(57)【要約】アンテナアレイの中の減損の補償のための減損補償マトリックスの決定が開示される。複数の位置のうちのそれぞれの位置で少なくとも１つの零位を形成するマルチ信号送信の複数の異なる組み合わせが決定される。各組み合わせは、Ｎ個のアンテナサブアレイのうちの少なくとも２つのアンテナサブアレイからの少なくとも２つの並列な信号送信を含むマルチ信号送信と前記それぞれの位置とを含む。マルチ信号送信の前記複数の異なる組み合わせと、前記複数の位置での期待されている信号受信とに関連づけられた信号特性に基づいて、Ｎ個のアンテナサブアレイの間で減損の影響を特定する減損マトリックスが決定される。減損補償マトリックスは、減損マトリックスに基づいて決定される。
2015509674.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｎ個のアンテナサブアレイ（１６）を含むアンテナアレイ（１４）の減損の補償のために減損補償マトリックス（５６）を決定するための方法であって、
複数の位置（２６）のそれぞれの位置（２６）で少なくとも１つの零位（２４）を形成するマルチ信号送信の複数の異なる組み合わせ（３２、７０）を決定する工程であって、前記異なる組み合わせ（３２、７０）の各々が、
前記Ｎ個のアンテナサブアレイ（１６）のうちの少なくとも２つのアンテナサブアレイ（１６）からの、関連信号特性を有する少なくとも２つの並列な信号送信を含むマルチ信号送信と、
前記それぞれの位置（２６）とを含む工程と、
マルチ信号送信の前記複数の異なる組み合わせ（３２、７０）と関連した前記信号特性（ｄ）と、前記複数の位置での期待されている信号受信とに基づいて、前記Ｎ個のアンテナサブアレイ（１６）の間で減損の影響を特定する減損マトリックス（５０）を決定する工程と、
前記減損マトリックス（５０）に基づいて減損補償マトリックス（５６）を決定する工程と
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記信号特性が振幅特性と位相特性とを含み、前記少なくとも２つの並列な信号送信の各信号送信が、異なる関連した振幅および位相特性を有することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記複数の位置（２６）での前記期待されている信号受信が、各アンテナサブアレイ（１６）と前記複数の位置（２６）の各位置（２６）のアンテナ（２８）との間で期待されている信号送信を識別する伝播マトリックス（３８）によって定義されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記アンテナアレイ（１４）経由のモバイル機器（６８）に対する並列送信のために少なくとも２つの信号を生成する工程と、
前処理済み信号を生成するために前記減損補償マトリックス（５６）に応じて前記アンテナアレイ（１４）経由の並列な送信に先立って前記少なくとも２つの信号を前処理する工程と
をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記Ｎ個のアンテナサブアレイ（１６）の間で減損の影響を特定する前記減損マトリックス（５０）を決定する工程は、
異なる組み合わせ（３２、７０）の各々のために少なくとも１つの線形方程式を導き出す工程を含み、前記少なくとも１つの線形方程式は、
前記異なる組み合わせ（３２、７０）の各々と関連した前記信号特性を特定する信号要素であって、前記信号特性が、前記少なくとも２つの並列な信号送信の各信号送信と関連した特定の振幅と特定の位相とを含む信号要素（ｄ）と、
前記少なくとも２つのアンテナサブアレイ（１６）の各々と前記それぞれの位置（２６）に置かれたアンテナ（２８）との間の期待されている信号転送を特定する伝搬要素（ａ）と、
未知の減損要素（ｃ）を表している減損変数とを含む
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記複数の異なる組み合わせ（３２、７０）に基づいて少なくともＮ２個の独立線形方程式を導き出す工程と、
前記減損マトリックス（５０）中の要素（ｃ）を含む各減損変数を決定するために少なくとも平均最小２乗関数および疑似逆関数のうちひとつを用いて前記減損変数を解決する工程と
をさらに含むことを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記減損マトリックス（５０）に基づいて前記減損補償マトリックス（５６）を決定する工程は、
前記減損補償マトリックス（５６）を決定するために前記減損マトリックス（５０）の逆または疑似逆をとる工程を含むことを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記複数の異なる組み合わせ（３２、７０）を決定する工程は、
異なる組み合わせ（３２、７０）の各々について、
前記少なくとも２つのアンテナサブアレイ（１６）から少なくとも２つの並列な信号送信を開始する工程と、
前記少なくとも２つの並列な信号送信が前記それぞれの位置（２６）で零位（２４）を形成することを示す信号情報を前記それぞれの位置（２６）のモバイル機器（６８）から受信する工程と
をさらに含むことを特徴とする請求項１の方法。
【請求項９】
前記モバイル機器（６８）に対して前記モバイル機器（６８）の位置（２６）を要求する工程と、
前記モバイル機器（６８）の位置（２６）を前記それぞれの位置（２６）として特定する工程と
をさらに含むことを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記少なくとも２つの並列な信号送信を開始する工程は、
前記少なくとも２つのアンテナサブアレイ（１６）のうちの１つのアンテナサブアレイ（１６）によって生成された第１の基準信号（Ｒ0）と、前記少なくとも２つのアンテナサブアレイ（１６）によって生成された第２の基準信号とを含む情報のブロック（７２、７４）を前記モバイル機器に送信する工程をさらに含むことを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記少なくとも２つの並列な信号送信により前記それぞれの位置（２６）で零位（２４）が形成されることを示す前記信号情報を、前記それぞれの位置（２６）の前記モバイル機器から受信する工程は、
前記第１の基準信号（Ｒ0）が前記モバイル機器（６８）によって受信されたことを示している前記モバイル機器（６８）からの前記第１の信号情報と、前記第２の基準信号（Ｒ1）が前記それぞれの位置（２６）で零位（２４）を形成したことを示している第２の信号情報とを受信する工程を含むことを特徴とする請求項１０の方法。
【請求項１２】
前記複数の異なる組み合わせ（３２、７０）を決定する工程はさらに、
前記複数の異なる組み合わせ（３２、７０）の少なくともいくつかについて、
前記少なくとも２つのアンテナサブアレイ（１６）から前記少なくとも２つの並列な信号送信を開始する工程と、
繰り返し、
前記少なくとも２つの並列な信号送信の信号強度を特定する信号情報を前記それぞれの位置（２６）の前記モバイル機器（６８）から受信する工程と、
前記少なくとも２つの並列な信号送信が前記それぞれの位置（２６）で零位（２４）を形成することを前記信号情報が示すまで、前記少なくとも２つの並列な信号送信の前記関連信号特性を変更する工程と
を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記それぞれの位置（２６）が、前記アンテナアレイ（１４）の照準に対する方位角と、前記少なくとも１つの零位（２４）が検出されるアンテナとで定義されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
複数の異なる減損補償マトリックス（５０）を決定する工程であって、異なる減損補償マトリックス（５６）の各々が、前記アンテナアレイ（１４）の帯域幅内のひとつの異なる周波数に対応している工程をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
前記それぞれの位置（２６）が、少なくとも一部においては、仰角に基づいて定義されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
Ｎ個のアンテナサブアレイ（１６）を含むアンテナアレイ（１４）の減損の補償のために減損補償マトリックス（５６）を決定するための方法であって、
前記Ｎ個のアンテナサブアレイ（１６）のサブセットから複数のマルチ信号送信を開始する工程であって、各マルチ信号送信は、前記サブセットの中の各アンテナサブアレイ（１６）からの信号の並列送信を含み、各信号は、少なくとも特定の振幅および位相を含む信号特性を有する工程と、
前記複数のマルチ信号送信の少なくともいくつかの間に零位（２４）が形成される、前記アンテナアレイ（１４）の信号受信領域内の複数の位置（２６）を決定する工程と、
前記マルチ信号送信の前記信号特性と前記複数の位置（２６）での期待されている信号受信とに基づいて、前記Ｎ個のアンテナサブアレイ（１６）の間の減損の影響を特定する減損マトリックス（５０）を決定する工程と、
前記減損マトリックス（５０）に基づいて前記減損補償マトリックス（５６）を決定する工程と
