(57)【要約】【解決手段】閉ループモードにおけるアンテナ共用システムと方法であり、閉ループモードにおけるアンテナ共用システムは、２組の順番に接続されている前重み付け処理モジュールとアンテナ配列を含む。閉ループモードにおけるアンテナ共用方法は、それぞれと２つのアンテナ配列各自に対応するチャネル情報により、２つのアンテナ配列各自に対応する前重み付けベクター又はステアリングベクターを確定し、それぞれと２つのアンテナ配列各自に対応する前重み付けベクター又はステアリングベクターにより、送信信号に対して前重み付け処理を行い、重み付け処理後の２つの送信信号を形成し、前記２つのアンテナ配列の偏波モードは互いに直交していて、且つ各アンテナ配列に含まれたアレイ素子の偏波モードは同じであり；それぞれと重み付け処理後の２つの送信信号を対応するアンテナ配列により送信することを含む。本発明はスマートアレイ素子の基本構造も保留でき、ＭＩＭＯ／ＭＩＳＯ技術で取得できるダイバシティ利得と配列利得も取得でき、今後のアンテナシステムの進化は一層スムーズになり、今後のシステム進化過程における大規模な再構築と改造は回避するできることになる。【選択図】図１
2010529724.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部アレイ素子は皆同じ偏波モードを持ち、第一前重み付け処理モジュールで形成された重み付け処理後の送信信号を送信する第一アンテナ配列と、
前記第一アンテナ配列に対応する第一チャネル情報により、前重み付けベクター又はステアリングベクターを確定し、当該前重み付けベクター又はステアリングベクターにより、送信信号に対して第一前重み付け処理を行い、重み付け処理後の送信信号を形成し、前記第一アンテナ配列に出力する第一前重み付け処理モジュールと、
内部アレイ素子は皆同様且つ前記第一アンテナ配列の偏波モードと直交する偏波モードを持ち、第二前重み付け処理モジュールにより形成された重み付け処理後の送信信号を送信する第二アンテナ配列と、
前記第二アンテナ配列に対応する第二チャネル情報により、前重み付けベクター又はステアリングベクターを確定し、当該前重み付けベクター又はステアリングベクターにより、送信信号に対して第二前重み付け処理を行い、重み付け処理後の送信信号を形成し、前記第二アンテナ配列に出力する第二前重み付け処理モジュールと
を含むことを特徴とする閉ループモードにおけるアンテナ共用システム。
【請求項２】
前記第一前重み付け処理モジュールは
前記第一アンテナ配列の受信信号又は応答情報により、第一アンテナ配列に対応する第一チャネル情報を取得する第一チャネル情報ユニットと、
前記第一チャネル情報により前重み付けベクター又はステアリングベクターを確定し、当該前重み付けベクター又はステアリングベクターにより、送信信号に対して第一前重み付け処理を行い、重み付け処理後の送信信号を形成する第一前重み付け処理ユニットと
を含み、
前記第二前重み付け処理モジュールは、
前記第二アンテナ配列の受信信号又は応答情報により、第二アンテナ配列に対応する第二チャネル情報を取得する第二チャネル情報ユニットと、
前記第二チャネル情報により前重み付けベクター又はステアリングベクターを確定し、当該前重み付けベクター又はステアリングベクターにより、送信信号に対して第二前重み付け処理を行い、重み付け処理後の送信信号を形成する第二前重み付け処理ユニットと
を含むことを特徴とする請求項１に記載の閉ループモードにおけるアンテナ共用システム。
【請求項３】
前記第一前重み付け処理ユニットは更に
第一チャネル情報により特定特性値に対応する入力ベクターを確定し、又は到来方向推定によりステアリングベクターを確定する第一重み付けベクター推定サブユニットと、
第一重み付けベクター推定サブユニットで確定された入力ベクター又はステアリングベクターにより、送信信号に対して前重み付け処理を行い、重み付け処理後の送信信号を形成する第一前重み付け処理サブユニットと
を含み、
前記第二前重み付け処理ユニットは更に
第二チャネル情報により特定特性値に対応する入力ベクターを確定し、又は到来方向推定によりステアリングベクターを確定する第二重み付けベクター推定サブユニットと、
第二重み付けベクター推定サブユニットで確定された入力ベクター又はステアリングベクターにより、送信信号に対して前重み付け処理を行い、重み付け処理後の送信信号を形成する第二前重み付け処理サブユニットと
を含むことを特徴とする請求項２に記載の閉ループモードにおけるアンテナ共用システム。
【請求項４】
前記第一アンテナ配列と第二アンテナ配列のアレイ素子数は同じで、各アンテナ配列に含まれた各アレイ素子の間は１／２波長以下の間隔を置くことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の閉ループモードにおけるアンテナ共用システム。
【請求項５】
それぞれと２つのアンテナ配列各自に対応するチャネル情報により、前記２つのアンテナ配列各自に対応する前重み付けベクター又はステアリングベクターを確定し、又、それぞれと前記２つのアンテナ配列各自に対応する前重み付けベクター又はステアリングベクターにより、送信信号に対して前重み付け処理を行い、重み付け処理後の２つの送信信号を形成し、前記２つのアンテナ配列の偏波モードは互いに直交していて、且つ各アンテナ配列に含まれたアレイ素子の偏波モードは同じであり、
それぞれと重み付け処理後の２つの送信信号を対応するアンテナ配列により送信することを特徴とする閉ループモードにおけるアンテナ共用方法。
【請求項６】
前記２つのアンテナ配列各自に対応するチャネル情報を取得する方法は、
それぞれと前記２つのアンテナ配列の受信信号又は応答情報により、前記２つのアンテナ配列各自に対応するチャネル情報を取得することを含むことを特徴とする請求項５に記載の閉ループモードにおけるアンテナ共用方法。
【請求項７】
前記アンテナ配列に対応するチャネル情報により、前重み付けベクター又はステアリングベクターを確定し、前重み付けベクター又はステアリングベクターにより、送信信号に対して前重み付け処理を行い、重み付け処理後の送信信号を形成する方法は、
チャネル情報により特定特性値に対応する入力ベクターを確定し、又は到来方向推定によりステアリングベクターを確定し、当該入力ベクター又はステアリングベクターにより、送信信号に対して前重み付け処理を行い、重み付け処理後の送信信号を形成することを含むことを特徴とする請求項５に記載の閉ループモードにおけるアンテナ共用方法。
【請求項８】
第一アンテナ配列に対応する第一組ダウンリンクチャネル情報により、第一前重み付けベクター又は第一ステアリングベクターを確定し、第一前重み付けベクター又は第一ステアリングベクターにより、送信信号に対して前重み付け処理を行い、重み付け処理後の第一送信信号を形成する。第二アンテナ配列に対応する第二組ダウンリンクチャネル情報により、第二前重み付けベクター又は第二ステアリングベクターを確定し、第二前重み付けベクター又は第二ステアリングベクターにより、送信信号に対して前重み付け処理を行い、重み付け処理後の第二送信信号を形成するダウンリンク・チャネル・マトリクスマトリクス処理モジュールと、
内部アレイ素子は同じ偏波モードを持ち、前記重み付け処理後の第一送信信号を送信する第一アンテナ配列と、
内部アレイ素子は同様且つ前記第一アンテナ配列の偏波モードと直交する偏波モードを持ち、前記重み付け処理後の第二送信信号を送信する第二アンテナ配列と
を含むことを特徴とする閉ループモードにおけるアンテナ共用システム。
【請求項９】
前記ダウンリンク・チャネル・マトリクスマトリクス処理モジュールは、
前記第一アンテナ配列の受信信号又は応答情報により、第一組ダウンリンクチャネル情報を取得し、前記第一組ダウンリンクチャネル情報は目標移動端末のＭ個の受信アンテナの信号が経由したＭ個のダウンリンクチャネルに対応する情報を含み、Ｍは正整数である第一組チャネル情報ユニットと、
前記第二アンテナ配列の受信信号又は応答情報により、第二組ダウンリンクチャネル情報を取得し、前記第二組ダウンリンクチャネル情報は、目標移動端末のＭ個の受信アンテナの信号が経由したＭ個のダウンリンクチャネルに対応する情報を含む第二組チャネル情報ユニットと、
前記第一組ダウンリンクチャネル情報により、Ｍ個の第一ダウンリンク・チャネル・マトリクスマトリクスを確定し、第二組ダウンリンクチャネル情報により、Ｍ個の第二ダウンリンク・チャネル・マトリクスマトリクスを確定し、各ダウンリンク・チャネル・マトリクスマトリクスに対して特異値分解処理又は到来方向推定を行うダウンリンク・チャネル・マトリクスマトリクス処理ユニットと、
前記Ｍ個の第一ダウンリンク・チャネル・マトリクスマトリクスの特異値分解結果又は到来方向推定結果により、Ｍ個の第一ダウンリンク・チャネル・マトリクスマトリクスの特定特異値に対応する入力ベクター又は到来方向推定で確定されたステアリングベクターを選択し、送信信号に対して前重み付け処理を行い、重み付け処理後の第一送信信号を形成する第一前重み付け処理ユニットと、
前記Ｍ個の第二ダウンリンク・チャネル・マトリクスマトリクスの特異値分解結果又は到来方向推定結果により、Ｍ個の第二ダウンリンク・チャネル・マトリクスマトリクスの特定特異値に対応する入力ベクター又は到来方向推定で確定されたステアリングベクターを選択し、送信信号に対して前重み付け処理を行い、重み付け処理後の第二送信信号を形成する第二前重み付け処理ユニットと
を含むことを特徴とする請求項８に記載の閉ループモードにおけるアンテナ共用システム。
【請求項１０】
前記第一前重み付け処理ユニットと第二前重み付け処理ユニットにおける特異値は最大特異値であることを特徴とする請求項８に記載の閉ループモードにおけるアンテナ共用システム。
【請求項１１】
前記閉ループモードにおけるアンテナ共用システムは、前記第一アンテナ配列と第二アンテナ配列に含まれたアレイ素子数が同じで、各アンテナ配列に含まれた各アレイ素子の間は１／２波長以下の間隔を置くことを要求することを特徴とする請求項８から１０のいずれかに記載の閉ループモードにおけるアンテナ共用システム。
【請求項１２】
それぞれと２つのアンテナ配列各自に対応する一組のダウンリンクチャネル情報により、２つのアンテナ配列各自に対応する前重み付けベクター又はステアリングベクターを確定し、２つのアンテナ配列各自に対応する前重み付けベクター又はステアリングベクターにより、送信信号に対して前重み付け処理を行い、重み付け処理後の２つの送信信号を形成し、前記２つのアンテナ配列の偏波モードは互いに直交していて、且つ各アンテナ配列に含まれたアレイ素子の偏波モードは同じであり、
それぞれと重み付け処理後の２つの送信信号を対応するアンテナ配列により送信することを特徴とする閉ループモードにおけるアンテナ共用方法。
【請求項１３】
各組のダウンリンクチャネル情報は、目標移動端末のＭ個の受信アンテナの信号が経由したＭ個のダウンリンクチャネルに対応するダウンリンクチャネル情報を含み、そのうち、Ｍは正整数であることを特徴とする請求項１２に記載の閉ループモードにおけるアンテナ共用方法。
【請求項１４】
前記２つのアンテナ配列における各アンテナ配列に対応する１組のダウンリンクチャネル情報を取得する方法は、
アンテナ配列の受信信号又は応答情報により、当該アンテナ配列に対応する１組のダウンリンクチャネル情報を取得することを特徴とする請求項１２に記載の閉ループモードにおけるアンテナ共用方法。
【請求項１５】
前記各アンテナ配列に対応する１組のダウンリンクチャネル情報により、アンテナ配列に対応する前重み付けベクター又はステアリングベクターを確定し、当該前重み付けベクター又はステアリングベクターにより、送信信号に対して前重み付け処理を行い、重み付け処理後の送信信号を形成する方法は、
当組のダウンリンクチャネル情報によりＭ個のダウンリンク・チャネル・マトリクスマトリクスを確定し、各ダウンリンク・チャネル・マトリクスマトリクスに対して特異値分解処理又は到来方向推定を行う。Ｍ個のダウンリンク・チャネル・マトリクスマトリクスの特定特異値に対応する入力ベクター、又は到来方向推定で確定されたステアリングベクターを選択し、送信信号に対して前重み付け処理を行い、重み付け処理後の送信信号を形成することを特徴とする請求項１２に記載の閉ループモードにおけるアンテナ共用方法。
【請求項１６】
前記前重み付け処理は主特性値に基づく送信処理であることを特徴とする請求項１２から１５のいずれかに記載の閉ループモードにおけるアンテナ共用方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はマルチアンテナ技術に関し、特に閉ループモードにおけるアンテナ共用システムと方法に関わっている。
【背景技術】
【０００２】
スマートアンテナ技術は既に移動通信分野における最も注目される技術の一つになり、又、第三世代移動通信システムとするＴＤ−ＳＣＤＭＡ（Ｔｉｍｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ−Ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ  Ｃｏｄｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ，時分割複信 - 符号分割多元接続）システムで広く応用されている。
【０００３】
スマートアンテナ技術において、最もコアな技術はビーム形成である。ビーム形成は、信号の指向性ベクターによりアンテナ配列の指向性図を変更し、空間指向性ビームを形成して、目標信号の抽出、干渉波を抑制又は消去する目的を達成する。スマート・アンテナ・システムは主にアレイ素子間の強い関連性により信号処理を行い、ビーム形成を実現するため、短いアレイ素子間隔を要求する。現在、利用されているＴＤ−ＳＣＤＭＡシステムにおいて、全て１／２波長に設定された。図１０はＴＤ−ＳＣＤＭＡシステムにおけるスマートアンテナ配列を示す図である。スマートアンテナの全部素子（Ｎ個の素子を設定し、Ｎは正整数である）は全て同じ垂直偏波という偏波モードを採用し、各アレイ素子の間隔は１／２波長に設定され、Ｎ個のアレイ素子は一斉に各方向からのビームに対して空間フィルタリングを行い、高利得の狭ビームをサービスユーザーの方向に向け、ヌルステアリング（Ｎｕｌｌ  Ｓｔｅｅｒｉｎｇ）を干渉波の到来方向に向けることにより、配列の出力信号対干渉比を向上し、システム内の干渉を低減し、又、システムの抗干渉能力を向上する。
【０００４】
ＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ−Ｉｎｐｕｔ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ−Ｏｕｔｐｕｔ，多数入力多数出力）又はＭＩＳＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ−Ｉｎｐｕｔ  Ｓｉｎｇｌｅ−Ｏｕｔｐｕｔ，多数入力単一出力）技術は、マルチアンテナによりチャネル減衰の抑制とシステム容量の向上を達成し、多重化利得と空間ダイバシティ利得をシステムに提供する。そのうち、空間多重化技術はチャネル容量を大幅に向上させ、空間ダイバシティ技術はチャネルの信頼性を向上させ、チャネルのコード誤り率を低減できる。その２つの技術はＬＴＥ（Ｌｏｎｇ  Ｔｅｒｍ  Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ，長期進化）システムにもＷｉＭａｘ等システムにも物理層の核心技術と見なされる。ＭＩＭＯ/ＭＩＳＯシステムは主に異なるアンテナの互いに独立した空間チャネル減衰特性によりダイバシティ利得を取得するため、大きいアレイ素子間隔を要求する。理論的に１０波長ぐらいのアレイ素子間隔が必要である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
スマート・アンテナ・システムとＭＩＭＯ/ＭＩＳＯシステムはアンテナの相関性に対する要求がそれぞれ違うため、今後のシステム進化過程において、アンテナシステムに対する大規模な再構築と改造は回避できないと考えられる。それを解決するに、スマート・アンテナ・システムとＭＩＭＯ/ＭＩＳＯシステムを融合することが必要である。従来の技術は、元のスマート・アンテナ・システムに含まれた全部アレイ素子を簡単に２組に分けるか、又は特定状況により、遠隔アレイ素子のみを放射アンテナとして選択する案を採用していた。
【０００６】
元のスマート・アンテナ・システムに含まれた全部アレイ素子を簡単に２組に分ける案において、ただ、元のアレイ素子により広義の２アンテナシステムを構成する。しかし、当該広義の２アンテナシステムの間は依然と非常に強い相関性を持つため、対応するダイバシティ利得を取得できない。又、遠隔アレイ素子のみを放射アンテナとして選択する案において、元のスマート・アンテナ・システムと違った電力増幅（比較可能性を確保するため、２つの遠隔アレイ素子の電力和を元のスマート・アンテナ・システムに含まれた全部アレイ素子の電力和に等しくする）を採用しなければならない。又、当該案において、遠隔アレイ素子はＭＩＭＯ/ＭＩＳＯシステムのマルチ入力アンテナとして利用される際、２つの遠隔アレイ素子は、依然と理論上の強い相関性を持ち、且つ同一時刻にビーム形成には用いられない。
【０００７】
スマート・アンテナ・システムに含まれた一部のアレイ素子（遠隔アレイ素子）はＭＩＭＯ/ＭＩＳＯシステムに用いられた場合、他のアレイ素子（中間アレイ素子）はオフ状態に設定しなければならない。そうしないと、全部アレイ素子は元のスマート・アンテナ・システムに従って動作してしまい、異種システムにおけるアンテナと公衆チャネルリソースの割り当て問題に及ぶことになり、システム効率を低減させ、システムスループットの低減を招いてしまう。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の実施形態は、閉ループモードにおけるアンテナ共用システムと方法を提供し、スマートアンテナ技術とＭＩＭＯ/ＭＩＳＯ技術を有機的に融合することにより、異種システムにおける端末は同時に同じアンテナシステムで動作できるようになり、シームレスな接続を実現する。
