(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンテナ素子の配列を備える位相配列アンテナシステムを使用して複数の通信装置と通信する方法であって、
前記位相配列アンテナシステムにおいて複数のポート信号ストリームを受信する受信工程であって、前記複数のポート信号ストリームは、前記複数の通信装置のうち対応する異なる通信装置に対する複数のデータストリームがプリコーディングされたものである、受信工程と、
前記位相配列アンテナシステム内において、前記複数のポート信号ストリームを処理して、（１）前記複数のデータストリームに対して行ったプリコーディングを取り消し、（２）前記アンテナ素子の配列を介して複数の送信ビームを生成する処理工程であって、各送信ビームは、前記複数の通信装置のうち対応する異なる通信装置に向かい、前記複数のデータストリームのうち前記通信装置に対するデータストリームのみから派生する対応の送信信号を搬送する処理工程と、
を備える方法。
【請求項２】
プリコーディングは、前記複数のデータストリームに対してレイヤ−ポートプリコーディング行列を適用して、各ポート信号ストリームが前記複数のデータストリームの線形結合である前記複数のポート信号ストリームを生成する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記複数のポート信号ストリームの処理は、前記複数のポート信号ストリームに対してポート−ビームプリコーディング行列を適用し、前記ポート−ビームプリコーディング行列と前記レイヤ−ポートプリコーディング行列とは、両者を掛け合わせた場合に対角行列を生成する、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記対角行列は単位行列である、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記ポート−ビームプリコーディング行列は、デジタル領域内の複数のポート信号ストリームに対して適用される、請求項３に記載の方法。
【請求項６】
前記ポート−ビームプリコーディング行列は、アナログ領域内の前記複数のポート信号ストリームに対して適用される、請求項３に記載の方法。
【請求項７】
前記処理工程は、前記位相配列アンテナシステムに対してビームフォーミング重みを適用して前記複数の送信ビームを生成することを備える、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記処理工程は、前記複数のポート信号ストリームをデジタルからアナログへ変換して複数のアナログ信号ストリームを生成することと、アナログ領域においてビームフォーミング重みを前記位相配列アンテナシステムに対して適用して前記複数の送信ビームを生成することと、を備える、請求項２に記載の方法。
【請求項９】
前記ビームフォーミング重みは、前記複数のデータストリームに対して行われた前記プリコーディングを前記位相配列アンテナシステムに取り消させる、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記ビームフォーミング重みは、前記位相配列アンテナシステムに、前記複数のアナログ信号ストリームに対してポート−ビームプリコーディング行列を適用させ、前記ポート−ビームプリコーディング行列と前記レイヤ−ポートプリコーディング行列とは、両者を掛け合わせた場合に対角行列を生成する、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記ポート−ビームプリコーディング行列は、相互に直交するＮ個のプリコーディングベクトルで構成され、ここで、Ｎは、前記複数のデータストリーム内のデータストリームの数と同じ整数である、請求項３に記載の方法。
【請求項１２】
Ｎ個のプリコーディングベクトルは、ＭＵ−ＭＩＭＯコードブックから選択されたものである、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記レイヤ−ポートプリコーディング行列は非対角行列であり、前記ポート−ビームプリコーディング行列は非対角行列であり、前記レイヤ−ポートプリコーディング行列と前記ポート−ビームプリコーディング行列との積は対角行列である、請求項３に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連する出願の参照
本出願は２０１７年９月１５日に出願された米国仮出願６２／５５８９７１号に基づく優先権を主張しており、その出願の全内容は本明細書中に参照として組み入れられている。
【０００２】
ここに開示される実施形態は、無線通信システムに関するもので、特に、既存のコードブックに基づくフィードバック設計を使用したアクティブアンテナシステム（ＡＡＳ）における複数のユーザ端末（ＵＥ）に対するデータストリームの空間多重化／マルチユーザ複数入出力（Ｍｕｌｔｉｕｓｅｒ−Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｉｎｐｕｔ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｏｕｔｐｕｔ：ＭＵ−ＭＩＭＯ）の可能化に関する。
【背景技術】
【０００３】
通信システムは、信号を基地局（ＢＳ）等の送信ポイントからユーザ端末（ＵＥ）に伝達するダウンリンクと信号をユーザ端末から基地局（ＢＳ）に伝達するアップリンクとを備える。
【０００４】
アクティブアンテナ配列、又は、アクティブアンテナシステム（ＡＡＳ）がセルラー無線通信において使用される場合、アクティブアンテナシステムは、複数のアンテナ素子で送受信信号の振幅と位相変化を調整することによって、ダウンリンクにおいては無線周波数（ＲＦ）エネルギーを整形したり集中させたりすることが可能であり、アップリングにおいては感度を受信することが可能である。セルラーシステムにおいては、ダウンリンクとはアクティブアンテナシステムの送信（ＴＸ）動作のことであり、アップリンクとは受信（ＲＸ）動作のことである。
【０００５】
ユーザ端末フィードバックのための既存のコードブック設計は、狭ビームを生成することができるアクティブアンテナシステムを使用した動作には適していない。さらに、このようなコードブックは、対応範囲がかなり限定されるポイント−ポイントＭＩＭＯ（シングルユーザＭＩＭＯ：ＳＵ−ＭＩＭＯとしても知られる）を念頭に、ＭＵ−ＭＩＭＯとして知られる複数のユーザ端末への同時送信の可能性を見込んで設計されている。ここに開示する概念の目的は、既存のコードブック設計を使用したアクティブアンテナシステムによって複数のユーザ端末へのＭＵ−ＭＩＭＯ送信を可能にすることにある。
【発明の概要】
【０００６】
本開示は、高度な通信システムにおいて使用する信号のプリコーディング／結合方法及び装置を提供する。ここに開示する様々な実施形態によって、広ビームパッシブアンテナシステムにおけるコードブックに基づくＭＵ−ＭＩＭＯの性能に関する問題は回避される。ここに開示する概念は、システムエンジニアが実施する際の簡便さに応じて、ベースバンド部（ＢＢＵ）又はアクティブアンテナシステム遠隔無線ヘッド（ＡＡＳ  ＲＲＨ）において柔軟に適用することができる。
【０００７】
第１の実施形態による方法は、基地局によって、アンテナ配列を介して複数の信号を複数のユーザ端末に同時に送信する工程を備える。また、前記方法は、複数の信号に対して信号送信前にプリコーディングを行う工程を備える。プリコーダは、適切な信号の線形結合を利用することによって設計されている。前記方法は、アンテナポートをビーム（ＴＸＲＵ）上にプリコードして、アクティブアンテナシステムによるコードブックに基づくＭＵ−ＭＩＭＯ作業を可能にする。アクティブアンテナシステム遠隔無線ヘッド（ＡＡＳ  ＲＲＨ）は、異なる空間方向を向いている互いに直交するビームをソフトウエアで再構成可能に生成することができる。この性能は、ここに記載する実施形態において使用される。十分に狭くて互いに直交する方向を向いたビームによって、既存の広く使用されているコードブックに基づく閉ループ送信方式（ＬＴＥの通信方式４、５等）を使用して、最小限の干渉で、各ビーム内に１ユーザとなるように複数のユーザを空間多重化することが可能である。このような「ポート−ビーム」プリコーディングの方法は、各ビーム内の各ユーザ端末が同じプリコーディング行列指標（ＰＭＩ）を絶えずベースバンド部にフィードバックすることを確実にする。また、この「ポート−ビーム」プリコーディングの方法は、ユーザ端末によって絶えずフィードバックされているプリコーディング行列指標、及び、各ビームに１つずつ設けられている異なるビームに沿った異なるユーザ端末に対する個別のデータレイヤに応じて、ベースバンド部によって選択された「レイヤ−ポート」プリコーダの効果を打ち消す、又は、取り消すものである。
【０００８】
第２の実施形態では、柔軟なポート−ビームプリコーディングの実施のための装置を提供する。アンテナポートからの変調記号の線形結合に関する行列演算は、送信ビーム係数を設定してそのような線形結合を反映することによって、遠隔無線ヘッドにおける別のデジタルモジュールとして実施され得る、又は、アナログ領域において同様に実施され得る。
【０００９】
