(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワイヤレス通信システムにおいてアレイアンテナの角度範囲にわたってデータを送信するための方法であって、
２つの並列信号を生成することと、前記並列信号の各々は、前記データに関連付けられる、
アレイアンテナのアレイ素子の第１のセットから第１のサブアレイを形成することと、
前記アレイアンテナのアレイ素子の第２のセットから第２のサブアレイを形成することと、
前記第１のサブアレイのためにビームフォーミング重みの第１のセット、および前記第２のサブアレイのためにビームフォーミング重みの第２のセットを選択することと、前記選択されたビームフォーミング重みは、前記第１のサブアレイの電力放射パターンを前記アレイアンテナの前記角度範囲にわたって前記第２のサブアレイの電力放射パターンに対して補完的にさせ、前記選択されたビームフォーミング重みは、ビームフォーミング重みの計算される数をビームフォーミング重みの最初のセットからビームフォーミング重みの所望の数に増大させる反復計算を含む再帰的関係に少なくとも部分的に基づき、ビームフォーミング重みの前記所望の数は、前記それぞれのサブアレイにおける素子の数に等しい、
前記ビームフォーミング重みの第１のセットにしたがって、前記並列信号の第１のものを前記アレイアンテナの前記角度範囲にわたって前記第１のサブアレイを介して送信することと、
前記ビームフォーミング重みの第２のセットにしたがって、前記並列信号の第２のものを前記アレイアンテナの前記角度範囲にわたって前記第２のサブアレイを介して送信することと
を備える、方法。
【請求項２】
前記反復計算の各繰り返しは、初期数のビームフォーミング重みから始まり、前記初期数の２倍のビームフォーミング重みを計算する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記データは、制御チャネルを備える、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記２つの並列信号を生成することは、空間周波数ブロック符号（ＳＦＢＣ）に少なくとも部分的に基づき、前記ＳＦＢＣは、アラムーチ符号に少なくとも部分的に基づく、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記第１のサブアレイの前記電力放射パターンと、前記第２のサブアレイの前記電力放射パターンの合計は、前記アレイアンテナの前記角度範囲にわたって一定である、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記アレイ素子の第１のセットおよび前記アレイ素子の第２のセットは、同じ素子パターンを備える、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記第１のサブアレイ、または前記第２のサブアレイのうちの少なくとも１つのアレイ素子は、前記アレイアンテナの前記角度範囲にわたって無指向性である、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記アレイアンテナは、等間隔リニアアレイアンテナである、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記再帰的関係は、少なくとも１つの設計パラメータ値に少なくとも部分的に基づく、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記少なくとも１つの設計パラメータ値は、１つまたは複数の送信条件に少なくとも部分的に基づく、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記第１のサブアレイのための前記ビームフォーミング重みの第１のセット、および前記第２のサブアレイのための前記ビームフォーミング重みの第２のセットを更新すること、をさらに備え、前記更新することは、前記少なくとも１つの設計パラメータ値の更新に少なくとも部分的に基づく、請求項９に記載の方法。
【請求項１２】
ワイヤレス通信システムにおいてアレイアンテナの角度範囲にわたってデータを送信するための装置であって、
２つの並列信号を生成するための手段と、前記並列信号の各々は、前記データに関連付けられる、
アレイアンテナのアレイ素子の第１のセットから第１のサブアレイを形成するための手段と、
前記アレイアンテナのアレイ素子の第２のセットから第２のサブアレイを形成するための手段と、
前記第１のサブアレイのためにビームフォーミング重みの第１のセット、および前記第２のサブアレイのためにビームフォーミング重みの第２のセットを選択するための手段と、前記選択されたビームフォーミング重みは、前記第１のサブアレイの電力放射パターンを前記アレイアンテナの前記角度範囲にわたって前記第２のサブアレイの電力放射パターンに対して補完的にさせ、前記選択されたビームフォーミング重みは、ビームフォーミング重みの計算される数をビームフォーミング重みの最初のセットからビームフォーミング重みの所望の数に増大させる反復計算を含む再帰的関係に少なくとも部分的に基づき、ビームフォーミング重みの前記所望の数は、前記それぞれのサブアレイにおける素子の数に等しい、
前記ビームフォーミング重みの第１のセットにしたがって、前記並列信号の第１のものを前記アレイアンテナの前記角度範囲にわたって前記第１のサブアレイを介して送信するための手段と、
前記ビームフォーミング重みの第２のセットにしたがって、前記並列信号の第２のものを前記アレイアンテナの前記角度範囲にわたって前記第２のサブアレイを介して送信するための手段と
を備える、装置。
【請求項１３】
前記データは、制御チャネルを備える、請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記２つの並列信号を前記生成するための手段は、空間周波数ブロック符号（ＳＦＢＣ）に少なくとも部分的に基づいて動作可能であり、前記ＳＦＢＣは、アラムーチ符号に少なくとも部分的に基づく、請求項１２に記載の装置。
【請求項１５】
前記第１のサブアレイの前記電力放射パターンと、前記第２のサブアレイの前記電力放射パターンの合計は、前記アレイアンテナの前記角度範囲にわたって一定である、請求項１２に記載の装置。
【請求項１６】
前記アレイ素子の第１のセットおよび前記アレイ素子の第２のセットは、同じ素子パターンを備える、請求項１２に記載の装置。
【請求項１７】
前記アレイアンテナは、等間隔リニアアレイアンテナである、請求項１２に記載の装置。
【請求項１８】
前記再帰的関係は、少なくとも１つの設計パラメータ値に少なくとも部分的に基づく、請求項１２に記載の装置。
【請求項１９】
前記少なくとも１つの設計パラメータ値は、１つまたは複数の送信条件に少なくとも部分的に基づく、請求項１８に記載の装置。
【請求項２０】
前記第１のサブアレイのための前記ビームフォーミング重みの第１のセット、および前記第２のサブアレイのための前記ビームフォーミング重みの第２のセットを更新するための手段、をさらに備え、前記更新することは、前記少なくとも１つの設計パラメータ値の更新に少なくとも部分的に基づく、請求項１８に記載の装置。
【請求項２１】
ワイヤレス通信システムにおいてアレイアンテナの角度範囲にわたってデータを送信するための装置であって、
プロセッサと、
前記プロセッサと電子通信状態にあるメモリと、
前記メモリに記憶された命令と、
を備え、前記命令は、
２つの並列信号を生成することと、前記並列信号の各々は、前記データに関連付けられる、
アレイアンテナのアレイ素子の第１のセットから第１のサブアレイを形成することと、
前記アレイアンテナのアレイ素子の第２のセットから第２のサブアレイを形成することと、
前記第１のサブアレイのためにビームフォーミング重みの第１のセット、および前記第２のサブアレイのためにビームフォーミング重みの第２のセットを、選択することと、前記選択されたビームフォーミング重みは、前記第１のサブアレイの電力放射パターンを前記アレイアンテナの前記角度範囲にわたって前記第２のサブアレイの電力放射パターンに対して補完的にさせ、前記選択されたビームフォーミング重みは、ビームフォーミング重みの計算される数をビームフォーミング重みの最初のセットからビームフォーミング重みの所望の数に増大させる反復計算を含む再帰的関係に少なくとも部分的に基づき、ビームフォーミング重みの前記所望の数は、前記それぞれのサブアレイにおける素子の数に等しい、
前記ビームフォーミング重みの第１のセットにしたがって、前記並列信号の第１のものを前記アレイアンテナの前記角度範囲にわたって前記第１のサブアレイを介して送信することと、
前記ビームフォーミング重みの第２のセットにしたがって、前記並列信号の第２のものを前記アレイアンテナの前記角度範囲にわたって前記第２のサブアレイを介して送信することと
を前記プロセッサによって実行可能である、装置。
【請求項２２】
前記命令は、
空間周波数ブロック符号（ＳＦＢＣ）に少なくとも部分的に基づいて前記２つの並列信号を生成すること、を前記プロセッサによって実行可能であり、前記ＳＦＢＣは、アラムーチ符号に少なくとも部分的に基づく、請求項２１に記載の装置。
【請求項２３】
前記再帰的関係は、少なくとも１つの設計パラメータ値に少なくとも部分的に基づく、請求項２１に記載の装置。
【請求項２４】
前記少なくとも１つの設計パラメータ値は、１つまたは複数の送信条件に少なくとも部分的に基づく、請求項２３に記載の装置。
【請求項２５】
前記命令は、
前記第１のサブアレイのための前記ビームフォーミング重みの第１のセット、および前記第２のサブアレイのための前記ビームフォーミング重みの第２のセットを更新すること、を前記プロセッサによって実行可能であり、前記更新することは、前記少なくとも１つの設計パラメータ値の更新に少なくとも部分的に基づく、請求項２３に記載の装置。
【請求項２６】
ワイヤレス通信システムにおいてアレイアンテナの角度範囲にわたってデータを送信するためのコンピュータプログラム製品であって、前記コンピュータプログラム製品は、
２つの並列信号を生成することと、前記並列信号の各々は、前記データに関連付けられる、
アレイアンテナのアレイ素子の第１のセットから第１のサブアレイを形成することと、
前記アレイアンテナのアレイ素子の第２のセットから第２のサブアレイを形成することと、
前記第１のサブアレイのためにビームフォーミング重みの第１のセット、および前記第２のサブアレイのためにビームフォーミング重みの第２のセットを、選択することと、前記選択されたビームフォーミング重みは、前記第１のサブアレイの電力放射パターンを前記アレイアンテナの前記角度範囲にわたって前記第２のサブアレイの電力放射パターンに対して補完的にさせ、前記選択されたビームフォーミング重みは、ビームフォーミング重みの計算される数をビームフォーミング重みの最初のセットからビームフォーミング重みの所望の数に増大させる反復計算を含む再帰的関係に少なくとも部分的に基づき、ビームフォーミング重みの前記所望の数は、前記それぞれのサブアレイにおける素子の数に等しい、
前記ビームフォーミング重みの第１のセットにしたがって、前記並列信号の第１のものを前記アレイアンテナの前記角度範囲にわたって前記第１のサブアレイを介して送信することと、
前記ビームフォーミング重みの第２のセットにしたがって、前記並列信号の第２のものを前記アレイアンテナの前記角度範囲にわたって前記第２のサブアレイを介して送信することと
をプロセッサによって実行可能である命令を記憶する、非一時的なコンピュータ可読媒体を備える、コンピュータプログラム製品。
【請求項２７】
前記命令は、
空間周波数ブロック符号（ＳＦＢＣ）に少なくとも部分的に基づいて前記２つの並列信号を生成すること、を前記プロセッサによって実行可能であり、前記ＳＦＢＣは、アラムーチ符号に少なくとも部分的に基づく、請求項２６に記載のコンピュータプログラム製品。
【請求項２８】
前記再帰的関係は、少なくとも１つの設計パラメータ値に少なくとも部分的に基づく、請求項２６に記載のコンピュータプログラム製品。
【請求項２９】
前記少なくとも１つの設計パラメータ値は、１つまたは複数の送信条件に少なくとも部分的に基づく、請求項２８に記載のコンピュータプログラム製品。