【０００９】
本発明の実施形態は閉ループモードにおけるアンテナ共用システムを提供し、
内部アレイ素子は皆同じ偏波モードを持ち、第一前重み付け処理モジュールにより形成された重み付け処理後の送信信号を送信する第一アンテナ配列と、
前記第一アンテナ配列に対応する第一チャネル情報により、前重み付けベクター又はステアリングベクターを確定し、当該前重み付けベクター又はステアリングベクターにより、送信信号に対して第一前重み付け処理を行い、重み付け処理後の送信信号を形成し、前記第一アンテナ配列に出力する第一前重み付け処理モジュールと、
内部アレイ素子は皆同様且つ前記第一アンテナ配列の偏波モードと直交する偏波モードを持ち、第二前重み付け処理モジュールにより形成された重み付け処理後の送信信号を送信する第二アンテナ配列と、
前記第二アンテナ配列に対応する第二チャネル情報により、前重み付けベクター又はステアリングベクターを確定し、当該前重み付けベクター又はステアリングベクターにより、送信信号に対して第二前重み付け処理を行い、重み付け処理後の送信信号を形成し、前記第二アンテナ配列に出力する第二前重み付け処理モジュールと
を含み、
そのうち、前記第一前重み付け処理モジュールは更に、
前記第一アンテナ配列の受信信号又は応答情報により、第一アンテナ配列に対応する第一チャネル情報を取得する第一チャネル情報ユニットと、
前記第一チャネル情報により前重み付けベクター又はステアリングベクターを確定し、当該前重み付けベクター又はステアリングベクターにより、送信信号に対して第一前重み付け処理を行い、重み付け処理後の送信信号を形成する第一前重み付け処理ユニットと
を含み、
前記第二前重み付け処理モジュールは更に、
前記第二アンテナ配列の受信信号又は応答情報により、第二アンテナ配列に対応する第二チャネル情報を取得する第二チャネル情報ユニットと、
前記第二チャネル情報により前重み付けベクター又はステアリングベクターを確定し、当該前重み付けベクター又はステアリングベクターにより、送信信号に対して第二前重み付け処理を行い、重み付け処理後の送信信号を形成する第二前重み付け処理ユニットと
を含み、
そのうち、前記第一前重み付け処理ユニットは更にまた、
第一チャネル情報により特定特性値に対応する入力ベクターを確定し、又は到来方向推定によりステアリングベクターを確定する第一重み付けベクター推定サブユニットと、
第一重み付けベクター推定サブユニットにより確定された入力ベクター又はステアリングベクターにより、送信信号に対して前重み付け処理を行い、重み付け処理後の送信信号を形成する第一前重み付け処理サブユニットと
を含み、
前記第二前重み付け処理ユニットは更にまた、
第二チャネル情報により特定特性値に対応する入力ベクターを確定し、又は到来方向推定によりステアリングベクターを確定する第二重み付けベクター推定サブユニットと、
第二重み付けベクター推定サブユニットにより確定された入力ベクター又はステアリングベクターにより、送信信号に対して前重み付け処理を行い、重み付け処理後の送信信号を形成する第二前重み付け処理サブユニットと
を含む。
【００１０】
前記第一アンテナ配列と第二アンテナ配列のアレイ素子数は同じで、各アンテナ配列に含まれた各アレイ素子の間は、１／２波長以下の間隔を置く。
【００１１】
本発明の実施形態は閉ループモードにおけるアンテナ共用方法を提供し、
それぞれと２つのアンテナ配列各自に対応するチャネル情報により、前記２つのアンテナ配列各自に対応する前重み付けベクター又はステアリングベクターを確定し、又、それぞれと前記２つのアンテナ配列各自に対応する前重み付けベクター又はステアリングベクターにより、送信信号に対して前重み付け処理を行い、重み付け処理後の２つの送信信号を形成し、前記２つのアンテナ配列の偏波モードは直交し、且つ前記各アンテナ配列に含まれたアレイ素子は同じ偏波モードを持ち、
それぞれと重み付け処理後の２つの送信信号を対応するアンテナ配列により送信する。
【００１２】
そのうち、前記２つのアンテナ配列各自に対応するチャネル情報を取得する方法は、
それぞれと前記２つのアンテナ配列の受信信号又は応答情報により、前記２つのアンテナ配列各自に対応するチャネル情報を取得する。
【００１３】
前記アンテナ配列に対応するチャネル情報により、前重み付けベクター又はステアリングベクターを確定し、又、前重み付けベクター又はステアリングベクターにより、送信信号に対して前重み付け処理を行い、重み付け処理後の送信信号を形成する方法は、
チャネル情報により特定特性値に対応する入力ベクターを確定し、又は到来方向推定によりステアリングベクターを確定し、当該入力ベクター又はステアリングベクターにより、送信信号に対して前重み付け処理を行い、重み付け処理後の送信信号を形成する。
【００１４】
本発明の実施形態は又、閉ループモードにおけるアンテナ共用システムを提供し、
第一アンテナ配列に対応する第一組ダウンリンクチャネル情報により、第一前重み付けベクター又は第一ステアリングベクターを確定し、第一前重み付けベクター又は第一ステアリングベクターにより、送信信号に対して前重み付け処理を行い、重み付け処理後の第一送信信号を形成し、第二アンテナ配列に対応する第二組ダウンリンクチャネル情報により、第二前重み付けベクター又は第二ステアリングベクターを確定し、第二前重み付けベクター又は第二ステアリングベクターにより、送信信号に対して前重み付け処理を行い、重み付け処理後の第二送信信号を形成するダウンリンク・チャネル・マトリクスマトリクス処理モジュールと、
内部アレイ素子は同じ偏波モードを持ち、前記重み付け処理後の第一送信信号を送信する第一アンテナ配列と、
内部アレイ素子は同様且つ前記第一アンテナ配列の偏波モードと直交する偏波モードを持ち、前記重み付け処理後の第二送信信号を送信する第二アンテナ配列と
を含む。
【００１５】
そのうち、前記ダウンリンク・チャネル・マトリクスマトリクス処理モジュールは更に、
前記第一アンテナ配列の受信信号又は応答情報により、第一組ダウンリンクチャネル情報を取得し、前記第一組ダウンリンクチャネル情報は、目標移動端末のＭ個の受信アンテナの信号が経由したＭ個のダウンリンクチャネルに対応する情報を含み、Ｍは正整数である第一組チャネル情報ユニットと、
前記第二アンテナ配列の受信信号又は応答情報により、第二組ダウンリンクチャネル情報を取得し、前記第二組ダウンリンクチャネル情報は、目標移動端末のＭ個の受信アンテナの信号が経由したＭ個のダウンリンクチャネルに対応する情報を含む第二組チャネル情報ユニットと、
前記第一組ダウンリンクチャネル情報により、Ｍ個の第一ダウンリンク・チャネル・マトリクスマトリクスを確定し、前記第二組ダウンリンクチャネル情報により、Ｍ個の第二ダウンリンク・チャネル・マトリクスマトリクスを確定し、前記各ダウンリンク・チャネル・マトリクスマトリクスに対して特異値分解処理又は方向推定を行うダウンリンク・チャネル・マトリクスマトリクス処理ユニットと、
前記Ｍ個の第一ダウンリンク・チャネル・マトリクスマトリクスの特異値分解結果又は到来方向推定結果により、Ｍ個の第一ダウンリンク・チャネル・マトリクスマトリクスの特定特異値に対応する入力ベクター又は到来方向推定で確定されたステアリングベクターを選択し、送信信号に対して前重み付け処理を行い、重み付け処理後の第一送信信号を形成する第一前重み付け処理ユニットと、
前記Ｍ個の第二ダウンリンク・チャネル・マトリクスマトリクスの特異値分解結果又は到来方向推定結果により、Ｍ個の第二ダウンリンク・チャネル・マトリクスマトリクスの特定特異値に対応する入力ベクター又は到来方向推定で確定されたステアリングベクターを選択し、送信信号に対して前重み付け処理を行い、重み付け処理後の第二送信信号を形成する第二前重み付け処理ユニットと
を含む。
【００１６】
前記第一前重み付け処理ユニットと第二前重み付け処理ユニットにおける特異値は最大特異値である。
【００１７】
前記第一アンテナ配列と第二アンテナ配列に含まれたアレイ素子数は同じで、各アンテナ配列に含まれた各アレイ素子の間は１／２波長以下の間隔を置く。
【００１８】
本発明の実施形態はもう１種の閉ループモードにおけるアンテナ共用方法を提供し、
それぞれと２つのアンテナ配列各自に対応する一組のダウンリンクチャネル情報により、２つのアンテナ配列各自に対応する前重み付けベクター又はステアリングベクターを確定し、２つのアンテナ配列各自に対応する前重み付けベクター又はステアリングベクターにより、送信信号に対して前重み付け処理を行い、重み付け処理後の２つの送信信号を形成し、前記２つのアンテナ配列の偏波モードは直交し、且つ前記各アンテナ配列に含まれたアレイ素子は同じ偏波モードを持ち、
それぞれと重み付け処理後の２つの送信信号を対応なアンテナ配列により送信する。
【００１９】
そのうち、前記各組のダウンリンクチャネル情報は、目標移動端末のＭ個の受信アンテナの信号が経由したＭ個のダウンリンクチャネルに対応する情報を含み、そのうち、Ｍは正整数である。
【００２０】
前記２つのアンテナ配列における各アンテナ配列に対応する１組のダウンリンクチャネル情報を取得する方法は、アンテナ配列の受信信号又は応答情報により、当該アンテナ配列に対応する１組のダウンリンクチャネル情報を取得する。
【００２１】
前記各アンテナ配列に対応する１組のダウンリンクチャネル情報により、アンテナ配列に対応する前重み付けベクター又はステアリングベクターを確定し、当該前重み付けベクター又はステアリングベクターにより、送信信号に対して前重み付け処理を行い、重み付け処理後の送信信号を形成する方法は、
当組のダウンリンクチャネル情報によりＭ個のダウンリンク・チャネル・マトリクスマトリクスを確定し、各ダウンリンク・チャネル・マトリクスマトリクスに対して特異値分解処理又は到来方向推定を行い、Ｍ個のダウンリンク・チャネル・マトリクスマトリクスの特定特異値に対応する入力ベクター又は到来方向推定で確定されたステアリングベクターを選択し、送信信号に対して前重み付け処理を行い、重み付け処理後の送信信号を形成する。
【００２２】
前記前重み付け処理は主特性値に基づく送信処理である。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の実施形態に係る閉ループモードにおけるアンテナ共用システムと方法は、スマートアレイ素子の基本構造も保留でき、ＭＩＭＯ/ＭＩＳＯ技術で取得できるダイバシティ利得と配列利得も得られるため、スマートアンテナ技術とＭＩＭＯ/ＭＩＳＯ技術を融合する要求を良好に解決できる。間もなく商用化に入るＴＤ−ＳＣＤＭＡシステムにおける端末と将来にＭＩＭＯ/ＭＩＳＯ技術を利用するシステムにおける端末は、本発明の実施形態に係る閉ループモードにおけるアンテナ共用システムと方法で同時に動作できるようになり、シームレスな接続を実現する。又、アレイ素子の割当て・利用問題に及ばないため、端末設計の単一化は行いやすくなり、今後のアンテナシステム進化は一層スムーズになり、今後のシステム進化過程における大規模な再構築と改造は回避できることになる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の第１実施形態に係る単一アンテナの端末の閉ループモードにおけるアンテナ共用システムの構造を示す図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係るアンテナ配列を示す図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る第一前重み付け処理モジュールの構造を示す図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る第二前重み付け処理モジュールの構造を示す図である。
【図５】本発明の第１実施形態に係る単一アンテナの端末の閉ループモードにおけるアンテナ共用方法のフローチャートである。
【図６】本発明の第２実施形態に係るマルチアンテナの端末の閉ループモードにおけるアンテナ共用システムの構造を示す図である。
【図７】本発明の第２実施形態に係るアンテナ配列を示す図である。
【図８】本発明の第２実施形態に係るダウンリンク・チャネル・マトリクスマトリクス処理モジュールの構造を示す図である。
【図９】本発明の第２実施形態に係るマルチアンテナの端末の閉ループモードにおけるアンテナ共用方法のフローチャートである。
【図１０】ＴＤ−ＳＣＤＭＡシステムにおけるスマートアンテナ配列を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
第１の実施形態
図１は本発明の第１実施形態に係る単一アンテナの端末の閉ループモードにおけるアンテナ共用システムの構造を示す図である。図１に示すように、閉ループモードにおけるアンテナ共用システムは第一サブシステムと第二サブシステムより構成する。そのうち、第一サブシステムは順番に接続されている第一前重み付け処理モジュールＡ１１と第一アンテナ配列Ａ１２とを含み、第一前重み付け処理モジュールＡ１１は、第一アンテナ配列Ａ１２に対応する第一チャネル情報により、前重み付けベクター又はステアリングベクターを確定し、当該前重み付けベクター又はステアリングベクターにより、送信信号に対して第一前重み付け処理を行い、重み付け処理後の送信信号を形成する。第一アンテナ配列Ａ１２は第一偏波モードにより第一前重み付け処理モジュールＡ１１で形成された重み付け処理後の送信信号を送信し、目標移動端末の受信アンテナＡ１０に指す第一指向性ビームを形成する。第二サブシステムは順番に接続されている第二前重み付け処理モジュールＡ２１と第二アンテナ配列Ａ２２とを含み、第二前重み付け処理モジュールＡ２１は第二アンテナ配列Ａ２２に対応する第二チャネル情報により、前重み付けベクター又はステアリングベクターを確定し、当該前重み付けベクター又はステアリングベクターにより、送信信号に対して第二前重み付け処理を行い、重み付け処理後の送信信号を形成する。第二アンテナ配列Ａ２２は第二偏波モードにより、第二前重み付け処理モジュールＡ２１で形成された重み付け処理後の送信信号を送信し、目標移動端末の受信アンテナＡ１０に指す第二指向性ビームを形成する。そのうち、第一アンテナ配列Ａ１２に含まれた各アレイ素子は同じ第一偏波モードを持ち、第二アンテナ配列Ａ２２に含まれた各アレイ素子は同じ第二偏波モードを持ち、第一偏波モードと第二偏波モードは互いに直交している。
【００２６】
本発明の第１実施形態は新しいアンテナ融合案を提出した。従来のスマート・アンテナ・システムにおける全部素子を２組に分け、組毎に含まれたアレイ素子の偏波モードは同じで、アレイ素子の間隔は元のスマート・アンテナ・システムで要求された間隔を保持し、異なる組におけるアレイ素子の偏波モードが相互に直交するようにして、その２組のアンテナにより、広義且つ互いに独立した空間減衰特性を持つ２アンテナシステムを構成し、元のスマート・アンテナ・システムの基本構造を保持する上、ＭＩＭＯ/ＭＩＳＯシステムのアンテナ独立性に対する要求も満足できる。組毎に含まれたアレイ素子はスマート・アンテナ・システムの要求を満足しているため、組内のアンテナはスマートアンテナ技術を採用できる。ＭＩＭＯ/ＭＩＳＯシステムは、送信側におけるチャネル情報の有無により、閉ループＭＩＭＯ/ＭＩＳＯと開ループＭＩＭＯ/ＭＩＳＯに分けられる。本発明の第１実施形態の技術案は、閉ループのＭＩＭＯ/ＭＩＳＯであり、チャネル情報を有効的に利用する上に、全部ダイバシティ利得を取得できるだけではなく、配列利得も取得できる。具体的に、本発明の第１実施形態は、先ず、第一アンテナ配列と第二アンテナ配列により、２つの広義放射アンテナを構成し、その２つのアンテナ配列の偏波モードは相互に直交しているため、互いに独立したアンテナ配列を形成した。その２つのアンテナ配列は各自の前重み付けベクター又はステアリングベクターによれば、２つの互いに独立した減衰特性を持つビームを取得でき、広義のＭＩＳＯシステム（２×１のＭＩＳＯシステム）を構成する。そのようなアンテナ配列構造の元に、２つのアンテナ配列は各自のチャネル情報により、広義アンテナにおける送信信号に対して前重み付け処理を行い、重み付け処理後の２つの送信信号を形成し、それぞれと重み付け処理後の２つの送信信号を２つの広義アンテナにより送信し、目標移動端末の受信アンテナに指す２つの指向性ビームを形成して、完全な送信ダイバシティ利得（Ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ  ｇａｉｎ）と配列利得（Ａｒｒａｙ  ｇａｉｎ）を取得でき、良い性能を取得できることになる。スマートアンテナとＭＩＭＯ/ＭＩＳＯシステムのアンテナ共用システムとして、本発明の第１実施形態に係る閉ループモードにおけるアンテナ共用システムは、スマートアレイ素子の基本構造も保留でき、ＭＩＭＯ/ＭＩＳＯ技術で取得できるダイバシティ利得と配列利得も取得できるため、スマートアンテナ技術とＭＩＳＯ技術を融合する要求を良好に解決できる。間もなく商用化に入るＴＤ−ＳＣＤＭＡシステムにおける端末と将来にＭＩＳＯ技術を利用するシステムにおける端末は、本発明の第１実施形態に係るシステムで同時に動作できるようになり、シームレスな接続を実現する。又、今後のアンテナシステム進化は一層スムーズになり、今後のシステム進化過程における大規模な再構築と改造は回避できることになる。
【００２７】
