅、位相、及び偏波のうち、少なくとも１つを含む第２ネットワークノードのプリコーディング構成を表すものであってもよい。
【００２４】
有利には、これによって、送信ビームが相殺されるのを防ぐ。
【００２５】
いくつかの実施形態によれば、ネットワークノードを構成する前記ステップは、第１ネットワークノードによって、第２ネットワークノードに送信構成を伝達するステップを、さらに含んでもよい。
【００２６】
いくつかの実施形態によれば、送信構成の伝達は、送信構成の明示的シグナリングを含んでもよい。
【００２７】
有利には、これによって、第２ネットワークノードの異なる送信ビームの相対的な力及び位相の値を提案することが可能となり、これらの値は、ルックアップテーブルから検索可能であってもよく、また、検索可能でなくてもよい。
【００２８】
いくつかの実施形態によれば、送信構成の伝達は、第２ネットワークノードが使用するために提案された送信ビームの各方向への、第１ネットワークノードによる、パイロット送信を用いる送信構成の暗黙的シグナリングを含んでもよい。
【００２９】
有利には、これによって、第２ネットワークノードが、パイロット送信から、相対的な振幅及び位相を抽出することができる。
【００３０】
特に、前記暗黙的シグナリングは、第１ネットワークノードの受信チェーンの数又は受信ビームの数の最小値に相当するサウンディング参照信号（Sounding  Reference  Signal：ＳＲＳ）リソースを伴ってもよい。
【００３１】
いくつかの実施形態によれば、送信構成の伝達は、第１ネットワークノードの送信チェーンの数が第１ネットワークノードの受信チェーンの数より少ない場合に、パイロット送信を少なくとも部分的に連続して行うことをさらに含んでもよい。
【００３２】
たとえば、４つの受信チェーンが、それに相当する数のパイロット送信を要求する。２つの送信チェーンのみに基づき、ただ２つのパイロット送信を、それらのパイロット送信を少なくとも２つの部分で行うことを要求しながら、一度に行ってもよい。
【００３３】
いくつかの実施形態によれば、送信構成の伝達は、送信構成を伝達する各方法の明示的シグナリングをさらに含んでもよい。
【００３４】
有利には、これによって、送信構成を柔軟に選択することが可能になる。
【００３５】
有利には、第１ネットワークノードは、ＭＩＭＯ受信に利用可能な受信チェーンの数を、第２ネットワークノードに伝達してもよい。たとえば、第１ネットワークノードは、ユーザ装置であってもよく、第２ネットワークノードは、無線モバイルネットワークにおける基地局であってもよい。
【００３６】
有利には、第１ネットワークノードは、第２ネットワークノードが行う所望のプリコーディングを伝達してもよい。たとえば、第１ネットワークノードは、ユーザ装置であってもよく、第２ネットワークノードは、無線モバイルネットワークにおける基地局であってもよい。
【００３７】
いくつかの実施形態によれば、識別する前記ステップは、所与の有意な閾値を超える空間チャネル行列の行列エントリのみに基づいてもよい。
【００３８】
有利には、これによって、識別する前記ステップをさらに単純化してもよい。
【００３９】
いくつかの実施形態によれば、決定する前記ステップは、各空間チャネル部分行列を特異値分解（Singular  Value  Decomposition：ＳＶＤ）することを含んでもよい。
【００４０】
有利には、各空間チャネル部分行列のＳＶＤの各々によって、関連するプリコーディング構成（すなわち、固有ベクトル）が形成される。
【００４１】
いくつかの実施形態によれば、選択する前記ステップは、決定した各送信構成候補（すなわち、固有モード）に対して、各空間チャネル部分行列に関連付けられている、２乗された特異値の各合計を算出することを含んでもよい。
【００４２】
いくつかの実施形態によれば、選択するステップは、２乗された特異値の算出合計値のうち、最大の算出合計値により、決定済みの送信構成候補から、送信構成（固有モード）を識別することをさらに含んでもよい。
