JP5384599B2 - 多入力多出力無線通信システムのためのアンテナアレイ較正 - Google Patents

多入力多出力無線通信システムのためのアンテナアレイ較正 Download PDF

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Description

関連出願

米国特許法第119条および第120条に基づく優先権の主張
本出願は、2005年11月2日に出願された発明の名称が“多入力多出力無線通信システムのためのアンテナアレイ較正(ANTENNA ARRAY CALIBRATION FOR MULTI-INPUT MULTI-OUTPUT WIRELESS COMMUNICATION SYSTEMS)”である米国特許仮出願第60/733,021号からの米国特許法第119条(e)に基づく恩恵、さらに、2006年4月4日に出願された発明の名称が“無線通信システムのためのアンテナアレイ較正(ANTENNA ARRAY CALIBRATION FOR WIRELESS COMMUNICATION SYSTEMS)”である米国特許出願第11/398,077号に対する米国特許法第120条に基づく恩恵に対して権利を主張し、両出願は本出願の譲受人に譲渡され、参照により本明細書に明示的に組み込まれる。

以下の説明は、全体的に、無線通信に関し、とくに、多入力多出力無線通信システムのためのアンテナアレイを較正することに関する。

無線ネットワーキングシステムは、一般的な手段となり、これによって世界中の多くの人々が通信するようになった。無線通信デバイスは、消費者のニーズを満足させるために、また、携帯性および利便性を改善するために、より小型でより高性能になった。携帯電話のようなモバイル機器における処理能力の向上は、無線ネットワーク送信システムに対する要望の増加をもたらした。このようなシステムは、一般に、このようなシステムを介して通信するセルラ機器のように、簡単にアップデートされない。モバイル機器の能力が拡張するにつれて、新しい改善された無線デバイスの能力を十分に利用するのを助けるように、より古い無線ネットワークシステムを維持するのは難しいかもしれない。

より詳細には、周波数分割に基づく技術は、一般に、スペクトルを均一なチャンク(chunk)の帯域幅に分割することによって、そのスペクトルを個別のチャネルに分け、例えば、無線携帯電話通信に割り当てられる周波数帯域の分割を、チャネルに分けることができ、それらのチャネルの各々は、音声会話データを搬送するか、またはディジタルサービスの場合は、ディジタルデータを搬送することができる。それぞれのチャネルは、一度に一人のみのユーザに割り当てることができる。1つの一般的に使用されている変形は、システム帯域幅全体を複数の直交副搬送波に効率的に分割する直交周波数分割技術である。これらのサブバンドは、トーン、搬送波、副搬送波、ビン(bin)、および/または周波数チャネルとも呼ばれる。それぞれのサブバンドは、データにより変調されることができる副搬送波に関連付けられる。時分割に基づく技術を用いて、帯域は、時間に関して、連続的なタイムスライスまたはタイムスロットに分割される。チャネルのそれぞれのユーザは、ラウンドロビン方式で情報を送信および受信するためにタイムスライスを与えられる。例えば、任意の所与の時間tにおいて、ユーザは、短いバーストの間、チャネルへのアクセスを与えられる。次に、アクセスは別のユーザに切り替わり、この別のユーザは、情報を送信および受信するために短いバーストの時間を与えられる。“交代”のサイクルが続き、結果的に、それぞれのユーザは、複数の送信および受信バーストを与えられる。

符号分割に基づく技術は、一般に、ある範囲内の任意の時間において利用可能ないくつかの周波数によってデータを送信する。通常、データはディジタル化され、利用可能な帯域幅全体に拡散され、複数のユーザをチャネル上で多重化することができ、それぞれのユーザは固有の符号系列を割り当てられることができる。ユーザは、スペクトルの同一広帯域チャンクにおいて送信することができ、それぞれのユーザの信号は、その信号のそれぞれの固有の拡散符号によって帯域幅全体に拡散される。この技術は共有を提供することができ、一人またはそれ以上のユーザが、同時に送信および受信することができる。このような共有は、スペクトル拡散ディジタル変調によって達成されることができ、ユーザのビットストリームは符号化され、非常に広いチャネル全体で擬似ランダムに拡散される。受信機は、特定のユーザのビットをコヒーレントに収集するために、関連する固有の符号系列を認識して、ランダム化を元に戻すように設計されている。

既知のタイプの通信システムには、多入力多出力(MIMO)通信システムがあり、送信機と受信機の両方は、通信のための複数の受信および送信アンテナを有する。複数の受信および送信アンテナを備えた基地局のカバレージエリア内の、複数の受信および送信アンテナを備えたモバイル端末は、基地局から1つ、2つ以上、または全てのデータストリームを受信することに関心があるかもしれない。同様に、モバイル端末は、基地局または別のモバイル端末にデータを送信することができる。基地局とモバイル端末との間またはモバイル端末間のこのような通信は、チャネルの変動および/または干渉電力の変動によって劣化する可能性がある。例えば、上述の変動は、1つまたは複数のモバイル端末に対する、基地局のスケジューリング、電力制御、および/または速度予測に影響を与えることがある。

アンテナアレイおよび/または基地局が、時間領域二重化(time domain duplexed, TDD)チャネル送信技術とともに使用される場合、非常に大きな利得を達成することができる。これらの利得を達成するときの重要な前提は、送信および受信のTDDの性質のために、順方向リンク(FL)および逆方向リンク(RL)の両方が、共通搬送波周波数に対応する同様の物理的伝搬チャネルを観測するということである。しかしながら、実際には、アナログフロントエンド、ディジタルサンプリング送信機および受信機、さらには、物理的なケーブル接続およびアンテナアーキテクチャを含むことができる送信チェーンおよび受信チェーン全体が、受信機で得られる全体的なチャネル応答に寄与する。換言すれば、受信機は、送信機のディジタルアナログ変換器(DAC)の入力と受信機のアナログディジタル変換器(ADC)の出力との間における全体的なまたは等価なチャネルを観測し、そのチャネルは、送信機のアナログチェーン、物理的伝搬チャネル、物理的アンテナアレイ構造(ケーブル接続を含む)、アナログ受信機チェーンを備えることができる。

少なくとも上述を考慮して、無線通信デバイスにおいて使用されるアンテナアレイを較正するシステムおよび/または方法が、この分野において必要とされている。

1つまたは複数の実施形態の基本的な理解を与えるために、このような実施形態の簡略化された概要を以下に提示する。この概要は、考えられる実施形態すべての広範囲にわたる概要ではなく、すべての実施形態の主要または重要な要素を特定することも、いずれかのまたはすべての実施形態の範囲を示すことも意図していない。この概要の唯一の目的は、以下で提示されるより詳細な説明の前置きとして、1つまたは複数の実施形態のいくつかの概念を簡単に提示することである。

一態様によれば、無線ネットワークにおけるアンテナアレイを較正する方法は、少なくとも2つのアクセス端末の少なくとも2つのアンテナに対するチャネル推定を決定するステップと、少なくとも2つのアンテナに対するチャネル推定のそれぞれに基づいて較正比 (calibration ratio)を決定するステップとを含む。

上述した目的および関連する目的を達成するために、1つまたは複数の実施形態は、以下で十分に説明される特徴、とくに請求項に記載された特徴を備える。以下の記述および添付の図面は、1つまたは複数の実施形態のある特定の例示的な態様を詳細に説明している。しかしながら、これらの態様は、様々な実施形態の原理が使用され得る様々なやり方のいくつかのみを示し、説明される実施形態は、そのような態様およびそれらの態様と同等のもののすべてを包含することを意図されている。

