(57)【要約】ビーム情報取得方法、装置及び通信システムを提供する。該ビーム情報取得方法は、Ｋ個のアンテナ素子を用いてユーザ装置に第１基準信号を送信するステップと、該ユーザ装置によりフィードバックされたビームインデックスを受信するステップと、該ビームインデックスに基づいて長さがＫのベクトルを決定するステップと、該長さがＫのベクトルに基づいて長さがＬのベクトルを推定するステップと、該長さがＬのベクトルに基づいて複数の重み付けベクトルを決定するステップと、重み付けされた第２基準信号を該ユーザ装置に送信するステップと、該ユーザ装置によりフィードバックされた複数の送信アンテナポートに関するフィードバック情報を受信し、該フィードバック情報に基づいてビーム重み付け情報を取得するステップと、を含む。これによって、基地局はビーム重み付け情報を比較的に正確に取得でき、大規模なＭＩＭＯシステムにより良く適用できる。【選択図】図５
2018514994.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平面アンテナアレイを有する基地局に配置されたビーム情報取得装置であって、前記平面アンテナアレイは複数のアンテナ素子を含み、前記複数のアンテナ素子は垂直方向に複数列が形成され、且つ水平方向に複数行が形成され、
前記ビーム情報取得装置は、
Ｋ個のアンテナ素子を用いてユーザ装置に第１基準信号を送信する第１信号送信手段であって、ＫはＭよりも小さく、Ｍは垂直方向の各列の同一の偏光方向におけるアンテナの数である、第１信号送信手段と、
前記ユーザ装置によりフィードバックされたビームインデックスを受信する第１情報受信手段と、
前記ビームインデックスに基づいて長さがＫのベクトルを決定する第１ベクトル決定手段と、
前記長さがＫのベクトルに基づいて長さがＬのベクトルを推定するベクトル推定手段であって、Ｋ≦Ｌ≦Ｍとなる、ベクトル推定手段と、
前記長さがＬのベクトルに基づいて複数の重み付けベクトルを決定する第２ベクトル決定手段と、
前記複数の重み付けベクトルを用いて第２基準信号に対して重み付けを行い、重み付けされた第２基準信号を前記ユーザ装置に送信する第２信号送信手段と、
前記ユーザ装置によりフィードバックされた複数の送信アンテナポートに関するフィードバック情報を受信し、前記フィードバック情報に基づいてビーム重み付け情報を決定する第２情報受信手段と、を含む、ビーム情報取得装置。
【請求項２】
前記ＭはＫで整除される、請求項１に記載のビーム情報取得装置。
【請求項３】
前記ビーム情報取得装置は、第１コードブック及び複数の第２コードブックを記憶する記憶手段、をさらに含み、
前記第１ベクトル決定手段は、受信された前記ユーザ装置によりフィードバックされたビームインデックスｎ及び前記第１コードブックに基づいて前記長さがＫのベクトルを決定し、
前記第２ベクトル決定手段は、前記長さがＬのベクトル及び前記複数の第２コードブックに基づいて、各第２コードブックについて複数の重み付けベクトルをそれぞれ選択する、請求項１に記載のビーム情報取得装置。
【請求項４】
各第２コードブックについて、前記第２ベクトル決定手段は、Ｎ×ＭＴＸＲＵ個のベクトルを前記重み付けベクトルとして選択し、
前記重み付けベクトルは前記長さがＬのベクトルを含み、且つ／或いは前記重み付けベクトルは前記長さがＬのベクトルと隣接し、Ｎは正整数であり、ＭＴＸＲＵは垂直方向の各列の同一の偏光方向におけるＭ個のアンテナ素子に接続された送受信ユニットの数である、請求項３に記載のビーム情報取得装置。
【請求項５】
前記複数の第２コードブックにおいて、離散フーリエ変換ベクトルの長さ及び／又は数の一部又は全てが異なる、請求項３に記載のビーム情報取得装置。
【請求項６】
前記第２信号送信手段は、第２ＴＸＲＵ仮想化モデルに基づいて、前記複数の重み付けベクトルを用いて前記第２基準信号に対して重み付けを行い、
前記第２ＴＸＲＵ仮想化モデルにおいて、各送受信ユニットがＭ個のアンテナ素子に接続されている、請求項１に記載のビーム情報取得装置。
【請求項７】
前記第２信号送信手段は、Ｓ個のリソースを用いて前記第２基準信号を送信し、
１≦Ｓ≦Ｎ×ＭＴＸＲＵとなり、Ｎは正整数であり、ＭＴＸＲＵは垂直方向の各列の同一の偏光方向におけるＭ個のアンテナ素子に接続された送受信ユニットの数である、請求項６に記載のビーム情報取得装置。
【請求項８】
前記第２情報受信手段により受信されたフィードバック情報は、ビットマップで表されている、請求項１に記載のビーム情報取得装置。
【請求項９】
前記ビットマップはＳ個のリソースにそれぞれ対応するＳ個のビットを含み、１≦Ｓ≦Ｎ×ＭＴＸＲＵとなり、Ｎは正整数であり、ＭＴＸＲＵは垂直方向の各列の同一の偏光方向におけるＭ個のアンテナ素子に接続された送受信ユニットの数である、請求項８に記載のビーム情報取得装置。
【請求項１０】
前記ビットの値について、１は、対応するポートで前記ユーザ装置により受信された前記基地局により送信された信号の電力が所定の閾値以上であることを表し、０は、対応するポートで前記ユーザ装置により受信された前記基地局により送信された信号の電力が前記所定の閾値未満であることを表す、請求項９に記載のビーム情報取得装置。
【請求項１１】
ユーザ装置に配置されたビーム情報取得装置であって、
前記ビーム情報取得装置は、
基地局によりＫ個のアンテナ素子で送信された第１基準信号を受信する第１信号受信手段であって、ＫはＭよりも小さく、Ｍは前記基地局における垂直方向の各列の同一の偏光方向におけるアンテナの数である、第１信号受信手段と、
前記第１基準信号に基づいてチャネル推定を行うチャネル推定手段と、
前記チャネル推定の結果に基づいてビームインデックスを算出するインデックス算出手段と、
前記基地局に前記ビームインデックスをフィードバックする第１情報送信手段と、
前記基地局により送信された、重み付けベクトルを用いて重み付けされた第２基準信号を受信する第２信号受信手段と、
前記第２基準信号に基づいて複数の送信アンテナポートの受信電力を算出する電力算出手段と、
前記受信電力と所定の閾値とを比較して複数の送信アンテナポートに関するフィードバック情報を取得する電力比較手段と、
前記基地局に前記フィードバック情報を送信する第２情報送信手段と、を含む、ビーム情報取得装置。
【請求項１２】
前記ビーム情報取得装置は、ベクトルの数が比較的に少ない第１コードブックを記憶する記憶手段、をさらに含み、
前記インデックス算出手段は、前記第１コードブックを用いて、前記チャネル推定の結果に基づいて前記ビームインデックスｎを算出する、請求項１１に記載のビーム情報取得装置。
【請求項１３】
前記第２信号受信手段は、Ｓ個のリソースにおいて前記第２基準信号を受信し、
１≦Ｓ≦Ｎ×ＭＴＸＲＵとなり、Ｎは正整数であり、ＭＴＸＲＵは前記基地局における垂直方向の各列の同一の偏光方向におけるＭ個のアンテナ素子に接続された送受信ユニットの数である、請求項１１に記載のビーム情報取得装置。
【請求項１４】
前記電力算出手段は、各リソースｕについて、前記複数の送信アンテナポートにおける各ポートの受信電力を算出する、請求項１３に記載のビーム情報取得装置。
【請求項１５】
前記フィードバック情報はビットマップで表され、前記ビットマップはＳ個のリソースにそれぞれ対応するＳ個のビットを含み、
１≦Ｓ≦Ｎ×ＭＴＸＲＵとなり、Ｎは正整数であり、ＭＴＸＲＵは前記基地局における垂直方向の各列の同一の偏光方向におけるＭ個のアンテナ素子に接続された送受信ユニットの数である、請求項１１に記載のビーム情報取得装置。
【請求項１６】
前記電力比較手段は、各リソースについて、前記受信電力が前記所定の閾値以上である場合、前記ビットマップの対応する情報を１に設定し、前記受信電力が前記所定の閾値未満である場合、前記ビットマップの対応する情報を０に設定する、請求項１５に記載のビーム情報取得装置。
