(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定マルチビームアンテナシステムを経て無線通信移動局へのダウンリンク無線通信をサポートする、無線通信移動局に関連したデータストリームを受信する入力部と、前記入力部に結合され、前記データストリームからビーム信号のセットを生成する分割器（２４）とを有する装置であって、
無線通信リンクから得られる測定情報に基づいて、前記固定マルチビームアンテナシステムによって実現されるビームパターンにおけるビームの数を決定するビームパターン決定器（２３）であって、前記分割器（２４）に結合され、前記分割器に対して、前記ビームの数を示すビーム数情報を提供するビームパターン決定器（２３）と、
前記分割器（２４）に結合され、前記ビーム信号を受信し、
前記無線通信移動局から無線通信リンクを介して提供される送信ダイバーシチフィードバック情報を受信する入力部と、
前記フィードバック情報に基づいて前記ビーム信号の少なくとも１つを調整して調整されたビーム信号のセットを生成する手段とを含む調整器（２５）と、
前記調整器（２５）に結合され、前記調整器から前記調整されたビーム信号のセットを受信し、
アップリンク測定に基づいてアンテナ重みを含むビーム形成制御信号を受信する入力部と、
前記調整されたビーム信号のセットと前記ビーム形成制御信号とに応じて、前記調整されたビーム信号のセットを前記アンテナ重みで重み付けすることにより、前記固定マルチビームアンテナシステムのためのアンテナ情報を生成する手段とを含むビーム形成ユニット（２６）と、
前記データストリームが１つ以上のダウンリンクビームを用いて放射されるように前記アンテナ情報を前記固定マルチビームアンテナシステムに提供する出力部（２７）とを有し、
前記分割器（２４）は前記ビーム数情報に応じて、前記データストリームを前記ビーム数に等しい数のビーム信号に分割することにより前記ビーム信号のセットを提供することを特徴とする装置。
【請求項２】
前記調整器は前記少なくとも１つのビーム信号の位相を調整するものであることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記調整器はさらに、前記少なくとも１つのビーム信号の振幅を調整するものであることを特徴とする請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記調整器は、前記少なくとも１つのビーム信号の振幅を調整するものであることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記ビームパターン決定器（２３）はさらに、前記ビーム形成ユニット（２６）の入力部に結合されて、該入力部に前記ビーム形成制御信号を提供することを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項６】
ＷＣＤＭＡ基地局に備えられ、
前記フィードバック情報が、ＦＢＩとＦＳＭの内の１つを用いた前記無線通信移動局により提供されることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記ビーム形成ユニットはさらに、夫々が前記調整されたビーム信号のセットのビーム信号各々を受信し、夫々が関係したビーム信号と前記ビーム形成制御信号とに応じて、複数のビーム形成出力信号を生成する複数のビーム形成器と、
前記ビーム形成器に結合され、前記複数のビーム形成出力信号を結合して前記アンテナ情報を生成する結合器を含むことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記ビーム形成ユニットは複数の結合器を含み、
前記複数の結合器夫々が前記調整されたビーム信号のビーム信号各々を受信し、
前記複数の結合器各々は前記受信したビーム信号に応じて、対応する結合器出力信号を生成し、
前記ビーム形成ユニットは、前記結合器と結合し、前記結合器出力信号に応答し、前記アンテナ情報を生成するビーム形成ネットワークを含むことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記調整器は乗算器を含み、