多元接続無線通信システムの態様を示す図。 本明細書で説明される様々な態様にしたがう受信機チェーンおよび送信機チェーンを備えたアンテナ構成を示す図。 較正動作のタイミングの態様を示す図。 利得不整合を補償するためにアンテナアレイを較正するのを助けるロジックの態様を示す図。 利得不整合を補償するためにアンテナアレイを較正するのを助けるロジックの態様を示す図。 アンテナアレイを較正する方法の態様を示す図。 アンテナアレイを較正する方法の態様を示す図。 無線通信システムにおける受信機および送信機の態様を示す図。 アクセスポイントの態様を示す図。

ここで、様々な実施形態が、図面を参照して説明され、全体を通じて同じ参照番号が同じ要素を参照するのに使用される。以下の記述においては、説明の目的で、1つまたは複数の実施形態を完璧に理解できるように、多くの具体的な詳細が説明される。しかしながら、これらの具体的な詳細がなくても、このような実施形態を実行できることは明白であるだろう。場合によっては、1つまたは複数の実施形態を説明するのを助けるために、周知の構造および装置がブロック図の形で示される。

本出願において使用される場合、“コンポーネント”、“システム”、などの用語は、ハードウェア、ハードウェアおよびソフトウェアの組み合わせ、ソフトウェア、または、実行中のソフトウェアのいずれかであるコンピュータ関連エンティティを指すことを意図されている。例えば、コンポーネントは、限定はされないが、プロセッサ上で実行される処理、プロセッサ、オブジェクト、エグゼキュータブル、実行のスレッド、プログラム、および/またはコンピュータであってもよい。1つまたは複数のコンポーネントは、処理および/または実行のスレッド内に存在してもよく、コンポーネントは、1つのコンピュータ上に局所的に配置されても、および/または、2つまたはそれ以上のコンピュータ上に分散されてもよい。また、これらのコンポーネントは、様々なデータ構造を記憶させた様々なコンピュータ読み出し可能媒体から実行することができる。コンポーネントは、ローカルおよび/またはリモート処理によって、例えば、1つまたは複数のデータパケットを有する信号にしたがって通信してもよい(例えば、一方のコンポーネントからのデータは、ローカルシステムおよび分散システムにおいて他方のコンポーネントと、および/または、インターネットのようなネットワークを介して他方のシステムと信号によって対話する)。

さらに、様々な実施形態が、加入者局に関連してここで説明される。加入者局は、システム、加入者ユニット、移動局、モバイル、遠隔局、アクセスポイント、基地局、遠隔端末、アクセス端末、ユーザ端末、ユーザエージェント、ユーザ装置、などとも呼ぶことができる。加入者局は、携帯電話、コードレス電話、セッション開始プロトコル(Session Initiation Protocol, SIP)電話、無線ローカルループ(WLL)ステーション、携帯情報端末(PDA)、無線接続能力を有するハンドヘルドデバイス、または、無線モデムに接続された他の処理デバイスであってもよい。

さらに、ここで説明される様々な態様または特徴は、方法、装置、あるいは、標準的なプログラミング技術および/またはエンジニアリング技術を用いた製造品として実施されてもよい。“製造品”という用語は、ここで使用される場合、何らかのコンピュータ読み出し可能デバイス、キャリア、または媒体からアクセスすることのできるコンピュータプログラムを包含することを意図されている。例えば、コンピュータ読み出し可能媒体は、限定はされないが、磁気記憶デバイス(例えば、ハードディスク、フロッピー(登録商標)ディスク、磁気ストリップ、など)、光ディスク(例えば、コンパクトディスク(CD)、ディジタル多用途ディスク(DVD)、など)、スマートカード、フラッシュメモリデバイス(例えば、カード、スティック、キードライブ、など)、および集積回路、例えば、読み出し専用メモリ、プログラマブル読み出し専用メモリ、電気的に消去可能なプログラマブル読み出し専用メモリを含むことができる。

図1を参照すると、一実施形態にしたがう多元接続無線通信システムが示されている。多元接続無線通信システム1は、複数のセル、例えば、セル2、4、および6を含む。図1において、それぞれのセル2、4、および6は、複数のセクタを含むアクセスポイントを含んでもよい。複数のセクタはアンテナのグループによって構成され、それぞれのアンテナは、セルの一部に存在するアクセス端末との通信に関与する。セル2において、アンテナグループ12、14、および16はそれぞれ、異なるセクタに対応する。セル4において、アンテナグループ18、20、および22はそれぞれ、異なるセクタに対応する。セル6において、アンテナグループ24、26、および28はそれぞれ、異なるセクタに対応する。

それぞれのセルは、それぞれのアクセスポイントの1つまたは複数のセクタと通信するいくつかのアクセス端末を含む。例えば、アクセス端末30および32はアクセスポイントベース42と通信し、アクセス端末34および36はアクセスポイント44と通信し、アクセス端末38および40はアクセスポイント46と通信する。

コントローラ50は、セル2、4、および6のそれぞれに連結されている。コントローラ50は、例えば、インターネット、他のパケット方式ネットワーク、または回線交換音声ネットワークのような複数のネットワークへの1つまたは複数の接続を含むことができ、それらのネットワークは、多元接続無線通信システム1のセルと通信するアクセス端末へ、およびそれらのアクセス端末から情報を提供する。コントローラ50は、アクセス端末からのおよびアクセス端末への送信をスケジュールするスケジューラを含むか、またはスケジューラに連結される。別の実施形態において、スケジューラは、個々のそれぞれのセル、セルのそれぞれのセクタ、またはそれらの組み合わせの中に存在することができる。

アクセス端末への送信の較正を助けるために、アクセスポイント利得較正ループを較正して、アクセスポイントの送信チェーンおよび受信チェーンに起因する不整合に対処することは有益である。しかしながら、チャネルにおける雑音のために、順方向リンクにおいてアクセス端末で受信された信号および逆方向リンクにおいてアクセス端末から送信された信号に基づく較正推定値は、雑音およびその他のチャネル変動を含むことがあり、提供された推定値に疑問を抱かせるかもしれない。チャネル雑音の影響を克服するために、順方向リンクおよび逆方向リンクの両方に対する複数の較正が、複数のアクセス端末に利用される。ある特定の態様では、所与のセクタの較正を実行するために、それぞれのアクセス端末へおよびそれぞれのアクセス端末からの複数の送信が考慮に入れられる。ある特定の態様では、複数のアンテナを用いて、1つのアクセス端末に対する通信を較正してもよい。他の態様では、アクセス端末グループのアンテナの1つまたは全アンテナより少ないアンテナが、アクセス端末グループの全アンテナと通信するのに利用されてもよい。

ある特定の態様では、アクセスポイントの送信チェーンまたはアクセスポイントの受信チェーンのいずれかが、較正されてもよい。これは、例えば、較正比(calibration ratio)を利用して、アクセスポイントの受信チェーンをその送信チェーンに対して較正するか、またはその送信チェーンをその受信チェーンに対して較正することによって、なされてもよい。

MIMOシステムの場合、較正比を決定する目的において、それぞれのアクセス端末のそれぞれのアンテナは、別個のアクセス端末として扱われてもよい。次に、較正比が組み合わされるとき、それぞれのアクセス端末のそれぞれのアンテナに対するそれぞれの別個の較正比または較正情報は、別個の成分として用いられてもよい。

