JP2020506576A - 二重偏波ビームフォーミング - Google Patents

Abstract

二重偏波ビームフォーミングのためのワイヤレスデバイスが提供される。ワイヤレスデバイスは、アンテナアレイを備える。アンテナアレイは、相互に直交する偏波のアンテナ素子と、ベースバンドチェーンとを備える。両方の偏波のアンテナ素子は、ベースバンドチェーンに動作可能に接続される。また、そのようなワイヤレスデバイスによって実行されるような二重偏波ビームフォーミングのための方法も提示される。【選択図】図４

Description

本明細書で提示される実施形態は、二重偏波ビームフォーミングのための方法、ワイヤレスデバイス、コンピュータプログラム、およびコンピュータプログラム製品に関する。

通信システムでは、所与の通信プロトコル、そのパラメータ、および通信システムが配備される物理的環境に対して良好な性能および容量を得ることが課題となり得る。

例えば、将来の世代の移動通信システムのために、多くの異なる搬送波周波数の周波数帯域が必要とされ得る。例えば、無線装置のための十分なネットワークカバレッジを達成するためにそのような低周波数帯域が必要とされ、必要なネットワーク容量に到達するために、より高い周波数帯域（例えば、ミリメートル波長（ｍｍＷ）、即ち、３０ＧＨｚ付近およびそれ以上）が必要とされ得る。一般的に言えば、高周波数では、無線チャネルの伝搬特性はより困難であり、ネットワークのアクセスノードおよびワイヤレスデバイスの両方において、十分なリンクバジェットに到達するためにビームフォーミングが必要とされる可能性がある。

ワイヤレスデバイスは、アナログビームフォーミング、デジタルビームフォーミング、またはハイブリッドビームフォーミングの手段によってビームフォーミングを実装することができる。各実装は、その利点および欠点を有する。デジタルビームフォーミングの実装は３つのうち最も柔軟な実装であるが、要求される無線チェーンおよびベースバンドチェーンの数が多いために最もコストがかかる。アナログビームフォーミング実装は、デジタルビームフォーミング実装と比較して無線チェーンおよびベースバンドチェーンの数が少ないため、最も柔軟性が低いが、より製造が安価である。ハイブリッドビームフォーミング実装は、アナログビームフォーミング実装とデジタルビームフォーミング実装との間の妥協である。当業者が理解するように、異なるワイヤレスデバイスのコストおよび性能要件に応じて、異なる実装が必要とされる。

異なる周波数帯域のための異なるアンテナアーキテクチャが、ワイヤレスデバイスのために検討されている。高周波数帯域（例えば、１５ＧＨｚ以上）では、アンテナアレイの「パネル」と呼ばれるものが検討されている。アンテナアレイのこれらのパネルは例えば、アナログ移相器（位相シフタ）を使用することによって操縦される、均一な線形／矩形アレイ（ＵＬＡ／ＵＲＡ）であってもよい。異なる方向からカバレージを得るために、アンテナアレイの複数のパネルが、ワイヤレスデバイスの異なる面に取り付けられてよい。特に明記しない限り、アンテナアレイおよびパネルという用語は、以下では互換的に使用される。

ワイヤレスデバイスの場合、到来信号はすべての異なる方向から到達することがあり得、したがって、高利得の狭い指向性ビームに加えて、無指向性のようなカバレージを生成する可能性を有するアンテナ構成をワイヤレスデバイスに有することが有益であり得る。例えば、ワイヤレスデバイスが迅速に回転する場合、ワイヤレスデバイスにサービスを提供する無線アクセスネットワークノードとのナロービーム通信を維持することが困難であり得、したがって、ワイヤレスデバイスにおいて、よりロバストな全方向カバレージが当面は好まれる。

図１は、多種多様なビーム幅を生成するために使用することができるアナログアンテナアレイ１３０ａ’の例示的なアーキテクチャを備えるワイヤレスデバイス２００’を概略的に示す。アナログアンテナアレイ１３０ａ’は、アンテナ素子毎に１つの移相器およびスイッチを有するアナログ分配ネットワーク１５０ａに動作可能に接続された４つの単一偏波アンテナ素子１６０ａを有する。次に、アナログ分配ネットワーク１５０ａは、単一のベースバンド（ＢＢ）チェーン１４０ａに動作可能に接続される。単一偏波アンテナ素子１６０ａを有し、それ自体のアナログ分配ネットワーク１５０ｂを介してさらなるベースバンドチェーン１４０ｂに動作可能に接続されるさらなるアンテナアレイ１３０ｂ’は、直交偏波を使用する通信を可能にするために提供され得る。

１つを除く全てのアンテナ素子１６０ａをオフにすることによって、大きなビーム幅（アンテナ素子ビーム幅と同じ）を有するビームを生成することが可能である。また、異なる数のアンテナ素子１６０ａをオフにすることによって、多種多様な異なるビーム幅を生成することが可能である。したがって、このアーキテクチャは、アナログアンテナアレイ１３０ａのビームを成形する際に高い柔軟性を与える。

しかしながら、アナログアンテナアレイ１３０ａ’の１つまたはいくつかのアンテナ素子１６０ａをオフにすると、受信および／または送信された信号電力の一部は、信号の合成／分離の間に失われる。１つまたは複数のアンテナを切り離すことを可能にする低損失スイッチネットワークを設計することは可能であるが、その設計は非常に複雑であり、例えば、そのような例の１つとして、文献ＵＳ６３２３７４２Ｂ１を参照されたい。受信および送信の両方に適用可能な複雑さ／損失の問題に加えて、分散型電力増幅器の場合、送信中に利用可能な電力の損失もある。

