(57)【要約】本発明は、無線セルにアンテナビームを割り当てるように構成されるアンテナ装置（３００）に関する。アンテナ装置（３００）は、アンテナアレイの一連のアンテナポートに結合可能な一連の無線送受信機（３０３）であって、各無線送受信機（３０３）は、各無線送受信機がそれぞれのアンテナポートに結合される場合、アンテナアレイ（３０１）のそれぞれのアンテナポート（３０２）を作動させるように構成される、一連の無線送受信機、を備え、一連の無線送受信機（３０３）はアンテナポートを作動させて少なくとも２つのアンテナビームを生成するように構成され、各無線送受信機は各アンテナビームの生成に寄与する。
2016528798.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンテナ装置であって、無線セルにアンテナビームを割り当てるように構成され、
アンテナアレイの一連のアンテナポートに結合可能な一連の無線送受信機であって、各無線送受信機は、各無線送受信機がそれぞれのアンテナポートに結合される場合に、前記アンテナアレイの前記それぞれのアンテナポートを作動させるように構成される、一連の無線送受信機、
を備え、
前記一連の無線送受信機は、前記アンテナポートを作動させて少なくとも２つのアンテナビームを生成するように構成され、各無線送受信機は各アンテナビームの生成に寄与する、
アンテナ装置。
【請求項２】
以下のセル構成モード、すなわち、
垂直セル分割モードと、
水平セル分割モードと、
のうち１つに従って、無線セルに前記アンテナビームを割り当てるように構成される、
請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項３】
各無線送受信機に一連のユーザー信号の組合わせを提供するように構成される組合わせユニット、
を備える、請求項１または請求項２に記載のアンテナ装置。
【請求項４】
前記組合わせユニットは、それぞれの重み（Ｕｉ）を用いて各ユーザー信号を重み付けするように構成される一連の重み付けユニットを有する、
請求項３に記載のアンテナ装置。
【請求項５】
前記一連の重み付けユニットは、各ユーザー信号にユーザー個別振幅係数（Ｑｉ）を提供するように構成される、
請求項４に記載のアンテナ装置。
【請求項６】
前記組合わせユニットは、
重み付けされた前記ユーザー信号を合計し、合計ユーザー信号を提供するように構成される合計ユニットと、
前記合計ユーザー信号を前記無線送受信機の各々に分配するように構成される分配ユニットと、
を有する、請求項５に記載のアンテナ装置。
【請求項７】
前記合計ユーザー信号の電力は、全ての無線送受信機の総無線周波数出力電力に対応する、
請求項６に記載のアンテナ装置。
【請求項８】
前記分配ユニットは、前記合計ユーザー信号を前記無線送受信機に分配する前に、前記合計ユーザー信号にベクトル変調を適用するように構成される、
請求項６または請求項７に記載のアンテナ装置。
【請求項９】
前記ベクトル変調は、前記少なくとも２つのアンテナビームが割り当てられる無線セルに従うパラメータセットを含む、
請求項８に記載のアンテナ装置。
【請求項１０】
前記パラメータセットは、振幅および位相の乗算に対応する、
請求項９に記載のアンテナ装置。
【請求項１１】
全てのユーザー信号について前記ユーザー個別振幅係数の２乗の合計を、該合計が全ての無線送受信機の総無線周波数出力電力以下になるように提供するように構成され、前記合計は前記無線セルの１つに割り当てられる、
請求項５乃至１０のいずれか一項に記載のアンテナ装置。
【請求項１２】
全てのユーザー信号について前記ユーザー個別振幅係数の２乗の前記合計が前記総無線周波数出力電力よりも大きい場合、前記一連の無線送受信機の送信信号を制限するように構成される、
請求項１１に記載のアンテナ装置。
【請求項１３】
ビーム形成することのできるアクティブアンテナアレイと、
請求項１乃至１２のいずれか一項に記載のアンテナ装置であって、前記無線送受信機の各々が前記アンテナアレイのアンテナポートまたはアンテナポートの群に結合される、アンテナ装置と、
を備える無線ベーストランシーバ基地局。
【請求項１４】
一連の無線送受信機の無線周波数出力電力をアンテナビーム間で共有する方法であって、前記一連の無線送受信機はアンテナアレイの一連のアンテナポートに結合可能であり、各無線送受信機は、各無線送受信機がそれぞれのアンテナポートに結合される場合に、それぞれのアンテナポートを作動させるように構成され、
前記一連の無線送受信機が、前記アンテナポートを作動させて、少なくとも２つのアンテナビームを生成するステップであって、各無線送受信機は各アンテナビームの生成に寄与する、ステップ、
を有する方法。
【請求項１５】
一連の振幅加重（Ｕｉ）ユーザー信号を組み合わせて、組合わせユーザー信号を取得するステップと、
前記組合わせユーザー信号を前記一連の無線送受信機に分配するステップと、
を有し、
前記組合わせユーザー信号は、前記一連の無線送受信機に分配される前に、前記少なくとも２つのアンテナビームが割り当てられるセルに従うベクトルパラメータセットを含むベクトル変調を経る、
請求項１４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、アンテナ装置、およびアンテナアレイのアンテナポートを駆動する方法に関する。本開示は更に、ベーストランシーバ基地局（ＢＴＳ）、セルラーネットワークにおけるアンテナビーム形成の適用に関する。特に、本開示は、垂直または水平のセル分割の容量の最大化に関する。
【背景技術】
【０００２】