を含むことを特徴とする方法。
【請求項１７】
Ｎ個のアンテナサブアレイ（１６）を含むアンテナアレイの減損の補償のために減損補償マトリックス（５６）を決定するための方法であって、
複数の異なる零位形成マルチ信号送信を決定する工程であって、各零位形成マルチ信号送信は、
複数の位置（２６）のうちのひとつの位置（２６）で零位（２４）を形成する前記Ｎ個のアンテナサブアレイ（１６）の少なくとも２つのアンテナサブアレイ（１６）からの並列な信号送信と、
複数の異なる零位形成マルチ信号送信と前記複数の位置（２６）での期待されている信号受信とに関連した信号特性に基づいて、前記Ｎ個のアンテナサブアレイ（１６）の間の減損の影響を特定する減損マトリックス（５０）を決定することとを含む工程と、
前記減損マトリックス（５０）に基づいて前記減損補償マトリックス（５６）を決定する工程と
を有することを特徴とする方法。
【請求項１８】
各アンテナポートがアンテナアレイ（１４）のアンテナサブアレイ（１６）と通信するよう構成された複数のアンテナポートと、
プロセッサ（８２）を含み、複数のアンテナポートと通信可能に結合されたコントローラ（８０）とを含むデバイス（１２）であって、前記コントローラ（８０）は、
複数の位置（２６）のそれぞれの位置（２６）で少なくとも１つの零位（２４）を形成するマルチ信号送信の複数の異なる組み合わせ（３２、７０）を決定し、前記異なる組み合わせ（３２、７０）の各々が、
前記Ｎ個のアンテナサブアレイ（１６）のうちの少なくとも２つのアンテナサブアレイ（１６）からの、関連信号特性を有する少なくとも２つの並列な信号送信を含むマルチ信号送信と、
前記それぞれの位置（２６）とを含み、
マルチ信号送信の前記複数の異なる組み合わせ（３２、７０）と関連した前記信号特性と、前記複数の位置での期待されている信号受信とに基づいて、前記Ｎ個のアンテナサブアレイ（１６）の間で減損の影響を特定する減損マトリックス（５０）を決定し、
前記減損マトリックス（５０）に基づいて減損補償マトリックス（５６）を決定する
ことを特徴とするデバイス（１２）。
【請求項１９】
前記プロセッサ（８２）がさらに、
前記アンテナアレイ（１４）経由のモバイル機器（６８）に対する送信のために信号を生成し、
前処理済み信号を生成するために前記減損補償マトリックス（５６）に応じて前記アンテナアレイ（１４）経由の送信に先立って前記信号を前処理する
よう構成されたことを特徴とする請求項１８に記載のデバイス。
【請求項２０】
前記Ｎ個のアンテナサブアレイ（１６）の間で減損の影響を特定する前記減損マトリックス（５０）を決定することにおいて、前記コントローラ（８０）はさらに、
異なる組み合わせ（３２、７０）の各々のために線形方程式を導き出すよう構成され、各線形方程式は、
前記異なる組み合わせ（３２、７０）の少なくとも２つの並列な信号送信の各信号送信と関連した特定の振幅と特定の位相とを特定する信号要素（ｄ）と、
前記少なくとも２つのアンテナサブアレイ（１６）の各々と前記それぞれの位置（２６）に置かれたアンテナ（２８）との間の期待されている信号転送を特定する伝搬要素（ａ）と、
未知の減損要素（ｃ）を表している減損変数とを含む
ことを特徴とする請求項１８に記載のデバイス。
【請求項２１】
前記コントローラ（８０）がさらに、
前記複数の異なる組み合わせ（３２、７０）に基づいて少なくともＮ２個の独立線形方程式を導き出し、
前記減損マトリックス（５０）中の要素を含む各減損変数を決定するために少なくとも平均最小２乗関数および疑似逆関数のうちひとつを用いて前記減損変数を解決するよう構成されることを特徴とする請求項２０に記載のデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、参照によってその開示が全体としてここに含まれている２０１２年２月１３日に出願された仮特許出願６１／５９７，９０３の利益を主張する。
【０００２】
本実施形態は、一般に無線通信に関し、そして特に、アンテナアレイのアンテナサブアレイの間の相互の結合などのアンテナ減損を補う減損補償マトリックスの決定と関連している。
【背景技術】
【０００３】
望ましい放射パターンを形成するために、マルチ入力マルチ出力（ＭＩＭＯ）通信システムなどの高度な無線通信システムはアンテナアレイの複数のアンテナサブアレイから並列の信号送信にますます依存している。アンテナサブアレイは１つ以上のアンテナエレメントで作られることができる。理論上、並列に送信された信号の位相または振幅を変更することによるなど並列に送信された信号の信号特性を変更することによって、ローブと零位（ｎｕｌｌ）の一方または両方を望ましい位置で形成することができる。送信中に、受信機の位置では、エネルギーを集中するために放射パターンのローブが望ましく、他の受信機によって見られる干渉を減らすためには零位が望ましい。受信時には、ローブは所望の送信機の信号強度を増大させることができて、零位は干渉を望ましくない送信機から取り除くことができる。
【０００４】
ここにアンテナ減損と称された複数の実世界の要因はアンテナアレイの理想的な、または理論的な伝送特性に影響することがある。そのような減損は、アンテナアレイのアンテナサブアレイと送信機との間の信号経路の相違、アンテナサブアレイ間の相互結合、接地欠陥、機械的な公差の相違、無線機器ハードウェアの相違などアレイを含み得るが、それに限定されない。減損は理想的な、または理論的なアンテナ輻射パターン特性を変更し、従って、ローブまたは零位を所望の位置に正確に置く能力に影響する。そのような減損はシステムスループットを結果としてより低下させるかもしれない。
【０００５】
相当の努力が、アンテナサブアレイの間の相互結合などの減損を取り除くか、最小化するためにしばしばアンテナ設計に費やされる。これは設計コストを増大させて、アンテナアレイの設計期間を伸ばす。しばしば、相互結合などの減損を避けるために実施される設計変更は性能のトレードオフを結果として生じている。代わりに、相互結合の効果は単に無視され、理想的でない放射パターンを結果として生じるかもしれない。無線帯域幅とシステムスループットがますます貴重になるにつれて、目的とするように正確に放射パターンを形成することはますます重要になる。
【発明の概要】
【０００６】
本実施形態は、複数のアンテナサブアレイを持つアンテナアレイと関連づけられたアンテナ減損を補う減損補償マトリックスの決定と関連している。減損補償マトリックスは、送信に先がけてアンテナサブアレイによって前処理位相の中の信号に適用されるかもしれない補償項または補償要素を含む。正確で、望ましい放射パターンの生成を容易にして、アンテナ減損の効果を減らすか、取り除くために、前処理位相は補償要素に従って信号を変更する。
【０００７】
一般に、本実施形態は、Ｎ個のアンテナサブアレイを含むアンテナアレイの中の減損の補償のために、減損補償マトリックスの決定と関連している。アンテナサブアレイは、伝送のために同じ信号をそれぞれ受信する１つ以上のアンテナエレメントを含む。一実施形態において、アンテナサブアレイの中の各アンテナエレメントは同じアンテナポートに結合することができる。
【０００８】
複数の位置のうちのひとつの位置で少なくとも１つの零位を形成するマルチ信号送信の複数の異なる組み合わせが決定される。各組み合わせは、Ｎ個のアンテナサブアレイのうちの少なくとも２つのアンテナサブアレイからと、少なくとも１つの零位が形成された位置からの、少なくとも２つの並列の信号送信を含むマルチ信号送信を含む。少なくとも２つの並列の信号伝送は信号特性に関連する。
【０００９】
マルチ信号送信と複数の位置での期待されている信号受信との複数の異なる組み合わせと関連づけられた信号特性に基づいて、Ｎ個のアンテナサブアレイの間で減損の効果を識別する減損マトリックスは決定される。減損補償マトリックスは、減損マトリックスに基づいて、その次に決定される。
【００１０】
その位置での期待されている信号受信は、各アンテナサブアレイと各位置のアンテナとの間で期待されている信号転送を特定するアンテナマトリックスによって定義されてもよい。
【００１１】
一実施形態においては、減損の影響を特定する減損マトリックスは、それぞれの異なる組み合わせのための線形方程式を導くことによって決定される。各線形方程式は、少なくとも２つの並列の信号送信のうちの各信号送信と関連づけられた特定の振幅と特定の位相とを識別する信号要素と、少なくとも２つのアンテナサブアレイのそれぞれとそれぞれの位置のアンテナとの間で機体されている信号受信を特定する伝搬要素と、未知の減損要素を表している減損変数とを含む。
【００１２】
複数の独立線形方程式は、複数の異なる組み合わせに基づいて導くことができ、減損変数は、例えば平均最小２乗関数（least mean square function）を用いて解決される。各減損変数は減損マトリックスの要素である。減損補償マトリックスを決定するために、逆減損マトリックスまたは疑似逆減損マトリクスを取ることができる。
【００１３】
