(57)【要約】  基地局は互いに異なる時間インスタンス（ｔｉｍｅ  ｉｎｓｔａｎｃｅｓ）でビームを可変させるビームフォーミング技法を使用して複数の加入者端末と通信できる。前記基地局はＮ個の空間ビームを送信し、特定の空間ビームに対応する基準シンボルを伝達するように構成された複数のアンテナアレイを含む。また、前記基地局は、前記複数のアンテナアレイのうち各アレイに接続されたＮＲＦ個の無線周波数（ｒａｄｉｏ  ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ、ＲＦ）処理チェーンを含み、ここで、空間ビームの数ＮはＲＦ処理チェーンの数ＮＲＦより大きい（Ｎ＞＞ＮＲＦ）。加入者端末は基地局からＭ個のビームを受信するように構成されたＭＲＦ個の処理受信経路を含む。
2015509305.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線通信ネットワークに使用するための、ビームフォーミング技法を使用して複数の加入者端末と通信できる基地局において、
Ｎ個の空間ビームを送信するように構成された複数のアンテナアレイ；及び
前記複数のアンテナアレイのうち各アレイに接続されたＮＲＦ個の無線周波数（ｒａｄｉｏ  ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ、ＲＦ）処理チェーンを含み、ここで、空間ビームの数ＮはＲＦ処理チェーンの数ＮＲＦより大きい基地局。
【請求項２】
無線通信ネットワークに使用するためのビームフォーミングのための方法において、
Ｎ個の空間ビームをＮＲＦ個の無線周波数（ｒａｄｉｏ  ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ、ＲＦ）処理チェーンを用いて送信する段階を含み、ここで、空間ビームの数ＮはＲＦ処理チェーンの数ＮＲＦより大きい方法。
【請求項３】
無線通信ネットワークに使用するためのビームフォーミング技法を使用して少なくとも１つの基地局と通信できる加入者端末において、
Ｍ個の空間ビームを受信するように構成された複数のアンテナアレイ；及び
前記複数のアンテナアレイのうち各アレイに結合されたＭＲＦ個の無線周波数（ＲＦ）処理チェーンを含み、ここで、空間ビームの数ＭはＲＦ処理チェーンの数ＭＲＦより大きい加入者端末。
【請求項４】
前記送信する段階は、前記ＲＦ処理チェーンのうち第１チェーンによって、他のＲＦ処理チェーンによって使用されない副搬送波リソースを介して特定の空間ビームに対応する基準シンボルを伝達する段階を含む請求項１に記載の基地局又は請求項２に記載の方法。
【請求項５】
前記送信する段階は、前記ＮＲＦ個のＲＦ処理チェーンそれぞれによって、少なくともＮ／ＮＲＦ回の時間インスタンス（ｉｎｔａｎｃｅ）で、互いに異なる空間ビームを送信する段階を含み、
前記少なくともＮ／ＮＲＦ回の時間インスタンス（ｉｎｓｔａｎｃｅ）で前記互いに異なる空間ビームを送信する段階は、互いに異なる方向に送信する段階を含む請求項１に記載の基地局又は請求項２に記載の方法。
【請求項６】
前記少なくとも１つのＲＦチェーンによって、基準シンボルを伝達するＯＦＤＭシンボルの区間（ｄｕｒａｔｉｏｎ）がデータ送信のためのシンボルの区間より短くなる、基準シンボルを伝達するシンボルの区間を減少させる段階をさらに含む請求項１に記載の基地局又は請求項２に記載の方法。
【請求項７】
前記ＲＦ処理チェーンのうち第１チェーンは他のＲＦ処理チェーンによって使用されない副搬送波リソースを介して特定の空間ビームに対応する基準シンボルを受信するように構成された請求項３に記載の加入者端末。
【請求項８】
前記ＭＲＦ個のＲＦ処理チェーンは少なくともＭ／ＭＲＦ回のインスタンス（ｉｎｓｔａｎｃｅ）で互いに異なる空間ビームを受信するように構成され、
前記ＭＲＦ個のＲＦ処理チェーンは前記加入者端末と前記少なくとも１つの基地局との間の無線チャネルを推定するために前記互いに異なる空間ビームを介して受信された基準シンボルを使用するように構成された請求項３に記載の加入者端末。
【請求項９】
少なくともＮ／ＮＲＦ回の時間インスタンス（ｉｎｓｔａｎｃｅ）で前記互いに異なる空間ビームは前記少なくとも１つの基地局によって互いに異なる方向に送信された請求項８に記載の加入者端末。
【請求項１０】
少なくとも１つのシンボルは受信された基準シンボルを伝達する短いシンボルを含み、前記短いシンボルはデータ送信のためのシンボルの区間より短い区間を有する請求項３に記載の加入者端末。
【請求項１１】
前記基準シンボルを伝達するシンボルはデータ送信のためのシンボルに比べて少ない数の副搬送波を含む請求項６に記載の基地局又は方法又は請求項１０に記載の加入者端末。
【請求項１２】
前記基準シンボルを伝達するシンボルに対するサイクリックプレフィックスはデータ送信のためのシンボルと同じである請求項６に記載の基地局又は方法又は請求項１０に記載の加入者端末。
【請求項１３】
前記基準シンボルを伝達するシンボルの多数はデータ送信のためのシンボルの区間内で一致するように構成された請求項６に記載の基地局又は方法又は請求項１０に記載の加入者端末。
【請求項１４】
前記基準シンボルを伝達するシンボルの多数はそれぞれシンボルごとに少なくともＮＲＦ個の空間ビームを有するＮ個の空間ビームに対応する基準シンボルを伝達する請求項６に記載の基地局又は方法又は請求項１０に記載の加入者端末。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に基準シンボルの送信に関し、より具体的には、ＯＦＤＭシステムにおける基準シンボル送信のためのシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
移動通信は、現代史における最も成功した技術革新の一つである。近年、移動通信サービスの加入者の数は５０億人を超え、さらに急速に増加している。それとともに、新しい移動通信技術は増加する要求を満足させ、より多くのより良質の移動通信アプリケーション及びサービスを提供するために発展している。このようなシステムのいくらかの例は、３ＧＰＰ２によって開発されたｃｄｍａ２０００  １ｘＥＶ−ＤＯシステム、３ＧＰＰによって開発されたＷＣＤＭＡ(登録商標)、ＨＳＰＡ及びＬＴＥシステム、そしてＩＥＥＥによって開発された移動ＷｉＭＡＸシステムである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
したがって、本発明の実施形態は、ＯＦＤＭシステムにおける基準シンボルを送信するための装置及び方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
ビームフォーミング技法を使用して複数の加入者端末と通信できる基地局が提供される。前記基地局は、Ｎ個の空間ビームを送信するように構成された複数のアンテナアレイを含む。また、前記基地局は、前記複数のアンテナアレイのうち各アレイに接続されたＮＲＦ個の無線周波数（ｒａｄｉｏ  ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ、ＲＦ）処理チェーンを含む。この時、空間ビームの数ＮはＲＦ処理チェーンの数ＮＲＦより大きい。
【０００５】
ビームフォーミングのための方法が提供される。前記方法は、ＮＲＦ個の無線周波数（ｒａｄｉｏ  ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ、ＲＦ）処理チェーンによってＮ個の空間ビームを送信する段階を含む。この時、空間ビームの数ＮはＲＦ処理チェーンの数ＮＲＦより大きい。
【０００６】
ビームフォーミング技法を使用して少なくとも１つの基地局と通信できる加入者端末が提供される。前記加入者端末は、Ｍ個の空間ビームを受信するように構成された複数のアンテナアレイを含む。また、前記加入者端末は、前記複数のアンテナアレイのうち各アレイに接続されたＭＲＦ個の無線周波数（ｒａｄｉｏ  ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ、ＲＦ）処理チェーンを含む。この時、空間ビームの数ＭはＲＦ処理チェーンの数ＭＲＦより大きい。
【発明の効果】
【０００７】
このような本発明の実施形態は、ＯＦＤＭシステムで基準シンボルを送信する時、基準シンボルを伝達するＯＦＤＭシンボルの区間をデータ送信のために使用されたＯＦＤＭシンボルの区間より減少させることによって、少ないＦＦＴ／ＩＦＦＴ長さを利用できるようにする。また、本発明の実施形態によれば、基準シンボルに対するＯＦＤＭシンボルは、データ送信のために使用されたＯＦＤＭシンボルに比べてより少ない副搬送波を有することができるようにする。
【０００８】
下記の発明の具体的な説明の記載に先立ち、本特許文献全般にわたって用いられるワード（ｗｏｒｄｓ）及び句（ｐｈｒａｓｅｓ）について定義することが効果的であろう。用語「含む（ｉｎｃｌｕｄｅ）」及び「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」だけでなく、それらの派生語らは制限なく含む（ｉｎｃｌｕｓｉｏｎ  ｗｉｔｈｏｕｔ  ｌｉｍｉｔａｔｉｏｎ）ことを意味する。用語「又は」は包括的な（ｉｎｃｌｕｓｉｖｅ）意味であって、「及び／又は」を意味する。「…と関連付けられた（ａｓｓｏｃｉａｔｅｄ  ｗｉｔｈ）」、「それとともに関連付けられた（ａｓｓｏｃｉａｔｅｄ ｔｈｅｒｅｗｉｔｈ）」、及びそれらの派生語らは「含む（ｉｎｃｌｕｄｅ）」、「何かの内部に含まれる（ｂｅ ｉｎｃｌｕｄｅｄ ｗｉｔｈｉｎ）」、「何かに互いに接続する（ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ ｗｉｔｈ）」、「含まれる（ｃｏｎｔａｉｎ）」、「何かの内部に含まれる（ｂｅ ｃｏｎｔａｉｎｅｄ ｗｉｔｈｉｎ）、」、「何に、あるいは何かと接続される（ｃｏｎｎｅｃｔ ｔｏ ｏｒ ｗｉｔｈ）」、「何かに、あるいは何かと結合される（ｃｏｕｐｌｅ ｔｏ ｏｒ  ｗｉｔｈ）」、「何かと通信可能である（ｂｅ  ｃｏｍｍｕｎｉｃａｂｌｅ  ｗｉｔｈ）」、「何かと協力する（ｃｏｏｐｅｒａｔｅ  ｗｉｔｈ）」、「挟まれる（ｉｎｔｅｒｌｅａｖｅ）」、「並置される（ｊｕｘｔａｐｏｓｅ）」、「何かに隣接する（ｂｅ  ｐｒｏｘｉｍａｔｅ  ｔｏ）」、「何かに、あるいは何かと縛られる（ｂｅ  ｂｏｕｎｄ  ｔｏ  ｏｒ  ｗｉｔｈ）」、「持つ（ｈａｖｅ）」、「ある特性を有する（ｈａｖｅ  ａ  ｐｒｏｐｅｒｔｙ  ｏｆ）」などを意味し得る。そして、用語「制御器（ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）」は、少なくとも１つの動作を制御する任意の機器（ｄｅｖｉｃｅ）、システム、またはその一部（ｓｙｓｔｅｍ  ｏｒ  ｐａｒｔ  ｔｈｅｒｅｏｆ）を意味し、そのような装置は、ハードウェア、ファームウェアもしくはソフトウェア（ｈａｒｄｗａｒｅ、ｆｉｒｍｗａｒｅ  ｏｒｓｏｆｔｗａｒｅ）、又はそれらの少なくとも２つの組み合わせで具現化することができる。任意の特定の制御部に関連づけられた機能は、ローカル又はリモート（ｌｏｃａｌｌｙ  ｏｒ  ｒｅｍｏｔｅｌｙ）であるかによって集中化又は分散化する（ｂｅ  ｃｅｎｔｒａｌｉｚｅｄ  ｏｒ  ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅ
ｄ）ことができる。特定の単語及び句に対する定義は、本明細書全般にわたって提供されるものであって、当業者であれば、ほとんどの場合ではないとしても、多くの場合、そのように定義された単語及び句の今後の使用だけでなく、従来にも適用されるということを理解すべきである。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
本発明及びその効果に対するより完壁な理解のために、添付される図面を参照して下記の説明が行われ、ここで、同じ符号は同じ部分を示す。
【図１】本発明の実施形態による５Ｇシステムに対するフレーム構造を示す図である。
【図２】本発明の実施形態による基地局を示す図である。
【図３】本発明の実施形態による基地局を示す図である。
【図４】本発明の実施形態による送信インスタンス（ｉｎｓｔａｎｃｅ）における４個の空間ビームに対応する多重化されたチャネル状態情報−基準信号（Ｃｈａｎｎｅｌ  Ｓｔａｔｅ  Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ−Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ  Ｓｉｇｎａｌ、ＣＳＩ−ＲＳ）シンボルを示す図である。
【図５】本発明の実施形態による短い直交周波数分割多重（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ、ＯＦＤＭ）を示す図である。
【図６】本発明の実施形態によるサイクリックプレフィックス形式（ｓｃｈｅｍｅ）６００を示す図である。
【図７】本発明の実施形態によるスーパーフレーム（ｓｕｐｅｒ−ｆｒａｍｅ）、フレーム、サブフレーム（ｓｕｂ−ｆｒａｍｅ）及びスロット区間が維持されるフレームにおける短いＯＦＤＭシンボルを示す図である。
【図８】本発明の実施形態によるチャネル状態情報−基準信号（ＣＳＩ−ＲＳ）送信のための短いＯＦＤＭシンボルにおける基準シンボル配置を示す図である。
