(57)【要約】  一実施形態では、方法は、信号（Ｓ）を受信するステップ、複数の変換器（２００−１、２００−ｉ、２００−Ｎ）で信号を位相シフトして、複数の位相シフトされた信号を生成するステップであって、複数の位相シフトされた信号のそれぞれが、経時的に変化する位相を有する、生成するステップ、および異なるアンテナ（２１０−１、２１０−ｉ、２１０−Ｎ）から複数の位相シフトされた信号のそれぞれを送るステップを含む。
2015504626.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のアンテナ（３１０）および前記第１のアンテナに関連する第１の変換器と、
第２のアンテナ（３３０）および第２のアンテナに関連する第２の変換器であって、前記第１の変換器および第２の変換器が、同一の信号（Ｓ）を受信し、前記信号を位相シフトして、複数の位相シフトされた信号を生成するように構成され、前記位相シフトされた信号のそれぞれが、経時的に変化する位相を有し、前記第１のアンテナと第２のアンテナが、所望の列距離だけ間隔を置いて配置され、第１の論理アンテナ・ポートにマッピングされ、前記第１のアンテナおよび第２のアンテナが、前記複数の位相シフトされた信号を送るように構成され、それによって、（ｉ）第１の論理アンテナ・ポートからの第１の得られるビーム形成信号が、前記第１のアンテナの送信電力と第２のアンテナの送信電力の和に等しい送信電力を有し、（ｉｉ）前記第１の得られるビーム形成信号が、前記第１のアンテナと第２のアンテナの一方からのビーム形成信号と同じ時間平均ビーム形状を有する、第２のアンテナ（３３０）および第２のアンテナに関連する第２の変換器と
を備える送信機。
【請求項２】
前記第１の変換器および前記第２の変換器が、前記位相シフトされた信号の少なくとも一部が異なる位相変化率で変化する位相を有するように前記位相シフトされた信号を生成するように構成されている請求項１に記載の送信機。
【請求項３】
前記複数の位相シフトされた信号のそれぞれの位相変化率が、基準位相変化率の整数倍である請求項２に記載の送信機。
【請求項４】
前記複数の位相シフトされた信号のうちの１つが、前記基準位相変化率で変化する位相を有する請求項３に記載の送信機。
【請求項５】
前記第１の変換器および前記第２の変換器が、前記複数の位相シフトされた信号の利得を設定するように構成されている請求項１に記載の送信機。
【請求項６】
前記第１の変換器および前記第２の変換器が、前記複数の位相シフトされた信号について同一の利得を設定するように構成されている請求項５に記載の送信機。
【請求項７】
第３のアンテナ（３２０）および第３のアンテナに関連する第３の変換器であって、第３のアンテナが、前記第１のアンテナから所望の角度だけ偏位する、第３のアンテナ（３２０）および第３のアンテナに関連する第３の変換器と、
第４のアンテナ（３４０）および第４のアンテナに関連する第４の変換器であって、第４のアンテナが、前記第２のアンテナから所望の角度だけ偏位し、前記第３のアンテナおよび第４のアンテナが、第２の論理アンテナ・ポートにマッピングされ、前記複数の位相シフトされた信号が、前記第３の変換器および第４の変換器によって生成された信号を含み、前記複数の位相シフトされた信号が、（ｉ）第２の論理アンテナ・ポートからの第２の得られるビーム形成信号が、前記第３のアンテナの送信電力と第４のアンテナの送信電力の和に等しい送信電力を有し、（ｉｉ）前記第２の得られるビーム形成信号が、前記第３のアンテナと第４のアンテナの一方からのビーム形成信号と同じ時間平均ビーム形状を有するように送られる、第４のアンテナ（３４０）および第４のアンテナに関連する第４の変換器と
をさらに備える請求項１に記載の送信機。
【請求項８】
前記第１の得られるビーム形成信号が、前記第１のアンテナと第２のアンテナとの間の前記所望の列距離および位相オフセットに基づく請求項１に記載の送信機。
【請求項９】
第１のアンテナ（３１０）と、
前記第１のアンテナから所望の角度だけ偏位した第２のアンテナ（３２０）と、
