JP6159803B2 - 内部相対的送受信機キャリブレーションのための方法および装置 - Google Patents
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Description
[0001]本特許出願は、2012年9月4日に出願された「Method and Apparatus for Internal Relative Transceiver Calibration for Reciprocity−based MU−MIMO Deployments」という名称の特許仮出願第61/696,648号の優先権を主張し、これを参照により組み込む。
[0010]M個の送信アンテナのアレーからK個の単一アンテナユーザ端末へのMU−MIMO送信を可能にする問題を考える。i番目の基地局送信アンテナとj番目のユーザ端末の間のダウンリンク(DL:downlink)チャネルは、
によって与えられ、ここで、
はそれぞれ、基地局アンテナiからの送信信号、2つのアンテナ間のDLチャネル、ユーザ端末jの受信機における観測および雑音を表す。スカラ(複素)係数
は、ユーザ端末jの受信機においてRF−ベースバンド変換ハードウェア(利得制御装置、フィルタ、ミキサ、A/Dなど)によってもたらされる振幅および位相偏移を含む。同様に、スカラ(複素)係数
は、基地局アンテナiによって送信されるべき信号を生成する送信機においてベースバンド−RF変換ハードウェア(増幅器フィルタ、ミキサ、A/Dなど)によってもたらされる振幅および位相偏移を含む。
によって与えられ、ここで、
はそれぞれ、ユーザ端末jからの送信信号、2つのアンテナ間のアップリンク(UL:uplink)チャネル、基地局アンテナiの受信機における観測および雑音を表す。スカラ(複素)係数
は、基地局アンテナiの受信機においてRF−ベースバンド変換ハードウェア(利得制御装置、フィルタ、ミキサ、A/Dなど)によってもたらされる振幅および位相偏移を含む。同様に、スカラ(複素)係数
は、ユーザ端末jによって送信されるべき信号を生成する送信機においてベースバンド−RF変換ハードウェア(増幅器フィルタ、ミキサ、A/Dなど)によってもたらされる振幅および位相偏移を含む。
があり、ここで、
はシンボル時間tにおいて副搬送波n上にユーザシンボルを含む次元K×1(すなわち、K行1列)のベクトルであり、
は、異なる端末のタイミング基準間の相対遅延による、一定の搬送波位相偏移および時間位相偏移における周波数依存定数を含むM×Kチャネル行列であり、
はそれぞれ、ユーザ端末における受信信号ベクトル、雑音であり、
である。
があり、ここで、
はシンボル時間tにおける副搬送波n上のユーザシンボルの(行)ベクトルであり、
は、異なる端末のタイミング基準間の相対遅延による、一定の搬送波位相偏移および時間位相偏移における周波数依存定数を含むK×Mチャネル行列であり、
はそれぞれ、ユーザ端末における受信信号(行)ベクトルおよび雑音であり、
である。
は、局所的に一定の未知の対角行列である。本明細書の目的のために、「局所的に一定」とは、行列が主に熱ドリフト効果により非常な長期にわたって(間違いなく、チャネルのコヒーレンス時間よりもはるかに長く)変化することがあるが、周波数オフセットおよび伝搬時間により変化するフェージングなどの「高速な効果」はすべてタイミングおよび搬送波位相同期によってすでに処理され、行列
に含まれるので、行列は高速な効果によって左右されないことを意味する。物理チャネルの相反性によって、以下が保持される。
簡単にするために、熱雑音は無視する。ダウンリンクチャネル行列を推定するために、K個のユーザ端末はK個のOFDMシンボルから成るブロックを送信し、したがって、アップリンクトレーニング位相は、
と記述することができ、ここで、
は増減されるユニタリ行列である。したがって、基地局は、チャネル行列推定値
を取得することができる。しかしながら、ダウンリンクビーム形成を実行するために、ダウンリンク行列
が必要である。相反性によって、アップリンク推定チャネルにおける物理チャネル構成要素は、ダウンリンクチャネルの対応する構成要素を即座に生じる(アップリンクトレーニングとダウンリンクデータ伝送は同じチャネルコヒーレンス時間内で生じると仮定される)ことが保証されるが、送信対角行列と受信対角行列がダウンリンクに知られていることが必要であり、アップリンク用の送信対角行列および受信対角行列の行列とチャネル行列
の積が既知であり、これらの行列は一般に任意に関連付けられる。
[0015]1つの相対キャリブレーション方法を説明する前置きとして、ダウンリンクチャネル行列
は、ビーム形成を実行するために完全に必要とされるとは限らないことに留意されたい。実際には、この行列の列空間のみが必要とされる。すなわち、
によって形成される行列は、ここでAは何らかの任意の可逆の一定の対角行列であり、任意の種類のビーム形成に十分に良好である。たとえば、Zero Forced Beamforming(ZFBF)を考えてみる。ZFBFプリコーディング行列は、
と計算することができ、ここで、Aは行列Wの各行に課される対角行列であり、すべてのmに対して、行正規化||wm||2=1である。したがって、ダウンリンクでのZFBFプリコーディング信号は、
である。
から、
であることを知って、
を推定するか、ということになる。Shepardらの「Argos:Practical Many−Antenna Base Stations」(Mobicom 2012、53〜64ページ、以下では「Argos」とする)の相対キャリブレーション手順に従うと、対角行列
が本質的にスロット持続時間よりもはるかに長い間隔にわたって時間的に一定であるということが利用可能である(キャリブレーション手順は、ハードウェア安定性、温度変化などに応じて、数十秒又はさらにそれ以上ごとに、定期的に繰り返してもよい)。
・キャリブレーション基準基地局アンテナ、たとえばアンテナ1からのトレーニング:基地局アンテナ1から他のすべての基地局アンテナに、すなわち基地局アンテナの集合S={2,3,・・・,M}にパイロットシンボルを送信する。BSアンテナにおける受信信号Sは、
によって与えられ、ここで、
は基地局基準アンテナ(すなわちアンテナ1)送信RFチェーンによる係数であり、
