特開 2023-168222 アンテナ装置及びビーム制御方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023168222

(43)【公開日】2023-11-24

(54)【発明の名称】アンテナ装置及びビーム制御方法

(51)【国際特許分類】

   H04B 7/0456 20170101AFI20231116BHJP

   H01Q 3/26 20060101ALI20231116BHJP

   H04B 7/06 20060101ALI20231116BHJP

   H04B 7/08 20060101ALI20231116BHJP

【ＦＩ】

H04B7/0456

H01Q3/26 Z

H04B7/06 950

H04B7/08 800

【審査請求】有

【請求項の数】12

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023027390

(22)【出願日】2023-02-24

(31)【優先権主張番号】202210524257.1

(32)【優先日】2022-05-13

(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN

(71)【出願人】

【識別番号】596039187

【氏名又は名称】台達電子工業股▲ふん▼有限公司

【氏名又は名称原語表記】ＤＥＬＴＡ ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳ，ＩＮＣ．

(74)【代理人】

【識別番号】110000877

【氏名又は名称】弁理士法人ＲＹＵＫＡ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】ツァイ－シャン ワン

【テーマコード（参考）】

5J021

【Ｆターム（参考）】

5J021AA06

5J021DB02

5J021DB03

5J021HA01

5J021HA05

(57)【要約】

【課題】アンテナ装置を提供する。
【解決手段】アレイアンテナと、アレイアンテナに接続され、アレイアンテナがビームフォーミングを行うように制御するために用いられるビームフォーミング回路と、ビームフォーミング回路に接続されるプロセッサと、を備え、ビームフォーミング回路は複数のビームインデックスを保存する先入れ先出し一時記憶域を有するレジスタ回路を含み、プロセッサは、第１の通信インタフェースを介して、ビームフォーミング回路が先入れ先出し方法により、アレイアンテナのビーム方向に対応するビームインデックスを順に読み取り、読み取ったことに基づいて、アレイアンテナのビーム方向を設定するように制御する、アンテナ装置。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

アレイアンテナと、
前記アレイアンテナに接続され、前記アレイアンテナがビームフォーミングを行うように制御するために用いられるビームフォーミング回路と、
前記ビームフォーミング回路に接続されるプロセッサと、
を備え、
前記ビームフォーミング回路は複数のビームインデックスを保存する先入れ先出し一時記憶域を有するレジスタ回路を含み、
前記プロセッサは、第１の通信インタフェースを介して、前記ビームフォーミング回路が先入れ先出し方法により、前記複数のビームインデックスを順に読み取り、読み取ったビームインデックスに基づいて、前記アレイアンテナのビーム方向を設定するように制御し、前記読み取ったビームインデックスは前記アレイアンテナのビーム方向に対応する、
アンテナ装置。

【請求項2】

前記レジスタ回路は、複数の候補ビーム方向のビームパラメータを含むビームテーブルを保存する請求項１に記載のアンテナ装置。

【請求項3】

前記プロセッサは、更に、
前記第１の通信インタフェースを介して、前記ビームフォーミング回路が前記読み取られたビームインデックスに基づいて、対応する候補ビーム方向のビームパラメータを前記ビームテーブルから選択するように制御すること、及び、
前記対応する候補ビーム方向のビームパラメータに基づいて前記アレイアンテナのビーム方向を設定すること、に用いられる請求項２に記載のアンテナ装置。

【請求項4】

前記プロセッサは、更に、初期化段階で、第２の通信インタフェースを介して前記ビームテーブルを前記レジスタ回路に保存するために用いられる請求項２に記載のアンテナ装置。

【請求項5】

前記第１の通信インタフェースは汎用入出力ポートであり、前記第２の通信インタフェースはシリアル・ペリフェラル・インタフェースである請求項４に記載のアンテナ装置。

【請求項6】

前記ビームフォーミング回路は、ビーム選択モジュール及びビーム応用モジュールを含み、
前記プロセッサは、更に、
前記汎用入出力ポートを介して、前記ビーム選択モジュールが先入れ先出し方法により前記先入れ先出し一時記憶域における前記複数のビームインデックスを読み取り、前記読み取られたビームインデックスを前記ビーム応用モジュールに伝送するように制御すること、及び、
前記ビーム応用モジュールが前記読み取られたビームインデックスに基づいて前記アレイアンテナがビームフォーミングを行うように制御すること、に用いられる請求項５に記載のアンテナ装置。