零位が形成される位置はアンテナアレイの信号受信領域に位置している受信機によって決定できる。一実施形態においては、零位の位置はアンテナアレイの照準（boresight）に対する方向と定義できる。一実施形態において、受信機はモバイル機器を含むことがある。それぞれ異なる組み合わせのためのそのような実施形態において、情報のブロックはモバイル機器に送信されてもよく、その情報のブロックは、少なくとも２つのアンテナサブアレイのうちの１つのアンテナサブアレイによって生成された第１の基準信号と、少なくとも２つのアンテナサブアレイの並列な送信によって生成された第２の基準信号を含む。モバイル機器は、第１の基準信号を受信し、第２の基準信号を受信せず、第１の基準信号の受信と第２の基準信号の受信の失敗を示している信号情報を提供することができる。送信機は、少なくとも２つの並列な信号送信がその位置で零位を形成することを示す信号情報を受信する。モバイル機器は、モバイル機器の位置を提供するよう要求されてもよく、モバイル機器の位置は、零位が形成されている位置と特定される。
【００１４】
別の実施形態において、減損補償マトリックスを決定するための方法は、アンテナアレイのＮ個のアンテナサブアレイのサブセットから複数のマルチ信号送信を開始することを含む。各マルチ信号送信は、特定のサブセットの中の各アンテナサブアレイからの信号の並列な送信を含み、各信号は少なくとも特定の振幅と位相とを含む信号特性を持っている。複数のマルチ信号の送信のうちの少なくともいくつかの間に零位が形成されるアンテナアレイの信号受信領域内の複数の位置が決定される。マルチ信号送信の信号特性と複数の位置での期待されている信号受信に基づいて、Ｎ個のアンテナサブアレイの間で減損の効果を特定する減損マトリックスが決定される。減損補償マトリックスは、減損マトリックスに基づいて決定される。
【００１５】
別の実施形態において、異なる零位形成マルチ信号送信の決定を含むアンテナアレイにおける減損の補償のための減損補償マトリックスを決定するための方法が提供される。各零位形成マルチ信号送信は、複数の位置のなかのひとつの位置で零位を形成する、Ｎ個のアンテナサブアレイの少なくとも２つのアンテナサブアレイからの並列な信号送信を含む。複数の異なる零位形成マルチ信号送信と関連づけられた信号特性と、複数の位置での期待されている信号受信に基づいて、Ｎ個のアンテナサブアレイの間で減損の効果を特定する減損マトリックスが決定される。減損補償マトリックスは、減損マトリックスに基づいて決定される。
【００１６】
別の実施形態は、複数のアンテナポートを持っているデバイスを含む。各アンテナポートは、アンテナアレイのアンテナサブアレイと通信するために設定される。デバイスは、複数のアンテナポートに通信可能に結合されるコントローラを含む。コントローラは、複数の位置のうちのひとつの位置で少なくとも１つの零位を形成するマルチ信号送信の複数の異なる組み合わせを決定するために設定される。各組み合わせは、Ｎ個のアンテナサブアレイのうちの少なくとも２つのアンテナサブアレイからの少なくとも２つの並列な信号伝送を含むマルチ信号送信と、零位が形成されている位置とを含む。少なくとも２つの並列な信号伝送の各々は信号特性に関連付けられている。マルチ信号送信と複数の位置での期待されている信号受信との複数の異なる組み合わせと関連づけられた信号特性に基づいて、Ｎ個のアンテナサブアレイの間で減損の効果を特定する減損マトリックスが決定される。減損補償マトリックスは、減損マトリックスに基づいて決定される。
【００１７】
他の利点の間で、ここに開示された実施形態は、望ましいローブと零位の形成を容易にすることによってシステムスループットを増大させて、アンテナアレイの設計期間を簡素化し、削減することができる。実施形態は、また、よりよくアンテナアレイのコスト、製造可能性、および再現性などの属性を最適化するアンテナエレメント設計の選択におけるより大きな自由を提供することができる。実施形態により、アンテナアレイの較正と相互結合などの他の減損の両方が１つの処理において補償できる。
【００１８】
当業者は、現在の開示範囲を理解し、添付図面との関連で好適な実施形態の以下の詳細な説明を読んだ後に、その追加的な面を理解するであろう。
【００１９】
本実施形態に組み込まれて、本明細書の一部を形成する添付図面は、開示のいくつかの面を説明し、その説明とともに開示した原理を説明することに役立つ。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１は、実施形態を実行できるシステムのブロック図である。
【図２】図２は、一実施形態を行うことに適当な追加の構成品と共に示された、図１において説明されたシステムのブロック図である。
【図３】図３は、一実施形態による、アンテナアレイのために減損補償マトリックスを決定するための方法を説明しているフローチャートである。
【図４】図４は一実施形態による、アンテナアレイのために減損補償マトリックスを決定するための方法を説明しているフローチャートである。
【図５】図５は一実施形態による複数の異なるマトリックスの生成を説明している、図１において説明されたシステムのブロック図である。
【図６】図６は、より詳しく図３からのステップを説明しているフローチャートである。
【図７】図７は、モバイル機器への送信に先がけて信号を前処理するために減損補償マトリックスの使用を説明しているブロック図である。
【図８】図８は一実施形態による減損補償マトリックスを使うための方法を説明しているフローチャートである。
【図９】図９は、別の実施形態による減損補償マトリックスを決定するためのシステムのブロック図である。
【図１０】図１０は、一実施形態による、モバイル機器を使って、減損補償マトリックスを決定するための方法を説明しているフローチャートである。
【図１１】図１１は、一実施形態による、無線ユニットからモバイル機器に並列な信号伝送を説明しているブロック図である。
【図１２】図１２は、一実施形態による基準信号の振幅と位相の調整繰返しの例を示し、振幅と位相の調整の効果がモバイル機器によって読み取る方法を示すグラフである。
【図１３】図１３は、ここに明らかにされた実施形態の側面を実施するために適当な無線ユニットのブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下に記述された実施形態は、当業者が実施形態を行い、実施形態を行う最善の態様を説明することを可能にするために必要な情報を表している。添付図面を考慮して以下の説明を読むとすぐに、当業者は開示の概念を理解するであろうし、特にここで問題にされなかったこれらの概念の応用を認めるであろう。これらの概念と応用がこの開示と添付した特許請求の範囲に含まれることは理解されるべきである。
【００２２】
実施形態の詳細を掘り下げる前に、実施形態を行うことができる環境のコンテキストが提供されるであろう。図１は、実施形態を実行できるシステム１０のブロック図である。システム１０は、アンテナアレイ１４に結合された無線ユニット１２を含む。無線ユニット１２は、送信のためにアンテナアレイ１４に信号を生成し、提供することが可能などのような処理装置または計算装置を含んでいても良い。制限することのない例の目的として、無線ユニット１２は無線アクセスポイント（ＷＡＰ）などの基地局または発展型地上波無線アクセスネットワーク（Ｅ−ＵＴＲＡＮ）のノードＢ（ｅＮｏｄｅＢ）基地局を含んでもよい。
【００２３】
アンテナアレイ１４は複数のアンテナサブアレイ１６を含む。各アンテナサブアレイ１６は、自由空間の中にエネルギーを放射するために設定された１つ以上のアンテナエレメントを有する。アンテナサブアレイ１６はアンテナエレメントの構成とは無関係に任意の数のアンテナエレメントを有してもよい。一般に、それぞれのアンテナサブアレイ１６のアンテナエレメントは送信のために同じ信号を受信する。一実施形態において、アンテナサブアレイ１６中のアンテナエレメントは同じアンテナポートに結合される。いくつかの実施形態の中に、各アンテナサブアレイ１６はアンテナエレメントの支柱を含む。しばしば、アンテナサブアレイ１６は、互いから、たとえばアンテナアレイ１４によって放射された周波数のおよそ半波長などの一定の距離内で置かれるけれども、ここに記述された実施形態はどのような特定の間隔にも制限されない。
【００２４】
無線ユニット１２は、他の無線ユニット１２またはインターネットなどの下流のネットワークなどの１つ以上の他のデバイスを表しているネットワーク１８に結合される。無線ユニット１２は、アンテナアレイ１４を経た送信のためにネットワーク１８からデータを受信することができ、ネットワーク１８を介したデバイスへの通信のためにアンテナアレイ１４を介してデータを受信できる。
【００２５】
アンテナアレイ１４の複数のアンテナサブアレイ１６から並列に信号を送信することによって、無線ユニット１２は望ましい放射パターン２０でエネルギーを放射することができる。放射パターン２０は１つ以上のローブ２２と１つ以上の零位（null）２４とを含み得る。ローブ２２はアンテナアレイ１４によって放射されたエネルギーを表していて、零位２４は位置２６でエネルギーの欠乏を表している。
【００２６】
位置２６は、近接場にある場合には、アンテナアレイ１４の照準に対する方位角と距離とで定義でき、非近接場にある場合には、アンテナアレイ１４の照準に対する方位角だけで定義できる。いくつかの実施形態において、位置２６は垂直の領域で決定されて、それから仰角によって特徴付けることができる。従って、ここでは、位置２６などの零位が形成される位置への参照は１つの離散的な位置に制限されないけれども、アンテナアレイ１４の照準に対する方位角に沿った領域または容積を含むことができる。一般に、零位２４と同時に形成されたローブ２２中で放射されたエネルギーに対して零位２４は不十分な量のエネルギーまたはエネルギーの欠乏を含む。
