(57)【要約】  本発明は、少なくとも１つのアンテナ27;38;47;57;77;88と通信中の送信器Ｔｘにおいてパラメータを調整するための方法に関する。前記方法が、各アンテナ27;38;47;57;77;88の少なくとも１つの反射係数Ｓ11を測定するステップを有する。アンテナは送信アンテナ及び／又は受信アンテナであってよい。好ましい実施形態おいて、アンテナキャリブレーションは、個々の送信器チェイン481;482;781;782についての測定伝播時間を測定することにより実施され、前記信号が全ての送信アンテナから同時に装置に送信されることを確実にするために、個々の送信器チェイン481;482;781;782間の遅延時間の差を補償する。
2010531571.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つのアンテナ(27;38;47;57;77;88)と通信中の送信器(Tx)において送信パラメータを適応させる方法であって、
前記送信器(Tx)から信号を送信するステップと、
各アンテナ(27;38;47;57;77;88)について前記信号の少なくとも１つの反射係数(S11)を測定するステップと、
前記測定した反射係数(S11)に基づいて前記送信パラメータを適応させるステップとを有することを特徴とする方法。
【請求項２】
前記送信パラメータを適応させるステップが、アンテナ選択、電力割り当て、ビーム形成重み付け、変調、又はコーディングのいずれかの組み合わせを有することを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記電力割り当てが、周波数領域で実行されることを特徴とする請求項２記載の方法。
【請求項４】
前記電力割り当てが、複数アンテナシステムにおける異なる送信アンテナ(47;77)間で実行されることを特徴とする請求項２又は請求項３記載の方法。
【請求項５】
前記反射係数が、周波数の関数として測定されることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
前記少なくとも１つのアンテナが、前記送信器(Tx)が接続される少なくとも１つの送信アンテナ(27;47;57;77)となるように選択され、前記反射係数が送信アンテナ(27;47;57;77)の各々について測定されるとともに、前記送信パラメータを適応させるステップが、周波数における電力割り当てを算出するために前記少なくとも１つの送信アンテナ(27;47;57;77)に亘るウォーターフィリングを行うステップを有することを特徴とする請求項５記載の方法。
【請求項７】
前記少なくとも１つのアンテナが、前記送信器(Tx)が接続される複数の送信アンテナ(47;77)となるように選択され、送信アンテナ(47;77)の各々についての前記反射係数が、周波数帯に亘る平均値として求められることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
各送信アンテナは１つ以上のアンテナ素子(22)を有し、前記平均値が、各アンテナ素子(22)について測定された前記反射係数(S11)から算出されることを特徴とする請求項７記載の方法。
【請求項９】
前記平均値が、各送信アンテナ(47)について測定されることを特徴とする請求項７記載の方法。
【請求項１０】
前記送信パラメータを適応させるステップが、前記複数の送信アンテナ(47)に亘ってウォーターフィリングを行うステップを有することを特徴とする請求項７乃至請求項９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】
送信選択ダイバーシチが用いられるとともに、前記送信パラメータを適応させるステップが、どの送信アンテナ(47)で送信を行うかを選択するステップを有することを特徴とする請求項６乃至請求項９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１２】
前記少なくとも１つのアンテナが、受信ユニット(42;92)における少なくとも１つの受信アンテナ(38;88)となるように選択され、
前記方法が、
前記送信器から前記受信ユニットへのチャネル状況を、前記受信ユニット(42;92)において測定された１つ以上の反射係数に基づいて予測するステップと、
前記送信パラメータを適応させるため、反射係数に関する情報を前記送信器(Tx)へ通知するステップとをさらに有することを特徴とする請求項５記載の方法。
【請求項１３】
前記チャネル状況に関する情報が、送信に適した周波数及び送信に適さない周波数の少なくとも一方を含むことを特徴とする請求項１２記載の方法。
【請求項１４】
前記１つ以上の反射係数が、前記適応ユニット(31;81)において生成される信号に関して測定され、前記受信アンテナ(38;88)へ送信されることを特徴とする請求項１２又は請求項１３記載の方法。
【請求項１５】
前記受信器ユニットが時分割多重(TDD)ユニットであり、前記１つ以上の反射係数は前記ＴＤＤユニットが送信中のタイムスロットの間に測定されることを特徴とする請求項１２又は請求項１３記載の方法。
【請求項１６】
前記少なくとも１つのアンテナが、前記送信器(Tx)が接続される複数の送信アンテナ(47;77)となるように選択され、
前記方法が、
受信ユニット(92)からの情報なしに、個々の送信器チェイン(481;482;781;782)についての前記遅延時間を求めるステップと、
前記信号が全ての送信アンテナ(47;77)から同時に送信されることを確実にするために、前記個々の送信器チェイン(481;482;781;782)についての遅延時間の差を補償するステップとをさらに有することを特徴とする請求項１乃至請求項１１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１７】
前記個々の送信器チェイン(481;482;781;782)についての遅延時間が、
前記送信器(Tx)におけるアンテナポートから各送信アンテナ(47;77)への個々の送信器チェイン(481;482;781;782)における伝播時間を測定し、
前記個々の送信器チェイン(481;482;781;782)間の遅延時間の差を補償するための遅延時間を算出することによって得られることを特徴とする請求項１６記載の方法。
【請求項１８】
さらに、前記測定された１つ以上の反射係数を一定の間隔で更新するステップをさらに有することを特徴とする請求項１乃至請求項１７記載の方法。
【請求項１９】
前記送信器(Tx)及び前記少なくとも１つのアンテナがモバイルユニットに設けられている場合は、基地局に設けられている場合よりも前記更新の速度が高いことを特徴とする請求項１８記載の方法。
【請求項２０】
前記更新の速度が、モバイルユニットについては、１秒に１回又はそれ以上であることを特徴とする請求項１９記載の方法。
【請求項２１】
送信器(Tx)に接続された複数の送信アンテナ(47;77)を有する送信システムを較正する方法であって、
信号を前記送信器(Tx)から個々の送信器チェイン(481;482;781;782)を介して各送信アンテナ(47;77)へ送信するステップと、
受信ユニット(92)からの情報なしに個々の送信器チェインについての前記遅延時間を求めるステップと、
前記信号が全ての送信アンテナ(47;77)から同時に送信されることを確実にするために、前記個々の送信器チェイン(481;482;781;782)間の遅延時間の差を補償するステップとを有することを特徴とする方法。
【請求項２２】
前記遅延時間を求めるステップが、
個々の送信器チェイン(481;482;781;782)についての伝播時間を測定するステップと、
前記測定された伝播時間に基づいて個々の送信器チェインの各々についての遅延時間を算出するステップとを有することを特徴とする請求項２０記載の方法。
【請求項２３】
前記送信システムが、無線通信システムにおける基地局及びモバイルユニットに設けられるように選択されることを特徴とする請求項２１又は請求項２２記載の方法。
【請求項２４】
少なくとも１つのアンテナを有し、送信器(Tx)から送信されている信号の少なくとも１つの反射係数を各アンテナについて測定するように構成されたノードであって、請求項１乃至請求項５に従って前記送信器(Tx)において送信パラメータを適応させるための手段(21;31;41;51;61;71)をさらに備えることを特徴とするノード。
【請求項２５】
前記少なくとも１つのアンテナが少なくとも１つの送信アンテナ(27;47;57;67;77)を有し、前記ノードが、前記少なくとも１つの送信アンテナに接続されている前記送信器(Tx)と、請求項６乃至請求項１１のいずれか１項に従って前記送信器(Tx)において前記送信パラメータを適応させるための手段(21;41;51;61;71;81)とをさらに有することを特徴とする請求項２４記載のノード。