前記フィードバック情報は複素ビーム重みを含むことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
複数の前記入力部、複数の前記分割器、複数の前記調整器を含み、
各分割器は前記複数の入力部の対応するものに結合され、
各調整器は前記複数の分割器の対応するものに結合され、
前記ビーム形成ユニットは前記複数の調整器各々に結合されていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項１１】
無線通信移動局に関連したデータストリームを受信する工程と、前記データストリームからビーム信号のセットを生成する工程とを有する、固定マルチビームアンテナシステムを経て前記無線通信移動局へのダウンリンク無線通信を実行する方法であって、
無線通信リンクから得られる測定情報に応じて、前記固定マルチビームアンテナシステムによって実現されるビームパターンにおけるビームの数を決定し、前記ビームの数を示すビーム数情報を提供するとともに、前記測定情報に応じて、アンテナ重みを含むビーム形成制御信号を提供する工程と、
前記無線通信移動局から無線通信リンクを介して受信したフィードバック情報に基づいて、調整されたビーム信号のセットを生成するために、前記ビーム信号の少なくとも１つを調整する工程と、
前記調整されたビーム信号のセットと前記ビーム形成制御信号とを結合することを含み、前記調整されたビーム信号のセットを前記アンテナ重みで重み付けすることによりビーム形成動作を実行する工程と、
前記ビーム形成動作に応じて、前記無線通信移動局に対して１つ以上のダウンリンクビームを用いることができる前記データストリームのダウンリンク無線通信を行う前記固定マルチビームアンテナシステムを動作させる工程とを有し、
前記生成する工程は、前記ビーム数情報に応じて前記データストリームを前記ビーム数に等しい数のビーム信号に分割することにより前記ビーム信号のセットを提供することを含むことを特徴とする記載の方法。
【請求項１２】
前記調整する工程は、前記少なくとも１つのビーム信号の位相を調整することと、前記少なくとも１つのビーム信号の振幅を調整することの内の１つを含むことを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記調整する工程は、前記少なくとも１つのビーム信号の位相を調整することと、振幅を調整することを含むことを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
前記測定情報は、アップリンク電力測定情報とアップリンク品質測定情報の内の１つを含むことを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１５】
ＦＢＩとＦＳＭの内の１つを用いたＷＣＤＭＡ無線通信リンクを介して前記フィードバック情報を送信する前記無線通信移動局を含むことを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１６】
前記調整する工程は、前記少なくとも１つのビーム信号を複素ビーム重みにより乗算することを含むことを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は無線通信トランシーバに関し、特に、マルチビームアンテナシステムを利用する無線通信トランシーバに関する。
【背景技術】
【０００２】
先進的なダウンリンクビーム形成技術は特に、第３世代やその次の世代のセルラ通信システムにおいて重要である。それは、そのような通信システムにおいて非対称なサービスが存在するからである。
【０００３】
以下にリストされた８つの非特許文献がここで参照により本願に組み込まれ、これ以降は対応する参照によりこれらに言及する。
【０００４】