前記第１のアンテナに関連する第１の変換器と、
前記第２のアンテナおよび第１の変換器に関連する第２の変換器であって、前記第１の変換器および第２の変換器が、同一の信号（Ｓ）を受信し、前記信号を位相シフトして、複数の位相シフトされた信号を生成するように構成され、前記位相シフトされた信号のそれぞれが、経時的に変化する位相を有し、前記第１のアンテナおよび前記第２のアンテナが、第１の論理アンテナ・ポートにマッピングされ、前記複数の位相シフトされた信号を送るように構成され、それによって、（ｉ）第１の論理アンテナ・ポートからの第１の得られるビーム形成信号が、前記第１のアンテナの送信電力と前記第２のアンテナの送信電力の和に等しい送信電力を有し、（ｉｉ）前記第１の得られるビーム形成信号が、前記第１のアンテナと前記第２のアンテナの一方からのビーム形成信号と同じ時間平均ビーム形状を有する、第２の変換器と
を備える送信機。
【請求項１０】
第３のアンテナ（３３０）と、
前記第３のアンテナから所望の角度だけ偏位した第４のアンテナ（３４０）であって、前記第３のアンテナおよび第４のアンテナが、第２の論理アンテナ・ポートにマッピングされ、前記第１のアンテナおよび前記第２のアンテナから所望の列距離だけ間隔を置いて配置されている、第４のアンテナ（３４０）と、
前記第３のアンテナに関連する第３の変換器と、
前記第４のアンテナに関連する第４の変換器であって、前記複数の位相シフトされた信号が、前記第３の変換器および前記第４の変換器によって生成された信号を含み、前記複数の位相シフトされた信号が、（ｉ）第２の論理アンテナ・ポートからの第２の得られるビーム形成信号が、前記第３のアンテナの送信電力と第４のアンテナの送信電力の和に等しい送信電力を有し、（ｉｉ）前記第２の得られるビーム形成信号が、前記第３のアンテナと第４のアンテナの一方からのビーム形成信号と同じ時間平均ビーム形状を有するように送られる、第４の変換器と
をさらに備える請求項９に記載の送信機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、位相シフト送信ダイバーシティを使用して仮想セクタ全体の静的ビームを生成する方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現代のワイヤレス・システム（例えば、ＬＴＥ、ＷｉＭＡＸ、ＨＳＰＡ、ＵＭＴＳ、ＣＤＭＡなど）では、基地局（ＢＳ）アンテナは、物理的と論理的の両方で定義される（ＬＴＥでは、アンテナ・ポートと呼ばれる）。論理アンテナは、物理アンテナにマッピングされ、物理アンテナを介して実装される（例えば、通常はいくつかの物理アンテナが１つの論理アンテナにマッピングされる）。物理アンテナは一般に透過的であり、移動局（ＭＳ）にとって可視ではなく、一方、論理アンテナは、一般にＭＳにとって識別できる。
【０００３】
これらの物理アンテナが組み合わされて１つの論理アンテナが生み出されるとき、論理アンテナに対応する同一の信号が、プリコーディング行列を通じて前処理された後に、複数の物理アンテナを介して送信される。このようにして送信されたこれらの信号は、無線で組み合わされ、論理アンテナを介して送信される１つの信号が生み出される。
【０００４】
これらの信号の一部（ブロードキャスト・チャネルを含む共通チャネルなど）は、適切なセクタ全体（または、ＧＳＭ／ＵＭＴＳコンテキストで知られているようなセル全体）のカバレッジを達成する必要がある。このカバレッジを達成することは、論理アンテナを構成する物理アンテナ数が少ない場合は特に、しばしば困難である。例えば、現在、２つの物理アンテナは、既存の技法に従って１つの論理アンテナに関するセクタ全体のカバレッジを実現することができない。さらに、セクタ全体のカバレッジを得るために十分の物理アンテナが使用される場合、既存の技法は、全ＢＳ電力を十分に利用することができない組合せ無線信号（ｃｏｍｂｉｎｅｄ  ｏｖｅｒ−ｔｈｅ−ａｉｒ  ｓｉｇｎａｌ）を生成する。さらに、論理アンテナ・ポートの物理アンテナにわたる位相差を測定および等化することが必要な較正機能に頼らずにこれを行うことが望ましく、それはそのような較正機能に頼ると、アンテナにコストおよび複雑さが追加されるからである。