【図９】本発明の実施形態による基準シンボルを符号化して送信できる送信機を示す図である。
【図１０】本発明の実施形態による基準シンボルの電力及び帯域幅を可変させることができる送信機を示す図である。
【図１１】本発明の実施形態による短いＯＦＤＭにおけるチャネル状態情報のための基準シンボルの循環動作を示す図である。
【図１２】本発明の実施形態によるＣＳＩ−ＲＳを伝達する短いＯＦＤＭシンボルの非隣接配置を示す図である。
【図１３】本発明の実施形態によるパイロット多重化のためのロジックを含む送信機を示す図である。
【図１４】本発明の実施形態による基地局におけるＣＳＩ−ＲＳシンボルを送信するためのプロセスを示す図である。
【図１５】本発明の実施形態によるサンプリング周波数の増加によってＯＦＤＭシンボルを短くする動作を示す図である。
【図１６】本発明の実施形態による移動端末を示す図である。
【図１７】本発明の実施形態による基地局と移動端末との間の信号送信動作を示す図である。
【図１８】本発明の実施形態による移動端末によるＣＳＩ−ＲＳ処理のためのプロセスを示す図である。
【図１９】本発明の実施形態による基地局から移動端末への多重経路チャネルを示す図である。
【図２０】本発明の実施形態による基準シンボルを用いた基準方向の第１送信インスタンスを示す図である。
【図２１】本発明の実施形態による基地局と移動端末における空間的に差（ｓｔａｇｇｅｒｅｄ）を有する互いに異なる基準シンボルのビームを示す図である。
【図２２】本発明の実施形態による空間差（ｓｐａｔｉａｌ  ｓｔａｇｇｅｒｉｎｇ）を有するスキャンされた角度の解像度を示す図である。
【図２３】本発明の実施形態による周波数、時間及び空間差を用いたチャネルパラメータ推定及び微細調整プロセスを示す図である。
【図２４】本発明の実施形態による空間的に差を有するパイロットに対して共有された時間−周波数位置を示す図である。
【図２５】本発明の実施形態による空間的に差を有する送信及び受信のためのビーム幅を有して基準シンボルを送信する動作を示す図である。
【図２６】本発明の実施形態によるチャネル推定プロセスを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本特許文書で本発明の原理を記述するために使用される、以下で論議される図１乃至図２６及び様々な実施形態は単に例示のためのものであって、開示の範囲を制限するものとして解釈されてはならない。当該分野における熟練された者は、本発明の原理が適切に配置された任意の無線通信システムで具現化され得ることを理解するはずである。
【００１１】
ミリ波（ｍｉｌｌｉｍｅｔｅｒ  ｗａｖｅｓ）は、３０ＧＨｚ−３００ＧＨｚの無線周波数に対応する１ｍｍ−１０ｍｍ範囲の波長を有する無線波をいう。このような無線周波数は、ここで参照としてその内容が含まれる（ｔｈｅ  ｃｏｎｔｅｎｔｓ  ｏｆ  ｗｈｉｃｈ  ａｒｅ  ｈｅｒｅｂｙ  ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ  ｂｙ  ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ）、“Ｍｉｌｌｉｍｅｔｅｒ  ｗａｖｅ  ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ：Ｓｐｅｃｔｒｕｍ  ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ  ｉｍｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ”、Ｆｅｄｅｒａｌ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ  Ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎ、Ｏｆｆｉｃｅ  ｏｆ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ  ａｎｄ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ、Ｂｕｌｌｅｔｉｎ  Ｎｕｍｂｅｒ  ７０、Ｊｕｌｙ、１９９７で論議されたように独特の電波特性を表す。例えば、低い周波数の無線波に比べ、ミリ波は大きな電波損失が発生し、ビルディング、壁、木の葉のようなオブジェクトを通過する能力に乏しく、空気中の粒子（例えば、雨粒）によって大気中の吸収、屈折及び吸収により影響を受けやすい。一方、ミリ波は小さい波長を有するため、より多くのアンテナが相対的に少ない領域に構成されることができ（ｃａｎ  ｂｅ  ｐａｃｋｅｄ）、その結果、高い利得のアンテナを小さいフォームファクタ（ｓｍａｌｌ  ｆｏｒｍ  ｆａｃｔｏｒ）で具現化できる。しかし、上記の不利点が原因で、ミリ波の無線波は低い周波数の無線波に比べあまり使用されてこなかった。これは少ないコストでミリ波帯域のスペクトルを獲得するための新しい事業のための独特な機会があることを意味する。３ＧＨｚ−３０ＧＨｚにおける周波数は超高周波（Ｓｕｐｅｒ  Ｈｉｇｈ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ、ＳＨＦ）と定義される。ＳＨＦ帯域でいくつかの高周波数は大きな電波損失及び高い利得のアンテナを小さいフォームファクタで具現する可能性のように、ＥＨＦ帯域（すなわち、ミリ波）における無線波と類似した性質を表す。
【００１２】
膨大な量のスペクトルがミリ波帯域で使用可能である。例えば、典型的には６０ＧＨｚ帯域と呼ばれる約６０ＧＨｚにおける周波数が大部分の国で無認可スペクトルとして使用可能である。米国において、６０ＧＨｚ周辺スペクトルの７ＧＨｚ（５７ＧＨｚ−６４ＧＨｚ）は無認可使用領域として割り当てられた。２００３年１０月１６日、連邦通信委員会（Ｆｅｄｅｒａｌ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ  Ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎ、ＦＣＣ）は、米国における高密度固定型無線サービスのためのスペクトルに１２．９ＧＨｚ（７１−７６ＧＨｚ、８１−８６ＧＨｚ及び連邦政府の使用のための９４．０−９４．１ＧＨｚを除く９２−９５ＧＨｚ）を割り当てた。７１−７６ＧＨｚ、８１−８６ＧＨｚ及び９２−９５ＧＨｚにおける周波数割り当てはまとめてＥ−帯域と呼ばれる。Ｅ−帯域はＦＣＣによる最大のスペクトル割り当てであって、全体セルラースペクトルに比べ５０倍も大きい。
【００１３】
特定のシステムは、コンポーネント電子装置（ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ  ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ）を用いたミリ波無線通信を使用する。様々なシステムはギガ（ｇｉｇａ）−ｂｐｓのデータレートを達成することもできる。例えば、特定のシステム（システム１）は、数キロメートルの距離上で１０Ｇｂｐｓデータの伝達を可能にするミリ波通信システムを含む。このようなシステムで、送受信機は１４０ＧＨｚ（Ｆ−ｂａｎｄ）、９４ＧＨｚ（Ｗ−ｂａｎｄ）、７０／８０ＧＨｚ（Ｅ−ｂａｎｄ）、及び３５ＧＨｚ（Ｋａ−ｂａｎｄ）のような様々なミリ波帯域における動作の柔軟性を提供する光学技術（ｐｈｏｔｏｎｉｃｓ）に基づく。別の例として、第２システム（システム２）は、７０ＧＨｚ及び８０ＧＨｚ帯域に対するマルチ−ギガビット無線技術を含む。しかし、このような技術はコスト、複雑度及びフォームファクタのような問題のため、商用の移動通信には適しない。例えば、二点間リンク品質のために要求されるアンテナ利得を達成するためには、システム２で２番目の無線高周波数を使用する場合１．２５ギガビットデータ送信のためには２フィートのアンテナ（２−ｆｏｏｔ  ａｎｔｅｎｎａ）が必要である。このようなシステムで使用される、電力増幅器、低雑音増幅器、ミキサ、発振器、周波数合成器、導波管を含むコンポーネント電子装置は、長さが過度に大きく多くの電力を消費するため、移動通信に適用することは容易ではない。
【００１４】
近年、短距離（ｓｈｏｒｔ−ｒａｎｇｅ）の無線通信のためのミリ波を使用するために多くの工学技術及び企業の努力が行われており、投資もされている。特定のシステムで、ギガ−ｂｐｓレートでデータを送信するために数メートル内の（最大１０メートル）で無認可の６０ＧＨｚ帯域を利用する技術及び標準が使用されている。Ｚｈｏｕｙｕｅ  Ｐｉ、Ｆａｒｏｏｑ  Ｋｈａｎ、“ａｎ  ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ  ｔｏ  ｍｉｌｌｉｍｅｔｅｒ−ｗａｖｅ  ｍｏｂｉｌｅ  ｂｒｏａｄｂａｎｄ  ｓｙｓｔｅｍｓ”、ＩＥＥＥ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ  Ｍａｇａｚｉｎｅ、Ｊｕｎｅ  ２０１１（その内容は全体的に参照として含まれる）で言及される無線ＨＤ技術（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  ＨＤ  ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）、３ＧＰＰ  ＴＳ  ３６．２０１：“Ｅｖｏｌｖｅｄ  Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ  Ｒａｄｉｏ  Ａｃｃｅｓｓ（Ｅ−ＵＴＲＡ）；Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｌａｙｅｒ−Ｇｅｎｅｒａｌ  Ｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎ”（その内容は全体的に参照として含まれる）で言及されるＥＣＭＡ−３８７、そして、３ＧＰＰ  ＴＳ  ３６．２１１：“Ｅｖｏｌｖｅｄ  Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ  Ｒａｄｉｏ  Ａｃｃｅｓｓ（Ｅ−ＵＴＲＡ）；Ｐｈｙｓｉｃａｌ  ｃｈａｎｎｅｌｓ  ａｎｄ  ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ”（その内容は全体的に参照として含まれる）で言及されるＩＥＥＥ  ８０２．１５．３ｃのような様々な産業標準が、Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  Ｇｉｇａｂｉｔ  Ａｌｌｉａｎｃｅ（ＷＧＡ）及びＩＥＥＥ  ８０２．１１  ｔａｓｋ  ｇｒｏｕｐ  ａｄ（ＴＧａｄ）のような競争の短距離６０ＧＨｚギガ−ｂｐｓ接続技術を活発に発展させている複数の機構と共に発展している。集積回路（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  ｃｉｒｃｕｉｔ、ＩＣ）に基づく送受信機はこのような技術のいくつかののために使用可能である。短距離６０ＧＨｚ接続技術の最も大きなチャレンジはＲＦＩＣであるというのが通説である。電力面でより効率的な６０ＧＨｚ  ＲＦＩＣを発展させるために多くの工学技術の努力が費やされてきた。多くの設計及び技術は７０−８０−９０ＧＨｚ帯域のようなミリ波帯域のためのＲＦＩＣ設計に移行され得る。現在の６０ＧＨｚＲＦＩＣは低効率及び高コストの短所があるが、ミリ波ＲＦＩＣ技術は高効率及び低コストの方向に発展しているので
、このような発展の推移は窮極的にはミリ波ＲＦＩＣを用いた広い距離における通信を可能にするはずである。
【００１５】
本発明の実施形態は、無線通信のためにミリメートル電波を使用する通信システム並びに関連した装置及び方法を示す。実施形態はミリ波を使用する通信という面において図示されているが、実施形態はミリ波と類似した特性を表す、例えば１０ＧＨｚ−３０ＧＨｚの周波数を有する無線電波のような他の通信媒体にも確実に適用され得る。場合によっては、実施形態は、テラヘルツ（ｔｅｒａｈｅｒｔｚ）周波数を有する電波、赤外線、可視光線及び他の光媒体に適用されることができる。例示の目的上、用語「セルラー帯域（ｃｅｌｌｕｌａｒ  ｂａｎｄ）」は、数百メガヘルツから数ギガヘルツ周辺の周波数を意味するものであって、「ミリ波帯域（ｍｉｌｌｉｍｅｔｅｒ  ｗａｖｅ  ｂａｎｄ）」は、数十ギガヘルツから数百ギガヘルツ周辺の周波数を意味するものである。セルラー帯域で無線電波は電波損失が少なく、より良好なカバレッジの目的のために使用されることができるが、大きなアンテナを必要とする。代わりに、ミリ波帯域における無線電波は大きな電波損失が発生するが、少ないフォームファクタで高利得アンテナ又はアンテナアレイの設計することには非常に適している。
【００１６】
図１は、本発明の実施形態による５Ｇシステムに対するフレーム構造を示す。図１に示す５Ｇフレーム１００の実施形態は単に例示のためのものである。他の実施形態が本発明の範囲から逸脱することなく使用されることができる。図１に示す例で、数値は単に例示のために提供されるものであって、他の数値が使用されることができる。
【００１７】