図２は本発明の第１実施形態に係るアンテナ配列を示す図である。ＴＤ−ＳＣＤＭＡシステムにおけるスマートアンテナはＮ個のアレイ素子を含み、Ｎは正整数であり、且つ各アレイ素子の間はλ/２以下の間隔を置く従来技術に対して、本実施形態は、デュアル偏波アンテナを元に２つの広義放射アンテナを構成する技術案を提出した。具体的に、アンテナ配列に含まれたＮ個の素子を平均的に第一アンテナ配列Ａ１２、第二アンテナ配列Ａ２２の２組に分け、各アンテナ配列はそれぞれとＮ/２個のアレイ素子を備え、各アンテナ配列に含まれた隣接アレイ素子の間はλ/２以下の間隔を置き、各アンテナ配列に含まれた全部アレイ素子は同じ偏波モードを採用し、但し、第一アンテナ配列Ａ１２と第二アンテナ配列Ａ２２の偏波モードは互いに直交している。例えば、第一アンテナ配列Ａ１２は-４５°偏波のアンテナ配列であれば、第二アンテナ配列Ａ２２は＋４５°偏波のアンテナ配列になる。そうすると、-４５°偏波のアンテナ配列と＋４５°偏波のアンテナ配列よりデュアル偏波アンテナを構成し、更に当該デュアル偏波アンテナを元に２つの広義且つ互いに独立した放射アンテナを構成し、ＭＩＳＯ形式を備えることになる。
【００２８】
図３は本発明の第１実施形態に係る第一前重み付け処理モジュールＡ１１の構造を示す図である。図４は本発明の第１実施形態に係る第二前重み付け処理モジュールＡ２１の構造を示す図である。図３に示すように、第一前重み付け処理モジュールＡ１１は第一チャネル情報ユニットＡ１１１と第一前重み付け処理ユニットＡ１１２を含む。第一チャネル情報ユニットＡ１１１は、第一アンテナ配列Ａ１２の受信信号又は応答情報により、第一アンテナ配列Ａ１２に対応する第一チャネル情報を取得し、第一前重み付け処理ユニットＡ１１２に送信する。第一前重み付け処理ユニットＡ１１２は第一チャネル情報により前重み付けベクター又はステアリングベクターを確定し、当該前重み付けベクター又はステアリングベクターにより、送信信号に対して前重み付け処理を行い、重み付け処理後の送信信号を形成する。図４に示すように、第二前重み付け処理モジュールＡ２１は第二チャネル情報ユニットＡ２１１と第二前重み付け処理ユニットＡ２１２とを含み、そのうち、第二チャネル情報ユニットＡ２１１は第二アンテナ配列Ａ２２の受信信号又は応答情報により、第二アンテナ配列Ａ２２に対応する第二チャネル情報を取得し、第二前重み付け処理ユニットＡ２１２に送信する。第二前重み付け処理ユニットＡ２１２は第二チャネル情報により前重み付けベクター又はステアリングベクターを確定し、当該前重み付けベクター又はステアリングベクターにより、送信信号に対して前重み付け処理を行い、重み付け処理後の送信信号を形成する。
【００２９】
そのうち、第一前重み付け処理ユニットＡ１１２は更に又、
第一チャネル情報により特定特性値に対応する入力ベクターを確定し、又は到来方向推定によりステアリングベクターを確定する第一重み付けベクター推定サブユニットＡ１１３と、
第一重み付けベクター推定サブユニットＡ１１３で確定された上述入力ベクター又はステアリングベクターにより、送信信号に対して前重み付け処理を行い、重み付け処理後の送信信号を形成する第一前重み付け処理サブユニットＡ１１４と
を含み、
第二前重み付け処理ユニットＡ２１２は更に、
第二チャネル情報により特定特性値に対応する入力ベクターを確定し、又は到来方向推定によりステアリングベクターを確定する第二重み付けベクター推定サブユニットＡ２１３と、
第二重み付けベクター推定サブユニットＡ２１３で確定された上述入力ベクター又はステアリングベクターにより、送信信号に対して前重み付け処理を行い、重み付け処理後の送信信号を形成する第二前重み付け処理サブユニットＡ２１４と
を含む。
【００３０】
図５は本発明の第１実施形態に係る単一アンテナの端末の閉ループモードにおけるアンテナ共用方法のフローチャートであり、具体的に以下にようになっている。
【００３１】
ステップＳ１１：それぞれと２つのアンテナ配列各自に対応するチャネル情報により、２つのアンテナ配列各自に対応する前重み付けベクター又はステアリングベクターを確定し、それぞれと２つのアンテナ配列各自に対応する前重み付けベクター又はステアリングベクターにより、送信信号に対して前重み付け処理を行い、重み付け処理後の２つの送信信号を形成し、そのうち、当該２つのアンテナ配列の偏波モードは互いに直交していて、且つ各アンテナ配列に含まれたアレイ素子の偏波モードは同じである。
そのうち、アンテナ配列に対応するチャネル情報を取得する方法は、アンテナ配列の受信信号又は応答情報により、アンテナ配列に対応するチャネル情報を取得する。
【００３２】
アンテナ配列に対応するチャネル情報により、前重み付けベクター又はステアリングベクターを確定し、又、前重み付けベクター又はステアリングベクターにより、送信信号に対して前重み付け処理を行い、重み付け処理後の送信信号を形成する方法は、チャネル情報により特定特性値に対応する入力ベクターを確定し、又は到来方向推定によりステアリングベクターを確定する。当該入力ベクター又はステアリングベクターにより、送信信号に対して前重み付け処理を行い、重み付け処理後の送信信号を形成する。
【００３３】
ステップＳ１２：それぞれと対応するアンテナ配列により、重み付け処理後の２つの送信信号を送信し、目標移動端末の受信アンテナに指す２つの指向性ビームを形成する。
【００３４】
本発明の第１実施形態に係る単一アンテナの端末の閉ループモードにおけるアンテナ共用方法は、第一アンテナ配列と第二アンテナ配列より構成された２つの広義の放射アンテナを元に実現する。第一アンテナ配列と第二アンテナ配列はそれぞれとＮ/２個の同じ偏波モードを持つアレイ素子を含められ、各アレイ素子の間はλ/２以下の間隔を置き、第一アンテナ配列と第二アンテナ配列の偏波モードは互いに直交しているため、２つの互いに独立した広義アンテナを構成した。２つのアンテナ配列は各自のステアリングベクターによれば、減衰特性の互いに独立した２ビームを形成でき、広義のＭＩＳＯシステム（２×１のＭＩＳＯシステム）を構成することになる。本発明の第１実施形態に係る第一アンテナ配列と第二アンテナ配列より構成された２つの広義放射アンテナ構造において、第一アンテナ配列は、受信された独立した減衰特性を持つ受信信号又は応答情報により、第一アンテナ配列に対応する第一チャネル情報を取得でき、第一チャネル情報により第一アンテナ配列の特定特性値に対応する入力ベクターを確定し、又は到来方向推定によりステアリングベクターを確定し、当該入力ベクター又はステアリングベクターにより、送信信号に対して前重み付け処理を行い、重み付け処理後の送信信号を形成し、第一アンテナ配列により送信し、目標移動端末の受信アンテナに指す第一指向性ビームを形成する。第二アンテナ配列は受信された独立した減衰特性を持つ受信信号又は応答情報により、第二アンテナ配列に対応する第二チャネル情報を取得でき、第二チャネル情報により第二アンテナ配列の特定特性値に対応する入力ベクターを確定し、又は到来方向推定によりステアリングベクターを確定し、当該入力ベクター又はステアリングベクターにより、送信信号に対して前重み付け処理を行い、重み付け処理後の送信信号を形成し、第二アンテナ配列により送信し、目標移動端末の受信アンテナに指す第二指向性ビームを形成する。上述処理過程によれば、完全なダイバシティ利得と配列利得を取得でき、良い性能を取得できる。スマートアンテナとＭＩＭＯ/ＭＩＳＯシステムのアンテナ共用方法として、本発明の第１実施形態に係る閉ループモードにおけるアンテナ共用方法は、スマートアレイ素子の基本構造も保留でき、ＭＩＳＯ技術で取得できるダイバシティ利得と配列利得も取得できるため、スマートアンテナ技術とＭＩＳＯ技術を融合する要求を良好に解決できる。間もなく商用化に入るＴＤ−ＳＣＤＭＡシステムにおける端末と将来にＭＩＳＯ技術を利用するシステムにおける端末は、本発明の第１実施形態にかかる方法で同時に動作できるようになり、シームレスな接続を実現する。又、アレイ素子の割当て・利用問題に及ばないため、端末設計の単一化は行いやすくなり、今後のアンテナシステム進化は一層スムーズになり、今後のシステム進化過程における大規模な再構築と改造は回避できることになる。
【００３５】
第２の実施形態
図６は本発明の第２実施形態に係るマルチアンテナの端末の閉ループモードにおけるアンテナ共用システムの構造を示す図である。図６に示すように、閉ループモードにおけるアンテナ共用システムはダウンリンク・チャネル・マトリクスマトリクス処理モジュールＢ０、第一アンテナ配列Ｂ１２と第二アンテナ配列Ｂ２２を含む。そのうち、ダウンリンク・チャネル・マトリクスマトリクス処理モジュールＢ０は、第一アンテナ配列Ｂ１２に対応する第一組ダウンリンクチャネル情報により第一前重み付けベクター又は第一ステアリングベクターを確定し、第一前重み付けベクター又は第一ステアリングベクターにより、送信信号に対して前重み付け処理を行い、重み付け処理後の第一送信信号を形成する。第二アンテナ配列Ｂ２２に対応する第二組ダウンリンクチャネル情報により、第二前重み付けベクター又は第二ステアリングベクターを確定し、又、第二前重み付けベクター又は第二ステアリングベクターにより、送信信号に対して前重み付け処理を行い、重み付け処理後の第二送信信号を形成し；第一アンテナ配列Ｂ１２は第一偏波モードにより第一送信信号を送信し、目標移動端末のＭ個の受信アンテナＢ１０に指す第一組指向性ビームを形成し；第二アンテナ配列Ｂ２２は第二偏波モードにより第二送信信号を送信し、目標移動端末のＭ個の受信アンテナＢ１０に指す第二組指向性ビームを形成する。そのうち、第一アンテナ配列Ｂ１２に含まれた各アレイ素子は同じ第一偏波モードを持ち、第二アンテナ配列Ｂ２２に含まれた各アレイ素子は同じ第二偏波モードを持ち、第一偏波モードと第二偏波モードは互いに直交している。
【００３６】
本発明の第２実施形態に係るマルチアンテナの端末の閉ループモードにおけるアンテナ共用システムは、先ず、第一アンテナ配列と第二アンテナ配列により２つの広義の放射アンテナを構成し、２つのアンテナ配列の偏波モードは互いに直交しているため、２つの互いに独立した広義アンテナを構成した。各アンテナ配列は各自に対応する前重み付けベクター又はステアリングベクターによれば、Ｍ個の指向性ビームを持つ指向性ビーム組を形成でき、広義のＭＩＭＯシステム（２×ＭのＭＩＭＯシステム）を構成できる。そのようなアンテナ配列構造において、各アンテナ配列は各自の受信信号又は応答情報により、一組のダウンリンクチャネル情報を取得でき、当組のダウンリンクチャネル情報によりＭ個のダウンリンク・チャネル・マトリクスマトリクスを取得でき、それぞれと各ダウンリンク・チャネル・マトリクスマトリクスに対して特異値分解処理又は到来方向推定を行った後、各ダウンリンク・チャネル・マトリクスマトリクスに対応する特定特異値の入力ベクター、又は到来方向推定で確定されたステアリングベクターにより、送信信号に対して前重み付け処理を行い、重み付け処理後の送信信号を形成し、対応する広義アンテナにより送信して、大きな送信ダイバシティ利得と配列利得を取得でき、良い性能を取得できる。スマートアンテナとＭＩＭＯ/ＭＩＳＯシステムのアンテナ共用システムとして、本発明の第２実施形態に係る閉ループモードにおけるアンテナ共用方法は、スマートアレイ素子の基本構造も保留でき、ＭＩＭＯ技術により取得できるダイバシティ利得と配列利得も取得できるため、スマートアンテナ技術とＭＩＭＯ技術を融合する要求を良好に解決する。間もなく商用化に入るＴＤ−ＳＣＤＭＡシステムにおける端末と将来にＭＩＭＯ技術を利用するシステムにおける端末は、本発明の第２実施形態に係るシステムで同時に動作できるようになり、シームレスな接続を実現する。又、アレイ素子の割当て・利用問題に及ばないため、端末設計の単一化は行いやすくなり、今後のアンテナシステム進化は一層スムーズになり、今後のシステム進化過程における大規模な再構築と改造は回避できることになる。
【００３７】
図７は本発明の第２実施形態に係るアンテナ配列を示す図である。従来技術において、ＴＤ−ＳＣＤＭＡシステムにおけるスマートアンテナはＮ個の素子を含み、且つ各アレイ素子の間はλ/２以下の間隔を置くことに対して、本実施形態はデュアル偏波アンテナを元に２つの広義放射アンテナを構成する技術案を提出した。具体的に、アンテナ配列に含まれたＮ個の素子を平均的に第一アンテナ配列Ｂ１２、第二アンテナ配列Ｂ２２の２組に分け、各アンテナ配列はそれぞれとＮ/２個のアレイ素子を含み、各アンテナ配列に含まれた隣接アレイ素子の間はλ/２以下の間隔を置き、そのうち、λは波長を示す。各アンテナ配列に含まれた全部アレイ素子は同じ偏波モードを採用し、但し、第一アンテナ配列Ｂ１２と第二アンテナ配列Ｂ２２の偏波モードは互いに直交している。例えば、第一アンテナ配列Ｂ１２は-４５°偏波のアンテナ配列であれば、第二アンテナ配列Ｂ２２は＋４５°偏波のアンテナ配列になる。そうすると、-４５°偏波のアンテナ配列と＋４５°偏波のアンテナ配列によりデュアル偏波アンテナを構成し、当該デュアル偏波アンテナを元に２つの広義且つ互いに独立した放射アンテナを構成し、ＭＩＳＯ形式を備えることになる。
【００３８】
次は、２つの受信アンテナを持つ移動端末の場合を例として本発明の第２実施形態の技術案を説明する。
【００３９】
図８は本発明の第２実施形態に係るダウンリンク・チャネル・マトリクスマトリクス処理モジュールＢ０の構造を示す図である。図８に示すように、ダウンリンク・チャネル・マトリクスマトリクス処理モジュールＢ０は第一組チャネル情報ユニットＢ０１、第二組チャネル情報ユニットＢ０２、ダウンリンク・チャネル・マトリクスマトリクス処理ユニットＢ０３、第一前重み付け処理ユニットＢ０４と第二前重み付け処理ユニットＢ０５を含む。そのうち、第一組チャネル情報ユニットＢ０１は、第一アンテナ配列Ｂ１２の受信信号又は応答情報により、第一組ダウンリンクチャネル情報を取得し、第一組ダウンリンクチャネル情報は、移動端末の２つの受信アンテナの２つの信号が経由した２つのダウンリンクチャネルに対応するダウンリンクチャネル情報（１，１）とダウンリンクチャネル情報（１，２）という２つのダウンリンクチャネル情報を含み、そのうち、ダウンリンクチャネル情報（１，１）は第一アンテナ配列と目標移動端末の第一受信アンテナに対応し、ダウンリンクチャネル情報（１，２）は第一アンテナ配列と目標移動端末の第二受信アンテナに対応する。第二組チャネル情報ユニットＢ０２は第二アンテナ配列Ｂ２２の受信信号又は応答情報により第二組ダウンリンクチャネル情報を取得し、第二組ダウンリンクチャネル情報は、移動端末の２つの受信アンテナの２つの信号が経由した２つのダウンリンクチャネルに対応するダウンリンクチャネル情報（２，１）とダウンリンクチャネル情報（２，２）という２つのダウンリンクチャネル情報を含み、そのうち、ダウンリンクチャネル情報（２，１）は第二アンテナ配列と目標移動端末の第一受信アンテナに対応し、ダウンリンクチャネル情報（２，２）は第二アンテナ配列と目標移動端末の第二受信アンテナに対応する。
【００４０】
ダウンリンク・チャネル・マトリクスマトリクス処理ユニットＢ０３は上述ダウンリンクチャネル情報（１，１）とダウンリンクチャネル情報（１，２）により２つの第一ダウンリンク・チャネル・マトリクスマトリクスを確定し、各第一ダウンリンク・チャネル・マトリクスマトリクスに対して特異値分解処理又は到来方向推定を行い、上述ダウンリンクチャネル情報（２，１）とダウンリンクチャネル情報（２，２）により２つの第二ダウンリンク・チャネル・マトリクスマトリクスを確定し、各第二ダウンリンク・チャネル・マトリクスマトリクスに対して特異値分解処理又は到来方向推定を行う。第一前重み付け処理ユニットＢ０４はダウンリンク・チャネル・マトリクスマトリクス処理ユニットＢ０３により２つの第一ダウンリンク・チャネル・マトリクスマトリクスの特異値分解結果又は到来方向推定結果を受信し、２つの第一ダウンリンク・チャネル・マトリクスマトリクスの特定特異値に対応する入力ベクター又は到来方向推定により確定されたステアリングベクターを選択し、送信信号に対して前重み付け処理を行い、重み付け処理後の第一送信信号を形成する。第二前重み付け処理ユニットＢ０５はダウンリンク・チャネル・マトリクスマトリクス処理ユニットＢ０３により２つの第二ダウンリンク・チャネル・マトリクスマトリクスの特異値分解結果又は到来方向推定結果を受信し、２つの第二ダウンリンク・チャネル・マトリクスマトリクスの特定特異値に対応する入力ベクター又は到来方向推定で?定されたステアリングベクターを選択し、送信信号に対して前重み付け処理を行い、重み付け処理後の第二送信信号を形成する。具体的に、上述特定特異値は最大特性値であっても良い。即ち、第一前重み付け処理ユニットＢ０４は最大特異値に対応する入力ベクターを選択して送信信号に対して前重み付け処理を行うことができ、第二前重み付け処理ユニットＢ０５は最大特異値に対応する入力ベクターを選択し、送信信号に対して前重み付け処理を行うことができる。上述処理をすれば、本発明の第２実施形態はダウンリンク・チャネル・マトリクスマトリクスに対して特異値分解を行い、その最大特異値に対応する入力ベクター又は到来方向推定で確定されたステアリングベクターを取得し、それを各?のアンテナ送信信号の前重み付けベクターとすることができる。
【００４１】
図９は本発明の第２実施形態に係る  単一アンテナの端末の閉ループモードにおけるアンテナ共用方法のフローチャートを示し、具体的に以下のようになっている。
ステップＳ２１：それぞれと２つのアンテナ配列各自に対応する一組のダウンリンクチャネル情報により、２つのアンテナ配列各自に対応する前重み付けベクター又はステアリングベクターを確定し、２つのアンテナ配列各自に対応する前重み付けベクター又はステアリングベクターにより、送信信号に対して前重み付け処理を行い、重み付け処理後の２つの送信信号を形成し、そのうち、当該２つのアンテナ配列の偏波モードは互いに直交していて、且つ各アンテナ配列に含まれたアレイ素子の偏波モードは同じである。
【００４２】
そのうち、２つのアンテナ配列における各アンテナ配列に対応する一組のダウンリンクチャネル情報を取得する方法は、アンテナ配列の受信信号又は応答情報により、当該アンテナ配列に対応する一組のダウンリンクチャネル情報を取得する。