【０００５】
図１に、セクタ全体の静的ビームを達成するための最も一般的な方式のうちの１つを示す。図示するように、各変換器１００が、固定利得Ａｉおよび固定位相φｉを同一の信号Ｓに付加する。すなわち、利得および位相は時間と共に変化せず、したがって、変換器１００のそれぞれに関連する各アンテナ１１０からの送信は、送信時間にわたって固定のままである。アンテナ・ポートを構成する複数のアンテナ１１０からの送信が、無線を介して組み合わされる。
【０００６】
組合せは、一般には（ほとんどの場合、ただし、すべての場合とは限らない。例えば２アンテナの場合はそうではない）、利得および位相の適切な選択で、適切なセクタ全体の静的ビームを生み出す。このことは通常、相関するアンテナ構成、すなわちほとんどの状況下では、波長λの何分の一かの間隔を置いて配置された共偏波アンテナ（ｃｏ−ｐｏｌａｒｉｚｅｄ  ａｎｔｅｎｎａ）を必要とする。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、一般には、そのような組合せには多くの場合、いくつかの問題がある。例えば、そのような組合せは、異なる伝送路にわたって利得および位相を測定し、実際の物理的システム内に存在する異なる経路にわたるそのような差があればそれを補償するという較正機能を必要とする。この較正機能により、コスト、動作上の複雑さ、および故障する可能性のある追加の部品が追加される。例となる別の問題として、利用する必要のある利得は、多くの場合、各経路の全送信電力の利用を可能にしない。
【０００８】
別の方法は、（Ｎ個の物理アンテナではなく）１つの物理アンテナのみを、これらのセクタ全体のビームおよび関連する共通チャネルに関する１つの論理アンテナ・ポートにマッピングすることである。この場合、これらの共通チャネルに関するＮ個のアンテナの電力だけを利用するのではなく、論理アンテナ・ポートにマッピングするのに使用される１つの実際のアンテナの電力が利用される。この欠点は、これらの共通チャネルについてＢＳ電力があまり十分に利用されず、浪費されることである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
少なくとも１つの実施形態が、送信信号を生成する方法に関する。
【００１０】
一実施形態では、この方法は、信号を受信するステップ、および受信した信号から第１および第２の送信信号を生成するステップを含む。第１の信号は固定位相を有し、第２の信号は、経時的に変化する位相を有する。第１および第２の信号は、それぞれ第１および第２のアンテナから送られる。
【００１１】
一実施形態では、生成するステップは、受信した信号に第１の利得を付加して第１の信号を生成するステップ、および受信した信号に第２の利得および位相シフトを付加して第２の信号を生成するステップを含む。付加する位相シフトは、経時的に変化する。
【００１２】
一実施形態では、第１の利得と第２の利得は等しい。
【００１３】
別の実施形態では、この方法は、信号を受信するステップ、および複数の変換器で信号を位相シフトして複数の位相シフトされた信号を生成するステップであって、複数の位相シフトされた信号のそれぞれが、経時的に変化する位相を有する、生成するステップを含む。複数の位相シフトされた信号のそれぞれが、異なるアンテナから送られる。
【００１４】
一実施形態では、位相シフトにより、位相シフトされた信号の少なくとも一部が異なる位相変化率で変化する位相を有するような位相シフトされた信号が生成される。一実施形態では、複数の位相シフトされた信号のそれぞれの位相変化率が、基準位相変化率の整数倍である。一実施形態では、複数の位相シフトされた信号のうちの１つが、基準位相変化率で変化する位相を有する。
【００１５】
これらの実施形態のいずれかは、複数の位相シフトされた信号の利得を設定するステップをさらに含むことができる。一実施形態では、複数の位相シフトされた信号について同一の利得が設定される。