【００４３】
特に、ビーム対推定値の特異値の２乗の合計は、ビーム対推定値の内積の固有値の合計に相当する。
【００４４】
Σ（（ｓｖｄ（Ｈ））２）＝Σ（ｅｉｇ（Ｈ＊ＴＨ））
【００４５】
有利には、これによって、ビーム掃引に基づくわずかなステップで最適な送信構成を見つけることの複雑さを低減しうる。反復法に基づく最適な方法が少なければ少ないほど、より多くの時間が費やされ、かつ、シグナルを発生するリソースも、おそらく、より多くなりうる。
【００４６】
第２の態様により、ネットワークノードを提供する。前記ネットワークノードは、プロセッサを含む。前記プロセッサは、第１ネットワークノードによって、無線ネットワークの第１ネットワークノードと第２ネットワークノードの間の多入力多出力（ＭＩＭＯ）無線送信に参加するステップであって、前記無線送信は空間チャネル行列に関連付けられている、ステップと、前記ＭＩＭＯ無線送信に参加する前記ステップを行いながら、空間チャネル行列において、第１ネットワークノードにより、フルランクを有する少なくとも１つの空間チャネル部分行列を識別するステップと、識別された各空間チャネル部分行列に対して、第１ネットワークノードによって、第２ネットワークノードのための送信構成候補を決定するステップと、決定した送信構成候補から、第１ネットワークノードによって、第２ネットワークノードのための送信構成を選択するステップと、前記送信構成を使用するための第２ネットワークノードを、第１ネットワークノードによって構成するステップとを、行うように構成されている。
【００４７】
いくつかの実施形態によれば、様々な実施形態による方法を実施するように、ネットワークノードを構成してもよい。
【００４８】
有利には、第１の態様による方法と関連して上述した技術的な効果及び利点は、前記方法に対応する特徴を有するネットワークノードにも等しく適用する。
【００４９】
いくつかの実施形態によれば、ネットワークノードは、無線モバイルネットワークのユーザ装置（User  Equipment：ＵＥ）であってもよい。
【００５０】
いくつかの実施形態によれば、ネットワークノードは、無線モバイルネットワークの基地局（Base  Station：ＢＳ）であってもよい。
【００５１】
第３の態様により、コンピュータプログラムを提供する。前記コンピュータプログラムは、ネットワークノードの少なくとも１つのプロセッサによって実行されるプログラムコードを含み、前記プログラムコードを実行することで、ネットワークノードが様々な実施形態による方法を実施する。
【００５２】
第４の態様により、記憶媒体を提供する。前記記憶媒体は、コンピュータ可読命令を格納する。前記コンピュータ可読命令は、コンピュータによって実行されると、様々な実施形態による方法をコンピュータに実施させる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
本発明の実施形態について、添付図面を参照して説明する。添付図面において、同じ又は類似の参照数字は、同じ又は類似の要素を意味する。
【００５４】
【図１Ａ】図１Ａは、様々な実施形態による方法を示す概略図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、様々な実施形態による方法を示す概略図である。
【図２】図２は、一実施形態によるネットワークノードを示す概略図である。
【図３】図３は、実施例による空間チャネル行列４０及び空間チャネル部分行列４１を示す概略図である。
【図４】図４は、一実施例によるＭＩＭＯ無線送信におけるビーム掃引を示す概略図である。
【図５】図５は、一実施形態によるネットワークノードの機能を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００５５】
本発明の例示的な実施形態について、図面を参照しながら説明する。いくつかの実施形態について、特定の応用分野の文脈で説明するが、これらの実施形態はこの応用分野に限定されない。さらに、別段の定めがない限り、前記様々な実施形態の特徴を、互いに組み合わせてもよい。