【請求項２６】
前記少なくとも１つのアンテナが少なくとも１つの受信アンテナ(38;68)を有し、前記ノードが、請求項１２乃至請求項１５のいずれか１項に従ってチャネル状況を予測し、前記チャネル状況に関する情報を前記送信器に通知するための手段(31;81)を備える受信ユニット(42;92)であることを特徴とする請求項２４記載のノード。
【請求項２７】
前記送信器(Tx)が複数の送信アンテナ(47;77)に接続され、個々の送信器チェイン(481;482;781;782)における伝播時間を測定する手段と、前記個々の送信器チェイン(481;482;781;782)間の遅延時間の差を補償するための遅延時間を算出する手段をさらに有することを特徴とする請求項２４又は請求項２５記載のノード。
【請求項２８】
前記測定された反射係数を定期的に更新するための手段を有することを特徴とする請求項２４乃至請求項２７のいずれか１項に記載のノード。
【請求項２９】
基地局(60)であることを特徴とする請求項２４乃至請求項２８のいずれか１項に記載のノード。
【請求項３０】
モバイルユニット(63)であることを特徴とする請求項２４乃至請求項２８のいずれか１項に記載のノード。
【請求項３１】
請求項２４乃至請求項３０のいずれか１項に記載のノードを少なくとも１つ有することを特徴とする無線通信システム。
【請求項３２】
複数の送信アンテナ(47;77)に接続された送信器(Tx)を有するノードであって、信号を前記送信器(Tx)から各送信アンテナ(47;77)へ個々の送信器チェイン(481;482;482;782)を介して送信するように構成されるとともに、
受信ユニット(92)からの情報なしに個々の送信器チェイン(481;482;781;782)についての前記遅延時間を求めるための手段(41;71)と、
前記信号が全ての送信アンテナ(47;77)から同時に送信されることを確実にするために、前記個々の送信器チェイン(481;482;781;782)間の遅延時間の差を補償するための手段とを有することを特徴とするノード。
【請求項３３】
前記遅延時間を求めるための手段が、
前記送信器(Tx)におけるアンテナポートから各送信アンテナ(47;77)への前記個々の送信器チェイン(481;482;781;782)における伝播時間を測定するための手段と、
前記測定された測定伝播時間に基づいて、前記個々の送信器チェイン(481;482;781;782)についての遅延時間を算出するための手段とを有することを特徴とする請求項３１記載のノード。
【請求項３４】
前記ノードが、無線通信システムにおける基地局(60)及びモバイルユニット(63)の少なくともいずれかであることを特徴とする請求項３２又は請求項３３記載のノード。
【請求項３５】
請求項３２乃至請求項３４のいずれか１項に記載のノードを少なくとも１つ有することを特徴とする無線通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は適応アンテナ送信のための方法及びアンテナ較正のための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
送信パラメータを現状のチャネル状況に適応させることにより、無線通信システムの性能が向上することはよく知られている。適応可能なパラメータには例えば、周波数領域並びにマルチアンテナシステムにおける異なるアンテナにおける電力割り当てや、変調、コーディングなどがある。
【０００３】
チャネル状態情報(CSI)を用いることで、送信器は、利用可能な電力を、フェージングがひどい状況下の周波数で無駄にすることなく、良好なチャネル状況を有する周波数スペクトルの部分に割り当てることができる。良好なチャネル状況を有するスペクトルの部分では、より次数の高い変調及びより低いコーディングレートを用いることもまた有利である。
【０００４】
将来のモバイルシステムにおいては、より広い帯域が用いられるであろうから、広帯域アンテナが用いられるであろう。しかし、これら広帯域アンテナの利得は全ての周波数範囲で等しいわけではない。ハンドヘルド機器では、さまざまな周波数での利得は、アンテナとユーザとが相互に影響し合うことによっても変化するであろう。CSIが受信器から送信器へ報告されるシステムでは、報告されるCSIにアンテナ利得が組み込まれるであろう。
【０００５】
複数の送信アンテナを用いるシステムでは、送信パラメータを個々のアンテナについての最新のチャネル状況に適応させることでシステム容量が改善することも知られている。ここでも、フェージングがひどい、あるいは他の理由によりチャネル状況が悪いアンテナで電力を浪費しないようにしている。
【０００６】
最適な電力割り当ては、送信器が完全なCSI(full CSI)を有する場合のみ達成できる。CSIが送信器に無い場合、送信器は最新のチャネル状況への適応を行うことができず、最良の方策は、図５に示すように、全ての周波数帯を通じて等しい電力、等しい変調フォーマット及び等しいコーディングレートで、かつ全てのアンテナで送信することである。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】3GGP R1-071048、”ノードＢ ＲＦフロントエンド較正をサポートする測定レポート機構の必要性”，エリクソン
【非特許文献２】3GGP R1-071602、”アレイ較正の欠如−プリコーディング性能への影響”，エリクソン
【非特許文献３】アジレントAN 1287-2、”ネットワークアナライザのアーキテクチャの研究”，アジレントテクノロジー
【発明の概要】
【０００８】
本発明の目的は、チャネル状況に関する情報を取得する必要無しに、送信器の送信パラメータを適用させるための方法を提供することにある。
【０００９】
送信器で１つ以上の反射係数を測定することにより、異なる周波数及び／又は（複数のアンテナが設けられていれば）異なるアンテナにおける相対的なアンテナ利得を推定可能である。そして、CSIを用いずに、周波数／アンテナ依存反射係数に基づいて、送信器は送信パラメータを適応させることが可能である。
【００１０】
反射係数を測定する際、アンテナポートから実際のアンテナへの伝播時間、すなわちアンテナフィーダ等に起因する遅延を測定することも可能である。信号が全てのアンテナから同時に送信されるものとすれば、複数のアンテナを用いるシステムにおいては、様々な送信器チェインにおける様々な時間遅延を補償することが可能である。信号が既知の振幅及び位相で送信されることを確実にすることが可能である。これはしばしばアンテナ較正と呼ばれる。
【００１１】
本発明による利点は、電力割り当て、変調フォーマット、コーディングレート等を適応させない場合に比べ、適応が最適ではないけれども無線通信システムの性能を向上することが可能なことである。
【００１２】
本発明の別の利点は、ユーザとハンドヘルドモバイル機器との相互の影響が考慮されていることにより、性能が改善されることである。
【００１３】
好適な実施形態の詳細な説明により、さらなる目的並びに利点が当業者に明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】通信チャネルを示す図。
【図２】送信器チェインに実装された本発明の第１実施形態を備える、通信チャネルの送信器チェインを示す図。
【図３】受信器チェインに実装された本発明の第２の実施形態を備える通信チャネルを示す図である。
【図４】本発明で用いる、測定された反射係数のプロットを示す図。
【図５】従来技術に係るOFDMシステムにおける、均一電力割り当てを示す図。
【図６ａ】本発明に係るOFDMシステムにおける電力割り当てを示す図。
【図６ｂ】本発明に係るOFDMシステムにおける電力割り当てを示す図。
【図６ｃ】本発明に係るOFDMシステムにおける電力割り当てを示す図。
【図７ａ】送信器チェインに実装された本発明の第３実施形態を備える、通信チャネルの送信器チェインを示す図。
【図７ｂ】図７ａにおける送信器チェインについての送信アンテナ間の電力割り当てを示す図。
【図８ａ】図７ａにおける個々の送信アンテナに対する電力割り当てを周波数の関数として示す図。
【図８ｂ】図７ａにおける個々の送信アンテナに対する電力割り当てを周波数の関数として示す図。
【図９ａ】送信器チェインに実装された本発明の第４実施形態を備える、通信チャネルの送信器チェインを示す図。
【図９ｂ】図９ａにおける送信アンテナについてのアンテナ素子間の電力割り当てを示す図。
【図１０】本発明に係る電気通信システムを示す図。