放射ビームを誤った方法に向けること（所謂、ビームポインティングエラー問題）や、データを特定の移動局に送信するために固定マルチビームアンテナシステムにおいて誤ったビームを用いることは、システム能力に対して深刻な結果となる。誤った方向にポイントするビームにより放射を受けた移動端末は所望のサービス品質（ＱｏＳ）を満足するためにより大きな電力を要求する。そのビームピークは意図されたユーザ以外の方向にポインティングしているので、そのビーム内にある他の多くの移動局は干渉レベルが高まったことを経験する。結果として、これらの移動局は自分自身のＱｏＳを満足するためにより大きな電力を要求し、その通信システムの少ない電力資源を急速に使い切ってしまう。図１はビームポインティングエラーが発生する状態を図示している。
【０００５】
現在用いられる、或いは以前に提案されていたビーム形成についての解決策について以下に説明する。
【０００６】
非特許文献１でレポートされているように、アダプティブアンテナアレイはＧＳＭやＴＤＭＡシステムではうまく用いられてきた。アダプティブアンテナアレイシステムにおける目的は、空間的に密接して配置された２つ以上のアンテナ素子により従来のセクタアンテナを置換することにある。アンテナアレイシステムにおけるかぎとなる考えは、そのアレイから注目する特定のユーザに対して放射エネルギーを向ける一方、それと同時に、そのアンテナアレイシステムは他のユーザに対する干渉を最小にすることを求めるというものである。そのような方針により、ＧＳＭやＴＤＭＡシステムでは、非特許文献１でレポートされているように、改善された性能と、システム能力の増加と、レンジの増大との内、少なくともいずれかをもたらすことが示された。非特許文献２では、改良されたアンテナシステムにより得られた性能利得は通常のセクタカバーシステムと比較しても意味のあるものであるという結果を示している。広義的に言えば、アダプティブアンテナシステムは２つのカテゴリに分類される。即ち、ａ）放射エネルギーが数多くの固定方向に向けられる固定ビームシステムと、ｂ）放射エネルギーが所望の方向に向けられるアダプティブシステムである。
【０００７】
ＷＣＤＭＡ−ＦＤＤのような通信の周波数分割デュープレックスモードでは、（移動局から基地局への）アップリンクと（基地局から移動局への）ダウンリンクとは異なる周波数で送信される。アップリンクとダウンリンクとの間の周波数ギャップはほとんど確実に異なるフェーディングチャネル構成（channel realization）を保証する。従って、信号の到達角度と発信角度とが適度に同じである一方、各アップリンクの経路と各ダウンリンクの経路でのチャネル減衰は同じではない。
【０００８】
ＦＤＤシステムでは、ダウンリンクビームはアップリンク測定を用いて計算される。このやり方では、特に、到達角度の拡がりが（ビーム幅より）大きいときに、ビームポインティングエラーを生み出す。ビームポインティングエラーはまた、角度の拡がりが小さく、その拡がりの平均が固定マルチビームアンテナシステムのクロスオーバ領域近くにあるときにも発生する。この問題についての図解については図１を参照されたい。
【０００９】
時間的に変化するマルチパスフェーディングは、多くの無線通信環境において受信信号の品質を深刻に劣化させる。重大なフェーディングの影響を軽減し、信頼のおける通信を提供する１つの方法は、送信信号に冗長性（ダイバーシチ）を導入することである。付加された冗長性は時間領域或いは空間領域において生じる。時間的なダイバーシチはチャネル符号化とインタリーブとを用いて実現されるが、空間的ダイバーシチは空間的に分離したアンテナで、或いは異なる偏波アンテナを用いて信号を送信することにより実現される。そのようなやり方は各アンテナにおける独立的なフェーディングを保障する。
【００１０】
空間的な送信ダイバーシチは、フィードバック情報が受信機から送信機に送信して戻されるかどうかに依存して、クローズドループ送信ダイバーシチモード或いはオープンループ送信ダイバーシチモードに小さく分割される。第３世代パートナーシッププロジェクト、９９年リリース版では、全ての移動体ユーザ機器は２つの送信ダイバーシチアンテナを用いて送信ダイバーシチをサポートしなければならないことを要求している。１つのオープンループモードと２つのクローズドループモードとがダウンリンクの専用物理チャネルに対してサポートされねばならない。
【００１１】
オープンループ送信ダイバーシチは、空間時間ブロック符号化送信ダイバーシチ（ＳＴＴＤ）を採用している。ＳＴＴＤ符号化は４つの連続するチャネルビットのブロックに適用される。その移動体ユーザ機器は送信ダイバーシチアンテナに対して何のフィードバック情報を送信することもない。