である。すなわち、他の基地局アンテナ受信RFチェーンによる係数を含む対角行列である。(M−1)×1ベクトルhs←1は基準基地局アンテナ1から基地局アンテナの残りまでの物理チャネルを表し、(M−1)×1ベクトル
は、(M−1)個の送信していない基地局アンテナにおける熱雑音を表す。
・集合S中の基地局アンテナからキャリブレーション基準アンテナ1へのトレーニング:基地局アンテナ2,3,・・・,Mは、M−1個のシンボルからなる系列にそれぞれ応答し、ユニタリトレーニング行列を形成する(ユニタリトレーニング行列に比例する)(1つの特殊な場合が、1つのパイロットをそれぞれ一度に送信することに対応する)。キャリブレーション基準アンテナによって受信される信号は、
によって与えられ、ここで、
はキャリブレーション基準アンテナ受信RFチェーンによる係数である。
・キャリブレーションプロセス:
を左から乗算することによって、BSは
を得る。ここで、物理チャネル相反性により、hs→1=hs←1が得られることに留意されたい。したがって、各m=2,3,・・・,Mに対して、基地局は、比
を算出することができる。キャリブレーションプロセスの終了時に、雑音を無視できるほどにSNRが十分に高い場合、対角キャリブレーション行列
が得られ、ここで、
は、キャリブレーション基準アンテナのアップ変調チェーンおよびダウン変調チェーンのみに依存する無関係な定数項である。
およびアップリンク推定チャネル行列
から得ることができる。特に、
である。
除算することによって形成されることに留意されたい。除算項
内の雑音は、キャリブレーション推定において大きな推定誤差を引き起こす可能性がある。この影響は、実際には、このキャリブレーション方法の開発者らによって気づかれていた。「間接的なキャリブレーション手法を実行する間に我々が遭遇した別の課題は、基準アンテナ1と他のアンテナの間のチャネルに対する大幅な振幅変化である。これは、アンテナの異なる対によって非常に異なるアンテナ間隔を有することができるアンテナアレーのグリッド状構成によるものである。測定によれば、SNRの差は40dBにもなることがあり、参照信号に関する送信電力を適切に選定するジレンマをもたらした。」この解決策は、基準アンテナを基地局アンテナの残りに対して注意深く配置することであった。「基準アンテナを残りのアンテナから隔離して、他のアンテナに対する水平距離がほぼ同一であるような位置に配置する。基準アンテナのそのような配置は、キャリブレーション手順の、物理チャネルからの無線ハードウェアチャネルの隔離により、キャリブレーション性能に影響を与えない」。
を示す図である。
1)配列された素子の大規模アレーを含む1つの手法によって考えられる基本シナリオでは、本明細書で説明されるキャリブレーション技法によって、追加シグナリングを必要とすることなく、1つの手法に関するキャリブレーションロバスト性のかなりの改善が可能である。
2)1つの手法とは対照的に、本発明の少なくとも1つの実施形態における方法は、MU−MIMO用のリモートラジオヘッド(RRH)システムのキャリブレーションを可能にするためにも使用することができる。
3)同じく、1つの手法とは対照的に、本発明の少なくとも1つの実施形態における方法は、ネットワークMIMO送信用のセル展開のリソース効率が良く信頼性が高いキャリブレーションにも使用することができる。
4)同じく、1つの手法とは対照的に、本明細書で説明する方法は、アンテナ素子の分野におけるアンテナの異なる(重複する)集合によってユーザ端末が同時にサービス提供される、より一般的なMU−MIMO展開スキームを可能にするためにも使用することができる。
5)本発明の少なくとも1つの実施形態における方法は、階層的キャリブレーションおよびリソース効率が良く信頼性が高いオンデマンドのキャリブレーションも可能にする。
6)本発明の少なくとも1つの実施形態は、アンテナ素子のおそらく配列されていないおそらく重複した各集合からの相反性ベースMU−MIMO送信を可能にするようにアンテナ素子のそのような集合の部分集合の階層的キャリブレーションおよび/又は逐次キャリブレーションのための参照シグナリング方法も提示する。
[0034]エンティティ内の送受信機ユニットのキャリブレーションを行うための方法および装置について説明する。一実施形態では、各ユニットは、エンティティから少なくとも1つのワイヤレスエンティティへの一括送信で使用するためのアンテナ素子を含む。一実施形態では、この方法は、エンティティ内の各送受信機ユニットのアンテナ素子を使用して、各送受信機ユニットから少なくとも1つのパイロットを送信することと、エンティティ内の各送受信機ユニットのアンテナを使用して、各送受信機ユニットで1つ又は複数の観測結果を受信することであって、少なくとも1つのパイロットの受信に対応する1つ又は複数の観測結果のそれぞれは、エンティティ内の1つ又は複数の他の送受信機ユニットから送信される、受信することと、複数の処理された観測結果を生成することであって、各処理された観測結果は、エンティティにおける1つの送受信機ユニットの送信機ハードウェアとエンティティにおける別の送受信機ユニットの受信機ハードウェアとの間の結合された応答を示す、生成することと、複数の処理された観測結果を1つ又は複数の観測結果対にグループ化することであって、この1つ又は複数の観測結果対の各観測結果対は、エンティティ内の第1の送受信機ユニットの送信機ハードウェアと第2の送受信機ユニットの受信機ハードウェアとの間の結合された応答を示す第1の観測結果と、エンティティ内の前記第2の送受信機ユニットの送信機ハードウェアと前記第1の送受信機ユニットの受信機ハードウェアとの間の結合された応答を示す第2の観測結果とを含む、グループ化することと、観測結果対のうち少なくとも1つに基づいて相対キャリブレーション値を計算することであって、各相対キャリブレーション値が各送受信機ユニットの送受信機と関連付けられ、エンティティにおいて基準ユニットの送受信機に対して相対的である、計算することとを含む。
[0044]同じトポロジ、および基地局アンテナあたり同じ数のキャリブレーショントレーニングスロットすなわちDスロット(D≧1の場合)を含むArgos手法の拡張を考えてみる。この拡張は、次のようなものである。最初に、キャリブレーションアンテナ1を含む各アンテナが、そのトレーニングシンボルを独立してブロードキャストする。一実施形態では、これはArgosと同じシグナリング次元を使用して実行されるが、行列