【００５６】
図面は概略的表現であると見なされるべきであり、図面に示された要素は、必ずしも原寸に比例して示されてはいない。むしろ、様々な要素は、それらの機能及び一般的な目的が当業者に明らかになるように表されている。図面に示すか又は本明細書に記載する機能ブロック、装置、構成要素、又は他の物理的もしくは機能的ユニット間のいかなる接続又は結合も、間接的な接続又は結合によって実装されうる。構成要素間の結合を、無線接続を介して確立してもよい。機能ブロックは、ハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア、又はそれらの組み合わせで実装することができる。
【００５７】
以下、ネットワークにおける無線通信の技術を開示する。たとえば、ネットワークは、複数のセルを含むセルラーネットワークであってもよく、各セルは１つ以上のＢＳによって定義される。ネットワークアーキテクチャの例として、３ＧＰＰのＬＴＥ（Long  Term  Evolution）アーキテクチャが挙げられる。３ＧＰＰのＬＴＥによれば、無線チャネルは、進化型ユニバーサルモバイル通信システム地上無線アクセス（evolved  Universal  mobile  telecommunications  system（ＵＭＴＳ）Terrestrial  Radio  Access：ＥＵＴＲＡＮ）によって定義される。同様の技術が、３ＧＰＰ仕様の各種アーキテクチャ、及び、それに相当する関連セルラーネットワークのアーキテクチャに容易に適用されうる。前記各種アーキテクチャとして、たとえば、モバイル通信用グローバルシステム（Global  Systems  for  Mobile  Communications：ＧＳＭ（登録商標））、広帯域符号分割多重通信（Wideband  Code  Division  Multiplex：ＷＣＤＭＡ（登録商標））、汎用パケット無線サービス（General  Packet  Radio  Service：ＧＰＲＳ）、ＧＳＭ進化型高速データレート（Enhanced  Data  rates  for  GSM  Evolution：ＥＤＧＥ）、拡張ＧＰＲＳ（Enhanced  GPRS：ＥＧＰＲＳ）、ユニバーサル移動体通信システム（Universal  Mobile  Telecommunications  System：ＵＭＴＳ）、及び高速パケットアクセス（High-Speed  Packet  Access：ＨＳＰＡ）などが挙げられる。特に、そのような技術は、３ＧＰＰの狭帯域モノのインターネット（Narrowband  Internet  of  Things:ＮＢ−ＩｏＴ）又は拡張された機械型コミュニケーション（enhanced  Machine  Type  Communication：ｅＭＴＣ）ネットワーク、及び３ＧＰＰのＮＲ（New  Radio）ネットワークに適用することができる。さらに、各技術を、ブルートゥース（登録商標）、衛星通信、ＩＥＥＥ８０２．１１ｘのＷｉ−Ｆｉ技術などの非３ＧＰＰ仕様の各種アーキテクチャに容易に適用しうる。
【００５８】
図１Ａ及び図１Ｂを参照しながら、様々な実施形態による方法１０について説明する。
【００５９】
図１Ａによれば、方法１０は、無線ネットワーク２０、３０の第１ネットワークノード２０と第２ネットワークノード３０の間のＭＩＭＯ無線送信に、第１ネットワークノードによって参加するステップ１１を含む。前記無線送信は、空間チャネル行列４０に関連付けられている。
【００６０】
方法１０は、ＭＩＭＯ無線送信に参加するステップ１１を行いながら、空間チャネル行列４０において、第１ネットワークノード２０により、フルランクを有する少なくとも１つの空間チャネル部分行列４１を識別するステップ１２を、さらに含む。
【００６１】
識別するステップ１２は、所与の有意な閾値を超える空間チャネル行列４０の行列エントリのみに基づいてもよい。
