JP2019510394A - 無線通信方法及び無線通信装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、無線通信方法及び無線通信装置を開示した。無線通信システムにおける第一の通信装置のためのアナログコードブックを記憶するように配置され、前記アナログコードブックが前記第一の通信装置のための一組のフェーズシフタの複数組の第一の配置パラメータを含むメモリと、前記複数組の第一の配置パラメータ及び第二の通信装置からの信号伝送に基づき、それぞれ前記第二の通信装置から前記第一の通信装置までの第一のチャネルに対してチャネル推定を行い、縮減したサブアナログコードブックを生成するように、チャネル推定結果のうち、第一の予定した条件を満たす者が対応する第一の配置パラメータの組を選択し、前記第一の通信装置から前記第二の通信装置までの第二のチャネルに対してチャネル推定を行うように、前記サブアナログコードブックに基づき前記第一の通信装置から前記第二の通信装置までの信号伝送を配置する、ように配置される処理回路と、を含む前記第一の通信装置のための電子設備。
【選択図】図７ａ

Description

本発明は、無線通信方法及び無線通信装置に係り、特に、周波数分割複信ミリ波通信のための無線通信方法及び無線通信装置に係る。

近年では、ミリ波（Ｍｉｌｌｉｍｅｔｅｒ Ｗａｖｅ）技術と大規模多入力多出力（Ｍａｓｓｉｖｅ Ｍｕｌｔｉ−Ｉｎｐｕｔ Ｍｕｌｔｉ−Ｏｕｔｐｕｔ，ＭＩＭＯ）技術は、未来では５Ｇのキーテクノロジーの一部になると考えられ、学界と産業界の広い注目を引いている。ミリ波波長帯域は、多くの利用可能なスペクトラムリソースを有し、移動通信の日々増えている業務流量の要求に応える。なお、ミリ波の波長が比較的に短いため、アンテナ理論によると、ミリ波システムのアンテナサイズも比較的に小さく、小さな範囲の空間において数百乃至は数千本のアンテナを置くことができるようにし、大規模アンテナ技術が現実のシステムにおける適用にはさらに有利である。なお、大規模アンテナが提供したビームフォーミング技術は、ミリ波チャネル経路のフェージングが過大である欠点を有効に補完することができ、ミリ波技術が移動通信に適用することが可能である。

本発明の発明者は、上述した既存のミリ波通信技術において、伝送するために、ユーザごとに、対応するビームフォーミングパラメータを確定する必要があることを発見した。しかし、ユーザ設備と基地局の両方には複数本のアンテナが配置されていた場合には、アンテナの数とユーザの数の増大とともに、ビームトレーニングのためのオーバーヘッドがますます多くなる。また、ＦＤＤ通信システムにおいて、上りチャネルと下りチャネルそれぞれに対してビームトレーニングを行う必要があり、このようなトレーニングオーバーヘッドは、ＴＤＤ通信システムの２倍である。現在では、これらの問題を解決することができる、実行可能な方案がない。

そのため、本出願は、上述した問題の少なくとも一つに対して一つの新たな技術案を提出した。

本発明の一つの目的は、無線通信のための技術案を提供することである。

本発明の第一の方面によると、無線通信システムにおける第一の通信装置のためのアナログコードブックを記憶するように配置され、前記アナログコードブックが前記第一の通信装置のための一組のフェーズシフタの複数組の第一の配置パラメータを含むメモリと、前記複数組の第一の配置パラメータ及び第二の通信装置からの信号伝送に基づき、それぞれ前記第二の通信装置から前記第一の通信装置までの第一のチャネルに対してチャネル推定を行い、縮減したサブアナログコードブックを生成するように、チャネル推定結果のうち、第一の予定した条件を満たす者が対応する第一の配置パラメータの組を選択し、前記第一の通信装置から前記第二の通信装置までの第二のチャネルに対してチャネル推定を行うように、前記サブアナログコードブックに基づき前記第一の通信装置から前記第二の通信装置までの信号伝送を配置する、ように配置される処理回路と、を含む前記第一の通信装置のための電子設備を提供する。

本発明の第二の方面によると、ユーザ設備は、ユーザ端のコードブックに基づき基地局へ上りトレーニングシーケンスを送信することと、基地局は、上りトレーニングシーケンスを受信するとともに、ユーザ端のコードブックにおける重みベクトル量と基地局端のコードブックにおける重みベクトル量の複数の種類の組み合わせでのチャネル品質を算出することと、チャネル品質に基づき、基地局端のコードブックにおける重みベクトル量ごとに一つの対応するチャネル品質を選択することで、第一のチャネル品質集合を形成することと、チャネル品質に基づきユーザ端のコードブックにおける重みベクトル量ごとに一つの対応するチャネル品質を選択することで、第二のチャネル品質集合を形成することと、第一のチャネル品質集合から第一の予定した数のチャネル品質を選択し、第一の予定した数のチャネル品質に対応する重みベクトル量に基づき縮減した基地局端のコードブックを生成することと、第二のチャネル品質集合から第二の予定した数のチャネル品質を選択し、第二の予定した数のチャネル品質に対応する重みベクトル量に基づき縮減したユーザ設備端のコードブックを生成することと、縮減した基地局端のコードブックと縮減したユーザ設備端のコードブックを使用して下りビームトレーニングを行うこととを含む周波数分割複信（ＦＤＤ）ミリ波通信のためのビームトレーニング方法を提供する。

本発明の一つの利点は、ビームトレーニングのオーバーヘッドを減少することができることである。

また、本出願のいくつかの実施例によると、ユーザ平均到達可能なレートが増加可能であるので、ＦＤＤシステムの性能を向上する。

本出願のいくつかの実施例によると、ビームトレーニングオーバーヘッドを比較的に低く保持すると同時に、さらにシグナリングオーバーヘッドを減小することができる。

以下、図面を参照しながら、本発明の例示的な実施例を詳細に記述することで、本発明の他の特徴及びその利点はより明確になろう。

明細書の一部を構成する図面は、本発明の実施例を記述しているとともに、明細書と一緒に本発明の原理を解釈するためである。

図面を参照しながら、次の詳細な記述によれば、より明確に本発明を理解することが可能であり、そのうち、
既存の技術の基地局の構成を示す図形である。 一本のアンテナが配置されたユーザ端を示す図形である。 複数本のアンテナが配置されたユーザ端を示す図形である。 ａとｂはそれぞれシングルユーザシステムにおける基地局端とユーザ端の配置を示した図形である。 ａとｂはそれぞれ混合プリコーディングフレームでの基地局端とユーザ端の配置を示した図形である。 ａとｂはそれぞれフル接続フェーズシフトネットワークとサブ接続フェーズシフトネットワークを示した模式図である。 本発明の一つの実施例による無線通信システムにおける一つの通信装置のための電子設備を示した模式図である。 本発明の一つの実施例による無線通信システムにおけるもう一つの通信装置のための電子設備を示した模式図である。 本発明の一つの実施例による、基地局において図７の電子設備を採用してビームトレーニングを行うことを示したフローチャートである。 本発明の一つの実施例が採用した全数探索方式によって上りビームトレーニングを行うことを示したフローチャートである。 本発明の一つの実施例が採用したシングルのフィードバック探索方式によって上りビームトレーニングを行うことを示したフローチャートである。 本出願の一つの実施例によるアナログコードブックを縮減する方法を示したフローチャートである。 全数探索方案を採用して下りビームトレーニングを行うことを示したフローチャートである。 シングルのフィードバック探索方案を採用して下りビームトレーニングを行うことを示したフローチャートである。 全数探索アルゴリズムでアナログコードブックを縮減することを示した一つの例示である。 シングルのフィードバック探索アルゴリズムでアナログコードブックを縮減することを示した一つの例示である。 ａとｂはそれぞれ本出願のもう一つの実施例による基地局とユーザ設備のための電子設備の構成を示した模式図である。 本出願の一つの実施例による基地局のサブアナログコードブックを補正することを示した図である。 本出願の一つの実施例によるユーザ設備のサブアナログコードブックを補正することを示した図である。 本出願の一つの実施例による基地局のサブアナログコードブックを補正することを示した図である。 本出願の一つの実施例によるユーザ設備のサブアナログコードブックを補正することを示した図である。 本出願の一つの実施例によるユーザ平均到達可能レートと信号対雑音比を示した曲線図である。 本出願の一つの実施例によるユーザ平均到達可能レートと信号対雑音比を示した曲線図である。 本発明による電子設備のハードウェア配置を示した例示である。

今、図面を参照しながら、本発明の各種の例示的な実施例を詳細に記述する。気づくべきことは、別途で具体的に説明することを除いて、これらの実施例において記述した部品とステップの相対的な配置、数式及び数値は本発明の範囲を制限しない。

同時に、分かるべきことは、記述の便宜のため、図面に示すそれぞれの部分のサイズは、実際の比例関係でプロットしたものではない。

以下、少なくとも一つの例示的な実施例に対する記述は、実際には説明するものに過ぎず、本発明及びその適用又は使用に対する何の制限もしていない。

当業者にとって既知の技術、方法及び設備は、詳細な検討をしない可能性があるが、適当である場合には、前記技術、方法及び設備は、権利授与の明細書の一部分と見られるべきである。

ここで示し、検討したすべての例示において、いずれの具体的な値も、例示的なのものに過ぎないと解釈されるべきであり、制限的なものとしていない。そのため、例示的な実施例の他の例示は、異なる値を有してもよい。

気づくべきことは、似ている符号と文字は、次の図面に類似の項を表すため、一旦ある項が一つの図面に定義されたら、後の図面にそれをさらに検討する必要がない。

現在の無線通信システムにおいて、主にデジタルプリコーディングフレームを採用しており、そのうち、アンテナごとに一つのＲＦリンクを接続し、それぞれのＲＦリンクで信号を送信する振幅値を調整可能にして、同じ伝送リソースで担持するマルチパスのデータ信号同士の干渉を低減する。例えば、図１は、既存の技術の基地局の構成を示した。図に示すように、デジタルプリコーディングフレームでは、基地局端には、Ｍ本のアンテナ（Ｍは整数であり、且つＭ≧１）を備えており、アンテナごとに、対応するＲＦリンクが配置される。デジタルプリエンコーダは、コントローラの制御で、Ｋ個のデータストリーム（Ｋは整数であり且つＫ≧１）を取得し、このＫ個のデータストリームに対してデジタルプリコーディングを行う（例えば、大きさがＭ×ＫであるデジタルプリコーディングマトリクスＢにＫ個のデータストリームを流す）。コーディングしたデータは、ＲＦリンクとアンテナを介して一つ又は複数のユーザに送信される。

相応的に、ユーザ端は、複数の種類の配置形式があってもいい。

図２は、一本のアンテナが配置されたユーザ端を示した。図２に示すように、ユーザ端には一本のアンテナと対応する１つのＲＦリンクが設置されている。このユーザ端は単に一本のアンテナがあるため、１つのデータストリームしか受信できない。つまり、基地局端のＭ本のアンテナから送信したＫ個のデータストリームにおいて、１つのデータストリームしかユーザ端によって受信できない。

図３は、複数本のアンテナが配置されたユーザ端を示した。図３に示すように、このユーザ端にはＮ本のアンテナ（Ｎは整数であり、且つＮ＞１）が配置されている。アンテナごとは、対応するＲＦリンクによって、受信したデータをデジタルプリエンコーダに伝送する。デジタルプリエンコーダは、コントローラの制御で、例えば大きさがＫｕ×ＮであるデジタルプリコーディングマトリクスＷ（Ｋｕは整数であり、且つＫｕ≧１）を使用して受信したデータに対してデジタルプリコーディングを行うことで、シングルパス（Ｋｕ＝１の時）又はマルチパスのデータ（Ｋｕ＞１の時）を得る。

デジタルプリエンコーダにおいて使用されるデジタルプリコーディングマトリクスについては、通常、コードブックベース（ｃｏｄｅｂｏｏｋ ｂａｓｅｄ）と非コードブックベース（ｎｏｎ−ｃｏｄｅｂｏｏｋ ｂａｓｅｄ）の２種の設計方式がある。コードブックベースの設計方案において、デジタルプリコーディングマトリクスは、予め設定されているコードブックから選ばなければならない。一方、非コードブックベースの設計方案において、このような拘束がない。基地局端とユーザ端は、チャネル状態情報（Ｃｈａｎｎｅｌ Ｓｔａｔｅ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ，ＣＳＩ）によってプリコーディングマトリクスを設計してもよい。

ミリ波通信システムにおいて、ＲＦリンクの実現複雑度とコストが比較的に高いため、通常、ＲＦリンク毎に複数のフェーズシフタ及びアンテナを接続して、一本だけのＲＦリンクを利用して指向性を有するビームを形成することで、アナログビームフォーミング方案を実現する。アナログビームフォーミングの主な作用は、ユーザ受信信号対雑音比を向上することである。

ミリ波通信システムは、複数の種類の動作モード、例えば点対点モード、シングルユーザモード、マルチユーザモード等がある。点対点モードは、基地局（ＢＳ）間のバックホールに用いることができ、シングルユーザモードとマルチユーザモードは、基地局と一つ又は複数のユーザ設備（ＵＥ）との間の通信に用いることができる。フレームの実現上で、アナログビームフォーミング、フル接続混合プリコーディング、サブ接続混合プリコーディング等を含んでもよい。しかし、どのフレームを採用することにかかわらず、デバイスに拘束されるという制限によって、基地局とユーザ設備の重みベクトル量は、予め定義されているアナログコードブックから選択されるしかできない。ビームトレーニングとは、アナログコードブックから、最も優れる送信／受信重みベクトル量を選択する過程である。

図４ａと図４ｂは、それぞれシングルユーザシステムにおける基地局端とユーザ端の配置を示した。図４ａと図４ｂに示すように、ユーザ端と基地局端において、ＲＦリンクごとに、一組のフェーズシフタを接続し、それぞれのフェーズシフタは、さらに、それぞれに対応するアンテナに接続される。一組のフェーズシフタの値（例えば位相値）は、重みベクトル量を構成し、特定の方向のアンテナビームの生成に用いるである。いくつかの例示において、ビームを生成するためのパラメータは、ビームベクトル（ｂｅａｍ ｖｅｃｔｏｒ）とも呼ばれる。本文において、基地局端の重みベクトル量をｆとし、ユーザ端の重みベクトル量をｗとする。フェーズシフタが信号の位相のみを調整し、幅を変えないため、重みベクトル量においてそれぞれの要素の幅値は共に１である。このような構成のミリ波通信システムにおいて、ＲＦリンクの数が限れており、基地局端もユーザ端も、直接にチャネル状態情報を推定することができない。よって、通常のアナログビームフォーミング方案は、コードブックベースの方法を採用する。コードブックは、一組の重みベクトル量の集合である。基地局端のコードブックをＦｃ、コードブック大きさをＰ（Ｐ個の重みベクトル量が含まれる）、ユーザ端のコードブックをＷｃ、コードブック大きさをＱ（Ｑ個の重みベクトル量が含まれる）とすると、基地局端の重みベクトル量は、基地局端のコードブックＦｃから選ばなければならなく、ユーザ端の重みベクトル量は、ユーザ端のコードブックＷｃから選ばなければならない。

