(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の通信ノードによって行われた信号対雑音比（ＳＮＲ）の測定に基づいてビームサイクルパターンでの伝送のためのビームを選択することと、
選択されたビームを前記ビームサイクルパターンで送信することと、
前記複数の通信ノードのサブセットを、該通信ノードのサブセットについて受信した伝送と、前記複数の通信ノードのそれぞれによって行われた信号対雑音干渉電力比（ＳＩＮＲ）の測定に基づいた前記複数の通信ノードからのチャネル情報報告とに基づいてスケジュールすることと、
前記受信した伝送を前記スケジュールされた複数の通信ノードのサブセットに送信することと、
を含む、コントローラ動作の方法。
【請求項２】
前記ビームを選択することは、
それぞれが伝送単位ごとに１回変更される複数のビームパターンを使用してビームフォーミングされた伝送を送信することと、
前記複数の通信ノードのうちの各通信ノードから、ＳＮＲが最高である１又は複数のビームに関する情報を受信することと、
前記受信した情報に基づいてビームサイクルパターンでの伝送のためのビームパターンを決定することと、
を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記通信ノードから受信した情報は、前記通信ノードのＳＮＲが最高である前記１又は複数のビームに対応するインデックスを含み、
ＳＮＲが最高である前記１又は複数のビームの選択は、伝送単位でのＳＮＲの測定に基づく、
請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記ビームパターンを決定することは、
前記受信した情報から優先ビームのヒストグラムを生成することと、
前記複数の通信ノードによって優先ビームとして最も多く選択されたビームから前記ビームサイクルパターンのためのビームパターンを選択することと、
を含む、請求項２に記載の方法。
【請求項５】
前記ビームパターンを選択することは、ビームを優先する通信ノードの数と前記ビームサイクルパターンに前記ビームが現れる回数とに基づいて、前記ビームパターンを選択することを含む、
請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記ビームパターンを選択することは、ビームを優先する通信ノードのスケーリングされた数と前記ビームサイクルパターンに前記ビームが現れる回数とに基づいて、前記ビームパターンを選択することを更に含み、前記ビームを優先する通信ノードの数は、前記ビームについて報告された平均受信信号パワー対ノイズ比によってスケーリングされる、
請求項４に記載の方法。
【請求項７】
前記複数の通信ノードのサブセットをスケジュールすることは、
前記複数の通信ノードから、前記１又は複数のビームに対応するタイムスロットに関する情報を受信することと、
前記複数の通信ノードから受信した情報と前記通信ノードのサブセットについて受信した伝送とに基づいて、通信ノードへの伝送をスケジュールすることと、
を含む、請求項２に記載の方法。
【請求項８】
受信した前記１又は複数のビームに対応する前記タイムスロットに関する情報は、通信ノードの前記１又は複数のビームに対応する前記タイムスロットに対応するインデックスを含み、
前記１又は複数のビームに対応する前記タイムスロットの選択は、伝送単位内での受信信号パワー及び受信干渉パワー対ノイズの測定に基づく、
請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記通信ノードをスケジュールすることは、
少数の通信ノードによって優先されるか又はどの通信ノードによっても優先されないビームパターンを検出することと、
前記検出されたビームパターンを調節することと、
を更に含む、請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
前記検出されたビームパターンを調節することは、
前記検出されたビームパターンを送信しないことを含むか、または、
前記検出されたビームパターンへの帯域幅割り当てを減少させ、残りのビームパターンに追加の帯域幅を割り当てることを含む、
請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
使用中の複数のコントローラのサブセットは複数の通信装置のうちの少なくとも１つの通信装置に無線結合され、複数のコントローラのサブセットは協調ビームスイッチングモード（ＣＢＳＭ）で動作し、前記ＣＢＳＭで動作しているコントローラのそれぞれは、前記複数の通信ノードからの第１の測定値に基づいてビームサイクルパターンでの伝送のためのビームを選択し、前記選択されたビームを前記ビームサイクルパターンで送信し、通信ノードのサブセットへの伝送を該通信ノードのサブセットについて受信した伝送と前記通信ノードからのチャネル情報報告とに基づいてスケジュールするように構成される、複数のコントローラと、
前記複数のコントローラに結合され、各コントローラについてビームサイクルパターンの周期を決定するように構成される中央コントローラと、
２ステージのアルゴリズムを使用して通信ノードへの伝送をスケジュールするように構成され、第１ステージは第１の頻度でビーム選択を実行し、第２ステージは第２の頻度で通信ノード選択を実行し、前記第１の頻度は前記第２の頻度より低い、スケジューラと、
を備え、
前記第１ステージは、前記通信ノードからの信号対雑音比（ＳＮＲ）の測定値の報告を利用してビームをスケジュールするように構成され、
前記第２ステージは、前記通信ノードからの信号対雑音干渉電力比（ＳＩＮＲ）の測定値の報告を利用するように構成された、
通信システム。
【請求項１２】
前記コントローラは更に、
プログラム及びアプリケーションを実行するように構成されると共に前記スケジューラに接続されたプロセッサと、
前記プロセッサ及びアンテナに結合され、受信した伝送を処理し、伝送のために伝送を準備するように構成された送信及び受信回路と、
前記プロセッサに結合され、前記アプリケーションと、前記プログラムと、スケジューリング情報とを記憶するメモリと、
を備える、請求項１１に記載の通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に無線通信に関し、特に協調ビームスイッチングスケジューリング及びスイッチングを可能にするシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般にビームフォーミングを使用する無線通信システムは、複数の送信及び／又は受信アンテナと信号処理とを使用して、固定の又は適応性の送信／受信ビームパターンを作成する。ビームパターンは、単指向性の送信及び／又は受信アンテナと比較した場合に性能向上をもたらし得る指向性の性質を有し得る。ビームパターンの使用は、単指向性の送信及び／又は受信アンテナを使用した無線通信システムを超える送信／受信利得をもたらし得る。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】アルカテル＿ルーセント（Ａｌｃａｔｅｌ＿Ｌｕｃｅｎｔ）、「グリッド−オブ−ビーム（ＧｏＢ）ベースのダウンリンクマルチユーザＭＩＭＯ（Ｇｒｉｄ−ｏｆ−Ｂｅａｍｓ（ＧｏＢ）  Ｂａｓｅｄ  Ｄｏｗｎｌｉｎｋ  Ｍｕｌｔｉ−Ｕｓｅｒ  ＭＩＭＯ）」、ＩＥＥＥ８０２．１６ｍ、２００８年５月
【非特許文献２】ＮＴＴドコモ（ＮＴＴ  ＤｏＣｏＭｏ）、「ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄ技術のための提案（ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄ−Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｄ  Ｍｕｌｔｉｐｏｉｎｔ  ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ／ｒｅｃｅｐｔｉｏｎ）」、ワルシャワ、ポーランド、２００８年６月３０日〜７月４日