【００６２】
無線ネットワーク２０、３０の第１ネットワークノード２０と第２ネットワークノード３０の間のＭＩＭＯ無線送信に参加するステップ１１は、ＭＩＭＯ無線送信において形成可能な、対応する送信ビームと受信ビームの対の間での各信号伝播により、空間チャネル行列４０の行列エントリにデータを入力することを含んでもよい。空間チャネル行列４０の一例を、以下に、図３と関連させながら示す。
【００６３】
方法１０は、識別された各空間チャネル部分行列４１に対して、第１ネットワークノード２０によって、第２ネットワークノード３０のための送信構成候補を決定するステップ１３を、さらに含む。
【００６４】
決定するステップ１３は、各空間チャネル部分行列４１を特異値分解することを含んでもよい。
【００６５】
方法１０は、決定した送信構成候補から、第１ネットワークノード２０によって、第２ネットワークノード３０のための送信構成を選択するステップ１４を、さらに含む。
【００６６】
前記送信構成は、第２ネットワークノード３０が使用するために提案された送信ビームの振幅、位相、及び偏波のうち、少なくとも１つを含む第２ネットワークノード３０のプリコーディング構成を表すものであってもよい。
【００６７】
図１Ｂによれば、選択するステップ１４は、決定した各送信構成候補に対して、各空間チャネル部分行列４１に関連付けられている、２乗された特異値の各合計を算出するステップ１４１を含んでもよい。
【００６８】
選択するステップ１４は、２乗された特異値の算出合計値のうち、最大の合計値により、決定した送信構成候補から、送信構成を識別するステップ１４２をさらに含んでもよい。
【００６９】
図１Ａに戻ると、方法１０は、前記送信構成を使用するために、第１ネットワークノード２０によって、第２ネットワークノード３０を構成するステップ１５をさらに含む。
【００７０】
ネットワークノードを構成するステップ１５は、第１ネットワークノード２０によって、第２ネットワークノード３０に送信構成を伝達するステップ１５１を、さらに含んでもよい。
【００７１】
送信構成を伝達するステップ１５１は、送信構成の明示的シグナリングを含んでもよい。
【００７２】
又は、送信構成を伝達するステップ１５１は、第２ネットワークノード３０が使用するために提案された送信ビームの各方向への、第１ネットワークノード２０による、パイロット送信を用いる送信構成の暗黙的シグナリングを含んでもよい。
【００７３】
送信構成を伝達するステップ１５１は、第１ネットワークノード２０の送信チェーンの数が第１ネットワークノード２０の受信チェーンの数より少ない場合、パイロット送信を少なくとも部分的に連続して行うことをさらに含んでもよい。
【００７４】
送信構成を伝達するステップ１５１は、送信構成を伝達する各方法の明示的シグナリングをさらに含んでもよい。
【００７５】
図２を参照しながら、実施形態によるネットワークノード２０、３０について説明する。
【００７６】
ネットワークノード２０、３０は、プロセッサ２１、３１を含む。前記プロセッサ２１、３１は、無線ネットワーク２０、３０のネットワークノード２０と第２ネットワークノード３０の間のＭＩＭＯ無線送信に、ネットワークノード２０、３０によって参加するように配されている。無線送信は、空間チャネル行列４０に関連付けられている。
【００７７】
さらに、プロセッサ２１、３１は、ＭＩＭＯ無線送信に参加するステップ１１を行いながら、空間チャネル行列４０において、ネットワークノード２０によって、フルランクを有する少なくとも１つの空間チャネル部分行列４１を識別するステップ１２を行うように配されている。
【００７８】
さらに、プロセッサ２１、３１は、識別された各空間チャネル部分行列４１に対して、ネットワークノード２０によって、第２ネットワークノード３０のための送信構成候補を決定するステップ１３を行うように配されている。
【００７９】
さらに、プロセッサ２１、３１は、決定した送信構成候補から、ネットワークノード２０によって、第２ネットワークノード３０のための送信構成を選択するステップ１４を行うように配されている。