ここで使用されているように、アクセスポイントは、端末と通信するのに使用される固定局であってもよく、基地局、ノードB、または何か他の用語で呼ばれてもよく、それらの機能のいくつかまたはすべてを含んでもよい。また、アクセス端末は、ユーザ装置(UE)、無線通信デバイス、端末、移動局、または何か他の用語で呼ばれてもよく、それらの機能のいくつかまたはすべてを含んでもよい。

図1は、物理的セクタを示し、すなわち異なるセクタに対して異なるアンテナグループを有するが、別のアプローチが利用されてもよいことに注意されたい。例えば、各“ビーム”が周波数空間においてセルの異なる領域をカバーする複数の固定“ビーム”が、物理的セクタの代わりに、または物理的セクタと組み合わせて利用されてもよい。そのようなアプローチは、発明の名称が“セルラシステムにおける適応セクタ化(Adaptive Sectorization In Cellular System)”である同時係属の米国特許出願第11/260,895号に説明および開示されており、この米国特許出願第11/260,895号は本明細書に組み込まれる。

図2を参照すると、アンテナ構成100は、ここで説明される様々な態様にしたがって受信機チェーン102および送信機チェーン104を備える。受信機チェーン102は、ダウンコンバータコンポーネント106を備え、ダウンコンバータコンポーネント106は、信号を受信したときにベースバンドにダウンコンバートする。ダウンコンバータコンポーネント106は、自動利得制御(AGC)機能108に動作可能なように接続され、自動利得制御(AGC)機能108は、受信信号強度を評価し、受信信号に適用される利得を自動的に調節し、受信機チェーン102をその関連する線形動作範囲内に維持し、送信機チェーン104を介して出力する一定の信号強度を提供する。AGC108は、ここで説明されるいくつかの実施形態に対するオプションであってもよいことがわかるであろう(例えば、自動利得制御は、すべての実施形態に関連して、必ずしも実行されなくてもよい)。AGC108は、アナログディジタル(A/D)変換器110に動作可能なように連結され、アナログディジタル(A/D)変換器110は、受信信号をディジタル形式に変換し、その後で、信号はディジタル低域通過フィルタ(LPF)112によって平滑にされ、LPF112は、受信信号における短期振動を軽減することができる。最後に、受信機チェーン102は、受信機プロセッサ114を備えてもよく、受信機プロセッサ114は、受信信号を処理し、この信号を送信機チェーン104の1つまたは複数のコンポーネントに伝達することができる。

送信機チェーン104は、送信機プロセッサ116を備えてもよく、送信機プロセッサ116は、信号を受信機チェーン102から受信する(例えば、送信機は信号を受信し、その信号は、受信機チェーン102によって最初に受信されかつ受信機チェーン102のコンポーネントに関連した様々な処理を施されたものである)。送信機プロセッサ116は、パルス整形器118に動作可能なように連結され、パルス整形器118は、送信される信号を操作するのを助けることができ、それによって、帯域幅制限範囲内に存在するように信号を整形し、一方で符号間干渉を軽減および/または除去することができる。整形されると、信号は、D/A変換器120によってディジタルアナログ(D/A)変換を受け、その後で、平滑化のために、送信機チェーン104において動作可能なように関連付けられた低域通過フィルタ(LPF)122に与えられる。パルス増幅器(PA)コンポーネント124は、パルス/信号を増幅することができ、その後で、アップコンバータ126によってベースバンドにアップコンバートされる。

アンテナアレイ100は、アクセスポイントおよびアクセス端末の両方のアンテナごとに存在してもよい。そのようなものとして、送信機チェーン104および受信機チェーン102の伝達特性間および/またはそのサンプル間に、大きな違いが観測されることがあり、等価チャネルおよび/または送信機/受信機の変動の相互関係が、想定できないことがある。アンテナアレイ100を較正するとき、送信機チェーンおよび受信機チェーンに沿って伝搬される信号の変動の大きさを位相および/または振幅に対する影響の観点で把握し、かつ、相互関係の想定の精度に対するそれら影響を把握することが、較正処理を助けるために利用されてもよい。さらにまた、アンテナアレイの場合、一般的に、それぞれのアンテナ100は、他のアンテナとは互いに異なる送信機チェーン104および受信機チェーン102を有する。したがって、異なるそれぞれの送信機チェーン104は、位相および/または振幅に関して、任意の他の送信機チェーンと異なる影響を有するかもしれない。同じことが、それぞれのアンテナ100の受信機チェーン102についても言える。

影響における不整合は、アンテナ100の物理的構造、コンポーネントの違い、またはいくつかの他の要因に起因することがある。そのような不整合は、例えば、相互連結の影響、塔の影響、構成要素の配置に関する不十分な知識、アンテナのケーブル接続に起因する振幅および/または位相の不整合、などを含むことがある。さらに、不整合は、それぞれのアンテナ100の送信機チェーン104および/または受信機チェーン102におけるハードウェア構成要素に起因することがある。例えば、そのような不整合は、アナログフィルタ、IおよびQのアンバランス、チェーンにおける低雑音増幅器またはパルス増幅器の位相および/または利得の不整合、様々な非線形作用、などに関連するかもしれない。

アクセスポイントにおいて、それぞれの送信チェーンを、対応する受信チェーン(すなわち、同じアンテナに対応する受信チェーン)に対して独立に較正することは、複雑かつ潜在的に面倒な処理を必要とする。さらに、所与のアクセス端末において、順方向リンク送信に対する特定のフィードバック、または逆方向リンク送信に使用されるパイロットは、そのユーザに対する雑音を受ける。したがって、順方向リンクおよび逆方向リンクの両方に基づいて推定された所与の較正比において、チャネル変動および雑音によってもたらされるある程度の誤差が存在する。したがって、いくつかの態様において、1つまたはすべてのアクセス端末へ送信するのにアクセスポイントによって使用される1つの較正比を得るために、異なるアクセス端末のいくつかの異なるアンテナに対して推定された1つまたは複数の較正比が、組み合わされる。ある特定の態様において、組み合わせは、アクセスポイントと通信するそれぞれのアクセス端末のそれぞれのアンテナに対する較正比のすべての平均、またはある所定のサブセットの平均であってもよい。別の態様において、組み合わせは、合同最適化(joint optimization)の形でなされてもよく、それぞれのアクセス端末のそれぞれのアンテナからおよびそれぞれのアンテナへのチャネルの測定値を組み合わせて、それぞれのアクセス端末のそれぞれのアンテナに対する利得不整合の組み合わせである1つの較正比が、それぞれのアクセス端末のそれぞれのアンテナに対する個々の較正比を計算することなく、推定される。

それぞれのアクセス端末の任意の所与のアンテナに対して、アクセスポイントは、このアクセス端末の逆方向リンクのチャネル推定だけでなく、順方向リンクのチャネル推定も使用する。順方向リンクのチャネル推定は、アクセス端末において実行され、このアクセス端末のそのアンテナに基づいて較正比を推定または計算するために、アクセスポイントにフィードバックされる。

順方向リンクのチャネル推定値

は、アクセスポイントのi番目の送信アンテナからアクセス端末のアンテナへの送信に対して、アクセス端末において推定される。しかしながら、任意のチャネル推定値は、チャネルの雑音に関する成分を、アクセスポイントの送信チェーンおよびアクセス端末の受信チェーンによって発生する任意の利得または歪みとともに有する。したがって、順方向リンクのチャネル推定値は、次のように記述することができる。