【００１６】
別の実施形態では、この方法は、第１および第２の信号を受信するステップ、第２の送信信号が第１の送信信号の変化率よりも高い第１の変化率で位相を変更するように、第１の受信した信号から第１および第２の送信信号を生成するステップ、および第４の送信信号が第３の送信信号の変化率よりも高い第２の変化率で位相を変更するように、第２の受信した信号から第３および第４の信号を生成するステップを含み、第２の変化率は、第１の変化率の逆および第１の変化率と同一のうちの一方である。第１、第２、第３、および第４の送信信号は、それぞれ第１、第２、第３、および第４のアンテナから送られる。
【００１７】
少なくとも１つの実施形態が、送信機に関する。
【００１８】
一実施形態では、送信機は複数の変換器を含む。各変換器は同一の信号を受信し、変換器のうちの少なくとも１つが、信号を位相シフトし、経時的に変化する位相を有する位相シフトされた信号を生成する。送信機はまた、複数の変換器のそれぞれに対応するアンテナをも含む。各アンテナは、複数の変換器のうちの対応する１つによって生成された出力を送る。
【００１９】
一実施形態では、位相シフトされた信号の少なくとも一部が異なる位相変化率で変化する位相を有するように、複数の変換器が複数の位相シフトされた信号を生成する。
【００２０】
一実施形態では、位相シフトされた信号のそれぞれの位相変化率は、基準位相変化率の整数倍である。
【００２１】
一実施形態では、位相シフトされた信号のうちの１つは基準位相変化率を有する。
【００２２】
上記の実施形態のいずれかでは、変換器は、それぞれの利得を信号に付加することができる。一実施形態では、変換器は、信号に同一の利得を付加する。
【００２３】
例示的実施形態は、例として与えられるにすぎず、したがって本発明の限定ではない本明細書の以下で与える詳細な説明、および同様の要素が同様の参照番号によって表される添付の図面から、より完全に理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】セクタ全体の静的ビームを達成するための一般的な方式のうちの１つを示す図である。
【図２】一実施形態によるセクタ全体の静的ビームを達成するための方法を実装する送信機を示す図である。
【図３】一実施形態による論理アンテナを形成する２つのアンテナの特定の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
これから、いくつかの例示的実施形態が示される添付の図面を参照しながら、様々な例示的実施形態をより完全に説明する。
【００２６】
例示的実施形態は、様々な修正形態および代替形態が可能であるが、図面では実施形態を例として示し、本明細書で詳細に説明する。しかし、開示される特定の形態に例示的実施形態を限定する意図はないことを理解されたい。それどころか、例示的実施形態は、本開示の範囲内に包含されるすべての修正形態、均等物、代替形態を包含すべきである。図の説明全体を通して、同様の番号は同様の要素を指す。
【００２７】
様々な要素を説明するのに、本明細書で第１、第２などの用語が使用されることがあるが、これらの要素は、これらの用語によって限定されるべきではない。これらの用語は、ある要素を別の要素と区別するために使用されるにすぎない。本開示の範囲から逸脱することなく、例えば、第１の要素を第２の要素と呼ぶことができ、同様に、第２の要素を第１の要素と呼ぶことができる。本明細書では、「および／または」という用語は、関連する列挙される項目の１つまたは複数のうちのありとあらゆる組合せを含む。
【００２８】
要素が別の要素に「接続される」または「結合される」と呼ばれるとき、要素を別の要素に直接的に接続または結合することができ、あるいは介在する要素が存在することがある。一方、要素が別の要素に「直接的に接続される」または「直接的に結合される」と呼ばれるとき、介在する要素は存在しない。要素間の関係を記述するために使用される他の語は同様に解釈されるべきである（例えば、「の間（ｂｅｔｗｅｅｎ）」と「じかに〜の間（ｄｉｒｅｃｔｌｙ  ｂｅｔｗｅｅｎ）」、「隣接する（ａｄｊａｃｅｎｔ」と「じかに隣接する（ｄｉｒｅｃｔｌｙ  ａｄｊａｃｅｎｔ）」など）。