【００４３】
アンテナ配列に対応する一組のダウンリンクチャネル情報により、対応する前重み付けベクター又はステアリングベクターを確定し、前重み付けベクター又はステアリングベクターにより、送信信号に対して前重み付け処理を行い、重み付け処理後の送信信号を形成する方法は、当組のダウンリンクチャネル情報により、Ｍ個のダウンリンク・チャネル・マトリクスマトリクスを確定し、各ダウンリンク・チャネル・マトリクスマトリクスに対して特異値分解処理又は到来方向推定を行う。Ｍ個のダウンリンク・チャネル・マトリクスマトリクスの特異値に対応する入力ベクター又は到来方向推定で?定されたステアリングベクターを選択し、送信信号に対して前重み付け処理を行い、重み付け処理後の送信信号を形成することを含む。
【００４４】
そのうち、前重み付け処理は主特性値に基づく送信処理であっても良い。
【００４５】
ステップＳ２２：それぞれと重み付け処理後の２つの送信信号を対応するアンテナより送信し、目標移動端末のＭ個の受信アンテナに指す２つの指向性ビームを形成する。
【００４６】
本発明の第２実施形態に係るマルチアンテナの端末の閉ループモードにおけるアンテナ共用方法は、第一アンテナ配列と第二アンテナ配列より構成された２つの広義放射アンテナを元に実現する。第一アンテナ配列と第二アンテナ配列はそれぞれとＮ/２個の同じ偏波モードを持つアレイ素子を含み、且つ各アレイ素子の間はλ/２以下の間隔を置き、第一アンテナ配列と第二アンテナ配列の偏波モードは互いに直交しているため、２つの互いに独立した広義アンテナを構成した。各アンテナ配列は各自に対応する１グループのステアリングベクターによれば、Ｍ個の指向性ビームを持つ指向性ビーム組を形成でき、広義のＭＩＳＯシステム（２×ＭのＭＩＳＯシステム）を構成することになる。本発明の第２実施形態に係る第一アンテナ配列と第二アンテナ配列より構成された２つの広義放射アンテナの構造において、第一アンテナ配列は受信された独立した減衰特性を持つ受信信号又は応答情報により、第一アンテナ配列に対応する第一組チャネル情報を取得でき、第二アンテナ配列は受信された独立した減衰特性を持つ受信信号又は応答情報により、第二アンテナ配列に対応する第二組チャネル情報を取得できる。第一組チャネル情報と第二組チャネル情報により、２×Ｍのダウンリンク・チャネル・マトリクスマトリクスを取得でき、各ダウンリンク・チャネル・マトリクスマトリクスに対して特異値分解処理又は到来方向推定を行った後、各ダウンリンク・チャネル・マトリクスマトリクスに対応する特定特性値の入力ベクター又は来方向推定で確定されたステアリングベクターにより、送信信号に対して前重み付け処理を行い、重み付け処理後の送信信号を形成し、対応する広義アンテナにより送信して、大きな送信ダイバシティ利得と配列利得を取得でき、良い性能を取得できる。スマートアンテナとＭＩＭＯ/ＭＩＳＯシステムのアンテナ共用方法として、本発明の第２実施形態に係る閉ループモードにおけるアンテナ共用方法は、スマートアレイ素子の基本構造も保留でき、ＭＩＭＯ技術で取得できるダイバシティ利得と配列利得も取得できるため、スマートアンテナ技術とＭＩＭＯ技術を融合する要求を良好に解決できる。間もなく商用化に入るＴＤ−ＳＣＤＭＡシステムにおける端末と将来にＭＩＭＯ/ＭＩＳＯ技術を利用するシステムにおける端末は、本発明の第２実施形態にかかるシステムで同時に動作できるようになり、シームレスな接続を実現する。又、アレイ素子の割当て・利用問題に及ばないため、端末設計の単一化は行いやすくなり、今後のアンテナシステム進化は一層スムーズになり、今後のシステム進化過程における大規模な再構築と改造は回避できることになる。
【００４７】
最後に注意するべきことは、上記実施例は本発明の技術的な解決手段の説明だけで、技術上の制限にはならない。本明細書では上述した実施例を参照し本発明を詳しく解説したが、当業者によって、上述した技術的な解決手段を改造し、またはその中の一部の技術素子を置換することもできる。そのような改造と置換は本発明の各実施例の技術の範囲から逸脱するとは見なされない。
【図２】
2010529724.tif 000003
【図３】
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【図５】
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【図７】
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【図１０】
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【図１】
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【図４】
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【図６】
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【図８】
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【図９】
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【手続補正書】
【提出日】平成22年5月11日(2010.5.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はマルチアンテナ技術に関し、特に閉ループモードにおけるアンテナ共用システムと方法に関わっている。
【背景技術】
【０００２】
スマートアンテナ技術は既に移動通信分野における最も注目される技術の１つになり、又、第三世代移動通信システムとするＴＤ−ＳＣＤＭＡ（Ｔｉｍｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ−Ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ  Ｃｏｄｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ，時分割複信 - 符号分割多元接続）システムで広く応用されている。
【０００３】
スマートアンテナ技術において、最もコアな技術はビーム形成である。ビーム形成は、信号のステアリングベクターによりアンテナ配列の指向性図を変更し、空間指向性ビームを形成して、目標信号の抽出、干渉波を抑制又は消去する目的を達成する。スマート・アンテナ・システムは主にアンテナアレイ素子間の強い関連性により信号処理を行い、ビーム形成を実現するため、短いアンテナアレイ素子間隔を要求する。現在、利用されているＴＤ−ＳＣＤＭＡシステムにおいて、全て１／２波長に設定された。図１１はＴＤ−ＳＣＤＭＡシステムにおけるスマートアンテナ配列を示す図である。スマートアンテナの全部素子（Ｎ個の素子を設定し、Ｎは正整数である）は全て同じ垂直偏波という偏波モードを採用し、各アンテナアレイ素子の間隔は１／２波長に設定され、Ｎ個のアンテナアレイ素子は一斉に各方向からのビームに対して空間フィルタリングを行い、高利得の狭ビームをサービスユーザーの方向に向け、ヌルステアリング（Ｎｕｌｌ  Ｓｔｅｅｒｉｎｇ）を干渉波の到来方向に向けることにより、配列の出力信号対干渉比を向上し、システム内の干渉を低減し、又、システムの抗干渉能力を向上する。
【０００４】
ＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ−Ｉｎｐｕｔ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ−Ｏｕｔｐｕｔ，多数入力多数出力）又はＭＩＳＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ−Ｉｎｐｕｔ  Ｓｉｎｇｌｅ−Ｏｕｔｐｕｔ，多数入力単一出力）技術は、マルチアンテナによりチャネル減衰の抑制とシステム容量の向上を達成し、多重化利得と空間ダイバシティ利得をシステムに提供する。そのうち、空間多重化技術はチャネル容量を大幅に向上させ、空間ダイバシティ技術はチャネルの信頼性を向上させ、チャネルのコード誤り率を低減できる。その２つの技術はＬＴＥ（Ｌｏｎｇ  Ｔｅｒｍ  Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ，長期進化）システムにもＷｉＭａｘ等システムにも物理層の核心技術と見なされる。ＭＩＭＯ/ＭＩＳＯシステムは主に異なるアンテナの互いに独立した空間チャネル減衰特性によりダイバシティ利得を取得するため、大きいアンテナアレイ素子間隔を要求する。理論的に１０波長ぐらいのアンテナアレイ素子間隔が必要である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
スマート・アンテナ・システムとＭＩＭＯ/ＭＩＳＯシステムはアンテナの相関性に対する要求がそれぞれ違うため、今後のシステム進化過程において、アンテナシステムに対する大規模な再構築と改造は回避できないと考えられる。それを解決するに、スマート・アンテナ・システムとＭＩＭＯ/ＭＩＳＯシステムを融合することが必要である。従来の技術は、元のスマート・アンテナ・システムに含まれた全部アンテナアレイ素子を簡単に２組に分けるか、又は特定状況により、遠隔アンテナアレイ素子のみを放射アンテナとして選択する案を採用していた。
【０００６】
元のスマート・アンテナ・システムに含まれた全部アンテナアレイ素子を簡単に２組に分ける案において、ただ、元のアンテナアレイ素子により広義の２アンテナシステムを構成する。しかし、当該広義の２アンテナシステムの間は依然と非常に強い相関性を持つため、対応するダイバシティ利得を取得できない。又、遠隔アンテナアレイ素子のみを放射アンテナとして選択する案において、元のスマート・アンテナ・システムと違った電力増幅（比較可能性を確保するため、２つの遠隔アンテナアレイ素子の電力和を元のスマート・アンテナ・システムに含まれた全部アンテナアレイ素子の電力和に等しくする）を採用しなければならない。又、当該案において、遠隔アンテナアレイ素子はＭＩＭＯ/ＭＩＳＯシステムのマルチ入力アンテナとして利用される際、２つの遠隔アンテナアレイ素子は、依然と理論上の強い相関性を持ち、且つ同一時刻にビーム形成には用いられない。
【０００７】
スマート・アンテナ・システムに含まれた一部のアンテナアレイ素子（遠隔アンテナアレイ素子）はＭＩＭＯ/ＭＩＳＯシステムに用いられた場合、他のアンテナアレイ素子（中間アンテナアレイ素子）はオフ状態に設定しなければならない。そうしないと、全部アンテナアレイ素子は元のスマート・アンテナ・システムに従って動作してしまい、異種システムにおけるアンテナと公衆チャネルリソースの割り当て問題に及ぶことになり、システム効率を低減させ、システムスループットの低減を招いてしまう。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の実施形態は、閉ループモードにおけるアンテナ共用システムと方法を提供し、スマートアンテナ技術とＭＩＭＯ/ＭＩＳＯ技術を有機的に融合することにより、異種システムにおける端末は同時に同じアンテナシステムで動作できるようになり、シームレスな接続を実現する。
【０００９】
本発明の実施形態は閉ループモードにおけるアンテナ共用システムを提供し、単一アンテナの移動端末の場合、
内部アンテナアレイ素子は皆同じ偏波モードを持ち、第一指向性ビームを送信する第一アンテナ配列と、
前記第一アンテナ配列に対応する第一チャネル情報により、送信信号に対して第一前重み付け処理を行う第一前重み付け処理モジュールと、
前記第一アンテナ配列に対応する第１組ステアリングベクターによりビーム形成重み付けベクターを確定し、第一前重み付け処理後の送信信号に対して重み付け処理を行い、目標移動端末の受信アンテナに指す第一指向性ビームを形成して、且つ第一アンテナ配列により送信する前記第一ビーム形成モジュールと、
内部アンテナアレイ素子は皆同様且つ前記第一アンテナ配列の偏波モードと直交する偏波モードを持ち、第二指向性ビームを送信する第二アンテナ配列と、
前記第二アンテナ配列に対応する第二チャネル情報により、送信信号に対して第二前重み付け処理を行う第二前重み付け処理モジュールと、
前記第二アンテナ配列に対応する第２組ステアリングベクターによりビーム形成重み付けベクターを確定し、第二前重み付け処理後の送信信号に対して重み付け処理を行い、目標移動端末の受信アンテナに指す第二指向性ビームを形成して、且つ第二アンテナ配列により送信する前記第二ビーム形成モジュールと
を含む。
【００１０】
そのうち、前記第一前重み付け処理モジュールは更に、
前記第一アンテナ配列の受信信号又は応答情報により、第一アンテナ配列に対応する第一チャネル情報を取得する第一チャネル情報ユニットと、
前記第一チャネル情報により送信信号に対して第一前重み付け処理を行う第一前重み付け処理ユニットと
を含み、
前記第二前重み付け処理モジュールは更に、
前記第二アンテナ配列の受信信号又は応答情報により、第二アンテナ配列に対応する第二チャネル情報を取得する第二チャネル情報ユニットと、
前記第二チャネル情報により送信信号に対して第二前重み付け処理を行う第二前重み付け処理ユニットと
を含む。
【００１１】
前記第一ビーム形成モジュールは更にまた、
第一アンテナ配列の受信信号により第一アンテナ配列に対応する第１組ステアリングベクターを取得し、そのうち、第１組ステアリングベクターは各移動端末アンテナに対応する第一ステアリングベクターユニットと、
第１組ステアリングベクターにより第一アンテナ配列ビーム形成重み付けベクターを生成する第一重み付けベクター生成ユニットと、
第一アンテナ配列ビーム形成重み付けベクターにより、第一前重み付け処理後の送信信号に対して重み付け処理を行い、目標移動端末受信アンテナに指す第一指向性ビームを形成し、且つ第一アンテナ配列によって送信する第一重み付けユニットと、
前記第二ビーム形成モジュールは更にまた、
第二アンテナ配列の受信信号により第二アンテナ配列に対応する第２組ステアリングベクターを取得し、そのうち、第二２組ステアリングベクターは各移動端末アンテナに対応するステアリングベクター組である第二ステアリングベクターユニットと、
第２組ステアリングベクターにより第二アンテナ配列ビーム形成重み付けベクターを生成する第二重み付けベクター生成ユニットと、
第二アンテナ配列ビーム形成重み付けベクターにより、第二前重み付け処理後の送信信号に対して重み付け処理を行い、目標移動端末受信アンテナに指す第二指向性ビームを形成し、且つ第二アンテナ配列によって送信する第二重み付けユニットと
を含む。
【００１２】
前記第一アンテナ配列と第二アンテナ配列のアンテナアレイ素子数は同じで、各アンテナ配列に含まれた各アンテナアレイ素子の間は、１／２波長以下の間隔を置く。
【００１３】
本発明の実施形態は閉ループモードにおけるアンテナ共用方法を提供し、単一アンテナの端末の場合、
それぞれと２つのアンテナ配列各自に対応するチャネル情報により、送信信号に対して前重み付け処理を行い、
２つのアンテナ配列に対応する２組の重み付け処理後の２つのステアリングベクターによりビーム−形成重み付けベクターを確定し、それぞれと前重み付け処理後の２つの送信信号に対して重み付け処理を行い、目標移動端末の受信アンテナに指す２つの指向性ビームを形成し、
２つの偏波モードが直交するアンテナ配列はそれぞれと２つの指向性ビームをアンテナアレイ素子送信する。
【００１４】
そのうち、前記２つのアンテナ配列各自に対応するチャネル情報により送信信号に対して前重み付け処理を行う方法は、
それぞれと前記２つのアンテナ配列の受信信号又は応答情報により、２つのチャネル情報を取得し、
２つのチャネル情報によりそれぞれと送信信号に対して前重み付け処理を行い、２つの前重み付け処理後の送信信号を取得する。
【００１５】
前記アンテナ配列に対応する２組ステアリングベクターによりビーム形成重み付けベクターを確定し、それぞれと２つの前重み付け処理後の送信信号に対し重み付け処理を行い、目標移動端末の受信アンテナに指す２つの指向性ビームを形成し、具体的には、
２つのアンテナ配列の受信信号により、２組のステアリングベクターを取得し、各組のステアリングベクターは各移動端末アンテナに対応するステアリングベクターを含み、
２つのステアリングベクターにより、それぞれと２つのアンテナ配列ビーム形成重み付けベクターを形成し、
２つのアンテナ配列ビーム形成重み付けベクターにより、それぞれと２つの前重み付け処理後の送信信号に対して重み付け処理を行い、目標移動端末の受信アンテナに指す２つの指向性ビームを形成する。
【００１６】
本発明の実施形態は又、閉ループモードにおけるアンテナ共用システムを提供し、マルチアンテナの移動端末の場合、
第一アンテナ配列に対応する第１組ダウンリンクチャネル情報と第二アンテナ配列に対応する第２組ダウンリンクチャネル情報により、送信信号に対して前重み付け処理を行うダウンリンク・チャネル・マトリクスモジュールと、
第一アンテナ配列に対応する第一クラスターステアリングベクターにより生成されたダウンリンクビーム形成重み付けベクターに基づき、前重み付け処理後の送信信号に対してビーム形成処理を行い、目標移動端末に指す第１指向性ビームを形成し、第一アンテナ配列によって送信する第一ビーム形成モジュールと、
第二アンテナ配列に対応する第二クラスターステアリングベクターにより生成されたダウンリンクビーム形成重み付けベクターに基づき、前重み付け処理後の送信信号に対してビーム形成処理を行い、目標移動端末に指す第２指向性ビームを形成して、第二アンテナ配列によって送信する第二ビーム形成モジュールと、
内部アンテナアレイ素子は同じ偏波モードを持ち、前記第一指向性ビームを送信する第一アンテナ配列と、