基地局端とユーザ端にミリ波通信を行う時には、具体的にコードブックにおけるどの重みベクトル量を採用するかは、事前にビームトレーニングによって確定されるべきである。ビームトレーニングは、信号対雑音比を最大化する準則を採用することができる。下りビームトレーニングを例として、式（１）と表すことができる：

上述した式（１）において、Ｈは、基地局端とユーザ端との間のチャネルを表す。

ビームトレーニングアルゴリズムは、全数探索、シングルのフィードバック探索等の方式を採用することができる。次の記述は下りビームトレーニングを例とする。

１．全数探索。全数探索アルゴリズムは、基地局端の重みベクトル量とユーザ端の重みベクトル量のすべての可能性がある組み合わせ方式を検知し、ユーザ端は、毎対の重みベクトル量でのチャネル品質を計測し、その中から最も優れる一組を選択し、最も優れる基地局端重みベクトル量のインデックスを基地局にフィードバックする。全数探索メカニズムは、最も優れる性能に達することができるが、重みベクトル量のすべての組み合わせ方式を検知する必要があるため、複雑度が極めて高い。

ビームトレーニングアルゴリズムの複雑度を減小するために、ユーザ端の重みベクトル量と基地局端の重みベクトル量のすべての組み合わせにおける一部のみを選択して検知することができる。例えば、基地局端のコードブックにおける一つの重みベクトル量とユーザ端のコードブックにおけるすべての重みベクトル量の組み合わせであってもよく、ユーザ端のコードブックにおける重みベクトル量の一つと基地局端のコードブックにおけるすべての重みベクトル量の組み合わせであってもよい。例えば、一つの実施例において、基地局端のコードブックにおける重みベクトル量の一つとユーザ端のコードブックにおけるすべての重みベクトル量の組み合わせから得られたチャネル品質に基づき、ユーザ端のコードブックにおける重みベクトル量のうち、基地局端のコードブックにおけるすべての重みベクトル量と組み合わせようとする重みベクトル量を選択することができる。一つの具体的な例は、シングルのフィードバック探索である。

２．シングルのフィードバック探索。シングルのフィードバック探索は、ビームトレーニングを二つの過程に分ける。依然として下りを例とする。まず、基地局は、基地局端のコードブックにおける重みベクトル量ごとで信号（例えばパイロット信号）を送信し、ユーザ端は全方向ビーム（例えば、ユーザ端で予定した一つの重みベクトル量は、アンテナアレイにおける一つのアンテナのみを利用して受信を行う）を使用して基地局端のコードブックにおける重みベクトル量ごとに対応するチャネル品質を受信して推定し、ユーザ端はその中からチャネル品質が最も優れる重みベクトル量を選択し、且つそのインデックスを基地局にフィードバックする。その後、基地局は、ユーザ端が選択した重みベクトル量を定常に使用して信号を送信し、ユーザ端は、コードブックからチャネル品質が最も高い重みベクトル量を選択し、基地局と通信しようとする重みベクトル量とする（即ち、ユーザ端のコードブックにおける重みベクトル量ごととこの基地局端の定常の重みベクトル量の組み合わせから得られたチャネル品質を算出し、最も高いチャネル品質に対応する組み合わせを選択する）。全数探索メカニズムに比べて、シングルのフィードバックメカニズムの複雑度が大幅に低減されるが、同時に、一定の性能損失も引き起こす。

以上、下り伝送を例として説明した。上り伝送過程で実行する過程は基本的に類似しており、主な区別は、ユーザ端が信号を送信し、基地局端が信号を受信することにある。また、チャネル品質は、チャネル推定によって得られる。チャネル推定によって、チャネル方向とチャネル品質が得られる。チャネル推定の結果において、ＣＱＩ（Ｃｈａｎｎｅｌ Ｑｕａｌｉｔｙ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）と対応するパラメータの組の識別情報（最も優れる重みベクトル量のインデックス）を含んでもよく、最適な複数のＣＱＩとＣＱＩごとに対応するパラメータの組の識別情報を含んでもよい。

マルチユーザのシーンでは、ミリ波無線通信システムは、混合プリコーディングフレームを採用することもできる。図５ａと図５ｂは、それぞれ混合プリコーディングフレームでの基地局端とユーザ端の配置を示した。

図５ａに示すように、混合プリコーディングフレームを採用した基地局端は、デジタルプリエンコーダとアナログフェーズシフトネットワークを有する。コントローラの制御で、デジタルプリエンコーダは、Ｋ個のデータストリームを取得して入力とし、デジタルプリエンコーダは、このＫ個のデータに対してデジタルプリコーディングを行うことで、異なるデータストリームの間の干渉を無くす。そして、Ｋ個のＲＦリンクは、デジタルプリエンコーダによってプリコーディングしたデータストリームに対してアップコンバージョン、拡大、フィルタリング等の処理を行うことで、ＲＦ信号となる。通常、Ｋ個のＲＦリンクにおいて、ＲＦリンク当たりは一つのユーザ端に対応する。

Ｋ個のＲＦリンクは、アナログフェーズシフトネットワークに接続される。フェーズシフトネットワークにおいてそれぞれのフェーズシフタの値は、アナログビームフォーミングマトリクスＦを構成した。マトリクスＦにおいて、ｋ列目は、ｋ番目のＲＦリンクが接続した一組のフェーズシフタの値を表し、重みベクトル量ｆ_ｋと表され、重みベクトル量ｆ_ｋは、基地局端のコードブックｆｃから選ばなければならない。

フェーズシフトネットワークについては、各種の異なる実現方式があってもよい。図６ａと図６ｂは、それぞれフル接続フェーズシフトネットワークとサブ接続フェーズシフトネットワークを示した模式図である。

図６ａに示すように、フル接続フェーズシフトネットワークにおいて、ＲＦリンク当たりは一組のＭ個のフェーズシフタに接続されることで、フル接続フェーズシフトネットワークにおいて、Ｋ組のフェーズシフタがあり、フェーズシフタの総数は、Ｋ×Ｍである。毎組のフェーズシフタにおける対応するフェーズシフタが出力した信号（Ｋ個の信号）は、加算器によって加算された後、対応するアンテナ手段に供給される。

図６ｂに示すように、サブ接続フェーズシフトネットワークにおいて、ＲＦリンクごとの出力端はＰ個のフェーズシフタ（Ｐは整数であり、且つＰ≧１）に接続され、フェーズシフタ毎は、一つのアンテナ手段に接続される。つまり、Ｋ個のＲＦリンクを有する場合には、アンテナ手段の数は、Ｍ＝Ｋ×Ｐである。

図５ｂは、混合プリコーディングフレームを採用したユーザ端の配置を示した。図５ｂに示すように、ユーザ端にはＮ本のアンテナが配置されており、アンテナ毎が受信した信号は、対応するフェーズシフタを介してＲＦリンクに入力される。それぞれのフェーズシフタの値は、ユーザ端重みベクトル量ｗ_ｋを構成し、ユーザ端コードブックＷｃからユーザ端の重みベクトル量ｗ_ｋを選択することができる。ＲＦリンクが、入力された信号に対してフィルタリング、拡大、ダウンコンバージョンを行った後、受信されたデジタル信号が得られる。

この例示において、ユーザ端には、一つのＲＦリンクのみある。実際の状況によって、ユーザ端に複数のＲＦリンクの設計を採用してもよい。

混合プリコーディングフレームでは、ビームトレーニングは、基地局端とユーザ端の重みベクトル量を確定する過程である。下り伝送を例として、信号対雑音比を最大化する準則は数式（２）と表すことができる：

そのうち、｛ｗ_{ｋ，ｏｐｔ}，ｆ_{ｋ，ｏｐｔ}｝は、ｋ番目のユーザの最も優れる下り重みベクトル量を表し、Ｈ_ｋは基地局とｋ番目のユーザとの間の下りチャネルマトリクスである。ビームトレーニング方法は、上述した全数探索又はシングルのフィードバック探索メカニズム、又は他のマルチユーザビーム探索メカニズムを採用することができる。

ＴＤＤシステムにおいて、上りチャネルと下りチャネルは、互易性を有し、即ち上りチャネルにおけるＨ^ｕｌ _ｋ＝Ｈ_ｋ ^Ｔ、ここでＴは、マトリクスの転置を表す。そのため、ＴＤＤシステムにおいて、上りチャネルにおける最も優れる基地局端重みベクトル量とユーザ端重みベクトル量の組み合わせと、下りチャネルおける最も優れる基地局端重みベクトル量とユーザ端重みベクトル量の組み合わせとは同じである。上りチャネルと下りチャネルの一つにおいてビームトレーニングを行えばよい。一方、ＦＤＤシステムにおいて、上りチャネルと下りチャネルは、もう互易性を有さないため、上りチャネルと下りチャネルにおいてそれぞれビームトレーニングを行う必要があるので、ＴＤＤシステムにおけるビームトレーニングの複雑度に比べて一倍増加した。

出願人は、ＦＤＤシステムにおいて上りチャネルと下りチャネルは、互易性を有さないが、ＷＩＮＮＥＲが提出したチャネルモデルによれば、上りチャネルと下りチャネルの小スケールフェージングパラメータ、例えば基地局端とユーザ端のアンテナ到達角は、同じであることを気づいた。具体的には、下りチャネルマトリクスＨ^ＤＬと上りチャネルマトリクスＨ^ＵＬは、それぞれ以下の数式（３）と（４）と表すことができる：

以上の式において、ＮとＭは、それぞれユーザ端と基地局に備えられるアンテナの数を表し、Ｎ_ｃｌは、散乱体の数であり、Ｎ_ｒａｙは、散乱体ごとに含まれる子径の個数であり、α_ｉ，ｌは、子径ごとのチャネル係数を表し、ｅは、自然対数の底であり、ｊは、虚数単位である。ａ_ＵＥとａ_ＢＳは、それぞれユーザ端と基地局のアンテナ応答ベクトルを表し、上付きＵＬとＤＬは、それぞれ上りチャネルと下りチャネルを表し、θとφは、それぞれ水平方向到達角と垂直方向到達角を表す。なお、Ψ_ｉ，ｌは、子径ごとのランダム位相を表すとともに、独立且つ均一に［０、２π］に分布される。アンテナ応答ベクトルの形式は、アンテナのタイプに関する。例えば、均一線形アンテナアレイ（Ｕｎｉｆｏｒｍ Ｌｉｎｅａｒ Ａｒｒａｙ，ＵＬＡ）では、基地局のアンテナ応答ベクトルは：

である。

以上の式（５）と（６）において、λは、波長を表し、下付きＵＬとＤＬは、それぞれ上りチャネルと下りチャネルを表し、ｄは、アンテナピッチである。同様に、ユーザ端のアンテナ応答ベクトルが得られ、本文には、この内容を省略する。

均一平面アンテナアレイ（Ｕｎｉｆｏｒｍ Ｐｌａｎａｒ Ａｒｒａｙ，ＵＰＡ）では、基地局のアンテナ応答ベクトルは：

である。

以上の式（７）と（８）において、Ａは、水平方向アンテナ数を表し、Ｂは、垂直方向アンテナ数を表し、且つＭ＝Ａ×Ｂを満たす。同様に、ユーザ端のアンテナ応答ベクトルが得られる。ＵＬＡアンテナアレイは、Ｂ＝１である特殊なＵＰＡアンテナアレイと見られてもよいため、本出願の明細書においては、この２種のアンテナのタイプを区別しなく、ＵＰＡアンテナアレイのアンテナ応答ベクトルを例として説明する。

ＦＤＤシステムにおける上りチャネルと下りチャネルにおけるアンテナ到達角の互易性に基づき、本出願は、ビームトレーニング方法とこの方法を実現する設備を提出した。上り（下り）チャネルにおいてビームトレーニングで得られる情報を利用して、下り（上り）チャネルにおけるビームトレーニングを助けることで、ビームトレーニングオーバーヘッドを低減する目的に達成する。

図７ａは、本発明の一つの実施例による無線通信システムにおける一つの通信装置のための電子設備を示した模式図である。ここで、通信装置は、基地局であってもよく、ユーザ設備であってもよい。次に、通信装置が基地局であることを例として記述する。

図７ａに示すように、この電子設備７００は、チャネル品質推定手段７０１、サブコードブック生成手段７０２、伝送配置手段７０３及びメモリ７０４を含む。

メモリ７０４は、基地局のアナログコードブックを記憶するためのものであり、このアナログコードブックは、基地局の一組のフェーズシフタに用いる複数組の配置パラメータ（即ち複数の重みベクトル量）を含む。

チャネル品質推定手段７０１は、メモリ７０４に記憶されるアナログコードブック及びユーザ設備からの信号（例えばパイロット信号或いは参照信号、トレーニング信号）に基づき、上りチャネルのチャネル品質を推定することができる。そのうち、本発明が適用する通信システムは例えばＬＴＥシステムであり、ユーザ設備からの信号は、例えば検知参照信号（Ｓｏｕｎｄｉｎｇ Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｓｉｇｎａｌ、ＳＲＳ）であり、或いはアナログビームフォーミングのために特に新に定義された上り参照信号である。

サブコードブック生成手段７０２は、チャネル品質推定手段７０１の推定結果に基づき、基地局のアナログコードブックから、対応するチャネル品質が予定した閾値以上である重みベクトル量を選択することで、サブアナログコードブックを生成する。基地局のアナログコードブックと比べて、サブアナログコードブックは、アナログコードブックにおける一部の重みベクトル量のみを含んでもよいため、アナログコードブックの縮減を実現する。

伝送配置手段７０３は、基地局の信号の送信を配置するためのものであり、基地局とユーザ設備との間の下りチャネルビームトレーニングが基地局のサブアナログコードブックに基づくようにする。つまり、下りチャネルのビームトレーニングにおいて、基地局は、サブアナログコードブックに基づいて信号（例えばパイロット信号或いは参照信号、トレーニング信号）を送信し、ユーザ設備は、基地局から送信した信号に基づいて下りチャネルの信号品質を評価することで、基地局を補助して最も優れる重みベクトル量（即ちフェーズシフタの配置パラメータ）を選択して、下りチャネルのデータ伝送を行う。そのうち、本発明が適用する通信システムは、例えばＬＴＥシステムであり、基地局が送信した信号は、例えばチャネル状態情報参照信号（Ｃｈａｎｎｅｌ Ｓｔａｔｅ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｓｉｇｎａｌ，ＣＳＩ−ＲＳ）であり、或いはアナログビームフォーミングのために特に新たに定義された下り参照信号である。理解すべきことは、以上では、ＬＴＥシステムを例として記述しただけである。しかし、本出願の技術案は、ＬＴＥシステムに限られなく、異なる通信システムにおいて、基地局が送信した信号、他の適当の参照信号であってもよく、ビームフォーミングを実現できればよい。

図７ｂは、本発明の一つの実施例による無線通信システムにおけるもう一つの通信装置のための電子設備を示した模式図である。このもう一つの通信装置は、図７ａの通信装置と通信するためのものである。例えば、図７ａの電子設備７００が基地局に位置すると、図７ｂのもう一つの電子設備７１０は、ユーザ設備である。図７ａの電子設備７００がユーザ設備に位置すると、図７ｂのもう一つの電子設備７１０は、基地局である。次に、図７ｂの電子設備がユーザ設備に位置することを例として記述する。