【００１２】
クローズドループ送信ダイバーシチでは、拡散されスクランブル化された信号は、２つのアンテナでの送信に先立って、（モード１では）位相調整が、或いは（モード２では）位相と振幅の調整が施される。そのアンテナ重み（weight）は、移動体ユーザにより決定され、フィードバック情報（FeedBack Information：ＦＢＩ）を介して基地局へと送信される。これら２つのモードにおける送信ダイバーシチはビーム形成方法として理解できる。ここで、基地局におけるビーム形成重みは各移動体ユーザ全てにより決定される。
【００１３】
クローズドループ送信ダイバーシチ方式は、各移動体ユーザからのフィードバック情報を用いてダイバーシチアンテナにおいて送信される信号の位相と振幅との調整を試みる。そのようなやり方は、送信ダイバーシチ信号が他のユーザに対する干渉の原因となるセル全体において放射されるので、システム全体の最適化を考慮していない。送信アンテナが半波長以上により分離されるとき、グレーティング（grating）ローブが生成される。これらグレーティングローブはビームポインティングエラーの形として見られる。
【００１４】
これに対して、アダプティブアンテナシステムは所望のユーザの方向に対して（或いはそのユーザから）放射エネルギーを向かわせることができる一方、同時に、非特許文献１でレポートされているように、他のユーザへの干渉を最小にする。そのようなやり方の主な問題点は、ビームポインティングエラー問題であり、それは通常、移動体ユーザが１つの固定ビームから次の固定ビームに移動するときにより深刻なものとなる。
【００１５】
ビーム形成と送信ダイバーシチとに関与する別の知られたアプローチについて以下に説明する。
【００１６】
単一のビームでオープンループ偏波送信ダイバーシチを採用したシングルアンテナアレイがある。従来の（シングルデュアル偏波アンテナアレイを用いて構築された）ビーム形成とオープンループ送信ダイバーシチとから成るハイブリッド方式がＷＣＤＭＡシステムに対して非特許文献４で研究されている。空間−時間ブロック符号化器から生成された２つのシンボルは夫々、異なる偏波アンテナ素子で送信される。従来のバートレット（Bartlett）（位相回転）ビーム形成器が用いられて所望のユーザ位置にエネルギーを向ける。
【００１７】
２つの選択されたビームでオープンループ偏波送信ダイバーシチを採用したシングルアンテナアレイがある。非特許文献５には、移動する移動局と固定ビームアンテナシステムに関与するＷＣＤＭＡリンクシミュレーションが呈示されている。基地局はアップリンク測定からダウンリンクで送信するための２つのビームのセットを決定する。そのとき、基地局は異なるビームでそして異なる時間間隔で同じシンボルを送信する。各ビームについて同じ量の電力が用いられる。従って、チャネル条件は一致させられることはなく、このことはより多くの電力が必要以上に送信されるかもしれないことを示唆している。移動体ユーザの角度的な拡がりが最初のダウンリンクビームのビーム幅内に収まっているなら、第２のビームにおける電力は劣化するであろうし、同時にそのセル内での他のユーザへの付加的な干渉が持ち込まれる。
【００１８】
アップリンク測定の助けをかりた、或いはその助けをかりないフィードバックシグナリングにより決定されるアンテナ重みをもつアンテナアレイがある。非特許文献６では、各移動体ユーザに対して２つのビームを形成するシングルアンテナアレイを用いたダウンリンクビーム形成が呈示されている。オープンループ送信ダイバーシチシグナリングがビーム毎に用いられる。第１のビームを形成するアンテナ重みはアップリンク測定により決定される一方、第２のビームを形成するアンテナ重みは移動局により計算され、基地局に送信される。非特許文献６では、代替のビーム形成方法が提案されている。ここでは、１つのビームが移動局の方に向けられ、そのビームの発信角度が移動局ユーザにより決定される。非特許文献７では、基地局でのアンテナアレイが提案され、そのアンテナ重みが移動局により決定され、フィードバックシグナリングにより基地局に送信される。各基地局についてのマルチ要素アレイ構造の知識は極めて重大なものである。従って、各サイトにおける基地局アンテナシステムの設計は、各移動局ユーザに知られなければならない。標準の変更はこれらの方法を組み込むために必要とされる。もし、移動体ユーザが送信のために用いられるアンテナ重みを要求するならシステム全体の最適化は妥協したものとなる。