【請求項３０】
前記命令は、
前記第１のサブアレイのための前記ビームフォーミング重みの第１のセット、および前記第２のサブアレイのための前記ビームフォーミング重みの第２のセットを更新すること、を前記プロセッサによって実行可能であり、前記更新することは、前記少なくとも１つの設計パラメータ値の更新に少なくとも部分的に基づく、請求項２８に記載のコンピュータプログラム製品。
【発明の詳細な説明】
【相互参照】
【０００１】
[0001]  本特許出願は、２０１５年６月１１日付で公開された、「Using Subarrays of a Beamformer for Transmissions in a Forward Link」という題名の、米国特許出願公開第２０１５／０１６３６８３号に基づく優先権を主張し、これはこの譲受人に譲渡される。
【背景技術】
【０００２】
[0002]  以下は概して、ワイヤレス通信に関し、より具体的には、順方向リンクにおいて基地局から制御チャネルを送信するためにビームフォーマ（beamformer）のサブアレイ（subarray）を使用することに関する。ワイヤレス通信システムは、音声、ビデオ、パケットデータ、メッセージング、ブロードキャスト等のような、様々なタイプの通信コンテンツを提供するために広く展開されている。これらのシステムは、利用可能なシステムリソース（例えば、時間、周波数、および電力）を共有することによって多数のユーザとの通信をサポートする能力を有する多元接続システムであり得る。そのような多元接続システムの例は、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）システム、時分割多元接続（ＴＤＭＡ）システム、周波数分割多元接続（ＦＤＭＡ）システム、および直交周波数分割多元接続（ＯＦＤＭＡ）システムを含む。
【０００３】
[0003]  概して、ワイヤレス多元接続通信システムは、各々が多数のモバイルデバイスのための通信を同時にサポートするいくつかの基地局を含むことができる。これらのモバイルデバイスは、地上にあり得るか、または飛行機またはヘリコプタのような飛行ビークル（airborne vehicle）に位置し得る。基地局は、順方向および逆方向リンク上でモバイルデバイスと通信することができる。各基地局はカバレッジ範囲を有し、それはセルのカバレッジエリアと称され得る。
【０００４】
[0004]  基地局は、単一のモバイルデバイスを狙った狭ビームを形成するために一緒に送信するアンテナ素子のアレイを装備し得る。しかしながらいくつかのケースでは、１つ以上のモバイルデバイスが単一のセルに存在することになる。このことが発生するとき、基地局は、そのカバレッジエリアにおけるすべてのモバイルデバイスに対して同時に共通の情報を通信することを望み得る。このことは、広い角度範囲（方位（azimuth））をわたって通信することを要求し得る。広い角度をわたって通信するために、基地局は、そのアンテナ素子のすべてを使用するよりもむしろ、単一のアンテナ素子を使用して送信することができる。しかしながら単一のアンテナは、セルの端に到達するために高い電力レベルで送信し、このことは、基地局におけるアンテナ設計に対する制約を表す。
【発明の概要】
【０００５】
[0005]  説明される特徴は概して、アンテナアレイ（antenna array）を使用して、広い方位全域で制御チャネルを送信するための、少なくとも１つの改善された方法および装置に関する。一例では、アンテナアレイから２つのサブアレイ（subarray）を形成することを含む方法が説明される。ビームフォーミング重み（beamforming weight）は、放射パターン（radiation pattern）をセルの方位の範囲をわたって補完的（complementary）であるように、サブアレイごとに選択される。ビームフォーミング重みは、各サブアレイにおけるアンテナ素子の数に基づいて、再帰的関係（recursive relation）にしたがって選択され得る。情報は、符号化され、スクランブルされ、および変調シンボルにマッピングされ得る。アラムーチ符号（Alamouti Code）のような空間周波数ブロック符号（ＳＦＢＣ：Space Frequency Block Code）がその後、２つのサブアレイをわたって送信されるべき２つの信号を形成するために使用され得る。
【０００６】
[0006]  一実施形態では、説明される方法は、制御チャネルを送信するために使用される。別の実施形態では、再帰的関係は、最初の数の素子を用いるビームフォーミング重みの２つのセットを使用して、その最初の数の２倍の素子を用いるビームフォーミング重みの２つの追加のセットを構築するための反復可能なアルゴリズムを備える。再帰的関係はまた、少なくとも１つの設計パラメータに少なくとも部分的に基づき得る。このケースでは、１つまたは複数の設計パラメータ値（design parameter value）は、送信条件に基づいて選ばれ得、２つのサブアレイのためのビームフォーミング重みは、設計パラメータ値の変化に基づいて動的に更新され得る。
【０００７】
[0007]  一例では、第１のサブアレイの電力放射パターンと、第２のサブアレイの電力放射パターンの合計（sum）は、セルの方位角（azimuth angle）の範囲をわたって一定である。別の例では、アレイ素子の第１のセットおよびアレイ素子の第２のセットは、同じ素子パターン（element pattern）を有する。
【０００８】
[0008]  第１のサブアレイまたは第２のサブアレイのうちの少なくとも１つの個々のアレイ素子は、セルの方位角の範囲をわたって無指向性（omnidirectional）であり得る。一実施形態では、アレイアンテナは、等間隔リニアアレイアンテナ（uniform linear array antenna）であり得る。
【０００９】
[0009]  さらに説明されるのは、アレイアンテナのアレイ素子の第１のセットから第１のサブアレイを形成するための手段と、アレイアンテナのアレイ素子の第２のセットから第２のサブアレイを形成するための手段と、第１のサブアレイのためにビームフォーミング重みの第１のセットを、第２のサブアレイのためにビームフォーミング重みの第２のセットを、選択するための手段を備える、ワイヤレス通信システムにおいてアレイアンテナを使用してデータを送信するための装置であり、選択されたビームフォーミング重みは、第１のサブアレイの電力放射パターン（power radiation pattern）をセルの方位角の範囲にわたって第２のサブアレイの電力放射パターンに対して補完的にさせ、選択することは、第１のサブアレイおよび第２のサブアレイにおける素子の数に少なくとも部分的に基づいた再帰的関係に少なくとも部分的に基づく。
【００１０】
[0010]  プロセッサと、そのプロセッサと電子通信状態にあるメモリと、そのメモリに記憶された命令とを備える、ワイヤレス通信システムにおいてアレイアンテナを使用してデータを送信するための装置が説明されており、その命令は、アレイアンテナのアレイ素子の第１のセットから第１のサブアレイを形成することと、アレイアンテナのアレイ素子の第２のセットから第２のサブアレイを形成することと、第１のサブアレイのためにビームフォーミング重みの第１のセットを、第２のサブアレイのためにビームフォーミング重みの第２のセットを、選択することとをプロセッサによって実行可能であり、選択されたビームフォーミング重みは、第１のサブアレイの電力放射パターンをセルの方位角の範囲にわたって第２のサブアレイの電力放射パターンに対して補完的（complementary）にさせ、選択することは、第１のサブアレイおよび第２のサブアレイにおける素子の数に少なくとも部分的に基づいた再帰的関係に少なくとも部分的に基づく。
【００１１】
[0011]  ワイヤレス通信システムにおいてアレイアンテナを使用してデータを送信するための非一時的なコンピュータ可読媒体もまた説明されており、その非一時的なコンピュータ可読媒体は、アレイアンテナのアレイ素子の第１のセットから第１のサブアレイを形成することと、アレイアンテナのアレイ素子の第２のセットから第２のサブアレイを形成することと、第１のサブアレイのためにビームフォーミング重みの第１のセットを、第２のサブアレイのためにビームフォーミング重みの第２のセットを選択することとをプロセッサによって実行可能である命令を記憶し、選択されたビームフォーミング重みは、第１のサブアレイの電力放射パターンをセルの方位角の範囲にわたって第２のサブアレイの電力放射パターンに対して補完的にさせ、選択することは、第１のサブアレイおよび第２のサブアレイにおける素子の数に少なくとも部分的に基づいた再帰的関係に少なくとも部分的に基づく。
【００１２】
[0012]  説明される方法および装置の適用性のさらに先の（further）範囲は、以下の発明を実施するための形態、請求項、および図面から明らかとなるであろう。説明の範囲内の様々な変更および修正が当業者に明らかとなるであろうことから、発明を実施するための形態および具体的な例は、例示のみを目的として与えられている。
【００１３】
[0013]  本発明の本質および利点のさらなる理解は、以下の図面を参照することによって実現され得る。添付された図において、類似のコンポーネントまたは特徴は、同じ参照ラベルを有することができる。さらに、同じタイプの様々なコンポーネントは、参照ラベルに、ハイフンと、類似のコンポーネントを区別する第２のラベルとを後続させることによって区別され得る。本明細書で第１の参照ラベルのみが使用されている場合には、その説明は、第２の参照ラベルに関わらず、同じ第１の参照ラベルを有する類似のコンポーネントのどれにも（anyone）適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】[0014]  ワイヤレス通信システムの図を図示している。
【図２】[0015]  実例的な基地局のブロック図を図示している。
【図３】[0016]  ビームフォーミングモジュールおよび送信モジュールの構成（composition）を描く基地局の例のブロック図を図示している。
【図４】[0017]  送信モジュールの例のブロック図を図示している。
【図５】[0018]  さらなる機能を実装する基地局の例のブロック図を図示している。
【図６】[0019]  ２つの１６素子サブアレイのアレイ係数電力パターンの例のグラフである。
【図７】[0020]  アンテナアレイのビームフォーマを使用して送信するための方法のフローチャートである。
【図８】[0021]  アラムーチ符号を実装するアンテナアレイのビームフォーマを使用して送信するための方法のフローチャートである。
【図９】[0022]  設計パラメータに基づいて更新されるアンテナアレイのビームフォーマを使用して送信するための方法のフローチャートである。
【図１０】[0023]  いくつかの実施形態にしたがった、アンテナアレイのビームフォーマを使用して送信するための方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
[0024]  説明される特徴は概して、アンテナアレイを使用して、広い方位全域で、制御チャネルのような情報を送信するための、少なくとも１つの改善された装置および方法に関する。一例では、アンテナアレイから２つのサブアレイを形成することを含む方法が説明される。ビームフォーミング重みは、放射パターンがセルの方位の範囲をわたって補完的であるように、サブアレイごとに選択される。ビームフォーミング重みは、サブアレイごとのアンテナ素子の数に基づいて、再帰的関係にしたがって選択される。情報は、符号化され、スクランブルされ、および変調シンボルにマッピングされ得る。アラムーチ符号のような空間周波数ブロック符号（ＳＦＢＣ）がその後、２つのサブアレイをわたって送信されるべき２つの信号を形成するために使用され得る。
【００１６】