直交周波数分割多重（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ、ＯＦＤＭ）シンボル１０５は、スケジューリングの単位化（ｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇ  ｇｒａｎｕｌａｒｉｔｙ）のためにスロット１１０にグループ化される。例えば、５Ｇシステムで３０個のＯＦＤＭシンボル１０５がスロット１１０を形成する。８個のスロットはサブフレーム１１５を形成し、５個のサブフレームがフレーム１００を形成する。このようにシンボル１０５、スロット１１０、サブフレーム１１５及びフレーム１００の互いに異なる単位化はデータ、制御及び基準シンボルを送信するための単位化を示す。図示の例で、各ＯＦＤＭシンボル１０５は４．１６マイクロ秒（μs）の長さを有する。３０個のＯＦＤＭシンボルで構成されたスロット１１０は１２５μｓの長さを有する。サブフレーム１１５は１ミリ秒（ms）の長さを有し、フレーム１００は５msの長さを有する。ビームフォーミングは５Ｇシステムの中心になることが期待されているが、これは制御とデータ両方の送信時に指向的な特性を有することを意味する。指向性（ｄｉｒｅｃｔｉｖｉｔｙ）は、他の様々な特性の中でも基地局（ｂａｓｅ  ｓｔａｔｉｏｎ、ＢＳ）に対する移動端末（ｍｏｂｉｌｅ  ｓｔａｔｉｏｎ、ＭＳ）（ここで「加入者端末（ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ  ｓｔａｔｉｏｎ）」として言及される）の位置と、シャドーイング（ｓｈａｄｏｗｉｎｇ）の量、そして、近隣の反射器の存在に影響を受ける。よって、移動端末と基地局との間の送信のための最適の方向を確認（ｉｄｅｎｔｉｆｙ）するために、いくつかのトレーニング（ｔｒａｉｎｉｎｇ）の形態が要求される。送信のための互いに異なる方向はビームと呼ばれる。移動端末は移動端末と基地局との間の送信をサポートする最適のビーム（ｂｅｓｔ  ｂｅａｍ）を確認すべきである。本発明の実施形態は、最適のビームフォーミング方向に対するトレーニングを示す。基準シンボルは、特定の方向におけるビームフォーミングを使用して送信される。移動端末は基準シンボルを受信し、基準シンボルを処理して、もし前記送信機が最適のビーム／方向に送信されると送信機が使用すべき最適のビーム／方向を確認する。
【００１８】
図２は、本発明の実施形態による基地局を示す。図２のＢＳ２００はＲＦチェーンの数がサポートされる空間ビームの数より少なく、それによってＲＦが制限される送信方式を使用するように構成される。特定の実施形態が図２のＢＳ２００の構成要素を参照して提供されるが、より多い、より少ない、または互いに異なる構成要素を含む他の実施形態が具現化できることが理解されるべきである。ＢＳ２００は、この議論で、ＲＦチェーン又はデジタルチェーンと呼ばれる複数のデジタル処理（ＮＲＦ）チェーン２０５を含む。各ＲＦチェーン２０５は、各基底帯域＋ＲＦ処理ブロック２１０、ビームフォーミング部２１５及びアンテナアレイ２２０を含む。各基底帯域＋ＲＦ処理ブロック２１０は、送信のための信号を処理するための処理回路を含む。送信されるデータはブロック２１０でチャネル符号化、変調コンステレーション（ｃｏｎｓｔｅｌｌａｔｉｏｎ）マッピング、ＭＩＭＯ処理方式、デジタル−アナログ変換、などのための互いに異なるモジュールを用いて処理される。各基底帯域＋ＲＦ処理ブロック２１０は、ビームフォーミング部２１５に結合されるが、ビームフォーミング部２１５は、アンテナアレイ２２０にさらに結合される。各ビームフォーミング部２１５は、各基底帯域＋ＲＦ処理ブロック２１０から情報を受信するように構成され、アンテナアレイ２２０を介してビームフォーミング送信を行うための情報を構成する。
【００１９】
実施形態１：制限的なＲＦミリ波モバイルブロードバンド（Ｍｉｌｌｉｍｅｔｅｒ−ｗａｖｅ  Ｍｏｂｉｌｅ  Ｂｒｏａｄｂａｎｄ、ＭＭＢ）システムのための基準シンボル送信
【００２０】
特定の実施形態において、基準シンボルは、ＢＳ２００で周波数と時間の両方で多重化されるが、このＢＳ２００は、無線周波数処理チェーン２０５の数より多くのアンテナ２２０を具備するＯＦＤＭ送受信機システムを含む。基底帯域及び無線周波数（ＲＦ）処理チェーン２０５の数はＢＳ２００における送受信機システムの処理能力を表す。ＲＦチェーン２０５の数より多くの送信アンテナ２２０及び／又はサポートされる空間方向を所有する送受信機システムで、多重シンボルは受信機におけるチャネル状態情報（ｃｈａｎｎｅｌ  ｓｔａｔｅ  ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ、ＣＳＩ）を測定するために使用される基準シンボルを送信するように使用される。ＣＳＩは送信機（例えば、ＢＳ２００）から受信機（例えば、加入者端末）へのチャネル品質を示し、送信機における送信アンテナ２２０又は空間ビームから受信機における受信アンテナ又は空間ビームへのチャネルを特定したものである。特定の空間ビーム上の又は特定の送信アンテナ２２０から受信機へのチャネル品質は受信機に知らされ、送信機ＢＳ２００と受信機との間に暗黙的に同意された予め定義された時間区間で送信された基準シンボルを用いて測定される。ＮＲＦ個の送信ＲＦチェーン２０５及びＮ個の空間ビーム２２５を具備するシステムで、最大ＮＲＦ個の基準シンボルは１つの送信インスタンス（ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  ｉｎｓｔａｎｃｅ）で送信され、ＮＲＦ個より大きい基準シンボルは１つの送信インスタンスで送信されない。したがって、Ｎ個の全ての空間ビームに対する基準シンボルを送信するために、少なくともＮ／ＮＲＦ回の送信動作が必要である。
【００２１】
図３は、本発明の実施形態による基地局を示す図である。特定の実施形態が図３のＢＳ２００の構成要素を参照して提供されるが、より多い、より少ない、または互いに異なる構成要素を含む他の実施形態が具現化できることが理解されるべきである。ＢＳ２００は複数（ＮＲＦ）のチェーン２０５ａ−２０５ｄを含む。各チェーン２０５ａ−２０５ｄは、各基底帯域＋ＲＦ処理ブロック２１０、ビームフォーミング部２１５及びアンテナアレイ２２０を含む。各基底帯域＋ＲＦ処理ブロック２１０はビームフォーミング部２１５に結合されるが、ビームフォーミング部２１５はアンテナアレイ２２０にさらに結合される。図３のＢＳ２００は４個の空間ビームに対応する基準シンボルを多重化するように構成される。各ＲＦチェーン２０５ａ−２０５ｄは他のＲＦチェーン２０５ａ−２０５ｄによって使用されない副搬送波リソースを介して特定の空間ビーム３１０ａ−３０１ｄに対応する基準シンボル３０５ａ−３０５ｄを伝達する。
【００２２】
ＯＦＤＭ送受信機システムは、ＮＲＦ＝４個のＲＦ処理チェーン２０５ａ−２０５ｄを具備し、前記システムは最大Ｎ＝１２個のビーム３１０をサポートする。与えられた送信インスタント（ｉｎｓｔａｎｔ）で、ＲＦチェーン１２０５ａは、他のＲＦチェーンによって使用される場合もあり、使用されない場合もあるいくつかのＯＦＤＭシンボルの周波数副搬送波を用いて１つの空間ビーム３１０ａに対応する基準シンボル３０５ａを送信する。同じ送信インスタントで、第２ＲＦチェーン２０５ｂは、第１ＲＦチェーン２０５ａ又は他のＲＦチェーン２０５ｃ及び２０５ｄによって使用される場合もあり、使用されない場合もあるいくつかのＯＦＤＭシンボルの周波数副搬送波を用いて他の空間ビーム３１０ｂに対応する基準シンボル３０５ｂを送信する。同様に、他のＲＦチェーン２０５ｃ及び２０５ｄは他のＲＦチェーン２０５ａ及び２０５ｂによって使用されない互いに異なる空間ビーム３１０ｃ及び３１０ｄに対応する基準シンボル３０５ｃ及び３０５ｄを送信する。
【００２３】
図４は、本発明の実施形態による送信インスタンスにおける４個の空間ビームに対応する多重化されたチャネル状態情報−基準信号（Ｃｈａｎｎｅｌ  Ｓｔａｔｅ  Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ−Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ  Ｓｉｇｎａｌ、ＣＳＩ−ＲＳ）シンボルを示す図である。図４に示す多重化されたＣＳＩ−ＲＳシンボル４００の例は単に例示のためのものである。他の実施形態がかかる開示の範囲から逸脱することなく使用されることができる。
【００２４】
１２個の空間ビーム３１０は、各ＯＦＤＭシンボルが４個の空間ビーム３１０に対するＣＳＩ−ＲＳシンボル４２５を伝達する、スロット４２０の３個のＯＦＤＭシンボル４０５，４１０，４１５で送信される。代案的な構成において、ＮＲＦ個のＲＦチェーン２０５のうち２つのチェーンのみを利用する６個のＯＦＤＭシンボルを介して１２個の空間ビーム３１０が送信される。ＣＳＩ−ＲＳシンボルの構成に関する情報はサポートされたビームの数及び送信されたＣＳＩ−ＲＳシンボルの数を含む。このような構成メッセージは、システム構成ブロードキャストメッセージの一部として又は独立的なブロードキャストメッセージとしてＢＳ２００によって全てのＭＳに送信される。システムは複数の構成をサポートできるが、許可された構成のうち、１つの構成のみを使用することができる。したがって、構成が与えられる時、ＭＳは送信されたＣＳＩ−ＲＳシンボルの特性（ｐｒｏｐｅｒｔｙ）（拡散符号、等）、及び受信されたＣＳＩ−ＲＳシンボルと送信されたビーム方向との間のマッピング規則を決定する。特定の実施形態において、このような情報は受信機に送信されず、事前に協議される、または暗黙的に使用され得る。
【００２５】
図５は、本発明の実施形態による短い直交周波数分割多重（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ、ＯＦＤＭ）を示す図である。図５に示す短くなった長さのＯＦＤＭシンボルの実施形態は単に例示のためのものである。他の実施形態がかかる開示の範囲から逸脱することなく使用されることができる。
【００２６】
特定の実施形態において、基準シンボルを伝達するＯＦＤＭシンボルの区間（ｄｕｒａｔｉｏｎ）は、データ送信のために使用されたＦＦＴ／ＩＦＦＴサイズと異なるより小さいＦＦＴ／ＩＦＦＴサイズを用いることによって減少し得る。基準シンボルに対するＯＦＤＭシンボルは、データ送信のために使用されたＯＦＤＭシンボルに比べて少ない副搬送波を有する。基準シンボルを送信するために使用されたＯＦＤＭシンボル５１０及び５１５は、データ送信のために使用された普通のＯＦＤＭシンボル５０５より短い区間を有する。以下、このような短い区間を有するＯＦＤＭシンボルを短いＯＦＤＭシンボルと呼ぶことにする。短いＯＦＤＭシンボル５０５，５１５の副搬送波５２０と普通のＯＦＤＭシンボル５０５の副搬送波とは、同じ帯域幅５２５の区間を有する。短いＯＦＤＭシンボル５１０，５１５は、データ送信のために使用された普通のＯＦＤＭシンボル５０５に対して使用されたＦＦＴサイズより小さいＦＦＴサイズを用いて得られることができる。短いＯＦＤＭシンボル５１０，５１５における時間区間の短縮による直接的な効果は、図５に示すように、副搬送波帯域幅を増加させることである。例えば、第１短いＯＦＤＭシンボル５１０の場合、ＦＦＴサイズを半分に減らすことで、もし同じサンプリング区間ＴＳ（サンプリング周波数ＦＳ＝１／ＴＳ）が維持されると、ＯＦＤＭシンボル区間５３０は（普通のＯＦＤＭシンボル区間５４０に比べた場合）半分に減少される。第２短いＯＦＤＭシンボル５１５の場合、ＦＦＴサイズＮを１／４に（Ｎ／４）減らすことで、ＯＦＤＭシンボル区間５３５は（普通のＯＦＤＭシンボル区間５４０に比べた場合）１／４に減少される。短いシンボル５１０，５１５に対する２つの例は、単に実際的な例であって、ＦＦＴサイズを異なるように減らすことで短いＯＦＤＭシンボルのために使用され得る。
【００２７】
図６は、本発明の実施形態によるサイクリックプレフィックス形式（ｓｃｈｅｍｅ）６００を示す図である。図６に示すサイクリックプレフィックス６００の実施形態は単に例示のためのものである。他の実施形態がかかる開示の範囲から逸脱することなく使用されることができる。
【００２８】
実施形態３：普通のＯＦＤＭシンボルと同じサイクリックプレフィックスを短いＯＦＤＭシンボルのために維持する
【００２９】
特定の実施形態において、短いＯＦＤＭシンボル５１５のサイクリックプレフィックス６０５は、普通のＯＦＤＭシンボル５０５と同じ区間を有する。すなわち、短いＯＦＤＭシンボル５１５のサイクリックプレフィックス６０５は、普通のＯＦＤＭシンボル５０５のサイクリックプレフィックス６１０と同じ区間を有する。サイクリックプレフィックス６０５は、チャネルの遅延拡散よりも長く設計される。遅延拡散はチャネルを介して移動する送信機からの多重経路が受信機に到着し数秒内に測定される時間区間である。短いＯＦＤＭシンボル５１５は普通のＯＦＤＭシンボル５０５と同じチャネルで動作するため、短いＯＦＤＭシンボル５０５のサイクリックプレフィックス５０５は、普通のＯＦＤＭシンボル５０５のサイクリックプレフィックス６１０と同じ区間を有する。図６に示すように、普通のＯＦＤＭシンボル５０５のサイクリックプレフィックス区間は、短いＯＦＤＭシンボル５１５で同一に維持される。本実施形態において、ＦＦＴ／ＩＦＦＴサイズは普通のＯＦＤＭシンボル５０５と短いＯＦＤＭシンボル５１５との間で４倍に減少され、これはＯＦＤＭシンボル５１５の長さに反映される。しかし、図５に示す例で示すように、０．４６μsのサイクリックプレフィックス区間を構成するシンボルの数は、普通のＯＦＤＭシンボル５０５と短いＯＦＤＭシンボル５１５との間で同一に維持される。