【請求項１７】
基地局と、ユーザ装置と、を含む通信システムであって、
前記基地局は平面アンテナアレイを有し、前記平面アンテナアレイは複数のアンテナ素子を含み、前記複数のアンテナ素子は垂直方向に複数列が形成され、且つ水平方向に複数行が形成され、前記基地局は、Ｋ個のアンテナ素子を用いてユーザ装置に第１基準信号を送信し、前記ユーザ装置によりフィードバックされたビームインデックスを受信し、前記ビームインデックスに基づいて長さがＫのベクトルを決定し、前記長さがＫのベクトルに基づいて長さがＬのベクトルを推定し、前記長さがＬのベクトルに基づいて複数の重み付けベクトルを決定し、前記複数の重み付けベクトルを用いて第２基準信号に対して重み付けを行い、重み付けされた第２基準信号を前記ユーザ装置に送信し、前記ユーザ装置によりフィードバックされた複数の送信アンテナポートに関するフィードバック情報を受信し、前記フィードバック情報に基づいてビーム重み付け情報を取得し、Ｍは前記基地局における垂直方向の各列の同一の偏光方向におけるアンテナの数であり、ＫはＭよりも小さく、Ｋ≦Ｌ≦Ｍとなり、
前記ユーザ装置は、前記基地局によりＫ個のアンテナ素子で送信された第１基準信号を受信し、前記第１基準信号に基づいてチャネル推定を行い、前記チャネル推定の結果に基づいてビームインデックスを算出し、前記基地局に前記ビームインデックスをフィードバックし、前記基地局により送信された、重み付けベクトルを用いて重み付けされた第２基準信号を受信し、前記第２基準信号に基づいて複数の送信アンテナポートの受信電力を算出し、前記受信電力と所定の閾値とを比較して複数の送信アンテナポートに関するフィードバック情報を決定し、前記基地局に前記フィードバック情報を送信する、通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施例は、通信技術の分野に関し、特に大規模な（ｍａｓｓｉｖｅ）ＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｉｎｐｕｔ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｏｕｔｐｕｔ）システムにおけるビーム情報取得方法、装置及び通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ミリ波（ｍｍＷａｖｅ）技術及び大規模なＭＩＭＯ技術は、第５世代（５Ｇ）移動通信技術の研究の２つの候補技術であり、この２つの技術を併用することでシステムにより広い伝送帯域幅及びより多いアンテナ数を提供でき、システム性能を向上できる。
【０００３】
しかし、アンテナの数及びサブキャリアの数が増加すると、ベースバンドのプリコーディング技術の実現が困難になる。処理の複雑さが比較的に高く、各サブキャリアで大きな次元の行列乗算を行う必要があり、システムの複雑さがアンテナ数及び帯域幅の増加に伴って著しく増大してしまう。一方、柔軟なベースバンドのプリコーディング技術を実現するために、各物理的なアンテナについて、増幅器、混合器、Ｄ／Ａ変換器及びＡ／Ｄ変換器などを含む無線周波数チェーン（ＲＦ  Ｃｈａｉｎ）を配置する必要があり、システムのコストが比較的に高い。
【０００４】
ＲＦユニットでプリコーディング技術を実現すると、各シンボルについて大きな次元の行列演算を行い、システムの複雑さを大幅に低減するが、これに伴ってシステムの性能も低下してしまう。ベースバンドのプリコーディングとＲＦのプリコーディングの組み合わせ（ビームフォーミング）は、ベースバンドのプリコーディングとＲＦのプリコーディングの利点を有するため、ベースバンド及びＲＦでプリコーディング処理を共同で実行でき、大規模なＭＩＭＯシステムの応用により適しており、システム性能（柔軟性）と複雑さとを効果的に両立させることができる。
【０００５】
３ＧＰＰ  ＲＡＮ４の適応アンテナシステム（ＡＡＳ：Ａｄａｐｔｉｖｅ  Ａｎｔｅｎｎａ  Ｓｙｓｔｅｍ）の現在の研究では、送受信ユニット（ＴＸＲＵ：Ｔｒａｎｓｃｅｉｖｅｒ  Ｕｎｉｔｓ）が複数の送信ユニット（ＴＸＵ）及び受信ユニット（ＲＸＵ）を含むことが定義されている。ＴＸＵは、基地局のＡＡＳのベースバンド信号を入力として、ＲＦ送信信号の出力を提供する。ＲＦ送信の出力は、無線配信ネットワーク（ＲＤＮ：Ｒａｄｉｏ  Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）を介してアンテナアレイに配信される。
【０００６】
なお、背景技術に関する上記の説明は、単なる本発明の技術案をより明確、完全に説明するためのものであり、当業者を理解させるために説明するものである。これらの構成が本発明の背景技術の部分に説明されているから当業者にとって周知の技術であると解釈してはならない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、発明者の発見によると、現在は仮想化モデルのみが定義され、ビーム重み付け情報（例えばＴＸＲＵ仮想化重み付け行列）を取得するためのスキームが存在せず、大規模なＭＩＭＯシステムにより良く適用できない。
【０００８】
本発明の実施例は、ビーム情報の取得方法、装置及び通信システムを提供する。ユーザ装置が複数のポートの電力情報をフィードバックし、該複数のポートの電力情報に基づいてビーム重み付け情報を取得することが期待される。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の実施例の第１の態様では、平面アンテナアレイを有する基地局に配置されたビーム情報取得方法であって、前記平面アンテナアレイは複数のアンテナ素子を含み、前記複数のアンテナ素子は垂直方向に複数列が形成され、且つ水平方向に複数行が形成され、前記ビーム情報取得方法は、Ｋ個のアンテナ素子を用いてユーザ装置に第１基準信号を送信するステップであって、ＫはＭよりも小さく、Ｍは垂直方向の各列の同一の偏光方向におけるアンテナの数である、ステップと、前記ユーザ装置によりフィードバックされたビームインデックスを受信するステップと、前記ビームインデックスに基づいて長さがＫのベクトルを決定するステップと、前記長さがＫのベクトルに基づいて長さがＬのベクトルを推定するステップであって、Ｋ≦Ｌ≦Ｍとなる、ステップと、前記長さがＬのベクトルに基づいて複数の重み付けベクトルを決定するステップと、前記複数の重み付けベクトルを用いて第２基準信号に対して重み付けを行い、重み付けされた第２基準信号を前記ユーザ装置に送信するステップと、前記ユーザ装置によりフィードバックされた複数の送信アンテナポートに関するフィードバック情報を受信し、前記フィードバック情報に基づいてビーム重み付け情報を決定するステップと、を含む、ビーム情報取得方法を提供する。
【００１０】
本発明の実施例の第２の態様では、平面アンテナアレイを有する基地局に配置されたビーム情報取得装置であって、前記平面アンテナアレイは複数のアンテナ素子を含み、前記複数のアンテナ素子は垂直方向に複数列が形成され、且つ水平方向に複数行が形成され、前記ビーム情報取得装置は、Ｋ個のアンテナ素子を用いてユーザ装置に第１基準信号を送信する第１信号送信手段であって、ＫはＭよりも小さく、Ｍは垂直方向の各列の同一の偏光方向におけるアンテナの数である、第１信号送信手段と、前記ユーザ装置によりフィードバックされたビームインデックスを受信する第１情報受信手段と、前記ビームインデックスに基づいて長さがＫのベクトルを決定する第１ベクトル決定手段と、前記長さがＫのベクトルに基づいて長さがＬのベクトルを推定するベクトル推定手段であって、Ｋ≦Ｌ≦Ｍとなる、ベクトル推定手段と、前記長さがＬのベクトルに基づいて複数の重み付けベクトルを決定する第２ベクトル決定手段と、前記複数の重み付けベクトルを用いて第２基準信号に対して重み付けを行い、重み付けされた第２基準信号を前記ユーザ装置に送信する第２信号送信手段と、前記ユーザ装置によりフィードバックされた複数の送信アンテナポートに関するフィードバック情報を受信し、前記フィードバック情報に基づいてビーム重み付け情報を決定する第２情報受信手段と、を含む、ビーム情報取得装置を提供する。