【００２７】
無線ユニット１２は、アンテナサブアレイ１６から送信されている信号の信号特性を変化させることによってローブ２２と零位２４とを形成することができる。特に、アンテナサブアレイ１６経由の並列な信号伝送が望ましい放射パターン２０を形成するように、振幅と位相などの信号特性を変更できる。信号特性は、いくつかの実施形態において、複素係数を介して定量化することができる。例えば、モバイル機器（不図示）などの受信機の位置でローブ２２を形成することが望ましいことがある。近隣の無線ユニット１２によって見られた干渉を減らすために、近隣の無線ユニット１２の位置で零位２４を形成することがまた望ましいこともある。従って、正確に放射パターン２０を形成する能力はシステム１０のシステムスループットを高める。
【００２８】
図２は、一実施形態を行うことに適当な追加の構成要素が示された、図１において説明されたシステム１０のブロック図である。システム１０は１つ以上の受信機２８−１~２８−４（一般に受信機２８）を含む。受信機２８−１~２８−４のうちの各々は、個々の位置２６−１~２６−４（一般に位置２６）にあり、アンテナアレイ１４から信号送信を受信することができる対応するアンテナを含む。図１について検討され、ここにもっと詳しく説明されるであろうように、零位２４が形成されている位置２６は、アンテナアレイ１４による一定の信号送信の間に、アンテナアレイ１４によってほとんどまたは全然エネルギーが放射されない領域または容積を含む。説明の目的のために４つの受信機２８だけが示されるとはいえ、任意の数の受信機２８が実施形態において利用されることができる。
【００２９】
受信機２８はスペクトラムアナライザ３０に結合されることができ、それは、特定の時点で特定の受信機２８によって受信された信号のスペクトルを分析することに適した例えばデジタル受信機を含む任意の処理デバイスまたは計算デバイスを含んでいてもよい。明晰さの目的のために説明していないけれども、１つ以上のスイッチなどの追加の構成要素が利用されてもよいし、他の実施形態においては、受信機２８は構成要素としてスペクトラムアナライザ３０を含んでもよい。従って、各受信機２８は、受信機２８とスペクトラムアナライザ３０の両方を含むことがある。スペクトラムアナライザ３０は１つ以上のネットワーク１８経由で無線ユニット１２に結合される。
【００３０】
図３は一実施形態に従う、アンテナアレイ１４のために減損補償マトリックスを決定するための方法を説明しているフローチャートであり、図２と連携して説明されるであろう。この実施形態において、アンテナアレイ１４はアンテナサブアレイ１６−１〜１６−３（一般にアンテナサブアレイ１６）を含み、それからアンテナサブアレイ１６の数Ｎは３である。しかし、実施形態はアンテナサブアレイ１６のどのような特定の数にも制限されず、数Ｎが２以上である、任意の数のアンテナサブアレイ１６に適用可能である。
【００３１】
無線ユニット１２は、複数の位置２６−１〜２６−４のうち少なくとも１つの位置２６で零位２４を形成するマルチ信号送信の複数の異なる組み合わせ３２−１〜３２−４個（一般に組み合わせ３２）を決定する（図３、ブロック１００）。各組み合わせ３２は、Ｎ（例えばこの例ではＮ＝３）個のアンテナサブアレイ１６のうち少なくとも２つのアンテナサブアレイ１６からの少なくとも２つの並列な信号送信を含むマルチ信号送信を含む。例えば、組み合わせ３２−１は、アンテナサブアレイ１６−１、１６−２からの２回の並列な信号送信を含む。同様に、組み合わせ３２−３はアンテナサブアレイ１６−２、１６−３からの２回の並列な信号送信を含む。少なくとも２回の並列な信号送信は関連付けられた信号特性を有する。従って、例えば組み合わせ３２−１について、アンテナサブアレイ１６−１からの信号送信は例えば特定の振幅と位相などの一定の関連づけられた信号特性を持っている。同様に、アンテナサブアレイ１６−２からの並列な信号送信は例えば特定の振幅と位相などの一定の関連づけられた信号特性を持っている。アンテナサブアレイ１６−１からの信号送信と関連づけられた信号特性は、アンテナサブアレイ１６−２からの並列な信号送信と関連づけられた信号特性と異なっていてもよい。
【００３２】
各組み合わせ３２はまた、零位が形成されている少なくとも１つのそれぞれの位置２６を含む。従って、組み合わせ３２は２つのアンテナサブアレイ１６−１、１６−２からの少なくとも２つの並列な信号送信と位置２６−１とを含む。同様に、組み合わせ３２−４は、アンテナサブアレイ１６−２、１６−３からの並列な信号送信と零位が形成されている位置２６−４とを含む。
【００３３】
アンテナサブアレイ１６からのマルチ信号送信と零位が形成されているそれぞれの位置２６の受信機２８による期待されている信号受信との複数の異なる組み合わせ３２と関連づけられた信号特性に基づいて、Ｎ個のアンテナサブアレイ１６の間で減損の影響を特定する減損マトリックスが決定される（図３、ブロック１０２）。減損補償マトリックスは、減損マトリックスに基づいて、それから決定される（図３、ブロック１０４）。
【００３４】
ここにより詳しく検討されるように、説明の目的のために４つの組み合わせ３２だけが説明されているが、好適には、減損マトリックスを決定するために十分な数の線形方程式が導出できるように、十分な数の組み合わせ３２が決定される。アンテナアレイ１４の較正が未知の実施形態において、異なる組み合わせ３２の数は、少なくともＮ2個の異なる組み合わせ３２を導き出すのに十分であるべきである。アンテナアレイ１４の較正が未知ならば図２において説明された例において、９つ（（Ｎ＝３）2）の線形方程式を導き出すのに十分な多くの組み合わせ３２を決定することが望ましい。そして、アンテナアレイ１４の較正が行われている実施形態においては、異なる組み合わせ３２の数は、Ｎ2−Ｎ個の異なる線形方程式を導き出すのに十分であるべきである。従って、図２において説明された例のためには、アンテナアレイ１４の較正が行われたならば、十分な数の組み合わせ３２は、６つ（（Ｎ＝３）2−Ｎ）個の線形方程式を導き出すように決定されるべきである。
【００３５】
一実施形態において、零位２４が特定の位置２６で形成されるまで、無線ユニット１２は並列な信号送信の信号特性を変更することができる。無線ユニット１２はスペクトラムアナライザ３０から受信した情報に呼応してそのような並列な信号送信の信号特性を変更することができる。特に、スペクトラムアナライザ３０は、実時間で無線ユニット１２に、それぞれの位置２６で受信機２８によって受信したエネルギー量を特定している情報を提供することができる。そのような情報に呼応して、特定の受信機２８からのフィードバックが、零位２４がそれぞれの位置２６で形成されていることを示すまで、無線ユニット１２は信号特性を変更することができる。
【００３６】
説明の目的のために、各組み合わせ３２が、Ｎ＝３個のアンテナサブアレイ１６のうち２つのアンテナサブアレイ１６と、零位２４が形成されているひとつの位置２６とを含むよう説明されているが、他の実施形態においては、組み合わせ３２は、Ｎ個（Ｎは少なくとも２）のアンテナサブアレイ１６のうちの任意の数と、並列な信号送信によって零位２４が形成されている任意の数の位置２６とを含んでもよい。
【００３７】
図４は一実施形態に従って、アンテナアレイ１４のために減損補償マトリックスを決定するための方法を説明する別の方法を説明しているフローチャートである。図４は図２と連携して説明されるであろう。無線ユニット１２はＮ＝３個のアンテナサブアレイ１６のサブセットから複数のマルチ信号送信を開始する。従って、例えば組み合わせ３２は、アンテナサブアレイ１６−１、１６−２を含むＮ＝３個のアンテナサブアレイ１６のサブセットからのマルチ信号送信を示す（図４、ブロック２００）。組み合わせ３２−４は、アンテナサブアレイ１６−２、１６−３を含むＮ個のアンテナサブアレイ１６のサブセットからのマルチ信号送信を特定する。各マルチ信号送信はサブセットの中の各アンテナサブアレイ１６からの信号の並列な送信を含む。各信号は少なくとも特定の位相と振幅とを含む信号特性を持っている。
【００３８】
無線ユニット１２は複数の位置２６を決定し、ここで零位２４が複数のマルチ信号送信の少なくともいくつかの間に形成される（図４、ブロック２０２）。マルチ信号送信の信号特性と位置２６での期待されている信号受信とに基づいて、無線ユニット１２は、Ｎ＝３個のアンテナサブアレイ１６の間の減損の影響を特定する減損マトリックスを決定する。無線ユニット１２はそれから減損マトリックスに基づいた減損補償マトリックスを決定する（図４、ブロック２０６）。
【００３９】
再び図２を参照して、説明の目的のために４つの受信機２８が示されているが、他の実施形態において１つの位置２６から別の位置２６まで移動される単一の受信機２８が利用できる。例えば、受信機２８を含む車両は、ある期間にわたって、零位２４が形成されるかもしれない異なる位置２６で信号を測定するために１つの位置から別の位置に移動することができる。
【００４０】
