JP2014508443A - 基地局および基地局を動作させる方法 - Google Patents

基地局および基地局を動作させる方法 Download PDF

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Abstract

本発明は、セルラ通信ネットワークの基地局（１００）であって、前記基地局（１００）は、複数のアンテナ要素（１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ、…、１１０ｎ）を含む少なくとも１つのアンテナ・システム（１１０）を制御するように構成され、少なくとも２つのアンテナ要素（１１０ａ、１１０ｂ）は、仮想水平面（Ｐ）に関して異なる垂直位置（ｐａ、ｐｂ）に配置される、基地局（１００）に関する。基地局（１００）は、異なるアンテナ要素（１１０ａ、１１０ｂ）を介して特定のパイロット信号（Ｄ１、Ｄ２）を前記特定のパイロット信号（Ｄ１、Ｄ２）に関連する直交無線リソースにおいて送信するようにさらに構成される。

Description

本発明は、セルラ通信ネットワークの基地局に関し、前記基地局は、複数のアンテナ要素を含む少なくとも１つンアンテナ・システムを制御するように構成され、少なくとも２つのアンテナ要素は、仮想水平面に関して異なる垂直位置に配置される。
本発明は、さらに、前述のタイプの基地局を動作させる方法に関する。
本発明は、セルラ通信ネットワークの端末およびそのような端末を動作させる方法にも関する。
それぞれの送信信号を個別に供給され得る複数の垂直に配置されたアンテナ要素を備えたアンテナ・システムは、それ自体が既知である形で垂直方向でアンテナ・システムの、結果として生じるビーム・パターンを調整することを可能にする。たとえば、そのようなアンテナ・システムの第１のアンテナ要素に特定の信号を印加することと、さらなるアンテナ要素に前記第１の信号の位相シフトされたコピーを印加することとによって、アンテナ・システムのチルト角を電子的に制御することができる。
しかし、従来の手法は、基地局によってその端末とのデータ通信に使用すべきチルト角の効率的な判定を提供しない。
したがって、通信に使用すべきチルト角の効率的な判定を保証する、改善された基地局およびそのような基地局を動作させる方法を提供する必要がある。さらに、本発明のさらなる目的は、基地局の前述の動作をサポートする、セルラ通信ネットワークの端末を提供することである。
本発明によれば、上述の基地局に関して、この目的は、前記基地局が、特定のパイロット信号を、前記少なくとも２つのアンテナ要素の異なるアンテナ要素を介して、前記特定のパイロット信号に関連する直交無線リソースにおいて送信するように構成されることによって達成される。
パイロット信号を基地局から１つまたは複数の端末へ送信するのに直交無線リソースを使用することは、端末が各個々のパイロット信号を回復することを有利に可能にし、したがって、基地局との端末の同期化における高められた効率性と、たとえば所望のチルト角の判定を含み得る動作の柔軟性とを可能にする。
特定のパイロット信号を異なるアンテナ要素を介して送信するのに直交無線リソースを使用しない従来の基地局とは異なって、この発明的実施形態により、端末は、基地局から端末に基地局のアンテナ・システムの異なるアンテナ要素を介して送信された異なる特定のパイロット信号間の位相シフトを判定することが有利に可能になる。したがって、位相シフト情報から、端末は、基地局のアンテナ・システムの垂直ビーム・パターンを再成形する、すなわち、これを基地局から見られる端末の方向にセンタリングするために、基地局によって将来に使用され得る最適化されたチルト角に関する情報を有利に導出することができる。
特に好ましい実施形態は、前記基地局が、ａ）第１のパイロット信号を第１のアンテナ要素を介して第１の無線リソースにおいて、およびｂ）第２のパイロット信号を第２のアンテナ要素を介して前記第１の無線リソースに直交する第２の無線リソースにおいて送信するように構成されることを提案する。したがって、前記２つのパイロット信号に異なるアンテナ要素を使用することによって、パイロット信号間の位相シフトに関する情報を端末に転送できることが保証される。前記位相シフトは、なかんずく、無線周波数通信信号（すなわち、パイロット信号）に使用される波長と、アンテナ・システムの構成パラメータ（隣接するアンテナ要素の垂直距離）とに依存する。
直交無線リソースの使用は、たとえば、基地局と端末との間のデータ通信に関する所望のチルト角を査定するためにきわめて重要である特定のパイロット信号の位相情報を失わずに複数のパイロット信号を端末に同時に供給することを可能にするので、特に有利である。
さらなる有利な実施形態によれば、前記基地局は、直交無線リソースとして、送信タイム・スロット、副搬送波、直交符号のうちの少なくとも１つのリソースを使用するように構成される。概して、異なるアンテナ要素を介して送信される前記特定のパイロット信号を、その位相情報を維持する端末で回復できることを保証する、任意のタイプの無線リソースまたは符号化技法を使用することができる。すなわち、本発明の意味での直交無線リソースの使用は、すべての形の送信および／または符号化を含み、これは、異なるアンテナ要素を介して送信された特定のパイロット信号の個々の回復および処理が端末側で可能であることを保証する。したがって、たとえば異なるアンテナ要素に同一の入力信号の位相シフトされたインスタンスを供給することによって、ビーム・ステアリングが可能な従来のアンテナ・システムは、複数のアンテナ要素を介する位相シフトされた信号インスタンスの同時送信に起因して、直交無線リソースが提供されないので、本実施形態を実施するのに適さない。そのような送信は、端末が前記アンテナ要素のうちの単一のアンテナ要素に関連する特定のパイロット信号を回復することを可能にしない。
さらなる実施形態によれば、前記基地局は、第１のダウンリンク送信タイム・スロット中に、第１のパイロット信号を第１のアンテナ要素を介して送信し、第２の、好ましくは後続のダウンリンク送信タイム・スロット中に、第２のパイロット信号を第２のアンテナ要素を介して送信するように構成される。この実施形態では、異なるパイロット信号の時間多重化された送信が使用される、すなわち、異なるパイロット信号に使用される無線リソースの「直交性」（本発明の意味での）が、時間多重化を使用することによって保証される。好ましくは、第１のアンテナ要素を介する第１のパイロット信号の送信中に、前記アンテナ・システムの他のアンテナ要素は、受動的すなわちどの信号をも送信していないように制御される。同一のことが、さらなるパイロット信号の送信にあてはまる。したがって、それぞれのタイム・スロットは、パイロット信号の送信のために予約されることになる。
端末側での受信されるパイロット信号間の位相シフトの評価に関する十分な精度を維持するために、基地局が、異なるアンテナ要素に関連するパイロット信号をその間の最小の可能な遅延を伴って、すなわち、好ましくは後続のダウンリンク送信タイム・スロットにおいて送信することが有利である。
しかし、基地局が、特定の端末と基地局との間の相対速度が事前定義のしきい値を超えないと判定する場合には、端末側で異なるアンテナ要素から受信されるパイロット信号の位相遅延測定値が、低い相対速度に起因して大きくは影響されないので、異なるアンテナ要素を介して送信される後続パイロット信号の送信との間のより大きい遅延を許すことも可能である。
さらなる実施形態によれば、前記基地局は、第１のパイロット信号を第１のアンテナ要素を介して第１の副搬送波において送信し、第２のパイロット信号を第２のアンテナ要素を介して第２の副搬送波において送信するように構成され、前記第１のパイロット信号および前記第２のパイロット信号は、好ましくは同時に送信される。
この実施形態によれば、周波数副搬送波は、異なるアンテナ要素を介して送信されたパイロット信号を受信しつつある端末が特定のパイロット信号をその位相情報を含めて回復することを有利に可能にする「直交無線リソース」として使用される。さまざまなパイロット信号の時間多重化された送信とは異なって、この実施形態は、さまざまな異なる周波数副搬送波を使用することによって、異なるパイロット信号を同時に送信することを可能にする。しかし、基地局の送信に関する最適化されたチルト角の判定に十分な位相情報を端末に伝えることができることを保証するために、さまざまなパイロット信号は、なおも、アンテナ・システムの異なるアンテナ要素を介して送信されなければならない。