【図１１】受信器チェインに実装された本発明の第５の実施形態を備える通信チャネルを示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１は、信号源１１と、受信ユニット１２のスピーカ、表示メモリ等とを相互接続する通信チャネル１０の様々な部分を示している。通信チャネル１０は送信器チェイン１３、無線チャネル１４及び受信器チェイン１５を備える。送信器チェイン１３は、本実施形態においては送信器Ｔｘ、送信分配ネットワーク１６及び３つの送信アンテナ１７を備えている。なお、送信アンテナ１７の各々は、１つ以上のアンテナ素子（図示せず）を有する。受信器チェイン１５は、本実施形態においては２つの受信アンテナ１８と、受信分配ネットワーク１９及び受信器Ｒｘとを備え、受信器Ｒｘは、受信データを処理し、情報を受信ユニット１２内のデバイスに情報を転送する手段を備える。
【００１６】
各送信アンテナ１７は、送信器Ｔｘ及び送信分配ネットワーク１６の一部を含むそれぞれの送信器チェインを介して信号源１１に接続されている。各受信アンテナ１８は、受信器Ｒｘ及び受信分配ネットワーク１９の一部を含むそれぞれの受信チェイン受信器Ｒｘを介して受信器Ｒｘに接続されている。
【００１７】
チャネル状況に関する情報は送信器ユニットによって求められ、CSIと記した点線で示すように送信器へ報告されるのが伝統的である。CSIは全ての(complete)通信チャネルに関する情報を含んでいるため、送信器ＴｘはCSIに基づいて送信パラメータを適応する。
【００１８】
送信器チェイン１３が複数の送信アンテナ１７を備え、かつビーム形成を用いるか、プリコーディングの別の型式を用いる場合、アンテナの較正、すなわち送信アンテナから信号が同時に送信されること及び信号が既知の振幅及び位相を有することを確認するために個々の送信器チェインを調整することが必要かもしれない。非特許文献１及び２に記載されるように、これは通常、送信アンテナを通じて通信しているユーザ端末に較正測定レポートを要求し、その後ＲＦチェイン障害を補償するためのパラメータを推定することによって実現される。
【００１９】
図２は、適応回路２１の第１の実施形態を備える通信チャネルの送信器チェイン２０を示す。送信器チェイン２０は信号源１１に接続された送信器Ｔｘと、送信器Ｔｘに接続された分配ネットワーク２６と、アンテナパネル２３に配置された５つのアンテナ素子２２を有する１つの送信アンテナ２７とを備える。アンテナ２７に組み込まれたビーム形成ネットワーク２４は、送信器Ｔｘからの信号を供給され、また、個々のアンテナ素子２２に接続されている。ビーム形成ネットワーク２４は、位相シフタ及び個々のアンテナ素子２２に供給されている信号の振幅を適応させるための手段とを有してよい。方向性結合器２５は適応回路２１とともに反射係数を求めるために用いられる。適応回路２１は好ましくは送信した基準信号と基準信号の反射とを比較することのできる受信器を備え、それによってＳ11を算出する。反射係数を求めるためのシステムは、非特許文献３に記載されている。基準信号は送信器Ｔｘからの通常送信であっても、適応回路で生成されて送信器のアイドル期間に送信器から送信されてもよい。
【００２０】
独創的なコンセプトは、通常Ｓ11と表記される、各アンテナでの信号の反射係数を、適応回路２１を用いて測定する能力に依存する。本実施形態においてＳ11は周波数の関数、すなわちＳ11（ｆ）として測定され、反射係数に基づいて、様々な周波数上で相対アンテナ利得を推定することができる。そして、チャネル状態情報CSIのフィードバック無しに、測定された周波数依存の反射係数に基づき、送信器において送信パラメータを適応させることが可能である。送信プロパティを適応させる際には、Ｔｘチェイン２０の特性のみが考慮されるであろう。そのため、従来のCSIを用いた適応と比較すると準最適(sub-optimal)となるであろう。しかし、電力割り当て、変調フォーマット、コーディングレート等を適応しない場合と比較すれば、準最適改善は依然として改善を与えるであろう。
【００２１】
反射係数Ｓ11（ｆ）は、アンテナ（及び送信チェインの他の部分）によって反射された送信電力の大きさの指標である。反射されなかった電力は、アンテナによって送信されたものと仮定することができる。一部はアンテナの内部負荷において消費(burn)されるであろうが、内部負荷における損失エネルギーの断片(fraction)はしばしば小さく、周波数依存性を持たないか、周波数依存性が非常に小さい。そのため、周波数に対する最適な電力割り当てに影響を与えないであろう。従って、送信電力のうち実際に送信された部分、すなわち伝達関数Ｈ（ｆ）は、以下のように表すことができる。
【００２２】
【数１】
2010531571.tif 000003
【００２３】
図２に示すように、送信器でＳ11（ｆ）がＴｘチェインについて測定されるとすると、以下により詳細に説明するように、”ウォーターフィリング(water filling)”を実行することにより、CSIを用いずに送信器で準最適電力割り当てを算出することができる。図３とともに示すように、反射係数Ｓ11は同様にしてＲｘチェインについても測定されてよい。以下の、説明のための例においては、Ｔｘチェインについての反射係数Ｓtx11（図４における実線）及びＲｘチェインについての相対係数Ｓrx11（図４における点線）が測定されており、対応する伝達関数Ｈtx及びＨrxが式（１）を用いて算出されており、独創的なコンセプトの説明に用いられる。
【００２４】
図３は、適応回路３１を備える通信チャネルの受信器チェイン３０を示している。受信器チェイン３０は、受信ユニット４２内のデバイスに接続された受信器Ｒｘと、受信器Ｒｘと３つのアンテナ素子３２を有する１つの受信アンテナ３８のアンテナポートに接続された分配ネットワーク３９とを備える。送信器Ｔｘから送信された信号はアンテナ素子３２によって受信され、分配ネットワーク３９を通じて受信器Ｒｘへ転送される。方向性結合器３３は、適応回路３１とともに反射係数を求めるために用いられる。適応回路３１は、好ましくは、送信された基準信号と基準信号の反射とを比較可能な受信器を備え、それによってＳ11を算出する（非特許文献３参照）。適応回路３１は受信器アンテナ３８へ送信されて受信器アンテナ３８のアンテナ素子３２で反射される弱い信号を生成し、反射係数を求めることができる。受信信号の歪み及び／又は同一周波数上で通信中の他のユニットへの干渉を回避するため、適応回路３１によって生成される弱い信号は、受信器Ｒｘが送信器Ｔｘから何の信号も受信していない際に送信されるべきものとして選択されるか、弱い信号の大きさが、受信される信号の大きさよりもずっと小さいことが好ましい。時分割（ＴＤＤ）ユニットにおいて、１つ以上の反射係数の測定は、受信器チェイン及び送信チェインが較正されるならば、そのユニットが送信しているタイムスロットの間に実施することができる。そして、そのユニットは、特別な基準信号の送信を必要とせずに、送信されたデータを基準として用いることができる。本実施形態において適応回路３１は、基地局又はモバイルユニットのような受信器ユニット４２内に配置され、チャネル状況に関する情報は、それを用いて送信パラメータを適応するよう、送信器Ｔｘへ通知されている。この通知は一般に、完全なCSIフィードバックと比較して非常に少ない頻度の通知しか必要としないであろう。
【００２５】
受信ユニットにおいて１つ以上の反射係数を測定するための装置は、受信器が例えば所定の周波数帯についての選択(preference)を通知すべきである（OFDMにおけるサブキャリア割り当て）が、受信器がチャネル状況を推定可能な信号をまだ受信していていない場合に有用であろう。そのような状況は、例えばランダムアクセス中やパイロットシンボルが利用可能な周波数帯の全体に亘って送信されていない場合に起こりうる。受信器で反射係数を測定することにより、受信ユニットは良好なチャネル状況をサポートする可能性の高い周波数を予測することができる。最も重要なのは、現在受信アンテナの適合が不完全な周波数の利用を回避できることである。
【００２６】
本発明を、OFDM（直交周波数分割多重）システムを用いて説明する。これは、このシステムが周波数領域で動作するからである。しかし、本発明はOFDMシステムに限定されず、WCDMAのような他の電気通信システムにおいて実施されてもよい。
【００２７】
図４は、反射係数Ｓ11を、相対電力[dB]を単位として、OFDMシステムのサブキャリアインデックス[n]の関数としてプロットした図である。図２とともに説明した送信チェインについて測定された反射係数Ｓtx11は薄い実線で、図３とともに説明した受信チェインについて測定された反射係数Ｓrx11は点線で図示されている。算出される合成反射係数
【数２】
2010531571.tif 000004
がさらに、太い実線で図示されている。図４における相対電力は、Ｓtx11については送信器からの送信電力に関し、Ｓrx11については受信への入来電力に関する。