[0025]  サブアレイの組み合わされた電力放射パターンは、セルの方位の範囲をわたって一定、またはほぼ一定であり得る。ＳＦＢＣの使用は、この範囲内のある方位におけるモバイルデバイスが、そのポジションでどのサブアレイがより高い送信電力を有するかに関わらず、変調シンボルを確実に受信することができることを保証する。これにより、基地局は、そのアンテナ素子のすべてを使用してブロードキャスト情報を送信することができるようになり、これは、セルの全範囲通じて送信する能力を有する単一の素子を持つ基地局を設計する必要をなくす。
【００１７】
[0026]  したがって、以下の説明は例を提供しており、請求項において述べられている範囲、適用性、または構成の限定ではない。本開示の趣旨および範囲から逸脱することなく、論じられているエレメントの機能および配置において変更がなされ得る。様々な実施形態は、様々な手順またはコンポーネントを適宜省略、置換、または追加することができる。例えば、説明されている方法は、説明されているものとは異なる順序で実行され得、様々なステップが追加、省略、または組み合わせられ得る。また、ある特定の実施形態に関して説明されている特徴は、他の実施形態で組み合され得る。
【００１８】
[0027]  まず図１を参照すると、図はワイヤレス通信システム１００の例を例示している。ワイヤレス通信システム１００は、いくつかの基地局（またはセル）１０５、通信デバイス１１５、およびコアネットワーク１３０を含む。基地局１０５は、様々な実施形態においてコアネットワーク１３０または基地局１０５の一部であり得る基地局コントローラ（図示せず）の制御下で通信デバイス１１５と通信することができる。基地局１０５は、バックホールリンク１３２を通じて、コアネットワーク１３０と制御情報および／またはユーザデータを通信することができる。いくつかの実施形態では、基地局１０５は、直接的にまたは間接的に、有線またはワイヤレス通信リンクであり得るバックホールリンク（backhaul link）１３４をわたって互いに通信することができる。ワイヤレス通信システム１００は、多数のキャリア（異なる周波数の波形信号）上の動作をサポートすることができる。マルチキャリア送信機は、その多数のキャリア上で同時に変調された信号を送信することができる。例えば、各通信リンク１２５は、様々な無線技術にしたがって変調されたマルチキャリア信号であり得る。各変調された信号は、異なるキャリア上で送られ得、制御情報（例えば、基準信号、制御チャネル等）、オーバヘッド情報、データ等を搬送することができる。
【００１９】
[0028]  基地局１０５は、１つまたは複数の基地局アンテナを介してモバイルデバイス１１５とワイヤレスに通信することができる。基地局１０５サイトの各々は、それぞれの地理的カバレッジエリア１１０に通信カバレッジを提供することができる。いくつかの実施形態では、基地局１０５は、トランシーバ基地局、無線基地局、アクセスポイント、無線トランシーバ、基本サービスセット（ＢＳＳ）、拡張サービスセット（ＥＳＳ）、ノードＢ、ｅノードＢ（ｅＮＢ）、ホームノードＢ、ホームｅノードＢ、または何らかの他の適した専門用語で称され得る。基地局１０５のための地理的カバレッジエリア１１０は、カバレッジエリアの一部のみを構成するセクタ（図示せず）に分割され得る。ワイヤレス通信システム１００は、異なるタイプの基地局１０５（例えば、マクロ、マイクロ、および／またはピコ基地局）を含むことができる。異なる技術に対して重複するカバレッジエリアが存在し得る。
【００２０】
[0029]  コアネットワーク１３０は、バックホールリンク１３２（例えば、Ｓ１等）を介して基地局１０５と通信することができる。基地局１０５はまた、直接的にまたは間接的に、例えば、バックホール１３４（例えば、Ｘ２等）を介しておよび／またはバックホールリンク１３２を介して（例えば、コアネットワーク１３０を通じて）互いに通信することができる。ワイヤレス通信システム１００は、同期または非同期動作をサポートすることができる。同期動作では、基地局１０５は類似のフレームタイミングを有し得、異なる基地局１０５からの送信が時間的に近似に整列され得る。非同期動作では、基地局１０５は異なるフレームタイミングを有し得、異なる基地局１０５からの送信が時間的に整列されないことがある。本明細書で説明されている技法は、同期または非同期のいずれかの動作に使用され得る。
【００２１】
[0030]  モバイルデバイス１１５は、ワイヤレス通信システム１００全体にわたって分散配置され（dispersed）、各モバイルデバイス１１５は、固定または移動式であり得る。モバイルデバイス１１５は、地上にあり得るか、または飛行機、ヘリコプタ、またはバルーンのような飛行ビークル上に位置し得る。モバイルデバイス１１５はまた、モバイル局、加入者局、モバイルユニット、加入者ユニット、ワイヤレスユニット、遠隔ユニット、モバイルデバイス、ワイヤレスデバイス、ワイヤレス通信デバイス、遠隔デバイス、モバイル加入者局、アクセス端末、モバイル端末、ワイヤレス端末、遠隔端末、ハンドセット、ユーザエージェント、モバイルクライアント、クライアント、または何らかの他の適した専門用語としても称され得る。モバイルデバイス１１５は、二方向無線、無線セルラ電話、携帯情報端末（ＰＤＡ）、ワイヤレスモデム、ワイヤレス通信デバイス、ハンドヘルドデバイス、タブレットコンピュータ、ラップトップコンピュータ、コードレス電話、ワイヤレスローカルループ（ＷＬＬ）局、または同様のものであり得る。
【００２２】
[0031]  ワイヤレス通信システム１００で図示されている通信リンク１２５は、モバイルデバイス１１５から基地局１０５へのアップリンク（ＵＬ）送信、および／または基地局１０５からモバイルデバイス１１５へのダウンリンク（ＤＬ）送信を含むことができる。ダウンリンク送信は順方向リンク送信とも呼ばれ得るのと同時に、アップリンク送信もまた、逆方向リンク送信とも呼ばれ得る。
【００２３】
[0032]  次に図２を移ると、ブロック図２００は、様々な実施形態にしたがった、アレイアンテナを使用してデータを送信するための基地局１０５−ａを例示している。基地局１０５−ａは、図１を参照して説明された基地局１０５のうちの１つまたは複数の態様の例であり得る。基地局１０５−ａはまた、プロセッサを含むこともできる。基地局１０５−ａは、信号生成モジュール２０５、ビームフォーミングモジュール２１０、および／または送信モジュール２１５を含むことができる。これらのコンポーネントの各々は、互いに通信状態にあり得る。
【００２４】
[0033]  基地局１０５−ａのこれらのコンポーネントは、個々にまたは集合的に、ハードウェアにおいて適用可能な機能のいくつか、またはすべてを実行するように適合された１つまたは複数の特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）で実装され得る。代わりとして機能は、１つまたは複数の集積回路上で、１つまたは複数の他の処理ユニット（またはコア）によって実行され得る。他の実施形態では、他のタイプの集積回路（例えば、構造化／プラットフォームＡＳＩＣ、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、および他のセミカスタムＩＣ）が使用され得、これらは、当該技術分野において既知のあらゆる方法でプログラムされ得る。各ユニットの機能はまた、メモリにおいて具現化され、１つまたは複数の汎用またはアプリケーション特有のプロセッサによって実行されるようにフォーマットされた命令で、全体的にまたは部分的に実装され得る。言及されたモジュールの各々は、基地局１０５−ｅの動作に関連する１つまたは複数の機能を実行するための手段であり得る。
【００２５】
[0034]  信号生成モジュール２０５は、パケット、ユーザデータ、および／または制御情報のような情報を受信することができる。受信された情報は、符号化され、レートマッチングされ、インターリーブされ、スクランブルされ、および変調シンボルにマッピングされ得る。並列信号は、アラムーチ符号のようなＳＦＢＣにしたがって、変調シンボルから生成される。信号は、送信モジュール２１５上に渡され得る。
【００２６】
[0035]  ビームフォーミングモジュール２１０は、アレイアンテナから１つまたは複数のサブアレイを形成し、アレイ素子のためにビームフォーミング重みを選択することができる。ビームフォーミング重みもまた、送信モジュール２１５上に渡され得る。
【００２７】
[0036]  送信モジュール２１５は、ビームフォーミングモジュール２１０によって選択されたビームフォーミング重みにしたがって信号生成モジュール２０５から受信された１つまたは複数の信号を送信することができる。送信モジュールは、いくつかの実施形態では等間隔リニアアレイアンテナであり得るアレイアンテナを含むことができるが、それに限定されない。
【００２８】
[0037]  次に図３を移ると、ブロック図３００は、様々な実施形態にしたがった、アレイアンテナを使用してデータを送信するための基地局１０５−ｂを例示している。基地局１０５−ｂは、図１または図２を参照して説明された基地局１０５のうちの１つまたは複数の態様の例であり得る。基地局１０５−ｂは、信号生成モジュール２０５、ビームフォーミングモジュール２１０−ａ、および／または送信モジュール２１５−ａを含むことができる。これらのコンポーネントの各々は、互いに通信状態にあり得る。
【００２９】
[0038]  基地局１０５−ｂのこれらのコンポーネントは、個々にまたは集合的に、ハードウェアにおいて適用可能な機能のいくつか、またはすべてを実行するように適合された１つまたは複数の特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）で実装され得る。代わりとして機能は、１つまたは複数の集積回路上で、１つまたは複数の他の処理ユニット（またはコア）によって実行され得る。他の実施形態では、他のタイプの集積回路（例えば、構造化／プラットフォームＡＳＩＣ、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、および他のセミカスタムＩＣ）が使用され得、これらは、当該技術分野において既知のあらゆる方法でプログラムされ得る。各ユニットの機能はまた、メモリにおいて具現化され、１つまたは複数の汎用またはアプリケーション特有のプロセッサによって実行されるようにフォーマットされた命令で、全体的にまたは部分的に実装され得る。言及されたモジュールの各々は、基地局１０５−ｂの動作に関連する１つまたは複数の機能を実行するための手段であり得る。
【００３０】
[0039]  信号生成モジュール２０５は、パケット、ユーザデータ、および／または制御情報のような情報を受信することができる。受信された情報は、符号化され、レートマッチングされ、インターリーブされ、スクランブルされ、および変調シンボルにマッピングされ得る。並列信号は、アラムーチ符号のようなＳＦＢＣにしたがって、変調シンボルから生成される。信号は、送信モジュール２１５上に渡され得る。第１の信号は、第１のサブアレイ３１５上に渡（pass）され得、第２の信号は、第２のサブアレイ３２０上に渡され得る。
【００３１】
[0040]  ビームフォーミングモジュール２１０は、アレイアンテナから１つまたは複数のサブアレイを形成し、アレイ素子のためにビームフォーミング重みを選択することができる。ビームフォーミング重みもまた、送信モジュール２１５上に渡され得る。ビームフォーミングモジュール２１０−ａは、サブアレイ形成モジュール３０５、および／またはビームフォーミング重み選択モジュール３１０を含むことができる。
【００３２】
[0041]  送信モジュール２１５は、ビームフォーミングモジュール２１０によって選択されたビームフォーミング重みにしたがって信号生成モジュール２０５から受信された１つまたは複数の信号を送信することができる。送信モジュールは、いくつかの実施形態では等間隔リニアアレイアンテナであり得るアレイアンテナを含むことができるが、それに限定されない。
【００３３】
[0042]  一実施形態では、送信モジュール２１５−ａは、第１のサブアレイ３１５および第２のサブアレイ３２０を使用して制御チャネルを送信する。したがって、送信モジュール２１５−ａは、第１のサブアレイ３１５および第２のサブアレイ３２０を使用して制御チャネルを送信するための手段であり得る。
【００３４】