【００２９】
本明細書で使用される用語は、特定の実施形態を説明するためのものにすぎず、限定ではないものとする。本明細書では、単数形「ａ」、「ａｎ」、および「ｔｈｅ」は、文脈が別段に明白に示すのでない限り、複数形も含むものとする。「備える」および／または「含む」という用語は、本明細書で使用されるとき、記載の特徴、整数値、ステップ、動作、要素、および／または構成要素の存在を指定するが、１つまたは複数の他の特徴、整数値、ステップ、動作、要素、構成要素、および／またはそれらのグループの存在または追加を除外しないことをさらに理解されよう。
【００３０】
いくつかの代替実装では、記載の機能／行為が、図に記載の順序とは異なる順序で行われることがあることにも留意されたい。例えば、連続して示す２つの図が、関係する機能／行為に応じて、実質的に並行して実行されることがあり、またはあるときには、逆の順序で実行されることがある。
【００３１】
別段の定義がない限り、本明細書で使用するすべての用語（技術的用語および科学的用語を含む）は、例示的実施形態が属する技術分野の技術者が一般的に理解するのと同じ意味を有する。用語、例えば一般的に使用される辞書で定義される用語は、関連技術分野の文脈での意味と一貫した意味を有すると解釈すべきであり、本明細書で明白に定義されるのでない限り、理想化した意味または過度に正式な意味には解釈されないことがさらに理解されよう。
【００３２】
例示的実施形態の部分、および対応する詳細な説明は、コントローラによって実施されるアルゴリズムの用語で提示される。アルゴリズムとは、その用語がここで使用されるとき、および一般的に使用されるとき、所望の結果が得られる首尾一貫したステップのシーケンスであると考えられる。ステップは、物理量の物理的操作を必要とするものである。通常、必須ではないが、こうした量は、格納、転送、結合、比較、あるいは操作することのできる光学的、電気的、または磁気的信号の形態を取る。主に一般的な使用法のために、こうした信号をビット、値、要素、シンボル、文字、用語、数などとして参照することが時には好都合であることが示されている。
【００３３】
以下の説明では、例示的実施形態の完全な理解を与えるために特定の詳細を与える。しかし、こうした特定の詳細なしに例示的実施形態を実施できることが当業者には理解されよう。例えば、例示的実施形態を不必要に詳細にして不明瞭にしないように、システムがブロック図で示されることがある。別の場合には、例示的実施形態を不明瞭にすることを避けるために、知られているプロセス、構造、および技法が不必要な詳細なしに示されることがある。
【００３４】
以下の説明では、特定のタスクを実施し、または特定の抽象データタイプを実装するルーチン、プログラム、オブジェクト、コンポーネント、データ構造などを含むプログラム・モジュールまたは機能プロセスとして実装することができ、既存のネットワーク要素、既存のエンド・ユーザ装置、および／または後処理ツール（例えば、モバイル装置、ラップトップ・コンピュータ、デスクトップ・コンピュータなど）で既存のハードウェアを使用して実装することのできる（例えば、フローチャート、流れ図、データフロー図、構造図、ブロック図などの形態の）動作の行為および記号表現を参照しながら例示的実施形態を説明する。そのような既存のハードウェアは、１つまたは複数の中央演算処理装置（ＣＰＵ）、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）コンピュータなどを含むことができる。
【００３５】
別段の記述がない限り、または議論から明らかなように、「処理」または「コンピューティング」または「計算」または「決定」または「表示」などの用語は、コンピュータシステムのレジスタおよびメモリ内の物理的な電子量として表されるデータをコンピュータシステムメモリまたはレジスタまたは他のそのような情報記憶装置、情報送信装置、または情報表示装置内の物理量として同様に表される他のデータに操作および変換するコンピュータシステムまたは類似の電子コンピューティング装置の活動およびプロセスを指す。