【００２８】
図５は、６４のサブキャリアを有するOFDMシステムについての送信パラメータ適応を説明する電力割り当てグラフを示し、バーの各々がサブキャリアを表している。各バーの塗りつぶされた部分は、送信チェイン及び受信チェインの両方の伝達逆関数（Ｈtx＊Ｈrx）-1を表している。なお、無線チャネルの伝達関数は省略されていることに留意されたい。上述の通り、従来例によれば、均等電力割り当てが適用されている。均等電力割り当ては、各バーの塗りつぶされた部分の上に、Ｔｘ電力としてグラフに図示されている
【００２９】
一例として、既知の伝達関数Ｈ（ｆ）を有するOFDMシステムにおけるサブキャリアｎ上の電力割り当ては以下のように算出することができる。
【数３】
2010531571.tif 000005
ここで、λは以下のように選択される。
【数４】
2010531571.tif 000006
ここで、Ｐtotは送信器Ｔｘの総送信電力、ＮはOFDMシステムのサブキャリアの数である。ウォーターフィリングコンセプトの説明を、図６ａ〜図６ｃに示す。
【００３０】
図６ａは、図１１とともに説明されるシステムのように、送信器チェインの伝達関数Ｈtx及び受信器チェインの伝達関数Ｈrxがいずれも適応回路に既知である場合の、本発明に係るOFDMシステムにおける電力割り当てを説明するグラフを示している。
【００３１】
各バーの塗りつぶされた部分は、図５とともに説明したように、送信器チェイン及び受信器チェインの伝達逆関数（Ｈtx＊Ｈrx）-1を表している。”ウォーターフィリング”は、Ｔｘ電力を複数のサブキャリアｎに割り当てるために適用されている。２８と３８の間に配置された複数のサブキャリアで表される周波数は、送信に最良の状況を有するものと予測され、そのため大半の送信電力がこれらサブキャリアに割り当てられている。１０未満および５５より上に配置された複数のサブキャリアで表される周波数は、送信には最悪の状況を有するものと予測され、従ってこれらサブキャリアには送信電力が全く割り当てられていない。
【００３２】
受信器チェインの伝達関数が未知であれば、送信器チェインに基づく適応が実行されてよい。図６ｂは、図２とともに説明したシステムのように、送信器チェインの伝達関数Ｈtxのみが適応回路に既知である場合の、本発明に係るOFDMシステムにおける電力割り当てを説明するグラフを示す。
【００３３】
各バーの塗りつぶされた部分は、送信器チェインの伝達逆関数（Ｈtx）-1を表している。送信器伝達関数のみに基づいて複数のサブキャリアｎにＴｘ電力を割り当てるために、”ウォーターフィリング”が適用されている。３３と４１の間に配置された複数のサブキャリアで表される周波数は送信に最良の状況を有するものと予測され、従って大半の送信電力がこれらのサブキャリアに割り当てられている。１４未満および５９より上に配置された複数のサブキャリアで表される周波数は、送信には最悪の状況を有するものと予測され、従ってこれらサブキャリアには送信電力が全く割り当てられていないか、非常に少ない送信電力しか割り当てられていない。
【００３４】
図６ｃは、図６ｂにおいて決定された、送信器チェインの伝達関数に基づく送信電力割り当ての影響を、送信チェイン及び受信器チェインの伝達逆関数（Ｈtx＊Ｈrx）-1に関して示している。図５に示した従来技術による電力分配と図６ｃとの比較から、送信器における利用可能な送信電力の大部分が、低い反射係数を有する複数のサブキャリアに割り当てられていることがわかる。しかし、電力割り当ては図６ａに示されるものほどは良好でないことに留意されたい。これは、１つ以上の受信器反射係数の知見が、従来技術（図５）と比較してさらに改善された電力割り当てを提供するであろうことによる。
【００３５】
複数の送信アンテナを有するシステムについては、各送信アンテナに対して平均送信係数を算出することができる。これは、第１のデータストリームが第１のアンテナによってサポートされ、第２のアンテナ上の第２のデータストリームと直交している場合か、送信選択タイバーシチが用いられていれば、例えばどのアンテナで送信すべきかが選択されている場合において、複数の送信アンテナに亘ってウォーターフィリングを実行するために平均値を利用可能であることを意味する。一例として、OFDMシステムにおける送信アンテナNo.1の平均伝達関数Ｈ￣tx1は以下のように算出できる。
【数５】
2010531571.tif 000007
Ｓ11が周波数の関数として測定されておらず、全周波数帯に亘る平均値として測定されていても、本発明のこの部分が依然として適用可能である。
【００３６】
図７ａは、送信器チェインに実装された本発明の第３実施形態を備える通信チャネルの送信チェイン４０を示す。それぞれ１つのアンテナ素子２２を有する２つの送信アンテナ４７1及び４７2のアンテナポートが、分配ネットワークを用いて送信器Ｔｘに接続されている。信号源１１は送信器Ｔｘに接続され、複数の方向性結合器４５は送信アンテナ４７1及び４７2（一般的に４７と表記する）の各々について、適応回路４１とともに反射係数を求めるために用いられる。適応回路４１は、本実施形態において、上述したように各アンテナに対して反射係数の平均値を算出又は測定する。これにより、各アンテナについての平均伝達関数が算出される。反射係数及び／又は伝達関数に関する情報は、送信器Ｔｘを制御して所望の送信電力割り当てを生成するために用いられる。
【００３７】
図７ｂは、図７ａにおける送信器チェイン４０に対する送信アンテナ４７1及び４７2の間の電力割り当てを説明するグラフを示す。バーの塗りつぶされた部分に、各アンテナに対する逆平均伝達関数が示され、各アンテナ上のデータストリームが互いに直交していれば、複数のアンテナに亘るウォーターフィリングにより、図示したような電力割り当てとなる。送信電力の大半はアンテナ２に向けられている。なお、適応回路は、送信するアンテナを測定された反射係数に依存して選択するための手段を備えていてよいことに留意されたい。この例においては、アンテナ２が選択されるべきであり、アンテナ１は、２つのアンテナに対して測定された反射係数が、アンテナ１の方が良好な送信特性を示すまで使われない。
【００３８】
図７ａにおける各アンテナに対する反射係数が周波数の関数として測定されていれば、平均伝達関数は式（４）を用いて算出される。（図７ｂに示すような）各アンテナへ割り当てられた電力は、各アンテナに対する周波数範囲に亘って割り当てられてよい。これを図８ａ及び図８ｂに示す。これらの図は、図７ａにおける各送信アンテナに対する電力の割り当てを周波数の関数として示している。周波数に亘るウォーターフィリングは、アンテナに亘るウォーターフィリングとともに用いられる。
【００３９】
図９ａは、送信器チェインに実装された本発明の第４実施形態を備える通信チャネルの送信チェイン５０を示す。信号源１１に接続された送信器Ｔｘは、一般的に５２と表記される３つのアンテナ素子５２1，５２2，５２3を有するアンテナ５７の３つのアンテナポートに信号を供給する。方向性結合器５５は、適応回路５１とともに各アンテナ素子についての反射係数を求めるために用いられる。適応回路５１は、各アンテナ素子５２についての反射係数を、平均値あるいは周波数の関数として測定し、各アンテナ素子についての伝達関数を算出する。反射係数及び／又は伝達関数に関する情報は、送信器Ｔｘを制御して、送信電力を割り当てる等の送信パラメータの適応を行うために用いられる。
【００４０】
図９ｂは、図９ａにおける送信アンテナ５７についてのアンテナ素子５２の間の電力割り当てを説明するグラフを示す。アンテナ素子に亘るウォーターフィリングが適用されているが、単一源からの信号を送信するために１つ又は２つのみのアンテナ素子を選択することももちろん可能である。
【００４１】
図１０は、本発明に係る電気通信システムを示す。基地局６０は、基地局アンテナ装置６２を備えるアンテナ塔６１と、基地局機器ＢＳＥとを含む。基地局機器ＢＳＥは、好適な実施形態において説明したように送信器、受信器、及び適応回路を含む。モバイルユニット６３は基地局のカバーする領域内に存在し、６４で示すように基地局アンテナ装置６２を介してＢＳＥと通信する。さらに、モバイルユニットが図３及び図１１とともに説明するような受信チェインの反射係数を測定するためのリソースを備える場合には、モバイルユニット６３からＢＳＥへオプションの信号６５が送信されてよい。
【００４２】
図１１は、送信器チェイン７０及び受信器チェイン８０に実装された本発明の第５実施形態を備える通信チャネルを示す。
【００４３】