内部アンテナアレイ素子は同様且つ前記第一アンテナ配列の偏波モードと直交する偏波モードを持ち、前記第二指向性ビームを送信する第二アンテナ配列と
を含む。
【００１７】
そのうち、前記ダウンリンク・チャネル・マトリクス処理モジュールは更に、
前記第一アンテナ配列の受信信号又は応答情報により、第１組ダウンリンクチャネル情報を取得し、前記第１組ダウンリンクチャネル情報は、目標移動端末のＭ個の受信アンテナに対応するＭ個のダウンリンクチャネル情報を含み、Ｍは正整数である第１組チャネル情報ユニットと、
前記第二アンテナ配列の受信信号又は応答情報により、第２組ダウンリンクチャネル情報を取得し、前記第２組ダウンリンクチャネル情報は、目標移動端末のＭ個の受信アンテナに対応するＭ個のダウンリンクチャネル情報を含む第２組チャネル情報ユニットと、
前記第１組ダウンリンクチャネル情報と前記第２組ダウンリンクチャネル情報により、ダウンリンク・チャネル・マトリクスを取得し、前記ダウンリンク・チャネル・マトリクスに対して特異値分解処理行うダウンリンク・チャネル・マトリクス処理ユニットと、
前記ダウンリンク・チャネル・マトリクス処理ユニットの特異値分解結果により特定特異の入力ベクター値に対応する第一要素を選択し、送信信号に対して前重み付け処理を行い、第一ビーム形成モジュールに送信する第一前重み付け処理ユニットと、
前記ダウンリンク・チャネル・マトリクス処理ユニットの特異値分解結果により、特定特異値の入力ベクターステアリングベクターに対応する第二要素を選択し、送信信号に対して前重み付け処理を行い第二ビーム形成モジュールに送信する第二前重み付け処理ユニットと
を含む。
【００１８】
前記第一ビーム形成モジュールは、
第一アンテナ配列の受信信号により第一クラスターのステアリングベクターを取得し、前記第一クラスターのステアリングベクターは各移動端末のＭ個アンテナに対応するＭ個のステアリングベクター組を含み、そのうち、Ｍは正整数である第一クラスターステアリングベクターユニットと、
第一クラスターステアリングベクタにより第一アンテナ配列が目標移動端末のＭ個受信アンテナに対応するダウンリンクビーム形成重み付けベクターを生成する第一重み付けベクター生成ユニットと、
第一アンテナ配列が目標移動端末のＭ個の受信アンテナに対応するダウンリンクビーム形成重み付けベクターにより、第一前重み付け処理ユニットからの前重み付け処理後の送信信号に対して重み付け処理を行い、第一アンテナ配列により第一指向性ビームを送信し、前記第一指向性ビームはそれぞれと目標移動端末のＭ個受信アンテナに指すダウンリンク指向性ビームを含む第一重み付けユニットと
を含み、
前記第二ビーム処理モジュールは、
第二アンテナ配列の受信信号により第二クラスターのステアリングベクタを取得し、前記第二クラスターのステアリングベクターは各移動端末のＭ個アンテナに対応するＭ個ののステアリングベクター組を含み、そのうち、Ｍは正整数である第にクラスターステアリングベクターユニットと、
第二クラスターステアリングベクターにより第二アンテナ配列が目標移動端末のＭ個受信アンテナに対応するダウンリンクビーム形成重み付けベクターを生成する第二重み付けベクター生成ユニットと、
第二アンテナ配列が目標移動端末のＭ個受信アンテナに対応するダウンリンクビーム形成重み付けベクターにより、第二前重み付け処理ユニットからの前重み付け処理後の送信信号に対して重み付け処理を行い、第二アンテナ配列により第二指向性ビームを送信し、前記第二指向性ビームはそれぞれと目標移動端末のＭ個受信アンテナに指すダウンリンク指向性ビームを含む第二重み付けユニットと
を含む。
【００１９】
前記第一アンテナ配列と第二アンテナ配列に含まれたアンテナアレイ素子数は同じで、各アンテナ配列に含まれた各アンテナアレイ素子の間は１／２波長以下の間隔を置く。
【００２０】
本発明の実施形態はもう１種の閉ループモードにおけるアンテナ共用方法を提供し、マルチアンテナの移動端末の場合、
２つのアンテナ配列に対応する２組のダウンリンクチャネル情報により、送信信号に対して前重み付け処理を行い、
２つのアンテナ配列に対応する２クラスターのステアリングベクターにより，それぞれとダウンリンクビーム形成重み付けベクターを確定し、前重み付け処理後の送信信号に対して重みつけ処理を行い、２組の指向性ビームを形成し、
偏波モードは直交する２つのアンテナ配列はそれぞれと２組指向性ビームを送信する。
【００２１】
前記各組のダウンリンクチャネル情報は、目標移動端末のＭ個の受信アンテナに対応するＭ個のダウンリンクチャネル情報を含みＭは正整数である。
【００２２】
各クラスターのステアリングベクターは各移動端末のＭ個のアンテナに対応するステアリングベクターを含む。
【００２３】
各組の指向性ビームはそれぞれと目標移動端末のＭ個のアンテナに対応するダウンリンク指向性ビームを含む。
【００２４】
前記２つのアンテナ配列に対応する２組のダウンリンクチャネル情報により送信信号に対して前重み付けを行う方法は、
２つのアンテナ配列の受信信号又は応答情報により、２組のダウンリンクチャネル情報を取得し、
２組のダウンリンクチャネル情報によりダウンリンク・チャネル・マトリクスを取得し、前記ダウンリンク・チャネル・マトリクスに対して、特異値分解処理を行い、
前記ダウンリンク・チャネル・マトリクス特異値分解処理結果により、特定特異値の入力ベクターに対応する２つの要素を選択して、それぞれと送信信号に対して前重み付け処理を行い、２つの前重み付け処理後の送信信号を取得する。
【００２５】
そのうち、前記２つのアンテナ配列に対応する２クラスターのステアリングベクターによりそれぞれとダウンリンクビーム形成重み付けベクターを確定し、前重み付け処理後の送信信号に対して重み付け処理を行うことは、
２つのアンテナ配列の受信信号により２クラスターステアリングベクターを取得することと、
２クラスターのステアリングベクターによりそれぞれと２つのアンテナ配列が目標移動端末のＭ個受信アンテナに対応するダウンリンクビーム形成重み付けベクターを生成することと、
二つのアンテナ配列のダウンリンクビーム形成重み付けベクターによりそれぞれと二つの前重み付け処理後の送信信号に対して重み付け処理を行い、２組の指向性ビームを形成することとを含む。
【００２６】
本発明は単一アンテナの端末の閉ループモードにおけるアンテナ共用システム及び方法を提出したものである。第一アンテナ配列と第二アンテナ配列により二つの広義発射アンテナを構成し、当該２つのアンテナ配列は相互に直交しているため、相互に独立している。当該２つのアンテナ配列は各自のステアリングベクターにより、２つの互いに独立した減衰性を持つビームを形成し、一つの広義ＭＩＳＯシステム（２×１のＭＩＳＯシステム）を構成できる。そのようなアンテナ配列構造の元に、２つのアンテナ配列は受信した減衰且つ独立している受信信号により、それぞれと２つのアンテナ配列に対応するテアリングベクターとチャネル情報を取得できる。本発明には、各自のチャネル情報を利用することにより、広義アンテナの送信信号に対して前重み付け処理を行い、又、各自のステアリングベクターにより確定されたビーム形成重み付けベクターを利用して、前重み付け処理後の送信信号に対して重み付け処理を行い、それぞれと２つの広義アンテナ送信により目標移動端末受信アンテナに指す２つの指向性ビームを形成し、完全な送信ダイバシティ利得と配列利得を取得できるようになり、良好な性能を備えられるようになる。
【００２７】
更に、本発明はマルチアンテナの端末の閉ループモードにおけるアンテナ共用システム及び方法を提出したものである。第一アンテナ配列と第二アンテナ配列により二つの広義発射アンテナを構成し、当該２つのアンテナ配列は相互に直交しているため、相互に独立しており、一つの広義ＭＩＳＯシステム（２×１のＭＩＳＯシステム）を構成できる。そのようなアンテナ配列構造の元に、各アンテナ配列は自身の受信信号と応答信号により１組のダウンリンクチャネル情報を取得でき、２組のダウンリンクチャネル情報により２×Ｍ個のダウンリンク・チャネル・マトリクスを獲得することができる。各アンテナ配列各自に対応するステアリングベクターにより、上記ダウンリンクマトリクスに対して特異値分解処理を行った後、各アンテナ配列各自に対応する１クラスターのステアリングベクターによりダウンリンクビーム形成重み付けベクターを確定し、前重み付け処理後の送信信号に対して重み付け処理を行い、２組の目標移動端末のＭ個の受信アンテナに指す２つの指向性ビームを形成し、且つそれぞれと２つのアンテナ配列により送信し、完全な送信ダイバシティ利得と配列利得を取得できるようになり、良好な性能を備えられるようになる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明の実施形態に係る閉ループモードにおけるアンテナ共用システムと方法は、スマートアンテナアレイ素子の基本構造も保留でき、ＭＩＭＯ/ＭＩＳＯ技術で取得できるダイバシティ利得と配列利得も得られるため、スマートアンテナ技術とＭＩＭＯ/ＭＩＳＯ技術を融合する要求を良好に解決できる。間もなく商用化に入るＴＤ−ＳＣＤＭＡシステムにおける端末と将来にＭＩＭＯ/ＭＩＳＯ技術を利用するシステムにおける端末は、本発明の実施形態に係る閉ループモードにおけるアンテナ共用システムと方法で同時に動作できるようになり、シームレスな接続を実現する。又、アンテナアレイ素子の割当て・利用問題に及ばないため、端末設計の単一化は行いやすくなり、今後のアンテナシステム進化は一層スムーズになり、今後のシステム進化過程における大規模な再構築と改造は回避できることになる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の第１実施形態に係る単一アンテナの端末の閉ループモードにおけるアンテナ共用システムの構造を示す図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係るアンテナ配列を示す図である。
【図３ａ】本発明の第１実施形態に係る第一前重み付け処理モジュールの構造を示す図である。
【図３ｂ】本発明の第１実施形態に係る第二前重み付け処理モジュールの構造を示す図である。
【図４ａ】本発明の第１実施形態に係る第一ビーム形成モジュールの構造を示す図である。
【図４ｂ】本発明の第１実施形態に係る第二ビーム形成モジュールの構造を示す図である。
【図５】本発明の第１実施形態に係る単一アンテナの端末の閉ループモードにおけるアンテナ共用方法のフローチャートである。
【図６】本発明の第２実施形態に係るマルチアンテナの端末の閉ループモードにおけるアンテナ共用システムの構造を示す図である。
【図７】本発明の第２実施形態に係るアンテナ配列を示す図である。
【図８】本発明の第２実施形態に係るダウンリンク・チャネル・マトリクス処理モジュールの構造を示す図である。
【図９ａ】本発明の第２実施形態に係る第一ビーム形成モジュール構造を示す図である。
【図９ｂ】本発明の第２実施形態に係る第二ビーム形成モジュール構造を示す図である。
【図１０】本発明の第２実施形態に係るマルチアンテナの端末の閉ループモードにおけるアンテナ共用方法のフローチャートである。
【図１１】従来技術におけるＴＤ−ＳＣＤＭＡシステムにおけるスマートアンテナ配列を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
第１の実施形態
図１は本発明の第１実施形態に係る単一アンテナの端末の閉ループモードにおけるアンテナ共用システムの構造を示す図である。図１に示すように、閉ループモードにおけるアンテナ共用システムは移動端末の受信アンテナに指向性ビームを送信する第一サブシステムと第二サブシステムより構成する。そのうち、第一サブシステムは順番に接続されている第一前重み付け処理モジュールＡ１１、第一ビーム形成モジュールＡ１２と第一アンテナ配列Ａ１３とを含み、第一前重み付け処理モジュールＡ１１は、第一アンテナ配列Ａ１３に対応する第一チャネル情報によりステアリングベクター、送信信号に対して第一前重み付け処理を行う。第一ビーム形成モジュールＡ１２は第一アンテナ配列Ａ１３に対応する第１組ステアリングベクターによりビーム形成重み付けベクターを確定し、第一前重み付け処理後の送信信号に対して重み付け処理を行い、目標移動端末の受信アンテナＡ１０に指す第一指向性ビームを形成する。第一アンテナ配列Ａ１３は第一偏波モードにより第一指向性ビームを送信する。第二サブシステムは順番に接続されている第二前重み付け処理モジュールＡ２１、第二ビーム形成モジュールＡ２２、と第二アンテナ配列Ａ２３とを含み、第二前重み付け処理モジュールＡ２１は第二アンテナ配列Ａ２３に対応する第二チャネル情報により、送信信号に対して第二前重み付け処理を行う。第二ビーム形成モジュールＡ２２は第二アンテナ配列Ａ２３に対応する第二ステアリングベクターによりビーム形成重み付けベクターを確定し、第二前重み付け処理後の送信信号に対して重み付け処理を行い、目標移動端末の受信アンテナＡ１０に指す第二指向性ビームを形成する。そのうち、第一アンテナ配列Ａ１３に含まれた各アンテナアレイ素子は同じ第一偏波モードを持ち、第二アンテナ配列Ａ２３に含まれた各アンテナアレイ素子は同じ第二偏波モードを持ち、第一偏波モードと第二偏波モードは互いに直交している。
【００３１】
本発明の第１実施形態は新しいアンテナ融合案を提出した。従来のスマート・アンテナ・システムにおける全部素子を２組に分け、組毎に含まれたアンテナアレイ素子の偏波モードは同じで、アンテナアレイ素子の間隔は元のスマート・アンテナ・システムで要求された間隔を保持し、異なる組におけるアンテナアレイ素子の偏波モードが相互に直交するようにして、その２組のアンテナにより、広義且つ互いに独立した空間減衰特性を持つ２アンテナシステムを構成し、元のスマート・アンテナ・システムの基本構造を保持する上、ＭＩＭＯ/ＭＩＳＯシステムのアンテナ独立性に対する要求も満足できる。組毎に含まれたアンテナアレイ素子はスマート・アンテナ・システムの要求を満足しているため、組内のアンテナはスマートアンテナ技術を採用できる。ＭＩＭＯ/ＭＩＳＯシステムは、送信側におけるチャネル情報の有無により、閉ループＭＩＭＯ/ＭＩＳＯと開ループＭＩＭＯ/ＭＩＳＯに分けられる。本発明の第１実施形態の技術案は、閉ループのＭＩＭＯ/ＭＩＳＯであり、チャネル情報を有効的に利用する上に、全部ダイバシティ利得を取得できるだけではなく、配列利得も取得できる。具体的に、本発明の第１実施形態は、先ず、第一アンテナ配列と第二アンテナ配列により、２つの広義放射アンテナを構成し、その２つのアンテナ配列の偏波モードは相互に直交しているため、互いに独立したアンテナ配列を形成した。その２つのアンテナ配列は各自のベクターステアリングベクターによれば、２つの互いに独立した減衰特性を持つビームを取得でき、広義のＭＩＳＯシステム（２×１のＭＩＳＯシステム）を構成する。そのようなアンテナ配列構造の元に、２つのアンテナ配列は受信した独立・減衰した受信信号により、それぞれと２つのアンテナ配列に対応するステアリングベクターとチャネル情報を取得することができる。各自のチャネル情報により、広義アンテナにおける送信信号に対して前重み付け処理を行い、各自のステアリングベクターにより確定されたビーム形成重み付けステアリングベクターを利用して、前重み付け処理された送信信号に対して重み付け処理を行い、それぞれと２つの広義アンテナにより送信し、目標移動端末の受信アンテナに指す２つの指向性ビームを形成して、充分な送信ダイバシティ利得（Ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ  ｇａｉｎ）と配列利得（Ａｒｒａｙ  ｇａｉｎ）を取得でき、良い性能を取得できることになる。スマートアンテナとＭＩＭＯ/ＭＩＳＯシステムのアンテナ共用システムとして、本発明の第１実施形態に係る閉ループモードにおけるアンテナ共用システムは、スマートアンテナアレイ素子の基本構造も保留でき、ＭＩＭＯ/ＭＩＳＯ技術で取得できるダイバシティ利得と配列利得も取得できるため、スマートアンテナ技術とＭＩＳＯ技術を融合する要求を良好に解決できる。間もなく商用化に入るＴＤ−ＳＣＤＭＡシステムにおける端末と将来にＭＩＳＯ技術を利用するシステムにおける端末は、本発明の第１実施形態に係るシステムで同時に動作できるようになり、シームレスな接続を実現する。又、今後のアンテナシステム進化は一層スムーズになり、今後のシステム進化過程における大規模な再構築と改造は回避できることになる。
【００３２】
又、第一アンテナ配列と第二アンテナ配列の偏波モードが相互に直交するため、その２つの広義アンテナが互いに独立している。各組のアンテナ配列が自身と端末アンテナ間のステアリングベクターにより生成されたビーム形成重み付けベクターに基づき、信号に対して重み付け処理後形成された等価チャネルは相互に独立している。送信側は簡単に各アンテナ配列に対応するステアリングベクターにより生成されたビーム形成重み付けベクターを直接に利用するだけで、信号に対して重み付け送信をすれば、二つの等価チャネルにより伝送された信号は受信側においては非干渉重畳をしているため、効率的に信号受信することができない。
【００３３】
信号に対してそれぞれとビーム形成処理を行う上で、アンテナ間に相互に独立すれば、有効に受信の信号対干渉雑音比を高め、チャネル容量を向上させることができるようになる。例えば、ビーム形成重み付けベクターにより信号に重み付けをする前後に、所定の重み付け処理（例えば、位相回転操作、又は、上記ような操作と各配列の独立したビーム形成処理と連携して共同ダウンリンクビーム形成重み付けベクターを形成する）を行うと、受信の信号対干渉雑音比を高め、チャネル容量を向上させる目的を達成することができる。本発明の実施例においては、ビーム形成重み付けベクターにより信号に重み付けをする前に、前重み付け処理を行う例を挙げた。
【００３４】