[0043]  サブアレイ形成モジュール３０５は、送信モジュール２１５−ａにおけるアレイアンテナのアレイ素子の第１のセットから第１のサブアレイ３１５を形成することができ、また、アレイアンテナのアレイ素子の第２のセットから第２のサブアレイ３２０を形成することができる。
【００３５】
[0044]  ビームフォーミング重み選択モジュール３１０は、第１のサブアレイ３１５のためにビームフォーミング重みの第１のセットを、第２のサブアレイ３２０のためにビームフォーミング重みの第２のセットを、選択することができる。選択されたビームフォーミング重みは、第１のサブアレイ３１５の電力放射パターンを、セルの方位角の範囲をわたって第２のサブアレイ３２０の電力放射パターンに対して補完的にさせることができる。ビームフォーミング重みは、少なくとも部分的に第１のサブアレイ３１５および第２のサブアレイ３２０における素子の数に基づき得る再帰的関係に少なくとも部分的に基づいて選択され得る。再帰的関係は、初期数の素子を用いるビームフォーミング重みの第３のセット、および初期数の素子を用いるビームフォーミング重みの第４のセットを使用して、初期数の２倍の素子を用いるビームフォーミング重みの第５のセット、および初期数の２倍の素子を用いるビームフォーミング重みの第６のセットを構築するための反復可能なアルゴリズムを備えることができる。
【００３６】
[0045]  ビームフォーミング重み選択モジュール３１０は、第１のサブアレイ３１５のためにビームフォーミング重みの重み
【００３７】
【数１】
0006279742.tif 000002
【００３８】
を、第２のサブアレイ３２０のためにビームフォーミング重み
【００３９】
【数２】
0006279742.tif 000003
【００４０】
を、選択することができ、ｎは、各サブアレイにおける素子の数を表す。
【００４１】
【数３】
0006279742.tif 000004
【００４２】
は、ｎ素子｛ｋ，ｋ＋１，…，ｋ＋ｎ−１｝から成り得る、第１のサブアレイ３１５によって形成されるだろうアレイファクタを示すことができ、ここにおいて、ｋは、サブアレイにおける第１の素子のインデックスである：
【００４３】
【数４】
0006279742.tif 000005
【００４４】
式
【００４５】
【数５】
0006279742.tif 000006
【００４６】
は、これもまたｎ素子｛ｋ，ｋ＋１，…，ｋ＋ｎ−１｝から成り得る、第２のサブアレイ３２０によって形成されるだろうアレイファクタ（array factor）を示すことができ、ここにおいて、ｋは、サブアレイにおける第１の素子のインデックスである：
【００４７】
【数６】
0006279742.tif 000007
【００４８】
変数Ωは、
【００４９】
【数７】
0006279742.tif 000008
【００５０】
にしたがって定義され、パラメータφは、モバイルデバイス１１５に関するブロードサイド角度（broadside angle）である。ブロードサイド角度は、以下の式によって方位角（azimuth angle）および仰角（elevation angle）に関連する。
【００５１】
【数８】
0006279742.tif 000009
【００５２】
[0046]  第１のサブアレイが素子｛ｋ，ｋ＋１，…，ｋ＋ｎ−１｝で形成され、第２のサブアレイが素子｛ｋ＋ｎ，ｋ＋ｎ＋１，…，ｋ＋２ｎ−１｝で形成される場合、これらの２つのサブアレイによって形成されるアレイファクタは、
【００５３】
【数９】
0006279742.tif 000010
【００５４】
および
【００５５】
【数１０】
0006279742.tif 000011
【００５６】
によって表され得る。例えば、各サブアレイは、ｋ＝０である１６素子から成り得、アレイファクタは、
【００５７】
【数１１】
0006279742.tif 000012
【００５８】
および
【００５９】
【数１２】
0006279742.tif 000013
【００６０】
によって表され得る。対応するビームフォーミング係数は、
【００６１】
【数１３】
0006279742.tif 000014
【００６２】
および
【００６３】
【数１４】
0006279742.tif 000015
【００６４】
によって与えられる。
【００６５】
[0047]  ２つのｎ素子サブアレイのアレイファクタ電力パターンの合計は、
【００６６】
【数１５】
0006279742.tif 000016
【００６７】
によって与えられ得る
【００６８】
【数１６】
0006279742.tif 000017
【００６９】
以下では、第１のサブアレイのためにビームフォーミング重み
【００７０】
【数１７】
0006279742.tif 000018
【００７１】
を、第２のサブアレイのためにビームフォーミング重み
【００７２】
【数１８】
0006279742.tif 000019
【００７３】
を、構築するための方法が提示される。
【００７４】
[0048]  ビームフォーミング重み選択モジュール３１０は、以下の再帰的関係にしたがって、第１のサブアレイ３１５および第２のサブアレイ３２０のためにビームフォーミング重みを選択することができる：
【００７５】
【数１９】
0006279742.tif 000020
【００７６】
および
【００７７】
【数２０】
0006279742.tif 000021
【００７８】
変数
【００７９】
【数２１】
0006279742.tif 000022
【００８０】
は、任意で、あるいは１つまたは複数の送信条件に少なくとも部分的に基づいて、選択され得る設計パラメータである。ビームフォーミング重み選択モジュール３１０は、少なくとも１つの設計パラメータ値の更新に少なくとも部分的に基づいてビームフォーミング重みを更新することができる。したがって、ビームフォーミング重み選択モジュール３１０は、第１のサブアレイ３１５のためにビームフォーミング重みの第１のセットを、第２のサブアレイ３２０のためにビームフォーミング重みの第２のセットを、選択するための手段であり得る。
【００８１】
[0049]  同様に、ビームフォーミング重みは、以下の関係にしたがって選択され得る。
【００８２】
【数２２】
0006279742.tif 000023
【００８３】
および
【００８４】
【数２３】
0006279742.tif 000024
【００８５】
ここにおいて、
【００８６】
【数２４】
0006279742.tif 000025
【００８７】
および
【００８８】
【数２５】
0006279742.tif 000026
【００８９】
は、
【００９０】
【数２６】
0006279742.tif 000027
【００９１】
および
【００９２】
【数２７】
0006279742.tif 000028
【００９３】
のように定義されるベクトルである。
【００９４】
[0050]  一例では、ビームフォーミング重み選択モジュール３１０は、単位エネルギーの単一素子サブアレイ（single element subarrays of unit energy）で再帰的計算を開始し、
【００９５】
【数２８】
0006279742.tif 000029
【００９６】
結果として、
【００９７】
【数２９】
0006279742.tif 000030
【００９８】
【数３０】
0006279742.tif 000031
【００９９】
の単一素子サブアレイのためのアレイファクタをもたらす。より多くの素子を持つサブアレイのためのビームフォーミング重みはその後、上で与えられた再帰的関係にしたがって計算され得る。他の例では、ビームフォーミング重み選択モジュール３１０は、１つよりも多い素子を有するサブアレイの重み、すなわち何らかの正の整数ｍ０≧２では、
【０１００】
【数３１】
0006279742.tif 000032
【０１０１】
および
【０１０２】
【数３２】
0006279742.tif 000033
【０１０３】
で再帰的関係を開始し、サブアレイの重みは、セルの方位角の範囲をわたって、アレイファクタパターン
【０１０４】
【数３３】
0006279742.tif 000034
【０１０５】
の一定の合計を形成すると知られている。
【０１０６】
[0051]  ビームフォーミング重みは、第１のサブアレイ３１５の電力放射パターンと第２のサブアレイ３２０の電力放射パターンとの合計がセルの方位角の範囲をわたって一定であるようにビームフォーミング重み選択モジュール３１０によって選ばれ得る。例えば、アレイ素子のすべてが同じ素子パターンを有する場合、サブアレイの放射パターンは、サブアレイのアレイファクタと素子パターンの積によって与えられ得る。したがって、２つのサブアレイの電力放射パターンの合計は、アレイ素子の電力放射パターンとアレイファクタ電力パターン
【０１０７】
【数３４】
0006279742.tif 000035
【０１０８】
の合計との積によって与えられ得る。個々のアレイ素子がセルにおけるモバイルデバイスの方位角の可能な範囲をわたってほぼ無指向性であり得るので、２つのサブアレイの電力放射パターンの合計が
【０１０９】
【数３５】
0006279742.tif 000036
【０１１０】
として概算され得る。
【０１１１】
[0052]  したがって、２つのサブアレイの各々のためのビームフォーミング重みは、アレイファクタ電力パターン
【０１１２】
【数３６】
0006279742.tif 000037
【０１１３】
の合計が上で与えられた方法を使用して、セルにおけるモバイルデバイスの方位角の可能な範囲をわたって一定になるように選ばれ得る。
【０１１４】
あらゆる係数ｋ０では、
【０１１５】
【数３７】
0006279742.tif 000038
【０１１６】
【数３８】
0006279742.tif 000039
【０１１７】
である。アレイファクタ電力パターン
【０１１８】
【数３９】
0006279742.tif 000040
【０１１９】
の合計は、以下の数式にしたがって計算され得る：
【０１２０】
【数４０】
0006279742.tif 000041
【０１２１】
[0053]  各サブアレイがｎ個のアレイ素子を有しており、何らかの正の整数ｍ０およびｑではｎ＝ｍ０×２ｑであり、ここにおいて
【０１２２】
【数４１】
0006279742.tif 000042
【０１２３】
および
【０１２４】
【数４２】
0006279742.tif 000043
【０１２５】
は、上で与えられた再帰的関係を使用することによって、
【０１２６】
【数４３】
0006279742.tif 000044
【０１２７】
および
【０１２８】
【数４４】
0006279742.tif 000045
【０１２９】
から取得される、ケースでは、以下が示され得る：
【０１３０】
【数４５】
0006279742.tif 000046
【０１３１】
したがって、第１のサブアレイ３１５のためのビームフォーミング重み
【０１３２】
【数４６】
0006279742.tif 000047
【０１３３】
および第２のサブアレイ３２０のためのビームフォーミング重み
【０１３４】
【数４７】
0006279742.tif 000048
【０１３５】
が、
【０１３６】
【数４８】
0006279742.tif 000049
【０１３７】
がすべてのΩに対して一定であるように選ばれ得る限り、
【０１３８】
【数４９】
0006279742.tif 000050
【０１３９】
および
【０１４０】
【数５０】
0006279742.tif 000051
【０１４１】
に対応する
【０１４２】
【数５１】
0006279742.tif 000052
【０１４３】
は、範囲
【０１４４】
【数５２】
0006279742.tif 000053
【０１４５】
または
【０１４６】
【数５３】
0006279742.tif 000054
【０１４７】
をわたって一定である。
【０１４８】
[0054]  一例として、すべてのｍに関して
【０１４９】
【数５４】
0006279742.tif 000055
【０１５０】
および
【０１５１】
【数５５】
0006279742.tif 000056
【０１５２】
を選ぶこととする。２素子サブアレイでは、この例は、以下のビームフォーミング重みを与える：