送信チェイン７０は本実施形態においては、信号源１１に接続され、分配ネットワーク７６を介して信号を２つのアンテナ７７1及び７７2（一般的に７７と表記する）のアンテナポートへ供給する送信器Ｔｘを有する。各アンテナは５つのアンテナ素子２２を備える。方向性結合器７５1及び７５2は、適応回路７１とともに、それぞれが個別の送信チェインを有するアンテナ７７1、７７2についての反射係数Ｓ11を求めるために用いられる。適応回路７１は、適切な送信電力割り当て、ビーム形成重み付け、変調、コーディングなどを表す信号であって、接続７２で示されるように送信器へ転送される信号を、送信チェイン７０について求められた反射係数及び受信チェイン８０について求められた反射係数に基づいて算出するように構成されてよい。
【００４４】
受信器チェイン８０は本実施形態においては、分配ネットワーク８９を介して２つのアンテナ８８1及び８８2（一般的に８８と表記する）のアンテナポートから受信する受信器Ｒｘを有する。各アンテナは３つのアンテナ素子２２を備える。方向性結合器８３1及び８３2は、適応回路８１とともに、各受信器チェインについての１つ以上の反射係数を求めるために用いられる。回路は、求められた１つ以上の反射係数に基づいて１つ以上の伝達関数Ｈrxを求め、その後チャネル状況に関する情報を適切な方法、例えば無線チャネルを通じた無線通知で、適応回路７１に返送するように構成されてよい。受信器は受信ユニット９２内の複数のデバイスに接続される。
【００４５】
一例として、利用可能な送信電力のウォーターフィリングの効果は、上述したように、図６ａとともに説明されている。他の形式の適切な送信電力割り当て、ビーム形成重み付け、アンテナ選択、変調及びコーディングは、送信器チェイン７０及び受信器チェイン８０の両方について算出された伝達関数の結果として実行されてよい。
【００４６】
図２，７ａ，９ａ及び１１とともに説明した送信器チェインは、図１０とともに説明したような、通信システムにおける基地局及び／又はモバイルユニットにおいて実装されてよい。図３及び１１とともに説明した受信器チェインもまた、図１０とともに説明したような、通信システムにおける基地局及び／又はモバイルユニットにおいて実施されてよい。
【００４７】
Ｓ11測定結果について必要とされる更新速度は、モバイルユニットと基地局とで異なる。基地局では、Ｓ11は高速で変更される可能性は低く、従って測定も低速で更新することができる。これは、アンテナへの接続並びにアンテナ周囲の環境がほとんど変化しないからである。一方、モバイルユニットにおいては、ユーザがアンテナと相互作用するため、Ｓ11は多少早く変化する。そのため、Ｓ11測定結果はより早い速度で更新される必要がある。モバイルユニットにおける典型的な更新速度は１秒に１回、又はそれ以上である。
【００４８】
較正
図７ａ及び１１とともに説明したような複数の送信アンテナを有するシステムにおいて、アンテナ較正は、上述したように測定された反射係数に基づいて、送信パラメータの適応とともに、あるいは適応なしに実施することが可能である。アンテナ較正は、信号が全てのアンテナから同時に送信されることを確実にし、さらには各アンテナ上の振幅及び位相が等しいか、少なくとも既知であることを確実にするため、利用可能な複数の送信器チェインにおける異なる遅延時間を補償することによって実行される。システムがビーム形成又は他の何らかの形式のプリコーディングを用いる場合には、較正されたアンテナが必要とされる場合がある。本発明は、受信器からのフィードバックなしにアンテナ較正を実施するための手段を提供する。
【００４９】
異なる遅延時間は、アンテナポートから実際のアンテナまでの伝播時間、すなわちアンテナフィーダなどにより導入される遅延を測定することによって求められる。この遅延時間は、例えば、等価インパルス応答Ｓ11（τ）を与えるＳ11（ｆ）の逆フーリエ変換を実行することにより、Ｓ11（ｆ）の測定値から推定することができる。遅延時間τpeakは、Ｓ11（τ）中のピークとして表れ、それは送信器Ｔｘからアンテナでの反射点へ、そして適応回路７１へ戻ってくる伝播遅延に対応するであろう。この遅延時間から、τpeakを２で除すことにより、送信器からアンテナまでの遅延時間を求めることができる。以下により詳細に説明するように、測定は個々のアンテナについて個々の送信器チェイン上で実施される。
【００５０】
図７ａにおいて、送信アンテナ４７1及び４７2の各々は、それぞれ個別の送信器チェイン４８1及び４８2を介して送信器Ｔｘから信号を受信する。適応回路４１は、個々の送信器チェイン４８1及び４８2についての伝播遅延のみを測定するように構成されてよいし、あるいは各アンテナ素子４７1及び４７2の反射係数を求めるための機能とともに伝播遅延を測定するように構成されてもよい。
【００５１】
図１１において、送信アンテナ７７1及び７７2の各々は、それぞれ個別の送信器チェイン７８1及び７８2を介して送信器Ｔｘから信号を受信する。適応回路７１は、送信パラメータを受信器チェインの求められた伝達関数Ｈrxのみに基づいて送信パラメータを適応させるために、各送信器チェイン７８1及び７８2についての伝播遅延のみを測定するように構成されてよいし、また、１つ以上の反射係数に関する情報及び／又は受信器チェイン８０内の回路８１からのチャネル状況を受信するようにも構成することができる。しかし、適応回路７１を、各アンテナ素子７７1及び７７2の反射係数を求めるための機能とともに伝播遅延を測定するように構成することもできる。
【００５２】
本発明の主な利点は、アンテナ選択、電力割り当て、ビーム形成重み付け、変調及びコーディングレート等の送信パラメータを、送信器でCSIを用いずに適応させることの可能性である。適応は、準最適なものであろうが、それでも従前の一律的な電力、変調、コーディングレートの割り当てに対する改善を提供する。ハンドヘルドユニットにおいて、異なるアンテナ及び異なる周波数上でのアンテナ利得は、ユーザがアンテナと相互作用するため変化するであろう。本発明を用いることにより、これらの影響はウォーターフィリングにおいて考慮される。
【００５３】
複数のアンテナを有するシステムについては、送信器において、CSIを用いずに送信パラメータを複数の送信アンテナに亘って適用することが可能である。これは、ユーザによって減衰させられているアンテナ上での送信を回避可能である点から、移動機において特に有用である。ユーザと移動機とが相互動作することで、10dBを超える減衰が容易に生じうるため、大幅な利得を実現できる。
【００５４】
送信パラメータが適応される際に、送信器ユニット内の適応が回路受信チェインの伝達関数を利用不能な場合、受信チェインのデフォルトの送信関数Ｈdefaultrxが、送信器チェインの伝達関数Ｈtxとともに用いられてよい。デフォルトの伝達関数は好ましくは適応回路に保存されていることが好ましく、また、標準的な受信ユニットから測定された複数の反射係数に基づいて求めることができる。これは、異なる複数のユニット間における反射特性の変動が限定されるものと予期される場合に最も有利である。本発明は、送信パラメータを適応させるために、CSIを用いるシステムでも実施することができる。送信器における伝達関数の変化は、CSIが送信器に転送される可能性を有するよりも通常は早いため、送信器チェインの伝達関数に関する情報は、更新されたCSIが送信器ユニットに受信されるまでの期間に用いてよい。
【００５５】
説明した実施形態は、本発明を特定の態様を強調するように記載されており、本技術分野の当業者は、所望の機能を実現するために、態様を組み合わせて用いる。
【００５６】
図５、図６ａ−６ｃ、図７ｂ、図８ａ−８ｂ及び図９ｂにおけるｙ軸上に用いられている相対電力は、サブキャリア、アンテナ、又は周波数間での相対電力レベルを説明するために仮想的な電力レベルに関して用いられるものと見なされるべきである。
【００５７】
略語
CSI  チャネル状態情報
Ｈtx，Ｈrx  Ｔｘチェイン及びＲｘチェインについての伝達関数
ＯＦＤＭ  直交周波数分割多重
Ｒｘ  受信器
Ｓ11  反射係数
Ｔｘ  送信器
ＷＣＤＭＡ  広帯域符号分割多元アクセス
【図１】
2010531571.tif 000008
【図２】
2010531571.tif 000009
【図３】
2010531571.tif 000010
【図４】
2010531571.tif 000011
【図５】
2010531571.tif 000012
【図６ａ】
2010531571.tif 000013
【図６ｂ】
2010531571.tif 000014
【図６ｃ】
2010531571.tif 000015
【図７ａ】
2010531571.tif 000016
【図７ｂ】
2010531571.tif 000017
【図８ａ】
2010531571.tif 000018
【図８ｂ】
2010531571.tif 000019
【図９ａ】
2010531571.tif 000020
【図９ｂ】
2010531571.tif 000021