モバイルブロードバンドサービスが広く受け入れられ、大々的に利用されているので、利用可能なセルラーネットワーク無線リソースに甚大なプレッシャーがかかる。高額な競売スペクトルを効率よく利用しなければならない。垂直セル分割は、貴重な周波数スペクトルの再利用パターンを増大させる方法である。ＢＴＳは、１つのセルを内側と外側のセルに分割する。ＢＴＳは２つの垂直狭アンテナビームを用い、一方のビームが内側をカバーし、他方のビームが外側セルをカバーする。これにより、スペクトルが限定されたネットワークにおいて最大システム容量が増大する。アクティブアンテナアレイ（ＡＡＡ）を用いる場合、外側と内側のセルで利用可能な無線リソースの仮想分割がある。例えば、ＡＡＡの利用可能な総無線周波数（ＲＦ）、出力電力は、内側と外側のセルについて柔軟に分割することができる。ユーザーイクイップメント（ＵＥ）の数またはスループット需要は内側セルと外側セルとの間で変化しているので、ＢＴＳはこれに従って、ＡＡＡを介して割当てを調整することができる。
【０００３】
図１ａおよび図１ｂは、セル領域にサービス提供するＡＡＡを備えるＢＴＳ１０１のシナリオ１００ａ，１００ｂを示す。ネットワーク容量を増大させるために、このセル領域は内側セル１０２と外側セル１０４に分割される。内側セル１０２と外側セル１０４は、ＡＡＡによって形成される分離したビーム１１２，１１４によりサービス提供を受ける。内側セル１０２と外側セル１０４とのトラフィック共有はトラフィックとユーザー数によって変化しているので、ＡＡＡは、内側セル１０２と外側セル１０４の各々に割り当てられる自身の利用可能な無線リソースの分割を適応調整している。無線リソースは、例えばＢＴＳ  ＲＦ出力電力である。内側セル１０２と外側セル１０４とのリソース分割比は、ＢＴＳ１０１がトラフィックスループットと内側セル１０２と外側セル１０４の各々における送信電力需要との組合わせを測定することによって、制御される。図１ａおよびｂは、全てのＵＥ１０３，１０５，１０７が図１ａに従って外側セル１０４に存在するか、または図１ｂに従って内側セル１０２に存在するかの、ＢＴＳ配電の２つの極端な例を示す。セル分割は、利用されるＡＡＡによって、垂直（図１ａおよび図１ｂに示すような、内側と外側のセル）か水平（図２に示すような、左右のセル）のいずれかであってよい。
【０００４】
図２は、セル領域にサービス提供するＡＡＡを備えるＢＴＳ２０１の水平セル分割シナリオ２００を示す。ネットワーク容量を増大させるために、このセル領域は左側セル２０２と右側セル２０４に分割される。左側セル２０２と右側セル２０４は、ＡＡＡによって形成される分離したビーム２１２、２１４によりサービス提供を受ける。図２はＢＴＳ配電の例を示す。第１の部分のＵＥ２０３，２０５は左側セル２０２に位置し、第２の部分のユーザー２０７，２０９は右側セル２０４に位置する。
【０００５】
図１ａ、図１ｂおよび図２に示されるような両方のセル分割シナリオについて、垂直分割または水平セル分割の旧来の実施では、利用可能な無線リソースの固定割当てが実施される。例えば、チルトの異なる２つのパッシブアンテナが、２つの別々の無線送受信機を介してサービス提供を受ける。これら２つの送受信機のＲＦ出力は、内側セルと外側セルに関して固定である。
【０００６】
無線モジュールとアンテナが分離しているので、隣接セル（隣接する無線モジュールとアンテナ）がその未使用のリソースを「借りる」可能性はない。セルの負荷が低かったり負荷がなかったりしても、その未使用のリソースを別の配置された無線セルに与えることはできない。
【０００７】
一例として、併置された２つのパッシブアンテナと２つの無線送受信機とにより、２つのセルが形成される。最大セル容量を供給するために、両方の送受信機はそれぞれ２０ＷのＲＦ出力電力を供給するような寸法を有する。２つのセルの一方の負荷が過剰であり、利用可能なＲＦ電力によって制限される場合、この過剰負荷のセルは、併置された第２のセルからＲＦ出力電力を「借りる」ことができない。
【発明の概要】
【０００８】
本発明の目的は、アンテナアレイの作動改善の技術を提供することである。
【０００９】
この目的は、独立請求項の特徴によって達成される。更なる実施形式は、該独立請求項、明細書および図面から明らかである。
【００１０】
本発明は、内側セルと外側セルまたは左側セルと右側セルとの間で送受信機のＲＦ出力をプールすることにより、アンテナアレイの作動改善のための技術が達成可能であるという所見に基づく。
【００１１】
すなわち、アンテナのＲＦ電力がプールにおいて共有されてよく、その分配は、後述するような特定の公式に従って制御されてよい。このアプローチを用いると、アクティブアンテナはそのＲＦ出力電力リソースをセル間でプールすることができる。これにより、アンテナハードウェアの効率を向上させ、また、アクティブアンテナユニットの電力消費を低減することができる。
【００１２】
本発明を詳細に説明するために、以下の用語、略称および標記が用いられる。
【００１３】
ＢＴＳ：ベーストランシーバ基地局
ＡＡＡ：アクティブアンテナアレイ
ＶＣＳ：垂直セル分割
ＨＣＳ：水平セル分割
ＴＲＸ：無線送受信機
【００１４】
第１の態様によれば、本発明は、無線セルにアンテナビームを割り当てるように構成されるアンテナ装置に関する。アンテナ装置は、アンテナアレイの一連のアンテナポートに結合可能である一連の無線送受信機であって、各無線送受信機は、各無線送受信機がそれぞれのアンテナポートに結合される場合に、アンテナアレイのそれぞれのアンテナポートを作動させるように構成される、一連の無線送受信機を備える。一連の無線送受信機は、アンテナポートを作動させて少なくとも２つのアンテナビームを生成するように構成される。各無線送受信機は、各アンテナビームの生成に寄与する。
【００１５】
一連の無線送受信機がアンテナポートを作動させて少なくとも２つのアンテナビームを生成する場合であって、各無線送受信機が各アンテナビームの生成に寄与するとき、送受信機のＲＦ出力は、アンテナビーム作動改善の柔軟な構造を実施する無線セル間でプールされてよい。