一実施形態によれば、組み合わせ３２（図２）から導き出された情報は、付加情報と組み合わせて、解かれたときにＮ個のアンテナサブアレイ１６の間の減損の影響を特定する減損マトリックスを定義する線形方程式を導き出すために使うことができる。この過程は図５について説明されるであろう。
【００４１】
図５は一実施形態に従って複数の異なるマトリックスの生成を説明しているシステム１０のブロック図である。組み合わせ３２の適当な数の決定の後に、無線ユニット１２は、組み合わせ３２の並列な信号送信と関連した信号の特性に基づいて送信信号マトリックス３３を決定するか、またはほかの方法で導き出す。特に送信信号マトリックス３３は、複数の行３４−１〜３４−Ｙ（一般に行３４）を含む（ここで「Ｙ」は種々の組み合わせ３２の数である）。各行３４は、特定の組み合わせ３２のそれぞれのアンテナサブアレイ１６と一致している列３６を含む。図２において説明された例と対比すると、送信信号のマトリックス３３において特定された組み合わせ３２は、Ｎ＝３個のサブアレイ１６からの並列な信号送信を含み、それから、送信信号マトリックス３３は３つの列３６−１〜３６−３を含んでいる。ここでより詳しく説明されるであろうように、各組み合わせはまた２つの異なる位置２６における零位２４の並列な形成を含む。送信信号マトリックス３３内の要素または項は、組み合わせ３２それぞれ内の各信号送信と関連づけられた信号特性を表し、ここでは「信号要素」と呼ばれる。信号要素は、例えば、それぞれの信号が乗ぜられる、時々「重み」と呼ばれる複素係数を含むことがある。例えば、行３４−１は信号要素ｄ11、ｄ12、およびｄ13を含む。信号要素ｄ11はアンテナサブアレイ１６−１から送信された信号の信号特性を特定する。従って、一実施形態において、信号要素ｄ11は、それぞれの信号が乗ぜられる複素係数を含む。上で議論されるように、そのような信号特性は少なくとも特定の位相と振幅とを含む。信号要素ｄ12はアンテナサブアレイ１６−２から並列に送信する信号の信号特性を特定する。信号要素ｄ13はアンテナサブアレイ１６−３から並列に送信する信号の信号特性を特定する。従って、集合的に、送信信号マトリックス３３は、６つの種々の組み合わせ３２のうちの各々のためにアンテナ１６から個々の信号送信の信号特性を特定する。信号要素の値を決定するために、無線ユニット１２は、１つ以上の零位２４が位置２６で形成されていることをスペクトラムアナライザ３０が識別するまで、組み合わせ３２における並列な信号送信と関連づけられた信号特性を繰り返し変更することができる。スペクトラムアナライザ３０からそのような識別があると、無線ユニット１２はそれぞれの組み合わせ３２を決定し、それぞれの組み合わせ３２と関連づけられた並列な信号送信の信号特性を特定している送信信号マトリックス３３に行３４を挿入する。
【００４２】
伝播マトリックス３８は、各アンテナサブアレイ１６と零位２４が形成されている各位置２６のアンテナとの間の期待されている信号伝達関数を特定する。伝播マトリックス３８の要素または項は、ここでは「伝播要素」と呼んでもよい。それぞれの受信機２８が近接場にあるときに、伝搬要素は、特定のアンテナサブアレイ１６とそれぞれの受信機２８との間の角度のほかにそれぞれのアンテナサブアレイ１６からのそれぞれの受信機２８の距離に基づく。伝播マトリックス３８は、各受信機２８に対応する列４０を含む。従って、この例において、伝播マトリックス３８は、受信機２８−１〜２８−４とそれぞれ対応している４つの列４０−１〜４０−４を含んでいる。伝播マトリックス３８は各アンテナサブアレイ１６のために行４２を含む。従って、この例において、伝播マトリックス３８は、アンテナサブアレイ１６−１〜１６−３とそれぞれ対応している３つの行４２−１〜４２−３を含んでいる。伝播マトリックス３８中の各伝搬要素は特定のアンテナサブアレイ１６と特定の受信機２８との間で期待されている信号伝達を表す。従って例えば、伝播要素ａ11が、アンテナサブアレイ１６−１と受信機２８−１との間の期待される信号伝達を特定する。伝播要素ａ23が、アンテナサブアレイ１６−２と受信機２８−３との間の期待される信号伝達を特定する。伝播マトリックス３８の伝搬要素は、望ましくは、アンテナサブアレイ１６間の振幅および位相関係のほかに、アンテナサブアレイ１６及び受信機２８に関連づけられた分極効果を含む。
【００４３】
受信信号マトリックス４４は、組み合わせ３２が決定されるときに受信機２８のそれぞれの位置で受信した実際のエネルギーを特定する。受信信号マトリックス４４の要素または項は、ここでは「受信エネルギー要素」と呼ばれてもよい。受信エネルギー要素は、特定の組み合わせ３２の間に複数の位置２６のうちの１つ以上の位置２６で受信したエネルギー量を定量化する。ゼロの値は特定の組み合わせ３２の間に各位置２６における零位２４の形成を示す。受信信号マトリックス４４は受信機２８の各位置２６のために列４６を含む。従って、この例において、受信信号マトリックス４４は、受信機２８の４つの列４６−１〜４６−４（それぞれ位置２６−１〜２６−４と対応している）を含む。受信信号マトリックス４４は各組み合わせ３２のための行４８を含む。従って、この例では、受信信号マトリックス４４は６つの行４８を含み、それは、送信信号のマトリックス３３において特定された６つの組み合わせ３２と対応している。行４８−１は、エネルギーが位置２６−３と２６−４で受信される一方、行３４−１中で特定された並列な信号送信の組み合わせが、位置２６−１と２６−２とで零位２４の形成をもたらしたことを示す。行４８−２は、エネルギーが位置２６−２と２６−４で受信される一方、行３４−２中で特定された並列な信号送信の組み合わせが位置２６−１と２６−３とで零位２４の形成をもたらしたことを示す。
【００４４】
送信信号マトリックス３３、伝播マトリックス３８および受信信号マトリックス４４において決定され、識別される情報は、以下の公式に基づいてアンテナサブアレイ１６の間の減損の影響を特定する減損マトリックス５０を決定するために用いることができる。
Ｅ＝（ＤＣＡ）
ここでＥは、受信信号マトリックス４４を表し、Ｄは送信信号マトリックス３３を表し、Ｃは減損マトリックス５０を表し、Ａは伝播マトリックス３８を表している。減損マトリックスの要素または項は、ここでは「減損変数」と呼ばれてもよい。組み合わせ３２が決定された後には、送信信号マトリックス３３の信号要素が知られ、伝播マトリックス３８の伝播要素が知られ、受信マトリックス４４の受信したエネルギー要素が知られる。減損マトリックス５０の減損変数は未知である。
【００４５】
一般的に、上記説明したように、送信信号マトリックス３３の信号要素および受信信号マトリックス４４の受信エネルギー要素は測定に基づいて決定され、伝播マトリックス３８の伝播要素は、アンテナ配置と零位２４が形成される受信機２８の位置とに基づいて決定される。一実施形態において、ＤＣＡが受信信号マトリクス４４の零元に等しいＫ個の線形方程式のセットが導かれる。
【００４６】
例えば、受信信号マトリックス４４が４つの位置２６で１２の零位２４の形成を特定する図５において説明された例において、以下の形式の１２の線形方程式を導き出すことができる。
d11a11c11 - d11a21c12 - d11a31c13 - d12a11c21 - d12a21c22 - d12a31d23 - d13a11c31 - d13a21c32 - d13a31c33 = 0 [1] 
:
d61a14c11 - d61a24c12 - d61a34c13 - d62a14c21 - d62a24c22 - d62a34d23 - d63a14c31 - d63a24c32 - d63a34c33 = 0 [12] 
線形方程式のセットは、それから、減損マトリックス５０の減損変数の値を決定するために例えば平均最小２乗関数または疑似逆関数を使って解決できる。
【００４７】
図５において説明された例がすべてのＮ＝３個のアンテナサブアレイ１６を利用する一方、実施形態はアンテナサブアレイ１６のどのような特定の数にも制限されない。例えば、組み合わせ３２がＮ＝３個のアンテナサブアレイ１６の合計のうちの２つのアンテナサブアレイ１６のみからの並列な送信を含む別の例では、結果として得られる送信信号マトリックス３３は以下のものを含んでもよい。
【００４８】
【数１】
2015509674.tif 000003
【００４９】
ここでゼロの信号要素は、特定のアンテナサブアレイ１６がそれぞれの組み合わせ３２の間に、並列に信号を送信していなかったことを示す。再び４つの受信機２８を仮定すると、伝播マトリックス３８は以下のように表され得る。
【００５０】
【数２】
2015509674.tif 000004
【００５１】
受信信号マトリックス４４の一例は以下のものを含み得る。
【００５２】
【数３】
2015509674.tif 000005
【００５３】
特にこの例において、零位２４は各組み合わせ３２について単独の位置２６だけで形成される。図５について説明された処理と同様に、減損マトリックス５０は、それから、受信信号マトリックス４４、伝播マトリックス３８、および減損マトリックス５０と関連づけられた、決定されて既知の値に基づいた線形方程式を導き出すことによって決定できる。線形方程式の例は次の通り表すことができる。