【００１１】
本発明の実施例の第３の態様では、ユーザ装置に配置されたビーム情報取得方法であって、前記ビーム情報取得方法は、基地局によりＫ個のアンテナ素子で送信された第１基準信号を受信するステップであって、ＫはＭよりも小さく、Ｍは前記基地局における垂直方向の各列の同一の偏光方向におけるアンテナの数である、ステップと、前記第１基準信号に基づいてチャネル推定を行うステップと、前記チャネル推定の結果に基づいてビームインデックスを算出するステップと、前記基地局に前記ビームインデックスをフィードバックするステップと、前記基地局により送信された、重み付けベクトルを用いて重み付けされた第２基準信号を受信するステップと、前記第２基準信号に基づいて複数の送信アンテナポートの受信電力を算出するステップと、前記受信電力と所定の閾値とを比較して複数の送信アンテナポートに関するフィードバック情報を取得するステップと、前記基地局に前記フィードバック情報を送信するステップと、を含む、ビーム情報取得方法を提供する。
【００１２】
本発明の実施例の第４の態様では、ユーザ装置に配置されたビーム情報取得装置であって、前記ビーム情報取得装置は、基地局によりＫ個のアンテナ素子で送信された第１基準信号を受信する第１信号受信手段であって、ＫはＭよりも小さく、Ｍは前記基地局における垂直方向の各列の同一の偏光方向におけるアンテナの数である、第１信号受信手段と、前記第１基準信号に基づいてチャネル推定を行うチャネル推定手段と、前記チャネル推定の結果に基づいてビームインデックスを算出するインデックス算出手段と、前記基地局に前記ビームインデックスをフィードバックする第１情報送信手段と、前記基地局により送信された、重み付けベクトルを用いて重み付けされた第２基準信号を受信する第２信号受信手段と、前記第２基準信号に基づいて複数の送信アンテナポートの受信電力を算出する電力算出手段と、前記受信電力と所定の閾値とを比較して複数の送信アンテナポートに関するフィードバック情報を取得する電力比較手段と、前記基地局に前記フィードバック情報を送信する第２情報送信手段と、を含む、ビーム情報取得装置を提供する。
【００１３】
本発明の実施例の第５の態様では、基地局と、ユーザ装置と、を含む通信システムであって、前記基地局は平面アンテナアレイを有し、前記平面アンテナアレイは複数のアンテナ素子を含み、前記複数のアンテナ素子は垂直方向に複数列が形成され、且つ水平方向に複数行が形成され、前記基地局は、Ｋ個のアンテナ素子を用いてユーザ装置に第１基準信号を送信し、前記ユーザ装置によりフィードバックされたビームインデックスを受信し、前記ビームインデックスに基づいて長さがＫのベクトルを決定し、前記長さがＫのベクトルに基づいて長さがＬのベクトルを推定し、前記長さがＬのベクトルに基づいて複数の重み付けベクトルを決定し、前記複数の重み付けベクトルを用いて第２基準信号に対して重み付けを行い、重み付けされた第２基準信号を前記ユーザ装置に送信し、前記ユーザ装置によりフィードバックされた複数の送信アンテナポートに関するフィードバック情報を受信し、前記フィードバック情報に基づいてビーム重み付け情報を取得し、Ｍは前記基地局における垂直方向の各列の同一の偏光方向におけるアンテナの数であり、ＫはＭよりも小さく、Ｋ≦Ｌ≦Ｍとなり、前記ユーザ装置は、前記基地局によりＫ個のアンテナ素子で送信された第１基準信号を受信し、前記第１基準信号に基づいてチャネル推定を行い、前記チャネル推定の結果に基づいてビームインデックスを算出し、前記基地局に前記ビームインデックスをフィードバックし、前記基地局により送信された、重み付けベクトルを用いて重み付けされた第２基準信号を受信し、前記第２基準信号に基づいて複数の送信アンテナポートの受信電力を算出し、前記受信電力と所定の閾値とを比較して複数の送信アンテナポートに関するフィードバック情報を決定し、前記基地局に前記フィードバック情報を送信する、通信システムを提供する。
【００１４】
本発明の実施例の他の態様では、基地局においてプログラムを実行する際に、コンピュータに、上記のビーム情報取得方法を前記基地局において実行させる、コンピュータ読み取り可能なプログラムを提供する。
【００１５】
本発明の実施例の他の態様では、コンピュータに、上記のビーム情報取得方法を基地局において実行させるためのコンピュータ読み取り可能なプログラムを記憶する、記憶媒体を提供する。
【００１６】
本発明の実施例の他の態様では、ユーザ装置においてプログラムを実行する際に、コンピュータに、上記のビーム情報取得方法を前記ユーザ装置において実行させる、コンピュータ読み取り可能なプログラムを提供する。
【００１７】
本発明の実施例の他の態様では、コンピュータに、上記のビーム情報取得方法をユーザ装置において実行させるためのコンピュータ読み取り可能なプログラムを記憶する、記憶媒体を提供する。
【００１８】
本発明の実施例の有益な効果としては、基地局は、まず比較的に少ないポートで基準信号を送信し、フィードバックされたビームインデックスに基づいて長さが比較的に短いベクトルを算出して、長さが比較的に長いベクトルを推定し、長さが比較的に長いベクトルに基づいて基準信号を再度送信し、ユーザ装置によりフィードバックされた複数の送信アンテナポートに関する電力情報を取得する。これによって、基地局はビーム重み付け情報を比較的に正確に取得でき、大規模なＭＩＭＯシステムにより良く適用できる。
【００１９】
下記の説明及び図面に示すように、本発明の特定の実施形態が詳細に開示され、本発明の原理を採用できる方式が示される。なお、本発明の実施形態の範囲はこれらに限定されない。本発明の実施形態は、添付される特許請求の範囲の要旨及び項目の範囲内において、変更されたもの、修正されたもの及び均等的なものを含む。
【００２０】
１つの実施形態に記載された特徴及び／又は示された特徴は、同一又は類似の方式で１つ又はさらに多くの他の実施形態で用いられてもよいし、他の実施形態における特徴と組み合わせてもよいし、他の実施形態における特徴に代わってもよい。
【００２１】
なお、本文では、用語「包括／含む」は、特徴、部材、ステップ又はコンポーネントが存在することを意味し、一つ又は複数の他の特徴、部材、ステップ又はコンポーネントの存在又は付加を排除しない。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
本発明の多くの態様は、以下の図面を参照しながら理解できる。図面における素子は比例に応じて記載されたものではなく、本発明の原理を示すためのものである。本発明の一部分を示す又は記載するため、図面における対応部分は拡大或いは縮小される可能性がある。
【００２３】
本発明の１つの図面及び１つの実施形態に記載された要素及び特徴は、１つ又はさらに多くの図面又は実施形態に示された要素及び特徴と組み合わせてもよい。また、図面において、類似の符号は複数の図面における対応する素子を示し、１つ以上の実施形態に用いられる対応素子を示してもよい。
【図１】同一偏光アンテナ構成の平面アンテナアレイの構造を示す図である。
【図２】交差偏光アンテナ構成の平面アンテナアレイの構造を示す図である。
【図３】ＴＸＲＵ仮想化モデル１における各列の同一の偏光方向のＭ個のアンテナ素子とＭＴＸＲＵ個のＴＸＲＵとの接続関係を示す図である。
【図４】ＴＸＲＵ仮想化モデル２における各列の同一の偏光方向のＭ個のアンテナ素子とＭＴＸＲＵ個のＴＸＲＵとの接続関係を示す図である。