【００１９】
フィードバックシグナリングにより決定されるアンテナ重みをもったダイバーシチアンテナアレイがある。近年になって、４つの送信アンテナについての送信ダイバーシチ方法を標準化する３ＧＰＰへの提案があった。１つの寄与は、非特許文献８でレポートされている固有ビーム形成器（eigenbeamformer）であった。そこでは、移動体ユーザは、チャネルマトリクスの固有値分解（eigendecomposition）を実行することにより、最適なアンテナ重みを決定する。その最適なアンテナ重みベクトルは主要な固有ベクトルにより与えられる。フィードバック率を低減するために、２つ以上の最大の固有値に対応する固有ベクトルは低速にフィードバックされる。即ち、これらのベクトルの更新はＷＣＤＭＡにおけるいくつかのフレームの間に実行される。例えば、スロット毎のような高速レベルでは、この特定のフェーディングパターンにおける最良の重みが選択される。その方式は端末では必須であることが提案されているので、各移動端末は計算上は高価な固有値分解アルゴリズムを実行しなければならない。そのフィードバックフォーマットは標準化されねばならないので、この方法は提案された“４”よりも大きいか或いは小さいアンテナ素子をカバーするためには適合できない。
【００２０】
各ダイバーシチブランチにおいてアンテナアレイをもつダイバーシチアンテナシステムがある。非特許文献３では、直交送信ダイバーシチ（ＯＴＤ）と空間−時間拡散（ＳＴＳ）が、ＣＤＭＡ２０００標準のために各ダイバーシチブランチで用いられることが提案されている。２つのグループのアンテナアレイがダイバーシチを保証するためにはるかに遠くに分離される。ビーム形成は、アンテナ素子をそのグループ内で半波長離して設置することにより各グループで用いられる。標準の変更は要求されない。非特許文献７では、現存する標準の変更を要求するダイバーシチアンテナシステムがＷＣＤＭＡに対して提案されている。非特許文献３と非特許文献７では、分散アンテナアレイを用いているが、ハードウェアの複雑さが付帯的に伴う。
【非特許文献１】Ｓ．アンダーソン(S. Anderson)、Ｂ．ハガーマン(B. Hagerman)、Ｈ．ダム(H. Dam)、Ｕ．フォーセン(U. Forssen)、Ｊ．カールソン(J. Karlsson)、Ｆ．クロンステッド(F. Kronestedt)、Ｓ．マズール(S. Mazur)、Ｋ．Ｊ．モルナー(K. J. Molnar)、「ＧＳＭ及びＴＤＭＡシステム用アダプティブアンテナ(Adaptive antennas for GSM and TDMA systems)」、ＩＥＥＥパーソナルコミュニケーションズ(IEEE Personal Communications）、１９９９年６月、第６巻、第３号、ｐ．７４〜８６
【非特許文献２】ボー  ゴランソン(Bo Goransson)、ボー  ハガーマン(Bo Hagerman)、ジョチェフ  バルタ(Jozsef Barta)、「ＷＣＤＭＡシステムにおけるアダプティブアンテナ−典型的なユーザのシナリオに基づいたリンクレベルシミュレーション結果(Adaptive Antennas in WCDMA Systems-Link Level Simulation Results Based on Typical User Scenarios)」、ＩＥＥＥ  ＶＴＣ  ２０００年秋季(IEEE VTC 2000 Fall)、第１巻、ｐ．１５７〜６４
【非特許文献３】Ｒ．Ａ．ソニ(R. A. Soni)、Ｒ．Ｍ．ブーフラー(R. M. Buchrer)、Ｒ．Ｄ．ベニング(R. D. Benning)、「ＣＤＭＡ２０００システム用のダイバーシチ技術と結合した送信ビーム形成(Transmit Beamforming Combined With Diversity Techniques for CDMA 2000 Systems)、ＩＣＡＳＳＰ２０００１
