特許 7407847 無線通信ネットワークにおける鏡面反射コンポーネントの推定

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-12-21

(45)【発行日】2024-01-04

(54)【発明の名称】無線通信ネットワークにおける鏡面反射コンポーネントの推定

(51)【国際特許分類】

   H04B 7/06 20060101AFI20231222BHJP

   H04B 7/08 20060101ALI20231222BHJP

   H04L 27/26 20060101ALI20231222BHJP

【ＦＩ】

H04B7/06 956

H04B7/08 802

H04L27/26 100

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2022023444

(22)【出願日】2022-02-18

(62)【分割の表示】P 2019558432の分割

【原出願日】2018-04-23

(65)【公開番号】P2022062270

(43)【公開日】2022-04-19

【審査請求日】2022-03-18

(31)【優先権主張番号】17168791.6

(32)【優先日】2017-04-28

(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP

(73)【特許権者】

【識別番号】590000248

【氏名又は名称】コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェ

【氏名又は名称原語表記】Ｋｏｎｉｎｋｌｉｊｋｅ Ｐｈｉｌｉｐｓ Ｎ．Ｖ．

【住所又は居所原語表記】Ｈｉｇｈ Ｔｅｃｈ Ｃａｍｐｕｓ ５２， ５６５６ ＡＧ Ｅｉｎｄｈｏｖｅｎ，Ｎｅｔｈｅｒｌａｎｄｓ

(74)【代理人】

【識別番号】100122769

【弁理士】

【氏名又は名称】笛田 秀仙

(72)【発明者】

【氏名】ハウシュタイン，トーマス

(72)【発明者】

【氏名】ティーレ，ラルス

(72)【発明者】

【氏名】ケウスゲン，ウィルヘルム

(72)【発明者】

【氏名】グロスマン，マルクス

(72)【発明者】

【氏名】ランドマン，マルクス

【審査官】原田 聖子

(56)【参考文献】

【文献】米国特許出願公開第２００９／００８０５６０（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２００９／０２７０１１８（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１１－２４４４７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１１／００１３７１１（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開平１１－２５１９８６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０４Ｂ ７／０６

Ｈ０４Ｂ ７／０８

Ｈ０４Ｌ ２７／２６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ユーザ機器であって、
無線チャネルを介してマルチアンテナ基地局からマルチキャリア信号を受信するように構成された、複数のアンテナを有するアンテナアレイであって、前記マルチキャリア信号は、少なくとも２つのサブキャリアを有し、各サブキャリアは、前記基地局で鋭いビームとしてそれぞれのサブキャリアビームフォーマへマッピングされるアンテナアレイと、
ユーザ機器と基地局との間の無線信号通信の１つ以上の通信方向を識別するように構成されたプロセッサであって、前記通信方向は、サブキャリアビームフォーマに関連する無線チャネルの１つ以上の鏡面反射パスコンポーネントに基づいて識別されるプロセッサとを含み、
前記プロセッサは、
前記サブキャリアの各々で前記無線チャネルの前記鏡面反射パスコンポーネントの信号エネルギーを検出し、
検出された前記信号エネルギーが特定のサブキャリア上で第１の閾値に達するかまたは超えた場合、前記無線信号通信の前記通信方向として、前記特定のサブキャリアの前記サブキャリアビームフォーマがその信号エネルギーを指す方向を識別し、
前記識別された通信方向に従って前記基地局が無線信号ビームフォーマを計算可能にするために、前記識別された通信方向を前記基地局に信号送信し、
前記識別された通信方向に従って無線信号ビームフォーマを計算するように構成されるユーザ機器。

【請求項2】

前記プロセッサは、前記検出された信号エネルギーが特定のサブキャリア上の第２の閾値を下回る場合、前記特定のサブキャリアの前記サブキャリアビームフォーマがその信号エネルギーを指す特定の方向を前記無線信号通信に適していないと識別するように構成される、請求項１に記載のユーザ機器。

【請求項3】

前記プロセッサは、前記識別された通信方向に従って送信機が無線信号ビームフォーマを計算可能にするために、前記識別された通信方向を前記送信機に信号送信するように構成され、
前記プロセッサは、
前記検出された信号エネルギーが前記第１の閾値に到達した、またはそれを超えた前記サブキャリアに関する情報を前記送信機へ信号送信するか、または、
前記送信機の送信方向を取得し、前記送信機に一連の角度を信号送信するように構成される、請求項１または２に記載のユーザ機器。

【請求項4】

前記プロセッサは、
前記マルチキャリア信号の送信を開始するように前記基地局に信号送信することにより、前記通信方向の前記識別を開始するか、または、
前記基地局からの信号に応答して、前記通信方向の前記識別を開始するように構成される、請求項１～３のいずれか一項に記載のユーザ機器。

【請求項5】

前記基地局からの前記信号送信は、物理的ダウンリンク制御チャネルＰＤＣＣＨを使用し、前記基地局への前記信号送信は、物理的アップリンク制御チャネルＰＵＣＣＨを使用する、請求項４に記載のユーザ機器。

【請求項6】

基地局であって、
無線チャネルを介してマルチアンテナユーザ機器からマルチキャリア信号を受信するように構成された、複数のアンテナを有するアンテナアレイであって、前記マルチキャリア信号は、少なくとも２つのサブキャリアを有し、各サブキャリアは、前記ユーザ機器で鋭いビームとしてそれぞれのサブキャリアビームフォーマへマッピングされるアンテナアレイと、
基地局とユーザ機器との間の無線信号通信の１つ以上の通信方向を識別するように構成されたプロセッサであって、前記通信方向は、サブキャリアビームフォーマに関連する無線チャネルの１つ以上の鏡面反射パスコンポーネントに基づいて識別されるプロセッサとを含み、
前記プロセッサは、
前記サブキャリアの各々で前記無線チャネルの前記鏡面反射パスコンポーネントの信号エネルギーを検出し、
検出された前記信号エネルギーが特定のサブキャリア上で第１の閾値に達するかまたは超えた場合、前記無線信号通信の前記通信方向として、前記特定のサブキャリアの前記サブキャリアビームフォーマがその信号エネルギーを指す方向を識別し、
前記識別された通信方向に従って前記ユーザ機器が無線信号ビームフォーマを計算可能にするために、前記識別された通信方向を前記ユーザ機器に信号送信し、
前記識別された通信方向に従って無線信号ビームフォーマを計算するように構成される基地局。

【請求項7】

前記プロセッサは、前記検出された信号エネルギーが特定のサブキャリア上の第２の閾値を下回る場合、前記特定のサブキャリアの前記サブキャリアビームフォーマがその信号エネルギーを指す特定の方向を前記無線信号通信に適していないと識別するように構成される、請求項６に記載の基地局。

【請求項8】

前記プロセッサは、前記識別された通信方向に従って送信機が無線信号ビームフォーマを計算可能にするために、前記識別された通信方向を前記送信機に信号送信するように構成され、
前記プロセッサは、
前記検出された信号エネルギーが前記第１の閾値に到達した、またはそれを超えた前記サブキャリアに関する情報を前記送信機へ信号送信するか、または、
前記送信機の送信方向を取得し、前記送信機に一連の角度を信号送信するように構成される、請求項６または７に記載の基地局。

【請求項9】

前記プロセッサは、
前記マルチキャリア信号の送信を開始するように前記ユーザ機器に信号送信することにより、前記通信方向の前記識別を開始するか、または、
前記ユーザ機器からの信号に応答して、前記通信方向の前記識別を開始するように構成される、請求項６のいずれか一項に記載の基地局。

【請求項10】

前記信号送信は、前記基地局によってトリガーされるときに、物理ダウンリンク制御チャネルＰＤＣＣＨを使用するか、または前記ユーザ機器によってトリガーされるときに、物理アップリンク制御チャンネルＰＵＣＣＨを使用する、請求項９に記載の基地局。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、モバイル通信ネットワークの分野に関し、より具体的には、モバイル通信ネットワークのそれぞれのエンティティ間の信頼性の高い通信、例えばモバイル通信ネットワークの基地局とモバイルデバイスまたは別のユーザ機器（ＵＥ）との間の、またはモバイル通信ネットワークの複数の基地局間の、またはモバイル通信ネットワークの複数のモバイルデバイス間の信頼性の高い通信を可能にするアプローチに関する。

【背景技術】

【0002】

図１は、コアネットワーク１０２および無線アクセスネットワーク１０４を含む無線ネットワーク１００の一例の概略図である。無線アクセスネットワーク１０４は、複数の基地局ｅＮＢ１～ｅＮＢ５を含むことができ、各基地局は、それぞれのセル１０６１～１０６５によって概略的に表される基地局を囲む特定のエリアにサービスを提供する。基地局は、セル内のユーザにサービスを提供するために提供される。ユーザは、固定デバイスまたはモバイルデバイスとすることができる。さらに、無線通信システムは、基地局またはユーザに接続するＩｏＴデバイスによってアクセスされ得る。ＩｏＴデバイスには、電子機器、ソフトウェア、センサー、アクチュエータなどが内部に埋め込まれた物理デバイス、車両、建物、およびその他のアイテム、ならびにこれらのデバイスが既存のネットワークインフラストラクチャ全域にわたってデータを収集および交換できるようにするネットワーク接続が含まれる。