【図１０】
2010531571.tif 000022
【図１１】
2010531571.tif 000023
【手続補正書】
【提出日】平成21年8月24日(2009.8.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つのアンテナ(27;38;47;57;77;88)と通信中の送信器(Tx)において送信パラメータを適応させる方法であって、
前記送信器(Tx)から信号を送信するステップと、
前記送信された信号と当該信号の反射とを比較して、前記送信された電力のうち、各アンテナ(27;38;47;57;77;88)で反射された電力の指標である、前記信号の少なくとも１つの反射係数(S11)を、各アンテナ(27;38;47;57;77;88)について求めるステップと、
前記求められた反射係数(S11)に基づいて前記送信パラメータを適応させるステップとを有することを特徴とする方法。
【請求項２】
前記送信パラメータを適応させるステップが、アンテナ選択、電力割り当て、ビーム形成重み付け、変調、又はコーディングのいずれかの組み合わせを有することを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記電力割り当てが、周波数領域で実行されることを特徴とする請求項２記載の方法。
【請求項４】
前記電力割り当てが、複数アンテナシステムにおける異なる送信アンテナ(47;77)間で実行されることを特徴とする請求項２又は請求項３記載の方法。
【請求項５】
前記反射係数が、周波数の関数として測定されることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
前記少なくとも１つのアンテナが、前記送信器(Tx)が接続される少なくとも１つの送信アンテナ(27;47;57;77)となるように選択され、前記反射係数が送信アンテナ(27;47;57;77)の各々について求められるとともに、前記送信パラメータを適応させるステップが、周波数における電力割り当てを算出するために前記少なくとも１つの送信アンテナ(27;47;57;77)に亘るウォーターフィリングを行うステップを有することを特徴とする請求項５記載の方法。
【請求項７】
前記少なくとも１つのアンテナが、前記送信器(Tx)が接続される複数の送信アンテナ(47;77)となるように選択され、送信アンテナ(47;77)の各々についての前記反射係数が、周波数帯に亘る平均値として求められることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
送信アンテナの各々は１つ以上のアンテナ素子(22)を有し、前記平均値が、各アンテナ素子について測定された前記反射係数(S11)から算出されることを特徴とする請求項７記載の方法。
【請求項９】
前記平均値が、各送信アンテナ(47)について測定されることを特徴とする請求項７記載の方法。
【請求項１０】
前記送信パラメータを適応させるステップが、前記複数の送信アンテナ(47)に亘ってウォーターフィリングを行うステップを有することを特徴とする請求項７乃至請求項９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】
送信選択ダイバーシチが用いられるとともに、前記送信パラメータを適応させるステップが、どの送信アンテナ(47)で送信を行うかを選択するステップを有することを特徴とする請求項６乃至請求項９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１２】
前記少なくとも１つのアンテナが、受信ユニット(42;92)における少なくとも１つの受信アンテナ(38;88)となるように選択され、
前記方法が、
前記少なくとも１つの受信器アンテナ(38;88)へ送信された弱い信号の少なくとも１つの反射係数(S11)を、前記受信ユニット(42;92)において、前記送信された弱い信号と当該弱い信号の反射とを比較してもとめるステップと、
前記送信器から前記受信器へのチャネル状況を、前記受信ユニット(42;92)において求められた前記１つ以上の反射係数に基づいて予測するステップと、
前記送信パラメータを適応させるため、反射係数に関する情報を前記送信器(Tx)へ通知するステップとをさらに有することを特徴とする請求項５記載の方法。
【請求項１３】
前記チャネル状況に関する情報が、送信に適した周波数及び送信に適さない周波数の少なくとも一方を含むことを特徴とする請求項１２記載の方法。
【請求項１４】
前記１つ以上の反射係数が、前記受信ユニット(42;92)における適応ユニット(31;81)において生成される前記弱い信号に関して求められ、前記受信アンテナ(38;88)へ送信されることを特徴とする請求項１２又は請求項１３記載の方法。
【請求項１５】
前記受信器ユニットが時分割多重(TDD)ユニットであり、前記１つ以上の反射係数は前記ＴＤＤユニットが送信中のタイムスロットの間に求められることを特徴とする請求項１２又は請求項１３記載の方法。
【請求項１６】
前記少なくとも１つのアンテナが、前記送信器(Tx)が接続される複数の送信アンテナ(47;77)となるように選択され、
前記方法が、
前記送信器(Tx)から送信された前記信号の反射に基づいて個々の送信器チェイン(481;482;781;782)についての遅延時間を求めるステップと、
前記信号が全ての送信アンテナ(47;77)から同時に送信されることを確実にするために、前記個々の送信器チェイン(481;482;781;782)についての遅延時間の差を補償するステップとをさらに有することを特徴とする請求項１乃至請求項１１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１７】
前記個々の送信器チェイン(481;482;781;782)についての遅延時間が、
前記送信器(Tx)におけるアンテナポートから各送信アンテナ(47;77)への個々の送信器チェイン(481;482;781;782)における伝播時間を測定し、
前記個々の送信器チェイン(481;482;781;782)間の遅延時間の差を補償するための遅延時間を算出することによって得られることを特徴とする請求項１６記載の方法。
【請求項１８】
さらに、前記測定された１つ以上の反射係数を一定の間隔で更新するステップをさらに有することを特徴とする請求項１乃至請求項１７記載の方法。
【請求項１９】
前記送信器(Tx)及び前記少なくとも１つのアンテナがモバイルユニットに設けられている場合は、基地局に設けられている場合よりも前記更新の速度が高いことを特徴とする請求項１８記載の方法。
【請求項２０】
前記更新の速度が、モバイルユニットについては、１秒に１回又はそれ以上であることを特徴とする請求項１９記載の方法。
【請求項２１】
送信器(Tx)に接続された複数の送信アンテナ(47;77)を有する送信システムを較正する方法であって、
信号を前記送信器(Tx)から個々の送信器チェイン(481;482;781;782)を介して各送信アンテナ(47;77)へ送信するステップと、
前記送信器(Tx)から送信された前記信号の、各送信アンテナによる反射に基づいて個々の送信器チェインについての遅延時間を求めるステップと、
前記信号が全ての送信アンテナ(47;77)から同時に送信されることを確実にするために、前記個々の送信器チェイン(481;482;781;782)間の遅延時間の差を補償するステップとを有することを特徴とする方法。
【請求項２２】
前記遅延時間を求めるステップが、
個々の送信器チェイン(481;482;781;782)についての伝播時間を測定するステップと、
前記測定された伝播時間に基づいて個々の送信器チェインの各々についての遅延時間を算出するステップとを有することを特徴とする請求項２１記載の方法。
【請求項２３】
前記送信システムが、無線通信システムにおける基地局及びモバイルユニットに設けられるように選択されることを特徴とする請求項２１又は請求項２２記載の方法。
【請求項２４】
少なくとも１つのアンテナを有し、送信器(Tx)から送信されている信号の少なくとも１つの反射係数を各アンテナについて測定するように構成されたノードであって、前記送信された信号を当該信号の反射と比較して求められた、前記送信された電力のうち各アンテナで反射された電力の指標である前記少なくとも１つの反射係数(S11)に基づいて前記送信器(Tx)において送信パラメータを適応させるための手段(21;31;41;51;71)をさらに備えることを特徴とするノード。
【請求項２５】
前記送信パラメータを適応させるための手段が、アンテナ選択、電力割り当て、ビーム形成重み付け、変調、又はコーディングのいずれかの組み合わせを有することを特徴とする請求項２４記載のノード。