式(1)において、チャネル推定値は、アクセス端末の受信機チェーンの利得不整合βAT、アクセスポイントの送信機チェーンの利得不整合

、測定される2つのアンテナ間の物理チャネルh、およびチャネル推定値の一部であるチャネルの雑音nの関数である。

逆方向リンク送信の場合、アクセス端末のアンテナからの送信によるアクセスポイントのi番目の受信アンテナにおけるチャネル推定値

は、基本的に、式(1)の逆である。これは、次の式(2)において示すことができる。

式(2)において、このチャネル推定値は、そのアンテナに対するアクセス端末の送信チェーンの利得不整合αAT、アクセスポイントの受信機チェーンの利得不整合

、測定される2つのアンテナ間の物理チャネルh、およびチャネル推定値の一部であるチャネルの雑音υの関数である。

アンテナアレイを較正するために、アンテナ100の受信機チェーン102と送信機チェーン104との間の不整合誤差が、次の式(3)に示される。ここで説明される方法および数学的関係とともに、またはその代わりに、別の方法および数学的関係が、アレイ較正を達成するために使用されてもよいことに注意されたい。

式(3)において、cは、逆方向リンク送信と順方向リンク送信との間の総不整合量であり、γは、特定のアンテナに対するアクセス端末の送信チェーンと受信チェーンとの利得の不整合比であり、ηは、アクセスポイントにおけるi番目のアンテナに対する受信チェーンと送信チェーンとの不整合比である。γは、アクセスポイントにおけるそれぞれのアンテナ対ごとに実質的に一定であることに注意されたい。また、ある面においては、式(3)には雑音推定値が含まれていないので、式(3)は理想化されたものである。

i=1,...,Mであり、Mは、アクセスポイントのアンテナアレイにおけるアンテナの数であるとして、較正比cは、アクセス端末のそれぞれのアンテナごとに、1つのベクトル

にグループ化されることができ、このベクトルは“較正ベクトル”と呼ばれてもよい。

式(4)において、ベクトル

の成分は、アクセス端末の1つのアンテナに対するアクセスポイントのそれぞれのアンテナの推定値に対応する。ベクトル

の要素は、アクセスポイントのアンテナアレイの送信チェーンおよび受信チェーンごとの振幅および位相の不整合と、特定のアンテナに対するアクセス端末の送信チェーンおよび受信チェーンの送信および受信不整合に対応する共通の不整合とを含む複素数であってもよいことに注意されたい。式(4)は、1つのアクセス端末のアンテナに対するエントリを有するベクトルを記述しているが、複数のアクセス端末または1つのアクセス端末の複数のアンテナに対するエントリを含んでもよいことに注意されたい。

雑音ベクトルnは、チャネル測定誤差(MSE)の影響と、チャネル測定の無相関の影響とを含む。なぜなら、利得の測定は異なる時間に実行され、そのために、経時的なチャネル変動、温度変動、および測定に影響を与える他の変動が発生する可能性があるからである。

アクセス端末uに対応する推定較正ベクトル

は、次の式(5)に示されるように決定されてもよい。

ここで、γは、アクセス端末のアンテナの送信チェーンおよび受信チェーンに対応する利得不整合であり、ηは、アクセスポイントのアンテナアレイの送信チェーンおよび受信チェーンに対応する不整合ベクトルである。ベクトル

は、それぞれのアクセス端末のそれぞれのアンテナに関して、アクセスポイントのアンテナアレイのすべてのアンテナに対して決定される。

上述において、(異なるアクセス端末の異なるアンテナからの測定値に対応する)異なる較正ベクトル推定値を組み合わせて、全体的なまたは組み合わされた較正ベクトルを生成するいくつかの方法が存在することに注意されたい。この組み合わせを実行する1つのやり方では、すべての較正ベクトル推定値を平均して、1つの推定値を得る。

このアプローチにおいて、それぞれの較正ベクトル推定値は、異なるアクセス端末に対して異なる乗法因子γを含む。1つまたは複数のアクセス端末が非常に大きい利得不整合γを有する場合、単純平均は、最も大きい利得不整合γを有するアンテナに平均が片寄った結果sをもたらすかもしれない。

別の態様において、特定のアクセス端末に対応するそれぞれの較正ベクトル推定値は、ベクトルの要素に基づいて正規化される。これは、1つまたは複数のアクセス端末が大きい利得不整合γを有する場合に、最小化を提供するかもしれない。この処理は、次の式(6)において表現される。

ある特定の態様において、正規化する要素が、それぞれの較正ベクトル推定値に対して同じ要素である限り、その要素は、較正ベクトルのどの要素であってもよく、例えば、第1の要素であってもよいことに注意されたい。次に、正規化された要素の和は、ベクトル

の要素Uの総数によって除算される。

異なる較正ベクトル推定値を組み合わせるのに使用されてもよい別のアプローチは、推定ベクトルを行列として組み合わせることに基づいてもよい。例えば、ある特定の態様において、それぞれの較正ベクトル推定値は、同じベクトルηの回転およびスケーリングされたバージョンであり、回転およびスケーリングは、異なるアクセス端末の不整合γに起因してもよい。このスケーリングおよび回転を除く1つのやり方では、最初に、単位ノルムを有するようにそれぞれの較正ベクトルを正規化する。次に、列が正規化された較正ベクトル推定値である行列Qが、較正ベクトルから構成されてもよい。較正ベクトルに対する1つの推定値は、行列の分解、例えば、行列Qに対する特異値分解を実行することによって得られる。例えば、式(7)に示されているように、最大の特異値に対応する固有ベクトルが、全較正ベクトル推定値として使用されてもよい。

上述した3つのアプローチにおいて例示されたように、較正比は、一般的に、2つのステップで推定される。最初に、較正ベクトルの要素に対応する値が、アンテナアレイに対して、または対象のアンテナに対して計算される。次に、較正ベクトルは、1つまたは複数の数学的処理に基づいて組み合わされる。

複数の較正ベクトルを計算することに代わることは、以下のように、複数のアクセスポイントおよびアクセス測定値を用いて、合同最適化手順を利用することである。場合によっては、アクセス端末およびアクセスポイントは、様々な周波数トーンに対して、様々な時間の瞬間において、それらのチャネル推定値を生成してもよい。さらに、時間kにおいて、アクセスポイントとu番目のアクセス端末との間に、τk,uの時間誤差が存在するかもしれない。そのような場合、アクセス端末のアンテナにおいて測定された順方向リンクのチャネルベクトル推定値gi,k,uが、アクセスポイントにおいて測定された逆方向リンクのチャネルベクトル推定値hi,k,uに関連づけられてもよい。較正ベクトルηおよびアクセス端末のアンテナの不整合γを利用する1つのアプローチが、次の式(8)において表現される。

式(8)において、Zi,k,uは、対角行列であり、その対角要素は、逆方向リンクのチャネルベクトル推定値hi,k,uの要素であり、

である。添字i、k、uは、それぞれトーン、時間、およびユーザのインデックスである。上の式において、未知数は、較正ベクトルηおよびアクセス端末に固有の不整合γi,k,uである。式(8)の特徴は、アクセス端末の不整合が、アクセスポイントとアクセス端末のアンテナとの間の時間不整合の影響を、そのアンテナに対するアクセス端末の送信チェーンおよび受信チェーンに起因する利得不整合と共に含むことである。ηおよびγi,k,uの解を得る1つのやり方では、式(9)に示されているように、最小平均2乗誤差(MMSE)のアプローチを利用する。