図７ｂに示すように、この電子設備７１０は、メモリ７１１、チャネル品質推定手段７１２、サブアナログコードブック取得手段７１３及び伝送配置手段７１４を含む。そのうち、メモリ７１１には、ユーザ設備のアナログコードブックが記憶されており、このアナログコードブックは、ユーザ設備の一組のフェーズシフタに用いる複数組の配置パラメータ（即ち重みベクトル量）を含む。

伝送配置手段７１４は、アナログコードブックに基づき、ユーザ設備から基地局への信号（例えばパイロット信号）の伝送を配置することで、基地局がこの信号によって上りチャネルのチャネル品質を算出する。例えば、伝送配置手段７１４は、ユーザ設備の一組のフェーズシフタの値がアナログコードブックにおける一組の配置パラメータ（即ち一つの重みベクトル量）と等しいようにし、この場合にパイロット信号を基地局に送信する。

サブアナログコードブック取得手段７１３は、基地局からユーザ設備のサブアナログコードブックを取得するためのものである。このサブアナログコードブックは、ユーザ設備のアナログコードブックを縮減することで得られる。後では、アナログコードブックの縮減過程を詳細に記述する。

チャネル品質推定手段７１２は、メモリ７１１に記憶されるサブアナログコードブックと基地局からの信号（例えばパイロット信号）によって下りチャネルのチャネル品質を推定することができる。

当業者が理解すべきことは、上述した基地局のための電子設備とユーザ設備のための電子設備のいずれかもプロセッサ又は処理回路を含んでもよく、プロセッサ又は処理回路によってそれぞれの機能手段を実現する。

図８は、本発明の一つの実施例による基地局において図７の電子設備を採用してビームトレーニングを行うことを示したフローチャートである。

図８に示すように、ステップ８０１において、ユーザ設備は、基地局へユーザ設備のアンテナパラメータを報告する。ここで、アンテナパラメータは、例えばアンテナのタイプ（例えば線形アンテナ又は平面アンテナ等）、アンテナのピッチ等のパラメータである。アンテナパラメータを利用することで、基地局は、ユーザ設備のアンテナ応答ベクトル等の算出が可能になって、ユーザ設備のために、縮減したアナログコードブックを算出する。ユーザ設備は、毎回のビームトレーニングの前にアンテナパラメータを送信してもよく、ネットワークにアクセスの時のみに行ってもよい。一つの例示において、ユーザ設備は、高層専用シグナリング例えばＬＴＥにおけるＲＲＣシグナリングを使用して基地局へユーザ設備のアンテナパラメータを報告する。

ステップ８０２において、基地局は、ユーザ設備へ上りビームトレーニングパラメータ、例えば上りビームトレーニングの開始時間と終了時間（例えばサブフレームの番号）、トレーニングシーケンスの送信回数等を報知する。

ステップ８０３において、ユーザ設備は基地局へトレーニングシーケンスを送信することで、上りビームトレーニングを行う。上りビームトレーニング過程において、以上で記述された全数探索又はシングルのフィードバック探索等の方式を採用して上りビームトレーニングを行うことができる。なお、このステップにおいて、基地局はチャネル品質推定手段７０１を使用して、トレーニングシーケンスに基づきチャネル品質を推定する。

図９は、本発明の一つの実施例が採用した全数探索方式によって上りビームトレーニングを行うことを示したフローチャートである。

図９に示すように、ステップ９０１において、ユーザ設備は基地局からの上りビームトレーニングパラメータに基づき、上りビームトレーニングシーケンスを送信する。ここで、トレーニングシーケンスの送信回数は、基地局のアナログコードブックとユーザ設備のアナログコードブックの大きさによって決められていい。例えば、もし基地局のアナログコードブックは、Ｐ個の重みベクトル量（即ち基地局のアナログコードブックの大きさがＰ）を含み、ユーザ設備のアナログコードブックは、Ｑ個の重みベクトル量（即ちユーザ設備のアナログコードブックの大きさがＱである）を含めば、上りビームトレーニングシーケンスが送信される必要がある回数は、Ｐ×Ｑと等しい。

ステップ９０２において、基地局は、受信したトレーニングシーケンスによって等価チャネルを推定し、最も優れる重みベクトル量の組み合わせを算出する。つまり、トレーニングシーケンスによって、基地局は、基地局のアナログコードブックにおけるそれぞれの重みベクトル量とユーザ設備のアナログコードブックにおけるそれぞれの重みベクトル量のすべての組み合わせ方式において、どの組み合わせ方式が最も優れるチャネル品質に達することが可能であるかを算出することができる。後の上り通信において、基地局とユーザ設備は、選定されたこの一対の重みベクトル量を採用して通信する。

ステップ９０３において、基地局は、算出した結果をユーザ設備に通知する。つまり、基地局は、ユーザ設備へユーザ設備のアナログコードブックにおいてどの重みベクトル量が上りチャネルの通信に用いるかを通知する。通常、基地局は、ユーザ設備のアナログコードブックにおけるこの重みベクトル量のインデックスをユーザ設備に知らせる。もう一つの実施例において、基地局は、基地局が使用しようとする受信重みベクトル量のインデックスを併せてユーザ設備に通知してもよい。

上述したステップ９０１〜９０３を介して、上り通信において基地局とユーザ設備それぞれが採用しようとする重みベクトル量を得たことによって、スムーズに上り通信を行うことができる。

以上で記述した全数探索方式以外に、他の方式を採用してもよい。例えば、ユーザ設備のアナログコードブックにおける重みベクトル量と基地局のアナログコードブックにおける重みベクトル量のすべての組み合わせにおける一部のみを採用することができる。例えば、一つの実施例において、これらの組み合わせは、基地局のアナログコードブックにおける一つの重みベクトル量とユーザ設備のアナログコードブックにおけるすべての重みベクトル量の組み合わせ、及びユーザ設備のアナログコードブックにおける一つの重みベクトル量と基地局のアナログコードブックにおけるすべての重みベクトル量の組み合わせを含んでもよい。一つの好ましい実施例において、基地局のアナログコードブックにおける重みベクトル量の一つとユーザ設備のアナログコードブックにおけるすべての重みベクトル量の組み合わせから得られたチャネル品質によって、前記ユーザ設備のアナログコードブックにおける重みベクトル量のうち、基地局のアナログコードブックにおけるすべての重みベクトル量と組み合わせようとする重みベクトル量を選択し、これは次に記述するシングルのフィードバック探索方式である。

図１０は、本発明の一つの実施例が採用したシングルのフィードバック探索方式によって上りビームトレーニングを行うことを示したフローチャートである。

図１０に示すように、ステップ１００１において、ユーザ設備は、基地局が送信した上りビームトレーニングパラメータによって上りビームトレーニングシーケンスを繰り返して送信する。シングルのフィードバック方式において、基地局端が全方向ビーム（Ｏｍｎｉ−ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ ｂｅａｍ）（即ち予定した重みベクトル量）を使用してトレーニングシーケンスを受信するため、ユーザ設備のアナログコードブックにおけるすべての重みベクトル量をスイープ（ｓｗｅｅｐ）すればよい。そのため、上りビームトレーニングシーケンスがＱ回（即ちユーザ設備のアナログコードブックの大きさと等しい）送信され、毎回にユーザ設備のアナログコードブックにおける異なる重みベクトル量を使用する。

ステップ１００２において、基地局は、受信したトレーニングシーケンスによって等価チャネル（例えば

と表すことができる）を推定し、そのうち、ｗ∈Ｗｃ、チャネル品質を算出する。基地局は、ユーザ設備のアナログコードブックにおける、最適なチャネル品質に対応する重みベクトル量ｗ_ｏｐｔを選択して後の上りチャネル伝送においてユーザ設備によって採用される重みベクトル量とする。

ステップ１００３において、基地局は、ステップ１００２において選定された重みベクトル量のインデックスをユーザ設備に通知する。

ステップ１００４において、ユーザ設備は、基地局が選定した重みベクトル量を使用して上りビームトレーニングシーケンスを引き続き送信する。基地局は、ユーザ設備が送信したトレーニングシーケンスによって基地局のアナログコードブックにおけるすべての重みベクトル量をスイープする。基地局がこれらのトレーニングシーケンスに基づき基地局のアナログコードブックにおけるすべての重みベクトル量をスイープするため、このトレーニングシーケンスがＰ回（即ち基地局のアナログコードブックの大きさと等しい）繰り返される。

ステップ１００５において、基地局は、等価チャネル（例えばｆ^ＴＨ^ＵＬｗ_ｏｐｔと表すことができる）を推定し、そのうち、ｆ^Ｔ∈Ｆｃ、基地局のアナログコードブックにおける最も優れる重みベクトル量ｆ_ｏｐｔを算出する。ここで、基地局は、トレーニングシーケンスによって基地局のアナログコードブックにおけるそれぞれの重みベクトル量で得られたチャネル品質を算出し、その中から最適なチャネル品質に対応する重みベクトル量を選択して、後でユーザ設備と上り通信を行う重みベクトル量とする。

このように、以上のステップ１００１〜１００５は、上り通信のための基地局とユーザ設備それぞれの重みベクトル量を確定したので、確定された最も優れる重みベクトル量を採用して上り通信を行うことができる。

次に、図８に示すビームトレーニングのフローチャートに返る。ステップ８０４において、基地局は、サブコードブック生成手段７０２を使用してアナログコードブックを縮減することで、逆方向通信のためのサブコードブックを得る。

図１１は、本出願の一つの実施例によるアナログコードブックを縮減する方法を示したフローチャートである。

ステップ１１０１において、基地局は、チャネル品質に基づき、基地局のアナログコードブックにおける重みベクトル量ごとに、一つの対応するチャネル品質を選択することで、第一のチャネル品質集合を形成する。基地局は、すでに受信した上りビームトレーニングシーケンスに基づきユーザ設備のアナログコードブックにおける重みベクトル量と基地局のアナログコードブックにおける重みベクトル量の複数の種類の組み合わせでのチャネル品質を算出したため、ユーザ設備のアナログコードブックにおける重みベクトル量の数が１つよりも大きい場合には、基地局のアナログコードブックにおける重みベクトル量毎は、ユーザ設備のアナログコードブックにおけるそれぞれの重みベクトル量と組み合わせる。このように、基地局のアナログコードブックにおける重みベクトル量毎は、複数のチャネル品質に対応するかもしれない。一つの好ましい実施例において、基地局のアナログコードブックにおける重みベクトル量ごとに対応するチャネル品質から、チャネル品質が最も高い一つを選択する。このように、第一のチャネル品質集合において、基地局のアナログコードブックにおける重みベクトル量毎は、一つの対応するチャネル品質を有する。

ステップ１１０２において、基地局チャネル品質に基づき、ユーザ設備のアナログコードブックにおける重みベクトル量ごとに、一つの対応するチャネル品質を選択することで、第二のチャネル品質集合を形成する。以上と類似して、ユーザ設備のアナログコードブックにおける重みベクトル量毎は、複数のチャネル品質に対応するかもしれない。一つの好ましい実施例において、基地局はユーザ設備のアナログコードブックにおける重みベクトル量ごとに対応する複数のチャネル品質から、チャネル品質が最も高い一つを選択する。このように、第二のチャネル品質集合において、ユーザ設備のアナログコードブックにおける重みベクトル量毎は、一つの対応するチャネル品質を有する。

ステップ１１０３において、第一のチャネル品質集合から第一の予定した数のチャネル品質を選択し、第一の予定した数のチャネル品質に対応する重みベクトル量に基づき、基地局のサブアナログコードブックを生成する。ここで、第一の予定した数の具体的な数値は、基地局のアナログコードブックの大きさによって選択されることが可能である。例えば、基地局のアナログコードブックにおいて非常に多い（例えば２０００個の）重みベクトル量が含まれると、ビームトレーニングのオーバーヘッドを減小するため、その中の一部（システムの性能要求によって確定することができ、例えば２０個）のみを選択してもよい。もう一つの例示において、さらに、ユーザ設備のアナログコードブックの大きさを考慮してもよい。ビームトレーニングのオーバーヘッドは、ユーザ設備のアナログコードブックの大きさにも関するため、第一の予定した数の具体的な数値を確定する時、基地局のアナログコードブックとユーザ設備のアナログコードブックの大きさを同時に考慮してもよい。

ステップ１１０４において、第二のチャネル品質集合から第二の予定した数のチャネル品質を選択し、第二の予定した数のチャネル品質に対応する重みベクトル量に基づき、ユーザ端のサブアナログコードブックを生成する。ステップ１１０３と類似して、第二の予定した数の具体的な数値は、ユーザ設備のアナログコードブックの大きさによって選択されることが可能である。もう一つの例示において、さらに、基地局のアナログコードブックの大きさを考慮してもよい。

以上で図１１を参照して記述した方法において、それぞれのステップは必ずしも順番で実行されなければならなく、一部のステップは並行に実行されてもよい。例えば、ステップ１１０１とステップ１１０２は、同時に実行されてもよく、ステップ１１０３とステップ１１０４も同時に実行されてもよい。

次に、図８に返る。次に、ステップ８０５において、基地局は、ステップ１１０４において生成したユーザ設備のサブアナログコードブックをユーザ設備に通知する。一つの例示において、基地局は、ユーザ設備のサブアナログコードブック自身を送信する必要がなく、このサブアナログコードブックのインデックスを送信すればよく、これにより、シグナリングオーバーヘッドを低減する。ユーザ設備は、このインデックスによれば、サブアナログコードブックにおいてどれらの重みベクトル量を含むかを確定することができる。

ステップ８０６において、基地局は、下りビームトレーニングのパラメータをユーザ設備に送信する。上述したように、ＦＤＤシステムにおいて、上りチャネルと下りチャネルは、互易性を有さないため、それぞれ上りと下りビームトレーニングを行う必要がある。そのため、下りビームトレーニングを引き続き行う前に、基地局は、下りビームトレーニングのパラメータをユーザ設備に送信する必要がある。ここで、下りビームトレーニングのパラメータは、例えば下りビームトレーニングの開始時間と終了時間、トレーニングシーケンスの送信回数等を含む。

ステップ８０７において、基地局とユーザ設備との間には下りビームトレーニングを行う。このトレーニング過程において、基地局は、図１１のステップ１１０３において確定されたサブアナログコードブックを使用し、ユーザ設備は、図１１のステップ１１０４において確定されたサブアナログコードブックを使用する。基地局とユーザ設備の両方もサブアナログコードブックを使用して下りビームトレーニングを行うので、下りビームトレーニングのオーバーヘッドを減小した。

下りビームトレーニングの過程は、採用されたアナログコードブックが異なる以外に、他の方面は上りビームトレーニングと類似している。例えば、下りビームトレーニングにおいて、全数探索、シングルのフィードバック探索等の方案を採用してもよい。