図２は本発明の第１実施形態に係るアンテナ配列を示す図である。ＴＤ−ＳＣＤＭＡシステムにおけるスマートアンテナはＮ個のアンテナアレイ素子を含み、Ｎは正整数であり、且つ各アンテナアレイ素子の間はλ/２以下の間隔を置く従来技術に対して、本実施形態は、デュアル偏波アンテナを元に２つの広義放射アンテナを構成する技術案を提出した。具体的に、アンテナ配列に含まれたＮ個の素子を平均的に第一アンテナ配列Ａ１３、第二アンテナ配列Ａ２３の２組に分け、各アンテナ配列はそれぞれとＮ/２個のアンテナアレイ素子を備え、各アンテナ配列に含まれた隣接アンテナアレイ素子の間はλ/２以下の間隔を置き、各アンテナ配列に含まれた全部アンテナアレイ素子は同じ偏波モードを採用し、但し、第一アンテナ配列Ａ１３と第二アンテナ配列Ａ２３の偏波モードは互いに直交している。例えば、第一アンテナ配列Ａ１３は-４５°偏波のアンテナ配列であれば、第二アンテナ配列Ａ２３は＋４５°偏波のアンテナ配列になる。そうすると、-４５°偏波のアンテナ配列と＋４５°偏波のアンテナ配列よりデュアル偏波アンテナを構成し、更に当該デュアル偏波アンテナを元に２つの広義且つ互いに独立した放射アンテナを構成し、ＭＩＳＯ形式を備えることになる。
【００３５】
図３ａは本発明の第１実施形態に係る第一前重み付け処理モジュールＡ１１の構造を示す図である，図３ｂは本発明の第１実施形態に係る第二前重み付け処理モジュールＡ２１の構造を示す図である。図３ａに示すように、第一前重み付け処理モジュールＡ１１は第一チャネル情報ユニットＡ１１１と第一前重み付け処理ユニットＡ１１２を含む。第一チャネル情報ユニットＡ１１１は、第一アンテナ配列Ａ１３の受信信号又は応答情報により、第一アンテナ配列Ａ１３に対応する第一チャネル情報を取得し、第一前重み付け処理ユニットＡ１１２に送信する。第一前重み付け処理ユニットＡ１１２は第一チャネル情報により、送信信号に対して前重み付け処理を行い、且つ処理結果を第一ビーム形成モジュールＡ１２に送信する。重み付け処理後の送信信号を形成する。図３ｂに示すように、第二前重み付け処理モジュールＡ２１は第二チャネル情報ユニットＡ２１１と第二前重み付け処理ユニットＡ２１２とを含み、そのうち、第二チャネル情報ユニットＡ２１１は第二アンテナ配列Ａ２３の受信信号又は応答情報により、第二アンテナ配列Ａ２３に対応する第二チャネル情報を取得し、第二前重み付け処理ユニットＡ２１２に送信する。第二前重み付け処理ユニットＡ２１２は第二チャネル情報により、送信信号に対して前重み付け処理を行い、且つ処理結果を第二ビーム形成モジュールＡ２２に送信する。
【００３６】
図３ａと３ｂに示す技術案において、前重み処理は最大比合成モードを採用して送信しても良いし、等価利得又は選択合成を採用して送信しても良い。本発明に係る実施例においては、最大比合成モードを採用して送信する。即ち、第一前重み付け処理ユニットＡ１１２を送信信号に対して最大比合成送信を行う第一最大比合成送信ユニットとし、第二前重み付け処理ユニットＡ１１２を送信信号に対して最大比合成送信を行う第二最大比合成送信ユニットとする。各自のチャネル情報により、送信信号に対して最大比合成送信を行い、それぞれとビーム形成モジュールに前重み付け処理後の送信信号を送信し、充分な送信ダイバシティ利得と配列利得を取得できるようになる。最大比合成送信とは、各合成ブランチを制御することにより、受信端末において同位相重畳できるようにすることを指す。具体的に、全部のブランチを利用し、即ち、２つのアンテナ配列により共同に同一の信号を送信し、信号の各アンテナ配列における前重み付け係数は、２つのダウンリンクビームが経由するチャネルの減衰信号により定められる。そうすると、移動端末の受信アンテナが２つのアンテナ配列から受信した信号は同位相又は干渉合成されたものである。
【００３７】
図４ａは本発明の第１実施形態に係る第一ビーム形成モジュールの構造を示す図であり、図４ｂは本発明の第１実施形態に係る第二ビーム形成モジュールの構造を示す図である。図４ａに示すように、第一ビーム形成モジュールＡ１２は、第一ステアリングベクターユニットＡ１２１、第一重み付け生成ユニットＡ１２２と第一重み付けユニットＡ１２３を含む。そのうち、第一重み付けユニットＡ１２３は、第一前重み付け処理モジュールＡ１１の第一前重み付け処理ユニットＡ１１２及び第一アンテナ配列Ａ１３とそれぞれ接続する。
【００３８】
第一ステアリングベクターユニットＡ１２１は、第一アンテナ配列Ａ１３の受信信号により第一アンテナ配列に対応する第１組ステアリングベクターを取得し、そのうち、第１組ステアリングベクターは各移動端末アンテナに対応するステアリングベクター組である。
【００３９】
第一重み付けベクター生成ユニットＡ１２２は、第１組ステアリングベクターにより第一アンテナ配列ビーム形成重み付けベクターを生成する。第一重み付けベクターユニットＡ１２３は、第一前重み付け処理ユニットＡ１１２から前重み付け処理後の送信信号を受信し、第一アンテナ配列ビーム形成重み付けベクターにより第一前重み付け処理後の送信信号に対して重み付け処理を行い、第一アンテナ配列Ａ１３にＮ/２個の出力信号を送信し、第一アンテナ配列Ａ１３により目標移動端末受信アンテナＡ１０に指す第一指向性ビームを送信する。
【００４０】
図４ｂに示すように、第二ビーム形成モジュールＡ２２は、第二ステアリングベクターユニットＡ２２１、第二重み付けベクター生成ユニットＡ２２２と第二重み付けユニットＡ２２３を含む。そのうち、第二重み付けユニットＡ２２３は、第二前重み付け処理モジュールＡ２１の第二前重み付け処理ユニットＡ２１２及び第二アンテナ配列Ａ２３とそれぞれ接続する。
【００４１】
第二ステアリングベクターユニットＡ２２１は、第二アンテナ配列Ａ２３の受信信号により、第二アンテナ配列Ａ２３に対応する第２組ステアリングベクターを取得し、そのうち、第２組ステアリングベクターは各移動端末アンテナに対応するステアリングベクターである。第二重み付けベクター生成ユニットＡ２２２は、第２組ステアリングベクターにより第二アンテナビーム形成重み付けベクターを生成する。
【００４２】
第二重み付けユニットＡ２２３は、第二前重み付け処理ユニットＡ１２１により前重み付け処理後の送信信号を受信し、第二アンテナ配列ビーム形成重み付けベクターにより第二前重み付け処理後の送信信号に対して重み付け処理を行い、第二アンテナ配列Ａ２３にＮ/２個の出力信号を送信し、第二アンテナ配列Ａ２３により目標移動端末受信アンテナＡ１０に指す第二指向性ビームを送信する。
【００４３】
図５は本発明の第１実施形態に係る単一アンテナの端末の閉ループモードにおけるアンテナ共用方法のフローチャートであり、具体的に以下にようになっている。
【００４４】
ステップＳ１１：それぞれと２つのアンテナ配列各自に対応するチャネル情報により、ー送信信号に対して前重み付け処理を行う。
【００４５】
ステップＳ１２：２つのアンテナ配列に対応する２組のステアリングベクターによりビーム形成重み付けベクターを確定し、それぞれと前重み付け処理後の２つの送信信号を送信し、目標移動端末の受信アンテナに指す２つの指向性ビームを形成する。
【００４６】
ステップ１３：偏波モードが直交する２つのアンテナ配列はそれぞれと２つの指向性ビームを送信する。
【００４７】
本発明の第１実施形態に係る単一アンテナの端末の閉ループモードにおけるアンテナ共用方法は、第一アンテナ配列と第二アンテナ配列より構成された２つの広義の放射アンテナを元に実現する。第一アンテナ配列と第二アンテナ配列はそれぞれとＮ/２個の同じ偏波モードを持つアンテナアレイ素子を含められ、各アンテナアレイ素子の間はλ/２以下の間隔を置き、第一アンテナ配列と第二アンテナ配列の偏波モードは互いに直交しているため、２つの互いに独立した広義アンテナを構成した。２つのアンテナ配列は各自のステアリングベクターによれば、減衰特性の互いに独立した２ビームを形成でき、広義のＭＩＳＯシステム（２×１のＭＩＳＯシステム）を構成することになる。本発明の第１実施形態に係る第一アンテナ配列と第二アンテナ配列より構成された２つの広義放射アンテナ構造において、第一アンテナ配列は、受信された独立した減衰特性を持つ受信信号又は応答情報により、第一アンテナ配列に対応する第一チャネル情報を取得でき、受信信号により第一アンテナ配列に対応する第１組ベクターを取得することができる。第二アンテナ配列は受信された独立した減衰特性を持つ受信信号又は応答情報により、第二アンテナ配列に対応する第二チャネル情報を取得でき、受信信号により第二アンテナ配列に対応する第２組ステアリングベクターを取得することができる。以上のことを踏まえ、第一チャネル情報により送信信号に対して第一前重み付け処理を行い、第１組ステアリングベクターによりビーム形成重み付けベクターを確定し、且つ、第一前重み付け処理後の送信信号に対して重み付け処理を行い、目標移動端末の受信アンテナに指す第一指向性ビームを形成し、第一アンテナ配列により第一指向性ビームを送信する。同時に、第二チャネル情報により送信信号に対して第二前重み付け処理を行い、第２組ステアリングベクターによりビーム形成重み付けベクターを形成し、且つ第二前重み付け処理後の送信信号に対して重み付け処理を行い、目標移動端末の受信アンテナに指す第二指向性ビームを形成し、第二アンテナ配列により第二指向性ビームを送信する。上述処理過程によれば、完全なダイバシティ利得と配列利得を取得でき、良い性能を取得できる。スマートアンテナとＭＩＭＯ/ＭＩＳＯシステムのアンテナ共用方法として、本発明の第１実施形態に係る閉ループモードにおけるアンテナ共用方法は、スマートアンテナアレイ素子の基本構造も保留でき、ＭＩＳＯ技術で取得できるダイバシティ利得と配列利得も取得できるため、スマートアンテナ技術とＭＩＳＯ技術を融合する要求を良好に解決できる。間もなく商用化に入るＴＤ−ＳＣＤＭＡシステムにおける端末と将来にＭＩＳＯ技術を利用するシステムにおける端末は、本発明の第１実施形態にかかる方法で同時に動作できるようになり、シームレスな接続を実現する。又、アンテナアレイ素子の割当て・利用問題に及ばないため、端末設計の単一化は行いやすくなり、今後のアンテナシステム進化は一層スムーズになり、今後のシステム進化過程における大規模な再構築と改造は回避できることになる。
【００４８】
図５に示す技術案において、ステップ１１は具体的に下記のようになっている。
【００４９】
ステップ１１１：２つのアンテナ配列の受信信号又は応答信号により２つのチャネル情報を取得する。
【００５０】
ステップ１１２：２つのチャネル情報によりそれぞれと送信信号に対して前重み付け処理を行い、２つの前重み付け処理後の送信信号を取得する。
【００５１】
２つのアンテナ配列の受信信号又は応答信号により、第一アンテナ配列に対応する第一チャネル情報と第二アンテナ配列に対応する第二チャネル情報を含む２つのチャネル情報を取得する。第一チャネル情報により送信信号に対して前重み付け処理を行い、第一前重み付け処理後の送信信号を取得し、第二チャネル情報により送信信号に対して前重み付け処理を行い、第二前重み付け処理後の送信信号を取得する。
【００５２】
図５に示す技術案において、ステップ１２は具体的に下記のようになっている。
【００５３】
ステップ１２１：２つのアンテナ配列の受信信号により２組のステアリングベクターを取得する。
【００５４】
ステップ１２２：２組のステアリングベクターにより、それぞれと２つのアンテナ配列ビーム形成重み付けベクターを生成する。
【００５５】
ステップ１２３：２つのアンテナ配列ビーム形成重み付けベクターにより２つの前重み付け処理後の送信信号に対して重み付け処理を行い、目標移動端末の受信アンテナに指す２つの指向性ビームを形成する。
【００５６】
２つのアンテナ配列の受信信号により取得した２組のステアリングベクターは、第一アンテナ配列に対応する第１組ステアリングベクターと第二アンテナ配列に対応する第２組ステアリングベクターを含む。そのうち、第１組ステアリングベクターは各移動端末アンテナに対応するステアリングベクター組であり、第２組ステアリングベクターは各移動端末アンテナに対応するステアリングベクター組である。まず、第１組ステアリングベクターにより第一アンテナ配列ビーム形成重み付けベクターを生成し、そして、第一アンテナ配列ビーム形成重み付けベクターにより第一重み付け処理後の送信信号に対して重み付け処理を行い、目標移動端末の受信アンテナに指す第一指向性ビームを形成し、最後に第一アンテナ配列により当該第一指向性ビームを送信する。同様に、第２組ステアリングベクターにより第二アンテナ配列ビーム形成重み付けベクターを生成し、そして、第二アンテナ配列ビーム形成重み付けベクターにより第二重み付け処理後の送信信号に対して重み付け処理を行い、目標移動端末の受信アンテナに指す第二指向性ビームを形成し、最後に第二アンテナ配列により当該第一指向性ビームを送信する。
【００５７】
上記の技術案を基にして、前重み処理は最大比合成モードを採用して送信しても良いし、等価利得又は選択合成を採用して送信しても良い。本発明に係る実施例においては、最大比合成モードを採用して送信する。即ち、各自のチャネル情報により、送信信号に対して最大比合成送信を行い、それぞれと前重み付け処理後の送信信号を送信し、充分な送信ダイバシティ利得と配列利得を取得できるようになる。上記最大比合成送信の具体的な処理は下記のようになっている。
アンテナ配列によりダウンリンクビームが経由したチャネルの減衰情報を取得し、
各アンテナ配列の前重み付け係数を確定する。
【００５８】
第２の実施形態
図６は本発明の第２実施形態に係るマルチアンテナの端末の閉ループモードにおけるアンテナ共用システムの構造を示す図である。図６に示すように、閉ループモードにおけるアンテナ共用システムはダウンリンク・チャネル・マトリクス処理モジュールＢ０、第一アンテナ配列Ｂ１３により目標移動端末のＭ個の受信アンテナＢ１０にダウンリンクビームを送信する第一ビーム形成モジュールＢ１２と第二アンテナ配列Ｂ２３により目標移動端末のＭ個の受信アンテナＢ１０にダウンリンクビームを送信する第二ビーム形成モジュールＢ２２を含む。そのうち、ダウンリンク・チャネル・マトリクス処理モジュールＢ０は、第一アンテナ配列Ｂ１３に対応する第１組ダウンリンクチャネル情報と第二アンテナ配列Ｂ２３に対応する第２組ダウンリンクチャネル情報により送信信号に対して前重み付け処理を行う。第一ビーム形成モジュールＢ１２は、第一アンテナ配列Ｂ１３に対応する第一クラスターステアリングベクターによりダウンリンクビーム形成重み付けベクターを確定し、ダウンリンク・チャネル・マトリクス処理モジュールＢ０により前重み付け処理された送信信号に対して重み付け処理を行い、目標移動端末のＭ個の受信アンテナＢ１０に指す第一ビームを形成する。第一アンテナ配列Ｂ１３は第一偏波モードにより第一指向性ビームを送信する。第二ビーム形成モジュールＢ２２は、第二アンテナ配列Ｂ２３に対応する第にクラスターステアリングベクターによりダウンリンクビーム形成重み付けベクターを確定し、ダウンリンクチャネル・マトリクス処理モジュールＢ０により前重み付け処理された送信信号に対して重み付け処理を行い、目標移動端末のＭ個の受信アンテナＢ１０に指す第２組指向性ビームを形成する。第二アンテナ配列Ｂ２３は第二偏波モードにより第二指向性ビームを送信する。そのうち、第一アンテナ配列Ｂ１３に含まれた各アンテナアレイ素子は同じ第一偏波モードを持ち、第二アンテナ配列Ｂ２３に含まれた各アンテナアレイ素子は同じ第二偏波モードを持ち、第一偏波モードと第二偏波モードは互いに直交している。
【００５９】
本発明の第２実施形態に係るマルチアンテナの端末の閉ループモードにおけるアンテナ共用システムは、先ず、第一アンテナ配列と第二アンテナ配列により２つの広義の放射アンテナを構成し、２つのアンテナ配列の偏波モードは互いに直交しているため、２つの互いに独立した広義アンテナを構成した。各アンテナ配列は各自に対応するステアリングベクターによれば、指向性ビームを形成でき、広義のＭＩＭＯシステム（２×ＭのＭＩＭＯシステム）を構成できる。そのようなアンテナ配列構造において、各アンテナ配列は各自の受信信号又は応答情報により、１組のダウンリンクチャネル情報を取得でき、２組のダウンリンクチャネル情報を利用すれば、２×Ｍ個のダウンリンクチャネル・マトリクスを取得でき、ダウンリンク・チャネル・マトリクスに対して特異値分解処理を行った後、各アンテナ配列に対応する１クラスターのベクターステアリングベクターにより、前重み付け処理後の送信信号に対してビーム形成処理を行い、目標移動端末のＭ個の受信アンテナに指す指向性ビームを形成して、それぞれと２つの広義アンテナにより送信して、大きな送信ダイバシティ利得と配列利得を取得でき、良い性能を取得できる。スマートアンテナとＭＩＭＯ/ＭＩＳＯシステムのアンテナ共用システムとして、本発明の第２実施形態に係る閉ループモードにおけるアンテナ共用方法は、スマートアンテナアレイ素子の基本構造も保留でき、ＭＩＭＯ技術により取得できるダイバシティ利得と配列利得も取得できるため、スマートアンテナ技術とＭＩＭＯ技術を融合する要求を良好に解決する。間もなく商用化に入るＴＤ−ＳＣＤＭＡシステムにおける端末と将来にＭＩＭＯ技術を利用するシステムにおける端末は、本発明の第２実施形態に係るシステムで同時に動作できるようになり、シームレスな接続を実現する。又、アンテナアレイ素子の割当て・利用問題に及ばないため、端末設計の単一化は行いやすくなり、今後のアンテナシステム進化は一層スムーズになり、今後のシステム進化過程における大規模な再構築と改造は回避できることになる。
【００６０】