【０１５３】
【数５６】
0006279742.tif 000057
【０１５４】
【数５７】
0006279742.tif 000058
【０１５５】
４素子サブアレイでは、この例は、以下を与える：
【０１５６】
【数５８】
0006279742.tif 000059
【０１５７】
【数５９】
0006279742.tif 000060
【０１５８】
８素子サブアレイでは、この例は、以下を与える：
【０１５９】
【数６０】
0006279742.tif 000061
【０１６０】
【数６１】
0006279742.tif 000062
【０１６１】
１６素子サブアレイでは、この例は、以下を与える：
【０１６２】
【数６２】
0006279742.tif 000063
【０１６３】
【数６３】
0006279742.tif 000064
【０１６４】
[0055]  別の例として、すべてのｍに関して
【０１６５】
【数６４】
0006279742.tif 000065
【０１６６】
および
【０１６７】
【数６５】
0006279742.tif 000066
【０１６８】
を選ぶこととする。２素子サブアレイでは、この例は、以下のビームフォーミング重みを与える：
【０１６９】
【数６６】
0006279742.tif 000067
【０１７０】
【数６７】
0006279742.tif 000068
【０１７１】
４素子サブアレイでは、この例は、以下を与える：
【０１７２】
【数６８】
0006279742.tif 000069
【０１７３】
【数６９】
0006279742.tif 000070
【０１７４】
８素子サブアレイでは、この例は、以下を与える：
【０１７５】
【数７０】
0006279742.tif 000071
【０１７６】
【数７１】
0006279742.tif 000072
【０１７７】
１６素子サブアレイでは、この例は、以下を与える：
【０１７８】
【数７２】
0006279742.tif 000073
【０１７９】
【数７３】
0006279742.tif 000074
【０１８０】
[0056]  第１のサブアレイ３１５および第２のサブアレイ３２０は、空間周波数ブロック符号（ＳＦＢＣ）にしたがって選択されたビームフォーミング重みを使用して送信することができる。ＳＦＢＣはアラムーチ符号に基づき得る。アラムーチ符号のバージョンにしたがうと、２つの変調シンボルは一対のサブキャリアをわたって送信される。第１のサブキャリア上では、変調シンボルｘ０が第１のサブアレイ３１５を使用して送信される。変調シンボル
【０１８１】
【数７４】
0006279742.tif 000075
【０１８２】
は、第２のサブアレイ３２０を使用して送信される。第１のサブキャリアに隣接し得る第２のサブキャリア上では、変調シンボルｘ１は、第１のサブアレイ３１５を使用して送信され得、変調シンボル
【０１８３】
【数７５】
0006279742.tif 000076
【０１８４】
は、第２のサブアレイ３２０を使用して送信され得る。
【０１８５】
[0057]  モバイルデバイス１１５受信アンテナにおけるこの対の隣接サブキャリア上で受信されたシンボルは以下のように記載され得る：
【０１８６】
【数７６】
0006279742.tif 000077
【０１８７】
【数７７】
0006279742.tif 000078
【０１８８】
ここにおいて、Ｈ０は、この対のサブキャリア上の第１のサブアレイ３１５からモバイルデバイス１１５受信アンテナまでのチャネル利得であり、Ｈ１は、この対のサブキャリア上の第２のサブアレイ３２０からモバイルデバイス１１５受信アンテナまでのチャネル利得であり、ｎ０およびｎ１は、第１および第２のサブキャリア上、それぞれで見られるノイズおよび干渉を表す。
【０１８９】
[0058]  変調シンボルｘ０およびｘ１の推定値は、
【０１９０】
【数７８】
0006279742.tif 000079
【０１９１】
【数７９】
0006279742.tif 000080
【０１９２】
によって取得され得る。
【０１９３】
【数８０】
0006279742.tif 000081
【０１９４】
および
【０１９５】
【数８１】
0006279742.tif 000082
【０１９６】
の信号成分は、
【０１９７】
【数８２】
0006279742.tif 000083
【０１９８】
【数８３】
0006279742.tif 000084
【０１９９】
によって与えられる。Ｅ［・]はアンサンブル平均（ensemble average）を示し、
【０２００】
【数８４】
0006279742.tif 000085
【０２０１】
であり、ここにおいて、Ｈ０およびＨ１は、第１のサブアレイ３１５および第２のサブアレイ３２０、それぞれの放射パターンの関数であり、
【０２０２】
【数８５】
0006279742.tif 000086
【０２０３】
は、２つのサブアレイの電力放射パターンの合計に比例する。
【０２０４】
[0059]  サブアレイのためのビームフォーミング重みが、２つのサブアレイの電力放射パターンの合計がセルにおけるモバイルデバイス１１５の方位角の可能な範囲をわたってほぼ一定であるように選ばれるので、上で示された復調処理の後に取得された受信された変調シンボルが、それが非常に広範なビームで単一のアンテナから送信された信号を処理することから取得されたように見える。
【０２０５】
[0060]  次に図４を移ると、ブロック図４００は、様々な実施形態にしたがった、アレイアンテナを含むことができるデータを送信するための送信モジュール２１５−ｂを例示している。送信モジュール２１５−ｂは、図２および／または図３を参照して説明された送信モジュール２１５のうちの１つまたは複数の態様の例であり得る。送信モジュール２１５−ｂは、第１のサブアレイ３１５−ａ、第２のサブアレイ３２０−ａ、複数のアレイ素子４１０、およびアレイ素子間の少なくとも１つの距離４２０を含むことができる。
【０２０６】
[0061]  送信モジュール２１５−ｂのコンポーネントは、個々にまたは集合的に、ハードウェアにおいて適用可能な機能のいくつか、またはすべてを実行するように適合された１つまたは複数の特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）で実装され得る。代わりとして機能は、１つまたは複数の集積回路上で、１つまたは複数の他の処理ユニット（またはコア）によって実行され得る。他の実施形態では、他のタイプの集積回路（例えば、構造化／プラットフォームＡＳＩＣ、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、および他のセミカスタムＩＣ）が使用され得、これらは、当該技術分野において既知のあらゆる方法でプログラムされ得る。各ユニットの機能はまた、メモリにおいて具現化され、１つまたは複数の汎用またはアプリケーション特有のプロセッサによって実行されるようにフォーマットされた命令で、全体的にまたは部分的に実装され得る。言及されたモジュールの各々は、送信モジュール２１５−ｂの動作に関連する１つまたは複数の機能を実行するための手段であり得る。
【０２０７】
[0062]  一実施形態では、アレイ素子４２０間の距離は同じであり得るが、他の実施形態では、それは異なり得る。一実施形態では、送信モジュール２１５−ｂは、等間隔リニアアレイアンテナを含むことができる。他の実施形態では、送信モジュール２１５−ｂは、非等間隔リニアアレイアンテナであるアレイアンテナを含むことができる。
【０２０８】
[0063]  一実施形態では、アレイ素子４１０の半分は、第１のサブアレイ３１５−ａに含まれ得、アレイ素子４１０のもう一方の半分は、第２のサブアレイ３２０−ａに含まれ得る。しかしながら、第１のサブアレイ３１５−ａと第２のサブアレイ３２０−ａとの間でアレイ素子４１０を互い違い（alternate）にすること、または、すべてのアレイ素子４１０を第１のサブアレイ３１５−ａに含むこと、また第２のサブアレイ３２０−ａに含むこと、のような他の実施形態も可能である。
【０２０９】
[0064]  一実施形態では、第１のサブアレイ３１５および第２のサブアレイ３２０のアレイ素子４１０は、同じ素子パターンを有する。他の実施形態では、異なるパターンが、第１のサブアレイ３１５および第２のサブアレイ３２０を形成するために使用され得る。
【０２１０】
[0065]  次に図５に移ると、アレイアンテナを使用してデータを送信するために構成され得る通信システム５００のブロック図が例示されている。この通信システム５００は、図１で描かれているワイヤレス通信システム１００の態様の例であり得る。通信システム５００は、図１−３で描かれている基地局１０５の例であり得る、基地局１０５−ｃを含むことができる。基地局１０５−ｃは、信号生成モジュール２０５、ビームフォーミングモジュール２１０、送信モジュール２１５、メモリ５１０、プロセッサモジュール５２０、ＳＦＢＣモジュール５２５、および設計パラメータ更新モジュール５３０を含むことができ、これらは各々、（例えば、１つまたは複数のバスをわたって）直接的にまたは間接的に、互いに通信状態にあり得る。送信モジュール２１５は、１つまたは複数のネットワークと双方向に通信するように構成され得る。いくつかのケースでは、基地局１０５−ｃは、ネットワーク通信モジュール５０５を通じてコアネットワーク１３０−ａと通信することができる。通信システム５００はまた、プロセッサモジュール５２０に含まれ得るプロセッサによって実行可能な命令を記憶する非一時的なコンピュータ可読媒体を備えることもできる。メモリ５１０は、プロセッサモジュール５２０と電子通信状態にあり得る。
【０２１１】
[0066]  基地局１０５−ｃはまた、基地局１０５−ｄおよび基地局１０５−ｅのような、他の基地局１０５と通信することもできる。いくつかのケースでは、基地局１０５−ｃは、基地局通信モジュール５４０を利用して、他の基地局１０５と通信することができる。いくつかの実施形態では、基地局通信モジュール５４０は、基地局１０５のいくつかの間での通信を提供するために、ＬＴＥ（登録商標）ワイヤレス通信ネットワーク技術内のＸ２インターフェースを提供することができる。いくつかの実施形態において、基地局１０５−ｃは、コアネットワーク１３０−ａを通じて他の基地局１０５と通信することができる。
【０２１２】
[0067]  メモリ５１０は、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）および読取専用メモリ（ＲＯＭ）を含むことができる。メモリ５１０はまた、実行されたとき、プロセッサモジュール５２０に、本明細書で説明されている様々な機能（例えば、呼処理、データベース管理、メッセージルーティング等）を実行させるように構成された命令を含む、コンピュータ可読、コンピュータ実行可能なソフトウェアコード５１５を記憶することができる。代わりとして、ソフトウェアコード５１５は、プロセッサモジュール５２０によって直接的に実行可能でないことがあるが、例えば、コンパイルおよび実行されたとき、コンピュータに、本明細書で説明されている機能を実行させるように構成され得る。
【０２１３】
[0068]  プロセッサモジュール５２０は、例えば、中央処理ユニット（ＣＰＵ）、マイクロコントローラ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）等のインテリジェントハードウェアデバイスを含むことができる。
【０２１４】
[0069]  図５のアーキテクチャにしたがうと、基地局１０５−ｃは、通信管理モジュール５３５をさらに含むことができる。通信管理モジュール５３５は、他の基地局１０５との通信を管理することができる。例として、通信管理モジュール５３５は、バスを介して、基地局１０５−ｃの他のコンポーネントのいくつか、またはすべてと通信状態にある基地局１０５−ｃのコンポーネントであり得る。代わりとして、通信管理モジュール５３５の機能は、送信モジュール２１５のコンポーネントとして、非一時的なコンピュータ可読媒体として、および／またはプロセッサモジュール５２０の１つまたは複数のコントローラエレメントとして実装され得る。
【０２１５】