【００１６】
第１の態様に係るアンテナ装置の第１の実施形式では、アンテナ装置は、以下のセル構成モード、すなわち垂直セル分割モードと水平セル分割モードとのうち１つに従って、無線セルにアンテナビームを割り当てるように構成される。
【００１７】
よって、プールされたアーキテクチャは、両方の分割モードすなわちＶＣＳとＨＣＳに適用することができる。よって、本装置は異なる環境に柔軟に適用することができる。
【００１８】
第１の態様それ自体に係る、または第１の態様の第１の実施形式に係るアンテナ装置の第２の実施形式では、アンテナ装置は、各無線送受信機に一連のユーザー信号の組合わせを提供するように構成される組合わせユニットを備える。
【００１９】
組合わせユニットは、送受信機に対するユーザー信号の柔軟な割当てを可能にすることができる。
【００２０】
第１の態様の第２の実施形式に係るアンテナ装置の第３の実施形式では、組合わせユニットは、それぞれの重みを用いて各ユーザー信号を重み付けするように構成される一連の重み付けユニットを有する。
【００２１】
それぞれの重みを用いて各ユーザー信号を重み付けするとき、本装置は、それぞれの無線セルに対して、または複数の無線セルに対して、ユーザー信号をマップしてよい。
【００２２】
第１の態様の第３の実施形式に係るアンテナ装置の第４の実施形式では、一連の重み付けユニットは、各ユーザー信号にユーザー個別振幅係数を提供するように構成される。
【００２３】
各ユーザー信号にユーザー個別振幅係数を適用することにより、各ユーザーを別々に扱うことができる。
【００２４】
第１の態様の第４の実施形式に係るアンテナ装置の第５の実施形式では、組合わせユニットは、重み付けされたユーザー信号を合計し、合計ユーザー信号を提供するように構成される合計ユニットと、合計ユーザー信号を無線送受信機の各々に分配するように構成される分配ユニットと、を有する。
【００２５】
ユーザーを無線セルに柔軟に割り当てるために、合計ユニットは全てのユーザー信号を組み合わせることができ、分配ユニットはユーザー信号を送受信機に分配することができる。
【００２６】
第１の態様の第５の実施形式に係るアンテナ装置の第６の実施形式では、合計ユーザー信号の電力は、全ての無線送受信機の総無線周波数出力電力に対応する。
【００２７】
合計ユーザー信号が総無線周波数出力電力に対応する場合、アンテナアレイの電力を最適に利用することができる。
【００２８】
第１の態様の第５または第６の実施形式に係るアンテナ装置の第７の実施形式では、分配ユニットは、合計ユーザー信号を無線送受信機に分配する前に、合計ユーザー信号にベクトル変調を適用するように構成される。
【００２９】
ベクトル変調は、例えば乗算により、効率的に実現することができる。
【００３０】
第１の態様の第７の実施形式に係るアンテナ装置の第８の実施形式では、ベクトル変調は、少なくとも２つのアンテナビームが割り当てられる無線セルに従うパラメータセットを含む。
【００３１】
そのようなパラメータセットを用いることにより、特定の無線セルに柔軟にユーザー信号を割り当てることができる。
【００３２】
第１の態様の第８の実施形式に係るアンテナ装置の第９の実施形式では、パラメータセットは振幅および位相の乗算に対応する。
【００３３】
振幅および位相の乗算は、例えばルックアップテーブルにより、効率的に実施することができる。
【００３４】
第１の態様の第４〜第９の実施形式のいずれかに係るアンテナ装置の第１０の実施形式では、アンテナ装置は、全てのユーザー信号についてユーザー個別振幅係数の２乗の合計を、該合計が全ての無線送受信機の総無線周波数出力電力以下になるように提供するように構成される。該合計は無線セルの１つに割り当てられる。
【００３５】
該合計を該合計が全ての無線送受信機の総無線周波数出力電力以下になるように提供する場合、各無線セルに放射されるエネルギーを柔軟に制御することができる。
【００３６】
第１の態様の第１０の実施形式に係るアンテナ装置の第１１の実施形式では、アンテナ装置は、全てのユーザー信号についてユーザー個別振幅係数の２乗の合計が総無線周波数出力電力よりも大きい場合、一連の無線送受信機の送信信号を制限するように構成される。
【００３７】
送信信号を制限することにより、送受信機の非線形作動を回避することができる。
【００３８】
第２の態様によれば、本発明は無線ベーストランシーバ基地局に関する。本無線ベーストランシーバ基地局は、ビーム形成することのできるアクティブアンテナアレイと、第１の態様事態または第１の態様の上記の実施形式のいずれかに係るアンテナ装置と、を備える。無線送受信機の各々は、アンテナアレイのアンテナポートまたはアンテナポート群に結合される。
【００３９】
このように、本デバイスは、アクティブアンテナアレイを有する任意の無線ベーストランシーバ基地局において実施することができる。
【００４０】
第３の態様によれば、本発明は、アンテナビーム間で一連の無線送受信機の無線周波数出力電力を共有する方法に関する。一連の無線送受信機は、アンテナアレイの一連のアンテナポートに結合可能である。各無線送受信機は、各無線送受信機がそれぞれのアンテナポートに結合される場合に、それぞれのアンテナポートを作動させるように構成される。本方法は、一連の無線送受信機が、アンテナポートを作動させて少なくとも２つのアンテナビームを生成するステップ、を有する。各無線送受信機は、各アンテナビームの生成に寄与する。
【００４１】
一連の無線送受信機がアンテナポートを作動させて少なくとも２つのアンテナビームを生成する場合であって、各無線送受信機が各アンテナビームの生成に寄与するとき、送受信機のＲＦ出力は、アンテナビーム作動改善の柔軟な構造を実施する無線セル間でプールされてよい。
【００４２】