【請求項7】

複数のビームインデックスを保存する先入れ先出し一時記憶域を有するレジスタ回路を含むビームフォーミング回路により、アレイアンテナがビームフォーミングを行うように制御するステップと、
第１の通信インタフェースを介して、前記ビームフォーミング回路が先入れ先出し方法により前記複数のビームインデックスを順に読み取るように制御するステップと、
サイクリックプレフィックス時間以下にするビーム切り替え時間を前記サイクリックプレフィックス時間内に設定して、前記ビーム切り替え時間内に、読み取られたビームインデックスに基づいて前記アレイアンテナのビーム方向を設定するステップ、と、
を含むビーム制御方法。

【請求項8】

前記レジスタ回路は、複数の候補ビーム方向のビームパラメータを含むビームテーブルを保存する請求項７に記載のビーム制御方法。

【請求項9】

前記第１の通信インタフェースを介して、前記ビームフォーミング回路が前記読み取られたビームインデックスに基づいて対応する候補ビーム方向のビームパラメータを前記ビームテーブルから選択するように制御するステップと、
前記対応する候補ビーム方向のビームパラメータに基づいて前記アレイアンテナのビーム方向を設定するステップと、
を更に含む請求項８に記載のビーム制御方法。

【請求項10】

初期化段階で、第２の通信インタフェースを介して前記ビームテーブルを前記レジスタ回路に保存するステップを更に含む請求項８に記載のビーム制御方法。

【請求項11】

前記第１の通信インタフェースは汎用入出力ポートであり、前記第２の通信インタフェースはシリアル・ペリフェラル・インタフェースである請求項１０に記載のビーム制御方法。

【請求項12】

前記ビームフォーミング回路は、ビーム選択モジュール及びビーム応用モジュールを含み、
前記ビーム制御方法は、
前記汎用入出力ポートを介して、前記ビーム選択モジュールが先入れ先出し方法により前記先入れ先出し一時記憶域における前記複数のビームインデックスを読み取り、前記読み取られたビームインデックスを前記ビーム応用モジュールに伝送するように制御するステップと、
前記ビーム応用モジュールが前記読み取られたビームインデックスに基づいて前記アレイアンテナがビームフォーミングを行うように制御するステップと、を更に含む請求項１１に記載のビーム制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、第５世代ニューラジオ（５Ｇ ｎｅｗ ｒａｄｉｏ；５Ｇ ＮＲ）技術に関し、特に、アンテナ装置及びビーム制御方法に関する。

【背景技術】

【0002】

第５世代ニューラジオ（５Ｇ ｎｅｗ ｒａｄｉｏ；５Ｇ ＮＲ）のミリ波（ｍｍＷａｖｅ）アレイアンテナ（ａｎｔｅｎｎａ ａｒｒａｙ）では、アレイアンテナにおいてビームフォーミングの方法を採用して各種の信号を伝送する場合が多い。しかしながら、アレイアンテナがそのビーム方向を変更する度に、プロセッサは、アレイアンテナのビーム方向を設定するように、ビームに関する大量のデータをビームフォーミングチップに伝送する必要がある場合が多い。更に、従来技術では、まずシリアル・ペリフェラル・インタフェース（Ｓｅｒｉａｌ Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ；ＳＰＩ）によってビームテーブルをビームフォーミングチップに保存し、且つシリアル・ペリフェラル・インタフェースにより汎用入出力ポート（Ｇｅｎｅｒａｌ－ｐｕｒｐｏｓｅ Ｉｎｐｕｔ／Ｏｕｔｐｕｔ；ＧＰＩＯ）によるビームテーブルに対応するビームの切り替え制御を設定する必要がある場合が多い。続いて、シリアル・ペリフェラル・インタフェース（ＳＰＩ）により完全なビームインデックスをビームフォーミングチップに伝送し、且つ汎用入出力ポート（ＧＰＩＯ）によりビームフォーミングチップがビームを切り替えるように制御する必要がある。従って、多くの場合に大量の時間がかかってこそアレイアンテナのビーム方向の設定ステップを達成することができる。これに鑑みて、如何にアレイアンテナのビーム方向を設定するために必要な時間を減少するかは、当業者が早急に解決すべき問題となっている。