d11a11c11 - d11a21c12 - d11a31c13 - d12a11c21 - d12a21c22 - d12a31d23 = 0 [1] 
:
d122a14c21 - d122a24c22 - d122a34c23 - d123a14c31 - d123a24c32 - d123a34d33 = 0 [12] 
一実施形態において、減損補償マトリックスは、減損マトリックス５０に基づいて決定することができる。減損補償マトリックスは、例えば減損マトリックス５０の逆マトリクスまたは疑似逆マトリクスをとることによって決定することができる。特に、Ｂを正規化した逆結合マトリックスと定義することによって、斜めの項（Ｂ11、Ｂ22、...）は１に等しい。
従って、
【００５４】
【数４】
2015509674.tif 000006
【００５５】
従って、較正項は次のように表現できる。
【００５６】
【数５】
2015509674.tif 000007
【００５７】
減損補償マトリックスＢは以下のように説明できる。
【００５８】
【数６】
2015509674.tif 000008
【００５９】
実際の場では、相互の結合などの減損を補正し、そして較正を行うため、一実施形態によると、アンテナアレイ１４によって送信された入力信号には、減損補償マトリックスＢが乗ぜられ、それから較正ベクトルＴがさらに乗ぜられる。
【００６０】
図６はより詳しく図３のステップ１０２−１０４を説明しているフローチャートである。線形方程式は、異なる組み合わせ３２に基づいて、引き出される（図６、ブロック３００）。線形方程式は、値を決定するために例えば平均最小２乗関数または疑似逆関数を用いて減損マトリックス５０の未知の減損変数Ｃ11−Ｃ33のために解かれる（図６、ブロック３０２）。減損マトリックス５０の逆が、減損補償マトリックスを決定するためにとられてもよい（図６、ブロック３０４）。
【００６１】
図７は、モバイル機器５８に送信に先がけて信号を前処理するために減損補償マトリックス５６の使用を説明しているブロック図である。この実施形態において、無線ユニット１２は、減損補償マトリックス５６を記憶できるメモリ６２に通信可能に結合されるプリプロセッサ機能６０を含む。送信のためデータがネットワーク１８からモバイル機器５８に到着するときに、プリプロセッサ機能６０は、アンテナサブアレイ１６の減損について補償するように減損補償マトリックス５６に基づいてデータを処理する。ローブ６４を含み、モバイル機器５８のために最適化され、また他のモバイル機器を考慮することができるものなどの適切なアンテナ輻射パターンを形成するために、無線ユニット１２はそれから前処理された信号をアンテナアレイ１４を通して送信する。
【００６２】
図８は一実施形態に従って、減損補償マトリックス５６を使うための方法を説明しているフローチャートであり、図７と連携して説明されるであろう。無線ユニット１２はモバイル機器５８への送信のためにネットワーク１８経由でデータを受信する。無線ユニット１２はアンテナアレイ１４経由のモバイル機器５８への送信のために、データに基づいた信号を生成する（図８、ブロック４００）。無線ユニット１２は、アンテナアレイ１４経由の送信に先がけて、減損補償マトリックス５６に応じて信号を前処理する（図８、ブロック４０２）。無線ユニット１２はそれからモバイル機器５８にアンテナアレイ１４経由で並列に、前処理された信号を送信する（図８、ブロック４０４）。
【００６３】
図９は、別の実施形態による減損補償マトリックスを決定するためのシステムのブロック図である。この実施形態において、システム６６は無線ユニット１２を含み、それは、この例において、３つのアンテナサブアレイ１６−１〜１６−３を含むアンテナアレイ１４に通信可能に結合される。この実施形態においては、受信機２８の代わりに、無線ユニット１２をコントロールするサービスプロバイダーの顧客によって使われたものなどのモバイル機器６８−１〜６８−１２（一般にモバイル機器６８）は、複数の組み合わせ７０を決定するために使うことができる。各組み合わせ７０は、複数の位置２６のそれぞれの位置２６で零位２４を形成するアンテナアレイ１４からのマルチ信号送信を含む。従って、組み合わせ７０−１は、位置２６−１で零位２４を形成するアンテナサブアレイ１６−１、１６−２からのマルチ信号送信を含む。同様に、組み合わせ７０−４は、位置２６−４で零位２４を形成するアンテナサブアレイ１６−２、１６−３からのマルチ信号送信を含む。図５について以前に説明したように、適当な数の線形方程式が、対応する減損マトリックス５０を決定するために導き出せるように、適当な数の組み合わせ７０が決定される。
【００６４】
図１０は、一実施形態による、モバイル機器を使って、減損補償マトリックスを決定するための方法を説明しているフローチャートである。図１０は図９と連携して説明されるであろう。最初に、無線ユニット１２は、モバイル機器６８−１などの特定のモバイル機器６８による受信のため、少なくとも２つのアンテナサブアレイ１６−１〜１６−３から並列に少なくとも２回の信号送信を開始する（図１０、ブロック５００）。説明の目的のために、少なくとも２回の信号送信がアンテナサブアレイ１６−１、１６−２から開始されると仮定する。無線ユニット１２は、それから、少なくとも２回の信号送信の信号強度を特定する信号情報をモバイル機器６８−１から受信することができる（図１０、ブロック５０２）。無線ユニット１２は、その信号情報が、少なくとも２回の信号送信がモバイル機器６８−１の位置２６で零位２４を形成することを示すかどうかを判定する（図１０、ブロック５０４）。もしそうでなければ、無線ユニット１２は、少なくとも２つの信号の信号特性を変更し、アンテナサブアレイ１６−１、１６−２から追加の並列な信号送信を開始してもよい（図１０、ブロック５０６、５００）。もしブロック５０４で、無線ユニット１２が、少なくとも２回の信号送信によりモバイル機器６８−１の位置２６で零位２４が形成されることを信号情報が示すと判定するならば、無線ユニット１２は、少なくとも２回の信号送信と関連づけられた信号特性を送信信号マトリックス３３に記憶してもよい（図１０、ブロック５０８）。無線ユニット１２はまたモバイル機器６８−１からモバイル機器６８−１の位置２６を要求してもよい（図１０、ブロック５１０）。無線ユニット１２は、それから、組み合わせ７０−１において零位２４が形成されている位置としてモバイル機器６８−１から受信した位置２６を使うことができる（図１０、ブロック５１２）。
【００６５】
この処理は、上で説明されるように十分な数の独立線形方程式を導き出すために十分な数の位置２６で零位２４を形成するために十分な数のモバイル機器６８で繰り返されてもよい。この方法において、減損補償マトリックスは、顧客のモバイル機器６８を利用することによってシステム６６の実際の使用の間に決定されるかもしれない。
【００６６】
他の実施形態において、無線ユニット１２は、モバイル機器６８−１の位置で零位を形成することに先がけて最初にモバイル機器６８−１の位置を測定してもよい。独立線形方程式を導き出すことのできる十分に異なる位置で複数のモバイル機器６８が選択されるには、このことは望ましいかもしれない。これらの実施形態において、無線ユニット１２が、モバイル機器６８は、零位が形成されている別のモバイル機器６８と十分に異なる位置にないと判定するならば、それが十分に異なる位置にあると認定されるまで、無線ユニット１２は他のモバイル機器６８に問い合わせるであろう。
【００６７】
別の実施形態において、基準信号Ｒ１を妨げる干渉信号はアンテナサブアレイ１６経由で送信されてよい。基準信号Ｒ１は、干渉信号がモバイル機器６８−１の位置２６で零位２４を形成しない場合には低下した品質を持つとしてモバイル機器６８−１によって報告されてよい（例えば例えばチャンネル品質指数経由で）。この実施形態は、信号を、より生成しやすく、任意の所望の帯域幅をカバーして簡単に生成することができ（例えば一定のトーン）、ゼロ化された場合にはモバイル機器６８−１の性能への影響が全然ないであろうという利点がある。
【００６８】
一実施形態によると図１１は、図１０のブロック５００中で説明されるように無線ユニット１２からモバイル機器６８−１に並列な信号送信を説明しているブロック図である。この実施形態において、無線ユニット１２はアンテナサブアレイ１６−１経由での送信のための情報のブロック７２を、アンテナサブアレイ１６−２経由での送信のための第２の情報のブロック７４を生成する。ブロック７２は２つの基準信号、（Ｒ1AとＲ0で示す）を含む。また基準信号Ｒ1Bはブロック７４中で提供される。基準信号Ｒ1Aは、基準信号Ｒ1Bの位相および振幅と比較して調整済みの位相および／または振幅を持っている。無線ユニット１２はそれぞれアンテナサブアレイ１６−１と１６−２経由でブロック７２と７４とを同時に送信する。モバイル機器６８−１はブロック７２と７４とを受信し、ブロック７２と７４とを結合する。無線ユニット１２はそれから、モバイル機器６８−１に問い合わせ、基準信号Ｒ1とＲ0の信号強度を特定している信号情報を要求してもよい。２つの基準信号Ｒ0とＲ1の使用は、無線ユニット１２が、フェージング及びそのほかの影響によるデータ損失と、位相および振幅の調整によって形成された零位２４とを区別することに役立ち得る。例えば、モバイル機器６８−１が基準信号Ｒ0の強い受信と、基準信号Ｒ1の受信がないこととを報告するならば、無線ユニット１２は、基準信号Ｒ1が、モバイル機器６８−１の位置２６で零位２４を形成したことを推定できる。無線ユニットはそれから、送信信号マトリックス３３内の２つの基準信号Ｒ1AとＲ1Bの特定の位相や振幅などの特定の信号特性を識別できる。これは反復処理であってもよく、ある期間にわたり、基準信号Ｒ1AとＲ1Bの相対的な位相および／または振幅を変更するたびに、無線ユニット１２がブロック７２と７４をモバイル機器６８−１に繰り返し送信する。各繰返しの後で、無線ユニット１２は、基準信号Ｒ0とＲ1の信号強度についての情報をモバイル機器６２−１に要求する。モバイル機器６８−１が、基準信号Ｒ1が受信されないことを報告するまでこれらの繰返しは続いてもよく、その後で、零位２４はモバイル機器６８−１の位置２６で形成されている。