したがって、ワイヤレスデバイスにおける改善されたビームフォーミングの必要性が依然として存在する。

本実施形態の目的は、ワイヤレスデバイスにおいて効率的なビームフォーミングのためのメカニズムを提供することである。

第１の態様によれば、二重偏波ビームフォーミングのためのワイヤレスデバイスが提示される。ワイヤレスデバイスは、アンテナアレイを備える。アンテナアレイは、相互に直交する偏波のアンテナ素子と、ベースバンドチェーンとを備える。両方の偏波のアンテナ素子は、ベースバンドチェーンに動作可能に接続される。

有利なことに、そのようなワイヤレスデバイスは、効率的なビームフォーミングを実行することができる。

有利なことに、そのようなワイヤレスデバイスは、電力に余分な損失を挿入することなく、アナログアンテナアレイ実装を用いて、柔軟なビーム形状を生成することができる。

第２の態様によれば、二重偏波ビームフォーミングのためのワイヤレスデバイスが提示される。ワイヤレスデバイスは、アンテナアレイを備える。アンテナアレイは、相互に直交する偏波のアンテナ素子と、ベースバンドチェーンとを備える。両方の偏波のアンテナ素子は、ベースバンドチェーンに動作可能に接続される。ワイヤレスデバイスは、ワイヤレスデバイスにアンテナアレイを使用して信号を通信させるように構成された処理回路をさらに備える。

第３の態様によれば、二重偏波ビームフォーミングのためのワイヤレスデバイスが提示される。ワイヤレスデバイスは、アンテナアレイを備える。アンテナアレイは、相互に直交する偏波のアンテナ素子と、ベースバンドチェーンとを備える。両方の偏波のアンテナ素子は、ベースバンドチェーンに動作可能に接続される。ワイヤレスデバイスは、アンテナアレイを使用して信号を通信するように構成された通信モジュールをさらに備える。

第４の態様によれば、二重偏波ビームフォーミングのための方法が提示される。その方法はワイヤレスデバイスによって実行される。ワイヤレスデバイスは、アンテナアレイを備える。アンテナアレイは、相互に直交する偏波のアンテナ素子と、ベースバンドチェーンとを備える。両方の偏波のアンテナ素子は、ベースバンドチェーンに動作可能に接続される。その方法はアンテナアレイを使用して信号を通信することを含む。

第５の態様によれば、二重偏波ビームフォーミングのためのコンピュータプログラムが提示される。コンピュータプログラムは、アンテナアレイを備えたワイヤレスデバイスであって、そのアンテナアレイは相互に直交する偏波のアンテナ素子およびベースバンドチェーンを備え、両方の偏波のアンテナ素子はベースバンドチェーンに動作可能に接続されるワイヤレスデバイスで実行されるとき、ワイヤレスデバイスに、アンテナアレイを使用して信号を通信させるコンピュータコードを含む。

第６の態様によれば、第５の態様によるコンピュータプログラムと、コンピュータプログラムが格納されるコンピュータ可読記憶媒体とを含むコンピュータプログラム製品が提示される。コンピュータ可読記憶媒体は、非一時的なコンピュータ可読記憶媒体とすることができる。

なお、第１、第２、第３、第４、第５、第６の態様のいずれの特徴も、適宜、他の態様に適用することができる。同様に、第１の態様の任意の利点はそれぞれ第２、第３、第４、第５、および／または第６の態様に等しく適用することができ、その逆も同様である。添付の実施形態の他の目的、特徴、および利点は、以下の詳細な開示、添付の従属請求項、ならびに図面から明らかになるのであろう。

一般に、特許請求の範囲において使用される全ての用語は本明細書において特に明確に定義されない限り、技術分野におけるそれらの通常の意味に従って解釈されるべきである。「或る／前記要素、装置、構成要素、手段、ステップ等」への参照はすべて、特に明記しない限り、要素、装置、構成要素、手段、ステップ等の少なくとも１つのインスタンスを指すものとして開放的に解釈されるべきである。本明細書に開示される任意の方法のステップは明示的に述べられない限り、開示される正確な順序で実行される必要はない。

本発明の概念は、添付の図面を参照して、例として説明される。
図１は、従来技術に従うワイヤレスデバイスを概略的に示す。 図２は、実施形態に従う通信システムを示す概略図である。 図３、図４、および図５は、実施形態に従うワイヤレスデバイスを概略的に示す。 図３、図４、および図５は、実施形態に従うワイヤレスデバイスを概略的に示す。 図３、図４、および図５は、実施形態に従うワイヤレスデバイスを概略的に示す。 図６及び図７は、実施形態に従う方法のフローチャートである。 図６及び図７は、実施形態に従う方法のフローチャートである。 図８は、実施形態に係るワイヤレスデバイスの機能部を示す模式図である。 図９は、実施形態に係るワイヤレスデバイスの機能モジュールを示す模式図である。 図１０は、一実施形態に従うコンピュータ可読記憶媒体を含むコンピュータプログラム製品の一例を示す。