【図５】本発明の実施例１のビーム情報取得方法を示す図である。
【図６】本発明の実施例２のビーム情報取得方法を示す図である。
【図７】本発明の実施例３のビーム情報取得方法を示す図である。
【図８】本発明の実施例４のビーム情報取得装置を示す図である。
【図９】本発明の実施例４の基地局の構造を示す図である。
【図１０】本発明の実施例５のビーム情報取得装置を示す図である。
【図１１】本発明の実施例５のユーザ装置の構造を示す図である。
【図１２】本発明の実施例６の通信システムを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
図面を参照しながら、本発明の上記及び他の特徴を説明する。下記の説明及び図面に示すように、本発明の特定の実施形態が詳細に開示され、本発明の原理を採用できる実施形態の一部が示される。なお、本発明の実施形態の範囲はこれらに限定されない。本発明の実施形態は、添付される特許請求の範囲の要旨及び項目の範囲内において、変更されたもの、修正されたもの及び均等的なものを含む。
【００２５】
図１及び図２は本発明の実施例に関連する２種類の平面アンテナアレイの構造を示す図であり、図１は同一偏光アンテナ構成の平面アンテナアレイの構造を示す図であり、図２は交差偏光アンテナ構成の平面アンテナアレイの構造を示す図である。
【００２６】
図１に示すように、垂直方向の各列において同一の偏光方向のＭ個のアンテナ素子（物理的アンテナ素子とも称される）が配置され、水平方向において合計Ｎ列が配置されている。図２に示すように、垂直方向の各列においてＭ組の交差偏光のアンテナペアが配置され、水平方向において合計Ｎ列の交差偏光のアンテナペアが配置されている。即ち、垂直の各列において各偏光方向はＭ個の物理的アンテナ素子があり、水平方向の各行において各偏光方向はＮ個の物理的アンテナ素子がある。
【００２７】
この２種類のアンテナ構成は（Ｍ，Ｎ，Ｐ）と表されてもよく、ここで、Ｐは偏光次元の数を表し、Ｐ＝１の場合は、図１に示すように、同一偏光構成となり、Ｐ＝２の場合は、図２に示すように、交差偏光構成となる。ここで、各列の同一偏光方向のＭ個のアンテナ素子にＭＴＸＲＵ個のＴＸＲＵが接続され、ＴＸＲＵの合計数はＭＴＸＲＵ×Ｎ×Ｐである。
【００２８】
上記平面アンテナアレイシステムでは、アンテナの数の増加に伴い、基準信号のオーバヘッドも増大する。垂直方向のビーム調整機能を果たすと共に、アンテナポートの数を制限するために、垂直方向の複数本のアンテナ素子を１つ又は複数のアンテナポートに仮想化してもよい。１つの仮想化アンテナポートにおいて、複数の物理的アンテナ素子に対して重み付けを行うことで垂直方向のビーム方向を調整する。物理的アンテナ素子に対応して、仮想化アンテナポートの重み付けは従来の意味でのプリコーディング処理である。
【００２９】
３ＧＰＰ  ＲＡＮ１の全次元ＭＩＭＯ（Ｆｕｌｌ  ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ  ＭＩＭＯ）の現在の研究では、送受信ユニット（ＴＸＲＵ：Ｔｒａｎｓｃｅｉｖｅｒ  Ｕｎｉｔｓ）と物理的アンテナ素子との接続関係が検討されている。ここで、図１及び図２における各列の同一偏光方向のＭ個のアンテナ素子にＭＴＸＲＵ個のＴＸＲＵが接続され、ＴＸＲＵの合計数はＭＴＸＲＵ×Ｎ×Ｐである。
【００３０】
また、ＲＡＮ１では２種類のＴＸＲＵの仮想化モデルが検討され、１つはサブアレイ分割モデルであり、もう１つは完全接続モデルである。図３及び図４は２種類のモデルにおける各列の同一の偏光方向のＭ個のアンテナ素子とＭＴＸＲＵ個のＴＸＲＵとの接続関係をそれぞれ示している。
【００３１】
この２種類のＴＸＲＵ仮想化モデルでは、ｑはアンテナ素子における信号ベクトル、即ちアンテナの送信信号のベクトルであり、ｘはＴＸＲＵにおける信号ベクトルである。
【００３２】
ＴＸＲＵ仮想化モデル１は、各ＴＸＲＵにＫ個のアンテナ素子が接続され、Ｋ＝Ｍ／ＭＴＸＲＵ、ｗは各ＴＸＲＵによるデータストリームに対する重み付けであり、ＭＴＸＲＵ個のＴＸＲＵは同一の重み付けを用いてもよく、即ち仮想化モデルは
【数１】
2018514994.tif 000003
と表されてもよく、ここで、
（外１）
2018514994.tif 000004
はクロネッカー（Ｋｒｏｎｅｃｋｅｒ）積演算であり、ｗは離散フーリエ変換（ＤＦＴ：Ｄｉｓｃｒｅｔｅ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）ベクトル、例えば
【数２】
2018514994.tif 000005
であってもよく、ここで、θｅｔｉｌｔは垂直方向の電子ダウンチルト角である。
【００３３】
ＴＸＲＵ仮想化モデル２は、各ＴＸＲＵの何れにもＭ個のアンテナ素子が接続され、ｗはＭＴＸＲＵ個のＴＸＲＵによる信号ｘに対する重み付けであり、即ち仮想化モデルはｑ＝Ｗｘと表されてもよい。ｗの各列は１つのＤＦＴベクトル、例えば
【数３】
2018514994.tif 000006
であってもよく、ここで、θｅｔｉｌｔは垂直方向の電子ダウンチルト角である。或いは、
【数４】
2018514994.tif 000007
であってもよく、ここで、ＮＭは長さがＭのＤＦＴベクトルのサイズを表す。ｎｍ’はｍ’番目のＴＸＲＵにより選択されたＤＦＴベクトルの該コードブック内のインデックスを表す。
【００３４】
なお、図１及び図２に示す２種類のアンテナ構成では、各列のアンテナ素子は同一のＴＸＲＵ仮想化モデルを用い、各列の重み付け値も同一である。該重み付け値は同一の時間シンボルにおける全てのバンドに適用される。言い換えれば、ＴＸＲＵ仮想化モデル１を用いると、同一の時点に１つのみのビームの伝送をサポートし、ＴＸＲＵ仮想化モデル２を用いると、同一の時点に合計ＭＴＸＲＵ個のビームの伝送をサポートしている。
【００３５】
以上は本発明の実施例に係る平面アンテナアレイ及びＴＸＲＵ仮想化モデルを説明しているが、本発明はこれに限定されない。以下は本発明の実施例を詳細に説明する。以下の検討は、Ｐ＝１、即ち同一偏光構成の場合について行われるため、Ｐが省略される。交差の構成について、対応するポート数を調整すればよく、ここでその説明が省略される。
【００３６】
＜実施例１＞
本発明の実施例は、平面アンテナアレイを有する基地局に適用されるビーム情報取得方法を提供し、該平面アンテナアレイは複数のアンテナ素子を含み、該複数のアンテナ素子は垂直方向に複数列が形成され、且つ水平方向に複数行が形成されている。基地局側から本発明の実施例を説明する。
【００３７】
図５は本発明の実施例のビーム情報取得方法を示す図である。図５に示すように、該方法は以下のステップを含む。
【００３８】
ステップ５０１：基地局はＫ個のアンテナ素子を用いてユーザ装置に第１基準信号を送信する。ここで、ＫはＭよりも小さく、Ｍは垂直方向の各列の同一の偏光方向におけるアンテナの数である。
【００３９】
ステップ５０２：基地局は該ユーザ装置によりフィードバックされたビームインデックスを受信する。
【００４０】
ステップ５０３：基地局は該ビームインデックスに基づいて長さがＫのベクトルを決定する。
【００４１】
ステップ５０４：基地局は長さがＫのベクトルに基づいて長さがＬのベクトルを推定する。ここで、ＬはＫ以上であり、且つＭ以下である。
【００４２】
ステップ５０５：基地局は該長さがＬのベクトルに基づいて複数の重み付けベクトルを決定する。
【００４３】
ステップ５０６：基地局は該複数の重み付けベクトルを用いて第２基準信号に対して重み付けを行い、重み付けされた第２基準信号を該ユーザ装置に送信する。
【００４４】
ステップ５０７：基地局は該ユーザ装置によりフィードバックされた複数の送信アンテナポートに関するフィードバック情報を受信し、該フィードバック情報に基づいてビーム重み付け情報を取得する。