【００６９】
アンテナアレイ１４の放射特性は周波数に基づいて異なる。それに応じて、一実施形態においては、ここに説明された実施形態は、信号が一般的にアンテナアレイ１４から送信される多くの異なる周波数のために実行されてよく、複数の減損補償マトリックスの生成を結果として生じる。従って、異なる減損補償マトリックスの各々がアンテナアレイ１４の帯域幅中の異なる周波数と対応している複数の異なる減損補償マトリックスは、ここに説明されたメカニズムを使って決定できる。無線ユニット１２は、その特定の送信のそれぞれの周波数に基づいて、前処理信号の中での使用のために特定の減損補償マトリックスを選択できる。
【００７０】
図１２は、一実施形態による、Ｒ1Bに対する基準信号Ｒ1Aの振幅および位相調整の繰返しの例と、振幅と位相の調整の効果がモバイル機器６８−１によってどのように気づかれ得るかを説明するグラフ７６である。
【００７１】
図１３は、ここに開示した実施形態の一側面を実施することに適した無線ユニット１２のブロック図である。ＬＴＥまたはＬＴＥ−Ａシステムのコンテキストの中で上記を検討したときに、無線ユニット１２はｅＮｏｄｅＢコントローラを含んでもよい。Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）システムのコンテキストの中では、無線ユニット１２は例えばＷＡＰを含んでよい。無線ユニット１２は通信用インタフェース７８とコントローラ８０とを含む。通信用インタフェース７８は一般に、直接またはネットワーク１８経由で他の無線ユニット１２への（からの）トラヒックを送受信するだけでなく、無線ユニット１２の無線サービスエリアの中でモバイル機器への（からの）トラヒックを送受信するためのアナログおよび／またはデジタルの構成要素を含む。当業者は、無線ユニット１２のブロック図が、この開示についての完全な理解に必要でないたくさんの機能をやむを得ず省略していることを理解するであろう。
【００７２】
コントローラ８０の詳細のすべてが説明されるわけではないけれども、コントローラ８０は、ひとつまたはいくつかの汎用または専用目的のプロセッサ８２またはここに説明された無線ユニット１２の機能性のいくらかまたはすべてを実行することに適したソフトウェアプログラム命令および／またはファームウェアによってプログラムされた他のマイクロコントローラを含む。さらにまたは代わりに、コントローラ８０は、ここに説明された無線ユニット１２の機能性のいくらかまたはすべてを実行するために設定された様々なデジタルハードウェアブロック（例えば１つ以上の特定用途集積回路（ＡＳＩＣ）、１つ以上の市販のデジタルまたはアナログハードウェア構成部品、またはそれらの組み合わせ）（付図示）を含んでもよい。ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）などのメモリ８４は、プロセッサ８２によって実行されるときにここに説明した機能性の全部または一部を実施するデータとプログラム命令を記憶するために、プロセッサ８２によって使うことができる。無線ユニット１２は、プロセッサ８２上で実行されるときにここに説明された機能性のすべてまたは一部分を実施するプログラム命令を記憶することにだけでなく、ここに説明した機能性を実施するために必要かつ／または適したデータを記憶するための１つ以上の記憶媒体（不図示）を含んでもよい。現在の開示の一実施形態が、コンピュータが読取り可能の記憶媒体の上で記憶されるコンピュータプログラム製品、プロセッサ８２に、ここに説明されたステップを実行させるために設定されるプログラム命令を含むコンピュータプログラム製品として実施されてもよい。
【００７３】
他の利点のうちで、ここに明らかにされた実施形態は、要求されるローブと零位の形成を容易にすることによってシステムスループットを増大させ、アンテナアレイの設計期間を簡素化し、減らすことができる。本実施形態はまた、アンテナアレイのコスト、製造可能性、および再現性などの属性をより最適化する要素設計の選択におけるより大きな自由を提供できる。本実施形態により、アンテナアレイ較正と、相互の結合などの他の減損の補償との両方が１つの過程においてできる。本実施形態は、非制限な例の目的で、平面のアンテナアレイと円形アレイアンテナを含めて、様々な異なるアンテナアレイ型に適用可能性を有する。
【００７４】
当業者は現在の開示の好適な実施例への改善と改修を認めるであろう。すべてのそのような改善と改修は、ここに明らかにされた概念とこの後の特許請求の範囲の範囲内とみなされる。
【図１】
2015509674.tif 000009
【図２】
2015509674.tif 000010
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【手続補正書】
【提出日】平成26年9月30日(2014.9.30)
【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】
Ｎ個のアンテナサブアレイ（１６）を含むアンテナアレイ（１４）の減損の補償のために減損補償マトリックス（５６）を決定するための方法であって、
複数の位置（２６）のそれぞれの位置（２６）で少なくとも１つの零位（２４）を形成するマルチ信号送信の複数の異なる組み合わせ（３２、７０）を決定する工程であって、前記複数の位置（２６）は前記異なる組み合わせ（３２、７０）の各々に対応しており、前記異なる組み合わせ（３２、７０）の各々が、
前記Ｎ個のアンテナサブアレイ（１６）のうちの少なくとも２つのアンテナサブアレイ（１６）からの、関連信号特性を有する少なくとも２つの並列な信号送信を含むマルチ信号送信と、
前記それぞれの位置（２６）とを含む工程と、
マルチ信号送信の前記複数の異なる組み合わせ（３２、７０）と関連した前記信号特性（ｄ）と、前記複数の異なる組み合わせの各々に対応する前記複数の位置での期待されている信号受信とに基づいて、前記Ｎ個のアンテナサブアレイ（１６）の間で減損の影響を特定する減損マトリックス（５０）を決定する工程と、
前記減損マトリックス（５０）に基づいて減損補償マトリックス（５６）を決定する工程と
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記信号特性が振幅特性と位相特性とを含み、前記少なくとも２つの並列な信号送信の各信号送信が、異なる関連した振幅および位相特性を有することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記複数の位置（２６）での前記期待されている信号受信が、各アンテナサブアレイ（１６）と前記複数の位置（２６）の各位置（２６）のアンテナ（２８）との間で期待されている信号送信を識別する伝播マトリックス（３８）によって定義されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記アンテナアレイ（１４）経由のモバイル機器（６８）に対する並列送信のために少なくとも２つの信号を生成する工程と、
前処理済み信号を生成するために前記減損補償マトリックス（５６）に応じて前記アンテナアレイ（１４）経由の並列な送信に先立って前記少なくとも２つの信号を前処理する工程と
をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記Ｎ個のアンテナサブアレイ（１６）の間で減損の影響を特定する前記減損マトリックス（５０）を決定する工程は、
異なる組み合わせ（３２、７０）の各々のために少なくとも１つの線形方程式を導き出す工程を含み、前記少なくとも１つの線形方程式は、
前記異なる組み合わせ（３２、７０）の各々と関連した前記信号特性を特定する信号要素であって、前記信号特性が、前記少なくとも２つの並列な信号送信の各信号送信と関連した特定の振幅と特定の位相とを含む信号要素（ｄ）と、
前記少なくとも２つのアンテナサブアレイ（１６）の各々と前記それぞれの位置（２６）に置かれたアンテナ（２８）との間の期待されている信号転送を特定する伝搬要素（ａ）と、
未知の減損要素（ｃ）を表している減損変数とを含む
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記複数の異なる組み合わせ（３２、７０）に基づいて少なくともＮ２個の独立線形方程式を導き出す工程と、