【００３６】
流れ図は動作を順次プロセスとして記述することがあるが、動作の多くは、並列で、並行してまたは同時に実施することができる。さらに、動作の順序を再構成することができる。プロセスの動作が完了したとき、プロセスを終了することができるが、プロセスは、図に含まれない追加のステップも有することができる。プロセスは、方法、関数、手続き、サブルーチン、サブプログラムなどに対応することができる。プロセスが関数に対応するとき、その終了は、呼出し側関数または主関数への関数の戻りに対応することができる。
【００３７】
例示的実施形態のソフトウェアで実装される態様は通常、何らかの形態の有形（または記録）記憶媒体上に符号化され、または何らかのタイプの伝送媒体を介して実装されることにも留意されたい。本明細書で開示されるように、「記憶媒体」という用語は、読取り専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）、磁気ＲＡＭ、磁気ディスク記憶媒体、光記憶媒体、フラッシュメモリ装置、および／または情報を格納する他の有形機械可読媒体を含む、データを格納する１つまたは複数の装置を表すことができる。「コンピュータ可読媒体」という用語は、限定はしないが、ポータブルまたは固定記憶装置と、光記憶装置と、命令（複数可）および／またはデータを格納、収容、または搬送することのできる様々な他の媒体とを含むことができる。
【００３８】
さらに、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、ミドルウェア、マイクロコード、ハードウェア記述言語、またはそれらの任意の組合せによって例示的実施形態を実装することができる。ソフトウェア、ファームウェア、ミドルウェア、またはマイクロコードで実装されるとき、必要なタスクを実施するためのプログラム・コードまたはコード・セグメントを、コンピュータ可読記憶媒体などの機械可読またはコンピュータ可読媒体に格納することができる。ソフトウェアで実装されるとき、プロセッサまたはプロセッサが、必要なタスクを実施する。
【００３９】
コード・セグメントは、手続き、関数、サブプログラム、プログラム、ルーチン、サブルーチン、モジュール、ソフトウェア・パッケージ、クラス、あるいは命令、データ構造、またはプログラム・ステートメントの任意の組合せを表すことができる。情報、データ、引数、パラメータ、またはメモリ内容を渡し、かつ／または受け取ることにより、コード・セグメントを別のコード・セグメントまたはハードウェア回路に結合することができる。情報、引数、パラメータ、データなどを、メモリ共有、メッセージ・パッシング、トークン・パッシング、ネットワーク伝送などの任意の適切な手段を介して渡し、転送し、または送信することができる。
【００４０】
本明細書では、「移動局」という用語は、モバイル・ユーザ、ユーザ機器ＵＥ、移動端末、ユーザ、加入者、ワイヤレス端末、端末、および／またはリモート・ステーションと同義語でよく、ワイヤレス通信ネットワーク内のワイヤレス・リソースのリモート・ユーザを記述することができる。したがって、移動局（ＭＳ）は、ワイヤレス電話、ワイヤレス搭載ラップトップ、ワイヤレス搭載アプライアンスなどでよい。
【００４１】
「基地局」という用語は、１つまたは複数のセル・サイト、基地局、ｎｏｄｅＢ、ｅｎｈａｎｃｅｄ  ＮｏｄｅＢ（ｅＮｏｄｅＢ）、アクセス・ポイント、および／または無線周波数通信の任意の終端と理解することができる。現在のネットワーク・アーキテクチャは、モバイル／ユーザ装置とアクセス・ポイント／セル・サイトの間の区別を考慮することがあるが、以下で説明する例示的実施形態は概して、例えばアドホックおよび／またはメッシュ・ネットワーク・アーキテクチャなどの区別がそれほど明確ではないアーキテクチャにも適用可能であることがある。
【００４２】