【非特許文献３】エリクソン（Ｅｒｉｃｓｓｏｎ）、「ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄ−協調マルチポイント送信／受信（ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄ−Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｄ  Ｍｕｌｔｉｐｏｉｎｔ  ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ／ｒｅｃｅｐｔｉｏｎ）」、ワルシャワ、ポーランド、２００８年６月３０日〜７月４日
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従って、ビームフォーミングは、セルカバレッジを増加させ、セルエッジスペクトル効率を向上させるための有望な技術として促進されてきた。しかし、ビームフォーミングの１つの主な欠点は、干渉している近隣のセルのビームパターンの変化によりユーザ装置（ＵＥ）の測定及び報告とノードＢ（ＮＢ）の伝送との間でチャネル品質が変化するいわゆるフラッシュライト効果（ｆｌａｓｈｌｉｇｈｔ  ｅｆｆｅｃｔ）である。
【０００５】
ＵＥについて他の一般に使用され、一般的に交換可能な用語は、移動局（ｍｏｂｉｌｅ  ｓｔａｔｉｏｎ）、ユーザ、端末、アクセス端末、加入者などを含み得て、コントローラ、基地局（ｂａｓｅ  ｓｔａｔｉｏｎ）、発展型ノードＢ（ｅｎｈａｎｃｅｄ  ＮｏｄｅＢ）、基地端末局（ｂａｓｅ  ｔｅｒｍｉｎａｌ  ｓｔａｔｉｏｎ）などは、ＮＢのための一般に使用される用語であり得る。
【０００６】
この問題への可能な解決法として協調ビームフォーミング／スイッチングが提案された
（非特許文献１及び２参照）。
【０００７】
ロングタームエボリューション（ＬＴＥ）の開発中に特定の環境における性能を最大にするようにＬＴＥをカスタマイズする柔軟性のための多くの議論が行われた。また、ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄ（ＬＴＥ−Ａ）の議論の間、様々なセルからの協調伝送を使用することによって干渉レベルを管理するための多くの提案がなされた（非特許文献３参照）。スペクトル効率を向上させる目的でセルサイズを減少させるのに伴って干渉が増加することはよく知られている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
協調ビームスイッチングスケジューリング及びスイッチングを可能にするシステム及び方法の実施形態により、これら及びその他の問題が一般に解決又は回避され、技術的利点が一般に達成される。
【０００９】
一実施形態によれば、コントローラ動作の方法が提供される。この方法は、ビームサイクルパターンでの伝送のためのビームを選択し、選択されたビームをビームサイクルパターンで送信し、複数の通信ノードのサブセットを通信ノードのサブセットついて受信した伝送と複数の通信ノードからのチャネル情報報告とに基づいてスケジュールし、受信した伝送をスケジュールされた複数の通信ノードのサブセットに送信することを含む。選択することは、複数の通信ノードによって行われた受信信号パワー対ノイズの測定に基づき、チャネル情報報告は、複数の通信ノードのそれぞれによって行われた受信信号パワー及び受信された干渉パワー対ノイズの測定に基づく。
【００１０】
別の実施形態によれば、通信ノード動作の方法が提供される。この方法は、複数の伝送単位にわたって通信ノードと通信ノードにサービスを提供しているコントローラとの間の通信チャネルを測定し、それにより、第１の複数の測定値を生成し、第１の複数の測定値から第１の優先測定値を選択し、第１の優先測定値に関する情報をコントローラに送信し、複数の伝送単位にわたって通信チャネルを測定し、それにより、第２の複数の測定値を生成し、第２の複数の測定値から第２の優先測定値を選択し、第２の優先測定値に関する情報をコントローラに送信し、第２の優先測定値に対応する伝送単位の間コントローラからの伝送を受信することを含む。コントローラからの伝送は、複数のビームパターンを使用してビームフォーミングされ、伝送をビームフォーミングすることにおいて使用されるビームパターンは、伝送単位ごとに１回変更され、コントローラからの伝送は、周期的ビームサイクルパターンを使用してビームフォーミングされる。
【００１１】
別の実施形態によれば、通信システムが提供される。通信システムは、複数のコントローラと複数のコントローラに結合された中央コントローラとを含む。コントローラの使用中サブセットは、複数の通信装置のうちの少なくとも１つの通信装置に無線結合され、複数のコントローラのサブセットは、協調ビームスイッチングモード（ＣＢＳＭ）で動作する。ＣＢＳＭで動作しているコントローラのそれぞれは、複数の通信ノードからの第１の測定値に基づいてビームサイクルパターンでの伝送のためのビームを選択し、選択されたビームをビームサイクルパターンで送信し、通信ノードのサブセットへの伝送を通信ノードのサブセットついて受信した伝送と通信ノードからのチャネル情報報告とに基づいてスケジュールする。中央コントローラは、各コントローラについてビームサイクルパターンの周期を決定する。
【発明の効果】
【００１２】
実施形態の利点は、ビームサイクリングパターンで使用されるビームが、期待されるＵＥ分布（ＵＥ  ｐｏｐｕｌａｔｉｏｎ）ではなく、実際のＵＥ分布に基づいて割り当てられ得ることである。従って、通信システムの性能を実際の状態に合わせ得る。
【００１３】
実施形態の更なる利点は、ビームサイクリングパターンでの使用のために割り当てられたビームは、使用のために望ましくない著しい干渉を受ける場合、除去され得て又は他のやり方で調節され得ることである。望ましくないビームを除去又は調節することは、他のビームのために帯域幅を解放し得て、これはＵＥ分布により貢献し得る。
【００１４】
実施形態の更に別の利点は、ＵＥは干渉セル（ｉｎｔｅｒｆｅｒｉｎｇ  ｃｅｌｌｓ）の知識を必要としないということである。これにより、ＵＥが実行する必要がある測定の量、及び、ＵＥがサービスを提供しているｅＮＢに報告しなければならない情報の量を減らし得る。
【００１５】
上記では、以下の実施形態の詳細な説明をより良く理解できるように、本発明の特徴及び技術的利点についてある程度大まかに概説した。実施形態の追加の特徴及び利点は、本発明の特許請求の範囲の主題を形成する以下において記載される。開示される概念及び特定の実施形態は、本発明の同じ目的を遂行するために、他の構成又はプロセスを修正又は設計するための基礎として容易に利用されてもよいということを当業者は理解されたい。そのような均等な構成は、添付の特許請求の範囲に記載された本発明の精神及び範囲から逸脱するものではないということも当業者は理解されたい。
【００１６】
実施形態及びその利点のより完全な理解のために、ここで、以下の説明を添付の図面と共に参照する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】複数のアンテナからの可能なアンテナビームの図である。
【図２Ａ】２つの隣接するセル内の２つのＵＥの動作の図である。
【図２Ｂ】無線通信システムの図である。
【図２Ｃ】ＮＢの図である。
【図３】ＵＥによって報告されるＣＱＩの図である。
【図４】ＵＥスケジューリングのためのスケジューラのフローチャートである。