ηおよびγi,k,uの解は、次の式(10)によって得ることができる。

ここで、ベクトルxに対して、直交射影演算子

は、

のように定義されてもよい。

不整合を補償するために、較正比を使用して、アクセスポイントの送信機チェーンの利得を、位相および振幅の両方またはいずれかに関して変更して、それを受信機チェーンに整合させるか、または同様に、アクセスポイントの受信チェーンの利得を変更して、それを送信チェーンに整合させてもよい。

より詳細には、アクセスポイントは、任意のアクセス端末への送信に対して、最大比合成(MRC)ビームフォーミング、等利得合成(EGC)ビームフォーミング、または他の任意の空間前処理技術を利用してもよい。すなわち、逆方向リンクのチャネルベクトルがhである場合、アクセスポイントは、送信のために次の前処理の重みを用いる。

較正ベクトル推定値ηを用いて、アクセスポイントは、次の前処理の重みを使用して、その送信チェーンおよび受信チェーンの不整合を補償してもよい。

図2は、受信機チェーン102および送信機チェーン104の一実施形態を示し説明しているが、他の配置および構造が使用されてもよい。例えば、異なる数のコンポーネントが、受信機チェーン102および送信機チェーン104の両方において使用されてもよい。さらに、異なるデバイスおよび構造が、代用されてもよい。

組み合わせまたは合同の較正ベクトルは、所定のアクセス端末の各アンテナまたはアンテナグループを別個のアクセス端末として扱うことによって生成されることができることに注意すべきである。このやり方では、較正プロセスを簡略化することができ、各アクセス端末は個別に構成される必要がない。

図3は、1つのアクセス端末からの較正に関する時間サイクルを示し、ここでは、1つの逆方向リンクフレームまたはバーストに隣接する1つの順方向リンクフレームまたはバーストを有するTDDシステムが利用される。図からわかるように、逆方向リンク上でアンテナのそれぞれから送信された1つまたは複数のパイロットが、アクセスポイントにおいて測定される。測定の期間は、アクセスポイントの復号時間の関数である。この復号期間中に、1つまたは複数のパイロットが、順方向リンク上でアクセス端末へ送信される。次に、アクセス端末は、パイロットを測定し、受信アンテナごとに順方向リンクチャネルを推定する。逆方向リンク推定値の場合と同様に、ある程度の復号遅延が存在する。復号された順方向リンク推定値は、較正比を生成するために、アクセスポイントへ返送されなければならない。したがって、ある最小量の時間、すなわち強力なまたは実質的な干渉要因であるドリフトを伴うことなく較正を維持することができる最大アクセス端末速度が存在すると理解することができる。

図3からわかるように、複数のアクセス端末からの複数のチャネル推定値が利用される場合は、関連する雑音およびドリフトは、ある範囲の時間にわたって受信チェーンにおいて低減されるかまたは少なくともサンプリングされるかもしれない。さらに、それぞれのアクセス端末の複数のアンテナが利用され個別に扱われる場合は、1つのアクセス端末のこれらのアンテナに対して、雑音およびドリフトはより均一になるので、ドリフトおよび雑音はより精度よく推定され、したがって、所定のアンテナに対する異常を軽減することができる。

図4は、利得不整合を補償するためにアンテナアレイを較正するのを助けるロジックの態様を示す。システム300は、較正コンポーネント302を備え、較正コンポーネント302は、モデル受信機チェーン出力信号を解析し、および/または受信機チェーン出力信号を比較する不整合推定コンポーネント304と、ベクトルηを生成するために用いられる比を計算し、異なるアクセス端末の異なるアンテナからの異なる測定値を組み合わせるために、上述の方法の1つを用いて、その比を使用するために統合する比統合計算器(ratio aggregation calculator)306とを含む。

図5は、利得不整合を補償するためにアンテナアレイを較正するのを助けるシステムの態様を示す。システム400は、アンテナアレイ404に動作可能なように連結されたプロセッサ402を備える。プロセッサ402は、較正構成要素406を利用して、アクセス端末およびアクセスポイントにおける個々のアンテナの組み合わせに対する利得不整合を決定することができる。プロセッサ402は、較正構成要素406をさらに備え、較正構成要素406は、較正比を決定し、次にベクトルηを生成および利用する。

システム400は、メモリ408をさらに備えることができ、メモリ408は、プロセッサ402に動作可能なように連結され、かつ、アレイ較正、比の生成および利用、較正データの生成、などに関する情報、並びにアンテナアレイ404を較正することに関する他の何らかの適切な情報を記憶する。プロセッサ402は、プロセッサ402によって受信された情報を解析および/または生成するのに専用のプロセッサ、システム400の1つまたは複数のコンポーネントを制御するプロセッサ、および/または、プロセッサ402によって受信された情報を解析および生成して、システム400の1つまたは複数のコンポーネントを制御するプロセッサであってもよいことを理解すべきである。

メモリ408は、さらに、信号のコピーおよびモデル/表現を生成することに関連するプロトコル、不整合推定値、などを記憶することができ、それによって、システム400は、記憶されたプロトコルおよび/またはアルゴリズムを使用して、ここで説明されるアンテナ較正および/または不整合補償を達成することができる。ここで説明されるデータ記憶(例えば、メモリ)コンポーネントは、揮発性メモリまたは不揮発性メモリのいずれであってもよく、あるいは、揮発性メモリおよび不揮発性メモリの両方を含んでもよいことがわかる。限定ではなく、例として、不揮発性メモリは、読み出し専用メモリ(ROM)、プログラマブルROM(PROM)、電気的プログラム可能ROM(EPROM)、電気的消去可能ROM(EEPROM)、またはフラッシュメモリを含むことができる。揮発性メモリは、ランダムアクセスメモリ(RAM)を含むことができ、RAMは外部キャッシュメモリの役割をなす。限定ではなく、例として、RAMは、同期RAM(SRAM)、ダイナミックRAM(DRAM)、同期DRAM(SDRAM)、ダブルデータレートSDRAM(DDR SDRAM)、エンハンストSDRAM(ESDRAM)、シンクリンクDRAM(SLDRAM)、および、ダイレクトラムバスRAM(DRRAM(登録商標))のような多くの形態で利用可能である。主題のシステムおよび方法のメモリ408は、限定はされないが、これらのおよび他の何らかの適切なタイプのメモリを備えることを意図されている。

ある特定の態様において、メモリ408は、AGCのそれぞれの状態、すなわち増幅レベルに対する較正ベクトル

を記憶することができる。そのような態様において、それぞれの送信に対して、プロセッサ402は、較正を実行することなく、AGC状態に対する較正ベクトル

にアクセスしてもよい。さらなる較正を実行するかそれとも所与の送信に対する以前の較正ベクトル

にアクセスするかの判定は、AGC状態に対する較正ベクトル

が得られたときからの送信の期間または数に基づいてもよい。これは、システムパラメータであってもよく、あるいは、チャネル状態、例えば、チャネルの負荷に基づいて変化してもよい。

図6を参照すると、補足システム資源割当てを生成することに関する方法が示される。例えば、方法は、TDMA環境、OFDM環境、OFDMA環境、CDMA環境、または、他の何らかの適切な無線環境におけるアンテナアレイ較正に関連し得る。説明をわかりやすくするために、これらの方法は、一連の動作として示されかつ説明されるが、1つまたは複数の実施形態によれば、いくつかの動作はここで示されかつ説明される順序と異なる順序でおよび/またはその他の動作と同時に行われてもよいので、方法は動作の順序によって限定されないことを理解および認識すべきである。例えば、当業者は、方法が、代替的に、状態遷移図の場合のように一連の相互に関係する状態またはイベントとして表現されてもよいことを理解および認識するであろう。さらに、図示されるすべての動作が、1つまたは複数の実施形態にしたがって方法を実施するのに必要とされるとは限らない。