【非特許文献４】Ｋ．Ｉ．ペデルセン(K. I. Pedersen)及びＰ．Ｅ．モーゲンセン(P. E. Mogensen)著、「送信ダイバーシチと従来のビーム形成のハイブリッド方式に基づいたシンプル・ダウンリンク・アンテナアレイ・アルゴリズム(A Simple Downlink Antenna Array Algorithm Based on a Hybrid Scheme of Transmit Diversity and Conventional Beamforming)」
【非特許文献５】Ｍ．キャッツ(M. Katz)、Ｊ．リターロ(J. Ylitalo）、「空間−時間符号化をビーム形成に拡張したＷＣＤＭＡ基地局(Extension of Space-Time Coding to Beamforming WCDMA Base Stations)」、ＩＥＥＥ  ＶＴＣ  ２０００年春季(IEEE VTC 2000 Spring)、第２巻、ｐ．１２３０〜４ｍ
【非特許文献６】Ａ．ホティネン(A. Hottinen)、Ｏ．ティルコーネン（O. Tirkkonen）、Ｒ．ウィヒマン（R. Wichman）、「マルチエレメントトランシーバ用のクローズドループ送信ダイバーシチ技術(Closed-Loop Transmit Diversity Techniques for Multi-Element Transceivers)」、ＩＥＥＥ  ＶＴＣ  ２０００年秋季(IEEE VTC 2000 Fall)、第１巻、ｐ．７０〜３
【非特許文献７】「マルチプルアンテナＴｘダイバーシチのビーム形成機能の拡張(Enhance the beamformer feature of the multiple antenna Tx Diversity)」、ＴＳＧＲ１  ＃１５（００）−１０６５
【非特許文献８】「固有ビーム形成器のコンセプト（更新）及び性能評価の説明(Description of the eigenbeamformer concept (update) and performance evaluation)」、ＴＳＧＲ１  ＃１９（０１）−０２０３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
それゆえに、上述のような不利益を招くことなくビームポインティングエラーを回避することが望まれる。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
本発明によれば、ビームポインティングエラー問題は、もし特定の移動局に対するデータが１つ以上のダウンリンクビームにより放射されるなら緩和される。各移動局における受信信号がコヒーレントに結合されるように、各ビームの信号もまた調整され、従って、送信全電力を最小化する一方、同時にビームポインティングエラーを回避している。このことはビーム形成とクローズドループ送信ダイバーシチシグナリングとを組み合わせることにより達成される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
図２は本発明に従うマルチビームアンテナシステムを備えた無線通信トランシーバ装置の代表的な実施例の関連部を図式的に示した図である。図２のトランシーバ装置の例は、セルラ通信システムで用いられる基地局を含んでいる。そのトランシーバ装置は参照番号２１で一般的に図示された無線通信リンクを介して移動通信局と通信することができる。ダウンリンクでは、図２のトランシーバ装置はマルチプルアンテナビームを用いて移動局（ＭＳ）に情報を送信する。本発明によれば、都合の良いことに、図２のトランシーバは従来のアダプティブアンテナシステムのダウンリンクビーム形成原理を従来のクローズドループ送信ダイバーシチシステムのフィードバックシグナリングと組み合わせて、従来のアダプティブアンテナシステムに対して改善した性能を得ている。
【００２４】