さらなる有利な実施形態によれば、前記基地局は、第１の拡散符号を使用して、第１のパイロット信号を第１のアンテナ要素を介して送信し、前記第１の拡散符号に直交する第２の拡散符号を使用して、第２のパイロット信号を第２のアンテナ要素を介して送信するように構成され、前記第１のパイロット信号および前記第２のパイロット信号は、好ましくは同時に送信される。
この実施形態によれば、複数のパイロット信号を、お互いと干渉せずに基地局から１つまたは複数の端末に送信できることを保証するために、符号分割多重化技法が使用される。
基地局の異なるアンテナ要素を介して複数のパイロット信号を端末に供給するのに直交無線リソースを使用する前述の変形形態の組合せも、さまざまな技法がお互いと干渉しない限り可能である。
さらなる特に有利な実施形態によれば、第１のパイロット信号は、第２のパイロット信号と同一である。これは、端末内でのパイロット信号の効率的な検出と、基地局から異なるアンテナ要素を介して端末に送信されたさまざまなパイロット信号の位相差の特徴を表す位相情報の対応する効率的な判定とを可能にする。
その代わりにまたはそれに加えて、異なるパイロット信号を使用することもでき、通常通りに、受信する端末と基地局との両方がそれぞれのパイロット信号のプロパティに関する情報を含むことが保証されなければならない。
さらなる実施形態によれば、基地局は、端末からフィードバック情報を受信するように構成され、前記フィードバック情報は、前記端末によって検出された前記パイロット信号間の位相シフトに依存しまたはその特徴を表し、基地局は、前記フィードバック情報に依存して前記端末へ／からのダウンリンク送信および／またはアップリンク送信のチルト角を制御するように構成される。
実施形態に従って基地局によって送信されたさまざまなパイロット信号を受信した端末によって判定された位相シフト（１つまたは複数）を有利に使用して、基地局のアンテナ・システムの好ましいチルト角すなわち、基地局の制御の下でアンテナ・システムによって実施される垂直ビーム・パターンの形状に関する結論を出すことができる。すなわち、位相シフト（１つまたは複数）から、端末（および／または基地局）は、アンテナ・システムの異なるアンテナ要素から発するすべての送信信号が基本的に相対位相差なしで前記端末に到達することを保証するために、前記端末への将来のダウンリンク／アップリンク・データ送信に関して基地局によって実施されなければならない端末個々のチルト角を判定することができる。この状況は、アンテナ・システムのアンテナ特性のメイン・ローブの方向が基地局から見られたそれぞれの端末の方向と一致するように、アンテナ・システムのチルト角が構成される場合に与えられる。言い換えると、受信されたパイロット信号の位相シフト情報を評価することによって、アンテナ・システムのビーム・パターンのメイン・ローブを前記位相シフト情報を判定した端末にセンタリングする最適チルト角を計算することができる。チルト角の計算を端末および／または基地局によって実行することができる。前記最適チルト角を判定するために、少なくとも２つのパイロット信号（それぞれ、別のアンテナ要素から送信される）を評価しなければならないことは明白である。３つ以上のパイロット信号（たとえば、さらなるアンテナ要素からの送信を含む）を使用して、精度を高めることもできる。
特定の有利な実施形態によれば、前記フィードバック情報は、端末によって受信された異なるパイロット信号間の位相シフトに依存し、端末内でローカルに判定される。
端末からそれぞれのフィードバック情報を受信した後に、実施形態による基地局は、所望のチルト角を実施するために、それぞれの端末への将来のデータ送信についてそのアンテナ・システムの垂直ビーム・パターンを再成形することができる。
さらなる有利な変形形態によれば、基地局のアンテナ・システムのチルト角を、ダウンリンク送信の所望の値に関してのみならず、アップリンク送信に関しても構成することができる。すなわち、端末からデータ通信を受信するために、基地局は、そのアンテナ・システムをそれぞれチルト角に関して構成することもできる。基地局と端末との間の無線チャネルの相互性に起因して、基地局は、ダウンリンク・データ送信について決定されたものと同一のチルト角をアップリンク・データ送信について有利に使用することができる。
しかし、さらなる実施形態によれば、特定の端末とのアップリンク送信およびダウンリンク送信に異なるチルト角値を使用することが有利である場合もある。たとえば、現在、第１の基地局によってサービスされている端末が、その基地局によって提供される無線セル内でローミングしつつある場合に、その端末が、たまたま、そのサービング基地局から離れてすなわちさらなる基地局によってサービスされる隣接する無線セルに向かって移動する場合がある。この場合には、アンテナ・システムのビーム・パターンのメイン・ローブを隣接する無線セルに向けることによって導入される可能性があるセル間干渉を減らすために、第１の基地局のアンテナ・システムによって実施されるチルト角を制限することが有利である可能性がある。したがって、セル境界に位置する端末によって供給されたフィードバック情報が、基地局によって特定の第１のチルト角が提供されることを要求する場合であっても、実際に実施されるチルト角を、セル間干渉の量が所定のしきい値未満に保たれることを保証する値までに制限することが有利である可能性がある。
しかし、アップリンク・データ送信の場合には、アップリンク送信シナリオに起因して、隣接するセルに関してセル間干渉が作られないことが保証され、さらに、隣接する基地局への距離が比較的大きく、その結果、第１の基地局がセル境界領域からさほど多くの干渉する信号を受信しないので、基地局は、前記第１のチルト角すなわち端末の位相シフト測定から導出された所望のチルト角を実施することができる。
さらなる実施形態によれば、基地局は、前記パイロット信号を周期的に送信するように構成され、同一のアンテナ要素からのパイロット信号の２つの後続送信の間のタイム・インターバルは、約１ミリ秒と約２００００ミリ秒との間の範囲にわたり、好ましくは１０ミリ秒と１０００ミリ秒との間の範囲にわたる。上で既に説明したように、異なるパイロット信号の時間多重化された送信を使用するときには、基地局と端末との間の０になることのない相対速度によって導入される可能性がある位相誤差を最小にするために、その間の実質的な遅延なしで異なるアンテナ要素を介して後続パイロット信号を送信することが当を得ている。しかし、複数のパイロット信号の送信の異なる後続サイクルに関する限り、たとえば１０ミリ秒または１０００ミリ秒以上までなどのより長いインターバル内でそのようなサイクルを繰り返すことで十分である。パイロット信号の１サイクルは、所望のチルト角を判定するのに使用できる位相情報を端末が回復することを可能にすることを有利に保障する。しかし、所望のチルト角間の三角法関係と、異なるアンテナ要素から受信されたパイロット信号間の位相遅延とに起因して、後続パイロット信号サイクル間の時間間隔は、基地局と端末との間の低い相対速度の場合に最適チルト角からの実質的な逸脱が後続パイロット信号サイクル間で期待されないので、十分に１０００ミリ秒範囲に含まれる可能性がある。
したがって、実施形態による方法ステップを、最適チルト角の十分に正確な判定を可能にするために、時々、たとえば、１０００ミリ秒サイクル内に実行することが十分である。有利なことに、より長いパイロット信号サイクル時間は、ユーザ・データに関する増やされた送信容量を可能にする。