【００３０】
図７は、本発明の実施形態によるスーパーフレーム（ｓｕｐｅｒ−ｆｒａｍｅ）、フレーム、サブフレーム（ｓｕｂ−ｆｒａｍｅ）及びスロット区間が維持されるフレームにおける短いＯＦＤＭシンボルを示す図である。図７に示す短いＯＦＤＭシンボルの実施形態は単に例示のためのものである。他の実施形態がかかる開示の範囲から逸脱することなく使用されることができる。
【００３１】
実施形態４：ＣＳＩ−ＲＳ送信のためのフレームにおける短いＯＦＤＭシンボルの配置
【００３２】
特定の実施形態において、スロット７０５、サブフレーム７１０、フレーム７１５及びスーパーフレーム７２０の区間が維持されるようにするために、ＣＳＩ推定のための基準シンボル（ＣＳＩ−ＲＳ）を伝達する短いＯＦＤＭシンボル５１５は、普通のＯＦＤＭシンボル５０５の区間又は普通のＯＦＤＭシンボル区間の整数倍（ｉｎｔｅｇｒａｌ  ｍｕｌｔｉｐｌｅ）に符合するように位置できる。基準シンボルはユーザがチャネルの周波数選択度を推定することを可能にするために短いＯＦＤＭシンボル５１５の全体帯域幅上で位置する。普通のＯＦＤＭシンボル５０５の区間内で位置できる短いＯＦＤＭシンボル５１５の数は短いＯＦＤＭシンボル５１５の長さに依存して決定されることができる。もしスロット７０５内に含まれた複数のＯＦＤＭシンボル全体の区間に該当する全体区間を有する、複数の短いＯＦＤＭシンボル５１５が使用される場合、これらはスロット７０５、サブフレーム７１０又はフレーム７１５の境界を侵すことなく配置される。さらに、もしスロット７０５での短いＯＦＤＭシンボル５１５の配置がスロット７０５の区間に符合しスロット７０５の境界を侵さない場合、サブフレーム７１０、フレーム７１５及びスーパーフレーム７１５の境界は侵されない。短いＯＦＤＭシンボル５１５は普通のＯＦＤＭシンボル５０５のサイズの約１／４、すなわち短いＯＦＤＭシンボル５１５の区間は０．９２６μsであるが、これは３．７７μsである普通のＯＦＤＭシンボル５０５のサイズの約１／４である。０．４６μsである普通のサイクリックプレフィックスの区間が短いＯＦＤＭシンボル５１５に追加される時、３個の短いＯＦＤＭシンボル５１５はサイクリックプレフィックス７２５を含む普通のＯＦＤＭシンボル５０５の区間に符合する。特定されない場合、３０個の普通のＯＦＤＭシンボル５０５を有するスロット７２５は、２９個の普通のＯＦＤＭシンボル５０５及び３個の短いＯＦＤＭシンボル５１５を含む３２個のＯＦＤＭシンボルを含む。ＯＦＤＭシンボル５０５，５１５は同じサイクリックプレフィックス区間を有する。特定の実施形態において、互いに異なる帯域幅を有する普通のＯＦＤＭシンボル５０５と短いＯＦＤＭシンボル５１５との両方は、各副搬送波に対して同じ帯域幅を有する。図７に示す例で、同じサンプリング周波数で動作する場合、短いＯＦＤ
Ｍシンボル５１５の副搬送波帯域幅は普通のＯＦＤＭシンボル５０５の副搬送波帯域幅の４倍である。
【００３３】
図８は、本発明の実施形態によるチャネル状態情報−基準信号（ＣＳＩ−ＲＳ）送信のための短いＯＦＤＭシンボルにおける基準シンボル配置を示す図である。図８に示す基準シンボル配置８００の実施形態は単に例示のためのものである。他の実施形態がかかる開示の範囲から逸脱することなく使用されることができる。
【００３４】
実施形態５：短いＯＦＤＭシンボルにおけるＣＳＩ−ＲＳシンボルの配置
【００３５】
特定の実施形態において、短いシンボル５１５の副搬送波は送信機と受信機の両方に知られた基準シンボル８１０を伝達して送信機と受信機との間の無線チャネルの推定を可能にする。多重アンテナ送信機で、送信アンテナの数と同じ数の基準シンボル８１０がある。互いに異なるアンテナ２２０に対応する基準シンボル８１０は、基準シンボルを伝達するための短いＯＦＤＭシンボル５１５の互いに異なる副搬送波８０５上に位置する。すなわち、各副搬送波８０５は特定のアンテナ２２０に対する基準シンボル８１０を伝達する。多数の送信アンテナを有する他の無線通信システムにおいて、アンテナの数は過度に多く、ＣＳＩ−ＲＳシンボルでそれらを受け入れることができない。このような大規模な多重アンテナ送信機で、送信機は協力して動作して特定の方向のビームを形成する。送信機がサポートできるビームの数は重大な特徴であり、各副搬送波は特定の空間方向を指向する特定のビームに対する基準シンボルを伝達する。図８に示す例で、３個の短いＯＦＤＭシンボル５１５は１２個のアンテナに対応する基準シンボルを伝達するか、又は４個のアンテナ２２０で１２個の空間ビーム３１０に対応する基準シンボルを伝達するか、又はＯＦＤＭシンボルごとの空間ビーム３１０に対応する基準シンボルを伝達する。与えられたアンテナ２２０又は空間ビーム３１０に対応する基準シンボル８１０は、ＭＳがチャネルの周波数選択度も推定できるようにする送信帯域幅の範囲内で繰り返される。別の例によれば、１つの送信アンテナ２２０又は空間ビーム３１０方向に対応する複数の基準シンボルが全体の送信帯域幅の範囲を有するように適切な副搬送波で位置するように配置される。ＣＳＩ−ＲＳシンボルの構成に関する情報は、サポートされるビームの数及び送信されたＣＳＩ−ＲＳシンボルの数を含む。このような構成メッセージはシステム構成ブロードキャストメッセージの一部として又は独立的なブロードキャストメッセージとしてＢＳ２００によって全てのＭＳに送信される。システムは複数の構成をサポートできるが、許可された構成のうち、１つの構成のみを使用することができる。したがって、構成が与えられる時、ＭＳは送信されたＣＳＩ−ＲＳシンボルの特性（拡散符号等）、及び受信されたＣＳＩ−ＲＳシンボルと送信されたビーム方向との間のマッピング規則を決定する。特定
の実施形態において、このような情報は受信機に送信されず、事前に協議される、又は暗黙的に使用され得る。
【００３６】
図９は、本発明の実施形態による基準シンボルを符号化して送信できる送信機を示す図である。図９に示す送信機９００の実施形態は単に例示のためのものである。他の実施形態がかかる開示の範囲から逸脱することなく使用されることができる。
【００３７】
実施形態６：短いＯＦＤＭシンボルにおけるＣＳＩ−ＲＳの符号化
【００３８】
特定の実施形態において、互いに異なるアンテナ又は互いに異なる空間方向に対応する基準シンボルは、送信された基準シンボルの特性によって受信機によって区別され得る。特定の空間ビーム又は送信アンテナに対応する基準シンボルは、符号のファミリー（ａ  ｆａｍｉｌｙ  ｏｆ  ｃｏｄｅｓ）に属することもできる。符号は実数又は複素数のシーケンスで、符号のファミリーは特定の特性を有する符号のセットである。基準シンボルを送信するために使用される符号ファミリーの品質は低い相互相関（ｌｏｗ  ｃｒｏｓｓ  ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ）、低いピーク対平均電力比（ｌｏｗ  ｐｅａｋ−ｔｏ−ａｖｅｒａｇｅ  ｒａｔｉｏ）及び一定のモジュラス（ｃｏｎｓｔａｎｔ  ｍｏｄｕｌｕｓ）を有することが好ましい。以上で言及した特性は他の好ましい品質によって拡大され得る。符号ファミリーに属する符号は特定のビーム又は送信アンテナを示すように使用され、基準シンボルの送信に使用された短いＯＦＤＭシンボル５１５のうち１つにおける基準シンボルとして送信される。受信機は最大尤度（ｍａｘｉｍｕｍ  ｌｉｋｅｌｉｈｏｏｄ）、デコラレータ（ｄｅ−ｃｏｒｒｅｌａｔｏｒ）、及びその他を含むがこれに限定されない様々な受信機アルゴリズムを用いて受信された信号を復号化することによって、符号ファミリーの構成要素を確認する。基準信号における符号は送信された空間ビーム又は空間ビームが送信された送信アンテナを示すので、基準シンボルは符号ファミリーの構成要素を確認するように使用され得る。
【００３９】
図９に示すように、時間ｔで、短いＯＦＤＭ  ＣＳＩ−ＲＳシンボル９０５は、全ての副搬送波で伝達される４個のビームに対する基準シンボルと共に送信され、基準シンボルとして送信された符号の特性によって区別される。時間ｔで第１ＲＦチェーン９１５ａからの短いＯＦＤＭシンボル５１５の全ての副搬送波上の符号シーケンスｕ１は第１空間ビーム９１０ａで送信される。同じｔで、符号シーケンスｕ１に比べて低い相関特性を有する他の３個のＲＦチェーン９１５ｂ，９１５ｃ及び９１５ｄからの互いに異なる符号ｕ２、ｕ３及びｕ４を用いて、それぞれ第２空間ビーム９１０ｂ、第３空間ビーム９１０ｃ及び第４空間ビーム９１０ｄと索引付けられる３個の互いに異なる空間ビームはそれぞれ互いに異なる方向に指向されて送信される。送信の無線特性のため、３個の全ての符号は空中に送信され（ａｄｄ  ｕｐ  ｏｖｅｒ  ｔｈｅ  ａｉｒ）合算された信号として受信機に到達する。符号間の低い相互相関特性を利用して、受信機は個別的な基準シンボルを分離して４個の空間方向それぞれにおけるチャネル状態を測定する。
【００４０】
図１０は、本発明の実施形態による基準シンボルの電力（パワー）及び帯域幅を可変させることができる送信機を示す図である。図１０に示す送信機１０００の実施形態は単に例示のためのものである。他の実施形態がかかる開示の範囲から逸脱することなく使用されることができる。
【００４１】
実施形態７：短いＯＦＤＭシンボルに対するＣＳＩ−ＲＳ基準シンボルの電力及び帯域幅の変化
【００４２】
特定の実施形態において、互いに異なる電力を有する帯域幅の互いに異なる部分を占有するようにするために互いに異なる空間方向又は互いに異なる送信アンテナに対応する基準シンボルは短いＯＦＤＭシンボル５１５で送信される。送信機はアクティブな副搬送波を示すために電力及び帯域幅を可変するが、この電力及び帯域幅上におけるチャネルはチャネル状態を推定するために測定されるべきである。帯域幅の可変は基準シンボルが伝達されない副搬送波を無效化（ｎｕｌｌｉｎｇ）することによって行われる。すなわち、ゼロ（ｚｅｒｏ）の送信電力は基準シンボルが伝達されない副搬送波に割り当てられる。基準シンボルが伝達される副搬送波上における副搬送波に割り当てられた電力は互いに異なる場合がある。特定の実施形態において、基準シンボルを伝達する全ての副搬送波に同じではない電力を適用する特別な場合として、基準シンボルを伝達する全ての副搬送波に同じ電力が適用される。特定の実施形態において、副搬送波に対する電力割り当てを調節することによって互いに異なる空間ビームに対応する基準シンボルは互いに異なる副搬送波上で伝達される。基準シンボルが図９に示す短いＯＦＤＭシンボル５１５における全ての副搬送波で送信される時、副搬送波ごとの電力は調節され得る。
【００４３】
図１０に示すように、時間ｔで、短いＯＦＤＭ  ＣＳＩ−ＲＳシンボル１００５は帯域幅の互いに異なる部分で伝達された４個のビームに対する基準シンボルと共に送信される。第１空間ビーム方向１０１０ａに対応する基準シンボルは帯域幅の部分で伝達される。非ゼロ（ｎｏｎｚｅｒｏ）電力割り当てによって指示される、基準シンボル１００５が伝達される副搬送波上の、符号ｕ１から基準シンボル１００５が得られる（ｂｅ  ｄｒａｗｎ）。同じ時間ｔで、他のＲＦチェーン１０１５は符号ｕ２、ｕ３及びｕ４のそれぞれから得られた基準シンボルを用いて第２空間ビーム方向１０１０ｂ、第３空間ビーム方向１０１０ｃ及び第４空間ビーム方向１０１０ｄに対応する基準シンボルを送信する。このような基準シンボル１００５は陰影処理された副搬送波（ｓｈａｄｅｄ  ｓｕｂｃａｒｒｉｅｒｓ）によって示される各帯域幅の互いに異なる部分１０２０、又はサブセットを介しても伝達される。例えば、基準シンボル１００５は帯域幅における副搬送波のサブセット１０２０ａ上で伝達されることができる。さらに、基準シンボル１００５は帯域幅における副搬送波の複数のサブセット１０２０ａ及び１０２０ｂ上で伝達されることができる。空間ビーム方向１０１０のそれぞれに対して、基準シンボルが伝達される副搬送波の電力は変化し、互いに異なるＲＦチェーン１０１５を用いて送信される。
【００４４】
図１１は、本発明の実施形態による短い直交周波数分割多重（ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  ｄｉｖｉｓｉｏｎ  ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ、ＯＦＤＭ）シンボルにおけるチャネル状態情報のための基準シンボルの循環動作を示す図である。図１１に示す基準シンボルの循環の実施形態は単に例示のためのものである。他の実施形態がかかる開示の範囲から逸脱することなく使用されることができる。
【００４５】
実施形態８：短いＯＦＤＭシンボルにおけるＣＳＩ−ＲＳシンボルの周波数循環
【００４６】
特定の実施形態において、特別な空間方向又は送信アンテナに対応する基準シンボルは短いＯＦＤＭシンボルの互いに異なるリソース（例えば、電力及び帯域幅）を用いて伝達される。互いに異なる送信インスタンスで互いに異なるリソースの使用は所定の規則に基づいて決定される。この規則は空間方向に対応するＲＳシンボルを伝達するリソースを決定するにあたってサブフレーム番号又はフレーム番号又はスーパーフレーム番号を考慮する。
【００４７】