本開示の第３の実施形態は、アンテナポート信号の任意の複合線形結合をアクティブアンテナ配列システムの所定の空間方向にマップする装置に関する。
【００１０】
一般的に、一様態において、本発明は、アンテナ素子の配列を備える位相配列アンテナシステムを使用する複数の通信装置（ユーザ端末）と通信する方法を特徴とする。前記方法は、複数のポート信号ストリームを受信する受信工程であって複数のデータストリームをプリコードすることによって前記複数のポート信号ストリームを取得し、前記複数のデータストリームの各データストリームは前記複数のユーザ端末のうち対応する異なるユーザ端末に対するものである受信工程、と、前記位相配列アンテナシステム内において、前記複数のポート信号ストリームを処理して、（１）前記複数のデータストリームに対して行ったプリコーディングを取り消し、（２）前記アンテナ素子の配列を介して複数の送信ビームを生成する処理工程であって、各送信ビームは、前記複数のユーザ端末のうち対応する異なるユーザ端末に向かい、複数のデータストリームのうち前記対応するユーザ端末に対する前記データストリームのみから派生する対応の送信信号を搬送する処理工程と、を備える方法である。
【００１１】
他の実施形態は、１以上の以下の特徴を有する。前記プリコーディングは、前記複数のデータストリームに対してレイヤ−ポートプリコーディング行列を適用して、各ポート信号ストリームが前記複数のデータストリームの線形結合である前記複数のポート信号ストリームを生成することを備える。前記複数のポート信号ストリームの処理は、前記複数のポート信号ストリームに対してポート−ビームプリコーディング行列を効果的に適用し、前記ポート−ビーム行列と前記レイヤ−ポート行列は、両者を掛け合わせた場合に、例えば、単位行列等の対角行列を生成する。前記ポート−ビームプリコーディング行列は、デジタル領域内の前記複数のポート信号ストリームに対して適用される。あるいは、アナログ領域内の前記複数のポート信号ストリームに対して、前記ポート−ビームプリコーディング行列を適用する。前記処理工程は、ビームフォーミング重みを前記位相配列アンテナシステムに適用して複数の送信ビームを生成することを備える。前記処理工程は、前記複数のポート信号ストリームをデジタルからアナログへ変換して複数のアナログ信号ストリームを生成することと、前記アナログ領域において、ビームフォーミング重みを前記位相配列アンテナシステムに対して適用して前記複数の送信ビームを生成することを備える。前記ビームフォーミング重みは、前記位相配列アンテナシステムに前記複数のデータストリームに対して行われた前記プリコーディングを取り消させる。前記ビームフォーミング重みは、前記位相配列アンテナシステムに、前記複数のアナログ信号ストリームに対してポート−ビームプリコーディング行列を効果的に適用させて、前記ポート−ビーム行列と前記レイヤ−ビーム行列とは、両者を掛け合わせた場合に、対角行列を生成する。前記ポート−ビームプリコーディング行列は、相互に直交するＮ個のプリコーディングベクトルで構成され、ここで、Ｎは、前記複数のデータストリーム内のデータストリームの数と同じ整数である。Ｎ個のプリコーディングベクトルは、ＭＵ−ＭＩＭＯコードブックから選択されたものである。前記レイヤ−ポートプリコーディング行列は非対角行列であり、前記ポート−ビームプリコーディング行列は非対角行列であり、前記レイヤ−ポートプリコーディング行列と前記ポート−ビームプリコーディング行列との積は対角行列である。
【００１２】
上記のアプローチは、ダウンリンクの送信とアップリンクの受信の両方に同様に適用される。以下のダウンリンクに関する記載は、単なる例示にすぎず、ダウンリンクの送信のみに限定されるものではない。
【００１３】
以下の詳細な説明を記載する前に、ここで使用する用語を定義することは有利となりうる。「ビーム」と「ＴＸＲＵ」は一対一で互いに対応し、各ＴＸＲＵモジュール、又は、ハードウエアチェーンは１つのビームを生成することに関与するため、「ビーム」と「ＴＸＲＵ」は同じ意味で使用する。「ポート−ビームマッパー」と「ポート−ＴＸＲＵマッパー」は同じ意味で使用し、「プリコーダ（プリコーディング）」と「マッパー（マッピング）」は同じ意味で使用する。「空間方向」は、（１ビーム内の）個々のサブビーム／ローブを意味し、各個々のサブビームはそれぞれ特定の物理的方向を向いている。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、２Ｔシステム用のランク１のプリコーダのコードブックを示す。
【図２】図２は、４Ｔシステム用のランク１のプリコーダのコードブックを示す。
【図３】図３は、遠隔無線ヘッド内に従来の無線チェーンを備えるパッシブアンテナシステム内のプリコーディングの様々な段階を示すブロック図である。
【図４】図４は、遠隔無線ヘッド内に分割無線チェーンを備えるアクティブアンテナシステム内のプリコーディングの様々な段階を示すブロック図である。
【図５】図５は、全区域をカバーする広ビームを生成するパッシブアンテナを備える従来の２Ｔシステムを示す図である。
【図６】図６は、Ｍ個のアンテナポートを備えるアクティブアンテナシステムを示す図であり、ここでは、Ｋ個のＴＸＲＵがＴＸＲＵ内の重み（位相及び振幅）を物理アンテナマッパーに設定することによってＫ本のビームを生成する。
【図７】図７は、異なるユーザ端末に対するデータ層の空間多重化を可能にする一実施形態を示す図であり、ここでは各ユーザ端末に対する個々のビーム内の１層のデータ層である。
【図８】図８は、２つの層を備える２Ｔシステムの実施形態を示す図である。
【図９】図９は、４つの層を備える４Ｔシステムの実施形態を示す図である。
【図１０】図１０は、空間方向（ＳＤ）におけるユーザ端末（ＵＥ）がベースバンドユニット（ＢＢＵ）のアンテナポート（ＡＰ）からの信号の所望の線形結合を受信するように送信ビーム係数が設計され適用されるアクティブアンテナシステム動作を示す図である。
【図１１】図１１は、アンテナ配列の１つのアンテナ素子に接続されたフロントエンドモジュールのブロック図である。
【図１２】図１２は、図１１に示すアップコンバージョンモジュール内のより関連のある構成要素を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に説明する図１〜図１０及び本開示の原理を説明するために使用する様々な実施形態は例示に過ぎず、本開示の範囲を限定するものではない。当業者は、適宜配置されたいかなる無線システムにおいても本開示の原理が実施されうることを理解するであろう。
【００１６】
無線システムのダウンリンクは、カバレッジ内に配置された複数のユーザ端末にデータを送信する基地局（ＢＳ）を備えている。基地局は、インテリジェンス・リソース・スケジューリング、複数のアンテナを使用する空間多重化、ストリーム間の干渉を排除するデータストリームのプリコーディング等の様々な技術によって、基地局のカバレッジ内におけるすべてのユーザ端末の性能の向上を図る。基地局は、図３及び図４に示すように、ベースバンド部（ＢＢＵ）１と遠隔無線ヘッド（ＲＲＨ）２又は３から成る。ベースバンド部は、デジタル処理動作に関与し、遠隔無線ヘッドは、その他の機能、つまり、信号を整形して、その後起こる電力増幅器（ＰＡ）内の非線形性を避ける動作や、サンプリングレートを変更して信号をデジタル−アナログ／アナログ−デジタル（ＤＡＣ／ＡＤＣ）コンバータユニットのレートに適合させる動作等に関与する。ベースバンド出力は、共通公衆無線インターフェース（ＣＰＲＩ）やオープン基地局アーキテクチャイニシアチブ（ＯＢＳＡＩ）プロトコルを使用して信号を送信する１つの光ファイバを介して複数の遠隔無線ヘッドに接続されている。
【００１７】
遠隔無線ヘッドは、ベースバンド出力を物理アンテナにマップする複数のモジュールを備える。特に、遠隔無線ヘッドは、デジタルサンプルをダウンリンクのアナログ波形に、アナログ波形をアップリング内のデジタルサンプルに変換する複数のＤＡＣ及びＡＤＣを有する。１つのストリームに対してデジタル−アナログ変換動作、アナログ―デジタル変換動作、及び、アップ−ダウン変換動作を行う無線周波数チェーンをまとめて「ストリーム用のトランシーバ部（ＴＸＲＵ又はＴＸＲＵモジュール）２−２」と称する。さらに、遠隔無線ヘッドは、また、（ａ）ピーク低減技術（ＣＦＲ）やデジタル・プリディストーション（ＤＰＤ）を使用してＰＡＰＲを低減し、電力増幅器の非線形性を回避する信号整形に関与する1以上の構成要素と、（ｂ）対象の中心周波数に調整した電力増幅器、デュプレクサ、ミキサ、アナログフィルタ等の他のＲＦ部品とを備える。この構成要素のグループをまとめて「フロントエンド（ＦＥ）２−３」と称する。また、遠隔無線ヘッドは、放射／ビームパターンを形成するための物理アンテナ２−４を有する。
【００１８】
図３はパッシブアンテナシステムの基地局内の様々な構成要素のブロック図を示す。複数のユーザ端末用ビットのデータは、シリアル−レイヤマッパー１−１によって暗号化され、変調され、並列化されて、レイヤ１−２と称するＩ−ＱシンボルのＫ個の並列ストリームを生成する。そして、レイヤ１−２は、レイヤ−ポートマッパー１−３によってプリコードされ、アンテナポート１−４に対するシンボルを生成する。尚、マルチユーザＭＩＭＯ（ＭＵ−ＭＩＭＯ）の場合、レイヤは対応する固有のユーザ端末用の信号に対応する。３ＧＰＰ標準において、「レイヤ」は、同一のユーザ端末又は複数のユーザ端末用に用いることができるデータストリームを意味する。しかし、複数のレイヤを１つのユーザ端末に送信することが可能な場合もあり、これはシングルユーザＭＩＭＯ（ＳＵ−ＭＩＭＯ）として知られている。