又、第一アンテナ配列と第二アンテナ配列は相互に直交しているため、その２つの広義アンテナは互いに独立している。更に、各組アンテナ配列・端末間のステアリングベクターにより生成されたビーム形成重み付けベクターに基づき、信号に対して重み付けを行った後形成された等価チャネルは相互に独立している。送信端末が各アンテナ配列に対応するステアリングベクターにより生成されたビーム形成重み付けベクターを直接に利用だけで、信号に対して重み付け送信をすれば、チャネル容量は最大化になれなくなってしまう。信号に対してそれぞれとビーム形成処理を行った上で、２つのアンテナ配列に対応するダウンリンクチャネル情報を十分に考慮して、適当な重み付けベクター又はビーム形成重み付けベクターを選択して、信号に対して重み付け処理を行う前後に、更なる重み付け処理を行ったり、当該重み付けベクターや、マトリクスを各配列の独立したビーム形成処理と連携して共同なダウンリンクビーム形成重み付けベクターを形成したりすれば、効率的にチャネル容量を向上させることができる。本発明に係る実施例には、ビーム形成重み付けビクトルを利用して信号に対して重み付けを行う前に、特性ベクターを利用して前重み付け処理を行う例を挙げた。
【００６１】
図７は本発明の第２実施形態に係るアンテナ配列を示す図である。従来技術において、ＴＤ−ＳＣＤＭＡシステムにおけるスマートアンテナはＮ個の素子を含み、且つ各アンテナアレイ素子の間はλ/２以下の間隔を置くことに対して、本実施形態はデュアル偏波アンテナを元に２つの広義放射アンテナを構成する技術案を提出した。具体的に、アンテナ配列に含まれたＮ個の素子を平均的に第一アンテナ配列Ｂ１３、第二アンテナ配列Ｂ２３の２組に分け、各アンテナ配列はそれぞれとＮ/２個のアンテナアレイ素子を含み、各アンテナ配列に含まれた隣接アンテナアレイ素子の間はλ/２以下の間隔を置き、そのうち、λは波長を示す。各アンテナ配列に含まれた全部アンテナアレイ素子は同じ偏波モードを採用し、但し、第一アンテナ配列Ｂ１３と第二アンテナ配列Ｂ２３の偏波モードは互いに直交している。例えば、第一アンテナ配列Ｂ１３は-４５°偏波のアンテナ配列であれば、第二アンテナ配列Ｂ２３は＋４５°偏波のアンテナ配列になる。そうすると、-４５°偏波のアンテナ配列と＋４５°偏波のアンテナ配列によりデュアル偏波アンテナを構成し、当該デュアル偏波アンテナを元に２つの広義且つ互いに独立した放射アンテナを構成し、ＭＩＳＯ形式を備えることになる。
【００６２】
次は、２つの受信アンテナを持つ移動端末の場合を例として本発明の第２実施形態の技術案を説明する。
【００６３】
図８は本発明の第２実施形態に係るダウンリンク・チャネル・マトリクス処理モジュールＢ０の構造を示す図である。図８に示すように、ダウンリンク・チャネル・マトリクス処理モジュールＢ０は第１組チャネル情報ユニットＢ０１、第２組チャネル情報ユニットＢ０２、ダウンリンク・チャネル・マトリクス処理ユニットＢ０３、第一前重み付け処理ユニットＢ０４と第二前重み付け処理ユニットＢ０５を含む。そのうち、第１組チャネル情報ユニットＢ０１は、第一アンテナ配列Ｂ１３の受信信号又は応答情報により、第１組ダウンリンクチャネル情報を取得し，第１組ダウンリンクチャネル情報は、移動端末の２つの受信アンテナの信号が経由した２つのダウンリンクチャネルに対応するダウンリンクチャネル情報（１，１）とダウンリンクチャネル情報（１，２）という２つのダウンリンクチャネル情報を含み、そのうち、ダウンリンクチャネル情報（１，１）は第一アンテナ配列と目標移動端末の第一受信アンテナに対応し、ダウンリンクチャネル情報（１，２）は第一アンテナ配列と目標移動端末の第二受信アンテナに対応し；第２組チャネル情報ユニットＢ０２は第二アンテナ配列Ｂ２３の受信信号又は応答情報により第２組ダウンリンクチャネル情報を取得し、第２組ダウンリンクチャネル情報は、移動端末の受信アンテナ信号が経由した２つのダウンリンクチャネルに対応するダウンリンクチャネル情報（２，１）とダウンリンクチャネル情報（２，２）という２つのダウンリンクチャネル情報を含み、そのうち、ダウンリンクチャネル情報（２，１）は第二アンテナ配列と目標移動端末の第一受信アンテナに対応し、ダウンリンクチャネル情報（２，２）は第二アンテナ配列と目標移動端末の第二受信アンテナに対応する。
【００６４】
ダウンリンク・チャネル・マトリクス処理ユニットＢ０３は上述ダウンリンクチャネル情報（１、１）、ダウンリンクチャネル情報（１、２）とダウンリンクチャネル情報（２、２）により１つの２×２ダウンリンク・チャネル・マトリクスを形成し、当該ダウンリンク・チャネル・マトリクスに対して特異値分解処理を行う。第一前重み付け処理ユニットＢ０４はダウンリンク・チャネル・マトリクス処理ユニットＢ０３により特異値分解結果を受信し、特定特異値の入力ベクターに対応する第一要素を選択し、送信信号に対して前重み付け処理を行い、前重み付け処理後結果を第一ビーム形成モジュールＢ１２に送信する。第二前重み付け処理ユニットＢ０５はダウンリンク・チャネル・マトリクス処理ユニットＢ０３により特異値分解結果を受信し、特定特異値の入力ベクターに対応する第二要素を選択し、送信信号に対して前重み付け処理を行い、前重み付け処理結果を第二ビーム形成モジュールＢ２２に送信する。具体的に、上述特定特異値は最大特性値であっても良い。即ち、第一前重み付け処理ユニットＢ０４は最大特異値に対応する入力ベクターの第一要素を選択して送信信号に対して前重み付け処理を行い、前重み付け処理結果を第一ビーム形成モジュールＢ１２に送信する、第二前重み付け処理ユニットＢ０５は最大特異値に対応する入力ベクターの第二要素を選択し、送信信号に対して前重み付け処理を行い、前重み付け処理結果を第二ビーム形成モジュールＢ２２に送信する。上述処理をすれば、本発明の第２実施形態はダウンリンク・チャネル・マトリクスに対して特異値分解を行い、その最大特異値に対応する入力ベクターを取得し、それを各?のアンテナ送信信号の前重み付けベクターとすることができる。
【００６５】
図９ａは  本発明の第２実施形態に係る第一ビーム形成モジュール構造を示す図であり、図９ｂ  本発明の第２実施形態に係る第二ビーム形成モジュール構造を示す図である。図９ａに示すように、第一ビーム形成モジュールＢ１２は順番に接続された第一クラスターステアリングベクターＢ１２１、第一重み付けベクター生成ユニットＢ１２２と第一重み付けユニットＢ１２３を含む。そのうち、第一重み付けユニットＢ１２３はそれぞれとダウンリンク・チャネル・マトリクス処理モジュールＢ０の第一前重み付け処理ユニットＢ０４及び第一アンテナ配列Ｂ１３と接続する。第一クラスターステアリングベクターユニットＢ１２１は第一アンテナ配列Ｂ１３の受信信号により第一アンテナ配列Ｂ１３に対応する第一クラスターのステアリングベクターを取得し、そのうち、第一クラスターのステアリングベクターはＢ１３に対応する各移動端末の２つの受信アンテナの２つのステアリングベクター組を含む、即ち、ステアリングベクター組（１，１）とステアリングベクター組（１，２）を含む。そのうち、ステアリングベクター組（１，１）は第一アンテナ配列と各移動端末の第一個の受信アンテナに対応する。Ｂ１２２はステアリングベクター組（１，１）とステアリングベクター組（１，２）により第一アンテナ配列が目標移動端末の第二個の受信アンテナに対応する２つのビーム形成重み付けベクターを生成する。Ｂ１２３は、第一前重み付け処理ユニットＢ０４から前重み付け処理後の送信信号を受信、第一アンテナの２つのビーム形成重き付けベクターにより前重み付け処理後の送信信号に対して重み付け処理を行い、第一アンテナ配列Ｂ１３にＮ/２個の出力信号を送信し、第一アンテナ配列Ｂ１３により目標移動端末２つの受信アンテナＢ１０に指す第一指向性ビームを送信する。第一指向性ビームは、指向性ビーム（１、１）と指向性ビーム（１、２）であり、そのうち、指向性ビーム（１、１）は第一アンテナ配列が目標移動端末の第一個の受信アンテナに指す指向性ビームであり、指向性ビーム（１、２）は第一アンテナ配列が目標移動端末の第二個の受信アンテナに指す指向性ビームである。図９ｂに示すように、第二ビーム形成モジュールＢ２２は順番に接続された第にクラスターステアリングベクターＢ２２１、第二重み付けベクター生成ユニットＢ２２２と第一重み付けユニットＢ２２３を含む。そのうち、第二重み付けユニットＢ２２３はそれぞれとダウンリンク・チャネル・マトリクス処理モジュールＢ０の第二前重み付け処理ユニットＢ０５と第二アンテナＢ２３と接続する。第二クラスターステアリングベクターＢ２２１は第二アンテナ配列Ｂ２３の受信信号によりＢ２３に対応する第二クラスターのステアリングベクターを取得し、そのうち、第二クラスターのステアリングベクターはＢ２３に対応する各移動端末の２つの受信アンテナの２つのステアリングベクター組を含む、即ち、ステアリングベクター組（２，１）とステアリングベクター組（２，２）を含む。そのうち、ステアリングベクター組（２，１）は第二アンテナ配列と各移動端末の第二個の受信アンテナに対応する。Ｂ２２２はステアリングベクター組（２，１）とステアリングベクター組（２，２）により第二アン���ナ配列が目標移動端末の第二個の受信アンテナに対応する２つのビーム形成重み付けベクターを生成する。Ｂ２２３は、Ｂ０５から前重み付け処理後の送信信号を受信し、第二アンテナの２つのビーム形成ベクターにより前重み付け処理後の送信信号に対して重み付け処理を行い、第二アンテナ配列Ｂ２３にＮ/２個の出力信号を送信し、Ｂ２３により目標移動端末２つの受信アンテナＢ１０に指す第二指向性ビームを送信する。第二指向性ビームは、指向性ビーム（２、１）と指向性ビーム（２、２）であり、そのうち、指向性ビーム（２、１）は第二アンテナ配列が目標移動端末の第二個の受信アンテナに指す指向性ビームであり、指向性ビーム（２、２）は第二アンテナ配列が目標移動端末の第二個の受信アンテナに指す指向性ビームである。
【００６６】
図１０は本発明の第２実施形態に係るマルチアンテナの端末の閉ループモードにおけるアンテナ共用方法のフローチャートを示し、具体的に以下のようになっている。
【００６７】
ステップＳ２１：それぞれと２つのアンテナ配列各自に対応する１組のダウンリンクチャネル情報により、送信信号に対して前重み付け処理を行う。
【００６８】
ステップＳ２２：２つアンテナ配列に対応する２クラスターのステアリングベクターによりそれぞれとダウンリンクビーム形成重み付けベクターを確定し、前重み付け処理後の送信信号に対して重み付け処理を行い、２組の指向性ビームを形成する。
【００６９】
ステップ２３：偏波が相互に直交する２つのアンテナ配列はそれぞれと２組の指向性ビームを送信する。
【００７０】
そのうち、各組のダウンリンクチャネル情報は目標移動端末のＭ個の受信アンテナに対応するＭ個のダウンリンクチャネル情報を含む。各クラスターのステアリングビクターは各移動端末のＭ個の受信アンテナに対応するＭ個のステアリングビクター組を含む。各組の指向性ビームはそれぞれと目標移動端末のＭ個の受信アンテナに対応するダウンリンクビームを含む。
【００７１】
本発明の第２実施形態に係るマルチアンテナの端末の閉ループモードにおけるアンテナ共用方法は、第一アンテナ配列と第二アンテナ配列より構成された２つの広義放射アンテナを元に実現する。第一アンテナ配列と第二アンテナ配列はそれぞれとＮ/２個の同じ偏波モードを持つアンテナアレイ素子を含み、且つ各アンテナアレイ素子の間はλ/２以下の間隔を置き、第一アンテナ配列と第二アンテナ配列の偏波モードは互いに直交しているため、２つの互いに独立した広義アンテナを構成した。そうすると、広義のＭＩＳＯシステム（２×ＭのＭＩＳＯシステム）を構成することになる。本発明の第２実施形態に係る第一アンテナ配列と第二アンテナ配列より構成された２つの広義放射アンテナの構造において、第一アンテナ配列は受信された独立した減衰特性を持つ受信信号又は応答情報により、第一アンテナ配列に対応する第１組チャネル情報を取得でき、受信信号により第一アンテナ配列に対応する第一クラスターのステアリングベクターを取得することができる。第二アンテナ配列は受信された独立した減衰特性を持つ受信信号又は応答情報により、第二アンテナ配列に対応する第２組チャネル情報を取得でき、受信信号により第二アンテナ配列に対応する第二クラスターのステアリングベクターを取得でき、そのうち、各組のダウンリンクチャネル情報は目標移動端末のＭ個の受信アンテナに対応するＭ個のダウンリンクチャネル情報を含み、各クラスターのステアリングベクターは各移動端末のＭ個の受信アンテナに対応するＭ個のステアリングベクターを含む。以上を踏まえて、第１組チャネル情報と第２組チャネル情報により、２×Ｍのダウンリンク・チャネル・マトリクスを取得でき、各ダウンリンク・チャネル・マトリクスに対して特異値分解処理を行った後、各アンテナ配列各自の１クラスターのステアリングベクターにより確定されたダウンリンクビーム形成重み付けベクターを利用して、前重み付け処理後の送信信号に対して重み付け処理を行い、２組の目標移動端末のＭ個の受信アンテナに指す２つの指向性ビームを形成し、且つ対応する広義アンテナにより送信して、大きな送信ダイバシティ利得と配列利得を取得でき、良い性能を取得できる。スマートアンテナとＭＩＭＯ/ＭＩＳＯシステムのアンテナ共用方法として、本発明の第２実施形態に係る閉ループモードにおけるアンテナ共用方法は、スマートアンテナアレイ素子の基本構造も保留でき、ＭＩＭＯ技術で取得できるダイバシティ利得と配列利得も取得できるため、スマートアンテナ技術とＭＩＭＯ技術を融合する要求を良好に解決できる。間もなく商用化に入るＴＤ−ＳＣＤＭＡシステムにおける端末と将来にＭＩＭＯ/ＭＩＳＯ技術を利用するシステムにおける端末は、本発明の第２実施形態にかかるシステムで同時に動作できるようになり、シームレスな接続を実現する。又、アンテナアレイ素子の割当て・利用問題に及ばないため、端末設計の単一化は行いやすくなり、今後のアンテナシステム進化は一層スムーズになり、今後のシステム進化過程における大規模な再構築と改造は回避できることになる。
【００７２】
図１０に示す技術案において、ステップ２１は具体的に下記のようになっている。
【００７３】
ステップ２１１：２つのアンテナ配列の受信信号又は応答信号により２組のダウンリンクチャネル情報を受信する。
【００７４】
ステップ２１２：２組のダウンリンクチャネル情報によりダウンリンク・チャネル・マトリクスを取得し，上記ダウンリンク・チャネル・マトリクスに対して特異値分解処理を行う。
【００７５】
ステップ２１３：上記ダウンリンク・チャネル・マトリクス特異値分解結果により、特定特異値の入力ベクターに対応する２つの要素を選択して、送信信号に対して前重み付け処理を行い、２つの前重み付け処理後の送信信号を取得する。
【００７６】
そのうち、２組のダウンリンクチャネル情報は、第一アンテナ配列に対応する第一組のダウンりンクチャネル情報と第二アンテナ配列に対応する第二組のダウンリンクチャネル情報を含む。第一組のダウンリンクチャネル情報は目標移動端末のＭ個の受信アンテナに対応するＭ個のダウンリンクチャネル情報含む。上記Ｍ個のダウンリンクチャネル情報はダウンリンクチャネル情報（１，１）、ダウンリンクチャネル情報（１，２）、……、ダウンリンクチャネル情報（１，Ｍ）を含み、そのうち、ダウンリンクチャネル情報（１，Ｍ）は第一アンテナ配列と目標移動端末の第Ｍ個の受信アンテナに対応する。第二組のダウンリンクチャネル情報は目標移動端末のＭ個の受信アンテナに対応するＭ個のダウンリンクチャネル情報含む。上記Ｍ個のダウンリンクチャネル情報はダウンリンクチャネル情報（２，１）、ダウンリンクチャネル情報（２，２）、……、ダウンリンクチャネル情報（２，Ｍ）を含み、そのうち、ダウンリンクチャネル情報（２，Ｍ）は第二アンテナ配列と目標移動端末の第Ｍ個の受信アンテナに対応する。
【００７７】
上記ダウンリンクチャネル情報（１，１）、ダウンリンクチャネル情報（１，２）、……、ダウンリンクチャネル情報（１，Ｍ）とダウンリンクチャネル情報（２，１）、ダウンリンクチャネル情報（２，２）、……、ダウンリンクチャネル情報（２，Ｍ）により１つの２×Ｍ個のダウンリンク・チャネル・マトリクスを形成でき、且つ当該ダウンリンク・チャネル・マトリクスに対して特異値分解処理を行う。その後、特定特異値分解処理の結果に対してそれぞれと前重み付け処理を行う。即ち、第一アンテナ配列に対して、特定特異値の入力ベクターに対応する第一個の要素を選択して、送信信号に対して前重み付け処理を行い、同様に、第にアンテナ配列に対して、特定特異値の入力ベクターに対応する第二個の要素を選択して、送信信号に対して前重み付け処理を行う。本実施例に係る前重み付け処理はメイン特性値を基にした送信処理である。即ち、最大特異値の入力ベクターに対応する２つの要素を選択して、それぞれと送信信号に対して前重み付け処理を行う。
【００７８】
図１０に示す技術案において、ステップ２２は具体的に下記のようになっている。
【００７９】
ステップ２２１：２つのアンテナ配列の受信信号により２クラスターのステアリングベクターを取得する。
【００８０】
ステップ２２２：２クラスターのステアリングベクターにより、それぞれと２つのアンテナ配列が目標移動端末のＭ個の受信アンテナに対応するビーム形成重み付けベクターを生成する。
【００８１】
ステップ２２３：２つのアンテナ配列のダウンリンクビーム形成重み付けベクターにより、それぞれと２つの前重み付け処理後の送信信号に対して重み付け処理を行い、２組の指向性ビームを形成する。
【００８２】
そのうち、２組のステアリングベクターは第一アンテナ配列に対応する第一クラスターステアリングベクターと第二アンテナ配列に対応する第にクラスターステアリングベクターを含む。そのうち、第一クラスターステアリングベクターは第一アンテナ配列のＭ個のステアリングベクター組を有し、即ち、ステアリングベクター組（１，１）、ステアリングベクター組（１，２）、……、ステアリングベクター組（１，Ｍ）である。そのうち、ステアリングベクター組（１，Ｍ）は第一アンテナ配列と各移動端末の第Ｍ個の受信アンテナに対応する。第二クラスターステアリングベクターは第二アンテナ配列のＭ個のステアリングベクター組を有し、即ち、ステアリングベクター組（２，１）、ステアリングベクター組（２，２）、……、ステアリングベクター組（２，Ｍ）である。そのうち、ステアリングベクター組（２，Ｍ）は第一アンテナ配列と各移動端末のＭ個目の受信アンテナに対応する。