本発明の目的に対するさらなる解決策は、請求項１１によるセルラ通信ネットワーク用の端末によって与えられる。この端末は、前記パイロット信号間の位相シフトを判定し、フィードバック情報を前記基地局に送信するようにさらに構成され、前記フィードバック情報は、前記端末によって判定された前記パイロット信号間の前記位相シフトに依存しまたはその特徴を表す。これは、基地局が最適信号品質につながる端末との将来のデータ通信に関するチルト角を実施することを有利に可能にする。有利なことに、基地局は、位相シフト測定値に基づいて、個々の端末または基地局によってサービスされる無線セル内の同一位置にある端末のグループについて特定のチルト角値を判定し、および／または実施することができる。
さらなる実施形態によれば、端末は、受信されたパイロット信号間の判定された位相シフトを基地局に送信するように構成される。この実施形態内では、端末内でのチルト角の判定に関係する信号処理の量が最小にされる。しかし、端末から受信された位相シフト情報に基づいて、基地局は、アンテナ・システムの幾何学的プロパティ（すなわち、隣接するアンテナ要素の垂直距離）に基づいてそれぞれの端末との将来の通信に関する所望のチルト角を評価しなければならない。
その代わりにまたはそれに加えて、端末を、位相シフト（１つまたは複数）に依存して基地局から端末へのダウンリンク／アップリンク送信に関する所望のチルト角を判定し、所望のチルト角（１つまたは複数）を基地局に送信するように構成することができる。このケースでは、結果として、端末が、それぞれの計算を実行しなければならず、この計算は、基地局によって使用されるアンテナ・システムのパラメータ（たとえば、隣接するアンテナ要素の垂直距離）に関する情報を端末が含むことを要求する。
さらなる実施形態によれば、端末を、基地局によって使用することができ、判定された位相シフトに関係する複数の事前定義のチルト角値のうちの１つを表すインデックス値を判定し、インデックス値を基地局に送信するように構成することもできる。判定された位相シフト値または判定されたチルト角の送信とは異なって、インデックス値は、アップリンク方向での減らされた量の送信容量だけを必要とする。しかし、基地局への判定された位相シフトの単なる送信と比較して、端末内での増やされた度合の信号処理が要求される。
さらなる実施形態によれば、端末は、前記セルラ通信ネットワークのさらなる基地局からさらなるパイロット信号を受信し、前記さらなるパイロット信号間の位相シフトを判定し、前記さらなる位相シフト（１つまたは複数）に依存するフィードバック情報を前記基地局に送信するように構成される。言い換えると、実施形態の基本原理は、端末によってそのサービング基地局から受信されたパイロット信号に適用可能であるだけではなく、隣接する基地局から受信されたパイロット信号にも適用可能である。これは、隣接する基地局から端末への送信に起因する干渉効果（セル間干渉）につながるという点で望まれない隣接する基地局のチルト角を端末が識別することを有利に可能にする。そのようなフィードバック信号を受信した後に、端末のサービング基地局は、スケジューリング情報をそれに隣接する基地局と、すなわち、端末によって報告される前記セル間干渉をもたらす特定のチルト角を使用しないように隣接する基地局に通知することによって、交換することができる。
本発明の目的に対するさらなる解決策は、請求項１４による基地局を動作させる方法および請求項１５による端末を動作させる方法によって与えられる。
本発明のさらなる態様、特徴、および実施形態は、図面に関する次の詳細な説明で与えられる。
実施形態による基地局を示す単純化されたブロック図である。 さらなる実施形態による、基地局のアンテナ・システムを示す単純化されたブロック図である。 さらなる実施形態による、時間／周波数無線リソース・マップを示す図である。 実施形態による基地局を動作させる方法を示す単純化された流れ図である。
図１に、セルラ通信ネットワークの基地局１００の単純化されたブロック図を示す。基地局１００は、それ自体が既知である形でそれぞれのデータ通信セッションを維持することによって、モバイル・ユーザ端末などの複数の端末（図示せず）にサービスすることができる。たとえば、基地局１００は、次の標準規格、ＧＳＭ（Ｇｌｏｂａｌ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ Ｍｏｂｉｌｅ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ）、ＵＭＴＳ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｍｏｂｉｌｅ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ｓｙｓｔｅｍ）、ＬＴＥ（Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）／ＬＴＥ ａｄｖａｎｃｅｄ、ＷｉＭａｘ（Ｗｏｒｌｄｗｉｄｅ ｉｎｔｅｒｏｐｅｒａｂｉｌｉｔｙ ｆｏｒ Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ Ａｃｃｅｓｓ）、ＷＬＡＮ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）のうちの少なくとも１つに従って動作することができる。
基地局１００は、アンテナ・システム１１０を含み、その特徴的なビーム・パターンは、形状１１１によって表される。実施形態によれば、アンテナ・システム１１０を、電子制御して、そのビーム・パターン１１１または少なくともビーム・パターン１１１のメイン・ローブの方向を再構成することができ、これに沿ってメイン・ローブの軸１１２が端末ごとをベースにして延びる。すなわち、アンテナ・システム１１０の、より正確にはそのメイン・ローブ１１１のチルト角θ（図１から推測できるように、メイン・ローブの軸１１２と仮想水平面Ｐ’との間の角度として定義される）を、好ましくは端末ごとに個別に、電子制御することができる。これは、たとえば、それ自体が既知である形で基地局１００の基本動作をも制御する処理手段１２０によって達成される。さらに、処理手段１２０を、さらなる図面を参照して下で説明する実施形態による方法を実行するように構成することもできる。処理手段は、この例示的実施形態の文脈で基地局１００内に配置される機能ブロック１２０によって表されるが、たとえばフィーダ・ネットワークなど、たとえばアンテナ・システム１１０の近くに配置されるものとすることができる、さらなる機能ユニット（図示せず）内で処理手段１２０の機能性の少なくとも一部を提供することも可能である。
図２に、実施形態による、アンテナ・システム１１０の詳細図を示す。アンテナ・システム１１０は、たとえばダイポール・アンテナ要素と指定することができる、ｎ個の多数の単一のアンテナ要素１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ、…、１１０ｎを含む。基地局１００（図１）がアンテナ・システム１１０の各アンテナ要素１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ、…、１１０ｎにそれぞれのアンテナ要素を介して送信される特定の無線周波数信号を個別に供給することを可能にするフィーダ・ネットワーク（図示せず）をアンテナ・システム１１０に設けることもできる。
図２からわかるように、アンテナ・システム１１０のアンテナ要素１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ、…、１１０ｎは、例示のために垂直位置軸ｐ＿ｖ上にリストされた異なる垂直位置ｐａ、ｐｂ、ｐｃ、ｐｎに配置される。異なるアンテナ位置間の垂直距離Δｘを、たとえば、やはり図２に示された仮想水平面Ｐに関して定義することができる。
本発明の文脈では、用語「アンテナ要素」は、１つの単一のダイポールまたはダイポールの小さいグループまたはダイポールではなく他のタイプのアンテナ構造のいずれかと定義することができる。概して、ダイポールは、異なる偏波方向を示す。特に、２つの交差偏波ダイポールの対を、本発明の文脈で「アンテナ要素」と理解することもできる。対照的に、たとえば水平ビーム・フォーミング用の、従来のアンテナ・システムを形成するアンテナは、この説明の意味で「アンテナ要素」ではない。そのような従来のアンテナは、既に、通常は独立に供給することのできない垂直に配置されたアンテナ要素のグループである。