【請求項２６】
前記適応させるための手段が、周波数領域において電力割り当てを実行するように構成されることを特徴とする請求項２５記載のノード。
【請求項２７】
前記適応させるための手段が、複数アンテナシステムにおける異なる送信アンテナ(47;77)間で電力割り当てを実行するように構成されることを特徴とする請求項２５又は請求項２６記載のノード。
【請求項２８】
前記適応させるための手段が、前記反射係数を周波数の関数として求めるように構成されることを特徴とする請求項２４乃至請求項２７のいずれか１項に記載のノード。
【請求項２９】
前記少なくとも１つのアンテナが少なくとも１つの送信アンテナ(27;47;57;67;77)を有し、前記ノードが、前記少なくとも１つの送信アンテナに接続されている前記送信器(Tx)と、前記送信器(Tx)において前記送信パラメータを適応させるための手段(21;41;51;71;81)とをさらに有し、
前記反射係数が各送信アンテナ(27;47;57;77)について求められるとともに、前記送信パラメータを適応させるための手段が、周波数における電力割り当てを算出するために前記少なくとも１つの送信アンテナ(27;47;57;77)に亘るウォーターフィリングを行う手段を有することを特徴とする請求項２４乃至請求項２８のいずれか１項に記載のノード。
【請求項３０】
前記少なくとも１つのアンテナが、前記送信器(Tx)に接続される複数の送信アンテナ(47;77)であり、前記ノードが、複数の送信アンテナ(47;77)の各々についての前記反射係数を、周波数帯に亘る平均値として求める手段を有することを特徴とする請求項２４乃至請求項２９のいずれか１項に記載のノード。
【請求項３１】
各送信アンテナは１つ以上のアンテナ素子(22)を有し、前記平均値が、各アンテナ素子(22)について求められた前記反射係数(S11)から算出されることを特徴とする請求項３０記載のノード。
【請求項３２】
前記平均値が、各送信アンテナ(47)について求められることを特徴とする請求項３０記載のノード。
【請求項３３】
前記送信パラメータを適応させるための手段が、前記複数の送信アンテナ(47)に亘ってウォーターフィリングを行う手段を有することを特徴とする請求項３０乃至請求項３２のいずれか１項に記載のノード。
【請求項３４】
送信選択ダイバーシチが用いられるとともに、前記送信パラメータを適応させるための手段が、どの送信アンテナ(47)で送信を行うかを選択する手段を有することを特徴とする請求項２９乃至請求項３３のいずれか１項に記載のノード。
【請求項３５】
前記少なくとも１つのアンテナが少なくとも１つの受信アンテナ(38;68)を有し、前記ノードが、
前記少なくとも１つの受信器アンテナ(38;88)へ送信された弱い信号の少なくとも１つの反射係数(S11)を、前記送信された弱い信号と当該弱い信号の反射とを比較して求め、
前記送信器から前記受信ユニットへのチャネル状況を、求められた前記１つ以上の反射係数に基づいて予測し、
前記送信パラメータを適応させるため、チャネル状況に関する情報を前記送信器(Tx)へ通知する、
ように構成された手段(31;81)を備える受信ユニット(42;92)であることを特徴とする請求項２４乃至請求項２８のいずれか１項に記載のノード。
【請求項３６】
前記チャネル状況に関する情報が、送信に適した周波数及び送信に適さない周波数の少なくとも一方を含むことを特徴とする請求項３５記載のノード。
【請求項３７】
前記手段が、前記弱い信号を生成するとともに、前記１つ以上の反射係数を前記生成された弱い信号に関して求めて前記受信アンテナ(38;88)へ送信するように構成された適応ユニット(31;81)であることを特徴とする請求項３５又は請求項３６記載のノード。
【請求項３８】
前記受信器ユニットが時分割多重(TDD)ユニットであり、前記１つ以上の反射係数は前記ＴＤＤユニットが送信中のタイムスロットの間に求められることを特徴とする請求項３５又は請求項３６記載のノード。
【請求項３９】
前記送信器(Tx)が複数の送信アンテナ(47;77)に接続され、個々の送信器チェイン(481;482;781;782)における伝播時間を測定する手段と、前記個々の送信器チェイン(481;482;781;782)間の遅延時間の差を補償するための遅延時間を算出する手段をさらに有することを特徴とする請求項２４乃至請求項３４のいずれか１項に記載のノード。
【請求項４０】
前記測定された反射係数を定期的に更新するための手段を有することを特徴とする請求項２４乃至請求項３９のいずれか１項に記載のノード。
【請求項４１】
基地局(60)であることを特徴とする請求項２４乃至請求項４０のいずれか１項に記載のノード。
【請求項４２】
モバイルユニット(63)であることを特徴とする請求項２４乃至請求項４０のいずれか１項に記載のノード。
【請求項４３】
請求項２４乃至請求項４２のいずれか１項に記載のノードを少なくとも１つ有することを特徴とする無線通信システム。
【請求項４４】
複数の送信アンテナ(47;77)に接続された送信器(Tx)を有するノードであって、信号を前記送信器(Tx)から各送信アンテナ(47;77)へ個々の送信器チェイン(481;482;482;782)を介して送信するように構成されるとともに、
前記送信器(Tx)から送信された前記信号の、個々の送信アンテナによる反射に基づいて、個々の送信器チェイン(481;482;781;782)についての遅延時間を求めるための手段(41;71)と、
前記信号が全ての送信アンテナ(47;77)から同時に送信されることを確実にするために、前記個々の送信器チェイン(481;482;781;782)間の遅延時間の差を補償するための手段とを有することを特徴とするノード。
【請求項４５】
前記遅延時間を求めるための手段が、
前記送信器(Tx)におけるアンテナポートから各送信アンテナ(47;77)への前記個々の送信器チェイン(481;482;781;782)における伝播時間を測定するための手段と、
前記測定された測定伝播時間に基づいて、前記個々の送信器チェイン(481;482;781;782)についての遅延時間を算出するための手段とを有することを特徴とする請求項４４記載のノード。
【請求項４６】
前記ノードが、無線通信システムにおける基地局(60)及びモバイルユニット(63)の少なくともいずれかであることを特徴とする請求項４４又は請求項４５記載のノード。
【請求項４７】
請求項４４乃至請求項４６のいずれか１項に記載のノードを少なくとも１つ有することを特徴とする無線通信システム。
【手続補正書】
【提出日】平成22年2月4日(2010.2.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つのアンテナ(27;38;47;57;77;88)と通信中の送信器(Tx)において送信パラメータを適応させる方法であって、
前記送信器(Tx)から信号を送信するステップと、
前記送信された信号と当該信号の反射とを比較して、前記送信された電力のうち、各アンテナ(27;38;47;57;77;88)で反射された電力の指標である、前記信号の少なくとも１つの反射係数(S11)を、各アンテナ(27;38;47;57;77;88)について求めるステップと、
前記求められた反射係数(S11)に基づいて前記送信パラメータを適応させるステップとを有することを特徴とする方法。
【請求項２】
前記送信パラメータを適応させるステップが、アンテナ選択、電力割り当て、ビーム形成重み付け、変調、又はコーディングのいずれかの組み合わせを有することを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記電力割り当てが、周波数領域で実行されることを特徴とする請求項２記載の方法。
【請求項４】
前記電力割り当てが、複数アンテナシステムにおける異なる送信アンテナ(47;77)間で実行されることを特徴とする請求項２又は請求項３記載の方法。
【請求項５】
前記反射係数が、周波数の関数として測定されることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
前記少なくとも１つのアンテナが、前記送信器(Tx)が接続される少なくとも１つの送信アンテナ(27;47;57;77)となるように選択され、前記反射係数が送信アンテナ(27;47;57;77)の各々について求められるとともに、前記送信パラメータを適応させるステップが、周波数における電力割り当てを算出するために前記少なくとも１つの送信アンテナ(27;47;57;77)に亘るウォーターフィリングを行うステップを有することを特徴とする請求項５記載の方法。
【請求項７】