[0070]  基地局１０５−ｃのためのコンポーネントは、上で論じられた態様を実装するように構成され得、簡潔さのために本明細書では繰り返されない。例えば、ビームフォーミングモジュール２１０は、図２および／または図３のビームフォーミングモジュール２１０と同様の機能を含むことができる。
【０２１６】
[0071]  いくつかの実施形態では、送信モジュール２１５は、基地局１０５−ｃの他の可能なコンポーネントと並んで、サブアレイを使用してデータを送信することができ、サブアレイのビームフォーミング重みは、電力放射パターンの合計をセルの方位角をわたって一定にさせるように選択されている。いくつかの実施形態では、送信モジュール２１５は、基地局１０５−ｃの他の可能のコンポーネントと並んで、アラムーチ符号に少なくとも部分的に基づくＳＦＢＣに少なくとも部分的に基づいてサブアレイ上で送信することができる。
【０２１７】
[0072]  次に図６に移ると、上で説明された再帰的関係にしたがって選択されたビームフォーミング重みで送信する２つの１６素子サブアレイを持つアレイアンテナの例となるアレイファクタ電力パターンを描いているグラフ６００が例示されている。グラフ６００は、アレイ素子０−１５を備える１６素子サブアレイの第１のアレイファクタ電力パターン６０５を描いており、これは以下の式にしたがって決定される：
【０２１８】
【数８６】
0006279742.tif 000087
【０２１９】
これは、図３および４からの第１のサブアレイ３１５のアレイファクタ電力パターンの例であり得る。グラフ６００はまた、アレイ素子１６−３１を備える１６素子サブアレイの第２のアレイファクタ電力パターン６１０を描いており、これは以下の式にしたがって決定される：
【０２２０】
【数８７】
0006279742.tif 000088
【０２２１】
これは、図３−４からの第２のサブアレイ３２０のアレイファクタ電力パターンの例であり得る。グラフ６００はまた、以下の式にしたがって決定されるアレイファクタ電力パターンの合計６１５を描いている：
【０２２２】
【数８８】
0006279742.tif 000089
【０２２３】
グラフ６００の横軸が、（度単位で）角度φを表す一方で、縦軸は、（デシベル単位で）電力を表す。アレイファクタ電力パターンの合計６１５は、範囲｛−９０°＜φ＜９０°｝をわたって一定であり得る。
【０２２４】
[0073]  次に図７に移ると、本開示の様々な態様にしたがった、ワイヤレス通信システムにおいてアレイアンテナを使用してデータを送信するための方法７００を描いているフローチャートが例示されている。明確性のために、方法７００は、図１−３、および５の基地局１０５の態様を参照して以下で説明される。特に、方法７００は、図２−３のビームフォーミングモジュール２１０によって実行され得る。いくつかの実施形態では、基地局１０５または他の装置は、以下で説明される機能エレメントを制御するためのコードの１つまたは複数のセットを実行することができる。
【０２２５】
[0074]  ブロック７０５で、サブアレイ形成モジュール３０５は、送信モジュール２１５に位置するアレイアンテナの素子の第１のセットから第１のサブアレイ３１５を形成することができる。第１のサブアレイ３１５は、送信モジュール２１５に位置し得る、アレイアンテナの素子の第１の半分から形成され得る。第１のサブアレイ３１５はまた、すべての他の素子、または素子のすべてのようなアレイ素子の他の構成からも形成され得る。
【０２２６】
[0075]  ブロック７１０で、サブアレイ形成モジュール３０５は、送信モジュール２１５に位置するアレイアンテナの素子の第２のセットから第２のサブアレイ３２０を形成することができる。第２のサブアレイ３２０は、第１のサブアレイ３１５が形成された後のアレイアンテナの残りに素子から形成され得るか、またはそれは、第１のサブアレイ３１５と同じ素子のいくつか、またはすべてを含むことができる。
【０２２７】
[0076]  ブロック７１５で、ビームフォーミング重み（beamforming weight）選択モジュール３１０は、第１のサブアレイ３１５のためにビームフォーミング重みの第１のセットを選択することができ、ビームフォーミング重みの第２のセットは、第２のサブアレイ３２０のために選択され得、選択されたビームフォーミング重みは、第１のサブアレイ３１５の電力放射パターン（power radiation pattern）を第２のサブアレイ３２０の電力放射パターンに対して補完的（complementary）にさせる。一実施形態では、重みの選択は、再帰的関係（recursive relation）に少なくとも部分的に基づき得る。
【０２２８】
[0077]  したがって、方法７００は、ワイヤレス通信システムにおけるアレイアンテナを使用するデータの送信を提供することができる。方法７００は、単に１つの実装に過ぎず、方法７００の動作は、他の実装が可能であるように、再配置（rearrange）か、または違った形で修正され得ることは留意されるべきである。
【０２２９】
[0078]  次に図８に移ると、本開示の様々な態様にしたがった、ワイヤレス通信システムにおいてアレイアンテナを使用してデータを送信するための方法８００を描いているフローチャートが例示されている。明確性のために、方法８００は、図１−３、および５の基地局１０５の態様を参照して以下で説明される。いくつかの実施形態では、基地局１０５または他の装置は、以下で説明される機能エレメントを制御するためのコードの１つまたは複数のセットを実行することができる。
【０２３０】
[0079]  ブロック８０５で、信号生成モジュール２０５は、位相シフトキーイング（ＰＳＫ）、または直交振幅変調（ＱＡＭ）シンボルのような変調シンボルに符号化されたビットストリームをマッピングすることができる。
【０２３１】
[0080]  ブロック８１０で、信号生成モジュール２０５は、アラムーチ符号に少なくとも部分的に基づき得る、ＳＦＢＣにしたがって変調シンボルから２つの並列信号を生成することができる。
【０２３２】
[0081]  ブロック８１５で、サブアレイ形成モジュール３０５は、送信モジュール２１５に位置するアレイアンテナの素子の第１のセットから第１のサブアレイ３１５を形成することができる。第１のサブアレイ３１５は、送信モジュール２１５に位置し得る、サブアレイアンテナの素子の第１の半分から形成され得る。第１のサブアレイ３１５はまた、すべての他の素子、または素子のすべてのようなアレイ素子の他の構成から形成され得る。
【０２３３】
[0082]  ブロック８２０で、サブアレイ形成モジュール３０５は、送信モジュール２１５に位置するアレイアンテナの素子の第２のセットから第２のサブアレイ３２０を形成することができる。第２のサブアレイ３２０は、第１のサブアレイ３１５が形成された後のアレイアンテナの残りに素子から形成され得るか、またはそれは、第１のサブアレイ３１５と同じ素子のいくつか、またはすべてを含むことができる。
【０２３４】
[0083]  ブロック８２５で、ビームフォーミング重み選択モジュール３１０は、第１のサブアレイ３１５のためにビームフォーミング重みの第１のセットを選択することができ、ビームフォーミング重みの第２のセットは、第２のサブアレイ３２０のために選択され得る。選択されたビームフォーミング重みは、第１のサブアレイ３１５の電力放射パターンを、第２のサブアレイ３２０の電力放射パターンに対して補完的にさせることができる。重みは、再帰的関係に少なくとも部分的に基づいて選択され得る。
【０２３５】
[0084]  ブロック８３０で、送信モジュール２１５は、ビームフォーミング重みで２つのサブアレイ上で２つの信号を送信することができる。
【０２３６】
[0085]  したがって、方法８００は、ワイヤレス通信システムにおけるアレイアンテナを使用するデータの送信を提供することができる。方法８００は、単に１つの実装に過ぎず、方法８００の動作は、他の実装が可能であるように、再配置か、または違った形で修正され得ることは留意されるべきである。
【０２３７】
[0086]  次に図９に移ると、本開示の様々な態様にしたがった、ワイヤレス通信システムにおいてアレイアンテナを使用してデータを送信するための方法９００を描いているフローチャートが例示されている。明確性のために、方法９００は、図１−３、および５の基地局１０５の態様を参照して以下で説明される。いくつかの実施形態では、基地局１０５または他の装置は、以下で説明される機能エレメントを制御するためのコードの１つまたは複数のセットを実行することができる。
【０２３８】
[0087]  ブロック９０５で、信号生成モジュール２０５は、位相シフトキーイング（ＰＳＫ）、または直交振幅変調（ＱＡＭ）シンボルのような変調シンボルに符号化されたビットストリームをマッピングすることができる。
【０２３９】
[0088]  ブロック９１０で、信号生成モジュール２０５は、アラムーチ符号に少なくとも部分的に基づき得る、ＳＦＢＣにしたがって変調シンボルから２つの並列信号を生成することができる。
【０２４０】
[0089]  ブロック９１５で、サブアレイ形成モジュール３０５は、送信モジュール２１５に位置するアレイアンテナの素子の第１のセットから第１のサブアレイ３１５を形成することができる。第１のサブアレイ３１５は、送信モジュール２１５に位置し得る、アレイアンテナの素子の第１の半分から形成され得る。第１のサブアレイ３１５はまた、すべての他の素子、または素子のすべてのようなアレイ素子の他の構成から形成され得る。
【０２４１】
[0090]  ブロック９２０で、サブアレイ形成モジュール３０５は、送信モジュール２１５に位置するアレイアンテナの素子の第２のセットから第２のサブアレイ３２０を形成することができる。第２のサブアレイ３２０は、第１のサブアレイ３１５が形成された後のアレイアンテナの残りに素子から形成され得るか、またはそれは、第１のサブアレイ３１５と同じ素子のいくつか、またはすべてを含むことができる。
【０２４２】
[0091]  ブロック９２５で、ビームフォーミング重み選択モジュール３１０は、第１のサブアレイ３１５のためにビームフォーミング重みの第１のセットを選択することができ、ビームフォーミング重みの第２のセットは、第２のサブアレイ３２０のために選択され得る。一例では、ビームフォーミング重みは、第１のサブアレイ３１５の電力放射パターンを、第２のサブアレイ３２０の電力放射パターンに対して補完的にさせるために選択され得る。再帰的関係が、これらのビームフォーミング重みを選択するために使用され得る。
【０２４３】
[0092]  ブロック９３０で、送信モジュール２１５は、ビームフォーミング重みで２つのサブアレイ上で２つの信号を送信することができる。
【０２４４】
[0093]  ブロック９３５で、設計パラメータ更新モジュール５３０は、１つまたは複数の送信条件に少なくとも部分的に基づいて、少なくとも１つの設計パラメータ値を更新することができる。設計パラメータ値が更新された後、ビームフォーミング重み選択モジュール３１０は、更新された設計パラメータ値に少なくとも部分的に基づいてビームフォーミング重みを更新することができる。このことは、方法９００においてブロック９３５からブロック９２５に戻るように導いている矢印によって描かれている。したがって、設計パラメータ更新モジュール５３０は、第１のサブアレイ３１５のためにビームフォーミング重みの第１のセットを、第２のサブアレイのためにビームフォーミング重みの第２のセットを、更新するための手段であり得る。重みの更新は、少なくとも１つの設計パラメータ値の更新に少なくとも部分的に基づき得る。
【０２４５】
[0094]  したがって、方法９００は、ワイヤレス通信システムにおけるアレイアンテナを使用するデータの送信を提供することができる。方法９００は、単に１つの実装に過ぎず、方法９００の動作は、他の実装が可能であるように、再配置か、または違った形で修正され得ることは留意されるべきである。
【０２４６】