第３の態様に係る方法の第１の実施形式において、当該方法は、一連の振幅加重ユーザー信号を組み合わせて、組合わせユーザー信号を取得するステップと、組合わせユーザー信号を一連の無線送受信機に分配するステップと、を有する。組合わせユーザー信号は、一連の無線送受信機に分配される前に、少なくとも２つのアンテナビームが割り当てられるセルに従うベクトルパラメータセットを含むベクトル変調を経る。
【００４３】
組合わせにより、無線セルに対するユーザー信号の柔軟な割当てを可能にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
以下の図面に関して、本発明の更なる実施形態を説明する。
【図１ａ】セル領域にサービス提供するＡＡＡを備えるＢＴＳ１０１の垂直セル分割シナリオ１００ａ，１００ｂを示す図である。
【図１ｂ】セル領域にサービス提供するＡＡＡを備えるＢＴＳ１０１の垂直セル分割シナリオ１００ａ，１００ｂを示す図である。
【図２】セル領域にサービス提供するＡＡＡを備えるＢＴＳ２０１の水平セル分割シナリオ２００を示す図である。
【図３】本発明の実施形態に係る、アンテナアレイのアンテナポートを作動させるアンテナ装置３００のブロック図である。
【図４】本発明の実施形態に係る、アンテナアレイのアンテナポートを作動させる方法４００の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００４５】
図３は、本発明の実施形態に係る、アンテナアレイ３０１のアンテナポート３０２を作動させるアンテナ装置３００のブロック図を示す。アンテナ装置３００は、ＡＡＡアーキテクチャを実施する。
【００４６】
無線セルにアンテナビームを割り当てるように構成されるアンテナ装置３００は、アンテナアレイ３０１の一連のアンテナポート３０２に結合可能な一連の無線送受信機３０３を有する。各無線送受信機３０３は、各無線送受信機がそれぞれのアンテナポート３０２に結合される場合に、アンテナアレイ３０１のそれぞれのアンテナポート３０２を作動させるように構成される。一連の無線送受信機３０３は、アンテナポート３０２を作動させて、少なくとも２つのアンテナビームを生成するように構成される。各無線送受信機３０３は、各アンテナビームの生成に寄与する。
【００４７】
ＡＡＡ３０１は、一連の無線送受信機３０３によって作動されるアンテナ素子のアレイを有する。ＡＡＡ３０１は、２つの分離したアンテナビームを生成してよい。図１ａおよび図１ｂに関して上記したように、一方のビームはセルの外側部分をカバーしてよく、他方のビームはセルの内側部分をカバーしてよい。ＶＣＳは、利用可能なスペクトルによって制限される場合、最大達成可能ネットワーク容量を増大する。内側セルと外側セルのビームの両方は、ＴＲＸセット３０３によって形成される。送信に関して、各ＴＲＸ３０３は同様に内側と外側のビーム形成に寄与する。よって、それらの利用可能な出力電力が、内側と外側セルの全てのユーザーのために共有される。
【００４８】
内側と外側のセルにおいて利用可能な総ＲＦ出力電力をプールするので、固定の制限はない。代わりに、内側と外側のセルの出力電力の合計のみが制限されるので、内側または外側のセルにおけるＲＦ出力電力利用の部分間で柔軟な分割調整が可能になる。よって、ＲＦ電力需要が不均一に分配され、且つ／または内側セルと外側セルとの間で動的に変化している場合に、ＢＴＳは現状の需要に適応することができる。
【００４９】
適合は、ユーザー個別振幅係数Ｕｉ３０７を各ユーザーＩＱのベースバンドデータ３０８に適用することによって達成することができる。全てのユーザーデータ振幅の合計は、全てのＴＲＸ３０３の総ＲＦ出力電力に対応する。よって、１つのセルにおいて１つの一連のＴＲＸ３０３に割り当てられるＱｉ２（ＱｉはユーザーｉＩＱ信号３０８の振幅係数である）の合計は、以下の式、
【数１】
2016528798.tif 000003
に従って、それらのＲＦ出力電力の合計（総ＲＦ出力電力）に対応しなければならない。式中、ＱｉはユーザーｉＩＱ信号３０８の振幅係数であり、ｎはＶＣＳまたはＨＣＳによって分割された１つのセル内のユーザー数であり、Total_RF_output_powerは、全てのＴＲＸ３０３のＲＦ出力電力の合計である。割り当てられるＱｉ２の合計が総ＲＦ出力電力よりも大きい場合、送信信号はクリップされ、よって制限される。この合計の方が小さい場合、ＴＲＸ電力リソースの一部が未使用である。これは、データトラフィックの少ない状況で発生する。
【００５０】
ＢＴＳは、上述のように一連の無線送受信機（ＴＲＸ）３０３によって作動されるアンテナアレイを実現する。ＴＲＸ３０３は、ＩＱ信号３０８によって表されるユーザーデータ３１０を変調し送信する。ユーザーデータ３１０はデマルチプレクサ３０９を通過して、ユーザーＩＱ信号３０８が生成される。ユーザーＩＱ信号３０８は、組合わせマトリクス３０５を通過している。組合わせマトリクス３０５は、全てのユーザーのＩＱ信号３０８の合計信号３０４を内部で構築する。個々のユーザーＩＱ信号３０８にその個別のＱｉ振幅因子３０７を乗じることにより、個別に重み付けされたユーザーＩＱ信号３０６が提供される。それから、全ての個別に重み付けされたユーザーＩＱ信号３０６の合計信号３０４が、ＴＲＸ３０３の各々に分配される。この分配について、各ＴＲＸ３０３は、異なるベクトルパラメータセットを用いるベクトル変調（振幅および位相の乗算）を経た後のこの合計を受け取る。ＶＣＳシナリオでは、ＴＲＸ３０３ごとに、内側セルユーザーには１つのパラメータセットが通常利用され、外側セルユーザーには別のパラメータセットが利用される。ＨＣＳシナリオでは、内側／外側セルが左側／右側セルに置き換えられる。
【００５１】
全てのユーザーのＩＱ信号３０８の内部合計信号は、全てのＴＲＸ３０３の総ＲＦ出力電力に対応してよい。よって、この総ＲＦ出力電力は全てのユーザーによってプールされる。