【００１９】
無線規格は、一般的に、ベースバンド部における、いわゆるアンテナポート（ＡＰ）１−４を定義し、これらのアンテナポートは、物理アンテナに対応にするものではなく、参照信号によって区別される論理エンティティである。チャンネル推定を支援するために、ベースバンド部は、すべてのユーザ端末に対する既知のパイロット信号である参照信号を各アンテナポート上で送信する。各アンテナポートは、セル固有参照信号（ＣＲＳ）に関連付けられている。複数のアンテナポートの場合、複数のアンテナポートの異なる信号間の干渉を避けるために、アンテナポートが参照信号を送る際に、他のアンテナポートは、対応する時間−周波数リソース内において無音状態を保つ。ユーザ端末は、対応する参照信号を使用して、アンテナポート毎に個別にチャンネルを推定する。さらに、セル固有参照信号は、すべてのダウンリンク信号をコヒーレントに復調するためにも使用される。そして、アンテナポートに対応するプリコード済のＩ−Ｑシンボルは、１セットの広ビームを起こす固定のあらかじめ定められた重みの集合を使用して、ポート−物理アンテナマッパー２−１によってＲ個の物理アンテナ２−４にマップされる。
【００２０】
図４は、アクティブアンテナシステムにおける基地局の構成要素のブロック図を示す。この場合においては、Ｍ個のアンテナポート１−４に対応する変調シンボルは、変調シンボルを複数の異なる方法で結合することができるポート−ＴＸＲＵマッパー３−１によって、Ｎ個のＴＸＲＵ２−２にマップされる。そして、ＴＸＲＵ−アンテナマッパー３−２を使用して、アナログ領域において、ＴＸＲＵ２−２からのＩ−Ｑサンプルは、Ｒ個の物理アンテナ２−４にマップされる。図３のパッシブアンテナシステムにおいては、ＴＸＲＵとフロントエンドとが１つのチェーンを形成すること、図４のアクティブアンテナシステムにおいては、ＴＸＲＵ−物理アンテナマッパー３−２よってＴＸＲＵとフロントエンドとが分割無線チェーンを形成することが分かる。２つの追加的なマッパー「ポート−ＴＸＲＵマッパー３−１」、「ＴＸＲＵ−物理アンテナマッパー３−２」からパッシブアンテナシステムに対するアクティブアンテナシステムの柔軟性が強化されていることが分かる。アンテナポート１−４に対応する変調シンボルは、１対１対応でトランシーバ部（ＴＸＲＵ）２−２に対して柔軟にマップされ、又は、線形的に結合され、ＴＸＲＵ部に供給されることができる。言い換えると、プリコーディングベクトルを使用して、各アンテナポートからの変調シンボルは、ＴＸＲＵ上で任意にプリコードすることができる。同様に、各ＴＸＲＵは、配列のすべてのアンテナ要素に対して（全接続方法と呼ばれる）、又は、アンテナ要素のサブセットのみに対して（サブアレイ区画方式として知られる）接続されうる。この接続方法の選択は、ＴＸＲＵ−物理アンテナマッパー３−２における重みの選択によって柔軟に保つことができる。ＴＸＲＵからの信号は、複素重み（位相変化及び振幅）と線形的に結合して、物理アンテナ２−４に供給することができ、これらの重みを調整することによって、ＴＸＲＵは、狭ビームを生成することができ、異なる空間方向において狭ビームをステアリングすることができる。振幅及び位相成分からなる複素重みは、動的に調整され、ソフトウエアにおいて再構成されることができる。
【００２１】
図６は、セルラー無線ネットワークにおける一般的なアクティブアンテナシステム（ＡＡＳ）のダウンリンク動作を示す図である。ベースバンド部１は、Ｍ個のアンテナポート（ＡＰ）１−４（ＡＰ０〜ＡＰＭ−１）のそれぞれに対してベースバンドでデジタル信号を生成する。一般的には、遠隔無線ヘッドは、アンテナポートでのデジタル信号をアナログ変換し、また、これらの信号を、アンテナ素子から放射されるようにベースバンドから無線周波数（ＦＲ）にアップコンバートする。遠隔無線ヘッド内で、Ｍ個のアンテナポート信号は、ポート−ＴＸＲＵマッピングネットワーク３−１を通して、Ｋ個のＴＸＲＵ２−２にマップされてＫ個のデジタル信号ストリームＴＸ０〜ＴＸＫ−１を形成してもよい。ＴＸＵ０〜ＴＸＵＫ−１のそれぞれは、対応するＴＸＲＵトランスレシーバによって処理されてＫ個のアナログ信号ストリームＴＸＵ０〜ＴＸＵＫ−１を生成する。単純な応用例においては、Ｋ＝Ｍ，ＴＸ０＝ＡＰ０，・・・，ＴＸＭ−１＝ＡＰＭ−１により、ＴＸ信号ストリームはアンテナポート信号と同じであってもよい。尚、遠隔無線ヘッドは、１以上の中間周波数（ＩＦ）を介してベースバンド信号を無線周波数に変換してもよく、ポート−ＴＸＲＵマッピング、及び、続いて説明する他の内部遠隔無線ヘッド動作は、ベースバンド、中間周波数、又は、無線周波数で行われてもよい。
【００２２】
Ｒ個のアンテナ素子を備えるアクティブアンテナシステムを一般的に実施する場合においては、ＴＸＲＵ−物理アンテナマッパー３−２において各ＴＸＵｎ信号はファンアウトされ、Ｒ個の複製を作成する。そこでは、ＴＸＵｎの複製ｒに対して複素ビーム係数Ｗｒ（ｎ）が適用される。ビーム係数の適用は、動作がベースバンド、中間周波数、及び、無線周波数のいずれで実行されるかに関わらず、結果として得られる無線信号が複素ビーム係数Ｗｒ（ｎ）の振幅成分でスケーリングされ（つまり、掛け合わせられ）、複素ビーム係数Ｗｒ（ｎ）の位相成分によって位相変更されるという効果を持つ。例えば、図６において、１セットのビーム係数３−４Ｗ１（０）〜ＷＲ（０）は信号ＴＸＵ０に適用され、1セットのビーム係数Ｗ１（Ｋ−１）〜ＷＲ（Ｋ−１）は信号ＴＸＵＫ−１に適用される。各アンテナ素子ｒに対して、Ｋ個のＴＸＵ信号は合計され、フロントエンド（ＦＥ）２−３内で（すでに無線周波数でない場合は）無線周波数にアップコンバートし、最終的に物理アンテナｒ２−４から放射される。
【００２３】
複数の物理アンテナ２−４は短い間隔で配置されており、一般的には、所望の無線周波数の離れた波長の一部である。物理アンテナにおける信号が適切に同期され、ビーム係数による適切な振幅及び位相制御がなされている場合、アクティブアンテナシステムは、望ましい空間方向において、無線周波数エネルギーを整形又は集中させることができる。このような異なる方向において集中させた無線周波数エネルギー形成を、一般的には、アクティブアンテナシステム内の送信ビーム、又は、単にビームと称する。図６では、複数のビーム３−１０のＢ０〜ＢＫ−１が複数のユーザ端末４のＵＥ０〜ＵＥＫ−１に対応するように示す。これらのビームが適切に生成されると、セルラー無線システムにおいて、ユーザ端末ＵＥ０がまずビームＢ０の信号を受信する。同様に、ユーザ端末ＵＥ１は、まずビームＢ１の信号を受信し、ユーザ端末ＵＥ２は、まずビームＢ２の信号を受信する。尚、図６においては、図示を簡単にするために、「ビーム」を１つの特定の「空間方向（ＳＤ）」に向かうように示しているが、「ビーム」の概念はより一般的なものであり、１本のビームが、それぞれ別の空間方向を向いている複数のサブビームを有することができる。実際に、多くの散乱体を備える物理環境においては、「ビーム」は、送信ビーム係数を散乱環境に関するいくつかのサイド情報に応じて設定することによって、（１つの特定の方向を向くことなく）一般的な方法で設計され、対応するユーザ端末に対する送信信号の強度を最大にすることができる。
【００２４】
ＭＵ−ＭＩＭＯとは、基地局が、伝搬チャンネルの空間的多様性を利用することによって、同じ時間−周波数リソース内で複数のストリームを複数のユーザに送信するマルチアンテナ伝送技術である。ＭＵ−ＭＩＭＯを十分に利用するためには、複数のユーザ端末用のデータストリームは、十分に分離されていることが必要であり、直交していることが理想的である。直交させるためには、レイヤ−ポートマッパー１−３を使用して、ベースバンド部は、複数のユーザ端末用のデータレイヤをプリコードし、アンテナポートにマップする。プリコーディング動作としては、ベースバンド部は、ユーザ端末からのチャンネル状態情報（ＣＳＩ）のフィードバックに依存し、各ユーザ端末に対してプリコーダを選び当該ユーザ端末用の変調シンボルをアンテナポートにマップする。一般的には、ベースバンド部は、すべてのユーザ端末からのチャンネル状態情報フィードバックを利用し、異なるユーザ端末用のデータストリームを、電波を通じて干渉なく送信するようにプリコーディング行列１−３を選択する。プリコーディング行列とは、１セットのプリコーディングベクトルのことであり、各入力信号ストリームに１つのベクトルが設けられる。プリコーディングベクトルは、常にそうであるわけではないが、互いに直交していてもよい。理想的には、（電磁電波環境に依存して）チャンネル行列と掛け合わせた場合のプリコーディング行列は対角行列を与える。これは、プリコーディングによって干渉が取り除かれ、効果的に個別のユーザ端末との通信の非干渉並列パイプが形成されることを物理的に意味する。言い換えると、ベースバンド部は、伝播チャンネルによる干渉効果を打ち消すプリコーディング行列の選択を目的とする。このようなプリコーディングの一例として、ゼロ・フォーシングがあげられる。この「レイヤ−アンテナポート」プリコーディングは、図４に示すように、遠隔無線ヘッドにおいて適用された「アンテナポート−ＴＸＲＵ」プリコーディングの前に、ベースバンド部において行われることに注目することが重要である。