本発明の概念は、本発明の概念の特定の実施形態が示されている添付図面を参照して、以下でより完全に説明される。しかしながら、本発明の概念は多くの異なる形態で具現化されてもよく、本明細書に記載された実施形態に限定されるものとして解釈されるべきではなく、むしろ、これらの実施形態は本開示が徹底的かつ完全であり、本発明の概念の範囲を当業者に十分に伝えるように、例として提供される。説明全体を通して、同様の番号は同様の要素を指す。破線によって示されるどのステップまたは特徴も、オプションであるとみなされるべきである。

図２は、ワイヤレスデバイス２００にネットワークアクセスを提供する無線アクセスネットワークノード３００を備える通信システム１００を示す概略図である。ワイヤレスデバイス２００は、少なくとも１つの受信機チェーンを備えると仮定され、Ｍ個のビーム１１０ａ、１１０ｂ、...、１１０Ｍで無線アクセスネットワークノード３００から信号を受信するように構成される。ビーム１１０ａ、１１０ｂ、...、１１０Ｍはすべて同じ幅を有してもよく、またはビーム１１０ａ、１１０ｂ、...、１１０Ｍのうちの少なくとも２つは互いに異なる幅を有していてもよい。したがって、ワイヤレスデバイス２００は、（全方向性ビームとは対照的に）Ｍ個のビーム１１０ａ、１１０ｂ、...、１１０Ｍで通信するように構成される。

無線アクセスネットワークノード３００は、アクセスノード、無線基地局、基地送受信局、ノードＢ、進化型ノードＢ、ｇノードＢ、アクセスポイントなどのいずれかでありえる。ワイヤレスデバイス２００は、ワイヤレスデバイス、移動局、モバイル電話、ハンドセット、ワイヤレスローカルループ電話、ユーザ機器（ＵＥ）、スマートフォン、ラップトップコンピュータ、タブレットコンピュータ、ワイヤレスセンサなどのうちのいずれかであり得る。

アナログ分配ネットワークを介して接続された単一偏波アンテナ素子を有するアンテナアレイの場合、大きなビーム幅を有するビームを生成することは困難であり、これは、ワイヤレスデバイス２００における全方向カバレージの生成を容易にする。

本明細書で開示される実施形態は、二重偏波ビームフォーミングのためのメカニズムに関する。そのようなメカニズムを得るために、ワイヤレスデバイス２００、ワイヤレスデバイス２００によって実行される方法、ワイヤレスデバイス２００で実行されるときにワイヤレスデバイス２００にその方法を実行させる、例えばコンピュータプログラムの形態のコードを含むコンピュータプログラム製品が提供される。

ビームシェーピングにおいて高い柔軟性を有し、アナログ分配ネットワークにおいて受信／送信信号の電力を失わず、電力増幅器の利用が不十分であるか、または低減されることを被らないアンテナアーキテクチャが提案される。

図３は、一実施形態による、二重偏波ビームフォーミングのためのワイヤレスデバイス２００を示す。ワイヤレスデバイス２００は、少なくとも１つのアンテナアレイ１３０ａを備える。アンテナアレイ１３０ａは、相互に直交する偏波のアンテナ素子１７０ａを備える。アンテナアレイ１３０ａは、それ自体のベースバンド（ＢＢ）処理チェーン１４０ａをさらに備える。両方の偏波のアンテナ素子１７０ａは、ベースバンドチェーン１４０ａに動作可能に接続される。全体で、Ｍ個のアンテナ素子１７０ａがあり、各偏波にＭ／２である。

互いに直交する偏波のアンテナ素子１７０ａでは、アンテナ素子１７０ａの対が互いに直交する偏波を有することが理解される。このような一対のアンテナ素子は、二重偏波アンテナ素子を規定することができる。あるいは、このようなアンテナ素子の各対が互いに直交する偏波を有する２つの単一偏波アンテナ素子を含む。

したがって、アンテナアレイ１３０ａの相互に直交する偏波のすべてのアンテナ素子１７０ａは、ワイヤレスデバイス２００において、１つの単一のベースバンドチェーン１４０に動作可能に接続され得る。これにより、二重偏波ビームフォーミングを使用して、受信／送信信号電力を劣化させることなくビームシェーピングの柔軟性を高めることができる。

本明細書で提案されるアンテナアレイアーキテクチャは図２に示されるような従来技術と同様のビームシェーピングの柔軟性を可能にするが、ワイドビームを生成するときに、受信／送信エネルギーの損失をもたらさない。

１つの単一のベースバンド処理チェーン１４０ａに接続された互いに直交する偏波のアンテナ素子１７０ａを有するアンテナアレイを使用することによって、ベースバンド処理チェーン１４０ａのための多種多様なビーム形状を生成することが可能である。文献ＷＯ２０１１／０５０８６６Ａ１に開示された原理を適用することにより、例えば、アンテナアレイ１３０ａ内に存在するアンテナ素子１７０ａの数にかかわらず、素子ビーム幅と同じ幅のアレイビーム幅を生成することが可能であり、したがって、二重偏波ビームフォーミングがもたらされる。

ワイヤレスデバイス２００のさらなる詳細に関連する実施形態が、ここで開示される。

ワイヤレスデバイス２００がアンテナアレイ１３０ａを使用して信号を受信するとき、合成された信号は、全てのアンテナ素子１７０ａからベースバンドチェーン１４０ａに供給される。したがって、一実施形態によれば、アンテナアレイ１３０ａは、信号合成器をさらに備える。信号合成器はアンテナ素子１７０ａによって受信された信号を合成信号に合成し、合成信号をベースバンドチェーン１４０ａに供給するように構成される。