【００５２】
よって、アンテナ装置３００は、プールされたＲＦ出力電力リソースと、このＲＦ出力電力プールの柔軟な共有とを形成することができる。プール構築は、図１〜３に示すようなＡＡＡアーキテクチャを実施することによって達成される。プールされたＲＦ出力電力は、ＡＡＡアーキテクチャがシングルカラムである場合にＶＣＳに用いることができ、または、ＡＡＡアーキテクチャがマルチカラムである場合にＨＣＳに用いることができる。プール共有は、その個別のＱｉ振幅因子３０７による個々のユーザーＩＱ信号３０８の振幅変調または振幅乗算により、合計信号を構築することによって達成することができる。
【００５３】
従来のセル分割の解決策では、２つの別個のＴＲＸが内側／外側または左／右に分割されたセルに用いられ、よって、それぞれ内側セルのユーザー間または外側セルユーザー間のみで、また、左／右側セルのユーザー間のみで個別のＱｉ振幅因子がプールされるが、ＡＡＡアーキテクチャを実現する図３に示されるアンテナ装置３００は、２つの個別のＴＲＸの解決策と比べて、Ｑｉプールについて２倍の電力範囲を提供することができる。また、セル内のユーザー分配に応じて、ユーザープールははるかに大きくなり得る。
【００５４】
ＡＡＡアーキテクチャのＴＲＸ出力電力の最適利用を達成するために、１つのセルにおいて１つの一連のＴＲＸに割り当てられるＱｉ２の合計は、以下の式、
【数２】
2016528798.tif 000004
に従って、それらのＲＦ出力電力の合計（総ＲＦ出力電力）に対応しなくてはならない。式中、ＱｉはユーザーｉＩＱ信号の振幅係数であり、ｎはＶＣＳまたはＨＣＳによって分割された１つのセル内のユーザー数であり、Total_RF_output_powerは全てのＴＲＸのＲＦ出力電力の合計である。例えば、ＲＦ出力電力が１０Ｗである一連の４つのＴＲＸは、４０ＷのTotal_RF_output_powerを提供する。
【００５５】
割り当てられたＱｉ２の合計が総ＲＦ出力電力よりも大きい場合、アンテナポート３０２における送信信号はクリップされ、よって制限され得る。この合計の方が小さい場合、ＴＲＸ電力リソースの一部が未使用であってよく、これはデータトラフィックの少ない状況で発生してよい。
【００５６】
アンテナ装置３００は、以下のセル構成モード、すなわち垂直セル分割モードと水平セル分割モードとのうち１つに従って、無線セルにアンテナビームを割り当てるように構成されてよい。アンテナ装置３００は、各無線送受信機３０３に一連のユーザー信号３０８の組合わせを提供するように構成される組合わせユニット３０５を有してよい。組合わせユニット３０５は、それぞれの重みＵｉを用いて各ユーザー信号３０８を重み付けするように構成される一連の重み付けユニット３０７を有してよい。一連の重み付けユニット３０７は、各ユーザー信号３０８にユーザー個別振幅係数Ｑｉを提供するように構成されてよい。組合わせユニット３０５は合計ユニットを有してよく、合計ユニットは、重み付けされたユーザー信号を合計し、合計ユーザー信号を提供するように構成されてよい。組合わせユニット３０５は分配ユニットを有してよく、分配ユニットは、合計ユーザー信号を無線送受信機３０３の各々に分配するように構成されてよい。合計ユーザー信号の電力は、全ての無線送受信機303の総無線周波数出力電力に対応してよい。分配ユニットは、合計ユーザー信号を無線送受信機３０３に分配する前に、合計ユーザー信号にベクトル変調を適用するように構成されてよい。ベクトル変調は、少なくとも２つのアンテナビームが割り当てられる無線セルに従うパラメータセットを含んでよい。パラメータセットは、振幅および位相の乗算に対応してよい。本装置３００は、該合計が全ての無線送受信機３０３の総無線周波数出力電力以下になるように、全てのユーザー信号についてユーザー個別振幅係数の２乗の合計を提供してよく、該合計は無線セルの１つに割り当てられる。アンテナ装置３００は、全てのユーザー信号についてユーザー個別振幅係数の２乗の合計が総無線周波数出力電力よりも大きい場合、一連の無線送受信機３０３の送信信号を制限するように構成されてよい。
【００５７】
更に、実施形態に係る無線ベーストランシーバ基地局は、ビーム形成することのできるアクティブアンテナアレイ３０１と、上記のアンテナ装置と、を備える。無線送受信機３０３の各々は、アンテナアレイ３０１のアンテナポート３０２またはアンテナポート３０２の群に結合される。
【００５８】
図４は、実施形態に係る、アンテナアレイ４０３のアンテナポートＡＰ１，ＡＰ２，…，ＡＰｎを作動させる方法４００の概略図を示す。方法４００は、一連の無線送受信機（例えば、上述の図３に示される無線送受信機３０３）の無線周波数出力電力のアンテナビーム間での共有を適用する。一連の無線送受信機は、アンテナアレイ３０１の一連のアンテナポート３０２に結合可能である。各無線送受信機は、各無線送受信機がそれぞれのアンテナポートに結合される場合、それぞれのアンテナポートを作動させるように構成される。方法４００は、一連の無線送受信機が、アンテナポート３０２を作動させて少なくとも２つのアンテナビームを生成するステップ（４０１）であって、各無線送受信機３０３が各アンテナビームの生成に寄与する、ステップ、を有する。
【００５９】
実施形態によれば、方法４００は、一連の振幅加重Ｕｉユーザー信号３０８を組み合わせて、組合わせユーザー信号を取得するステップ、を有する。実施形態によれば、方法４００は、組合わせユーザー信号を一連の無線送受信機３０３に分配するステップ、を有する。実施形態によれば、組合わせユーザー信号は、一連の無線送受信機３０３に分配される前に、少なくとも２つのアンテナビームが割り当てられるセルに従うベクトルパラメータセットを含むベクトル変調を経る。
【００６０】