基地局からＭＳへの通信は通常、ダウンリンクまたは順方向リンク通信と呼ばれる。ＭＳから基地局への通信は通常、アップリンクまたは逆方向リンク通信と呼ばれる。
【００４３】
図２に、一実施形態によるセクタ全体の静的ビームを達成する方法を実装する送信機を示す。この実施形態は、送信アレイにわたって位相シフト送信ダイバーシティ（ＰＳＴＤ）を利用する。図２に示すように、送信機は、信号Ｓを並列に受信する複数のＮ個の変換器２００を含む。ただしＮは２以上である。基地局などのワイヤレス装置に送信機を含めることができる。各変換器２００は、信号Ｓを様々に位相シフトし、位相シフトされた信号をそれぞれの物理アンテナ２１０に供給する。Ｎ個の物理アンテナ２１０が１つの論理アンテナを形成する。従来の手法のように（利得に加えて）位相（φ）がアンテナにわたって変動する代わりに、ＰＳＴＤ手法では、位相（ω）の変化率がアレイにわたって変動する。すなわち、図示するように、変換器２００のそれぞれが、ｉ番目の変換器２００−ｉについて以下に示すのと同様に、位相シフトされた信号を生成することができる。ｉ番目の変換器２００−ｉは、以下の式に従って位相シフトされた信号ＰＳｉを生成する。
ＰＳｉ＝Ｓ＊Ａｉ＊ｅ＾（ｊ＊ωｉ＊ｔ）  （１）
上式で、Ｓはアンテナ・ポートに関連する元の信号であり、Ａは利得であり、ωは位相変化率であり、ｔは時間である。別の言い方をすれば、送信時間にわたって、位相シフトされた信号ＰＳｉの位相は、時間と共に線形に増加することができる。この結果、ＰＳＴＤ処理されるアンテナにわたって組み合わされた信号が、経時的にセクタにわたって掃引する。
【００４４】
一実施形態では、利得をすべて同一の定数に設定することができ、例えば１に設定することができる（すなわち、すべてのｉについてＡｉ＝１）。実施形態は、この制限に限定されない。すなわち変換器２００は、信号Ｓの利得だけではなく、位相にも影響を及ぼすことができる。さらに、１つの特定の実施形態では、相関するアンテナ構成、例えば波長λの何分の一かの間隔を置いて配置された共偏波アンテナを介して信号を送信することができる。別の環境では、波長の何分の一よりもさらに離れた間隔を置いて配置された非共偏波アンテナ（複数可）下で、相関するアンテナ構成が実現可能である。
【００４５】
代替または追加として、いくつかのアンテナ２１０に関する位相変化率を、ωｉ＝ｉ＊ωｒとなるように設定することができる。ただしωｒは基準位相変化率である。一実施形態では、ω１＝ωｒである。これは要件ではなく、実装の単純化であることに留意されたい。さらに、位相変化率のうちの１つをゼロに設定することができる。このことは、例えば、図３を参照しながら以下で詳細に説明する２つのアンテナの場合に適用することができる。
【００４６】
位相が各アンテナについて上記の式で説明したように時間の関数として一様に変化するＲＦ回路を使用して、アナログ領域で変換器２００を実装することができる。その代わりに、信号が付加可能な時間ｔに上記の式に従ってプリコーダセットから選ばれたプリコーダで乗算され、循環式に指定の間隔でそれぞれ順次ステップスルーする、デジタル信号プロセッサなどのプロセッサを使用して、デジタル・ドメインで変換器２００を実装することができる。
【００４７】
時間スナップショットで見たとき、例示的実施形態のＰＳＴＤプリコーディング技法の効果は、異なるアンテナから来る同一の信号を、指向性ビームを形成するような方式で無線で組み合わせることである。時間が進むにつれて、指向性ビームは、セクタにわたって空間的に掃引する。アンテナにわたってＰＳＴＤの最高の周波数のいくつかのサイクルを介してＭＳによって統合されたとき（これは通常、チャネル推定、チャネル品質推定、チャネルランク、基地局にフィードバックするためのプリコーダ行列索引などの様々な動作についてＭＳによって行われる）のこれらの信号は、単一の物理アンテナと同等であるが、すべての送信経路の全電力と同等のものが一緒にされたビーム・パターンを生み出す（例えば一実施例では、ωｎを生み出すことができる）。すなわち、ＭＳは、単一の送信ブランチの電力のＮ倍の静的ビームを認識する。