【0003】

図１は５つのセルのみの例示的な図を示しているが、無線通信システムはより多くのそのようなセルを含んでもよい。図１は、セル１０６２内にあり、基地局ｅＮＢ２によってサービス提供される、ユーザ機器（ＵＥ）とも呼ばれる２個のユーザＵＥ１およびＵＥ２を示す。別のユーザＵＥ３がセル１０６４に示されており、これは基地局ｅＮＢ４によってサービス提供される。矢印１０８１、１０８２、および１０８３は、ユーザＵＥ１、ＵＥ２、およびＵＥ３から基地局ｅＮＢ２、ｅＮＢ４にデータを送信するため、または基地局ｅＮＢ２、ｅＮＢ４からユーザＵＥ１、ＵＥ２、ＵＥ３にデータを送信するためのアップリンク／ダウンリンク接続を概略的に表す。

【0004】

さらに、図１は、セル１０６４内の２つのＩｏＴデバイス１１０１および１１０２を示しており、これらは定置型デバイスまたはモバイルデバイスであり得る。ＩｏＴデバイス１１０１は、矢印１１２１によって概略的に表されるように、基地局ｅＮＢ４を介して無線通信システムにアクセスしてデータを送受信する。ＩｏＴデバイス１１０２は、矢印１１２２によって概略的に表されるように、ユーザＵＥ３を介して無線通信システムにアクセスする。それぞれの基地局ｅＮＢ１～ｅＮＢ５は、それぞれのバックホールリンク１１４１～１１４５を介してコアネットワーク１０２に接続され、これらは図１では「コア」を指す矢印によって概略的に表されている。コアネットワーク１０２は、１つ以上の外部ネットワークに接続され得る。

【0005】

無線通信システムは、直交周波数分割多重化（ＯＦＤＭ）システム、直交周波数分割多重アクセス（ＯＦＤＭＡ）システム、またはＣＰ有りまたは無しのその他のＩＦＦＴベースの信号（例えば、ＤＦＴ－ｓ－ＯＦＤＭ）のような、周波数分割多重化に基づくシングルトーンまたはマルチキャリアシステムであり得る。マルチアクセス用の非直交波形のような他の波形、例えばフィルターバンクマルチキャリア（ＦＢＭＣ：ｆｉｌｔｅｒ－ｂａｎｋ ｍｕｌｔｉｃａｒｒｉｅｒ）、汎用周波数分割多重化（ＧＦＤＭ：ｇｅｎｅｒａｌｉｚｅｄ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）、またはユニバーサルフィルタードマルチキャリア（ＵＦＭＣ：ｕｎｉｖｅｒｓａｌ ｆｉｌｔｅｒｅｄ ｍｕｌｔｉ ｃａｒｒｉｅｒ）を使用できる。無線通信システムは、ＬＴＥおよび５Ｇ／ＮＲ（新たな無線：ｎｅｗ ｒａｄｉｏ）に従って動作され得る。

【0006】

データ伝送には、物理リソースグリッドを使用できる。物理リソースグリッドは、様々な物理チャネルと物理信号がマッピングされるリソース要素の組を含み得る。例えば、物理チャネルは、ダウンリンク・アップリンクペイロードデータとも呼ばれるユーザ固有のデータを運ぶ物理ダウンリンク・アップリンク共有チャネル（ＰＤＳＣＨ、ＰＵＳＣＨ：ｐｈｙｓｉｃａｌ ｄｏｗｎｌｉｎｋ ａｎｄ ｕｐｌｉｎｋ ｓｈａｒｅｄ ｃｈａｎｎｅｌｓ）、例えばマスター情報ブロック（ＭＩＢ：ｍａｓｔｅｒ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｂｌｏｃｋ）およびシステム情報ブロック（ＳＩＢ：ｓｙｓｔｅｍ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｂｌｏｃｋ）を運ぶ物理ブロードキャストチャネル（ＰＢＣＨ：ｐｈｙｓｉｃａｌ ｂｒｏａｄｃａｓｔ ｃｈａｎｎｅｌ）、ダウンリンク制御情報（ＤＣＩ：ｄｏｗｎｌｉｎｋ ｃｏｎｔｒｏｌ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）を運ぶ物理ダウンリンク制御チャネル（ＰＤＣＣＨ：ｐｈｙｓｉｃａｌ ｄｏｗｎｌｉｎｋ ｃｏｎｔｒｏｌ ｃｈａｎｎｅｌ）などを含み得る。

【0007】

アップリンクの場合、物理チャネルは、ＵＥがＭＩＢとＳＩＢを同期して取得すると、ネットワークにアクセスするためにＵＥが使用する物理ランダムアクセスチャネル（ＰＲＡＣＨまたはＲＡＣＨ：ｐｈｙｓｉｃａｌ ｒａｎｄｏｍ ａｃｃｅｓｓ ｃｈａｎｎｅｌ）をさらに含み得る。物理信号は、基準信号（ＲＳ）、同期信号などを含み得る。リソースグリッドは、時間ドメインで１０ミリ秒のような特定の持続時間を有し、周波数ドメインで所与の帯域幅を有するフレームを含み得る。フレームは、所定の長さの特定の数のサブフレーム、例えば、１ミリ秒の長さの２つのサブフレームを有し得る。各サブフレームは、サイクリックプレフィックス（ＣＰ：ｃｙｃｌｉｃ ｐｒｅｆｉｘ）の長さに応じて、６または７個のＯＦＤＭシンボルの２つのスロットを含み得る。

【0008】

例えば図１に示されるようなモバイル通信ネットワークでは、基地局ＢＳとユーザ端末またはユーザ機器ＵＥとの間の無線モバイル通信は無線チャネルを使用する。無線チャネルには、見通し線（ＬｏＳ）パスとも呼ばれる直接パス、および／または非見通し線（ＮＬｏＳ）パスとも呼ばれる１つ以上の反射パスが含まれ得る。パスは、コンポーネントとも呼ばれる。

【0009】

図２は、一例に係る、基地局とＵＥとの間のモバイル通信のための無線チャネルのそれぞれのパスの概略図である。基地局ＢＳは、ＢＳによって定義されたセル内でＵＥにサービスを提供する図１に示される基地局のうちの１つであり得る。セル内には、多くの障害物２００１および２００２（例えば、建物、樹木、丘、または山）が存在し得る。基地局ＢＳとＵＥとの間の通信は、図２に示す例では、ＬｏＳパス２０２ならびに複数のＮＬｏＳパス２０４ａ、２０４ｂの両方を含む無線チャネル２００を使用する。第１のＮＬｏＳパス２０４ａは、基地局ＢＳから第１の障害物２００１まで延びる第１のセグメント２０４ａ１と、第１の障害物２００１からＵＥまで延びる第２のセグメント２０４ａ２とを含む。言い換えれば、ＢＳによって第１の障害物２００１に向かう方向に無線チャネル２００内で送信された信号は、障害物で反射され、またＵＥで受信される。同様に、第２のＮＬｏＳパス２０４ｂは、基地局ＢＳから第２の障害物２００２まで延びる第１のセグメント２０４ｂ１と、第２の障害物２００２からＵＥまで延びる第２のセグメント２０４ｂ２とを含む。

【0010】

ＢＳは、複数のアンテナおよび複数の送信／受信信号処理チェーンを備えることができ、また、大規模ＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｉｎｐｕｔ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｏｕｔｐｕｔ：複数入力複数出力）ＢＳと呼ばれ得る。ＢＳは、１つ以上の送信ビームまたはエネルギーを複数の異なる方向に同時に向けることができ、複数の異なる方向から１つ以上のビームまたはエネルギーを同時に受信することができる。ＵＥはまた、ＵＥが複数の異なる方向に／からビームまたはエネルギーを送信／受信することを可能にする、少なくとも２つのアンテナおよび送信／受信チェーンなどの複数のアンテナおよび複数の送信／受信チェーンを含み得る。そのようなＵＥはＭＩＭＯ ＵＥとも呼ばれる。２つのアンテナが適切な間隔を有していると仮定すると、ＵＥは、送信／受信される信号が最も強い半平面ごとの第１の方向と、信号の送信／受信が可能でない半平面ごとの第２の別の方向とを生成し得る。第２の方向は、ヌル方向とも呼ばれる。