方法４００は、図３に関して上述したようなアンテナ装置３００において処理されてよい。方法４００は、図１ａおよび図１ｂに関して上述したように垂直セル分割を適用するＢＴＳにおいて処理されてよい。方法４００は、図２に関して上述したように水平セル分割を適用するＢＴＳにおいて処理されてよい。
【００６１】
本発明は、上述の図１の図示に従って、ＶＣＳモードで動作するＡＡＡを実現するＢＴＳを提供する。本発明は、上述の図２の図示に従って、ＨＣＳモードで動作するＡＡＡを実現するＢＴＳを提供する。本発明は、上述の図３に示すように、一連のアンテナに接続された一連のＴＲＸによりＡＡＡが実現され得るＢＴＳを提供する。各ＴＲＸは、１つのアンテナだけに接続することができ、或いは、パッシブネットワークを介して接続されるアンテナ群に接続することができる。本発明は、、全てのＴＲＸがこのＢＴＳセルによってサービス提供を受ける全てのユーザーのＩＱ信号の内部合計信号を用いることにより全てのＴＲＸのＲＦ出力電力プールを構築することができるＢＴＳを提供する。本発明は、上述の図３に示すようにＱｉ振幅因子により各ユーザーのＩＱ信号振幅を制御することができるＢＴＳを提供する。プールされたＴＲＸセットによって提供されるＲＦ出力電力の最大利用を達成するために、以下の式が用いられてよい。
【数３】
2016528798.tif 000005
【００６２】
上記から、当業者であれば、様々な方法、システム、記録媒体上のコンピュータープログラム等が提供されることは明らかであろう。
【００６３】
また、本開示は、実行されると少なくとも１つのコンピューターに本明細書に記載の実行ステップおよび計算ステップを実行させるコンピューター実行コードまたはコンピューター実行可能命令を含むコンピュータープログラムをサポートすることができる。
【００６４】
本願に記載される方法およびデバイスは、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）、マイクロコントローラその他のサイドプロセッサ内のソフトウェアとして実現されてよく、或いは、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）内のハードウェア回路として実現されてよい。
【００６５】
本発明は、デジタル電子回路構成において実施することができる、或いは、コンピューターハードウェア、ファームウェア、ソフトウェアまたはそれらの組合わせにおいて実施することができ、例えば従来のモバイルデバイスの利用可能なハードウェアや、本明細書に記載の方法を処理するための専用の新しいハードウェアにおいて実施することができる。
【００６６】
当業者であれば、上記の教示を考慮して多くの代替、変更および変形が明らかになるであろう。言うまでもなく、当業者であれば容易に認識できるように、本明細書に記載の本発明の適用以上に多数の適用がある。１以上の特定の実施形態に関して本発明を説明したが、当業者であれば認識できるように、本発明の範囲から逸脱することなく多くの変更が可能である。したがって、添付の特許請求の範囲とそれらの均等物の範囲において、本発明は本明細書の記載とは異なる方法で実施されてよいものと理解される。
【図１ａ】
2016528798.tif 000006
【図１ｂ】
2016528798.tif 000007
【図２】
2016528798.tif 000008
【図３】
2016528798.tif 000009
【図４】
2016528798.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成28年1月18日(2016.1.18)
【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】
アンテナ装置であって、無線セルにアンテナビームを割り当てるように構成され、
アンテナアレイの一連のアンテナポートに結合可能な一連の無線送受信機であって、各無線送受信機は、各無線送受信機がそれぞれのアンテナポートに結合される場合に、前記アンテナアレイの前記それぞれのアンテナポートを作動させるように構成される、一連の無線送受信機、
を備え、
前記一連の無線送受信機は、前記アンテナポートを作動させて少なくとも２つのアンテナビームを生成するように構成され、各無線送受信機は各アンテナビームの生成に寄与する、
アンテナ装置。
【請求項２】
以下のセル構成モード、すなわち、
垂直セル分割モードと、
水平セル分割モードと、
のうち１つに従って、無線セルに前記アンテナビームを割り当てるように構成される、
請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項３】
各無線送受信機に一連のユーザー信号の組合わせを提供するように構成される組合わせユニット、
を更に備える、請求項１または請求項２に記載のアンテナ装置。
【請求項４】
前記組合わせユニットは、それぞれの重み（Ｕｉ）を用いて各ユーザー信号を重み付けするように構成される一連の重み付けユニットを有する、
請求項３に記載のアンテナ装置。
【請求項５】
前記一連の重み付けユニットは、各ユーザー信号にユーザー個別振幅係数（Ｑｉ）を提供するように構成される、
請求項４に記載のアンテナ装置。
【請求項６】
前記組合わせユニットは、
重み付けされた前記ユーザー信号を合計し、合計ユーザー信号を提供するように構成される合計ユニットと、
前記合計ユーザー信号を前記無線送受信機の各々に分配するように構成される分配ユニットと、
を有する、請求項５に記載のアンテナ装置。
【請求項７】
前記合計ユーザー信号の電力は、全ての無線送受信機の総無線周波数出力電力に対応する、
請求項６に記載のアンテナ装置。
【請求項８】
前記分配ユニットは、前記合計ユーザー信号を前記無線送受信機に分配する前に、前記合計ユーザー信号にベクトル変調を適用するように構成される、