図１２は、全数探索方案を採用して下りビームトレーニングを行うことを示したフローチャートである。図１２に示すように、ステップ１２０１において、基地局は、下りビームフォーミングのためのトレーニングシーケンスを繰り返して送信する。ここで、トレーニングシーケンスの送信回数は、基地局のサブアナログコードブックとユーザ設備のサブアナログコードブックの大きさによって決められる。例えば、基地局のサブアナログコードブックは、Ｐｓ個の重みベクトル量を含み、ユーザ設備のサブアナログコードブックは、Ｑｓ個の重みベクトル量を含むと、下りビームフォーミングのためのトレーニングシーケンスが送信される必要がある回数は、Ｐｓ×Ｑｓと等しい。

ステップ１２０２において、ユーザ設備は、受信したトレーニングシーケンスによって等価チャネルを推定し、最も優れる重みベクトル量の組み合わせを算出する。つまり、トレーニングシーケンスによって、ユーザ設備は、基地局のサブアナログコードブックにおけるそれぞれの重みベクトル量とユーザ設備のサブアナログコードブックにおけるそれぞれの重みベクトル量のすべての組み合わせ方式において、どの組み合わせ方式が最もよいチャネル品質に達することが可能であるかを算出することができる。後の下りチャネルの通信において、基地局とユーザ設備は、選定されたこの一対の重みベクトル量を採用して通信する。

ステップ１２０３において、ユーザ設備は、算出した結果を基地局に通知する。つまり、ユーザ設備は、基地局のサブアナログコードブックにおけるどの重みベクトル量が下りチャネルの通信に用いるかを基地局へ報告する。通常、ユーザ設備は、基地局のサブアナログコードブックにおけるこの重みベクトル量のインデックスを基地局に知らせる。もう一つの実施例において、ユーザ設備は、ユーザ設備が使用しようとする重みベクトル量のインデックスを併せて基地局に通知してもよい。

上述したステップ１２０１〜１２０３を介して、下り通信において基地局とユーザ設備それぞれが採用しようとする重みベクトル量を得たことによって、スムーズに下り通信を行うことができる。

図１３は、シングルのフィードバック探索方案を採用して下りビームトレーニングを行うことを示したフローチャートである。

図１３に示すように、ステップ１３０１において、基地局は、下りビームトレーニングパラメータによって、下りビームトレーニングシーケンスを繰り返して送信する。シングルのフィードバック方式において、ユーザ設備が全方向ビーム（即ち予定した重みベクトル量）を使用してトレーニングシーケンスを受信するため、単に基地局のサブアナログコードブックにおけるすべての重みベクトル量をスイープすればよい。そのため、下りビームトレーニングシーケンスが、Ｐｓ回（即ち基地局のサブアナログコードブックの大きさと等しい）送信され、毎回に基地局のサブアナログコードブックにおける異なる重みベクトル量を使用する。

ステップ１３０２において、ユーザ設備は、受信したトレーニングシーケンスによって等価チャネルを推定し、且つチャネル品質を算出する。ユーザ設備は、基地局のサブアナログコードブックにおける、最適なチャネル品質に対応する重みベクトル量を選択して、後の下りチャネル伝送において基地局によって採用される重みベクトル量とする。

ステップ１３０３において、ユーザ設備は、ステップ１３０２において選定された重みベクトル量のインデックスを基地局に通知する。

ステップ１３０４において、基地局は、基地局が選定した重みベクトル量を使用して下りビームトレーニングシーケンスを送信する。ユーザ設備は、基地局が送信したトレーニングシーケンスによって、ユーザ設備のサブアナログコードブックにおけるすべての重みベクトル量をスイープする。ユーザ設備がこれらのトレーニングシーケンスに基づきユーザ設備のサブアナログコードブックにおけるすべての重みベクトル量をスイープするため、このトレーニングシーケンスは、Ｑｓ回（即ちユーザ設備のサブアナログコードブックの大きさと等しい）繰り返される。

ステップ１３０５において、ユーザ設備は、等価チャネルを推定し、ユーザのサブアナログコードブックにおける最も優れる重みベクトル量を算出する。ここで、ユーザ設備は、トレーニングシーケンスによって、ユーザのサブアナログコードブックにおけるそれぞれの重みベクトル量で得られたチャネル品質を算出し、その中から最適なチャネル品質に対応する重みベクトル量を選択して、後で基地局と下り通信を行う重みベクトル量とする。

このように、以上のステップ１３０１〜１３０５は、下り通信のための基地局とユーザ設備それぞれの重みベクトル量を確定したので、確定された最も優れる重みベクトル量を採用して下り通信を行うことができる。

図１４は、全数探索アルゴリズムでアナログコードブックを縮減することを示した一つの例示である。

図１４に示すように、上りビームトレーニングにおいて全数探索アルゴリズムを採用して、基地局は、すべての重みベクトル量の組み合わせでのチャネル品質ｃ_ｉ，ｊ＝｜ｆ^ｉ，ＴＨ^ＵＬｗ^ｊ｜が得られ、そのうち、１≦ｉ≦Ｐ，１≦ｊ≦Ｑ。そのうち、ａ_ｉは、基地局が重みベクトル量がｆ^ｉである時に達した最適なチャネル、即ちａ_ｉ＝ｍａｘ_ｊｃ_ｉ，ｊ，１≦ｉ≦Ｐである。ｂ_ｊは、ユーザ設備が重みベクトル量がｗ^ｊである時に達した最適なチャネル品質、即ちｂ_ｊ＝ｍａｘ_ｉｃ_ｉ，ｊ，１≦ｊ≦Ｑである。集合｛ａ_１，ａ_２，・・・，ａ_Ｐ｝と｛ｂ_１，ｂ_２，・・・，ｂ_Ｑ｝を得た後、それぞれ、その中から最大のＰ_ｓとＱ_ｓ個の要素を選択して、相応な重みベクトル量は、基地局のサブアナログコードブックとユーザ設備のサブアナログコードブックを組成する。図１４の例示において、Ｐ＝Ｑ＝４，Ｐ_ｓ＝Ｑ_ｓ＝２、図における灰色の位置は、得られたサブアナログコードブックにおける重みベクトル量のインデックスを表す。

図１５は、シングルのフィードバック探索アルゴリズムでアナログコードブックを縮減することを示した一つの例示である。

図１５に示すように、シングルのフィードバック探索アルゴリズムにおいて、ユーザ設備は、ユーザ設備のアナログコードブックにおけるすべての重みベクトル量ｗ^ｊ，１≦ｊ≦Ｑをスイープし、基地局は、全方向ビームｆ_ｏｍｎｉを利用してチャネル品質を受信して計測し、その中からチャネル品質を最もよくする重みベクトル量（

、そのうち、ｗ∈Ｗｃ）を選択し、ユーザ設備にフィードバックする。その後、ユーザ設備は、最も優れる重みベクトル量ｗ_ｏｐｔを定常に使用し、基地局は、基地局のアナログコードブックにおけるすべての重みベクトル量ｆ^ｉ，１≦ｉ≦Ｐをスイープして、その中からチャネル品質を最もよくする重みベクトル量（ｆ_ｏｐｔ＝ａｒｇｍａｘ｜ｆ^ＴＨ^ＵＬｗ_ｏｐｔ｜、そのうち、ｆ∈Ｆｃ）を選択する。そのため、もし上りビームトレーニングがシングルのフィードバックアルゴリズムを採用すれば、基地局は、基地局とユーザ設備の重みベクトル量の一部の組み合わせでのチャネル品質情報しか得られなく、この場合には、

である。同様に、それぞれ集合｛ａ_１，ａ_２，・・・，ａ_Ｐ｝と｛ｂ_１，ｂ_２，・・・，ｂ_Ｑ｝から最大のＰ_ｓとＱ_ｓ個の要素を選択し、相応な重みベクトル量は、基地局のサブアナログコードブックＦ_ｓとユーザ設備のサブアナログコードブックＷ_ｓを組成。図５に示すように、そのうち、Ｐ＝Ｑ＝４、Ｐ_ｓ＝Ｑ_ｓ＝２、図における灰色の位置は、得られたサブアナログコードブックにおける重みベクトル量のインデックスを表す。

以上の記述は、いずれも上りビームトレーニングに基づき基地局及び／又はユーザ設備のアナログコードブックを縮減することで、基地局及び／又はユーザ設備の下り通信のためのサブアナログコードブックを得る。下りビームトレーニング過程において、サブアナログコードブックを使用して、下りビームトレーニングのオーバーヘッドを減小した。しかし、本出願の発明を実施するための方式は、以上の実施例に限られない。当業者が理解すべきことは、下りビームトレーニングに基づき基地局及び／又はユーザ設備のアナログコードブックを縮減し、基地局及び／又はユーザ設備のサブアナログコードブックを得ることもできる。上りビームトレーニング過程において、サブアナログコードブックを使用することで、上りビームトレーニングのオーバーヘッドを減小する。

また、以上の実施例において、基地局のアナログコードブックとユーザ設備のアナログコードブックのいずれもが縮減された。実際の適用において、基地局のアナログコードブックのみを縮減し、或いはユーザ設備のアナログコードブックのみを縮減してもよく、同様にビームトレーニングオーバーヘッドを減小する技術効果を実現することができる。

また、本出願のもう一つの実施例において、基地局とユーザ設備のサブアナログコードブックを補正することもできる。

図１６ａと図１６ｂは、それぞれ本出願のもう一つの実施例による基地局とユーザ設備のための電子設備の構成を示した模式図である。

図１６ａに示すように、基地局のための電子設備は、チャネル品質推定手段１６０１、サブコードブック生成手段１６０２、補正手段１６０５、伝送配置手段１６０３とメモリ１６０４を含む。そのうち、チャネル品質推定手段１６０１、サブコードブック生成手段１６０２、伝送配置手段１６０３及びメモリ１６０４と、図７ａに示すチャネル品質推定手段７０１、サブコードブック生成手段７０２、伝送配置手段７０３及びメモリ７０４とは類似しており、本文は、これらの部品の同じ機能を再び重複しない。

補正手段１６０５は、第一の補正手段（図示しない）を含む。そのうち、第一の補正手段を使用して基地局のサブアナログコードブックを補正する。なお、もう一つの実施例において、補正手段１６０５は、第二の補正手段（図示しない）を含んでもよく、この第二の補正手段は、ユーザ設備のサブアナログコードブックを補正するためのものである。

次に、第一の補正手段と第二の補正手段の補正過程をそれぞれ記述し、依然として上りビームトレーニングによって下りビームトレーニングが使用するアナログコードブックを縮減することを例とする。

第一の補正手段の補正過程において、基地局とユーザ設備との間の上り信号伝送周波数によって基地局のサブアナログコードブックを補正し、補正されたサブアナログコードブックを使用して下りビームトレーニングを行う。

具体的なステップについては、図１７に示すように、ステップ１７０１において、基地局のサブアナログコードブックにおける重みベクトル量ごとに、この重みベクトル量と上りチャネルの基地局端のアンテナ応答ベクトルごととの距離を最小にする水平到達角と垂直到達角を算出する。即ち、基地局のサブアナログコードブックにおける重みベクトル量ｆ_ｉｎに対して、その相応な水平到達角θ_ｉｎと垂直到達角φ_ｉｎを算出し、且つ以下の条件を満たす：

そのうち、

は、上りチャネルの基地局端のアンテナ応答ベクトルである。

ステップ１７０２において、ＦＤＤシステムにおける上りチャネルと下りチャネルとの間のアンテナ到達角の互易性を利用して、ステップ１７０１において算出した水平到達角θ_ｉｎと垂直到達角φ_ｉｎに対応する下りチャネルの基地局端の第一のアンテナ応答ベクトルを得る。

ステップ１７０３において、基地局のアナログコードブックから、上述した第一のアンテナ応答ベクトルとの距離が最小である重みベクトル量を選択して、補正された重みベクトル量とする。つまり、補正された重みベクトル量をｆ_ｏｕｔとすると、

そのうち、

は、下りチャネルの基地局端のアンテナ応答ベクトルであり、Ｆは基地局のアナログコードブックである。

基地局のサブアナログコードブックにおける重みベクトル量ごとに、いずれも以上の補正過程を行うことで、最終に補正されたサブアナログコードブックを得る。伝送配置手段７０３は、この補正されたサブアナログコードブックを使用して基地局を配置し、基地局が下りビームトレーニングにおいて補正されたサブアナログコードブックを使用するようにする。

第二の補正手段の補正過程において、基地局とユーザ設備との間の上り信号伝送周波数及びユーザ設備のアンテナ配置によって、ユーザ設備のサブアナログコードブックを補正し、補正されたサブアナログコードブックを使用して下りビームトレーニングを行う。相応的に、基地局は、（例えば図８に示すステップ８０５を経由して）補正されたユーザ設備のサブアナログコードブックをユーザ設備に通知する。一つの変形の例示として、第二の補正手段がユーザ設備側に設置されるものであり、基地局側に設置されるものではなく、即ちユーザ設備は、補正されていないサブアナログコードブックを取得した後、自分で上り信号伝送周波数によってそのサブアナログコードブックを補正し、この例示において、ユーザ設備は、そのアンテナ配置情報を基地局に通知する必要がないので、シグナリングオーバーヘッドを減少した。第二の補正手段がユーザ設備側に設置されると、基地局は、（例えば図８のステップ８０５を経由して）補正前のユーザ設備のサブアナログコードブックをユーザ設備に通知する。

具体的なステップについては、図１８に示すように、ステップ１８０１において、ユーザ設備のサブアナログコードブックにおける重みベクトル量ごとに、この重みベクトル量と上りチャネルのユーザ設備端のアンテナ応答ベクトルごととの距離を最小にする水平到達角と垂直到達角を算出する。ユーザ設備のサブアナログコードブックにおける重みベクトル量ｗ_ｉｎに対して、その相応な水平到達角θ_ｉｎと垂直到達角φ_ｉｎを算出し、且つ以下の条件を満たし、

そのうち、

は、上りチャネルのユーザ端のアンテナ応答ベクトルである。

ステップ１８０２において、ＦＤＤシステムにおける上りチャネルと下りチャネルとの間のアンテナ到達角の互易性を利用して、ステップ１８０１において算出した水平到達角と垂直到達角に対応する下りチャネルのユーザ設備端の第二のアンテナ応答ベクトルを得る。

ステップ１８０３において、ユーザ設備のアナログコードブックから第二のアンテナ応答ベクトルとの距離が最小である重みベクトル量を選択し、補正された重みベクトル量とする。つまり、補正された重みベクトル量をｗ_ｏｕｔとすると、

を満たし、そのうち、

は、下りチャネルのユーザ端のアンテナ応答ベクトルであり、Ｗは、ユーザ設備のアナログコードブックである。

以上、基地局とユーザ設備との間の上り信号伝送周波数とユーザ設備のアンテナ配置によって、基地局とユーザ設備のサブアナログコードブックを補正し、補正されたサブアナログコードブックを使用して下りビームトレーニングを行うことを記述した。