【００２５】
ユーザ端末からのフィードバックのオーバーヘッドを削減するために、一般的に、無線システムには、コードブック内のプリコーディングベクトルの数が制限された量子化コードブックを使用する。まず、各ユーザ端末は、各アンテナポートに対応する参照信号上の測定結果からチャンネルベクトルを推定する。そして、プリコーディングベクトルのコードブック全体から、ユーザ端末は、（最小平均二乗誤差で）チャンネル推定と最も合致するベクトルを選択し、指標、つまり、プリコーディング行列指標（ＰＭＩ）としてフィードバックする。例えば、２Ｔシステムにおいて、ユーザ端末は、４つのランク１のベクトルを含む図１のあらかじめ決められたコードブックから最もよいプリコーダを示すプリコーディング行列指標をフィードバックする。同様に、４Ｔシステムにおいては、ユーザ端末は、あらかじめ決められた１セットの１６個のランク１のベクトルから、プリコーディング行列指標をフィードバックする（図２参照）。
【００２６】
ＭＵ−ＭＩＭＯ伝送には、ベースバンド部が使用することができる２つの種類のプリコーディングがある。１つ目は、コードブックに基づかないプリコーディング、２つ目はコードブックに基づくプリコーディングである。コードブックに基づかないプリコーディングでは、ベースバンド部は、ユーザ端末からのチャンネル状態情報フィードバックに基づいた自身の選択で、いかなるプリコーダでも柔軟に選択することができる。例えば、ベースバンド部は、ゼロ・フォーシング技術に戻すことによって、最適にユーザ端末間の干渉を取り除くことを選択することができる。一方、コードブックに基づいたプリコーディングでは、ベースバンド部は、無線標準に定められた量子化コードブックからプリコーダを選択してフィードバックのオーバーヘッドを制限しなければならない。コードブックに基づいたＭＵ−ＭＩＭＯ動作は、（ＬＴＥ  Ｒｅｌ．８等の）無線標準のレガシーリリースの一部として現在の無線基地局において広く開発されている。より柔軟なコードブックに基づかないＭＵ−ＭＩＭＯ動作は、無線標準の将来のリリースにおいて紹介されているだけであり、大多数の既存の実用システムにおいてはまだ開発されていない。
【００２７】
図３に示すように、パッシブアンテナシステムを備える従来のシステムにおいては、アンテナポート１−４に対応する変調シンボルは、ベースバンド部におけるレイヤ−ポートプリコーディング１−３を適用後に、全区域をカバーする広ビームを起こすポート−物理アンテナマッパー２−１を使用して、１対１対応で、物理アンテナ２−４にマップされる。図３に例示の実施形態では、二次元のアンテナ配列において、Ｋ層のレイヤ、Ｍ個のアンテナポート、及び、Ｒ個のアンテナ素子が存在する。Ｍは二次元のアンテナ配列内の列の数に等しい。二次元のアンテナ配列は１２行４列のアンテナ素子を含むことを想定すると、Ｒ＝４８、Ｍ＝４である。１つの列の素子からなる各物理アンテナ２−４は、配列の開口全体を使用することができず、方位分解能を持たないため、このアンテナ配列によって生成した広ビームは、固定の仰角で、方位計測において広いカバレッジにて照射される。広ビームは、所定の方法で照射され、そのため、望まれるようには、異なる方向に照射される狭ビームに再構成されることができない。その結果、個別のユーザ端末用のデータストリームは互いにかなり大きく干渉し合う。さらに、ユーザ端末のチャンネル状態情報フィードバックが量子化され、不正確になるため、ベースバンド部が干渉を除去することは難しくなる。その上、コードブックに基づくＭＵ−ＭＩＭＯ動作においては、ベースバンド部は、標準化されたコードブックの限定された分解能によってプリコーディングの選択においてかなり限定され、ユーザ端末間の干渉を除去する能力がさらに低下してしまう。プリコーディングの目的は、チャンネルの効果を無効にして、ストリーム間の干渉が最小の状態で、独立したデータレイヤをユーザ端末に送信することである。しかし、広ビームと限定されたコードブック分解能によっては、このような干渉を除去することは難しく、そのため、従来のパッシブアンテナシステムにおいてＭＵ−ＭＩＭＯの性能が低下してしまう。
【００２８】
従来のシステム
図５は、広ビームのみを生成することのできる２送信（２Ｔ）基地局を備える従来の無線システムのダウンリンクを示す図である。言い換えると、ベースバンド部は、２つの送信アンテナポートＡＰ０とＡＰ１とを有し、２つのレイヤ／データストリームを多重化することができる。ＭＵ−ＭＩＭＯ伝送モード（一般的に、例えば、ＬＴＥや８０２．１１  ａｃ等のセルラー及びＷｉＦｉシステムにおいて使用可能）のベースバンド部の動作によって、同じ時間−周波数リソース上で２つの並列データストリームが同時に２つのユーザ端末４（ＵＥ０、ＵＥ１）に送信される。ベースバンド部は、図１の４つのベクトルのあらかじめ決められた無線標準のコードブックＳ１からそれぞれに対して選択された２つのベクトルを有するＵＥ０のデータレイヤＬ０とＵＥ１のデータレイヤＬ１とをプリコードする。コードブックに基づくプリコーディングにおいては、所定のＵＥに対するプリコーディングベクトルが選択され、当該ＵＥによってフィードバックされたプリコーディング行列指標となる。これにより、ベースバンド部は、コードブックから得ることができる限られた数のプリコーディング行列指標ベクトルからプリコーダを選択するよう限定される。さらに、性能の面では、ベースバンド部がユーザ端末の奨励にしたがって、ユーザ端末のデータレイヤに対するプリコーダとしてプリコーディング行列指標を選択することがもっとも好ましい。
【００２９】
パッシブアンテナシステムを使用する従来の２Ｔシステムにおいて、アンテナポートＡＰ０とＡＰ１は、図５に示すように、２つの広ビームに１対１対応でマップされる。２つのユーザ端末ＵＥ０とＵＥ１は、直交する参照信号ＣＲＳ０（セル固有参照信号）とＣＲＳ１からチャンネルを測定し、図１のコードブックＳ１から選択されたそれぞれのランク１のプリコーディング行列指標を報告する。プリコーディング行列指標の選択は、アンテナポートＡＰ０とＡＰ１からの伝播チャンネルのユーザ端末による測定結果に依存する。ベースバンド部は、ユーザ端末ＵＥ０からプリコーディング行列指標のフィードバックＰ０を、ユーザ端末ＵＥ１からプリコーディング行列指標のフィードバックＰ１を受信し、同じベクトルＰ０を使用してレイヤ−ポートプリコーディングマッパーを形成して、ユーザ端末ＵＥ０のデータレイヤとユーザ端末ＵＥ１のデータレイヤをプリコードする。
【００３０】
しかし、コードブックＳ１の制限された分解能とビーム２−８の広域性のため、ベースバンド部によって使用されるコードブックに基づくプリコーディングは、ＭＵ−ＭＩＭＯの性能の低下を招くユーザ端末ＵＥ０とＵＥ１のデータレイヤ間の干渉を除去するには不十分である。
【００３１】
ポート−ビームプリコーダの概略
ここでは、例示的な実施形態の概要を説明し、その後で具体的な応用例を説明する。これは、基礎となる原理を単に例示するためのものにすぎず、本開示の範囲を限定するものではない。
【００３２】
図７は、Ｍ個のアンテナポートと、それぞれが１つの狭ビームを生成するＫ個の無線周波数（ＲＦ）チェーン（ＴＸＲＵ）を有する遠隔無線ヘッドを有するベースバンド部を備えるアクティブアンテナシステム（「Ｍ」Ｔシステムと称する）を示す図である。これにより、合計でＫ個のビームが存在する。各ビームのカバレッジ内には、当該ビーム上のデータが与えられる１つのユーザ端末が設けられる。したがって、各ビーム内で１つのユーザ端末を個別に空間多重化することによって、合計でＫ個のユーザ端末に対して、同じ時間−周波数リソース上で同時にデータが与えられる。ベースバンド部は、Ｍ個のアンテナポートＡＰ０、ＡＰ１、・・・、ＡＰＭ−１を有し、Ｋ個のデータレイヤを多重化することができる。一般的には、実用システムにおいては、ＭＵ−ＭＩＭＯのためにスケジュールされたユーザ端末Ｋの数は、アンテナポートＭの数以下、すなわち、
【数１】
0006977154.tif 000002
である。
【００３３】
ここでの目的は、ストリーム間の干渉を最小にした複数のビーム３−１０（つまり、Ｂ０、Ｂ１、・・・、ＢＫ−１）における複数のユーザ端末４（つまり、ＵＥ０、ＵＥ１、・・・、ＵＥＫ−１）を提供することである。これらのビームは、アクティブアンテナシステム遠隔無線ヘッドＡＡＳ＿ＲＲＨ（共偏波アンテナ素子又は交差偏波アンテナ素子のいずれか）によって、互いに直交するように生成される。したがって、アンテナポートＡＰ０〜ＡＰＭ−１が直接ビームＢ０〜ＢＫ−１にマップされる場合は、ユーザ端末ＵＥ０が報告すると思われる理想的なプリコーディング行列指標フィードバックは、ユーザ端末ＵＥ０が、アンテナポートＡＰ０上の参照信号を通じてビームＢ０上のみでエネルギーを測定し、ビームＢ０に直交する他のビーム上で送信された参照信号上のごくわずかなエネルギーを見ていることを示す
【数２】
0006977154.tif 000003