【0011】

信頼性の高い通信を行うには、無線通信に無線チャネルの最も強力なコンポーネントまたはパスを使用することが望まれる。例えば、ＢＳからＵＥへのダウンリンクでのワイヤレス送信を検討する場合、ＢＳはＵＥにつながる特定の方向に送信エネルギーを供給し、ＵＥは、その複数のアンテナを使用してビーム形成／最大比結合またはＭＩＭＯ多重化などの空間信号処理を実行して、送信された情報を抽出する。図２に示す例では、ＢＳは、ＬｏＳおよびＮＬｏＳパス２０２、２０４に沿ってＵＥに向けて送信エネルギーを供給することができる。最も強いコンポーネント／パスは、ＬｏＳパスと鏡面反射から生じる。逆に、ＵＥからＢＳへのアップリンク通信では、ＵＥは複数のアンテナを使用して特定の方向にエネルギーまたはビームを送信し、ＢＳはそれに応じてＢＳの複数のアンテナを適応させることにより、特定の方向からエネルギーまたはビームを受信する。

【0012】

信頼性の高い通信を可能にするために、ＢＳおよびＵＥは、無線チャネルの最強のコンポーネントまたはパスについての知識を有し、ＢＳ／ＵＥの複数のアンテナをこれらのパスに正しく適応させることを可能にする必要がある。例えば、ＦＤ－ＭＩＭＯ（フルディメンションＭＩＭＯ）で使用される従来のアプローチに従って、プリコーディングされた（されていない）ＣＳＩ－ＲＳ（チャネル状態情報参照信号）を使用して、ＢＳとＵＥとの間の無線チャネルを推定し、ダウンリンク（ＤＬ）方向でＵＥごとに最良、適切、または望ましいビームフォーマを選択することができる。しかしながら、これには、十分に正確ではない可能性があり、かなりの計算オーバーヘッドを含む可能性がある周波数／時間ドメインの信号を推定する必要がある。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0013】

本発明の根底にある目的は、計算のオーバーヘッドを回避するモバイル通信ネットワークのエンティティ間の通信のための無線チャネル内の最強パスを決定する改善されたアプローチを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0014】

この目的は、独立請求項で定義される主題によって達成される。

【0015】

実施形態によれば、本発明は、複数のアンテナを有するアンテナアレイを含む基地局またはユーザ機器のような装置を提供し、アンテナアレイは、無線チャネルを介してＵＥまたはＢＳのようなマルチアンテナ送信機からマルチキャリア信号を受信するように構成される。マルチキャリア信号は少なくとも２つのサブキャリアを有し、各サブキャリアは送信機でそれぞれのサブキャリアビームフォーマにマッピングされる。それぞれのサブキャリアビームフォーマは、ヌルとビームコーンの方向が異なる。装置は、装置と送信機との間の無線信号通信の通信方向を識別するためのプロセッサを含み、通信方向は、サブキャリアビームフォーマのヌルまたは最大値に関連する無線チャネルの１つ以上の鏡面反射パスコンポーネントに基づいて識別される。

【0016】

本発明のアプローチによれば、受信信号を推定するのではなく、ＭＩＭＯ通信リンク内で最も主要なマルチパスコンポーネントとも呼ばれる最も強いパスが暗黙的に抽出される。従来のアプローチとは対照的に、周波数／時間ドメインの信号を推定する必要はなく、むしろ適切な送信および受信技術（例えば、送受信ビームフォーマ、干渉調整、およびハンドオーバー）を導出するのに使用される無線チャネル内の鏡面反射コンポーネントが得られる。実施形態によれば、装置は基地局であってもよく、送信機はユーザ機器であってもよい。他の例では、装置はユーザ機器であってもよく、送信機は、デバイスツーデバイス（Ｄ２Ｄ）通信の場合、別のユーザ機器であり得るか、または基地局であり得る。本発明のアプローチの実施形態によれば、基地局である装置の例を考慮すると、ＢＳは、ＵＥのような送信機によって提供されるマルチキャリア信号のサブキャリアに対するヌルまたはビームフォーマの最大値に関連する無線チャネルのパスコンポーネントに基づいて、ＢＳとＵＥとの間のその後の無線信号通信に使用される通信方向を決定する。

【0017】

実施形態によれば、本発明は、複数のアンテナを有するアンテナアレイを含む、ＵＥのような装置を提供する。アンテナアレイは、少なくとも２つのサブキャリアを有するマルチキャリア信号を、無線チャネルを介してＢＳのような受信機に送信するように構成される。マルチキャリア信号の各サブキャリアをそれぞれのサブキャリアビームフォーマにマッピングするように構成されたプロセッサが提供され、それぞれのサブキャリアビームフォーマは非同一のヌルおよびビームコーン方向を有する。装置と送信機との間の無線信号通信のための通信方向を識別する受信機からの信号に応答して、プロセッサは、識別された通信方向に従って無線信号ビームフォーマを計算するように構成される。

【0018】

例によれば、装置はＵＥであってもよく、受信機はＢＳであってもよく、またはＤ２Ｄ通信の場合は別のＵＥであってもよい。この実施形態によれば、装置がＵＥであると考えるとき、ＵＥは、ＢＳとの通信のためにマルチキャリア信号を提供する。ＢＳは、ＵＥからマルチキャリア信号を受信すると、例えば本発明の推定アプローチを使用して通信方向を決定し、識別された通信方向を示す信号をＵＥに提供し、この信号に基づいて、ＵＥは、例えばＵＥからＢＳへのアップリンク（ＵＬ）通信に対して、無線信号のビームフォーマを計算する。

【0019】

上述の実施形態は、所望の通信方向または通信リンクの最も主要なマルチパスコンポーネントが、受信周波数／時間ドメイン信号を使用する無線チャネルの推定に基づいて識別されないため、有利である。むしろ、無線チャネルの通信方向またはパスコンポーネントは、送信機のサブキャリアビームフォーマの特性に応じて、より具体的には鏡面反射コンポーネントがヌルまたはその最大値に関連するかどうかに基づいて決定される。これにより、決定プロセスが容易になり、無線チャネルを推定するための複雑な計算プロセスが回避される。

【0020】

実施形態によれば、本発明は、ＵＥのような送信機から無線チャネルを介してマルチキャリア信号を受信するように構成されたアンテナアレイを含むＢＳのような装置を提供する。マルチキャリア信号は少なくとも２つのサブキャリアを有し、各サブキャリアは送信機でそれぞれのサブキャリアビームフォーマにマッピングされる。それぞれのサブキャリアビームフォーマは、ヌルとビームコーンの方向が異なる。装置は、ヌルまたはサブキャリアビームフォーマの最大値に関連する無線チャネルの１つ以上の主要な鏡面反射パスコンポーネントを識別するプロセッサを含み、マルチキャリア信号内の１つ以上の主要なパスコンポーネントが削除されるようにサブキャリアビームフォーマを調整するように送信機に信号送信する。

【0021】

この実施形態によれば、装置がより高い分解能で他の空間／鏡面反射コンポーネントを受信または測定することができる無線チャネル内の最も主要なマルチパスコンポーネントを除去することにより、ダイナミックレンジの拡張を達成できる。装置はＢＳであってもよく、送信機はＵＥであってもよい。他の例によれば、例えばＵＥとＢＳとの間のアップリンク通信において、装置はＵＥであり、送信機はＢＳであってもよい。ただし、Ｄ２Ｄ通信の場合、送信機は別のＵＥであってもよい。

【0022】

実施形態は従属請求項に定義されている。

【0023】

ここで、本発明の実施形態を添付の図面を参照してさらに詳細に説明する。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】無線通信システムの無線ネットワークまたは無線ネットワークインフラストラクチャの一例の概略図を示す。

【図2】一例に係る、基地局とＵＥとの間のモバイル通信のための無線チャネルのそれぞれのパスの概略図である。

【図3(a)】複数のアンテナおよび複数の送信／受信チェーンを含むＵＥまたはＢＳの概略図を示す。

【図3(b)】２つのアンテナを使用するときに図３（ａ）のＵＥによって形成され得る２つのサブキャリア依存ビームフォーマを概略的に示す。

【図4】ＤｏＡに基づいてＢＳとＵＥとの間のＵＬチャネルの強い鏡面反射コンポーネントを推定するためのプロセスまたは方法の一実施形態を表す流れ図である。

【図5】信号エネルギー推定に基づく本発明のアプローチの一実施形態に係る、ＢＳとＵＥとの間の通信方向の推定のためのプロセスの流れ図を示す。

【図6】信号エネルギー推定およびＤｏＡに基づく本発明のアプローチの一実施形態に係る、ＢＳとＵＥとの間の通信方向の推定のためのプロセスの流れ図を示す。

【図7】図３～図６の実施形態に関して上述したように方法での通信方向推定に続くダウンリンク通信のためにＢＳによって選択された無線チャネルのパスコンポーネントの概略図である。

【図8】本発明のアプローチに従って説明された方法のステップのみならずユニットまたはモジュールが実行され得るコンピュータシステムの一例を示している。

【発明を実施するための形態】

【0025】

以下において、本発明の好ましい実施形態は、同じまたは類似の機能を有する要素が同じ符号によって参照される添付の図面を参照してさらに詳細に説明される。
ここで、本発明のアプローチの実施形態について説明する。ＵＥによって空間コーディングで提供されるマルチキャリア信号は、ＵＥとＢＳとの間のアップリンク（ＵＬ）通信における信頼性の高い通信に有用な鏡面反射コンポーネントの推定に使用され得る。