もう一つの実施例において、まず、下りビームトレーニングを行い、下りビームトレーニングの結果に基づき基地局及び／又はユーザ設備のアナログコードブックを縮減することで、基地局及び／又はユーザ設備の上り通信のためのサブアナログコードブックを得る。このような実施例において、図１６ｂに示すように、ユーザ設備の電子設備において補正手段１６１５を配置し、基地局とユーザ設備との間の上り信号伝送周波数とユーザ設備のアンテナ配置によってユーザ設備のサブアナログコードブックを補正し、補正されたサブアナログコードブックを使用して上りビームトレーニングを行ってもよい。選択できるように、補正手段１６１５は、基地局とユーザ設備との間の上り信号伝送周波数と基地局のアンテナ配置によって基地局のサブアナログコードブックを補正することで、基地局が補正されたサブアナログコードブックを使用して上りビームトレーニングを行う。理解できるように、ユーザ設備は、補正されていない基地局サブアナログコードブックを基地局に通知し、基地局によって自分で補正してもよい。

下りビームトレーニングの結果に基づき基地局の上りビームトレーニングのためのサブアナログコードブックを補正した具体的なステップについては、図１９に示すように、ステップ１９０１において、基地局のサブアナログコードブックにおける重みベクトル量ごとに、この重みベクトル量と下りチャネルの基地局端のアンテナ応答ベクトルごととの距離を最小にする水平到達角と垂直到達角を算出する。即ち、基地局のサブアナログコードブックにおける重みベクトル量ｆ_ｉｎに対して、その相応な水平到達角θ_ｉｎと垂直到達角φ_ｉｎを算出し、且つ、

を満たし、そのうち、

は、下りチャネルの基地局端のアンテナ応答ベクトルである。

ステップ１９０２において、ＦＤＤシステムにおける上りチャネルと下りチャネルとの間のアンテナ到達角の互易性を利用して、ステップ１９０１において算出した水平到達角θ_ｉｎと垂直到達角φ_ｉｎに対応する上りチャネルの基地局端の第三のアンテナ応答ベクトルを取得する。

ステップ１９０３において、基地局のアナログコードブックからこの第三のアンテナ応答ベクトルとの距離が最小である重みベクトル量を選択し、補正された重みベクトル量とする。つまり、補正された重みベクトル量をｆ_ｏｕｔとすると、

そのうち、

は、上りチャネルの基地局端のアンテナ応答ベクトルであり、Ｆは、基地局のアナログコードブックである。

基地局のサブアナログコードブックにおける重みベクトル量ごとに、いずれも以上の補正過程を行うことで、最終に補正されたサブアナログコードブックを得る。伝送配置手段７０３は、この補正されたサブアナログコードブックを使用して基地局を配置して、基地局が上りビームトレーニングにおいて補正されたサブアナログコードブックを使用するようにする。

下りビームトレーニングの結果に基づきユーザ設備の上りビームトレーニングのためのサブアナログコードブックを補正するステップは、図２０に示される。図２０に示すように、ステップ２００１において、ユーザ設備のサブアナログコードブックにおける重みベクトル量ごとに、この重みベクトル量と下りチャネルのユーザ設備端のアンテナ応答ベクトルごととの距離を最小にする水平到達角と垂直到達角を算出する。ユーザ設備のサブアナログコードブックにおける重みベクトル量ｗ_ｉｎに対して、その相応な水平到達角θ_ｉｎと垂直到達角φ_ｉｎを算出し、且つ、

を満たし、そのうち、

は、下りチャネルのユーザ端のアンテナ応答ベクトルである。

ステップ２００２において、ＦＤＤシステムにおける上りチャネルと下りチャネルとの間のアンテナ到達角の互易性を利用して、ステップ２００１において算出した水平到達角と垂直到達角に対応する上りチャネルのユーザ設備端の第四のアンテナ応答ベクトルを得る。

ステップ２００３において、ユーザ設備のアナログコードブックから第四のアンテナ応答ベクトルとの距離が最小である重みベクトル量を選択し、補正された重みベクトル量とする。つまり、補正された重みベクトル量をｗ_ｏｕｔとすると、

を満たし、そのうち、

は、上りチャネルのユーザ端のアンテナ応答ベクトルであり、Ｗは、ユーザ設備のアナログコードブックである。

本出願による一つの実施例において、水平到達角θと垂直到達角φが離散化されてもよく、例えば：

に制限されてもよい。

即ち、水平到達角と垂直到達角をサンプリングし、Ｋ_ＷとＫ_Ｈは、それぞれサンプリング点の数であり、一つの実施例において、Ｋ_Ｗ＝２Ｗ、Ｋ_Ｈ＝２Ｈとしてもよく、そのうち、Ｗは、水平方向アンテナ数であり、Ｈは、垂直方向アンテナ数である。

上りビームトレーニングによって基地局とユーザ設備のサブアナログコードブックを得るとともに、下りビームトレーニング段階に用いようとすると、基地局とユーザ設備の重みベクトル量は、得られた相応サブアナログコードブックから選べられるべきである。下りビームトレーニングは、いずれのトレーニングアルゴリズムを使用することができ、それをサブアナログコードブックに拘束して行えばよい。例えば、もし下りビームトレーニングが全数探索アルゴリズムを採用すれば、Ｐ_ｓ×Ｑ_ｓ個の重みベクトル対を検知する必要があり、複雑度は、元のＰ×ＱからＰ_ｓ×Ｑ_ｓに低減される。もし下りビームトレーニングがシングルのフィードバックアルゴリズムを採用すれば、複雑度は、元のＰ＋ＱからＰ_ｓ＋Ｑ_ｓに低減される。

また、データ量及ユーザ専用の要求を考慮すれば、本発明に係るサブアナログコードブックに関する通知は、例えばＬＴＥシステムにおいて以下のシグナリングによって担持されることができる：例えばＭＡＣ層又はＲＲＣ（ラジオリソース制御）層等の下りシェアチャネルＤＬ−ＳＣＨ又は上りシェアチャネルＵＬ−ＳＣＨによって担持された専用シグナリング、そのうち、ＭＡＣ層シグナリングは、ＲＲＣ層シグナリングと比較して、時効性がより強く、デコートレートがより速く、ＲＲＣ層シグナリングは、ＭＡＣ層シグナリングと比較して、より容易に実現される。具体的に、ＭＡＣ層専用シグナリングを使用してサブアナログコードブックに関する通知を担持する例示において、具体的に一つ又は複数のＭＡＣプロトコルデータ手段（ＰＤＵ）における特定のＭＡＣ制御素子（Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｅｌｅｍｅｎｔ）に含まれるビットによって指示し（例えばコーディングして重みベクトル量ごとのインデックスを指示し）、このＭＡＣ制御素子に専門のＬＣＩＤを設定して、それをマークしてサブアナログコードブックの通知に用いるようにする。ＲＲＣ層専用シグナリングを使用してサブアナログコードブックに関する通知を担持する例示において、具体的に例えばラジオリソース制御情報手段における情報によってサブアナログコードブックに含まれる重みベクトル量のインデックスを指示する。サブアナログコードブックに関する通知は、例えば図８におけるステップ８０５、図９におけるステップ９０３、図１０におけるステップ１００３、図１２におけるステップ１２０３、図１３におけるステップ１３０３に係る。

本発明をさらに説明するために、次に、一つのより具体的な実施例を示す。

ＦＤＤモードに動作するシングルセル・マルチユーザミリ波大規模アンテナシステムを考慮して、基地局は混合プリコーディングフレームを採用して同時にＫ個のユーザをスービスし、基地局端にはＫ個のＲＦリンクが備えられ、デジタルの部分は、ゼロフォーシング（ＺＦ）プリコーディングを採用する。基地局とユーザ端には、いずれもＵＬＡアンテナアレイが備えられ、アンテナ数は、それぞれＭとＮであり、且つ、いずれも典型的なＤＦＴビームフォーミングコードブック設計方案を使用し、コードブックは、次のようなコードブックマトリクスによって確定され、

ここでＮ_ａは、アンテナ数を表し、Ｎ_ｃは、コードブック大きさを表す。具体的なシステムシミュレーションパラメータは以下のテーブルのように示される：

仮にＬＴＥにおいて規定されたＯＦＤＭパラメータを使用して伝送すれば、０．５ｍｓごとは、一つのタイムスロットであり、７つのＯＦＤＭシンボルを含む。物理的な条件の制限で、フェーズシフタは、一つのＯＦＤＭシンボル周期内に切り替えることができないため、ＯＦＤＭシンボル毎は、一種の重みベクトル量の組み合わせを検知することができる。なお、仮にビーム探索の周期が０．５ｓであれば、ビーム探索周期ごとにＢ＝７０００個のＯＦＤＭシンボルが含まれることを算出しうる。

伝統的な全数探索メカニズムでは、ビームトレーニングオーバーヘッドがＰＱ個のＯＦＤＭシンボルである。我々が提出した縮減コードブックに基づくビームトレーニングメカニズムは、トレーニングオーバーヘッドをＰ_ｓＱ_ｓ個のＯＦＤＭシンボルに低減することができる。

提出されたコードブックトレーニングメカニズムを縮減する性能を検証するために、次にユーザ平均到達可能レートに対してシミュレーションを行い、合計四種の方案を考慮し、それぞれは、（１）Ｐ_ｓ＝１２，Ｑ_ｓ＝２、重みベクトル量補正あり；（２）Ｐ_ｓ＝１２，Ｑ_ｓ＝２、重みベクトル量補正無し；（３）Ｐ_ｓ＝８，Ｑ_ｓ＝１、重みベクトル量補正あり；（４）Ｐ_ｓ＝８，Ｑ_ｓ＝１、重みベクトル量補正無し。

以下のテーブルは、伝統的な方案と本特許方案とのトレーニングオーバーヘッド対比を示し、百分率形式で表述する：

以上のテーブルから見られるように、本出願のビームトレーニング方式は、大幅に下り（上り）ビームトレーニングのオーバーヘッドを減小することができる。

トレーニングオーバーヘッドを考慮する場合には、図２１は、チャネル条件がＮ_ｃｌ＝１，Ｎ_ｒａｙ＝３である時のいくつかの方案のユーザ平均到達可能レートを示した。これにより見られるように、サブアナログコードブックに基づくビームトレーニング方案は、大幅にビームトレーニングオーバーヘッドを低減したため、伝統的な方案に比べて、ユーザ平均到達可能レートを増加した。これは、本出願が提出したビームトレーニング方法は、ＦＤＤシステムの性能を向上することができることを証明した。なお、気づくことができるように、同じサブアナログコードブックの大きさである条件では、補正ありの方案は、補正無しの方案よりも、顕著な性能ゲインが存在するため、サブアナログコードブックを生成する好ましい実施例において補正ステップを含む。

図２２は、チャネル条件がＮ_ｃｌ＝３，Ｎ_ｒａｙ＝８である時のいくつかの方案のユーザ平均到達可能レートを示し、類似の結論が得られる。同時に我々も気づいたが、チャネル条件がＮ_ｃｌ＝１，Ｎ_ｒａｙ＝３である場合に比べて、特に、Ｐ_ｓ＝８，Ｑ_ｓ＝１である時、性能ゲインが少々低減され、そのため、チャネル散乱体が比較的に多い時に、性能を保証するように、サブアナログコードブックの大きさを適当に増加してもよく、言い換えれば、サブアナログコードブックの大きさは、選択できるように、動的に変化してもよく、例えば、今の適用シーン或いはモニタリングシステム性能の変化によって動的に調整し、この調整は、例えば基地局のネットワーク側の設備によってプログラム設定で実行され或いは事業者によって配置されてもよく、且つ報知又は専用の制御シグナリングによって相手通信設備、例えばユーザ設備に通知することで、相手通信設備がサブアナログコードブックとして相応な数の配置パラメータを選ぶようにする。

＜適用例示＞
本開示の内容の技術は、各種の製品に適用することができる。例えば、基地局は、いずれのタイプの進化型ノードＢ（ｅＮＢ）、例えばマクロｅＮＢと小ｅＮＢに実現されることができる。小ｅＮＢは、マクロセルよりも小さいセルを覆うｅＮＢ、例えばＰｉｃｏ ｅＮＢ、Ｍｉｃｒｏ ｅＮＢとＨｏｍｅ（Ｆｅｍｔｏ） ｅＮＢであってもよい。代わりに、基地局は、いずれの他のタイプの基地局、例えばＮｏｄｅＢと基地局送受信台（ＢＴＳ）に実現されてもよい。基地局は、無線通信を制御するように配置される主体（基地局設備とも呼ばれ、例えば本出願において記述された電子設備７００と７１０）、及び主体と異なる箇所に設置される一つ又は複数の遠隔無線ヘッド（ＲＲＨ）を含んでもよい。また、次に記述される各種のタイプの端末は、いずれも一時的に又は半恒久的基地局機能を実行することで、基地局として動作することができる。

例えば、端末設備は、移動端末（例えばスマートフォン、タブレットパーソナルコンピュータ（ＰＣ）、ノートＰＣ、携帯式ゲーム端末、携帯式／暗号化ドッグツール移動ルータとデジタル撮像装置）或いは車載端末（例えば、カーナビゲーション設備）に実現されてもよい。端末設備は、マシン対マシン（Ｍ２Ｍ）通信を実行する端末（マシンタイプ通信（ＭＴＣ）端末とも呼ばれる）に実現されてもよい。なお、端末設備は、上述した端末における端末ごとに取り付けられる無線通信モジュール（例えば、１つのウェハを含む集積回路モジュール、例えば本出願において記述された電子設備７００と７１０）であってもよい。

図２３は、本発明による電子設備のハードウェア配置を示した例示である。

中央処理手段（ＣＰＵ）２３０１は、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）２３０２又は記憶手段２３０８に記憶されたプログラムに基づき各種類の処理を実行するデータ処理手段の作用を奏する。例えば、ＣＰＵ２３０１は、前述したシーケンスに基づく処理を実行する。ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）２３０３は、ＣＰＵ２３０１によって実行されるプログラム、データ等を記憶する。ＣＰＵ２３０１、ＲＯＭ２３０２及びＲＡＭ２３０３は、バス２３０４を介してお互いに繋がる。

ＣＰＵ２３０１は、バス２３０４を介して入出力インタフェース２３０５に接続されるとともに、各種類のスイッチ、キーボード、マウス、マイクロフォン等によって構成される入力手段２３０６と、ディスプレイ、スピーカー等によって構成される出力手段２３０７が、この入出力インタフェース２３０５に接続される。例えば、ＣＰＵ２３０１は、入力手段２３０６から入力した指令に応答して、各種類の処理を実行し、且つ処理結果を出力手段２３０７に出力する。

入出力インタフェース２３０５に接続される記憶手段２３０８は、例えばハードディスクによって構成され、且つ、その上にＣＰＵ２３０１によって実行されるプログラム及び各種類のデータが記憶される。通信手段２３０９は、例えばインターネット又はローカルエリアネットワークのネットワークを介して外部設備と通信する。

入出力インタフェース２３０５に接続されるドライバー２３１０は、例えばディスク、ＣＤ、光磁気ディスク或いは半導体メモリ（例えばメモリカード）等のリムーバブルメディア２３１１を駆動するとともに、その上に記録された例えば内容とキー情報の各種類のデータを取得する。例えば、取得された内容とキーデータを使用して、ＣＰＵ２３０１により、再現プログラムに基づき、無線通信のためのビームトレーニング等の処理を実行する。