図１１に示すように、空間ビームに対応する基準シンボルは各送信インスタンスにおける互いに異なる副搬送波で伝達される。送信インスタンス（ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  ｉｎｓｔａｎｃｅ）は特定の空間方向又は特定のアンテナに対応する１つの基準シンボルが送信される時間区間（ｔｉｍｅ  ｄｕｒａｔｉｏｎ）として定義される。送信インスタンス１１１０は、スロット又はサブフレーム又はフレーム又はスーパーフレームによって分離され得る。これは互いに異なるシステム及び配置パラメータを用いて最適化される。互いに異なる空間ビームに対応する基準シンボル１１０５は、各送信インスタンス１１１０で隣接する副搬送波の間でシフトされる。特定の場合として、第１送信インスタンス１１１０ａにおける短いＯＦＤＭシンボルの第１ＣＳＩ−ＲＳ副搬送波１１１５ａで送信されるビーム#１に対応する基準シンボル１１０５を考慮する。次の送信インスタンス１１１０ｂで、基準シンボル１１０５は第２ＣＳＩ−ＲＳ副搬送波１１１５ｂで送信され、３番目の送信インスタンス１１１０ｃで、基準シンボル１１０５は第３ＣＳＩ−ＲＳ副搬送波１１１５ｃで送信され、４番目の送信インスタンスで、基準シンボル１１０５は第４ＣＳＩ−ＲＳ副搬送波１１１５ｄで送信される。５番目の送信インスタンスで、ビーム#１に対応する基準シンボル１１０５は第１ＣＳＩ−ＲＳ副搬送波で伝達され、かかる互いに異なる副搬送波による循環が続けられる。
【００４８】
実施形態９：ＣＳＩ−ＲＳ推定による（ｗｉｔｈ  ｓｏｍｅ  ｆｌｏｏｒｉｎｇ  ｏｆ  ｔｈｅ  ＣＳＩ−ＲＳ  ｅｓｔｉｍａｔｅ）短いＯＦＤＭシンボルに対するサイクリックプレフィックスの減少
【００４９】
特定の実施形態において、短いＯＦＤＭシンボル５１５のサイクリックプレフィックス１２０５は、普通のＯＦＤＭシンボル５０５のサイクリックプレフィックス７２５に比べ小さく作られることができる。短いＯＦＤＭシンボル５１５のサイクリックプレフィックス１２０５を減少させることによってシンボル区間をさらに小さくすることができる。これはより多くのＣＳＩ−ＲＳシンボルがスロット内に含まれて構成されるようにすることを可能にする。
【００５０】
図１２は、本発明の実施形態によるＣＳＩ−ＲＳを伝達する短いＯＦＤＭシンボルの非隣接配置（ｎｏｎ−ｃｏｎｔｉｇｕｏｕｓ  ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ）を示す図である。図１２に示す非隣接配置の実施形態は単に例示のためのものである。他の実施形態がかかる開示の範囲から逸脱することなく使用されることができる。
【００５１】
実施形態１０：ＲＳ送信のためのフレームで短いＯＦＤＭシンボルの互いに異なる配置
【００５２】
特定の実施形態において、スロットでＣＳＩ−ＲＳを送信するために使用された短いＯＦＤＭシンボル５１５は、普通の区間のＯＦＤＭシンボルと非隣接するように配置されるように（ｎｏｎ−ｃｏｎｔｉｇｕｏｕｓｌｙ−ｉｎｔｅｒｓｐｅｒｓｅｄ）位置することができる。スロット、サブフレーム、フレーム及びスーパーフレームの区間が維持されるようにするために、基準シンボルを伝達する複数の短いＯＦＤＭシンボル５１５は、普通のＯＦＤＭシンボル５０５の区間又は普通のＯＦＤＭシンボル５０５区間の整数倍に符合するように位置する。スロットで短いＯＦＤＭシンボルの非隣接配置の例が図１２に図示されている。短いＯＦＤＭシンボル５１５は、普通のＯＦＤＭシンボル５０５のサイズの約１／４、すなわち短いＯＦＤＭシンボル５１５の区間は０．９２６μsであるが、これは３．７７μsである普通のＯＦＤＭシンボル５０５のサイズの約１／４である。０．４６μsである普通のサイクリックプレフィックス１２０５の区間が短いＯＦＤＭシンボル５１５に追加される時、３個の短いＯＦＤＭシンボル５１５のみがサイクリックプレフィックス１２０５を含む普通のＯＦＤＭシンボル５０５の区間に符合する。特定されない場合、３０個の普通の区間のＯＦＤＭシンボル５０５を有するスロット１２１０は、２９個の普通のＯＦＤＭシンボル５０５及び３個の短いＯＦＤＭシンボル５１５を含む３２個のＯＦＤＭシンボルを含む。全てのＯＦＤＭシンボルは同じサイクリックプレフィックス区間を有する。互いに異なる副搬送波帯域幅を有する普通のＯＦＤＭシンボル及び短いＯＦＤＭシンボルはすべて同じ帯域幅を有する。図１２に示す例で、同じサンプリング周波数で動作する場合、短いＯＦＤＭシンボル５１５の副搬送波区間は、普通のＯＦＤＭシンボル５０５の副搬送波区間の４倍である。
【００５３】
実施形態１０．１：スロット／フレーム境界を維持しない短いＯＦＤＭシンボルの互いに異なる配置
【００５４】
特定の実施形態において、スロットでＣＳＩ−ＲＳを送信するために使用された短いＯＦＤＭシンボル５１５は、普通の区間のＯＦＤＭシンボルと非隣接するように配置されるように（ｎｏｎ−ｃｏｎｔｉｇｕｏｕｓｌｙ−ｉｎｔｅｒｓｐｅｒｓｅｄ）位置することができる。基準シンボルを伝達する短いＯＦＤＭシンボル５１５の数はシステム区間に基づいて決定され、ＣＳＩ−ＲＳシンボルの区間はスロット、サブフレーム、フレーム及びスーパーフレームの区間を維持する必要がない。
【００５５】
実施形態１１：データ送信の位相をトレーニングするための短いＯＦＤＭシンボルのＲＳ送信
【００５６】
特定の実施形態において、スロットでＣＳＩ−ＲＳを送信するために使用された短いＯＦＤＭシンボル５１５は、受信機に送信するために用いられる送信機に対する最適の送信方式を確認するために使用されるチャネルを推定するために使用される。大規模な送信アンテナのアレイが特定の空間方向に向かうビーム形成のために使用される場合、ＣＳＩ−ＲＳは送信機がサポートできる全ての空間方向に対して伝達される。各空間方向はビームによって確認される。このビームは与えられた受信機側の方向にデータをビーム形成するために使用される。基準シンボルがデータを伝達するために設計された各ビームに対して伝達される。特定の実施形態において、特徴的な基準シンボルの数は送信機がサポートするビームの数と同じである。
【００５７】
図１３は、本発明の実施形態によるパイロット多重化のためのロジックを含む送信機を示す図である。図１３に示す送信機１３００の実施形態は単に例示のためのものである。他の実施形態がかかる開示の範囲から逸脱することなく使用されることができる。
【００５８】
送信機１３００は、基地局２００に示すものと同じまたは類似の機能を行う要素（ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｉｔｙ）を含む。さらに、ＢＳ２００は、送信機１３００を含むことができる。各基底帯域＋ＲＦ処理ブロック２１０は、各ビームフォーミング部２１５に結合された送信経路１３０５を含む。送信経路１３０５はＮ／ｍ  ＩＦＦＴブロック１３１５、スイッチ１３２０及びサイクリックプレフィックスブロック１３２５に結合されたＣＳＩ−ＲＳ送信ロジック１３１０を含む。送信経路１３０５は、ソースからデータビットを受信するように構成され、直並列変換器１３３５及びＮ  ＩＦＦＴブロック１３４０に結合された変調及び符号化ブロック１３３０も含む。送信経路１３０５は、パイロットシーケンスを受信するように構成され、Ｎ／ｍ  ＩＦＦＴブロック１３１５に結合された第２直並列変換器１３４５をさらに含む。サイクリックプレフィックスブロック１３２５は、並直列変換器１３５０、デジタル−アナログ変換器（ｄｉｇｉｔａｌ  ｔｏ  ａｎａｌｏｇ  ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ、ＤＡＣ）１３５５及びＲＦ処理部１３６０に結合される。
【００５９】
実施形態１２：減少されたシンボル区間を有するＣＳＩ−ＲＳシンボルに対する互いに異なるサイズを制御するためのロジック
【００６０】
特定の実施形態において、ＣＳＩ−ＲＳシンボルのサイズは送信時点でＣＳＩ−ＲＳ送信ロジック１３１０によって柔軟に決定される。ＣＳＩ−ＲＳ送信ロジック１３１０は、ＣＳＩ−ＲＳシンボルに対して使用されたＩＦＦＴのサイズだけでなくＣＳＩ−ＲＳシンボルを多重化するためのスイッチング時間を決定する。ＣＳＩ−ＲＳの送信時に、ＣＳＩ−ＲＳ送信ロジック１３１０は、ＣＳＩ−ＲＳシンボルを送信するために使用されるＩＦＦＴのサイズを示し、スイッチ１３２０を動作させ、送受信機チェーンにおける追加的処理のためのパイロットシーケンスを多重化し、ＣＳＩ−ＲＳシンボルにおけるサイクリックプレフィックス１３２５のサイズを示すためのＣＳＩ−ＲＳサイクリックプレフィックスパラメータを設定する。ＣＳＩ−ＲＳ送信ロジック１３１０は、ＣＳＩ−ＲＳ  ＯＦＤＭシンボルのサイズを決定する。ＣＳＩ−ＲＳ  ＯＦＤＭシンボルのサイズは、シグナリングによって受信機に示される、又はＣＳＩ−ＲＳ送信の時間インスタンスに依存して暗黙的である。
【００６１】
図１４は、本発明の実施形態による基地局におけるＣＳＩ−ＲＳシンボルを送信するためのプロセスを示す図である。図１４に示すプロセス１４００は、ＣＳＩ−ＲＳ送信のための処理ロジックを具体化する。ＣＳＩ−ＲＳ構成情報（ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ）を含むＢＳ２００のため構成情報１４０５がメモリに保存される。ブロック１４１０にて、ＢＳ２００における処理ロジック１３１０は、ＣＳＩ−ＲＳのための構成情報を決定するためにメモリから読み出す（ｒｅａｄ）。ＣＳＩ−ＲＳのための１つ以上の構成情報が存在できるが、この場合、ロジックは構成情報オプションのうち１つを選択するように設定される。ブロック１４１５にて、ＢＳ２００は、メッセージでＣＳＩ−ＲＳ構成情報をＭＳに送信する。このメッセージは、ブロードキャスト制御チャネル、マルチキャスト制御チャネル又はユニキャスト制御チャネルのうち少なくとも１つ以上を用いてブロードキャストされる。ブロック１４２０にて、構成情報は、ＭＳによってＣＳＩ−ＲＳシンボルの特性、ＣＳＩ−ＲＳシンボルで送信されるＣＳＩ−ＲＳに対するビームインデックスだけでなくＣＳＩ−ＲＳシンボルの長さを決定するために使用される。ブロック１４２５にて、マッピングが１つのＯＦＤＭシンボルで送信された複数のビーム方向間の規則に従って行われ、ＣＳＩ−ＲＳシンボルが生成される。このような規則は送信機と受信機との間で事前に（ａｐｒｉｏｒｉ）同意された単一の規則であるか、又は調整され得るものであって、構成情報メッセージを用いて受信機に明示的に信号送信され得る。前記構成情報を用いて、ＢＳは選択されたビーム方向に対応するＣＳＩ−ＲＳ  ＯＦＤＭシンボルを集めて（ａｓｓｅｍｂｌｅｓ）送信する。全てのサポートされるビーム方向に対応するＣＳＩ−ＲＳ送信が送信されるまでこのロジックは行われる。
【００６２】
図１５は、本発明の実施形態によるサンプリング周波数の増加によってＯＦＤＭシンボルを短くする動作を示す図である。図１５に示す短いＯＦＤＭシンボル１５００の実施形態は単に例示のためのものである。他の実施形態がかかる開示の範囲から逸脱することなく使用されることができる。
【００６３】
実施形態１３：ＣＳＩ−ＲＳ送信のためにサンプリング周波数を増加させることによって減少されたシンボル区間
【００６４】
特定の実施形態において、基準シンボルを伝達するＯＦＤＭシンボルの区間はデータ送信を伝達するＯＦＤＭシンボルのために使用されるものと異なるより高いサンプリング周波数を使用することによって減少される。基準シンボルに対するＯＦＤＭシンボルはデータ送信のために使用された普通のＯＦＤＭシンボル１５０５と同じ数の副搬送波を有する。もし、サンプリング周波数が増加した場合、基準シンボルを送信するために使用されたＯＦＤＭシンボル１５１０，１５１５は、データ送信のために使用された普通のＯＦＤＭシンボル１５０５よりも短い区間であり、以下、短いＯＦＤＭシンボルと称する。短いＯＦＤＭシンボル１５１０，１５１５の副搬送波及び普通のＯＦＤＭシンボルの副搬送波は、同じ帯域幅１５２０の期間を有する（ｓｐａｎ）。このような実施形態の目的のために、短いＯＦＤＭシンボル１５１０は、データ送信のために使用された普通のＯＦＤＭシンボル１５０５に対して使用されたものよりも大きいサンプリング周波数を用いて派生され得る。短いＯＦＤＭシンボル１５１０における時間区間の短縮の直接的な効果は、増加された副搬送波帯域幅である。もし、サンプリング区間ＴＳが半分になった場合（又は等価的にサンプリング周波数ＦＳ＝１／ＴＳが２倍になった場合）、サンプリング周波数によって、ＯＦＤＭシンボル期間１５１０は半分に減少される。さらに、サンプリング周期を１／４に（ＴＳ／４）減らすことで、ＯＦＤＭシンボル１５１５区間は１／４に減少される。短いシンボルに対する２つの例は実際的な例に過ぎず、サンプリング周波数を増加させるための任意の他の要素（ｆａｃｔｏｒ）が短いＯＦＤＭシンボルのために使用され得る。
【００６５】
実施形態１４：ＣＳＩ−ＲＳ送信のためのユーザ位置に基づくシンボル区間の減少
【００６６】
特定の実施形態において、特定の空間ビーム方向のために送信されたＣＳＩ−ＲＳは、セルにおける受信機の位置に基づいて選択されることができる。これは受信機の位置に基づいてデータを伝達するために使用されるそのような空間ビームのみを機会的に（ｏｐｐｏｒｔｕｎｉｓｔｉｃａｌｌｙ）トレーニングさせることを許可する。例えば、セル中心から遠く離れたユーザはビーム帯域幅がより広い、サポートされるビームのサブセットを使用する。多くのユーザがより広いビームを好ましい状況で、そのようなビームはユーザに好まれなかったビームに優先的により頻繁に送信され得る。
【００６７】
実施形態１５：ユーザ移動性に基づく適応性のＣＳＩ−ＲＳ送信