となる。しかし、無線標準においてはＳ１やＳ２等のコードブックの分解能に制限があるため、このプリコーディング行列指標は、コードブックにおいては使用できないことがあり、ユーザ端末は、（最小平均二乗誤差で）参照信号パイロットからの測定結果に最も近いプリコーディング行列指標を報告する。ベースバンド部がこの奨励にしたがってレイヤ−ポートプリコーディングモジュール１−３においてプリコーディング行列を選択する場合は、フィードバック報告が不正確なため、性能が低下する可能性がある。このように、一実施形態においては、ポート−ＴＸＲＵマッピングモジュール３−１が導入され、アンテナポート１−４からの変調した信号ストリームの線形結合が各ビーム上で送信され、モジュール１−３の効果が打ち消される。
【００３４】
図７において、遠隔無線ヘッド３は、ポート−ＴＸＲＵマッピング行列３−１を使用してすべてのビームｋ＝０〜Ｋ−１（３−１０）に対するビームＢｋ上のアンテナポートシンボルＡＰ０〜ＡＰＭ−１の線形結合
【数３】
0006977154.tif 000004
を送信する。ここで、Ｐｋ（ｉ）とは、Ｍ×１プリコーディングベクトルＰｋのｉ番目の要素、つまり、Ｐ１＝［Ｐｉ（０），Ｐｉ（１），・・・，Ｐｉ（Ｍ−１）］Ｔである。さらに、プリコーディングベクトルＰ０，Ｐ１，・・・，ＰＫ−１は、無線標準によって規定されたコードブックＳ１及びＳ２から選ばれ、互いに直交するように選択される。
【００３５】
ポート−ＴＸＲＵマッピング３−１は、遠隔無線ヘッド内で確実にデジタル実装され得る。このプリコーディングに関して、以下の重要な特徴に注目すべきである。
【００３６】
１．実用システムにおいては、ユーザ端末がタイミング／周波数オフセットを得て基地局に接続するために必要なＰＳＳ／ＳＳＳ（Ｐｒｉｍａｒｙ  ａｎｄ  Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ  Ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ  Ｓｉｇｎａｌｓ）がアンテナポートＡＰ０上のみで送信される。ポート−ＴＸＲＵマッパー３−１における線形結合動作によってアンテナポートＡＰ０がすべてのビーム３−１０  Ｂ０〜ＢＫ−１上で送られるため、すべてのユーザ端末ＵＥ０〜ＵＥＫ−１は信号を復号化することができ、基地局に接続することができる。
【００３７】
２．ポート−ビームプリコーディングであっても、アンテナポートＡＰ０〜ＡＰＭ−１に対応する参照信号ＣＲＳ０〜ＣＲＳＭ−１が直交したままとなるが、これは、上記に説明した通り、Ｍ個の参照信号ＣＲＳ０〜ＣＲＳＭ−１が別々のＯＦＤＭ時間−周波数リソース要素を占有するためである。時間−周波数リソース要素を考えると、参照信号ＣＲＳ０が当該要素上でアクティブであれば、他の参照信号はその要素上ではブランクである。したがって、アンテナポートの線形結合であっても、チャンネルパラメータ（ＰＭＩ）、ランク指標（ＲＩ）、及び、チャンネル品質指標（ＣＱＩ）を別々にフィードバックするために、それまでと同じく、ユーザ端末は各参照信号を測定することができる。
【００３８】
３．ビームＢｋ上で
【数４】
0006977154.tif 000005
が送信され、ビームＢｋが十分に狭いビームである場合、すべての参照信号ＣＲＳ０〜ＣＲＳＭ−１は、同じ無線伝播環境（チャンネル）を経験することが見込まれる。ユーザ端末ＵＥｋでの参照信号ＣＲＳ０〜ＣＲＳＭ−１の測定結果の差異は、線形結合
【数５】
0006977154.tif 000006
においてＰＫが導入する位相変化によってのみ起きるものである。これによって、ユーザ端末ＵＥｋは、ＰＫのプリコーディング行列指標ＰＫを絶えずフィードバックすることを強制される。この参照信号送信段階中は、ポート−ビームマッパーにおいて使用されるＰｋ’のベクトルに対して、Ｐｋ’のベクトルのセットが互いに直交するものであれば、いずれのセットであってもコードブックから選ぶことができる。これにより、ユーザ端末ＵＥ’は、強制的にこれらのＰｋをベースバンド部に対してフィードバックすることになる。
【００３９】
４．複数のビームにマップされたＡＰｋであっても、ビームＢｋ内のユーザ端末ＵＥｋは、他のビームからの参照信号ＣＲＳｋ上の（サイドローブ又は環境における散乱のいずれかでの）最小の干渉を経験すると見込まれ、上記に記載の通り、結果としてプリコーディング行列指標フィードバックが行われる。これは、ビームが、所望のユーザ端末に対する電磁放射が狭い範囲で集中するよう設計されており、当該ビーム上に設けられるようには意図されていない他のユーザ端末の方向に沿った放射パターンを有さないためである。
【００４０】
５．ユーザ端末４からのプリコーディング行列指標フィードバックに基づいて、コードブックに基づくＭＵ−ＭＩＭＯ送信モードで動作するベースバンド部は、すべてのユーザ端末の奨励にしたがい、行列乗算モジュール１−３におけるユーザ端末ＵＥｋのデータレイヤ／ストリームに対するプリコーダＰＫを選択する。尚、再び繰り返すが、これらのプリコーダは、無線標準において入手可能なランク1のコードブックＳ１及びＳ２から選択される（２Ｔ及び４Ｔコードブックに関してそれぞれ図１及び図２を参照）。
【００４１】
６．図７からわかるように、ユーザ端末のデータストリーム／レイヤＬ０〜ＬＫ−１がベースバンド部においてＭ×Ｋプリコーディング行列１−３によってプリコードされた後、ＫＸＭポート−ビームマッピング行列３−１による遠隔無線ヘッドにおけるプリコーディングの他のブロックの対象となる。プリコーディングベクトルＰ０，Ｐ１，・・・，ＰＫ−１が互いに直交するように選択されるため、実際に、ポート−ビームマッピング３−１はベースバンド部プリコーダ１−３の効果を打ち消して、又は、取り消して、その結果、それぞれＫ個のユーザ端末ＵＥに対するＫ本のビームに沿ったＫ個のユーザ端末データストリームＬ０〜ＬＫ−１の多重化が行われる、つまり、ユーザ端末ＵＥｋのデータストリームが、すべてのｋ＝１〜Ｋ−１に関するユーザ端末ＵＥｋに対してのみビームＢｋ上で、最小の干渉を伴って送信される。言い換えると、効果的に、ユーザ端末ＵＥ０のデータレイヤＬ０がベクトル
【数６】
0006977154.tif 000007
によってプリコードされ、ユーザ端末ＵＥ１のデータレイヤＬ１がベクトル
【数７】
0006977154.tif 000008
によってプリコードされ、同様に、他のユーザ端末が以下に数式によって示す他の単位ベクトルによってプリコードされる。
【数８】
0006977154.tif 000009
【００４２】
上記の式は、プリコーディングベクトルＰ０，Ｐ１，・・・，ＰＫ−１が互いに直交するように選択されているという事実にしたがったものである。つまり、以下の式にしたがうものである。
【数９】
0006977154.tif 000010
この式において、
【数１０】
0006977154.tif 000011
は、プリコーディングベクトルＰｉの置き換えを示している。
【００４３】
ポート−ＴＸＲＵマッピングの設計原理
要約すると、ポート−ビームプリコーディング３−１は、以下の２つの重要な特性を有する。それらの特性は、ポート−ビームプリコーディング３−１を、空間多重化を可能にする単純だが力強いツールとする。
【００４４】
１．ポート−ビームプリコーダ３−１は、ユーザ端末が絶えず固定のプリコーディング行列指標をフィードバックするようにアンテナポートからの参照信号上で動作する。これによって、遠隔無線ヘッドはベースバンド部によって選択されたプリコーダを予測することができる。
【００４５】
２．さらに、ポート−ビームプリコーダ３−１は、ベースバンド部における固定のレイヤ−ポートプリコーダ１−３の効果を打ち消して、又は、取り消して、それぞれのユーザ端末ＵＥに対するデータレイヤＬ０〜ＬＫ−１を干渉なしで多重化する。言い換えると、ベースバンド部においていかなるレイヤ−ポートプリコーディングも行われていないかのように、データレイヤＬ０〜ＬＫ−１がそれぞれの送信ビーム（つまり、それぞれのデータレイヤが対応するユーザ端末ＵＥに向けられたビーム）上にマップされる。
【００４６】
実際に、上記の２つの特性を満たすコードブック内の任意のＫ個の直交するプリコーディング行列指標ベクトルを選択し、ポート−ビームプリコーダ３−１を形成することができる。
【００４７】
ポート−ビームプリコーディング行列３−１の上記の特徴から、このようなプリコーディングは、複数のユーザ端末ＵＥに対する空間多重化／ＭＵ−ＭＩＭＯをコードブックに基づくフィードバック及び現在の無線標準におけるプリコーディング技術にしたがって可能とする、と結論付けることができる。
【００４８】
実施例
様々な実施の形態にしたがって、具体的な実施例を挙げて概念を示す。以下の実施例は、２Ｔ及び４Ｔアンテナポートを備えるベースバンド部を使用するＬＴＥ等の現行の無線システムに対して直ちに適用することが可能である。これは、本開示の範囲を限定するものではない。
【００４９】
１．アクティブアンテナシステム（ＡＡＳ）−２レイヤを備える２Ｔシステムにおけるコードブックに基づくＭＵ−ＭＩＭＯの可能化
【００５０】
図８は、２Ｔシステムに関する一実施形態を示す図である。このシステムは、それぞれユーザ端末ＵＥ０及びＵＥ１に多重化される２層のレイヤＬ０及びＬ１を備える。ベースバンド部は、２つのアンテナポートＡＰ０及びＡＰ１を有し、遠隔無線ヘッドは、２つのＴＸＲＵを有する。ビームは（同じ極性又は反対の極性の）アクティブアンテナシステム遠隔無線ヘッド（ＡＡＳ  ＲＲＨ）によって互いに直交するように生成されると想定される。したがって、アンテナポートＡＰ０及びＡＰ１がそれぞれビームＢ０及びＢ１に直接マップされる場合は、ユーザ端末が報告する理想的なプリコーディング行列指標（ＰＭＩ）フィードバックは