【００８０】
さらに、プロセッサ２１、３１は、送信構成を使用するための第２ネットワークノード３０を、ネットワークノード２０によって構成するステップ１５を行うように配されている。
【００８１】
ネットワークノード２０、３０は、様々な実施形態による方法１０を行うように、構成されてもよい。
【００８２】
ネットワークノード２０、３０は、無線モバイルネットワーク２０、３０のユーザ装置（ＵＥ）２０又は基地局（ＢＳ）３０であってもよい。
【００８３】
図３を参照しながら、一例による空間チャネル行列４０について説明する。
【００８４】
描かれているＭ×Ｎ空間チャネル行列４０は、Ｎ個の列とＭ個の行の表形式配置であり、ネットワークノード、たとえば第２ネットワークノードのＭ個の受信ビームと、別のネットワークノード、たとえば第１ネットワークノードのＮ個の送信ビームとに対応する。
【００８５】
複素数値の行列エントリは各々、ＭＩＭＯ無線送信において形成可能な、対応する送信ビームと受信ビームの対の間での信号伝播を記述する。たとえば、描かれているＭ×Ｎ空間チャネル行列の行列エントリｈｍｎは、送信ビームｎ及び受信ビームｍに関連付けられている相対的な利得及び位相を表しうる。
【００８６】
ビームの相互関係、すなわち、送信ビームは、関連する各ネットワークノードにおける各受信ビームに対応すると仮定した場合、行列エントリは、それぞれ、両方向へのＭＩＭＯ無線送信の信号伝播を記述しうる。
【００８７】
ネットワークノード２０、３０がＭＩＭＯ無線送信に参加１１している間に、ビーム掃引によって、空間チャネル行列４０の行列エントリにデータが入力される。
【００８８】
第１ネットワークノード２０と第２ネットワークノード３０の間のＭＩＭＯ無線送信における、そのようなビーム掃引について、図４を参照しながら説明する。図の左方及び右方に、第１ネットワークノード２０と第２ネットワークノード３０とを含むシステムを示す。各ネットワークノード２０、３０は、対応するＭＩＭＯ無線送信において形成可能な複数のビームに関連付けられている。さらに、無線信号を反映する物体が存在してもよい。
【００８９】
第２ネットワークノード３０は、送信ビーム掃引を行ってもよく、異なる方向のビームは、時間／周波数領域において、異なるリソースに割り当てられる。各ビームは、同期信号（Synchronization  Signal：ＳＳ）、ダウンリンクパイロット、ＣＳＩ−ＲＳ（Channel  State  Information  Reference.  Signal）、位相参照信号（Phase  Reference  Signal：ＰＲＳ）、及びビーム識別子を含んでもよい。さらに、接触の際に第１ネットワークノード２０がその応答を割り当てることになっているアップリンクリソースがある。そのような各リソースでは、第２ネットワークノード３０は、任意のビーム方向で受信すると仮定することができる。
【００９０】
たとえば、第１ネットワークノード２０が、対応する受信ビーム掃引を実施し、対応する信号伝播とともに、いかなるビーム対をも検出することができるような方法で、第２ネットワークノード３０が、全ＵＥにブロードキャストが行われる送信ビーム掃引を行ってもよい。その後、第１ネットワークノードは、空間チャネル行列４１を反映する表を作成することができる。
【００９１】
図４の例において、第１ネットワークノード２０がビーム１を用いる場合、第２ネットワークノード３０のビーム４が最も強い。しかし、第２ネットワークノード３０のビーム２から第１ネットワークノード２０のビーム４への入力エネルギーと同様、第２ネットワークノード３０のビーム４から第１ネットワークノード２０のビーム２への入力エネルギーがいくらか存在する。さらに、より弱い信号がいくつか存在する。
【００９２】
図３に戻る。空間チャネル行列４０の例と空間チャネル部分行列４１の例を示す。
【００９３】