図２は、さらに、アンテナ・システム１１０を制御する基地局１００（図１）によってサービスできる端末２００を示す。図２からわかるように、お互いに対するその垂直方位に起因して、単一のアンテナ要素１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ、…、１１０ｎと端末２００の受信アンテナとの間の接続線は、異なるアンテナ要素について異なる長さを含み、図２の破線の矢印を参照されたい。
結果として、たとえばアンテナ・システム１１０の第２のアンテナ要素１１０ｂを介して端末２００に送信される信号は、アンテナ・システム１１０の第１のアンテナ要素１１０ａから端末２００に送信される信号に対する相対的な位相シフトを含む。すなわち、端末２００でのそれぞれの受信された信号は、端末２００のアンテナとそれぞれのアンテナ要素１１０ａ、１１０ｂとの間の距離に対応する、お互いに対する位相シフトを含む。基地局１００のアンテナ要素１１０ａ、１１０ｂから端末のアンテナによって受信された信号間の位相シフトは、隣接するアンテナ要素１１０ａ、アンテナ要素１１０ｂの間の垂直距離Δｘならびに端末２００とアンテナ・システム１１０との間の距離にそれ自体が既知である形で関係する。要素１１０、２００の間の距離を、たとえばタイミング・アドバンス・データ（ｔｉｍｉｎｇ ａｄｖａｎｃｅ ｄａｔａ）または「信号ラウンドトリップ遅延」などを評価することによって、それ自体が既知である形でたとえば基地局１００によって判定することもできる。
基地局１００（図１）を動作させるときには、データ送信に使用される特定のＲＦダウンリンク信号を特定の端末２００（図２）に最適に供給するために、非０チルト角θ（「ダウンチルト」とも表される）を提供することが有利である。たとえば、端末２００が、基地局１００に非常に近い場合には、大きいチルト角θが有利である可能性があるが、端末２００が基地局１００から比較的遠い状況について、より小さいチルト角θが十分である。上で既に説明したように、チルト角θは、それ自体が既知である形で、さまざまなアンテナ要素１１０ａ、１１０ｂ、…に個々のＲＦ送信信号を供給することによって、それぞれ基地局１００またはその制御ユニット１２０によって制御される。
特定の端末２００と通信するときに使用すべき特定のチルト角を判定するために、実施形態によれば、基地局１００は、端末２００が最適チルト角に関する情報を導出することを可能にする、下で説明する形で、端末２００に特定のパイロット信号を送信する。
基地局１００は、異なるアンテナ要素を介して、特定のパイロット信号を前記特定のパイロット信号に関連する直交無線リソースにおいて送信するように構成される。この形で、すなわち、アンテナ・システム１１０（図２）の異なるアンテナ要素を介して異なるパイロット信号を送信することによって、前記パイロット信号を受信する端末２００が、異なるパイロット信号をその位相情報と一緒に回復できることが保証され、この位相情報は、端末２００および／または基地局１００が、それから将来のダウンリンク送信に関する最適チルト角を導出することを可能にする。
たとえば、第１のパイロット信号を、基地局１００によって第１のアンテナ要素１１０ａを介して端末２００に送信することができ、第２のパイロット信号を、基地局１００から第２のアンテナ要素１１０ｂを介して端末２００に送信することができる。端末２００は、基地局１００によって使用され得るすべてのパイロット信号を知っているので、パイロット信号を検出し、これらの（少なくとも２つの）パイロット信号間の位相差を判定することができる。そのように判定された位相差は、端末２００にダウンリンク信号を最適に供給するために、たとえば、アンテナ・システム１１０の放射の主軸１１２（図１）を端末２００の位置に向けるために、アンテナ・システム１１０によって実施されなければならない最適チルト角に関する情報を含む。
特に好ましい実施形態によれば、前記基地局１００は、第１のアンテナ要素１１０ａを介して第１の無線リソースにおいて第１のパイロット信号を、および第２のアンテナ要素１１０ｂを介して前記第１の無線リソースに直交する第２の無線リソースにおいて第２のパイロット信号を送信するように構成される。無線リソースの直交性は、端末２００が異なるアンテナ要素１１０ａ、１１０ｂから発するそれぞれのパイロット信号を回復すると同時にその位相関係を維持することを可能にし、したがって、最適チルト角θを効率的に判定することを可能にするという点で有利である。
特に好ましい実施形態によれば、送信タイム・スロットを、基地局１００によって直交無線リソースとして使用することができる。
たとえば、基地局１００および端末２００が、図３によって例示的に示される時間周波数リソースを用いる直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）システムに従って動作する場合に、第１のパイロット信号を、第１のタイム・スロットｔｓ１および第１のアンテナ要素１１０ａ（図２）を介して基地局１００から端末２００に送信することができ、第２のパイロット信号を、第２のすなわち後続の送信タイム・スロットｔｓ２にさらなる異なるアンテナ要素１１０ｂを介して基地局１００から端末２００に送信することができる。
概して、図３の時間周波数リソース・マップは、時間軸ａ＿ｔ上にさまざまな後続タイム・スロットｔｓ１、ｔｓ２、ｔｓ３、…を示すが、周波数副搬送波は、行タイプの形で図３の方式によって表される、すなわち、図３によって示される表の各行は、周波数軸ａ＿ｆによって示される特定の周波数副搬送波に対応する。たとえば、図３による方式は、合計８つの周波数副搬送波ｓｃ１、ｓｃ２、…を示し、そのうちの２つだけが、明瞭にするために明示的に指定されている。
好ましい実施形態によれば、第１のダウンリンク送信タイム・スロットｔｓ１に、基地局１００（図１）は、第１のパイロット信号Ｄ１を第２の副搬送波ｓｃ２および第７副搬送波において送信する。この送信は、たとえば、アンテナ・システム１１０（図２）の第１のアンテナ要素１１０ａを介してもたらされる。
その後、次のダウンリンク送信タイム・スロットｔｓ２に、第２のパイロット信号Ｄ２が、基地局１００から端末２００へ、異なるアンテナ要素、たとえば第２のアンテナ要素１１０ｂを介して送信される。図３からわかるように、第２の送信タイム・スロットｔｓ２内では、同一の副搬送波（第２のおよび第７の周波数副搬送波）が、それぞれの第２のパイロット信号Ｄ２の端末２００への送信に使用される。
たとえばアンテナ要素１１０ａ、１１０ｂから端末２００のアンテナへ延びる図２の破線の矢印によって表すことができる第１のおよび第２のパイロット信号Ｄ１、Ｄ２を受信した後に、端末２００は、受信された既知のパイロット信号Ｄ１、Ｄ２の間の位相差を有利に評価することができる。位相差を判定する際に、端末２００は、受信されたパイロット信号Ｄ１、Ｄ２の間の前記位相シフト（位相差）を、フィードバック情報の意味で基地局１００に直接に返すことができる。そのようなフィードバック情報から、基地局１００は、アンテナ要素１１０ａ、１１０ｂのそれぞれから端末２００に送信される異なる信号間の最小化された相対位相シフトを保証するため、すなわち、メイン・ローブ１１１（図１）の伝搬の主方向を垂直次元で端末２００の方向に位置合せするために、端末２００へのデータ送信に使用すべき最適ダウンチルトθを計算することができる。端末２００によって検出された異なるパイロット信号の位相シフトと隣接するアンテナ要素１１０ａ、１１０ｂ、…の垂直距離Δｘとに依存する最適ダウンチルトθの判定の詳細は、基本的な三角法に基づき、したがって、この文脈では提示しない。
判定された位相シフト情報を基地局１００に送信する代わりにまたはそれに加えて、端末２００は、位相シフト自体に依存して基地局１００から端末２００へのダウンリンク送信に関する所望のチルト角θを判定することもでき、そのような所望のチルト角を基地局１００に送信することができる。この場合に、基地局１００は、そのアンテナ・システム１１０によってそれぞれのチルト角を実施することだけを要求される。