【００４５】
本実施例では、ＭはＫで整除されてもよい。基地局は、Ｋ個のアンテナ素子において直交リソースを用いて第１基準信号（ＲＳ：Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ  Ｓｉｇｎａｌ）を送信してもよく、該Ｋ個のアンテナ素子は垂直方向において連続的に配置されたＫ個のアンテナ素子であってもよいし、垂直方向において一定の間隔を有するＫ個のアンテナ素子であってもよい。また、ユーザ装置により該第１基準信号に基づいてフィードバックされたビームインデックス（ビーム番号などとも称されてもよい）を受信してもよい。
【００４６】
本実施例では、送信アンテナポートは基地局側の平面アンテナアレイにより形成された仮想化ポートを意味し、基地局は自ら用いられるアンテナポートの数を決定してもよく、アンテナポートの最大の数はＴＸＲＵの合計数、即ちＭＴＸＲＵ×Ｎ×Ｐであり、例えば基地局はＭ個のポートを用いてもよいし、他の数のポートを用いてもよい。本発明はこれに限定されない。
【００４７】
また、各送信アンテナポートは１つ又は複数の時間周波数リソースを用いて基準信号を送信してもよいが、本発明はポートの数及び時間周波数リソースの数に限定されなく、任意のポートの数及び時間周波数リソースの数であってもよい。
【００４８】
本実施例では、基地局側とユーザ装置側の両方は同一の、長さがＫのアンテナ素子のビームフォーミング重み付け値により構成された第１コードブックを記憶する。ステップ５０３において、基地局は、受信された、該ユーザ装置によりフィードバックされたビームインデックスｎ及び該第１コードブックに基づいて、該長さがＫのベクトルを決定してもよい。
【００４９】
本実施例では、基地局側は、複数の第２コードブックをさらに記憶してもよい。ここで、複数の該第２コードブックでは、ＤＦＴベクトルの長さ及び／又は数の一部又は全ては異なる。基地局は、該長さがＫのベクトルｂＫに基づいて長さがＬのベクトルｂＬを推定してもよく、ここで、Ｋ≦Ｌ≦Ｍ。
【００５０】
例えば、長さがＫ、数がＮ１のＤＦＴコードブック（第１コードブック）について、ｎ１番目のコードワード（即ちベクトル）は
（外２）
2018514994.tif 000008
であり、長さがＭ、数がＮ１のＤＦＴコードブック（第２コードブック）について、ｎ１番目のコードワードは
（外３）
2018514994.tif 000009
である。
【００５１】
これから分かるように、この２つのコードワードの前のＫ個の要素が同一であり、差異として、形成されたビーム幅が異なり、長さがＭのＤＦＴベクトルに比べて、長さがＫのＤＦＴベクトルにより形成されたビームのメインローブはより広い。これによって、ステップ５０４において、該長さがＫのベクトルｂＫに基づいて長さがＬのベクトルｂＬを推定できる。
【００５２】
ステップ５０５において、基地局は、該ｂＬ及び該複数の第２コードブックに基づいて、各第２コードブックについて複数の重み付けベクトルをそれぞれ選択してもよい。
【００５３】
具体的には、各第２コードブックについて、ｂＬを含み、且つ／或いはｂＬと隣接するＭＴＸＲＵ個のベクトルを該重み付けベクトルとして選択してもよく、ここで、ＭＴＸＲＵは垂直方向の各列の同一の偏光方向におけるＭ個のアンテナ素子に接続された送受信ユニットの数である。或いは、ｂＬを含み、且つ／或いはｂＬと隣接するＮ×ＭＴＸＲＵ個のベクトルを該重み付けベクトルとして選択してもよく、ここで、Ｎは二次元平面アレイのアンテナ素子の列数である。
【００５４】
ここで、ｂＬと隣接するベクトルは、同一のコードブック（例えばＣＬ）において、番号がそれと隣接するＤＦＴベクトルを意味する。例えば、ｂＬの番号が７であり、ＭＴＸＲＵが４である場合は、それと隣接するＭＴＸＲＵ個の重み付けベクトルは、該コードブックＣＬにおける番号が５，６，８，９のＤＦＴベクトルであってもよい。
【００５５】
本実施例では、選択された重み付けベクトルの長さはＭであってもよいし、Ｍよりも小さくてもよい。
【００５６】
ステップ５０６において、基地局は、第２ＴＸＲＵ仮想化モデルに基づいて、該複数の重み付けベクトルを用いて該第２基準信号に対して重み付けを行ってもよく、ここで、該第２ＴＸＲＵ仮想化モデルにおいて、各送受信ユニットは垂直方向における一列のＭ個のアンテナ素子に接続されている。
【００５７】
即ち、基地局は、下記のＴＸＲＵモデルを用いて重み付けを行ってもよい。
【数５】
2018514994.tif 000010
【００５８】
ここで、Ｎは水平方向のアンテナの列数であり、ＱはＭＴＸＲＵであり、ｂｑ（ｑ＝１，…，Ｑ）はステップ５０５において決定された重み付けベクトルであり、Ｌが固定である場合のコードブックＣＬにおけるｂＬを含み、且つ／或いはｂＬと隣接するＭＴＸＲＵ個の重み付けベクトルであってもよいし、コードブックＣＬのＬの値が異なる場合のｂＬベクトルであってもよいし、ステップ５０５において決定された任意のＭＴＸＲＵ個の重み付けベクトルであってもよい。重み付けベクトルの長さは、長さがＭのＤＦＴベクトルであってもよいし、長さがＭよりも小さい（例えば長さがＬ１である）場合は、（Ｍ−Ｌ１）個の重み付け値をゼロに設定することで重み付けを行ってもよい。
【００５９】
基地局は、下記のＴＸＲＵモデルを用いて重み付けを行ってもよい。
【数６】
2018514994.tif 000011
【００６０】
ここで、Ｎは水平方向のアンテナの列数であり、ＱはＭＴＸＲＵであり、ｂｎｑ（ｑ＝１，…，Ｑ）はステップ５０５において決定された重み付けベクトルであり、Ｌが固定である場合のコードブックＣＬにおけるｂＬを含み、且つ／或いはｂＬと隣接するＭＴＸＲＵ個の重み付けベクトルであってもよいし、コードブックＣＬのＬの値が異なる場合のＮ×ＭＴＸＲＵ個のｂＬベクトルであってもよいし、ステップ５０５において決定された任意のＮ×ＭＴＸＲＵ個の重み付けベクトルであってもよい。
【００６１】
ステップ５０６において、基地局は、Ｓ個の時間周波数リソース（ここで、１≦Ｓ≦Ｎ×ＭＴＸＲＵ）を用いて該第２基準信号を送信してもよい。ここで、ＭＴＸＲＵは垂直方向の各列の同一の偏光方向におけるＭ個のアンテナ素子に接続された送受信ユニットの数である。
【００６２】
本実施例では、該フィードバック情報は、ビットマップで表されてもよい。具体的には、該ビットマップはＳ個の時間周波数リソースにそれぞれ対応するＳ個のビット（ここで、１≦Ｓ≦Ｎ×ＭＴＸＲＵ）を含んでもよい。ここで、各ビットの値について、１は、対応するポートで該ユーザ装置により受信された該基地局により送信された信号の電力が所定の閾値以上であることを表し、０は、対応するポートで該ユーザ装置により受信された該基地局により送信された信号の電力が該所定の閾値未満であることを表す。
【００６３】
本実施例では、基地局は、フィードバック情報を取得した後に、該フィードバック情報に基づいて信号送信の方向を判断してもよい。例えば、ユーザ装置がどのポートで比較的に強い信号を受信したかを判断することで、ビーム重み付け行列を適切に調整でき、即ちビーム重み付け情報を決定できる。
【００６４】
上記の実施例によれば、基地局は、まず比較的に少ないポートで基準信号を送信し、フィードバックされたビームインデックスに基づいて長さが比較的に短いベクトルを算出して、長さが比較的に長いベクトルを推定し、長さが比較的に長いベクトルに基づいて基準信号を再度送信し、ユーザ装置によりフィードバックされた複数の送信アンテナポートに関する電力情報を取得する。これによって、基地局はビーム重み付け情報を比較的に正確に取得でき、大規模なＭＩＭＯシステムにより良く適用できる。
【００６５】
＜実施例２＞
本発明の実施例はユーザ装置に適用されるビーム情報取得方法を提供する。以下は、ユーザ装置側から説明し、実施例１と同様な内容について説明が省略される。