前記少なくとも１つのアンテナが、前記送信器(Tx)が接続される複数の送信アンテナ(47;77)となるように選択され、送信アンテナ(47;77)の各々についての前記反射係数が、周波数帯に亘る平均値として求められることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
前記少なくとも１つのアンテナが、受信ユニット(42;92)における少なくとも１つの受信アンテナ(38;88)となるように選択され、
前記方法が、
前記少なくとも１つの受信器アンテナ(38;88)へ送信された弱い信号の少なくとも１つの反射係数(S11)を、前記受信ユニット(42;92)において、前記送信された弱い信号と当該弱い信号の反射とを比較してもとめるステップと、
前記送信器から前記受信器へのチャネル状況を、前記受信ユニット(42;92)において求められた前記１つ以上の反射係数に基づいて予測するステップと、
前記送信パラメータを適応させるため、反射係数に関する情報を前記送信器(Tx)へ通知するステップとをさらに有することを特徴とする請求項５記載の方法。
【請求項９】
前記少なくとも１つのアンテナが、前記送信器(Tx)が接続される複数の送信アンテナ(47;77)となるように選択され、
前記方法が、
前記送信器(Tx)から送信された前記信号の反射に基づいて個々の送信器チェイン(481;482;781;782)についての遅延時間を求めるステップと、
前記信号が全ての送信アンテナ(47;77)から同時に送信されることを確実にするために、前記個々の送信器チェイン(481;482;781;782)についての遅延時間の差を補償するステップとをさらに有することを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
送信器(Tx)に接続された複数の送信アンテナ(47;77)を有する送信システムを較正する方法であって、
信号を前記送信器(Tx)から個々の送信器チェイン(481;482;781;782)を介して各送信アンテナ(47;77)へ送信するステップと、
前記送信器(Tx)から送信された前記信号の、各送信アンテナによる反射に基づいて個々の送信器チェインについての遅延時間を求めるステップと、
前記信号が全ての送信アンテナ(47;77)から同時に送信されることを確実にするために、前記個々の送信器チェイン(481;482;781;782)間の遅延時間の差を補償するステップとを有することを特徴とする方法。
【請求項１１】
前記遅延時間を求めるステップが、
個々の送信器チェイン(481;482;781;782)についての伝播時間を測定するステップと、
前記測定された伝播時間に基づいて個々の送信器チェインの各々についての遅延時間を算出するステップとを有することを特徴とする請求項１０記載の方法。
【請求項１２】
前記送信システムが、無線通信システムにおける基地局及びモバイルユニットに設けられるように選択されることを特徴とする請求項１０又は請求項１１記載の方法。
【請求項１３】
少なくとも１つのアンテナを有し、送信器(Tx)から送信されている信号の少なくとも１つの反射係数を各アンテナについて測定するように構成されたノードであって、前記送信された信号を当該信号の反射と比較して求められた、前記送信された電力のうち各アンテナで反射された電力の指標である前記少なくとも１つの反射係数(S11)に基づいて前記送信器(Tx)において送信パラメータを適応させるための手段(21;31;41;51;71)をさらに備えることを特徴とするノード。
【請求項１４】
前記送信パラメータを適応させるための手段が、アンテナ選択、電力割り当て、ビーム形成重み付け、変調、又はコーディングのいずれかの組み合わせを有することを特徴とする請求項１３記載のノード。
【請求項１５】
前記適応させるための手段が、周波数領域において電力割り当てを実行するように構成されることを特徴とする請求項１４記載のノード。
【請求項１６】
前記適応させるための手段が、複数アンテナシステムにおける異なる送信アンテナ(47;77)間で電力割り当てを実行するように構成されることを特徴とする請求項１４又は請求項１５記載のノード。
【請求項１７】
前記適応させるための手段が、前記反射係数を周波数の関数として求めるように構成されることを特徴とする請求項１３乃至請求項１６のいずれか１項に記載のノード。
【請求項１８】
前記少なくとも１つのアンテナが少なくとも１つの送信アンテナ(27;47;57;67;77)を有し、前記ノードが、前記少なくとも１つの送信アンテナに接続されている前記送信器(Tx)と、前記送信器(Tx)において前記送信パラメータを適応させるための手段(21;41;51;71;81)とをさらに有し、
前記反射係数が各送信アンテナ(27;47;57;77)について求められるとともに、前記送信パラメータを適応させるための手段が、周波数における電力割り当てを算出するために前記少なくとも１つの送信アンテナ(27;47;57;77)に亘るウォーターフィリングを行う手段を有することを特徴とする請求項１３乃至請求項１７のいずれか１項に記載のノード。
【請求項１９】
前記少なくとも１つのアンテナが、前記送信器(Tx)に接続される複数の送信アンテナ(47;77)であり、前記ノードが、複数の送信アンテナ(47;77)の各々についての前記反射係数を、周波数帯に亘る平均値として求める手段を有することを特徴とする請求項１３乃至請求項１８のいずれか１項に記載のノード。
【請求項２０】
前記少なくとも１つのアンテナが少なくとも１つの受信アンテナ(38;68)を有し、前記ノードが、
前記少なくとも１つの受信器アンテナ(38;88)へ送信された弱い信号の少なくとも１つの反射係数(S11)を、前記送信された弱い信号と当該弱い信号の反射とを比較して求め、
前記送信器から前記受信ユニットへのチャネル状況を、求められた前記１つ以上の反射係数に基づいて予測し、
前記送信パラメータを適応させるため、チャネル状況に関する情報を前記送信器(Tx)へ通知する、
ように構成された手段(31;81)を備える受信ユニット(42;92)であることを特徴とする請求項１３乃至請求項１７のいずれか１項に記載のノード。
【請求項２１】
前記送信器(Tx)が複数の送信アンテナ(47;77)に接続され、個々の送信器チェイン(481;482;781;782)における伝播時間を測定する手段と、前記個々の送信器チェイン(481;482;781;782)間の遅延時間の差を補償するための遅延時間を算出する手段をさらに有することを特徴とする請求項１３乃至請求項１９のいずれか１項に記載のノード。
【請求項２２】
前記測定された反射係数を定期的に更新するための手段を有することを特徴とする請求項１３乃至請求項２１のいずれか１項に記載のノード。
【請求項２３】
基地局(60)であることを特徴とする請求項１３乃至請求項２２のいずれか１項に記載のノード。
【請求項２４】
モバイルユニット(63)であることを特徴とする請求項１３乃至請求項２２のいずれか１項に記載のノード。
【請求項２５】
請求項１３乃至請求項２４のいずれか１項に記載のノードを少なくとも１つ有することを特徴とする無線通信システム。
【請求項２６】
複数の送信アンテナ(47;77)に接続された送信器(Tx)を有するノードであって、信号を前記送信器(Tx)から各送信アンテナ(47;77)へ個々の送信器チェイン(481;482;482;782)を介して送信するように構成されるとともに、
前記送信器(Tx)から送信された前記信号の、個々の送信アンテナによる反射に基づいて、個々の送信器チェイン(481;482;781;782)についての遅延時間を求めるための手段(41;71)と、
前記信号が全ての送信アンテナ(47;77)から同時に送信されることを確実にするために、前記個々の送信器チェイン(481;482;781;782)間の遅延時間の差を補償するための手段とを有することを特徴とするノード。
【請求項２７】
前記遅延時間を求めるための手段が、
前記送信器(Tx)におけるアンテナポートから各送信アンテナ(47;77)への前記個々の送信器チェイン(481;482;781;782)における伝播時間を測定するための手段と、
前記測定された測定伝播時間に基づいて、前記個々の送信器チェイン(481;482;781;782)についての遅延時間を算出するための手段とを有することを特徴とする請求項２６記載のノード。
【請求項２８】
前記ノードが、無線通信システムにおける基地局(60)及びモバイルユニット(63)の少なくともいずれかであることを特徴とする請求項２６又は請求項２７記載のノード。
【請求項２９】
請求項２６乃至請求項２８のいずれか１項に記載のノードを少なくとも１つ有することを特徴とする無線通信システム。
【国際調査報告】
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