図２のアンテナ構造２２は、例えば、従来の固定マルチビームアンテナシステムを実現できる。ビームパターン決定器２３は従来の技術を用い、例えば、ビーム数のような必要なダウンリンクビーム形成パラメータや、アンテナ重みのような他のビーム形成情報を決定する。これらのダウンリンクビーム形成パラメータは、例えば、従来より利用可能なアップリンク測定情報に応じて決定される。一例として、ビームパターン決定器２３は最大アップリンク電力と品質測定との内、少なくともいずれかを示すビームを選択することができる。ビーム数を表す情報は、参照番号２８で複数の信号分割器２４に対して備えられ、分割器夫々はＫ個のユーザの１つからデータ信号を受信する。分割器２４により受信されたデータは、例えば、ＣＤＭＡ或いはＷＣＤＭＡ通信に関連した拡散されスクランブル化されたデータである。分割器２４はビームパターン決定器２３により選択されたビーム数に従って入力する各ユーザデータストリームを分割する。例えば、２つのビームが参照番号２８で示されるなら、各分割器２８はその関連する入力データストリームを２つの同じ出力データストリームへと分割する。それらのストリーム各々は入力データストリームと同一のものである。
【００２５】
各分割器２４により出力されたデータストリーム（ビーム信号としても言及される）は対応する位相／振幅調整器２５に入力される。各位相／振幅調整器２５は従来の技術を用いて受信するビーム信号のいずれかで所望の位相調整と振幅調整との内、少なくともいずれかを行うことができる。位相／振幅調整器２５は、Ｋ個のユーザデータストリームが意図されている移動局から受信したビーム信号重み（ビーム重みとしても言及される）に応じて位相／振幅調整動作を実行する。その位相／振幅調整により、移動局はコヒーレントに図２のトランシーバから受信した信号を結合することができる。
【００２６】
各移動局は従来の技術を用いて関連するビーム信号についてのビーム信号重みを計算することができる。例えば、従来のＷＣＤＭＡシステムでは、移動局は何らかの直交チャネルを用いて、例えば、Ｓ−ＣＰＩＣＨ（Secondary Common PIlot CHannel：セカンダリ共通パイロットチャネル）に関してビーム信号重みを計算することができる。移動局によって計算されたビーム信号重みは、従来の技術、例えば、従来のＷＣＤＭＡシステムで用いられているＦＢＩ（Feedback Indicator：フィードバック・インディケータ）或いはＦＳＭ（Feedback Signalling Message：フィードバック・シグナリング・メッセージ）を用いて移動局から図２のトランシーバに送信される。
【００２７】
位相／振幅調整器２５によって生成された位相と振幅の内、少なくともいずれかが調整されたビーム信号が、従来のビーム形成と結合技術とを用いて、ダウンリンク送信のために（アンテナ構造２２に含まれる）従来のマルチビームアンテナシステムを動作させるのに用いられる参照番号２７での従来のようにフォーマットされたアンテナシグナリングを生成するビーム形成器／結合器２６に入力される。ビーム形成器／結合器２６のビーム形成動作は、ビームパターン決定器２３により生成される、例えば、アンテナ重みのようなビーム形成情報２０に応じて実行される。
【００２８】
図３は図２のトランシーバの代表的な実施例のいくつかをより詳細に図式的に示す図である。図３において、データは１つのユーザから受信され、２つのビーム信号へと分割される。位相／振幅調整器２５（この例では乗算器）によって用いられるビーム重み（この例では複素ビーム重みｗ1とｗ2）がユーザ移動局から受信され、そして、ビーム形成器１とビーム形成器２により用いられるアンテナ重み（ｗ1,1，ｗ1,2，ｗ1,3，ｗ1,4）と（ｗ2,1，ｗ2,2，ｗ2,3，ｗ2,4）がビームパターン決定器２３により備えられる。各ビーム形成器は４つのアンテナ重みをその関連する位相／振幅が調整されたビーム信号に適用する。１つのアンテナ重みが各アンテナに関するものである。各ビーム形成器によって生成された４つの位相／振幅が調整された、アンテナ重みで重み付けされたビーム信号は夫々、（加算モード３３で）他のビーム形成器により生成された対応する信号と結合される。アンテナ重みにおける左と右と下付き添字は夫々、関係するビームと関係するアンテナとを示している。
【００２９】