請求項６または請求項７に記載のアンテナ装置。
【請求項９】
前記ベクトル変調は、前記少なくとも２つのアンテナビームが割り当てられる無線セルに従うパラメータセットを含む、
請求項８に記載のアンテナ装置。
【請求項１０】
前記パラメータセットは、振幅および位相の乗算に対応する、
請求項９に記載のアンテナ装置。
【請求項１１】
全てのユーザー信号について前記ユーザー個別振幅係数の２乗の合計を、該合計が全ての無線送受信機の総無線周波数出力電力以下になるように提供するように構成され、前記合計は前記無線セルの１つに割り当てられる、
請求項５乃至１０のいずれか一項に記載のアンテナ装置。
【請求項１２】
全てのユーザー信号について前記ユーザー個別振幅係数の２乗の前記合計が前記総無線周波数出力電力よりも大きい場合、前記一連の無線送受信機の送信信号を制限するように構成される、
請求項１１に記載のアンテナ装置。
【請求項１３】
ビーム形成することのできるアクティブアンテナアレイと、
請求項１乃至１２のいずれか一項に記載のアンテナ装置であって、前記無線送受信機の各々が前記アンテナアレイのアンテナポートまたはアンテナポートの群に結合される、アンテナ装置と、
を備える無線ベーストランシーバ基地局。
【請求項１４】
一連の無線送受信機の無線周波数出力電力をアンテナビーム間で共有する方法であって、前記一連の無線送受信機はアンテナアレイの一連のアンテナポートに結合可能であり、各無線送受信機は、各無線送受信機がそれぞれのアンテナポートに結合される場合に、それぞれのアンテナポートを作動させるように構成され、
前記一連の無線送受信機が、前記アンテナポートを作動させて、少なくとも２つのアンテナビームを生成するステップであって、各無線送受信機は各アンテナビームの生成に寄与する、ステップ、
を有する方法。
【請求項１５】
一連の振幅加重（Ｕｉ）ユーザー信号を組み合わせて、組合わせユーザー信号を取得するステップと、
前記組合わせユーザー信号を前記一連の無線送受信機に分配するステップと、
を更に有し、
前記組合わせユーザー信号は、前記一連の無線送受信機に分配される前に、前記少なくとも２つのアンテナビームが割り当てられるセルに従うベクトルパラメータセットを含むベクトル変調を経る、
請求項１４に記載の方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００３】
図１ａおよび図１ｂは、セル領域にサービス提供するＡＡＡを備えるＢＴＳ１０１のシナリオ１００ａ，１００ｂを示す。ネットワーク容量を増大させるために、このセル領域は内側セル１０２と外側セル１０４に分割される。内側セル１０２と外側セル１０４は、ＡＡＡによって形成される分離したビーム１１２，１１４によりサービス提供を受ける。内側セル１０２と外側セル１０４とのトラフィック共有はトラフィックとユーザー数によって変化しているので、ＡＡＡは、内側セル１０２と外側セル１０４の各々に割り当てられる自身の利用可能な無線リソースの分割を適応調整している。無線リソースは、例えばＢＴＳ  ＲＦ出力電力である。内側セル１０２と外側セル１０４とのリソース分割比は、ＢＴＳ１０１がトラフィックスループットと内側セル１０２と外側セル１０４の各々における送信電力需要との組合わせを測定することによって、制御される。図１ａおよび図１ｂは、全てのＵＥ１０３，１０５，１０７が図１ａに従って外側セル１０４に存在するか、または図１ｂに従って内側セル１０２に存在するかの、ＢＴＳ配電の２つの極端な例を示す。セル分割は、利用されるＡＡＡによって、垂直（図１ａおよび図１ｂに示すような、内側と外側のセル）か水平（図２に示すような、左右のセル）のいずれかであってよい。
【手続補正書】
【提出日】平成28年5月19日(2016.5.19)
【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】
アンテナ装置であって、無線セルにアンテナビームを割り当てるように構成され、
アンテナアレイの一連のアンテナポートに結合可能な一連の無線送受信機であって、各無線送受信機は、各無線送受信機がそれぞれのアンテナポートに結合される場合に、前記アンテナアレイの前記それぞれのアンテナポートを作動させるように構成される、一連の無線送受信機、
を備え、
前記一連の無線送受信機は、前記アンテナポートを作動させて少なくとも２つのアンテナビームを生成するように構成され、各無線送受信機は各アンテナビームの生成に寄与する、
アンテナ装置。
【請求項２】
以下のセル構成モード、すなわち、
垂直セル分割モードと、
水平セル分割モードと、
のうち１つに従って、無線セルに前記アンテナビームを割り当てるように構成される、
請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項３】
各無線送受信機に一連のユーザー信号の組合わせを提供するように構成される組合わせユニット、
を更に備える、請求項１または請求項２に記載のアンテナ装置。
【請求項４】
前記組合わせユニットは、それぞれの重み（Ｕｉ）を用いて各ユーザー信号を重み付けするように構成される一連の重み付けユニットを有する、
請求項３に記載のアンテナ装置。
【請求項５】
前記一連の重み付けユニットは、各ユーザー信号にユーザー個別振幅係数（Ｑｉ）を提供するように構成される、
請求項４に記載のアンテナ装置。
【請求項６】
前記組合わせユニットは、
重み付けされた前記ユーザー信号を合計し、合計ユーザー信号を提供するように構成される合計ユニットと、
前記合計ユーザー信号を前記無線送受信機の各々に分配するように構成される分配ユニットと、
を有する、請求項４または５に記載のアンテナ装置。
【請求項７】
前記合計ユーザー信号の電力は、全ての無線送受信機の総無線周波数出力電力に対応する、