その代わりにまたはそれに加えて、端末２００は、基地局１００と端末２００との両方に既知であり、判定された位相シフトに関係する複数の事前定義のチルト角値のうちの１つを表すインデックス値を判定することもできる。端末は、そのようなインデックス値を基地局１００に送信して、将来のデータ送信について実施すべき特定のチルト角について基地局１００に通知することができる。
さらなる有利な実施形態によれば、前記基地局１００は、第１の拡散符号を使用して、アンテナ・システム１１０の第１のパイロット信号を第１のアンテナ要素１１０ａを介して送信し、前記第１の拡散符号に直交する第２の拡散符号を使用して、第２のパイロット信号を第２のアンテナ要素１１０ｂを介して送信するように構成され、前記第１のパイロット信号および前記第２のパイロット信号は、好ましくは同時に送信される。直交符号化は、そのように符号化されたパイロット信号の位相（シフト）情報を端末２００で回復することをも可能にするので、最適ダウンチルトを判定するために要求される位相情報を端末２００に提供するための、本発明の意味での「直交無線リソース」としてこれを使用することもできる。
さらなる実施形態によれば、第１のパイロット信号Ｄ１（図３）を、第２のパイロット信号Ｄ２と同一とすることができる。しかし、基地局１００と端末２００との両方が、パイロット信号Ｄ１、Ｄ２の特性パラメータに関する情報を含むので、パイロット信号Ｄ１、Ｄ２をお互いと異なるものにすることもできる。
図３からわかるように、３つ以上のパイロット信号Ｄ１、Ｄ２を使用することも可能である。より具体的には、図３の時間周波数リソース・マップは、さらなる実施形態によればそれぞれ異なるアンテナ要素１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ、…１１０ｎを使用することによって端末２００（図２）に交互に送信されるｎ個の多数のパイロット信号Ｄ１、…、Ｄｎの無線リソース割り当てを示す。すなわち、第１のパイロット信号Ｄ１は、第１のタイム・スロットｔｓ１中に第１のアンテナ要素１１０ａを介して送信され、第２のパイロット信号Ｄ２は、第２のタイム・スロットｔｓ２中に第２のアンテナ要素１１０ｂを介して送信され、以下同様である。したがって、ｎ個のタイム・スロットの後に、第１のパイロット信号Ｄ１が、第１のアンテナ要素１１０ａによってもう一度送信される。ＯＦＤＭシステムを使用するときには、もちろん、パイロット信号の送信に、１つの副搬送波のみまたはより多数の副搬送波を使用することも可能である。
さらなる好ましい実施形態によれば、基地局１００は、パイロット信号を周期的に送信するように構成され、同一のアンテナ要素１１０ａからのパイロット信号の２つの後続送信間のタイム・インターバルは、約１ミリ秒と約２００００ミリ秒との間の範囲にわたり、好ましくは１０ミリ秒と１０００ミリ秒との間の範囲にわたる。
上で既に説明したように、異なるパイロット信号の時間多重化された送信を使用するときには、基地局１００と端末２００との間の０になることのない相対速度によって導入される可能性がある位相誤差を最小にするために、異なるアンテナ要素１１０ａ、１１０ｂ、…を介して後続パイロット信号Ｄ１、Ｄ２、…をその間の実質的な遅延なしで送信することが当を得ている。しかし、複数のパイロット信号の送信の異なる後続サイクルに関する限り、たとえば１０ミリ秒または１０００ミリ秒以上までなどのより長いインターバル内でそのようなサイクルを繰り返すことで十分である。パイロット信号の１サイクルは、所望のチルト角を判定するのに使用できる位相情報を端末２００が回復することを可能にすることを有利に保証する。しかし、所望のチルト角間の三角法関係と、異なるアンテナ要素から受信されたパイロット信号間の位相遅延とに起因して、後続パイロット信号サイクル間の時間間隔は、基地局と端末との間の低い相対速度の場合に最適チルト角からの実質的な逸脱が後続パイロット信号サイクル間で期待されないので、十分に１０００ミリ秒範囲に含まれる可能性がある。
したがって、実施形態による方法ステップを、最適チルト角の十分に正確な判定を可能にするために、時々、たとえば、１０００ミリ秒サイクル内に実行することが十分である。有利なことに、より長いパイロット信号サイクル時間は、ユーザ・データに関する増やされた送信容量を可能にする。
発明的原理を単なる時間多重化システム内でも適用できることに留意されたい。そのようなシステムは、たとえば、パイロット信号のダウンリンク送信に使用できる多数の後続タイム・スロットｔｓ１、ｔｓ２、…を提供する。その限りにおいて、単なる時間多重化システムは、図３によって示されるＯＦＤＭ方式の１行に対応する無線リソース方式を含むことができる、すなわち、ダウンリンク送信用の（副）搬送波上にのみ、さまざまな後続タイム・スロットがある。したがって、単なる時間多重化システムでは、異なるアンテナ要素１１０ａ、１１０ｂを介して特定のパイロット信号を送信する発明的ステップは、１つずつ実行される、すなわち、タイム・スロットあたり１つのパイロット信号がある。少なくとも２つのパイロット信号をアンテナ・システム１１０の２つの異なるアンテナ要素１１０ａ、１１０ｂから受信した後に、端末２００は、それぞれの位相シフトを判定し、対応する最適チルト角を計算することができる。その代わりに、端末２００は、判定された位相シフトをアップリンク送信で基地局１００に転送することもでき、基地局１００は、最適チルト角をそれ自体で計算することができる。発明的原理を時間多重化システムに適用するときには、端末２００がパイロット信号の関連する位相情報を回復することを可能にするために、タイム・スロットあたり１つの特定のパイロット信号だけを送信することが重要である。
対照的に、異なる周波数副搬送波を直交無線リソースとして使用できるＯＦＤＭシステム内では、異なるパイロット信号を、同一のタイム・スロット内ですなわち同時に異なる周波数副搬送波において送信することができる。ＯＦＤＭ原理に起因して、端末２００は、それでも、すべての用いられるパイロット信号の位相情報を正しく回復することができる。
その代わりにまたはそれに加えて、符号多重化技法を、端末２００へのパイロット信号の送信に使用することもできる。
端末２００が、アンテナ・システム１１０の少なくとも２つのアンテナ要素１１０ａ、１１０ｂの垂直差Δｘに依存する信号位相シフト情報を供給されることを保証するために、少なくとも２つのパイロット信号が、それぞれ前記異なるアンテナ要素１１０ａ、１１０ｂを介して送信されることが重要である。そうでなく、すなわち、すべてのパイロット信号送信に同一のアンテナ要素１１０ａのみを使用することによって、最適チルト角を導出することはできない。
さらなる有利な実施形態によれば、端末２００（図２）は、少なくとも２つの受信されたパイロット信号Ｄ１、Ｄ２の間の位相シフトを判定し、フィードバック情報を前記基地局１００に送信するように構成され、前記フィードバック情報は、前記端末２００によって判定された前記パイロット信号間の前記位相シフトに依存しまたはその特徴を表す。これは、基地局１００が、最適信号品質につながる端末２００との将来のデータ通信に関するチルト角θを実施することを有利に可能にする。有利なことに、基地局１００は、位相シフト測定値に基づいて、個々の端末２００または基地局１００によってサービスされる無線セル内で同一位置に配置されている端末のグループに関する特定のチルト角値を判定し、および／または実施することができる。
さらなる実施形態によれば、端末２００は、受信されたパイロット信号間の判定された位相シフトを基地局１００に送信するように構成される。この実施形態内では、端末２００内でのチルト角の判定に関係する信号処理の量が最小にされる。しかし、端末２００からの受信された位相シフト情報に基づいて、基地局１００は、アンテナ・システムの幾何学的プロパティ（すなわち、隣接するアンテナ要素の垂直距離）および基本的な三角法に基づいて、それぞれの端末２００との将来の通信に関する所望のチルト角を評価することができる。その代わりにまたはそれに加えて、端末２００を、位相シフト（１つまたは複数）に依存して基地局１００ヘ／からのダウンリンク／アップリンク送信に関する所望のチルト角を判定し、所望のチルト角値（１つまたは複数）を基地局１００に送信するように構成することができる。この場合に、結果として、端末２００は、基地局１００によって使用されるアンテナ・システム１１０のパラメータに関する情報（たとえば、隣接するアンテナ要素の垂直距離）を端末２００が含むことを要求するそれぞれの計算を実行しなければならない。