ワイヤレスデバイス２００がアンテナアレイ１３０ａを使用して信号を送信するとき、ベースバンドチェーン１４０ａにより生成された一つの信号は、すべてのアンテナ素子１０ａに供給される。したがって、一実施形態によれば、アンテナアレイ１３０ａは、信号分離器をさらに備える。信号分離器はベースバンドチェーン１４０ａによって生成された合成信号を分離信号に分離し、アンテナ素子１７０ａの各々に分離信号の１つを供給するように構成される。

アンテナアレイ１３０ａは、結合された信号合成器／分離器を備えることができる。したがって、一実施形態によれば、信号合成器および信号分離器は、単一の信号処理回路１８０ａ、１８０ｂに設けられる。

さらに、単一のベースバンドチェーン１４０ａか、または少なくとも２つのベースバンドチェーン１４０ａ、１４０ｂ（図４参照）が存在するかにかかわらず、各ベースバンドチェーン１４０ａ、１４０ｂは、そのアンテナ素子１７０ａ、１７０ｂへの単一の動作可能な接続のみを有する。

図３の例示的な例では、各ベースバンド処理チェーン１４０ａがそれ自体のアナログビームフォーマ１５０ａ（アナログ分配ネットワークを定義する）に動作可能に接続される。それぞれのアナログビームフォーマ１５０ａはそれ自体の組のアナログプリコーダ重み（例えば、コードブックによって定義される）を有し、その手段によって、Ｍ個の異なった指向性ビーム１１０ａ、１１０ｂ、...、１１０Ｍを形成することができる。Ｍ個のアンテナ素子１７０ａの各々の位相および利得は、位相および／または利得制御機能によって個別に制御することができる。例えば、図３の例示的な例によれば、Ｍ個のアンテナ素子１７０ａの各々はそれ自体の移相器および振幅テーパを有することができるが、Ｍ個のアンテナ素子１６０ａのＭ−１またはＭ−２に対して移相器を有するだけで十分であり得る。

図３の例示的な例では、ワイヤレスデバイス２００が相互に直交する偏波の４つのアンテナ素子１７０ａと、アナログビームフォーマ１５０ａとを有する１つのアンテナアレイを備える。しかしながら、本明細書に開示される実施形態は、アンテナアレイの数に関して限定されない。一般的に言えば、ワイヤレスデバイス２００は、少なくとも１つのアンテナアレイ１３０ａを備える。図４は、ワイヤレスデバイス２００が（少なくとも）２つのアンテナアレイ１３０ａ、１３０ｂを備える実施形態を概略的に示す。２つのアンテナアレイ１３０ａ、１３０ｂの各々は、互いに直交する偏波のそれ自体のアンテナ素子１７０ａ、１７０ｂと、それ自体のベースバンドチェーン１４０ａ、１４０ｂとを備える。アンテナアレイ１３０ａ、１３０ｂごとの両方の偏波のアンテナ素子１７０ａ、１７０ｂは、ベースバンドチェーン１４０ａ、１４０ｂのそれぞれ１つに動作可能に接続される。

２つのアンテナアレイ１３０ａ、１３０ｂは全方向カバレージを改善するために、ワイヤレスデバイス２００の反対側に配置されてよい。

アンテナアレイ１３０ａ、１３０ｂは、１次元アンテナアレイ１３０ａ、１３０ｂ（図３または図４に示すように）または２次元アンテナアレイ１３０ａ、１３０ｂであってもよい。図５は、アンテナアレイ１３０ａが二次元アンテナアレイ１３０ａである実施形態を概略的に示す。アンテナアレイ１３０ａ、１３０ｂが一次元であるかまたは二次元であるかにかかわらず、ワイヤレスデバイス２００におけるアンテナ素子１７０ａ、１７０ｂは、規則的または不規則な方法で実装され得る。ワイヤレスデバイス２００の物理的構造は、アンテナ素子１７０ａ、１７０ｂの放射パターンに影響を及ぼす可能性がある。

本明細書で開示されるアンテナアレイ１３０ａ、１３０ｂは、スイッチを必要とせず、その代わりに移相器を必要とし得る。具体的には一実施形態によれば、アンテナアレイ１３０ａ、１３０ｂは少なくともＭ−２個の移相器、またはアンテナ素子１７０ａ、１７０ｂと同数の移相器をさらに備える。各移相器は、ベースバンドチェーン１４０ａ、１４０ｂと、アンテナ素子１７０ａ、１７０ｂのうちの１つとの間に動作可能に接続される。移相器の適切な位相設定を設定することによって、アンテナアレイ１３０ａ、１３０ｂの放射パターンを変更することなく、アンテナアレイ１３０ａ、１３０ｂの偏波を適合させることが可能である。これは、無線アクセスネットワークノード３００との偏波整合のために使用することができ、したがって、リンクバジェットを改善することができる。ワイヤレスデバイス２００が偏波整合を実行するための１つの方法は、ワイヤレスデバイス２００が異なる偏波設定を評価し、次いで、あるメトリック、たとえば、受信電力に関して最良の性能を与えたものを選択することである。

いくつかの態様によれば、本明細書で開示されるアンテナアレイ１３０ａ、１３０ｂは、少なくとも１つの電力増幅器（ＰＡ）および少なくとも１つの低雑音増幅器（ＬＮＡ）をさらに備える。一般的に言えば、アンテナアレイ１３０ａ、１３０ｂが信号の受信のために構成されるとき、それは少なくとも１つのＬＮＡを含んでもよく、アンテナアレイ１３０ａ、１３０ｂが信号の送信のために構成されるとき、それは少なくとも１つのＰＡを含んでもよい。