は対角である、すなわち、集合Sに含まれるアンテナのそれぞれが送信するとき、Sに含まれるアンテナの残りの集合は送信中ではなく、それによって、受信することができる。各アンテナがそのトレーニングシンボル(複数可)をブロードキャストした後、i≠j、0≦i,j≦Mの各々に対して、次の式
がアンテナjからアンテナiへのトレーニングシンボルに対応する測定値のすべてが収集される。これは、すべてのiに対して観測結果yi1およびy1iの集合のみに依拠するArgosとは対照的である。前述の式では、wijは、適切な分散(先に説明したように、雑音余裕のトレードオフ効率に対する設計パラメータであってよい、トレーニング長Dの影響を含む)を持つ、i.i.d.複素ガウス雑音サンプルである。完全な物理チャネル相反性が仮定されるので、双方向のワイヤレスチャネルは同じ(すなわちhij=hji)と考えられる。
ここで、
は、アンテナi,jの非順序対に関連付けられた複素係数である。
が存在する。
であることを見つけるために使用される。
Δは何らかの所定のRSS閾値を表す。このメトリックによって、非常に単純で系統的な方法で、十分に強いレベルで受信されていない測定値対の排除が可能になる。
|c1|=1を条件として、
を最小にする。
によって与えられる。
が得られ、これから
が生じる。
Fo={すべての対(i,j);したがって、(i,j)がFに含まれるか又は(j,i)がFに含まれる}
と決定することができる。
Fo={(1,2),(1,3),・・・,(1,M),(2,1),(3,1),・・・,(M,1)}
である。
と設定することによって、取得することができる。
上記のi番目の式の偏導関数を拡張することによって、次の式
が得られ、ここで、cおよびaiは両方ともM次元の列ベクトルであり、ベクトルcのj番目はcjによって得られ、aiのj番目の項目は
によって得られる。
である。
は、M行およびM−1列を有する。この行列のK番目の行およびm番目の列の要素は、ベクトルakの(m+1)番目の要素によって与えられる。
は、c1を欠いた、cに含まれるすべてのキャリブレーション係数のベクトル、すなわち、
を表す。
は、一組の式
の解によって与えられ、具体的には、
によって与えられる。
の算出に伴う算出コストを犠牲にして、Argosキャリブレーション方法に対するさらなる改善がもたらされる。
[0074]相対キャリブレーションパラメータの推定値
の所与の集合に基づいて、MU−MIMOトレーニングおよびシグナリング動作を実施することができる。最初に、アップリンクパイロットに基づいて観測結果を収集する。次いで、これらの観測結果を中央サーバで使用して、HupのMMSE推定値すなわち
を得る。
の集合が、c1=1で
の形態の式によって算出されると仮定すると、行列Haltは次のように構成される。
を、ci/c1で置き換え、
をHupで置き換えた場合、行列Haltは、D対角を持つ所望の形をとる。したがって、Haltと、たとえば
におけるZFBFなどの任意の所与のプリコーダ関数V=V(Halt)を仮定すると、有効なダウンリンクチャネルは、
によって与えられ、有効なNU×NUチャネル行列は、
によって与えられる。次いで、量log2(1+SINRi)の瞬間率は、i番目のユーザの性能メトリックとして使用することができ、SINRiは通常の方法で算出される。
[0076]一実施形態では、キャリブレーションが段階的に行われる。特に、アンテナ素子の2つの集合、すなわち場合によっては配列されたアレーの5×5アンテナを有する1つの集合(クラスタnと示される)と5素子の別のアレー(クラスタmと示される)を含む図4の例を考えてみる。ci,mは、i=1,2,・・・,Mmに対するクラスタm内の未知のキャリブレーション係数を表し、cj,nは、j=1,2,・・・,Mnに対するクラスタn内の未知のキャリブレーション係数を表す。図4の例では、Mm=5、Mn=25である。
を生じさせ、クラスタn内の自己キャリブレーションは、何らかの未知の複素数値スケーリング定数αnに対して、
を生じさせた、と仮定される。その後、クラスタ間キャリブレーションは、効果的に、共通スケーリング定数までのci,mおよびcj,nに対するクラスタキャリブレーション係数の集合を見つけることになる。これは、共通スケーリング定数までのαmおよびαn、若しくは同じことであるがαm/αnを見つけること、又は同じことであるが関係αm=βαnにおいて複素定数βを推定することに等しい。これは、クラスタ間測定値対、すなわち、いくつかの(i,j)に対するアンテナのいくつかの((i,n),(j,n))対に対する双方向性測定値の任意の非ゼロ部分集合、並びに測定値対を説明する式の対において、ci,mおよびcj,nをそれぞれ、式
と置き換えることに基づいたLSキャリブレーションによって行うことができる。同等に、y(i,m)(j,n)およびy(j,n)(i,m)は、ノード(i,m)および(j,n)における測定値をそれぞれ表し、キャリブレーションパイロットがそれぞれノード(j,n)および(i,m)によって送られるとき、一実施形態では、次の最適化問題が使用される。
を条件として、
を最小にする。
ここで、
とすると、上記問題は次のように書き直すことができる。
αn=1を条件として、
を最小にする。
を返したと仮定すると、何らかの未知のパラメータciに対して、
が得られる。また、Y(i,m)→(j,n)は、ノード(i,m)によって送信されたパイロットに基づいたノード(j,n)における観測結果、すなわち、iおよびjをそれぞれ(i,m)および(j,n)で置き換えた、形式(11)の観測結果を表す。
を仮定すると、パイロットバーストが、すべてのクラスタおよびリンクの部分集合
を含む連結全域部分グラフ
にわたってクラスタを越えてBSによって送信および受信される。また、
は、
に対応する無向辺の集合を表す。キャリブレーションに使用されるべき形式(11)の観測結果の少なくとも1つの対{Y(i,m)→(j,n),Y(j,m)→(i,n)}がある場合、対
であり、この対は、異なるOFDMシンボル上だがチャネルのコヒーレンス時間内にBS(i,m)および(j,n)によって送信された1対のキャリブレーションパイロットによるものである。
は、観測結果のそのような双方向対がクラスタiおよびjそれぞれにおいてAP(i,m)と(j,n)の間で使用可能である、すべての(m,n)インデックス対の集合を表す。したがって、集合