さらなる実施形態によれば、端末２００を、基地局１００によって使用することができ、判定された位相シフトに関係する複数の事前定義のチルト角値のうちの１つを表すインデックス値を判定し、インデックス値を基地局１００に送信するように構成することもできる。判定された位相シフト値または判定されたチルト角の送信とは異なって、インデックス値は、アップリンク方向で減らされた量の送信容量のみを必要とする。しかし、基地局１００への判定された位相シフトの単なる送信と比較して、端末２００内での増やされた度合の信号処理が、前記インデックス値の判定のために必要である。
さらなる実施形態によれば、端末２００は、前記セルラ通信ネットワークの少なくとも１つのさらなる基地局（図示せず）からさらなるパイロット信号を受信し、前記さらなるパイロット信号間の位相シフトを判定し、前記さらなる位相シフト（１つまたは複数）に依存するフィードバック情報を前記基地局１００に送信するように構成される。言い換えると、実施形態の基本原理は、端末２００によってそのサービング基地局１００から受信されるパイロット信号だけではなく、隣接する基地局（図示せず）から受信されるパイロット信号にも適用される。これは、端末２００が、隣接する基地局から端末２００への送信に起因する干渉効果（セル間干渉）につながるという点で望まれない隣接する基地局からの送信のチルト角を識別することを有利に可能にする。そのようなフィードバック情報を受信した後に、端末２００のサービング基地局１００は、スケジューリング情報をその隣接する基地局と、すなわち、端末２００によって報告された前記セル間干渉をもたらす特定のチルト角を使用しないように隣接する基地局に通知することによって、交換することができる。
この発明的原理は、基地局１００が端末ごとの基礎で最適チルト角を実施することを有利に可能にする。すなわち、実施形態による方法を適用することによって、基地局１００は、それがサービスする端末２００ごとに最適ダウンチルトを判定することができる。前記最適ダウンチルトを、無線チャネルの相互性に起因して、ダウンリンク送信とアップリンク送信との両方に使用することができる。
しかし、さらなる実施形態によれば、特定の端末２００とのアップリンク送信およびダウンリンク送信に異なるチルト角値を使用することが有利である場合もある。たとえば、現在は第１の基地局１００によってサービスされている端末２００が、基地局１００によって提供される無線セル内でローミングしつつある場合に、端末２００が、たまたま、そのサービング基地局１００から離れてすなわちさらなる基地局によってサービスされる隣接する無線セルに向かって移動する場合がある。この場合には、アンテナ・システムのビーム・パターンのメイン・ローブ１１１（図１）を隣接する無線セルに向けることによって導入される可能性があるセル間干渉を減らすために、第１の基地局のアンテナ・システム１１０によって実施されるチルト角θを制限することが有利である可能性がある。したがって、セル境界に位置する端末２００によって供給されたフィードバック情報が、基地局１００によって特定の第１のチルト角が提供されることを要求する場合であっても、実際に実施されるチルト角を、セル間干渉の量が所定のしきい値未満に保たれることを保証する値までに制限することが有利である可能性がある。
しかし、アップリンク・データ送信の場合には、アップリンク送信シナリオに起因して、隣接するセルに関してセル間干渉が作られないことが保証され、さらに、隣接する基地局への距離が比較的大きく、その結果、第１の基地局１００がセル境界領域からさほど多くの干渉する信号を受信しないので、基地局１００は、前記第１のチルト角すなわち端末２００の位相シフト測定から導出された所望のチルト角を実施することができる。
発明的原理を、ＲＦ送信のために個別に制御できる少なくとも２つの垂直に離隔されたアンテナ要素１１０ａ、１１０ｂを含む任意のアンテナ・システム１１０に適用することができる。しかし、３つ以上の要素がある場合に、対応して増やされた個数のパイロット信号を使用することができ、これは、端末２００で評価される位相シフト値の増やされた個数にもつながる。
基地局１００が、複数の単一列のダイポール１１０ａ、１１０ｂ、…、１１０ｎを備える場合、すなわち、ＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｉｎｐｕｔ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｏｕｔｐｕｔ）用または水平ビーム・フォーミング用のアンテナ・アレイが使用可能である場合にも、本発明を適用することができる。この場合に、アレイ列がパイロット送信のために交互に使用されるか、１つの特定のアレイ列だけがアンテナ・システム１１０に関して上で説明したようにこの目的に使用されるかのいずれかである。
さらなる有利な実施形態によれば、ダウンチルト情報を、長期の基礎でまたは統計的な基礎で導出することができる。垂直アンテナ・ビーム１１１が、相関されるアンテナ要素によって生成され、ダウンチルトが、モビリティの場合であってもすなわち移動する端末２００に関して、ゆっくりと変化するので、実施形態による垂直ダウンチルト推定に使用されるパイロット信号は、たとえばＯＦＤＭシステムの各フレーム内で送信される必要がない。したがって、必要なパイロット・オーバーヘッドを適度に保つことができる。
さらなる有利な実施形態は、固定された垂直ビームの組を用いる垂直ビーム・ステアリングを提案する。たとえば、ＬＴＥシステムのｅＮＢとして構成されたものとすることができる基地局１００は、専用の時間周波数リソース（図３を参照されたい）においてパイロット・トーンＤ１、Ｄ２、Ｄｎを送信する。それぞれが事前定義のダウンチルトを実現する、事前定義の垂直ビーム・フォーミング・ベクトルの組が与えられる（たとえば、標準化によって）と仮定する。たとえば、８つの異なるダウンチルト値を、定義することができ、３ビットを有する制御データ語を使用することによってアドレッシングすることができる。
ＬＴＥ対応ユーザ機器デバイス（ＵＥ）とすることができる端末２００は、ｅＮＢ１００によって送信されたパイロット・トーンを受信し、これらのトーン間の位相オフセットを評価する。これから、端末２００は、最良の適する垂直ビーム・フォーミング・ベクトルを推定することができる。端末２００は、理想的なベクトルに最も近い垂直ビーム・フォーミング・ベクトルのインデックス（３ビット）をｅＮＢ１００にフィードバック情報として報告し、このフィードバック情報は、たとえば、アップリンク制御シグナリングの一部を構成することができる。最も近い（最良の適する）ベクトルは、Ｄ１、Ｄ２、…、ＤＮがアンテナ・システム１１０で相互位相オフセットを全く伴わずに送信されるという仮定の下で受信されたパイロット・トーンに適用されたときに最小の位相オフセットを示すベクトルである。
サービスされる端末２００ごとに最良のビーム・フォーミング・ベクトルを判定した後に、ｅＮＢ１００は、それぞれの端末２００へのダウンリンク送信にＵＥ固有垂直ビーム・フォーミング・ベクトルを適用する。実際には、これは、各端末２００に、セル内のその現在位置に従う垂直アンテナ・ビーム１１１を用いてサービスできることを意味する。異なるアンテナ要素（すなわち、ダイポール）から発するデータ信号成分は、この特定の垂直ビーム・フォーミング・ベクトルを適用するときに、それぞれの受信器でほとんどコヒーレントに合計される。
さらに、ｅＮＢ１００は、特に隣接セル内のＵＥ間の相互干渉を回避することを目指すＣｏｏｒｄｉｎａｔｅｄ Ｍｕｌｔｉ Ｐｏｉｎｔ（ＣｏＭＰ）技法について、端末２００の適当なスケジューリングのためにフィードバックされたベクトル・インデックスを活用することができる。この場合に、協力するｅＮＢ１００からのベクトル・インデックスを、スケジューリング判断のために交換し、考慮しなければならない。