図３の例に示したＮ個の送信ビーム及びＭ個の受信ビームと同数のネットワークノード２０、３０を形成する一方で、関連するネットワークノード２０、３０の送信チェーン及び／又は受信チェーンの数を、より抑えてもよい。
【００９４】
部分行列のサイズは少なくとも２×２であり、これによって、複数のビームに基づくＭＩＭＯオペレーション、すなわち空間多重化が可能となり、また、前記サイズは、下層のＭ×Ｎ空間チャネル行列のサイズ以下であるが、関連するネットワークノード２０、３０の送信チェーン及び／又は受信チェーンの数が抑えられているため、通常、小さい。
【００９５】
したがって、図３において、空間チャネル部分行列４１のサイズは、２列４行であり、これは、有意な閾値を超える値を有する、第１ネットワークノードの２本のビーム及び第２ネットワークノードの４本のビームに相当する。
【００９６】
たとえば、第１ネットワークノード２０がＫ＜Ｎ個の送信チェーンを有する場合、少なくとも１つの空間チャネル部分行列４１の列の数は、第１ネットワークノード２０の送信チェーンの数Ｋに相当する。
【００９７】
同様に、ビームが相互関係にある場合、第１ネットワークノード２０がＫ個の受信チェーンを有するとき、少なくとも１つの空間チャネル部分行列４１の列の数は、第１ネットワークノード２０の受信チェーンの数Ｋに相当する。したがって、図３によれば、Ｋ＝２である。
【００９８】
さらに、さらなる空間チャネル部分行列４１を識別１２してもよく、空間チャネル部分行列４１は各々、たとえば、列１及び４と行２〜５との交差箇所、又は、列２及び４と行２〜５との交差箇所を含んでもよい。
【００９９】
図５は、図１Ａの方法によって操作されるネットワークノード２０、３０の機能を示すブロック図である。ネットワークノード２０、３０は、たとえば、第１ネットワークノード２０又は第２ネットワークノード３０に相当する。図に示すとおり、ステップ１１に関して説明したように、ＭＩＭＯ無線送信に参加するように配されたモジュール５１を、ネットワークノード２０、３０に設けてもよい。さらに、ステップ１２に関して説明したように、少なくとも１つの空間チャネル部分行列４１を識別するように配されたモジュール５２を、ネットワークノード２０、３０に設けてもよい。さらに、ステップ１３に関して説明したように、送信構成候補を決定するように配されたモジュール５３を、ネットワークノード２０、３０に設けてもよい。さらに、ステップ１４に関して説明したように、送信構成を選択するように配されたモジュール５４を、ネットワークノード２０、３０に設けてもよい。さらに、ステップ１５に関して説明したように、送信構成を使用するための第２ネットワークノード３０を構成するように配されたモジュール７５０を、ネットワークノード２０、３０に設けてもよい。
【０１００】
なお、ネットワークノード２０、３０は、図１Ｂに示した方法ステップ１４１及び１４２に対応する機能など、他の機能を実行するためのモジュールを、さらに含んでいてもよい。また、ネットワークノード２０、３０のモジュールは、必ずしも、ネットワークノード２０、３０のハードウェア構造体でなくてもよく、機能要素、たとえば、ハードウェア、ソフトウェア、又はその組合せによって実行される機能要素に相当してもよい。
【０１０１】
本発明について、いくつかの好ましい実施形態に関して示し、かつ説明してきたが、本明細書を読み、理解すれば、当業者は均等物及び変形例を思い付くであろう。本発明は、そのような均等物及び変形例をすべて含み、添付の特許請求の範囲によってのみ限定される。
【図１Ａ】
2021519031.tif 000003
【図１Ｂ】
2021519031.tif 000004
【図２】
2021519031.tif 000005
【図３】
2021519031.tif 000006
【図４】
2021519031.tif 000007
【図５】
2021519031.tif 000008
【国際調査報告】
2021519031.tif 000009
2021519031.tif 000010
2021519031.tif 000011
2021519031.tif 000012