【発明の概要】

【0003】

本開示の一態様は、アレイアンテナと、アレイアンテナに接続され、アレイアンテナがビームフォーミングを行うように制御するために用いられるビームフォーミング回路と、ビームフォーミング回路に接続されるプロセッサと、を備え、ビームフォーミング回路は複数のビームインデックスを保存する先入れ先出し一時記憶域を有するレジスタ回路を含み、プロセッサは、第１の通信インタフェースを介して、ビームフォーミング回路が先入れ先出し方法により、複数のビームインデックスを順に読み取り、読み取ったビームインデックスに基づいて、アレイアンテナのビーム方向を設定するように制御し、読み取ったビームインデックスはアレイアンテナのビーム方向に対応する、アンテナ装置を開示する。

【0004】

本開示の別の態様は、複数のビームインデックスを保存する先入れ先出し一時記憶域を有するレジスタ回路を含むビームフォーミング回路により、アレイアンテナがビームフォーミングを行うように制御するステップと、第１の通信インタフェースを介して、ビームフォーミング回路が先入れ先出し方法により複数のビームインデックスを順に読み取るように制御するステップと、サイクリックプレフィックス時間以下にするビーム切り替え時間をサイクリックプレフィックス時間内に設定して、ビーム切り替え時間内に、読み取られたビームインデックスに基づいてアレイアンテナのビーム方向を設定するステップ、と、を含むビーム制御方法を開示する。

【図面の簡単な説明】

【0005】

【図1】本開示のアンテナ装置の模式図である。

【図2A】本開示の幾つかの実施例による初期化段階にあるアンテナ装置の模式図である。

【図2B】本開示の幾つかの実施例によるビームフォーミング段階にあるアンテナ装置の模式図である。

【図3】本開示のビーム制御方法のフローチャートである。

【図4】従来技術におけるビーム切り替え時間の模式図である。

【図5】従来技術におけるビーム方向の切り替えの模式図である。

【図6】本開示の幾つかの実施例によるビーム切り替え時間の模式図である。

【図7】本開示の幾つかの実施例によるアンテナ装置がビーム方向を切り替える模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0006】

図１を参照されたい。図１は、本開示のアンテナ装置１００の模式図である。本実施例において、アンテナ装置１００は、プロセッサ１１０と、ビームフォーミング回路１２０と、アレイアンテナ１３０と、を備える。プロセッサ１１０はビームフォーミング回路１２０に接続され、ビームフォーミング回路１２０はアレイアンテナ１３０に接続される。

【0007】

幾つかの実施例において、プロセッサ１１０は、処理回路、中央処理ユニット又はコンピューティングユニットにより実現されてよい。幾つかの実施例において、ビームフォーミング回路１２０は、一般的に使用されているアナログ型ビームフォーミング集積回路（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ；ＩＣ）により実現されてよい。幾つかの実施例において、アレイアンテナ１３０は、任意のタイプのアンテナ（例えば、パッチアンテナ又は逆Ｆ型アンテナなど）であり得る複数のアンテナユニットを含んでよい。

【0008】

幾つかの実施例において、プロセッサ１１０は、第１の通信インタフェースＩＦ１及び第２の通信インタフェースＩＦ２を介してビームフォーミング回路１２０を制御してよい。幾つかの実施例において、第１の通信インタフェースＩＦ１は汎用入出力（Ｇｅｎｅｒａｌ－ｐｕｒｐｏｓｅ Ｉｎｐｕｔ／ Ｏｕｔｐｕｔ；ＧＰＩＯ）ポートであってよく、第２の通信インタフェースＩＦ２はシリアル・ペリフェラル・インタフェース（Ｓｅｒｉａｌ Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ；ＳＰＩ）であってよい。

【0009】

本実施例において、ビームフォーミング回路１２０は、アレイアンテナ１３０がビームフォーミング（Ｂｅａｍｆｏｒｍｉｎｇ）を行うように制御するために用いられる。また、ビームフォーミング回路はレジスタ回路１２１を含む。

【0010】

幾つかの実施例において、レジスタ回路１２１はレジスタ（Ｒｅｇｉｓｔｅｒ）であってよい。幾つかの実施例において、初期化段階（Ｉｎｉｔｉａｌ Ｐｈａｓｅ）（即ち、システム初期化）で、プロセッサ１１０は、第２の通信インタフェースＩＦ２を介してビームテーブル（Ｂｅａｍ Ｔａｂｌｅ）ＢＴをレジスタ回路１２１に保存してよい。幾つかの実施例において、ビームテーブルＢＴは、複数の候補ビーム方向のビームパラメータ及びこれらの候補ビーム方向に対応する候補ビームインデックスを含んでよい。