多数の方式で本発明の方法とシステムを実現することができる。例えば、ソフトウェア、ハードウェア、ファームウェア或いはソフトウェア、ハードウェア、ファームウェアのいずれの組み合わせによって、本発明の方法とシステムを実現することができる。前記方法のためのステップの上述した順番は、説明するためだけであり、本発明の方法のステップは、他の方式で特に説明すること以外、以上で具体的に記述された順番に限られない。なお、いくつかの実施例において、本発明をメディアに記録されるプログラムのように実施してもよく、これらのプログラムは、本発明による方法を実現するためのマシン読み取り可能な指令を含む。したがって、本発明は、本発明による方法を実現するためのプログラムを記憶する記録メディアに至る。

最後に、本出願は、以下の各種の方式を採用して実現される。
（１）
無線通信システムにおける第一の通信装置のためのアナログコードブックを記憶するように配置され、このアナログコードブックは、前記第一の通信装置のための一組のフェーズシフタの複数組の配置パラメータを含むメモリと、
前記複数組の配置パラメータ及び第二の通信装置からのパイロット信号伝送に基づき、それぞれ前記第二の通信装置から前記第一の通信装置までの第一のチャネルに対するチャネル推定を行い、
縮減したサブアナログコードブックを生成するように、チャネル推定結果のうち、予定した条件を満たす者が対応する配置パラメータの組を選択し、
前記第一の通信装置から前記第二の通信装置までの第二のチャネルのチャネル推定に用いるように、前記サブアナログコードブックに基づき、前記第一の通信装置から前記第二の通信装置までのパイロット信号伝送を配置する、ように配置される処理回路と、
を含む前記第一の通信装置のための電子設備。
（２）
複数組の配置パラメータは、それぞれ一つの重みベクトル量に対応し、重みベクトル量毎は、この組のフェーズシフタにおけるそれぞれのフェーズシフタの位相値を配置するためのものである（１）に記載の電子設備。
（３）
前記処理回路は、さらに、補正したサブアナログコードブックを得るように、前記第一の通信装置と前記第二の通信装置との間の信号伝送周波数に基づき、縮減したサブアナログコードブックを補正し、前記補正したサブアナログコードブックを利用して前記第一の通信装置から前記第二の通信装置までのパイロット信号伝送を配置するように配置される（１）に記載の電子設備。
（４）
メモリは、さらに、前記第二の通信装置のための相手アナログコードブックを記憶するように配置され、この相手アナログコードブックは、前記第二の通信装置のための一組のフェーズシフタの複数組の配置パラメータを含み、
前記処理回路は、さらに、（ピアサブコードブック生成手段が）前記第二の通信装置のための縮減した相手サブアナログコードブックを生成するように、チャネル推定結果のうち予定した条件を満たす者が対応する前記第二の通信装置の配置パラメータの組を選択するように配置され、そのうち、前記第二の通信装置は、前記相手サブアナログコードブックに基づき、前記第一の通信装置から前記第二の通信装置までのパイロット信号の受信を配置する（１）に記載の電子設備。
（５）
前記処理回路は、さらに、前記第一の通信装置と前記第二の通信装置との間の信号伝送周波数及び前記第二の通信装置のアンテナ配置に基づき、縮減した相手サブアナログコードブックを補正して、補正した相手サブアナログコードブックを得るように配置され、そのうち、前記第二の通信装置は、前記補正した相手サブアナログコードブックを利用して前記第一の通信装置から前記第二の通信装置までのパイロット信号の受信を配置する（４）に記載の電子設備。
（６）
前記処理回路は、さらに、前記第一の通信装置から前記第二の通信装置までのパイロット信号伝送を配置する前に、前記相手サブアナログコードブックに関するメッセージを生成して前記第二の通信装置に通知するように配置される（４）に記載の電子設備。
（７）
前記処理回路は、さらに、前記第二の通信装置が前記第二のチャネルに対するチャネル推定のフィードバックに基づき、前記複数組の配置パラメータから一組を確定して、前記第二のチャネルによるデータ信号伝送の配置に用いるように配置され、そのうち、前記チャネル推定フィードバックは、チャネル性能が最も優れる一組の配置パラメータが対応するチャネル推定結果を含む（１）〜（６）に記載の電子設備。
（８）
前記電子設備は、前記第一の通信装置として動作し、前記組のフェーズシフタ、ＲＦリンク及び複数のアンテナをさらに含み、そのうち、この組のフェーズシフタは、前記ＲＦリンクと前記複数のアンテナとの間に設置され、そのうち、前記処理回路は、前記サブアナログコードブックに基づき前記組のフェーズシフタの位相を配置し、前記複数のアンテナを利用して前記第二の通信装置へパイロット信号を送信する（７）に記載の電子設備。
（９）
前記第一の通信装置は基地局であり、前記第二の通信装置はユーザ設備であり、前記第一のチャネルは上りチャネルに対応し、前記第二のチャネルは下りチャネルに対応する（８）に記載の電子設備。
（１０）
前記第一の通信装置はユーザ設備であり、前記第二の通信装置は基地局であり、前記第一のチャネルは下りチャネルに対応し、前記第二のチャネルは上りチャネルに対応する（８）に記載の電子設備。
（１１）
前記処理回路は、さらに、前記第二の通信装置から前記第一の通信装置までの第一のチャネルに対するチャネル推定を行う前に、第二の通信装置のパイロット信号伝送を配置するための制御メッセージを生成するように配置され、前記制御メッセージは、パイロット信号伝送の制御パラメータを含む（９）に記載の電子設備。
（１２）
前記電子設備は、複数のＲＦリンクを含み、ＲＦリンクごとは一組のフェーズシフタとカップリングし、前記電子設備は、前記複数のＲＦリンクとカップリングするデジタルプリエンコーダをさらに含み、前記処理回路は、さらに、前記デジタルプリエンコーダが複数の第二の通信装置のためのデータ信号をデジタルプリコーディングするように、この複数の前記第二の通信装置からのチャネル推定フィードバックに基づき、デジタルプリコーディングマトリクスを生成するように配置される（９）に記載の電子設備。
（１３）
前記無線通信システムは、周波数分割複信通信システムである（１）に記載の電子設備。
（１４）
無線通信システムにおける第二の通信装置のためのアナログコードブックを記憶するように配置され、このアナログコードブックは、前記第二の通信装置のための一組のフェーズシフタの複数組の配置パラメータを含むメモリと、
前記複数組の配置パラメータに基づき前記第二の通信装置から第一の通信装置までのパイロット信号伝送を配置して、前記第二の通信装置から前記第一の通信装置までの第一のチャネルのチャネル推定に用い、
前記第一の通信装置から前記第二の通信装置のための縮減したサブアナログコードブックを取得し、このサブアナログコードブックは、前記第一の通信装置が、前記第一のチャネルのチャネル推定結果のうち、予定した条件を満たす者が対応する配置パラメータの組に基づいて生成されるものであり、
前記サブアナログコードブックに基づき前記第一の通信装置からのパイロット信号受信を配置し、前記第一の通信装置から前記第二の通信装置までの第二のチャネルのチャネル推定を実行するように配置される処理回路と、
を含む前記第二の通信装置のための電子設備。
（１５）
ユーザ設備は、ユーザ端のコードブックに基づき、基地局へ上りトレーニングシーケンスを送信することと、
基地局は、上りトレーニングシーケンスを受信するとともに、ユーザ端のコードブックにおける重みベクトル量と基地局端のコードブックにおける重みベクトル量の複数の種類の組み合わせでのチャネル品質を算出することと、
チャネル品質に基づき、基地局端のコードブックにおける重みベクトル量ごとに、一つの対応するチャネル品質を選択することで、第一のチャネル品質集合を形成することと、
チャネル品質に基づき、ユーザ端のコードブックにおける重みベクトル量ごとに、一つの対応するチャネル品質を選択することで、第二のチャネル品質集合を形成することと、
第一のチャネル品質集合から、第一の予定した数のチャネル品質を選択し、第一の予定した数のチャネル品質に対応する重みベクトル量に基づき、縮減した基地局端のコードブックを生成することと、
第二のチャネル品質集合から、第二の予定した数のチャネル品質を選択し、第二の予定した数のチャネル品質に対応する重みベクトル量に基づき、縮減したユーザ設備端のコードブックを生成することと、
縮減した基地局端のコードブックと縮減したユーザ設備端のコードブックを使用して下りビームトレーニングを行うことと、
を含む周波数分割複信（ＦＤＤ）ミリ波通信のためのビームトレーニング方法。
（１６）
ユーザ端のコードブックにおける重みベクトル量と基地局端のコードブックにおける重みベクトル量の複数の種類の組み合わせは、
ユーザ端のコードブックにおける重みベクトル量と基地局端のコードブックにおける重みベクトル量のすべての組み合わせを含む（１５）に記載のビームトレーニング方法。
（１７）
前記ユーザ端のコードブックにおける重みベクトル量と基地局端のコードブックにおける重みベクトル量の複数の種類の組み合わせは、
ユーザ端のコードブックにおける重みベクトル量と基地局端のコードブックにおける重みベクトル量のすべての組み合わせの少なくとも一部を含む（１５）に記載のビームトレーニング方法。
（１８）
前記ユーザ端のコードブックにおける重みベクトル量と基地局端のコードブックにおける重みベクトル量の複数の種類の組み合わせは、基地局端のコードブックにおける重みベクトル量の一つとユーザ端のコードブックにおけるすべての重みベクトル量の組み合わせ、及びユーザ端のコードブックにおける重みベクトル量の一つと基地局端のコードブックにおけるすべての重みベクトル量の組み合わせを含む（１７）に記載のビームトレーニング方法。
（１９）
基地局端のコードブックにおける重みベクトル量の一つとユーザ端のコードブックにおけるすべての重みベクトル量の組み合わせから得られたチャネル品質に基づき、前記ユーザ端のコードブックにおける重みベクトル量のうち、基地局端のコードブックにおけるすべての重みベクトル量と組み合わせようとする重みベクトル量を選択する（１８）に記載のビームトレーニング方法。
（２０）
チャネル品質に基づき、基地局端のコードブックにおける重みベクトル量ごとに、一つの対応するチャネル品質を選択することで、第一のチャネル品質集合を形成するステップにおいて、基地局端のコードブックにおける重みベクトル量ごとに、最適なチャネル品質を選択する（１５）に記載のビームトレーニング方法。
（２１）
チャネル品質に基づき、ユーザ端のコードブックにおける重みベクトル量ごとに、一つの対応するチャネル品質を選択することで、第二のチャネル品質集合を形成するステップにおいて、ユーザ端のコードブックにおける重みベクトル量ごとに、最適なチャネル品質を選択する（１５）に記載のビームトレーニング方法。
（２２）
下りビームトレーニングを行う前、縮減したユーザ設備端のコードブックをユーザ設備に送信することをさらに含む（１５）に記載のビームトレーニング方法。
（２３）
ユーザ設備が基地局へアンテナパラメータを送信することをさらに含む（１５）に記載のビームトレーニング方法。
（２４）
前記アンテナパラメータは、アンテナのタイプ及び／又はアンテナのピッチを含む（２３）に記載のビームトレーニング方法。
（２５）
基地局は、前記アンテナパラメータに基づき、ユーザ設備のアンテナ応答ベクトルを算出する（２３）に記載のビームトレーニング方法。
（２６）
縮減した基地局端のコードブックを補正することをさらに含む（１５）に記載のビームトレーニング方法。
（２７）
縮減した基地局端のコードブックを補正するステップは、
縮減した基地局端のコードブックにおける重みベクトル量ごとに、この重みベクトル量と上りチャネルの基地局端のアンテナ応答ベクトルごととの距離を最小にする水平到達角と垂直到達角を算出することと、
算出した水平到達角と垂直到達角に対応する下りチャネルの基地局端の第一のアンテナ応答ベクトルを得ることと、
基地局端のコードブックから、前記第一のアンテナ応答ベクトルとの距離が最小である重みベクトル量を選択して、補正された重みベクトル量とすることとを含む（２６）に記載のビームトレーニング方法。
（２８）
縮減したユーザ端のコードブックを補正することをさらに含む（１５）に記載のビームトレーニング方法。
（２９）
縮減したユーザ端のコードブックを補正するステップは、
縮減したユーザ端のコードブックにおける重みベクトル量ごとに、この重みベクトル量と上りチャネルのユーザ設備端のアンテナ応答ベクトルごととの距離を最小にする水平到達角と垂直到達角を算出することと、
算出した水平到達角と垂直到達角に対応する下りチャネルのユーザ設備端の第二のアンテナ応答ベクトルを得ることと、
ユーザ設備端のコードブックから前記第二のアンテナ応答ベクトルとの距離が最小である重みベクトル量を選択して、補正された重みベクトル量とすることとを含む（２８）に記載のビームトレーニング方法。
（３０）
サンプリングによって水平到達角と垂直到達角を離散化する（２７）又は（２９）に記載のビームトレーニング方法。
（３１）
水平到達角のサンプリング点の数は、対応の水平方向アンテナ数の整数倍と等しく、垂直到達角のサンプリング点の数は、対応の垂直方向アンテナ数の整数倍と等しい（３０）に記載のビームトレーニング方法。
（３２）
プロセッサを含み、前記プロセッサは、
ユーザ設備によってユーザ端のコードブックに基づき送信した上りトレーニングシーケンスを受信し、
ユーザ端のコードブックにおける重みベクトル量と基地局端のコードブックにおける重みベクトル量の複数の種類の組み合わせでのチャネル品質を算出し、
チャネル品質に基づき、基地局端のコードブックにおける重みベクトル量ごとに、一つの対応するチャネル品質を選択することで、第一のチャネル品質集合を形成し、
チャネル品質に基づき、ユーザ端のコードブックにおける重みベクトル量ごとに、一つの対応するチャネル品質を選択することで、第二のチャネル品質集合を形成し、
第一のチャネル品質集合から、第一の予定した数のチャネル品質を選択し、第一の予定した数のチャネル品質に対応する重みベクトル量に基づき、縮減した基地局端のコードブックを生成し、
第二のチャネル品質集合から、第二の予定した数のチャネル品質を選択し、第二の予定した数のチャネル品質に対応する重みベクトル量に基づき、縮減したユーザ設備端のコードブックを生成し、
縮減した基地局端のコードブックと縮減したユーザ設備端のコードブックを使用して下りビームトレーニングを行う、ように配置される周波数分割複信（ＦＤＤ）ミリ波通信のための基地局。
（３３）
ユーザ設備によってユーザ端のコードブックに基づき送信した上りトレーニングシーケンスを受信するための受信手段と、
ユーザ端のコードブックにおける重みベクトル量と基地局端のコードブックにおける重みベクトル量の複数の種類の組み合わせでのチャネル品質を算出するための算出手段と、
チャネル品質に基づき、基地局端のコードブックにおける重みベクトル量ごとに、一つの対応するチャネル品質を選択することで、第一のチャネル品質集合を形成するための第一の集合生成手段と、
チャネル品質に基づき、ユーザ端のコードブックにおける重みベクトル量ごとに、一つの対応するチャネル品質を選択することで、第二のチャネル品質集合を形成するための第二の集合生成手段と、
第一のチャネル品質集合から第一の予定した数のチャネル品質を選択するための第一の選択手段と、
第二のチャネル品質集合から第二の予定した数のチャネル品質を選択するための第二の選択手段と、
第一の予定した数のチャネル品質に対応する重みベクトル量に基づき、縮減した基地局端のコードブックを生成するための第一のコードブック生成手段と、
第二の予定した数のチャネル品質に対応する重みベクトル量に基づき、縮減したユーザ設備端のコードブックを生成するための第二のコードブック生成手段と、を含み、
縮減した基地局端のコードブックと縮減したユーザ設備端のコードブックを使用して下りビームトレーニングを行う周波数分割複信（ＦＤＤ）ミリ波通信のための基地局。
（３４）
基地局は、基地局端のコードブックに基づきユーザ設備へ下りトレーニングシーケンスを送信することと、
ユーザ設備は、下りトレーニングシーケンスを受信するとともに、ユーザ端のコードブックにおける重みベクトル量と基地局端のコードブックにおける重みベクトル量の複数の種類の組み合わせでのチャネル品質を算出することと、
チャネル品質に基づき、基地局端のコードブックにおける重みベクトル量ごとに、一つの対応するチャネル品質を選択することで、第一のチャネル品質集合を形成することと、
チャネル品質に基づき、ユーザ端のコードブックにおける重みベクトル量ごとに、一つの対応するチャネル品質を選択することで、第二のチャネル品質集合を形成することと、
第一のチャネル品質集合から第一の予定した数のチャネル品質を選択し、第一の予定した数のチャネル品質に対応する重みベクトル量に基づき、縮減した基地局端のコードブックを生成することと、
第二のチャネル品質集合から第二の予定した数のチャネル品質を選択し、第二の予定した数のチャネル品質に対応する重みベクトル量に基づき、縮減したユーザ設備端のコードブックを生成することと、
縮減した基地局端のコードブックと縮減したユーザ設備端のコードブックを使用して上りビームトレーニングを行うことと、
を含む周波数分割複信（ＦＤＤ）ミリ波通信のためのビームトレーニング方法。
（３５）
縮減した基地局端のコードブックを補正することをさらに含む（３４）に記載のビームトレーニング方法。
（３６）
縮減した基地局端のコードブックを補正するステップは、
縮減した基地局端のコードブックにおける重みベクトル量ごとに、この重みベクトル量と下りチャネルの基地局端のアンテナ応答ベクトルごととの距離を最小にする水平到達角と垂直到達角を算出することと、
算出した水平到達角と垂直到達角に対応する上りチャネルの基地局端の第三のアンテナ応答ベクトルを得ることと、
基地局端のコードブックから前記第三のアンテナ応答ベクトルとの距離が最小である重みベクトル量を選択して、補正された重みベクトル量とすることを含む（３５）に記載のビームトレーニング方法。
（３７）
縮減したユーザ端のコードブックを補正することをさらに含む（３４）に記載のビームトレーニング方法。
（３８）
縮減したユーザ端のコードブックを補正するステップは、
縮減したユーザ端のコードブックにおける重みベクトル量ごとに、この重みベクトル量と下りチャネルのユーザ設備端のアンテナ応答ベクトルごととの距離を最小にする水平到達角と垂直到達角を算出することと、
算出した水平到達角と垂直到達角に対応する上りチャネルのユーザ設備端の第四のアンテナ応答ベクトルを得ることと、
ユーザ設備端のコードブックから前記第四のアンテナ応答ベクトルとの距離が最小である重みベクトル量を選択して、補正された重みベクトル量とすることとを含む（３４）に記載のビームトレーニング方法。
（３９）
プロセッサを含み、そのうち、前記プロセッサは、
基地局によって基地局端のコードブックに基づき送信した下りトレーニングシーケンスを受信し、
ユーザ端のコードブックにおける重みベクトル量と基地局端のコードブックにおける重みベクトル量の複数の種類の組み合わせでのチャネル品質を算出し、
チャネル品質に基づき、基地局端のコードブックにおける重みベクトル量ごとに、一つの対応するチャネル品質を選択することで、第一のチャネル品質集合を形成し、
チャネル品質に基づき、ユーザ端のコードブックにおける重みベクトル量ごとに、一つの対応するチャネル品質を選択することで、第二のチャネル品質集合を形成し、
第一のチャネル品質集合から第一の予定した数のチャネル品質を選択し、第一の予定した数のチャネル品質に対応する重みベクトル量に基づき、縮減した基地局端のコードブックを生成し、
第二のチャネル品質集合から第二の予定した数のチャネル品質を選択し、第二の予定した数のチャネル品質に対応する重みベクトル量に基づき、縮減したユーザ設備端のコードブックを生成し、
縮減した基地局端のコードブックと縮減したユーザ設備端のコードブックを使用して上りビームトレーニングを行うように配置される周波数分割複信（ＦＤＤ）ミリ波通信のためのユーザ設備。
（４０）
基地局によって基地局端のコードブックに基づき送信した下りトレーニングシーケンスを受信するための受信手段と、
ユーザ端のコードブックにおける重みベクトル量と基地局端のコードブックにおける重みベクトル量の複数の種類の組み合わせでのチャネル品質を算出するための算出手段と、
チャネル品質に基づき、基地局端のコードブックにおける重みベクトル量ごとに、一つの対応するチャネル品質を選択することで、第一のチャネル品質集合を形成するための第一の集合生成手段と、
チャネル品質に基づき、ユーザ端のコードブックにおける重みベクトル量ごとに、一つの対応するチャネル品質を選択することで、第二のチャネル品質集合を形成するための第二の集合生成手段と、
第一のチャネル品質集合から第一の予定した数のチャネル品質を選択するための第一の選択手段と、
第二のチャネル品質集合から第二の予定した数のチャネル品質を選択するための第二の選択手段と、
第一の予定した数のチャネル品質に対応する重みベクトル量に基づき、縮減した基地局端のコードブックを生成するための第一のコードブック生成手段と、
第二の予定した数のチャネル品質に対応する重みベクトル量に基づき、縮減したユーザ設備端のコードブックを生成するための第二のコードブック生成手段と、を含み、
縮減した基地局端のコードブックと縮減したユーザ設備端のコードブックを使用して上りビームトレーニングを行う周波数分割複信（ＦＤＤ）ミリ波通信のためのユーザ設備。
（４１）
ユーザ設備と請求項１０１又は１５０に記載の基地局を含む通信システム。
（４２）
基地局と請求項３０１又は３５０に記載のユーザを含む設備通信システム。
（４３）
第二の通信設備は、第二の設備端コードブックに基づき第一の通信設備へトレーニングシーケンスを送信することと、
第一の通信設備は、トレーニングシーケンスを受信するとともに、第一の通信設備端コードブックにおける重みベクトル量と第二の通信設備端コードブックにおける重みベクトル量の複数の種類の組み合わせでのチャネル品質を算出することと、
チャネル品質に基づき、第一の通信設備端コードブックにおける重みベクトル量ごとに、一つの対応するチャネル品質を選択することで、第一のチャネル品質集合を形成することと、
チャネル品質に基づき、第二の通信設備端コードブックにおける重みベクトル量ごとに、一つの対応するチャネル品質を選択することで、第二のチャネル品質集合を形成することと、
第一のチャネル品質集合から第一の予定した数のチャネル品質を選択し、第一の予定した数のチャネル品質に対応する重みベクトル量に基づき、縮減した第一の通信設備端コードブックを生成することと、
第二のチャネル品質集合から第二の予定した数のチャネル品質を選択し、第二の予定した数のチャネル品質に対応する重みベクトル量に基づき、縮減した第二の通信設備端コードブックを生成することと、
縮減した第一の通信設備端コードブックと縮減した第二の通信設備端コードブックを使用して第一の通信設備から第二の通信設備へ情報を送信するためのビームトレーニングを行うことと、
を含む周波数分割複信（ＦＤＤ）ミリ波通信のためのビームトレーニング方法。
（４４）
第二の通信設備は、第二の設備端コードブックに基づき第一の通信設備へトレーニングシーケンスを送信することと、
第一の通信設備は、トレーニングシーケンスを受信するとともに、第一の通信設備端コードブックにおける重みベクトル量と第二の通信設備端コードブックにおける重みベクトル量の複数の種類の組み合わせでのチャネル品質を算出することと、
チャネル品質に基づき、第一の通信設備端コードブックにおける重みベクトル量ごとに、一つの対応するチャネル品質を選択することで、第一のチャネル品質集合を形成することと、
チャネル品質に基づき、第二の通信設備端コードブックにおける重みベクトル量ごとに、一つの対応するチャネル品質を選択することで、第二のチャネル品質集合を形成することと、
第一のチャネル品質集合から第一の予定した数のチャネル品質を選択し、第一の予定した数のチャネル品質に対応する重みベクトル量に基づき、縮減した第一の通信設備端コードブックを生成することと、
第二のチャネル品質集合から第二の予定した数のチャネル品質を選択し、第二の予定した数のチャネル品質に対応する重みベクトル量に基づき、縮減した第二の通信設備端コードブックを生成することと、
縮減した第一の通信設備端コードブックと縮減した第二の通信設備端コードブックを使用して第一の通信設備から第二の通信設備へ情報を送信するためのビームトレーニングを行うことと、
を含む周波数分割複信（ＦＤＤ）ミリ波通信のためのビームトレーニング方法。
（４５）
チャネル品質に基づき、第二の通信設備端コードブックにおける重みベクトル量ごとに、一つの対応するチャネル品質を選択することで、第二のチャネル品質集合を形成することと、
第二のチャネル品質集合から第二の予定した数のチャネル品質を選択し、第二の予定した数のチャネル品質に対応する重みベクトル量に基づき、縮減した第二の通信設備端コードブックを生成することと、
縮減した第一の通信設備端コードブックと縮減した第二の通信設備端コードブックを使用して第一の通信設備から第二の通信設備へ情報を送信するためのビームトレーニングを行うことと、をさらに含む（４４）に記載の方法。
（４６）
一組の受信ビームに基づき目標通信ノードからの一組の発射ビームに対してビーム計測を行うことと、
ビーム計測結果に基づき、受信ビームの選択を行って、この組の受信ビームの部分集合を確定することと、
この組の受信ビームの部分集合が対応するビーム方向に基づき前記目標通信ノードへ逆方向のビームを発射して、逆方向のビーム計測に用いることと、
を含む周波数分割複信（ＦＤＤ）通信システムのためのビーム管理方法。
（４７）
ビーム計測結果に基づき、発射ビームの選択を行ってこの組の発射ビームの部分集合の確定に用いることと、この組の発射ビームの部分集合の情報を前記目標通信ノードに指示して、前記目標通信ノードによるこの組の発射ビームの部分集合が対応するビーム方向に基づき前記逆方向のビームの受信に用いることをさらに含む（４６）に記載の方法。
（４８）
前記逆方向のビームの数とこの組の受信ビームの部分集合に含まれる受信ビームの数とは同じである（４６）に記載の方法。
（４９）
（４６）から（４８）のいずれかに記載の方法を実行するように配置される処理回路を含む電子設備。