【００６６】
図６は本発明の実施例のビーム情報取得方法を示す図である。図６に示すように、該方法は以下のステップを含む。
【００６７】
ステップ６０１：ユーザ装置は基地局によりＫ個のアンテナ素子で送信された第１基準信号を受信する。ここで、ＫはＭよりも小さく、Ｍは該基地局における垂直方向の各列の同一の偏光方向におけるアンテナの数である。
【００６８】
ステップ６０２：ユーザ装置は該第１基準信号に基づいてチャネル推定を行う。
【００６９】
ステップ６０３：ユーザ装置は該チャネル推定の結果に基づいてビームインデックスを算出する。
【００７０】
ステップ６０４：ユーザ装置は該基地局に該ビームインデックスをフィードバックする。
【００７１】
ステップ６０５：ユーザ装置は該基地局により送信された重み付けベクトルを用いて重み付けされた第２基準信号を受信する。
【００７２】
ステップ６０６：ユーザ装置は該第２基準信号に基づいて複数の送信アンテナポートの受信電力を算出する。
【００７３】
ステップ６０７：ユーザ装置は該受信電力と所定の閾値とを比較して、複数の送信アンテナポートに関するフィードバック情報を決定する。
【００７４】
ステップ６０８：ユーザ装置は該基地局に該フィードバック情報を送信する。
【００７５】
本実施例では、ユーザ装置側は第１コードブックを記憶してもよく、ステップ６０３において、ユーザ装置は、該第１コードブックを用いて、該チャネル推定の結果に基づいて該ビームインデックスｎを算出してもよい。
【００７６】
ステップ６０５において、ユーザ装置は、Ｓ個の時間周波数リソース（ここで、１≦Ｓ≦Ｎ×ＭＴＸＲＵ）において該第２基準信号を受信してもよい。ここで、ＭＴＸＲＵは、該基地局における垂直方向の各列の同一の偏光方向におけるＭ個のアンテナ素子に接続された送受信ユニットの数である。ステップ６０６において、ユーザ装置は、各リソースｕについて、該複数の送信アンテナポートにおける各ポートの受信電力を算出してもよい。
【００７７】
本実施例では、該フィードバック情報はビットマップで表され、該ビットマップはＳ個のリソースにそれぞれ対応するＳ個のビットを含んでもよい。
【００７８】
ここで、ステップ６０７において、ユーザ装置は、該複数の送信アンテナポートにおける各ポートについて、該受信電力が該所定の閾値以上である場合、該ビットマップの対応する情報を１に設定し、該受信電力が該所定の閾値未満である場合、該ビットマップの対応する情報を０に設定する。
【００７９】
上記の実施例によれば、ユーザ装置は、基地局により比較的に少ないポートで送信された基準信号を受信して、ビームインデックスをフィードバックし、基地局により送信された重み付けベクトルを用いて重み付けされた基準信号を受信し、該基準信号に基づいて複数の送信アンテナポートに関する電力情報を生成して基地局にフィードバックする。これによって、基地局はビーム重み付け情報を比較的に正確に取得でき、大規模なＭＩＭＯシステムにより良く適用できる。
【００８０】
＜実施例３＞
本発明の実施例はビーム情報取得方法を提供し、実施例１及び２を基礎にして、基地局側とユーザ装置側から説明し、実施例１及び２と同様な内容について説明が省略される。
【００８１】
図７は本発明の実施例のビーム情報取得方法を示す図である。図７に示すように、該方法は２つの段階を含み、第１段階は、ビーム情報の初期的に選択するために用いられ、第２段階は、ビーム情報を再度選択するために用いられる。図７に示すように、該方法は以下のステップを含む。
【００８２】
（第１段階）
ステップ７０１：基地局は、Ｋ個のアンテナ素子を用いて第１基準信号を送信する。ここで、ＫはＭよりも小さく、Ｍは垂直方向の各列の同一の偏光方向におけるアンテナの数である。
【００８３】
ステップ７０２：ユーザ装置は、該第１基準信号を受信した後に、第１基準信号に基づいてチャネル推定を行う。
【００８４】
ステップ７０３：ユーザ装置は、該チャネル推定の結果に基づいてビームインデックスを算出する。
【００８５】
ステップ７０４：ユーザ装置は、基地局に該ビームインデックスをフィードバックする。
【００８６】
ステップ７０５：基地局は、ユーザ装置によりフィードバックされたビームインデックスを受信した後に、該ビームインデックスに基づいて長さがＫのベクトルを決定する。
【００８７】
第１段階では、基準信号は、長さがＭよりも小さいＫ個のポートを用いることで、基準信号を送信する時に占用されたリソースを低減でき、フィードバックされた長さがＫのＤＦＴベクトルのカバレッジ範囲内で正確なビーム方向を含めることができる。
【００８８】
（第２段階）
ステップ７０６：基地局は、長さがＫのベクトルに基づいて長さがＬのベクトルを推定する。ここで、Ｋ≦Ｌ≦Ｍ。
【００８９】
ステップ７０７：基地局は、長さがＬのベクトルに基づいて複数の重み付けベクトルを決定する。
【００９０】
ステップ７０８：基地局は、該複数の重み付けベクトルを用いて第２基準信号に対して重み付けを行い、重み付けされた第２基準信号をユーザ装置に送信する。
【００９１】
ステップ７０９：ユーザ装置は、該第２基準信号を受信した後に、第２基準信号に基づいて複数の送信アンテナポートの受信電力を算出する。
【００９２】
ステップ７１０：ユーザ装置は、該受信電力と所定の閾値とを比較し、複数の送信アンテナポートに関するフィードバック情報を決定する。
【００９３】
ステップ７１１：ユーザ装置は、基地局に該フィードバック情報を送信する。
【００９４】
ステップ７１２：基地局は、該フィードバック情報を受信した後に、該フィードバック情報に基づいてビーム重み付け情報を決定する。
【００９５】
第２段階では、基地局は、長さが比較的に短いベクトルに基づいて長さが比較的に長いベクトルを推定し、長さが比較的に長いベクトルに基づいて基準信号を再度送信し、ユーザ装置によりフィードバックされた複数の送信アンテナポートに関する電力情報を取得する。これによって、基地局はビーム重み付け情報を比較的に正確に取得できる。
【００９６】
上記の実施例によれば、基地局は、まず比較的に少ないポートで基準信号を送信し、フィードバックされたビームインデックスに基づいて長さが比較的に短いベクトルを算出して、長さが比較的に長いベクトルを推定し、長さが比較的に長いベクトルに基づいて基準信号を再度送信し、ユーザ装置によりフィードバックされた複数の送信アンテナポートに関する電力情報を取得する。これによって、基地局はビーム重み付け情報を比較的に正確に取得でき、大規模なＭＩＭＯシステムにより良く適用できる。
【００９７】
＜実施例４＞
本発明の実施例は、平面アンテナアレイを有する基地局に配置されたビーム情報取得装置を提供し、該平面アンテナアレイは複数のアンテナ素子を含み、該複数のアンテナ素子は垂直方向に複数列が形成され、且つ水平方向に複数行が形成されている。
【００９８】
図８は本発明の実施例のビーム情報取得装置を示す図である。図８に示すように、該ビーム情報取得装置８００は、第１信号送信部８０１、第１情報受信部８０２、第１ベクトル決定部８０３、ベクトル推定部８０４、第２ベクトル決定部８０５、第２信号送信部８０６及び第２情報受信部８０７を含む。
【００９９】
第１信号送信部８０１は、Ｋ個のアンテナ素子を用いてユーザ装置に第１基準信号を送信する。ここで、ＫはＭよりも小さく、Ｍは垂直方向の各列の同一の偏光方向におけるアンテナの数である。
【０１００】
第１情報受信部８０２は、ユーザ装置によりフィードバックされたビームインデックスを受信する。
【０１０１】
第１ベクトル決定部８０３は、ビームインデックスに基づいて長さがＫのベクトルを決定する。
【０１０２】
ベクトル推定部８０４は、長さがＫのベクトルに基づいて長さがＬのベクトルを推定する。ここで、Ｋ≦Ｌ≦Ｍ。
【０１０３】