【0011】

幾つかの実施例において、候補ビーム方向のビームパラメータは、予めシミュレーションにより決定された１つ又は複数のビームが指向する候補ビーム方向に対応する各アンテナユニットの位相制御（Ｐｈａｓｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ）ビット列及び振幅制御（Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ）ビット列（例えば、全て３列のビットからなる）であってよく、各アンテナユニットの位相制御ビット列は、アレイアンテナ１３０のビーム方向を調整するように各アンテナユニットの位相を制御するために利用可能であり、各アンテナユニットの振幅制御ビット列は、アレイアンテナ１３０のビーム幅を調整するように各アンテナユニットの振幅を制御するために利用可能である。

【0012】

本実施例において、レジスタ回路１２１は、複数のビームインデックスを保存する先入れ先出し一時記憶域（Ｆｉｒｓｔ－ｉｎ Ｆｉｒｓｔ－ｏｕｔ Ｒｅｇｉｏｎ）ＦＩＦＯＲを含む。換言すれば、初期化段階では、予めこれらのビームインデックスをこの先入れ先出し一時記憶域ＦＩＦＯＲに順に保存している。

【0013】

また、プロセッサ１１０は、第１の通信インタフェースＩＦ１を介して、ビームフォーミング回路１２０が先入れ先出し方法（即ち、先に保存されたデータが先に読み取られる必要がある）により複数のビームインデックスを順に読み取り、且つ読み取られたビームインデックスに基づいてアレイアンテナ１３０のビーム方向を設定するように制御するために用いられ、読み取られたビームインはデックスアレイアンテナ１３０のビーム方向に対応する。

【0014】

幾つかの実施例において、プロセッサ１１０は、第１の通信インタフェースＩＦ１を介して、ビームフォーミング回路１２０が読み取られたビームインデックスに基づいてビームテーブルＢＴから対応する候補ビーム方向のビームパラメータを選択するように制御することができ、換言すれば、ビームテーブルＢＴからこのビームパラメータと同じ候補ビームインデックスを検索するとともに、この候補ビームインデックスに対応する候補ビーム方向のビームパラメータを選択することができる。続いて、プロセッサ１１０は、対応する候補ビーム方向のビームパラメータに基づいてアレイアンテナ１３０のビーム方向を設定することができる。以下、表１に示される先入れ先出し一時記憶域ＦＩＦＯＲ及び表２に示されるビームテーブルＢＴの実例をもって説明する。

【表1】

【表2】

【0015】

表１から分かるように、プロセッサ１１０は、第１の通信インタフェースＩＦ１を介して、ビームフォーミング回路１２０が先入れ先出し方法によりこれらのビームインデックス０～３を順に読み取るように制御する。続いて、表２から分かるように、プロセッサ１１０は、読み取られたビームインデックスに基づいて上記ビームテーブルＢＴから対応する候補ビーム方向のビームパラメータを選択し、対応する候補ビーム方向のビームパラメータは１組の位相制御ビット列と１組の振幅制御ビット列（例えば、第１の位相制御ビット群と第１の振幅制御ビット群）を含んでよい。それにより、ビームフォーミング回路１２０は、対応するビーム（Ａ～Ｄ）のビームパラメータに基づいてアレイアンテナ１３０のビーム（Ａ～Ｄ）の方向を設定することができる。例えば、ビームフォーミング回路１２０により読み取られたビームインデックスが０である場合、ビームフォーミング回路１２０は、第１の位相制御ビット群に基づいてアレイアンテナ１３０における各アンテナユニットの位相を調整することで位相制御（Ｐｈａｓｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ）を行うことができ、且つ第１の振幅制御ビット群に基づいてアレイアンテナ１３０における各アンテナユニットの振幅を調整することでゲイン制御（Ｇａｉｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ）を行い、更にアレイアンテナ１３０のビームＡの方向を－１６度に設定することができる。換言すれば、プロセッサ１１０は、第１の通信インタフェースＩＦ１を介してビームインデックス０～３に基づいてビームＡからビームＤまで順に切り替える（Ｔｏｇｇｌｅ）。