【図５Ａ】第１ステージの低速ビーム選択のためのＮＢの動作のフローチャートである。
【図５Ｂ】第１ステージの低速ビーム選択のためのＵＥの動作のフローチャートである。
【図５Ｃ】ＳＮＲがＮＢに報告される第１ステージの低速ビーム選択のためのＵＥの動作のフローチャートを示す。
【図６Ａ】第２ステージの高速ユーザ選択のためのＵＥの動作のフローチャートである。
【図６Ｂ】第２ステージの高速ユーザ選択のためのＮＢの動作のフローチャートである。
【図７Ａ】ＵＥスケジューリングのためのＮＢの動作のフローチャートである。
【図７Ｂ】部分的周波数再利用を使用するＵＥスケジューリングのためのＮＢの動作のフローチャートである。
【図８】低速ビーム選択のみを使用したスケジューリング及び高速ビーム選択を使用したスケジューリングについてのシステム平均スループット及び平均セルエッジスループットのデータプロットである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
実施形態の作製及び使用について、以下に詳細に説明する。但し、本発明は、様々な特定の状況において実施されることが可能な多くの適用可能な発明概念を提供するということを理解されたい。記載される特定の実施形態は、本発明を作製及び使用するための特定のやり方を説明するものにすぎず、本発明の範囲を限定するものではない。
【００１９】
実施形態について、特定の状況（すなわち、ビームフォーミングを使用し、ユーザ装置（ＵＥ）に指向性ビームパターンを使用して送信するノードＢ（ＮＢ）を有する無線通信システム。ＮＢの伝送は相互に同期されていてもよい。）において説明する。本発明は、ＬＴＥ、ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄなどの広範な無線アクセス技術を使用する無線通信システムに適用され得る。加えて、本発明は、無指向性ビームパターンを使用するＮＢに適用され得る。
【００２０】
図１は、複数のアンテナからの可能なアンテナビームを示す。図１に示すように、様々な伝送アンテナに対応する指向性アンテナビーム「ＢＥＡＭ１」１０５、指向性アンテナビーム「ＢＥＡＭ２」１１０、指向性アンテナビーム「ＢＥＡＭ３」１１５、及び指向性アンテナビーム「ＢＥＡＭ４」１２０などの４つの指向性アンテナビームが存在する。図１は、送信される信号を送信するための複数のアンテナのうちの全てのアンテナの使用に対応してもよい全方向性ビーム１２５も示す。
【００２１】
図２Ａは、２つの隣接するセル内の２つのＵＥの動作を示す。最良のＣＱＩを決定するために、第１のＵＥ「ＵＥ１」２０５は第１のＮＢ「ＮＢ１」２１５からの伝送を測定し得、第２のＵＥ「ＵＥ２」２１０は第２のＮＢ「ＮＢ２」２２０からの伝送を測定し得、ＵＥはそれぞれのＮＢに最良のＣＱＩを折り返し報告し得る。ＮＢによって行われる伝送は様々な時において様々なアンテナビームを使用して行われ得る。次に、ＵＥによってＮＢに報告された最良のＣＱＩに対応するスロットを使用してＵＥへの伝送が行われ得る。
【００２２】
セル協調は、多くのレベルにおいて行われてもよい。最高レベルにおいては、中央スケジューラが、セルのクラスタ内の全てのＵＥの全ての無線状態の十分な知識を有し、いかなる瞬間においてもサービスを提供されるＵＥの大域的に最適な選択を見出そうと試みる。
【００２３】
共同譲渡された２００９年４月２４日出願の特許出願第６１／１７２，６２２号明細書において提案された解決法では、協調ビームスイッチングモード（ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｄ  ｂｅａｍ  ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ  ｍｏｄｅ）と呼ばれる新たなビームフォーミングモードを利用する。協調ビームスイッチングにおいては、どのＮＢも、負荷とユーザ分布とに基づいて、事前定義されたパターンに基づく独自のサイクリングパターンを決定し、次に、このサイクリングパターンをバックホール上でクラスタ内の他のＮＢに通信する。このサイクリングパターンは、ＵＥに通信される必要はない（サイクリングパターンの周期のみ）。協調ビームスイッチングモードは、以下を意味する。
−  アンテナポート５上のリファレンス信号（ＲＳ）は、常にスイッチがオンにされる。
−  ＵＥは、アンテナポート５に基づいてＣＱＩを測定する。
−  協調に参加しているクラスタ内のＮＢは、ビームサイクリングパターンの周期に同意し、ブロードキャストする。例えば、８つのアンテナを有するＮＢは８という周期を選択し得て、一方、４つのアンテナを有するＮＢは４という周期を選択し得る。クラスタ周期は、クラスタコントローラによって又は報告されたセル周期の何らかの関数（最大の報告された周期、すなわち８など）によって決定される。
−  クラスタコントローラは、報告されたサイクリング周期に基づいて最適なサイクリング周期を決定し、この周期を個々のＮＢに折り返し報告する。ＮＢは、次に、それらの優先サイクリング周期をクラスタコントローラ周期に調節しなければならず、そして、この周期をセル内のＵＥにブロードキャストする。
−  別の実施形態では、周期は、技術標準によって決定され又は他のやり方で予め指定され、それに応じて、各ＮＢは、ビームサイクリングパターンを決定し、周期はブロードキャストされる必要はなく、その理由は、ＵＥは技術標準から又は予め指定された値からこの値をすでに知っているからである。
−ＵＥは、周期内の最大のＣＱＩが測定されたサブフレームを報告し、周期ごとに１つのＣＱＩを報告する。
【００２４】
ＬＴＥ技術標準によれば、アンテナポート５は、物理ダウンリンク共有チャネル（ＰＤＳＣＨ）上でのデータ伝送の間のみスイッチがオンにされるＵＥ固有のＲＳとして構成される。提案される解決法が有するモードでは、アンテナポート５は、このモードの間常にスイッチがオンにされるセル固有のＲＳとして構成される。提案されるアンテナポート５の共通ＲＳとしての使用は、クラスタ内の全てのＮＢが一定数のサブフレームの特定の周期にわたって事前定義されたビームのセットを周期的に繰り返すというものであり、ここで、ＲＳ及びＰＤＳＣＨの両方が同じビームを使用する。これは、予測可能なビーム及び干渉の両方をＵＥにもたらし得る。ＵＥが、次に、アンテナポート５上のセル固有のＲＳからＣＱＩを直接測定する場合、現在のＵＥ固有のＲＳの場合のようなＣＱＩに関する曖昧さは存在し得ない。
【００２５】
提案される解決法の利点は、以下を含む。
−  ＵＥは、干渉セル上のチャネル推定を実行する必要がない。
−  ＵＥは、優先ＰＭＩも優先干渉源（ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｒ）ＰＭＩも報告する必要がない。
−  計算されるＣＱＩは、最も強い干渉源に基づくのみでなく、完全な干渉環境の関数である。
−  ＵＥは、クラスタ内の他のＮＢの構成を知る必要がない。例えば、いくつかのＮＢは異なる数のアンテナと異なる構成とを有し得る。いくつかのＮＢは協調に参加すらしなくてもよく、ＵＥはそれを知る必要がない。近隣のＮＢが、相関関係のないアンテナ構成を有し、協調ビームスイッチングモードで動作しない場合（空間多重又は送信ダイバーシチを実行してもよい）、ＣＱＩはＲＥ内で送信されるデータ（通常はアンテナポート５のＲＳ）の関数となる。
【００２６】
協調ビームスイッチングシステムを効率的に実施するために時間−周波数ビーム割り当て方法が使用され得る。ＬＴＥはダウンリンク上でＯＦＤＭＡ信号構成を有し、これは、利用され得る周波数領域成分が存在することを意味している。現在のＬＴＥ基準が（時間領域サブフレームスケジューリングに加えて）周波数領域サブバンドスケジューリングを行い得て、従って、サブバンドレベルでマルチユーザダイバーシチ利得を取得し得ることを考慮すれば、協調ビームスイッチングを使用して同様の利得が達成される必要がある。