が空でない場合に限り、
である。
を示す。次いで、クラスタ間キャリブレーションのための関連する目的関数は、次のように
と容易に表すことができる。解は、同じステップに従うことによって、容易に導くことができる。
とし、(20)を使用して、Jhをciの関数として次のように
と表現し直すことができる。NC=|Tcl|として
とすると、上記の式をc1の関数として最小にするベクトル
は式(16)によって与えられ、ここで、AはNC×NC行列であり、i番目の行およびj番目の列の要素は、
によって与えられる。何らかのi≠jに対して、
が空の場合、すなわち、
の場合、係数Ai,jはゼロであってもよいことに留意されたい。
[0090]上記のキャリブレーション技法は、相反性ベースMIMO送信のためのセルラー式アーキテクチャのキャリブレーションを行うことに合わせて調整することができる。図6は、基地局が実数軸上の基準場所0,±1,±2,±3,・・・に配置される一次元(1D)セルラートポロジを示す。非常に高いセルおよびセル端率は、ユーザの地理的スケジューリングによって得ることができ、関連基地局(複数可)に対して類似の「地理的」場所にいるユーザは、これらのユーザ場所に合わせて調整されたMIMOアーキテクチャによりトポロジの全体にわたって一括でサービス提供される。そのうえ、一実施形態では、セル再利用−1Massive MIMOは、セルの中心にいるユーザにとって好ましいが、セル縁では、2つの隣接するタワーからのネットワークMIMO送信はセル縁で行うのが好ましいことが多い。類似の記述が、二次元(2D)六角形展開にも当てはまる。そのような送信を可能にするために、一括MU−MIMO送信で関係するアンテナ素子の集合は、一括でキャリブレーションが行われる。1Dの例では、基準の2基地局(BS)クラスタは、一括でキャリブレーションが行われる。
[00103]
実施形態の1つのセットは、階層的キャリブレーションのための逐次シグナリングの使用を含む。以下の例は、本明細書で説明する技法の使用を示す。
例:図9に示されるクラスタmおよびnのクラスタ間キャリブレーションを含むシナリオを考えてみる。クラスタ内キャリブレーションがすでに行われたと仮定される。
であることを意味する。これを使用すると、ノード0からのパイロットに応答した、ノードkにおける観測結果は、
によって与えられ、ここで、hk0は、アンテナ素子0とアンテナ素子kの間の物理チャネルを示す。次いで、ノード1〜Kは同時にパイロットを送り、パイロットの重ね合わせがノード0で受信される。
ここで、w0は雑音を表し、pkはノードkによって送信されたパイロットである。ここで、c0=a0c1であるa0を見つけるために、次が使用されてもよい。
この理由は、雑音を無視すると、
であるからである。実際には、雑音を除去しようと努める(combat)ために、パイロット重みは、第2のチャネルにおける受信SNRを最大にするように選定することができる(K個のパイロットの同時送信)。理想的には、pkは、hk0tkの結合物に比例するように選ばれる。残念ながら、それには、tkを知っていることが必要である。実際には、「akで除算したyk0」の結合物に比例したpkを得ることによって(すなわち、最初にakで除算することによって事前キャリブレーションを行い、次いで結合させ、得られた係数をパイロットとして使用することによって)、このパイロットの選択に接近することができる。その理由は、この量は、雑音がない場合、hk0tkと等しいからである。
Claims (41)
- エンティティ内の複数の送受信機ユニットのキャリブレーションを行うための方法であって、各送受信機ユニットが、前記エンティティから少なくとも1つのワイヤレスエンティティへの一括送信に使用するために、アンテナ素子を含み、前記方法が、
前記エンティティ内の送受信機ユニットによって送信されたパイロットおよび前記エンティティ内の送受信機ユニットによる前記パイロットの観測結果に対応する複数の処理された観測結果を生成するステップであって、各処理された観測結果が、前記エンティティにおいて1つの送受信機ユニットの送信機ハードウェアによって送信されるパイロットと前記エンティティにおける別の送受信機ユニットの受信機ハードウェアによる前記パイロットの観測結果との結合された応答を示す、当該生成するステップと、
前記複数の処理された観測結果を1つ又は複数の観測結果対にグループ化するステップであって、前記1つ又は複数の観測結果対の各観測結果対が、前記エンティティ内の第1の送受信機ユニットの送信機ハードウェアと第2の送受信機ユニットの受信機ハードウェアとの間の結合された応答を示す第1の観測結果と、前記エンティティ内の前記第2の送受信機ユニットの送信機ハードウェアと前記第1の送受信機ユニットの受信機ハードウェアとの間の結合された応答を示す第2の観測結果とを含む、当該グループ化するステップと、
観測結果対のうち少なくとも1つに基づいて相対キャリブレーション値を計算するステップであって、各相対キャリブレーション値が各送受信機ユニットの送受信機と関連付けられ、前記エンティティにおいて基準ユニットの送受信機に対して相対的である、当該計算するステップと、
を含む方法。 - 前記エンティティ内の各送受信機ユニットのアンテナ素子を使用して、前記各送受信機ユニットから少なくとも1つのパイロットを送信するステップと、
前記エンティティ内の各送受信機ユニットのアンテナを使用して、前記各送受信機ユニットで1つ又は複数の観測結果を受信するステップであって、前記少なくとも1つのパイロットの受信に対応する前記1つ又は複数の観測結果のそれぞれが、前記エンティティ内の1つ又は複数の他の送受信機ユニットから送信される、当該受信するステップと、
をさらに含む、請求項1に記載の方法。 - 前記相対キャリブレーション値が、各送受信機ユニットの前記送受信機と前記基準ユニットの前記送受信機の間の相対キャリブレーション係数の推定値を含み、各相対キャリブレーション係数が、前記基準ユニットの送受信機用の前記キャリブレーション係数に対して相対的な、各送受信機ユニットの送受信機用のキャリブレーション係数である、請求項1に記載の方法。