【0026】

図３（ａ）は、複数のアンテナＡＮＴ１～ＡＮＴ３および複数の送信／受信チェーン２０６ａ～２０６ｃを含むＵＥの概略図を示す。ＢＳは同様の構造を有し得る。２つ以上のアンテナポートと少なくとも２つの送信／受信チェーン２０６ａ～２０６ｃを有するＵＥは、十分なアンテナ間隔、例えば０．８ラムダ未満のアンテナ間隔を有する２つのアンテナ、例えばアンテナＡＮＴ１およびＡＮＴ２の組を選択して、空間ドメイン内で単一のヌルを確保し得る。

【0027】

ＵＥは、ＵＥからＢＳへのアップリンク（ＵＬ）通信のために、マルチキャリア信号、例えばＯＦＤＭ信号を送信し得る。信号が各アンテナポートに供給される前に、適切な位相シフトおよび／または振幅シフトが適用され得る。これらのシフトは、各アンテナポートが送信されたマルチキャリア信号の時間ドメインと振幅の重み付けに異なる遅延を導入するように、サブキャリアおよびアンテナに依存し得る。このようにして、ＵＥがエネルギーを送受信する方向を決定する、有効なアンテナアレイ放射パターンとも呼ばれる個別のサブキャリア依存ビームフォーマが生成される。

【0028】

例によれば、異なるアンテナポートを介して送信されるマルチキャリア信号は、次の特性を有し得る：
・マルチキャリア信号の各サブキャリアは、狭帯域ビームフォーマにマッピングされ得る。
・サブキャリア依存のビームフォーマは、スペクトルドメインで互いに直交し得るが、空間ドメインでは重複し得る。

【0029】

さらなる実施形態によれば、シフトは、サイクリック遅延ダイバーシティ（ＣＤＤ）概念と同様に、異なるアンテナポートに特定の遅延を導入することにより達成され得る。基地局は、どの遅延を使用するかをＵＥに通知し得る。

【0030】

他の実施形態によれば、例えばコードブックを使用して、固定ビームフォーマの大きな組を生成することができ、使用されるサブセットをＵＥに通知することができる。例えば、コードブックは、利用可能な帯域幅に基づいてサブキャリアごとに放射方向の特定の変化を定義するために提供され得る。例えば、ＯＦＤＭシンボルのような複数のシンボルの場合、マッピングをコードブックに従って変更して、ＢＳがフラットフェーディングの影響または他のエラーの発生源を緩和するのを助けることができる。

【0031】

この実施形態によれば、ヌル方向の選択は、ＣＳＩ－ＲＳの場合と同様の方法で、すなわち、環状ドメイン内に特定のオーバーサンプリングを有するＤＦＴベースのコードブックを使用して構築され得る定義済みコードブックから導出されると想定される。環状ドメインのヌルの構造により、オーバーサンプリング係数は増加し得る。オーバーサンプリング係数は、セル固有の特性としてＢＳから通知され得るか、または必要に応じて調整され得る。コードブックは、ＭＴポイントＤＦＴマトリックスの最初のＭ行を切り捨てることで構築され得るＤＦＴベースのコードブックであり得る。

【0032】

図３（ｂ）は、２つのアンテナを使用するときに図３（ａ）のＵＥによって形成され得る２つのサブキャリア依存のビームフォーマを概略的に示す。ビームフォーマには、非同一のヌル方向と最大ビームコーン方向がある。ヌル方向とビームコーン方向は、ＢＳとＵＥ間の通信リンクの所与の／使用される信号帯域幅の空間ドメインに均等に分散され得る。他の例によれば、狭帯域ビームフォーマは、各サブキャリア信号に適切な位相および振幅の重み付けを適用するときに、空間領域全体の特定の空間ドメインのみをカバーするように設計され得る。

【0033】

ここで、ＢＳとＵＥとの間の通信の最も強いまたは最も主要な鏡面反射コンポーネントを推定する実施形態を説明する。

【0034】

図４は、ＢＳとＵＥとの間のＵＬチャネルの強い鏡面反射コンポーネントを推定するためのプロセスまたは方法の一実施形態を表す流れ図である。このプロセスは、サウンディングプロセスまたは手順とも呼ばれる。

【0035】

プロセスは、推定手順またはサウンディング手順が開始されるＳ１００で始まる。例によれば、推定は、例えば、ＰＤＣＣＨなどのＢＳとＵＥとの間の信号化チャネルを使用して、ＢＳによって開始され得る。他の例によれば、推定は、推定プロセスで開始する承認のために、物理アップリンク制御チャネル（ＰＵＣＣＨ）などの信号化チャネルを介してＢＳに尋ねるＵＥによって開始され得る。

【0036】

例えば、図１に示すように、ＢＳには、大規模ＭＩＭＯアンテナアレイなどの複数のアンテナを装備できる。ＢＳは、Ｓ１０２で、無線チャネルを介してＵＥからマルチキャリア信号を受信する。ＵＥは、図３を参照して説明したように、マルチキャリア信号を生成する。

【0037】

Ｓ１０４で、ＢＳは、各サブキャリア上で、またはチャネルパスコンポーネントのすべてのサブキャリア上で共同して、到来方向（ＤｏＡ）推定を実行する。例によれば、無線チャネルのパラメトリック記述が想定され、各鏡面反射パスコンポーネントは、パス依存パラメータＤｏＡおよびＤｏＤ（出発方向）によって記述され得る。

【0038】

Ｓ１０６で、推定されたＤｏＡの最初のものが選択され、Ｓ１０８で、選択されたＤｏＡαに関連するチャネルコンポーネントまたは鏡面反射パスが１つの特定の単一サブキャリア上でフェードまたは消失しているかどうかがＢＳによって判定される。選択されたＤｏＡαに関連するチャネルコンポーネント／鏡面反射パスがＢＳの特定の単一サブキャリア上でフェード／消失している場合、ＵＥ側のこの特定のサブキャリアに関連するビームフォーマ、例えば狭帯域ビームフォーマは、パラメータα、βで記述され得るこの鏡面反射パスコンポーネントの正確な出発方向（ＤｏＤβ）にそのヌルを指している。フェード／消失チャネルコンポーネント／鏡面反射パスにより、Ｓ１１０で、ＢＳのＤｏＡαおよびＵＥのＤｏＤβによって記述された通信方向には、単一の強い鏡面反射コンポーネントのみが含まれることを導出する。

【0039】

Ｓ１０８で、選択されたＤｏＡに対して鏡面反射パスがフェード／消失する単一のサブキャリアがないと判定された場合、Ｓ１１２で、選択されたＤｏＡは通信に適さないと判定される。例えば、選択されたＤｏＡに対して信号が複数またはすべてのサブキャリア、つまりＵＥの複数またはすべてのＤｏＤのＢＳに対して消失する場合、この選択されたＤｏＡは通信には適していない。また、所与のＤｏＡに対して信号が常に存在し、信号が消失する特定のサブキャリアが存在しないか、またはＢＳでそのようなサブキャリアが識別され得ない場合、対応するＤｏＡまたは通信パスは、ＢＳの角度ドメインで区別することができないいくつかのマルチパス／鏡面反射コンポーネントの重ね合わせと見なされ、したがって、このＤｏＡは、ＵＥからＢＳへのデータ通信のような通信には適さないと見なされる。

【0040】

選択されたＤｏＡがＳ１０８～Ｓ１１２で評価または処理されると、Ｓ１１４において、Ｓ１０４で推定されたすべてのＤｏＡまたは特定数のＤｏＡが評価または処理されたかどうかが判定される。１つ以上のＤｏＡが残っている場合、プロセスはＳ１１６で評価されるべき次のＤｏＡを選択し、Ｓ１０８～Ｓ１１４が繰り返される。ＤｏＡの処理が完了すると、実際の推定フェーズが終了し、ＢＳは、ＵＬチャネルの強い鏡面反射コンポーネントのＤｏＡを認識し、それに応じて、例えばＵＥからＢＳへのＵＬデータ送信のために、Ｓ１１８に示されるように、その複数のアンテナを通信に適応させることができる。

【0041】

さらなる実施形態によれば、ＢＳは、Ｓ１２０に示されるように、強い鏡面反射コンポーネントをＵＥに信号送信し得る。例えば、ＢＳは、ＵＥ側で特定のヌル出発方向に関連する強い鏡面反射コンポーネントのサブキャリアインデックスを知っていてもよく、この情報はＳ１２０でＵＥに送信されてもよい。この知識に基づいて、ＵＥ側で、図４のＳ１２２に示すように、強い鏡面反射コンポーネントの方向を指す１つ以上のビームフォーマ、例えば広帯域ビームフォーマを計算できる。