前記減損マトリックス（５０）中の要素（ｃ）を含む各減損変数を決定するために少なくとも平均最小２乗関数および疑似逆関数のうちひとつを用いて前記減損変数を解決する工程と
をさらに含むことを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記減損マトリックス（５０）に基づいて前記減損補償マトリックス（５６）を決定する工程は、
前記減損補償マトリックス（５６）を決定するために前記減損マトリックス（５０）の逆または疑似逆をとる工程を含むことを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記複数の異なる組み合わせ（３２、７０）を決定する工程は、
異なる組み合わせ（３２、７０）の各々について、
前記少なくとも２つのアンテナサブアレイ（１６）から少なくとも２つの並列な信号送信を開始する工程と、
前記少なくとも２つの並列な信号送信が前記それぞれの位置（２６）で零位（２４）を形成することを示す信号情報を前記それぞれの位置（２６）のモバイル機器（６８）から受信する工程と
をさらに含むことを特徴とする請求項１の方法。
【請求項９】
前記モバイル機器（６８）に対して前記モバイル機器（６８）の位置（２６）を要求する工程と、
前記モバイル機器（６８）の位置（２６）を前記それぞれの位置（２６）として特定する工程と
をさらに含むことを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記少なくとも２つの並列な信号送信を開始する工程は、
前記少なくとも２つのアンテナサブアレイ（１６）のうちの１つのアンテナサブアレイ（１６）によって生成された第１の基準信号（Ｒ0）と、前記少なくとも２つのアンテナサブアレイ（１６）によって生成された第２の基準信号とを含む情報のブロック（７２、７４）を前記モバイル機器に送信する工程をさらに含むことを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記少なくとも２つの並列な信号送信により前記それぞれの位置（２６）で零位（２４）が形成されることを示す前記信号情報を、前記それぞれの位置（２６）の前記モバイル機器から受信する工程は、
前記第１の基準信号（Ｒ0）が前記モバイル機器（６８）によって受信されたことを示している前記モバイル機器（６８）からの前記第１の信号情報と、前記第２の基準信号（Ｒ1）が前記それぞれの位置（２６）で零位（２４）を形成したことを示している第２の信号情報とを受信する工程を含むことを特徴とする請求項１０の方法。
【請求項１２】
前記複数の異なる組み合わせ（３２、７０）を決定する工程はさらに、
前記複数の異なる組み合わせ（３２、７０）の少なくともいくつかについて、
前記少なくとも２つのアンテナサブアレイ（１６）から前記少なくとも２つの並列な信号送信を開始する工程と、
繰り返し、
前記少なくとも２つの並列な信号送信の信号強度を特定する信号情報を前記それぞれの位置（２６）の前記モバイル機器（６８）から受信する工程と、
前記少なくとも２つの並列な信号送信が前記それぞれの位置（２６）で零位（２４）を形成することを前記信号情報が示すまで、前記少なくとも２つの並列な信号送信の前記関連信号特性を変更する工程と
を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記それぞれの位置（２６）が、前記アンテナアレイ（１４）の照準に対する方位角と、前記少なくとも１つの零位（２４）が検出されるアンテナとで定義されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
複数の異なる減損補償マトリックス（５０）を決定する工程であって、異なる減損補償マトリックス（５６）の各々が、前記アンテナアレイ（１４）の帯域幅内のひとつの異なる周波数に対応している工程をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
前記それぞれの位置（２６）が、少なくとも一部においては、仰角に基づいて定義されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
Ｎ個のアンテナサブアレイ（１６）を含むアンテナアレイ（１４）の減損の補償のために減損補償マトリックス（５６）を決定するための方法であって、
前記Ｎ個のアンテナサブアレイ（１６）のサブセットから複数の異なる組み合わせのマルチ信号送信を開始する工程であって、各マルチ信号送信は、前記サブセットの中の各アンテナサブアレイ（１６）からの信号の並列送信を含み、各信号は、少なくとも特定の振幅および位相を含む信号特性を有する工程と、
前記複数のマルチ信号送信の少なくともいくつかの間に零位（２４）が形成される、前記アンテナアレイ（１４）の信号受信領域内の複数の位置（２６）を決定する工程と、
前記マルチ信号送信の前記信号特性と前記複数の異なる組み合わせの各々に対応する前記複数の位置（２６）での期待されている信号受信とに基づいて、前記Ｎ個のアンテナサブアレイ（１６）の間の減損の影響を特定する減損マトリックス（５０）を決定する工程と、
前記減損マトリックス（５０）に基づいて前記減損補償マトリックス（５６）を決定する工程と
を含むことを特徴とする方法。
【請求項１７】
Ｎ個のアンテナサブアレイ（１６）を含むアンテナアレイの減損の補償のために減損補償マトリックス（５６）を決定するための方法であって、
複数の異なる零位形成マルチ信号送信を決定する工程であって、各零位形成マルチ信号送信は、
異なるマルチ信号送信の各々に対応する複数の位置（２６）のうちのひとつの位置（２６）で零位（２４）を形成する前記Ｎ個のアンテナサブアレイ（１６）の少なくとも２つのアンテナサブアレイ（１６）からの並列な信号送信と、
複数の異なる零位形成マルチ信号送信と前記複数の異なるマルチ信号送信の各々に対応する前記複数の位置（２６）での期待されている信号受信とに関連した信号特性に基づいて、前記Ｎ個のアンテナサブアレイ（１６）の間の減損の影響を特定する減損マトリックス（５０）を決定することとを含む工程と、
前記減損マトリックス（５０）に基づいて前記減損補償マトリックス（５６）を決定する工程と
を有することを特徴とする方法。
【請求項１８】
各アンテナポートがアンテナアレイ（１４）のアンテナサブアレイ（１６）と通信するよう構成された複数のアンテナポートと、
プロセッサ（８２）を含み、複数のアンテナポートと通信可能に結合されたコントローラ（８０）とを含むデバイス（１２）であって、前記コントローラ（８０）は、
複数の位置（２６）のそれぞれの位置（２６）で少なくとも１つの零位（２４）を形成するマルチ信号送信の複数の異なる組み合わせ（３２、７０）を決定し、前記複数の位置（２６）は前記異なる組み合わせ（３２、７０）の各々に対応しており、前記異なる組み合わせ（３２、７０）の各々が、
前記Ｎ個のアンテナサブアレイ（１６）のうちの少なくとも２つのアンテナサブアレイ（１６）からの、関連信号特性を有する少なくとも２つの並列な信号送信を含むマルチ信号送信と、
前記それぞれの位置（２６）とを含み、
マルチ信号送信の前記複数の異なる組み合わせ（３２、７０）と関連した前記信号特性と、前記複数の異なる組み合わせの各々に対応する前記複数の位置での期待されている信号受信とに基づいて、前記Ｎ個のアンテナサブアレイ（１６）の間で減損の影響を特定する減損マトリックス（５０）を決定し、
前記減損マトリックス（５０）に基づいて減損補償マトリックス（５６）を決定する
ことを特徴とするデバイス（１２）。
【請求項１９】
前記プロセッサ（８２）がさらに、
前記アンテナアレイ（１４）経由のモバイル機器（６８）に対する送信のために信号を生成し、
前処理済み信号を生成するために前記減損補償マトリックス（５６）に応じて前記アンテナアレイ（１４）経由の送信に先立って前記信号を前処理する
よう構成されたことを特徴とする請求項１８に記載のデバイス。
【請求項２０】
前記Ｎ個のアンテナサブアレイ（１６）の間で減損の影響を特定する前記減損マトリックス（５０）を決定することにおいて、前記コントローラ（８０）はさらに、
異なる組み合わせ（３２、７０）の各々のために線形方程式を導き出すよう構成され、各線形方程式は、
前記異なる組み合わせ（３２、７０）の少なくとも２つの並列な信号送信の各信号送信と関連した特定の振幅と特定の位相とを特定する信号要素（ｄ）と、
前記少なくとも２つのアンテナサブアレイ（１６）の各々と前記それぞれの位置（２６）に置かれたアンテナ（２８）との間の期待されている信号転送を特定する伝搬要素（ａ）と、
未知の減損要素（ｃ）を表している減損変数とを含む
ことを特徴とする請求項１８に記載のデバイス。
【請求項２１】
前記コントローラ（８０）がさらに、
前記複数の異なる組み合わせ（３２、７０）に基づいて少なくともＮ２個の独立線形方程式を導き出し、
前記減損マトリックス（５０）中の要素を含む各減損変数を決定するために少なくとも平均最小２乗関数および疑似逆関数のうちひとつを用いて前記減損変数を解決するよう構成されることを特徴とする請求項２０に記載のデバイス。
【国際調査報告】
2015509674.tif 000022
2015509674.tif 000023
2015509674.tif 000024