したがって、セクタにわたって掃引されるビームは、ＭＳが認識するように、仮想静的セクタ全体のビームを生成する。さらに、ＭＳ時間統合のために、送信アレイにわたって存在する任意の位相および振幅の較正不整合が無効にされる。したがってアンテナ・レベル較正は不要である。この方法は、以下の利点を保つ：共通チャネルに関するセクタ全体のカバレッジを保証するための（単一のアンテナ・カバレッジと同一の）帯域にわたる各アンテナ・ポートについての優れたセクタ全体のカバレッジ、十分な共通チャネル・カバレッジを保証するための共通チャネルにわたる全基地局電力の利用、静的ビーム形成手法の実装の単純さ、実装するためのＰＳＴＤプリコーダの単純さ、およびアンテナ・レベル較正の解消。
【００４８】
図３に、一実施形態による論理アンテナを形成する２つのアンテナの特定の例を示す。上述の実施形態による技法の別の利点は、２つの物理アンテナだけを使用してセクタ全体のカバレッジを得ることができることである。図３は、第１および第２の物理アンテナ３１０および３２０が第３および第４の物理アンテナ３３０および３４０からの列分離Ｄを有する４つの物理アンテナ構成を示す。図３は、第１および第３のアンテナ３１０および３３０が、１つの論理アンテナにマッピングされ、１つの論理アンテナを形成することをさらに示す。理解するであろうが、第２および第４のアンテナ３２０および３４０を第２の論理アンテナにマッピングして、第２の論理アンテナを形成することができる。理解するであろうが、このようにして２つの論理アンテナを設けることにより、ＭＩＭＯ動作のサポートが実現される。位相変化率ωは、異なる論理アンテナ・ポートにわたって同一または異なるものでよい。典型的な実施形態では、２つの論理アンテナ・ポートにわたる位相変化率が反転され、すなわちアンテナ３１０に比べてアンテナ３３０にωを適用し、上述のように論理アンテナ・ポート０を形成することができ、アンテナ３２０に比べてアンテナ３４０に反対の位相変化率（すなわち、−ω）を適用し、同様に論理アンテナ・ポート１を形成することができる。そのような場合、ＭＩＭＯ動作が論理アンテナ・ポート０および１にわたって適用される。さらに、その代わりに、アンテナ３２０に比べて同一の位相変化率ωをアンテナ３４０に適用することができることが理解されよう。
【００４９】
図３に示す実施形態は、同一の利得（例えば、Ａｉ）を付加する実装単純化を仮定する。さらに、第１の物理アンテナ３１０に関連する位相変化率をゼロに設定することができる。すなわち、図２に関して、第１の変換器２００−ｉの位相変化率をゼロに設定する。一方、第３の物理アンテナ３３０に関連する第３の変換器２００−３は、位相変化率ω３をゼロでない値に設定する。したがって、第３の物理アンテナ３３０からの位相シフトされた信号は、第１の物理アンテナ３１０からの時間変動位相オフセットａを有する。ただしａ＝ωｔである。動作中に、第３の物理アンテナ３３０からの位相シフトされた信号の結果、図３に示すように、第１および第３のアンテナ３１０および３３０にわたる組合せビーム形成信号が、経時的に観測したときにセクタにわたって掃引する。
【００５０】
このようにして例示的実施形態を説明したので、例示的実施形態を多くの方式で変更できることは明らかであろう。例えば、関連実施形態では、前述の共偏波アレイの代わりに、同一の列内の交差偏波アンテナ（ｃｒｏｓｓ−ｐｏｌａｒｉｚｅｄ  ａｎｔｅｎｎａ）３１０および３２０（または列にわたる３１０および３４０）にわたってＰＳＴＤ組合せを行うことができる。このことは、上述の単偏波ビーム形成信号の代わりに、各論理アンテナ・ポートで円偏波または楕円偏波ビーム形成信号を達成することが意図される。そのような変動は、本発明からの逸脱とみなされるべきではなく、すべてのそのような修正は、本発明の範囲内に含まれるものとする。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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