図6は、送信のためにアンテナアレイを較正する方法を示す。ブロック500において、順方向リンクのチャネル推定値が、アクセス端末から、アクセス端末の受信アンテナごとに受信される。上述したように、これらのチャネル推定値は、アクセスポイントによって送信された順方向リンクパイロットから生成されてもよい。ブロック502において、さらに、逆方向リンク情報、例えば、逆方向リンクチャネルパイロットに対するチャネル推定値が、アクセスポイントによって、アクセス端末の送信アンテナごとに生成される。

順方向リンクチャネル推定値および逆方向リンクチャネル推定値の両方が収集された後、ブロック504において、それぞれのアクセス端末アンテナおよびアクセスポイントアンテナに対する較正比が決定されてもよい。ある特定の態様では、時間的に互いに一番最近の順方向リンクチャネル推定値および逆方向リンクチャネル推定値が、較正比を生成するのに使用される。そのような場合において、所与のアクセス端末に対する複数の推定が、順方向リンク推定および逆方向リンク推定からなる連続するチャネル推定の対に基づいて実行されてもよい。

図3を参照して説明したように、ある程度の時間遅延が、様々な計算と送信との間に存在するかもしれない。さらに、ブロック500および502の機能は、同じまたは異なるアクセス端末に対して実質的に同時にまたは異なる時間に行われるかもしれないが、これらは1つのアクセス端末の異なるアンテナに対して同じである可能性が高い。したがって、較正比は、時間的に連続しているかまたは連続していないかもしれない順方向リンク送信および逆方向リンク送信のチャネル推定値に基づいて、所与のアクセス端末の所与のアンテナに対して決定されてもよい。

次に、ブロック506において、較正比が組み合わされ、複数のアクセス端末間における較正推定値を生成する。この組み合わされた較正比は、所与のセクタまたはセルにおけるアクセス端末のアンテナのいくつかのまたはすべてに対する較正比を含んでもよく、1つまたは複数の較正比が得られるそれぞれのアクセス端末に対して、等しいまたは等しくない数の較正比を有してもよい。

組み合わされた較正比は、較正比を単純平均することによって、または、図2を参照して説明された他のアプローチ、例えば、式(5)または(7)を参照して説明されたアプローチを利用することによって、得ることができる。

次に、アクセスポイントのそれぞれの送信チェーンからのそれぞれの送信が、その送信チェーンに対する組み合わされた較正比に基づく重みで重み付けされる。さらに、較正重みの組み合わせまたは合同の組が、アクセスポイントの1つまたは複数の送信チェーンに対して利用されてもよい。その代わりに、この組み合わされた較正比または組み合わされた較正比に基づく較正命令を1つまたは複数のアクセス端末に送信してもよい。次に、アクセス端末は、組み合わされた較正比に基づく重みを、アクセス端末のアンテナにおいて受信された送信の復号に適用する。

さらに、ある態様では、較正重みは、特定のAGC状態に利用され、他のAGC状態には利用されない。次に、そのようなものとして、ブロック508は、ブロック500中のAGC状態のみに適用する。

図7は、送信のためにアンテナアレイを較正する別の方法を示す。ブロック600において、順方向リンクに対するチャネル推定値が、アクセス端末から、アクセス端末の受信アンテナごとに受信される。上述したように、これらのチャネル推定値は、アクセスポイントによって送信された順方向リンクパイロットから生成されてもよい。さらに、ブロック602において、逆方向リンク情報、例えば、逆方向リンクチャネルパイロットに対するチャネル推定値が、アクセスポイントによって、アクセス端末の送信アンテナごとに生成される。

順方向リンクチャネル推定値および逆方向リンクチャネル推定値の両方が収集された後、ブロック604において、較正比は、複数のアクセス端末に対する複数のチャネル推定値を利用する。ある特定の態様では、時間的に互いに一番最近の順方向リンクチャネル推定値および逆方向リンクチャネル推定値が利用される。そのような場合、所与のアクセス端末に対する複数の推定が、順方向リンク推定および逆方向リンク推定からなる連続するチャネル推定値の対に基づいて実行されてもよい。

図3を参照して説明したように、ある程度の時間遅延が、様々な計算と送信との間に存在するかもしれない。さらに、ブロック600および602の機能は、同じまたは異なるアクセス端末に対して実質的に同時にまたは異なる時間に行われるかもしれないが、これらは1つのアクセス端末の異なるアンテナに対して同じである可能性が高い。したがって、チャネル推定値は、時間的に連続しているかまたは連続していないかもしれない順方向リンク送信および逆方向リンク送信のチャネル推定値に基づいて、所与のアクセス端末の所与のアンテナに対して決定されてもよい。

合同較正比は、図2、例えば、式(8)を参照して説明したように、合同最適化処理を利用することによって得ることができる。

次に、アクセスポイントのそれぞれの送信チェーンからのそれぞれの送信は、その送信チェーンに対する合同較正比に基づく重みによって重み付けされる。さらに、較正重みの組み合わせまたは合同の組が、アクセスポイントの1つまたは複数の送信チェーンに対して利用されてもよい。その代わりに、この合同較正比、または合同較正比に基づく較正命令を、1つまたは複数のアクセス端末の1つまたは複数のアンテナに送信してもよい。次に、アクセス端末は、合同較正比に基づく重みを、アクセス端末のアンテナにおいて受信された送信の復号に適用する。

また、ある態様において、較正重みは、特定のAGC状態に利用され、他のAGC状態には利用されない。次に、そのようなものとして、ブロック608は、ブロック600中のAGC状態のみに適用する。

図8は、例示的な無線通信システム1300を示す。無線通信システム1300は、簡略のため、1つの基地局および1つの端末を示している。しかしながら、システムは、2つ以上の基地局および/または2つ以上の端末を含んでもよいことが理解されるべきであり、追加の基地局および/または端末は、以下で説明される例示的な基地局および端末に実質的に類似してもあるいは異なっていてもよい。さらに、基地局および/または端末は、それらの間における無線通信を助けるために、ここで説明されるシステム(図1乃至図5)および/または方法(図6乃至図7)を使用できることが理解されるべきである。

図8を参照すると、多元接続無線通信システムにおける送信機および受信機が示されている。送信システム1310では、多数のデータストリームに対するトラフィックデータが、データ源1342から送信(TX)データプロセッサ1344に提供される。一実施形態において、それぞれのデータストリームがそれぞれの送信アンテナにより送信される。TXデータプロセッサ1344は、それぞれのデータストリームに対するトラフィックデータを、このデータストリームに対して選択された特定の符号化方式に基づいて、フォーマットし、符号化し、インタリーブし、符号化されたデータを提供する。いくつかの実施形態では、TXデータプロセッサ1344は、データストリームのシンボルの送信先であるユーザとそのシンボルの送信元であるアンテナとに基づいて、そのシンボルにビームフォーミングの重みを適用する。いくつかの実施形態では、ビームフォーミングの重みは、アクセスポイントとアクセス端末との間の送信経路の状態を表すチャネル応答情報に基づいて生成されてもよい。チャネル応答情報は、CQI情報またはユーザによって提供されるチャネル推定値を用いて生成されてもよい。さらに、スケジュールされた送信の場合は、TXデータプロセッサ1344は、ユーザから送信されるランク情報に基づいて、パケットフォーマットを選択することができる。