ここまでは、すでに本発明によるビームトレーニング方法及び基地局とユーザ設備のための電子設備を詳細に記述した。本発明の思想をマスキングしないように、本分野における周知のいくつかの詳細が記述されていない。当業者は以上の記述によれば、どのようにここで開示された技術案を実施するかを完全に了解することができる。

多数の方式で本発明の方法とシステムを実現することができる。例えば、ソフトウェア、ハードウェア、ファームウェア或いはソフトウェア、ハードウェア、ファームウェアのいずれの組み合わせによって、本発明の方法とシステムを実現することができる。前記方法のためのステップの上述した順番は、説明するためだけであり、本発明の方法のステップは、他の方式で特に説明すること以外、以上で具体的に記述された順番に限られない。なお、いくつかの実施例において、本発明をメディアに記録されるプログラムのように実施してもよく、これらのプログラムは、本発明による方法を実現するためのマシン読み取り可能な指令を含む。したがって、本発明は、本発明による方法を行うためのプログラムを記憶する記録メディアに至る。

すでに例示によって本発明のいくつかの特定の実施例を詳細に説明したが、当業者が理解すべきことは、以上の例示は、説明するためのものだけであり、本発明の範囲を制限するものではない。当業者が理解すべきことは、本発明の範囲と精神を離れない場合には、以上の実施例を改正することができる。本発明の範囲は、添付した特許請求の範囲によって限定される。

Claims (48)