【数１１】
0006977154.tif 000012
である。しかし、ＬＴＥコードブックＳ１の分解能が限られていることにより、このプリコーディング行列指標は使用することができず、ユーザ端末は、ＭＭＳＥの意味においてもっとも近いプリコーディング行列指標を報告する。ベースバンド部がこの奨励にしたがってレイヤーポートプリコーディング１−３を選択する場合、プリコーディング行列指標フィードバックにおける不正確さによって性能が低下する可能性がある。ユーザ端末に強制的に同じプリコーディング行列指標を絶えずフィードバックさせるため、上記のアプローチにしたがったポート−ビームプリコーディング方法では、各ビーム上でアンテナポートの線形結合を送る。
【００５１】
遠隔無線ヘッドは、
【数１２】
0006977154.tif 000013
をビームＢ０上で、
【数１３】
0006977154.tif 000014
をビームＢ１上で送信する。尚、ルート２（２の平方根）の因子は、送信電力を正常化するために導入される。この線形結合動作によって、以下のように空間多重化することが可能になる。
【００５２】
１．アンテナポートＡＰ０が両方のビーム上に存在するため、ＰＳＳ／ＳＳＳ（Ｐｒｉｍａｒｙ  ａｎｄ  Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ  Ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ  Ｓｉｇｎａｌｓ）は、ユーザ端末ＵＥ０及びＵＥ１の両方がそれらの信号を復号化し基地局へ接続することを可能にする両ビーム上で送信される。
【００５３】
２．プリコーディングにもかかわらず、アンテナポートＡＰ０及びＡＰ１に対応する参照信号ＣＲＳ０及びＣＲＳ１は直交したままである。これは、参照信号ＣＲＳ０及びＣＲＳ１が個別のＯＦＤＭ時間−周波数リソース要素を占有するためである。ＯＦＤＭリソース要素を考えると、参照信号ＣＲＳ０が当該要素上でアクティブであれば、参照信号ＣＲＳ１は同じ要素上ではブランクである。したがって、ポート−ビームプリコーディングが行われたとしても、チャンネルパラメータ（ＰＭＩ）、ランク指標（ＲＩ）、及び、チャンネル品質指標（ＣＱＩ）をフィードバックするために、従来のシステムで行われるように、ユーザ端末ＵＥは参照信号ＣＲＳ０及びＣＲＳ１を別々に測定することができる。
【００５４】
３．ビームＢ０で
【数１４】
0006977154.tif 000015
が送信され、ビームＢ０が十分に狭いビームであり、ビームＢ１による干渉を受けない場合、参照信号ＣＲＳ０及びＣＲＳ１が、ユーザ端末ＵＥ０に常に同じベクトル
【数１５】
0006977154.tif 000016
をプリコーディング行列指標としてフィードバックさせる同じ無線伝播環境を経験することが見込まれる。
【００５５】
４．ビームＢ１で
【数１６】
0006977154.tif 000017
が送信され、ビームＢ１が十分に狭いビームである場合、参照信号ＣＲＳ０及びＣＲＳ１が同じ無線伝播環境を経験することが見込まれる。線形結合による参照信号ＣＲＳ０及びＣＲＳ１間の１８０度の位相変化は、ユーザ端末ＵＥ１に強制的に常に同じベクトル
【数１７】
0006977154.tif 000018
をプリコーディング行列指標としてフィードバックすることを強制する。
【００５６】
５．アンテナポートＡＰ０（及びＡＰ１）が両方のビーム上でマップされているとしても、ユーザ端末は、他のビームから（サイドローブ又は環境における散乱のいずれかを通して）参照信号ＣＲＳ０（及びＣＲＳ１）に対する最小の干渉しか受けないことが見込まれ、その結果、上記に記載の通りプリコーディング行列指標フィードバックが行われる。これは、ビームＢ０及びＢ１が、狭いビームとなるように、異なる方向において、ユーザ端末に向かって集中しており、互いに直交しているためである。
【００５７】
６．ユーザ端末ＵＥからのプリコーディング行列指標フィードバックに基づいて、コードブックに基づくＭＵ−ＭＩＭＯモードで動作するベースバンド部は、ユーザ端末ＵＥ０のデータレイヤ／ストリームに対してプリコーダ
【数１８】
0006977154.tif 000019
を、ユーザ端末ＵＥ１のデータレイヤ／ストリームに対してプリコーダ
【数１９】
0006977154.tif 000020
を選択することによって行列乗算演算子１−３を設定する。
【００５８】
７．図８において、ユーザ端末ＵＥのデータストリームがベースバンド部プリコーダ１−３によってプリコードされた後、これらのユーザ端末ＵＥのデータストリームは、遠隔無線ヘッドにおいてポート−ビームプリコーディング３−１によるプリコーディングの他のブロックの対象となる。実際に、ポート−ビームプリコーディングは、ベースバンド部プリコーダの効果を打ち消して、その結果、それぞれ２つのユーザ端末ＵＥに対する２本のビームと交差するユーザ端末ＵＥのデータストリームの多重化が行われる。つまり、ユーザ端末ＵＥ０のデータストリームＬ０がユーザ端末ＵＥ０に対してのみビームＢ０上で、ユーザ端末ＵＥ１のデータストリームＬ１がユーザ端末ＵＥ１に対してのみビームＢ１上で、最小の干渉を伴って送信される。言い換えると、以下の式に記載されるように、効果的に、ユーザ端末ＵＥ０のデータがベクトル
【数２０】
0006977154.tif 000021
によってプリコードされ、ユーザ端末ＵＥ１のデータがベクトル
【数２１】
0006977154.tif 000022
によってプリコードされる。
【数２２】
0006977154.tif 000023
【００５９】
２．アクティブアンテナシステム（ＡＡＳ）−４レイヤを備える４Ｔシステムにおけるコードブックに基づくＭＵ−ＭＩＭＯの可能化
【００６０】
図９は、４層のレイヤを備える４Ｔシステムに関する一実施形態のブロック図を示す。ベースバンド部は、４つのアンテナポートＡＰ０、ＡＰ１、ＡＰ２、ＡＰ３を有し、各ユーザ端末に１つずつ設けられた４層のデータレイヤを多重化することができる。この場合、ポート−ビームプリコーディングは以下のように設計されている（１つの設計例を詳細に説明し、他の設計例はこのセクションの終わりに示す）。
【００６１】
図９において、遠隔無線ヘッドは、
【数２３】
0006977154.tif 000024
をビームＢ０上で、
【数２４】
0006977154.tif 000025
をビームＢ１上で、
【数２５】
0006977154.tif 000026
をビームＢ２上で送信し、そして、
【数２６】
0006977154.tif 000027
を送信する。これまでに述べた例と同様に、このプリコーディングに関して以下の効果に注目すべきである。
【００６２】
１．ビームＢ０上で
【数２７】
0006977154.tif 000028
が送信され、ビームＢ０が十分に狭いビームである場合、参照信号ＣＲＳ０〜ＣＲＳ３は、ユーザ端末ＵＥ０に常に同じベクトル
【数２８】
0006977154.tif 000029
をプリコーディング行列指標としてユーザ端末ＵＥ０からフィードバックすることを強制する同じ無線伝播チャンネルを経験する（ａＴは列ベクトルａの置き換えである）。
【００６３】
２．同様に、
【数２９】
0006977154.tif 000030
がビームＢ１上で送信され、ビームＢ１が十分に狭いビームである場合、すべての参照信号が同じ伝播チャンネルを経験することが見込まれる。参照信号の線形結合によって起こる位相変化は、ユーザ端末ＵＥ１に常に同じベクトル
【数３０】
0006977154.tif 000031
をプリコーディング行列指標としてフィードバックすることを強制する。
【００６４】
３．ビームＢ２上で
【数３１】
0006977154.tif 000032
が送信され、ビームＢ２が十分に狭いビームである場合、すべての参照信号が同じチャンネルを経験することが見込まれる。参照信号の線形結合によって導入される位相変化によって、ユーザ端末ＵＥ２からのプリコーディング行列指標フィードバック
【数３２】
0006977154.tif 000033
が絶えず行われることとなる。
【００６５】
４．ビームＢ３上で
【数３３】
0006977154.tif 000034
が送信され、ビームＢ３が十分に狭いビームである場合、すべての参照信号が同じチャンネルを経験することが見込まれる。参照信号の線形結合によって導入される位相変化によって、ユーザ端末ＵＥ３からのプリコーディング行列指標フィードバック
【数３４】
0006977154.tif 000035
が絶えず行われることとなる。
【００６６】
５．ユーザ端末ＵＥからのプリコーディング行列指標フィードバックに基づいて、コードブックに基づくＭＵ−ＭＩＭＯ送信モードで動作しているベースバンド部は、ユーザ端末ＵＥ０のデータレイヤ／ストリームに対してプリコーダ
【数３５】
0006977154.tif 000036
を、ユーザ端末ＵＥ１のデータストリームに対してプリコーダ
【数３６】
0006977154.tif 000037
を、ユーザ端末ＵＥ２のデータストリームに対してプリコーダ
【数３７】
0006977154.tif 000038
を、ユーザ端末ＵＥ３のデータストリームに対してプリコーダ