- 前記送受信機ユニットのうち1つの相対キャリブレーション係数が、前記基準ユニットのキャリブレーション係数の比を前記1つの送受信機ユニットのキャリブレーション係数の比で割ったものを含み、前記1つの送受信機ユニットの前記キャリブレーション係数が、前記1つの送受信機ユニットの送信機利得の比を前記1つの送受信機ユニットの受信機利得で割ったものとして定義される、請求項3に記載の方法。
- 前記相対キャリブレーション係数の前記推定値が誤差メトリックに対する値の効果に基づき、前記誤差メトリックが個々の誤差量の関数であり、個々の誤差量が個々の観測結果対内の2つの観測結果の関数に基づく、請求項3に記載の方法。
- 前記誤差メトリックを最小にする値として前記相対キャリブレーション係数を選択するステップであって、前記誤差メトリックが前記個々の誤差量の2乗の和であり、前記個々の誤差量のそれぞれが、前記対内の前記観測結果の線形結合である個々の対に基づく、当該選択するステップ、
をさらに含む、請求項5に記載の方法。 - 前記相対キャリブレーション値を計算する前記ステップが前のキャリブレーション推定値に基づく、請求項5に記載の方法。
- チャネルベクトルを含むチャネル行列を決定するステップであって、各ベクトルが、前記相対キャリブレーション係数の推定値を使用して、前記エンティティ内の複数の送受信機ユニットの前記送受信機とユーザ端末機器の前記送受信機ユニットとの間のチャネル係数を集合的に表すスカラを含む、当該決定するステップと、
前記チャネル行列および前記相対キャリブレーション係数の推定値に基づいてプリコーダを決定するステップと、
前記プリコーダを使用して、前記ユーザ端末にデータを送信するステップと、
をさらに含む、請求項3に記載の方法。 - 第1のエンティティが基地局である、請求項1に記載の方法。
- 基地局であって、
複数の送受信機であって前記複数の送受信機のうち各送受信機がアンテナ素子を備える当該複数の送受信機と、
前記複数の送受信機に結合されたキャリブレーションプロセッサであって、
エンティティ内の送受信機ユニットによって送信されたパイロットおよび前記エンティティ内の送受信機ユニットによる前記パイロットの観測結果に対応する複数の処理された観測結果を生成し、各処理された観測結果が、前記エンティティにおいて1つの送受信機ユニットの送信機ハードウェアによって送信されるパイロットと前記エンティティにおける別の送受信機ユニットの受信機ハードウェアによる前記パイロットの観測結果との結合された応答を示し、
前記複数の処理された観測結果を1つ又は複数の観測結果対にグループ化し、前記1つ又は複数の観測結果対の各観測結果対が、前記複数の送受信機の第1の送受信機ユニットの送信機ハードウェアと第2の送受信機ユニットの受信機ハードウェアとの間の結合された応答を示す第1の観測結果と、前記第2の送受信機ユニットの送信機ハードウェアと前記第1の送受信機ユニットの受信機ハードウェアとの間の結合された応答を示す第2の観測結果とを含み、
観測結果対のうち少なくとも1つに基づいて相対キャリブレーション値を計算し、各相対キャリブレーション値が各送受信機ユニットの送受信機と関連付けられ、前記基地局において基準ユニットの送受信機に対して相対的であるように動作可能である、
当該キャリブレーションプロセッサと、
を備える基地局。 - 前記キャリブレーションプロセッサが、少なくとも1つのパイロットを送信するように各送受信機ユニットの前記アンテナ素子を制御し、1つ又は複数の観測結果を受信するように複数の送受信機ユニットの前記アンテナ素子を制御するようにさらに動作可能であり、前記少なくとも1つのパイロットの受信に対応する1つの送受信機ユニットによって受信された前記1つ又は複数の観測結果のそれぞれが、前記複数の送受信機内の1つ又は複数の他の送受信機ユニットから送信される、請求項10に記載の基地局。
- 前記相対キャリブレーション値が、複数の送受信機ユニットのそれぞれの前記送受信機と前記基準ユニットの前記送受信機との間の相対キャリブレーション係数の推定値を含む、請求項10に記載の基地局。
- 前記送受信機ユニットのうち1つの相対キャリブレーション係数が、前記基準ユニットのキャリブレーション係数の比を前記1つの送受信機ユニットのキャリブレーション係数の比で割ったものを含み、前記1つの送受信機ユニットの前記キャリブレーション係数が、前記1つの送受信機ユニットの送信機利得の比を前記1つの送受信機ユニットの受信機利得で割ったものとして定義される、請求項12に記載の基地局。
- 前記相対キャリブレーション係数の前記推定値が誤差メトリックに対する値の効果に基づき、前記誤差メトリックが個々の誤差量の関数であり、個々の誤差量が個々の観測結果対内の2つの観測結果の関数に基づく、請求項12に記載の基地局。
- 前記キャリブレーションプロセッサが、前記誤差メトリックを最小にする値として前記相対キャリブレーション係数を選択するようにさらに動作可能であり、前記誤差メトリックが前記個々の誤差量の2乗の和であり、前記個々の誤差量のそれぞれが前記対内の前記観測結果の線形結合である個々の対に基づく、請求項14に記載の基地局。
- 前記キャリブレーションプロセッサが前のキャリブレーション推定値に基づいて前記相対キャリブレーション値を計算する、請求項14に記載の基地局。
- 前記キャリブレーションプロセッサが、チャネルベクトルのチャネル行列を決定し、各ベクトルが、前記相対キャリブレーション係数の推定値を使用して、前記エンティティ内の複数の送受信機ユニットの前記送受信機とユーザ端末機器の前記送受信機ユニットとの間のチャネル係数を集合的に表すスカラを含み、前記チャネル行列および相対キャリブレーション係数推定値に基づいてプリコーダを決定し、前記プリコーダを使用して、前記ユーザ端末にデータを送信するようにさらに動作可能である、請求項12に記載の基地局。
- 前記送受信機のそれぞれが、
複数のアンテナに結合されて、前記複数のアンテナによって送信中である信号に対して変調を実行する複数の変調ユニットと、
前記複数のアンテナに結合されて、前記複数のアンテナによって受信中である信号に対して復調を実行する複数の復調ユニットと、
を備える、請求項10に記載の基地局。 - 前記複数の変調ユニットに結合されて送信のために信号を生成する送信MIMOプロセッサと、
前記複数の復調ユニットから信号を受信するために結合されたMIMO検出器と、
前記MIMO検出器に結合されて前記MIMO検出器からの信号を処理する受信プロセッサと、