それぞれのデータストリームに対する符号化されたデータは、OFDM技術を用いて、パイロットデータと多重化されてもよい。パイロットデータは、一般に、既知のデータパターンであって、このパイロットデータは、既知のやり方で処理され、受信システムで使用され、チャネル応答を推定する。次に、それぞれのデータストリームに対する多重化されたパイロットおよび符号化されたデータは、このデータストリームに対して選択された特定の変調方式(例えば、BPSK、QSPK、M−PSK、またはM−QAM)に基づいて変調され(すなわち、シンボルマップされ)、変調シンボルを提供する。それぞれのデータストリームに対するデータレート、符号化、および変調は、プロセッサ1330によって提供されるときに実行される命令によって決定されてもよい。いくつかの実施形態では、並列空間ストリームの数は、ユーザから送信されたランク情報に基づいて変化してもよい。

次に、全データストリームに対する変調シンボルが、TX MIMOプロセッサ1346に提供され、TX MIMOプロセッサ1346は、(例えば、OFDMの場合に)変調シンボルをさらに処理してもよい。次に、TX MIMOプロセッサ1346は、N個の送信機(TMTR)1322a乃至1322tへN個のシンボルストリームを提供する。特定の実施形態において、TX MIMOプロセッサ1346は、データストリームのシンボルの送信先であるユーザとそのシンボルの送信元であるアンテナとに基づいて、そのユーザチャネル応答情報から、そのシンボルにビームフォーミングの重みを加える。

それぞれの送信機1322は、それぞれのシンボルストリームを受信および処理して1つまたは複数のアナログ信号を提供し、さらに、このアナログ信号を調整して(例えば、増幅、フィルタリング、およびアップコンバート)、MIMOチャネルによる送信に適した変調された信号を提供する。次に、送信機1322a乃至1322tからのN個の変調された信号は、N個のアンテナ1324a乃至1324tからそれぞれ送信される。

受信機システム1320では、送信された変調された信号は、N個のアンテナ1352a乃至1352rによって受信され、それぞれのアンテナ1325からの受信信号は、それぞれの受信機(RCVR)1354a乃至1354rに提供される。それぞれの受信機1354は、それぞれの受信信号を調整して(例えば、フィルタリング、増幅、およびダウンコンバート)、調整された信号をディジタル化して、サンプルを提供し、さらに、このサンプルを処理して、対応する“受信”シンボルストリームを提供する。

次に、RXデータプロセッサ1360は、特定の受信機処理技術に基づいてN個の受信機1354a乃至1354rからN個の受信シンボルストリームを受信および処理して、“検出された”シンボルストリームのランク数を提供する。RXデータプロセッサ1360による処理は、以下にさらに詳細に説明される。それぞれの検出されたシンボルストリームは、対応するデータストリームに対して送信された変調シンボルの推定値であるシンボルを含んでいる。次に、RXデータプロセッサ1360は、それぞれの検出されたシンボルストリームを復調し、デインターリーブし、復号し、データストリームに対するトラフィックデータを回復し、トラフィックデータは、記憶および/またはさらなる処理のためにデータシンク1364に提供される。RXデータプロセッサ1360による処理は、送信機システム1310におけるTX MIMOプロセッサ1346とTXデータプロセッサ1344とによって実行される処理と相補的である。

RXプロセッサ1360によって生成されたチャネル応答推定値を用いて、受信機において空間、空間/時間処理を実行し、電力レベルを調節し、変調レートまたは方式、あるいは他の動作を変更してもよい。RXプロセッサ1360はさらに、検出されたシンボルストリームの信号対雑音および干渉比(SNR)、および場合によっては他のチャネル特性を推定することもでき、これらの量をプロセッサ1370に提供する。RXデータプロセッサ1360またはプロセッサ1370は、さらに、システムに対する“有効な”SNRの推定値を導き出すこともできる。次に、プロセッサ1370は、推定されたチャネル情報(CSI)を提供し、推定されたCSIは、通信リンクおよび/または受信されたデータストリームに関する種々のタイプの情報を備えてもよい。例えば、CSIは、作用しているSNRのみを備えてもよい。いくつかの実施形態では、チャネル情報が、信号干渉雑音比(SINR)を備えてもよい。次に、CSIはTXデータプロセッサ1378によって処理され、TXデータプロセッサ1378は、データ源1376から多数のデータストリームに対するトラフィックデータも受信し、これらは、変調器1380によって変調され、送信機1354a乃至1354rによって調整され、送信機システム1310に返送される。

送信機システム1310では、受信機システム1320からの変調された信号は、アンテナ1324によって受信され、受信機1322によって調整され、復調器1390によって復調され、RXデータプロセッサ1392によって処理され、受信機システムによって報告されたCSIを回復し、記憶および/またはさらなる処理のためにデータシンク1394にデータを提供する。次に、報告されたCSIはプロセッサ1330に提供され、(1)データストリームに用いられるデータレート並びに符号化および変調方式を決定し、(2)TXデータプロセッサ1344およびTX MIMOプロセッサ1346に対する種々の制御を生成するのに用いられる。

プロセッサ1330はまた、それぞれ図2、6、7に関して説明されたとおり、較正比、組み合わされた較正比、または合同較正比を生成するように構成されてもよい。さらに、それぞれのアンテナ1352a乃至1352rは、組み合わされたまたは合同較正推定のために、別個の端末として扱われてもよい。

図9を参照すると、アクセスポイントは、メインユニット(MU)1450および無線ユニット(RU)1475を備えてもよい。MU1450は、アクセスポイントのディジタルベースバンドコンポーネントを含む。例えば、MU1450は、ベースバンドコンポーネント1405およびディジタル中間周波数(IF)処理ユニット1410を含んでもよい。ディジタルIF処理ユニット1410は、フィルタリング、チャネル化、変調、などのような機能を実行することによって、中間周波数における無線チャネルデータをディジタル的に処理する。RU1475は、アクセスポイントのアナログ無線部分を含む。ここで使用される場合、無線ユニットは、モバイル交換局または対応するデバイスに直接または間接に接続されるアクセスポイントまたは他のタイプのトランシーバステーションのアナログ無線部分である。無線ユニットは、典型的には、通信システムにおける特定のセクタの役割をなす。例えば、RU1475は、モバイル加入者ユニットからの無線通信を受信するための1つまたは複数のアンテナ1435a乃至1435tに接続された1つまたは複数の受信機1430を含むことができる。一態様において、1つまたは複数の電力増幅器1482a乃至1482tが、1つまたは複数のアンテナ1435a乃至1435tに連結される。受信機1430には、アナログディジタル(A/D)変換器1425が接続される。A/D変換器1425は、ディジタルIF処理ユニット1410を介してベースバンドコンポーネント1405に送信するために、受信機1430によって受信されたアナログ無線通信をディジタル入力に変換する。また、RU1475は、1つまたは複数の送信機1420を含むことができ、この送信機は、無線通信をアクセス端末に送信するための同じまたは異なるアンテナ1435に接続される。送信機1420に接続されるのは、ディジタルアナログ(D/A)変換器1415である。D/A変換器1415は、ベースバンドコンポーネント1405からディジタルIF処理ユニット1410を介して受信されたディジタル通信を、モバイル加入者ユニットに送信するためにアナログ出力に変換する。ある態様において、多重化装置1484は、複数のチャネル信号の多重化、並びに音声信号およびデータ信号を含む様々な信号の多重化をする。中央プロセッサ1480は、音声信号またはデータ信号の処理を含む様々な処理を制御するために、メインユニット1450と無線ユニットとに連結される。