[0095]  次に図１０に移ると、アレイファクタ電力パターンの合計がセルの方位角の範囲をわたって一定であるように２つのサブアレイのためにビームフォーミング重みを選択するための方法１０００を描いているフローチャートが例示されている。明確性のために、方法１０００は、図１−３、および５の基地局１０５の態様を参照して以下で説明される。特に、方法１０００のいくつかのステップは、図２−３のビームフォーミングモジュール２１０によって実行され得る。いくつかの実施形態では、基地局１０５または他の装置は、以下で説明される機能エレメントを制御するためのコードの１つまたは複数のセットを実行することができる。
【０２４７】
[0096]  ブロック１００５で、ビームフォーミング重み選択モジュール３１０は、２つのサブアレイの各々におけるアンテナ素子４１０の数に等しい所望の数、ｎのビームフォーミング重みを選択することができる。
【０２４８】
[0097]  ブロック１０１０で、ビームフォーミング重み選択モジュール３１０は、何らかの正の整数ｑではｎ＝ｍ０×２ｑになるように第１のサブアレイ３１５のためにｍ０のビームフォーミング重み
【０２４９】
【数８９】
0006279742.tif 000090
【０２５０】
の最初のセットを、第２のサブアレイ３２０のためにｍ０の重み
【０２５１】
【数９０】
0006279742.tif 000091
【０２５２】
の別のセットを、選択することができる。ビームフォーミング重み選択モジュール３１０は、変数ｍをｍ０に初期化する。初期の重みは、上記の例で説明されたように１に設定され得るか、それらは１とは異なり得る。
【０２５３】
[0098]  ブロック１０１５で、ビームフォーミング重み選択モジュール３１０は、第１の設計パラメータ
【０２５４】
【数９１】
0006279742.tif 000092
【０２５５】
によって位相においてローテート（rotate）された第２のサブアレイ３２０のためのビームフォーミング重み
【０２５６】
【数９２】
0006279742.tif 000093
【０２５７】
と第１のサブアレイ３１５のためのビームフォーミング重み
【０２５８】
【数９３】
0006279742.tif 000094
【０２５９】
を連結させることができ、２ｍの係数の新たなセット
【０２６０】
【数９４】
0006279742.tif 000095
【０２６１】
を与える。
【０２６２】
[0099]  ブロック１０２０で、ビームフォーミング重み選択モジュール３１０は、第１のサブアレイ３１５のためのビームフォーミング重みの次のセット
【０２６３】
【数９５】
0006279742.tif 000096
【０２６４】
を得るために、第２の設計パラメータ
【０２６５】
【数９６】
0006279742.tif 000097
【０２６６】
によって結果として得られる２ｍの係数をローテート（rotate）させることができる。
【０２６７】
[0100]  ブロック１０２５で、ビームフォーミング重み選択モジュール３１０は、πラジアンおよび第１の設計パラメータ
【０２６８】
【数９７】
0006279742.tif 000098
【０２６９】
によって位相においてローテート（rotate）された第２のサブアレイ３２０のためのビームフォーミング重み
【０２７０】
【数９８】
0006279742.tif 000099
【０２７１】
と第１のサブアレイ３１５のためのビームフォーミング重み
【０２７２】
【数９９】
0006279742.tif 000100
【０２７３】
を連結させることができ、２ｍの係数の別のセット
【０２７４】
【数１００】
0006279742.tif 000101
【０２７５】
を与える。
【０２７６】
[0101]  ブロック１０３０で、ビームフォーミング重み選択モジュール３１０は、第２のサブアレイ３２０のためのビームフォーミング重みの次のセット
【０２７７】
【数１０１】
0006279742.tif 000102
【０２７８】
を得るために、第３の設計パラメータ
【０２７９】
【数１０２】
0006279742.tif 000103
【０２８０】
によってこの結果として得られる２ｍの係数のセットをローテート（rotate）させることができる。
[0102]  ブロック１０３５で、ビームフォーミング重み選択モジュール３１０は、２ｍが、第１のサブアレイ３１５および第２のサブアレイ３２０におけるアレイ素子４１０の所望の数、ｎに等しいかどうかを決定することができる。
【０２８１】
[0103]  ブロック１０４０で、２ｍがｎより一層小さいケースでは、ビームフォーミング重み選択モジュール３１０は、変数ｍを倍にする、すなわちｍ←２×ｍである。
【０２８２】
[0104]  ブロック１０４５で、２ｍ＝ｎであるケースでは、第１のサブアレイ３１５のためのビームフォーミング重みの数および第２のサブアレイ３２０のためのビームフォーミング重みの数は、それぞれのサブアレイにおけるアンテナ素子４１０の所望の数に等しくなる。そして送信モジュール２１５は、結果として得られる電力放射パターンの合計がセルの方位角の範囲をわたって一定であるように、第１のサブアレイ３１５のためのビームフォーミング重み
【０２８３】
【数１０３】
0006279742.tif 000104
【０２８４】
の第１のセットを使用して第１の信号を、第２のサブアレイ３２０のためのビームフォーミング重み
【０２８５】
【数１０４】
0006279742.tif 000105
【０２８６】
の第２のセットを使用して第２の信号を、送信することができる。
【０２８７】
[0105]  したがって方法１０００は、２つのサブアレイのためのビームフォーミング重みの選択を、それらのアレイファクタ電力パターンの合計がセルの方位角の範囲をわたって一定であるように提供することができる。方法１０００は、単に１つの実行に過ぎず、方法１０００の動作は、他の実装が可能であるように、再配置か、または違った形で修正され得ることは留意されるべきである。
【０２８８】
[0106]  本明細書で説明されている技法は、次世代空対地システム（next-generation Air-Ground system）のような様々なワイヤレス通信システムのために使用され得る。それはまた、ＣＤＭＡ、ＴＤＭＡ、ＦＤＭＡ、ＯＦＤＭＡ、ＳＣ−ＦＤＭＡ、および他のシステムのために使用され得る。「システム」および「ネットワーク」という用語は、しばしば交換可能に使用される。ＣＤＭＡシステムは、ＣＤＭＡ２０００、ユニバーサル地上無線アクセス（ＵＴＲＡ）等のような無線技術を実装することができる。ＣＤＭＡ２０００は、ＩＳ−２０００、ＩＳ−９５、ＩＳ−８５６規格をカバーする。ＩＳ−２０００リリース０およびＡは一般に、ＣＤＭＡ２０００  １Ｘ、１Ｘ等と称される。ＩＳ−８５６（ＴＩＡ−８５６）は一般に、ＣＤＭＡ２０００  １ｘＥＶ−ＤＯ、高速パケットデータ（ＨＲＰＤ）等と称される。ＵＴＲＡは、広帯域ＣＤＭＡ（ＷＣＤＭＡ（登録商標））およびＣＤＭＡの他の変形を含む。ＴＤＭＡシステムは、移動体通信のための全世界システム（ＧＳＭ（登録商標））のような無線技術を実装することができる。ＯＦＤＭＡシステムは、ウルトラモバイルブロードバンド（ＵＭＢ）、進化型ＵＴＲＡ（Ｅ−ＵＴＲＡ）、ＩＥＥＥ８０２．１１（Ｗｉ−Ｆｉ）、ＩＥＥＥ８０２．１６（ＷｉＭａｘ）、ＩＥＥＥ８０２．２０、Ｆｌａｓｈ−ＯＦＤＭ等のような無線技術を実装することができる。ＵＴＲＡおよびＥ−ＵＴＲＡは、ユニバーサルモバイルテレコミュニケ―ションシステム（ＵＭＴＳ）の一部である。３ＧＰＰ（登録商標）ロングタームエボリューション（ＬＴＥ）およびＬＴＥアドバンスト（ＬＴＥ−Ａ）は、Ｅ−ＵＴＲＡを使用するＵＭＴＳの最新リリースである。ＵＴＲＡ、Ｅ−ＵＴＲＡ、ＵＭＴＳ、ＬＴＥ、ＬＴＥ−Ａ、およびＧＳＭは、「第３世代パートナーシッププロジェクト」（３ＧＰＰ）という名称の組織による文書で説明されている。ＣＤＭＡ２０００およびＵＭＢは、「第３世代パートナーシッププロジェクト２」（３ＧＰＰ２）という名称の組織による文書で説明されている。本明細書で説明されている技法は、上記で言及されたシステムおよび無線技術、それに加えて他のシステムおよび無線技術のために使用され得る。しかしながら上記の説明は、例の目的でＬＴＥシステムを説明しており、ＬＴＥという専門用語が上記の説明のほとんどにおいて使用されているけれども、その技法はＬＴＥアプリケーションを超えて適用可能である。
【０２８９】
[0107]  添付図面に関連して上記で述べられた詳細な説明は、実例的な実施形態を説明しており、実装され得るか、または請求項の範囲内にある実施形態のみ（the only embodiments）を表すのではない。本説明全体にわたって使用されている「実例的」という用語は、「好ましい」または「他の実施形態に対して有利である」ということではなく、「例、事例、または例示としての役目をする」を意味する。詳細な説明は、説明されている技法の理解を提供する目的で、具体的な詳細を含む。しかしながら、これらの技術は、これらの具体的な詳細なしに実施され得る。いくつかの事例では、周知の構造およびデバイスは、説明されている実施形態の概念を暖味にすることを回避するためにブロック図の形態で図示されている。
【０２９０】
[0108]  情報および信号は、様々な異なる技術および技法のいずれかを使用して表され得る。例えば、上記の説明全体を通して参照され得るデータ、命令、コマンド、情報、信号、ビット、シンボル、およびチップは、電圧、電流、電磁波、磁場または磁性粒子、光学場または光学粒子、あるいはそれらの任意の組み合わせによって表され得る。
【０２９１】
[0109]  本明細書における開示に関連して説明されている様々な例示的なブロックおよびモジュールは、本明細書で説明されている機能を実行するように設計された、汎用プロセッサ、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）または他のプログラマブル論理デバイス、ディスクリートゲートまたはトランジスタ論理回路、ディスクリートハードウエアコンポーネント、あるいはそれらのあらゆる組み合わせを用いて、実装または実行され得る。汎用プロセッサは、マイクロプロセッサであり得るが、代わりとして、このプロセッサは、任意の従来型プロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、またはステートマシン（state machine）であり得る。プロセッサはまた、コンピューテイングデバイスの組み合わせ、例えば、ＤＳＰとマイクロプロセッサとの組み合わせ、複数のマイクロプロセッサ、ＤＳＰコアと連携する１つまたは複数のマイクロプロセッサ、あるいはあらゆる他のそのような構成、としても実装され得る。
【０２９２】
[0110]  本明細書で説明されている機能は、ハードウェア、プロセッサによって実行されるソフトウェア、ファームウェア、またはそれらのあらゆる組み合わせで実装され得る。プロセッサによって実行されるソフトウェアにおいて実装される場合、機能は、コンピュータ可読媒体上で１つまたは複数の命令またはコードとして記憶または送信され得る。他の例および実装は、本開示および添付の請求項の趣旨および範囲内にある。例えば、ソフトウェアの本質に起因して、上記で説明された機能は、プロセッサ、ハードウェア、ファームウェア、ハードワイヤリング、またはこれらの任意のものの組み合わせによって実行されるソフトウェアを使用して実装され得る。機能を実装する特徴はまた、様々なポジションに物理的に位置し、それは、機能の複数の部分が異なる物理的な位置において実装されるように分配されることを含む。また、請求項を含む本明細書で使用される場合、「のうちの少なくとも１つ」で始まる項目のリストにおいて使用されるような「または（or）」は、例えば「Ａ、Ｂ、またはＣのうちの少なくとも１つ」のリストが、Ａ、またはＢ、またはＣ、またはＡＢ、またはＡＣ、またはＢＣ、またはＡＢＣ（すなわち、ＡおよびＢおよびＣ）を意味するような離接的なリスト（disjunctive list）を示す。
【０２９３】