【００６８】
特定の実施形態において、ＣＳＩ−ＲＳ送信はユーザ移動性に基づいて適応性を有する。空間ビームのビーム幅は受信機の移動性に基づいて調整される。したがって、調整できるビーム幅を有するビームを介してＣＳＩ−ＲＳが伝達される。低い移動性のユーザのためのビームは狭くなることができ、ＣＳＩ−ＲＳは狭いビームを介して伝達されることができる。高い移動性のユーザのためのビームは広くなることができ、ＣＳＩ−ＲＳは広いビームを介して伝達されることができる。例えば、セルで、もし全てのユーザがほとんど動かない、または非常に低い移動性を有する場合、ＣＳＩ−ＲＳは狭いビームを介して伝達されることができる。
【００６９】
特定の実施形態において、ＣＳＩ−ＲＳを伝達するＯＦＤＭシンボルの長さはユーザ移動性に基づく。例えば、セルで、もし、全てのユーザがほとんどかない、または非常に低い移動性を有する場合、ＣＳＩ−ＲＳは長いビームを使用することができる。もし、全てのユーザが普通の又は速い速度を有する場合、ＣＳＩ−ＲＳに対する短いシンボルが使用され得る。このような実施形態における技術はユーザ位置に基づく適応性のＣＳＩ−ＲＳ送信と結合され得る。
【００７０】
実施形態１６：ＣＳＩ−ＲＳのコードブックに基づく多重化
【００７１】
特定の実施形態において、互いに異なるコードブックに対応するＣＳＩ−ＲＳは、短いＯＦＤＭシンボルの互いに異なる送信インスタンスで、短いＯＦＤＭシンボルを用いて送信される。互いに異なるコードブックは、各コードブックが互いに異なるビーム幅に対応するマルチ解像度（ｍｕｌｔｉ−ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ）ビームに対応できる。与えられたコードブックの互いに異なるビームに対応するＣＳＩ−ＲＳは、短いＯＦＤＭシンボルに基づくＣＳＩ−ＲＳ送信の単一の送信インスタンスで送信される。次の送信インスタンスで、互いに異なるコードブックからのビームに対応するＣＳＩ−ＲＳが送信される。全てのコードブックからのビームに対応するＣＳＩ−ＲＳが送信される場合、全てのコードブックに対するビームの送信シーケンスは後続するＣＳＩ−ＲＳの送信インスタンスで繰り返される。例えば、もし、それぞれがＢｉ個（ｉ＝１，２，…Ｎ）のビームを有するＮ個のコードブックがあれば、ＣＳＩ−ＲＳの第１送信インスタンスは、コードブックＢ１におけるビームに対応するＣＳＩ−ＲＳの送信に関わる。ＣＳＩ−ＲＳの第２送信インスタンスで、コードブックＢ２におけるビームに対応するＣＳＩ−ＲＳが送信され、ＣＳＩ−ＲＳのＮ番目の送信インスタンスで、コードブックＢＮにおけるビームに対応するＣＳＩ−ＲＳが送信される。（Ｎ＋１）番目の送信インスタンスで、コードブックＢ１におけるビームに対するＣＳＩ−ＲＳ送信が送信され、送信サイクルは繰り返される。マルチ解像度コードブックが例として示され、他のマルチ−コードブックに基づくビームフォーミングは、コードブックに対応するＣＳＩ−ＲＳ短いＯＦＤＭシンボルを時間多重化することによってサポートされることができる。
【００７２】
実施形態１７：互いに異なる送信周波数を有するＣＳＩ−ＲＳのコードブックに基づく多重化
【００７３】
特定の実施形態において、互いに異なるコードブックに対応するＣＳＩ−ＲＳは、短いＯＦＤＭシンボルの互いに異なる送信インスタンスで、短いＯＦＤＭシンボルを用いて送信される。特定のコードブックに対応するＣＳＩ−ＲＳシンボルの送信周波数は、各コードブックに対して独立的に設定されることができる。例えば、もし、それぞれがＢｉ個（ｉ＝１，２，…Ｎ）のビームを有するＮ個のコードブックがあれば、コードブックＢｊはＭｉ回送信され、一方、コードブックＢｋは、Ｍｋ回（ｊ≠ｋ；ｊ、ｋ＝１，２，…Ｎ）送信されることもできる。特定のコードブックからのビームに対応するＣＳＩ−ＲＳは規定された数だけ送信され、全てのコードブックに対応する全てのＣＳＩ−ＲＳが送信された直後に新たな送信サイクルが開始される。各コードブックに対する送信周波数はコードブック利用統計に基づいて、又は要求される性能、又は他のメトリックに基づいて決定され得る。送信周波数を決定するためのメトリックは本発明の範囲外である。
【００７４】
実施形態１７．１：互いに異なるコードブックのための互いに異なるダイナミックな送信周波数
【００７５】
特定の実施形態において、互いに異なるコードブックに対応するＣＳＩ−ＲＳは、短いＯＦＤＭシンボルの互いに異なる送信インスタンスで、短いＯＦＤＭシンボルを用いて送信される。特定のコードブックに対応するＣＳＩ−ＲＳシンボルの送信周波数は、各コードブックに対して独立的に設定されることができる。このような送信周波数はダイナミックに決定され得る。例えば、送信の第１サイクルで、互いに異なるコードブックに対応するＣＳＩ−ＲＳは、送信サイクルで一度送信されることができる。ユーザから受信されたフィードバックに基づいて、ＢＳはいくつかのコードブックが他に比べて頻繁に送信されることもでき、後続する送信サイクルで、このようなコードブックに対する新しい送信周波数がＣＳＩ−ＲＳシンボルの送信に使用されるように決定することもできる。
【００７６】
実施形態１８：互いに異なるコードブックを多重化するための互いに異なるシンボル長さ
【００７７】
特定の実施形態において、互いに異なるコードブックに対応するＣＳＩ−ＲＳは互いに異なる長さを有する短いＯＦＤＭシンボル上で送信される。例えば、最も広いビーム幅を有するコードブックに対応するＣＳＩ−ＲＳは、ＮポイントＦＦＴを使用する普通のＯＦＤＭシンボルを用いて送信され、最も狭いコードブックに対応するＣＳＩ−ＲＳは、Ｎ／８ポイントＦＦＴを使用する普通のＯＦＤＭシンボルを用いて送信され、Ｎ／４、Ｎ／２ＦＦＴの短いＯＦＤＭシンボルは最も広いビーム幅と最も狭いビーム幅との間のサポートされるビーム幅を有するコードブックに対応するＣＳＩ−ＲＳシンボルを送信するために使用される。したがって、互いに異なるシンボル区間を有するＯＦＤＭシンボルを用いるマルチビーム解像度コードブックに対するＣＳＩ−ＲＳがサポートされる。
【００７８】
実施形態１９：ＢＳからＭＳへのＣＳＩ−ＲＳシンボル長さに対するシグナリング
【００７９】
特定の実施形態において、ＣＳＩ−ＲＳシンボルのシンボル長さは構成情報メッセージを用いて基地局から移動端末に示される。ＣＳＩ−ＲＳシンボルの長さは構成情報メッセージの特定の位置のビットの列によって指示される。
【００８０】
図１６は、本発明の実施形態による移動端末（ＭＳ）を示す図である。図１６に示す移動端末１６００の実施形態は単に例示のためのものである。他の実施形態がかかる開示の範囲から逸脱することなく使用されることができる。移動端末１６００は基底帯域＋ＲＦ処理ブロック１６０５、ビームフォーミング部１６１０及びアンテナアレイ１６１５を含む。基底帯域＋ＲＦ処理ブロック１６０５は、ＤＡＣ１６２５、直並列変換器１６３０及びサイクリックプレフィックス除去ブロック１６３５に結合されたＲＦ処理ブロック１６２０を含む。ＣＳＩ−ＲＳ復号化ロジック１６４０は、サイクリックプレフィックス除去ブロック１６３５、スイッチ１６４５及びＮ／ｍ  ＦＦＴ１６５０に結合される。ＣＳＩ−ＲＳ復号化ロジック１６４０は、Ｎ／ｍ  ＦＦＴ１６５０に対する「ｍ」の値を示すように構成される。例えば、ＣＳＩ−ＲＳ復号化ロジック１６４０は、ｍ＝１，２，３，…等を示す。Ｎ／ｍ  ＦＦＴ１６５０は、チャネル推定ブロック１６５５に結合される。スイッチは、サイクリックプレフィックス除去ブロック１６３５とＮ／ｍ  ＦＦＴ１６５０及びＮ  ＦＦＴ１６６０との間の接続を変更するように構成される。Ｎ  ＦＦＴ１６６０は、他のチャネル推定ブロック１６６５、並直列変換器１６７０及び復調及び復号ブロック１６７５に結合されるが、復調及び復号ブロック１６７５は、データビットを出力する。
【００８１】
ＣＳＩシンボルの位置及び構成情報は単一の規則に基づくことができ、送信機と受信機との間で明示的に信号送信される必要はない。互いに異なる規則を受け入れることができる多くの構成情報がある場合、かかる構成情報は、構成情報メッセージを用いて受信機に明示的に信号送信されなければならない。スロット又はサブフレームにおけるＣＳＩ−ＲＳの位置及びＣＳＩ−ＲＳ送信周波数は、構成情報メッセージ１６８０の多くのフィールドを使用して指示される。構成情報メッセージ１６８０を復号化すると、ＭＳ１６００はサブフレーム及びスロットにおけるＣＳＩ−ＲＳシンボルの長さ及び位置を確認する。ＭＳ１６００は、スイッチングロジックを設定するために構成情報メッセージ１６８０を復号化するが、これは、受信機チェーンのサイクリックプレフィックス除去１６３５、ＣＳＩ−ＲＳスイッチ１６４５及びＦＦＴサイズブロックのパラメータを設定する。ＢＳ２００とＭＳ１６００との間で構成情報メッセージ１６８０のやりとりは、基地局２００から構成情報メッセージ１６８０を移動端末１６００に送信することによって開始されるが、これはＣＳＩ−ＲＳ特定パラメータを含む。ＭＳ１６００は、構成情報メッセージ１６８０を復号化し、ＣＳＩ−ＲＳ復号化ロジック１６４０を設定する。ＣＳＩ−ＲＳはＢＳ２００から受信される。ＭＳ１６００、はＣＳＩ−ＲＳを使用してデータ受信に対するチャネル品質及び好ましいビームインデックスを推定する。ＭＳ１６００は、アップリンクフィードバックチャネルを用いて好ましいビームインデックスとともにチャネル品質指示をＢＳ２００に送信する。ＢＳ２００は、データ送信のための戦略を決定するにあたって、ＭＳ１６００から受信されたフィードバックを使用する。
【００８２】
図１７は、本発明の実施形態による基地局と移動端末との間の信号送信動作を示す図である。ステップ１７０５にて、ＢＳ２００は、構成情報メッセージ１６８０をＭＳ１６００に送信する。構成情報メッセージ１６８０は、ＣＳＩ−ＲＳシンボル長さ、送信時間及び送信周波数を示す。ステップ１７１０にて、ＭＳ１６００は、構成情報メッセージ１６８０を復号化し、ＣＳＩ−ＲＳロジック１６４０を設定する。ステップ１７１５にて、ＢＳ２００は、ＣＳＩ−ＲＳ送信を行う。ＭＳ１６００は、ステップ１７２０にて、ＣＳＩ−ＲＳ送信を復号化する。応答として、ステップ１７２５にて、ＭＳ１６００は、フィードバックチャネルを介してチャネル状態情報及び好ましいビーム指示子を送信する。ステップ１７３０にて、ＢＳ２００は、データ送信を行う。
【００８３】
表１は、ＢＳから送信された構成情報メッセージ１６８０におけるＣＳＩ−ＲＳ構成情報に対する互いに異なるフィールドの例を含む。
【００８４】
【表１】
2015509305.tif 000003
【００８５】
例えば、もし、システムが１２個のサポート可能なビーム方向を有する場合、構成情報メッセージ１６８０は、４ビットを使用して１２個のビーム方向がサポートされることを示す。ＣＳＩ−ＲＳシンボルの数に対するフィールド（ｔｈｅ  ｎｕｍｂｅｒ  ｏｆ  ＣＳＩ−ＲＳ  ｓｙｍｂｏｌｓ  ｆｉｅｌｄ）は、ＣＳＩ−ＲＳ送信専用のサブフレームにおける全体ＯＦＤＭシンボルを示す。もし、ＢＳ２００が３個のＯＦＤＭシンボルを使用するように構成される場合、ＣＳＩ−ＲＳシンボルの数に対するフィールドは３個のビットを使用して３個のＯＦＤＭシンボルが使用されたことを示す。サポートされる空間ビームの数（ｔｈｅ  ｎｕｍｂｅｒ  ｏｆ  ｓｐａｔｉａｌ  ｂｅａｍｓ  ｓｕｐｐｏｒｔｅｄ）及び使用されたＣＳＩ−ＲＳシンボルの数（ｔｈｅ  ｎｕｍｂｅｒ  ｏｆ  ＣＳＩ−ＲＳ  ｓｙｍｂｏｌｓ  ｕｓｅｄ）に対する各構成情報の場合、ＣＳＩ−ＲＳシンボルの位置、そのシンボルへのＣＳＩ−ＲＳの配置及びＣＳＩ−ＲＳシンボルを有するビームのマッピングは暗黙的に規定される。構成情報の詳細はＢＳ２００及びＭＳ１６００のメモリに保存され、ＣＳＩ−ＲＳ処理ロジック１３１０，１６４０によって使用される。このようなパラメータを有するＭＳ１６００は、図１８に示すように、ＣＳＩ−ＲＳ送信モードを決定し、ＣＳＩ−ＲＳシンボルを復号化する。
【００８６】
図１８は、本発明の実施形態による移動端末によるＣＳＩ−ＲＳ処理のためのプロセスを示す図である。ブロック１８０５にて、もし、ＭＳ６００が現在のシンボル番号に対応するＯＦＤＭシンボルがＣＳＩ−ＲＳシンボルであると決定した場合、ステップ１８１０にて、ＭＳ１６００は、構成情報メッセージ１６８０を使用してシンボルでＣＳＩ−ＲＳを伝達するための副搬送波を分離するためのロジックを構成する。ブロック１８１５にて、ＭＳ１６００は、チャネル推定のためのＣＳＩ−ＲＳシンボルを使用するが、これは結果的にチャネル品質指示子（ＣＱＩ）を推定するために使用される。ブロック１８２０におけるＣＳＩ−ＲＳ構成情報に規定されたマッピング規則は、ブロック１８２５にて、ＣＱＩをＣＳＩ−ＲＳの送信に使用された空間ビームのインデックスに関連づけるために使用される。ブロック１８３０にて、全てのサポートされる空間方向に対するＣＱＩが受信される場合、ブロック１８３５にて、ＭＳ１６００は、アップリンクフィードバックチャネルを使用して現在ＣＱＩ及び好ましい（複数の）ビームをＢＳ２００に示す。現在のＯＦＤＭシンボルがＣＳＩ−ＲＳシンボルではないと決定された場合は、ブロック１８４０にて、ＭＳ１６００は、データを処理し、ブロック１８４５にて、制御チャネル処理を行い、ブロック１８５０にて、ＣＳＩ−ＲＳ構成情報メッセージ１６８０を抽出する。
【００８７】
実施形態２０：ＭＳ１６００からＢＳ２００へのＣＳＩ−ＲＳ構成情報シグナリング
【００８８】