請求項６に記載のアンテナ装置。
【請求項８】
前記分配ユニットは、前記合計ユーザー信号を前記無線送受信機に分配する前に、前記合計ユーザー信号にベクトル変調を適用するように構成される、
請求項６または請求項７に記載のアンテナ装置。
【請求項９】
前記ベクトル変調は、前記少なくとも２つのアンテナビームが割り当てられる無線セルに従うパラメータセットを含む、
請求項８に記載のアンテナ装置。
【請求項１０】
前記パラメータセットは、振幅および位相の乗算に対応する、
請求項９に記載のアンテナ装置。
【請求項１１】
当該アンテナ装置は、全てのユーザー信号について前記ユーザー個別振幅係数の２乗の合計を、該合計が全ての無線送受信機の総無線周波数出力電力以下になるように提供するように構成され、前記合計は前記無線セルの１つに割り当てられる、
請求項５乃至１０のいずれか一項に記載のアンテナ装置。
【請求項１２】
当該アンテナ装置は、全てのユーザー信号について前記ユーザー個別振幅係数の２乗の前記合計が前記総無線周波数出力電力よりも大きい場合、前記一連の無線送受信機の送信信号を制限するように構成される、
請求項１１に記載のアンテナ装置。
【請求項１３】
ビーム形成することのできるアクティブアンテナアレイと、
請求項１乃至１２のいずれか一項に記載のアンテナ装置であって、前記無線送受信機の各々が前記アンテナアレイのアンテナポートまたはアンテナポートの群に結合される、アンテナ装置と、
を備える無線ベーストランシーバ基地局。
【請求項１４】
一連の無線送受信機の無線周波数出力電力をアンテナビーム間で共有する方法であって、前記一連の無線送受信機はアンテナアレイの一連のアンテナポートに結合可能であり、各無線送受信機は、各無線送受信機がそれぞれのアンテナポートに結合される場合に、それぞれのアンテナポートを作動させるように構成され、
前記一連の無線送受信機が、前記アンテナポートを作動させて、少なくとも２つのアンテナビームを生成するステップであって、各無線送受信機は各アンテナビームの生成に寄与する、ステップ、
を有する方法。
【請求項１５】
一連の振幅加重（Ｕｉ）ユーザー信号を組み合わせて、組合わせユーザー信号を取得するステップと、
前記組合わせユーザー信号を前記一連の無線送受信機に分配するステップと、
を更に有し、
前記組合わせユーザー信号は、前記一連の無線送受信機に分配される前に、前記少なくとも２つのアンテナビームが割り当てられるセルに従うベクトルパラメータセットを含むベクトル変調を経る、
請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
以下のセル構成モード、すなわち、
垂直セル分割モードと、
水平セル分割モードと、
のうち１つに従って、無線セルに前記アンテナビームを割り当てるステップ、
を更に有する、請求項１４または１５に記載の方法。
【請求項１７】
各無線送受信機に一連のユーザー信号の組合わせを提供するステップ、
を更に有する、請求項１４乃至１６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１８】
それぞれの重み（Ｕｉ）を用いて各ユーザー信号を重み付けするステップ、
を更に有する、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
各ユーザー信号にユーザー個別振幅係数（Ｑｉ）を提供するステップ、
を更に有する、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
重み付けされた前記ユーザー信号を合計し、合計ユーザー信号を提供するステップと、
前記合計ユーザー信号を前記無線送受信機の各々に分配するステップと、
を更に有する、請求項１８または１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記合計ユーザー信号の電力は、全ての無線送受信機の総無線周波数出力電力に対応する、
請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記合計ユーザー信号を前記無線送受信機に分配する前に、前記合計ユーザー信号にベクトル変調を適用するステップ、
を更に有する、請求項２０または２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記ベクトル変調は、前記少なくとも２つのアンテナビームが割り当てられる無線セルに従うパラメータセットを含む、
請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記パラメータセットは、振幅および位相の乗算に対応する、
請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
全てのユーザー信号について前記ユーザー個別振幅係数の２乗の合計を、該合計が全ての無線送受信機の総無線周波数出力電力以下になるように提供するステップであって、前記合計は前記無線セルの１つに割り当てられる、ステップ、
を更に有する、請求項１９乃至２４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２６】
全てのユーザー信号について前記ユーザー個別振幅係数の２乗の前記合計が前記総無線周波数出力電力よりも大きい場合、前記一連の無線送受信機の送信信号を制限するステップ、
を更に有する、請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
請求項１４乃至２６のいずれか一項に記載の方法のステップをコンピューターに実行させるプログラム。
【国際調査報告】
2016528798.tif 000011
2016528798.tif 000012
2016528798.tif 000013