【0042】

本発明のアプローチの上述の実施形態によれば、ＢＳは、ＢＳとＵＥとの間の適切な通信方向の組を導出することができ、それに応じてビームフォーマを計算することができる。ＵＥはまた、標準チャネル推定および空間受信ビームフォーミング、例えばＭＭＳＥまたはＺＦを実行して、シングルおよびマルチストリーム受信のために信号を復号することができる。

【0043】

ここで、本発明の推定またはサウンディング手順のさらなる実施形態について説明する。これらの実施形態によれば、ＢＳでは、ＵＥからＢＳへの通信の通信方向を決定するために受信信号エネルギーが推定される。実施例によれば、ＵＥは多数のアンテナを装備することができ、それにより、各サブキャリアは、信号エネルギーがメインビーム指示方向に非常に集中する単一の超狭ビームまたは鋭いビームにマッピングされ得る。そのような例では、各ビームコーンは、
（ａ）単一の鏡面反射パスコンポーネント、または、
（ｂ）非常に少ないチャネルパスコンポーネント、または、
（ｃ）パスコンポーネントなし、
に関連付けられ得る。

【0044】

サブキャリア依存のビームコーンは、ＢＳとＵＥとの間の通信リンクの所与の／使用される信号帯域幅に対して空間ドメインに均等に分布され得る非同一のビーム指示方向を有し得る。他の例によれば、ビームコーンは、空間領域全体の特定の空間ドメインのみをカバーするように設計され得る。

【0045】

図５は、本発明のアプローチの実施形態に係る、ＢＳとＵＥとの間の通信方向の推定のためのプロセスの流れ図を示す。Ｓ２００で、例えば図４のＳ１００でのプロセスに関して上述したのと同様の方法で、推定プロセスが開始される。

【0046】

Ｓ２０２で、ＢＳは、無線チャネルを介してＵＥからマルチキャリア信号を受信する。ＵＥは、図３を参照して上述した方法で、または鋭いビームを形成するための上述の多数のアンテナを提供することにより、マルチキャリア信号を生成することができる。

【0047】

この実施形態によれば、ＢＳは、サブキャリア上で信号エネルギー検出を実行する。Ｓ２０４で、ＢＳは、ＵＥから受信したマルチキャリア信号のサブキャリアの各々における信号エネルギーを推定し、Ｓ２０６でサブキャリアのうちの１つを選択する。

【0048】

Ｓ２０８で、ＢＳは、選択されたサブキャリアの推定されたエネルギーが所定の閾値以上であるかどうかを判定する。推定されたエネルギーが閾値よりも大きい場合、Ｓ２１０で、サブキャリアが通信に適していると判定される。より具体的には、サブキャリアで十分な信号エネルギーが検出された場合、ＵＥ側のこの特定のサブキャリアのビームフォーマは、１つ以上の鏡面反射パスコンポーネントの方向にそのエネルギーを向け、ＢＳは対応する方向に対して、ＢＳとＵＥとの間のデータ通信のような通信に利用される可能性のある１つ以上の鏡面反射パスコンポーネントが存在することを導出する。

【0049】

Ｓ２０６で、選択されたサブキャリアの推定されたエネルギーが所定の閾値を下回ると判定された場合、Ｓ２１２で、サブキャリアはデータ通信に適していないと判定される。より具体的には、選択されたサブキャリア上に有意な信号エネルギーがないことをＢＳが検出した場合、ＵＥ側の対応するＤｏＤはデータ通信に適していない。

【0050】

Ｓ２１４では、すべてまたは一定数のサブキャリアが処理されたか否かが判定され、未処理または未評価のサブキャリアが残っている場合、Ｓ２１６で別のサブキャリアが選択され、Ｓ２０６～Ｓ２１２の推定が繰り返される。

【0051】

推定フェーズの後、ＢＳは、Ｓ２１８で示されるように、Ｓ１１８で図４を参照して上述したのと同様の方法で、強い鏡面反射コンポーネントのサブキャリアインデックスを認識し、それに従ってそのアンテナを適応させることができる。

【0052】

さらなる実施形態によれば、Ｓ２２０に示されるように、強い鏡面反射パスコンポーネントに関する情報をＵＥに信号送信またはフィードバックすることができ、ＵＥは、Ｓ２２２に示されるように、それに従ってデータ送信用にＵＥアンテナを適応させることができる。例えば、ＵＥは、ＢＳからＵＥで受信された信号によって示される鏡面反射チャネルパスコンポーネントの方向に向けられる単一または複数のビーム、例えば広帯域ビームを形成することができる。

【0053】

さらなる実施形態によれば、ＢＳはまた、ＢＳの複数のアンテナを使用して、サブキャリア上でＤｏＡ推定を実行することもできる。図５を参照して上述した信号エネルギー検出の代わりに、またはそれに加えて、ＤｏＡ推定を実行してもよい。図６は、この実施形態に係る、各サブキャリア上でＢＳによって実行されるＤｏＡ推定のプロセスを示す流れ図である。

【0054】

図６のプロセスは、Ｓ２０２～Ｓ２０４で図５を参照して説明したように、推定を開始することと、ＢＳでマルチキャリア信号を受信し、各サブキャリアで信号エネルギーを推定することを含む。

【0055】

Ｓ２３０で、ＢＳは、各サブキャリアのＤｏＡを推定し、Ｓ２３２でＤｏＡを選択する。

【0056】

Ｓ２３４において、所定の第１の閾値以上の推定信号エネルギーを有する単一のサブキャリアが存在するかどうかが判定される。そのような単一のサブキャリアが存在する場合、Ｓ２３６で、１つ以上の鏡面反射パスコンポーネントが通信に適していると判定される。より具体的には、１つ以上のチャネルコンポーネント／鏡面反射パスに関連し得る選択されたＤｏＡαについて、単一のサブキャリア上で十分なエネルギーが検出される場合、ＵＥ側のこの特定のサブキャリアのビームフォーマは、鏡面反射パスコンポーネントの正確な出発方向（ＤｏＤ）βのその信号エネルギーを指示している。ＢＳは、ＢＳのＤｏＡαおよびＵＥのＤｏＤβによって記述される通信方向が、ＢＳとＵＥとの間の通信に利用され得る１つ以上の鏡面反射パスコンポーネントを含むことを導出する。

【0057】

第１の閾値を超える推定された信号エネルギーを有する単一のサブキャリアが存在しない場合、Ｓ２３８で、１つ以上のチャネルコンポーネント／鏡面反射パスコンポーネントに関連する選択されたＤｏＡαについて、複数の隣接サブキャリアに十分な信号エネルギーがあるかどうか、すなわち、複数の隣接サブキャリアの信号エネルギーが第２の閾値を超えるかどうかが判定される。第２の閾値は、第１の閾値と同じであってもよいし、第１の閾値と異なっていてもよい。

【0058】

これが当てはまる場合、Ｓ２３６で示されるように、それぞれのコンポーネントは通信に適していると見なされる。そうでない場合、選択されたＤｏＡは、Ｓ２４０に示されるように通信には適さないと見なされる。言い換えると、１つ以上のチャネルコンポーネント／鏡面反射パスコンポーネントに関連する特定のＤｏＡαに対して、複数の隣接するサブキャリアで十分な信号エネルギーが検出された場合、ＵＥ側の対応するビームフォーマは、データ通信に利用され得るそれぞれの鏡面反射パスコンポーネントの方向にそれらの信号エネルギーを指示している。

【0059】

選択されたＤｏＡの評価／処理に続いて、Ｓ２４２で、すべてのＤｏＡまたはＳ２３０で推定された特定の数のＤｏＡが評価または処理されたかどうかが判定される。評価／処理する必要があるＤｏＡが残っている場合、Ｓ２４４で選択された次のＤｏＡと推定がＳ２３４～Ｓ２４０で繰り返される。

【0060】

推定フェーズの後、ＢＳは無線チャネルの強い鏡面反射パスコンポーネントのサブキャリアインデックスならびにＤｏＡを認識し、図５を参照して説明したように、Ｓ２１８でＢＳはそれに応じてそのアンテナを適応させることができる。また、Ｓ２２０で示されるように、この情報はＵＥにフィードバックされ得る。ＵＥは、それに従ってデータ送信用にその複数のアンテナを適応させることができる。例えば、ＵＥは、Ｓ２２２で示されるように、ＵＥにより示される鏡面反射チャネルパスコンポーネントの方向に向けられる単一または複数のビーム（広帯域ビームなど）を形成し得る。さらに、ＢＳは、ＢＳとＵＥとの間の適切な通信方向の組を導出することができる。

【0061】

実施形態によれば、サウンディング手順、例えばＵＬサウンディングは、時間／周波数リソースにわたるスキャニングヌルを通して実施され得る。例えば、各サブキャリアは、半空間あたり１つのヌルを含むＵＥの有効なビームフォーマにマッピングされ得る。空間ドメイン全体は、利用可能なリソース／サブキャリアの組でカバーされ得る。