特定の実施形態において、ＣＳＩ−ＲＳシンボルのサイズはＭＳ１６００によってフィードバックメッセージを用いて基地局に示される。ＭＳ１６００は、次の１つ又はそれ以上：その速度、位置及び他のパラメータ、を使用してＢＳ２００からＣＳＩ−ＲＳを受信するための最適の構成情報を決定する。この構成情報はＢＳ２００に送信される。ＢＳ２００は、ＭＳ１６００及びその範囲下にある他のＭＳから受信されたフィードバックを累積し、全てのＭＳ１６００及びその範囲下にある他のＭＳでロバスト性を有するチャネル品質推定をサポートする最上の構成情報を決定する。
【００８９】
本発明の実施形態は、アンテナアレイを使用して指向性のビームを形成するシステムを含む。送信機は受信機で送信ビームフォーミング利得と呼ばれる最大パワー利得を提供する複数の指向性のビームのうち１つを用いて送信する。また、受信機はアンテナアレイに適用された適切な重み値を用いて生成された指向ビームを使用して送信機によって送信された信号を受信する。受信機におけるパワー利得は受信ビームフォーミング利得と呼ばれる。指向性のビームはアンテナアレイの個別的なアンテナで送信／受信された信号に適切な重み値を適用することによって生成される。重み値は特定の空間方向で形成されたビームに対応する。２つのパラメータはアンテナアレイによって生成された指向性のビームを定義する：アンテナが配列された平面に対して測定された指向性のビームの角度、並びに重み値及びアレイでアンテナの数によって決定されたビーム幅と呼ばれる指向性ビームの幅。本発明では、焦点が平面形のアレイに当てられるが、本発明で記述された技法は非平面形のアンテナアレイに適用可能である。
【００９０】
ダウンリンクで、ＢＳ２００は送信ビームフォーミングを用いてＭＳ１６００にデータを送信する一方、ＭＳ１６００は受信ビームフォーミングを用いてＢＳ２００からデータを受信する。アップリンクで、この関係は逆であり、ＭＳ１６００は空間ビームを用いて送信し、ＢＳ２００は受信ビームフォーミングを用いてデータを受信する。ダウンリンクで、ＢＳ２００とＭＳ１６００との間のチャネルは個別的な光線経路（ｄｉｓｃｒｅｔｅ  ｒａｙ  ｐａｔｈｓ）の合計で表すことができる：
【００９１】
【数１】
2015509305.tif 000004
【００９２】
ここで、Φｋ及びΘｋはそれぞれ送信アレイから受信アレイまでのチャネルにおけるｋ番目び光線に対する出射角（ｄｅｐａｒｔｕｒｅ  ａｎｇｌｅ）及び到来角（ａｒｒｉｖａｌ  ａｎｇｌｅ）である。Φｋ、Θｋ、βｋ、ψｋの値は既知の分布（ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｓ）でモデル化されたランダム変数である。
【００９３】
図１９は、本発明の実施形態による基地局から移動端末への多重経路チャネルを示す図である。図１９に示す多重経路チャネルの実施形態は単に例示のためのものである。他の実施形態がかかる開示の範囲から逸脱することなく使用されることができる。
【００９４】
基地局２００と移動端末１６００との間のチャネルはそれぞれが特定の出射角Φｋ及び特定の到来角Θｋを有する３つの経路チャネル１９０５によって識別される。ＢＳ２００で、アンテナアレイ２２０は空間ビーム１９１０を形成する一方、ＭＳ１６００で、アンテナアレイ１６１５は空間ビーム１９１５を形成する。ＭＳ１６００への直接経路がない場合、送信された電波は受信機に到達する前に少なくとも一度はオブジェクト１９２０，１９２５及び１９３０によって反射される。
【００９５】
【数２】
2015509305.tif 000005
【００９６】
図２０は、本発明の実施形態による基準シンボルを用いた基準方向の第１送信インスタンス（ｉｎｓｔａｎｃｅ）を示す図である。図２０に示す第１送信インスタンスの実施形態は単に例示のためのものである。他の実施形態がかかる開示の範囲から逸脱することなく使用されることができる。
【００９７】
【数３】
2015509305.tif 000006
【００９８】
ゼロ（ｚｅｒｏｓ）及び実質的な角（ａｎｇｕｌａｒ  ｉｎ  ｎａｔｕｒｅ）より同じまたは大きい。１つの動作モードで、ＢＳ２００におけるビーム方向はＢＳセクタの最大角度カバレッジを提供するために各送信インスタンスで微細に変更される。
【００９９】
【数４】
2015509305.tif 000007
【０１００】
ゼロ及び実質的な角（ａｎｇｕｌａｒ  ｉｎ  ｎａｔｕｒｅ）より大きいまたは同じである。ＭＳ１６００におけるビーム方向は全ての方向がカバーされることができるように保証するために、各送信インスタンスで変更される。Ｐ＝２の場合、ＢＳ及びＭＳにおける空間的に時差を有する（ｓｔａｇｇｅｒｉｎｇ）互いに異なる基準シンボルのビームに対する好ましい例の図示が図２１に図示されている。空間的に時差を有するスキャンされた角度の解像度における改善が図２２に示す２−Ｄプロット（ｐｌｏｔ）に図示されている。例えば、図２２に示すｘは１つの送信インスタンスを示し、ｏは他の送信インスタンスを示し、四角形は第３送信インスタンスを示す。
【０１０１】
したがって、ＢＳ２００及びＭＳ１６００は（Ｐ＋１）送信インスタンスで送信された（Ｐ＋１）時差を有する指向セット（ｓｔａｇｇｅｒｅｄ  ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ  ｓｅｔｓ）を有し、各（Ｐ＋１）送信インスタンスを繰り返す。ＭＳ２００は、時差を有するビームを用いて送信及び受信された基準シンボルのすべて又はいくつかを用いてｋ経路それぞれに対する到来角Θｋ、出射角Φｋ及び
【０１０２】
【数５】
2015509305.tif 000008
【０１０３】
を推定するために、推定プロセスを使用する。
【０１０４】
図２３は、本発明の実施形態による周波数、時間及び空間差を用いたチャネルパラメータ推定及び微細調整プロセスを示す図である。図２３にチャネルパラメータ推定及び微細調整プロセスの実施形態は単に例示のためのものである。他の実施形態がかかる開示の範囲から逸脱することなく使用されることができる。
【０１０５】
ステップ２３０５にて、ＢＳ２００は周波数、時間及び空間スタガーリングを有するパイロットを送信する。ステップ２３１０にて、ＭＳ１６００は、チャネルパラメータ到来角（ａｎｇｌｅ  ｏｆ  ａｒｒｉｖａｌ、ＡｏＡ）、出射角（ａｎｇｌｅ  ｏｆ  ｄｅｐａｒｔｕｒｅ、ＡｏＤ）及び複素チャネル利得を推定する。ステップ２３１５にて、ＭＳ１６００は、アップリンクフィードバックチャネルを用いてＡｏＤ、ＡｏＡ及び複素チャネル利得をＢＳに送信する。このようなフィードバックは２つの互いに異なる方式を取ることができる。例えば、好ましい送信及び受信ビーム指向がコードブックから選択される暗黙的な方式、又はＡｏＤ、ＡｏＡ及び複素チャネル利得に対する値が量子化されてアップリンクフィードバックチャネル上で送信される明示的な方式が使用され得る。
【０１０６】
さらに、ステップ２３１５にて、１つ又はそれ以上のＭＳ１６００は、ＡｏＡ及びＡｏＤ方向及びチャネル利得をさらに分析するために、ターゲットの空間方向で追加的なトレーニングを要求できる。この基準シンボルのセットは要求する（複数の）ＭＳに対して独占的に送信される。改善されたＡｏＡ、ＡｏＤ及びチャネル利得推定を送信するためのフィードバックチャネルがＭＳに割り当てられる。
【０１０７】
ステップ２３２０にて、ＢＳ２００は、ＡｏＡ、ＡｏＤ方向をさらに分析するために、（複数の）ＭＳ１６００に特定のトレーニングビームの他のセットを送信することによって、１つ又はそれ以上のＭＳに対するＭＳ特定トレーニングを初期化できる。ステップ２３２５にて、ＭＳ１６００はＡｏＡ、ＡｏＤ及びチャネル利得を微細調整する。ステップ２３３０にて、ＭＳ１６００は、微細調整されたＡｏＡ、ＡｏＤ及びチャネル利得をフィードバックする。その後、ステップ２３３５にて、ＢＳ２００は、チャネルに敏感なデータ送信を行う。
【０１０８】
特定の実施形態において、チャネルパラメータＡｏＡ及びＡｏＤが推定され、時差を有するパイロットを用いて各Ｑサブフレームで送信される。
【０１０９】
【数６】
2015509305.tif 000009
【０１１０】
が推定され、各Ｑ’サブフレームで送信される。典型的な構成情報はＱ’＜Ｑであるが、これはチャネル利得が推定され、ＡｏＡ及びＡｏＤ推定値よりも頻繁に送信されることを意味する。
【０１１１】
図２４は、本発明の実施形態による空間的に差を有するパイロットに対して共有された時間−周波数位置を示す図である。図２４に共有された時間−周波数位置の実施形態は単に例示のためのものである。他の実施形態がかかる開示の範囲から逸脱することなく使用されることができる。
【０１１２】
特定の実施形態において、互いに異なる空間指向及び最小のビームオーバーラップを有する空間的に時差を有するパイロットはＯＦＤＭシンボルで同じ時間、周波数リソースで送信される。互いに異なる指向を有するビーム２４１０を用いてＣＳＩ推定のための基準シンボルを伝達するＯＦＤＭシンボル２４０５は、与えられた時間−周波数リソース位置を共有するように図示されることができる。したがって、ＣＳＩ−ＲＳに対する与えられたリソース位置で、互いに異なる空間指向を有する２つのＣＳＩ−ＲＳは２つの互いに異なるＲＦチェーンを用いて多重化される。空間指向はその指向におけるビーム間の干渉が最小になるように選択される。これは空間スタガーリングの互いに異なるインスタンスが時間−周波数位置を共有するように、すなわち
【０１１３】
【数７】
2015509305.tif 000010
【０１１４】
及びその他を有するビームに対する時間周波数位置を共有するようにさらに拡張され得る。
【０１１５】
特定の実施形態において、ビームの衝突による隣接セル干渉が減少し、チャネル利得及び角度情報のロバスト性を有する（ｒｏｂｕｓｔ）推定が導出されることができるように、多重セルにわたる空間スタガーリング配置が調整され得る。
【０１１６】
図２５は、本発明の実施形態による空間的に差を有する送信及び受信のためのビーム幅を有して基準シンボルを送信する動作を示す図である。図２５に示す可変的なビーム幅を有する空間スタガーリングの実施形態は単に例示のためのものである。他の実施形態がかかる開示の範囲から逸脱することなく使用されることができる。
【０１１７】
特定の実施形態において、ＢＳ２００は、１つの送信インスタンスでは、
【０１１８】
【数８】
2015509305.tif 000011
【０１１９】
【数９】
2015509305.tif 000012
【０１２０】
ビーム幅は基準シンボル受信の各インスタンスで変更される一方、ビームの空間指向は同一に維持される。
【０１２１】
特定の実施形態において、ＢＳ２００は、１つの送信インスタンスで
【０１２２】
【数１０】
2015509305.tif 000013
【０１２３】
ＢＳ２００でビーム方向及びビーム幅は、各送信インスタンスで微細に変更されてＢＳセクタの最大角度カバレッジ及びビームフォーミング利得を提供する。
【０１２４】
ＭＳ１６００は、１つのインスタンスで、
【０１２５】
【数１１】
2015509305.tif 000014
【０１２６】
ゼロではなく実質的な角（ａｎｇｕｌａｒ  ｉｎ  ｎａｔｕｒｅ）である。３−ｄＢビーム幅は各基準シンボル受信のインスタンスで変更され得る。ＭＳ１６００におけるビーム方向及び３−ｄＢビーム幅は全ての方向がカバーされ得るように保証するために、各送信インスタンスで変更される。
【０１２７】
特定の実施形態において、ＭＳ１６００は、基準シンボルがＢＳ２００によって送信され、ＭＳ１６００で受信された方向で調べられた測定を用いてチャネルを推定する。基準シンボルが送信された、各調べられた
【０１２８】
【数１２】
2015509305.tif 000015
【０１２９】
の場合、受信機で受信された信号は下記式で記述される狭い帯域のチャネル応答からの寄与分（ｃｏｎｔｒｉｂｕｔｉｏｎｓ）を含む：
【０１３０】
【数１３】
2015509305.tif 000016
【０１３１】
受信機は反復的なビーム減算プロセスを使用して、ＣＬＥＡＮアルゴリズムに類似の既知のビーム方向に対して観測されたチャネル測定結果に基づいて到来角、出射角、チャネル利得を推定する。ＣＬＥＡＮアルゴリズムは、Ｂ．Ｊｅｆｆｓ，ｅｔ  ａｌ．，“Ａ  ｗｉｒｅｌｅｓｓ  ＭＩＭＯ  ｃｈａｎｎｅｌ  ｐｒｏｂｉｎｇ  ａｐｐｒｏａｃｈ  ｆｏｒ  ａｒｂｉｔｒａｒｙ  ａｎｔｅｎｎａ  ａｒｒａｙｓ”、Ｐｒｏｃ。Ｏｆ  ＩＣＡＳＳＰ、２００１、Ｍａｒｃｈ  ２００１に記載されているが、その内容は全体的に参照としてここに含まれ、これは離散光線角度マップ（ｄｉｓｃｒｅｔｅ  ｒａｙ  ａｎｇｌｅ  ｍａｐ）のようなデコンボルビングブラードポイントソースイメージ（ｄｅ−ｃｏｎｖｏｌｖｉｎｇ  ｂｌｕｒｒｅｄ  ｐｏｉｎｔ  ｓｏｕｒｃｅ  ｉｍａｇｅｓ）に対してより適している。
【０１３２】
図２６は、本発明の実施形態によるチャネル推定プロセスを示す図である。図２６に示すチャネル推定プロセス２６００の実施形態は単に例示のためのものである。他の実施形態がかかる開示の範囲から逸脱することなく使用されることができる。
【０１３３】
ステップ２６０５にて、ＭＳ１６００はチャネル残余マトリックス（Ｃｈａｎｎｅｌ  Ｒｅｓｉｄｕｅ  Ｍａｔｒｉｘ）を初期化する；チャネル残余マトリックスは、
【０１３４】
【数１４】
2015509305.tif 000017