図４は図２のトランシーバ装置の代表的な実施例のいくつかをより詳細に図式的に示す図である。図４はＫ個のユーザの例を図示している。ユーザデータストリームは夫々、２つのビーム信号に分割される。１つが２つのビーム各々に対応する。また、図４でも、位相／振幅調整器２５夫々の出力は、４つの結合器４３の各々に対して参照番号４１で切り換えられる。４つの結合器夫々の出力は従来のビーム形成ネットワークに印加される。位相／振幅調整器２５により用いられるビーム重み（ｗ1kとｗ2k、ｋ＝１〜Ｋ番目ユーザ）は移動局から受信され、そして、ビーム形成ネットワークは、図２のビームパターン決定器２３により生成される、例えば、アンテナ重みのようなビーム形成情報２０を受信する。
【００３０】
図５は図２〜図４の実施例によって実行された代表的な動作を示す図である。移動局からのアップリンク測定情報とクローズドループ送信ダイバーシチフィードバック情報は参照番号５１で受信される。その後、参照番号５２では、ビームの数がアップリンク測定情報に基づいて決定される。参照番号５３では、各ユーザデータストリームは選択されたビーム数に等しい数のビーム信号に分割される。参照番号５４では、１つ以上のビーム信号が移動局から受信したクローズドループ送信ダイバーシチフィードバック情報により指示されるように調整され、その結果、調整されたビーム信号のセットとなる。参照番号５５では、アンテナ重みが決定される。参照番号５６では、アンテナ重みと調整されたビーム信号のセットに応じてビーム形成が実行される。
【００３１】
前述の説明から、本発明はある方向にエネルギーを放射する（ビーム形成）という利点をもっており、そのことは他の方向に位置するユーザに対する干渉をより小さくすることを保証することは明らかである。これとは反対に、標準の送信ダイバーシチ方法は、例えば、全セルに対してエネルギーを送信する。ダウンリンクビーム形成重みが、ダウンリンク送信を実行するトランシーバによって設計され選択され、その送信を受信する個々の移動局によって設計されたり選択されないという事実のために、次の利点を得ることができる。システム能力、即ち、システムが最終的に組み入れることができるユーザの数は改善される。システムスループット、即ち、通信システムが扱うことのできる全データ量は改善する。マルチプルビームからの信号がコヒーレントに移動局で結合されるために、電力消費、即ち、要求されるＱｏＳを満たすために必要とされる最小量の出力電力が改善する。セルカバレッジ、即ち、ダウンリンクトランシーバからはるかに離れたユーザからの要求を満たす能力が改善する。そして、リンク品質、即ち、移動体ユーザが受容できるＱｏＳを受信することを保証する能力が改善する。
【００３２】
本発明はまたクローズドループ送信ダイバーシチシグナリングがクローズドループ電力制御と共になって利用され物理層の信号品質を監視し、そのリンク品質を調整するので、代表的な利点を備えている。また、２つのダウンリンクビームを結合することによって得られる付加的な利得は、他のユーザへの干渉レベルを不都合に増し加えるものでもない。事実、いくつかの実施例において、他のユーザに対する平均的な干渉は、他のユーザの位置に依存して実際には低減される。
【００３３】
以上本発明の代表的な実施例が詳細に説明したが、これにより本発明の範囲を限定するものではなく、本発明は種々の実施例において実現できるものである。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】ビームポインティングエラーが公知のシステムで発生するという代表的な場面を図式的に示した図である。
【図２】本発明に従うマルチビームアンテナシステムを備えた無線通信トランシーバ装置の代表的な実施例の関連部を図式的に示した図である。
【図３】図２の代表的な実施例のいくつかをより詳細に図式的に示す図である。
【図４】図２の代表的な実施例のいくつかをより詳細に図式的に示す図である。
【図５】図２〜図４の実施例によって実行された代表的な動作を示す図である。
【図１】
0004451789.tif 000002
【図２】
0004451789.tif 000003
【図３】
0004451789.tif 000004
【図４】
0004451789.tif 000005
【図５】
0004451789.tif 000006