いくつかの態様によれば、少なくとも１つのＰＡおよび少なくとも１つのＬＮＡは、（アンテナ素子ごとに１つのＰＡ／ＬＮＡを与える）アンテナ素子の近くに配置される。したがって、一実施形態によれば、各アンテナアレイ１３０ａ、１３０ｂは、アンテナ素子１７０ａ、１７０ｂと同数のＰＡおよびＬＮＡをさらに備える。各ＰＡ及びＬＮＡは、ベースバンドチェーン１４０ａ、１４０ｂと、アンテナ素子１７０ａ、１７０ｂのうちのそれぞれ１つとの間に動作可能に接続される。

他の態様によれば、少なくとも１つのＰＡおよび少なくとも１つのＬＮＡは、（ベースバンド部ごとに１つのＰＡ／ＬＮＡを与える）ベースバンド部の近くに配置される。したがって、一実施形態によれば、各アンテナアレイ１３０ａ、１３０ｂは、ひとつの単一ＰＡおよびひとつの単一ＬＮＡをさらに備える。単一ＰＡおよび単一ＬＮＡは、ベースバンドチェーン１４０ａ、１４０ｂと信号合成器および／または信号分離器との間に動作可能に接続される。

図６および７は、二重偏波ビームフォーミングのための方法の実施形態を図示するフローチャートである。これらの方法は上記で開示されたように、ワイヤレスデバイス２００によって実行される。すなわち、この方法は、アンテナアレイ１３０ａ、１３０ｂを備えるワイヤレスデバイス２００によって実行され、アンテナアレイ１３０ａ、１３０ｂは相互に直交する偏波のアンテナ素子１７０ａ、１７０ｂと、ベースバンドチェーン１４０ａ、１４０ｂとを備え、両方の偏波のアンテナ素子１７０ａ、１７０ｂはベースバンドチェーン１４０ａ、１４０ｂに動作可能に接続される。したがって、この方法は、図３、図４、または図５のいずれかのワイヤレスデバイスによって実行することができる。本方法は、有利にはコンピュータプログラム１０２０として提供される。

ここで、一実施形態によるワイヤレスデバイス２００によって実行されるような二重偏波ビームフォーミングのための方法を示す図６を参照する。

Ｓ１０２：ワイヤレスデバイス２００は、アンテナアレイ１３０ａ、１３０ｂを使用して信号を通信する。

ワイヤレスデバイス２００によって実行されるような二重偏波ビームフォーミングのさらなる詳細に関連する実施形態が、ここで開示される。

ここで、更なる実施形態によるワイヤレスデバイス２００によって実行されるような二重偏波ビームフォーミングのための方法を示す図７を参照する。なお、ステップＳ１０２は、図６を参照して上述したように行われるものとするため、その繰り返しの説明は省略する。

ステップＳ１０２において、ワイヤレスデバイス２００が信号を通信するための異なる方法が存在し得る。次に、それに関連する異なる実施形態を順に説明する。

ここで、ワイヤレスデバイス２００における信号（例えば、無線アクセスネットワークノード３００から送信された信号）の受信に関する実施形態が開示される。

受信中、（両方の偏波の）すべてのアンテナ素子１７０ａ、１７０ｂからの信号は一緒に結合され、その後、そのベースバンドチェーン１４０ａ、１４０ｂに転送される。したがって、一実施形態によれば、ワイヤレスデバイス２００は、信号を通信するときにステップＳ１０２ａ〜Ｓ１０２ｃを実行するように構成される。

Ｓ１０２ａ：ワイヤレスデバイス２００は、アンテナ素子１７０ａ、１７０bで信号を受信する。

Ｓ１０２ｂ：ワイヤレスデバイス２００は、受信信号を合成信号に合成する。

Ｓ１０２ｃ：ワイヤレスデバイス２００は、合成信号をベースバンドチェーン１４０ａ、１４０ｂに供給する。

ここで、ワイヤレスデバイス２００における信号（例えば、無線アクセスネットワークノード３００へと送信された信号）の送信に関する実施形態が開示される。

送信中、各ベースバンドチェーン１４０ａ、１４０ｂからの信号は分離され、次にそのすべてのアンテナ素子１７０ａ、１７０ｂに供給される。したがって、一実施形態によれば、ワイヤレスデバイス２００は、信号を通信するときにステップS１０２ｄ〜Ｓ１０２ｆを実行するように構成される。

Ｓ１０２ｄ：ワイヤレスデバイス２００は、ベースバンドチェーン１４０ａ、１４０ｂで合成信号を生成する。

Ｓ１０２ｅ：ワイヤレスデバイス２００は、合成信号を分離信号に分離する。

Ｓ１０２ｆ：ワイヤレスデバイス２００は分離された信号の送信のために、アンテナ素子１７０ａ、１７０ｂの各々に分離された信号の１つを供給する。

当業者が理解するように、ワイヤレスデバイス２００は、信号の受信および信号の送信の両方のために構成されてよく、したがって、ステップＳ１０２ａ〜Ｓ１０２ｆを実行するように構成されてよい。