【００２７】
更に、前述のようにスケジュールング遅延を減少させるために可能な最短のサイクル長を選択することの重要性が強調されなければならない。ＯＦＤＭＡにおいては時間及び周波数の両方においてサイクルし得ることを考慮すれば、ビームごとのローディング（ｐｅｒ  ｂｅａｍ  ｌｏａｄｉｎｇ）をより正確に反映し、必要な干渉ダイバーシチを提供し得るより長いサイクル長（時間はより短い）を選択するためのより多くの柔軟性が存在する。
【００２８】
加えて、特定のビームが、対応するＵＥが周波数領域のピークを有するサブバンド上に配置されなければならない。これは、大きなＵＥプールを仮定すると、重要ではなく、その理由は、一般にどのサブバンドにおいてもいずれかのＵＥが必ずピークにあるからである。しかし、低いローディング状況においては、これはより重要である可能性がある。
【００２９】
図２Ｂは、無線通信システム２５０を示す。無線通信システム２５０は、ＮＢ２５５、ＮＢ２５６、及びＮＢ２５７などの複数のＮＢを含む。それぞれのＮＢは、それがサービスを提供しているＵＥ２６０、ＵＥ２６１、ＵＥ２６２、及びＵＥ２６３などのＵＥにネットワークリソースを割り当てることを担当し得る。例えば、ＮＢは、サービスを提供しているＵＥ宛の伝送を転送し得、又は、ＵＥが情報を送信できるように、サービスを提供しているＵＥに何らかのネットワークリソースを割り当て得る。
【００３０】
無線通信システム２５０の一部又は全てのＮＢは、協調ビームスイッチングモードで動作し得る。協調ビームスイッチングモードで動作しているＮＢは、全てのＮＢのうちの使用中サブセット内にあると呼ばれてもよく、その理由は、全てのＮＢが協調ビームスイッチングモードに参加することを要求されるわけではないからである。協調ビームスイッチングモードで動作しているＮＢは、優先ビームのセットの中のビームを使用して形成されたセル固有のＲＳビームをそれぞれが送信し得る。各ＮＢは、異なる優先ビームのセットを有し得る。１つのＮＢ内の各セルは、異なる優先ビームのセットを有し得る。加えて、各ＮＢ又は各セルは、その優先ビームのセットのうちの異なる数のビームを有し得る。更に、各ＮＢ又は各セルのためのサイクリングパターンは、周期及び／又はパターンに関して異なり得る。
【００３１】
無線通信システム２５０内の全てのＮＢが協調ビームスイッチングモードで動作しているわけではない状況において、ＮＢに協調ビームスイッチングモードで動作していない近隣のＮＢがある場合（例えば、近隣のＮＢは、空間多重又は送信ダイバーシチモードで動作してもよい）、ＮＢのＵＥによって行われるＣＱＩ測定は、ＮＢによって送信されるセル固有のＲＳと同じ時及び周波数において発生する近隣のＮＢによって行われる伝送によって影響を及ぼされ得る。
【００３２】
各ＮＢ又は各セルは、異なる周期を有するビームサイクリングパターンを有し得て、協調ビームスイッチングモードで動作する全てのＮＢのための大域的ビームサイクリングパターン周期が存在し得る。ＮＢに接続されたコントローラ２６５は、それぞれのＮＢ又はセルからの個々のビームサイクリングパターン周期に基づいて、大域的ビームサイクリングパターン周期を指定し得る。大域的ビームサイクリングパターン周期は、全ての個々のサイクリングパターン周期の最小の倍数であり得る。例えば、３つのＮＢがそれぞれ、４、４、及び８という個々のビームサイクリングパターン周期を使用して協調ビームスイッチングモードに参加している場合、大域的ビームサイクリングパターン周期は８であり得る。あるいは、大域的ビームサイクリングパターン周期は、１６、２４などであり得る。
【００３３】
図２Ｃは、ＮＢ２７５を示す。ＮＢ２７５は、それがサービスを提供しているＵＥとの間の通信を制御し得る。ＮＢ２７５は、協調ビームスイッチングを含むいくつかの動作モードで動作し得る。ＮＢ２７５は、アプリケーション及びプログラムを実行するために使用され得るプロセッサ２８０を含む。ＮＢ２７５は、送信される情報／データを処理するため及び受信された情報／データを処理するために使用され得る送信／受信回路２８２も含む。例えば、送信／受信回路２８２は、情報／データのフィルタリング、増幅、誤り検出、誤り訂正、符号化、復号化などを行い得る。情報／データは、アンテナ２８４を介して受信又は送信され得る。１つのアンテナとして示されているが、アンテナ２８４は複数のアンテナのアンテナアレイであり得る。
【００３４】
ＮＢ２７５は、ＮＢ２７５によってサービスを提供されるＵＥへの情報／データの伝送をスケジュールするために使用され得るスケジューラ２８６を更に含む。スケジューラ２８６は、２ステージのスケジューリングアルゴリズムを実施し得、ここで、第１ステージは低速ビーム選択を含み、第２ステージは高速ユーザ選択を含む。スケジューラ２８６及びプロセッサ２８０の両方は、連結され得、かつ、メモリ２８８に結合され得る。メモリ２８８は、アプリケーション及びプログラムと、ＮＢ２７５によってサービスを提供されるＵＥから受信された通信チャネル報告などのスケジューリングデータとを記憶するために使用され得る。メモリ２８８は、どのネットワークリソースがどのＵＥに割り当てられているかに関する情報と、ビームサイクル周期、ビームサイクルパターン、ビーム、コードブックなどのビームサイクル情報とを記憶するためにも使用され得る。
【００３５】
図３は、ＵＥによって報告されるＣＱＩの図を示す。図３は、時間領域におけるサブフレームのスケジューリングも示す。複数のＵＥによって報告されるＣＱＩが様々なサブフレームについて示されている。例えば、サブフレーム３０５において、ＵＥ１は１０というＣＱＩを報告し、ＵＥ２は３．５というＣＱＩを報告し、ＵＥ３は３というＣＱＩを報告し、ＵＥ４は２０というＣＱＩを報告した。各ＵＥについての最大のＣＱＩは、より小さな副正方形を有する網掛けのボックスで強調して示されており、ＵＥ１、ＵＥ２、ＵＥ３、及びＵＥ４についての最大のＣＱＩは、それぞれ、１０、５、１０、及び１００である。期間３１０及び３１５は、２つのビームサイクルを強調する。期間３１０において、それぞれのＵＥについて最大のＣＱＩをもたらしたサブフレームは、同様に、期間３１５において、それぞれのＵＥについて最大のＣＱＩをもたらすことに留意されたい。
【００３６】
協調ビームスイッチングを使用すれば、時間領域ベースのスケジューリングに周波数領域ベースのスケジューリングを追加することによって、図３に示す純粋に時間周波数領域のスケジューリングを時間−周波数領域ベースのスケジューリングに修正することが可能であり得る。
【００３７】
図４は、ＵＥスケジューリングのためのスケジューラ４００のフローチャートを示す。スケジューラ４００は、ＮＢによってサービスを提供されているＵＥとの間の伝送をスケジュールするために使用され得る。スケジューラ４００は、ＮＢが通常の動作モードにある間、ＮＢで実行され得る。
【００３８】
スケジューラ４００は、２ステージのスケジューラであり得、第１ステージは、事前定義されたサイクリング周期を所与としてＮＢのためのビームサイクリングパターンを決定するために使用され得る低速ビーム選択プロセスであり（ブロック４０５）、第２ステージは、どのＵＥがどの時間−周波数−ビームリソース内にスケジュールされるかを決定するために使用され得る高速ユーザ選択プロセスである（ブロック４１０）。第１ステージ及び第２ステージの両方で、ＮＢによってサービスを提供されるＵＥによってＮＢに提供された情報を利用し得る。
【００３９】
図５Ａは、第１ステージの低速ビーム選択のためのＮＢの動作５００のフローチャートを示す。ＮＢの動作５００は、ＮＢがビームサイクル周期の間に送信するビームサイクルパターンのためのビームを選択する際に、ＮＢで発生する動作を表し得る。ＮＢの動作５００は、ＮＢが通常の動作モードで動作している間に発生し得る。