をさらに備える、請求項18に記載の基地局。 - エンティティによって実行されるときに前記エンティティに前記エンティティの送受信機ユニットのキャリブレーションを行うための方法を実行させる命令を記憶する1つ又は複数の非一時的コンピュータ可読媒体を有する製造品であって、
各ユニットがアンテナ素子を含み、前記方法が、
少なくとも1つのパイロットを送信するように各送受信機ユニットの前記アンテナ素子を制御するステップと、
1つ又は複数の観測結果を受信するように複数の送受信機ユニットの前記アンテナ素子を制御するステップであって、前記少なくとも1つのパイロットの受信に対応する1つの送受信機ユニットによって受信された前記1つ又は複数の観測結果のそれぞれが、前記複数の送受信機内の1つ又は複数の他の送受信機ユニットから送信される、当該制御するステップと、
複数の処理された観測結果を生成するステップであって、各処理された観測結果が、第1のエンティティにおける1つの送受信機ユニットの送信機ハードウェアと前記第1のエンティティにおける別の送受信機ユニットの受信機ハードウェアとの間の結合された応答を示す、当該生成するステップと、
前記複数の処理された観測結果を1つ又は複数の観測結果対にグループ化するステップであって、前記1つ又は複数の観測結果対の各観測結果対が、前記第1のエンティティ内の第1の送受信機ユニットの送信機ハードウェアと第2の送受信機ユニットの受信機ハードウェアとの間の結合された応答を示す第1の観測結果と、前記第1のエンティティ内の前記第2の送受信機ユニットの送信機ハードウェアと前記第1のエンティティ内の前記第1の送受信機ユニットの受信機ハードウェアとの間の結合された応答を示す第2の観測結果とを含む、当該グループ化するステップと、
観測結果対のうち少なくとも1つに基づいて相対キャリブレーション値を計算するステップであって、各相対キャリブレーション値が各送受信機ユニットの送受信機と関連付けられ、前記第1のエンティティにおいて基準ユニットの送受信機に対して相対的である、当該計算するステップと、
を含む、製造品。 - 前記相対キャリブレーション値が、各送受信機ユニットの前記送受信機と前記基準ユニットの前記送受信機との間の相対キャリブレーション係数の推定値を含む、請求項20に記載の製造品。
- 通信システム内の1つ又は複数の送受信機ユニットの第1のグループおよび別個の第2のグループのキャリブレーションを一括で行うための方法であって、前記第1のグループおよび前記第2のグループ内の各送受信機ユニットがアンテナ素子を含み、前記方法が、
前記第1のグループ内の少なくとも1つの送受信機ユニットによって送信された少なくとも1つのパイロット、および前記第2のグループ内の少なくとも1つの送受信機ユニットによる前記少なくとも1つのパイロットの観測結果、並びに、
前記第2のグループ内の少なくとも1つの送受信機ユニットによって送信される少なくとも1つのパイロットおよび前記第1のグループ内の少なくとも1つの送受信機ユニットによる前記少なくとも1つのパイロットの観測結果であって、複数の処理された観測結果のそれぞれが、前記第1のグループ内の1つの送受信機ユニットの送信機ハードウェアによって送信されたパイロットと前記第2のグループ内の別の送受信機ユニットの受信機ハードウェアによる前記パイロットの観測結果との結合された応答と、前記第2のグループ内の1つの送受信機ユニットの送信機ハードウェアによって送信されたパイロットと前記第1のグループ内の別の送受信機ユニットの受信機ハードウェアによる前記パイロットの観測結果との結合された応答のどちらかを示す、当該観測結果、
に対応する複数の処理された観測結果を生成するステップと、
前記複数の処理された観測結果を1つ又は複数の観測結果対にグループ化するステップであって、前記1つ又は複数の観測結果対の各観測結果対が、前記第1のグループ内の第1の送受信機ユニットの送信機ハードウェアと前記第2のグループ内の第2の送受信機ユニットの受信機ハードウェアとの間の結合された応答を示す第1の観測結果と、前記第2のグループ内の前記第2の送受信機ユニットの送信機ハードウェアと前記第1のグループ内の前記第1の送受信機ユニットの受信機ハードウェアとの間の結合された応答を示す第2の観測結果とを含む、グループ化するステップと、
観測結果対のうち少なくとも1つに基づいて相対キャリブレーション値の推定値を計算するステップであって、各相対キャリブレーション値が前記第1のグループおよび前記第2のグループ内の各送受信機ユニットの送受信機と関連付けられ、基準ユニットの送受信機に対して相対的である、当該計算するステップと、
を含む、方法。 - 前記第1のグループ内の前記少なくとも1つの送受信機ユニットによって少なくとも1つのパイロットを送信するステップと、
前記第2のグループ内の前記少なくとも1つの送受信機ユニットによって前記少なくとも1つのパイロットの観測結果を受信するステップと、
前記第2のグループ内の前記少なくとも1つの送受信機ユニットによって少なくとも1つのパイロットを送信するステップと、
前記第1のグループ内の前記少なくとも1つの送受信機ユニットによって前記少なくとも1つのパイロットの観測結果を受信するステップと、
をさらに含む、請求項22に記載の方法。 - 相対キャリブレーション値の前記推定値が相対調整値を含み、
前記方法が、
キャリブレーション調整値のうち1つ又は複数を使用して前記第1のグループおよび前記第2のグループの送受信機ユニット内の各アンテナのキャリブレーション係数を調整するステップ、
をさらに含む、請求項22に記載の方法。 - RSS閾値、選択され得る対の数に関する制約、およびキャリブレーションアルゴリズムの複雑さからなるグループから選択された1つに基づいて、前記1つ又は複数の観測結果対の少なくとも1つの対を選択するステップ、
をさらに含む、請求項22に記載の方法。 - 相対キャリブレーション値の前記推定値を計算するステップが最小2乗法に基づく、請求項22に記載の方法。
- 前記第1のグループ内の送受信機ユニットによって送信されたパイロットに対応する処理された観測結果および前記第1のグループ内の他の送受信機ユニットによる前記パイロットの観測結果に基づいて前記第1のグループ内の送受信機ユニットのキャリブレーションを実行するステップ、
をさらに含む、請求項22に記載の方法。 - 前記第1のグループ内の基準ユニットをグローバル基準ユニットとして指定するステップと、