図８は、いくつかの機能ユニットに関して、一実施形態によるワイヤレスデバイス２００の構成要素を概略的に示す。処理回路２１０は、コンピュータプログラム製品１０１０（図１０に示すように）に、例えば記憶媒体２３０の形で格納されたソフトウェア命令を実行することができる、適切な中央処理装置（ＣＰＵ）、マルチプロセッサ、マイクロコントローラ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）などのうちの１つまたは複数の任意の組合せを使用して提供される。処理回路２１０はさらに、少なくとも１つの特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）またはフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）として提供されてもよい。

具体的には、処理回路２１０が上記で開示されたように、ワイヤレスデバイス２００に、１組の操作すなわちステップＳ１０２、Ｓ１０２ａ〜Ｓ１０２ｆを実行させるように構成される。例えば、記憶媒体２３０は１組の動作を記憶することができ、処理回路２１０はワイヤレスデバイス２００に１組の動作を実行させるために、記憶媒体２３０から１組の動作を取り出すように構成されてよい。１組の動作は、１組の実行可能命令として提供されてもよい。

したがって、処理回路２１０は、本明細書で開示される方法を実行するように構成される。記憶媒体２３０はまた、例えば、磁気メモリ、光メモリ、固体メモリ、または遠隔に取り付けられたメモリのいずれか１つ、またはそれらの組合せとすることができる永続的記憶装置を含むことができる。ワイヤレスデバイス２００は、少なくとも無線アクセスネットワークノード３００と通信するように構成された通信インターフェース２２０をさらに備えることができる。したがって、通信インターフェース２２０は、アナログおよびデジタル構成要素を備える１つまたは複数の送信機および受信機を備えていてよい。

ワイヤレスデバイス２００は、本明細書で開示されるようなアンテナアレイ１３０ａ、１３０ｂをさらに備える。アンテナアレイ１３０ａ、１３０ｂは、通信インターフェース２２０の一部であってもよい。

処理回路２１０は例えば、通信インターフェース２２０および記憶媒体２３０にデータおよび制御信号を送信することによって、通信インターフェース２２０からデータおよびレポートを受信することによって、ならびに記憶媒体２３０からデータおよび命令を取り出すことによって、ワイヤレスデバイス２００の一般的な動作を制御する。ワイヤレスデバイス２００の他の構成要素、ならびに関連する機能は、本明細書で提示される概念を曖昧にしないために省略される。

図９は、いくつかの機能モジュールに関して、一実施形態によるワイヤレスデバイス２００の構成要素を概略的に示す。図９のワイヤレスデバイス２００は、ステップＳ１０２を実行するように構成された通信モジュール２１０ａを備える。図９のワイヤレスデバイス２００は、ステップＳ１０２ａを実行するように構成された受信モジュール２１０ｂ、ステップＳ１０２ｂを実行するように構成された結合モジュール２１０ｃ、ステップＳ１０２ｃを実行するように構成された供給モジュール２１０ｄ、ステップＳ１０２ｄを実行するように構成された生成モジュール２１０ｅ、ステップＳ１０２ｅを実行するように構成された分離モジュール２１０ｆ、およびステップＳ１０２ｆを実行するように構成された供給モジュール２１０ｇのうちのいずれかのような、いくつかのオプションの機能モジュールをさらに備えることができる。ワイヤレスデバイス２００は、本明細書で開示されるようなアンテナアレイ１３０ａ、１３０ｂをさらに備える。

一般的に言えば、各機能モジュール２１０ａ〜２１０ｇは一実施形態ではハードウェアのみで、別の実施形態ではソフトウェアの助けを借りて実装することができ、すなわち、後者の実施形態では処理回路上で実行されると、ワイヤレスデバイス２００に、図９に関連して上述した対応するステップを実行させる、記憶媒体２３０に格納されたコンピュータプログラム命令を有する。モジュールはコンピュータプログラムの一部に対応するが、その中の別個のモジュールである必要はなく、ソフトウェアで実施される方法は使用されるプログラミング言語に依存することにも言及すべきである。好ましくは、１つ以上または全ての機能モジュール２１０ａ〜２１０ｇがおそらく通信インターフェース２２０および／または記憶媒体２３０と協働して、処理回路２１０によって実装されてもよい。したがって、処理回路２１０は記憶媒体２３０から、機能モジュール２１０ａ〜２１０ｇによって提供される命令をフェッチし、これらの命令を実行し、それによって、本明細書で開示される任意のステップを実行するように構成され得る。

ワイヤレスデバイス２００は、スタンドアロン装置として、または少なくとも１つのさらなる装置の一部として提供され得る。したがって、ワイヤレスデバイス２００によって実行される命令の第１の部分は第１のデバイスにおいて実行されることができ、ワイヤレスデバイス２００によって実行される命令の第２の部分は第２のデバイスにおいて実行されることができ、本明細書で開示される実施形態は、ワイヤレスデバイス２００によって実行される命令が実行されることができる任意の特定の数の装置に限定されない。したがって、本明細書で開示される実施形態による方法は、クラウド計算環境に存在するワイヤレスデバイス２００によって実行されるのに適している。したがって、単一の処理回路２１０が図８に示されているが、処理回路２１０は複数デバイスまたはノードの間で分散されてもよい。図９の機能モジュール２１０ａ〜２１０ｇおよび図１０のコンピュータプログラム１０２０（下記参照）についても同様である。