【数３８】
0006977154.tif 000039
を選択することによって、行列乗算演算１−３を設定する。尚、再び述べるが、これらのプリコーダは４Ｔ無線システムのためのランク１コードブックＳ２において入手できる。
【００６７】
６．図９において、ユーザ端末ＵＥのデータストリームは、ベースバンド部レイヤ−ポートプリコーダ１−３によってプリコードされた後、遠隔無線ヘッドにおけるポート−ビームプリコーディング３−１によるプリコーディングの他のブロックの対象となる。このポート−ビームプリコーディングはベースバンド部プリコーダの効果を打ち消し、４つのユーザ端末ＵＥのそれぞれに対するビームＢ０〜Ｂ３に沿ったユーザ端末ＵＥのデータストリームＬ０〜Ｌ３の多重化が行われる。つまり、ユーザ端末ＵＥ０のデータストリームＬ０がユーザ端末ＵＥ０に対してのみビームＢ０上で、ユーザ端末ＵＥ１のデータレイヤＬ１がユーザ端末ＵＥ１に対してのみビームＢ１上で、ユーザ端末ＵＥ２のデータがユーザ端末ＵＥ２に対してのみビームＢ２上で、ユーザ端末ＵＥ３のデータがユーザ端末ＵＥ３に対してのみビームＢ３上で、最小の干渉を伴って送信される。言い換えると、ユーザ端末ＵＥ０のデータがベクトル
【数３９】
0006977154.tif 000040
によって、ユーザ端末ＵＥ１のデータがベクトル
【数４０】
0006977154.tif 000041
によって、ユーザ端末ＵＥ２のデータがベクトル
【数４１】
0006977154.tif 000042
によって、ユーザ端末ＵＥ３のデータがベクトル
【数４２】
0006977154.tif 000043
によって、以下に示すように、以下の式でプリコードされる。
【数４３】
0006977154.tif 000044
【００６８】
最終的に、セクション５．３のポート−ビームプリコーディングの上記２つの重要な特性を満たす任意の４つの直交するベクトルは、図２の４Ｔコードブックから選択され得る。他のこのような例は、以下のように与えられる。
【数４４】
0006977154.tif 000045
【００６９】
特性１は、上記のプリコーディングに対して容易に実証される。
【００７０】
上記の行列の列ベクトルが互いに交差することは、直ちに実証することができるため、特性２が成立する。
【００７１】
実施の柔軟性
ポート−ビーム行列演算を柔軟に実施する装置を提供する。ポート−ビームマッピングは、送信ビーム係数３−４を設定してモジュール３−１において同じ行列演算を模倣することによって、遠隔無線ヘッドにおける別のモジュール３−１として柔軟に実施する、又は、アナログ領域において同様に実施することができる。つまり、それは、ベースバンド部から受信した信号に対して行ったプリコーディングを取り消すアナログ領域での動作を行う。これらの動作は、また、ユーザ端末ＵＥに、ポート−ビームプリコーディングモジュール３−１を参照しながら上記で説明した特定のプリコーディング行列指標をフィードバックすることを強制する。この原理を以下に示す。
【００７２】
図７において、ビームＢ０内のユーザ端末ＵＥ０は、以下のアンテナポート信号の線形結合：Ｐ０（０）ＡＰ０＋Ｐ０（１）ＡＰ１＋・・・＋Ｐ０（Ｍ−１）ＡＰＭ−１を受信するように設計されている：。同時に、ビームＢｋ（ｋ＝０〜Ｋ−１））内のＵＥＫによって表される他のユーザ端末ＵＥは、以下のアンテナポート信号の線形結合：Ｐｋ（０）ＡＰ０＋Ｐｋ（１）ＡＰ１＋・・・＋Ｐｋ（Ｍ−１）ＡＰＭ−１を受信するように設計されている。各線形結合係数Ｐｋ（ｉ）は、一般的に、Ｍ×１プリコーディングベクトルＰｋからの複素数である。線形結合係数Ｐｋ（ｉ）の振幅成分はアンテナポート信号の拡縮（乗算）を表し、線形結合係数Ｐｋ（ｉ）の位相成分は、アンテナポート信号の位相変化を表している。これらの特定の数値は、プリコーディングベクトルの選択に依存する。図８において選択された例に関して、位相が１８０度／πラジアンの倍角である複素数として実数値が考えられるが、ここでの数値は実数値である。ここで説明した限りにおいて、これらの線形結合は、モジュール３−１における行列乗算として実施されると想定されていた。しかし、いくつかの実用的な理由により、ビーム係数を適宜設定することによってアナログ領域において同じ行列演算を行うことが有利である。
【００７３】
送信ビーム係数を設定しそのような効果を得る方法を以下に説明する。
【００７４】
モジュール３−１はＩＤマッピング：Ｋ＝Ｍ，ＴＸ０＝ＡＰ０，・・・，ＴＸＭ−１＝ＡＰＭ−１として設定され、代わりに、行列演算はＴＸＲＵにおいて図６に示す物理アンテナマッパー３−２に対して実施される。ｄ（ｋ）は、ビームＢＫを形成する１セットの係数に対応するビーム係数のベクトルを表し、ここでは、ベクトル表記は以下のように定義される。
【数４５】
0006977154.tif 000046
ａＴはベクトルａの置き換えである。そして、送信ビーム係数３−４（図６参照）は以下のように設定される。
【数４６】
0006977154.tif 000047
【００７５】
尚、ビームＢＫ内のユーザ端末ＵＥＫは、所望のように、Ｐｋ（１）ＡＰ１＋・・・＋Ｐｋ（Ｍ−１）ＡＰＭ−１として評価されるビーム係数ベクトルｄ（ｋ）によって整形された信号を受信する。上記の式（ＥＱＵ．１）〜式（ＥＱＵ．３）においては、アクティブアンテナシステム（ＡＡＳ）の実施において結果として得られるビーム係数は有限性度数に量子化されてもよいし、適切に調整され（つまり、共通因数によって乗算されたすべてのビーム係数として）望ましいダイナミックレンジを達成してもよい。
【００７６】
上記の式より、Ｗｉ（ｋ）で特定されるモジュールによって適用される重みが以下の通りであることは明白である。
【数４７】
0006977154.tif 000048
【００７７】
このような合計は事前に計算され、一般的に複素数が得られる。この複素数は、調整可能なゲイン・位相調整器を使用して、ビームフォーミング重みとしての入力信号と掛け合わされる。
【００７８】
上記の説明において、対象ビームの数は一般的なものである（Ｋ＝Ｍに等しい）。式（ＥＱＵ．１）〜式（ＥＱＵ．３）の具体的な適用例は、図８の２Ｔシステムである。モジュール３−１の行列乗算演算は、以下に示すように、モジュール３−２において、代替的かつ同様に実施することができる。
【００７９】
モジュール３−１におけるポート−ビームマッピングは、アンテナポートＡＰ０を直接ＴＸ０にマップし、アンテナポートＡＰ１を直接ＴＸ１にマップすることを示唆する２×２の単位行列に設定される。アンテナポート上の行列演算
【数４８】
0006977154.tif 000049
は、送信ビーム係数３−４を以下のように設定することによって同様に実現される。
【数４９】
0006977154.tif 000050
ここで、ｄ（０），ｄ（１）は、ユーザ端末ＵＥ０及びＵＥ１が位置する方向とそれぞれの伝播チャンネル条件に依存してビームＢ０及びＢ１に対して選択された対象ビーム係数ベクトルである。
【００８０】
ポート−空間方向マッピング
ここまでは、データレイヤの数＝ユーザ端末ＵＥの数＝Ｋがアンテナポートの数Ｍ以下であることが想定されていた。さらに、ＴＸＲＵ数Ｎは、レイヤ数Ｋと等しく、各ＴＸＲＵは各ユーザ端末ＵＥに対して１つのビームを生成することに関与することが想定されていた。しかし、各ビームは、ＴＸＲＵ数Ｎよりもかなり多くの空間方向ＳＤに向かう多くの異なるサブビームを有することができる。このような空間方向の数をＳで示す。この数値Ｓは、ＭやＮよりもかなり大きい数値でもよく、アンテナポートやＴＸＲＵの数によってではなく、配列の口径によってのみ限定される。この場合、Ｋ＜＝Ｍのポート−ビーム演算は、アンテナポート信号が直接サブビームの個々の空間方向ＳＤにマップされるポート−空間方向マッピングに一般化することができる。このマッピングは、対象となりうる空間方向の数と線形結合において一般的である。実際には、対象となりうる異なる空間方向における線形結合の数は、アクティブアンテナシステム内のアンテナ配列のジオメトリによってのみ限定されるが、アンテナポート数ＭやＴＸＲＵ数Ｎからは独立している。より大きな口径を有するアンテナ配列は、狭いサブビームを生成することができ、その結果、サブビームの重なりを最小限とした異なる空間方向に対する多くの線形結合を対象とすることができる。尚、図１０のサブビーム／空間方向３−１１は、本開示においてここまでに示したすべての図面及び記載におけるビーム３−１０とは別のものである。１つのＴＸＲＵはビームＢｋの生成に関与しているが、そのようなビームは、ビーム係数をサブビームの空間方向に対応する係数の線形結合となるように設定することによって複数のサブビームから成っていてもよい。これにより、サブビーム／空間方向の数Ｓは、図１０のＴＸＲＵの数よりもかなり大きくなる。アンテナポートを異なる空間方向にマップする方法を以下に説明する。この方法は、上記に説明したポート−ビームマッパーを拡張するものである。
【００８１】
図１０は、Ｍ個のアンテナポート、Ｎ個のＴＸＲＵ、及び、Ｓ個の空間方向３−１１を備えるシステムのダウンリンク（送信）を示す図である。ここで、ユーザ端末数Ｋは、空間方向数Ｓと等しい。空間方向ＳＤｋ（ｋ＝０〜Ｋ−１，Ｋ＝Ｓ＞Ｍ）におけるＵＥＫが付されたユーザ端末は、以下のアンテナポート信号の線形結合：Ｐｋ（０）ＡＰ０＋Ｐｋ（１）ＡＰ１＋・・・＋Ｐｋ（Ｍ−１）ＡＰＭ−１を受信するよう設計されている。モジュール３−１は、ＩＤマッピング：Ｎ＝Ｍ，ＴＸＲＵ０＝ＡＰ０，・・・，ＴＸＲＵＭ−１＝ＡＰＭ−１として設定される。空間方向ＳＤＫに対応するビーム係数のベクトルをＳ（ｋ）で示す。そして、ＴＸＲＵからアンテナ素子へのマッピング３−２における送信ビーム係数３−４は、以下のように設定される。