前記第1のグループおよび前記第2のグループ内の複数の送受信機ユニットのキャリブレーションを前記グローバル基準ユニットに対して行うステップと、
をさらに含む、請求項22に記載の方法。 - 前記第2のグループ内の送受信機ユニットを前記第2のグループ内のローカル基準ユニットとして指定するステップと、
前記第2のグループ内の前記ローカル基準ユニットのキャリブレーションを第1のグループ内の前記グローバル基準ユニットに対して実行するステップと、
をさらに含む、請求項28に記載の方法。 - 前記第2のグループのキャリブレーションを前記ローカル基準に対して行うステップの結合された影響として、前記第2のグループ内の送受信機ユニットのキャリブレーションを前記グローバル基準ユニットに対して、前記ローカル基準ユニットのキャリブレーションを前記グローバル基準ユニットに対して行うステップ、
をさらに含む、請求項29に記載の方法。 - 前記第2のグループ内の送受信機ユニットのキャリブレーションを前記ローカル基準ユニットに対して行う前記ステップが、
前記第2のグループ内の送受信機ユニットによって送信されたパイロットおよび前記第2のグループ内の送受信機ユニットによる前記パイロットの観測結果に対応する複数の処理された観測結果を生成するサブステップであって、各処理された観測結果が、前記第2のグループにおいて1つの送受信機ユニットの送信機ハードウェアによって送信されるパイロットと前記第2のグループにおける別の送受信機ユニットの受信機ハードウェアによる前記パイロットの観測結果との結合された応答を示す、当該生成するサブステップと、
前記複数の処理された観測結果を1つ又は複数の観測結果対にグループ化するサブステップであって、前記1つ又は複数の観測結果対の各観測結果対が、前記第2のグループ内の第1の送受信機ユニットの送信機ハードウェアと第2の送受信機ユニットの受信機ハードウェアとの間の結合された応答を示す第1の観測結果と、前記第2のグループ内の前記第2の送受信機ユニットの送信機ハードウェアと前記第1の送受信機ユニットの受信機ハードウェアとの間の結合された応答を示す第2の観測結果とを含む、当該グループ化するサブステップと、
観測結果対のうち少なくとも1つに基づいて相対キャリブレーション値を計算するサブステップであって、各相対キャリブレーション値が各送受信機ユニットの送受信機と関連付けられ、エンティティにおいて前記ローカル基準ユニットの送受信機に対して相対的である、当該計算するサブステップと、
を含む、請求項30に記載の方法。 - 前記第2のグループ内の複数の送受信機ユニットのキャリブレーションを前記ローカル基準ユニットに対して行う前記ステップが、前記ローカル基準のキャリブレーションを前記グローバル基準に対して行う前記ステップの前に行われる、請求項30に記載の方法。
- 送受信機ユニットの第1のグループであって、前記第1のグループの各送受信機ユニットがアンテナ素子を備える、当該送受信機ユニットの第1のグループと、
送受信機ユニットの第2のグループであって、前記第2のグループの各送受信機ユニットがアンテナ素子を備える、当該送受信機ユニットの第2のグループと、
前記第1のグループおよび前記第2のグループに結合された少なくとも1つのキャリブレーションプロセッサであって、
前記第1のグループ内の少なくとも1つの送受信機ユニットによって送信された少なくとも1つのパイロット、および前記第2のグループ内の少なくとも1つの送受信機ユニットによる前記少なくとも1つのパイロットの観測結果、並びに
前記第2のグループ内の少なくとも1つの送受信機ユニットによって送信される少なくとも1つのパイロットおよび前記第1のグループ内の少なくとも1つの送受信機ユニットによる前記少なくとも1つのパイロットの観測結果であって、複数の処理された観測結果のそれぞれが、前記第1のグループ内の1つの送受信機ユニットの送信機ハードウェアによって送信されたパイロットと前記第2のグループ内の別の送受信機ユニットの受信機ハードウェアによる前記パイロットの観測結果との結合された応答と、前記第2のグループ内の1つの送受信機ユニットの送信機ハードウェアによって送信されたパイロットと前記第1のグループ内の別の送受信機ユニットの受信機ハードウェアによる前記パイロットの観測結果との結合された応答のどちらかを示す、観測結果、
に対応する複数の処理された観測結果を生成し、
前記複数の処理された観測結果を1つ又は複数の観測結果対にグループ化し、前記1つ又は複数の観測結果対の各観測結果対が、前記第1のグループ内の第1の送受信機ユニットの送信機ハードウェアと前記第2のグループ内の第2の送受信機ユニットの受信機ハードウェアとの間の結合された応答を示す第1の観測結果と、前記第2のグループ内の前記第2の送受信機ユニットの送信機ハードウェアと前記第1のグループ内の前記第1の送受信機ユニットの受信機ハードウェアとの間の結合された応答を示す第2の観測結果とを含み、
観測結果対のうち少なくとも1つに基づいて相対キャリブレーション値の推定値を計算し、各相対キャリブレーション値が前記第1のグループおよび前記第2のグループ内の各送受信機ユニットの送受信機と関連付けられ、基準ユニットの送受信機に対して相対的であるよう動作可能な、当該キャリブレーションプロセッサと、
を備える通信システム。 - 相対キャリブレーション値の前記推定値が相対調整値を含み、前記第1のグループおよび前記第2のグループの送受信機ユニット内の各アンテナのキャリブレーション係数が、キャリブレーション調整値のうち1つ又は複数を使用して調整される、請求項33に記載の通信システム。
- 前記少なくとも1つのキャリブレーションプロセッサが、RSS閾値、選択され得る対の数に関する制約、およびキャリブレーションアルゴリズムの複雑さからなるグループから選択された1つに基づいて前記1つ又は複数の観測結果対のうち少なくとも1つの対を選択するように動作可能である、請求項33に記載の通信システム。
- 相対キャリブレーション値の前記推定値が最小2乗法に基づいて計算される、請求項33に記載の通信システム。
- 前記第1のグループ内の送受信機ユニットのキャリブレーションが、前記第1のグループ内の送受信機ユニットによって送信されたパイロットに対応する処理された観測結果および前記第1のグループ内の他の送受信機ユニットによる前記パイロットの観測結果に基づいて行われる、請求項33に記載の通信システム。