【0062】

他の実施形態によれば、サウンディング手順は、ビームフォーマ／ヌル設計を通して実施され得る。例えば、ＵＥ側に単一のヌルを含むサブキャリア依存のビームフォーマは、角度ドメイン全体の特定の角度領域をより高い密度でカバーするように設計され得る。このようにして、ＢＳは、より高い分解能で特定の角度領域内の鏡面反射パスコンポーネントを識別することができる。

【0063】

さらに別の実施形態によれば、サウンディング手順は、３つ以上のＵＥアンテナによるヌル走査を使用して実施されてもよい。ＵＥにＭ個のアンテナが装備されている場合、各々の可能なビームフォーマは、特定の方向にＭ－１個のヌルを配置できる。サブキャリア依存のビームフォーマは、Ｍ－２個のヌルを既知の方向に向けるように設計され得るため、例えば、不要な強力なマルチパスまたはＬｏＳパスコンポーネントが除去され、無線チャネルには所望の強力な鏡面反射パスのみが残る。ＢＳは、残りのパスコンポーネントのＤｏＡをより高い精度で測定できる。

【0064】

この実施形態によれば、ＵＥにおけるＭ＞２の送信機／受信機チェーン２０６（図３（ａ）を参照）が想定され、複数、すなわちＭ－１個のヌルを設定することにより追加の鏡面反射コンポーネントを除去できる。特に、上記の実施形態で説明したように、ＵＥは、所望の方向にＭ－２個の静的なまたは固定したヌルを配置することができ、同時に角度ドメインをスキャンするために別のヌルを使用することができる。静的な／固定したヌルの配置は、ＵＥと対応するＢＳとの間に一緒に配置することができ、つまり、２つのエンティティ間で交換される追加の信号送信／フィードバックメッセージがあり得る。他の例によれば、静的な／固定したヌルの配置は、ＵＥによって自律的に実行され得る。

【0065】

実施形態によれば、チャネルサウンディング／推定は、データ送信を使用して実行され得る。例えば、標準参照信号を使用することができ、送信された信号にエンコードすることができる。より具体的には、推定プロセスのためにＵＥからＢＳに提供されるマルチキャリア信号は、マルチキャリア信号にエンコードされる標準参照信号を含み得る。言い換えれば、鏡面反射コンポーネント推定は、標準参照信号、すなわち、アップリンク方向のビームフォーミングされたＣＳＩ－ＲＳまたはＤＭＲＳ（ＤｅＭｏｄｕｌａｔｉｏｎ Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｓｉｇｎａｌ：復調基準信号）の形式で実行され得る。

【0066】

他の例によれば、ＰＵＳＣＨは、個々の／独立した鏡面反射コンポーネントが推定されるようにチャネル推定手順が変更されるので、可能なペイロードデータを搬送することを許可され得る。例えば複数のＭＣＳレベルを使用することにより、変調および符号化方式（ＭＣＳ）が堅牢な方法で選択されると仮定すると、信号対干渉プラスノイズ比（ＳＩＮＲ）が所与のデータに対してＢＳで最大化されなくても、ＢＳでのペイロードのエラーのない復号が保証され得る。

【0067】

ＢＳによるＵＥへの鏡面反射コンポーネントの信号化に関して上述した実施形態では、例えば実施形態に従って、図４および図５のステップＳ１１６およびＳ２１６で、ＢＳはサブキャリアインデックスを信号送信することができる。上記のように、ＢＳは独立した鏡面反射コンポーネントの組を決定し、どのサブキャリアで所望のコンポーネントが消失したか、または単一キャリアまたは隣接キャリアで十分なエネルギーが利用可能であった場所をＵＥに通知する。他の実施形態によれば、ＢＳは、ＵＥで所望の出発角（ＡｏＤ）を信号送信することができる。ＢＳは、ＵＥに対応する送信方向を取得し、ＵＥに角度の組を信号送信することができる。

【0068】

さらなる実施形態によれば、単一リンクごとのＵＬ／ＤＬ通信のランク表示が実行され得る。独立した鏡面反射コンポーネントの分析に基づいて、ＢＳは、ロードされたデータストリームの量に、受信アンテナ、送信アンテナおよび数値ｓのうちの最小のもの未満の最大数ｓを与え得る。

【0069】

上述の実施形態では、ＵＥからＢＳへのアップリンク通信の通信方向について説明したが、推定された通信方向は、ＢＳからＵＥへのダウンリンク通信にも同様に使用することができる。図７は、ダウンリンク通信の概略図であり、より具体的には、図３～図６の実施形態に関して上述した方法での通信方向推定に続くダウンリンク通信のためにＢＳによって選択される無線チャネルのパスコンポーネントのための概略図である。図７に見られるように、ＢＳにはＵＥへの直接パスがなく、上記の実施形態に従って実行され得る推定に基づいて、ＵＥへのダウンリンク通信のための３つの方向が使用され、そのすべてがＮＬｏＳパスである。

【0070】

さらなる実施形態によれば、空間多重化は、上述の実施形態に従って推定された鏡面反射コンポーネントに基づき得る。例えば、独立した鏡面反射コンポーネントの知識を使用して、最小の送信アンテナと最小の独立した鏡面反射コンポーネントを用いた空間多重化モードでＵＥにサービスを提供するために、個々のデータストリームをＵＥに供給してもよい。サウンディング／推定は、２つのアンテナに基づくことができる。

【0071】

上述の実施形態は、ＢＳとＵＥとの間の通信の文脈で説明されたが、本発明のアプローチはそのような実施形態に限定されないことに留意されたい。また、例えば２つのＵＥ間のデバイス間通信の場合、通信方向は上記の原理に基づいて推定され得る。さらなる実施形態によれば、２つ以上の基地局間の通信についても、通信方向は上記の原理に基づいて推定され得る。

【0072】

本発明のアプローチの別の一態様によれば、推定プロセスのダイナミックレンジの拡張は、基地局によって実施され得る。基地局は、図３および図４を参照して説明された実施形態により決定され得るように、２つ以上のアンテナを有するＵＥに単一のヌルを設定するように指示することにより、追加の測定モードを開始でき、これによって直接またはＬｏＳコンポーネントが除去され、残りのマルチパスコンポーネントのみが残る。この特定のケースでは、ＬｏＳコンポーネントが主要なコンポーネントであり、この主要なコンポーネントの除去により、ＢＳはここで、例えば、ＢＳでの自動ゲイン制御（ＡＧＣ）の適応により、より高い分解能で他の空間／鏡面反射コンポーネントを受信および測定できる。主要なマルチパスコンポーネントに対して同様の機構を使用でき、主要なこれらのマルチパスコンポーネントが識別されると、ＢＳはＵＥをトリガーして、この特定の方向に単一のヌルを設定し、残りのコンポーネントの処理をより高い分解能で可能にし得る。

【0073】

説明された概念のいくつかの態様は装置の文脈で説明されたが、これらの態様は、ブロックまたは装置が方法ステップまたは方法ステップの構成に対応する対応方法の説明も表すことは明らかである。同様に、方法ステップの文脈で説明される態様は、対応するブロックまたはアイテムまたは対応する装置の機能の説明も表す。

【0074】

本発明の様々な要素および構成は、アナログおよび／またはデジタル回路を使用するハードウェア内で、ソフトウェア内で、１つ以上の汎用または専用プロセッサによる命令の実行を通じて、またはハードウェアとソフトウェアの組み合わせとして実装することができる。例えば、本発明の実施形態は、コンピュータシステムまたは別の処理システムの環境で実施され得る。

【0075】

図８は、コンピュータシステム３００の一例を示している。ユニットまたはモジュール、ならびにこれらのユニットによって実行される方法のステップは、１つ以上のコンピュータシステム３００上で実行することができる。コンピュータシステム３００は、特殊目的または汎用デジタル信号プロセッサのような１つ以上のプロセッサ３０２を含む。プロセッサ３０２は、バスまたはネットワークのような通信インフラストラクチャ３０４に接続されている。コンピュータシステム３００は、例えばランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）などのメインメモリ３０６と、例えばハードディスクドライブおよび／またはリムーバブルストレージドライブなどの二次メモリ３０８とを含む。

【0076】

二次メモリ３０８は、コンピュータプログラムまたは他の命令がコンピュータシステム３００にロードされることを可能にし得る。コンピュータシステム３００は、ソフトウェアおよびデータがコンピュータシステム３００と外部装置との間で転送されることを可能にする通信インターフェース３１０をさらに含み得る。通信は、電子、電磁気、光学、または通信インターフェースで処理できるその他の信号の形式をとることができる。通信は、ワイヤまたはケーブル、光ファイバー、電話回線、携帯電話リンク、ＲＦリンク、およびその他の通信チャネル３１２を使用できる。