【０１３５】
ステップ２６１０にて、ＭＳ１６００は、空間的に時差を有する基準シンボルのＰ個の送信されたインスタンスのすべて又はいくつかによるチャネル観測値を集めることによってチャネル残余マトリックスを構成する。もし、ステップ２６１５にて、チャネル残余マトリックスが基準シンボルの連続した送信インスタンスを介して進化しなかった場合（ｄｏｅｓ  ｎｏｔ  ｅｖｏｌｖｅ）、推定プロセスは、ステップ２６２０に進む。
【０１３６】
ステップ２６２０にて、ＭＳ１６００は、下記式２のように
【０１３７】
【数１５】
2015509305.tif 000018
【０１３８】
におけるピーク値を推定し、ピーク値に対応するＮ、Ｍを分離する（ｉｓｏｌａｔｅ）。
【０１３９】
【数１６】
2015509305.tif 000019
【０１４０】
ステップ２６２５にて、ＭＳ１６００は、Ｎ、Ｍの近傍にある角度範囲を有する基準シンボルから測定値を抽出する。ＭＳ１６００は、下記式３を用いてピークの近傍の残差ベクトルを形成する。
【０１４１】
【数１７】
2015509305.tif 000020
【０１４２】
ステップ２６３０にて、ＭＳ１６００は、Ｎ、Ｍの近傍にある基準シンボルからの測定値に対する最上の最小二乗法（ｌｅａｓｔ  ｓｑｕａｒｅｓ  ｆｉｔ）のパラメータを推定する。ＭＳ１６００は、下記式４乃至式６のように、シフトされ、複素スケールされた、２−Ｄ探索ビーム応答のための残余ピークに対する最小二乗法を検索する。
【０１４３】
【数１８】
2015509305.tif 000021
【０１４４】
ステップ２６３５にて、ＭＳ１６００は、ＡｏＡ、ＡｏＤ及びチャネル利得に対する推定値を分離する。すると、ステップ２６４０にて、ＭＳ１６００は、推定されたチャネルパラメータを用いてチャネルマトリックスを構成することによって残余マトリックスをアップデートし、残余マトリックスからチャネルマトリックスを削除し、チャネルマトリックスが削除された残余マトリックスを
【０１４５】
【数１９】
2015509305.tif 000022
【０１４６】
として保存する。例えば、ＭＳ１６００は、下記式７のように、光線パラメータをモデルに追加し、下記式８のように残余値から光線ピークから除去する。
【０１４７】
【数２０】
2015509305.tif 000023
【０１４８】
添字３６０は、モジュロ３６０度（ｄｅｇｒｅｅ）の周期的な角度の追加を示し、Ｎ{（Ｎ，Ｍ）は（Ｎ，Ｍ）の近傍における２−Ｄサンプル（ｎ，ｍ）のセットである。典型的な近傍値はｇＢＳ及びｇＭＳの主な突出部（ｌｏｂｅｓ）を含む。Ｔは、ターミネーションのために決定されたしきい値である。
【０１４９】
ステップ２６４５にて、もし、
【０１５０】
【数２１】
2015509305.tif 000024
【０１５１】
である場合、ＭＳ１６００は、ステップ２６５０にて、ｋを１だけ増加させ、ステップ２６１５に戻る。もし、そうではない場合には、ステップ２６５５にて、プロセスを終了する。
【０１５２】
上記した図面は様々な実施形態を図示したが、このような図面に多数の変形がなされることができる。例えば、任意の適切なシステムの類型が使用されることができる。また、図１４、１７、２３及び２６は様々な一連のステップを図示しているが、図１４、１７、２３及び２６で様々なステップは重なる、並列的に行われる、複数回にわたって行われる、または互いに異なる順序で行われることもできる。さらに、装置又はシステムにおける各構成要素は記述された機能を行うことに適切な任意の構造を使用して具現化され得る。
【０１５３】
本発明は、好ましい例を用いて記述されたが、当該分野における熟練した者には様々な変更及び変形が提案されることもできる。本発明は、添付する請求項における保護範囲内に属する変更及び変形を含むものとして意図されたものである。
【符号の説明】
【０１５４】
２００  基地局
２１５  ビームフォーミング部
９００  送信機
１０００  送信機
１１１０  送信インスタンス
１３００  送信機
１３１０  ＣＳＩ−ＲＳ送信ロジック
１３１５  Ｎ／ｍ  ＩＦＦＴブロック
１３２０  スイッチ
１３２５  サイクリックプレフィックスブロック
１３３０  符号化ブロック
１３３５  直並列変換器
１３４０  Ｎ  ＩＦＦＴブロック
１３４５  第２直並列変換器
１３５０  並直列変換器
１３５５  デジタル−アナログ変換器
１３６０  ＲＦ処理部
１６００  移動端末
１６０５  基底帯域＋ＲＦ処理ブロック
１６１０  ビームフォーミング部
１６１５  アンテナアレイ
１６２０  ＲＦ処理ブロック
１６３０  直並列変換器
１６３５  サイクリックプレフィックス除去ブロック
１６４０  ＣＳＩ−ＲＳ復号化ロジック
１６４５  スイッチ
１６６５  チャネル推定ブロック
１６７０  並直列変換器
１６７５  復調及び復号ブロック
１６８０  構成情報メッセージ
ＢＳ２００  送信機
ＭＳ  移動端末
【図１】
2015509305.tif 000025
【図２】
2015509305.tif 000026
【図３】
2015509305.tif 000027
【図４】
2015509305.tif 000028
【図５】
2015509305.tif 000029
【図６】
2015509305.tif 000030
【図７】
2015509305.tif 000031
【図８】
2015509305.tif 000032
【図９】
2015509305.tif 000033
【図１０】
2015509305.tif 000034
【図１１】
2015509305.tif 000035
【図１２】
2015509305.tif 000036
【図１３】
2015509305.tif 000037
【図１４】
2015509305.tif 000038
【図１５】
2015509305.tif 000039
【図１６】
2015509305.tif 000040
【図１７】
2015509305.tif 000041
【図１８】
2015509305.tif 000042
【図１９】
2015509305.tif 000043
【図２０】
2015509305.tif 000044
【図２１】
2015509305.tif 000045
【図２２】
2015509305.tif 000046
【図２３】
2015509305.tif 000047
【図２４】
2015509305.tif 000048
【図２５】
2015509305.tif 000049
【図２６】
2015509305.tif 000050
【手続補正書】
【提出日】平成26年6月20日(2014.6.20)
【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】
無線通信ネットワークに使用するための、ビームフォーミング技法を使用して複数の加入者端末と通信できる基地局において、
Ｎ個の空間ビームを送信するように構成された複数のアンテナアレイ；及び
前記複数のアンテナアレイのうち各アレイに接続されたＮＲＦ個の無線周波数（ｒａｄｉｏ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ、ＲＦ）処理チェーンを含み、ここで、空間ビームの数ＮはＲＦ処理チェーンの数ＮＲＦより大きい基地局。
【請求項２】
前記ＲＦ処理チェーンのうち第１チェーンは、他のＲＦ処理チェーンによって使用されない副搬送波リソースを介して特定の空間ビームに対応する基準シンボルを伝達する請求項１に記載の基地局。
【請求項３】
前記ＮＲＦ個のＲＦ処理チェーンそれぞれは、少なくともＮ／ＮＲＦ回の時間インスタンス（ｉｎｔａｎｃｅ）で、互いに異なる空間ビームを送信し、
前記少なくともＮ／ＮＲＦ回の時間インスタンス（ｉｎｓｔａｎｃｅ）で前記互いに異なる空間ビームを互いに異なる方向に送信する請求項１に記載の基地局。
【請求項４】
前記少なくとも１つのＲＦチェーンは、基準シンボルを伝達するＯＦＤＭシンボルの区間（ｄｕｒａｔｉｏｎ）がデータ送信のためのシンボルの区間より短くなる、基準シンボルを伝達するシンボルの区間を減少させる請求項１に記載の基地局。
【請求項５】
前記基準シンボルを伝達するシンボルはデータ送信のためのシンボルに比べて少ない数の副搬送波を含む請求項4に記載の基地局。
【請求項６】
前記基準シンボルを伝達するシンボルに対するサイクリックプレフィックスはデータ送信のためのシンボルと同じである請求項4に記載の基地局。
【請求項７】
前記基準シンボルを伝達するシンボルの多数はデータ送信のためのシンボルの区間内で一致するように構成された請求項4に記載の基地局。
【請求項８】
前記基準シンボルを伝達するシンボルの多数はそれぞれシンボルごとに少なくともＮＲＦ個の空間ビームを有するＮ個の空間ビームに対応する基準シンボルを伝達する請求項4に記載の基地局。
【請求項９】
無線通信ネットワークに使用するためのビームフォーミングのための方法において、
Ｎ個の空間ビームをＮＲＦ個の無線周波数（ｒａｄｉｏ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ、ＲＦ）処理チェーンを用いて送信する段階を含み、ここで、空間ビームの数ＮはＲＦ処理チェーンの数ＮＲＦより大きい方法。
【請求項１０】
前記送信する段階は、前記ＲＦ処理チェーンのうち第１チェーンによって、他のＲＦ処理チェーンによって使用されない副搬送波リソースを介して特定の空間ビームに対応する基準シンボルを伝達する段階を含む請求項9に記載の方法。
【請求項１１】
前記送信する段階は、前記ＮＲＦ個のＲＦ処理チェーンそれぞれによって、少なくともＮ／ＮＲＦ回の時間インスタンス（ｉｎｔａｎｃｅ）で、互いに異なる空間ビームを送信する段階を含み、
前記少なくともＮ／ＮＲＦ回の時間インスタンス（ｉｎｓｔａｎｃｅ）で前記互いに異なる空間ビームを送信する段階は、互いに異なる方向に送信する段階を含む請求項9に記載の方法。
【請求項１２】
前記少なくとも１つのＲＦチェーンによって、基準シンボルを伝達するＯＦＤＭシンボルの区間（ｄｕｒａｔｉｏｎ）がデータ送信のためのシンボルの区間より短くなる、基準シンボルを伝達するシンボルの区間を減少させる段階をさらに含む請求項9に記載の方法。
【請求項１３】
前記基準シンボルを伝達するシンボルはデータ送信のためのシンボルに比べて少ない数の副搬送波を含む請求項12に記載の方法。
【請求項１４】
前記基準シンボルを伝達するシンボルに対するサイクリックプレフィックスはデータ送信のためのシンボルと同じである請求項12に記載の方法。
【請求項１５】
前記基準シンボルを伝達するシンボルの多数はデータ送信のためのシンボルの区間内で一致するように構成された請求項12に記載の方法。
【請求項１６】
前記基準シンボルを伝達するシンボルの多数はそれぞれシンボルごとに少なくともＮＲＦ個の空間ビームを有するＮ個の空間ビームに対応する基準シンボルを伝達する請求項12に記載の方法。
【請求項１７】
無線通信ネットワークに使用するためのビームフォーミング技法を使用して少なくとも１つの基地局と通信できる加入者端末において、
Ｍ個の空間ビームを受信するように構成された複数のアンテナアレイ；及び
前記複数のアンテナアレイのうち各アレイに結合されたＭＲＦ個の無線周波数（ＲＦ）処理チェーンを含み、ここで、空間ビームの数ＭはＲＦ処理チェーンの数ＭＲＦより大きい加入者端末。
【請求項１８】
前記ＲＦ処理チェーンのうち第１チェーンは他のＲＦ処理チェーンによって使用されない副搬送波リソースを介して特定の空間ビームに対応する基準シンボルを受信するように構成された請求項17に記載の加入者端末。
【請求項１９】
前記ＭＲＦ個のＲＦ処理チェーンは少なくともＭ／ＭＲＦ回のインスタンス（ｉｎｓｔａｎｃｅ）で互いに異なる空間ビームを受信するように構成され、
前記ＭＲＦ個のＲＦ処理チェーンは前記加入者端末と前記少なくとも１つの基地局との間の無線チャネルを推定するために前記互いに異なる空間ビームを介して受信された基準シンボルを使用するように構成された請求項17に記載の加入者端末。
【請求項２０】
少なくともＮ／ＮＲＦ回の時間インスタンス（ｉｎｓｔａｎｃｅ）で前記互いに異なる空間ビームは前記少なくとも１つの基地局によって互いに異なる方向に送信された請求項19に記載の加入者端末。
【請求項２１】
少なくとも１つのシンボルは受信された基準シンボルを伝達する短いシンボルを含み、前記短いシンボルはデータ送信のためのシンボルの区間より短い区間を有する請求項17に記載の加入者端末。
【請求項２２】
前記基準シンボルを伝達するシンボルはデータ送信のためのシンボルに比べて少ない数の副搬送波を含む請求項21に記載の加入者端末。
【請求項２３】
前記基準シンボルを伝達するシンボルに対するサイクリックプレフィックスはデータ送信のためのシンボルと同じである請求項21に記載の加入者端末。
【請求項２４】
前記基準シンボルを伝達するシンボルの多数はデータ送信のためのシンボルの区間内で一致するように構成された請求項22に記載の加入者端末。
【請求項２５】
前記基準シンボルを伝達するシンボルの多数はそれぞれシンボルごとに少なくともＮＲＦ個の空間ビームを有するＮ個の空間ビームに対応する基準シンボルを伝達する請求項22に記載の加入者端末。
【国際調査報告】
2015509305.tif 000051
2015509305.tif 000052
2015509305.tif 000053
2015509305.tif 000054