図１０はコンピュータ可読記憶媒体１０３０を含むコンピュータプログラム製品１０１０の一例を示す。このコンピュータ可読記憶媒体１０３０上には、コンピュータプログラム１０２０を格納することができ、このコンピュータプログラム１０２０は、処理回路２１０と、通信インターフェース２２０および記憶媒体２３０などの、それに動作可能に結合されたエンティティおよびデバイスとに、本明細書で説明する実施形態による方法を実行させることができる。したがって、コンピュータプログラム１０２０および／またはコンピュータプログラム製品１０１０は、本明細書で開示される任意のステップを実行するための手段を提供することができる。

図１０の例では、コンピュータプログラム製品１０１０がＣＤ(コンパクトディスク）またはＤＶＤ(デジタル多用途ディスク）またはブルーレイディスクなどの光ディスクとして示されている。コンピュータプログラム製品１０１０はまた、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）、消去可能プログラマブルリードオンリメモリ（ＥＰＲＯＭ）、または電気的消去可能プログラマブルリードオンリメモリ（ＥＥＰＲＯＭ）などのメモリとして、より具体的には、ＵＳＢ(ユニバーサルシリアルバス）メモリなどの外部メモリまたはコンパクトフラッシュメモリなどのフラッシュメモリ内の装置の不揮発性記憶媒体として具現化され得る。したがって、ここではコンピュータプログラム１０２０が図示された光ディスク上のトラックとして概略的に示されているが、コンピュータプログラム１０２０はコンピュータプログラム製品１０１０に適した任意の方法で格納することができる。

本発明の概念は主に、いくつかの実施形態を参照して上述されている。しかしながら、当業者には容易に理解されるように、上記に開示されたもの以外の他の実施形態も、添付の特許請求の範囲によって定義されるように、本発明の概念の範囲内で等しく可能である。

Claims (16)