【数５０】
0006977154.tif 000051
【００８２】
式（ＥＱＵ．４）〜式（ＥＱＵ．６）の具体的な適用例として、４つの空間方向ＳＤ（Ｋ＝４）を備える２Ｔ（Ｍ＝２）があげられる。３−１におけるポートからＴＸＲＵへのマッピングは、アンテナポートＡＰ０を直接ＴＸＲＵ０に、アンテナポートＡＰ１が直接ＴＸＲＵ１にマップされることを示唆する２×２の単位行列に設定される。２Ｔコードブックにおける４つの可能な線形結合を考えると、ベースバンド部は、重み／係数３−４を以下のように設定することによって、４つの線形結合すべてを使用することができる。
【数５１】
0006977154.tif 000052
【００８３】
上記のマッピングは、２つのアンテナポートだけを使用して、４つの異なる空間方向ＳＤにおける４つのユーザ端末ＵＥの４つの線形結合を対象とする。つまり、ユーザ端末ＵＥ０は線形結合
【数５２】
0006977154.tif 000053
を受信し、ユーザ端末ＵＥ１は線形結合
【数５３】
0006977154.tif 000054
を受信し、ユーザ端末ＵＥ２は線形結合
【数５４】
0006977154.tif 000055
を受信し、ユーザ端末ＵＥ３は線形結合
【数５５】
0006977154.tif 000056
を受信する。
【００８４】
尚、Ｓ本のサブビーム内のＳ個のユーザ端末ＵＥは、ポートから空間方向へのマッピングでＭ次元のプリコーディング行列指標をフィードバックすることができるが、Ｓ＞Ｍであるため、これらのＳ個のプリコーディング行列指標が互いに直交することはない（Ｍ個までの互いに直交するＭ次元のベクトルだけを有することができる）。したがって、このマッピングは、セクション５．３に定められたデザイン原理の１つを満たさない、つまり、アナログモジュール３−２において実施されるポートから空間方向のマッピングは、ベースバンド部プリコーダ１−３の効果を打ち消すことはなく、これによりデータレイヤ間の干渉が生じ、「Ｓ」個のユーザ端末ＵＥに対する空間多重化を行うことができない。言い換えると、（１）アンテナポート数、（２）ＴＸＲＵ数、（３）直交する空間方向数のうち最も小さいものによって空間多重化ゲイン（同時ＭＵ−ＭＩＭＯ送信用にスケジュールすることができるユーザ端末ＵＥの数）が減少する。つまり、以下が成り立つ。
空間多重化ゲイン（Ｋ）＝ｍｉｎ｛Ｍ，Ｎ，Ｓ｝
【００８５】
例えば、Ｍ＝２及びＳ＝４の上記の例において、ＭＵ−ＭＩＭＯ演算に対して同時にスケジュールされ得る空間多重化ゲイン／ユーザ端末数は、Ｋ＝ｍｉｎ｛２，２，４｝である。これは、ベースバンド部が１つの時間−周波数スロットにおけるＭＵ−ＭＩＭＯ送信用の空間方向ＳＤ０及びＳＤ１におけるユーザペアと他の時間−周波数スロットにおけるＭＵ−ＭＩＭＯ送信用の空間方向ＳＤ２及びＳＤ３におけるユーザペアを設定する必要があることを示唆する。
【００８６】
尚、図６は、ＴＸＲＵ２−２とフロントエンドＦＥ２−３間に設けられたモジュールとして、ビームフォーミング重みを実装するビームフォーミング回路を概念的に示す図である。実際には、ビームフォーミング回路は、調整可能な位相素子と調整可能なゲイン素子とを備えるが、信号がアナログ変換された位置とアンテナの間の信号経路に沿った位置であればどの位置にでも配置することができる。例えば、このビームフォーミング回路は、中間周波数（ＩＦ）、又は、無線周波数（ＲＦ）で実施することができる。このビームフォーミング回路は別のモジュールとすることも可能であり、複数のビームフォーミング回路を他の複数の回路モジュール内に設けることもできるし、他の複数の回路モジュールの一部とすることもできる。例えば、フロントエンドＦＥ２−３内に設けることもできる。このような回路の一実施形態の具体例を図１１と図１２に示す。
【００８７】
図１１は、マルチアンテナ配列の１つのアンテナ素子１１０に接続される回路のブロック図である。Ｒ個のアンテナ素子を有するアンテナ配列システムでは、この回路の複製が各アンテナ素子に対して設けられている。各アンテナ素子１１０に対して、アンテナ素子１１０に接続されたフロントエンドモジュール１００が設けられている。フロントエンドモジュールは、送信機側と受信機側とを有する。送信機側は、Ｎ個のアップコンバージョンモジュール１０２と、コンバイナー回路１０４と、電力増幅器（ＰＡ）１０６とを備える。受信機側は、低雑音増幅器（ＬＮＡ）１１２と、スプリッター１１４と、Ｎ個のダウンコンバージョンモジュール１１６とを備える。また、フロントエンドモジュール１００は、送信機側の電力増幅器１０６からの駆動信号をアンテナ素子１１０に接続し、アンテナ信号１１０からの受信信号を受信機側の低雑音増幅器１１２に接続するデュプレクサ回路１０８を備える。各アップコンバージョンモジュール１０２の入力は、ＴＸＲＵ（図示せず）から異なるビーム送信信号ストリームＢｔ１・・・Ｂｔｎを受信するためのものである。各ダウンコンバージョンモジュール１１６の出力は、異なるビーム受信信号ストリームＢｒ１・・・Ｂｒｎを出力するためのものである。上記に記載したように、各ビーム送信信号ストリームはアクティブアンテナ配列システムによって生成される異なるビームにマップされ、各ビーム受信信号ストリームは、アクティブアンテナ配列によって生成される異なる受信ビームによって受信される信号に対応する。
【００８８】
図１２は、図１１のアップコンバージョンモジュール１０２をさらに詳しく示す図である。図１２では、対応するアンテナ素子に接続された１つのアップコンバージョンモジュールのみを示し、コンビナーとデュプレクサは省略している。各アップコンバージョンモジュール１０２は、ミキサ１０３と、それぞれＡとＰで示す様々な振幅位相設定回路とを備える。局部発振信号ＬＯと分配されたＩＦ送信信号ストリームとは、共に、電力増幅器１０６に供給されるＲＦ送信信号ストリームにＩＦ送信信号ストリームをアップコンバートするミキサ１０３に供給するためのものである。振幅位相設定回路Ａ、Ｐは、ビームフォーミング重みを適用する回路である。これらの回路は、個々のアンテナ信号の相対位相又は相対振幅を変更し、アンテナ配列によって生成された受送信ビームパターンのサイズと方向と強度とを確立するために使用され、上記のように、行列演算を信号ストリームに対して同時に行い、これらの信号ストリームの線形結合を生成することに使用される。
【００８９】
上記の例は、受送信においてアンテナポート信号の線形結合としてＬＴＥプリコーディングベクトルを使用することを示しており、直交するプリコーディングベクトルを持つユーザは、ベースバンド部によって同時にスケジュールされる。この一般的な例においては、線形結合係数は任意のパラメータであってもよく、対象の空間方向は非直交であってもよく、ベースバンド部は、例えば、情報量、ユーザの要求、経路損失、ネットワーク干渉、スケジューリングの公平性、及び、他のパラメータに基づくいかなるユーザの組み合わせをスケジュールしてもよい。
【００９０】
上記の記載は、基礎となる原理を単に例示するものであると理解される。様々な修正、改善、変更は実施可能であり、ここで提示されることが意図されており、以下に記載する請求項の趣旨や範囲に含まれる。しかし、ここに開示する原理は、多くの異なる形式で実施されることが可能であり、ここに開示する実施形態に限定されると解釈すべきではない。むしろ、これらの実施形態は、開示内容が十分で完全なものとなり、基礎となる原理の範囲を当業者に十分に伝達するものとなるように提供されるものである。様々な実施形態は、異なるものであるが、互いに排他的なものではないと理解されるべきである。アンテナポート−空間方向マッピング方法及び装置は、２つのアンテナポートと２、３、又は４つの空間方向を対象として記載されてきたが、当業者は、必要に応じて、本開示は、上記と同じ原理を使用して、他の数の複数のアンテナポートと異なる空間方向における線形結合とを対象として使用することもできると理解するであろう。さらに、コンピュータ可読媒体をコンピュータプログラムによってエンコードすることができ、それにより、このプログラムを１つ以上のプロセッサによって実行して１以上の振幅及び位相の調整方法を行うようすることができる。上記のような原理にしたがって、当業者は、本発明の趣旨と範囲から逸脱することなく多くの変更を考案することができる。「コンピュータ」は、１つの機器又はプロセッサを備えることができるし、又は、（１つの位置、又は、互いに離れた複数の位置に配置された）相互に動作を行う複数の機器やプロセッサを備えることができる。
【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】
0006977154.tif 000065
【図１０】
0006977154.tif 000066
【図１１】
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【図１２】
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