1. 無線通信システムにおける第一の通信装置のためのアナログコードブックを記憶するように配置され、前記アナログコードブックが前記第一の通信装置のための一組のフェーズシフタの複数組の第一の配置パラメータを含むメモリと、
   前記複数組の第一の配置パラメータ及び第二の通信装置からの信号伝送に基づき、それぞれ前記第二の通信装置から前記第一の通信装置までの第一のチャネルに対してチャネル推定を行い、
   チャネル推定結果のうち、第一の予定した条件を満たす者が対応する第一の配置パラメータの組を選択して、縮減したサブアナログコードブックを生成し、
   前記第一の通信装置から前記第二の通信装置までの第二のチャネルに対してチャネル推定を行うように、前記サブアナログコードブックに基づき前記第一の通信装置から前記第二の通信装置までの信号伝送を配置する、ように配置される処理回路と、
   を含む前記第一の通信装置のための電子設備。
2. 前記複数組の第一の配置パラメータは、それぞれ一つの重みベクトル量に対応し、重みベクトル量毎は、前記一組のフェーズシフタにおけるそれぞれのフェーズシフタの位相値を配置するためのものである請求項１に記載の電子設備。
3. 前記処理回路は、さらに、補正したサブアナログコードブックを得るように前記第一の通信装置と前記第二の通信装置との間の信号伝送周波数に基づき縮減したサブアナログコードブックを補正し、前記補正したサブアナログコードブックを利用して前記第一の通信装置から前記第二の通信装置までの信号伝送を配置する、ように配置される請求項１に記載の電子設備。
4. 前記メモリは、さらに、前記第二の通信装置のための相手アナログコードブックを記憶するように配置され、前記相手アナログコードブックは前記第二の通信装置のための一組のフェーズシフタの複数組の第二の配置パラメータを含み、前記処理回路は、さらに、前記第二の通信装置のための縮減した相手サブアナログコードブックを生成するように、チャネル推定結果のうち、第二の予定した条件を満たす者が対応する前記第二の通信装置のための第二の配置パラメータの組を選択するように配置され、そのうち、前記第二の通信装置は、前記相手サブアナログコードブックに基づき前記第一の通信装置から前記第二の通信装置までの信号受信を配置する請求項１に記載の電子設備。
5. 前記処理回路は、さらに、前記第一の通信装置と前記第二の通信装置との間の信号伝送周波数及び前記第二の通信装置のアンテナ配置に基づき、縮減した相手サブアナログコードブックを補正して、補正した相手サブアナログコードブックを得るように配置され、そのうち、前記第二の通信装置は前記補正した相手サブアナログコードブックを利用して前記第一の通信装置から前記第二の通信装置までの信号受信を配置する請求項４に記載の電子設備。
6. 前記処理回路は、さらに、前記第二の通信装置のための縮減した相手サブアナログコードブックを生成した後、前記相手サブアナログコードブックに関するメッセージを生成して、前記第二の通信装置に通知するように配置される請求項４に記載の電子設備。
7. 前記処理回路は、さらに、前記第二の通信装置が前記第二のチャネルのチャネル推定結果に対するフィードバックに基づき、前記複数組の第一の配置パラメータから一組を確定して、前記第二のチャネルによる信号伝送の配置に用いるように配置され、そのうち、前記チャネル推定結果のフィードバックは、複数組の第一の配置パラメータにおける対応のチャネル推定結果が最も優れる一組の第一の配置パラメータが対応するチャネル推定結果を含む請求項１から６のいずれか一項に記載の電子設備。
8. 前記無線通信システムは、周波数分割複信通信システムである請求項１に記載の電子設備。
9. 前記第一の予定した条件は、前記チャネル品質推定結果のうち、チャネル品質が最も優れる第一の予定した数のチャネル品質である請求項１に記載の電子設備。
10. 前記第二の予定した条件は、前記チャネル品質推定結果のうち、チャネル品質が最も優れる第二の予定した数のチャネル品質である請求項４に記載の電子設備。
11. 前記信号は、パイロット信号である請求項１に記載の電子設備。
12. 前記電子設備は前記第一の通信装置として動作し、この第一の通信装置は、前記一組のフェーズシフタ、ＲＦリンク及び複数のアンテナをさらに含み、そのうち、この組のフェーズシフタは、前記ＲＦリンクと前記複数のアンテナとの間に設置され、そのうち、前記電子設備の処理回路は、前記サブアナログコードブックに基づき前記組のフェーズシフタの位相を配置し、前記複数のアンテナを利用して前記第二の通信装置へ信号を送信する請求項７に記載の電子設備。
13. 前記第一の通信装置は基地局であり、前記第一のチャネルは上りチャネルに対応し、前記第二のチャネルは下りチャネルに対応する請求項１２に記載の電子設備。
14. 前記第一の通信装置はユーザ設備であり、前記第一のチャネルは下りチャネルに対応し、前記第二のチャネルは上りチャネルに対応する請求項１２に記載の電子設備。
15. 前記電子設備の処理回路は、さらに、前記第二の通信装置から前記第一の通信装置までの第一のチャネルのチャネル品質を推定する前に、第二の通信装置から前記第一の通信装置までの信号伝送を配置するための制御メッセージを生成するように配置され、前記制御メッセージは信号伝送の制御パラメータを含む請求項１３に記載の電子設備。
16. 複数のＲＦリンクをさらに含み、そのうち、ＲＦリンクごとは一組のフェーズシフタとカップリングし、前記第一の通信装置は、前記複数のＲＦリンクとカップリングするデジタルプリエンコーダをさらに含み、前記処理回路は、さらに、複数の前記第二の通信装置からのチャネル品質推定結果のフィードバックに基づきデジタルプリコーディングマトリクスを生成して、前記デジタルプリエンコーダによりこの複数の第二の通信装置のためのデータ信号をデジタルプリコーディングする、ように配置される請求項１３に記載の電子設備。
17. 無線通信システムにおける第二の通信装置のためのアナログコードブックを記憶するように配置され、このアナログコードブックは前記第二の通信装置のための一組のフェーズシフタの複数組の第二の配置パラメータを含むメモリと、
    前記第二の通信装置から第一の通信装置までの第一のチャネルのチャネル品質を推定するように、前記複数組の第二の配置パラメータに基づき前記第二の通信装置から前記第一の通信装置までの信号伝送を配置し、
    前記第一の通信装置から前記第二の通信装置のための縮減したサブアナログコードブックを取得し、前記縮減したサブアナログコードブックは、前記第一の通信装置が前記第一のチャネルのチャネル品質推定結果のうち、予定した条件を満たす者が対応する第二の配置パラメータの組に基づき生成したものであり、
    前記縮減したサブアナログコードブックに基づき第一の通信装置からの信号受信を配置し、前記第一の通信装置から前記第二の通信装置までの第二のチャネルのチャネル品質に対して推測を行うことを実行するように配置される処理回路と、
    を含む前記第二の通信装置のための電子設備。
18. 前記複数組の第二の配置パラメータは、それぞれ一つの重みベクトル量に対応し、重みベクトル量毎は、前記一組のフェーズシフタにおけるそれぞれのフェーズシフタの位相値を配置するためのものである、請求項１７に記載の電子設備。
19. 前記処理回路は、さらに、前記第一の通信装置から前記第二の通信装置のための補正したサブアナログコードブックを取得し、前記補正したサブアナログコードブックを利用して前記第一の通信装置からの信号受信を配置するように配置され、前記補正したサブアナログコードブックは、前記第一の通信装置と前記第二の通信装置との間の信号伝送周波数及び前記第二の通信装置のアンテナ配置に基づき前記縮減したサブアナログコードブックを補正して得られるものである請求項１７に記載の電子設備。
20. 前記予定した条件は、前記チャネル品質推定結果のうち、チャネル品質が最も優れる予定した数のチャネル品質である請求項１７に記載の電子設備。
21. 前記処理回路は、さらに、前記第二の通信装置のアンテナ配置を第一の通信装置に送信するように配置される請求項１９に記載の電子設備。
22. 前記信号は、パイロット信号である請求項１７に記載の電子設備。
23. 前記処理回路は、前記第二の通信装置として動作し、この第二の通信装置は、前記一組のフェーズシフタ、ＲＦリンク及び複数のアンテナをさらに含み、そのうち、この組のフェーズシフタは、前記ＲＦリンクと前記複数のアンテナとの間に設置され、そのうち、前記電子設備の処理回路は、前記サブアナログコードブックに基づき前記組のフェーズシフタの位相を配置し、前記複数のアンテナを利用して前記第一の通信装置へ信号を送信する請求項１７に記載の電子設備。
24. 前記第二の通信装置はユーザ設備であり、前記第一のチャネルは上りチャネルに対応し、前記第二のチャネルは下りチャネルに対応する請求項２３に記載の電子設備。
25. 前記第二の通信装置は基地局であり、前記第一のチャネルは下りチャネルに対応し、前記第二のチャネルは上りチャネルに対応する請求項２３に記載の電子設備。
26. ユーザ設備は、ユーザ端のコードブックに基づき基地局へ上りトレーニングシーケンスを送信することと、
    基地局は、上りトレーニングシーケンスを受信するとともに、ユーザ端のコードブックにおける重みベクトル量と基地局端のコードブックにおける重みベクトル量の複数の種類の組み合わせでのチャネル品質を算出することと、
    チャネル品質に基づき、基地局端のコードブックにおける重みベクトル量ごとに、一つの対応するチャネル品質を選択することで、第一のチャネル品質集合を形成することと、
    第一のチャネル品質集合から第一の予定した数のチャネル品質を選択し、第一の予定した数のチャネル品質に対応する重みベクトル量に基づき、縮減した基地局端のコードブックを生成することと、
    縮減した基地局端のコードブックを使用して下りビームトレーニングを行うことと、
    を含む周波数分割複信（ＦＤＤ）ミリ波通信のためのビームトレーニング方法。
27. ユーザ端のコードブックにおける重みベクトル量と基地局端のコードブックにおける重みベクトル量の複数の種類の組み合わせは、
    ユーザ端のコードブックにおける重みベクトル量と基地局端のコードブックにおける重みベクトル量のすべての組み合わせを含む請求項２６に記載のビームトレーニング方法。
28. 前記ユーザ端のコードブックにおける重みベクトル量と基地局端のコードブックにおける重みベクトル量の複数の種類の組み合わせは、
    ユーザ端のコードブックにおける重みベクトル量と基地局端のコードブックにおける重みベクトル量のすべての組み合わせの少なくとも一部を含む請求項２６に記載のビームトレーニング方法。
29. 前記ユーザ端のコードブックにおける重みベクトル量と基地局端のコードブックにおける重みベクトル量の複数の種類の組み合わせは、基地局端のコードブックにおける重みベクトル量の一つとユーザ端のコードブックにおけるすべての重みベクトル量の組み合わせ、及びユーザ端のコードブックにおける重みベクトル量の一つと基地局端のコードブックにおけるすべての重みベクトル量の組み合わせを含む請求項２８に記載のビームトレーニング方法。
30. 基地局端のコードブックにおける重みベクトル量の一つとユーザ端のコードブックにおけるすべての重みベクトル量の組み合わせから得られたチャネル品質に基づき、前記ユーザ端のコードブックにおける重みベクトル量のうち、基地局端のコードブックにおけるすべての重みベクトル量と組み合わせようとする重みベクトル量を選択する請求項２９に記載のビームトレーニング方法。
31. チャネル品質に基づき、基地局端のコードブックにおける重みベクトル量ごとに、一つの対応するチャネル品質を選択することで、第一のチャネル品質集合を形成するステップにおいて、基地局端のコードブックにおける重みベクトル量ごとに最適なチャネル品質を選択する請求項２６に記載のビームトレーニング方法。
32. チャネル品質に基づき、ユーザ端のコードブックにおける重みベクトル量ごとに、一つの対応するチャネル品質を選択することで、第二のチャネル品質集合を形成することと、
    第二のチャネル品質集合から第二の予定した数のチャネル品質を選択し、第二の予定した数のチャネル品質に対応する重みベクトル量に基づき、縮減したユーザ設備端のコードブックを生成することと、
    縮減した基地局端のコードブックと縮減したユーザ設備端のコードブックを使用して下りビームトレーニングを行うことと、
    をさらに含む請求項２６に記載のビームトレーニング方法。
33. チャネル品質に基づき、ユーザ端のコードブックにおける重みベクトル量ごとに、一つの対応するチャネル品質を選択することで、第二のチャネル品質集合を形成するステップにおいて、ユーザ端のコードブックにおける重みベクトル量ごとに最適なチャネル品質を選択する請求項３２に記載のビームトレーニング方法。
34. 下りビームトレーニングを行う前、縮減したユーザ設備端のコードブックをユーザ設備に送信することをさらに含む請求項３２に記載のビームトレーニング方法。
35. ユーザ設備が基地局へアンテナパラメータを送信することをさらに含む請求項３２に記載のビームトレーニング方法。
36. 前記アンテナパラメータは、アンテナのタイプ及び／又はアンテナのピッチを含む請求項３５に記載のビームトレーニング方法。
37. 基地局は、前記アンテナパラメータに基づき、ユーザ設備のアンテナ応答ベクトルを算出する請求項３５に記載のビームトレーニング方法。
38. 縮減した基地局端のコードブックを補正することをさらに含む請求項２６に記載のビームトレーニング方法。
39. 縮減した基地局端のコードブックを補正するステップは、
    縮減した基地局端のコードブックにおける重みベクトル量ごとに、この重みベクトル量と上りチャネルの基地局端のアンテナ応答ベクトルごととの距離を最小にする水平到達角と垂直到達角を算出することと、
    算出した水平到達角と垂直到達角に対応する下りチャネルの基地局端の第一のアンテナ応答ベクトルを得ることと、
    基地局端のコードブックから前記第一のアンテナ応答ベクトルとの距離が最小である重みベクトル量を選択して、補正された重みベクトル量とすることを含む請求項３８に記載のビームトレーニング方法。
40. 縮減したユーザ端のコードブックを補正することをさらに含む請求項３２に記載のビームトレーニング方法。
41. 縮減したユーザ端のコードブックを補正するステップは、
    縮減したユーザ端のコードブックにおける重みベクトル量ごとに、この重みベクトル量と上りチャネルのユーザ設備端のアンテナ応答ベクトルごととの距離を最小にする水平到達角と垂直到達角を算出することと、
    算出した水平到達角と垂直到達角に対応する下りチャネルのユーザ設備端の第二のアンテナ応答ベクトルを得ることと、
    ユーザ設備端のコードブックから前記第二のアンテナ応答ベクトルとの距離が最小である重みベクトル量を選択して、補正された重みベクトル量とすることとを含む請求項４０に記載のビームトレーニング方法。
42. サンプリングによって水平到達角と垂直到達角を離散化する請求項３９又は４１に記載のビームトレーニング方法。
43. 水平到達角のサンプリング点の数は、対応の水平方向アンテナ数の整数倍と等しく、垂直到達角のサンプリング点の数は、対応の垂直方向アンテナ数の整数倍と等しい請求項４２に記載のビームトレーニング方法。
44. 基地局は、基地局端のコードブックに基づきユーザ設備へ下りトレーニングシーケンスを送信することと、
    ユーザ設備は、下りトレーニングシーケンスを受信するとともに、ユーザ端のコードブックにおける重みベクトル量と基地局端のコードブックにおける重みベクトル量の複数の種類の組み合わせでのチャネル品質を算出することと、
    チャネル品質に基づき、基地局端のコードブックにおける重みベクトル量ごとに、一つの対応するチャネル品質を選択することで、第一のチャネル品質集合を形成することと、
    第一のチャネル品質集合から第一の予定した数のチャネル品質を選択し、第一の予定した数のチャネル品質に対応する重みベクトル量に基づき縮減した基地局端のコードブックを生成することと、
    縮減した基地局端のコードブックを使用して上りビームトレーニングを行うことと、
    を含む周波数分割複信（ＦＤＤ）ミリ波通信のためのビームトレーニング方法。
45. 基地局は、基地局端のコードブックによりユーザ設備へ下りトレーニングシーケンスを送信することと、
    ユーザ設備は、下りトレーニングシーケンスを受信するとともに、ユーザ端のコードブックにおける重みベクトル量と基地局端のコードブックにおける重みベクトル量の複数の種類の組み合わせでのチャネル品質を算出することと、
    チャネル品質に基づきユーザ端のコードブックにおける重みベクトル量ごとに一つの対応するチャネル品質を選択することで、第二のチャネル品質集合を形成することと、
    第二のチャネル品質集合から第二の予定した数のチャネル品質を選択し、且つ第二の予定した数のチャネル品質に対応する重みベクトル量に基づき縮減したユーザ設備端のコードブックを生成することと、
    縮減したユーザ設備端のコードブックを使用して上りビームトレーニングを行うことと、
    を含む周波数分割複信（ＦＤＤ）ミリ波通信のためのビームトレーニング方法。
46. 一組の受信ビームに基づき目標通信ノードからの一組の発射ビームに対してビーム計測を行うことと、
    この組の受信ビームの部分集合を確定するように、ビーム計測結果に基づき、受信ビームの選択を行うことと、
    逆方向のビーム計測に用いるように、この組の受信ビームの部分集合が対応するビーム方向に基づき前記目標通信ノードへ逆方向のビームを発射することと、
    を含む周波数分割複信（ＦＤＤ）通信系統のためのビーム管理方法。
47. この組の発射ビームの部分集合を確定するように、ビーム計測結果に基づき、発射ビーム選択を行い、及び前記目標通信ノードがこの組の発射ビームの部分集合が対応するビーム方向に基づき前記逆方向のビームを受信するように、この組の発射ビームの部分集合の情報を前記目標通信ノードに指示することをさらに含む請求項４６に記載の方法。
48. 前記逆方向のビームの数とこの組の受信ビームの部分集合に含まれる受信ビームの数とは同じである請求項４６に記載の方法。
    

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