【００８３】
各クラスターのステアリングベクターにより、それぞれと第二アンテナ配列と各移動端末のＭ個の受信アンテナに対応するダウンリンクビーム形成重み付けベクターを取得し、且つ前重み付け処理後の送信信号に対して重み付け処理を行い、２つのアンテナ配列にＮ/２個の出力信号を送信し、２つのアンテナ配列により目標移動端末のＭ個の受信アンテナに指す２つの指向性ビームを送信する。２組の指向性ビームは、第一アンテナ配列が送信した第一指向性ビームと第二アンテナ配列が送信した第二指向性ビームを含む。第一指向性ビームは指向性ビーム（１，１）、指向性ビーム（１，２）、……、指向性ビーム（１，Ｍ）を含み。そのうち、指向性ビーム（１，Ｍ）は第一アンテナ配列が目標移動端末の第Ｍ個の受信アンテナに指す指向性ビームである。第二指向性ビームは指向性ビーム（２，１）、指向性ビーム（２，２）、……、指向性ビーム（２，Ｍ）を含み。そのうち、指向性ビーム（２，Ｍ）は第二アンテナ配列が目標移動端末の第Ｍ個の受信アンテナに指す指向性ビームである。
【００８４】
最後に注意するべきことは、上記実施例は本発明の技術的な解決手段の説明だけで、技術上の制限にはならない。本明細書では上述した実施例を参照し本発明を詳しく解説したが、当業者によって、上述した技術的な解決手段を改造し、またはその中の一部の技術素子を置換することもできる。そのような改造と置換は本発明の各実施例の技術の範囲から逸脱するとは見なされない。 
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動端末は単一アンテナである場合、
内部アンテナアレイ素子は皆同じ偏波モードを持ち、第一指向性ビームを送信する第一アンテナ配列と、
前記第一アンテナ配列に対応する第一チャネル情報により、送信信号に対して第一前重み付け処理を行う第一前重み付け処理モジュールと、
前記第一アンテナ配列に対応する第１組ステアリングベクターによりビーム形成重み付けベクターを確定し、第一前重み付け処理後の送信信号に対して重み付け処理を行い、目標移動端末の受信アンテナに指す第一指向性ビームを形成し、且つ第一アンテナ配列により送信する第一ビーム形成モジュールと、
内部アンテナアレイ素子は皆同様且つ前記第一アンテナ配列の偏波モードと直交する偏波モードを持ち、第二指向性ビームを送信する第二アンテナ配列と、
前記第二アンテナ配列に対応する第二チャネル情報により送信信号に対して第二前重み付け処理を行う第二前重み付け処理モジュールと、
前記第二アンテナ配列に対応する第２組ステアリングベクターによりビーム形成重みつけベクターを確定し、第二前重み付け処理後の送信信号に対して重み付け処理を行い、目標移動端末の受信アンテナに指す第二指向性ビームを形成し、且つ第二アンテナ配列により送信する第二ビーム形成モジュールと
を含むことを特徴とする閉ループモードにおけるアンテナ共用システム。
【請求項２】
前記第一前重み付け処理モジュールは
前記第一アンテナ配列の受信信号又は応答情報により、第一アンテナ配列に対応する第一チャネル情報を取得する第一チャネル情報ユニットと、
前記第一チャネル情報により送信信号に対して第一前重み付け処理を行う第一前重み付け処理ユニットと
を含み、
前記第二前重み付け処理モジュールは更に、
前記第二アンテナ配列の受信信号又は応答情報により、第二アンテナ配列に対応する第二チャネル情報を取得する第二チャネル情報ユニットと、
前記第二チャネル情報により送信信号に対して第二前重み付け処理を行う第二前重み付け処理ユニットと
を含むことを特徴とする請求項１に記載の閉ループモードにおけるアンテナ共用システム。
【請求項３】
前記第一前重み付け処理ユニットは送信信号に対して最大比合成送信を行う第一最大比合成送信ユニットであり、前記第二前重み付け処理ユニットは送信信号に対して最大比合成送信を行う第二最大比合成送信ユニットであることを特徴とする請求項２に記載の閉ループモードにおけるアンテナ共用システム。
【請求項４】
前記第一ビーム形成モジュールは更にまた、
第一アンテナ配列の受信信号により第一アンテナ配列に対応する第１組ステアリングベクターを取得し、そのうち、前記第１組ステアリングベクターは各移動端末のアンテナに対応するステアリングベクター組である第一ステアリングベクターユニットと、
第１組ステアリングベクターにより第一アンテナ配列ビーム形成重み付けベクターを生成する第一重み付けベクター生成ユニットと、
第一アンテナ配列ビーム形成重み付けベクターにより、第一前重み付け処理後の送信信号に対して重み付け処理を行い、目標移動端末の受信アンテナに指す第一指向性ビームを形成し、且つ第一アンテナ配列によって送信する第一重み付けユニットと、
前記第二ビーム形成モジュールは更にまた、
第二アンテナ配列の受信信号により第二アンテナ配列に対応する第２組ステアリングベクターを取得し、そのうち、前記第二２組ステアリングベクターは各移動端末のアンテナに対応するステアリングベクター組である第二ステアリングベクターユニットと、
第２組ステアリングベクターにより第二アンテナ配列ビーム形成重み付けベクターを生成する第二重み付けベクター生成ユニットと、
第二アンテナ配列ビーム形成重み付けベクターにより、第二前重み付け処理後の送信信号に対して重み付け処理を行い、目標移動端末の受信アンテナに指す第二指向性ビームを形成し、且つ第二アンテナ配列によって送信する第二重み付けユニットと
を含むことを特徴とする請求項１に記載の閉ループモードにおけるアンテナ共用システム。
【請求項５】
前記第一アンテナ配列と第二アンテナ配列のアンテナアレイ素子数は同じであり、各アンテナ配列に含まれた各アンテナアレイ素子の間は１／２波長以下の間隔を置くことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の閉ループモードにおけるアンテナ共用システム。
【請求項６】
移動端末は単一アンテナである場合、
それぞれと２つのアンテナ配列各自に対応するチャネル情報により、送信信号に対して前重み付け処理を行い、
２つのアンテナ配列に対応する２組のステアリングベクターによりビーム−形成重み付けベクターを確定し、それぞれと前重み付け処理後の２つの送信信号に対して重み付け処理を行い、目標移動端末の受信アンテナに指す２つの指向性ビームを形成し、
２つの偏波モードが直交するアンテナ配列はそれぞれと２つの指向性ビームを送信することを特徴とする閉ループモードにおけるアンテナ共用方法。
【請求項７】
前記２つのアンテナ配列各自に対応するチャネル情報により送信信号に対して前重み付け処理を行う方法は、
それぞれと前記２つのアンテナ配列の受信信号又は応答情報により、２つのチャネル情報を取得し、
２つのチャネル情報によりそれぞれと送信信号に対して前重み付け処理を行い、２つの前重み付け処理後の送信信号を取得することを特徴とする請求項６に記載の閉ループモードにおけるアンテナ共用方法。
【請求項８】
前記２つのアンテナ配列に対応する２組のステアリングベクターによりビーム形成重み付けベクターを確定し、それぞれと２つの前重み付け処理後の送信信号に対し重み付け処理を行い、目標移動端末の受信アンテナに指す２つの指向性ビームを形成し、具体的には、
２つのアンテナ配列の受信信号により、２組のステアリングベクターを取得し、各組のステアリングベクターは各移動端末のアンテナに対応するステアリングベクターを含み、
２組のステアリングベクターにより、それぞれと２つのアンテナ配列ビーム形成重み付けベクターを形成し、
２つのアンテナ配列ビーム形成重み付けベクターにより、それぞれと２つの前重み付け処理後の送信信号に対して重み付け処理を行い、目標移動端末の受信アンテナに指す２つの指向性ビームを形成することを特徴とする請求項６に記載の閉ループモードにおけるアンテナ共用方法。
【請求項９】
送信信号に対して前重み付け処理を行うことは、具体的に、送信信号に対して最大比合成送信処理又は干渉合成送信処理を行うことであることを特徴とする請求項６〜８いずれかに記載の閉ループモードにおけるアンテナ共用方法。
【請求項１０】
前記最大比合成送信処理は、具体的に、
アンテナ配列によりダウンリンクビームが経由したチャネルの減衰情報を取得し、
各アンテナアレイ素子の前重み付け係数を確定することを特徴とする請求項９に記載の閉ループモードにおけるアンテナ共用方法。
【請求項１１】
移動端末はマルチアンテナである場合、
第一アンテナ配列に対応する第１組ダウンリンクチャネル情報と第二アンテナ配列に対応する第２組ダウンリンクチャネル情報により、送信信号に対して前重み付け処理を行うダウンリンク・チャネル・マトリクス処理モジュールと、
第一アンテナ配列に対応する第一クラスターステアリングベクターにより生成されたダウンリンクビーム形成重み付けベクターに基づき、前重み付け処理後の送信信号に対してビーム形成処理を行い、目標移動端末に指す第１指向性ビームを形成し、第一アンテナ配列によって送信する第一ビーム形成モジュールと、
第二アンテナ配列に対応する第二クラスターステアリングベクターにより生成されたダウンリンクビーム形成重み付けベクターに基づき、前重み付け処理後の送信信号に対してビーム形成処理を行い、目標移動端末に指す第２指向性ビームを形成し、第二アンテナ配列によって送信する第二ビーム形成モジュールと、
内部アンテナアレイ素子は同じ偏波モードを持ち、前記第一指向性ビームを送信する第一アンテナ配列と、
内部アンテナアレイ素子は同様且つ前記第一アンテナ配列の偏波モードと直交する偏波モードを持ち、前記第二指向性ビームを送信する第二アンテナ配列と
を含むことを特徴とする閉ループモードにおけるアンテナ共用システム。
【請求項１２】
前記ダウンリンク・チャネル・マトリクス処理モジュールは、
前記第一アンテナ配列の受信信号又は応答情報により、第１組ダウンリンクチャネル情報を取得し、前記第１組ダウンリンクチャネル情報は、目標移動端末のＭ個の受信アンテナに対応するＭ個のダウンリンクチャネル情報を含み、Ｍは正整数である第１組チャネル情報ユニットと、
前記第二アンテナ配列の受信信号又は応答情報により、第２組ダウンリンクチャネル情報を取得し、前記第２組ダウンリンクチャネル情報は、目標移動端末のＭ個の受信アンテナに対応するＭ個のダウンリンクチャネル情報を含む第２組チャネル情報ユニットと、
前記第１組ダウンリンクチャネル情報と前記第２組ダウンリンクチャネル情報により、ダウンリンク・チャネル・マトリクスを取得し、前記ダウンリンク・チャネル・マトリクスに対して特異値分解処理を行うダウンリンク・チャネル・マトリクス処理ユニットと、
前記ダウンリンク・チャネル・マトリクス処理ユニットの特異値の分解結果により特定特異値の入力ベクターに対応する第一要素を選択し、送信信号に対して前重み付け処理を行い、第一ビーム形成モジュールに送信する第一前重み付け処理ユニットと、
前記ダウンリンク・チャネル・マトリクス処理ユニットの特異値の分解結果により、特定特異値の入力ベクターに対応する第二要素を選択し、送信信号に対して前重み付け処理を行い第二ビーム形成モジュールに送信する第二前重み付け処理ユニットと
を含むことを特徴とする請求項１１に記載の閉ループモードにおけるアンテナ共用システム。
【請求項１３】
前記第一前重み付け処理ユニットと第二前重み付け処理ユニットの特異値は最大特異値であることを特徴とする請求項１２に記載の閉ループモードにおけるアンテナ共用システム。
【請求項１４】
前記第一ビーム形成モジュールは、
第一アンテナ配列の受信信号により第一クラスターのステアリングベクターを取得し、前記第一クラスターのステアリングベクターは各移動端末のＭ個アンテナに対応するＭ個のステアリングベクター組を含み、そのうち、Ｍは正整数である第一クラスターステアリングベクターユニットと、
第一クラスターステアリングベクターにより第一アンテナ配列が目標移動端末のＭ個受信アンテナに対応するダウンリンクビーム形成重み付けベクターを生成する第一重み付けベクター生成ユニットと、
第一アンテナ配列が目標移動端末のＭ個の受信アンテナに対応するダウンリンクビーム形成重み付けベクターにより、第一前重み付け処理ユニットからの前重み付け処理後の送信信号に対して重み付け処理を行い、第一アンテナ配列により第一指向性ビームを送信し、前記第一指向性ビームはそれぞれと目標移動端末のＭ個受信アンテナに指すダウンリンク指向性ビームを含む第一重み付けユニットと
を含み、
前記第二ビーム処理モジュールは、
第二アンテナ配列の受信信号により第二クラスターのステアリングベクターを取得し、前記第二クラスターのステアリングベクターは各移動端末のＭ個アンテナに対応するＭ個のステアリングベクター組を含み、そのうち、Ｍは正整数である第二クラスターステアリングベクターユニットと、
第二クラスターステアリングベクターにより第二アンテナ配列が目標移動端末のＭ個受信アンテナに対応するダウンリンクビーム形成重み付けベクターを生成する第二重み付けベクター生成ユニットと、
第二アンテナ配列が目標移動端末のＭ個の受信アンテナに対応するダウンリンクビーム形成重み付けベクターにより、第二前重み付け処理ユニットからの前重み付け処理後の送信信号に対して重み付け処理を行い、第二アンテナ配列により第二指向性ビームを送信し、前記第二指向性ビームはそれぞれと目標移動端末のＭ個受信アンテナに指すダウンリンク指向性ビームを含む第二重み付けユニットと
を含むことを特徴とする請求項１１に記載の閉ループモードにおけるアンテナ共用システム。
【請求項１５】
前記第一アンテナ配列と第二アンテナ配列に含まれたアンテナアレイ素子数は同じで、各アンテナ配列に含まれた各アンテナアレイ素子の間は１／２波長以下の間隔を置くことを特徴とする請求項１１〜１４のいずれかに記載の閉ループモードにおけるアンテナ共用システム。
【請求項１６】
移動端末はマルチアンテナである場合、
２つのアンテナ配列に対応する２組のダウンリンクチャネル情報により、送信信号に対して前重み付け処理を行い、
２つのアンテナ配列に対応する２クラスターのステアリングベクターにより，２つのダウンリンクビーム形成重み付けベクターをそれぞれ確定し、前重み付け処理後の送信信号に対して重みつけ処理を行い、２組の指向性ビームを形成し、
偏波モードは直交する２つのアンテナ配列は２組指向性ビームをそれぞれ送信することを特徴とする閉ループモードにおけるアンテナ共用方法。
【請求項１７】
前記各組のダウンリンクチャネル情報は、目標移動端末のＭ個の受信アンテナに対応するＭ個のダウンリンクチャネル情報を含み、Ｍは正整数であることを特徴とする請求項１６に記載の閉ループモードにおけるアンテナ共用方法。
【請求項１８】
各クラスターのステアリングベクターは各移動端末のＭ個のアンテナに対応するＭ組のステアリングベクターを含むことを特徴とする請求項１６に記載の閉ループモードにおけるアンテナ共用方法。
【請求項１９】
各組の指向性ビームはそれぞれと目標移動端末のＭ個のアンテナに対応するダウンリンク指向性ビームを含むことを特徴とする請求項１６に記載の閉ループモードにおけるアンテナ共用方法。
【請求項２０】
前記２つのアンテナ配列に対応する２組のダウンリンクチャネル情報により送信信号に対して前重み付け処理を行う方法は、
２つのアンテナ配列の受信信号又は応答情報により、２組のダウンリンクチャネル情報を取得し、
２組のダウンリンクチャネル情報により、ダウンリンク・チャネル・マトリクスを取得し、前記ダウンリンク・チャネル・マトリクスに対して、特異値分解処理を行い、
前記ダウンリンク・チャネル・マトリクス特異値分解処理の結果により、特定特異値の入力ベクターに対応する２つの要素を選択し、それぞれと送信信号に対して前重み付け処理を行い、２つの前重み付け処理後の送信信号を取得することを特徴とする請求項１６に記載の閉ループモードにおけるアンテナ共用方法。
【請求項２１】
前記２つのアンテナ配列に対応する２クラスターのステアリングベクターにより，それぞれとダウンリンクビーム形成重み付けベクターを確定し、前重み付け処理後の送信信号に対して重みつけ処理を行い、２組の指向性ビームを形成する方法は、
２つのアンテナ配列の受信信号により、２クラスターのステアリングベクターを取得し、
２クラスターのステアリングベクターにより、それぞれと２つのアンテナ配列が目標移動端末のＭ個の受信アンテナに対応するダウンリンクビーム形成重み付けベクターを生成し、
２つのアンテナ配列のダウンリンクビーム形成重み付けベクターにより、２つの前重み付け処理後の送信信号に対してそれぞれと重みつけ処理を行い、２組の指向性ビームを形成することを特徴とする請求項１６に記載の閉ループモードにおけるアンテナ共用方法。
【請求項２２】
前記前重み付け処理は主特性値に基づく送信処理であることを特徴とする請求項１６〜２１の何れかに記載の閉ループモードにおけるアンテナ共用方法。
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2010529724.tif 000013
【図２】
2010529724.tif 000014
【図３ａ】
2010529724.tif 000015
【図３ｂ】
2010529724.tif 000016
【図４ａ】
2010529724.tif 000017
【図４ｂ】
2010529724.tif 000018
【図５】
2010529724.tif 000019
【図６】
2010529724.tif 000020
【図７】
2010529724.tif 000021
【図８】
2010529724.tif 000022
【図９ａ】
2010529724.tif 000023
【図９ｂ】
2010529724.tif 000024
【図１０】
2010529724.tif 000025
【図１１】
2010529724.tif 000026
【国際調査報告】
2010529724.tif 000027
2010529724.tif 000028
2010529724.tif 000029
2010529724.tif 000030