【００４０】
協調ビームスイッチングシステムの目的は、干渉パターンを周期的にし、従って、予測可能にし得る。これは、ＮＢがビームサイクル周期内でどのビームを使用するかを一旦決定したらその選択されたビームを容易に変更しないかもしれず、ある期間にわたって（おそらく数秒程度）ビームサイクル周期内のビームを維持しなければならないかもしれないということを意味してもよい。ビーム選択に伴う可能性がある問題は、不良ビーム（ｂａｄ  ｂｅａｍ）の選択である。不良ビームは、ＵＥが将来優先ビームとして選択しない可能性があるビームであり得る。従って、不良ビームは、事実上デッドビーム（ｄｅａｄ  ｂｅａｍ）、すなわちビームサイクル周期内に存在しなければならないが、どのＵＥも優先ビームとして選択しないビームとなり、かくしてタイムスロットが浪費され得る。
【００４１】
ＮＢの動作５００は、ＮＢがサービスを提供しているＵＥから信号対雑音比（ＳＮＲ）の測定値を受信することから開始され得る（ブロック５０５）。ＵＥは、ビームサイクル周期の間（ＮＢが、ビームサイクルパターンを周期的に繰り返している間）、ＵＥのＮＢとの通信チャネルを測定し得る。例えば、ＵＥは、受信したビームフォーミングされた信号パワーをいかなる干渉パワーも無視しながら測定して、最良のビームｂを選択し得、ここで、最良のビームｂは、最高の受信したビームフォーミングされた信号パワーを有するビームであり得る。ＮＢは、ビームサイクルパターンが設定される前には、（他のＮＢからの伝送によって発生する）干渉変動を制御できないため、ＵＥが干渉パワーを無視することは重要であり得る。
【００４２】
ＮＢは、次に、ＵＥによって報告されたＳＮＲのヒストグラムを生成し得る（ブロック５１０）。例えば、ＮＢは、ベクトルＮｕｍＵｓｅｒｓを維持し得、ここで、ＮｕｍＵｓｅｒｓ（ｂ）は、ビームｂを最良のビームとして選択したＵＥの数のカウントを表す。加えて、ＮＢは、ベクトルＮｕｍＢｅａｍも維持し得、ここで、ＮｕｍＢｅａｍ（ｂ）は、ビームｂがビームサイクルパターンに現れる回数のカウントを表す。
【００４３】
ＵＥによって報告されたＳＮＲのヒストグラム（ＮｕｍＵｓｅｒｓ）から、ＮＢは、次に、ビームサイクルパターンのビームを決定し得る（ブロック５１５）。一実施形態によれば、ＮＢは、ビームｂがビームサイクルパターンに現れる回数のカウント（カウントが０に等しくない限り）によって割られたビームｂを優先ビームとして選択した最大数のユーザを有するビームｂを選択することによって、ビームサイクルパターンのタイムスロット（又は、伝送単位）のためのビームを選択し得る。ビームｂがビームサイクルパターンで使用するために選択された後、ビームｂがビームサイクルパターンに現れる回数のカウントを表すベクトル（ＮｕｍＢｅａｍ（ｂ））がインクリメントされ得る。
【００４４】
疑似コードとして表される場合、ＮＢによるビームサイクルパターンのビームの決定は、次のように表され得る。
【数１】
0005470562.tif 000002
上式で、ｍａｘ＿ｉｎｄｅｘ（引数）は、最大数のＵＥを有するビームに対応するビームインデックスを返し、ＢｅａｍＣｙｃｌｅは、ビームサイクルパターンを表すベクトルである。
【００４５】
代替の実施形態によれば、公平性を犠牲にして追加のスループットを得ることが可能であり得る。例えば、ＮＢは、強いＳＮＲのＵＥにとっての優先ビームとして選択された選択ビームをそのＮＢのビームサイクルパターンで使用するために割り当て得る。疑似コードとして表される場合、ＮＢによるビームサイクルパターンのビームの決定は、次のように表され得る。
【数２】
0005470562.tif 000003
上式で、ＡＶＧ＿ＳＮＲ＿Ｂｅａｍは、各ビームについてのＵＥの平均ＳＮＲのベクトルである。ＵＥは、ＳＮＲを最大にするビームをＮＢに報告し得、すなわち、ＵＥは、Ｂｅａｍ＝ｍａｘ＿ｉｎｄｅｘ（ＳＮＲ）を選択し、ここで、ＳＮＲは、各ビームについてのＳＮＲを表すベクトルである。
【００４６】
一般に、均一に分布したＵＥを有するセル内では、初期ビームパターンサイクルは、可能なビームの列、例えば、［１，２，．．．，ＮｕｍＢｅａｍ］を含み得る。ビーム選択からの干渉に対する影響を最小にするために、ビームサイクルパターンのビームを並べ替えることが可能であり得る。ＮＢの動作５００は、次に、終了し得る。
【００４７】
別の代替の実施形態によれば、各ＵＥは、優先ビームのみを報告する代わりに、全てのＳＮＲをＮＢに報告し得、すなわち、ビームサイクル周期内の各ビームについて、各ＵＥはビームについてのＳＮＲを報告する。ＮＢは、次に、他の全ての報告されたＳＮＲにわたる平均ＳＮＲに基づいて、ＵＥのためのビームを選択し得る。全てのＵＥからの全てのビームについての報告されたＳＮＲは、ＡＬＬ＿ＳＮＲに記憶され得、ＡＬＬ＿ＳＮＲは、全ての報告されたＳＮＲのＮｕｍＢｅａｍ×ＮｕｍＵＥのマトリクスである。この場合、ＡＶＧ＿ＳＮＲ＿Ｂｅａｍは、次のように表され得る。
【数３】
0005470562.tif 000004
多くの他の強い（高ＳＮＲの）ＵＥを有するビームがＮＢによって優先され得る。
【００４８】
図５Ｂは、第１ステージの低速ビーム選択のためのＵＥの動作５５０のフローチャートを示す。ＵＥの動作５５０は、ＮＢがビームサイクル周期の間に送信するビームサイクルパターンのためのビームを選択する際に、ＮＢによってサービスを提供されるＵＥ内で発生する動作を表し得る。ＵＥの動作５５０は、ＵＥが通常の動作モードで動作している間に発生し得る。
【００４９】
ＵＥの動作５５０は、ＵＥがＮＢによって送信されたビームのＳＮＲを測定することから開始され得る（ブロック５５５）。ＵＥは、いかなる干渉パワーも考慮することなしに、ビームフォーミング信号パワーを単に測定し得る。ＵＥは、次に、最高のＳＮＲを有する最良のビームｂを選択し得、そして、最良のビームｂ（又は、最良のビームｂに対応するインデックス、例えば、ビームサイクル周期の時間インデックス）をＮＢに報告し得る（ブロック５６０）。ＵＥの動作５５０は、次に、終了し得る。
【００５０】
代替の実施形態によれば、最良のビームのみを報告する代わりに、ＵＥは、最も高いＳＮＲを有する複数のビームを報告し得る。例えば、ＵＥは、２つ、３つなどの最も高いＳＮＲのビームを、ＮＢに報告し得る。
【００５１】
図５Ｃは、ＳＮＲがＮＢに報告される第１ステージの低速ビーム選択のためのＵＥの動作５７０のフローチャートを示す。ＵＥの動作５７０は、ＮＢがビームサイクル周期の間に送信するビームサイクルパターンのためのビームを選択する際に、ＮＢによってサービスを提供されるＵＥ内で発生する動作を表し得る。ＵＥの動作５７０は、ＵＥが通常の動作モードで動作している間に発生し得る。
【００５２】
ＵＥの動作５７０は、ＵＥがＮＢによって送信されたビームのＳＮＲを測定することから開始され得る（ブロック５７５）。ＵＥは、いかなる干渉パワーも考慮することなしに、ビームフォーミング信号パワーを単に測定し得る。ＵＥは、次に、全てのＳＮＲをＮＢに報告し得る（ブロック５８０）。ＵＥの動作５７０は、次に、終了し得る。
【００５３】
図６Ａは、第２ステージの高速ユーザ選択のためのＵＥの動作６００のフローチャートを示す。ＵＥの動作６００は、ＮＢが伝送をスケジュールするためにユーザを選択する際に、ＮＢによってサービスを提供されるＵＥ内で発生する動作を表し得る。ＵＥの動作６００は、ＵＥが通常の動作モードで動作している間に発生し得る。
【００５４】