【0016】

注意すべきなこととして、第１の通信インタフェースＩＦ１が汎用入出力ポートである場合、プロセッサ１１０は、少量のデータを有する切り替え信号（例えば、３つの汎用入出力クロック信号）をビームフォーミング回路１２０に伝送すると、ビームフォーミング回路１２０は、先入れ先出しの方式で先入れ先出し一時記憶域ＦＩＦＯＲにおける複数のビームインデックスを順に読み取り、且つ読み取られたビームインデックスに基づいてアレイアンテナ１３０のビーム（Ａ～Ｄ）の方向を設定する。このようにして、アレイアンテナ１３０のビーム（Ａ～Ｄ）の方向を切り替えるために必要な時間が大幅に減少される。

【0017】

図２Ａと図２Ｂを併せて参照されたい。図２Ａは、本開示の幾つかの実施例による初期化段階にあるアンテナ装置２００の模式図であり、図２Ｂは、本開示の幾つかの実施例によるビームフォーミング段階にあるアンテナ装置２００の模式図である。図２Ａと図２Ｂに示すように、アンテナ装置２００は、プロセッサ１１０と、ビームフォーミング回路１２０と、アレイアンテナ１３０と、を備える。プロセッサ１１０はビームフォーミング回路１２０に接続され、ビームフォーミング回路１２０はアレイアンテナ１３０に接続される。ビームフォーミング回路１２０は先入れ先出し一時記憶域ＦＩＦＯＲを含む。

【0018】

また、プロセッサ１１０は、アレイアンテナ１３０がビームフォーミングを行うように、複数のＳＰＩ伝達ピンを含むシリアル・ペリフェラル・インタフェースＳＰＩ及び複数のＧＰＩＯピンを含む汎用入出力ポートＧＰＩＯを介してビームフォーミング回路１２０を制御する。

【0019】

幾つかの実施例において、プロセッサ１１０は初期化モジュール１１１を含み、図２Ａに示すように、初期化段階で、初期化モジュール１１１は、シリアル・ペリフェラル・インタフェースＳＰＩを介してビームテーブルＢＴをレジスタ回路１２１に保存し、且つ汎用入出力ポートＧＰＩＯを介してレジスタ回路１２１におけるビームテーブルＢＴに対応するビームに対する汎用入出力ポートＧＰＩＯの切り替え制御を設定する。

【0020】

幾つかの実施例において、ビームフォーミング回路１２０はビーム選択モジュール１２２とビーム応用モジュール１２３を更に含んでよい。幾つかの実施例において、プロセッサ１１０はスケジューリングモジュール１１２を更に含む。幾つかの実施例において、図２Ｂに示すように、ビームフォーミング段階で、スケジューリングモジュール１１２は、アレイアンテナ１３０が生じたビームを切り替えるように、汎用入出力ポートＧＰＩＯのみを介して先入れ先出し一時記憶域ＦＩＦＯＲに保存されているビームインデックスを切り替えることができる。幾つかの実施例において、ビームフォーミング段階で、スケジューリングモジュール１１２は、汎用入出力ポートＧＰＩＯを介して切り替え信号ＴＳ（１）～ＴＳ（Ｎ）（Ｎは任意の正の整数である）を先入れ先出し一時記憶域ＦＩＦＯＲに順に伝送してよい。幾つかの実施例において、ビームフォーミング段階で、スケジューリングモジュール１１２が汎用入出力ポートＧＰＩＯを介して切り替え信号ＴＳ（１）～ＴＳ（Ｎ）のうちの１つを先入れ先出し一時記憶域ＦＩＦＯＲに伝送する度に、先入れ先出し一時記憶域ＦＩＦＯＲは読み取り可能な状態であり、更にビーム選択モジュール１２２が先入れ先出し方法により先入れ先出し一時記憶域ＦＩＦＯＲにおける１つのビームインデックスを読み取るようにする。読み取りが完了した後、幾つかのセキュリティメカニズムの考慮に基づいて、先入れ先出し一時記憶域ＦＩＦＯＲを読み取り不可能の状態に切り替えてもよい。