【0077】

「コンピュータプログラム媒体」および「コンピュータ可読媒体」という用語は、一般的に、リムーバブルストレージユニットまたはハードディスクドライブにインストールされたハードディスクなどの有形の記憶媒体を指すために使用される。これらのコンピュータプログラム製品は、ソフトウェアをコンピュータシステム３００に提供するための手段である。コンピュータ制御ロジックとも呼ばれるコンピュータプログラムは、メインメモリ３０６および／または二次メモリ３０８に格納される。コンピュータプログラムはまた、通信インターフェース３１０を介して受信され得る。コンピュータプログラムは、実行されると、コンピュータシステム３００が本発明を実施することを可能にする。

【0078】

特に、コンピュータプログラムは、実行されると、本明細書に記載の方法のいずれかなどの本発明のプロセスをプロセッサ３０２が実施できるようにする。したがって、そのようなコンピュータプログラムは、コンピュータシステム３００のコントローラを表し得る。本開示がソフトウェアを使用して実装される場合、ソフトウェアは、コンピュータプログラム製品に格納され、リムーバブルストレージドライブ、通信インターフェース３１０のようなインターフェースを使用してコンピュータシステム３００にロードされ得る。

【0079】

ハードウェアまたはソフトウェアでの実装は、それぞれの方法が実行されるようにプログラミング可能なコンピュータシステムと協働する（または協働することができる）電子的に読み取り可能な制御信号が格納されたデジタル記憶媒体、例えばクラウドストレージ、フロッピーディスク、ＤＶＤ、ブルーレイ、ＣＤ、ＲＯＭ、ＰＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、またはフラッシュメモリを使用して実行できる。したがって、デジタル記憶媒体はコンピュータで読み取り可能であり得る。

【0080】

本発明に係るいくつかの実施形態は、本明細書に記載の方法のうちの１つが実行されるように、プログラミング可能なコンピュータシステムと協働することができる電子的に読み取り可能な制御信号を有するデータキャリアを含む。

【0081】

一般的に、本発明の実施形態は、プログラムコードを備えたコンピュータプログラム製品として実装することができ、プログラムコードは、コンピュータプログラム製品がコンピュータ上で実行されるときに本方法のうちの１つを実行するように動作する。プログラムコードは、例えば、機械読み取り可能なキャリアに保存され得る。

【0082】

他の実施形態は、機械読み取り可能なキャリアに保存された、本明細書に記載の方法のうちの１つを実行するためのコンピュータプログラムを含む。したがって、言い換えれば、本発明の方法の一実施形態は、コンピュータプログラムがコンピュータ上で実行されるときに、本明細書に記載の方法のうちの１つを実行するためのプログラムコードを有するコンピュータプログラムである。

【0083】

したがって、本発明の方法のさらなる一実施形態は、本明細書に記載の方法のうちの１つを実行するためのコンピュータプログラムを含み、それを内部に記録したデータキャリア（またはデジタル記憶媒体、またはコンピュータ可読媒体）である。したがって、本発明の方法のさらなる一実施形態は、本明細書に記載の方法のうちの１つを実行するためのコンピュータプログラムを表すデータストリームまたは信号シーケンスである。データストリームまたは信号シーケンスは、データ通信接続を介して（例えば、インターネットを介して）転送されるように構成され得る。

【0084】

さらなる一実施形態は、本明細書に記載の方法のうちの１つを実行するように構成または適応された処理手段、例えばコンピュータ、またはプログラマブルロジックデバイスを含む。さらなる一実施形態は、本明細書に記載の方法のうちの１つを実行するためのコンピュータプログラムを内部にインストールしたコンピュータを含む。

【0085】

いくつかの実施形態では、プログラマブルロジックデバイス（例えば、フィールドプログラマブルゲートアレイ）を使用して、本明細書に記載の方法の機能の一部またはすべてを実行することができる。いくつかの実施形態では、フィールドプログラマブルゲートアレイは、本明細書に記載の方法のうちの１つを実行するためにマイクロプロセッサと協働することができる。一般的に、これらの方法は、任意のハードウェア装置によって実行されることが好ましい。

【0086】

上述の実施形態は、本発明の原理の単なる例示である。本明細書に記載の構成および詳細の修正および変更は、他の当業者には明らかであろうことが理解される。したがって、本明細書の実施形態の記述および説明として提示される特定の詳細によってではなく、以下の特許請求の範囲によってのみ制限されることが意図されている。

【0087】

本発明は、以下の第１態様から第３１態様としてもよい。

【0088】

第１態様は、装置（ＢＳ、ＵＥ）であって、無線チャネルを介してマルチアンテナ送信機（ＵＥ）からマルチキャリア信号を受信するように構成された、複数のアンテナを有するアンテナアレイであって、マルチキャリア信号は、少なくとも２つのサブキャリアを有し、各サブキャリアは、送信機（ＵＥ、ＢＳ）でそれぞれのサブキャリアビームフォーマへマッピングされ、それぞれのサブキャリアビームフォーマは非同一のヌルおよびビームコーン方向を有するアンテナアレイと、装置（ＢＳ）と送信機（ＵＥ）との間の無線信号通信（ＢＳ－ＵＥ、ＵＥ－ＢＳ）の通信方向を識別するように構成されたプロセッサであって、通信方向は、ヌルまたはサブキャリアビームフォーマの最大値に関連する無線チャネルの１つ以上の鏡面反射パスコンポーネントに基づいて識別されるプロセッサとを含む装置（ＢＳ、ＵＥ）である。

【0089】

第２態様は、第１態様において、プロセッサは、サブキャリアの各々の無線チャネルの鏡面反射パスコンポーネントの到来方向（ＤｏＡ）を決定し、特定のＤｏＡに関連する鏡面反射パスコンポーネントが単一のサブキャリアでフェード／消失している場合、無線信号通信（ＢＳ－ＵＥ、ＵＥ－ＢＳ）の通信方向として特定のＤｏＡを決定するように構成される。

【0090】

第３態様は、第２態様において、プロセッサは、特定のＤｏＡに関連する鏡面反射パスコンポーネントが複数またはすべてのサブキャリアでフェード／消失するか、または複数またはすべてのサブキャリアに存在する場合、特定のＤｏＡが送信機（ＵＥ）との無線信号通信（ＢＳ－ＵＥ、ＵＥ－ＢＳ）に適していないことを決定するように構成される。

【0091】

第４態様は、第２態様または第３態様において、プロセッサは、第１の閾値に基づいてサブキャリア上の鏡面反射パスコンポーネントのフェード／消失を検出し、第２の閾値に基づいてサブキャリア上の鏡面反射パスコンポーネントの存在を検出し、第１の閾値と第２の閾値は同じまたは異なるように構成される。

【0092】

第５態様は、第１態様において、プロセッサは、サブキャリアの各々で無線チャネルの鏡面反射パスコンポーネントの信号エネルギーを検出し、検出された信号エネルギーが特定のサブキャリア上で第１の閾値に達するかまたは超えた場合、無線信号通信（ＢＳ－ＵＥ、ＵＥ－ＢＳ）の通信方向として、特定のサブキャリアのサブキャリアビームフォーマがその信号エネルギーを指す方向（ＤｏＤ）を識別するように構成される。

【0093】

第６態様は、第５態様において、プロセッサは、検出された信号エネルギーが特定のサブキャリア上の第２の閾値を下回る場合、特定のサブキャリアのサブキャリアビームフォーマがその信号エネルギーを指す特定の方向（ＤｏＤ）を無線信号通信（ＢＳ－ＵＥ、ＵＥ－ＢＳに適していないと識別するように構成される。

【0094】

第７態様は、第５態様または第６態様において、プロセッサは、サブキャリアの各々の無線チャネルの鏡面反射パスコンポーネントの到来方向（ＤｏＡ）を決定し、特定のＤｏＡに関連する１つ以上の鏡面反射パスコンポーネントで、検出された信号エネルギーが、単一のサブキャリア上で、または複数の隣接サブキャリア上で、第１の閾値に到達するか、またはそれを超える場合、無線信号通信（ＢＳ－ＵＥ、ＵＥ－ＢＳ）の通信方向として特定のＤｏＡを決定するように構成される。

【0095】

第８態様は、第５～７態様のいずれかにおいて、第１の閾値以上の信号エネルギーは、送信機（ＵＥ）側のサブキャリアビームフォーマの最大値の方向に信号エネルギーが向けられていることを示す。

【0096】

第９態様は、第１～８態様のいずれかにおいて、プロセッサは、識別された通信方向に従って無線信号ビームフォーマを計算するように構成される。

【0097】

第１０態様は、第１～９態様のいずれかにおいて、プロセッサは、識別された通信方向に従って送信機（ＵＥ）が無線信号ビームフォーマを計算可能にするために、識別された通信方向を送信機（ＵＥ）に信号送信するように構成される。