ＵＥの動作６００は、ＵＥが、ＵＥとＵＥにサービスを提供しているＮＢとの間の通信チャネルを測定することから開始され得る（ブロック６０５）。ＵＥは、ビームサイクル周期内の異なるタイムスロット（伝送単位）のそれぞれについて通信チャネルを測定し得、そして、優先ビームに対応する優先タイムスロットを選択し得る。ＵＥは、次に、チャネル品質表示（ｃｈａｎｎｅｌ  ｑｕａｌｉｔｙ  ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ）（ＣＱＩ）をＮＢに報告し得る（ブロック６１０）。ＣＱＩは、（存在する場合）受信した送信パワー及び受信した干渉源パワーの両方に基づき得る。例えば、ＵＥは、信号及び干渉対雑音比（ＳＩＮＲ）を測定し得、そして、ＳＩＮＲに基づいて報告するためのＣＱＩを計算して得る。ＮＢのビームサイクルパターンは第１ステージの低速ビーム選択の間にすでに指定され得るため、ＵＥへの干渉は今や規則的かつ予測可能であり得る。従って、ＵＥは、チャネル測定及び優先ビームの選択において、受信した干渉パワーを考慮し得る。ＮＢへのＣＱＩ報告は、優先プリコーディングベクトルをサイクル周期ごとに報告するのと同等のオーバヘッドを有し得る。ＵＥの動作６００は、次に、終了し得る。
【００５５】
好ましい実施形態によれば、ＵＥは、ビームとビームが送信された際のタイムスロットとをＮＢが判定することを可能にする情報と共にＣＱＩを報告し得る。例えば、ＵＥは、優先ビームのタイムスロットに対応する時間インデックスを送信し得る。優先ビームがビームサイクル周期内の複数のタイムスロットにおいて送信されているかもしれないため、優先ビームに関する情報のみでは、ＮＢがビームとタイムスロットとを判定することを可能にするためには十分ではない可能性がある。
【００５６】
別の好ましい実施形態によれば、１つの優先ビームに関する情報のみをＮＢに折り返し報告する代わりに、ＵＥは、優先ビームに関する情報を１つ以上の追加のビームに関する情報と共に報告し得、ここで、追加のビームは、やはり、高いＳＮＲ測定値を有する最高品質のビームである。例えば、ＵＥは、ｍ＋１個のビームに関する情報を報告し得、ここで、優先ビームは、最高のＳＮＲ測定値を有するビームに対応し得、そして、ｍ個の追加のビームは、次の最も高いＳＮＲ測定値を有するｍ個のビームに対応し得る。
【００５７】
図６Ｂは、第２ステージの高速ユーザ選択のためのＮＢの動作６５０のフローチャートを示す。ＮＢの動作６５０は、ＮＢがサービスを提供するＵＥを選択する際に、ＮＢ内で発生する動作を表し得る。ＮＢの動作６５０は、ＮＢが通常の動作モードで動作している間に発生し得る。
【００５８】
ＮＢの動作６５０は、ＮＢがサービスを提供しているＵＥからＣＱＩ報告を受信することから開始され得る（ブロック６５５）。前述のように、ＵＥからのＣＱＩ報告は、各ＵＥの優先ビームに関する情報を優先ビームに対応するタイムスロットをＮＢが判定するのを助け得る追加情報と共に含み得る。あるいは、ＣＱＩ報告は、１つの優先ビームの代わりに、優先ビーム及び１つ又は２つの代替ビームなどのいくつかのビームに関する情報を含み得る。
【００５９】
ＵＥが２つ以上のＣＱＩを報告する場合、ＮＢは、ＵＥの優先ビーム上に利用可能なリソースがあるならば、ＵＥの優先ビームではないビームにＵＥをスケジュールしないよう認識している必要があり得る。このようにすることで、ＮＢは、ＵＥの優先ビーム上にＵＥがスケジュールされるのを妨げ得、通信システムが大域的最大スループットに到達するのを妨げ得る。ＵＥの優先ビーム上のリソースがマルチユーザダイバーシチ利得を達成するのに不十分な場合のみ、ＮＢは、ＵＥの優先ビームではないビームにＵＥをスケジュールし得る。
【００６０】
ＮＢは、次に、受信したＣＱＩ報告に基づいてＵＥをスケジュールし得る（ブロック６６０）。例えば、ＮＢは、ＣＱＩ情報を報告した利用可能なＵＥのプールからのＵＥを、ラウンドロビン、最大スループット、プロポーショナルフェアなどのスケジューリング技術に従って、全ての利用可能なネットワークリソースにわたるタイムスロット／ビームにスケジュールし得る。周波数選択性チャネルを仮定すると、マルチユーザダイバーシチ利得が達成されてもよいように、ＮＢは、異なる周波数ビン内のＵＥを選択するのが妥当であり得る。マルチユーザダイバーシチ利得を最大にするために、ＮＢがビームごとに可能な限り多くのＣＱＩ報告を収集することが重要であり得る。
【００６１】
ＮＢは１つのビームサイクル周期内で１つのビームを複数回送信することが可能であり得、ＵＥはビームのどのインスタンスが優先ビームであるかを示すことが重要であり、その理由は、ビームが送信される異なる時について干渉環境が異なる可能性があるからである。例えば、タイムスロットＡ及びＢの間ビームが送信され、しかしタイムスロットＢの間は近隣のセルがＵＥに直接向かうビームを送信している場合、ＵＥがビームが優先ビームであると報告したとしても、どちらのタイムスロット（Ａ又はＢ）が優先タイムスロットであるかに関する情報がなければ、ＮＢはより悪い干渉環境であるタイムスロットＢにＵＥをスケジュールする可能性がある。ＮＢの動作６５０は、次に、終了し得る。
【００６２】
本明細書に記載される通信システムにおいて、各ビームは、周波周期にわたって一定に保たれ得、次に、スケジューリング時間周期間で変更され得、すなわち、ビームは、ＮＢによってタイムスロットの全体にわたって送信され、ＮＢはタイムスロット単位でのみビームを変更する。しかし、ＮＢが、周波数領域内でビーム間で切り替え、時間領域内で一定に保つことが可能であり得る。ＮＢが、周波数領域及び時間領域の両方のビーム切り替えの組み合わせを使用することも可能であり得る。
【００６３】
図７Ａは、ＵＥスケジューリングのためのＮＢの動作７００のフローチャートを示す。ＮＢの動作７００は、ＮＢが２ステージのスケジューラを使用してＵＥをスケジュールする際のＮＢ内で発生する動作を表してもよい。ＮＢの動作７００は、ＮＢが通常の動作モードで動作している間に発生してもよい。
【００６４】
ＮＢの動作７００は、ＮＢが協調ビームスイッチングに参加しているＮＢの動作を制御するために使用され得るクラスタコントローラなどのコントローラからビームサイクル周期を受信することから開始され得る（ブロック７０５）。ビームサイクル周期は、ＮＢによって送信されるビームのビームサイクルパターンの周期であり得る。協調ビームスイッチングに参加している各ＮＢは、同じビームサイクル周期のビームサイクルパターンを有し得る。しかし、個々のＮＢによって送信されるビーム及びビーム自体の順序は、個々のＮＢの間で異なり得る。
【００６５】
ＮＢがクラスタコントローラからビームサイクル周期を受信したら、ＮＢは、ビームの送信を開始し得る。例えば、ＮＢは、ことによると任意のパターンで又は順に利用可能なビームを周期的に繰り返し得る。ＮＢは、次に、サービスを提供しているＵＥからのＳＮＲ報告の受信を開始し得る（ブロック７０７）。各ＵＥからのＳＮＲ報告は、ＮＢに、ＵＥの優先ビームを、すなわち、最高の受信した送信パワーを有するビームを報告し得る。ＵＥは、受信した干渉パワーを考慮することなしにこの決定を行い得る。あるいは、各ＵＥからのＳＮＲ報告は、ＮＢにいくつかのビームを報告し得る。例えば、ＵＥはｍ個のビームを報告し得、ここで、ｍ個のビームは最も高いｍ個の受信された送信パワーを有する。
【００６６】
受信したＳＮＲ報告から、ＮＢは、ビームサイクルパターンを決定することが可能であり得る（ブロック７０９）。例えば、ＮＢは、最も多くのＵＥによって、最高の受信した送信パワーを有するビームとして報告されたビームをビームサイクルパターンのために選択し得る。ＮＢは、ビームサイクルパターンのためのビームを選択するために前述の技術のうちの１つ以上を利用し得る。ＵＥからＳＮＲ報告を受信すること（ブロック７０７）及びビームサイクルパターンを決定すること（ブロック７０９）は、ＵＥスケジューリングのステージ１の低速ビーム選択の一部であり得る。ステージ１の低速ビーム選択は、数秒程度などの比較的長い周期を使用して周期的に行われ得る。
【００６７】