【0021】

詳しくは、スケジューリングモジュール１１２が汎用入出力ポートＧＰＩＯを介して１番目の切り替え信号ＴＳ（１）を先入れ先出し一時記憶域ＦＩＦＯＲに伝送する時、先入れ先出し一時記憶域ＦＩＦＯＲは読み取り可能な状態に切り替えられてよく、更にビーム選択モジュール１２２が先入れ先出し一時記憶域ＦＩＦＯＲにおける最も先に保存されたビームインデックスを読み取るようにする。このように類推し、その後に順に伝送される切り替え信号ＴＳ（２）～ＴＳ（Ｎ）に応答して、ビーム選択モジュール１２２は先入れ先出し方法により先入れ先出し一時記憶域ＦＩＦＯＲにおける他のビームインデックスを順に読み取る。

【0022】

幾つかの実施例において、ビームフォーミング段階で、ビーム選択モジュール１２２は、読み取られたビームインデックスに基づいてビームテーブルＢＴから対応する候補ビーム方向のビームパラメータを選択し、候補ビーム方向のビームパラメータをビーム応用モジュール１２３に伝送することができる。続いて、ビーム応用モジュール１２３は、対応する候補ビーム方向のビームパラメータに基づいてアレイアンテナ１３０がビームフォーミングを行うように制御する。

【0023】

注意すべきこととして、上記初期化モジュール１１１及びスケジューリングモジュール１１２は、ハードウェア回路の形でプロセッサ１１０内に設けられてもよく、ソフトウェアプログラムの形でプロセッサ１１０のレジスタ（図示せず）に保存されてもよく、更に外部の保存装置（図示せず）に保存されている、プロセッサ１１０により読み取られて実行されるソフトウェアプログラムであってもよい。

【0024】

図３を合わせて参照されたい。図３は、本開示のビーム制御方法のフローチャートである。図１に示されるアンテナ装置１００は、図３におけるビーム制御方法の全てのステップを実行するために利用可能である。

【0025】

まず、ステップＳ２１０において、ビームフォーミング回路１２０により、アレイアンテナ１３０がビームフォーミングを行うように制御する。

【0026】

また、ステップＳ２２０において、第１の通信インタフェースＩＦ１を介して、ビームフォーミング回路１２０が先入れ先出し方法により複数のビームインデックスを順に読み取るように制御する。

【0027】

ステップＳ２３０において、ビーム切り替え時間内に、読み取られたビームインデックスに基づいてアレイアンテナ１３０のビーム方向を設定し、前記ビーム切り替え時間をサイクリックプレフィックス時間以下にすることにより、サイクリックプレフィックス時間内に設定する。

【0028】

更に、本発明のアンテナ装置及びビーム制御方法を使用することによって、ビーム切り替え時間（即ち、アレイアンテナ１３０のビーム方向を切り替えるために必要な時間）をサイクリックプレフィックス（Ｃｙｃｌｉｃ Ｐｒｅｆｉｘ；ＣＰ）時間以下に設定することができ、それによってビーム切り替え時間をサイクリックプレフィックス時間内に設定することができ、サイクリックプレフィックス時間は、同期信号バースト（Ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ Ｓｉｇｎａｌ Ｂｕｒｓｔ；ＳＳＢ）におけるタイムスロット（Ｔｉｍｅ Ｓｌｏｔ；ＳＬ）内の複数のシンボル（Ｓｙｍｂｏｌ；ＳＭＢ）の間に設定される。それにより、ビーム切り替え時間内に、第１の通信インタフェースＩＦ１を介して複数のビームインデックスに基づいてこれらのビームインデックスに対応する複数のビーム方向の間で順に切り替えることができ、従来の技術的解決手段ではビーム切り替え時間をタイムスロット内に設定して上記ビーム切り替えを行うことによって引き起こされる問題が解決される。

【0029】

以下、実際の例をもって従来技術及び上記ビーム切り替え時間とサイクリックプレフィックス時間の間の関係を更に説明する。図４を併せて参照されたい。図４は、従来技術におけるビーム切り替え時間ＢＳＴの模式図である。図４に示すように、同期信号バーストＳＳＢの２つのタイムスロットＳＬを例とし、各タイムスロットＳＬのいずれにも１４個のシンボルＳＭＢがある。サブキャリア間隔（ｓｕｂｃａｒｒｉｅｒ ｓｐａｃｉｎｇ；ＳＣＳ）を１２０ｋＨｚとすれば、タイムスロットＳＬの時間は１２５マイクロ秒となり、シンボルＳＭＢの時間は８．９３ミリ秒となる。