【0098】

第１１態様は、第１０態様において、プロセッサは、特定のＤｏＡに関連する鏡面反射パスコンポーネントがフェード／消失したサブキャリア、または検出された信号エネルギーが第１の閾値に到達した、またはそれを超えたサブキャリアに関する情報を送信機（ＵＥ）へ信号送信するか、または、送信機（ＵＥ）の送信方向を取得し、送信機に一連の角度を信号送信するか、または、無線チャネルの鏡面反射パスコンポーネントの分析に応じて、通信に使用されるデータストリームの最大数を信号送信するように構成される。

【0099】

第１２態様は、第１～１１態様のいずれかにおいて、プロセッサは、マルチキャリア信号の送信を開始するように送信機（ＵＥ）に信号送信することにより、通信方向の識別を開始するか、または、送信機（ＵＥ）からの信号に応答して、通信方向の識別を開始するように構成される。

【0100】

第１３態様は、第１２態様において、信号送信は、装置によってトリガーされるときに、ＰＤＣＣＨを使用するか、または送信機（ＵＥ）によってトリガーされるときに、ＰＵＣＣＨを使用する。

【0101】

第１４態様は、装置（ＵＥ、ＢＳ）であって、少なくとも２つのサブキャリアを有するマルチキャリア信号を受信機（ＢＳ）に無線チャネルを介して送信するように構成された、複数のアンテナを有するアンテナアレイと、マルチキャリア信号の各サブキャリアをそれぞれのサブキャリアビームフォーマにマッピングするように構成され、それぞれのサブキャリアビームフォーマが非同一のヌルおよびビームコーン方向を有するプロセッサとを含み、装置（ＢＳ）と送信機（ＵＥ）との間の無線信号通信（ＢＳ－ＵＥ、ＵＥ－ＢＳ）の通信方向を識別する受信機（ＢＳ、ＵＥ）からの信号に応答して、プロセッサは識別された通信方向に従って無線信号ビームフォーマを計算するように構成される装置（ＵＥ、ＢＳ）である。

【0102】

第１５態様は、第１４態様において、プロセッサは、アンテナアレイの角度ドメイン全体にわたって、各サブキャリアを単一のヌルを有するサブキャリアビームフォーマにマッピングするか、または、アンテナアレイの角度ドメイン全体の特定の角度領域にわたって、各サブキャリアを単一のヌルを有するサブキャリアビームフォーマにマッピングするか、または、各サブキャリアまたは各グループのサブキャリアを、特定の方向にＭ－１個のヌルを有するサブキャリアビームフォーマにマッピングし、アンテナアレイのうちのＭ個のアンテナが利用されるように構成されるか、または、利用可能な帯域幅に基づいて、サブキャリアごとに放射方向の特定の変化を定義するコードブックが提供される。

【0103】

第１６態様は、第１４態様または第１５態様において、マルチキャリア信号は標準参照信号を含む。

【0104】

第１７態様は、第１４～１６態様のいずれかにおいて、無線信号通信（ＢＳ－ＵＥ、ＵＥ－ＢＳ）のための通信方向の識別に続いて、プロセッサは、パイロット信号を使用することなく受信機（ＢＳ）と通信するように構成される。

【0105】

第１８態様は、第１４～１７態様のいずれかにおいて、無線信号通信の通信方向を識別するプロセスのために、プロセッサは、（１）第１のステップで、受信機（ＢＳ）から標準参照信号に基づく通信方向の第１の推定値を受信するようにマルチキャリア信号を送信し、（２）第２のステップで、受信機（ＢＳ）から通信方向の第２の推定値を受信するようにマルチキャリア信号を送信し、第１の推定値は第２の推定値よりも粗いように構成される。

【0106】

第１９態様は、第１４～１８態様のいずれかにおいて、プロセッサは、ＰＵＣＣＨがペイロードデータを搬送することを可能にするように構成されている。

【0107】

第２０態様は、装置（ＢＳ、ＵＥ）であって、無線チャネルを介して送信機（ＵＥ、ＢＳ）からマルチキャリア信号を受信するように構成された、複数のアンテナを有するアンテナアレイであって、マルチキャリア信号は、少なくとも２つのサブキャリアを有し、各サブキャリアは、送信機（ＵＥ、ＢＳ）でそれぞれのサブキャリアビームフォーマへマッピングされ、それぞれのサブキャリアビームフォーマは非同一のヌルおよびビームコーン方向を有するアンテナアレイと、ヌルまたはサブキャリアビームフォーマの最大値に関連する無線チャネルの１つ以上の主要な鏡面反射パスコンポーネントを識別し、マルチキャリア信号内の１つ以上の主要なパスコンポーネントが除去されるようにサブキャリアビームフォーマを調整するように送信機に信号送信するプロセッサとを含む装置（ＢＳ、ＵＥ）である。

【0108】

第２１態様は、第２０態様において、１つ以上の主要なパスコンポーネントを除去することにより、装置は、より高い分解能で残りのパスコンポーネントを受信／処理する。

【0109】

第２２態様は、第２０態様または第２１態様において、１つ以上の主要なパスコンポーネントは、直接ＬＯＳパスコンポーネントおよび／または信号エネルギーが減少する信号を搬送する１つ以上の鏡面反射パスコンポーネントを含む。

【0110】

第２３態様は、第２０～２２態様のいずれかにおいて、プロセッサは、第１～１９態様で定義されたような方法で１つ以上の主要なパスコンポーネントを決定するように構成される。

【0111】

第２４態様は、第１～１３態様のいずれか、または、第２０～２３態様のいずれかの装置を含む送信機（ＵＥ／ＢＳ）と、第１４～１９態様のいずれかに記載の装置を含む受信機（ＢＳ／ＵＥ）とを含むシステムである。

【0112】

第２５態様は、第２４態様において、無線通信ネットワーク、セルラーネットワーク、無線ローカルエリアネットワーク、または無線センサーシステムを含む。

【0113】

第２６態様は、第２４態様または第２５態様において、送信機および／または受信機は、モバイル端末、ＩｏＴデバイス、または基地局を含む群から選択される。

【0114】

第２７態様は、第２４～２６態様のいずれかにおいて、通信は、ＩＦＦＴ（逆高速フーリエ変換）ベースの信号を使用し、ＩＦＦＴベースの信号は、ＣＰを含むＯＦＤＭ、ＣＰを含むＤＦＴ－ｓ－ＯＦＤＭ、ＣＰを含まないＩＦＦＴベースの波形、ｆ－ＯＦＤＭ、ＦＢＭＣ、ＧＦＤＭ、またはＵＦＭＣを含む。

【0115】

第２８態様は、無線チャネルを介して送信機（ＵＥ）からマルチキャリア信号を受信することであって、マルチキャリア信号は少なくとも２つのサブキャリアを有し、各サブキャリアは送信機（ＵＥ）でそれぞれのサブキャリアビームフォーマにマッピングされ、それぞれのサブキャリアビームフォーマは、非同一のヌルおよびビームコーン方向を有する、受信することと、装置（ＢＳ）と送信機（ＵＥ）との間の無線信号通信（ＢＳ－ＵＥ、ＵＥ－ＢＳ）の通信方向を識別することであって、通信方向は、ヌルまたはサブキャリアビームフォーマの最大値に関連する無線チャネルの１つ以上の鏡面反射パスコンポーネントに基づいて識別される、識別することとを含む方法である。

【0116】

第２９態様は、無線チャネルを介して少なくとも２つのサブキャリアを有するマルチキャリア信号を受信機（ＢＳ）に送信することであって、マルチキャリア信号の各サブキャリアはそれぞれのサブキャリアビームフォーマにマッピングされ、それぞれのサブキャリアビームフォーマは同一ではないヌルおよびビームコーン方向を有する、送信することと、受信機（ＢＳ）からの信号に応答して、装置（ＢＳ）と送信機（ＵＥ）との間の無線信号通信（ＢＳ－ＵＥ、ＵＥ－ＢＳ）の通信方向を識別し、識別された通信方向に従って無線信号ビームフォーマを計算することとを含む方法である。

【0117】

第３０態様は、受信機（ＢＳ）で無線チャネルを介して送信機（ＵＥ）からマルチキャリア信号を受信することであって、マルチキャリア信号は少なくとも２つのサブキャリアを有し、各サブキャリアは送信機（ＵＥ）でそれぞれのサブキャリアビームフォーマにマッピングされ、それぞれのサブキャリアビームフォーマは非同一のヌルおよびビームコーン方向を有する、受信することと、受信機（ＢＳ）で、ヌルまたはサブキャリアビームフォーマの最大値に関連する無線チャネルの１つ以上の主要な鏡面反射パスコンポーネントを識別することと、送信機に信号送信し、マルチキャリア信号内の１つ以上の主要なパスコンポーネントが除去されるようにサブキャリアビームフォーマを調整することとを含む方法である。

【0118】

第３１態様は、コンピュータ上で実行されると、第２８～３０態様のいずれか一個に記載の方法を実行する命令を格納するコンピュータ可読媒体を含む非一時的コンピュータプログラム製品である。

【図1】

【図2】

【図3(a)】

【図3(b)】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】