- 前記第1のグループにおける複数の送受信機ユニット内の送受信機ユニットのキャリブレーションが、
前記第1のグループ内の送受信機ユニットによって送信されたパイロットおよび前記第1のグループ内の送受信機ユニットによる前記パイロットの観測結果に対応する複数の処理された観測結果を生成するステップであって、各処理された観測結果が、前記第1のグループにおいて1つの送受信機ユニットの送信機ハードウェアによって送信されるパイロットと前記第1のグループにおける別の送受信機ユニットの受信機ハードウェアによる前記パイロットの観測結果との結合された応答を示す、当該生成するステップと、
前記複数の処理された観測結果を1つ又は複数の観測結果対にグループ化するステップであって、前記1つ又は複数の観測結果対の各観測結果対が、前記第1のグループ内の第1の送受信機ユニットの送信機ハードウェアと第2の送受信機ユニットの受信機ハードウェアとの間の結合された応答を示す第1の観測結果と、前記第1のグループ内の前記第2の送受信機ユニットの送信機ハードウェアと前記第1の送受信機ユニットの受信機ハードウェアとの間の結合された応答を示す第2の観測結果とを含む、当該グループ化するステップと、
観測結果対のうち少なくとも1つに基づいて相対キャリブレーション値を計算するステップであって、各相対キャリブレーション値が各送受信機ユニットの送受信機と関連付けられ、エンティティにおいて前記基準ユニットの送受信機に対して相対的である、当該計算するステップと、
によって、基準ユニットに対して行われる、請求項33に記載の通信システム。 - 前記第1のグループ内の複数の送受信機ユニットのキャリブレーションが、前記第1のグループおよび前記第2のグループのキャリブレーションを一括で行う前に前記基準ユニットに対して行われる、請求項38に記載の通信システム。
- エンティティによって実行されるときに前記エンティティにエンティティの送受信機ユニットの第1のグループおよび第2のグループのキャリブレーションを行うための方法を実行させる命令を記憶する1つ又は複数の非一時的コンピュータ可読媒体を有する製造品であって、各送受信機ユニットがアンテナ素子を含み、前記方法が、
前記第1のグループ内の送受信機ユニットによって送信されたパイロットおよび前記第2のグループ内の送受信機ユニットによる前記パイロットの観測結果に対応する複数の処理された観測結果を生成するステップであって、前記複数の処理された観測結果のそれぞれが、前記第1のグループにおいて1つの送受信機ユニットの送信機ハードウェアによって送信されるパイロットと前記第2のグループにおける別の送受信機ユニットの受信機ハードウェアによる前記パイロットの観測結果との結合された応答を示す、当該生成するステップと、
前記複数の処理された観測結果を1つ又は複数の観測結果対にグループ化するステップであって、前記1つ又は複数の観測結果対の各観測結果対が、前記第1のグループ内の第1の送受信機ユニットの送信機ハードウェアと前記第2のグループ内の第2の送受信機ユニットの受信機ハードウェアとの間の結合された応答を示す第1の観測結果と、前記第2のグループ内の前記第2の送受信機ユニットの送信機ハードウェアと前記第1のグループ内の前記第1の送受信機ユニットの受信機ハードウェアとの間の結合された応答を示す第2の観測結果とを含む、当該グループ化するステップと、
観測結果対のうち少なくとも1つに基づいて相対キャリブレーション値の推定値を計算するステップであって、各相対キャリブレーション値が前記第1のグループおよび前記第2のグループ内の各送受信機ユニットの送受信機と関連付けられ、基準ユニットの送受信機に対して相対的である、当該計算するステップと、
を含む製造品。 - 2つの基地局の送受信機ユニットのキャリブレーションを一括で行うためのシグナリング方法であって、各送受信機ユニットが、前記2つの基地局を含む基地局の集合から少なくとも1つの他のワイヤレスエンティティへの一括送信のためにアンテナ素子を含み、前記方法が、
第1の基地局の少なくとも1つの送受信機ユニットから少なくとも1つのパイロットを第1の送信ラウンドの一部として送信し、第2の基地局の少なくとも1つの送受信機ユニットから観測結果を受信するステップと、
前記第1の送信の一部として送信された前記少なくとも1つのパイロットに応答して観測結果を受信した前記第2の基地局内の送受信機ユニットの前記集合からの少なくとも1つの送受信機ユニットから、少なくとも1つのパイロットを第2の送信ラウンドの一部として送信するステップと、
前記第2の基地局の前記少なくとも1つのユニットから送信された前記少なくとも1つのパイロットに応答して前記第1の基地局内の前記少なくとも1つのユニットから前記第2の基地局の少なくとも1つのユニットに1つ又は複数の観測結果を送るステップであって、前記第1の基地局内の前記少なくとも1つの送受信機ユニットが、前記第1の送信ラウンドで前記少なくとも1つのパイロットを送信する、当該送るステップと、
複数の処理されたパイロット観測結果を生成するステップであって、各処理されたパイロット観測結果が、前記第1の基地局における1つの送受信機ユニットの送信機ハードウェアと前記第2の基地局における前記少なくとも1つの送受信機ユニットの受信機ハードウェアとの間の結合された応答、又は前記第2の基地局における1つの送受信機ユニットの送信機ハードウェアと前記第1の基地局における前記少なくとも1つの送受信機ユニットの受信機ハードウェアとの間の結合された応答のどちらかを示す、当該生成するステップと、
処理された観測結果を観測結果対にグループ化するステップであって、各対が、前記第1の基地局内の第1のユニットの前記送信機ハードウェアと前記第2の基地局内の第2のユニットの前記受信機ハードウェアの間の前記結合された応答を示す観測結果と、前記第2の基地局内の前記第2のユニットの前記送信機ハードウェアと前記第1の基地局内の前記第1のユニットの前記受信機ハードウェアの間の前記結合された応答を示す観測結果とを含む、当該グループ化するステップと、
前記観測結果対を使用して、前記第1の基地局および前記第2の基地局内の各前記ユニットの前記送受信機と基準ユニットの前記送受信機の間の相対キャリブレーション値の推定値を取得するステップと、
を含む方法。
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