【0030】

従来技術において、上記先入れ先出し一時記憶域ＦＩＦＯＲが存在しないため、シリアル・ペリフェラル・インタフェースを介して所定のビームに対応するビームインデックスをビームフォーミング回路に伝送し、更に汎用入出力ポートを介して切り替え信号をビームフォーミング回路に伝送することで、ビームフォーミング回路が予め保存されたビームテーブルからこのビームインデックスに対応する候補ビーム方向のビームパラメータを選択するしかできない。それにより、ビームフォーミング回路は、アレイアンテナがこのビームパラメータに基づいてビームフォーミングを行うように制御することができる。

【0031】

これから分かるように、ビームの切り替えには、シリアル・ペリフェラル・インタフェースを介して所定のビームに対応するビームインデックスを伝送する時間及び汎用入出力ポートを介して切り替え信号を伝送する時間が消費される。１つのクロックの時間を０．０５マイクロ秒とすれば、シリアル・ペリフェラル・インタフェースを介して所定のビームに対応するビームインデックスを伝送する時間として、７２個のクロックが必要とされ、汎用入出力ポートを介して切り替え信号を伝送する時間として、３つのクロックが必要とされ、この場合、ビーム切り替え時間ＢＳＴは３．７５マイクロ秒となる。

【0032】

更に、サイクリックプレフィックス時間ＣＰを０．５７マイクロ秒とすれば、この時に長いビーム切り替え時間ＢＳＴを必要とするため、このようなビーム切り替え時間ＢＳＴはサイクリックプレフィックス時間ＣＰ内に差し込むことができない。従って、ビームフォーミング回路１２０は、４番目のシンボルの時間内にビームＡ（即ち、４番目のシンボルの時間内にビーム切り替え時間ＢＳＴを差し込む）に切り替え、５番目～１２番目のシンボルＳＭＢ内にビームＡを利用してデータを伝送又は受信し、且つ１６番目のシンボルの時間内にビームＢ（即ち、１６番目のシンボルの時間内にビーム切り替え時間ＢＳＴを差し込む）に切り替え、１７番目～２４番目のシンボルＳＭＢ内にビームＢを利用してデータを伝送又は受信するしかできない。換言すれば、従来技術において、ビームフォーミング回路１２０は、ビームを切り替える必要がある時にシンボルＳＭＢにビーム切り替え時間ＢＳＴを差し込むしかできない。それによって、２つのタイムスロットＳＬ内に２つのビームを順に切り替えるしかできない。

【0033】

図５を併せて参照されたい。従来技術におけるビーム方向の切り替えの模式図である。図５に示すように、図４におけるシンボルＳＭＢ内にビーム切り替え時間ＢＳＴを差し込む方法では、従来技術のアンテナ装置ＡＮＴは、２つのタイムスロットＳＬ内にビームＡ～ビームＢを順に生成してそれぞれユーザ装置ＵＥ１～ＵＥ２と通信するしかできない。

【0034】

図６を併せて参照されたい。図６は、本開示の幾つかの実施例によるビーム切り替え時間ＢＳＴの模式図である。図６に示すように、同期信号バーストＳＳＢの２つのタイムスロットＳＬを例とし、各タイムスロットＳＬのいずれにも１４個のシンボルＳＭＢがある。サブキャリア間隔を１２０ｋＨｚとすれば、タイムスロットＳＬの時間は１２５マイクロ秒となり、シンボルＳＭＢの時間は８．９３ミリ秒となる。

【0035】

この実施例において、プロセッサ１１０は、汎用入出力ポートＧＰＩＯを介して切り替え信号を先入れ先出し一時記憶域ＦＩＦＯＲに伝送することで、ビーム選択モジュール１２２が先入れ先出し一時記憶域ＦＩＦＯＲにおける最も先に保存されたビームインデックスを読み取り、且つビームテーブルＢＴからこのビームインデックスに対応する候補ビーム方向のビームパラメータを選択することができる。このように類推し、その後に伝送される切り替え信号に応答して、ビーム選択モジュール１２２は先入れ先出し方法により先入れ先出し一時記憶域ＦＩＦＯＲにおける他のビームインデックスを順に読み取る。

【0036】

それにより、ビーム選択モジュール１２２は、ビームテーブルＢＴから読み取られたビームインデックスに対応する候補ビーム方向のビームパラメータを選択することができ、且つこのビームパラメータをビーム応用モジュール１２３に伝送し、アレイアンテナ１３０がこのビームパラメータに基づいてビームフォーミングを行うように制御することができる。