多元接続システム(例えば、周波数分割多元接続(FDMA)システム、直交周波数分割多元接続(OFDMA)システム、符号分割多元接続(CDMA)システム、時分割多元接続(TDMA)システム、など)の場合、複数の端末は、逆方向リンク上において同時に送信してもよい。そのようなシステムの場合、パイロット副搬送波は、異なる端末間で共有することができる。それぞれの端末に対するパイロット副搬送波が、動作帯域全体(場合によってはバンドエッジを除く)にわたる場合に、チャネル推定技術が使用されてもよい。そのようなパイロット副搬送波構造は、それぞれの端末ごとに周波数ダイバーシティを得るのに望ましい。ここで説明された技術は、様々な手段によって実施されてもよい。例えば、これらの技術は、ハードウェア、ソフトウェア、またはそれらの組み合わせにおいて実施されてもよい。ハードウェアで実施する場合、チャネル推定に使用される処理ユニットは、1つまたは複数の特定用途向け集積回路(ASIC)、ディジタル信号プロセッサ(DSP)、ディジタル信号処理デバイス(DSPD)、プログラマブルロジックデバイス(PLD)、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)、プロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、ここで説明された機能を実行するように設計された他の電子ユニット、またはそれらの組み合わせにおいて実施されてもよい。ソフトウェアの場合、ここで説明された機能を実行するモジュール(例えば、手続き、関数、など)によって実施されてもよい。ソフトウェアコードは、メモリユニットに記憶され、プロセッサ1330および1370によって実行されてもよい。

これまでに説明されたことは、1つまたは複数の実施形態の例を含む。当然ながら、上述した実施形態を説明するために、コンポーネントまたは方法の考えられるあらゆる組み合わせを説明することは不可能であるが、当業者は、様々な実施形態の多くのさらなる組み合わせおよび置換が可能であることがわかるであろう。したがって、説明された実施形態は、本明細書の請求項の精神および範囲内に入る変形、変更、およびバリエーションのすべてを包含することを意図している。さらに、“含む(include)”という用語が、詳細な説明または請求項において使用される限り、そのような用語は、“備える(comprising)”が請求項において移行語として使用されるときに解釈されるように、“備える”という用語と同様に包含することを意図したものである。

Claims (11)

  1. 無線ネットワークにおいてアンテナアレイを較正する方法であって、前記方法は、ネットワークデバイスが実行し、前記方法は、
    第1のアクセス端末への送信に対応する第1のチャネル推定情報を受信するステップと、
    前記第1のアクセス端末からの送信に対応する第2のチャネル推定情報を決定するステップと、
    第2のアクセス端末への送信に対応する第3のチャネル推定情報を受信するステップと、
    前記第2のアクセス端末からの送信に対応する第4のチャネル推定情報を決定するステップと、
    少なくとも前記第1および第2のアクセス端末のための前記第1、第2、第3、および第4のチャネル推定情報に基づいて較正比を決定するステップと、
    を備え、前記較正比を前記決定するステップは、
    前記第1および第2のチャネル推定情報に基づいて第1の較正比を決定するステップと、
    前記第3および第4のチャネル推定情報に基づいて第2の較正比を決定するステップと、
    前記第1および第2の較正比を組み合わせることに基づいて前記較正比を決定するステップと、
    を備える、較正する方法。
  2. 前記組み合わせるステップは、前記第1および第2の較正比を平均するステップを備える、請求項1に記載の方法。
  3. 前記第1および第2の較正比は、前記第1および第2のアクセス端末と通信するアクセスポイントの少なくとも1つのアンテナに各々対応する複数の要素を備え、前記組み合わせるステップは、
    前記第1の較正比を正規化するステップと、
    前記第2の較正比を正規化するステップと、
    前記正規化された較正比を含む行列に基づいて前記較正比を決定するステップと、
    を備える、請求項1に記載の方法。
  4. 前記行列に基づいて前記較正比を前記決定するステップは、特異値分解を利用して前記行列を分解するステップを備える、請求項3に記載の方法。
  5. 少なくとも2つのアンテナと、
    前記少なくとも2つのアンテナに連結されたプロセッサと、を備えた無線通信装置であって、前記プロセッサは、
    第1のアクセス端末への送信に対応する第1のチャネル推定情報を受信し、
    第1のアクセス端末からの送信に対応する第2のチャネル推定情報を決定し、
    第2のアクセス端末への送信に対応する第3のチャネル推定情報を受信し、
    第2のアクセス端末からの送信に対応する第4のチャネル推定情報を決定し、
    少なくとも前記第1および第2のアクセス端末のための前記第1、第2、第3、および第4のチャネル推定情報に基づいて較正比を決定する
    ように作動し、前記較正比を前記決定することは、
    前記第1および第2のチャネル推定情報に基づいて第1の較正比を決定することと、
    前記第3および第4のチャネル推定情報に基づいて第2の較正比を決定することと、
    前記第1および第2の較正比を組み合わせることに基づいて前記較正比を決定することと、
    を備える、無線通信装置。
  6. 前記プロセッサは、前記第1および第2の較正比を平均することによって前記第1および第2の較正比を組み合わせるように構成されている、請求項5に記載の無線通信装置。
  7. 前記第1および第2の較正比は、前記少なくとも2つのアンテナの少なくとも1つにそれぞれ対応する複数の要素を備え、前記プロセッサは、前記第1および第2それぞれの較正比を正規化することによって前記第1および第2の較正比を組み合わせて、前記較正比のそれぞれを含む行列に基づいて前記較正比を決定するように構成されている、請求項5に記載の無線通信装置。
  8. 前記プロセッサは、特異値分解を利用して、前記行列を分解して、前記較正比を得るようにさらに構成されている、請求項7に記載の無線通信装置。
  9. 第1のアクセス端末への送信に対応する第1のチャネル推定情報を受信するための手段と、
    第1のアクセス端末からの送信に対応する第2のチャネル推定情報を決定するための手段と、
    第2のアクセス端末への送信に対応する第3のチャネル推定情報を受信するための手段と、
    第2のアクセス端末からの送信に対応する第4のチャネル推定情報を決定するための手段と、
    少なくとも前記第1および第2のアクセス端末のための前記第1、第2、第3、および第4のチャネル推定情報に基づいて較正比を決定するための手段と、
    を備え、前記較正比を前記決定するための手段は、
    前記第1および第2のチャネル推定情報に基づいて第1の較正比を決定するための手段と、
    前記第3および第4のチャネル推定情報に基づいて第2の較正比を決定するための手段と、
    前記第1および第2の較正比を組み合わせるための手段と、
    を備える、装置。
  10. 前記組み合わせるための手段は、前記第1および第2の較正比のそれぞれを平均する手段を備える、請求項9に記載の装置。
  11. 前記第1および第2の較正比は、前記第1および第2のアクセス端末と通信するアクセスポイントの少なくとも1つのアンテナにそれぞれ対応する複数の要素を備え、前記組み合わせるための手段は、
    前記第1の較正比を正規化するための手段と、
    前記第2の較正比を正規化するための手段と、
    前記正規化された第1および第2の較正比を含む行列に基づいて前記較正比を決定するための手段と、
    を備える、請求項9に記載の装置。
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