[0111]  コンピュータ可読媒体は、１つの場所から別の場所へのコンピュータプログラムの転送を容易にするあらゆる媒体を含む通信媒体およびコンピュータ記憶媒体の両方を含む。記憶媒体は、汎用または専用コンピュータによってアクセスされ得るあらゆる利用可能な媒体であり得る。限定ではなく例として、コンピュータ可読媒体は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ（登録商標）、ＣＤ−ＲＯＭまたは他の光学ディスクストレージ、磁気ディスクストレージまたは他の磁気記憶デバイス、あるいは命令またはデータ構造の形態で所望のプログラムコード手段を搬送または記憶するために使用され得る、および汎用もしくは専用コンピュータ、または汎用もしくは専用プロセッサによってアクセスされ得るあらゆる他の媒体を備えることができる。また、いずれの接続手段もコンピュータ可読媒体と適切に名付けられる。例えば、ソフトウェアが、ウェブサイトから、サーバから、あるいは、同軸ケーブル、光ファイパケーブル、ツイストペア、デジタル加入者線（ＤＳＬ）、または赤外線や、無線や、マイクロ波のようなワイヤレス技術を使用する他の遠隔ソースから送信された場合、同軸ケーブル、光ファイパケーブル、ツイストペア、ＤＳＬ、または赤外線や、無線や、マイクロ波のようなワイヤレス技術は、媒体の定義に含まれる。ディスク（disk）およびディスク（disc）は、本明細書で使用される場合、コンパクトディスク（disc）（ＣＤ）、レーザーディスク（登録商標）（disc）、光学ディスク（disc）、デジタル多用途ディスク（disc）（ＤＶＤ）、フロッピー（登録商標）ディスク（disk）、およびブルーレイディスク（disc）を含み、ここにおいて、ディスク（disk）は大抵、磁気的にデータを再生する一方で、ディスク（disc）は、レーザーを用いて光学的にデータを再生する。上記の組み合わせもまた、コンピュータ可読媒体の範囲内に含まれる。
【０２９４】
[0112]  本開示の先の説明は、当業者が本開示を製造または使用することを可能にするために提供されている。本開示に対する様々な修正は、当業者に容易に明らかになり、本明細書で定義された包括的な原理は、本開示の趣旨または範囲から逸脱せずに、他のバリエーションに適用され得る。本開示全体を通して、「例」または「実例的」という用語は、例または事例を示しており、言及された例関していかなる選好も暗示または要求していない。したがって本開示は、本明細書において説明されている例および設計に限定されるものではなく、本明細書で開示されている原理および新規の特徴と一致する最大範囲を与えられるものとする。
以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［Ｃ１］
ワイヤレス通信システムにおいてアレイアンテナを使用してデータを送信するための方法であって、
アレイアンテナのアレイ素子の第１のセットから第１のサブアレイを形成することと、
前記アレイアンテナのアレイ素子の第２のセットから第２のサブアレイを形成することと、
前記第１のサブアレイのためにビームフォーミング重みの第１のセット、および前記第２のサブアレイのためにビームフォーミング重みの第２のセットを選択することと、前記選択されたビームフォーミング重みは、前記第１のサブアレイの電力放射パターンをセルの方位角の範囲にわたって前記第２のサブアレイの電力放射パターンに対して補完的にさせ、前記選択することは、前記第１のサブアレイおよび前記第２のサブアレイにおける素子の数に少なくとも部分的に基づいた再帰的関係に少なくとも部分的に基づく、
を備える、方法。
［Ｃ２］
前記再帰的関係は、初期数の２倍の素子を用いたビームフォーミング重みの第５のセット、および前記初期数の２倍の素子を用いたビームフォーミング重みの第６のセットを構築するために、前記初期数の素子を用いたビームフォーミング重みの第３のセット、および前記初期数の素子を用いたビームフォーミング重みの第４のセットを使用するための反復可能なアルゴリズムを備える、Ｃ１に記載の方法。
［Ｃ３］
前記第１のサブアレイおよび前記第２のサブアレイを使用して制御チャネルを送信すること、
をさらに備える、Ｃ１に記載の方法。
［Ｃ４］
前記第１のサブアレイを使用して第１の信号を、前記第２のサブアレイを使用して第２の信号を、送信すること、をさらに備え、前記送信することは、空間周波数ブロック符号（ＳＦＢＣ）に少なくとも部分的に基づき、前記ＳＦＢＣは、アラムーチ符号に少なくとも部分的に基づく、Ｃ１に記載の方法。
［Ｃ５］
前記第１のサブアレイの前記電力放射パターンと、前記第２のサブアレイの前記電力放射パターンの合計は、前記セルの前記方位角の前記範囲をわたって一定である、Ｃ１に記載の方法。
［Ｃ６］
前記アレイ素子の第１のセットおよび前記アレイ素子の第２のセットは、同じ素子パターンを備える、Ｃ１に記載の方法。
［Ｃ７］
前記第１のサブアレイ、または前記第２のサブアレイのうちの少なくとも１つのアレイ素子は、前記セルの前記方位角の前記範囲をわたって無指向性である、Ｃ１に記載の方法。
［Ｃ８］
前記アレイアンテナは、等間隔リニアアレイアンテナである、Ｃ１に記載の方法。
［Ｃ９］
前記再帰的関係は、少なくとも１つの設計パラメータ値に少なくとも部分的に基づく、Ｃ１に記載の方法。
［Ｃ１０］
前記少なくとも１つの設計パラメータ値は、１つまたは複数の送信条件に少なくとも部分的に基づく、Ｃ９に記載の方法。
［Ｃ１１］
前記第１のサブアレイのための前記ビームフォーミング重みの第１のセット、および前記第２のサブアレイのための前記ビームフォーミング重みの第２のセットを更新すること、をさらに備え、前記更新することは、前記少なくとも１つの設計パラメータ値の更新に少なくとも部分的に基づく、Ｃ９に記載の方法。
［Ｃ１２］
ワイヤレス通信システムにおいてアレイアンテナを使用してデータを送信するための装置であって、
アレイアンテナのアレイ素子の第１のセットから第１のサブアレイを形成するための手段と、
前記アレイアンテナのアレイ素子の第２のセットから第２のサブアレイを形成するための手段と、
前記第１のサブアレイのためにビームフォーミング重みの第１のセット、および前記第２のサブアレイのためにビームフォーミング重みの第２のセットを選択するための手段と、前記選択されたビームフォーミング重みは、前記第１のサブアレイの電力放射パターンをセルの方位角の範囲にわたって前記第２のサブアレイの電力放射パターンに対して補完的にさせ、前記選択することは、前記第１のサブアレイおよび前記第２のサブアレイにおける素子の数に少なくとも部分的に基づいた再帰的関係に少なくとも部分的に基づく、
を備える、装置。
［Ｃ１３］
前記第１のサブアレイおよび前記第２のサブアレイを使用して制御チャネルを送信するための手段、
をさらに備える、Ｃ１２に記載の装置。
［Ｃ１４］
前記第１のサブアレイを使用して第１の信号を、および、前記第２のサブアレイを使用して第２の信号を、送信するための手段、をさらに備え、前記送信することは、空間周波数ブロック符号（ＳＦＢＣ）に少なくとも部分的に基づき、前記ＳＦＢＣは、アラムーチ符号に少なくとも部分的に基づく、Ｃ１２に記載の装置。
［Ｃ１５］
前記第１のサブアレイの前記電力放射パターンと、前記第２のサブアレイの前記電力放射パターンの合計は、前記セルの前記方位角の前記範囲をわたって一定である、Ｃ１２に記載の装置。
［Ｃ１６］
前記アレイ素子の第１のセットおよび前記アレイ素子の第２のセットは、同じ素子パターンを備える、Ｃ１２に記載の装置。
［Ｃ１７］
前記アレイアンテナは、等間隔リニアアレイアンテナである、Ｃ１２に記載の装置。
［Ｃ１８］
前記再帰的関係は、少なくとも１つの設計パラメータ値に少なくとも部分的に基づく、Ｃ１２に記載の装置。
［Ｃ１９］
前記少なくとも１つの設計パラメータ値は、１つまたは複数の送信条件に少なくとも部分的に基づく、Ｃ１８に記載の装置。
［Ｃ２０］
前記第１のサブアレイのための前記ビームフォーミング重みの第１のセット、および前記第２のサブアレイのための前記ビームフォーミング重みの第２のセットを更新するための手段、をさらに備え、前記更新することは、前記少なくとも１つの設計パラメータ値の更新に少なくとも部分的に基づく、Ｃ１８に記載の装置。
［Ｃ２１］
ワイヤレス通信システムにおいてアレイアンテナを使用してデータを送信するための装置であって、
プロセッサと、
前記プロセッサと電子通信状態にあるメモリと、
前記メモリに記憶された命令と、
を備え、前記命令は、
アレイアンテナのアレイ素子の第１のセットから第１のサブアレイを形成することと、
前記アレイアンテナのアレイ素子の第２のセットから第２のサブアレイを形成することと、
前記第１のサブアレイのためにビームフォーミング重みの第１のセット、および前記第２のサブアレイのためにビームフォーミング重みの第２のセットを、選択することと、前記選択されたビームフォーミング重みは、前記第１のサブアレイの電力放射パターンをセルの方位角の範囲にわたって前記第２のサブアレイの電力放射パターンに対して補完的にさせ、前記選択することは、前記第１のサブアレイおよび前記第２のサブアレイにおける素子の数に少なくとも部分的に基づいた再帰的関係に少なくとも部分的に基づく、
を前記プロセッサによって実行可能である、装置。
［Ｃ２２］
前記命令は、
前記第１のサブアレイを使用して第１の信号を、および前記第２のサブアレイを使用して第２の信号を、送信すること、を前記プロセッサによって実行可能であり、前記送信することは、空間周波数ブロック符号（ＳＦＢＣ）に少なくとも部分的に基づき、前記ＳＦＢＣは、アラムーチ符号に少なくとも部分的に基づく、Ｃ２１に記載の装置。
［Ｃ２３］
前記再帰的関係は、少なくとも１つの設計パラメータ値に少なくとも部分的に基づく、Ｃ２１に記載の装置。
［Ｃ２４］
前記少なくとも１つの設計パラメータ値は、１つまたは複数の送信条件に少なくとも部分的に基づく、Ｃ２３に記載の装置。
［Ｃ２５］
前記命令は、
前記第１のサブアレイのための前記ビームフォーミング重みの第１のセット、および前記第２のサブアレイのための前記ビームフォーミング重みの第２のセットを更新すること、を前記プロセッサによって実行可能であり、前記更新することは、前記少なくとも１つの設計パラメータ値の更新に少なくとも部分的に基づく、Ｃ２３に記載の装置。
［Ｃ２６］
ワイヤレス通信システムにおいてアレイアンテナを使用してデータを送信するための非一時的なコンピュータ可読媒体であって、
アレイアンテナのアレイ素子の第１のセットから第１のサブアレイを形成することと、
前記アレイアンテナのアレイ素子の第２のセットから第２のサブアレイを形成することと、
前記第１のサブアレイのためにビームフォーミング重みの第１のセット、および前記第２のサブアレイのためにビームフォーミング重みの第２のセットを、選択することと、前記選択されたビームフォーミング重みは、前記第１のサブアレイの電力放射パターンをセルの方位角の範囲にわたって前記第２のサブアレイの電力放射パターンに対して補完的にさせ、前記選択することは、前記第１のサブアレイおよび前記第２のサブアレイにおける素子の数に少なくとも部分的に基づいた再帰的関係に少なくとも部分的に基づく、
をプロセッサによって実行可能である命令を記憶する、非一時的なコンピュータ可読媒体。
［Ｃ２７］
前記命令は、
前記第１のサブアレイを使用して第１の信号、および前記第２のサブアレイを使用して第２の信号を、送信することを前記プロセッサによって実行可能であり、前記送信することは、空間周波数ブロック符号（ＳＦＢＣ）に少なくとも部分的に基づき、前記ＳＦＢＣは、アラムーチ符号に少なくとも部分的に基づく、Ｃ２６に記載の非一時的なコンピュータ可読媒体。
［Ｃ２８］
前記再帰的関係は、少なくとも１つの設計パラメータ値に少なくとも部分的に基づく、Ｃ２６に記載の非一時的なコンピュータ可読媒体。
［Ｃ２９］
前記少なくとも１つの設計パラメータ値は、１つまたは複数の送信条件に少なくとも部分的に基づく、Ｃ２８に記載の非一時的なコンピュータ可読媒体。
［Ｃ３０］
前記命令は、
前記第１のサブアレイのための前記ビームフォーミング重みの第１のセット、および前記第２のサブアレイのための前記ビームフォーミング重みの第２のセットを更新すること、を前記プロセッサによって実行可能であり、前記更新することは、前記少なくとも１つの設計パラメータ値の更新に少なくとも部分的に基づく、Ｃ２８に記載の非一時的なコンピュータ可読媒体。
【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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