端末２００から基地局１００へ適当なダウンチルトの明示的フィードバックを供給するさらなる有利な実施形態によれば、アップリンクでのあるフィードバック容量が使用可能である場合に、各端末２００は、その適当なダウンチルトを判定し、この値を、先行する実施形態について説明したベクトル・インデックスの代わりに直接にフィードバックすることができる。
理想的なダウンチルトを、やはり、受信されたパイロット・トーンの測定された位相オフセットΔψ、アンテナ・システム１１０でのパイロット信号Ｄ１、Ｄ２、…、Ｄｎの既知の位相オフセット、既知の垂直距離Δｘ（基地局アンテナ・ハードウェアの属性）、および適用可能な場合に基地局アンテナ１１０の適用された一定の機械的ダウンチルトから計算することができる。後者の情報を、パイロット信号Ｄ１、Ｄ２、…、Ｄｎの間の相互位相オフセットと合併することができ、端末２００でのこの値の明示的な知識は、必要ではない。すなわち、基地局１００は、アンテナ・システム１１０への効果的に適用される機械的ダウンチルトの影響が受信する端末２００で完全に補償されるように、パイロット信号Ｄ１、Ｄ２、…、Ｄｎの位相を適合させる。ｅＮＢ１００が、制限された個数の固定ビーム（すなわち、複数の一定のダウンチルト値を使用することができる）を用いて動作する場合には、端末２００から報告された所望のダウンチルトは、ｅＮＢ１００で使用可能な固定ビームのうちの最も適当な１つにマッピングされる。たとえば、５°および１０°のダウンチルトを有する２つの固定ビームがｅＮＢ１００で定義され、端末２００が、８°の要求されるダウンチルトを報告する場合に、１０°を有するビームが、この端末２００についてｅＮＢ１００によって適用される。
概して、実施形態による原理を適用することによって、ｅＮＢ１００は、正確に報告されたダウンチルトを用いてＵＥ２００にサービスすることができ、固定されたダウンチルトの組に限定されない。
さらに別の実施形態によれば、受信されたパイロット・トーン間の位相シフトの明示的フィードバックを、ｅＮＢ１００に報告することができる。アンテナ・ハードウェア・パラメータΔｘが端末２００で既知ではない場合には、次の代替ソリューションを適用することができる。端末２００は、複数の受信されたパイロット信号間の位相シフトを測定し、ｅＮＢ１００に報告する。ｅＮＢ１００は、端末２００から報告された位相シフトを補償するために、異なるアンテナ要素から送信されるＲＦ信号に対応する逆位相シフトを適用する。したがって、端末２００での異なるダイポール（アンテナ要素）から発する信号の非コヒーレントすなわち位置合せされた位相を伴わない重畳の効果（すなわち、非理想的なダウンチルトの場合）は、アンテナ・ハードウェア・パラメータおよび実際に適用される度単位のダウンチルトを明示的に知ることなく補償される。
本実施形態に基づいて、相互干渉を回避するための隣接する基地局（たとえば、ｅＮＢ）間の調整の既知の技法を、有利に機能強化することができる。
前述の実施形態は、基地局１００がその端末２００に適当なすなわち最適化されたダウンチルトを用いてサービスすることを有利に可能にする。これは、次の連続するステップ、
− 異なるアンテナ要素１１０ａ、１１０ｂを介してパイロット信号Ｄ１、Ｄ２に関連する直交無線リソースにおいて前記特定のパイロット信号Ｄ１、Ｄ２を送信すること（図４の流れ図のステップ３００を参照されたい）と、
− 少なくとも１つの端末２００がパイロット信号Ｄ１、Ｄ２を受信し、評価すること（図４のステップ３１０を参照されたい）と、
− 基地局１００が前記少なくとも１つの端末２００について適当にダウンチルトを適合させることを可能にするフィードバック情報を、端末２００から基地局１００へ送信すること（図４のステップ３２０）と
によって達成される。
さらなる実施形態によれば、この基本法式を、次のように拡張することができる。
端末２００は、そのサービングｅＮＢ１００から発するパイロット・トーンならびに他の隣接するｅＮＢ（図示せず）から発するパイロット・トーンを受信し、評価する。端末２００からそのサービング基地局１００へのフィードバックは、サービングｅＮＢおよび／または隣接するｅＮＢから発するパイロット・トーンの測定値に関係する情報からなる。たとえば、この情報を、前記端末２００に専用のそのサービングｅＮＢ１００からの送信の好ましい垂直ビーム・フォーミング重みおよび／または隣接するｅＮＢで適用されるときに端末２００との最大の干渉を引き起こす重みとすることができる。この情報をｅＮＢ間で交換することによって、スケジューリング判断およびダウンチルト適合を調整して、相互干渉を回避することができる。その代わりに、端末２００が、隣接するｅＮＢから発するパイロット・トーンに対する干渉信号強度を測定し、報告することができる。サービングｅＮＢ１００は、そのスケジューリング判断についてこの知識を考慮し、既知の干渉調整技法についてこれを活用することができる。
ＵＥ固有ダウンチルトを用いて本発明によって使用可能にされる動的垂直ビーム・フォーミングは、セル間干渉を減らし、したがってスペクトル効率を高める重要な形である。先行条件は、基地局１００での適当なビーム・フォーミング重みに関する知識である。本発明は、手元に、端末２００の支援を用いてこれらの重みをどのようにして入手するのかの単純な方法を示す。この発明的原理を、周波数分割複信（ＦＤＤ）、時分割複信（ＴＤＤ）、およびＣＤＭＡシステムなどのさらなるシステムのための無線通信システム内で非常に全体的に適用することができる。
概して、実施形態を、０になることのない（固定された）機械的ダウンチルトを既に含むアンテナ・システムに使用することもできる。この場合に、たとえばアンテナ・ハードウェアの取付け状態に依存する、通常は既知の機械的ダウンチルトは、基地局によって実施されるダウンチルトを評価するときに考慮に入れられる。
本明細書および図面は、単に、本発明の原理を示すものである。したがって、当業者が、本明細書で明示的に説明されず、図示されないが、本発明の原理を実施し、その趣旨および範囲に含まれるさまざまな配置を考案できることを了解されたい。さらに、本明細書で列挙されるすべての例は、特に、技術を促進するために本発明人（１人または複数人）によって貢献される本発明の原理および概念を理解するのを助ける教育的目的のみのためのものであることを主に意図され、そのような特に列挙された例および条件への限定を伴わないものと解釈されなければならない。さらに、本発明の原理、態様、および実施形態ならびに本発明の特定の例を列挙する本明細書のすべての言明は、その同等物を包含することが意図されている。
「プロセッサ」としてラベルを付けられた機能ブロックを含む、図面に示されたさまざまな要素の機能を、専用ハードウェアならびに適当なソフトウェアに関連するソフトウェアを実行できるハードウェアの使用を介して提供することができる。プロセッサによって提供されるとき、機能を、単一の専用プロセッサによって、単一の共有プロセッサによって、またはそのうちのいくつかを共有できる複数の個々のプロセッサによって提供することができる。さらに、用語「プロセッサ」または「コントローラ」の明示的使用は、ソフトウェアを実行できるハードウェアに排他的に言及するものと解釈されてはならず、ディジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）ハードウェア、ネットワーク・プロセッサ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）、ソフトウェアを格納する読取り専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）、および不揮発性ストレージを限定なしに暗黙のうちに含むことができる。従来のおよび／またはカスタムの他のハードウェアを含めることもできる。同様に、図面に示されたすべてのスイッチは、概念的であるのみである。その機能を、プログラム論理の動作を介して、専用論理を介して、プログラム制御および専用論理の相互作用を介して、または手動でさえ実行することができ、特定の技法は、文脈からより具体的に理解されるように実施者によって選択可能である。

Claims (14)