第２ベクトル決定部８０５は、長さがＬのベクトルに基づいて複数の重み付けベクトルを決定する。
【０１０４】
第２信号送信部８０６は、複数の重み付けベクトルを用いて第２基準信号に対して重み付けを行い、重み付けされた第２基準信号をユーザ装置に送信する。
【０１０５】
第２情報受信部８０７は、ユーザ装置によりフィードバックされた複数の送信アンテナポートに関するフィードバック情報を受信し、フィードバック情報に基づいてビーム重み付け情報を決定する。
【０１０６】
本実施例では、ＭはＫで整除されてもよい。
【０１０７】
図８に示すように、ビーム情報取得装置８００は、第１コードブック及び複数の第２コードブックを記憶する記憶部８０８をさらに含んでもよい。ここで、複数の第２コードブックにおいて、ＤＦＴベクトルの長さ及び／又は数の一部又は全てが異なってもよい。
【０１０８】
第１ベクトル決定部８０３は、受信されたユーザ装置によりフィードバックされたビームインデックスｎ及び第１コードブックに基づいて前記長さがＫのベクトルを決定する。
【０１０９】
第２ベクトル決定部８０５は、長さがＬのベクトル及び複数の第２コードブックに基づいて、各第２コードブックについて複数の重み付けベクトルをそれぞれ選択する。
【０１１０】
本実施例では、各第２コードブックについて、第２ベクトル決定部８０５は、Ｎ×ＭＴＸＲＵ個のベクトルを重み付けベクトルとして選択する。ここで、重み付けベクトルは長さがＬのベクトルを含み、且つ／或いは重み付けベクトルは長さがＬのベクトルと隣接し、Ｎは正整数であり、ＭＴＸＲＵは垂直方向の各列の同一の偏光方向におけるＭ個のアンテナ素子に接続された送受信ユニットの数である。
【０１１１】
本実施例では、第２信号送信部８０６は、第２ＴＸＲＵ仮想化モデルに基づいて、複数の重み付けベクトルを用いて第２基準信号に対して重み付けを行ってもよい。ここで、第２ＴＸＲＵ仮想化モデルにおいて、各送受信ユニットがＭ個のアンテナ素子に接続されている。
【０１１２】
本実施例では、第２信号送信部８０６は、Ｓ個の時間周波数リソースを用いて前記第２基準信号を送信してもよい（ここで、１≦Ｓ≦Ｎ×ＭＴＸＲＵ）。ここで、Ｎは正整数であり、ＭＴＸＲＵは垂直方向の各列の同一の偏光方向におけるＭ個のアンテナ素子に接続された送受信ユニットの数である。
【０１１３】
本実施例では、第２情報受信部８０７により受信されたフィードバック情報は、ビットマップで表されてもよい。ここで、ビットマップはＳ個の時間周波数リソースにそれぞれ対応するＳ個のビットを含んでもよい。
【０１１４】
各ビットの値について、具体的には、１は、対応するポートでユーザ装置により受信された基地局により送信された信号の電力が所定の閾値以上であることを表し、０は、対応するポートでユーザ装置により受信された基地局により送信された信号の電力が所定の閾値未満であることを表す。
【０１１５】
本発明の実施例は、上記のビーム情報取得装置８００が配置された基地局をさらに提供する。
【０１１６】
図９は本発明の実施例の基地局の構造を示す図である。図９に示すように、基地局９００は、中央処理装置（ＣＰＵ）２００及び記憶装置２１０を含んでもよく、記憶装置２１０は中央処理装置２００に接続される。記憶装置２１０は、各種のデータを記憶してもよいし、情報処理のプログラムをさらに記憶してもよい。中央処理装置２００の制御で該プログラムが実行される。
【０１１７】
ここで、基地局９００は実施例１に記載のビーム情報取得方法を実現してもよい。中央処理装置２００は、ビーム情報取得装置８００の機能を実現するように構成されてもよい。即ち、中央処理装置２００は、Ｋ個のアンテナ素子を用いてユーザ装置に第１基準信号を送信し、ユーザ装置によりフィードバックされたビームインデックスを受信し、ビームインデックスに基づいて長さがＫのベクトルを決定し、長さがＫのベクトルに基づいて長さがＬのベクトルを推定し、長さがＬのベクトルに基づいて複数の重み付けベクトルを決定し、複数の重み付けベクトルを用いて第２基準信号に対して重み付けを行い、重み付けされた第２基準信号をユーザ装置に送信し、ユーザ装置によりフィードバックされた複数の送信アンテナポートに関するフィードバック情報を受信し、フィードバック情報に基づいてビーム重み付け情報を決定するように構成されてもよい。
【０１１８】
また、図９に示すように、基地局９００は、送受信機２２０及びアンテナ２３０等をさらに含んでもよい。ここで、上記部材の機能は従来技術と類似し、ここでその説明を省略する。なお、基地局９００は図９に示す全てのユニットを含む必要がない。また、基地局９００は、図９に示されていないユニットをさらに含んでもよく、従来技術を参照してもよい。
【０１１９】
上記の実施例によれば、基地局は、まず比較的に少ないポートで基準信号を送信し、フィードバックされたビームインデックスに基づいて長さが比較的に短いベクトルを算出して、長さが比較的に長いベクトルを推定し、長さが比較的に長いベクトルに基づいて基準信号を再度送信し、ユーザ装置によりフィードバックされた複数の送信アンテナポートに関する電力情報を取得する。これによって、基地局はビーム重み付け情報を比較的に正確に取得でき、大規模なＭＩＭＯシステムにより良く適用できる。
【０１２０】
＜実施例５＞
本発明の実施例は、ユーザ装置に配置されたビーム情報取得装置を提供する。
【０１２１】
図１０は本発明の実施例のビーム情報取得装置を示す図である。図１０に示すように、ビーム情報取得装置１０００は、第１信号受信部１００１、チャネル推定部１００２、インデックス算出部１００３、第１情報送信部１００４、第２信号受信部１００５、電力算出部１００６、電力比較部１００７及び第２情報送信部１００８を含む。
【０１２２】
第１信号受信部１００１は、基地局によりＫ個のアンテナ素子で送信された第１基準信号を受信する。ここで、ＫはＭよりも小さく、Ｍは基地局における垂直方向の各列の同一の偏光方向におけるアンテナの数である。
【０１２３】
チャネル推定部１００２は、第１基準信号に基づいてチャネル推定を行う。
【０１２４】
インデックス算出部１００３は、チャネル推定の結果に基づいてビームインデックスを算出する。
【０１２５】
第１情報送信部１００４は、基地局にビームインデックスをフィードバックする。
【０１２６】
第２信号受信部１００５は、基地局により送信された、重み付けベクトルを用いて重み付けされた第２基準信号を受信する。
【０１２７】
電力算出部１００６は、第２基準信号に基づいて複数の送信アンテナポートの受信電力を算出する。
【０１２８】
電力比較部１００７は、受信電力と所定の閾値とを比較して複数の送信アンテナポートに関するフィードバック情報を取得する。
【０１２９】
第２情報送信部１００８は、基地局にフィードバック情報を送信する。
【０１３０】
図１０に示すように、ビーム情報取得装置１０００は、第１コードブックを記憶する記憶部１００９をさらに含んでもよい。
【０１３１】
インデックス算出部１００３は、第１コードブックを用いて、チャネル推定の結果に基づいてビームインデックスｎを算出する。
【０１３２】
本実施例では、第２信号受信部１００５は、Ｓ個の時間周波数リソースにおいて第２基準信号を受信する。ここで、１≦Ｓ≦Ｎ×ＭＴＸＲＵ、Ｎは正整数であり、ＭＴＸＲＵは基地局における垂直方向の各列の同一の偏光方向におけるＭ個のアンテナ素子に接続された送受信ユニットの数である。
【０１３３】
本実施例では、電力算出部１００６は、各リソースｕについて、複数の送信アンテナポートにおける各ポートの受信電力を算出する。
【０１３４】
本実施例では、フィードバック情報はビットマップで表され、ビットマップはＳ個の時間周波数リソースにそれぞれ対応するＳ個のビットを含んでもよい。
【０１３５】
本実施例では、電力比較部１００７は、各時間周波数リソースについて、受信電力が所定の閾値以上である場合、ビットマップの対応する情報を１に設定し、受信電力が所定の閾値未満である場合、ビットマップの対応する情報を０に設定する。