ステージ１の低速ビーム選択の完了に伴って、ＮＢは、ビームサイクルパターンに従ってビームを送信することを開始し得、そして、ステージ２の高速ユーザ選択が開始され得る。ステージ２の高速ユーザ選択は、ＮＢが、サービスを提供しているＵＥからＣＱＩ報告を受信することから開始され得る（ブロック７１１）。一実施形態によれば、ＵＥからのＣＱＩ報告は、ｍ個の優先ビームについての情報を含み得て、ここで、ｍは、ゼロでない正の整数である。好ましくは、ｍは、値１から始まり得る。
【００６８】
ＵＥは、ＮＢに報告するＣＱＩを、ＮＢによってそのビームサイクル周期の間に送信された様々なビームについての通信チャネルのＳＩＮＲを測定することによって計算し得る。協調ビームスイッチングで動作しているＮＢのビームサイクルパターンはステージ１の低速ビーム選択において設定されているため、ＵＥは近隣のセルからの干渉を考慮に入れ得る。
【００６９】
ＵＥから受信したＣＱＩ報告を使用して、ＮＢは、デッドビームがあるかどうかを調べて判定し得る（ブロック７１３）。前述のように、デッドビームは、ＮＢによってサービスを提供されるＵＥによって優先ビーム（又は、ｍ個の優先ビームのうちのいずれか）として報告されないＮＢのビームサイクル周期内のビームであり得る。ビームは、いくつかの理由でデッドビームとなり得る。第１の理由は、ビームによってカバーされるエリア内で動作しているＵＥが存在しないということであり得る。第２の理由は、ビームが送信されている間近隣のセルからの著しい干渉が存在するということであり得る。
【００７０】
デッドビームが存在しない場合、ＮＢは、何も調節を行う必要がなく、ＵＥから報告されたＣＱＩに基づいてリソースにＵＥをスケジュールし得る（ブロック７１５）。ＮＢは、ラウンドロビン、プロポーショナルフェア、最大スループットなどの前述の様々なスケジューリング技術のうちのいずれかを使用してＵＥをスケジュールし得る。ＵＥがスケジュールされたら、ＮＢの動作７００は、次に、終了し得る。
【００７１】
デッドビームが存在する場合、ＮＢは、各ＵＥがそのＣＱＩ報告内で報告すべきビームＣＱＩの数をインクリメントし得、すなわち、ＮＢは、ｍをインクリメントし得る（ブロック７１７）。ｍをインクリメントすることによって、ＮＢは、そのビームサイクルパターンのビームに関する追加情報を受信し、より効率的にＵＥをスケジュールし得る。ＮＢは、次に、ブロック７１１に戻って、追加のＣＱＩ報告をＵＥから受信し得る。
【００７２】
図７Ｂは、部分的周波数再利用を使用するＵＥスケジューリングのためのＮＢの動作７５０のフローチャートを示す。ＮＢの動作７５０は、ＮＢが部分的周波数再利用を使用する２ステージのスケジューラを使用してＵＥをスケジュールする際のＮＢで発生する動作を表し得る。
【００７３】
部分的周波数再利用は、エリア内で動作している他のＮＢへの干渉が減少し得るように、ＮＢが利用できる帯域幅の総量の小部分（すなわち、一部）のみを使用することを含み得る。十分な数のＮＢが部分的周波数再利用を使用してエリア内で動作している場合、近隣のセルにもたらされる干渉は減少し得る。
【００７４】
ＮＢの動作７５０は、ＮＢが、協調ビームスイッチングに参加しているＮＢの動作を制御するために使用され得るクラスタコントローラなどのコントローラから、ビームサイクル周期を受信することから開始され得る（ブロック７５５）。ビームサイクル周期は、ＮＢによって送信されるビームのビームサイクルパターンの周期であり得る。協調ビームスイッチングに参加している各ＮＢは、同じビームサイクル周期のビームサイクルパターンを有し得る。しかし、個々のＮＢによって送信されるビーム及びビーム自体の順序は、個々のＮＢの間で異なり得る。
【００７５】
ＮＢがクラスタコントローラからビームサイクル周期を受信したら、ＮＢはビームの送信を開始し得る。例えば、ＮＢは、ことによると任意のパターンで又は順に、利用可能なビームを周期的に繰り返し得る。ＮＢは、次に、それがサービスを提供しているＵＥからのＳＮＲ報告の受信を開始し得る（ブロック７５７）。各ＵＥからのＳＮＲ報告は、ＮＢに、ＵＥの優先ビームを、すなわち、最高の受信した送信パワーを有するビームを報告し得る。ＵＥは、受信した干渉パワーを考慮することなしに、この決定を行い得る。あるいは、各ＵＥからのＳＮＲ報告は、ＮＢに、いくつかのビームを報告し得る。例えば、ＵＥは、ｍ個のビームを報告し得、ここで、ｍ個のビームは、最も高いｍ個の受信した送信パワーを有する。
【００７６】
受信したＳＮＲ報告から、ＮＢは、ビームサイクルパターンを決定することが可能であり得る（ブロック７５９）。例えば、ＮＢは、最も多くのＵＥによって、最高の受信した送信パワーを有するビームとして報告されたビームを、ビームサイクルパターンのために選択し得る。ＮＢは、ビームサイクルパターンのためのビームを選択するために前述の技術のうちの１つ以上を利用し得る。ＵＥからＳＮＲ報告を受信すること（ブロック７５７）及びビームサイクルパターンを決定すること（ブロック７５９）は、ＵＥスケジューリングのステージ１の低速ビーム選択の一部であり得る。ステージ１の低速ビーム選択は、数秒程度などの比較的長い周期を使用して、周期的に行われ得る。
【００７７】
ステージ１の低速ビーム選択の完了に伴って、ＮＢは、ビームサイクルパターンに従ってビームを送信することを開始し得、そして、ステージ２の高速ユーザ選択が開始され得る。ステージ２の高速ユーザ選択は、ＮＢが、サービスを提供しているＵＥからＣＱＩ報告を受信することから開始され得る（ブロック７６１）。一実施形態によれば、ＵＥからのＣＱＩ報告は、ｍ個の優先ビームについての情報を含み得、ここで、ｍは、ゼロでない正の整数である。好ましくは、ｍは、値１から始まり得る。
【００７８】
ＵＥは、ＮＢに報告するＣＱＩを、ＮＢによってビームサイクル周期の間に送信された様々なビームについての通信チャネルのＳＩＮＲを測定することによって計算し得る。協調ビームスイッチングで動作しているＮＢのビームサイクルパターンは、ステージ１の低速ビーム選択において設定されているため、ＵＥは、近隣のセルからの干渉を考慮に入れ得る。
【００７９】
ＵＥからの受信されたＣＱＩ報告を使用して、ＮＢは、デッドビームがあるかどうかを調べて判定し得る（ブロック７６３）。前述のように、デッドビームは、ＮＢによってサービスを提供されるＵＥによって優先ビーム（又は、ｍ個の優先ビームのうちのいずれか）として報告されないＮＢのビームサイクル周期内のビームであり得る。ビームは、いくつかの理由でデッドビームとなり得る。第１の理由は、ビームによってカバーされるエリア内で動作しているＵＥが存在しないということであり得る。第２の理由は、ビームが送信されている間近隣のセルからの著しい干渉が存在するということであり得る。
【００８０】
デッドビームが存在しない場合、ＮＢは、何も調節を行う必要がなく、ＵＥからの報告されたＣＱＩに基づいてリソースにＵＥをスケジュールし得る（ブロック７６５）。ＮＢは、ラウンドロビン、プロポーショナルフェア、最大スループットなどの前述の様々なスケジューリング技術のうちのいずれかを使用してＵＥをスケジュールし得る。ＵＥがスケジュールされたら、ＮＢの動作７５０は、次に、終了し得る。
【００８１】
デッドビームが存在する場合、ＮＢは、デッドビーム（１つ又は複数）の帯域幅を調節し得る（ブロック７６７）。一実施形態によれば、ＮＢがデッドビームを調節し得る１つのやり方は、デッドビームを単にオフにすること、すなわち、デッドビームに対応するビームサイクルパターンのタイムスロットの間は何も送信しないことである。どのＵＥもデッドビームを選択していないため、どのＵＥのスループットも減少せず、デッドビームはもはや送信されていないため、近隣のセルへの干渉が減少し得る。
【００８２】