1. 二重偏波ビームフォーミングのためのワイヤレスデバイス（２００）であって、前記ワイヤレスデバイス（２００）は、
   アンテナアレイ（１３０ａ、１３０ｂ）であって、前記アンテナアレイ（１３０ａ、１３０ｂ）は相互に直交する偏波のアンテナ素子（１７０ａ、１７０ｂ）と、ベースバンドチェーン（１４０ａ、１４０ｂ）とを備えるアンテナアレイ（１３０ａ、１３０ｂ）を有し、
   両方の偏波の前記アンテナ素子（１７０ａ、１７０ｂ）は、ベースバンドチェーン（１４０ａ、１４０ｂ）に動作可能に接続されるワイヤレスデバイス（２００）。
2. 請求項１に記載のワイヤレスデバイス（２００）であって、前記アンテナアレイ（１３０ａ、１３０ｂ）は、前記アンテナ素子（１７０ａ、１７０ｂ）によって受信された信号を合成信号に合成し、前記合成信号を前記ベースバンドチェーン（１４０ａ、１４０ｂ）に供給するように構成された信号合成器をさらに備えるワイヤレスデバイス（２００）。
3. 請求項１または２に記載のワイヤレスデバイス（２００）であって、前記アンテナアレイ（１３０ａ、１３０ｂ）は、前記ベースバンドチェーン（１４０ａ、１４０ｂ）によって生成された合成信号を分離信号に分離し、前記分離信号のうちの１つを前記アンテナ素子（１７０ａ、１７０ｂ）のそれぞれ１つに供給するように構成された信号分離器をさらに備えるワイヤレスデバイス（２００）。
4. 請求項２を引用する請求項３に記載のワイヤレスデバイス（２００）であって、前記信号合成器および前記信号分離器は、単一の信号処理回路（１８０ａ、１８０ｂ）に設けられるワイヤレスデバイス（２００）。
5. 請求項１乃至４のいずれか一項に記載のワイヤレスデバイス（２００）であって、前記ワイヤレスデバイス（２００）は少なくとも２つのアンテナアレイ（１３０ａ、１３０ｂ）を備え、各アンテナアレイは互いに直交する偏波のそれ自体のアンテナ素子（１７０ａ、１７０ｂ）とそれ自体のベースバンドチェーン（１４０ａ、１４０ｂ）とを備え、アンテナアレイ（１３０ａ、１３０ｂ）当たりの両方の偏波の前記アンテナ素子（１７０ａ、１７０ｂ）は前記ベースバンドチェーン（１４０ａ、１４０ｂ）のそれぞれ１つに動作可能に接続されるワイヤレスデバイス（２００）。
6. 請求項１乃至５のいずれか一項に記載のワイヤレスデバイス（２００）であって、前記アンテナアレイ（１３０ａ、１３０ｂ）は、一次元アンテナアレイ（１３０ａ、１３０ｂ）または二次元アンテナアレイ（１３０ａ、１３０ｂ）であるワイヤレスデバイス（２００）。
7. 請求項１乃至６のいずれか一項に記載のワイヤレスデバイス（２００）であって、合計でＭ個のアンテナ素子（１７０ａ、１７０ｂ）があり、前記アンテナアレイ（１３０ａ、１３０ｂ）は少なくともＭ−２個の移相器またはアンテナ素子（１７０ａ、１７０ｂ）と同数の移相器をさらに含み、各移相器は、前記ベースバンドチェーン（１４０ａ、１４０ｂ）と前記アンテナ素子（１７０ａ、１７０ｂ）のうちの１つとの間に動作可能に接続されるワイヤレスデバイス（２００）。
8. 請求項１乃至７のいずれか一項に記載のワイヤレスデバイス（２００）であって、前記アンテナアレイ（１３０ａ、１３０ｂ）は、アンテナ素子（１７０ａ、１７０ｂ）と同数の電力増幅器および低雑音増幅器をさらに含み、各電力増幅器および低雑音増幅器は、前記ベースバンドチェーン（１４０ａ、１４０ｂ）と前記アンテナ素子（１７０ａ、１７０ｂ）のそれぞれ１つとの間に動作可能に接続されるワイヤレスデバイス（２００）。
9. 請求項２または３に記載のワイヤレスデバイス（２００）であって、前記アンテナアレイ（１３０ａ、１３０ｂ）は１つの単一電力増幅器および１つの単一低雑音増幅器をさらに含み、前記単一電力増幅器および前記単一低雑音増幅器は、前記ベースバンドチェーン（１４０ａ、１４０ｂ）と前記信号合成器および／または前記信号分離器との間に動作可能に接続される、ワイヤレスデバイス（２００）。
10. 二重偏波ビームフォーミングのための方法であって、前記方法はワイヤレスデバイス（２００）によって実行され、前記ワイヤレスデバイス（２００）はアンテナアレイ（１３０ａ、１３０ｂ）を備え、前記アンテナアレイ（１３０ａ、１３０ｂ）は相互に直交する偏波のアンテナ素子（１７０ａ、１７０ｂ）と、ベースバンドチェーン（１４０ａ、１４０ｂ）とを備え、両方の偏波の前記アンテナ素子（１７０ａ、１７０ｂ）は前記ベースバンドチェーン（１４０ａ、１４０ｂ）に動作可能に接続され、前記方法は、
    前記アンテナアレイ（１３０ａ、１３０ｂ）を使用して信号を通信すること（Ｓ１０２）を含む方法。
11. 請求項１０に記載の方法であって、前記信号を通信することはさらに、
    前記アンテナ素子（１７０ａ、１７０ｂ）で信号を受信することと（Ｓ１０２ａ）、
    受信信号を合成信号に結合することと（Ｓ１０２ｂ）、
    前記合成信号を前記ベースバンドチェーン（１４０ａ、１４０ｂ）に供給することと（Ｓ１０２ｃ）を含む方法。
12. 請求項１０または１１に記載の方法であって、前記信号を通信することはさらに、
    前記ベースバンドチェーン（１４０ａ、１４０ｂ）において合成信号を生成することと（Ｓ１０２ｄ）、
    前記合成信号を分離信号に分離することと（Ｓ１０２ｅ）、
    前記分離信号の送信のために前記アンテナ素子（１７０ａ、１７０ｂ）の各々に前記分離信号の１つを供給することと（Ｓ１０２ｆ）を含む方法。
13. 二重偏波ビームフォーミングのためのワイヤレスデバイス（２００）であって、前記ワイヤレスデバイス（２００）はアンテナアレイ（１３０ａ、１３０ｂ）を備え、前記アンテナアレイ（１３０ａ、１３０ｂ）は相互に直交する偏波のアンテナ素子（１７０ａ、１７０ｂ）と、ベースバンドチェーン（１４０ａ、１４０ｂ）とを備え、両方の偏波の前記アンテナ素子（１７０ａ、１７０ｂ）は前記ベースバンドチェーン（１４０ａ、１４０ｂ）に動作可能に接続され、前記ワイヤレスデバイス（２００）はさらに、
    前記ワイヤレスデバイス（２００）に、
    前記アンテナアレイ（１３０ａ、１３０ｂ）を使用して信号を通信させるように構成された処理回路（２１０）、
    を有するワイヤレスデバイス（２００）。
14. 二重偏波ビームフォーミングのためのワイヤレスデバイス（２００）であって、前記ワイヤレスデバイス（２００）はアンテナアレイ（１３０ａ、１３０ｂ）を備え、前記アンテナアレイ（１３０ａ、１３０ｂ）は相互に直交する偏波のアンテナ素子（１７０ａ、１７０ｂ）と、ベースバンドチェーン（１４０ａ、１４０ｂ）とを備え、両方の偏波の前記アンテナ素子（１７０ａ、１７０ｂ）は前記ベースバンドチェーン（１４０ａ、１４０ｂ）に動作可能に接続され、前記ワイヤレスデバイス（２００）はさらに、
    前記アンテナアレイ（１３０ａ、１３０ｂ）を使用して信号を通信するように構成された通信モジュール（２１０ａ）を有するワイヤレスデバイス（２００）。
15. 二重偏波ビームフォーミングのためのコンピュータプログラム（１０２０）であって、前記コンピュータプログラム（１０２０）は、アンテナアレイ（１３０ａ、１３０ｂ）を備えたワイヤレスデバイス（２００）であって、前記アンテナアレイ（１３０ａ、１３０ｂ）は相互に直交する偏波のアンテナ素子（１７０ａ、１７０ｂ）と、ベースバンドチェーン（１４０ａ、１４０ｂ）とを備え、両方の偏波の前記アンテナ素子（１７０ａ、１７０ｂ）は前記ベースバンドチェーン（１４０ａ、１４０ｂ）に動作可能に接続されたワイヤレスデバイスで実行されると、前記ワイヤレスデバイス（２００）に、
    前記アンテナアレイ（１３０ａ、１３０ｂ）を使用して信号を通信させる（Ｓ１０２）コンピュータコード
    を含むコンピュータプログラム。
16. １５に記載のコンピュータプログラム（１０２０）と、前記コンピュータプログラムが格納されるコンピュータ可読記憶媒体（１０３０）とを含むコンピュータプログラム製品（１０１０）。

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