【０１３６】
本発明の実施例は、上記のビーム情報取得装置１０００が配置されたユーザ装置をさらに提供する。
【０１３７】
図１１は本発明の実施例のユーザ装置の構造を示す図である。図１１に示すように、ユーザ装置１１００は、中央処理装置１００及び記憶装置１４０を含んでもよく、記憶装置１４０は中央処理装置１０に接続される。なお、該図は単なる例示的なものであり、電気通信機能又は他の機能を実現するように、他の種類の構成を用いて、該構成を補充又は代替してもよい。
【０１３８】
１つの態様では、ビーム情報取得装置１０００の機能は中央処理装置１００に統合されてもよい。ここで、中央処理装置１００は、基地局によりＫ個のアンテナ素子で送信された第１基準信号を受信し、第１基準信号に基づいてチャネル推定を行い、チャネル推定の結果に基づいてビームインデックスを算出し、基地局にビームインデックスをフィードバックし、基地局により送信された、重み付けベクトルを用いて重み付けされた第２基準信号を受信し、第２基準信号に基づいて複数の送信アンテナポートの受信電力を算出し、受信電力と所定の閾値とを比較して複数の送信アンテナポートに関するフィードバック情報を取得し、基地局にフィードバック情報を送信するように構成されてもよい。
【０１３９】
もう１つの態様では、ビーム情報取得装置１０００は中央処理装置１００とそれぞれ構成されてもよく、例えばビーム情報取得装置１０００は中央処理装置１００に接続されたチップであり、中央処理装置１００の制御によりビーム情報取得装置１０００の機能を実現してもよい。
【０１４０】
図１１に示すように、ユーザ装置１１００は、通信モジュール１１０、入力部１２０、音声処理装置１３０、記憶装置１４０、カメラ１５０、ディスプレイ１６０、及び電源１７０をさらに含んでもよい。ここで、上記構成部の機能は従来技術と類似するため、ここでその説明が省略される。なお、ユーザ装置１１００は図１１に示す全てのユニットを含む必要がない。また、ユーザ装置１１００は、図１１に示されていないユニットをさらに含んでもよく、従来技術を参照してもよい。
【０１４１】
上記の実施例によれば、ユーザ装置は、基地局により比較的に少ないポートで送信された基準信号を受信して、ビームインデックスをフィードバックし、基地局により送信された重み付けベクトルを用いて重み付けされた基準信号を受信し、該基準信号に基づいて複数の送信アンテナポートに関する電力情報を生成して基地局にフィードバックする。これによって、基地局はビーム重み付け情報を比較的に正確に取得でき、大規模なＭＩＭＯシステムにより良く適用できる。
【０１４２】
＜実施例６＞
本発明の実施例は通信システムをさらに提供し、実施例１乃至５と同様な内容について説明が省略される。図１２は本発明の実施例の通信システムを示す図である。図１２に示すように、通信システム１２００は、基地局１２０１及びユーザ装置１２０２を含む。
【０１４３】
ここで、基地局１２０１は平面アンテナアレイを有し、平面アンテナアレイは複数のアンテナ素子を含み、複数のアンテナ素子は垂直方向に複数列が形成され、且つ水平方向に複数行が形成されている。
【０１４４】
基地局１２０１は、Ｋ個のアンテナ素子を用いてユーザ装置に第１基準信号を送信し、ユーザ装置によりフィードバックされたビームインデックスを受信し、ビームインデックスに基づいて長さがＫのベクトルを決定し、長さがＫのベクトルに基づいて長さがＬのベクトルを推定し、長さがＬのベクトルに基づいて複数の重み付けベクトルを決定し、複数の重み付けベクトルを用いて第２基準信号に対して重み付けを行い、重み付けされた第２基準信号をユーザ装置に送信し、ユーザ装置によりフィードバックされた複数の送信アンテナポートに関するフィードバック情報を受信し、フィードバック情報に基づいてビーム重み付け情報を取得する。
【０１４５】
ユーザ装置１２０２は、基地局によりＫ個のアンテナ素子で送信された第１基準信号を受信し、第１基準信号に基づいてチャネル推定を行い、チャネル推定の結果に基づいてビームインデックスを算出し、基地局にビームインデックスをフィードバックし、基地局により送信された、重み付けベクトルを用いて重み付けされた第２基準信号を受信し、第２基準信号に基づいて複数の送信アンテナポートの受信電力を算出し、受信電力と所定の閾値とを比較して複数の送信アンテナポートに関するフィードバック情報を決定し、基地局にフィードバック情報を送信する。
【０１４６】
本発明の実施例は、基地局においてプログラムを実行する際に、コンピュータに、上記実施例１に記載のビーム情報取得方法を該基地局において実行させる、コンピュータ読み取り可能なプログラムをさらに提供する。
【０１４７】
本発明の実施例は、コンピュータに、上記実施例１に記載のビーム情報取得方法を基地局において実行させるためのコンピュータ読み取り可能なプログラムを記憶する、記憶媒体をさらに提供する。
【０１４８】
本発明の実施例は、ユーザ装置においてプログラムを実行する際に、コンピュータに、上記実施例２に記載のビーム情報取得方法を該ユーザ装置において実行させる、コンピュータ読み取り可能なプログラムをさらに提供する。
【０１４９】
本発明の実施例は、コンピュータに、上記実施例２に記載のビーム情報取得方法をユーザ装置において実行させるためのコンピュータ読み取り可能なプログラムを記憶する、記憶媒体をさらに提供する。
【０１５０】
本発明の以上の装置及び方法は、ハードウェアにより実現されてもよく、ハードウェアとソフトウェアを結合して実現されてもよい。本発明はコンピュータが読み取り可能なプログラムに関し、該プログラムはロジック部により実行される時に、該ロジック部に上述した装置又は構成要件を実現させる、或いは該ロジック部に上述した各種の方法又はステップを実現させることができる。本発明は上記のプログラムを記憶するための記憶媒体、例えばハードディスク、磁気ディスク、光ディスク、ＤＶＤ、フラッシュメモリ等に関する。
【０１５１】
一つ以上の機能ブロックおよび/または添付の図面内の機能ブロックの一つ以上の組合せは、汎用プロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールド・プログラマブル・ゲートとして実現されてもよいアレイ（ＦＰＧＡ）または他のプログラマブル論理デバイス、ディスクリートゲートまたはトランジスタ論理装置、ディスクリートハードウェアコンポーネント、またはそれらの任意の適切な組み合わせが挙げられる。これらはまた、例えば、ＤＳＰとマイクロプロセッサの組み合わせとして、コンピューティング機器の組み合わせとして通信ＤＳＰと組み合わせて、または任意の他のそのような構成における1つまたは複数のマイクロプロセッサ、複数のプロセッサを実現することができる。
【０１５２】
以上、具体的な実施形態を参照しながら本発明を説明しているが、上記の説明は、例示的なものに過ぎず、本発明の保護の範囲を限定するものではない。本発明の趣旨及び原理を離脱しない限り、本発明に対して各種の変形及び修正を行ってもよく、これらの変形及び修正も本発明の範囲に属する。
【図１】
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【図２】
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【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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【国際調査報告】
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