別の実施形態によれば、ＮＢがデッドビームを調節してもよい１つのやり方は、デッドビームに割り当てられた帯域幅を減少させ、割り当てられていない帯域幅をビームサイクル周期内の他のビームに割り当て、次に、デッドビームをオフにすることである。この実施形態では、デッドビームがオフにされるのに伴い、近隣のセルにもたらされる干渉が減少する。デッドビームがオフにされている間、以前にデッドビームに割り当てられていた帯域幅の一部は他のビームの伝送において使用され得る。以前にデッドビームに割り当てられていた帯域幅は、次に、他のビームを送信するために使用され得、他のビームを優先ビームとして選択したＵＥにより大きな帯域幅が提供される。例えば、帯域幅は、より重い負荷を有するビームに再割り当てされ得る。ＮＢは、次に、ブロック７６１に戻って、追加のＣＱＩ報告をＵＥから受信し得る。
【００８３】
一実施形態によれば、ビームサイクルパターンで使用されるビームは、ＬＴＥ通信システムにおける事前定義されたコードブックなどの事前定義されたコードブックからのものであり得る。ＵＥは、次に、優先ビーム（１つ又は複数）を決定し、ＣＱＩの代わりに、事前定義されたコードブックからのプリコーディングマトリクスインデックス（ＰＭＩ）を折り返し報告し得る。ＰＭＩの報告は、前述のＳＮＲ測定に基づくビームインデックスの報告に類似し得る。ＰＭＩは、共通パイロットからの測定に基づき得て、これにより、より良好なチャネル推定がもたらされ得て、その理由は、共通パイロットは変化せず、ＵＥは時間及び周波数にわたって効率的に補間／平均し得るからである。
【００８４】
ＵＥがビームサイクリングパターンを知っている場合、ＵＥは、優先ＰＭＩ及び測定された干渉変動（協調ビームスイッチングにより、これもまた周期的である）に基づいて、未来時におけるＳＩＮＲを予測することが可能であり得る。
【００８５】
更に、ＵＥが、それ自体のセル内のビームサイクリングパターンと事前定義されたコードブックとを知っている場合、ポート５において使用されるプリコーディングベクトルは、物理データ共有チャネル（ＰＤＳＣＨ）のために現在使用されているプリコーディングベクトルの代わりに、Ｋスイッチ後に使用されるプリコーディングベクトルであり得る。Ｋの値は、通信システム内で知られていなければならない。これにより、各ＵＥが将来の干渉状況を測定し、従って、将来のＣＱＩを報告する機能が可能となり得る。従って、フラッシュライト効果によるＣＱＩ遅延の問題がなくなり得る。
【００８６】
加えて、ＵＥが（事前定義されたコードブックが使用されるという前提で）それ自体のセル内のビームサイクリングパターンを知っている場合、（プリコーディングベクトルの知識と共に）共通パイロットが復調のために使用され得、従って、ポート５上の専用パイロットがオフにされ得、これにより、リファレンスシーケンスのオーバヘッドが減少し、潜在的にチャネル推定の性能が向上し、その理由は、チャネルトラッキングが使用され得るからである。ポート５上で使用されるリファレンスシーケンスは、今やプリコーディングされたパイロットではなく、プリコーディングされたデータであるため、他のセルは依然としてＣＱＩを測定し得る。
【００８７】
図８は、低速ビーム選択のみを使用したスケジューリング及び高速ビーム選択を使用したスケジューリングについてのシステム平均スループット及び平均セルエッジスループットのデータプロットを示す。図８に示す各トレースは２つの点からなり、トレース内の上の点はＮＢにつき１０ＵＥの負荷を表し、トレース内の下の点はＮＢにつき３０ＵＥの負荷を表す。第１のトレース８０５は４つの送信アンテナと２ビットコードブックとを使用した非協調の（ｕｎｃｏｎｄｉｔｉｏｎｅｄ）伝送性能を表し、第２のトレース８１０は４つの送信アンテナと４ビットコードブックとを使用した非協調の伝送性能を表す。第３のトレース８１５は４つの送信アンテナを使用したＳＮＲ報告のみに基づく低速ビーム選択を使用した協調ビームスイッチング性能を表し、第４のトレース８２０は４つの送信アンテナを使用した第１ステージにおけるＳＮＲ報告と第２ステージにおけるＳＩＮＲ報告とに基づく２ステージのスケジューリングを使用した協調ビームスイッチング性能を表す。第５のトレース８２５は８つの送信アンテナを使用したＳＮＲ報告のみに基づく低速ビーム選択を使用した協調ビームスイッチング性能を表し、三角形８３０は４つの送信アンテナを使用した第１ステージにおけるＳＮＲ報告と第２ステージにおけるＳＩＮＲ報告とに基づく２ステージのスケジューリングを使用した協調ビームスイッチング性能を表す。図８に示すように、８つの送信アンテナ及び８ビームの場合、高速ビーム選択を使用して大幅な性能向上が実現される。４つの送信アンテナ及び４ビームの場合も同様の性能向上が見られる。
【００８８】
実施形態及びそれらの利点について詳細に説明してきたが、添付の特許請求の範囲によって規定された本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、様々な変更、置換、及び改変が本明細書中で行われてもよいということを理解されたい。更に、本出願の範囲は、明細書中に記載されたプロセス、機械、製造物、組成物、手段、方法、及びステップの特定の実施形態に限定されることを意図するものではない。本発明の開示から当業者が容易に理解するであろうように、本明細書に記載された対応する実施形態と実質的に同じ機能を実行する、又は実質的に同じ結果を達成する、現在存在している、又は後に開発される、プロセス、機械、製造物、組成物、手段、方法、又はステップは、本発明に従って利用されてもよい。従って、添付の特許請求の範囲は、その範囲内に、そのようなプロセス、機械、製造物、組成物、手段、方法、又はステップを含むことを意図するものである。
本出願は、２００８年１１月２７日に出願された「Ｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇ  Ｍｅｔｈｏｄ  ｔｏ  Ｅｎａｂｌｅ  Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｄ  Ｂｅａｍ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ  ａｎｄ  Ｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇ  ｉｎ  ａｎ  ＬＴＥ  Ｃｅｌｌｕｌａｒ  Ｓｙｓｔｅｍ（ＬＴＥセルラシステムにおいて協調ビームスイッチング及びスケジューリングを可能にするスケジューリング方法）」と題された米国仮特許出願第６１／１１８，４７４号、及び、２００９年１１月２５日に出願された「Ｓｙｓｔｅｍ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  Ｅｎａｂｌｉｎｇ  Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｄ  Ｂｅａｍ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ  ａｎｄ  Ｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇ（協調ビームスイッチング及びスケジューリングを可能にするシステム及び方法）」と題された米国特許出願第１２／６２６，４０１号の利益を主張するものであり、当該出願は参照により本明細書中に援用される。
【図１】
0005470562.tif 000005
【図２Ａ】
0005470562.tif 000006
【図２Ｂ】
0005470562.tif 000007
【図２Ｃ】
0005470562.tif 000008
【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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