【0037】

これから分かるように、ビームの切り替えには、汎用入出力ポートＧＰＩＯを介して切り替え信号を伝送する時間のみが消費される。１つのクロックの時間を０．０５マイクロ秒とし、汎用入出力ポートＧＰＩＯを介して切り替え信号を伝送する時間として、３つのクロックが必要とされる場合、ビーム切り替え時間ＢＳＴは０．１５マイクロ秒となる。

【0038】

更に、サイクリックプレフィックス時間ＣＰを０．５７マイクロ秒とすれば、この時に短いビーム切り替え時間ＢＳＴ（即ち、０．１５秒）だけで、ビームフォーミング回路１２０は、５番目のサイクリックプレフィックス時間ＣＰ内にビームＡに切り替え、５番目～８番目のシンボルＳＭＢ内にビームＡを利用してデータを伝送又は受信し、且つ９番目のサイクリックプレフィックス時間ＣＰ内にビームＢに切り替え、９番目～１２番目のシンボルＳＭＢ内にビームＢを利用してデータを伝送又は受信することができる。このように類推し、同じ方法によりビームＢからビームＣに切り替え、最後にビームＣからビームＤに切り替えることができる。

【0039】

換言すれば、上記方法により、ビームフォーミング回路１２０は、ビームを切り替える必要がある時にサイクリックプレフィックス時間ＣＰ内にビーム切り替え時間ＢＳＴを差し込むことができる。それにより、同様に、２つのタイムスロットＳＬ内に、本開示のアンテナ装置１００はビームＡからビームＤまで順に切り替えることができる。逆に、上記図４の従来技術では、２つのタイムスロットＳＬ内に２つのビームを順に切り替えるしかできない。

【0040】

図７を併せて参照されたい。図７は、本開示の幾つかの実施例によるアンテナ装置１００がビーム方向を切り替える模式図である。図７に示すように、図６におけるサイクリックプレフィックス時間ＣＰ内にビーム切り替え時間ＢＳＴを差し込む方法では、アンテナ装置１００は、ビームＡ～ビームＤを順に生成してそれぞれユーザ装置ＵＥ１～ＵＥ４と通信することができる。新たなビームを生成する度に３つの汎用入出力クロックの時間がかかるだけでよく、これによってアレイアンテナ１３０のビーム方向を設定するために必要な時間が大幅に減少される。

【0041】

以上を纏めると、本開示は、ビームフォーミング回路におけるレジスタ回路に、アレイアンテナが生成してくるビームの方向の全てのビームインデックスを予め保存するための先入れ先出し一時記憶域を設定することができる。それにより、汎用入出力ポートを利用するだけでアレイアンテナのビームを迅速に切り替えることができる。更に、サイクリックプレフィックス時間内のビーム切り替え時間内にアレイアンテナのビームを切り替えることができ、アレイアンテナのビーム方向を設定するために必要な時間が大幅に減少される。

【0042】

関連する上記実施例は、本開示の所定の実施例によって開示されたが、これらの実施例は本開示を制限しようとするものではない。各種の代替と改良は、本開示の原理と精神から逸脱することなく、当業者によって本開示において実行されることがきる。従って、本開示の保護範囲は、添付される特許請求の範囲によって決定されるものとする。

【符号の説明】

【0043】

１００、２００、ＡＮＴ アンテナ装置
１１０ プロセッサ
１１１ 初期化モジュール
１１２ スケジューリングモジュール
１２０ ビームフォーミング回路
１２１ レジスタ回路
１２２ ビーム選択モジュール
１２３ ビーム応用モジュール
１３０ アレイアンテナ
ＩＦ１ 第１の通信インタフェース
ＩＦ２ 第２の通信インタフェース
ＢＴ ビームテーブル
ＳＰＩ シリアル・ペリフェラル・インタフェース
ＧＰＩＯ 汎用入出力ポート
ＦＩＦＯＲ 先入れ先出し一時記憶域
ＴＳ（１）～ＴＳ（Ｎ） 切り替え信号
Ｓ２１０～Ｓ２３０ ステップ
ＳＳＢ 同期信号バースト
ＳＬ タイムスロット
ＳＭＢ シンボル
ＣＰ サイクリックプレフィックス時間
Ａ～Ｄ ビーム
ＢＳＴ ビーム切り替え時間
ＵＥ１～ＵＥ４ ユーザ装置

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】