  1. 複数のアンテナ要素（１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ、…、１１０ｎ）を含む少なくとも１つのアンテナ・システム（１１０）を制御するように構成され、少なくとも２つのアンテナ要素（１１０ａ、１１０ｂ）が、仮想水平面（Ｐ）に関して異なる垂直位置（ｐａ、ｐｂ）に配置された、セルラ通信ネットワークの基地局（１００）において、前記基地局（１００）が、特定のパイロット信号（Ｄ１、Ｄ２）を、前記少なくとも２つのアンテナ要素（１１０ａ、１１０ｂ）の異なるアンテナ要素を介して、前記特定のパイロット信号（Ｄ１、Ｄ２）に関連する直交無線リソースにおいて送信するように構成され、前記基地局（１００）が、端末（２００）からフィードバック情報を受信するように構成され、前記フィードバック情報が、前記端末（２００）によって検出された前記パイロット信号（Ｄ１、Ｄ２）間の位相シフトに依存しまたはその特徴を表し、前記基地局（１００）が、前記フィードバック情報に依存して前記端末（２００）へ／からのダウンリンク送信および／またはアップリンク送信のチルト角（θ）を制御するように構成されることを特徴とする、基地局（１００）。
  2. 前記基地局（１００）は、ａ）第１のパイロット信号（Ｄ１）を第１のアンテナ要素（１１０ａ）を介して第１の無線リソースにおいて、およびｂ）第２のパイロット信号（Ｄ２）を第２のアンテナ要素（１１０ｂ）を介して前記第１の無線リソースに直交する第２の無線リソースにおいて送信するように構成される、請求項１に記載の基地局（１００）。
  3. 前記基地局（１００）は、直交無線リソースとして、送信タイム・スロット、副搬送波、直交符号のうちの少なくとも１つのリソースを使用するように構成される、請求項１または２に記載の基地局（１００）。
  4. 前記基地局（１００）は、第１のダウンリンク送信タイム・スロット（ｔｓ１）中に、第１のパイロット信号（Ｄ１）を第１のアンテナ要素（１１０ａ）を介して送信し、第２の、好ましくは後続のダウンリンク送信タイム・スロット（ｔｓ２）中に、第２のパイロット信号（Ｄ２）を第２のアンテナ要素（１１０ｂ）を介して送信するように構成される、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の基地局（１００）。
  5. 前記基地局（１００）は、第１のパイロット信号（Ｄ１）を第１のアンテナ要素（１１０ａ）を介して第１の副搬送波（ｓｃ１）において送信し、第２のパイロット信号（Ｄ２）を第２のアンテナ要素（１１０ｂ）を介して第２の副搬送波（ｓｃ２）において送信するように構成され、前記第１のパイロット信号（Ｄ１）および前記第２のパイロット信号（Ｄ２）は、好ましくは同時に送信される、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の基地局（１００）。
  6. 前記基地局（１００）は、第１の拡散符号を使用して、第１のパイロット信号（Ｄ１）を第１のアンテナ要素（１１０ａ）を介して送信し、前記第１の拡散符号に直交する第２の拡散符号を使用して、第２のパイロット信号（Ｄ２）を第２のアンテナ要素（１１０ｂ）を介して送信するように構成され、前記第１のパイロット信号（Ｄ１）および前記第２のパイロット信号（Ｄ２）は、好ましくは同時に送信される、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の基地局（１００）。
  7. 前記第１のパイロット信号（Ｄ１）は、前記第２のパイロット信号（Ｄ２）と同一である、請求項２乃至６のいずれか１項に記載の基地局（１００）。
  8. 前記基地局（１００）は、前記フィードバック情報に依存して前記端末（２００）とのダウンリンク送信とアップリンク送信との両方に関して前記チルト角（θ）を制御し、アップリンク送信およびダウンリンク送信に関して異なるチルト角値を使用するように構成される、請求項１に記載の基地局（１００）。
  9. 前記基地局（１００）は、前記パイロット信号（Ｄ１、Ｄ２）を周期的に送信するように構成され、同一のアンテナ要素（１１０ａ）からのパイロット信号（Ｄ１、Ｄ２）の２つの後続送信間のタイム・インターバルは、約１ミリ秒と約２００００ミリ秒との間の範囲にわたり、好ましくは１０ミリ秒と１０００ミリ秒との間の範囲にわたる、請求項１乃至８のいずれか１項に記載の基地局（１００）。
  10. セルラ通信ネットワークの端末（２００）において、前記端末（２００）が、前記セルラ通信ネットワークの基地局（２００）から、仮想水平面（Ｐ）に関して異なる垂直位置（ｐａ、ｐｂ）に配置された異なるアンテナ要素（１１０ａ、１１０ｂ）を介して、関連する直交無線リソースにおいて送信される少なくとも２つのパイロット信号（Ｄ１、Ｄ２）を受信するように構成され、前記端末（２００）が、前記パイロット信号（Ｄ１、Ｄ２）間の位相シフトを判定し、フィードバック情報を前記基地局（１００）に送信するようにさらに構成され、前記フィードバック情報が、前記端末（２００）によって判定された前記パイロット信号（Ｄ１、Ｄ２）間の前記位相シフトに依存しまたはその特徴を表すことを特徴とする、端末（２００）。
  11. 前記端末（２００）は、
    ａ．受信されたパイロット信号（Ｄ１、Ｄ２）間の判定された位相シフトを前記基地局（２００）に送信し、および／または、
    ｂ．前記位相シフトに依存して前記基地局（１００）から前記端末（２００）へのダウンリンク送信に関する所望のチルト角（θ）を判定し、前記所望のチルト角（θ）を前記基地局（２００）に送信し、および／または
    ｃ．前記基地局（２００）によって使用することができ、前記判定された位相シフトに関係する複数の事前定義のチルト角値のうちの１つを表すインデックス値を判定し、前記インデックス値を前記基地局（１００）に送信する
    ように構成されている、請求項１０に記載の端末（２００）。
  12. 前記端末（２００）は、前記セルラ通信ネットワークのさらなる基地局からさらなるパイロット信号を受信し、前記さらなるパイロット信号間の位相シフトを判定し、前記さらなる位相シフトに依存するフィードバック情報を前記基地局（１００）に送信するように構成されている、請求項１０または１１に記載の端末（２００）。
  13. セルラ通信ネットワークの基地局（１００）を動作させる方法であって、前記基地局（１００）が、複数のアンテナ要素（１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ、…、１１０ｎ）を含む少なくとも１つのアンテナ・システム（１１０）を制御するように構成され、少なくとも２つのアンテナ要素（１１０ａ、１１０ｂ）が、仮想水平面（Ｐ）に関して異なる垂直位置（ｐａ、ｐｂ）に配置された、方法において、前記基地局（１００）が、特定のパイロット信号（Ｄ１、Ｄ２）を、前記少なくとも２つのアンテナ要素（１１０ａ、１１０ｂ）の異なるアンテナ要素を介して、前記特定のパイロット信号（Ｄ１、Ｄ２）に関連する直交無線リソースにおいて送信し、前記基地局（１００）が、端末（２００）からフィードバック情報を受信し、前記フィードバック情報が、前記端末（２００）によって検出された前記パイロット信号（Ｄ１、Ｄ２）間の位相シフトに依存しまたはその特徴を表し、前記基地局（１００）が、前記フィードバック情報に依存して前記端末（２００）へ／からのダウンリンク送信および／またはアップリンク送信に関するチルト角（θ）を制御することを特徴とする、方法。
  14. セルラ通信ネットワークの端末（２００）を動作させる方法において、前記端末（２００）が、前記セルラ通信ネットワークの基地局（２００）から、仮想水平面（Ｐ）に関して異なる垂直位置（ｐａ、ｐｂ）に配置された異なるアンテナ要素（１１０ａ、１１０ｂ）を介して、関連する直交無線リソースにおいて送信される少なくとも２つのパイロット信号（Ｄ１、Ｄ２）を受信するように構成され、前記端末（２００）が、前記パイロット信号（Ｄ１、Ｄ２）間の位相シフトを判定し、フィードバック情報を前記基地局（１００）に送信し、前記フィードバック情報が、前記端末（２００）によって判定された前記パイロット信号（Ｄ１、Ｄ２）間の前記位相シフトに依存しまたはその特徴を表すことを特徴とする、方法。
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